CN110634904A - 具有不同宽度单元层的图像传感器装置及相关方法 - Google Patents

具有不同宽度单元层的图像传感器装置及相关方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及具有不同宽度单元层的图像传感器装置及相关方法。一种图像传感器装置可以包括互连层、该互连层上的图像传感器IC以及与该互连层相邻并且具有多条第一导电迹线的镜筒。该图像传感器装置可以包括液晶聚焦单元，该液晶聚焦单元由该镜筒承载并且具有多个单元层以及多个第二导电触点。一对相邻单元层可以具有不同的宽度。该图像传感器装置可以包括导电粘合剂本体，该导电粘合剂本体将这些第二导电触点中的至少一个导电触点耦接至这些第一导电迹线中的相应的导电迹线上。

Description

具有不同宽度单元层的图像传感器装置及相关方法
相关申请引用
本申请是中国国家申请号为201510634129.2、申请日为2015年9月29日、发明名称为“具有不同宽度单元层的图像传感器装置及相关方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本披露涉及电子装置领域，并且更具体地涉及图像传感器及相关方法。
背景技术
通常，电子装置包括用于提供增强的媒体功能的一个或多个照相机模块。例如，典型的电子装置可以利用这些照相机模块进行照片拍摄和视频电话会议。在具有多个照相机模块的典型电子装置中，主照相机模块具有高像素密度和可调焦距透镜系统，而副照相机模块是前置的并且具有较低的像素密度。同样，副照相机模块可以具有固定焦距透镜系统。
例如，授予布罗迪(Brodie)等人、被转让给本申请的受让人的美国专利申请号2009/0057544披露了一种用于移动装置的照相机模块。该照相机模块包括透镜、承载透镜的壳体以及在透镜和壳体之上的透镜盖。该照相机模块包括用于调节透镜的镜筒(barrel)机构。在包括一个或多个照相机模块的电子装置的制造期间，尤其是在大批量生产运行中，期望尽可能快地制造电子装置。同样，在给定典型的移动装置应用的情况下，期望减小照相机模块的尺寸。
减小光学装置的尺寸的一种方案包括使用作为可变焦距透镜运行的液晶单元。在液晶单元中，施加一个小的控制电压以动态地改变光所穿过的材料的折射率，而不像对透镜进行聚焦的传统机械方案那样物理地移动透镜元件。这种液晶单元可从加利福尼亚州桑尼维尔市的LensVector公司获得。
在光学装置内(例如，在透镜壳体内)连接液晶单元可以通过使用导电粘合剂来进行。更具体的是，可以将一对或多对相对的导电触点与液晶单元相关联，并且使用导电粘合剂来对这些电触点进行电耦接。
授予奥斯特(Oostra)等人的美国专利申请公开号2011/0221950披露了照相机装置。该照相机装置包括图像传感器集成电路(IC)以及在该图像传感器IC之上的透镜。该照相机装置还包括在图像传感器IC之上的电可变焦距聚合物稳定的液晶透镜以及在该可变焦距聚合物稳定的液晶透镜周围的导电胶。
参照图1至图3，示出了一种图像传感器装置90的方案。图像传感器装置90包括液晶单元91，该液晶单元包括多个单元层92a-92d以及由其所承载的多个导电触点93a-93b。图像传感器装置90包括壳体94、由该壳体承载的多条导电迹线95a-95b以及耦接这些导电迹线与这些导电触点的导电粘胶96。壳体94和液晶单元91在其间限定了凹陷98，并且导电粘胶96填充该凹陷(在图2A至图2B中所示出的制造步骤期间由喷嘴97滴涂)。
发明内容
一般而言，一种图像传感器装置可以包括互连层、在该互连层上并具有图像感测表面的图像传感器IC以及与该互连层相邻并且包括第一多条导电迹线的镜筒。该图像传感器装置可以包括液晶聚焦单元，该液晶聚焦单元由该镜筒承载并且包括多个单元层以及与其相关联的第二多个导电触点，至少一对相邻单元层具有不同的宽度。该图像传感器装置可以包括导电粘合剂本体，该导电粘合剂本体将该第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至该第一多条导电迹线中的相应的导电迹线上。
在某些实施例中，该多个单元层可以具有斜切的外围边缘。该斜切的外围边缘可以在与该镜筒相邻的底部较宽。在其他实施例中，该至少一对相邻单元层可以具有阶梯状外围边缘。该阶梯状外围边缘可以具有对应的第二导电触点的暴露部分。
更具体地，该导电粘合剂本体在其与该第二多个导电触点相对的一侧上是不受限制的。在某些实施例中，该液晶聚焦单元可以包括固态自动聚焦透镜单元，并且该第二多个导电触点可以被配置为用于控制该固态自动聚焦透镜单元的自动聚焦功能。例如，该液晶聚焦单元的每单元层可以是正方形形状的。
另一个方面涉及一种用于制造图像传感器装置的方法。该方法可以包括：将图像传感器IC定位在互连层上，该图像传感器IC具有图像感测表面；以及定位镜筒，该镜筒与该互连层相邻并且包括第一多条导电迹线。该方法可以包括定位液晶聚焦单元，该液晶聚焦单元有待由该镜筒承载并且包括多个单元层以及与其相关联的第二多个导电触点，至少一对相邻单元层具有不同的宽度。该方法可以进一步包括形成导电粘合剂本体，该导电粘合剂本体用于将该第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至该第一多条导电迹线中的相应的导电迹线上。
附图说明
图1是根据现有技术的液晶聚焦单元的透视图的示意图。
图2A和图2B是根据现有技术在制造图像传感器装置的步骤期间的横截面视图的示意图。
图3是来自图2A至图2B的图像传感器装置的透视图的示意图。
图4是根据本发明的液晶聚焦单元的透视图的示意图。
图5A和图5B是根据本发明在制造图像传感器装置的步骤期间的横截面视图的示意图。
图6是来自图5A至图5B的图像传感器装置的透视图的示意图。
图7是根据本发明的液晶聚焦单元的另一个实施例的透视图的示意图。
图8A和图8B是根据本发明在制造图像传感器装置的另一个实施例的步骤期间的横截面视图的示意图。
图9是来自图8A至图8B的图像传感器装置的透视图的示意图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面描述本披露，其中附图示出了本发明的若干实施例。然而本披露可以以许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为限于在此所陈述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本披露将是全面和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达本披露的范围。贯穿全文相同的附图标记是指相同的元件，并且在可替代实施例中使用主要符号指示相似的元件。
首先参照图4至图6，现在描述了根据本发明的图像传感器装置10。图像传感器装置10说明性地包括互连层11、在该互连层上并具有图像感测表面的图像传感器IC 14以及与该互连层相邻并且包括在其上的第一多条导电迹线15a-15b的镜筒12。互连层11可以包括电介质衬底以及在其上的多条导电迹线，这些导电迹线用于为图像传感器装置10提供输入/输出。
图像传感器装置10说明性地包括由镜筒12承载的液晶聚焦单元16。液晶聚焦单元16包括多个单元层17a-17d、由这些单元层承载的第二多个导电触点18a-18b以及位于其中间部分中的可配置透镜部分21。该第二多个导电触点18a-18b说明性地位于液晶聚焦单元16的四个角中的每个角上。例如，液晶聚焦单元16的每个单元层17a-17d说明性地是正方形形状的，但是其他形状是可能的，如圆形形状。
液晶聚焦单元16可以包括可从加利福尼亚州桑尼维尔市的LensVector公司获得、通过在此所披露的教导修改过的聚焦单元。具体地，液晶聚焦单元16可以包括固态自动聚焦透镜单元，并且该第二多个导电触点18a-18b可以被配置为用于控制该固态自动聚焦透镜单元的自动聚焦功能。
如可能在图4中最佳可见的，相邻单元层17a-17d中的每一个具有不同的宽度。在所展示的实施例中，该多个单元层17a-17d具有斜切的(倾斜的/锥形的/斜的)外围边缘25。该斜切的外围边缘25在与该镜筒12相邻的底部表面24处较宽。同样，如所描绘的，相邻单元层17a-17d中的每一个都具有倾斜的边缘。液晶聚焦单元16说明性地具有梯形横截面形状并且具有带平台的棱锥三维形状。玻璃设计(相邻单元层17a-17d)的这种倾斜的、锥形的、斜的外围边缘还可以通过使用V型槽设计划切刀片在单元上进行机械切割来实现。
在所展示的实施例中，斜切的外围边缘25关于光轴26具有25度的角度27(其他实施例可能包括在10度-40度范围内的角度)。正如将要理解的，光轴26从液晶聚焦单元16的中心垂直地延伸。
图像传感器装置10说明性地包括导电粘合剂本体20，该导电粘合剂本体将该第二多个导电触点18a-18b中的每一相邻对(或至少一个)耦接至该第一多条导电迹线15a-15b中的相应的导电迹线上。例如，导电粘合剂本体20可以包括导电喷射粘合剂。
更具体地，液晶聚焦单元16具有底部表面24，该底部表面与镜筒12的顶部表面相邻以在其间限定自由空间23。在所展示的实施例中，液晶聚焦单元16的底部表面24与镜筒12的顶部表面彼此对准。导电粘合剂本体20说明性地延伸穿过自由空间23。换言之，导电粘合剂本体20在其与该第二多个导电触点18a-18b相对的一侧上是不受限制的。
镜筒12说明性地包括承载该第一多条导电迹线15a-15b的(外)壳体13(底座)以及直接在液晶聚焦单元16之下的内壳体19(透镜镜筒)。该第一多条导电迹线15a-15b说明性地从互连层11延伸至该第二多个导电触点18a-18b。
具体参照图5A至图5B，另一个方面涉及一种用于制造图像传感器装置10的方法。该方法可以包括：将图像传感器IC 14定位在互连层11上，该图像传感器IC具有图像感测表面；以及定位镜筒12，该镜筒与该互连层相邻并且包括在其上的第一多条导电迹线15a-15b。该方法可以包括定位液晶聚焦单元16，该液晶聚焦单元有待由该镜筒12承载并且包括多个单元层17a-17d以及与其相关联的第二多个导电触点18a-18b。
该方法包括将液晶聚焦单元16形成为具有至少一对具有不同宽度的相邻单元层17a-17d。具体地，该方法可以包括去除该多个单元层17a-17d的一部分从而使得该多个单元层具有斜切的外围边缘25或具有阶梯状外围边缘25a’-25b’(图7-图9)。该去除步骤可以包括在这些单元层17a-17d的外围边缘处使用划切刀片进行机械切割，该划切刀片可从加利福尼亚州圣克拉拉市的迪思科Hi-Tec美国公司获得(还可以使用其他划切刀片)。具体地，对于图4至图6的实施例，划切刀片可以具有低顶尖角以形成斜切的外围边缘25。对于图7至图9的实施例，具有逐渐增加的宽度的三个划切刀片可以用在三个步骤中用于研磨该多个单元层17a-17d。在其他实施例中，这个去除步骤可以包括化学蚀刻工艺。
该方法可以进一步包括形成导电粘合剂本体20，该导电粘合剂本体用于将该第二多个导电触点18a-18b中的至少一个导电触点耦接至该第一多条导电迹线15a-15b中的相应的导电迹线上。在某些实施例中，导电粘合剂本体20可以是从喷嘴22中滴涂的射流。还可以使用导电粘合剂本体20滴涂的其他方法(如针头点注)，并且不一定仅仅是射流滴涂。
有利的是，图像传感器装置10具有优于现有技术图像传感器装置90的若干益处。具体地，由于导电粘胶96要求填充凹陷98的非常一致的量并且正确地连接这些导电触点93a-93b与这些导电迹线95a-95b，现有技术图像传感器装置90可能易于产生开路触点。同样，由于导电粘胶96可能从凹陷98中漏出，现有技术图像传感器装置90可能易于受到电短接的影响。
正如将要理解的，这些现有技术的问题中的每一个都可能降低制造成品率并增加制造成本。正面地，图像传感器装置10并不要求对滴涂导电粘合剂本体20的高度控制并且降低了开路和短路的发生率，因此降低了成本并提高了成品率。
现另外参照图7至图9，现在描述图像传感器装置10’的另一个实施例。在图像传感器装置10’的本实施例中，以上关于图4至图6已经讨论的那些元件被给予上撇号符号并且大部分无需在此进一步讨论。本实施例与之前的实施例的区别在于此每对相邻单元层17a’-17d’具有阶梯状外围边缘25a’-25b’。阶梯状外围边缘25a’-25b’可以具有对应的第二导电触点18a’-18b’的暴露部分。在所展示的实施例中，阶梯状外围边缘25a’-25b’仅包括对应于两个导电触点18a’-18b’的两个阶梯，但是其他实施例可以包括用于更复杂的触点安排的更多阶梯。
得益于在前述说明书和相关联附图中呈现的教导，本领域技术人员将想到本披露的许多修改和其他实施例。因此，应该理解的是，本发明实施例并不限于所披露的特定实施例，并且修改和实施例旨在包括于所附权利要求书的范围内。

Claims (23)

1.一种图像传感器装置，包括：
互连层；
图像传感器集成电路IC，所述图像传感器IC在所述互连层上，并且具有图像感测表面；
镜筒，所述镜筒与所述互连层相邻，并且包括第一多条导电迹线；
液晶聚焦单元，所述液晶聚焦单元由所述镜筒承载，所述液晶聚焦单元包括可变焦距透镜，所述可变焦距透镜包括多个单元层、以及与所述多个单元层相关联的第二多个导电触点，其中所述可变焦距透镜的至少一对相邻的单元层具有斜的侧壁，所述斜的侧壁向垂直于所述可变焦距透镜的光轴倾斜；以及
导电粘合剂本体，所述导电粘合剂本体将所述第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至所述第一多条导电迹线中的对应的导电迹线上。
2.如权利要求1所述的图像传感器装置，其中，所述斜的侧壁与所述光轴之间的角度为10度至40度。
3.如权利要求1所述的图像传感器装置，其中，所述斜的侧壁在与所述镜筒相邻的底部处较宽。
4.如权利要求1所述的图像传感器装置，其中，所述导电粘合剂本体在其与所述第二多个导电触点相对的一侧上是不受限制的。
5.如权利要求1所述的图像传感器装置，其中，所述液晶聚焦单元包括固态自动聚焦透镜单元；并且其中，所述第二多个导电触点被配置为用于控制所述固态自动聚焦透镜单元的自动聚焦功能。
6.如权利要求1所述的图像传感器装置，其中，所述液晶聚焦单元的每个单元层都是正方形形状的。
7.一种图像传感器装置，包括：
互连层；
图像传感器集成电路IC，所述图像传感器IC在所述互连层上，并且具有图像感测表面；
镜筒，所述镜筒与所述互连层相邻，并且包括
壳体，以及
由所述壳体所承载的第一多条导电迹线；
液晶聚焦单元，所述液晶聚焦单元由所述镜筒承载，所述液晶聚焦单元包括可变焦距透镜，所述可变焦距透镜包括多个单元层以及第二多个导电触点，所述第二多个导电触点与所述多个单元层相关联，并且被配置为用于控制所述可变焦距透镜的自动聚焦功能，其中所述可变焦距透镜的至少一对相邻的单元层具有斜的侧壁，所述斜的侧壁向垂直于所述可变焦距透镜的光轴倾斜；以及
导电粘合剂本体，所述导电粘合剂本体将所述第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至所述第一多条导电迹线中的对应的导电迹线上，其中所述第一多条导电迹线从所述互连层延伸至所述第二多个导电触点。
8.如权利要求7所述的图像传感器装置，其中，所述斜的侧壁与所述光轴之间的角度为10度至40度。
9.如权利要求7所述的图像传感器装置，其中，所述斜的侧壁在与所述镜筒相邻的底部处较宽。
10.如权利要求7所述的图像传感器装置，其中，所述导电粘合剂本体在其与所述第二多个导电触点相对的一侧上是不受限制的。
11.一种用于制造图像传感器装置的方法，所述方法包括：
将图像传感器集成电路IC定位在互连层上，所述图像传感器IC具有图像感测表面；
定位镜筒，所述镜筒与所述互连层相邻，并且包括第一多条导电迹线；
定位要由所述镜筒承载的液晶聚焦单元，所述液晶聚焦单元包括可变焦距透镜，所述可变焦距透镜包括多个单元层、以及与所述多个单元层相关联的第二多个导电触点，其中所述可变焦距透镜的至少一对相邻的单元层具有斜的侧壁，所述斜的侧壁向垂直于所述可变焦距透镜的光轴倾斜；以及
形成导电粘合剂本体，所述导电粘合剂本体用于将所述第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至所述第一多条导电迹线中的对应的导电迹线上。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述斜的侧壁与所述光轴之间的角度为10度至40度。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述斜的侧壁在与所述镜筒相邻的底部处较宽。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述导电粘合剂本体在其与所述第二多个导电触点相对的一侧上是不受限制的。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述液晶聚焦单元包括固态自动聚焦透镜单元；并且其中，所述第二多个导电触点被配置为用于控制所述固态自动聚焦透镜单元的自动聚焦功能。
16.如权利要求11所述的方法，其中，所述液晶聚焦单元的每个单元层都是正方形形状的。
17.一种图像传感器装置，包括：
互连层；
图像传感器集成电路IC，所述图像传感器IC在所述互连层上，并且具有图像感测表面；
镜筒，所述镜筒与所述互连层相邻，并且包括第一多条导电迹线；
液晶聚焦单元，所述液晶聚焦单元由所述镜筒承载，所述液晶聚焦单元包括可变焦距透镜，所述可变焦距透镜包括多个单元层、以及与所述多个单元层相关联的第二多个导电触点，其中所述可变焦距透镜的至少一对相邻单元层具有不同的宽度，其中所述多个单元层具有斜切的外围边缘，所述斜切的外围边缘向垂直于所述可变焦距透镜的光轴倾斜；以及
导电粘合剂本体，所述导电粘合剂本体将所述第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至所述第一多条导电迹线中的对应的导电迹线上。
18.如权利要求17所述的图像传感器装置，其中，所述斜切的外围边缘在与所述镜筒相邻的底部处较宽。
19.如权利要求17所述的图像传感器装置，其中，所述导电粘合剂本体在其与所述第二多个导电触点相对的一侧上是不受限制的。
20.如权利要求17所述的图像传感器装置，其中，所述可变焦距透镜包括固态自动聚焦透镜单元；并且其中，所述第二多个导电触点被配置为用于控制所述固态自动聚焦透镜单元的自动聚焦功能。
21.如权利要求17所述的图像传感器装置，其中，所述液晶聚焦单元的每单元层都是正方形形状的。
22.一种图像传感器装置，包括：
互连层；
图像传感器集成电路IC，所述图像传感器IC在所述互连层上，并且具有图像感测表面；
镜筒，所述镜筒与所述互连层相邻，并且包括
壳体，以及
由所述壳体所承载的第一多条导电迹线；
液晶自动聚焦单元，所述液晶自动聚焦单元由所述镜筒承载，所述液晶自动聚焦单元包括可变焦距透镜，所述可变焦距透镜包括多个单元层以及第二多个导电触点，所述第二多个导电触点与所述多个单元层相关联，并且被配置为用于控制所述可变焦距透镜的自动聚焦功能，其中可变焦距透镜的至少一对相邻单元层具有不同的宽度，其中所述多个单元层具有斜切的外围边缘，所述斜切的外围边缘向垂直于所述可变焦距透镜的光轴倾斜；以及
导电粘合剂本体，所述导电粘合剂本体将所述第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至所述第一多条导电迹线中的对应的导电迹线上，其中所述第一多条导电迹线从所述互连层延伸至所述第二多个导电触点。
23.一种用于制造图像传感器装置的方法，所述方法包括：
将图像传感器集成电路IC定位在互连层上，所述图像传感器IC具有图像感测表面；
定位镜筒，所述镜筒与所述互连层相邻，并且包括第一多条导电迹线；
定位液晶聚焦单元，所述液晶聚焦单元待由所述镜筒承载，所述液晶自动聚焦单元包括可变焦距透镜，所述可变焦距透镜包括多个单元层、以及与所述多个单元层相关联的第二多个导电触点，其中所述可变焦距透镜的至少一对相邻单元层具有不同的宽度；以及
形成导电粘合剂本体，所述导电粘合剂本体用于将所述第二多个导电触点中的至少一个导电触点耦接至所述第一多条导电迹线中的相应的导电迹线上；
所述方法进一步包括：去除所述多个单元层的一部分，从而使得所述多个单元层具有斜切的外围边缘，所述斜切的外围边缘向垂直于所述可变焦距透镜的光轴倾斜。
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