用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，該設(shè)備包括：基部夾具，該基部夾具從下方保持PCB；輪緣工具，該輪緣工具拾取圖像傳感器并且將圖像傳感器附接至PCB上；以及殼體接合工具，該殼體接合工具拾取殼體組件并且將殼體組件附接至PCB上，從而附接至PCB上的圖像傳感器被接收在殼體組件中，其中，PCB保持單元與輪緣工具的圖像傳感器拾取部分一體地形成并且位于圖像傳感器拾取部分的外側(cè)，當(dāng)圖像傳感器被圖像傳感器拾取部分拾取并且附接至PCB上時(shí)，PCB保持單元與PCB接觸以保持PCB。
【專利說明】用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引證
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典第35條119款要求于2012年6月18日提交的名稱為“用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備(Apparatus for Manufacturing Camera Module)”的韓國(guó)專利申請(qǐng)序列N0.10-2012-0064939的權(quán)益，其整體內(nèi)容通過引證結(jié)合在本申請(qǐng)中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，并且更加特別地，涉及這樣一種用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，其能夠改進(jìn)輪緣工具的結(jié)構(gòu)(該輪緣工具拾取圖像傳感器并且將圖像傳感器附接至PCB上)，從而使得透鏡殼體模塊的安裝高度(level，水平)與圖像傳感器的安裝高度彼此相等 。
【背景技術(shù)】
[0004]板上芯片(chip on board, COB)方法在制造相機(jī)模塊中最為經(jīng)常并且廣泛使用。該COB方法主要由切片(晶片切割(wafer sawing,晶圓切割))工藝、D/A (晶粒附接)工藝、W/B (引線接合)工藝、以及Η/A (殼體附接)工藝組成，并且各個(gè)工藝將在下文中描述。
[0005]-切片工藝:將位于裸晶片上的圖像傳感器附接并且固定在晶片環(huán)的帶上，并且在由金剛石顆粒制成的刀片以高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使圖案的特定位置在X與Y方向上移動(dòng)，從而將圖像傳感器彼此分離。
[0006]-D/A工藝:在PCB上施加環(huán)氧樹脂，并且然后在對(duì)形成PCB上的特定位置圖案進(jìn)行圖像識(shí)別的同時(shí)，將在切片工藝中相應(yīng)地分離的圖像傳感器反復(fù)地附接至PCB的預(yù)定位置上并使其固化。
[0007]-W/B工藝:通過利用毛細(xì)管由金引線將圖像傳感器與PCB的焊盤之間連接，而使圖像傳感器與PCB電連接。
[0008]-Η/A工藝:將環(huán)氧樹脂施加在圖像傳感器安裝在其上的PCB的邊緣處，并且然后將具有透鏡的殼體模塊反復(fù)地附接至預(yù)定位置并使其固化。
[0009]同時(shí)，在通過上述工藝制造相機(jī)模塊中，已開發(fā)具有甚至十二兆像素的高像素模塊。同樣，期望模塊像素的數(shù)量在未來幾年中持續(xù)增加。分辨率問題是由快速增加像素?cái)?shù)量而導(dǎo)致的問題之一。
[0010]如在圖1A中所示，當(dāng)透鏡102的中央光學(xué)軸相對(duì)于接收光的圖像傳感器104的表面成90度角度時(shí)，獲得最為理想的分辨率。然而，如在圖1B中所示，由于圖像傳感器104的傾斜，當(dāng)透鏡102的光學(xué)軸相對(duì)于圖像傳感器104沒有90度的角度時(shí)，在圖像的特定邊緣處的分辨率可能降低，導(dǎo)致降低整個(gè)圖像的分辨率。在圖1A和圖1B中，參考標(biāo)號(hào)101指示殼體組件；103指示紅外(IR)濾光器；以及105指示PCB。
[0011]因此，由于透鏡102自身之間的組合、PCB105的平整度、組裝自動(dòng)對(duì)焦致動(dòng)器中的傾斜等，可能在封裝過程期間復(fù)雜地產(chǎn)生圖像傳感器104的傾斜而導(dǎo)致分辨率降低。
[0012]【相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)】[0013]【專利文獻(xiàn)】
[0014](專利文獻(xiàn)I)韓國(guó)專利特開公開N0.10-2009-0015697
[0015](專利文獻(xiàn)2)日本專利特開公開N0.2011-151551

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目標(biāo)在于提供用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，其能夠以如下方式從根本上解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變，這是通過使得透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度彼此相等，從而在晶粒附接(D/A)工藝中隨著PCB的傾斜而改變圖像傳感器的安裝傾斜。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明提供了用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，該設(shè)備包括:基部夾具(base jig)，該基部夾具從下方保持(holding，支撐，固定)PCB ;輪緣工具(rim tool，輪緣式工具)，該輪緣工具拾取圖像傳感器并且將圖像傳感器附接至PCB上；以及殼體接合工具(housing bonding tool),該殼體接合工具拾取殼體組件并且將殼體組件附接至PCB上,從而附接至PCB上的圖像傳感器被接收(received,容納)在殼體組件中,其中，PCB保持單元(holding unit)與輪緣工具的圖像傳感器拾取部分一體地形成并且位于圖像傳感器拾取部分的外側(cè)，當(dāng)圖像傳感器被圖像傳感器拾取部分拾取并且附接至PCB上時(shí)，PCB保持單元與PCB接觸以保持PCB。
[0018]基于輪緣工具的圖像傳感器拾取部分的中心點(diǎn)，PCB保持單元可能包括:沿所有方向朝向圖像傳感器拾取部分的外側(cè)延伸預(yù)定寬度的水平平面部分(horizontal planepart)，以及從水平平面部分的邊緣垂直于水平平面部分以預(yù)定長(zhǎng)度向下形成的豎直構(gòu)件(vertical member,垂直構(gòu)件)。
[0019]豎直構(gòu)件可能形成為隔離壁(barrier wall)的類型，該隔離壁完全地圍繞圖像傳感器拾取部分。`
[0020]豎直構(gòu)件可能被形成為位于圖像傳感器拾取部分的外側(cè)的彼此面對(duì)的至少一對(duì)壁表面結(jié)構(gòu)的類型。
[0021]豎直構(gòu)件被形成為位于圖像傳感器拾取部分的外側(cè)的多個(gè)柱體構(gòu)件(pillarmember)的類型。
[0022]圖形傳感器拾取部分可能被構(gòu)造為真空類型或者夾持類型(grip type)。
[0023]圖像傳感器拾取部分可能具有接觸突出部，這些接觸突出部被構(gòu)造為正方形形狀、圓形形狀、以及不連續(xù)桿形狀中的任一種。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1A和圖1B為示意性解釋了在相機(jī)模塊的制造過程中由于圖像傳感器的傾斜而導(dǎo)致分辨率降低的視圖。
[0025]圖2為解釋了通過晶粒附接(D/A)方法制造相機(jī)模塊的工序的視圖。
[0026]圖3A到圖3C為解釋了在相機(jī)模塊的制造過程中由于PCB的平整度和翹曲而導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生豎直誤差的視圖。
[0027]圖4A與圖4B為解釋了在相機(jī)模塊的制造過程中由于在裝配(按壓)透鏡時(shí)產(chǎn)生的偏移而導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生豎直誤差的視圖。[0028]圖5A與圖5B為解釋了在相機(jī)模塊的制造過程中由于在裝配自動(dòng)對(duì)焦致動(dòng)器時(shí)產(chǎn)生的偏移而導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生豎直誤差的視圖。
[0029]圖6A與圖6B為解釋了由于由角度(以該角度夾具被加工并且夾具與設(shè)備結(jié)合)產(chǎn)生的公差而導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生豎直誤差的視圖。
[0030]圖7為示出了圖像傳感器通過根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施例的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備的輪緣工具而被拾取并且附接至PCB上的視圖。
[0031]圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施例的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備的輪緣工具的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0032]圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備的輪緣工具的結(jié)構(gòu)的仰視圖。
[0033]圖1OA與圖1OB為解釋了一種狀態(tài)的視圖，該狀態(tài)為當(dāng)通過現(xiàn)有技術(shù)的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備執(zhí)行D/A工藝時(shí)產(chǎn)生累積公差。
[0034]圖1lA與圖1lB為解釋了一種狀態(tài)的視圖，該狀態(tài)為當(dāng)通過本發(fā)明的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備執(zhí)行D/A工藝時(shí)克服累積公差。
【具體實(shí)施方式】
[0035]在本說明書和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和詞語不應(yīng)被解釋為通用或者字典上的含義，而是應(yīng)當(dāng)基于發(fā)明人能夠合適地定義術(shù)語的概念以便以最佳模式描述他們的發(fā)明的原貝U，被解釋為符合本發(fā)明的技術(shù)理念的含義與概念。
[0036]在整個(gè)說明書中，除非明確說明與之相反，否則詞語“包括(comprise)”以及諸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的變型應(yīng)當(dāng)理解為意指包含所述元件但并不排除任何其他元件。另外，在本說明書中描述的術(shù)語“者(_er)”、“者(-or)”、“模塊(module)”、以及“單元(unit)”意指用于處理至少一個(gè)功能和操作的單元，并且可通過硬件部件或軟件部件及其組合而實(shí)現(xiàn)。
[0037]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0038]此處，為了更好理解，在闡述本發(fā)明的示例性實(shí)施例之前，將首先描述為何在通常相機(jī)模塊的制造過程中產(chǎn)生傾斜的原因以及傾斜的類型。
[0039]根據(jù)在相機(jī)模塊的制造過程中的晶粒附接(D/A)工藝，如上所述，預(yù)定量的環(huán)氧樹脂以預(yù)定形狀被施加在PCB上，并且然后在對(duì)形成在PCB上的圖案進(jìn)行圖像識(shí)別的同時(shí)，將在完成切片之后被相應(yīng)地分離的圖像傳感器拾取并且安裝至PCB的預(yù)定位置上。
[0040]在相關(guān)技術(shù)的晶粒附接(D/A)工藝中，如在圖2中所示，PCB202在基部夾具201上堆疊，同時(shí)PCB202的底表面是基于在機(jī)器內(nèi)的基部夾具20ID的上表面的參考表面。然后，圖像傳感器203附接其上，并且最后，自動(dòng)對(duì)焦致動(dòng)器204 (亦即，包括透鏡模塊的殼體組件)被裝配其上。
[0041]然而，在如上所述的相機(jī)模塊的制造過程中，決定相機(jī)的圖像分辨率的重要因素是進(jìn)入透鏡的光線的入射角度與接收光線的圖像傳感器的透鏡(有效區(qū)域(active area))的表面之間的垂直度(verticality,垂直性)。
[0042]為了獲得這樣的垂直度，PCB的平整度和翹曲、透鏡的適配能力、自動(dòng)對(duì)焦致動(dòng)器的精度、設(shè)備機(jī)構(gòu)的精度、以及夾具公差需要接近“O”(零)。然而，當(dāng)前技術(shù)水平達(dá)不到這樣的角度并且自此導(dǎo)致持續(xù)累積公差，進(jìn)而導(dǎo)致分辨率的缺陷。將參照附圖更多描述導(dǎo)致上述分辨率缺陷(降級(jí)退化)的因素。
[0043]首先，由于在PCB的多層內(nèi)的圖案的集中以及在焊接抗蝕(soldering resist,SR)涂層中的偏離，在確保平整度上存在限制，從而，PCB302的表面如在圖3B中示出的不平整，或者PCB302如在圖3C中示出的是翹曲的。因此，當(dāng)圖像傳感器附接至PCB302上時(shí)，產(chǎn)生傾斜，從而，在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生垂直度誤差。
[0044]此外，如在圖4B中所示，由于在裝配(按壓)透鏡204L時(shí)產(chǎn)生的偏移，導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生垂直度誤差。
[0045]此外，如在圖5B中所示，由于在裝配自動(dòng)對(duì)焦致動(dòng)器510時(shí)產(chǎn)生的偏移，導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生垂直度誤差。
[0046]此外，如在圖6B中所示，由于角度(以該角度，夾具(基部夾具)601和輪緣工具(拾取工具)610被加工并且夾具和輪緣工具裝配組合)產(chǎn)生的公差，導(dǎo)致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產(chǎn)生垂直度誤差。
[0047]本發(fā)明的實(shí)施考慮了如上所述的垂直度誤差的因素，進(jìn)而，本發(fā)明提供了用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，其能夠以如下方式從根本上解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變，這是通過使得透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度彼此相等從而在晶粒附接(D/A)工藝中根據(jù)PCB的傾斜改變圖像傳感器的安裝傾斜。
[0048]圖7到圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備。圖7為示出了圖像傳感器通過輪緣工具被拾取并且附接至PCB上的視圖；圖8為示出了輪緣工具的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；以及圖9為示出了輪緣工具的結(jié)構(gòu)的仰視圖。
[0049]參照?qǐng)D7至圖9，根據(jù)本發(fā)明的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備可能包括:從下方保持PCB702的基部夾具701 ;拾取圖像傳感器703并且將圖像傳感器703附接至PCB702上的輪緣工具710 ;以及拾取殼體組件并且將殼體組件附接至PCB702上的殼體接合工具(未示出)，從而附接至PCB702上的圖像傳感器被容納在殼體組件的內(nèi)部。
[0050]特別地，PCB保持單元720與輪緣工具710的圖像傳感器拾取部分710p —體地形成并且位于圖像傳感器拾取部分710p的外側(cè)。當(dāng)圖像傳感器703通過圖像傳感器拾取部分710p被拾取并且附接至PCB702上時(shí)，PCB保持單元720與PCB702接觸以保持PCB702。
[0051]此處，基于輪緣工具710的圖像傳感器拾取部分710p的中心點(diǎn)，該P(yáng)CB保持單元720包括:沿所有方向朝向圖像傳感器拾取部分710p的外側(cè)延伸預(yù)定寬度的水平平面部分720h，以及從水平平面部分720h的邊緣垂直于水平平面部分720h以預(yù)定長(zhǎng)度向下形成的豎直構(gòu)件720v。
[0052]此外，豎直構(gòu)件720v可能被形成為隔離壁的類型，其完全地圍繞圖像傳感器拾取部分7IOp。
[0053]可選擇地，豎直構(gòu)件720v可能被形成為位于圖像傳感器拾取部分710p的外側(cè)的彼此面對(duì)的至少一對(duì)壁表面結(jié)構(gòu)的類型(例如，完全地圍繞圖像傳感器拾取部分710p的四個(gè)壁表面中的僅兩個(gè)壁表面彼此面對(duì))。
[0054]可選擇地，豎直構(gòu)件720v可能被形成為位于圖像傳感器拾取部分710p的外側(cè)的多個(gè)柱體構(gòu)件的類型。
[0055]此外，圖像傳感器拾取部分710p可能被構(gòu)造為真空類型或者夾持類型。[0056]此外，圖像傳感器拾取部分710p的接觸突出部710t可能被構(gòu)造為正方形形狀、圓形形狀、以及不連續(xù)桿形狀中的任何一種。
[0057]同時(shí)，圖1OA到圖1lB分別示出了通過使用根據(jù)相關(guān)技術(shù)和本發(fā)明的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備實(shí)施D/A工藝。
[0058]如在圖1OA與圖1OB中所示，當(dāng)通過使用根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備來實(shí)施D/A工藝時(shí)，如在圖1OA中所示，由于PCB602的平整度以及其他問題而導(dǎo)致圖像傳感器603可能傾斜。此處，在殼體604最終附接至PCB602上的情況中，如在圖1OB中所示，可能產(chǎn)生過多的累積公差，其是很難克服的。
[0059]然而，如在圖1lA與圖1lB中所示，當(dāng)通過使用根據(jù)本發(fā)明的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備來實(shí)施D/A工藝時(shí)，盡管由于PCB702的平整度以及其他問題而導(dǎo)致圖像傳感器703傾斜，如在圖1lA中所示，當(dāng)殼體704最終附接至PCB702上時(shí)，在透鏡704L的光學(xué)軸與圖像傳感器之間的垂直度保持在90度，從而，過多的累積公差能夠被克服。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，分離的(separate，單獨(dú)的)PCB保持單元形成在輪緣工具的圖像傳感器拾取部分的外側(cè)，從而，當(dāng)圖像傳感器通過圖像傳感器拾取部分拾取并且然后附接至PCB上時(shí)，透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度能夠被制作為彼此相等。因此，在晶粒附接(D/A)工藝中，圖像傳感器的安裝傾斜隨著PCB的傾斜一起改變，從而以如下方式解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變。因此，本發(fā)明能夠防止如在相關(guān)技術(shù)中所描述的由于圖像傳感器的傾斜而導(dǎo)致的分辨率的降級(jí)，并且減少了用于維修和管理相機(jī)模塊的相關(guān)成本。此外，本發(fā)明能夠獲得替代校正調(diào)節(jié)過程的作用，由此提高生產(chǎn)率，并且降低投資成本。
[0061]如上文所述，在本發(fā)明中，分離的PCB保持單元形成在輪緣工具的圖像傳感器拾取部分的外側(cè)，從而，當(dāng)圖像傳感器通過圖像傳感器拾取部分被拾取并且然后附接至PCB上時(shí)，透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度能夠被制作為彼此相等。因此，在晶粒附接(D/A)工藝中，圖像傳感器的安裝傾斜隨著PCB的傾斜一起改變，從而以如下方式解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變。因此，本發(fā)明能夠防止如在相關(guān)技術(shù)中所描述的由于圖像傳感器的傾斜而導(dǎo)致的分辨率的降級(jí)，并且減少了用于維修和管理相機(jī)模塊的相關(guān)成本。此外，本發(fā)明能夠獲得替代校正調(diào)節(jié)過程的作用，從而提高生產(chǎn)率，并且降低投資成本。
[0062]雖然出于解釋說明的目的，已經(jīng)公開本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，本發(fā)明不受限于此，并且對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見的是:在沒有背離如在所附權(quán)利要求中披露的本發(fā)明的范圍與精神的前提下，各種改變、增加以及替代是可能的。所以，本發(fā)明的保護(hù)范圍必須通過以下權(quán)利要求進(jìn)行解釋并且其應(yīng)該解釋為:落入其相等范圍中的所有精神被包含在本發(fā)明的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造相機(jī)模塊的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 基部夾具，所述基部夾具從下方保持PCB ； 輪緣工具，所述輪緣工具拾取圖像傳感器并且將所述圖像傳感器附接至所述PCB上；以及 殼體接合工具，所述殼體接合工具拾取殼體組件并且將所述殼體組件附接至所述PCB上，從而附接至所述PCB上的所述圖像傳感器被接收于所述殼體組件中， 其中，PCB保持單元與所述輪緣工具的圖像傳感器拾取部分一體地形成并且位于所述圖像傳感器拾取部分的外側(cè)，當(dāng)所述圖像傳感器被所述圖像傳感器拾取部分拾取并且附接至所述PCB上時(shí)，所述PCB保持單元與所述PCB接觸以保持所述PCB。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，基于所述輪緣工具的所述圖像傳感器拾取部分的中心點(diǎn)，所述PCB保持單元包括:沿所有方向朝向所述圖像傳感器拾取部分的外側(cè)延伸預(yù)定寬度的水平平面部分，以及從所述水平平面部分的邊緣垂直于所述水平平面部分以預(yù)定長(zhǎng)度向下形成的豎直構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述豎直構(gòu)件被形成為隔離壁的類型，所述隔離壁完全地圍繞所述圖像傳感器拾取部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述豎直構(gòu)件被形成為位于所述圖像傳感器拾取部分的外側(cè)的彼此面對(duì)的至少一對(duì)壁表面結(jié)構(gòu)的類型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述豎直構(gòu)件被形成為位于所述圖像傳感器拾取部分的外側(cè)的多個(gè)柱體構(gòu)件的類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述圖像傳感器拾取部分被構(gòu)造為真空類型或者夾持類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述圖像傳感器拾取部分具有接觸突出部，所述接觸突出部被構(gòu)造為正方形形狀、圓形形狀、以及不連續(xù)桿形狀中的任一種。
【文檔編號(hào)】H04N5/225GK103516966SQ201310239087
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】金秉宰, 李成在, 金相晉, 姜?jiǎng)诐? 趙勝熙 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社