CN103369222A - 具有卡入式闩锁的晶片级相机模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有卡入式闩锁的晶片级相机模块。设备包括相机传感器模块，其具有安置在所述图像传感器模块上的透镜堆叠。保护管安置在所述图像传感器模块上且封闭所述透镜堆叠。所述保护管包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁。金属外壳封闭所述保护管。所述金属外壳包括外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁。当所述金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件啮合所述保护管的所述卡入式闩锁元件时，所述图像传感器模块适于被紧固在所述金属外壳的所述外壳支脚与所述保护管之间。

Description

具有卡入式闩锁的晶片级相机模块

相关申请案的交叉参考

本申请案与2012年3月30日申请的标题为“具有保护管的晶片级相机模块(WaferLevel Camera Module With Protective Tube)”且转让给本申请案的受让人的第##/###,###号共同待决的申请案相关。

技术领域

本发明大体上涉及图像传感器。更具体而言，本发明的实施例涉及晶片级相机模块。

背景技术

晶片级相机模块为具有小占用面积且可用于例如移动电话、笔记本计算机、平板计算机及类似物的应用中的相机模块。晶片级相机模块包括用于聚焦图像的光学器件及用于感测图像的图像传感器。为捕获高质量图像，所述相机模块的光学器件通常包括由玻璃晶片及/或间隔片单片化的若干透镜。所述透镜堆叠在透镜堆叠中。所述透镜堆叠安置在图像传感器模块上。透镜堆叠及图像传感器模块通常封闭在金属外壳内。

一直试图降低生产成本及提高晶片级相机模块的制造及组装的产量。低产量的结果为增加的生产成本。因此，需要可增加产量且因此降低生产成本的晶片级相机模块及晶片级相机模块组装方法。此外，需要具有增强的机械强度、提高的电磁兼容性(EMC)性能及减少的杂散光相关假象的晶片级相机模块。

发明内容

一种设备包含图像传感器模块、透镜堆叠、保护管及金属外壳。所述透镜堆叠安置在所述图像传感器模块上。所述保护管安置在所述图像传感器模块上且封闭所述透镜堆叠。所述保护管包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁。所述金属外壳封闭所述保护管。所述金属外壳包括外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁，其中当所述金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件与所述保护管的所述卡入式闩锁元件啮合时，所述图像传感器模块适于紧固在所述金属外壳的所述外壳支脚与所述保护管之间。

一种用于组装的方法包含：将多个透镜堆叠附接到多个图像传感器模块上；将所述多个透镜堆叠封闭在多个保护管中，其中所述保护管中的每一者包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁；将所述多个保护管封闭在多个金属外壳中，其中所述金属外壳中的每一者包括外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁；及通过啮合所述多个金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件与所述多个保护管的所述卡入式闩锁元件来将所述图像传感器模块紧固在所述多个金属外壳的所述外壳支脚与所述多个保护管之间。

一种用于组装的方法包含：将透镜堆叠附接到图像传感器模块上；将所述透镜堆叠封闭在保护管中，所述保护管包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁；将所述保护管封闭在金属外壳中，所述金属外壳具有外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁；及啮合所述保护管的所述卡入式闩锁元件与所述金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件以将所述图像传感器模块紧固在所述金属外壳的所述外壳支脚与所述保护管之间。

附图说明

参考以下图式描述本发明的非限制性且非穷举性实施例，其中相同参考数字在多种图式中指代相同部件，除非另有指示。

图1为典型晶片级相机模块的说明。

图2说明典型晶片级相机模块中的透镜堆叠、图像传感器模块、金属外壳及插入物。

图3A到3E说明根据本发明的教示的用于组装实例晶片级相机模块的过程。

图4说明根据本发明的教示的不具有凸缘的保护管的盖的实例。

图5A到5C说明根据本发明的教示的保护管的多种实例。

图6A到6I说明根据本发明的教示的使用单片化之后的晶片级组件重构的晶片级组装过程的实例。

图7A到7C说明根据本发明的教示的实例透镜堆叠、保护管及金属外壳的横截面形状的多种实例。

具体实施方式

如将展示，揭示提供具有卡入式闩锁的晶片级相机模块的实例的方法和设备。在以下描述中，阐述许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，所属领域的一般技术人员将明白，实践本发明不需要采用所述具体细节。在其它实例中，未详细描述众所周知的材料或方法以避免模糊本发明。

在整个说明书中参考“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”意味着结合所述实施例或实例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书的多个位置中出现短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”、“一个实例”或“一实例”不必都指代同一实施例或实例。此外，在一个或一个以上实施例或实例中，特定特征、结构或特性可以任何合适组合及/或子组合组合。特定特征、结构或特性可包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能性的其它合适组件中。此外，应理解，一并提供的图式是出于向所属领域的一般技术人员解释的目的且图式不必按比例描绘。

揭示涉及具有卡入式闩锁的晶片级相机模块的实例方法及设备。如将理解，根据本发明的教示的晶片级相机模块及晶片级相机模块组装方法可以降低的生产成本提供增加的产量。此外，根据本发明的教示，所揭示的晶片级相机模块的实例进一步提供增强的机械强度、提高的电磁兼容性(EMC)性能及减少的杂散光相关假象。

为进行说明，图1为典型的晶片级相机模块20的示意图。晶片级相机模块20在金属外壳26中包括透镜堆叠22及图像传感器模块24。插入物28(其为具有小孔的盖)经配置以封闭金属外壳26。

图2说明透镜堆叠22、图像传感器模块24、金属外壳26及插入物28。如所展示，透镜堆叠22在玻璃晶片32及间隔片36上包括一个或一个以上透镜34。图像传感器模块24包括图像传感器裸片42、安装在图像传感器裸片上的间隔片44、安装在间隔片上的盖玻片46及安装到图像传感器裸片的多个焊料球48。金属外壳26可包括弯曲的钩形外壳支脚52。

图3A到3E说明根据本发明的教示的用于组装实例晶片级相机模块的过程。图3A展示包括玻璃晶片32及间隔片36上的一个或一个以上透镜34的透镜堆叠22。图3B展示安置在图像传感器模块24上的透镜堆叠22，图像传感器模块24包括图像传感器裸片42、安装在所述图像传感器裸片上的间隔片44、安装在间隔片44上的盖玻片46及安装到所述图像传感器的多个焊料球48。在其它实例中，应理解，可以焊料凸块、焊料垫或其它电连接元件代替多个焊料球48。在一个实例中，胶水或粘合剂可施加在透镜堆叠22与图像传感器模块24之间。

在所说明的实例中，图3C展示安置在图像传感器模块24上且封闭透镜堆叠22的保护管60。如所展示，保护管60包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件64的外壁62。如所描绘的实例中所展示，卡入式闩锁元件64可为公闩锁元件。在实例中，保护管60包括具有小孔的盖66，如所展示。在一个实例中，盖66包括延伸部或凸缘68。

在所说明的实例中，图3D展示封闭保护管60的金属外壳70。如所描绘的实例中所展示，金属外壳包括钩形外壳支脚76及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件72的内壁74。如所描绘的实例中所展示，相对卡入式闩锁元件72可为母闩锁元件。在一个实例中，当金属外壳70的相对卡入式闩锁元件72与保护管60的卡入式闩锁元件64啮合时，图像传感器模块24适于紧固在金属外壳70的外壳支脚76与保护管60之间。如实例中所展示，卡入式闩锁元件64为包括凸出部的公闩锁元件，且相对卡入式闩锁元件72为包括适于接纳公闩锁元件的凸出部且与其啮合的凹入部的母闩锁元件。

图3E说明金属外壳70封闭保护管60，其中保护管60插入到金属外壳70中。如此，卡入式闩锁元件64与相对卡入式闩锁元件72啮合，导致图像传感器模块24紧固在外壳支脚76与保护管60之间。如所展示，外壳支脚76的内表面从一侧按压图像传感器模块24且保护管60从另一侧按压图像传感器模块24。以此方式，根据本发明的教示，保护管60与金属外壳70之间的卡入式闩锁机构紧固透镜堆叠22及图像传感器模块24。

应理解，如所描述而与金属外壳70啮合的保护管60更好地紧固且对准透镜堆叠22及图像传感器模块24。因此，如所描述而一起使用保护管60与金属外壳70增加产量且进而降低总生产成本。根据本发明的教示，保护管60也增强机械强度、提高电磁兼容性(EMC)性能且防止杂散光相关假象。

在一个实例中，胶水或第一粘合剂23可施加在透镜堆叠22与图像传感器模块24之间，如图3B中所展示。此外，第二粘合剂25可施加在外壳支脚76的内表面与图像传感器模块24之间，且第三粘合剂27可施加在保护管60与图像传感器模块24之间，如图3E中描绘的实例中所展示。

图4说明根据本发明的教示的另一实例晶片级相机模块。应注意，图4中说明的实例晶片级相机模块与图3A到3E中说明的实例晶片级相机模块共享许多类似性。然而，区别为图4中说明的实例晶片级相机模块展示不具有如图3A到3E中展示的实例晶片级相机模块中所说明的凸缘68的保护管60的盖66。

应注意，在多种实例中，可使用多种不同形状(包括举例来说如图3C、图3E、图4及图5A中展示的三角形卡入式闩锁元件64或举例来说如图5B及图5C中所展示的半球形卡入式闩锁元件82)来实施保护管60的卡入式闩锁元件64的公闩锁元件。此外，可使用多种不同形状(包括举例来说如图3D、图3E、图4及图5B中所展示的扁平型相对闩锁元件72或举例来说如图5A及图5C中所展示的坡形相对卡入式闩锁元件84)来实施金属外壳70的相对卡入式闩锁元件72的母闩锁元件。应理解，其它形状组合也是可能的，只要根据本发明的教示，卡入式闩锁元件64与相对卡入式闩锁元件72啮合以紧固图像传感器模块24。

在一个实例的组装过程中，每一组件(包括透镜堆叠、图像传感器模块、保护管及金属外壳)都可个别地单片化及组装，如出于解释目的相对于图3A到3E展示及描述。在另一实例中，组件可以晶片级组装，如以下实例中相对于图6A到6I所展示。应理解，虽然图6A到6I出于解释目的而说明三个单元的晶片级相机模块，但是根据本发明的教示在晶片上可存在数百或数千个单元。

为进行说明，图6A到6I展示根据本发明的教示的使用单片化之后的晶片级组件重构的晶片级实例组装过程。图6A展示图像传感器模块102在以晶片级制造之后被单片化。图6B展示经单片化图像传感器模块102通过将其安装在衬底或带104上而以晶片级重构或再配置。图6C展示透镜堆叠106在以晶片级制造之后单片化且安置在图像传感器模块102上。胶水或粘合剂可施加在透镜堆叠106与图像传感器模块102之间。图6D展示制成的保护管108通过将其安装在衬底或带110上而以晶片级重构。图6E展示保护管108安置在图像传感器模块102上。图6F展示安装图像传感器模块102的衬底或带104被移除。图6G展示包括外壳支脚113的制成金属外壳112通过将其安装在衬底或带114上而以晶片级重构。图6H展示保护管108被插入到金属外壳112中使得卡入式闩锁元件啮合。图6I展示安装金属外壳112的衬底或带114及安装保护管108的衬底或带104被移除。金属外壳112封闭保护管108。

在一个实例中，胶水或粘合剂可施加在金属外壳112的外壳支脚113的内表面与图像传感器模块102之间，且施加在保护管108与图像传感器模块102之间。

在多种实例中，一些组件可不必以图6A到6I出于解释目的而在上文所表示的顺序单片化。举例来说，在一个实例中，图像传感器模块102可不单片化直到图6E展示的步骤为止。其它单片化及重构的布置是可能的，包括根据本发明的教示的晶片级透镜堆叠106的重构。

应理解，上文描述的图式中说明的透镜堆叠、保护管及金属外壳的横截面可为圆形、正方形、矩形或其它形状。为进行说明，图7A到7C为沿着图3E中描绘的实例的线A-A′的多种实例的横截面说明。如所展示，图7A说明透镜堆叠22、保护管60及金属外壳70的横截面具有圆形形状。图7B说明透镜堆叠22、保护管60及金属外壳70的横截面具有正方形形状。图7C说明透镜堆叠22、保护管60及金属外壳70的横截面具有矩形形状。

在以上图式中展示的实例中，在透镜堆叠22与保护管60的盖66之间存在间隙。在其它实例中，应理解，根据本发明的教示，在透镜堆叠22与保护管60的盖66之间可不存在间隙(未展示)。

本发明的所说明的实例的以上描述(包括摘要中描述的内容)不希望是穷举的或限于所揭示的精确形式。虽然本文中出于说明性目的描述本发明的特定实施例及实例，但在不脱离本发明的较宽精神及范围的情况下多种等效修改是可能的。实际上，应理解，根据本发明的教示，出于解释目的提供特定实例电压、电流、频率、功率范围值、时间等等且其它值也可用于其它实施例及实例中。

在以上详细描述的背景下，可对本发明的实例做出这些修改。用于所附权利要求书中的术语不应被理解为将本发明限于说明书及权利要求中揭示的特定实施例。相反，所述范围完全由根据已建立的权利要求解释规则来理解的所附权利要求书确定。因此，本说明书及图式被理解为是说明性而非限制性的。

Claims (22)

1.一种设备，其包含：

图像传感器模块；

透镜堆叠，其安置在所述图像传感器模块上；

保护管，其安置在所述图像传感器模块上且封闭所述透镜堆叠，所述保护管包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁；及

金属外壳，其封闭所述保护管，所述金属外壳包括外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁，其中当所述金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件与所述保护管的所述卡入式闩锁元件啮合时，所述图像传感器模块适于被紧固在所述金属外壳的所述外壳支脚与所述保护管之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其中第一粘合剂施加在所述透镜堆叠与所述图像传感器模块之间。

3.根据权利要求1所述的设备，其中第二粘合剂施加在所述外壳支脚与所述图像传感器模块之间。

4.根据权利要求1所述的设备，其中第三粘合剂施加在所述保护管与所述图像传感器模块之间。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述图像传感器模块包含图像传感器裸片、安装在所述图像传感器裸片上的间隔片、安装在所述间隔片上的盖玻片及安装到所述图像传感器裸片的多个焊料球。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述透镜堆叠包含至少一个透镜。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述保护管包括具有凸缘的盖。

8.根据权利要求1所述的设备，其中安置在所述保护管的所述外壁上的所述卡入式闩锁元件为三角形公闩锁元件与半球形公闩锁元件中的一者。

9.根据权利要求1所述的设备，其中安置在所述金属外壳的所述内壁上的所述相对卡入式元件为扁平母闩锁元件与坡形母闩锁元件中的一者。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述透镜堆叠、所述保护管及所述金属外壳的横截面为圆形、正方形及矩形中的一者。

11.一种用于组装的方法，其包含：

将多个透镜堆叠附接到多个图像传感器模块上；

将所述多个透镜堆叠封闭在多个保护管中，其中所述保护管中的每一者包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁；

将所述多个保护管封闭在多个金属外壳中，其中所述金属外壳中的每一者包括外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁；及

通过啮合所述多个金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件与所述多个保护管的所述卡入式闩锁元件来将所述图像传感器模块紧固在所述多个金属外壳的所述外壳支脚与所述多个保护管之间。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述多个透镜堆叠附接到所述多个图像传感器模块上包含在所述多个透镜堆叠与所述多个图像传感器模块之间施加第一粘合剂。

13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在所述多个金属外壳的所述外壳支脚与所述多个图像传感器模块之间施加第二粘合剂。

14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在所述多个保护管与所述多个图像传感器模块之间施加第三粘合剂。

15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在以晶片级制造所述多个图像传感器模块之后单片化所述多个图像传感器模块。

16.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在以晶片级制造所述多个透镜堆叠之后单片化所述多个透镜堆叠。

17.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含将所述多个保护管安装在第一带上以便以晶片级重构所述多个保护管。

18.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含将所述多个金属外壳安装在第二带上以便以晶片级重构所述多个金属外壳。

19.一种用于组装的方法，其包含：

将透镜堆叠附接到图像传感器模块上；

将所述透镜堆叠封闭在保护管中，所述保护管包括具有安置于其上的卡入式闩锁元件的外壁；

将所述保护管封闭在金属外壳中，所述金属外壳具有外壳支脚及具有安置于其上的相对卡入式闩锁元件的内壁；及

啮合所述保护管的所述卡入式闩锁元件与所述金属外壳的所述相对卡入式闩锁元件以将所述图像传感器模块紧固在所述金属外壳的所述外壳支脚与所述保护管之间。

20.根据权利要求19所述的方法，其中将所述透镜堆叠附接到所述图像传感器模块上包含在所述透镜堆叠与所述图像传感器模块之间施加第一粘合剂。

21.根据权利要求19所述的方法，其进一步包含在所述金属外壳的所述外壳支脚与所述图像传感器模块之间施加第二粘合剂。

22.根据权利要求19所述的方法，其进一步包含在所述保护管与所述图像传感器模块之间施加第三粘合剂。

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