CN119586151A - 摄像模块及摄像模块的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种至少包括一电路板(2)、一图像传感器(7)、一摄像装置壳体(4)及一镜头模块(5)的摄像模块(1)，其中，电路板(2)和摄像装置壳体(4)之间设置有承载板(3)，其中，承载板(3)与电路板(2)固定连接，并且承载板(3)与电路板(2)构成一电子模块，其中，在图像传感器(7)与镜头模块(5)的光轴(O)和/或图像平面之间的调整过程中，借助材料接合工艺将承载板(3)与摄像装置壳体(4)相连接，其中，在承载板(3)和壳体(4)之间在整个周部上预先设置有补偿间隙(6)，其中，在摄像装置壳体(4)的四个角点上形成材料接合部(8)。

Description

摄像模块及摄像模块的制造方法

技术领域

本发明涉及摄像模块及摄像模块的制造方法。

背景技术

从现有技术中，例如从出版物WO2016112890A1中已知一种带承载装置的摄像装置，其中，承载装置设置在图像传感器和电路板之间，并至少部分被摄像装置壳体的外壁包围。

从出版物WO2011120480A1中已知一种光学装置，该光学装置具有一光学模块、一电路板、一图像摄取器件及一承载板，其中，光学模块和图像摄取器件设置在承载板的一侧，而电路板设置在相对一侧。此外，WO2011120481A1中还公布了一种带有光学镜头座的光学装置，其中，在光学模块和光学镜头座上预先设置有用于生成粘合连接的接合面，这些接合面径向环绕光学装置的光轴。

此外，出版物DE102017124550A1还介绍了一种用于机动车辆的摄像装置，该摄像装置包括一壳体、设置有摄像装置图像传感器的一电路板及至少两个与第一电路板和壳体相连接的固定器件，其中，第一电路板借助至少两个固定器件与壳体保持一定距离，并与壳体电连接，其中，壳体有一前壳体部分和一后壳体部分，其中，前壳体部分和后壳体部分彼此电连接，其中，前壳体部分和后壳体部分借助焊接连接彼此相连接。

已知现有技术中存在的问题是：图像传感器(裸芯片、球栅阵列(BGA)、芯片尺寸封装(CSP)结构)相对于摄像装置光学模块或摄像装置壳体的光轴和机械轴的光学稳定性和误差精度。

发明内容

本发明的一项任务是提供一种摄像模块和一种制造方法，其中，摄像模块具有更高的误差精度和光学稳定性。

该项任务是通过独立权利要求1和6解决的。

其它有益的设计方案是从属权利要求的主题。

最初考虑的是，由于图像传感器必须与光轴对准/对齐，迄今为止的摄像模块通常由多个上下叠放、垂直于光轴的电路板组成。借助5轴或6轴进行图像传感器对镜头对焦位置的对准。对焦位置的与误差相关的可变性使原始设备制造商(OEM)难以实现摄像装置的整合。由此导致原始设备制造商(OEM)和传感器制造商的组件的成本难以降低。

由于用于(前面)镜头或(后面)插头的开口，电子模块的前后表面无法直接用于热连接。这使得例如处理器集成电路等与模块外表面的直接散热更加困难，因为电路板和集成电路通常与图像传感器平行置放。这会导致热量在摄像装置壳体中积聚，并由此加热图像传感器，从而导致图像噪点增加，并由此导致图像质量下降。

因此，根据本发明所述提出了一种摄像模块，该摄像模块至少包括一电路板、一图像传感器、一摄像装置壳体及一镜头模块，其中，在电路板和摄像装置壳体之间设置有一承载板，其中，承载板与电路板固定连接，承载板与电路板构成一电子模块，其中，在图像传感器和镜头模块的光轴和/或图像平面之间的调整过程中，借助材料接合工艺使承载板与摄像装置壳体相连接，其中，在承载板和壳体之间在整个周部上预先设置有补偿间隙，其中，材料接合是在摄像装置壳体的四个角点上生成的。

在此，承载板可通过无辅料铆接(Toxen)或咬合铆接的方式与电路板相连接。承载板至少在两个相对的角上各有一个用于将电路板定位在承载板上的固定装置。

通过插入承载板可构建一电子组件，该电子组件为5轴或6轴调整过程使用新的连接技术提供了可能性。

图像传感器可相应设置在电路板或承载板上。

补偿间隙的优点在于，其可用于补偿调整过程中的不规则性或制造公差，从而实现更精确的调整。

摄像模块优选作为卫星式单目摄像装置设置在车辆中，或作为全景环视系统例如应用于多种设计方案中。

一优选设计方案中，调整过程是图像传感器与镜头模块的光轴和/或图像平面之间的5轴或6轴校正。

在另一优选实施方式中，激光焊接方法被用作材料接合工艺。激光焊接方法的优点在于，这种材料接合工艺非常精确。此外，这种材料接合工艺的热变形较小，有利于图像传感器与镜头模块光轴和/或图像平面的精确对准。

至少承载板和摄像装置壳体优选由相同材料制成。通过用相同材料制作光学模块(镜头模块+摄像装置壳体)和电子模块(承载板+电路板)，就可在组装摄像装置时将其它接合技术用作材料接合工艺，而不会造成额外的成本(例如激光焊接)。这不仅提高了使用寿命内的光学稳定性，还增加了光学系统与摄像装置壳体之间的误差精度。此外，还可使用成本优化的连接工艺对镜头模块进行组装。这种优化的电子组件可模块化地使用不同的图像传感器技术。

此外，图像传感器优选作为裸芯片、球栅阵列、芯片尺寸封装或倒装芯片设置在电路板上。使用裸芯片时，图像传感器具有更多优势。通过在承载板上的组装，内部承载板可简单进行图像传感器的热绝缘处理。承载板在图像传感器周围设计了孔几何形状。通过将电路板背面加载到承载板上，图像传感器可通过一种薄厚引线键合工艺直接与电路板相连接。承载板例如在金属设计方案中可用于额外的热分散和散热，例如在塑料设计方案中也可用作热绝缘体。此外，还可在不增加成本的情况下，实现更小的结构尺寸。此外，信号路径短对电磁兼容性(EMV)的干扰也有积极影响。

根据本发明所述，还提出了一种包括一电路板、一图像传感器、一摄像装置壳体及一镜头模块的摄像模块的制造方法，其中，在电路板和摄像装置壳体之间设置有一承载板，所述方法包括以下步骤：

-提供电路板和承载板；

-将图像传感器与电路板或承载板相连接，并将电路板与承载板相连接以制造电子模块；

-提供带有镜头模块的摄像装置壳体；

-通过调整过程将图像传感器与镜头模块的光轴和/或图像平面对准；

-借助在摄像装置壳体四个角点的材料接合工艺将承载板与摄像装置壳体相连接，其中，在承载板与摄像装置壳体(4)之间在整个周部上预先设置有补偿间隙(6)。

在所述方法的优选设计方案中，材料接合工艺是一种激光焊接方法。

调整过程特别优选的是图像传感器与镜头模块的光轴和/或图像平面之间的5轴或6轴校正。

在另一优选设计方案中，通过材料接合工艺在摄像装置壳体和承载板之间生成热连接和/或电连接。

附图说明

其它有益的设计方案和实施方式是附图的主题。

其中：

图1示出根据本发明一实施方式所述一摄像模块示意图；

图2a示出根据本发明一实施方式所述一摄像模块剖面图；

图2b示出根据本发明一实施方式所述具有放大局部的一摄像模块剖面图；

图3示出根据本发明另一实施方式所述具有放大局部的另一摄像模块剖视图；

图4示出根据本发明一实施方式所述方法的一流程示意图。

具体实施方式

图1展示的是根据本发明一实施方式所述摄像模块示意图。在此，摄像模块1由一电路板2、一承载板3、一摄像装置壳体4和一镜头模块5组成。在此，承载板3设置于电路板2和摄像装置壳体4之间。承载板3在面向电路板2的一侧具有至少两个固定器件3a，在电路板2与承载板3相连接时，所述固定器件用于电路板2的定位。此外，在承载板3和摄像装置壳体4之间在整个周部上预先设置有补偿间隙6。

图2a展示的是根据本发明一实施方式所述摄像模块的一剖视图。图1中摄像模块1的剖面A-A展示的是除电路板2、承载板3、壳体4和镜头模组5之外的一材料接合部8，该材料接合部8优选在摄像装置壳体4或承载板3的角点上构成，并处于承载板3和摄像装置壳体4之间。此外，还展示了设置在电路板2的面向镜头模块5一侧上的图像传感器7。在调整过程或5轴/6轴的校正过程中，图像传感器7与镜头模块5的光轴O和/或图像平面对准。也可想象的是，将图像传感器7设置在承载板3的面向镜头模块5的一侧，而将电路板设置在承载板3的背朝镜头模块5的一侧。然后，图像传感器7将通过引线键合与电路板相连接。

图2b展示的是根据本发明一实施方式所述具有放大局部的摄像模块剖视图。在放大局部B中，尤其是例如激光焊接方法构成的焊缝等材料接合部8和补偿间隙6更加清晰可见。所有其他部件基本与图2a相对应。如图所示，材料接合部8形成在承载板3和摄像装置壳体4之间，至少在接合部位处，优选在壳体4的角点处遮盖补偿间隙6。可看出，材料接合部8设置在承载板外侧处及摄像装置壳体4的上侧处。

图3是根据本发明另一实施方式所述具有放大的局部的摄像模块另一剖面图。在放大的局部C中，显示的是与局部B中基本相同的器件。在本实施方式中，只有承载板3具有用于固定电路板2，并例如可用于将电路板2与承载板3相连接的固定器件3a。在此，材料接合部8也在承载板3和摄像装置壳体4之间形成。在此，材料接合部8处于承载板3的外侧处和摄像装置壳体4的外侧处。

图4展示的是根据本发明一实施方式所述方法的一流程示意图。在步骤S1中提供电路板2和承载板3。在步骤S2中，首先将图像传感器7与电路板2或承载板3相连接，然后将电路板2与承载板3相连接，以构建一电子模块。在步骤S3中提供一带有镜头模块5的摄像装置壳体4，在步骤S4中，通过调整过程将图像传感器与镜头模块5的光轴O和/或图像平面对准。在步骤S5中，借助在摄像装置壳体4的四个角点上的材料接合工艺，将承载板3与摄像装置壳体4相连接，其中，承载板3和摄像装置壳体4之间在整个周部上预先设置有补偿间隙6。步骤S1和S2可与步骤S3并行执行。因此，电子模块和光学模块可并行生产，然后在步骤S4中进行调整。根据电子模块的设计方案，图像传感器可与电路板相连接，也可与承载板相连接。在与承载板相连接时，图像传感器例如可通过引线键合与电路板相连接。

附图标记列表：

1 摄像模块

2 电路板

3 承载板

3a 固定器件

4 摄像装置壳体

5 镜头模块

6 补偿间隙

7 图像传感器

8 材料接合部

A-A 剖面

B 放大局部

C 放大局部

O 光轴

S1至S5 步骤

Claims (9)

1.一种摄像模块(1)，其至少包括电路板(2)、图像传感器(7)、摄像装置壳体(4)及镜头模块(5)，其中，电路板(2)与摄像装置壳体(4)之间设置有承载板(3)，其中，承载板(3)与电路板(2)固定连接，承载板(3)与电路板(2)构成电子模块，

其特征在于，

在图像传感器(7)与镜头模块(5)的光轴(O)和/或图像平面之间的调整过程中，借助材料粘合工艺将承载板(3)与摄像装置壳体(4)相连接，其中，在承载板(3)和壳体(4)之间在整个周部上预先设置有补偿间隙(6)，其中，在摄像装置壳体(4)的四个角点上产生材料接合部(8)。

2.根据权利要求1所述的摄像模块(1)，

其特征在于，

调整过程是图像传感器(7)与镜头模块(5)的光轴(O)和/或图像平面之间的5轴或6轴校正。

3.根据权利要求1所述的摄像模块(1)，

其特征在于，

激光焊接方法被用作材料接合工艺。

4.根据权利要求1所述的摄像模块(1)，

其特征在于，

至少承载板(3)及摄像装置壳体(4)具有相同的材料。

5.根据权利要求1所述的摄像模块(1)，

其特征在于，

图像传感器(7)作为裸芯片、球栅阵列、芯片尺寸封装或倒装芯片设置在电路板(2)上。

6.一种用于制造摄像模块(1)的方法，摄像模块至少包括电路板(2)、图像传感器(7)、摄像装置壳体(4)及镜头模块(5)，

其中，

电路板(2)与摄像装置壳体(4)之间设置有承载板(3)，所述方法具有下列步骤：

-提供(S1)电路板(2)和承载板(3)；图像传感器(7)

-将图像传感器(7)与电路板(2)或承载板(2)相连接(S2)，并将电路板(2)与承载板(3)相连接以制造电子模块；

-提供(S3)带有镜头模块(5)的摄像装置壳体(4)；

-通过调整过程将图像传感器(7)与镜头模块(5)的光轴(O)和/或图像平面对准(S4)；

-借助在摄像装置壳体(4)四个角点上的材料接合工艺将承载板(3)与摄像装置壳体(4)相连接(S5)，其中，在承载板(3)与摄像装置壳体(4)之间在整个周部上预先设置有补偿间隙(6)。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

材料接合工艺是一种激光焊接方法。

8.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

调整过程是图像传感器(7)与镜头模块(5)的光轴(O)和/或图像平面之间的5轴或6轴校正。

9.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

通过材料接合工艺在摄像装置壳体(4)和承载板(3)之间形成热连接和/或电连接。