CN100594710C - 相机模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种相机模块，其包含经封装的图像传感器、IR滤光片、透镜和用于固持这些组件的固持器，且具有减少的总尺寸和高度。根据本发明的相机模块包含：图像传感器封装，其上形成有半透明衬底；和固持器，其具有附接到所述图像传感器封装的所述半透明衬底的下端。此时，所述固持器包含形成有通孔的水平部分和从所述水平部分的边缘向下延伸的连接部分，且所述连接部分的下端的端表面形成有内部梯级部分，以便附接到所述半透明衬底的上表面的外围部分和侧表面。或者，所述固持器包含形成有通孔的水平部分和从所述水平部分的边缘向下延伸的连接部分，且所述水平部分的下端的端表面形成为平整的，使得其附接到所述半透明衬底的上表面的外围部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种相机模块，且更确切地说，本发明涉及一种包含经封装的图像传感器、IR滤光片、透镜和用于固持这些组件的固持器且具有减小的总尺寸和高度的相机模块。
背景技术
图像传感器为具有拍摄人或物体的图像的功能的半导体器件。因为这些图像传感器已装载到便携式电话以及常见数码相机或可携式摄像机中，所以其市场已迅速扩张。
这种图像传感器以相机模块的形式进行配置并安装在前面提及的装置中。相机模块包含透镜、固持器、红外(IR)滤光片、图像传感器和印刷电路板。图像由相机模块的透镜形成，由透镜形成的图像通过IR滤光片而集中在图像传感器上，且图像的光信号由图像传感器转换成电信号以便对图像进行拍摄。
在这些组件中，用于将光信号转换成电信号的图像传感器作为裸芯片直接安装在相机模块上，或在对图像传感器芯片进行封装后安装在相机模块上。
在将图像传感器的裸芯片直接安装在相机模块上的几种方法中，目前占据90％或90％以上的板上芯片(Chip-On Board，COB)方法具有如下问题，例如由单位级封装方案造成的低生产率、在制造过程期间由尘粒的引入而造成的高缺陷率、包括具有高洁净度的无尘室(clean room)的设备的高投资和维护费用、和对小型化的限制。即，所有彩色滤光片和微透镜均非常易受尘粒引入或湿气渗透的影响，因为它们是在用光致抗蚀剂进行涂布后通过光刻工艺(photolithographic process)来制造的。因此，根据COB方法，图像传感器芯片的安装、布线操作、IR滤光片、透镜和固持器的安装等等应在维持高洁净度的无尘室中执行。
反之，如果使用已预先封装的图像传感器，那么有可能解决使用裸芯片时所造成的前面提及的问题。
图1展示最常用作图像传感器封装的陶瓷无引线片式载体(CeramicLeadless Chip Carrier，CLCC)的示意性截面图。在图中所示的常规图像传感器封装20中，图像传感器芯片22通过使用环氧树脂或类似物而安装在陶瓷衬底24上，使得其表面面朝上，且接着用玻璃盖板或玻璃衬底21来覆盖图像传感器芯片。为了将图像传感器芯片22连接到陶瓷衬底24，将连接到图像传感器芯片22的线26连接到形成于陶瓷衬底24的底板上的连接垫27，且图像传感器封装20通过连接垫27而连接到电路板。
另一种封装方法是对图像传感器芯片应用芯片级封装方案(Chip ScalePackage，CSP)。与将图像传感器芯片作为裸芯片安装在相机模块上的板上芯片(COB)方法相反，此方法允许图像传感器芯片以晶片级封装，从而防止灰尘或湿气渗透到图像传感区中。
图2中所示的图像传感器封装30已由Schellcase公司提出。明确地说，首先制备下表面被抛光到约100微米厚度的图像传感器芯片32，涂布例如环氧树脂的粘合剂以在上面形成有电路的图像传感器芯片的上表面上形成粘合剂层34，接着将玻璃衬底31附接到所述粘合剂层，接着涂布例如环氧树脂的粘合剂以在经抛光的下表面上形成粘合剂层33，且接着将玻璃晶片35附接到所形成的粘合剂层。接着，使用具有略缓和顶锥角的划片刀片(dicing blade)来移除图像传感器芯片32与粘合剂层34之间的区域，从而使形成于图像传感器芯片32的上表面上的电路的输入/输出垫暴露。另外，通过使用例如半导体晶片切割机(划片锯(dicing saw))的设备使图像传感器芯片32、粘合剂层33和玻璃晶片35的侧边形成为以一定角度倾斜。接下来，形成金属层36以从暴露的图像传感器芯片32的输入/输出垫经由倾斜的侧边表面延伸到玻璃晶片35的下表面。此时，通过从暴露的图像传感器芯片32的输入/输出垫经由倾斜的侧边表面到玻璃晶片35下表面形成金属膜且通过对所述金属膜进行蚀刻以形成所要的图案，来形成金属层36。最后，在形成于玻璃晶片35的下表面上的金属层36的末端处形成例如焊球的连接垫37。连接垫37将连接到外部端子或印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)。这种可从Shellcase公司购得的图像传感器封装可完成以符合实际图像传感器芯片的尺寸。
作为CSP的另一实例，图3A和3B中展示由本申请人提出的图像传感器封装。
图3A的图像传感器封装40包含：玻璃衬底41；金属层44，其形成于玻璃衬底41上；绝缘膜45，用于保护金属层44；图像传感器芯片42，其通过倒装芯片焊点(flipchip solder joint)43而电连接到玻璃衬底41；和连接垫47，例如形成于图像传感器芯片42外侧并连接到印刷电路板的焊球。同时，防尘密封层46形成于玻璃衬底41与图像传感器芯片42之间，以防止外来物质引入到在玻璃衬底41与图像传感器芯片42之间限定的空间中。
图3B中所示的用于相机模块的图像传感器封装50包含：玻璃衬底51；金属层54，其形成于玻璃衬底51上；绝缘膜55，其用于保护金属层54；图像传感器芯片52，其通过倒装芯片焊点53而电连接到玻璃衬底51；和无源元件58和连接垫57，其两者安装在图像传感器芯片52外侧的金属层54上。尽管图3B中所示的图像传感器封装50具有与图3A中所示图像传感器封装40的结构几乎类似的结构，但图3B中所示的图像传感器封装50具有一结构，其中建构相机模块所需要的无源元件58(例如去耦电容器)可一起安装在玻璃衬底上，且用于与印刷电路板连接的连接垫57提供于玻璃衬底的一个表面上。因此，在这种图像传感器封装的情况下，基本上有可能在制造相机模块的过程中排除印刷电路板。
除前面提及的封装方法外，另一封装方法为对图像传感器芯片应用柔性PCB上芯片(chip on flexible PCB，COF)。
图4中展示根据COF封装方法制造的图像传感器封装的实例。参看图4，图像传感器封装60包括：图像传感器芯片62；柔性PCB 64，其形成有位于柔性PCB 64的表面上的印刷电路图案64p，形成有用于使图像传感器芯片62的图像传感部分被看见的通孔64h，且连接到图像传感器芯片62；和玻璃衬底61，其附接到柔性PCB 64的另一表面，以便覆盖柔性PCB 64的通孔64h。
此时，在柔性PCB 64的通孔64h周围的印刷电路图案64p的部分电连接到形成于图像传感器芯片62的边缘上的垫片。即，通过使用各向异性导电膜(anisotropic conductive film，ACF)或各向异性导电糊剂(anisotropic conductive paste，ACP)，柔性PCB 64的印刷电路图案64p与图像传感器芯片62的垫片之间的连接部分65使柔性PCB 64的印刷电路图案64p与图像传感器芯片62的垫片彼此电连接。
一般来说，在COF类型的图像传感器封装60中，当在图像传感器芯片62的输入和输出垫上形成金凸块后按压ACF或ACP时，具有导电表面的ACF或ACP中的聚合物球被压缩，使得电连接实现。因为其配置为所属领域的技术人员所熟知，所以将省略对其的详细描述。
此时，图像传感器芯片62与柔性PCB 64的边缘可用环氧树脂66和类似物接合。
同时，IR滤光片或类似物可用作玻璃衬底61，其用来保护图像传感器芯片62。此时，玻璃衬底61与柔性PCB 64可用粘合剂或双面胶粘带来彼此接合以达到气密。
接下来，将参考图式来更加详细地描述常规相机模块的结构。首先，将描述具有前面提及的图像传感器封装中的图3A的图像传感器封装40的常规相机模块。
如图中所示，常规相机模块包含：前面提及的图像传感器封装40；印刷电路板10，其上安装有图像传感器封装40；固持器12，其具有固定到印刷电路板10的下端；IR滤光片14，其安装在固持器12的中心处；和透镜单元18，其耦合到形成在固持器12的上端的中心处的透镜安装部分12c。
为了将图像传感器封装40安装在印刷电路板10上，将图像传感器封装40的连接垫47焊接到印刷电路板10上的印刷电路图案(未图示)。另外，为了将固持器12附接到印刷电路板10且将IR滤光片14附接到固持器12，首先使用环氧树脂15来将IR滤光片14接合到固持器12。其后，将呈糊剂形式的环氧树脂11涂覆到印刷电路板10的边缘，将接合有IR滤光片14的固持器12附接到涂覆到印刷电路板10的呈糊剂形式的环氧树脂11，且接着在预定温度下使呈糊剂形式的环氧树脂固化，以使印刷电路板10与固持器12彼此牢固地接合。当固持器12完全附接到印刷电路板10时，将透镜单元18耦合到形成于固持器12的上端的中心处的透镜安装部分12c。
建构透镜单元18，使得至少一个透镜18a固定地安装在中空圆柱壳内，且形成于所述壳的外表面上的阳螺纹与形成于固持器12的透镜安装部分12c的内表面上的阴螺纹啮合。当透镜单元18耦合到透镜安装部分12c时，调节透镜单元18与图像传感器封装40之间的距离，即焦距。
在具有这种结构的相机模块中，固持器12的侧壁的厚度约为350μm到450μm，且组装于固持器12的内壁与封装40的玻璃衬底41的边缘之间需要约150μm的容许间隙。
在以此方式组装的相机模块中，由于为了将相机模块应用于电子装置，固持器12的尺寸经标准化为5mm×5mm、6mm×6mm等等，所以采用尺寸总是大于要使用的图像传感器封装40的尺寸的标准化固持器，从而导致相机模块的总尺寸增加。
同时，由于印刷电路图案(未图示)形成于印刷电路板10的上表面上，所以上表面一般是不平坦的。出于此原因，当固持器12附接到印刷电路板10时，不可使用双面胶粘带，但可涂覆呈糊剂形式的环氧树脂并进行固化。这种环氧树脂糊剂在其固化过程期间产生蒸汽或微粒。此时，由于固持器12被气密地密封，所以蒸汽或微粒不会从相机模块逸出而是粘附到图像传感器封装40或IR滤光片14。粘附到图像传感器封装40或IR滤光片14的蒸汽或微粒会污染图像传感器封装和IR滤光片，从而导致所拍摄的图像失真。
如上文所描述，当在不平坦的印刷电路板10上涂覆呈糊剂形式的环氧树脂并进行固化以便将固持器12接合到印刷电路板时，插入于印刷电路板10与印刷电路板12之间的环氧树脂11的厚度取决于要制造的相机模块而变化。即，在涂覆呈糊剂形式的环氧树脂并进行固化后，不容易获得具有最初预期厚度的经固化的环氧树脂11。
出于此原因，单独制造透镜单元18，并接着使其与形成于固持器12中的透镜安装部分12c螺纹啮合，同时在印刷电路板10与固持器12完全组装到一起之后，调节透镜单元18与图像传感器封装40之间的焦距。即，尽管使用同一透镜单元18和图像传感器封装40，但上面安装有透镜单元18的固持器12与上面安装有图像传感器封装40的印刷电路板10之间的焦距取决于经固化的环氧树脂11的厚度而变化。因此，应取决于环氧树脂11的厚度来调节透镜单元18与图像传感器封装40之间的焦距。
由于对于要制造的每个相机模块而言，调节透镜单元18与图像传感器封装40之间的焦距的过程应个别地执行，所以在制造相机模块的所有过程中，这是需要大量时间且非常难以自动化的过程。如上文所描述，由于调节焦距的过程需要大量时间和人力，所以所述过程增加了相机模块的制造费用。
具体而言，由于即使是在一个相机模块中，经固化的环氧树脂11的厚度也可能不均匀，所以固持器12可偏斜地接合到印刷电路板10。这造成透镜与图像传感器之间不对准，从而导致有缺陷的产品。具体而言，在达到百万像素的高像素相机模块中，由于未对准，易于发生最终图像的失真。
同时，由于与图3A中所示的图像传感器封装40类似，图1和2中所示的图像传感器封装20和30也分别在其下表面上形成有连接垫27和37，并以相同方式组装到相机模块中，所以它们具有相同的问题。此外，由于图3B中所示的图像传感器封装50不与印刷电路板一起使用，所以在将加强板而不是印刷电路板安装在图像传感器封装50下方并将固持器接合到加强板的顶部之后，将图像传感器封装50以如上文所描述的相同方式组装到相机模块中。此图像传感器封装也具有相同问题。
发明内容
因此，构思本发明以解决前面提及的现有技术中的问题。本发明的一目标在于提供一种具有减小的尺寸和高度的相机模块。
本发明的另一目标在于提供一种相机模块，其中可简单且容易地组装固持器。
本发明的另一目标在于提供一种相机模块，其中可排除调节相机透镜与图像传感器之间的焦距的过程。
本发明的又一目标在于提供一种相机模块，其中可降低制造过程期间的缺陷率。
根据用于实现所述目标的本发明的一方面，提供一种相机模块，其包含：图像传感器封装，其上形成有半透明衬底；和固持器，其具有下端，所述下端附接到所述图像传感器封装的所述半透明衬底；其中，所述图像传感器封装包括：所述半透明衬底；金属层，形成于所述半透明衬底上；图像传感器芯片，通过倒装芯片焊点而电连接到所述半透明衬底；连接垫，形成于所述图像传感器芯片外侧的所述金属层上；以及防尘密封层，形成于所述半透明衬底与所述图像传感器芯片之间。
优选地，所述固持器包含形成有通孔的水平部分和从所述水平部分的边缘向下延伸的连接部分，且所述连接部分的下端的端表面形成有内部梯级部分，以便附接到所述半透明衬底的上表面的外围部分和侧表面。
或者，所述固持器优选包含形成有通孔的水平部分和从所述水平部分的边缘向下延伸的连接部分，且所述水平部分的下端的端表面形成为平整的，使得其附接到所述半透明衬底的上表面的外围部分。
另外，所述固持器可包含形成有通孔的水平部分，且所述水平部分的下表面可附接到所述半透明衬底的上表面的至少一外围部分。
所述半透明衬底和所述固持器优选通过双面胶粘带来彼此附接。
所述半透明衬底对外暴露的部分可具备光屏蔽部分。所述光屏蔽部分优选由不透明环氧树脂或涂料制成。
可通过在所述半透明衬底与所述固持器之间的边界上提供粘合剂来将其两者彼此附接。此时，所述粘合剂优选包括不透明环氧树脂或涂料。
所述相机模块还包括：IR滤光片膜，此IR滤光片膜优选附接到所述半透明衬底的上表面或涂布在所述半透明衬底的上表面上。
向下延伸并与所述半透明衬底的侧表面形成接触的导销可与所述固持器的外表面整体地形成。此时，优选在所述固持器与所述半透明衬底彼此接合后移除所述导销。
所述相机模块还包括：透镜，所述透镜可整体地提供于所述固持器中。此时，所述半透明衬底与所述固持器优选通过双面胶粘带来彼此附接。或者，优选通过在所述半透明衬底与所述固持器之间的边界上提供粘合剂来将其两者彼此附接。
根据用于实现所述目标的本发明的一方面，本发明还提出一种相机模块，其特征在于其包含：图像传感器封装，其上形成有半透明衬底；和固持器，具有下端，所述下端附接到所述图像传感器封装的所述半透明衬底；其中，所述图像传感器封装可包含：半透明衬底；金属层，其形成于所述半透明衬底上；图像传感器芯片，其通过倒装芯片焊点电连接到所述半透明衬底；无源元件和连接垫，其两者形成于所述图像传感器芯片外侧的所述金属层上，并连接到印刷电路板；防尘密封层，其形成于所述半透明衬底与所述图像传感器芯片之间。
附图说明
从对结合附图给出的优选实施例的以下描述中，本发明的上述和其它目标、特征和优势将变得显而易见。
图1到4是通过对图像传感器芯片进行封装而获得的一般图像传感器封装的示意性截面图。
图5是示意性地展示常规相机模块的结构的截面图。
图6是示意性地展示根据本发明实施例的相机模块的结构的截面图。
图7A和7B是示意性地展示根据本发明其它实施例的相机模块的结构的截面图。
图8A到8B是示意性地展示能够容易地与图7A中所示的相机模块的图像传感器封装对准并附接到所述图像传感器封装的固持器的修改的截面图。
图9是示意性地展示根据本发明另一实施例的相机模块的结构的截面图。
图10是展示将带状IR滤光片膜应用于图9中所示的实施例的实例的截面图。
图11到14是展示将图1、2、3A、3B和4中所示的图像传感器封装分别应用于图6中所示的实施例的实例的截面图。
图15是展示图6中所示的相机模块具有与其整体地提供的透镜的实施例的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
优选将上面形成有玻璃衬底的图像传感器封装，例如“背景技术”中描述的图像传感器封装20、30、40、50或60应用于本发明的相机模块。下文将首先描述将图3A中所示的图像传感器封装40应用于本发明的相机模块的情况。
图6是展示根据本发明实施例的相机模块的截面图。参看图式，本发明的相机模块包含：图像传感器封装40；印刷电路板110，其上安装有图像传感器封装40；固持器130，其具有固定到提供于图像传感器封装40上方的玻璃衬底41的边缘的下端；IR滤光片150，其安装于固持器130的中心处；和透镜单元180，其耦合到固持器130。在此情况下，可形成印刷电路板110使其宽度小于固持器130的宽度。
由于在“背景技术”中已经描述了图像传感器封装40，所以这里将省略对其的描述。
固持器130包含：水平部分132，其中心处形成有通孔138且适合于覆盖图像传感器封装40的玻璃衬底41；连接部分134，其从水平部分132的边缘向下延伸；和透镜安装部分136，其以中空圆柱体的形状向上延伸以围绕通孔138。
通孔138形成有梯级部分，使得其上直径与下直径彼此不同。通孔138的较小直径部分(图6中的上部分)具有对应于图像传感区(通常称为“像素区”)的尺寸，所述图像传感区位于图像传感器封装40的中心部分处。另外，通孔138的较大直径部分(图6中的下部分)安装有IR滤光片150。连接部分134的内部下端形成有梯级部分，以对应于图像传感器封装40的玻璃衬底41的上表面的外围部分和侧表面。
建构要安装在透镜安装部分136上的透镜单元180，使得至少一个透镜180a固定地安装在中空圆柱壳内，其中形成于所述壳的外表面上的阳螺纹与形成于固持器130的透镜安装部分136的内表面上的阴螺纹啮合。在将固持器130接合到图像传感器封装40的玻璃衬底41后，将透镜单元180耦合到透镜安装部分。在此情况下，调节透镜单元180与图像传感器封装40之间的距离，即焦距。
或者，透镜180a不安装在透镜单元180内，但可整体地提供于透镜安装部分136中。现将在后文中描述此结构。
在将固持器130附接到图像传感器封装40之前，将IR滤光片150预先安装到固持器130。为了将IR滤光片150安装到固持器130，将呈糊剂形式的环氧树脂140涂覆到通孔138的较大直径部分的内表面，且接着将IR滤光片150配合到较大直径部分中。其后，当将固持器130加热到预定温度时，环氧树脂140固化以将IR滤光片150牢固地附接到固持器130。
通过使用双面胶粘带120，将IR滤光片150照此附接到的固持器130的下端，明确地说，连接部分134的下端接合到图像传感器封装40的玻璃衬底41。与上面形成有印刷电路图案的印刷电路板110的上表面相反，固持器130的下端所接合到的玻璃衬底41的上表面的外围部分和侧表面平滑地形成，使得即使通过双面胶粘带120，固持器130也可牢固地附接到玻璃衬底41。如果照此使用双面胶粘带120，那么不需要涂覆并固化呈糊剂形式的环氧树脂的过程，且可排除可能在环氧树脂的固化期间所产生的污染源。具体而言，由于双面胶粘带120可具有均匀厚度，所以固持器130可附接到图像传感器封装40而无需倾斜。尽管图中展示双面胶粘带120插入于玻璃衬底41的上表面的外围部分与固持器130的下端之间，但是除此之外或代替此，双面胶粘带还可插入于玻璃衬底41的侧表面的外围部分与固持器130的下端之间。在此情况下，将显而易见的是，可使用环氧树脂而不是双面胶粘带来将固持器130附接到玻璃衬底41(采取与IR滤光片150附接到固持器130相同的方式)。
优选地，在将固持器130附接到图像传感器封装40的玻璃衬底41之后，对外暴露的玻璃衬底的部分(即图6中的玻璃衬底41的侧表面的一部分，且在某些情况下为玻璃衬底41的下表面的外围部分)具备涂布有不透明环氧树脂或涂料的光屏蔽部分122，其防止光从外侧穿过其而传输。
在此情况下，当将胶粘性不透明环氧树脂或涂料用于光屏蔽部分122时，通过将不透明环氧树脂或涂料涂覆到固持器130下端的尖端与玻璃衬底41的侧表面之间的梯级凹入部分或填充到其中，并使环氧树脂或涂料固化，来将固持器130与玻璃衬底41接合在一起。然而，可在无插入于固持器130与玻璃衬底41之间的双面胶粘带120或粘合剂(例如环氧树脂)的情况下或连同其一起的情况下使用不透明环氧树脂或涂料。具体而言，由于呈糊剂形式的不透明环氧树脂或涂料在被涂覆到相机模块的外表面之后固化，所以IR传感器或图像传感器封装不可能被包括环氧树脂的固化期间所产生的蒸汽的污染物所污染。具体而言，固持器130和图像传感器封装40彼此附接而其间不插入任何粘合剂。
另外，在将环氧树脂作为粘合剂涂覆到固持器130的下端的尖端与玻璃衬底41的侧表面之间的梯级凹入部分或填充到其中并接着进行固化之后，可在经固化的环氧树脂上形成光屏蔽部分。
在此情况下，具有由形成于其下端内侧的梯级部分增加的内部宽度的连接部分134可形成为略宽于玻璃衬底41，即具有预定容许间隙。由于连接部分134的下端接合到玻璃衬底41的上表面的外围部分，所以在连接部分134的下端的内部侧表面与玻璃衬底41的外部侧表面之间可允许一定的容许间隙。
同时，如图7A中所示，在附接到玻璃衬底41的固持器的连接部分的下端处可不形成任何梯级部分。明确地说，在图7A中所示的固持器130a中，从固持器130a的边缘向下延伸的连接部分134a的下端的下表面形成为平整的，使得可使用双面胶粘带120、环氧树脂或类似物，来将连接部分134a的下端的整个下表面附接到玻璃衬底41的上表面的外围部分。在此情况下，光屏蔽部分122优选形成于玻璃衬底41的整个侧表面上。
此时，尽管图7展示固持器130a的外部宽度等于玻璃衬底41的宽度，但如图7B中所示，可形成固持器130a使其外部宽度小于玻璃衬底41的宽度。在此情况下，光屏蔽部分122优选不仅形成于玻璃衬底41的侧表面上，而且形成于其对外暴露的上表面的外围部分上。
此时，如果胶粘性不透明环氧树脂或涂料而不是双面胶粘带来用作固持器130a与玻璃衬底41之间的光屏蔽部分122，那么光屏蔽部分122不仅用于屏蔽光，而且用于通过将不透明环氧树脂或涂料涂覆到形成于固持器130a的连接部分134a的下端的侧表面与对外暴露的玻璃衬底41的上表面的外围部分之间的凹入部分或填充到其中，并接着固化不透明环氧树脂或涂料，来接合固持器130a与玻璃衬底41。这里，光屏蔽部分122优选足够厚以在固持器与玻璃衬底之间获得预定的粘合强度。
同时，如图8A和8B中所示，为了将如图7A中所示而建构的固持器130a与玻璃衬底41对准并将所述固持器130a接合到玻璃衬底41，向下延伸并与玻璃衬底41的侧表面形成接触的导销130a1可形成于固持器130a的外表面上。导销130a1与固持器130整体地注射成型，使得它们从固持器130a的每个边缘向下延伸，且可容易移除。如图8A中所示，固持器130a通过导销130a1而与玻璃衬底41精确对准。在将固持器130a接合到玻璃衬底41之后，导销130a1可保持原样或可如图7A中所示被移除。图8A展示未形成光屏蔽部分122的状态。在此状态中，如果导销130a1未移除，那么光屏蔽部分122仅可形成于除导销130a1以外的部分处。或者，如果移除了导销130a1，那么光屏蔽部分可在移除导销后形成。
因此，图6中所示的实施例可应用于玻璃衬底41的宽度在固持器130a的外部宽度与内部宽度之间的范围内的情况，且图7A和7B中所示的实施例可应用固持器130a的外部宽度小于或等于玻璃衬底41的宽度的情况。此时，由于固持器一般经标准化为5mm×5mm、6mm×6mm等等，所以内部宽度小于玻璃衬底41的宽度的固持器可用于本发明的相机模块中，从而减小相机模块的总尺寸。
同时，玻璃衬底41的上表面与固持器130的水平部分132的下表面之间的距离可取决于透镜的焦距和透镜安装部分136的长度而变化。在一些情况下，其两者之间可不存在任何空间。
即，如图9中所示，在本发明的相机模块中，要安装于玻璃衬底41的上表面上的另一类型的固持器130b可包含：水平部分132，其中心处形成有通孔138，且所述水平部分132覆盖玻璃衬底41；和透镜安装部分136，其以中空圆柱体的形状向上延伸，以便围绕通孔138。在此情况下，将双面胶粘带120插入水平部分132的下表面与玻璃衬底41的上表面之间，以便使其彼此接合。这里，将显而易见的是，可使用例如环氧树脂的其它粘合剂来代替双面胶粘带120。在此情况下，IR滤光片150开始与玻璃衬底41形成紧密接触。
尽管在前面提及的实施例中将IR滤光片150安装到形成于固持器130的中心处的通孔138的较大直径部分，但其可替代地以图像传感器封装40的玻璃衬底41上的IR滤光片膜150a的形式来提供。即，IR滤光片膜150a可以带的形状来形成，且接着附接到完成的图像传感器封装40的玻璃衬底41，或IR滤光片膜150a可预先涂布在玻璃衬底41上并与其整体地形成以制造图像传感器封装40。图10展示IR滤光片膜150a附接到玻璃衬底41的上表面或涂布在玻璃衬底41的上表面上，且图9中所示的固持器130b附接到IR滤光片膜的实施例。根据具有这种结构的相机模块，与现有技术相比，可减小高度和总宽度。另外，因为将固持器与IR滤光片附接到图像传感器封装40简单且容易，所以可简化制造过程。将显而易见的是，当将IR滤光片膜150a附接到图像传感器封装40的玻璃衬底41或涂布在其上时，这还可同样地应用于除图9中所示的固持器130b以外的前面提及的实施例。
尽管图3A中所示的图像传感器封装40已应用于前面提及的实施例，但如上文所描述，可优选地将上面形成有玻璃衬底的图像传感器封装，例如“背景技术”中描述的图像传感器封装20、30、50或60应用于本发明的相机模块。图11到14展示将图像传感器封装20、30、50和60应用于本发明的实例。
图11到14中所示的本发明的相机模块具有图6中所示的固持器130分别附接到图像传感器封装20、30、50和60的结构。在本发明的相机模块中，固持器附接到构成图像传感器封装40的顶部的玻璃衬底41，而不是附接到印刷电路板。由于图6和图11到14中所示的本发明的所有相机模块的上面均形成有玻璃衬底21、31、41、51和61，不同之处仅在于图像传感器封装的类型彼此不同，所以应用相同方案。此外，除图11到14中所示的应用图6中所示的固持器130的实施例以外，图像传感器封装20、30、50和60也可同样地应用于图7A、7B、9和10中所示的实施例中的固持器130a和130b。
因此，由于对应用图像传感器封装20、30、50和60的其它实施例，包括图11到14中所示的实施例的描述与上文的描述相同，所以本文中将省略对其的描述。
然而，应用于图13中所示的实施例的图像传感器封装50具有无印刷电路板的结构。在此情况下，图像传感器封装可以图13中所示的形式来使用，或在将宽度等于或小于固持器130的宽度的单独的加强板(未图示)附接到图像传感器封装50的下表面的状态中使用。同样，在图14中所示的图像传感器封装60的情况下，可使用IR滤光片来代替玻璃衬底61。在这种情况下，有可能从图14中所示的图像传感器封装60中省略IR滤光片150。
同时，如图15中所示，与前面提及的实施例相反，可建构本发明的相机模块使得安装在透镜单元180内的透镜180a预先整体地提供于固持器130的透镜安装部分136中。即，在将固持器130接合到图像传感器封装40的玻璃衬底41之前，将透镜180a预先整体地提供于透镜安装部分136中以制造固持器130。此时，在考虑双面胶粘带120的厚度的同时，将透镜180a的安装位置、固持器130的厚度、连接部分134的长度、和接合到图像传感器封装40的玻璃衬底41的固持器130的下端与透镜180a之间的距离预设为对应于透镜180a与图像传感器封装40之间的焦距。
优选地，在图像传感器封装40首先通过表面安装技术(surfacemounting technology，SMT)工艺接合到PCB 110之后，将预制的与透镜集成的固持器130安装在图像传感器封装40的玻璃衬底41上。这是因为在85度或更高的温度下，塑料透镜或IR滤光片的耐久性迅速退化，且因此其在SMT工艺期间几乎不耐高温。然而，如果使用耐热透镜和固持器，那么可在将与透镜整合的固持器130首先安装在图像传感器封装40的玻璃衬底41上之后，将其耦合到PCB。
在本发明中，当双面胶粘带120插入固持器130的下端与图像传感器封装40的玻璃衬底41之间以使其彼此接合时，在完成接合后，双面胶粘带120的厚度不改变。因此，即使透镜180a预先与固持器130整体地安装，且所得单元附接到图像传感器封装40，也可如最初预期那样获得透镜180a与图像传感器封装40之间的距离。即，不需要用于调节透镜180a与图像传感器封装40之间的焦距的单独过程。
同时，当预先将透镜180a与透镜安装部分136整体地安装时，优选使用例如胶粘性不透明环氧树脂或涂料的光屏蔽部分122，而不使用双面胶粘带120，来使固持器130与图像传感器封装40的玻璃衬底41彼此接合。即，通过将胶粘性不透明环氧树脂或涂料涂布在固持器130下端的尖端与玻璃衬底41的侧表面之间的梯级凹入部分上，并对环氧树脂或涂料进行固化，来使固持器130与玻璃衬底41彼此接合。在此情况下，由于固持器130与玻璃衬底41之间未插入双面胶粘带120，所以可在仅考虑透镜180a的安装位置、固持器130的水平部分132的厚度和连接部分134的长度，而无需考虑双面胶粘带120的厚度的情况下，预设整体地提供于固持器130中的透镜180a与图像传感器封装40之间的焦距。
照此，尽管图15中所示的将透镜180a预先安装于固持器130的透镜安装部分136中的实施例是图6中所示的实施例的修改，但是将显而易见的是，本发明并非限于其，且也可对图7A、图7B和图9到14中所示的实施例进行修改。
尽管已参考图式和说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，可在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范畴的情况下，对本发明进行各种修改和改变。
举例而言，在前面提及的实施例中，将明显的是，提供于图像传感器封装上的玻璃衬底不仅表示由玻璃制成的衬底，而且还包括由(例如)透明塑料、石英或类似物制成的半透明物质。
另外，如图6中所示，当胶粘性不透明环氧树脂或涂料用于前面提及的实施例中的光屏蔽部分122时，通过将不透明环氧树脂或涂料涂布在固持器130的下端的尖端与玻璃衬底41的侧表面之间的梯级凹入部分上或填充到其中，并对不透明环氧树脂或涂料进行固化，来使固持器130与玻璃衬底41彼此接合。然而，此实施例并非限于此结构。即，可通过在固持器与玻璃衬底之间的边界上涂布胶粘性不透明环氧树脂或涂料作为光屏蔽部分，来使固持器与玻璃衬底彼此接合。
另外，图8A和8B中所示的导销不仅可应用于图7A中所示的实施例，而且可同样地应用于图6、9和10中所示的实施例。
根据如上文所建构的本发明的本发明的相机模块，由于可减小相机模块的宽度和高度，所以可最小化应用相机模块的装置。
另外，由于可排除涂布例如呈糊剂形式的环氧树脂的粘合剂并进行固化的过程，所以可简化并促进组装相机模块的过程，从而导致制造费用降低。具体而言，由于没有必要如上文所描述那样对呈糊剂形式的环氧树脂进行固化，所以可减少例如蒸汽的生成外来物质的产生，且可将固持器接合到图像传感器封装而无需倾斜。因此，可减少要组装的相机模块的缺陷率。
此外，由于即使透镜整体地提供于固持器中，也可容易地调节透镜与图像传感器封装之间的焦距，所以排除调节焦距的附加过程，且因此可减少制造过程的总数。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (16)
1、一种相机模块，其特征在于其包含：
图像传感器封装，其上形成有半透明衬底；和
固持器，具有下端，所述下端附接到所述图像传感器封装的所述半透明衬底；
其中，所述图像传感器封装包括：
所述半透明衬底；
金属层，形成于所述半透明衬底上；
图像传感器芯片，通过倒装芯片焊点而电连接到所述半透明衬底；
连接垫，形成于所述图像传感器芯片外侧的所述金属层上；以及
防尘密封层，形成于所述半透明衬底与所述图像传感器芯片之间。
2、根据权利要求1所述的相机模块，其特征在于其中所述的固持器包含形成有通孔的水平部分和从所述水平部分的边缘向下延伸的连接部分，且
所述连接部分的下端的端表面形成有内部梯级部分，以便附接到所述半透明衬底的上表面的外围部分和侧表面。
3、根据权利要求1所述的相机模块，其特征在于其中所述的固持器包含形成有通孔的水平部分和从所述水平部分的边缘向下延伸的连接部分，且
所述水平部分的下端的端表面形成为平整的，使得其附接到所述半透明衬底的上表面的外围部分。
4、根据权利要求1所述的相机模块，其特征在于其中所述的固持器包含形成有通孔的水平部分，且
所述水平部分的下表面附接到所述半透明衬底的上表面的至少一外围部分。
5、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的相机模块，其特征在于其中通过双面胶粘带来使所述半透明衬底和所述固持器彼此附接。
6、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的相机模块，其特征在于其中所述的半透明衬底的对外暴露的部分具备光屏蔽部分。
7、根据权利要求6所述的相机模块，其特征在于其中所述的光屏蔽部分由不透明环氧树脂或涂料制成。
8、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的相机模块，其特征在于其中通过在所述半透明衬底与所述固持器之间的边界上提供粘合剂来使其两者彼此附接。
9、根据权利要求8所述的相机模块，其特征在于其中所述的粘合剂包括不透明环氧树脂或涂料。
10、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的相机模块，其特征在于还包括：IR滤光片膜，所述IR滤光片膜附接到所述半透明衬底的上表面或涂布在所述半透明衬底的上表面上。
11、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的相机模块，其特征在于其中向下延伸并与所述半透明衬底的侧表面形成接触的导销与所述固持器的外表面整体地形成。
12、根据权利要求11所述的相机模块，其特征在于其中在所述固持器与所述半透明衬底彼此接合后移除所述导销。
13、根据权利要求1至4中任一权利要求所述的相机模块，其特征在于还包括：透镜，所述透镜整体地提供于所述固持器中。
14、根据权利要求13所述的相机模块，其特征在于其中通过双面胶粘带来使所述半透明衬底与所述固持器彼此附接。
15、根据权利要求13所述的相机模块，其特征在于其中通过在所述半透明衬底与所述固持器之间的边界上提供粘合剂来使其两者彼此附接。
16、一种相机模块，其特征在于其包含：
图像传感器封装，其上形成有半透明衬底；和
固持器，具有下端，所述下端附接到所述图像传感器封装的所述半透明衬底；
其中，所述图像传感器封装包含：
所述半透明衬底；
金属层，其形成于所述半透明衬底上；
图像传感器芯片，通过倒装芯片焊点而电连接到所述半透明衬底；
无源元件和连接垫，两者形成于所述图像传感器芯片外侧的所述金属层上，并连接到印刷电路板；以及
防尘密封层，形成于所述半透明衬底与所述图像传感器芯片之间。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中国集成电路大全 集成电路封装. 《中国集成电路大全》编写委员会，226-288，国防工业出版社. 1993 |
| 中国集成电路大全 集成电路封装. 《中国集成电路大全》编写委员会，226-288，国防工业出版社. 1993 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105511207A (zh) * | 2014-08-21 | 2016-04-20 | 全视技术有限公司 | 用于可pcb安装的相机模块的可pcb安装的透镜适配器 |
| CN105511207B (zh) * | 2014-08-21 | 2019-06-28 | 豪威科技股份有限公司 | 用于可pcb安装的相机模块的可pcb安装的透镜适配器 |
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| CN101056358A (zh) | 2007-10-17 |
| KR100730726B1 (ko) | 2007-06-21 |
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