CN107094224B - 摄像头模组的制造方法以及终端处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像头模组的制造方法以及终端处理设备，包括：提供摄像头、柔性电路板、协处理芯片及连接器，所述协处理芯片与所述连接器分别位于所述柔性电路板对应的正反两面；所述摄像头的图像传感器芯片将原图像信号传输至所述协处理芯片，所述原图像信号经所述协处理芯片处理后再由所述连接器传输至终端处理设备。本发明中，图像信号处理芯片接收经过处理之后的图像，缓解图像信号处理芯片进行图像处理的压力，提高图像质量。此外，本发明将协处理芯片设置在补强板内，避免由于协处理芯片导致的摄像头模组高度增加，也不会因协处理芯片的发热影响图像传感器芯片的性能。

Description

摄像头模组的制造方法以及终端处理设备

技术领域

本发明涉及摄像头模组技术领域，尤其涉及一种摄像头模组的制造方法以及终端处理设备。

背景技术

图像信号处理（Image Signal Process，ISP）技术是常用的一种摄像头处理的技术，是按照人眼视觉的要求对对图像传感器中输出的图像数据进行后处理。随着摄像头像素不断提高，后期对图像处理能力的要求也越来越高。低像素图像传感器自带ISP处理单元，而高像素图像传感器普遍采用Raw格式输出加平台ISP的方案。但受限于摄像头模组与ISP芯片传输带宽，高端图像传感器也会内置ISP对图像进行预处理和压缩来缓解带宽问题和平台ISP的压力。

参考图1中所示，目前高端图像传感器通常采用堆栈式设计，堆栈式图像传感器是将图像传感器芯片1与用于ISP处理的芯片2层叠设置，使得用于ISP处理的芯片不占用摄像头模组中的其他空间，以减小整个摄像头模组的面积，用于形成高像素的摄像头模组。然而，图像传感器芯片1与用于ISP处理的芯片1进行键合，将导致整个摄像头模组的高度增加，并影响摄像头模组的良率。此外，用于ISP处理的芯片2功耗较大，发热严重，在摄像头模组的图像信号引入热噪声。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摄像头模组的制造方法以及终端处理设备，解决现有技术中用于ISP处理的芯片导致摄像头模组高度增加、影响良率、产生热噪声的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种摄像头模组的制造方法，包括：

提供摄像头、柔性电路板、协处理芯片及连接器，所述协处理芯片与所述连接器分别位于所述柔性电路板对应的正反两面；

所述摄像头的图像传感器芯片将原图像信号传输至所述协处理芯片，所述原图像信号经所述协处理芯片处理后再由所述连接器传输至终端处理设备。

可选的，所述摄像头将原图像信号传输至所述协处理芯片，协处理芯片对原图像信号进行缓存或处理，使得协处理芯片经连接器传输至终端处理设备的带宽小于图像传感器传输至协处理芯片的带宽。

可选的，所述协处理芯片与所述图像传感器芯片之间间隔大于等于0.2毫米，以减小协处理芯片发热对图像传感器芯片造成的图像品质下降。

可选的，定义所述摄像头与所述协处理芯片的通信协议进行图像信号的传输，所述摄像头与所述协处理芯片之间用于图像信号传输的管脚数量少于所述协处理芯片与所述连接器之间用于图像信号传输的管脚数量，降低柔性电路板布线的复杂度。

可选的，定义所述摄像头与所述协处理芯片的通信协议为双向传输协议，省去用于控制图像传感器芯片的串行接口，降低柔性电路板布线的复杂度。

可选的，所述协处理芯片与所述柔性电路板之间具有粘性填充物，所述协处理芯片与所述粘性填充物用于增强所述柔性电路板的强度，以支撑所述连接器的插拔。

可选的，采用表面贴装技术将所述协处理芯片与所述柔性电路板粘合，所述协处理芯片的焊料凸点与所述柔性电路板电气连接，并在所述协处理芯片与所述柔性电路板之间注入所述粘性填充物。

可选的，所述柔性电路板上还设置一补强板，所述协处理芯片兼容设置于所述补强板内部，所述补强板用于增强所述柔性电路板的强度，以支撑所述连接器的插拔；所述补强板还用于增强所述协处理芯片的散热。

可选的，兼容设置所述协处理芯片的步骤为：提供具有镂空部的补强板，所述协处理芯片粘合设置于所述补强板的镂空部，暴露出协处理芯片的焊料凸点；将所述补强板和所述协处理芯片一体的设置于所述柔性电路板上，且所述协处理芯片的焊料凸点与所述柔性电路板电气连接。

可选的，兼容设置所述协处理芯片的步骤为：提供具有镂空部的补强板，将所述补强板粘合于所述柔性电路板上；将所述协处理芯片设置于所述镂空部中，且所述协处理芯片通过焊料凸点与所述柔性电路板电气连接。

可选的，兼容设置所述协处理芯片的步骤为：提供具有凹部的补强板，所述协处理芯片粘合设置于所述补强板的凹部，暴露出所述协处理芯片的焊料凸点；将所述补强板与所述协处理芯片一体的设置于所述柔性电路板上，且所述协处理芯片的焊料凸点与所述柔性电路板电气连接。

相应的，本发明还提供一种终端处理设备，包括：主板以及采用上所述的实现方法形成的摄像头模组，其中，所述主板与所述连接器电气连接，所述主板通过所述连接器接收所述协处理芯片处理后的原图像信号。

相对于现有技术，本发明摄像头模组的制造方法以及终端处理设备具有以下有益效果：

本发明的摄像头模组包括协处理芯片，协处理芯片与连接器分别设置在柔性电路板对应的正反两面，协处理芯片接收摄像头的图像传感器芯片输出的原图像信号，并将原图像信号进行ISP处理，再由连接器将处理后的原图像信号传输到图像信号处理芯片，从而图像信号处理芯片接收经过处理之后的图像，缓解图像信号处理芯片进行图像处理的压力，提高图像质量。

此外，本发明将协处理芯片设置在补强板内，避免由于协处理芯片导致的摄像头模组高度增加，也不会因协处理芯片的发热影响图像传感器芯片的性能。

附图说明

图1为现有技术中堆栈式图像传感器的结构示意图；

图2为本发明一实施例中摄像头模组的结构示意图；

图3为本发明一实施例中补强板的结构示意图；

图4为本发明一实施例中补强板与协处理芯片粘合于辅助装置上的结构示意图；

图5为本发明一实施例中柔性电路板粘合协处理芯片的结构示意图；

图6为本发明另一实施例中柔性电路板粘合补强板的结构示意图；

图7为本发明另一实施例中柔性电路板粘合协处理芯片的结构示意图；

图8为本发明又一实施例中补强板粘合协处理芯片的结构示意图；

图9为本发明又一实施例中柔性电路板粘合协处理芯片的结构示意图；

图10为本发明一实施例中信号传输示意图；

图11为本发明一实施例中布线示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为了解决背景技术中的问题，本发明提供一种摄像头模组的制造方法以及终端处理设备，摄像头模组包括协处理芯片，协处理芯片与连接器分别设置在柔性电路板对应的正反两面，协处理芯片接收摄像头的图像传感器芯片输出的原图像信号，并将原图像信号进行ISP处理，再由连接器将处理后的原图像信号传输到终端处理设备中的图像信号处理芯片，从而图像信号处理芯片接收经过处理之后的图像，缓解图像信号处理芯片进行图像处理的压力，提高图像质量。此外，本发明将协处理芯片设置在补强板内，避免由于协处理芯片导致的摄像头模组高度增加，也不会因协处理芯片的发热影响图像传感器芯片的性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本发明的摄像头模组的制造方法进行详细描述。

参考图2所示，本发明的摄像头模组包括摄像头10、柔性电路板（FPC）20、协处理芯片（ISP Bridge）40及连接器（Connectors）30。其中，所述协处理芯片40与所述连接器30分别位于所述柔性电路板20对应的正反两面。所述摄像头10包括图像传感器芯片（图2中未示出）以及与图像传感器芯片电气连接的金属导线，金属导线将图像传感器电性接出，并与柔性电路板连接。图像传感器芯片将原图像信号传输至所述协处理芯片40，所述原图像信号经所述协处理芯片40处理，其中，所述协处理芯片40对所述原图像信号进行ISP处理，包括高动态范围渲染（HDR）、相位检测自动对焦（PDAF）、去噪声（De-noise）、自动白平衡、数据压缩、自动曝光控制、去除坏点、色调调整等。之后，处理后的原图像信号再由所述连接器30传输至位于终端处理设备主处理器中的图像信号处理芯片（图中未示出），图像信号处理芯片对接收到的图像信号进行进一步处理。例如本发明一实施例中，所述摄像头10的图像传感器芯片将原图像信号传输至所述协处理芯片40，原图像信号的数据较大，协处理芯片40先对原图像信号进行压缩处理，协处理芯片40再将压缩数据经连接器30传输至终端处理设备，从而提高数据传输效率。其中，协处理芯片40经连接器30传输至终端处理设备（未标注）的带宽小于图像传感器芯片传输至协处理芯片40的带宽。

继续参考图2所示，所述协处理芯片40与所述摄像头10的图像传感器芯片分别错位间隔设置于柔性电路板20的正反两面，即协处理芯片40与图像传感器芯片并非对应的设置，同时增强图像传感器芯片和协处理芯片散热，提高摄像头模组的散热性能，在一实施例中协处理芯片40与图像传感器芯片之间的间隔大于等于0.2毫米，以减小协处理芯片40发热对图像传感器芯片造成的图像品质下降。

此外，柔性电路板20的柔性材料，其机械强度较低，本发明中所述协处理芯片40与所述柔性电路板20之间具有粘性填充物，粘性填充物能够实现协处理芯片40与柔性电路板20之间的粘合，同时协处理芯片40与粘性填充物能够增强所述柔性电路板20的机械强度，用以支撑所述连接器30的插拔。本实施例中，采用表面封装技术（SMT）将协处理芯片40与柔性电路板20进行接合，协处理芯片的焊料凸点与柔性电路板中的金属走线电气连接，同时在协处理芯片与柔性电路板之间注入粘性填充物，如环氧树脂等。当然，本发明中并不限于采用表面贴装技术将协处理芯片40与柔性电路板20粘合，还可以采用激光焊接的形式，本发明对此不予限制。

继续参考图2所示，为了进一步增加柔性电路板的机械强度，所述柔性电路板20上还设置一补强板50，所述协处理芯片40兼容设置于所述补强板50的内部，且所述协处理芯片40通过焊料凸点与柔性电路板20电气连接。所述补强板用于保护所述协处理芯片，并用于增强所述柔性电路板的机械强度，以支撑所述连接器的插拔。此外，补强板50具有良好的导热性能，还能够用于增强协处理芯片40的散热性能。其中，兼容设置所述协处理芯片40的步骤为：

首先，参考图3所示，提供补强板50，所述补强板50具有镂空部51，本实施例中，采用蚀刻或机械冲槽等方式在补强板50中形成镂空部51。其中，补强板50的厚度为80μm~200μm，例如，80μm、100μm、150μm、200μm等，切割出的镂空部51为1mm²~50mm²，此为根据协处理芯片的大小进行的设置。

接着，参考图4所示，将所述协处理芯片40粘合设置于所述补强板50的镂空部51内，并且暴露出协处理芯片40的焊料凸点41，其中，协处理芯片40的高度为8050μm~200μm，例如100μm，焊料凸点41的厚度为50μm ~1500μm，例如150μm，将所述协处理芯片40与补强板50之间通过粘性填充物70粘合。具体的，参考图4所示，提供一辅助装置60，辅助装置60的表面具有粘性，并且可通过热处理等方法剥离。先将所述补强板50粘合于所述辅助装置60上，再将所述协处理芯片40设置于镂空部51中，并粘合于辅助装置60上，在镂空部51中注入粘性填充物70，使得所述补强板50和所述协处理芯片40粘合为一体，再剥离所述辅助装置60。本实施例的协处理芯片40与焊料凸点41的总高度高于补强板50的高度，便于焊料凸点41与柔性电路板20电气连接。

本实施例中，所述辅助装置60为紫外线胶带（UV tape），通过紫外光处理从而剥离所述辅助膜60，紫外光使得紫外光胶带的粘性降低，从而使得紫外光胶带发生脱落。当然，本发明的其他实施例中，本发明的辅助装置并不限于为紫外线胶带，所述辅助装置60还可以为蓝膜（Blue tape），所述补强板50和所述协处理芯片40粘合为一体之后通过机械方式剥离所述辅助膜60。本发明中，只要能够用于粘合补强板及协处理芯片，并能够从中剥离均在本发明保护的思想范围之内，例如，聚酰亚胺有机聚合物等，或采用激光烧蚀等方式剥离。

再次，参考图5所示，将所述补强板50和所述协处理芯片40一体的粘合于所述柔性电路板20，如采用SMT的方式将协处理芯片与柔性电路板连接，且所述协处理芯片40的焊料凸点41与所述柔性电路板20电气连接，在所述协处理芯片40与所述柔性电路板20之间注入粘性填充物70，加强所述协处理芯片40与所述柔性电路板20之间的粘合。本实施例中，补强板50能够增加柔性电路板20的机械强度，以支撑连接器的插拔。

在本发明的另一实施例中，参考图6所示，兼容设置所述协处理芯片40的步骤还可以为：提供具有补强板50’，补强板50’具有镂空部51’，采用封装胶水或热压合将所述补强板50’粘合与所述柔性电路板20上，其中，补强板50’的厚度为200μm；接着，参考图7所示，将所述协处理芯片40粘合设置于所述镂空部51’中，例如，采用激光焊接的方式将协处理芯片与柔性电路板连接，且所述协处理芯片40通过焊料凸点41与所述柔性电路板20电气连接，并且，在镂空部51’中注入粘性填充物70使得协处理芯片40与补强板50’粘合，以固定住协处理芯片40。

此外，在本发明的又一实施例中，兼容设置所述协处理芯片40的步骤还可以为：首先，参考图8所示，提供补强板50”，所述补强板50”具有凹部52，本实施例中，所述补强板50”的厚度为80μm~200μm，例如，80μm。采用机械冲压的方式在所述补强板50”上形成所述凹部52。之后，所述协处理芯片40通过封装胶70’粘合设置于所述补强板50”的凹部52，且暴露出所述协处理芯片40的焊料凸点41，所述封装胶70’的厚度为10μm~20μm，例如，10μm，所述焊料凸点41的高度为80μm~150μm，例如，80μm。再次，参考图9所示，将所述补强板50”与所述协处理芯片40一体的粘合设置于所述柔性电路板20，如采用SMT的方式将协处理芯片与柔性电路板连接，且所述焊料凸点41与所述柔性电路板20电气连接。之后，在所述协处理芯片40与所述柔性电路板20之间注入粘性填充物70，以加强所述协处理芯片40与所述柔性电路板20之间的粘合。

参考图10中所示，所述图像传感器芯片包括像素阵列11及位于所述像素阵列11周围的读出电路模块12，所述像素阵列11用于将光信号转换成电信号，并形成原图像信号，所述读出电路模块12将所述图像传感器芯片中的电源信号、控制信号及原图像信号输出。其中，所述读出电路模块12通过所述柔性电路板20中的金属布线将所述原图像信号传输到所述协处理芯片40，所述协处理芯片40对所述原图像信号进行处理，并将处理后的原图像信号传输到所述连接器30。并且，所述读出电路模块12通过所述柔性电路板20中的金属布线将所述电源信号及所述控制信号直接传输到所述连接器20。

为了降低柔性电路板20中金属布线的复杂度，定义所述摄像头10与所述协处理芯片40的通信协议进行图像信号的传输，使得柔性电路板20中所述摄像头10与所述协处理芯片40之间用于图像信号传输的管脚数量少于所述协处理芯片40与所述连接器30之间用于图像信号传输的管脚数量。例如，参考图11中所示，所述图像传感器芯片基于CPHY高速通信协议将所述原图像信号传输到所述协处理芯片40，图像传感器芯片与协处理芯片40之间设置两组管脚，每组3根走线，共设置6根走线，其传输速率为3Gbps~8Gbps。协处理芯片40与连接器30之间通过MIPI协议进行图像信号的传输，协处理芯片40与连接器30之间设置四线MIPI，包括4对数据线和一对时钟线，共10根走线。同时，协处理芯片40与连接器30之间还需设置2根I2C走线，用于控制信号的传输，从而协处理芯片40与连接器30之间共设置12根走线。

此外，所述摄像头10与所述协处理芯片40的通信协议为双向传输协议，省去用于控制图像传感器芯片的串行接口，且上行高速，下行低速，即摄像头10向协处理芯片40传输图像信号的速度采用高速传输，协处理芯片40向摄像头10传输的信号的速度采用低速传输，降低整个摄像头模组的功耗。

需要说明的是，由于协处理芯片与摄像头之间的距离大于协处理芯片与连接器之间的距离，因此，本发明中为了降低柔性电路板中协处理芯片与摄像头之间金属布线的难度，使得所述摄像头与所述协处理芯片之间用于图像信号传输的管脚数量少于所述协处理芯片40与所述连接器30之间用于图像信号传输的管脚数量，并且省去了所述摄像头与所述协处理芯片之间用于控制图像传感器芯片的串行接口。

相应的，本发明还提供一种终端处理设备，包括：主板以及采用上述的实现方法形成的摄像头模组，其中，所述主板与所述连接器电气连接，所述主板通过所述连接器接收所述协处理芯片处理后的原图像信号，主板上的图像信号处理芯片接收经过处理之后的图像，缓解图像信号处理芯片进行图像处理的压力，提高图像质量。

综上所述，本发明提供一种摄像头模组的制造方法以及终端处理设备，摄像头模组包括协处理芯片，协处理芯片与连接器分别设置在柔性电路板对应的正反两面，协处理芯片接收摄像头的图像传感器芯片输出的原图像信号，并将原图像信号进行ISP处理，再由连接器将处理后的原图像信号传输到图像信号处理芯片，从而图像信号处理芯片接收经过处理之后的图像，缓解图像信号处理芯片进行图像处理的压力，提高图像质量。此外，本发明将协处理芯片设置在补强板内，避免由于协处理芯片导致的摄像头模组高度增加，也不会因协处理芯片的发热影响图像传感器芯片的性能。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种摄像头模组的制造方法，其特征在于，包括：

提供摄像头、柔性电路板、协处理芯片及连接器，所述协处理芯片与所述连接器分别位于所述柔性电路板对应的正反两面；

所述摄像头的图像传感器芯片将原图像信号传输至所述协处理芯片，所述原图像信号经所述协处理芯片处理后再由所述连接器传输至终端处理设备，所述协处理芯片与所述摄像头的图像传感器芯片分别错位间隔设置于所述柔性电路板的正反两面，且所述协处理芯片与所述图像传感器芯片之间间隔大于等于0.2毫米，以减小协处理芯片发热对图像传感器芯片造成的图像品质下降。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，所述摄像头将原图像信号传输至所述协处理芯片，协处理芯片对原图像信号进行缓存或处理，使得协处理芯片经连接器传输至终端处理设备的带宽小于图像传感器传输至协处理芯片的带宽。

3.根据权利要求1所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，定义所述摄像头与所述协处理芯片的通信协议进行图像信号的传输，所述摄像头与所述协处理芯片之间用于图像信号传输的管脚数量少于所述协处理芯片与所述连接器之间用于图像信号传输的管脚数量，降低柔性电路板布线的复杂度。

4.根据权利要求3所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，定义所述摄像头与所述协处理芯片的通信协议为双向传输协议，省去用于控制图像传感器芯片的串行接口，降低柔性电路板布线的复杂度。

5.根据权利要求3所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，所述协处理芯片与所述柔性电路板之间具有粘性填充物，所述协处理芯片与所述粘性填充物用于增强所述柔性电路板的强度，以支撑所述连接器的插拔。

6.根据权利要求5中所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，采用表面贴装技术将所述协处理芯片与所述柔性电路板粘合，所述协处理芯片的焊料凸点与所述柔性电路板电气连接，并在所述协处理芯片与所述柔性电路板之间注入所述粘性填充物。

7.根据权利要求1所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，所述柔性电路板上还设置一补强板，所述协处理芯片兼容设置于所述补强板内部，所述补强板用于增强所述柔性电路板的强度，以支撑所述连接器的插拔；所述补强板还用于增强所述协处理芯片的散热。

8.根据权利要求7所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，兼容设置所述协处理芯片的步骤为：提供具有镂空部的补强板，所述协处理芯片粘合设置于所述补强板的镂空部，暴露出协处理芯片的焊料凸点；将所述补强板和所述协处理芯片一体的设置于所述柔性电路板上，且所述协处理芯片的焊料凸点与所述柔性电路板电气连接。

9.根据权利要求7所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，兼容设置所述协处理芯片的步骤为：提供具有镂空部的补强板，将所述补强板粘合于所述柔性电路板上；将所述协处理芯片设置于所述镂空部中，且所述协处理芯片通过焊料凸点与所述柔性电路板电气连接。

10.根据权利要求7所述的摄像头模组的制造方法，其特征在于，兼容设置所述协处理芯片的步骤为：提供具有凹部的补强板，所述协处理芯片粘合设置于所述补强板的凹部，暴露出所述协处理芯片的焊料凸点；将所述补强板与所述协处理芯片一体的设置于所述柔性电路板上，且所述协处理芯片的焊料凸点与所述柔性电路板电气连接。

11.一种终端处理设备，其特征在于，包括：主板以及采用如权利要求1～10中任意一项所述的制造方法形成的摄像头模组，其中，所述主板与所述连接器电气连接，所述主板通过所述连接器接收所述协处理芯片处理后的原图像信号。

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