CN101611468B - 折叠封装照相机模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像捕捉装置/处理器封装件，包括柔性电路基底、安装在柔性电路基底上的图像捕捉装置、安装在柔性基底上的第二装置(例如处理器)和用于至少部分支撑第二装置的加强件。ICD和第二装置可以倒装芯片式地安装到柔性基底的相同表面上。柔性电路基底可以折叠以使得ICD与第二装置背靠背地定位。柔性电路基底还可包括形成在其上的栅格阵列封装(LGA)垫以有利于电连接主机装置。

Description

折叠封装照相机模块及其制造方法
技术领域
本发明总体上涉及数字照相机模块。更具体地，本发明涉及以倒装芯片安装构型包括处理器的图像捕捉装置(ICD)封装件。 
背景技术
当前，数字照相机模块包括在各种主机装置中。这样的主机装置包括蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、计算机等。并且，消费者对主机装置中的数字照相机模块的需求持续增长。 
主机装置制造商优选数字照相机模块为小的，以使得其可以包括到主机装置中而不会增大主机装置的整体尺寸。再者，主机装置制造商期望照相机模块最小地影响主机装置设计。再者，照相机模块和主机装置制造商希望照相机模块包括到主机装置中不会降低图像质量。 
传统的数字照相机模块一般包括透镜组件、壳体、印刷电路板(PCB)和图像捕捉装置(ICD)。在组装时，ICD电耦接到PCB，其附着到壳体的底部。透镜组件安装到壳体的相对末端以将入射光线聚焦到ICD的图像捕捉表面上。PCB包括多个电触点，其提供一通信路径，用于ICD将图像数据传送到主机装置用于处理、显示和存储。 
将现有技术的照相机模块包括到主机装置中是困难的，因为照相机模块设计通常制约主机装置设计。例如，主机装置中的处理器通常要求操作现有技术的照相机模块本身。因此，一些现有技术照相机模块已经设计为将处理器包括到其中。但是，将处理器以及相关的附属机构(例如，线缆接合、焊接等)包括到照相机模块中增大了现有技术照相机模块的实际体积。 
因此，需要改进装有处理器的数字照相机模块及其制造方法。 
发明内容
根据第一实施例，本发明提供一种系统，包括：柔性基底；图像捕捉装置，其耦接到所述柔性基底的第一部分；第二装置，其耦接到所述柔性 基底的第二部分，所述第一部分和所述第二部分定位为在它们之间限定一折叠部分以使得当所述折叠部分折叠时图像捕捉装置和第二装置以堆叠的关系布置；以及加强件，其定位为至少部分地支撑所述第二装置。 
该系统还可包括例如通过使用胶粘剂附着到所述柔性基底的透镜壳体。所述系统还可包括：在所述图像捕捉装置上的柱式隆起部(stud bump)；以及热压缩粘结物，其将所述图像捕捉装置耦接到所述柔性基底。图像捕捉装置可通过使用非导电胶状物附着到所述柔性基底。第二装置可以是处理器。处理器可以通过柱式隆起部和热压缩粘结物而耦接到所述柔性基底。处理器可以通过利用非导电胶状物附着到所述柔性基底。所述系统在柔性基底的后表面上还可以包括电触点，例如，栅格阵列封装(Land Grid Array)触点。加强件可以在附着所述加强件到所述柔性基底之前形成，可以通过利用围堰充填工艺(dam-and-fill process)形成，和/或可以通过利用过模塑工艺形成。图像捕捉装置和第二装置可附着到所述柔性基底的相同表面上。所述系统可利用表面安装技术安装到接收电路。 
根据另一实施例，本发明提供一种方法，包括：提供柔性电路基底；将图像捕捉装置安装到所述柔性电路基底；将第二装置安装到所述柔性电路基底；定位加强件以至少部分支撑所述第二装置；以及折叠所述柔性基底以使得所述图像捕捉装置和所述第二装置以堆叠关系布置。 
所述方法还可包括提供透镜壳体和将所述透镜壳体安装到所述照相机模块。所述方法可还包括将所述透镜壳体模制到所述柔性电路基底上。所述方法还可包括通过使用胶粘剂附着所述透镜壳体到柔性电路基底上。所述方法还可包括将柱式隆起部形成在所述图像捕捉装置和所述第二装置至少之一上；以及将所述图像捕捉装置和所述第二装置的至少之一热压缩粘接到所述柔性电路基底。所述方法还可包括通过利用非传导胶状物将所述图像捕捉装置和所述第二装置的至少之一附着到所述柔性电路基底。所述方法还可包括将栅格阵列封装触点形成在所述柔性电路基底上。所述方法还可包括在将所述加强件附着到所述柔性电路基底上之前形成所述加强件，通过利用围堰充填工艺形成所述加强件，和/或通过利用过模塑工艺将加强件形成在所述柔性电路基底上。 
附图说明
下面参照附图描述本发明，其中相同的标号表示相同的部件： 
图1是根据本发明的实施例的附着到PCB的照相机模块的透视图； 
图2是根据本发明的实施例的相对于PCB的照相机模块的分解透视图； 
图3是根据本发明的实施例的照相机模块的分解透视图； 
图4a示出根据本发明的实施例的展开ICD/处理器封装件的分解透视图； 
图4b是根据本发明的实施例的展开ICD/处理器封装件的透视图； 
图5是根据本发明的实施例的展开的ICD/处理器封装件的分解后部透视图； 
图6是根据本发明的实施例的柔性电路基底的截面侧视图； 
图7是根据本发明的实施例的数字照相机模块的截面侧视图； 
图8是示出根据本发明的实施例的用于制造数字照相机模块的方法的流程图； 
图9是示出根据本发明的实施例的用于将处理器和加强件耦接到柔性电路基底的流程图；以及 
图10是示出根据本发明的实施例的用于将ICD耦接到柔性电路基底的方法的流程图。 
具体实施方式
本发明的实施例通过提供用于制造以倒装芯片安装构型安装处理器的数字照相机模块的系统和方法而克服与现有技术有关的问题。在下面的描述中，特定的细节(例如，透镜壳体设计、特别的光学部件、固定装置等)被阐述以提供对本发明的各实施例的透彻理解。熟知的实施方式(例如，自动聚焦工艺、材料选择、模制工艺等)以及熟知的部件(例如，电路、装置接口等)的细节被省略，以免不必要地使得本发明的描述不清楚。 
图1是根据本发明的实施例的附着到印刷电路板(PCB)102的照相机模块100。照相机模块100被示出通过电触点(在图1中不可见)包括到主机装置(例如，蜂窝电话、PDA、膝上电脑等)的PCB 102的大致边角部分。PCB102经由传导迹线104与其它部件，例如主机装置的装置106连通。本领域技术人员将认识到，各种PCB 102设计都是可以的。 
照相机模块100包括图像捕捉装置/处理器封装件108、壳体110和透镜单元112。ICD/处理器封装件108包含成倒装芯片安装构型的图像捕捉装置(ICD)(见图4a-7)和图像(例如JPEG)处理器(见图a4-7)。壳体110包括：耦接到ICD/处理器封装件108的壳体底座114；透镜接收器116，例如圆柱壁，其耦接到壳体底座110。在一个实施例中，壳体110通过本领域技术人员已知的过模塑技术直接形成在ICD/处理器封装件108上面。在另一实施例中，壳体110被预制，并通过利用胶粘剂(例如，环氧树脂)和/或热焊接附着到ICD/处理器封装件108。 
透镜接收器116耦接到壳体底座114并限定一用于接收和支撑透镜装置112的开口。应当注意到，透镜单元112可以通过利用各种技术(例如，螺纹、坡道等)进行聚焦。例如，透镜单元112可以耦接到透镜接收器116，例如，通过使用传统的螺丝型的螺纹配合。这样，通过在透镜接收器116内旋转透镜单元112，照相机模块100可聚焦光线。 
图2示出根据本发明的实施例的相对于PCB 102的照相机模块100的分解透视图。PCB 102包括PCB触点202以促进迹线104和照相机模块100触点(见图5)的电连接。触点202可以是例如栅格阵列封装(Land GridArray)(LGA)型的焊球连接或者其它接触机构。照相机模块100可以通过利用本领域技术人员已知的拾放设备(例如，SMT设备)移动和安装到PCB102。 
图3示出根据本发明的实施例的照相机模块100的分解透视图。如上所述，照相机模块100包括ICD/处理器封装件108、壳体110和透镜单元112。如所示的，ICD/处理器封装件108包括柔性印刷电路板(FPCB)300、ICD304和加强件306。如进一步所示的，FPCB300限定一孔308(例如，开口、半透明和/或透明窗等)，其允许穿过透镜单元112和壳体110的光线接触ICD304的ICD表面310。透镜接收器116限定一接收透镜单元112的透镜镜筒316的孔314。尽管没有示出，ICD/处理器封装件108包括由加强件306围绕或者与加强件306相邻的处理器302(见图4a-7)。 
图4a示出根据本发明的实施例的展开的具有FPCB300的ICD/处理器封装件108的分解透视图。如上所述，ICD/处理器封装件108包括FPCB300、处理器302、ICD304和加强件306。在一个实施例中，FPCB300包括一条聚酰亚胺带，具有形成在其上的处理器接收触点400(用于电连接到处理器 302)和ICD接收触点402(用于电连接到ICD304)。传导迹线404可电连接处理器接收触点400和ICD接收触点402，并可以通过例如照相平版印刷术形成。处理器接收触点400、ICD接收触点402和传导迹线404的布局(布线、数量、尺寸、形状等)可以根据应用进行变化。 
如所示，FPCB300限定孔308以使得当FPCB300折叠时穿过透镜单元112的光线能够接触ICD304。 
在一个实施例中，加强件306是预制的刚性部件，其包括孔406以接收处理器302。在一个实施例中，加强件306具有与ICD304大致相同的后表面周边，以使得当加强件306(具有处理器302)和ICD304背靠背定位时，它们的周边重合。在一个实施例中，加强件306可以具有与处理器302大致相同的高度以形成基本水平表面408从而邻接ICD304的基本水平表面303。应当认识到，加强件306可提供刚性给FPCB300的后表面312。通过提供刚性，加强件306促进在后表面312和PCB102之间以及两个表面408和303之间施加压力。再者，通过给围绕处理器302和/或与处理器302相邻的FPCB300部分(其小于ICD304)提供实质性的刚性，当处理器302和ICD304折叠在一起时加强件306提供至少部分支撑给ICD304。应当认识到，加强件306可以具有不同形状和/或位置以给ICD304提供至少部分支撑。 
在另一实施例中，加强件306通过例如利用过模塑技术形成在处理器周围。另外，加强件306可以通过利用围堰充填技术形成。应当进一步认识到，这些加强件形成技术除了支承处理器302之外还利于支承位于FPCB300上的其它无源部件。 
图4b是根据本发明的实施例的展开的ICD/处理器封装件108的透视图。如所示，加强件306和处理器302安装到FPCB300的顶部表面的左侧部分上，ICD304安装到FPCB300的顶部表面的右侧部分上。FPCB的左侧部分和右侧部分之间的空间形成可折叠部分450。当FPCB300的可折叠部分折叠时，处理器302的后表面408和加强件306邻接ICD304的后表面303。 
图5示出根据本发明的实施例的处理器302和ICD304的分解后部透视图。处理器302和ICD304的每一个包括柱式隆起部500(或者其它导电金属块，例如焊球)以有利于分别电连接到处理器接收触点400和ICD接收触点402。处理器302和ICD304可以例如通过热压缩和/或非传导胶状物物理连接到FPCB300。 
FPCB300的后表面312包括多个形成在其上的LGA垫502以促进电连接，例如，照相机模块100与主机装置的焊接。LGA垫502的各种布局(例如，垫的数量、覆盖形状等)都是可以的。 
图6示出根据本发明的实施例的FPCB300的示例性截面侧视图。FPCB300包括例如聚酰亚胺的柔性底座层600。FPCB300还包括例如铜的传导迹线404。如所示和所述的，传导迹线404和贯通FPCB300形成的通孔602提供处理器接收触点400、ICD接收触点402和LGA垫502之间的电通路。 
图7示出根据本发明的实施例的照相机模块100的截面侧视图。照相机模块100包括ICD/处理器封装件108、壳体110和透镜单元112。ICD/处理器封装件108包括FPCB300、围绕和/或邻近处理器302的加强件700和ICD304。处理器302和ICD304被示出通过利用柱式隆起部500电耦接到FPCB300并通过利用非传导胶状物708物理耦接到FPCP300。处理器302和ICD304通过胶粘剂704背靠背地附着。ICD/处理器封装件108还包括可从后部表面312接触、对齐和/或突起的LGA垫502，以使得能够连接到PCB102。透镜单元112包括透镜706和其它部件(例如，红外线过滤器、其它光学过滤器等)以聚焦光线到ICD表面310上。透镜单元112的特定光学部件可以根据应用而改变。应当认识到，加强件700可罩住和/或部分支撑无源部件702。 
图8是示出用于制造数字照相机模块100的方法800的流程图。在步骤802中，提供柔性电路基底。在步骤804中，提供ICD。在步骤806中，提供处理器。在步骤808中，提供加强件。在步骤810中，ICD和处理器附着到柔性电路基底。在步骤812中，加强件耦接到柔性电路基底。在步骤814中，电路基底折叠以使得ICD和处理器连接。 
图9是示出用于将处理器和加强件耦接到柔性电路基底的方法900的流程图。在步骤902中，提供柔性电路基底。在步骤904中，提供处理器。在步骤906中，处理器附着到柔性电路基底。在步骤908中，加强件定位在处理器周围，例如，通过过模塑、层叠、附着预制的加强件等。 
图10是示出用于将ICD耦接到电路基底的方法1000的流程图。在步骤1002中，提供电路基底。在步骤1004中，提供ICD。在步骤1006中，将柱式隆起部形成在ICD上。在步骤1008中，ICD通过热压缩附着到电路 基底。 
在不超出本发明的范围的情况下，可对许多描述的特征进行替换、改变或者省略。例如，替代的导电材料(例如，铜、铝等)可用于替换公开的触垫和连接器垫。作为另一个例子，替代的透镜壳体可以替换示出的代表性的透镜壳体。再者，实施例可以形成为没有加强件。对所示实施例的这些以及其它变化对于本领域技术人员来说尤其是考虑到前述公开内容的情况下是明显的。 

Claims (44)

1.一种照相机模块系统，包括：
柔性基底；
图像捕捉装置，该图像捕捉装置耦接到所述柔性基底的第一部分；
第二装置，该第二装置耦接到所述柔性基底的第二部分，所述第一部分和所述第二部分定位为在它们之间限定一可折叠部分，使得当所述折叠部分折叠时，所述图像捕捉装置和所述第二装置以堆叠关系布置；以及
加强件，该加强件与所述第二装置相邻，用于当所述图像捕捉装置和所述第二装置处于所述堆叠关系时至少部分地支撑所述图像捕捉装置；并且其中
所述加强件耦接到所述柔性基底的与所述第二装置相同的一侧。
2.如权利要求1所述的系统，还包括透镜壳体。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述透镜壳体被耦接到所述柔性基底。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述透镜壳体通过利用胶粘剂附着到所述柔性基底。
5.如权利要求1所述的系统，还包括
柱式隆起部，该柱式隆起部在所述图像捕捉装置上；以及
热压缩粘结物，该热压缩粘结物将所述图像捕捉装置耦接到所述柔性基底。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述图像捕捉装置通过利用非传导胶状物附着到所述柔性基底。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二装置是处理器。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述处理器通过耦接到所述处理器的导电金属块和将所述处理器耦接到所述柔性基底的热压缩粘结物而耦接到所述柔性基底。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述金属块是柱式隆起部。
10.如权利要求8所述的系统，其中，所述金属块是焊球。
11.如权利要求8所述的系统，其中，所述处理器通过非传导胶状物附着到所述柔性基底。
12.如权利要求1所述的系统，还包括位于与所述图像捕捉装置和所述第二装置相反的所述柔性基底的后表面上的电触点，所述电触点使所述照相机模块系统容易连接到主机装置。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述电触点是栅格阵列封装触点。
14.如权利要求1所述的系统，其中，所述加强件在将所述加强件定位成与所述图像捕捉装置相邻之前形成。
15.如权利要求1所述的系统，其中，所述加强件通过利用围堰充填工艺而形成。
16.如权利要求1所述的系统，其中，所述加强件通过利用过模塑工艺而形成到所述柔性基底上。
17.如权利要求1所述的系统，其中，所述图像捕捉装置和所述第二装置附着到所述柔性基底的相同表面上。
18.如权利要求1所述的系统，适合于通过利用表面安装技术安装到接收电路。
19.如权利要求1所述的系统，其中，所述加强件围绕所述第二装置。
20.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性基底形成一孔，通过该孔光线可以触及所述图像捕捉装置的表面。
21.如权利要求1所述的系统，其中当所述加强件和所述第二装置被耦接到所述柔性基底时所述加强件和所述第二装置的高度大致相同。
22.如权利要求1所述的系统，其中：
所述加强件是预制的、刚性部件；以及
所述加强件限定了孔以接收所述第二装置。
23.如权利要求1所述的系统，其中：
所述加强件的外部周边和所述图像捕捉装置的外部周边大致相同；以及
当所述图像捕捉装置和所述第二装置以所述堆叠关系布置时，所述加强件的所述外部周边和所述图像捕捉装置的所述外部周边重合。
24.如权利要求1所述的系统，其中：
所述图像捕捉装置、所述第二装置以及所述加强件都被布置在所述柔性基底的相同侧上；以及
当所述图像捕捉装置和所述第二装置以所述堆叠关系布置时，所述加强件邻接所述图像捕捉装置。
25.如权利要求24所述的系统，其中：
所述加强件的外部周边和所述图像捕捉装置的外部周边大致相同；以及
当所述图像捕捉装置和所述第二装置以所述堆叠关系布置时，所述加强件的所述外部周边和所述图像捕捉装置的所述外部周边重合。
26.如权利要求16所述的系统，其中所述加强件包住耦接到所述柔性基底的至少一个无源部件。
27.如权利要求1所述的系统，该系统适于利用施加压力安装到主机装置的接收电路。
28.一种用于制造照相机模块的方法，所述方法包括：
提供柔性电路基底；
将图像捕捉装置安装到所述柔性电路基底；
将第二装置安装到所述柔性电路基底；
使加强件定位在所述柔性电路基底的与所述第二装置相同的一侧，所述加强件定位成，当所述图像捕捉装置和所述第二装置布置成堆叠关系时至少部分地支撑所述图像捕捉装置；以及
折叠所述柔性基底，使得所述图像捕捉装置和所述第二装置布置成所述堆叠关系。
29.如权利要求28所述的方法，还包括提供透镜壳体和将所述透镜壳体安装到所述柔性电路基底。
30.如权利要求29所述的方法，还包括将所述透镜壳体模制到所述柔性电路基底上。
31.如权利要求29所述的方法，还包括通过利用胶粘剂将所述透镜壳体附着到柔性电路基底上。
32.如权利要求28所述的方法，还包括：
将柱式隆起部形成到所述图像捕捉装置和所述第二装置的至少一个上；以及
将所述图像捕捉装置和所述第二装置的至少一个热压缩接合到所述柔性电路基底。
33.如权利要求32所述的方法，包括通过利用非传导胶状物将所述图像捕捉装置和所述第二装置的至少一个附着到所述柔性电路基底。
34.如权利要求28所述的方法，还包括在所述柔性电路基底的与所述图像捕捉装置和所述第二装置相反的一侧，将栅格阵列封装触点形成在所述柔性电路基底上，所述栅格阵列封装触点用于连接主机装置。
35.如权利要求28所述的方法，还包括在将所述加强件附着到所述柔性电路基底之前形成所述加强件。
36.如权利要求28所述的方法，还包括通过利用围堰充填工艺形成所述加强件。
37.如权利要求28所述的方法，还包括通过利用过模塑工艺将加强件形成在所述柔性电路基底上。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述加强件包住耦接到所述柔性电路基底的至少一个无源部件。
39.如权利要求28所述的方法，其中定位所述加强件的所述步骤包括定位所述加强件以使当所述第二装置安装到所述柔性电路基底时所述加强件和所述第二装置具有大致相同的高度。
40.如权利要求28所述的方法，其中定位所述加强件的所述步骤包括定位刚性的加强件，所述刚性的加强件被预制并并且限定了一个孔以接收所述第二装置。
41.如权利要求28所述的方法，其中：
所述加强件的外部周边和所述图像捕捉装置的外部周边大致相同；以及
定位所述加强件的所述步骤包括定位所述加强件以使当所述图像捕捉装置和所述第二装置是所述堆叠关系时所述加强件的所述外部周边与所述图像捕捉装置的所述外部周边重合。
42.如权利要求28所述的方法，其中：
所述图像捕捉装置、所述第二装置以及所述加强件都被布置在所述柔性电路基底的相同侧上；以及
所述折叠步骤包括折叠所述柔性电路基底以使当所述图像捕捉装置和所述第二装置以所述堆叠关系布置时所述加强件邻接所述图像捕捉装置。
43.如权利要求42所述的方法，其中：
所述加强件的外部周边和所述图像捕捉装置的外部周边大致相同；以及
所述折叠步骤包括折叠所述柔性电路基底以使所述加强件的所述外部周边与所述图像捕捉装置的所述外部周边重合。
44.如权利要求28所述的方法，其中所述照相机模块适于利用施加压力安装到主机装置的接收电路。
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