CN117525094A - 一种摄像模组及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种摄像模组,所述摄像模组包括:晶圆级镜头;感光芯片,所述晶圆级镜头被设置于所述感光芯片的感光路径上;线路板,所述感光芯片被设置于所述线路板;封装体,所述封装体一体成型于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板。此外,一种摄像模组的制造方法也被公开。本申请的摄像模组以及制造方法可以减小摄像模组的尺寸并简化制造流程。
Description
技术领域
本申请涉及摄像模组技术领域,尤其涉及一种采用晶圆级镜头的摄像模组及其制造方法。
背景技术
随着摄像技术的发展,摄像模组被越来越多的应用于各式各样的电子设备中,例如手机、平板、AR/VR等。在其中,一些电子设备对摄像模组的体积要求变得更高,如何使摄像模组的尺寸变得更小,使摄像模组能够被应用于安装空间更小的电子设备中变得尤为重要。
因此,本申请提供一种采用晶圆级镜头的摄像模组及其制造方法,以使摄像模组的尺寸得以降低,并使得摄像模组的制造效率得以提升。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种摄像模组,其克服现有技术的不足,使得摄像模组的尺寸得以被减小,使得制造流程简化。
根据本申请的一个方面,提供一种摄像模组,包括:
晶圆级镜头;
感光芯片,所述晶圆级镜头被设置于所述感光芯片的感光路径上;
线路板,所述感光芯片被设置于所述线路板;
封装体,所述封装体一体成型于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板。
在一些实施例中,所述摄像模组进一步包括至少一引线,至少一所述引线被设置于所述感光芯片和所述线路板之间,至少一所述引线被所述封装体包裹。
在一些实施例中,所述封装体包覆所述线路板的正面的至少一部分、所述感光芯片的周侧和正面的至少一部分、以及所述晶圆级镜头的周侧。
在一些实施例中,所述感光芯片包括感光区和围绕所述感光区的非感光区,所述封装体沿水平方向延伸至所述感光芯片的所述非感光区,所述封装体沿高度方向延伸至所述晶圆级镜头的顶部,所述封装体一体成型于所述感光芯片的周侧和所述晶圆级镜头的周侧。
在一些实施例中,所述封装体具有竖直的外侧面,所述封装体的上部的横向尺寸等于所述封装体的底部的横向尺寸。
在一些实施例中,所述封装体的外侧面呈倾斜状,所述封装体的外径由上到下增大,所述封装体的底部的横向尺寸大于所述封装体的上部的横向尺寸。
根据本申请的第二个方面,提供一种摄像模组的制造方法,包括:
提供一线路板拼板;
在所述线路板拼板上设置多个感光芯片,将多个所述感光芯片电连接于所述线路板拼板;
在多个所述感光芯片上设置多个晶圆级镜头,多个所述晶圆级镜头分别位于多个所述感光芯片的感光路径上;
向相邻的两个所述晶圆级镜头和相邻的两个所述感光芯片之间填充封装材料,固化所述封装材料形成封装连体部,所述封装连体部一体结合于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板拼板,以形成一模组拼板;
沿高度方向分割所述模组拼板,以形成多个摄像模组。
在一些实施例中,所述封装材料为模塑材料,所述封装连体部通过模塑工艺一体成型于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板拼板。
在一些实施例中,所述封装连体部切割后形成封装体,所述线路板拼板切割后形成多个线路板,所述封装体包覆所述线路板的正面的至少一部分、所述感光芯片的周侧和正面的至少一部分、以及所述晶圆级镜头的周侧。
在一些实施例中,在所述形成模组拼板的步骤后,在所述模组拼板的物侧设置遮光层,所述遮光层被设置于所述封装连体部的顶面,朝向所述晶圆级镜头方向延伸。
与现有技术相比,本申请具有下列至少一个技术效果:
1、通过封装体一体成型于晶圆级镜头的周侧、感光芯片的周侧和正面的至少一部分、以及线路板正面的至少一部分,使封装体可以封装并保护晶圆级镜头和感光芯片的周侧。
2、通过填充封装连体部的形式制成模组拼板再分割的方式,简化制造的流程。
在以下描述中部分地阐述了另外的实施方案和特征,并且本领域技术人员在审阅说明书之后将明白或者通过所公开的主题的实践来学习这些实施方案和特征。可通过参考构成本申请的一部分的说明书和附图的其余部分来实现本公开的特点和优点的进一步理解。
附图说明
图1是根据本申请提供的晶圆级镜头的截面示意图;
图2A和图2B是根据本申请提供的镜头拼板的制造方法示意图;
图3是根据本申请提供的透镜拼板的俯视方向的结构示意图;
图4A、图4B、图4C和图4D是根据本申请提供的透镜拼板的四个示例的截面示意图;
图5A和图5B是根据本申请提供的晶圆级镜头的两个截面示意图;
图6A、图6B、图6C和图6D是根据本申请提供的摄像模组的第一实施例的四个示例的截面示意图;
图6E是根据本申请图6A中感光组件的俯视示意图;
图7A和图7B是根据本申请提供的芯片拼板的截面示意图和俯视示意图;
图7C是根据本申请图7A和图7B所示意的芯片拼板分割后的感光芯片的俯视示意图;
图8是根据本申请提供的摄像模组的第一实施例的制造方法示意图;
图9A、图9B和图9C是根据本申请提供的摄像模组的第二实施例的三个示例的截面示意图;
图10是根据本申请提供的摄像模组的第二实施例的制造方法示意图;
图11A、图11B和图11C是根据本申请提供的摄像模组的第三实施例的三个示例的截面示意图;
图12是根据本申请提供的摄像模组的第三实施例的制造方法示意图;
图13是根据本申请提供的摄像模组的第四实施例的截面示意图;
图14是根据本申请提供的摄像模组的第四实施例的制造方法示意图。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本申请做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
“包括”,该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所使用的,该术语不排除附加结构或步骤。
在本申请的描述中,需要说明的是,对于方位词,如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于叙述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作,不能理解为限制本申请的具体保护范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,如在本申请中使用的,用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语,而不用作表程度的用语,并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以是接触连接或通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
“被配置为”,各种单元、电路或其他部件可被描述为或叙述为“被配置为”执行一项或多项任务。在此类上下文中,“被配置为”用于通过指示单元/电路/部件包括在操作期间执行这一项或多项任务的结构(例如,电路)来暗指该结构。此外,“被配置为”可包括由软件和/或固件操纵的通用结构(例如,通用电路)以能够执行待解决的一项或多项任务的方式操作。“被配置为”还可包括调整制造过程(例如,半导体制作设施),以制造适用于实现或执行一项或多项任务的设备(例如,集成电路)。
在本文描述中所使用的术语只是为了描述特定实施方案,而并非旨在进行限制。如说明书和所附权利要求中所使用的那样,单数形式的“一个”、“一种”和“该”旨在也涵盖复数形式,除非上下文以其他方式明确地指示。还将理解的是,本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联地列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。还将理解的是,术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时是指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其分组。
如本文中所用,根据上下文,术语“如果”可以被解释为意思是“当...时”或“在...时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,根据上下文,短语“如果确定...”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”可被解释为是指“在确定...时”或“响应于确定...”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
图1至图14示出了本申请的晶圆级镜头11、镜头拼板21、透镜拼板2111、摄像模组10以及摄像模组10的制造方法的示意图。如图1所示,根据本申请实施例的晶圆级镜头11被阐明,其包括一晶圆级透镜组件111、一支撑件112以及一遮光部113。其中,支撑件112被设置于晶圆级透镜组件111的像侧,从而支撑件112从像侧支撑晶圆级透镜组件111;遮光部113被设置于晶圆级透镜组件111的物侧,遮光部113可以减少晶圆级镜头11在光线入射方向一侧的杂光进入。在本申请的一些实施例中,晶圆级镜头11也可以不包括支撑件112112和/或遮光部113,从而降低高度或者简化制造工艺。
为了便于描述,在本申请中,以晶圆级透镜组件111或者晶圆级镜头11朝向被摄物的一侧为物侧,与物侧相反的一侧即为像侧,换言之,物侧是指成像光线入射晶圆级透镜组件111或者晶圆级镜头11的一侧,像侧是指成像光线出射晶圆级透镜组件111或者晶圆级镜头11的一侧,也即晶圆级透镜组件111或者晶圆级镜头11朝向像面的一侧。以图1所示意的晶圆级镜头11的方向来看,晶圆级镜头11的上侧即为像侧,晶圆级镜头11的下侧即为物侧。
晶圆级镜头11具有一光轴,晶圆级镜头11的光轴也是晶圆级透镜组件111的光轴,具体地,晶圆级透镜组件111包括至少一晶圆级透镜1111,晶圆级透镜组件111中晶圆级透镜1111的数量根据光学设计的需求而定,其数量可以为一,也可以是二、三、四或者更多。在本申请的一个实施例中,晶圆级透镜组件111包括一片晶圆级透镜1111,支撑件112和遮光部113分别被固定于晶圆级透镜1111的像侧和物侧;在本申请的另一个实施例中,晶圆级透镜组件111包括至少二晶圆级透镜1111,至少二晶圆级透镜1111沿光轴叠设,构成完整的光学系统,支撑件112被固定于至少二晶圆级透镜1111中最靠近像侧的晶圆级透镜1111的像侧,遮光部113被固定于至少二晶圆级透镜1111中最靠近物侧的晶圆级透镜1111的物侧,在一个具体示例中,晶圆级透镜组件111还包括至少一间隔件1113,间隔件1113被设置于相邻的晶圆级透镜1111之间,间隔件1113支撑相邻的晶圆级透镜1111并适于调整晶圆级透镜1111之间的间距。值得一提的是,在本申请的一个实施例中,支撑件112、遮光部113和间隔件1113分别具有一通光孔以用于光线通过和避免与晶圆级透镜1111发生干涉。
在本申请的一个实施例中,晶圆级透镜组件111的至少二晶圆级透镜1111包括一第一晶圆级透镜1114、一第二晶圆级透镜1115和一第三晶圆级透镜1116,第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116沿光线入射的方向叠设,遮光部113被固定于第一晶圆级透镜1114的物侧,支撑件112被固定于第三晶圆级透镜1116的像侧。在一个具体示例中,晶圆级透镜组件111还包括至少一间隔层2112,间隔层2112可以被设置于第一晶圆级透镜1114和第二晶圆级透镜1115之间和/或被设置于第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116组件之间,间隔层2112支撑相邻的晶圆级透镜1111并适于调整晶圆级透镜1111之间的间距。
在本申请中,晶圆级透镜组件111还包括粘接层,粘接层可以被设置于相邻的晶圆级透镜1111之间以用于固定相邻的晶圆级透镜1111;粘接层还可以被设置于相邻的晶圆级透镜1111和间隔件1113之间以用于固定相邻的晶圆级透镜1111和间隔件1113;粘接层还可以被设置于相邻的晶圆级透镜1111和支撑件112之间以用于固定相邻的晶圆级透镜1111和支撑件112;粘接层还可以被设置于相邻的晶圆级透镜1111和遮光部113之间以用于固定相邻的晶圆级透镜1111和遮光部113。需要注意的是,被设置于不同位置的粘接层的材料可以相同或者不同,具体由粘接的需求决定,本申请并不受此所限。在一个示例中,粘接层可以是胶水,在设置粘接层时,可以连续的涂布胶水,也可以呈点状的间隔涂布胶水,从而使至少二晶圆级透镜1111和间隔层2112在固定时,位于内部的空气可以逃出;在另一个示例中,粘接层也可以是例如双面胶等固体胶。
在本申请中,晶圆级透镜1111包括一透光基板11111和至少一透镜单元11112,至少一透镜单元11112被设置于透光基板11111的一侧或两侧,至少一透镜单元11112可以会聚或者发散光线,至少一透镜单元11112可以通过例如粘接、嵌件注塑、一体成型等方式固定于透光基板11111的一侧或两侧。在本申请的一个实施例中,其中一晶圆级透镜1111包括一透光基板11111和被设置于透光基板11111物侧或者像侧的一透镜单元11112,换言之,该晶圆级透镜1111的一侧为平面面型,而该晶圆级透镜1111的另一侧为曲面面型;在本申请的另一个实施例中,其中一晶圆级透镜1111包括一透光基板11111和被设置于透光基板11111的物侧以及像侧的二透镜单元11112,该晶圆级透镜1111的两侧均为曲面面型。在本申请中,曲面面型可以是球面、非球面或者自由曲面等形状。
在本申请中,晶圆级镜头11(wafer level optics)是通过分割镜头拼板21而成的,镜头拼板21包括多个相连的晶圆级镜头11,通过分割镜头拼板21的方式可以大量、低成本的制造晶圆级镜头11,获得的晶圆级镜头11还具有相对较小的尺寸。
进一步地,提供一种镜头拼板21的制造方法,参照图2A和图2B所示,镜头拼板21的制造方法包括以下步骤S110-S130:
步骤S110,提供至少二透镜拼板2111。如图3至图4C所示,该透镜拼板2111包括一基板层21111和被设置于该基板层21111的一侧或两侧的多个透镜单元11112,多个透镜单元11112阵列的分布于基板层21111,每个透镜单元11112具有一垂直于基板层21111的光轴。
步骤S120,沿高度方向对齐至少二透镜拼板2111。如图2A所示,通过使相邻的透镜拼板2111上的透镜单元11112的光轴重叠,沿高度方向对齐至少二透镜拼板2111,其中,高度方向是指垂直于透镜拼板2111(或者基板层21111)的方向。
步骤S130,连接至少二透镜拼板2111,形成镜头拼板21。通过设置粘接层直接或者间接地使对齐的至少二透镜拼板2111按照预定的位置固定,形成镜头拼板21,镜头拼板21包括多个呈阵列分布的晶圆级镜头11。
在本申请的一个实施例中,镜头拼板21的制造方法的步骤S110可以包括:
步骤S111,提供至少一间隔层2112,间隔层2112被设置于相邻的透镜拼板2111之间。间隔层2112用于调整相邻的透镜拼板2111组之间的间距,间隔层2112具有多个与相邻的透镜拼板2111的透镜单元11112相对应的通光孔,从而光线从间隔层2112的多个通光孔通过,且间隔层2112与透镜拼板2111之间不会发生干涉。在本申请的一个具体示例中,间隔层2112优选使用不透光材料,以减小杂光进入晶圆级镜头11。
步骤S112,提供一支撑层212,支撑层212被设置于至少二透镜拼板2111的像侧。支撑层212用于支撑至少二透镜拼板2111,支撑层212具有多个与相邻的透镜拼板2111的透镜单元11112相对应的通光孔,从而光线从支撑层212的多个通光孔通过,且支撑层212与透镜拼板2111之间不会发生干涉。在本申请的一个具体示例中,支撑层212优选使用不透光材料,以减小杂光进入晶圆级镜头11。
步骤S113,提供一遮光层213,遮光层213被设置于至少二透镜拼板2111的物侧。遮光层213采用不透光材料,其用于减少从光线入射方向进入的杂光。遮光层213具有多个与相邻的透镜拼板2111的透镜单元11112相对应的通光孔,从而光线从遮光层213的多个通光孔通过,且遮光层213与透镜拼板2111之间不会发生干涉。在本申请的一个实施例中,遮光层213可以是以丝印、涂墨或者涂胶的方式预先形成于至少二透镜拼板2111中最靠近物侧的透镜拼板2111的像侧面上;在本申请的另一个实施方式中,遮光层213也可以是先预制成型,而后被设置于至少二透镜拼板2111的物侧。
需要注意的是,步骤S111、步骤S112、步骤S113之间并无先后顺序,也没有相互关联,即最终形成的镜头拼板21可以仅包括间隔层2112、支撑层212、遮光层213中的一个或者两个,也可以同时包括间隔层2112、支撑层212和遮光层213。
在本申请的一个实施例中,当步骤S110包括步骤S111时,镜头拼板21的制造方法的步骤S120可以包括:
步骤S121,使间隔层2112沿高度方向与相邻的透镜拼板2111对齐。对齐间隔层2112和相邻的透镜拼板2111,使间隔层2112的多个通光孔可以与相邻透镜拼板2111上的透镜单元11112相对,进而防止间隔层2112与相邻透镜拼板2111上的透镜单元11112之间发生干涉或者导致成像受影响。
在本申请的一个实施例中,当步骤S110包括步骤S112,镜头拼板21的制造方法的步骤S120可以包括:
步骤S122,使支撑层212沿高度方向与相邻的透镜拼板2111对齐。对齐支撑层212和相邻的透镜拼板2111,使支撑层212的多个通光孔可以与相邻透镜拼板2111上的透镜单元11112相对,进而防止支撑层212与相邻透镜拼板2111上的透镜单元11112之间发生干涉或者导致成像受影响。
在本申请的一个实施例中,当步骤S110包括步骤S113,镜头拼板21的制造方法的步骤S120可以包括:
步骤S123,使遮光层213沿高度方向与相邻的透镜拼板2111对齐。对齐遮光层213和相邻的透镜拼板2111,使遮光层213的多个通光孔可以与相邻透镜拼板2111上的透镜单元11112相对,进而防止遮光层213与相邻透镜拼板2111上的透镜单元11112之间发生干涉或者导致成像受影响。
在本申请的一个实施例中,在镜头拼板21的制造方法的步骤S130中,当镜头拼板21包括间隔层2112、支撑层212、遮光层213中的一个、两个或者全部时,步骤S130可以包括:
步骤S131,使间隔层2112、支撑层212或者遮光层213与相邻的透镜拼板2111连接。换言之,使至少二透镜拼板2111与间隔层2112、支撑层212、遮光层213三者中的一个、两个或者全部依次叠加固定,例如可以通过设置粘接层固定上述相邻的部件。
在一个具体实施例中,通过步骤S110-S130,得到的镜头拼板21包括透镜组件拼板211、支撑层212和遮光层213,透镜组件拼板211包括至少一透镜拼板2111,支撑层212和遮光层213分别被固定于透镜拼板2111的像侧和物侧。透镜组件拼板211还可以包括至少一间隔层2112,至少一间隔层2112被设置于相邻的透镜拼板2111之间并可以通过在间隔层2112和透镜拼板2111之间设置粘接层固定在透镜拼板2111上。
更进一步地,提供一种晶圆级镜头11的制造方法,参照图2B所示,晶圆级镜头11的制造方法包括以下步骤S210-220:
步骤S210,提供一镜头拼板21。
步骤S220,分割镜头拼板21,获得多个晶圆级镜头11。如图2B所示,实线为分割线,分割后可以得到多个独立的晶圆级镜头11,其中,两根实线中间表示要去除的部分。
在本申请的一个实施例中,镜头拼板21可以通过镜头拼板21的制造方法的步骤S110-S130获得。
在本申请的一个实施例中,在步骤S220中,可以通过锯切、激光切割、激光磨削、水冲切割、铣切、微机械加工、微切片、冲孔切割等方式中的至少一种分割镜头拼板21,从而获取晶圆级镜头11。
在本申请中,分割镜头拼板21后,透镜组件拼板211被分割形成多个晶圆级透镜组件111,其中,透镜拼板2111被分割形成多个晶圆级透镜1111,透镜拼板2111中的基板层21111被分割成多个透光基板11111,间隔层2112被分割形成多个间隔件1113;支撑层212被分割形成多个支撑件112;遮光层213被分割形成多个遮光部113。分割后的晶圆级镜头11具有长方体轮廓,这样使得分割的难度降低,在本申请的其他示例中晶圆级镜头11的轮廓还可以有其他形状,例如六棱柱形状、圆柱体形状、切割圆柱形状等形状,其中切割圆柱形状是指圆柱的侧面被切割至少一部分的形状。
如图3至图4C所示,进一步提供一种透镜拼板2111的制造方法,透镜拼板2111的制造方法包括以下步骤S310-S320:
步骤S310,提供一基板层21111。
步骤S320,在基板层21111的一侧或者两侧形成多个透镜单元11112。其中,多个透镜单元11112呈阵列排布,从而便于后续的切割,透镜单元11112采用透光材料,例如树脂材料。
透镜拼板2111包括基板层21111和形成于基板层21111的至少一侧的多个透镜单元11112,在本申请中,透镜拼板2111可以采用多种制造方式,图4A至图4C示出了本申请的三种透镜拼板2111。
图4A示出了本申请透镜拼板2111的第一实施例,参照图4A,步骤S310所提供的基板层21111呈平板状,在步骤S320中,在基板层21111的两侧分别形成多个透镜单元11112,其中,基板层21111两侧的多个透镜单元11112的光轴重叠。需要注意的是,在本实施例中,基板层21111采用例如玻璃材料或者树脂材料等适于透过可见光的透光材料。
图4B示出了本申请透镜拼板2111的第二实施例,参照图4B,步骤S310所提供的基板层21111呈平板状,在步骤S320中,在基板层21111的一侧形成多个透镜单元11112。需要注意的是,在本实施例中,基板层21111采用采用例如玻璃材料或者树脂材料等适于透过可见光的透光材料。
在透镜拼板2111的第一实施例和第二实施例中,多个透镜单元11112可以通过粘接或者嵌件成型(Insert Molding)的方式被设置于基板层21111的一侧或者两侧。具体地,在一个示例中,可以预制成型多个透镜单元11112,而后通过光学胶将多个透镜单元11112粘接在基板层21111的一侧或者两侧;在另一个示例中,将基板层21111设置于一透镜成型模具的成型腔中,从透镜成型模具的注入口注入液态透镜材料(例如树脂),使成型腔内部充满透镜材料,固化透镜材料,使基板层21111的一侧或者两侧(这里一侧或者两侧是指基板层21111的上表面侧和/或下表面侧,下文不再赘述)形成多个透镜单元11112,进而得到透镜拼板2111,
图4C示出了本申请透镜拼板2111的第三实施例,参照图4C,步骤S310所提供的基板层21111呈平板状,基板层21111具有多个通孔,在步骤S320中,在基板层21111的两侧分别形成多个透镜单元11112,其中,基板层21111两侧的多个透镜单元11112的光轴重叠,相对的两个透镜单元11112穿过基板层21111的通孔相连。需要注意的是,在本实施例中,基板层21111可以采用例如玻璃材料或者树脂材料等适于透过可见光的透光材料;也可以使用不透光的材料,从而有利于降低杂光。在本实施方式中,多个透镜单元11112可以通过嵌件成型的方式被设置于基板层21111的两侧。
图5A示出了本申请采用图4A所述透镜拼板2111制成的晶圆级镜头11,其中,晶圆级透镜1111包括透光基板11111和形成于透光基板11111的两侧的透镜单元11112。
进一步参照图4D和图5B,图4D示出本申请透镜拼板2111的第四实施例,形成于基板层21111的一侧或者两侧的透镜单元11112包括成像部分111121和结构部分111122,透镜单元11112的成像部分111121适于折射入射光线,透镜单元11112的结构部分111122适于支撑透镜拼板2111或者调整相邻透镜拼板2111之间的距离。在本申请的一些实施例中,透镜单元11112的结构部分111122可以替代间隔件1113或者支撑件112的作用,从而简化制造的过程。
图5B示出了本申请的晶圆级镜头11的另一实施例,如图5B所示,晶圆级镜头11包括第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116,其中,位于第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116的像侧的透镜单元11112包括成像部分111121和结构部分111122,第一晶圆级透镜1114通过结构部分111122固定于第二晶圆级透镜1115的像侧,第二晶圆级透镜1115通过结构部分111122固定于第三晶圆级透镜1116的像侧,通过第一晶圆级透镜1114和第二晶圆级透镜1115的结构部分111122分别调整相邻晶圆级透镜1111之间的距离,通过第三晶圆级透镜1116的结构部分111122支撑晶圆级镜头11。晶圆级镜头11还包括一设置于第一晶圆级透镜1114物侧的遮光部113,遮光部113固定于第一晶圆级透镜1114的物侧。
进一步地,提供本申请一摄像模组10的第一实施例,如图6A至6D所示,该摄像模组10包括一晶圆级镜头11、一封装体12以及一感光组件13,该晶圆级镜头11被设置于感光组件13的感光路径上,该封装体12被设置于晶圆级镜头11的周侧。
感光组件13用于将晶圆级镜头11会聚的被摄物的光信号转变为电信号,感光组件13具有正面和背面,其中感光组件13的正面朝向晶圆级镜头11,感光组件13的背面与感光组件13的正面相对,晶圆级镜头11被固定于感光组件13的正面。在本申请的一具体示例中,晶圆级镜头11通过支撑件112粘接于感光组件13的正面,晶圆级透镜组件111在支撑件112的作用下被安装于感光组件13的正面。
具体地,如图6A至6C所示,在本申请的一个实施例中,感光组件13包括一感光芯片131及一被设置于感光芯片131的电连接部133,其中,电连接部133上可集成有其他功能元件用以进一步处理感光芯片131转变的电信号。
感光芯片131具有朝向于晶圆级镜头11的正面和与正面相对的背面。感光芯片131的正面包括一感光区和一非感光区,非感光区环绕于感光区的外围,感光区用于进行感光作用。
在本申请一具体示例中,电连接部133被设置于感光芯片131的背面,其中,电连接部133被实施为多个焊球,多个焊球可用焊料凸块、焊料垫或其它电连接元件替代;在本申请另一具体示例中,电连接部133被设置于感光芯片131的正面的非感光区,如图11A至图11C所示,其中,电连接部133被实施为多个焊盘,多个焊盘可用焊料凸块、焊料垫或其它电连接元件替代。
更具体地,在本申请的一个实施例中,感光芯片131采用晶圆级CSP(Chip ScalePackage)封装,也被称为晶圆级芯片。感光组件13进一步包括一保护盖板132,该保护盖板132被盖设于感光芯片131上方,用于保护感光芯片131。在本申请一具体示例中,保护盖板132可以为玻璃材质,保护盖板132被采用粘接等方式固定于感光芯片131的正面的非感光区。即晶圆级CSP封装的感光芯片131被设置于保护盖板132与电连接部133之间,保护盖板132与电连接部133被相对地设置于感光芯片131的两侧。在本申请的一个实施例中,晶圆级镜头11的外侧面与保护盖板132的外侧面齐平。
晶圆级CSP封装的感光芯片131采用底面直接引出电连接部133的方式,感光芯片131直接通过底面的电连接部133电连接于外部电子设备的主板,可以有效缩短信号的传导距离,而减小衰减,且使感光芯片131的抗干扰、抗噪性能也能得到提升,亦减小感光组件13的横向尺寸,使得感光组件13的结构更加紧凑。
如图6B所示,在本申请的一个实施例中,该摄像模组10进一步包括一滤光元件14,滤光元件14具有红外截止功能,其用于对进入感光芯片131的入射光线进行过滤,滤除入射光线中例如红外光线等成像不需要的杂光。在本申请的一具体示例中,滤光元件14被设置于保护盖板132的上方,使得滤光元件14位于感光芯片131的感光路径上,滤光元件14被设置于晶圆级镜头11和感光组件13之间,即沿高度方向感光组件13依次包括滤光元件14、保护盖板132、感光芯片131、电连接部133。
而在图6A所示意的实施例中,摄像模组10不具有图6B所示出的滤光元件14,为使图6A所示意的摄像模组10具有红外截止功能,在一个具体示例中,保护盖板132具有红外截止功能,即将保护盖板132作为滤光元件,从而使得保护盖板132可以对于进入感光芯片131的成像光线进行过滤,这种设置方式免去了单独设置滤光元件,一方面可以降低摄像模组10的成本,另一方面可以降低摄像模组10的整体高度。保护盖板132的红外截止功能可以通过例如保护盖板132材料本身具有吸收红外线的功能或者保护盖板132的表面镀有红外截止膜实现。换言之,也可以认为图6A所示出的实施例中,使用滤光元件作为保护盖板132,使滤光元件和保护盖板132合二为一。
在另一个具体示例中,晶圆级镜头11具有红外截止功能,具体地,晶圆级镜头11的其中一晶圆级透镜1111的透光基板11111具有红外截止功能,从而使得晶圆级镜头11具有红外截止功能,从而对于进入感光芯片131的成像光线进行过滤。透光基板11111的红外截止功能可以通过例如透光基板11111材料本身具有吸收红外线的功能或者透光基板11111的表面镀有红外截止膜实现。这种设置方式免去了单独设置滤光元件,一方面可以降低摄像模组10的成本,另一方面可以降低摄像模组10的整体高度。
继续参照图6A至图6C,封装体12一体成型于晶圆级镜头11的周侧,在一个示例中,封装体12环绕晶圆级镜头11的周侧设置,晶圆级镜头11的周侧全部被封装体12包覆以保护晶圆级镜头11的周侧,封装体12采用不透光的材料,从而可以防止杂光入射晶圆级光学镜头。
进一步地,封装体12向像侧(向下)延伸,进一步包覆保护盖板132的周侧,封装体12一体成型于晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧,使晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧全部被封装体12包覆,这样可以保护晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧。在本实施例中,保护盖板132的横向尺寸小于感光芯片131的横向尺寸,使感光芯片131的正面的至少一部分露出,从而封装体12一体成型于感光芯片131的正面的至少一部分,封装体12包覆感光芯片131的正面的至少一部分,具体地,感光芯片131正面的外侧环形区域1311未被保护盖板132遮盖,从而封装体12一体成型于晶圆级镜头11的周侧和保护盖板132的周侧和感光芯片131正面的外侧环形区域1311,封装体12包覆晶圆级镜头11的周侧和保护盖板132的周侧和感光芯片131正面的外侧环形区域1311。需要说明的是,在本申请中,横向尺寸是指垂直晶圆级镜头11的光轴的方向上的尺寸;外侧环形区域1311是指感光芯片131的正面上最外侧的环形区域,其位于感光芯片131的非感光区,如图6E所示意。
当晶圆级镜头11进一步包括滤光元件14时,如图6B所示,封装体12一体成型于晶圆级镜头11、滤光元件14和保护盖板132的周侧,使晶圆级镜头11、滤光元件14和保护盖板132的周侧全部被封装体12包覆。在本实施例中,滤光元件14和保护盖板132的横向尺寸相同,感光芯片131的横向尺寸大于滤光元件14和保护盖板132的横向尺寸,使感光芯片131的正面的至少一部分露出,从而封装体12包覆感光芯片131的正面的一部分,具体地,感光芯片131正面的外侧环形区域1311未被保护盖板132遮盖,从而封装体12一体成型于晶圆级镜头11、滤光元件14和保护盖板132的周侧和感光芯片131正面的外侧环形区域1311,封装体12包覆晶圆级镜头11、滤光元件14和保护盖板132的周侧和感光芯片131正面的外侧环形区域1311。
晶圆级CSP封装的感光芯片131可以直接通过电连接部133电连接于外部电子设备(例如手机)的主板,以实现摄像模组10的电路导通,如图6A至图6C所示。在本申请的另一个实施例中,如图6D所示,感光组件13进一步包括一线路板135,线路板135被设置于感光芯片131的背面,电连接部133电连接于线路板135,从而通过电连接部133实现感光芯片131和线路板135之间的电路导通。其中,线路板135包括线路板主体1351、连接带1352和连接板1353,感光芯片131被设置于线路板主体1351的正面并通过电连接部133电连接于线路板主体1351,连接带1352连接并电导通线路板主体1351和连接板1353,从而连接带1352将线路板主体1351从感光芯片131获取的成像信息通过该连接器向外部电子设备传输,从而晶圆级CSP封装的感光芯片131也可以通过线路板135间接地电连接于外部电子设备的主板。
感光组件13进一步包括电子元件,电子元件可以是电阻、电容等无源电子器件和驱动芯片、存储芯片等有源电子器件中的一种或者多种。在本申请的一具体示例中,电子元件被设置于连接带1352和/或连接板1353上,以避免占用线路板主体1351的空间,进而为安置于线路板主体1351的感光芯片131提供足够的安装位置。
继续参照图6D,在本申请的另一具体示例中,电子元件134被设置于线路板主体1351的背面,即电子元件134与感光芯片131被设置于线路板主体1351的两侧,一方面可以避让感光芯片131的安置位置,另一方面可以减小线路板主体1351的横向尺寸,使得摄像模组10的结构更加紧凑。其中,线路板主体1351的正面是指其面向感光芯片131或者晶圆级镜头11的一侧,线路板主体1351的背面是指其远离感光芯片131或者晶圆级镜头11的一侧,线路板主体1351的背面与正面相对。进一步地,线路板135还包括一底封装部1354,底封装部1354设置于线路板主体1351的背面,底封装部1354将设置于线路板主体1351的背面的电子元件134包覆于其内部,以使得电子元件134不会直接暴露于空气内,电子元件134不会沾染灰尘等污染物。例如,在本申请的一个实施例中,底封装部1354通过模塑工艺一体成型于线路板主体1351的背面,电子元件134被模塑于底封装部1354的内部,可以保护电子元件134。
在本申请中,第一实施例中的摄像模组10是通过分割模组拼板20而成的,模组拼板20包括多个相连的摄像模组10,通过分割模组拼板20的方式可以批量、低成本的制造摄像模组10,获得的摄像模组10还具有相对较小的尺寸。
模组拼板20包括沿高度方向堆叠的镜头拼板21、保护层22和芯片拼板24,芯片拼板24包括多个感光芯片131,芯片拼板24切割后可形成多个如前述的感光芯片131,镜头拼板21切割后可形成多个如前述的晶圆级镜头11,保护层22切割后可以形成多个如前述的保护盖板132,单个晶圆级镜头11位于单个感光芯片131的感光路径上,保护盖板132被设置于晶圆级镜头11和感光芯片131之间。
进一步地,提供一种第一实施例中的摄像模组10的制造方法,参照图8所示,摄像模组10的制造方法包括以下步骤S410-S440:
步骤S410,沿高度方向堆叠并固定一镜头拼板21、一保护层22和一芯片拼板24形成一模组拼板20。如图8所示,该模组拼板20沿高度方向包括镜头拼板21、保护层22和芯片拼板24,提供一镜头拼板21、一保护层22和一芯片拼板24,镜头拼板21、保护层22和芯片拼板24沿高度方向对齐,镜头拼板21和保护层22之间设置有一粘接层以粘接固定镜头拼板21和保护层22,保护层22和芯片拼板24之间设置有一粘接层以粘接固定保护层22和芯片拼板24,两处位置的粘接层的材质可以相同或者不同,本实施例并不受此所限。
步骤S420,沿高度方向分割模组拼板20中的镜头拼板21和保护层22以形成多个晶圆级镜头11和多个保护盖板132,相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个保护盖板132之间形成一上分割槽26。从物侧向像侧沿高度方向分割模组拼板20,分割镜头拼板21和保护层22并使芯片拼板24露出,形成多个上分割槽26,上分割槽26形成于相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个保护盖板132之间,其中,上分割槽26的底面为芯片拼板24,上分割槽26的侧面为晶圆级镜头11和保护盖板132。
步骤S430,向上分割槽26中填充封装材料,固化封装材料形成一封装连体部23,封装连体部23一体成型于晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧。封装材料充满上分割槽26并连接相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个保护盖板132形成一封装连体部23,封装连体部23包覆晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧。
步骤S440,沿高度方向分割模组拼板20,分割封装连体部23和芯片拼板24,以形成多个摄像模组10。封装连体部23被分割后形成摄像模组10中的封装体12,芯片拼板24被分割后适于得到多个独立的感光芯片131。
芯片拼板24包括多个相连的感光芯片131,在本实施例的一个示例中,摄像模组10的制造方法还包括步骤S450:在芯片拼板24的多个感光芯片131的背面设置电连接部133。在感光芯片131的背面设置电连接部133,使得感光芯片131可以从背面电连接于其他元件。步骤S450可以位于步骤S440之前或者位于步骤S440之后,在一个具体示例中,步骤S450位于步骤S430和步骤S440之间时,此时多个感光芯片131仍然保持相连以芯片拼板24的形式存在,可以在芯片拼板24状态下批量给芯片拼板24中的多个感光芯片131的背面设置电连接部133,具有较高的效率;在另一个具体示例中,步骤S450位于步骤S440之后,先沿高度方向分割模组拼板20,在完成分割后,再得到的独立的摄像模组10的感光芯片131的背面设置电连接部133,这样可以避免分割对电连接部133造成损伤。
在本实施例的一个示例中,摄像模组10的制造方法还包括线路板135设置步骤:在感光芯片131的背面进一步设置线路板135,感光芯片131通过电连接部133电连接于线路板135。其中,线路板135包括线路板主体1351、连接带1352和连接板1353,线路板主体1351设置于感光芯片131的背面并电连接于电连接部133,连接带1352连接并电导通线路板主体1351和连接板1353,从而连接带1352将线路板主体1351从感光芯片131获取的成像信息通过该连接器向外部电子设备传输。
在本实施例的一个示例中,还包括一遮光部113设置步骤。在一个具体示例中,在完成模组拼板20的分割后,在晶圆级镜头11的物侧设置遮光部113。在另一个示例中,在晶圆级镜头11的物侧设置遮光部113的步骤还可以在步骤S430进行,例如,通过封装材料在晶圆级镜头11的物侧形成遮光部113,使遮光部113和封装连体部23可以一体形成,简化制造的工艺。在本实施例的再一个示例中,遮光部113还可以在镜头拼板21的制造过程中直接形成,即步骤S410所提供的镜头拼板21中即包括遮光部113。
在本实施例的一个示例中,在步骤S410中,可以先将保护层22和芯片拼板24固定形成感光晶圆25,而后再将镜头拼板21和感光晶圆25对齐并固定;或者,步骤S410中提供的保护层22和芯片拼板24已经预先固定形成感光晶圆25。
在本实施例的一个示例中,在步骤S410中,进一步提供一滤光元件14,使滤光元件14被设置于晶圆级镜头11和保护层22之间,通过滤光元件14实现红外截止功能。而由于滤光元件14的设置,因此,在步骤S420中,滤光元件14同样被分割,在步骤S430中,封装连体部23一体成型于晶圆级镜头11、滤光元件14和保护盖板132的周侧。
在本实施例的一个示例中,在步骤S420中,可以通过锯切、激光切割、激光磨削、水冲切割、铣切、微机械加工、微切片、冲孔切割等分割方式中的至少一种分割镜头拼板21和保护层22。
在本实施例的一个示例中,在步骤S430中,向上分割槽26中填充的封装材料为液态封装材料,固化液态封装材料后形成封装连体部23。借助液态封装材料的流动性,封装材料可以与晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧充分接触,在固化液态封装材料后,形成的封装连体部23也能够完全包覆晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧。
在一个具体示例中,封装材料可以是胶水,向上分割槽26中填充胶水,胶水固化后形成的封装连体部23被分割后可以得到胶水封装体,即采用胶水工艺封装晶圆级镜头11或者保护盖板132的周侧。具体地,胶水采用不透光的胶水,例如黑色的胶水,以使封装材料可以减少杂光从侧面进入。进一步地,为使胶水完整的填充上分割槽26,避免上分割槽26中存在气泡,使得固化后形成的封装连体部23不能完全包覆晶圆级镜头11或者保护盖板132的周侧,可以以喷雾的方式填充胶水于上分割槽26中,从而避免气泡的产生,或者也可以以点状画胶的方式填充胶水。
在另一个具体示例中,封装材料也可以是模塑材料,将模组拼板20设置于模组成型模具中,向模组成型模具中注入模塑材料,使模塑材料在上分割槽26中流动,从而将模塑材料填充满上分割槽26,进而固化模塑材料形成封装连体部23,分割该封装连体部23可以得到模塑封装体。借由模组成型模具封装模组拼板20,在晶圆级镜头11侧边形成的模塑封装体具有更为平整的顶表面。其中,可以通过冷却或者加热的方式固化模塑材料,具体由模塑材料的性质决定。
在本实施例的一个示例中,在步骤S440中,可以通过锯切、激光切割、激光磨削、水冲切割、铣切、微机械加工、微切片、冲孔切割等分割方式中的至少一种分割模组拼板20。
值得注意的是,在本实施例中,步骤S440中的分割方式可以与步骤S420中的分割方式相同或者不同,在面对不同的切割对象时,可以选择不同的切割方式和不同的切割宽度。
值得注意的是,芯片拼板24中相邻的两感光芯片131之间具有一分割部,通过切割分割部使感光芯片131分离,但在实际的制造过程中,在使用切割刀切割保护层22时,由于切割刀的刀刃为尖刃状,下切分割保护层22后会切割到感光芯片131,而当分割部的宽度较小时,容易切伤感光芯片131中的线路,或者,在切割保护层22的过程中由于切割过深,也会造成感光芯片131的线路损伤。在一个示例中,当芯片拼板24的切割部的宽度大于等于切割刀的宽度时,切割刀仅切割分割部;在另一个示例中,当芯片拼板24的分割部的宽度小于切割刀的宽度时,切割刀有造成感光芯片131线路损伤的风险。
为避免造成感光芯片131线路损伤,可以使相邻感光芯片131之间的距离增大,在一具体示例中,分割部的宽度为80um-300um,一方面可以满足切割需求,避免在切割过程中损伤感光芯片131,另一方面可以使得一个芯片拼板24中可以切割出尽可能多的感光芯片131。
然而,在通过常规的芯片制造工艺获取芯片拼板24的方式中,在硅晶圆上形成感光芯片131,增大感光芯片131之间的距离会使得一片硅晶圆上能够产出的感光芯片131的数量减少,如此,使得感光芯片131的制造成本变高,并使制造效率降低。因此,本申请提供了一种新的芯片拼板24,如图7A和图7B所示,芯片拼板24包括多个感光芯片131和被设置于多个感光芯片131之间的连体部241。多个感光芯片131铺设于同一水平面内,连体部241设置于相邻两个感光芯片131之间,以通过连体部241对多个感光芯片131进行连接和支撑。通过分割连体部241分割芯片拼板24,得到的单个感光芯片131的周侧一体成型一侧连部136,侧连部136围绕感光芯片131设置,如图7C所示。
在本申请的一个实施例中,连体部241通过模塑工艺一体成型于两相邻的感光芯片131之间,连体部241的宽度大于等于切割刀的宽度,通过连体部241的宽度调整相邻的感光芯片131之间的距离和分割部的宽度。从而在进行拼板切割时,切割刀仅切割芯片拼板24的连体部241部分,而不会切割到感光芯片131部分,进而避免了在切割过程中损坏感光芯片131。
在本申请的一个具体示例中,连体部241的高度低于感光芯片131的高度,连体部241被分割后形成的侧连部136低于感光芯片131的高度,侧连部136包覆芯片拼板24切割后的感光芯片131的周侧的至少部分,以对切割后的感光芯片131形成保护;在本申请的另一个具体示例中,连体部241的高度等于感光芯片131的高度,进而为镜头拼板21提供更加平整的安装面,连体部241被分割后形成的侧连部136等于感光芯片131的高度,侧连部136包覆芯片拼板24切割后的感光芯片131的周侧的全部;在本申请的再一个具体示例中,连体部241的高度高于感光芯片131的高度,连体部241被分割后形成的侧连部136高于感光芯片131的高度,侧连部136包覆芯片拼板24切割后的感光芯片131的周侧的全部,以对切割后的感光芯片131形成保护。连体部241高于感光芯片131,从而当保护层22被设置于感光芯片131的上方时,连体部241起到支撑做作用,使保护层22和感光芯片131之间留有间隙,也即当侧连部136高于感光芯片131,当保护盖板132被设置在感光芯片131的上方时,侧连部136起到支撑作用,使保护盖板132和感光芯片131之间留有间隙。
采用前述带有连体部241的芯片拼板24,还可以适用于多种镜头拼板21。例如,当晶圆级镜头11的尺寸增大,与两个相邻的晶圆级镜头11相对的两个相邻的感光芯片131之间距离也需要随之增大。本申请中在两个相邻的感光芯片131之间设置连体部241,通过调整连体部241的宽度进而调整两个相邻的感光芯片131之间的距离,从而芯片拼板24可以适用不同规格的镜头拼板21,可适用性及灵活性更高。
进一步地,芯片拼板24的制造方法包括以下步骤S510-S530:
S510,提供多个感光芯片131,使多个感光芯片131被铺设于芯片成型模具中,其中多个感光芯片131位于同一水平面上,相邻的两个感光芯片131之间设置有模塑流道。多个感光芯片131间隔设置,相邻感光芯片131之间留有间距以形成模塑工艺中供模塑材料流动的模塑流道。
S520,向芯片成型模具中注入模塑材料,使得模塑材料可以在模塑流道内流动,并填充满整个模塑流道。
S530,模塑材料冷却后形成连体部241,其中连体部241包覆感光芯片131的周侧的至少一部分。
进一步参照图6C,提供一第一实施例的摄像模组10的变形实施方式。感光组件13还包括一侧连部136,侧连部136一体成型于感光芯片131的周侧,起到保护感光芯片131的作用,侧连部136的横向尺寸大于保护盖板132的横向尺寸,封装体12一体成型于侧连部136的正面的至少一部分。在本实施方式中,封装体12包覆侧连部136的正面的至少一部分,在一个具体示例中,感光芯片131的横向尺寸小于保护盖板132的横向尺寸,封装体12一体成型于侧连部136的正面的一部分,保护盖板132覆盖侧连部136的正面的至少一部分,此时,侧连部136的正面未被保护盖板132覆盖的部分被封装体12覆盖,侧连部136的正面的一部分被封装体12覆盖,如图6C所示意;在另一个具体示例中,感光芯片131的横向尺寸等于保护盖板132的横向尺寸,封装体12一体成型于侧连部136的正面,侧连部136的正面全部被封装体12覆盖;在另一个具体示例中,感光芯片131的横向尺寸大于保护盖板132的横向尺寸,封装体12一体成型于侧连部136的正面,侧连部136的正面全部被封装体12覆盖,感光芯片131的正面的一部分被封装体12覆盖。
图9A至图10示意了本申请摄像模组10的第二实施例,该摄像模组10包括一晶圆级镜头11、一封装体12以及一感光组件13,该晶圆级镜头11被设置于感光组件13的感光路径上,该封装体12被设置于晶圆级镜头11和感光组件13的周侧以保护晶圆级镜头11和感光组件13的周侧。
与图6A至图6D所示意的摄像模组10的第一实施例不同的是,在图9A所示出的本申请摄像模组10的第二实施例中,封装体12不仅包覆晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧,封装体12还包覆了感光芯片131的周侧,封装体12一体成型于晶圆级镜头11和感光组件13的周侧,使晶圆级镜头11和感光组件13的周侧全部被封装体12包覆,这样可以进一步保护感光芯片131的周侧。其中,感光芯片131的横向尺寸可以大于、小于或者等于保护盖板132的横向尺寸,具体尺寸由摄像模组10在切割过程中,由切割需求决定。在本申请摄像模组10的第二实施例中,封装体12也可以是通过胶水或者模塑材料形成的胶水封装体或者模塑封装体。
封装体12包括上封装体121和下封装体122,上封装体121一体成型于晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧并包覆晶圆级镜头11和保护盖板132的周侧,下封装体122一体成型于感光芯片131的周侧并包覆感光芯片131的周侧,上封装体121和下封装体122相互连接并固定。具体地,封装体12通过两次固化形成,下封装体122一体成型于上封装体121的底面形成封装体12。
在本实施例的一个示例中,保护盖板132的横向尺寸小于感光芯片131的横向尺寸,上封装体121一体成型于晶圆级镜头的周侧、保护盖板的周侧和感光芯片的正面的至少一部分,下封装体122一体成型于上封装体121的底面和感光芯片的周侧;在另一个示例中,保护盖板132的横向尺寸等于感光芯片131的横向尺寸,上封装体121一体成型于晶圆级镜头的周侧和保护盖板的周侧,下封装体122一体成型于上封装体121的底面和感光芯片的周侧;在再一个示例中,保护盖板132的横向尺寸大于感光芯片131的横向尺寸,上封装体121一体成型于晶圆级镜头的周侧和保护盖板的周侧,下封装体122一体成型于上封装体121的底面、保护盖板132的底面的至少一部分和感光芯片的周侧。
继续参照图9B至9C,感光组件13还包括一一体成型于感光芯片131的周侧的侧连部136,封装体12的下封装体122一体成型于侧连部136的周侧以使下封装体122间接地一体成型于感光芯片131的周侧。在本实施例中,保护盖板132覆盖侧连部136的正面的至少一部分,下封装体122包覆侧连部136的周侧。其中,感光芯片131的横向尺寸小于保护盖板132的横向尺寸,从而使得在切割保护盖板的过程中,感光芯片131不会受到损伤。
如图9B所示,在本实施例的一个具体示例中,侧连部136的横向尺寸等于保护盖板132的横向尺寸,侧连部136的外侧面与保护盖板132的外侧面齐平;在本实施例的另一个具体示例中,侧连部136的横向尺寸小于保护盖板132的横向尺寸,下封装体122一体成型于保护盖板132的底面的至少一部分并包覆保护盖板132的底面的至少一部分;在本实施例的再一个具体示例中,如图9C所示,侧连部136的横向尺寸大于保护盖板132的横向尺寸,侧连部136突出于保护盖板132,上封装体121包覆侧连部136的正面的一部分。
进一步地,提供一种第二实施例中的摄像模组10的制造方法,参照图10所示,摄像模组10的制造方法包括以下步骤S610-S650:
步骤S610,沿高度方向堆叠并固定一镜头拼板21、一保护层22和一芯片拼板24形成一模组拼板20。如图10所示,该模组拼板20沿高度方向包括镜头拼板21、保护层22和芯片拼板24,镜头拼板21、保护层22和芯片拼板24沿高度方向对齐,镜头拼板21和保护层22之间设置有一粘接层以粘接固定镜头拼板21和保护层22,保护层22和芯片拼板24之间设置有一粘接层以粘接固定保护层22和芯片拼板24,两处位置的粘接层的材质可以相同或者不同,本实施例并不受此所限。
步骤S620,沿高度方向分割模组拼板20中的镜头拼板21和保护层22以形成多个晶圆级镜头11和多个保护盖板132,相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个保护盖板132之间形成一上分割槽26。从物侧向像侧沿高度方向分割模组拼板20,分割镜头拼板21和保护层22并使芯片拼板24露出,形成多个上分割槽26,上分割槽26形成于相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个保护盖板132之间,其中,上分割槽26的底面为芯片拼板24,上分割槽26的侧面为晶圆级镜头11和保护盖板132。
步骤S630,向上分割槽26中填充第一封装材料,固化第一封装材料形成一上封装连体部231。第一封装材料充满上分割槽26并连接相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个保护盖板132。
步骤S640,沿高度方向分割模组拼板20中的芯片拼板24以形成多个独立的感光芯片131,相邻的两个感光芯片131之间形成一下分割槽27。从像侧向物侧沿高度方向分割模组拼板20,分割芯片拼板24并使上分割槽26中固化的上封装连体部231露出,形成多个下分割槽27,下分割槽27形成于相邻的两个感光芯片131之间,其中,下分割槽27的底面为上分割槽26中固化的上封装连体部231,下分割槽27的侧面为感光芯片131。
步骤S650,向下分割槽27中填充第二封装材料,固化第二封装材料形成一下封装连体部(附图未示出),下封装连体部一体成型于上封装连体部231形成一封装连体部23。第二封装材料充满下分割槽27并连接相邻的两个感光芯片131和位于上分割槽26中上封装连体部231,下封装连体部一体成型于上封装连体部231的底面和感光芯片131的周侧,形成封装连体部23,换言之,在本实施例中,封装连体部23通过两次固化形成。其中,设置于上分割槽26中的第一封装材料和设置于下分割槽27中的第二封装材料可以相同或者不同,根据设计的需要决定。
步骤S660,沿高度方向分割模组拼板20,以形成多个摄像模组10。通过沿高度方向分割封装连体部23,形成多个摄像模组10,封装连体部23被分割后形成多个摄像模组10的封装体12。
在本实施例中,步骤S620中分割模组拼板20中的镜头拼板21和保护层22、步骤S640中分割模组拼板20中的芯片拼板24和步骤S660分割模组拼板20可以采用三种不同的分割方式、两种不同分割方式或者同一种分割方式进行分割,在三个步骤中分割的宽度也可以不相同,本申请并不受此所限。
相较于第一实施例中的摄像模组10,在本实施例中,通过上述方法获得的摄像模组10的感光芯片131的周侧也被封装体12所包覆,从而提供了更完备的保护使得摄像模组10在撞击的过程中,感光芯片131受损的可能性降低。
在本实施例的一个示例中,第二实施例中的摄像模组10的制造方法还包括步骤S670:在感光芯片131的背面设置电连接部133。在一个具体示例中,步骤S670可以位于步骤S630和步骤S640之间,从而可以批量的给芯片拼板24中的多个感光芯片131的背面设置电连接部133,同时使设置电连接部133时不受芯片拼板24的分割和固化的上封装连体部231的影响,分割芯片拼板24和固化第一封装材料的过程可能导致芯片背面的平整度下降;在另一个具体示例中,步骤S670可以位于步骤S650和步骤S660之间,在固化第二封装材料后,在感光芯片131的背面设置电连接部133,从而可以批量的给模组拼板20中的多个感光芯片131的背面设置电连接部133,高效的同时可以防止将模组拼板20分割成多个独立的摄像模组10的过程造成电连接部133的损伤;在再一个具体示例中,步骤S670可以位于步骤S660之后,先沿高度方向分割模组拼板20,在完成分割后,再得到的独立的摄像模组10的感光芯片131的背面设置电连接部133,这样可以避免分割对电连接部133造成损伤。
与第一实施例中的摄像模组10的制造方法相似的,在本实施例的一个示例中,摄像模组10的制造方法还包括线路板135设置步骤和遮光部113设置步骤。线路板135设置步骤在步骤S660之后进行,即在完成模组拼板20的分割后进行。在一个具体示例中,在晶圆级镜头11的物侧设置遮光部113的遮光部113设置步骤可以在完成步骤S660之后进行,即在完成模组拼板20的分割后进行;在另一个具体示例中,遮光部113设置步骤还可以在步骤630进行,例如,通过封装材料在晶圆级镜头11的物侧形成遮光部113;在在一个具体示例中,遮光部113还可以在镜头拼板21的制造过程中直接形成。
与第一实施例中的摄像模组10的制造方法相似的,在本实施例的一个示例中,在步骤S610中,进一步提供一滤光元件14,使滤光元件14被设置于晶圆级镜头11和保护层22之间,通过滤光元件14实现红外截止功能。而由于滤光元件14的设置,因此,在步骤S620中,滤光元件14同样被分割,在步骤S630中,第一封装材料固化,上封装连体部231一体成型于晶圆级镜头11、滤光元件14和保护盖板132的周侧。
与第一实施例中的摄像模组10的制造方法相似的,在本实施例的一个示例中,在步骤S630和步骤S650中,向上分割槽26和/或下分割槽27中填充的封装材料(第一封装材料和第二封装材料)为液态封装材料,固化液态的封装材料后最终形成封装连体部23。借助液态封装材料的流动性,封装材料(第一封装材料和第二封装材料)可以与晶圆级镜头11、保护盖板132和感光芯片131的周侧充分接触,在固化液态封装材料后,形成的封装连体部23也能够完全包覆晶圆级镜头11、保护盖板132和感光芯片131的周侧。
封装材料可以是胶水或者模塑材料,设置于上分割槽26和设置于下分割槽27中的第一封装材料和第二封装材料可以相同或者不同,即,可以使设置于上分割槽26和下分割槽27中的第一封装材料和第二封装材料均为胶水,使最终形成的封装连体部23由固化的胶水构成;或者可以使设置于上分割槽26和下分割槽27中的第一封装材料和第二封装材料均为模塑材料,使最终形成的封装连体部23由固化的模塑材料构成;或者可以使设置于上分割槽26中的第一封装材料为模塑材料,使设置于下分割槽27中的第二封装材料为胶水,使最终形成的封装连体部23由位于上方的模塑材料固化形成的上封装连体部231和位于下方的胶水固化形成的下封装连体部组成;又或者可以使设置于上分割槽26中的第一封装材料为胶水,使设置于下分割槽27中的第二封装材料为模塑材料,使最终形成的封装连体部23由位于上方的胶水固化形成的上封装连体部231和位于下方的模塑材料固化形成的下封装连体部组成。设置不同的封装材料可以依据分割模组拼板20形成的上分割槽26和下分割槽27的宽度、深度进行选择,例如对于深度较深或宽度较窄的上分割槽26或者下分割槽27选择流动性较好的封装材料,而对于深度较浅或宽度较宽的上分割槽26或者下分割槽27可以使用流动性较差的封装材料,从而使第一封装材料与第二封装材料采用不同的材料。
与第一实施例中的摄像模组10的制造方法相似的,在本实施例的一个示例中,芯片拼板24使用了如图7A和7b所示意的芯片拼板24,以使感光芯片131之间的距离可以在完成芯片制造后被再度调整,芯片拼板24包括多个感光芯片131,以及设置于多个感光芯片131之间的连体部241,连体部241一体成型于两相邻的感光芯片131之间。最终,使用具有连体部241的芯片拼板24制造得到的摄像模组10如图9B和9C所示,感光芯片131的周侧被侧连部136包覆,侧连部136的周侧被封装体12包覆,封装体12通过包覆侧连部136的周侧间接地包覆感光芯片131的周侧,具体地,封装体12中的下封装体通过包覆侧连部136的周侧间接地包覆感光芯片131的周侧。
在前述摄像模组10的第一实施例或者第二实施例中,均采用镜头拼板21和芯片拼板24进行摄像模组10的制造,其需要充分考虑镜头拼板21和芯片拼板24之间的配合以及需要进行多次切割。本申请进一步提供更为便捷的制造方法和通过该方法制造的摄像模组10。其中,图11A至图11C示出了本申请的摄像模组10的第三实施例,该摄像模组10采用COB(Chip On Board)工艺进行感光组件13的制造,如图所示,摄像模组10包括一晶圆级镜头11、一感光组件13及一封装体12,其中,晶圆级镜头11被设置于感光组件13的感光路径上,封装体12一体成型于晶圆级镜头11和感光组件13上,即封装体12一体封装地连接于晶圆级镜头11和感光组件13。
感光组件13包括线路板135和被电连接于线路板135的感光芯片131,感光芯片131被固定于线路板135,在本申请一具体示例中,感光芯片131的背面被粘接于线路板主体1351的正面,以使得感光芯片131被设置于线路板135上。
进一步地,感光组件13还包括至少一引线137,至少一引线137结合于感光芯片131和线路板135主板之间,用于电连接感光芯片131和线路板135主板,至少一引线137可以被实施但不限于金线、铜线、铝线、银线等。
在本实施例中,电连接部133被设置于感光芯片131的正面的非感光区,引线137电连接线路板主体1351和电连接部133,以实现线路板主体1351和感光芯片131之间的电路导通,其中电连接部133可以被实施为多个焊盘。具体地,引线137电连接线路板主体1351上的焊盘和感光芯片131的电连接部133以实现电连接。
更具体地,感光芯片131的横向尺寸不大于线路板主体1351的横向尺寸,即沿高度方向,感光芯片131的投影落在线路板主体1351的投影中,以使得感光组件13的结构更加紧凑,避免增加感光组件13的横向尺寸。
在本实施例的一个具体示例中,感光芯片131的横向尺寸小于线路板主体1351的横向尺寸,即感光芯片131没有完全覆盖线路板主体1351的正面,线路板主体1351的正面露出,也可以说,沿高度方向上感光芯片131的最外侧的投影位于线路板主体1351的最外侧的投影内侧。引线137的一端设置于感光芯片131的正面,引线137的另一端设置于线路板主体1351的正面,这种设置方式能够为引线137留有足够的空间位置,避免引线137发生弯折而损坏。
在本实施例的另一个具体示例中,感光芯片131的横向尺寸等于线路板主体1351的横向尺寸,即感光芯片131完全覆盖线路板主体1351的正面,也可以说,沿高度方向上感光芯片131的最外侧的投影与线路板主体1351的最外侧的投影重叠。引线137的一端设置于感光芯片131的正面,引线137的另一端设置于线路板主体1351的侧面或背面,这种设置方式能够减小线路板135的横向尺寸,避免感光组件13横向尺寸的增加。
在本实施例的一个示例中,晶圆级镜头11被设置于感光芯片131上,晶圆级镜头11的横向尺寸小于感光芯片131的横向尺寸,晶圆级镜头11通过支撑件112固定于感光芯片131的非感光区的方式被固定于感光芯片131的正面。在本实施例的另一个示例中,摄像模组10还包括一滤光元件14,滤光元件14被设置于晶圆级镜头11和感光组件13之间,滤光元件14被固定于感光芯片131的正面,晶圆级镜头11被固定于滤光元件14的物侧面从而晶圆级镜头11被间接地固定于感光芯片131的正面;在本申请的再一个实施例中,滤光元件14被设计的较小,感光芯片131的非感光区仍然留有一定的区域用于固定晶圆级镜头11;在本申请的再一个实施例中,晶圆级镜头11如前述的具有红外截止功能,摄像模组10直接省去滤光元件,从而降低了摄像模组10的高度。
继续参照图11A至图11C,封装体12一体成型于晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板主体1351,封装体12包覆线路板主体1351的至少一部分、感光芯片131的至少一部分、以及晶圆级镜头11的至少一部分,在一个具体示例中,封装体12包覆线路板主体1351的正面的至少一部分,感光芯片131的周侧和感光芯片131的正面的非感光区的至少一部分,以及晶圆级镜头11的周侧。
可以理解的是,封装体12、线路板主体1351、感光芯片131和晶圆级镜头11一体结合,增强摄像模组10的结构强度,使摄像模组10的结构更紧凑,实现小型化。
封装体12沿水平方向延伸于感光芯片131的非感光区和线路板主体1351,从而将感光芯片131封装于线路板主体1351,封装体12沿高度方向延伸于晶圆级镜头11的周侧,从而将晶圆级镜头11封装于感光芯片131,一方面增加了摄像模组10的结构强度,另一方面使得摄像模组10的结构更加紧凑,横向尺寸更小。
进一步地,封装体12围绕于感光芯片131的外侧和晶圆级镜头11的外侧,特别地,封装体12一体地闭合连接,使其具有良好的密封性,从而使得感光芯片131处于一封闭空间内,避免感光芯片131受到污染而影响成像效果。
在本实施例的一个示例中,封装体12具有竖直的外侧面,封装体12的上部的横向尺寸等于封装体12的底部的横向尺寸,如图11A和图11B所示;在本实施例的另一个示例中,如图11C所示,封装体12的外侧面呈倾斜状,封装体12的外径由上到下增大,封装体12的底部的横向尺寸大于封装体12的上部的横向尺寸,从而在为引线137提供足够的设置空间以避免封装体12成型的过程中对引线137造成积压而造成引线137损坏的同时,为摄像模组10提供了一个较小的头部,使摄像模组10适于安装进更小的空间中。其中,封装体12的底部是指封装体12位于感光芯片131的侧边的部分,而封装体12的上部是指位于晶圆级镜头11的侧边的部分。
进一步地,感光芯片131上的电连接部133、线路板主体1351上的焊盘和至少一引线137均被封装体12包裹,通过封装体12包覆引线137,引线137被嵌入封装体12中,使得引线137不会被直接暴露在外部,从而引线137不易受到外部因素干扰导致变形、损伤等问题。
具体地,晶圆级镜头11的遮光部113的周侧同样被封装体12所包覆,如图11A所示,封装体12的顶面与遮光部113的平面齐平。在本实施例的另一个示例中,遮光部113在封装体12一体成型于晶圆级镜头11的周侧后设置于晶圆级镜头11上,如图11B和图11C所示,遮光部113被固定于封装体12的顶面,遮光部113向晶圆级镜头11方向延伸,从而起到遮光的作用,在一个具体示例中,晶圆级镜头11的晶圆级透镜组件111中位于物侧的第一片晶圆级透镜1111的物侧面的周侧齐平于封装体12的顶面,从而遮光部113还可以固定于该晶圆级透镜组件111;在另一个具体示例中,晶圆级镜头11的晶圆级透镜组件111中位于物侧的第一片晶圆级透镜1111的物侧面的周侧低于封装体12的顶面,从而遮光部113和该晶圆级透镜组件111之间设有间隙。在本实施例的再一个示例中,晶圆级镜头11的遮光部113可以在封装体12一体成型于晶圆级镜头11的侧面的同时形成,具体地,封装体12包覆晶圆级镜头11的顶面的至少一部分形成遮光部113,遮光部113和封装体12一体成型于晶圆级镜头11的顶面和周侧。
在本实施例中,封装体12的材料可以为模塑材料,从而形成模塑封装体,封装体12通过模塑工艺一体成型于晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板主体1351,模塑工艺需要使用成型模具,适于制成更平整的表面。感光芯片131模塑地连接于线路板主体1351,晶圆级镜头11模塑地连接于感光芯片131,特别地,封装体12以模塑于感光芯片131的方式(Molding on Chip,MOC)模塑于感光组件13。
在本实施例的其他实施方式中,封装体12的材料也可以为胶水,从而形成胶水封装体。
在本实施例的一个示例中,线路板135包括线路板主体1351、连接带1352和连接板1353,感光芯片131电连接于线路板主体1351,连接带1352连接并电导通线路板主体1351和连接板1353,如图11A和图11C所示;在本实施例的另一个示例中,线路板135包括线路板主体1351和被设置于线路板135背面的焊盘,如图11B所示,感光芯片131被设置于线路板主体1351的正面,线路板135通过位于线路板135背面的焊盘与外部电子设备电连接,其中,线路板主体1351背面的焊盘也可以被替换为焊球或者其他电连接介质。
进一步地,提供第三实施例中的摄像模组10一种制造方法:提供一线路板135,线路板135包括一线路板主体1351,在线路板主体1351上设置一感光芯片131,通过引线137电连接感光芯片131和线路板主体1351;将晶圆级镜头11设置于感光芯片131的上方;设置封装体12包覆晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板主体1351。
在本实施例的一个示例中,也可以先将晶圆级镜头11先固定在感光芯片131的上方,然后再通过引线137电连接感光芯片131和线路板主体1351,这样可以避免晶圆级镜头11的设置过程造成引线137的损伤。而先设置引线137再设置晶圆级镜头11的方式则可以防止由于晶圆级镜头11的存在而导致引线137的设置受到阻碍的问题,例如由于设置引线137的设备与晶圆级镜头11发生干涉,导致晶圆级镜头11受到撞击。
在本实施例的一个示例中,还可以包括一遮光部113设置步骤:在摄像模组10的物侧设置一遮光部113,以避免杂光进入摄像模组10的内部。
在本实施例的上述方法中,封装体12的设置通过模塑工艺进行,例如通过模压工艺(Molding)或者嵌入成型工艺(Insert Molding)形成封装体12。具体地,将线路板主体1351、感光芯片131和晶圆级镜头11放置于一模组成型模具中,将模塑材料填入到模组成型模具中,再固化模塑材料形成封装体12,封装体12包裹线路板主体1351、感光芯片131的非感光区域和晶圆级镜头11的周侧,以使镜头封装体12、线路板主体1351、感光芯片131和晶圆级镜头11一体结合。其中,模塑材料可以选择树脂、尼龙、LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶高分子聚合物)、PP(Polypropylene,聚丙烯)等。
值得一提的是,第三实施例中的摄像模组10同样也可以采用拼板的方式批量制造。提供一种第三实施例中的摄像模组10的制造方法,参照图12所示,摄像模组10的制造方法包括以下步骤S710-S750:
步骤S710,提供一线路板拼板28。线路板拼板28包括多个相连的线路板135,线路板135包括线路板主体1351,线路板135之间可以通过线路板主体1351之间的连接相连。
步骤S720,在线路板拼板28上设置多个感光芯片131,将多个感光芯片131电连接于线路板拼板28。其中,多个感光芯片131通过引线137与线路板拼板28电连接。具体地,将多个感光芯片131分别固定于线路板拼板28中的多个线路板主体1351上,通过引线137将多个感光芯片131和多个线路板主体1351之间电导通。
步骤S730,将多个晶圆级镜头11分别设置于多个感光芯片131上,使多个晶圆级镜头11分别位于多个感光芯片131的感光路径上。在一个示例中,多个晶圆级镜头11分别通过粘接介质固定于多个感光芯片131的非感光区。
步骤S740,向相邻的两个晶圆级镜头11和相邻的两个感光芯片131之间填充封装材料,固化封装材料形成一封装连体部23,封装连体部23一体结合于晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板拼板28,以形成一模组拼板20。在本实施例中,封装材料可以为液态封装材料,封装材料包覆晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板拼板28并在固化后一体结合于晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板拼板28。
步骤S750,沿高度方向分割模组拼板20,以形成多个摄像模组10。沿高度方向分割封装连体部23和线路板拼板28,得到多个独立的摄像模组10,封装连体部23被分割后形成多个独立的封装体12,线路板拼板28被分割后形成多个独立的线路板135。其中,图12中所示虚线即为分割的位置。
在本实施例的一个示例中,封装材料为模塑材料,封装连体部23通过模塑工艺一体结合于晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板拼板28。具体地,在步骤S740中,将线路板拼板28、被固定于线路板拼板28上的多个感光芯片131和被分别固定于多个感光芯片131上的多个晶圆级镜头11放置于模组成型模具中,将模塑材料注入模组成型模具中,模塑材料固化形成封装连体部23,封装连体部23一体结合于晶圆级镜头11、感光芯片131和线路板拼板28形成一模组拼板20。由模塑材料组成的封装材料在固化、切割后得到的封装体12可以称为模塑封装体。
在本实施例的一个示例中,步骤S740中还可以进一步包括步骤:在模组拼板20的物侧设置一遮光层213,从而在分割模组拼板20后,可以得到包括遮光部113的摄像模组10,其中,遮光层213被分割后成为多个独立的遮光部113。
在本实施例的一个示例中,步骤S730提供的多个晶圆级镜头11即包括有遮光部113,遮光部113被设置于晶圆级透镜组件111的物侧。
值得一提的是,步骤S710、步骤S720和步骤S730之间并无先后顺序,也没有相互关联,例如可以先将晶圆级镜头11固定于感光芯片131的非感光区,而后再将感光芯片131固定于线路板拼板28,形成一线路板拼板28、感光芯片131和晶圆级镜头11集成的半成品即可。
进一步地,如图13和图14所示,提供本申请的摄像模组10的第四实施例。在本实施例中,进一步引入一盖板层29作为模组拼板20制造的基准,使用单个晶圆级镜头11和单个感光组件13倒装于盖板层29上,其制造的方法与前述摄像模组10的第一实施例、第二实施例和第三实施例均不相同,其不必特意调整镜头拼板21中的多个晶圆级镜头11之间的距离,也不必特意调整芯片拼板24中的多个感光芯片131之间的距离,适于使制造的成本降低。
图13示出了本申请的摄像模组10的第四实施例的结构示意图,如图所示,该摄像模组10包括一晶圆级镜头11、一感光组件13、一封装体12以及一透光盖板15,晶圆级镜头11被设置于感光组件13的感光路径上,透光盖板15被设置于晶圆级镜头11的顶面(物侧),封装体12一体结合于透光盖板15、晶圆级镜头11和感光组件13。
感光组件13包括一感光芯片131及一被设置于感光芯片131的电连接部133,感光芯片131通过电连接部133与外部电子设备电连接。在一个具体示例中,感光组件13还包括保护盖板132,电连接部133被设置于感光芯片131的背面,保护盖板132被盖设于感光芯片131上,保护盖板132被设置于感光芯片131的上方,用于保护感光芯片131,即,在该具体示例中,感光芯片131采用晶圆级CSP封装,感光芯片131被设置于保护盖板132与电连接部133之间,保护盖板132与电连接部133被相对地设置于感光芯片131的两侧。在该具体示例中,晶圆级镜头11被固定于感光组件13的保护盖板132从而被设置于感光组件13的感光路径上,晶圆级镜头11被固定于感光组件13。在本实施例的其他示例中,感光芯片131还可以采用COB工艺进行封装,感光组件13包括线路板135、被电连接于线路板135的感光芯片131、被设置于感光芯片131的正面的非感光区的电连接部133和用于电连接感光芯片131和线路板135的至少一引线137,引线137电连接线路板135和电连接部133从而电导通感光芯片131和线路板135。
透光盖板15被固定于晶圆级镜头11的顶面,透光盖板15呈平板状,透光盖板15的像侧面为平面,在本实施例的一个示例中,晶圆级镜头11的顶面为平面,从而使得透光盖板15可以平稳的贴附在晶圆级镜头11的顶面。具体地,晶圆级镜头11包括第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116,其中,第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116三个晶圆级透镜1111均包括透光基板11111和被设置于透光基板11111一侧的透镜单元11112,其中,第一晶圆级透镜1114的透镜单元11112位于透光基板11111的像侧,第二晶圆级透镜1115的透镜单元11112位于透光基板11111的物侧,第三晶圆级透镜1116的透镜单元11112位于透光基板11111的像侧。第一晶圆级透镜1114和第二晶圆级透镜1115相固定并使第一晶圆级透镜1114的透镜单元11112与第二晶圆级透镜1115的透镜单元11112相对,第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116相互固定并使第二晶圆级透镜1115的透镜单元11112与第三晶圆级透镜1116的透镜单元11112相背,其中第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116通过透光基板11111之间的粘接完成固定。在本实施例中,第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116之间的固定可以通过设置在其间的粘接层完成,其中设置于第二晶圆级透镜1115的透光基板11111和设置于第三晶圆级透镜1116的透光基板11111之间的粘接层1112可以由光学胶形成。第一晶圆级透镜1114、第二晶圆级透镜1115和第三晶圆级透镜1116形成本申请所述的晶圆级透镜组件111。
透光盖板15可以采用例如玻璃等透光材料制成,透光盖板15适于透过光线。在本实施例中,透光盖板15的横向尺寸大于晶圆级镜头11和感光组件13的横向尺寸,从而沿高度方向,从摄像模组10的像侧(下方)向物侧(上方)看,透光盖板15露出,从而当封装体12设置在摄像模组10中时,封装体12一体成型于透光盖板15的底面(像侧)的一部分、晶圆级镜头11的周侧和感光组件13的周侧。封装体12提供了晶圆级镜头11和感光组件13周侧方向的保护。
在本实施例中,摄像模组10还可以进一步具有红外截止功能。具体地,可以通过使透光盖板15具有红外截止功能,使透光盖板15作为摄像模组10的滤光元件,滤除入射光线中例如红外光线等成像不需要的杂光;或者,可以使晶圆级镜头11中的任一晶圆级透镜1111的透光基板11111具有红外截止功能,从而使得晶圆级镜头11具有红外截止功能,从而对于进入感光芯片131的成像光线进行过滤;或者,可以使感光组件13中的保护盖板132具有红外截止功能,即将保护盖板132作为滤光元件,从而使得保护盖板132可以对于进入感光芯片131的成像光线进行过滤;又或者,可以进一步增加一滤光元件14,滤光元件14具有红外截止功能,在一个具体示例中,滤光元件14被设置于保护盖板132的上方,使得滤光元件14位于感光芯片131的感光路径上。
进一步地,摄像模组10还包括一遮光部113,遮光部113用减小从晶圆级镜头11物侧入射的杂光。遮光部113被设置于晶圆级镜头11和透光盖板15之间,遮光部113可以是以丝印、涂墨或者涂胶的方式预先形成于晶圆级镜头11的第一晶圆级透镜1114的物侧或者保护盖板132的像侧,遮光部113也可以是先预制成型,而后被设置于晶圆级镜头11和透光盖板15之间。
在本实施例中,摄像模组10可以通过将单个的晶圆级镜头11和单个的感光组件13叠设于保护盖板132上并通过封装体12一体结合于保护盖板132、晶圆级光学镜头和感光组件13形成;摄像模组10也可以采用拼板方式批量制造。
参照图14所示,采用拼板方式批量制造的摄像模组10的第四实施例的制造方法包括以下步骤S810-S830:
步骤S810,提供一盖板层29、多个晶圆级镜头11和多个感光组件13,沿高度方向堆叠并固定多个晶圆级镜头11和多个感光组件13于盖板层29上,以形成一模组拼板20,多个晶圆级镜头11和多个感光组件13被相互间隔地倒置于盖板层29上。多个晶圆级镜头11和多个感光组件13分别对齐,使晶圆级镜头11的像面与感光组件13的感光芯片131的感光区重叠或者接近重叠,盖板层29、多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间可以通过设置粘接层固定,两处位置的粘接层的材质可以相同或者不同。多个晶圆级镜头11之间相互间隔,多个感光组件13之间相互间隔,多个晶圆级镜头11之间相互不接触,使多个晶圆级镜头11之间存在间距(间隙),在一个示例中,多个晶圆级镜头11之间等间距地固定于盖板层29。
步骤S820,向多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间填充封装材料,使封装材料包覆盖板层29的像侧(底侧)、晶圆级镜头11的周侧和感光组件13的周侧,固化封装材料形成一封装连体部23。固化后的封装连体部23一体结合于盖板层29的像侧和晶圆级镜头11和感光组件13的周侧。盖板层29的像侧是指盖板层29朝向晶圆级镜头11的一侧,也即盖板层29的底侧。
步骤S830,沿高度方向分割模组拼板20,分割封装连体部23和盖板层29,以形成多个摄像模组10。封装连体部23被分割后形成摄像模组10中的封装体12,盖板层29被分割后适于得到多个独立的透光盖板15。
在步骤S810中,在沿高度方向堆叠并固定多个晶圆级镜头11和多个感光组件13于盖板层29上的过程中,可以先将多个晶圆级镜头11倒置地固定于盖板层29,再将多个感光组件13分别与多个晶圆级镜头11对齐并倒置地固定于多个晶圆级镜头11的像侧;也可以先将多个晶圆级镜头11和多个感光组件13分别固定形成一模组半成品,而后再将该模组半成品倒置地固定于盖板层29,从而可以降低晶圆级镜头11和感光组件13之间的对齐难度。
在本实施例的一个示例中,晶圆级镜头11的顶面与盖板层29的像侧面相匹配,盖板层29呈平板状,盖板层29的像侧面为平面,从而顶面为平面的晶圆级镜头11可以平稳的贴附于盖板层29的像侧面上。
在本实施例的一个示例中,模组拼板20还包括设置于晶圆级镜头11的晶圆级透镜组件111和盖板层29之间的遮光层213,盖板层29上通过丝印、涂墨或者涂胶的方式设置一遮光层213,遮光层213上预留多个通光孔以提供晶圆级镜头11光线入射的通道。
在本实施例中,由于采用倒置的方式将晶圆级镜头11和感光组件13固定于盖板层29,感光组件13的电连接部133在制造过程中不易受到损伤,因此,在一个示例中,步骤S810提供的感光组件13包括感光芯片131和被设置于感光芯片131背面的电连接部133。
在本实施例的一个示例中,在步骤S810中,进一步提供多个滤光元件14,使多个滤光元件14被分别设置于多个晶圆级镜头11和保护层22之间。
在本实施例的一个示例中,在步骤S820中填充的封装材料为液态封装材料,固化液态封装材料后形成封装连体部23。借助液态封装材料的流动性,液态封装材料可以与盖板层29的底面和晶圆级镜头11、感光组件13的周侧充分接触,在固化液态封装材料后,形成的封装连体部23也能够完全包覆盖板层29的底面和晶圆级镜头11、感光组件13的周侧。封装材料优选固化后呈黑色的材料,从而使摄像模组10中的封装体12呈黑色,具有较好的防杂光作用。
在一个具体示例中,封装材料可以是胶水,向多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间填充胶水,胶水固化后形成的封装连体部23被分割后可以得到胶水封装体,即采用胶水工艺封装晶圆级镜头11和感光组件13的周侧。具体地,胶水采用不透光的胶水,例如黑色的胶水,以使封装材料可以减少杂光从侧面进入。进一步地,为避免上胶水中存在气泡,使得固化后形成的封装连体部23不能完全包覆晶圆级镜头11和感光组件13的侧面,可以以喷雾的方式在多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间填充胶水,从而避免气泡的产生,或者也可以以点状画胶的方式在多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间填充胶水。
在另一个具体示例中,封装材料也可以是模塑材料,将模组拼板20设置于模组成型模具中,向模组成型模具中注入模塑材料,使模塑材料在多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间流动,从而将模塑材料包覆盖板层29的像侧(底侧)、晶圆级镜头11的周侧和感光组件13的周侧进而固化模塑材料形成封装连体部23,分割该封装连体部23可以得到模塑封装体。其中,可以通过冷却或者加热的方式固化模塑材料,具体由模塑材料的性质决定。
设置不同的封装材料可以依据多个晶圆级镜头11和多个感光组件13之间的间隙深度和宽度进行选择,例如对于深度较深或宽度较窄的间隙选择流动性较好的封装材料,而对于深度较浅或宽度较宽的间隙可以使用流动性较差的封装材料。
在本申请中,摄像模组10的第三实施例和第四实施例并没有采用拼板状态的镜头拼板21或者芯片拼板24进行直接的制造,使得晶圆级镜头11和感光芯片131之间可以单独的对齐,减小了组装公差,从而可以使摄像模组10的成像品质提升。
值得注意的是,在本申请中,封装材料优选固化后呈黑色的材料,从而使摄像模组10中的封装体12呈黑色,具有较好的防杂光作用。
值得注意的是,在本申请中,相邻晶圆级透镜1111之间相互固定并形成一充满空气的空间,而由于晶圆级镜头11或者采用晶圆级镜头11的摄像模组10要经过烘烤环节,在高温下,相邻晶圆级透镜1111之间的空气发生膨胀,从而有导致相邻晶圆级透镜1111之间的相对位置发生变化的风险。为减低上述风险,可以使相邻晶圆级透镜1111之间的空气减小,在一个实施例中,使相邻晶圆级透镜1111的相对面的面型相反,例如图13所示意的摄像模组10,使第一晶圆级透镜1114的像侧面的面型为凹面,而使第二晶圆级透镜1115的物侧面的面型为凸面,两者相互配合,使第一晶圆级透镜1114和第二晶圆级透镜1115之间的平均间隙变小,从而使第一晶圆级透镜1114和第二晶圆级透镜1115之间的空气变少,减少在高温下成像品质下降的风险。
以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解,本申请不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理,在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种摄像模组,其特征在于,包括:
晶圆级镜头;
感光芯片,所述晶圆级镜头被设置于所述感光芯片的感光路径上;
线路板,所述感光芯片被设置于所述线路板;
封装体,所述封装体一体成型于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板。
2.根据权利要求1所述的摄像模组,其中,所述摄像模组进一步包括至少一引线,至少一所述引线被设置于所述感光芯片和所述线路板之间,至少一所述引线被所述封装体包裹。
3.根据权利要求1所述的摄像模组,其中,所述封装体包覆所述线路板的正面的至少一部分、所述感光芯片的周侧和正面的至少一部分、以及所述晶圆级镜头的周侧。
4.根据权利要求3所述的摄像模组,其中,所述感光芯片包括感光区和围绕所述感光区的非感光区,所述封装体沿水平方向延伸至所述感光芯片的所述非感光区,所述封装体沿高度方向延伸至所述晶圆级镜头的顶部,所述封装体一体成型于所述感光芯片的周侧和所述晶圆级镜头的周侧。
5.根据权利要求4所述的摄像模组,其中,所述封装体具有竖直的外侧面,所述封装体的上部的横向尺寸等于所述封装体的底部的横向尺寸。
6.根据权利要求4所述的摄像模组,其中,所述封装体的外侧面呈倾斜状,所述封装体的外径由上到下增大,所述封装体的底部的横向尺寸大于所述封装体的上部的横向尺寸。
7.一种摄像模组的组装方法,其特征在于,包括:
提供一线路板拼板;
在所述线路板拼板上设置多个感光芯片,将多个所述感光芯片电连接于所述线路板拼板;
在多个所述感光芯片上设置多个晶圆级镜头,多个所述晶圆级镜头分别位于多个所述感光芯片的感光路径上;
向相邻的两个所述晶圆级镜头和相邻的两个所述感光芯片之间填充封装材料,固化所述封装材料形成封装连体部,所述封装连体部一体结合于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板拼板,以形成一模组拼板;
沿高度方向分割所述模组拼板,以形成多个摄像模组。
8.根据权利要求7所述的摄像模组的组装方法,其中,所述封装材料为模塑材料,所述封装连体部通过模塑工艺一体成型于所述晶圆级镜头、所述感光芯片和所述线路板拼板。
9.根据权利要求8所述的摄像模组的组装方法,其中,所述封装连体部切割后形成封装体,所述线路板拼板切割后形成多个线路板,所述封装体包覆所述线路板的正面的至少一部分、所述感光芯片的周侧和正面的至少一部分、以及所述晶圆级镜头的周侧。
10.根据权利要求9所述的摄像模组的组装方法,其中,在所述形成模组拼板的步骤后,在所述模组拼板的物侧设置遮光层,所述遮光层被设置于所述封装连体部的顶面,朝向所述晶圆级镜头方向延伸。
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