晶片級階梯式傳感器固持器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般來說涉及圖像傳感器。更具體來說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及晶片級相機(jī)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]晶片級相機(jī)模塊為具有小的占用面積且可用于例如(舉例來說)移動(dòng)電話、筆記型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)及類似物的應(yīng)用中的相機(jī)模塊。晶片級相機(jī)模塊包含用以將圖像聚焦的光學(xué)器件及用于感測圖像的圖像傳感器。為了捕獲高質(zhì)量圖像，相機(jī)模塊的光學(xué)器件通常包含由玻璃晶片及/或間隔件分離的數(shù)個(gè)透鏡。所述透鏡堆疊成透鏡堆疊。所述透鏡堆疊安置于圖像傳感器模塊上。所述透鏡堆疊及所述圖像傳感器模塊封圍于還可稱為固持器的圓筒內(nèi)。
[0003]已不斷努力來減小相機(jī)模塊大小以及晶片級相機(jī)模塊的制造及組裝的生產(chǎn)成本。隨著組裝相機(jī)模塊所需的步驟的數(shù)目增加，組裝相機(jī)模塊所需的時(shí)間增加，此增加生產(chǎn)相機(jī)模塊的成本。因此，晶片級相機(jī)模塊及可減小用以組裝晶片相機(jī)模塊的步驟的數(shù)目的晶片級相機(jī)模塊組裝方法為合意的。此外，具有較少部件及經(jīng)減小相機(jī)模塊大小的晶片級相機(jī)模塊也為合意的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請案的一個(gè)方面涉及一種裝置，其包括:圖像傳感器；間隔件，其具有在所述間隔件的第一端處的內(nèi)部壁中界定階梯及凹部的經(jīng)薄化壁，其中所述圖像傳感器在所述間隔件的所述凹部內(nèi)接合到所述階梯，使得所述圖像傳感器完全接受于所述間隔件的所述凹部內(nèi)；玻璃晶片，其安裝于所述間隔件的第二端上；及透鏡，其安裝于所述玻璃晶片上，其中經(jīng)由所述透鏡將光引導(dǎo)到所述圖像傳感器。
[0005]本申請案的另一方面涉及一種成像系統(tǒng)，其包括:圖像傳感器，其包含其中布置有多個(gè)像素單元的像素陣列；間隔件，其具有在所述間隔件的第一端處的內(nèi)部壁中界定階梯及凹部的經(jīng)薄化壁，其中所述圖像傳感器在所述間隔件的所述凹部內(nèi)接合到所述階梯，使得所述圖像傳感器完全接受于所述間隔件的所述凹部內(nèi)；玻璃晶片，其安裝于所述間隔件的第二端上；及透鏡，其安裝于所述玻璃晶片上，其中經(jīng)由所述透鏡將光引導(dǎo)到所述圖像傳感器；控制電路，其耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作；及讀出電路，其耦合到所述像素陣列以從所述多個(gè)像素單元讀出圖像數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0006]參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非窮盡性實(shí)施例，其中除非另有規(guī)定，否則遍及各個(gè)視圖相同元件符號指代相同部件。
[0007]圖1是典型晶片級相機(jī)模塊的圖解說明。
[0008]圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的包含具有帶界定階梯及接受圖像傳感器的凹部的經(jīng)薄化壁的間隔件的透鏡堆疊的一個(gè)實(shí)例性晶片級相機(jī)模塊。
[0009]圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的包含于實(shí)例性晶片級相機(jī)模塊中的像素單元的實(shí)例性示意圖。
[0010]圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的包含具有實(shí)例性透鏡堆疊的實(shí)例性晶片級相機(jī)模塊的成像系統(tǒng)的實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如將展示，揭示根據(jù)本發(fā)明的教示的提供包含具有帶界定階梯及接受圖像傳感器的凹部的經(jīng)薄化壁的間隔件的透鏡堆疊的晶片級相機(jī)模塊的方法及裝置。在以下說明中，陳述眾多特定細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明了，無需采用所述特定細(xì)節(jié)來實(shí)踐本發(fā)明。在其它例子中，尚未詳細(xì)描述眾所周知的材料或方法以便避免使本發(fā)明模糊。
[0012]本說明書通篇對“一個(gè)實(shí)施例”、“一實(shí)施例”、“一個(gè)實(shí)例”或“一實(shí)例”的提及意指結(jié)合所述實(shí)施例或?qū)嵗枋龅奶囟ㄌ卣?、結(jié)構(gòu)或特性包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在本說明書通篇的各個(gè)地方中出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在一實(shí)施例中”、“一個(gè)實(shí)例”或“一實(shí)例”未必全部指代同一實(shí)施例或?qū)嵗?。此外，在一或多個(gè)實(shí)施例或?qū)嵗?，可以任何適合組合及/或子組合來組合所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可包含于集成電路、電子電路、組合式邏輯電路或提供所描述功能性的其它適合組件中。另外，應(yīng)了解，此處所提供的圖是出于向所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員解釋的目的且圖式未必按比例繪制。
[0013]揭示根據(jù)本發(fā)明的教示的針對于包含具有帶界定階梯及接受圖像傳感器的凹部的經(jīng)薄化壁的間隔件的透鏡堆疊的晶片級相機(jī)模塊的實(shí)例性方法及裝置。如將了解，根據(jù)本發(fā)明的教示的晶片級相機(jī)模塊及晶片級相機(jī)模塊組裝方法可提供具有經(jīng)減小大小、經(jīng)減小組裝循環(huán)時(shí)間及因此經(jīng)減小生產(chǎn)成本的晶片級相機(jī)模塊。另外，根據(jù)本發(fā)明的教示的所揭示晶片級相機(jī)模塊的實(shí)例具有可在典型晶片級相機(jī)模塊中發(fā)現(xiàn)的經(jīng)減小光泄露。
[0014]為了圖解說明，圖1是典型晶片級相機(jī)t旲塊100的不意圖。如所展不，晶片級相機(jī)模塊100包含透鏡堆疊104及圖像傳感器102。圖1展示透鏡堆疊104包含由玻璃晶片108及114及/或間隔件106及112分離的數(shù)個(gè)透鏡110及116。透鏡堆疊104安置于圖像傳感器102上。圖1中的透鏡堆疊104通過封圍于還可稱為固持器的圓筒118內(nèi)而相對于圖像傳感器102固持于適當(dāng)位置中，如所展示。
[0015]圖1展示透鏡堆疊104相對于圖像傳感器102具有懸垂部分。隨著圖像傳感器102的大小增加，晶片級相機(jī)模塊100的大小甚至在更大程度上增加，這是因?yàn)閳A筒118或固持器由于圓筒118的大的側(cè)壁厚度而添加額外厚度。此外，需要額外組裝步驟來將透鏡堆疊104及圖像傳感器102放到圓筒118中，此增加晶片相機(jī)模塊100的組裝循環(huán)時(shí)間。因此，包含圓筒118增加晶片相機(jī)模塊100的總體成本。圖1還圖解說明由于接近于圖像傳感器102緊挨著透鏡堆疊104相對于圖像傳感器102的懸垂部分的橫向側(cè)壁的光泄露122造成的晶片級相機(jī)模塊100的額外缺點(diǎn)，如所展示。
[0016]圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的一個(gè)實(shí)例性晶片級相機(jī)模塊200。特定來說，圖2展示根據(jù)本發(fā)明的教示的包含具有帶界定階梯226及接受圖像傳感器202的凹部228的經(jīng)薄化壁224的間隔件206的透鏡堆疊204的實(shí)例性晶片級相機(jī)模塊200。如所描繪實(shí)例中所展示，根據(jù)本發(fā)明的教示，圖像傳感器202在間隔件206的凹部228內(nèi)接合到階梯226，使得圖像傳感器202完全接受于所述間隔件的凹部228內(nèi)。在一個(gè)實(shí)例中，多個(gè)焊料球224包含于圖像傳感器202上與間隔件206對置(如所展示)以提供到包含于圖像傳感器202內(nèi)的電路的電連接。
[0017]如圖2中所描繪的實(shí)例中所展示，圖像傳感器202接受到位于透鏡堆疊204的間隔件206的一端處的凹部228中。在一個(gè)實(shí)例中，透鏡堆疊204還包含安裝于間隔件206的對置端處的玻璃晶片208。在所圖解說明實(shí)例中，一或多個(gè)透鏡210安裝于玻璃晶片208上，如所展示。在一個(gè)實(shí)例中，透鏡堆疊204還包含另一間隔件212，間隔件212安裝到玻璃晶片208，使得玻璃晶片208安置于間隔件206與間隔件212之間，如所展示。另外，玻璃晶片214安裝于間隔件212上，使得間隔件212安置于玻璃晶片208與玻璃晶片214之間，如所展示。在所圖解說明實(shí)例中，一或多個(gè)透鏡216安裝于玻璃晶片212上(如所展示)，使得經(jīng)由透鏡210及216將光220引導(dǎo)到圖像傳感器202。在一個(gè)實(shí)例中，間隔件206及212可使用樹脂、塑料、玻璃或其它適合材料中的一或多者構(gòu)建。在一個(gè)實(shí)例中，用于構(gòu)建具備間隔件206的階梯式傳感器固持器的材料可為具有提供經(jīng)增加強(qiáng)度以固持圖像傳感器202的不同結(jié)構(gòu)的不同材料。
[0018]如圖2中所描繪的實(shí)例中所展示，由于圖像傳感器202完全接受于間隔件206的凹部228內(nèi)，因此圖像傳感器202的橫向側(cè)壁完全由間隔件206的經(jīng)薄化壁224封圍。因此，與(舉例來說)圖1中所圖解說明的在晶片級相機(jī)模塊100中接近于圖像傳感器102的橫向側(cè)壁發(fā)現(xiàn)的光泄露122相比，間隔件206的經(jīng)薄化壁224完全阻擋接近于圖像傳感器202的橫向側(cè)壁的所有光泄露。此外，與(舉例來說)圖1中的在晶片級相機(jī)模塊100中需要圓筒118來將透鏡堆疊104固持到圖像傳感器102相比，在圖像傳感器202完全接受于間隔件206的凹部228內(nèi)(如所展示)的情況下，應(yīng)了解，透鏡堆疊204因此在不借助圓筒的情況下附接到圖像傳感器202。因此，晶片級相機(jī)模塊200可提供的益處包含經(jīng)減小模塊大小，這是因?yàn)椴辉俦匦鑸A筒118來將圖像傳感器202固持到透鏡堆疊204。另外，晶片級相機(jī)模塊200的成本由于需要較少部件及制造步驟(例如，無圓筒118及相關(guān)聯(lián)步驟)而減小，此允許利用減小制造時(shí)間以及制造成本的簡化制造方法(例如(舉例來說)拾取與放置自動(dòng)化方法)來構(gòu)建晶片級相機(jī)模塊200。
[0019]圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的可包含于實(shí)例性晶片級相機(jī)模塊中的像素單元330的實(shí)例性示意圖。在所描繪實(shí)例中，像素單元330圖解說明為根據(jù)本發(fā)明的教示的包含于圖像傳感器中的四晶體管(“4T”)像素單元。應(yīng)了解，像素單元330為用于實(shí)施圖2的圖像傳感器202內(nèi)的每一像素單元的像素電路架構(gòu)的一個(gè)可能實(shí)例。然而，應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的教示的其它實(shí)例不必限于4T像素架構(gòu)。受益于本發(fā)明的所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明教示還適用于根據(jù)本發(fā)明的教示的3T設(shè)計(jì)、5T設(shè)計(jì)及各種其它像素架構(gòu)。
[0020]在圖3中所描述的實(shí)例中，像素單元330包含用以積累圖像電荷的光電二極管(“H)”) 332、傳送晶體管Tl 334、復(fù)位晶體管T2 336、浮動(dòng)擴(kuò)散部(“FD”) 338、源極隨耦器(“SF”)晶體管T3 3