本發(fā)明為2015年1月26日申請的美國專利第14/605,298號申請案的部分接續(xù)申請案,其全文以引用方式并入本文中。
背景技術(shù):
照相機(jī)已被整合到各種裝置中。例如,廣泛使用的消費(fèi)電子裝置(諸如手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)及便攜式計(jì)算機(jī))包含了照相機(jī)。為了符合這類裝置的目標(biāo)成本,照相機(jī)必須以非常低的成本來制造。典型相機(jī)模塊的制造成本是由(a)材料成本,諸如影像傳感器、透鏡材料及包裝材料的成本,以及(b)包裝成本(包含組裝)所組成。在許多情況下,包裝成本是顯著的且甚至可能超過材料成本。例如,影像傳感器及透鏡皆可以在晶圓層級便宜地生產(chǎn),而將透鏡與影像傳感器對準(zhǔn)的過程以及構(gòu)成相機(jī)模塊不透光外殼(視見區(qū)除外)的過程是非晶圓層級的過程,其以不容忽視的方式構(gòu)成相機(jī)模塊的總成本。
陣列相機(jī)(諸如立體照相機(jī))不僅在消費(fèi)電子產(chǎn)品中具有顯著的市場潛力,其在汽車與機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)中也具有顯著的市場潛力。在陣列相機(jī)中,每一透鏡必須對準(zhǔn)其對應(yīng)的影像傳感器,且所述陣列相機(jī)的每一個個別的相機(jī)必須是光密閉的,使其不存在有不想要的外部光線干擾,且使得獨(dú)立相機(jī)之間沒有串?dāng)_。封裝陣列相機(jī)的過程因而特別昂貴。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在一實(shí)施例中,一用于封裝復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊的晶圓級方法包含在復(fù)數(shù)個影像傳感器周圍包覆模制一第一殼體材料以產(chǎn)生一由經(jīng)封裝影像傳感器組成的第一晶圓。所述方法進(jìn)一步包含于第一晶圓中將復(fù)數(shù)個透鏡單元分別放置在所述復(fù)數(shù)個影像傳感器上。此外,所述方法進(jìn)一步包含在所述第一晶圓上及所述透鏡單元周圍包覆模制一第二殼體材料以形成一由經(jīng)封裝相機(jī)模塊組成的第二晶圓。每一經(jīng)封裝相機(jī)模塊包含所述影像傳感器中的一者及所述透鏡單元中的一者,且所述第二殼體材料與所述第一殼體材料協(xié)作以固定所述透鏡單元于第二晶圓之中。
在一實(shí)施例中,一相機(jī)模塊包含一影像傳感器,其具有一光接收表面及背向所述相機(jī)模塊的一光軸的側(cè)面,以及一透鏡單元,用于成像一場景到所述影像傳感器上。所述透鏡單元包含一基板。所述相機(jī)模塊進(jìn)一步包含一固持影像傳感器及透鏡單元的殼體,且所述殼體接觸其側(cè)面。
附圖說明
圖1顯示根據(jù)一實(shí)施例的用于封裝復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡的方法。
圖2顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊。
圖3顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊。
圖4為根據(jù)一實(shí)施例的用于圖1方法的流程圖。
圖5為根據(jù)一實(shí)施例的另一用于封裝復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡的方法的流程圖。
圖6根據(jù)一實(shí)施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟,以及其所產(chǎn)生的晶圓級透鏡組件與相機(jī)模塊。
圖7根據(jù)另一實(shí)施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟,以及其所產(chǎn)生的晶圓級透鏡組件與相機(jī)模塊。
圖8根據(jù)又一實(shí)施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟,以及其所產(chǎn)生的經(jīng)封裝晶圓級透鏡與單一相機(jī)相機(jī)模塊。
圖9根據(jù)一另外實(shí)施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟,以及其所產(chǎn)生的經(jīng)封裝透鏡陣列與陣列相機(jī)模塊。
圖10顯示根據(jù)一實(shí)施例的一晶圓級的經(jīng)封裝相機(jī)模塊。
圖11顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的晶粒級方法,用于裝配及封裝一具有光密封殼體的現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)模塊。
圖12顯示一種技術(shù)方案,其中影像傳感器與晶圓級透鏡各自的形狀因素使得圖11的現(xiàn)有技術(shù)方法無法用于將影像傳感器與晶圓級透鏡裝配一起而形成相機(jī)模塊。
圖13顯示另一種技術(shù)方案,其中影像傳感器與晶圓級透鏡各自的形狀因素使得圖11的現(xiàn)有技術(shù)方法無法用于將影像傳感器與晶圓級透鏡可靠地裝配一起而形成相機(jī)模塊。
圖14說明根據(jù)一實(shí)施例的一用于封裝復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊的晶圓級方法。
圖15通過一非限制性實(shí)例而顯示圖14方法的一部分的實(shí)施例。
圖16通過一非限制性實(shí)例而顯示圖14方法的另一部分的實(shí)施例。
圖17通過一非限制性實(shí)例而顯示圖14方法的又一部分的實(shí)施例。
圖18A-C顯示根據(jù)一實(shí)施例的由圖14方法所產(chǎn)生的相機(jī)模塊。
圖19顯示根據(jù)一實(shí)施例的由圖14方法所產(chǎn)生的陣列相機(jī)模塊。
圖20A及20B顯示根據(jù)一實(shí)施例的相機(jī)模塊200。
附圖標(biāo)記說明:
100:方法;110:晶圓級透鏡;115:經(jīng)封裝的晶圓級透鏡;116、118:殼體;117:陣列;121、122:透鏡組件;130:基板;140:殼體材料;150:晶圓;160:相機(jī)模塊;170:影像傳感器;180:陣列相機(jī)模塊;190:影像傳感器陣列;200:相機(jī)模塊;210:晶圓級透鏡;212、214:透鏡組件;216:基板;220:影像傳感器;230:下隔片;240:上隔片;250:黑色涂層;280:光軸;300:陣列相機(jī)模塊;302:相機(jī);320:影像傳感器陣列;350:黑色涂層;400、500:方法;410、412、420、422、424、430、432、434:步驟;500:方法;510、514、516、518、520、530、534、538、540、550:步驟;610、620:示意圖;612:下模件;614:上模件;622:不透光殼體材料;624:注塑澆口;626、628:間隙;630:晶圓;632:經(jīng)封裝的晶圓級透鏡;634:不透光殼體;636:光軸;638:相機(jī)模塊;640:經(jīng)封裝的透鏡陣列;644:不透光殼體;648:陣列相機(jī)模塊;650:切割線;662、666:深度;664、668:廣度;670:深度;672:隔片;673:結(jié)構(gòu)層;680:影像傳感器;685:影像傳感器陣列;692、694、696、698:凹槽;710:示意圖;712:下模件;714:上模件;730:晶圓;732:經(jīng)封裝的晶圓級透鏡;734:不透光殼體;736:視場角度;738:相機(jī)模塊;740:經(jīng)封裝的透鏡陣列;744:殼體;748:陣列相機(jī)模塊;772、774:錐形隔片;792、796:凹槽;793、797:錐形物;810:示意圖;812:下模件;830:晶圓;832:經(jīng)封裝的晶圓級透鏡;834:不透光殼體;838:相機(jī)模塊;872:凸緣;880:影像傳感器;892、893:凹槽;912:下模件;930:晶圓;932:經(jīng)封裝的透鏡陣列;938:陣列相機(jī)模塊;950:切割線;980:影像傳感器陣列;1000、1010:相機(jī)模塊;1012:光軸;1020:透鏡單元;1022:基板;1024:透鏡組件;1026:透鏡組件;1030:影像傳感器;1032:光接收表面;1040:殼體;1060:陣列相機(jī)模塊;1090:相機(jī)裝置;1100:方法;1102、1104:步驟;1112:膠黏劑;1120:晶圓級透鏡;1122:基板;1124:透鏡組件;1126:隔片;1130:影像傳感器;1140:黑色涂層;1150:相機(jī)模塊;1200:技術(shù)方案;1220:晶圓級透鏡;1222:基板;1224:透鏡組件;1230:影像傳感器;1240:隔片;1250:間隙;1300:技術(shù)方案;1320:晶圓級透鏡;1322:基板;1324:透鏡組件;1330:影像傳感器;1350:接觸區(qū)域;1400:方法;1400、1410、1412、1414、1416、1418、1420、1422、1430、1432、1440:步驟;1502、1504:示意圖;1510:下模件;1520:上模件;1511:電接點(diǎn);1512、1522:凹槽;1514:支承表面;1524、1528:表面;1532:殼體材料;1534:殼體材料;1536:距離;1538:寬度;1540:殼體;1550:光接收表面;1556:寬度;1580:第一晶圓;1604、1606:示意圖;1610:上模件;1612、1616:凹槽;1613:深度;1614:表面;1615:高度;1618:錐形壁;1630:澆口;1632:殼體材料;1634:錐形側(cè)面;1640:殼體;1680:第二晶圓;1732:相機(jī)模塊;1734:陣列相機(jī)模塊;1750:切割線;1830:距離;1850:寬度;1882:殼體;1890、1894:內(nèi)周;1892:外周;1982:殼體;2000:相機(jī)模塊;2010:透鏡單元;2012:突出部
具體實(shí)施方式
本文中所揭示者為用于封裝透鏡、透鏡組件、及/或相機(jī)模塊的方法。這些方法至少部分以晶圓層級為基礎(chǔ),因而與非晶圓級方法相比可顯著地降低封裝成本。圖1-9涉及在晶圓層級下封裝晶圓級透鏡的方法,藉以構(gòu)筑具有一體式殼體的透鏡組件。所述殼體除了視見區(qū)之外可以是光密閉的。這些透鏡組件大致上黏合于各自的影像傳感器以形成相機(jī)模塊。圖10-20B涉及在晶圓層級下以各自的影像傳感器封裝透鏡單元的方法,藉以產(chǎn)生殼體供使用于所產(chǎn)生的相機(jī)模塊中。這些方法消除了對于黏合透鏡單元至影像傳感器的步驟的需求,藉此進(jìn)一步降低封裝成本。
圖1顯示了一種用于封裝復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110的例示性方法100。每一晶圓級透鏡110包含兩個形成在基板130的兩相對表面上的透鏡組件121、122。在感興趣的波長范圍中,基板130是至少部分透光的。在方法100中,所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110部分地被殼體材料140包封,以形成由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115所組成的晶圓150。晶圓150是圍繞著所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110而一體成型,使得殼體材料140形成每一晶圓級透鏡110的殼體116。因此,晶圓150可經(jīng)切塊以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115,其每一者是由供其使用的一晶圓級透鏡110與一殼體116所組成。
通過晶圓150的產(chǎn)生,方法100促成了芯片級透鏡100與影像傳感器的簡化對準(zhǔn)以形成相機(jī)模塊。在某些實(shí)施例中,殼體材料140是不透光的。在本文中,「不透光的」是指對于在感興趣的波長范圍(諸如相關(guān)聯(lián)的影像傳感器易感受到的波長范圍)中的光線大致上是不透光。在這類實(shí)施例中的,晶圓150的產(chǎn)生本身就對每一晶圓級透鏡110提供了不透光的殼體。因此,與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比,方法100促成了相機(jī)模塊的簡化封裝。
方法100允許塑造晶圓150的殼體材料140而使得經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115可容易地與一影像傳感器170裝配在一起而產(chǎn)生相機(jī)模塊160。影像傳感器170通過晶圓級透鏡110而擷取一形成于其上的影像。在方法100的一施行方案中,晶圓150的殼體材料140經(jīng)成形而使得經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115可通過黏合殼體116至影像傳感器170上而直接裝設(shè)至影像傳感器170。在一實(shí)例中,晶圓150的殼體材料140經(jīng)成形而使得殼體116確保經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115相對于影像傳感器170正確對準(zhǔn)。
在方法100的一實(shí)施例中,晶圓150被切塊以分割出個別經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115。在此實(shí)施例中,方法100可包含裝設(shè)復(fù)數(shù)個個別經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115至各自的復(fù)數(shù)個影像傳感器170,以形成復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊160。
在另一實(shí)施例中,晶圓150被切塊以分割出經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115陣列117,每一陣列117具有一由殼體材料140所形成的殼體118。在此實(shí)施例中,方法100可包含裝設(shè)復(fù)數(shù)個這類陣列117至各自的復(fù)數(shù)個影像傳感器陣列190,以形成復(fù)數(shù)個陣列相機(jī)模塊180。每一影像傳感器陣列190內(nèi)的影像傳感器數(shù)目與每一陣列117內(nèi)的晶圓級透鏡110數(shù)目相符。在此實(shí)施例的一施行方案中,晶圓150的殼體材料140經(jīng)成形而使得陣列117可通過黏合殼體118至影像傳感器陣列190上而直接裝設(shè)至影像傳感器陣列190。在一實(shí)例中,晶圓150的殼體材料140經(jīng)成形而使得殼體118確保經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115相對于影像傳感器陣列190正確對準(zhǔn)。
在不偏離本發(fā)明的范疇下,陣列117可包含超過兩個的晶圓級透鏡110,而陣列相機(jī)模塊180可包含超過兩個個別的相機(jī)。此外,在不偏離本發(fā)明的范疇下,透鏡組件121、122可具有與圖1中所示者不同的形狀。
圖2顯示一種現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200。現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200包含一影像傳感器220與一晶圓級透鏡210,所述晶圓級透鏡210是由一基板216及兩個透鏡組件212、214所組成?,F(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200進(jìn)一步包含一下隔片230,用于以晶圓級透鏡210與影像傳感器220之間的預(yù)先指定間隔而將晶圓級透鏡210裝設(shè)至影像傳感器220上。一般而言,所述預(yù)先指定間隔為晶圓級透鏡210與影像傳感器220一起工作以用于特定用途(例如,作用為相機(jī)模塊)所需的間隔。此外,現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200包含一上隔片240及一黑色涂層250。黑色涂層250阻擋至少一部份不想要的光線(即未正確通過晶圓級透鏡210在影像傳感器220上成像的光線)朝向影像傳感器220傳播。上隔片240是做為一平臺供沉積黑色涂層250之用,而阻擋光線相對于晶圓級透鏡210的光軸280以大于所期望角度的角度朝向晶圓級透鏡210傳播。
現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200通過以下步驟形成:(a)相對于影像傳感器220對準(zhǔn)晶圓級透鏡210(以及下隔片230與上隔片240),(b)黏合下隔片230、晶圓級透鏡210及上隔片240至影像傳感器220,以及(c)沉積黑色涂層250。沉積黑色涂層250的過程包含避免黑色涂層250沉積在透鏡組件212上,或者從透鏡組件212移除黑色涂層250二者之一。
如下文中參照圖6-9將進(jìn)一步討論,方法100基于晶圓級透鏡而減少了形成相機(jī)模塊所需的黏合步驟數(shù)目,因?yàn)橄赂羝?30及上隔片240的等效物通過塑造殼體材料140來形成晶圓150而一體成型。此外,由于殼體材料140可以是不透光的,方法100不需要單獨(dú)的沉積黑色涂層250過程步驟。再者,方法100可塑造殼體材料140而使得殼體116的形狀本身可確保經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115相對于影像傳感器170正確對準(zhǔn)。
圖3顯示一具有兩個個別相機(jī)302的現(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300?,F(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300為現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200(圖2)對于陣列相機(jī)的延伸。現(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300包含使用下隔片230而裝設(shè)至影像傳感器陣列320上的兩個晶圓級透鏡210?,F(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300進(jìn)一步包含上隔片240及黑色涂層350。上隔片240及黑色涂層350提供了如參照圖2所討論的相同用途。再者,黑色涂層350在光學(xué)上使所述相機(jī)302彼此隔離。為了在光學(xué)上使所述相機(jī)302彼此隔離,所述晶圓級透鏡210是以彼此相距一距離設(shè)置,且黑色涂層350沉積于所述晶圓級透鏡210之間。
現(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300通過以下步驟形成:(a)相對于影像傳感器陣列320的每一影像傳感器對準(zhǔn)每一晶圓級透鏡210(以及下隔片230與上隔片240),(b)黏合下隔片230、晶圓級透鏡210及上隔片240至影像傳感器陣列320,以及(c)沉積黑色涂層350。沉積黑色涂層350的過程包含避免黑色涂層350沉積在透鏡組件212上,或者從透鏡組件212移除黑色涂層350二者之一。
如下文中參照圖6-9將進(jìn)一步討論,方法100基于晶圓級透鏡而減少了形成陣列相機(jī)模塊所需的黏合步驟數(shù)目,因?yàn)橄赂羝?30及上隔片240的等效物通過塑造殼體材料140來形成晶圓150而一體成型。此外,由于殼體材料140可以是不透光的,方法100不需要單獨(dú)的沉積黑色涂層350過程步驟。再者,方法100可塑造殼體材料140而使得殼體118的形狀本身可確保陣列117相對于影像傳感器陣列190正確對準(zhǔn)。
圖4為用于方法100(圖1)的流程圖。在步驟410中,方法400形成由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115所組成的晶圓150。步驟410包含以殼體材料140部分地包封復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110,使得殼體材料140形成用于所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110中的每一者的殼體116。在某些實(shí)施例中,殼體材料140是不透光的,使得形成在步驟410中的所述殼體116成不透光的。步驟410包含一個對于每一晶圓級透鏡110及基板130,塑造殼體材料140致使其通過接觸而支承晶圓級透鏡110的步驟412。再者,步驟412塑造殼體材料140而使得每一殼體116具有開口,致使光線可穿過所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110傳播。
在一可選的步驟412中,晶圓150經(jīng)切塊以形成復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡組件。在一實(shí)施例中,所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡組件中的每一者為一個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115。在此實(shí)施例中,步驟420包含一個對晶圓150切塊以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115的步驟422。在另一實(shí)施例中,所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡組件中的每一者為一個陣列117。在此實(shí)施例中,步驟420包含一個對晶圓150切塊以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個陣列117的步驟424。在又一實(shí)施例中,所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡組件包含經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115及陣列117二者。在此實(shí)施例中,步驟420應(yīng)用步驟422、424于晶圓150的相互不同部分。所述相互不同部分中的一或二者可為不連續(xù)的。
可選地,方法400包含一個黏合于步驟420中所產(chǎn)生的所述晶圓級透鏡組件中的至少一者到一影像傳感器模塊以形成相機(jī)模塊的步驟430。在方法400的包含有步驟422的實(shí)施例中,步驟430的模塊可以是影像傳感器170,且步驟430可包含一個步驟432。在步驟432中,至少一經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115經(jīng)黏合至影像傳感器170以形成至少一對應(yīng)的相機(jī)模塊160。在方法400的包含有步驟424的實(shí)施例中,步驟430的模塊可以是影像傳感器陣列190,且步驟430可包含一個步驟434。在步驟434中,至少一陣列117經(jīng)黏合至影像傳感器陣列190以形成至少一對應(yīng)的陣列相機(jī)模塊180。
圖5為說明一用于封裝復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110(圖1)的例示性射出成型方法500的流程圖。方法500為方法400(圖4)的一實(shí)施例。
圖6示意性地顯示方法500的一實(shí)例與一由根據(jù)方法500的此實(shí)例所產(chǎn)生的經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的例示性晶圓630。圖6進(jìn)一步顯示例示性的晶圓級透鏡組件(經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632與經(jīng)封裝的透鏡陣列640),以及與方法500的此實(shí)例相關(guān)聯(lián)的相機(jī)模塊(相機(jī)模塊638及陣列相機(jī)模塊648)。圖5及6最好一起觀看。
在步驟510中,復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110被放置在一模具中。示意圖610顯示步驟510的一實(shí)例。在示意圖610中,復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡110經(jīng)使用(例如)本領(lǐng)域中已知的拾取技術(shù)而放置在下模件612之中。為了清楚說明,并非所有的晶圓級透鏡110、并非所有的透鏡組件121、122、且并非所有的基板130被標(biāo)示在圖6之中。接著,上模件614關(guān)閉于所述下模件612上。示意圖620顯示所產(chǎn)生的構(gòu)造。在一起時,所述下模件612與上模件614包含至少一注塑澆口624。盡管圖6顯示了上模件具有單一個注塑澆口624,而下模件不具有注塑澆口,在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,注塑澆口的實(shí)際數(shù)目以及注塑澆口的配置可以與圖6中所示者不同。下模件612包含用于塑造隨后被注射到下模件612與上模件614所組成的模具之中的殼體材料的凹槽692。同樣地,上模件614包含用于塑造殼體材料的凹槽696。為了清楚說明并非所有的凹槽692、696被標(biāo)示在圖6之中。
盡管圖6顯示了四個放置在下模件612之內(nèi)的晶圓級透鏡110,下模件612與上模件614可經(jīng)配置以容納任何數(shù)目的晶圓級透鏡110。例如,下模件612與上模件614可經(jīng)配置以容納十個、百個、或千個晶圓級透鏡110,以產(chǎn)生十個、百個、或千個晶圓級透鏡110。
在一實(shí)施例中,步驟510包含一個使用具有凹槽的模具的步驟512,所述凹槽用于保護(hù)每一晶圓級透鏡110的透鏡組件121、122免于在方法500的后續(xù)步驟中受到殼體材料140的污染。示意圖610、620顯示步驟512的一實(shí)例。下模件612包含具有深度662的凹槽694。深度662是在晶圓級透鏡110放置在下模件612之內(nèi)時相對于基板130進(jìn)行測量。深度662超過所述透鏡組件122遠(yuǎn)離基板130的廣度664,使得在每一凹槽694與相關(guān)聯(lián)的透鏡組件122之間存有一間隙626。下模件612沿著一環(huán)繞透鏡組件122的路徑接觸基板130,以防止殼體材料進(jìn)入到間隙626。同樣地,上模件614包含具有深度666的凹槽698。深度666是在上模件614關(guān)閉于下模件612上時相對于基板130進(jìn)行測量。深度666超過所述透鏡組件121遠(yuǎn)離基板130的廣度668,使得在每一凹槽698與相關(guān)聯(lián)的透鏡組件121之間存有一間隙628。上模件614沿著一環(huán)繞透鏡組件121的路徑接觸基板130,以防止殼體材料進(jìn)入到間隙628。為了清楚說明,并非所有的凹槽694且并非所有的凹槽698被標(biāo)示于圖6中。
在步驟520中,殼體材料140被注射到模具內(nèi)。示意圖620顯示步驟520的一實(shí)例,其中不透光的殼體材料622通過注塑澆口624被注射到由下模具612及上模具614所組成的模具內(nèi),以至少大致上充填于凹槽692及696。
在步驟530中,殼體材料140在模具中經(jīng)固化以形成晶圓150。由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632所組成的晶圓630為基于由下模件612與上模件614所組成的例示性模具的步驟530的例示性結(jié)果。晶圓630為晶圓150的一實(shí)施例。每一經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632為經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115的一實(shí)施例,且包含晶圓級透鏡110及一些經(jīng)固化的不透光殼體材料622。
可選地,方法500包含一個執(zhí)行方法400步驟420的步驟540,以形成復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件。圖6顯示在步驟540中根據(jù)步驟422沿著切割線650對晶圓630切塊所形成的例示性經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632。圖6亦顯示在步驟540中根據(jù)步驟424沿著一真實(shí)的切割線650子集對晶圓630切塊所形成的例示性經(jīng)封裝的透鏡陣列640。經(jīng)封裝的透鏡陣列640包含兩個晶圓級透鏡110。盡管下模件612與上模件614在圖6中被顯示成產(chǎn)生一個不需要在沿著周邊位置處切塊的晶圓630,下模件612與上模件614可經(jīng)配置以產(chǎn)生一個沿周邊有多余材料的晶圓630。在這種情況下,切割線650也包含在沿著晶圓630周邊的位置處。
方法500可進(jìn)一步包含一個執(zhí)行方法400步驟430的步驟550,以形成至少一相機(jī)模塊。圖6顯示步驟550的一例示性結(jié)果。在一實(shí)例中,經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632黏合于影像傳感器680以形成相機(jī)模塊638。影像傳感器680為影像傳感器170的一實(shí)施例。相機(jī)模塊638為相機(jī)模塊160的一實(shí)施例。在另一實(shí)例中,經(jīng)封裝的透鏡陣列640黏合于影像傳感器陣列685以形成陣列相機(jī)模塊648。影像傳感器陣列685為影像傳感器陣列190的一實(shí)施例,且包含兩個影像傳感器。陣列相機(jī)模塊648為陣列相機(jī)模塊180的一實(shí)施例。
經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632包含晶圓級透鏡110及一由不透光殼體材料622所形成的不透光殼體634。不透光殼體634為殼體116的一實(shí)施例。不透光殼體634接觸基板130并在徑向方向(正交于晶圓級透鏡110的光軸636)上圍繞晶圓級透鏡110。不透光殼體634藉此形成一具有開口的光密封體,使光線可穿過晶圓級透鏡110傳播。不透光殼體634覆蓋住基板130背向光軸636的部分。不透光殼體634沿著(a)基板130固持透鏡組件121的表面及(b)基板130固持透鏡組件122的表面二者,而自基板130的周邊朝向光軸636向內(nèi)延伸。經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632可在步驟550中通過黏合殼體634至影像傳感器680而黏合至影像傳感器680。
可選地,一結(jié)構(gòu)層673被放置在不透光殼體634與影像傳感器680之間。在一施行方案中,結(jié)構(gòu)層673為黏著劑。黏著劑可包含環(huán)氧樹脂、雙面膠帶、轉(zhuǎn)移膠帶或本領(lǐng)域中已知的另一種黏著劑。在另一施行方案中,結(jié)構(gòu)層673包含諸如上述的黏著劑,以及一額外的隔片。
與現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200(圖2)相比,經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632的不透光殼體634以一體方式形成下隔片230、上隔片240及黑色涂層250的等效物。
經(jīng)封裝的透鏡陣列640包含兩個晶圓級透鏡110及一由不透光殼體材料622所形成的不透光殼體644。不透光殼體644為殼體118的一實(shí)施例。不透光殼體664接觸基板130并在徑向方向(正交于光軸636)上圍繞每一晶圓級透鏡110。不透光殼體644藉此形成一具有開口的光密封體,使光線可穿過每一晶圓級透鏡110傳播。對于每一晶圓級透鏡110,不透光殼體644覆蓋住基板130背向其相關(guān)聯(lián)的光軸636的部分。對于每一晶圓級透鏡110,不透光殼體644沿著(a)固持透鏡組件121的表面及(b)固持透鏡組件122的表面二者,而自基板130的周邊朝向光軸636向內(nèi)延伸。經(jīng)封裝的透鏡陣列632可在步驟550中通過黏合不透光殼體644至影像傳感器685而黏合至影像傳感器685,因而形成陣列相機(jī)模塊180的一實(shí)施例??蛇x地,結(jié)構(gòu)層673被放置在至少部分的不透光殼體644與影像傳感器陣列685之間。在一施行方案中,結(jié)構(gòu)層673為如上文中所討論的黏著劑,且沿著一圍繞影像傳感器陣列685的周邊路徑放置在不透光殼體644與影像傳感器陣列685之間。
在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,經(jīng)封裝的透鏡陣列640可包含超過兩個的晶圓級透鏡110,例如四個配置在2x2陣列中的晶圓級透鏡110,或三個配置在1x3陣列中的晶圓級透鏡110。與此相關(guān)的是,影像傳感器陣列685經(jīng)配置以匹配具有影像傳感器的經(jīng)封裝的透鏡陣列640中的每一個晶圓級透鏡110。
與現(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300(圖3)相比,不透光殼體644以一體方式形成下隔片230、上隔片240及黑色涂層350的等效物。此外,其晶圓級透鏡110二者皆在單一步驟中對準(zhǔn),但是現(xiàn)有技術(shù)的陣列相機(jī)模塊300的晶圓級透鏡210二者是分開對準(zhǔn)的。因此,方法500的對準(zhǔn)過程及裝配過程與現(xiàn)有技術(shù)相比是大大簡化了的。
在一實(shí)施例中,步驟510包含一個根據(jù)晶圓級透鏡110與相關(guān)聯(lián)的影像傳感器之間的預(yù)先指定間隔使用一具有凹槽的模具來塑造隔片的步驟514。在此實(shí)施例中,步驟530包含一個產(chǎn)生具有隔片的晶圓150的步驟534。示意圖610及晶圓630顯示此實(shí)施例的一實(shí)例。凹槽692具有深度670。深度670是在晶圓級透鏡110放置在下模件612之內(nèi)時相對于基板130進(jìn)行測量。因此,晶圓630包含隔片672,隔片672于沿著光軸636的方向在與透鏡組件122相關(guān)聯(lián)的基板130側(cè)面上具有一遠(yuǎn)離基板130的廣度670。在一施行方案中,廣度670匹配經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632與影像傳感器680之間的預(yù)先指定間隔(或是經(jīng)封裝的透鏡陣列640與影像傳感器陣列685之間的預(yù)先指定間隔),除了其之間所放置的任何黏著劑之外。
在一實(shí)施例中,步驟510包含一個使用具有錐形凹槽的模具的步驟516,以用于對每一晶圓級透鏡110塑造錐形殼體。在此實(shí)施例中,步驟530包含一個產(chǎn)生在每一晶圓級透鏡110的周圍設(shè)有錐形物的晶圓150的步驟536。
圖7示意性地顯示方法500(圖5)與步驟516及536一起施行時的一實(shí)例。圖7亦顯示一由根據(jù)方法500的此實(shí)例所產(chǎn)生之由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的例示性晶圓730。因此,圖7顯示了例示性的晶圓級透鏡組件(經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732與經(jīng)封裝的透鏡陣列740),以及與方法500的此實(shí)例相關(guān)聯(lián)的相機(jī)模塊(相機(jī)模塊738與陣列相機(jī)模塊748)。包含了步驟516及536的方法500的實(shí)施例最好與圖7一起觀看。
示意圖710為基于下模件712與上模件714的步驟516的一實(shí)例。下模件712與下模件612相似,除了凹槽692被凹槽792所取代。上模件714與上模件614相似,除了凹槽696被凹槽796所取代。凹槽792具有一錐形物793,而凹槽796具有一錐形物797。錐形物793及797可以為步進(jìn)式錐形物,如圖7中所示,或在不偏離本發(fā)明范疇的情況下可以為光滑錐形物。
晶圓730為步驟530于使用步驟510中的上模件712及下模件714時與步驟536一起施行的例示性結(jié)果。錐形物793于與透鏡組件122相關(guān)聯(lián)的晶圓級透鏡110側(cè)面在每一晶圓級透鏡110的周圍產(chǎn)生一錐形隔片772。與晶圓630(圖6)相比,隔片672被錐形物793所塑造的錐形隔片772所取代。錐形物797于晶圓級透鏡100的光接收側(cè)面(即與透鏡組件121相關(guān)聯(lián)的側(cè)面)上在每一晶圓級透鏡110的周圍產(chǎn)生一錐形物774。錐形物774提供了來自于視場(以視場角度736標(biāo)示)內(nèi)傳播向晶圓級透鏡110的最佳光接收度,同時也提供了來自于此視場外傳播向晶圓級透鏡110的最佳光阻擋度。錐形物797可具有任何匹配一預(yù)先指定視場角度736的角度。
晶圓730可使用在可選的步驟540中,以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732及/或復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的透鏡陣列740。經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732與經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632相似,除了不透光殼體634被具有錐形隔片772與錐形物774的不透光殼體734所取代。經(jīng)封裝的透鏡陣列740與經(jīng)封裝的透鏡陣列640相似,除了不透光殼體644被殼體744所取代。殼體744與不透光殼體644相似,除了其具有錐形隔片772與錐形物774之外
在可選的步驟550中,至少一經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732黏合至影像傳感器680(如參照圖6所討論),以形成相機(jī)模塊738,且/或至少一經(jīng)封裝的透鏡陣列740黏合至影像傳感器陣列685(如參照圖6所討論),以形成陣列相機(jī)模塊748。相機(jī)模塊738為相機(jī)模塊160的一實(shí)施例,而陣列相機(jī)模塊748為陣列相機(jī)模塊180的一實(shí)施例。
在一實(shí)施例中,步驟510包含一個使用具有用于塑造凸緣的凹槽的模具的步驟518。在此實(shí)施例中,步驟530包含一個產(chǎn)生具有凸緣的晶圓150的步驟538。這些凸緣限定經(jīng)封裝的晶圓級透鏡115對準(zhǔn)影像傳感器170,且/或限定陣列117對準(zhǔn)影像傳感器陣列190。
圖8顯示方法500(圖5)與步驟518及538一起施行時的一實(shí)例,以及一由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓830的例示性實(shí)例。圖8進(jìn)一步顯示一例示性經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832及一由方法500此實(shí)例所產(chǎn)生的例示性相機(jī)模塊838。圖8所示的實(shí)例因而與方法500的一實(shí)施例相關(guān)聯(lián),此實(shí)施例施行步驟518及538且量身定制生產(chǎn)(a)具有單一晶圓級透鏡之經(jīng)封裝的晶圓級透鏡,及(b)具有單一相機(jī)的相機(jī)模塊。方法500的此實(shí)施例最好與圖8一起觀看。
示意圖810顯示一基于下模件812與上模件714(圖7)的步驟518的實(shí)例。下模件812與下模件712相似,除了凹槽792被凹槽892所取代。凹槽892具有錐形物793及一額外的內(nèi)凹槽893,內(nèi)凹槽893的深度大于深度670。
圖8顯示一由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832所組成的例示性晶圓830。晶圓830為當(dāng)使用與步驟518一起施行的步驟510中的下模件812時,步驟530與步驟538一起施行的例示性結(jié)果。與晶圓730(圖7)相比,錐形隔片772上存在有一額外的凸緣872。因此,晶圓830中的每一晶圓級透鏡在與透鏡組件122相關(guān)聯(lián)的側(cè)面上被錐形隔片772及凸緣872所圍繞。
晶圓830可使用在與步驟422(圖4)一起施行的可選步驟540之中,以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832。經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832與經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732相似,除了不透光殼體734被不透光殼體834所取代。不透光殼體834與不透光殼體734相似,除了其也包含了凸緣872。
在與步驟432一起施行的可選步驟550中,至少一經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832黏合至影像傳感器880以形成相機(jī)模塊160的一實(shí)施例。凸緣872接觸(或幾乎接觸)影像傳感器880的側(cè)面,以限定經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832相對于影像傳感器880對準(zhǔn)。錐形隔片772界定影像傳感器880與晶圓級透鏡110(除結(jié)構(gòu)層673之外)之間的間距,同時凸緣872界定晶圓級透鏡110在與光軸626正交的維度上的定位。因此,凸緣872消除了裝配現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200(圖2)時所需的主動對準(zhǔn)步驟。
圖9顯示方法500(圖5)于與步驟518及538一起施行時的另一個實(shí)例,以及一由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的例示性晶圓930。圖9進(jìn)一步顯示一例示性經(jīng)封裝的透鏡陣列932及一由方法500的此實(shí)例所產(chǎn)生的例示性陣列相機(jī)模塊938。圖9所示的實(shí)例因而與方法500的一實(shí)施例相關(guān)聯(lián),此實(shí)施例施行步驟518及538且量身定制生產(chǎn)經(jīng)封裝的透鏡陣列及陣列相機(jī)模塊。方法500的此實(shí)施例最好與圖9一起觀看。
示意圖900顯示一基于下模件912及上模件714(圖7)的步驟518的實(shí)例。下模件912結(jié)合下模件712與下模件812的特性,以包含凹槽792與凹槽892二者。
圖9顯示由經(jīng)封裝的透鏡陣列932所組成的例示性晶圓930。晶圓930為當(dāng)使用步驟510中的下模件912時,步驟530與步驟538一起施行的例示性結(jié)果。與晶圓830(圖7)相比,錐形凸緣772上的某些位置存在有所述額外的凸緣872,同時其他位置具有錐形隔片772而沒有凸緣872。
晶圓930可使用在與步驟424(圖4)一起施行的可選步驟540中,以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的透鏡陣列932。在可選的步驟540中,沿著與具有凸緣872的位置一致的切割線950對晶圓930切塊,使得每一經(jīng)封裝的透鏡陣列932具有沿著其周邊的凸緣872。
在與步驟434一起施行的可選步驟550中,至少一經(jīng)封裝的透鏡陣列932黏合至一影像傳感器陣列980,以形成陣列相機(jī)模塊180的一實(shí)施例。凸緣872接觸(或幾乎接觸)影像傳感器陣列980的側(cè)面,以限定經(jīng)封裝的透鏡陣列932相對于影像傳感器陣列980對準(zhǔn)。錐形隔片772界定了影像傳感器880與晶圓級透鏡110之間(除可選的結(jié)構(gòu)層673之外)的間距,并在由經(jīng)封裝的透鏡陣列932與影像傳感器陣列980所形成的陣列相機(jī)模塊的個別相機(jī)之間阻斷光線。凸緣872界定了晶圓級透鏡110在正交于光軸636的維度上的定位。因此,凸緣872消除了裝配現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊200(圖2)時所需的主動對準(zhǔn)步驟。
在圖9所示的實(shí)例中,凹槽892與切割線950經(jīng)設(shè)置以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的透鏡陣列932,其每一者具有兩個晶圓級透鏡110。然而,在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,凹槽892及切割線950可經(jīng)配置使得步驟540產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的透鏡陣列932,且其至少一些者各別有超過兩個的晶圓級透鏡110。再者,凹槽892及切割線950可經(jīng)配置使得步驟540產(chǎn)生包含有至少一經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832及至少一經(jīng)封裝的透鏡陣列932之晶圓級透鏡組件組合。應(yīng)了解到這類的晶圓級透鏡組件在步驟530中可黏合至具有對應(yīng)數(shù)目與構(gòu)造的影像傳感器的影像傳感器模塊。
在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,方法500可經(jīng)執(zhí)行以產(chǎn)生一種結(jié)合了晶圓630、730、830及930的特征之由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓。在一實(shí)例中,步驟510產(chǎn)生一種可在步驟540中切塊的晶圓,以產(chǎn)生至少二個選自由下列各物所組成的群組的不同晶圓級透鏡組件:經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632、經(jīng)封裝的透鏡陣列640、經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732、經(jīng)封裝的透鏡陣列740、經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832及經(jīng)封裝的透鏡陣列932。在另一實(shí)例中,步驟510產(chǎn)生了一種可在步驟540中切塊以產(chǎn)生一或多個晶圓級透鏡組件的晶圓,每一組件結(jié)合了經(jīng)封裝的晶圓級透鏡632、經(jīng)封裝的透鏡陣列640、經(jīng)封裝的晶圓級透鏡732、經(jīng)封裝的透鏡陣列740、經(jīng)封裝的晶圓級透鏡832及經(jīng)封裝的透鏡陣列932的特征。例如,非錐形隔片可與凸緣結(jié)合,且/或非錐形隔片可與錐形隔片結(jié)合。
圖10顯示一例示性晶圓級經(jīng)封裝的相機(jī)模塊1000。相機(jī)模塊1000包含至少一透鏡單元1020、至少一對應(yīng)的影像傳感器1030及一殼體1040。影像傳感器1030經(jīng)配置以擷取通過透鏡單元1020所形成的影像。殼體1040執(zhí)行多個作用:(a)支承透鏡單元1020與影像傳感器1030,(b)固持透鏡單元1020與影像傳感器1030于其適當(dāng)?shù)奈恢蒙?,以?c)形成一供透鏡單元1020與影像傳感器1030使用的部分密閉體。在某些實(shí)施例中,殼體1040是由不透光材料所制成,使得殼體1040形成一光密封體,防止光線通過其他路徑而不是通過預(yù)期的視見區(qū)泄漏到相機(jī)模塊1040內(nèi)被影像傳感器1030偵測。
殼體1040是在晶圓層級形成,供復(fù)數(shù)成對的透鏡單元1020與影像傳感器1030之用。與習(xí)知在晶粒層級封裝(即個別地封裝)的相機(jī)模塊相比,晶圓級封裝的相機(jī)模塊1000與較低的封裝成本相關(guān)聯(lián)。因此,相機(jī)模塊1000非常適合在與嚴(yán)格成本限制相關(guān)聯(lián)的相機(jī)裝置1090(諸如消費(fèi)電子裝置)中實(shí)行。此外,殼體1040可量身定制形成一用于具有各種形狀因素的透鏡單元1020及影像傳感器1030的密封體。例如,殼體1040可量身定制以形成一用于透鏡單元1020及影像傳感器1030的密封體,其中影像傳感器1030具有比透鏡單元顯著較小的橫向廣度。在本文中,「橫向」指的是正交于影像傳感器1030的光軸1012的維度。
圖1將透鏡單元1020描繪為一具有基板1022的晶圓級透鏡,一透鏡組件1026設(shè)在基板1022面向影像傳感器1030光接收表面1032的側(cè)面上,且一透鏡組件1024設(shè)在基板1022背向光接收表面1032的側(cè)面上。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,透鏡單元1020可不同于圖1中所示者。例如,透鏡單元1020可為(a)具有二或多個基板1022的堆棧式晶圓級透鏡組件,每一基板具有相關(guān)聯(lián)的透鏡組件1024及1026,(b)模具透鏡,或(c)可變焦距透鏡組件。
在一實(shí)施例中,晶圓級封裝的相機(jī)模塊1000為一種包含一影像傳感器1030、一透鏡單元1020及相關(guān)聯(lián)的殼體1040的相機(jī)模塊1010。在相機(jī)模塊1010中,殼體1040形成一用于透鏡單元1020及影像傳感器1030的部分密封體。此密封體環(huán)繞光軸1012。在相機(jī)模塊1010的實(shí)施例中,其中殼體1040是不透光的,殼體1040形成圍繞光接收表面1032及透鏡單元1012的光密封體,除了用于透鏡單元1020背向影像傳感器1030的視見區(qū)之外。此光密封體阻擋至少一部分不想要的光線傳播向影像傳感器1030,即未正確通過透鏡單元1020成像到影像傳感器1030上的光線。
在另一實(shí)施例中,晶圓級封裝的相機(jī)模塊1000為一種包含兩個透鏡單元1020、兩個分別經(jīng)配置以擷取透鏡單元1020所形成影像的影像傳感器1030、以及殼體1040的陣列相機(jī)模塊1060。在陣列相機(jī)模塊1060中,殼體1040環(huán)繞每一影像傳感器1030的光軸。在陣列相機(jī)模塊1060的實(shí)施例中,其中殼體1040是不透光的,殼體1040形成一圍繞每一光接收表面1032及相關(guān)聯(lián)的透鏡單元1012之光密封體,除了用于每一透鏡單元1020背向其對應(yīng)的影像傳感器1030的視見區(qū)之外。此光密封體阻擋至少一部分不想要的光線傳播向影像傳感器1030,即未正確通過對應(yīng)的透鏡單元1020成像到影像傳感器1030上的光線。光密封體不僅防止光線從陣列相機(jī)模塊1060外側(cè)泄漏到陣列相機(jī)模塊1060之內(nèi),也防止了光線泄漏于陣列相機(jī)模塊1060的個別相機(jī)模塊之間。
在又一實(shí)施例中,晶圓級封裝的相機(jī)模塊1000為一種相似于陣列相機(jī)模塊1060的陣列相機(jī)模塊,但具有超過兩個個別的相機(jī)模塊,其每一者包含一影像傳感器1030及一透鏡單元1020。例如,這類陣列相機(jī)模塊可經(jīng)配置為一個具有兩個相鄰的不共線列的2x2陣列相機(jī)模塊,且其每一者具有兩個相機(jī)模塊,或者配置為一個具有三個配置在一直線的相機(jī)模塊的1x3陣列相機(jī)。
圖11顯示一用于裝配及封裝具有光密封殼體的現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)模塊1150的現(xiàn)有技術(shù)晶粒級方法1100。在步驟1102中,將膠黏劑1112圍繞著影像傳感器1130的周邊沉積。在步驟1104中,晶圓級透鏡1120與影像傳感器1130對準(zhǔn)并于設(shè)置到影像傳感器1130上的膠黏劑1112上以將晶圓級透鏡1120黏附至影像傳感器1130,藉以形成現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模塊1150。晶圓級透鏡1120為一種具有一基板1122、兩個透鏡組件1124及一用于耦接晶圓級透鏡1120至影像傳感器1130的隔片1126的晶圓級透鏡。在步驟1106中,將黑色涂層1140圍繞著晶圓級透鏡1120與影像傳感器1130沉積在現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)模塊1150上,以形成一光密封殼體。黑色涂層1140阻擋了至少一部分不想要的光線傳播向影像傳感器1130,即未正確通過晶圓級透鏡1120成像到影像傳感器1030上的光線。因此,現(xiàn)有技術(shù)方法1100包含若干步驟,其每一者必須精確進(jìn)行。例如,沉積黑色涂層1140的過程包含了避免沉積黑色涂層1140至透鏡組件1140,或者從透鏡組件1124移除黑色涂層1140二者之一。因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)方法1100的步驟是在個別的晶粒層級上執(zhí)行,相對于晶圓層級,生產(chǎn)現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)模塊1150的裝配及封裝成本是顯著的。
圖12顯示一技術(shù)方案1200,其中影像傳感器1230及晶圓級透鏡1220各自的形狀因素使得現(xiàn)有技術(shù)方法1100無法使用于將影像傳感器1230與晶圓級透鏡1220裝配一起形成相機(jī)模塊。具體而言,影像傳感器1230相對于晶圓級透鏡1220具有小的橫向廣度。這是一個常見的情形,因?yàn)橛跋駛鞲衅鞯闹圃旒夹g(shù)已經(jīng)發(fā)展到可生產(chǎn)非常小的影像傳感器,至少從成本角度其是有利的。晶圓級透鏡1220包含一基板1222與兩個透鏡組件1224。然而,打算用來面向影像傳感器1230的透鏡組件1224的直徑大到讓將基板1222黏合至影像傳感器1230所需的隔片1240無法接觸影像傳感器1230。于隔片1240與影像傳感器1230之間存有一間隙1250。
圖13顯示另一技術(shù)方案1300,其中影像傳感器1330及晶圓級透鏡1320各自的形狀因素使得現(xiàn)有技術(shù)方法1100無法使用于將影像傳感器1330與晶圓級透鏡1320可靠地裝配一起形成相機(jī)模塊。如技術(shù)方案1200中所示,影像傳感器1330相對于晶圓級透鏡1320具有小的橫向廣度,盡管在技術(shù)方案1300中的差異較小。晶圓級透鏡1320包含一基板1322與兩個透鏡組件1324。然而,打算用來面向影像傳感器1330的透鏡組件1324的直徑大到其與所述將基板1322黏合至影像傳感器1330所需的隔片1240之間的接觸區(qū)域1350不足以實(shí)現(xiàn)可靠的黏合。
圖14說明一用于封裝復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊1000的例示性晶圓級方法1400。方法1400利用模塑而產(chǎn)生一封裝在殼體1040內(nèi)的晶圓相機(jī)模塊1000。因此,理想情況下方法1400適合低成本大量生產(chǎn)的相機(jī)模塊1000。方法1400不需要黏合透鏡單元至影像傳感器的步驟,就像是現(xiàn)有技術(shù)方法1100一樣。此外,憑借模具的設(shè)計(jì),方法1400消除了單獨(dú)對準(zhǔn)步驟的需求。再者,方法1400能夠組裝及封裝如圖12及13所示的相機(jī)模塊,而這與現(xiàn)有技術(shù)方法1000不兼容。
在步驟1410中,方法1400在復(fù)數(shù)個影像傳感器1030周圍包覆模制一第一殼體材料,以產(chǎn)生一由經(jīng)封裝的影像傳感器所組成的第一晶圓。在一實(shí)施例中,步驟1400施行一個讓第一殼體材料僅模塑至影像傳感器1030背向各自的光軸1012的側(cè)面的步驟1412。在此實(shí)施例中,殼體材料在冷卻時收縮而施加足夠的壓力于影像傳感器1030上,以固定影像傳感器1030于第一晶圓中。步驟1410產(chǎn)生第一晶圓且使得第一晶圓可分別容納復(fù)數(shù)個透鏡單元1020于影像傳感器1030上。在一實(shí)施例中,步驟1410包含一個模塑凸緣以形成供容納透鏡單元1020的層架表面的步驟1414。可選地,步驟1414包含一個模塑凸緣的步驟1416,使得所述層架表面位于離各自的影像傳感器1030一定距離處而將影像傳感器1030放置在對應(yīng)的透鏡單元1020的焦平面處。步驟1410可包含一個使用具有凹槽的模具的步驟1418,所述凹槽保護(hù)影像傳感器1030免于所述第一殼體材料的污染。
圖15通過非限制性實(shí)例而顯示步驟1410的一實(shí)施例,其施行步驟1412、1414、1416及1418的全部步驟。圖15的全部視圖為剖視圖,其橫截面平行于光軸1012。盡管圖15說明一僅有三個影像傳感器1030的第一晶圓的產(chǎn)生,圖15所示的方法容易擴(kuò)展為產(chǎn)生具有任何數(shù)目的影像傳感器1030的第一晶圓,例如百個或千個影像傳感器1030。
如圖15的示意圖1502所示,復(fù)數(shù)個影像傳感器1030經(jīng)放置在下模件1510上。下模件1510具有凹槽1512,用于容納電接點(diǎn)1511及/或影像傳感器1030的其他突出構(gòu)件。為了清楚說明,并非全部的電接點(diǎn)1511被標(biāo)示在示意圖1502之中。再者,在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,每一影像傳感器1130可具有與圖15所示者不同的電接點(diǎn)數(shù)目。每一凹槽1512被一經(jīng)配置以支承影像傳感器1030的支承表面1514所圍繞。
接著,如圖15的示意圖1504所示,上模件1520接觸下模件1510與影像傳感器1030。上模件1520在每一影像傳感器1030之上設(shè)有凹槽1522。每一凹槽1522被一經(jīng)配置毗連各自的光接收表面1550而接觸影像傳感器1030的表面1524所圍繞。上模件1520亦包含環(huán)繞每一凹槽1522的凹槽1526。凹槽1526包含面向下模件1510且只設(shè)置到上模件1520內(nèi)的凹槽1526部分深度位置處的表面1528。上模件1520包含一用于接收第一殼體材料的澆口1530。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,澆口1530可合并到下模件1510中而不是合并到上模件1520。為了清楚說明,并非全部的凹槽1522、表面1524、表面1528及光接收表面1550被標(biāo)示在示意圖1504之中。
在上模件1520接觸到下模件1510與影像傳感器1030之后,第一殼體材料1532通過澆口1532被注射到上模件1520與下模件1510之間的空腔(見圖15的示意圖1506)。殼體材料1532可以是不透光的。描繪在示意圖1506中的制程致使一具有影像傳感器1030的第一晶圓1580產(chǎn)生,影像傳感器1030被封裝在由殼體材料1532所形成的殼體1540內(nèi)。為了清楚說明,圖15顯示了分離開模件1510及1520的第一晶圓1580的詳細(xì)視圖。然而,方法1400并不需要第一晶圓1580與下模件1510分離。在第一晶圓1580中,每一影像傳感器1030在正交于各自的光軸1012的維度上被殼體1540所圍繞。在圖15所示的實(shí)施例中,殼體材料1532僅接觸影像傳感器1030背向各自的光軸1012的側(cè)面。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,模件1510及1520可經(jīng)塑形而使得殼體材料1532也接觸影像傳感器1030的其他部分,只要光接收表面1550及電接點(diǎn)不被殼體材料1532覆蓋。殼體材料1532在冷卻時收縮,使得殼體1540至少施加壓力于影像傳感器1030背向各自的光軸1012的側(cè)面。此壓力足以固定影像傳感器1030于殼體1540中。對于每一影像傳感器1030,殼體1540對影像傳感器1030背向光軸1012的側(cè)面形成密封處,其中此密封處環(huán)繞著光軸1012。因此,在殼體材料1532是不透光的的實(shí)施例中,殼體1540與這些影像傳感器1030側(cè)面一起形成光密封處。為了清楚說明,并非全部的光軸1012且并非全部的影像傳感器1030被標(biāo)示在描繪第一晶圓1580的圖15中。
對于每一影像傳感器1030,殼體1540在光接收表面1550之上形成一開口。此開口在影像傳感器1030正上方具有寬度1538,其超過影像傳感器1030的對應(yīng)寬度1556,使得殼體1540不會干擾光線傳播向光接收表面1550或其他方式阻礙到影像傳感器1030的性能。殼體1540具有寬度1538的部分從影像傳感器1030沿著光軸1012向上延伸一定距離1536。在離影像傳感器1030的距離1536處,殼體材料1534在遠(yuǎn)離光軸1012的方向上展開而形成一具有層架表面1534的凸緣1538。凸緣1538經(jīng)配置以收容透鏡單元1020,且透鏡單元1020最初擱置在層架表面1536。在一實(shí)施例中,距離1536使得在透鏡單元1020放置在層架表面1534上時,影像傳感器1030位于透鏡單元1020的焦平面處。為了清楚說明,并非所有的凸緣1538被標(biāo)示在描繪第一晶圓1580的圖15之中。
再參照圖14,在步驟1420中,方法1400將復(fù)數(shù)個透鏡單元1020放置在步驟1410所形成的第一晶圓中。每一透鏡單元1020被放置在一對應(yīng)的影像傳感器1030之上。在方法1400包含有步驟1414的實(shí)施例中,步驟1420可施行一個將每一透鏡單元1020放置在第一晶圓的殼體的層架表面上的步驟1422。
在步驟1430中,方法1400包覆模制一第二殼體材料于第一晶圓之上及放置在第一晶圓中的透鏡單元1020周圍,以形成一由封裝在殼體1040中的相機(jī)模塊1000所組成的第二晶圓。步驟1430可包含一個對每一透鏡單元1020產(chǎn)生一錐形視見區(qū)的步驟1432。
圖16通過非限制性實(shí)例而顯示方法1400的步驟1420及1430的實(shí)施例,且其施行步驟1422及1432。圖16的全部視圖為剖視圖,如圖15中所使用。盡管圖16說明一僅有三個影像傳感器1030與三個透鏡單元1020的第二晶圓的產(chǎn)生,圖16所示的方法容易擴(kuò)展為產(chǎn)生具有任何數(shù)目的影像傳感器1030與對應(yīng)的透鏡單元1020的第二晶圓,例如百個或千個影像傳感器1030與對應(yīng)的透鏡單元1020。
圖16將每一透鏡單元1020描繪成晶圓級透鏡。然而,如上文中參照圖10所討論,在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,透鏡單元1020可以是另一種類型的透鏡。
示意圖1602顯示施行步驟1422的步驟1420實(shí)例。對于每一影像傳感器1030,一透鏡單元1020被放置在層架表面1534上。在圖16所示的實(shí)例中,透鏡單元1020為一種包含基板1022、透鏡組件1024及透鏡組件1026的晶圓級透鏡。在此實(shí)例中,基板1022被擱置在層架表面1534上,使得透鏡組件1026被懸置于影像傳感器1030之上。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,透鏡單元1020可以是另一種類型的透鏡,如上文中參照圖10所討論。為了清楚說明,并非所有的層架表面1534、透鏡組件124及透鏡組件126被標(biāo)示在示意圖1602之中。
示意圖1604及1606顯示一施行步驟1432的步驟1430實(shí)例。如示意圖1640所示,上模件1610接觸下模件1510與放置其中的透鏡單元1020。上模件1610包含在每一透鏡單元1020上方的凹槽1612。每一凹槽1612被一表面1614所圍繞。凹槽1612及表面1614協(xié)作而保護(hù)透鏡單元1020面向上模件1610的光學(xué)表面免于(a)接觸上模件1610及(b)被注射到由下模件1510與上模件1610所形成的模具之內(nèi)的殼體材料1632污染。表面1614遠(yuǎn)離此光學(xué)表面而接觸透鏡單元1020,并在所述光學(xué)表面周圍形成密封處。此密封處確保注射到模具(由下模件1510與上模件1610所形成)內(nèi)的殼體材料1632無法到達(dá)所述光學(xué)表面。在圖16所示的實(shí)例中,凹槽1612及表面1614保護(hù)了透鏡組件1024。對于每一透鏡單元1020,表面1614接近但以離透鏡組件1024一定距離而密封基板1022。透鏡組件1024遠(yuǎn)離基板1022的高度1615較小于凹槽1612相對于表面1614的深度1613。因此,對于每一透鏡單元1020,凹槽1612及表面1614保護(hù)了透鏡組件1024。為了清楚起見,并非所有的表面1614與透鏡組件1024被標(biāo)示于示意圖1604之中。
上模件1610進(jìn)一步包含位于殼體1540上方的凹槽1612。在圖6所示的實(shí)例中,凹槽1612具有錐形壁1618。為了清楚說明,并非所有的凹槽1616及錐形壁1618被標(biāo)示于示意圖1604之中。
此外,上模件1610包含一用于接收第一殼體材料的澆口1630。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,澆口1630可合并到下模件1610而不是合并到上模件1610。如示意圖1606所示,殼體材料通過澆口1630被注射到上模件1610與下模件1510之間的空腔內(nèi)。殼體材料1632可以是不透光的,且/或與殼體材料1532相同。描繪在示意圖1604及1606中的過程致使一具有影像傳感器1030與透鏡單元1020的第二晶圓1680產(chǎn)生,影像傳感器1030與透鏡單元1020被封裝在由殼體材料1532所形成的殼體1640內(nèi)。為了清楚說明,圖16顯示了在從模件1510及1610釋放第二晶圓1680之后的第二晶圓1680的詳細(xì)視圖。殼體材料1632接觸殼體1540以形成殼體1640。在某些實(shí)施例中,殼體材料1632接觸殼體1540環(huán)繞每一光軸1012的表面部分,以于殼體材料1634與殼體1540之間防止光線泄漏到由第二晶圓1680所形成的相機(jī)模塊之內(nèi)。殼體1640支承影像傳感器1030及透鏡單元1020,而模件1510及1610經(jīng)配置以確保透鏡單元1020正確對準(zhǔn)影像傳感器1030。對于每一影像傳感器1030及對應(yīng)的透鏡單元1020,殼體1640環(huán)繞光軸1012。
在殼體材料1532及1632是不透光的實(shí)施例中,對于每一影像傳感器1030及對應(yīng)的透鏡單元1020,殼體1640在光接受表面1550的周圍、光接收表面1550與透鏡單元1020之間的空間、以及除了透鏡單元1020上方的視見區(qū)之外的透鏡單元1020處形成光密封體。此光密封體環(huán)繞著光軸1012。在圖6所示的實(shí)例中,視見區(qū)具有由錐形壁1618所形成的錐形側(cè)面1634。為了清楚說明,并非所有的光接收表面1550、影像傳感器1030、透鏡單元1020、透鏡組件1024、透鏡組件1026、光軸1012及錐形側(cè)面1634被標(biāo)示在描繪第二晶圓1680的圖16之中。
再參照圖14,在一可選步驟1440中,方法1400將第二晶圓切塊以形成復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊。在一實(shí)施例中,第二晶圓經(jīng)切塊以形成復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊1010。在另一實(shí)施例中,第二晶圓經(jīng)切塊以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個陣列相機(jī)模塊1060。在又一實(shí)施例中,第二晶圓經(jīng)切塊以產(chǎn)生相機(jī)模塊1010及1060二者。
圖17通過非限制性實(shí)例而顯示方法1400的步驟1440的一實(shí)施例。圖17中的視圖為剖視圖,如圖15中所使用。盡管圖17顯示對一僅具有三個影像傳感器1030與三個透鏡單元1020的第二晶圓進(jìn)行切塊,圖17所示的方法容易擴(kuò)展為產(chǎn)生具有任何數(shù)目的影像傳感器1030的第一晶圓,例如百個或千個影像傳感器。
如圖17所示,第二晶圓1680被沿著切割線1750進(jìn)行切割。切割線1750貫穿所述透鏡單元1020之間的殼體1640。在一實(shí)例中,第二晶圓1680被沿著全部的切割線1750進(jìn)行切割以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊1732。每一相機(jī)模塊1732為相機(jī)模塊1010的一實(shí)施例。在另一實(shí)施例中,第二晶圓1680被沿著一些但不是全部的切割線1750進(jìn)行切割以產(chǎn)生陣列相機(jī)模塊1734,并且,可選地產(chǎn)生相機(jī)模塊1732。陣列相機(jī)模塊1734為陣列相機(jī)模塊1060的一實(shí)施例。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,陣列相機(jī)模塊1734可包含比圖17所示者更多的影像傳感器1030與對應(yīng)的透鏡單元1020。例如,步驟1440可切割第二晶圓1680以產(chǎn)生一或多個陣列相機(jī)模塊1734,且所述一或多個陣列相機(jī)模塊經(jīng)配置為一個具有兩個相鄰的不共線列的2x2陣列相機(jī)模塊,且其每一者具有兩個相機(jī)模塊,或者配置為一個具有三個配置在一直線的相機(jī)模塊的1x3陣列相機(jī)。在步驟1440中產(chǎn)生的每一個相機(jī)模塊1732包含了一部分的殼體1640環(huán)繞著光軸1012。同樣地,對于每一陣列相機(jī)模塊1734,每一對影像傳感器1030與對應(yīng)的透鏡單元1020被一部分的殼體1640所環(huán)繞。為了清楚說明,并非所有的透鏡單元1020、影像傳感器1030及光軸1012被標(biāo)示于圖17之中。
圖18A-C進(jìn)一步詳細(xì)顯示相機(jī)模塊1732。圖18A為相機(jī)模塊1732的剖視圖,且其橫截面平行于光軸1012。圖18B為相機(jī)模塊1732在平行于光軸1012的方向上從圖18A的剖線18B-18B朝向影像傳感器1030的視圖。圖18C為相機(jī)模塊1732在平行于光軸1012的方向上從圖18A的剖線18C-18C朝向透鏡單元1020的視圖。圖18A-C最好一起觀看。相機(jī)模塊1732包含影像傳感器1030、透鏡單元1020及殼體1882。殼體1882為在步驟1440中對第二晶圓1680切塊時所形成的殼體1640的一部分。殼體1882可以是不透光的。
相機(jī)模塊1732的寬度1556、寬度1538及距離1536為如參照圖15所討論者。錐形側(cè)面1634界定了相機(jī)模塊1732的最大視野。透鏡單元1020的基板1022具有寬度1850。寬度1850大于寬度1538。在一實(shí)施例中,透鏡組件1026的廣度(為了清楚說明,未在圖18A標(biāo)示)與寬度1556相近或甚至大于寬度1556。相機(jī)模塊1732的此實(shí)施例使用現(xiàn)有技術(shù)方法1100將無法被制造出來。然而,方法1400能夠制造出在透鏡單元1020與影像傳感器1030之間具有這樣的維度關(guān)系的相機(jī)模塊1732實(shí)施例。
如圖18B所示,殼體1882于透鏡單元1020下方的內(nèi)周1890呈矩形,以匹配影像傳感器1030的矩形形狀。殼體1882的外周1892亦呈矩形,如切割線1750所界定。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,內(nèi)周1890可具有與矩形不同的形狀,以匹配非矩形形狀的影像傳感器1030。同樣地,若切割線1750不成直角交叉,外周1892可呈非矩形。
如圖18C所示,在透鏡單元1020上方的殼體1882內(nèi)周1894呈圓形以匹配圓形形狀的透鏡組件1020。殼體1882的內(nèi)周1894離透鏡組件1024一定距離1830。距離1830可以盡可能小地制成,同時在步驟1430中允許表面1614密封至基板1022,藉以防止(或至少減低)光線穿過基板1055而泄漏到相機(jī)模塊1732之內(nèi)。在不偏離本發(fā)明范疇的情況下,內(nèi)周1894可具有不同于圓形的形狀,(例如)以匹配非圓形形狀的透鏡組件1024。
方法1400容易擴(kuò)展產(chǎn)生殼體1882被塑造成不同于圖18A-C中所示形狀的相機(jī)模塊1732。這可通過使用具有不同于圖15及16中所示形狀的模件來實(shí)現(xiàn)。例如,錐形側(cè)面1634可被與圖6中所示者相似的平直側(cè)面所取代,或被與圖7中所示者相似之具有微結(jié)構(gòu)的側(cè)面所取代。
圖19進(jìn)一步詳細(xì)顯示陣列相機(jī)模塊1734。圖19為相機(jī)模塊1732的剖視圖,其橫截面平行于光軸1012。陣列相機(jī)模塊1734包含復(fù)數(shù)個影像傳感器1030、復(fù)數(shù)個各自的透鏡單元1020及一殼體1982。殼體1982為在步驟1440中對第二晶圓1680切塊時所形成的殼體1640的一部分。殼體1982可以是不透光的。陣列相機(jī)模塊1734包含復(fù)數(shù)個具有如上文中參照圖17及18A-C所討論的特性的陣列相機(jī)模塊1732。
圖20A及20B顯示了例示性相機(jī)模塊2000,其為一個比圖10所示者更為普遍的相機(jī)模塊1010實(shí)施例。相機(jī)模塊2000為相機(jī)模塊1732的概括,且可通過方法1400來產(chǎn)生。相機(jī)模塊2000包含影像傳感器1030、透鏡單元2010及殼體1882。圖20A為相機(jī)模塊2000的剖視圖,其橫截面平行于光軸1012。圖20B沿著如圖20A所用的相同剖視圖來顯示透鏡單元2010。圖20A及20B最好一起觀看。
透鏡單元2010可以是任何具有遠(yuǎn)離光軸1012延伸的突出部2012的透鏡類型,使得殼體1882可經(jīng)配置以通過固持突出部2012而固持透鏡單元2010。透鏡單元2010亦可取代陣列相機(jī)模塊1060及1734中的一或多個透鏡單元1020。
特征組合
上述特征以及下文所請求保護(hù)的特征可在不偏離本發(fā)明范疇的情況下以各種方式結(jié)合。例如,應(yīng)了解到本文中所述的晶圓級封裝方法、或相關(guān)聯(lián)的相機(jī)模塊或透鏡組件的態(tài)樣可并入或替換為本文中所述的另一種晶圓級封裝方法、或相關(guān)聯(lián)的相機(jī)模塊或透鏡組件的特征。下列實(shí)例說明上述所述實(shí)施例中的可能及非限制性的結(jié)合。應(yīng)明白可在不偏離本發(fā)明的精神及范疇的情況下,對本文中的所述方法及裝置做出許多其他變化及修改:
(A1)一種用于封裝晶圓級透鏡的方法,可應(yīng)用于復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡,每一晶圓級透鏡具有(a)一基板及相對面向的第一與第二表面,及(b)在所述第一與第二表面中的至少一者上的各別透鏡組件,每一透鏡組件具有一背向基板的透鏡表面。
(A2)標(biāo)記為(A1)的方法可包含:以一殼體材料部分地包封所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡,以產(chǎn)生一由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓。
(A3)在標(biāo)記為(A2)的方法中,所述殼體可通過接觸各別基板而支承所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡中的每一者。
(A4)在標(biāo)記為(A3)的方法中,所述殼體可經(jīng)塑形以在所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓之內(nèi)形成復(fù)數(shù)個殼體,以分別用于所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡。
(A5)在標(biāo)記為(A4)的方法中,每一殼體可具有用于使光線可分別通過所述復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡傳播的開口。
(A6)在標(biāo)記為(A2)至(A5)的每一方法中,所述部分地包封的步驟可包含塑造殼體材料,使得每一殼體沿著第一表面與第二表面二者朝向晶圓級透鏡的光軸向內(nèi)延伸。
(A7)在標(biāo)記為(A2)至(A6)的每一方法中,所述殼體材料可以是不透光的,以防止外部光線通過殼體材料泄漏到與每一晶圓級透鏡相關(guān)聯(lián)的光學(xué)路徑之內(nèi)。
(A8)在標(biāo)記為(A2)至(A7)的每一方法中,所述部分地包封的步驟可包含(a)沉積復(fù)數(shù)個晶圓級透鏡于一模具中,(b)將殼體材料注射到模具內(nèi),及(c)通過使殼體材料在模具內(nèi)硬化而形成由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓。
(A9)在標(biāo)記為(A8)的方法中,所述模具可包含第一凹槽,以通過沉積、注射及模塑等步驟供形成復(fù)數(shù)個殼體之用。
(A10)在標(biāo)記為(A9)的方法中,所述模具可進(jìn)一步包含第二凹槽,其深度超出其于一與個別第二凹槽相關(guān)聯(lián)的透鏡表面的模具之內(nèi)的突出深度,以防止殼體材料沉積在透鏡表面上。
(A11)標(biāo)記為(A2)至(A10)的每一方法可進(jìn)一步包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組成的晶圓進(jìn)行切塊,以形成復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件,其每一者包含所述晶圓級透鏡中的至少一者。
(A12)標(biāo)記為(A11)的方法可進(jìn)一步包含:黏合所述復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者至一影像傳感器模塊以形成一光學(xué)組件。
(A13)在標(biāo)記為(A12)的方法中,所述黏合步驟可包含:黏合殼體材料至影像傳感器模塊。
(A14)在標(biāo)記為(A2)至(A13)的每一方法中,所述部分地包覆的步驟可包含:塑造所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組成的晶圓而使得一部分的殼體材料形成背向第一表面的隔片。
(A15)在標(biāo)記為(A14)的方法中,所述隔片在沿著晶圓級透鏡的光軸的方向上可具有廣度,且其是根據(jù)(a)每一晶圓級透鏡及(b)一從所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組成的晶圓分離出來的各自影像傳感器模塊之間的預(yù)先指定間隔。
(A16)標(biāo)記為(A15)的方法可進(jìn)一步包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組成的晶圓進(jìn)行切塊,以形成復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件,其中每一晶圓級透鏡組件包含所述晶圓級透鏡中的至少一者及所述隔片中的至少一者。
(A17)標(biāo)記為(A16)的方法可進(jìn)一步包含:使用所述隔片中的至少一者并以所述預(yù)先指定間隔將所述經(jīng)封裝的晶圓級組件中的至少一者裝設(shè)到各自的影像傳感器模塊上。
(A18)在標(biāo)記為(A17)的方法中,所述塑造的步驟可包含:塑造殼體材料而使得所述晶圓級透鏡中的每一者沿著所述第一廣度而與所述晶圓級透鏡的光學(xué)路徑的密封體相關(guān)聯(lián),其中所述密封體是由所述隔片所形成。
(A19)在標(biāo)記為(A18)的方法中,所述切塊的步驟可包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組成的晶圓進(jìn)行切塊以形成經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件,且其每一者包含只有一個晶圓級透鏡以及只有一個隔片。
(A20)在標(biāo)記為(A19)的方法中,殼體材料可以是不透光的,且對于所述經(jīng)封裝的晶圓級組件中的至少一者的每一者,使得該個隔片可防止外部光線泄漏到與該個晶圓級透鏡相關(guān)聯(lián)的光學(xué)路徑中。
(A21)在標(biāo)記為(A18)的方法中,所述切塊的步驟可包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組成的晶圓進(jìn)行切塊,使得所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者(參照裝設(shè)步驟)包含N個晶圓級透鏡及與所述N個晶圓級透鏡相關(guān)聯(lián)的密封體,其中N為大于1的整數(shù)
(A22)在標(biāo)記為(A21)的方法中,在裝設(shè)的步驟中,各別的影像傳感器模塊可具有N個影像傳感器。
(A23)在標(biāo)記為(A22)的方法中,裝設(shè)的步驟可包含:黏合所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者到各自的影像傳感器模塊上,以形成至少一部分的陣列相機(jī)。
(A24)在標(biāo)記為(A23)的方法中,所述殼體材料可以是不透光的,以防止光線泄漏到所述陣列相機(jī)的個別相機(jī)之間。
(A25)在標(biāo)記為(A2)至(A24)的每一方法中,所述部分地包封的步驟可包含:塑造所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓而使得一部分的殼體材料形成背向第一表面的凸緣,以用于裝設(shè)至少一些的晶圓級透鏡到從由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓分離出來的各自影像傳感器模塊上。
(A26)標(biāo)記為(A25)的方法可進(jìn)一步包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進(jìn)行切塊,以形成復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件,其每一者包含所述晶圓級透鏡中的至少一者及所述凸緣中的至少一者。
(A27)標(biāo)記為(A26)的方法可進(jìn)一步包含:對于經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者,裝設(shè)各自的凸緣到各自的影像傳感器模塊的周邊上。
(A28)在標(biāo)記為(A27)的方法中,所述切塊的步驟可包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進(jìn)行切塊,使得所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者(參照裝設(shè)步驟)包含N個晶圓級透鏡及一部分的凸緣,其中N為大于1的整數(shù)。
(A29)在標(biāo)記為(A28)的方法中,所述形成凸緣的步驟可包含:對于所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者產(chǎn)生一外圍凸緣,所述外圍凸緣在一正交于所述N個晶圓級透鏡的光軸的平面上描述一環(huán)繞所述N個晶圓級透鏡全體的外圍路徑。
(A30)在標(biāo)記為(A29)的方法中,所述切塊的步驟可包含:對所述由經(jīng)封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進(jìn)行切塊,使得所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者包含N個晶圓級透鏡及所述外圍凸緣
(A31)在標(biāo)記為(A30)的方法中,在裝設(shè)的步驟中,各自的影像傳感器模塊可具有N個影像傳感器。
(A32)在標(biāo)記為(A31)的方法中,所述裝設(shè)的步驟可包含:對于所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者的每一者,黏合所述外圍凸緣到各自的影像傳感器模塊上以形成一陣列相機(jī)。
(A33)在標(biāo)記為(A32)的方法中,所述殼體材料可以是不透光的,使得所述外圍凸緣可防止外部光線穿過殼體材料而泄漏到與所述N個晶圓級透鏡相關(guān)聯(lián)的光學(xué)路徑之中。
(A34)在標(biāo)記為(A33)的方法中,所述塑造晶圓的步驟可進(jìn)一步包含:對于所述經(jīng)封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者的每一者,形成至少一背向第一表面的隔片。
(A35)在標(biāo)記為(A34)的方法中,所述至少一隔片中的每一者在沿著所述N個晶圓級透鏡的光軸的方向上可具有廣度,且其是根據(jù)(a)所述N個晶圓級透鏡及(b)各自的影像傳感器模塊之間的預(yù)先指定間隔,所述至少一隔片經(jīng)配置以防止光線泄漏于所述陣列相機(jī)的個別相機(jī)之間。
(B1)一種透鏡組件,可包含一晶圓級透鏡及(a)一具有相對面向的第一與第二表面的基板,以及(b)在所述第一與第二表面中的至少一者上的各別透鏡組件,其中每一透鏡組件具有一背向基板的透鏡表面。
(B2)標(biāo)記為(B1)的透鏡組件可進(jìn)一步包含一個一體成型的殼體,所述殼體接觸基板且沿著第一表面與第二表面二者而朝向晶圓級透鏡的光軸向內(nèi)延伸。
(B3)在標(biāo)記為(B2)的透鏡組件中,所述一體成型的殼體可以是不透光的。
(B4)在標(biāo)記為(B3)的透鏡組件中,所述一體成型的殼體在正交于光軸的維度上可環(huán)繞晶圓級透鏡。
(B5)標(biāo)記為(B2)至(B4)的每一透鏡組件可使用標(biāo)記為(A2)至(A35)的一或多個方法而被制造。
(C1)一種用于封裝復(fù)數(shù)個相機(jī)模塊的晶圓級方法,可包含:(a)在復(fù)數(shù)個影像傳感器周圍包覆模制一第一殼體材料以產(chǎn)生一由經(jīng)封裝影像傳感器組成的第一晶圓,(b)于第一晶圓中將復(fù)數(shù)個透鏡單元分別放置在所述復(fù)數(shù)個影像傳感器上,以及(c)在所述第一晶圓上及所述透鏡單元周圍包覆模制一第二殼體材料以形成一由經(jīng)封裝相機(jī)模塊所組成的第二晶圓,其中每一經(jīng)封裝相機(jī)模塊包含所述影像傳感器中的一者及所述透鏡單元中的一者,且其中所述第二殼體材料與所述第一殼體材料協(xié)作以固定所述透鏡單元于第二晶圓之中。
(C2)在標(biāo)記為(C1)的方法中,所述包覆模制一第二殼體材料的步驟可包含:使第二殼體材料接觸所述第一晶圓之圍繞每一經(jīng)封裝相機(jī)模塊的表面部分,以于第一殼體材料與第二殼體材料之間防止光線泄漏到所述經(jīng)封裝相機(jī)模塊內(nèi)。
(C3)在標(biāo)記為(C1)及(C2)的方法中的一或二者中,所述包覆模制一第一殼體材料的步驟可包含:模塑復(fù)數(shù)個凸緣,所述凸緣具有各自的復(fù)數(shù)個層架表面,且所述層架表面分別正交于每一影像傳感器的光軸。
(C4)在標(biāo)記為(C3)的方法中,所述放置復(fù)數(shù)個影像傳感器的步驟可包含分別將所述透鏡單元放置在層架表面上。
(C5)在標(biāo)記為(C4)的方法中,每一透鏡單元可包含一平面基板。
(C6)在標(biāo)記為(C5)的方法中,所述放置步驟可包含對于每一透鏡單元,將所述平面基板放置在一對應(yīng)的層架表面上。
(C7)在標(biāo)記為(C3)至(C6)的任一方法中,所述模塑復(fù)數(shù)個凸緣的方法可包含模塑所述凸緣而使得每一凸緣環(huán)繞一對應(yīng)的影像傳感器的光軸。
(C8)在標(biāo)記為(C3)至(C7)的任一方法中,每一透鏡單元可具有固定的焦距。
(C9)在標(biāo)記為(C3)至(C8)的任一方法中,所述模塑復(fù)數(shù)個凸緣的步驟可包含從一對應(yīng)的影像傳感器沿著光軸模塑每一層架表面一定距離,使得其對應(yīng)的影像傳感器位于一對應(yīng)的透鏡單元的焦平面處。
(C10)在標(biāo)記為(C3)至(C9)的任一方法中,所述模塑復(fù)數(shù)個凸緣的步驟可包含:圍繞一對應(yīng)的影像傳感器的開口模塑每一層架表面,其中所述開口在正交于其對應(yīng)的影像傳感器的維度上具有比其對應(yīng)的影像傳感器更大的范圍。
(C11)在標(biāo)記為(C1)至(C10)的任一方法中,所述包覆模制一第一殼體材料的步驟可包含:只模塑第一殼體材料至所述影像傳感器背向每一影像傳感器光軸的側(cè)面,使得在與冷卻相關(guān)聯(lián)的第一殼體材料收縮之后所述第一晶圓通過第一殼體材料在側(cè)面的壓力而支承所述影像傳感器。
(C12)在標(biāo)記為(C1)至(C11)的任一方法中,所述包覆模制一第一殼體材料的步驟可包含:(a)將所述影像傳感器置于一底模表面中各自的凹槽之上,使得每一影像傳感器的下表面的平面部分?jǐn)R置在所述底模表面的圍繞一對應(yīng)凹槽的平面部分,其中所述下表面相對于其對應(yīng)的影像傳感器的光接收表面,(b)沉積所述第一殼體材料在所述底模表面未被影像傳感器占據(jù)的部分,以及(c)使頂模表面接觸所述影像傳感器的圍繞光接收表面的上表面的一部分,以模塑第一殼體材料而充填所述影像傳感器之間的縫隙,藉以形成第一晶圓。
(C13)在標(biāo)記為(C1)至(C12)的任一方法中,所述包覆模制一第一殼體材料的步驟可包含:對于每一影像傳感器,沿著一環(huán)繞一相關(guān)聯(lián)光接收表面的路徑而模塑第一殼體材料至每一影像傳感器,以于第一殼體材料與每一影像傳感器之間防止光線泄漏到光接收表面。
(C14)在標(biāo)記為(C1)至(C13)的任一方法中,每一透鏡單元可包含一基板,且所述包覆模制一第二殼體材料的步驟可包含:對于每一透鏡單元,包覆模制第二殼體材料于所述基板背向一相關(guān)聯(lián)影像傳感器的一部分之上,以防止光線通過基板而泄漏到一對應(yīng)的經(jīng)封裝相機(jī)模塊內(nèi)。
(C15)標(biāo)記為(C1)至(C14)的任一方法可進(jìn)一步包含:對第二晶圓進(jìn)行切塊以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個經(jīng)封裝陣列相機(jī)模塊,其每一者包含二或多個個別的經(jīng)封裝相機(jī)模塊。
(D1)一種相機(jī)模塊,可包含一影像傳感器,其具有一光接收表面及背向所述相機(jī)模塊的一光軸的側(cè)面;一透鏡單元,用于成像一場景到所述影像傳感器上,所述透鏡單元包含一基板;以及一固持所述影像傳感器及所述透鏡單元的殼體,其中所述殼體接觸其側(cè)面。
(D2)在標(biāo)記為(D1)的相機(jī)模塊中,除了一用于查看一場景的視見區(qū)之外,所述殼體及所述影像傳感器可協(xié)作形成一光密封體,其圍繞所述透鏡單元及圍繞影像傳感器與透鏡單元之間的空間。
(D3)在標(biāo)記為(D1)及(D2)的相機(jī)模塊中的一或二者中,所述殼體可以只接觸所述側(cè)面。
(D4)在標(biāo)記為(D1)至(D3)的任一相機(jī)模塊中,所述殼體可通過殼體與所述側(cè)面之間的壓力而固持影像傳感器。
(D5)在標(biāo)記為(D4)的相機(jī)模塊中,所述殼體可以由不透光的聚合物所組成
(D6)在標(biāo)記為(D1)至(D5)的任一相機(jī)模塊中,在所述殼體與所述影像傳感器之間的接口可以是不含黏著劑的。
(D7)在標(biāo)記為(D1)至(D6)的任一相機(jī)模塊中,所述殼體可沿著所述基板背向影像傳感器的一表面而朝向所述光軸向內(nèi)延伸。
(D8)在標(biāo)記為(D1)至(D7)的任一相機(jī)模塊中,所述透鏡單元可具有比影像傳感器更大的遠(yuǎn)離光軸廣度。
可在不偏離本發(fā)明范疇的情況下對上述系統(tǒng)及方法做出改變。因此應(yīng)注意到,包含在上述說明及顯示于附圖中的事項(xiàng)應(yīng)解釋為說明性的而非限制性的。下列申請專利范圍意欲涵蓋本文所述的一般性特征及特定特征,且由于語言的關(guān)系,本系統(tǒng)及方法的范疇的所有陳述皆應(yīng)落入其間。