專注于膠粘劑的研發制造
隨著電腦和智能手機的迅速發展和普及,應運而生的攝像頭產業也得到了廣泛關注。而如今攝影、攝像功能更是成為手機更新換代最大的推動力之一,各手機大廠都在拼命出奇出新,這些新應用必然對膠水提出新的要求,研泰化學提供的一系列攝像頭模組用膠解決方案,越來越受到廣大企業客戶的肯定與青睞。
一、攝像頭模組成像原理與組成介紹
攝像頭模組是由柔性線路板,攝像傳感器/感光器件(Image Sensor/CMOS),紅外濾光片(IR Filter),基座(Holder),鏡頭組(Lens Set),基板(Substrate),音圈馬達,印刷電路板(PCB)等組成。攝像頭模組結構非常精細,這么多的電子元器件搭配組合在一塊,它們之間需要通過用點膠的方式來組裝起來。以達到抗摔、防水、抗震、導熱、防塵等防護功能延長攝像頭的使用壽命。
鏡片組(LENS)是一個能夠接收光信號并將光信號匯聚于感光器件的裝置,它由一組透鏡經過精密計算而組成,負責光線的透視和過濾。其功能是透視光線,矯正過濾雜光。主要材質是玻璃和塑料,其中玻璃透鏡成像好,價格也高,目前市面上使用最多的還是塑料或者玻塑料混合鏡片。
音圈馬達(VCM)由多個零部件組成,負責自動對焦功能。其原理類似于揚聲器,在永久磁場內,通過改變馬達內線圈的直流電流大小來控制彈簧片的拉伸位置,從而帶動鏡頭運動。
濾光片(IR Filter)負責過濾紅外光,由于圖像傳感器探測光譜的范圍包含了近紅外部分,所以需要加入濾光片濾除鏡紅外,否則成像會偏紅。
傳感器(SENSOR)攝像頭模組的核心部件,目前主要有CCD和CMOS兩種。負責將入射的光信號轉換為數字信號,上面一個小方塊就是一個像素。
外界光線進入后轉化為電能,再透過芯片上的模擬轉換器將獲得的影像訊號轉變為數字信號輸出,然后進行對光感的分析、還原色彩、去除雜質等一系列的運算,使得照片能夠看起來很清晰。我們平常所說的多少像素指的就是攝像頭的分辨率,其數值大小主要由攝像頭傳感器中的像素點決定。
線路板與連接組件主要起承載元器件和聯通其他電路的作用。
要把這些精密的組件粘接和固定在一起,離不開膠粘劑的使用。目前常見的封裝結構主要是COB封裝和CSP封裝,不同的封裝對應的點膠方案也會有所不同。
COB封裝:需要使用絕緣貼合膠將裸晶片粘接到基板,加熱固化后再打金線連接到基板上。
COB封裝涉及到鏡頭、鏡座、傳感器、濾光片、線路板等組件的多次組裝,封裝測試后可直接交由組裝廠。具有成像質量高、封裝成本低、模組高度低、節約空間等優勢。同時也存在制作過程中易受污染、對制作環境要求高,制程長、制程設備成本高,良率低,難維修等缺點。
CSP封裝:需要底部填充膠填充芯片錫球與線路板之間的空隙,固化后加固和保護芯片與線路板的連接。
CSP和COB最大的差別在于CSP感光面有一層玻璃保護,基于此,CSP封裝對潔凈度要求較低,良率也不錯且其制程時間短、制程設備成本低。它的缺點則是價格高、模組高、光線穿透率不佳。
二、攝像頭模組用膠需考慮如下點膠封裝難點
現如今手機的發展方向主要是輕量化和多功能化,得益于以摩爾定律為代表的芯片集成技術與先進封裝技術,滿足了設備在功能增加的同時,更加輕量化。在芯片封裝或模組中用到的膠水,對最終產品的性能及可靠性影響極大,所以無論采用哪種封裝方式,都必須考慮如下點膠封裝難點:
1).膠點繁雜
手機攝像頭模組內部結構復雜精密,多處元器件都需要點膠工藝來完成點膠,粗略估算大致有30多個用膠點。
2). 粘接材質多樣
手機攝像頭模組內部需要粘接材質多種多樣,包括LCP、PET、PC、PBT、PA、FR4、陶瓷、玻璃等,不同的材質以及要求需要應用的膠水也有所不同。
3). 要求復雜
手機攝像頭模組內部各個粘接點的要求和目的不同。如鏡頭與鏡座粘接固定膠,要求低收縮率、低應力、不泄露、快速固化;濾光片固定粘接膠,要求能夠低溫固化,能夠粘接玻璃與塑料;鏡座與基板粘接、FPC與基板粘接,要求膠水能夠低溫固化且強度高;傳感器、基板粘接,芯片粘接,要求流動性好,可靠性高;鏡片粘接鏡筒,要求快速固化;Stiffener補強,要求連接鐵殼密封并能導通電流VCM;音圈馬達要求膠水具有低應力和耐冷熱沖擊的特性,能夠耐受熱膨脹系數差異很大的兩種材料,能夠符合會發生振動的接著需求等。
三、研泰解析攝像頭模組的用膠點及用膠方案
無論采用哪種封裝結構,攝像頭模組都有多個用膠點,以下分析攝像頭模組常用的用膠解決方案。
鏡頭與鏡座固定膠
鏡頭與鏡頭基座調整焦距后,需要用UV膠進行固定,防止焦距變動造成功能不良。
透鏡的粘接主要使用UV膠,為了避免膠水在沒有固化時流入不透光的縫隙,其使用的膠水粘度和觸變性都需要滿足一定的要求。
鏡片與鏡筒固定膠
需要使用快速固化的UV膠,研泰化學鏡片粘接用膠系列膠水具有固化快、韌性好、抗沖擊性強,耐高溫高濕,優越的可靠性和穩定性等特點,同時高觸變指數可以減少液體遷移和有害物質。
濾光片固定膠
濾光片與鏡頭基座固定,需要涂一條寬度在0.2~0.3mm的UV膠固定。濾光片的粘接會使用到的UV膠會低溫熱固或UV加熱雙固化,采用的方式主要取決于最終的結構設計。
音圈馬達封裝膠
音圈馬達的用膠點比較多,結構設計決定了最終的選擇。主要是粘接線圈與支架、磁鐵固定、彈片等電子元器件固定,通常采用低溫固化膠進行固定。如導電銀膠常用于音圈馬達和彈簧電氣連接、音圈電機端子連接、側面加強件密封等。
傳感器與基板固定膠
感光芯片大,要求低翹曲,需要具備高可靠性、良好的儲存穩定性、粘接強度和電性能。通常使用低溫熱固膠水,通過底部填充膠進行底部點膠填充增強芯片的可靠性。
柔性線路板補強膠
柔性線路板通過UV膠點膠來補強,用來連接鐵殼增加密封性與導通電流。
鏡座支架與基板固定膠
主要是為了加強柔性線路板與基板連接。鏡座支架和鏡座的粘接有兩種情況,對于定焦相機一般使用低溫熱固化的膠粘劑,對于變焦相機一般使用UV+加熱雙固化的膠粘劑,UV+加熱雙固化膠是一種具有UV和熱固化能力的雙固化膠粘劑,且能適用于主動對準制程,簡稱AA制程。
AA制程是一項確定零配件裝配過程中相對位置的技術,在組裝攝像頭每一個零配件時,AA設備將檢測被組裝的半成品,并根據被組裝的半成品的實際情況主動對準,然后將下一個零配件組裝到位。
手機單攝像頭模組已經到達極限,很多生產廠家將研究開發的方向轉向多攝像頭,從最初的單攝到雙攝、隱藏式攝像頭、3Dsensing到多攝等,以此來實現手機攝像頭強大的成像能力。另一方面手機攝像頭對像素的要求也在不斷提高,從過去的幾萬迅速提升至上億,在未來的手機攝像頭發展中,像素肯定會繼續提升,像素的清晰度也會隨之增加。這些改變,讓手機攝像頭用膠量增多的同時對膠水的性能要求也越來越高。
雖然攝像頭模組中LENS、DSP、SENSOR是決定性因素,但膠水等輔材的好壞與加工流程是否標準,也能極大地影響到最終的效果。研泰化學作為一家專業的電子膠粘劑生產提供商,專注于電子膠粘劑研發和制造,擁有國內國際領先的技術,致力于為終端客戶提供富有創造力、技術先進的材料解決方案,通過為客戶解決材料需求來創造最大化價值。研泰經過多年攝像頭模組用膠案例實踐累積,目前已有一系列的產品可以滿足客戶的要求,為攝像頭模組提供輕量化、多功能化的同時安全可靠,能夠為您找到最適合的膠粘劑解決方案。研泰化學敬候您的垂詢!