CN1249991C - 照相机组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照相机组件，更详细地说，涉及具有透镜和支撑透镜的透镜支撑部及图像传感器芯片的照相机组件。本发明的照相机组件具有：透镜(11)；支撑该透镜(11)的镜筒(12)；根据通过透镜(11)入射的光输出摄像信号的图像传感器芯片(2)。并且，镜筒(12)被放置并固定在图像传感器芯片(2)之上。另外，该图像传感器芯片(2)在其一面具有传感器部(21)和逻辑电路部(22)，镜筒(12)放置并固定在逻辑电路部(22)之上。采用这样的结构，就能够提供一种可实现小型化，且焦点精度高的照相机组件。

Description

照相机组件
技术领域
本发明涉及照相机组件，更详细地说，涉及具有透镜和支撑透镜的透镜支撑部及图像传感器芯片的照相机组件。
背景技术
照相机组件广泛使用于移动电话、移动终端(PDA)和卡式照相机。此处将原有的照相机组件的一个结构例子示于图8。如图8所示，照相机组件的结构为在基板104上放置了装有图像传感器芯片106的封装108，通过焊锡103固定。在该封装108的上部设有玻璃盖105，光从上部入射。
并且，利用围绕封装108的镜筒102支撑透镜101。即，镜筒102具有作为透镜支撑部的功能。该镜筒102具有筒型的结构，由两个零件构成。并且，构成镜筒102的两个零件可以相对移动，为了调节焦点，可改变透镜101和图像传感器芯片106之间的距离。
在这里，用于移动电话等的照相机组件伴随着移动电话等的小型化，希望能够进一步小型化。然而，原有的照相机组件由于具有图8所示的结构，从而难以小型化。
另外，原有的照相机组件，由于用于决定透镜101和图像传感器芯片106之间的路径长度的结构存在透镜101、构成镜筒102的两个零件、基板104、封装108及图像传感器芯片106等多个部件，各个结构上的尺寸误差及它们相互间的连接而引起的误差都迭加起来。因此，透镜101和图像传感器芯片106之间的路径长度的波动大，焦点的精度低。
这样，原有的照相机组件就难以适应小型化的需求，另外，还存在焦点精度低的问题。
发明内容
本发明就是为了解决这些问题而提出的，其目的在于提供一种能够实现小型化，并且焦点精度高的照相机组件。
本发明的照相机组件具有：透镜；具有支撑该透镜的透镜支撑部的透镜部；输出基于通过透镜入射的光的摄像信号的图像传感器芯片。上述透镜部被放置于上述图像传感器芯片之上并被固定。采用这样的结构，就能够小型化，并且焦点精度提高。
另外，该图像传感器芯片在其一面具有传感器部和逻辑电路部，上述透镜部最好放置于逻辑电路部上并被固定。采用这样的结构，就能够有效地利用逻辑电路部上的区域。
上述照相机组件也可以以躲开图像传感器部的方式设置CSP再布线部。
再有，照相机组件具有具有窗口部的布线基板，透镜部也可以以插入上述布线基板的窗口部的状态相对于该布线基板被固定。采用这样的结构，就能够使布线基板也小型化。
另外，上述图像传感器芯片和上述布线基板通过焊锡突起而被电连接，也可以用具有各向异性的导电材料来电连接。
附图说明
图1是本发明实施例的照相机组件的结构图。
图2是本发明实施例的照相机组件的结构图。
图3是本发明实施例的照相机组件的立体图。
图4是本发明实施例的照相机组件的结构图。
图5是本发明实施例的照相机组件的结构图。
图6是本发明实施例的照相机组件的结构图。
图7是表示本发明实施例的照相机组件的一部分的剖面图。
图8是原有的照相机组件的结构图。
具体实施方式
实施例1
图1是表示本发明实施例1的照相机组件的主要部分的结构图。该照相机组件具有透镜部1和图像传感器芯片2。在这里，透镜部1由透镜11和镜筒12构成。在本例中，透镜11为非球面凸透镜，具有使入射光成像于图像传感器芯片2的表面上的功能。透镜11用例如塑料或玻璃制成。另外，透镜部1也可以是在光路上安装数个透镜11构成。
镜筒12具有圆筒形或多边形等形状，在其内圆周部的所定位置支撑着透镜11。在这里，镜筒12起透镜支撑部的作用，但不必一定是圆筒状的结构。例如，也可以用单个或多个点支撑透镜11。
图像传感器芯片2具有传感器部21、逻辑电路部22及焊接带23。传感器部21是形成于该图像传感器芯片2的表面上、将光学的信息转换成电信号并作为摄像信号输出的元件。该元件具有许多读取像素。在这里，图像传感器芯片2可根据通过透镜11入射的光处理摄像信号，而不必输出摄像信号本身。该图像传感器芯片2的结构可以是，例如通过将摄像信号与预定的信号进行比较，或与过去摄影所得到的摄像信号进行比较，识别图像的变化，仅输出表示是否变化的信号。
传感器部21是例如CCD元件或CMOS元件。逻辑电路部22对从传感器部21输出的电信号进行放大处理、去除噪音处理等各种信号处理。焊接带23是与逻辑电路部22电连接的输入输出端口。该焊接带23是通过电缆连接而与外部的电极电连接。例如，在构成移动电话、移动终端(PDA)和卡式照相机的布线基板上设置该图像传感器2，用电缆连接使焊接带23和上述布线基板23电连接。另外，也可以在搭载了电阻、电容等无源元件和三极管、LSI等有源元件的辅助布线基板上设置该图像传感器2并用电缆连接使焊接带23和上述辅助布线基板电连接，也可使上述辅助布线基板与移动电话、移动终端(PDA)和卡式照相机电连接。
镜筒12固定在图像传感器芯片2的逻辑电路部22上。镜筒12和图像传感器芯片2通过如紫外线硬化树脂连接在一起。该场合，相对于图像传感器芯片2，在预定的位置放置镜筒12，然后，涂抹紫外线硬化树脂使图像传感器芯片2和镜筒12粘接在一起。或者，也可以在图像传感器芯片2或镜筒12的某一方或双方涂抹上紫外线硬化树脂后，再对两者进行定位。然后，通过将紫外线照射到该紫外线硬化树脂上来粘结固定图像传感器芯片2和镜筒12。
这样，通过将镜筒12放置于逻辑电路22上，就能够有效地利用通常不用的逻辑电路部22上方的区域。特别是，可预测今后传感器部21和逻辑电路部22将进一步集成为一个芯片，因而将逻辑电路部22上方的区域加以利用的技术其价值很高。
如上所述，图1所示的照相机组件中，由于将具有支撑透镜的透镜支撑部直接固定在图像传感器芯片上，所以可实现小型化。并且，由于在透镜和图像传感器芯片之间的部件仅有透镜支撑部，累计误差小，可以精确地固定两者的相对位置。
实施例2
接下来，用图2来说明本发明的实施例2的其它的照相机组件的结构。图2所示的结构具有CSP(Chip Size Package)再布线层3。该CSP再布线层3具有光学窗口，在其光学窗口的部分，将镜筒12粘接固定在图像传感器芯片2上。在CSP再布线层3的上部设有数个焊锡突起31。该焊锡突起31通过铜布线等再布线与设有图像传感器芯片2的逻辑电路部22电连接。这样就可以利用再布线将与逻辑电路部的输入输出端口电连接的再布线的另一端的与基板连接用的突起31设置于芯片上，从而能够像图1那样将芯片周围的焊接带23设置于包含逻辑电路部22等的芯片上面的全部区域。
图2所示的照相机组件由于也和图1所示的结构一样把镜筒透镜部直接固定在图像传感器芯片上，所以能够实现小型化。并且，由于在透镜和图像传感器芯片之间的部件仅有透镜支撑部，累计误差小，可以精确地固定两者的相对位置。
用图3来进一步说明本发明的实施例2的照相机组件。该照相机组件在晶片3a上水平放置来构成。即，在切断成芯片尺寸的前阶段中，将支撑透镜11的镜筒12固定于晶片3a。这时，需要将镜筒12固定于晶片3a上的精确位置，另外，为了在两者接触之际缓和冲击，用机器人来固定。然后，将晶片3a切断成芯片的尺寸。
实施例3
图4所示的是本发明的实施例3的照相机组件的结构。本发明的实施例3的照相机组件具有透镜部21和图像传感器芯片2，及多层布线基板5。该布线基板5由如聚酯和聚酰亚胺构成，用铜等进行布线。并且，本实施例的布线基板5还具有窗口部。
具有与实施例2同样的结构的照相机组件在镜筒12被插入布线基板5的窗口部的状态下通过底层填料7而被固定在布线基板5上，该底层填料7为树脂密封剂。
另外，在布线基板5的窗口部的周围，在对应于CSP再布线层3的焊锡突起31的位置设有外部电极。因此，将本发明的实施例2的照相机组件插入布线基板5的窗口部，通过加热处理等该焊锡突起31就与布线基板5的外部电极电接触。
在布线基板5上与外部电极同一面还搭载有DSP(Digital SignalProcessor)芯片6等其它芯片。该DSP芯片6也通过底层填料7相对于布线基板粘结固定。
如上所述，本实施例3的照相机组件由于做成透镜部相对布线基板的窗口部被插入的结构，所以能够更加小型化。另外，若做成透镜支撑部，亦即镜筒的外圆周面与布线基板的窗口部的内圆周面接触，由于两者的相对位置相互予以限制，所以容易进行定位。
实施例4
图5所示的是本发明的实施例4的照相机组件的结构。该照相机组件与本发明的实施例3的照相机组件同样，具有空了窗口的布线基板5。并且，透镜部1的镜筒12被固定在图像传感器芯片2上面的逻辑电路部22上。在本例中，镜筒12和布线基板5通过底层填料7固定。该底层填料7可以围绕镜筒12的全周设置，也可以在周长的一部分上设置。该照相机组件具有CSP再布线层3。
本实施例的照相机组件也可以在例如把图像传感器芯片2与布线基板5固定之后，将镜筒12放置于图像传感器芯片2上，然后通过底层填料7来固定镜筒12和布线基板5。另外，也可以在把镜筒12固定到图像传感器芯片2上之后，将其插入布线基板5的窗口更下方的位置，然后通过底层填料7来固定镜筒12和布线基板5。
进一步用图6来说明本照相机组件的结构。该照相机组件的图像传感器芯片2与DSP芯片6一起设在布线基板5的下面并被密封树脂8覆盖住。
就图像传感器芯片2和布线基板5的电连接来说，有如图6所示的数种方法。例如，有在图像传感器芯片2的上面的突起上印刷焊锡突起91的方法，使用各向异性导电材料92的方法及在再布线层3上用焊锡突起的方法。
另外，如图7所示，也可以在图像传感器芯片2和布线基板5之间设置隔离物94。采用这样的结构，就能够使图像传感器芯片2和布线基板5之间的距离一定，从而能够使透镜11和图像传感器芯片2之间的距离一定。
如上所述，本实施例4的照相机组件由于做成将透镜部相对布线基板的窗口部插入的结构，从而能够更加小型化。另外，若采用透镜的外圆周面与布线基板的窗口部的内圆周面接触的结构，由于两者的相对位置相互受到限制，所以容易实现定位。
如上所述，在本发明的实施例1至4中，用了透镜部是由透镜和镜筒所组成的结构来进行说明，但也可以利用树脂成形等使透镜和镜筒做成一体的结构。该场合，为了防止透镜透过光以外的光照射到图像传感器上，相当于透镜部以外的地方使用黑色等光不能透过的不透明材料来形成。或者，所有部位都以透明材料形成后，把相当于镜筒的地方用不透明的材料涂上，或者实施带上管套等的遮光处理。这样，即使是相当于透镜的部位和相当于镜筒的部位一体化，也不会改变本发明的效果。另外，反过来，作为用于可调节图像传感器的焦点的结构，也可以使透镜部和镜筒部能够活动，在调节焦点后再以粘结剂等固定在基板上。另外，这里相当于透镜的部分虽采用了非球面单枚透镜的结构，但为了校正色差等而采用数枚透镜的结构也不改变本发明的效果。
另外，为了对上述透镜部进行校正以便使图像传感器对光的波长的灵敏度接近于人的感觉，即使安装红外截止滤波器也不会改变本发明的效果。另外，为了防止图像传感器的取样作用导致的图像质量的恶化而追加光学低通滤波器也不会改变本发明的效果。另外，安装限制入射光的光通量的光圈也不会改变本发明的效果。
如上所述，采用本发明，能够提供一种可实现小型化，并且焦点精度高的照相机组件。
如上所述，本发明的照相机组件可应用于移动电话、移动终端(PDA)、及卡式照相机等。

Claims (9)

1.一种照相机组件，其特征在于，具有：包括透镜和支撑该透镜的透镜支撑部的透镜部，在一面具有传感器部和逻辑电路部、根据通过上述透镜入射的光处理摄像信号的图像传感器芯片；上述透镜部被放置并固定在上述图像传感器芯片的逻辑电路部上方。
2.一种照相机组件，其特征在于，具有：包括透镜和支撑该透镜的透镜支撑部的透镜部，根据通过上述透镜入射的光处理摄像信号的图像传感器芯片；上述图像传感器芯片具有带有光学窗口的CSP再布线层；上述透镜部在上述光学窗口的部分被放置并固定在上述图像传感器芯片之上。
3.一种照相机组件，其特征在于，具有：包括透镜和支撑该透镜的透镜支撑部的透镜部，根据通过上述透镜入射的光处理摄像信号的图像传感器芯片，具有窗口部的布线基板；上述透镜部以插入上述布线基板的窗口部的状态被固定在该布线基板及上述图像传感器芯片之上。
4.如权利要求3所述的照相机组件，其特征在于：上述图像传感器芯片和上述布线基板通过焊锡突起而被电连接。
5.如权利要求3所述的照相机组件，其特征在于：上述图像传感器芯片和上述布线基板通过各向异性的导电材料而被电连接。
6.一种照相机组件的制造方法，其特征在于，具有：将多个透镜支撑在晶片上的透镜支撑机构予以固定的步骤，该晶片用于构成多个根据入射光处理摄像信号的图像传感器芯片；和将固定了上述多个透镜的晶片切断成芯片尺寸的步骤。
7.如权利要求6所述的照相机组件的制造方法，其特征在于：还具有将切断成上述芯片尺寸的图像传感器芯片的透镜插入上述布线基板的窗口部并固定该图像传感器芯片和布线基板的步骤。
8.一种照相机组件的制造方法，是制造具有包括透镜和支撑该透镜的透镜支撑部的透镜部，根据通过上述透镜入射的光处理摄像信号的图像传感器芯片，及具有窗口部的布线基板的照相机组件的制造方法，其特征在于，具有：生成上述透镜部被放置并固定在上述图像传感器芯片上的状态的照相机组件的步骤；和将上述照相机组件的透镜部插入上述布线基板的窗口部并固定的步骤。
9.如权利要求8所述的照相机组件的制造方法，其特征在于：上述图像传感器芯片在其一面具有传感器部和逻辑电路部，上述透镜部被放置并固定在逻辑电路部之上。
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