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手机摄像头模组生产工艺的SMT流程及SMT应用分析修订稿

手机摄像头模组生产工艺的S M T流程及S M T应用分析公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]手机摄像头模组生产工艺的SMT流程及SMT应用分析摘要随着通信技术的不断扩延,手机已成为人们生活、工作、学习、娱乐不可或缺的工具。

而手机摄像头模组是手机中非常重要的组件之一,其品质的好坏直接影响手机整体品质的高低。

因此在手机摄像头模组生产的过程中每一步都是要严格把关的,不能有丝毫的懈怠。

在手机摄像头模组中,FPC软电路板是决定手机照相生成图片的关键组件之一,因此它的生产工艺及质量好坏显得尤为重要。

基于此,首先简单介绍了手机摄像头模组原理以及SMT技术在手机摄像头模组生产工艺中的应用,着重阐述了手机摄像头模组FPC软电路板的改良设计和SMT生产工艺流程及产品质量分析。

根据手机摄像头模组FPC软电路板的具体要求,合理进行SMT技术指标优化,分析研究了手机摄像头模组再流焊SMT焊接温度分布曲线。

针对FPC软电路板产品设置了AIO(automatic optical inspection)检测及ICT在线测试方法。

关键字:手机摄像头模组 SMT AIO检测 ICT在线测试Mobile phone camera module production technology of SMT processes and SMT applicationABSTRACTSummary as communication technologies continues expansion, mobile phone has become the people's life, work, learn, play an indispensable tool. Mobile phone camera module is one of the very important components in the mobile phone, its quality directly affect the overall level of quality phones. In the mobile phone camera module production at every step in the process is to strictly, there can be no slack. Mobile phone camera module in the FPC flexiblecircuit board is to determine the key components of the camera phone picture, therefore its production process and the quality is particularly important. Based on this, the first simply introduced the mobile phone camera module principle and SMT technology and its application in mobile phone camera module production, focusing on mobile phone camera module is described FPC flexible circuit board design and analysis of SMT production process and product quality. According to mobile phone camera module FPC flexible circuit board requirements, reasonable SMT technical specifications, analysis of mobile phone camera module for reflow SMT soldering temperature distribution flexible circuit board set AIO products (automatic optical inspection) test online test methods and ICT.Keyword: mobile phone camera module;SMT;AIO ICT;on-line test目录第一章引言手机摄像头模组简介原理手机摄像头模组结构如图1-1所示:图1-1 手机摄像头模组的基本组成手机摄像头模组主要由镜头(lens),传感器(sensor),图像处理芯片(Backend IC),软电路板(FPC)四个部分组成。

其工作原理为:通过镜头拍摄景物,光学图像生成后投射到传感器上,再把光学图像被转换成电信号,模拟电信号经过模数转换变为数字信号,经过DSP加工处理,送到手机处理器中进行处理后转换成手机屏幕上能够看到的图像[1]。

DSP芯片DSP即数字信号处理集成电路,它的功能是通过数学算法运算,对数字图像信号进行优化处理,经过处理后的信号传到显示设备上。

目前DSP设计和生产技术相对来说比较成熟,各项技术参数差别不大。

手机摄像头模组的芯片主要有CCD与CMOS两种类型,手机摄像头模组的芯片如图1-2,性能比较见表1-1。

根据CCD与CMOS两类芯片性能比较,CMOS芯片具有制造工艺相对简单、成品合格率高,制造成本低、耗电量低、处理速度快等优点,故本文手机摄像头模组软板(FPC)采用CMOS芯片。

CCD CMOS工作原理电荷信号先传送,后放大,再A/D电荷信号先放大,后A/D,再传送成像质量灵敏度高、分辨率好、噪音小灵敏度低、噪声明显制造工艺复杂相对简单、成品合格率高制造成本高低耗电量高低处理速度慢快连接方式手机摄像头模组的常见连接方式有连接器连接、金手指连接和插座连接三种方式,本文中手机摄像头模组采用金手指连接方式,其与手机的配合合适,弯折程度好,可靠性高,连接方式如图1-3所示。

图1-2 手机摄像头模组的芯片种类表1-1 CCD与CMOS区别图1-3 手机摄像头模组的常见连接方式PCB板PCB板通常分为硬板、软板、软硬结合板三种类型,这里指的是手机摄像头模组中用到的印刷电路板,这三种材料应用范围各不相同。

CMOS可以使用硬板、软板、软硬结合板任何一种。

软硬结合板的造价成本最高,而CCD只能使用软硬结合板。

所以本文手机摄像头模组采用FPC软电路板,如图1-4所示。

图1-4 PCB板分类SMT技术在手机摄像头模组生产工艺中的应用FPC软电路板(PCB)的功能FPC软电路板在手机摄像头模组中具有如下功能:提供电子元器件的固定及装配的机械支撑作用,实现电子元器件之间的布线并且对电气有着连接或电绝缘效果,提供所要求的电气特性。

为自动焊接提供阻焊图,为集成电路及元器件插装、检查、维修提供识别图形和字符。

手机摄像头模组采用PCB后,由于同类PCB板的一致性,避免了人工接线的差错,而且可以实现集成电路和电子元器件自动插装、自动贴装、自动焊锡及自动检测,使得电子产品的质量和劳动生产率得到了提高,同时成本降低,维修方便。

SMT技术应用目前,手机摄像头模组具有体积小、重量轻、集成度高、可靠性高的特点,电子产品的主要形式是基板的板级电子电路产品,因此,现代电子产品制造技术的重要体现是板级电子电路产品制造技术水平的高低[2]。

手机摄像头模组属于芯片级一级封装。

首先将硅片(芯片)贴装在基片上,然后焊接到基板上构成完整的元件。

SMT产品制造系统的核心技术是SMT表面装配技术,以SMT 产品为制造对象的系统[3],表面组装设备组成的生产线是SMT的基本组成形式,表面组装设备由自动传输线进行连接,由配置计算机作为控制系统,控制PCB的自动传输,通过组装设备进行流水组装作业。

第二章手机摄像头模组改良设计FPC/PCB布局设计对于电子产品来说,其设计的合理性与产品生产及产品质量紧密相关,手机摄像头模组FPC印制导线的布设应尽可能的短,贴片与邦线之间的走线距离要大于,避免SMT贴片的时候锡膏回流到邦线PAD上去。

如图2-1所示:图2-1 PAD布局邦线PAD内边缘距离芯片与之间,邦线PAD外边缘距离Holder在以上,电容距离芯片和Holder内壁必须保证在以上,电容要靠近芯片滤波PAD[4]。

金手指连接的FPC需要把整个金手指开窗出来,对于双面金手指,顶层和底层一定要错开开窗,错开的距离保证在以上。

如图2-2所示:图2-2 金手指连接FPCFPC银箔接地的开窗形状为椭圆形,且双面开窗的位置一定要错开,不允许有重合部分,错开距离保证在以上。

如图2-3所示:图2-3 FPC的开窗图FPC/PCB线路设计为了能够让摄像头模组能够正常地工作,导线宽度应以能满足电气性能要求为准。

便于生产为宜并且能够有效地预防EMC,EMI等问题,可以采取磁珠,电感,共模线圈进行隔离;加电容进行滤波,并四处铺铜,采用屏蔽地线、屏蔽平面来切断电磁的传导和辐射途径。

以下是模组线路设计时的要求和规范:(1)网络距离外框的边缘距离大于,即要大于外框公差+。

(2)一般信号线推荐线宽,最小线宽;电源线和地线推荐线宽,最小线宽。

(3)避免走环形线,且线路上不允许有直角出现。

如图2-4所示:(4)线路空白区域打过孔铺通,起屏蔽,散热作用,同时增加DGND网络之间连接性。

对于FPC,如果受控的项目图纸中有弯折要求,在FPC的弯折区域内,用地线代替铺铜,避免大范围的铺铜造成FPC弯折不良。

图2-4 FPC/PCB线路(5)AGND按照信号线来走,附近尽量不要有DATA线。

(6)MCLK要包地,走线距离尽量短,尽量避免过孔。

PCLK不要和高速数据位走一起,尽可能包地,有DGND在旁,D0和PCLK靠近DGND。

(7)复位的RESET和STANDBY要远离MCLK,靠近DGND,在边缘附近用地屏蔽。

(8)不允许在Socket底面PAD上打过孔,如果无法避免,应该把孔打在PAD的边缘,远离连接点位置以上,且必须要求用金属填满,保证整个接触PAD 的表面都是导通的。

(9)MIPI差分阻抗线对需要满足阻抗值100±10ohm的要求,且MIPI走线要等长、等间距并有较大面积的参考地平面。

如图2-5所示:图2-5 PCB总图FPC/PCB工艺材质对高频电路而言,PCB的材质相当重要,常用的PCB板有电木板、纸质树脂板、玻璃树脂板等。

手机摄像头模组选用玻璃树脂板,最高频率达1GHZ,价格中等,质地坚硬,是目前使用最大的品种。

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