DE102008046755A1 - Kamera-Modul und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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Sheng-Yuan Tu-Cheng City Lin
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Abstract

Ein Kamera-Modul enthält einen Bildsensorchipmodul und einen Linsenmodul. Der Bildsensorchipmodul ist mit einem Grundkörper, einem auf dem Grundkörper und elektrisch mit ihm verbundenen Bildsensorchip versehen, sowie mit einem Rahmen, der auf dem Grundkörper angeordnet ist und den Bildsensorchip in ihm umgibt. Das Linsenmodul weist einer Trommel auf, die auf dem Rahmen des Bildsensorchipmoduls angeordnet und mit wenigstens zwei Linseneinheiten versehen ist. Eine der Linseneinheiten liegt auf dem Rahmen und über dem Bildsensorchip und hat einen transparenten Deckel, der in der Lage ist, Infrarotstrahlen auszufiltern, und eine Linse ist an einer Seite des transparenten Deckels so angebracht, daß der transparente Deckel die Linse von dem Bildsensorchip trennt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein einen Kamera-Modul und ein Verfahren zur Herstellung desselben und bezieht sich insbesondere auf ein Kamera-Modul, das für eine tragbare elektronische Einrichtung geeignet ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Kamera-Moduls.
  • 2. Stand der Technik
  • Die rasche Entwicklung elektronischer Technologie, ist bei verschiedenartigen mobilen elektronischen Einrichtungen, so beispielsweise Mobiltelefonen, persönliche digitale Assistenten, usw. neuerdings verbunden mit der Fähigkeit des Fotoschießens, die durch ein Kamera-Modul in solchen Geräten geboten wird.
  • 1 zeigt im Schnitt ein herkömmliches Kamera-Modul 100, das in der US Patentanmeldung Nr. 2006/029 0802 beschrieben ist. Das Kamera-Modul 100 weist einen Linsenhalter 70, ein Linsenmodul 80 und einen Bildsensorchipsatz 90 auf. Beide, also das Linsenmodul 80 und der Bildsensorchipsatz 90, sind in dem Linsenhalter 70 angebracht. Der Linsenhalter 70 ist ein Hohlzylinder. Das Linsenmodul 80 hat eine Trommel 81, die wenigstens eine Linse 82 aufnimmt. Der Bildsensorchipsatz 90 ist mit einem Boden 91 versehen, ferner mit einem Bildsensorchip 92, der einen fotoempfindlichen Bereich 921 aufweist, welcher auf seiner Oberfläche angeordnet ist, und mit einem transparenten Deckel 94. Der Bildsensorchip 92 lagert auf dem Boden 91, während der transparente Deckel 94 über dem Bildsensorchip 92 liegt, und zwar mit Hilfe eines Klebmittels 93, das zur Anordnung des transparenten Deckels 94 auf dem Boden 91 dient, so daß der fotoempfindliche Bereich 921 des Bildsensorchips 92 in einem Raum abgedichtet ist, der von dem transparenten Deckel 94 und dem Klebmittel 93 begrenzt wird.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des Kamera-Moduls 100 weist die folgenden Schritte auf: Zunächst Herstellung der Linse 82 und des transparenten Deckels 94, und zwar unabhängig voneinander, daraufhin Zusammenbau der Linse 92 mit der Trommel 81 und des transparenten Deckels 94 mit dem Linsenhalter 70 und dem Boden 91 des Bildsensorchipsatzes 90.
  • Da jedoch die Linse 82 und der transparente Deckel 94 getrennt hergestellt werden und dann mit dem Linsenhalter 70 und dem Boden 91 des Bildsensorchipsatzes 90 zusammengebaut werden, um Störungen zwischen der Linse 82 und dem transparenten Deckel 94 zu vermeiden, ergibt sich zwischen der Linse 82 und dem transparenten Deckel 94 unausweichlich ein vorbestimmtes Intervall. Daher ist die Miniaturisierung des Kamera-Moduls 100 schwer zu realisieren, und mittlerweile ist das Herstellungsverfahren für das Kamera-Modul 100 kompliziert, so daß sich die Produktionseffizienz des Kamera-Moduls 100 verringert.
  • Dazu kommt, daß jedes Kamera-Modul eine Aufgabe hat, die das Herausfiltern von Infrarotstrahlen betrifft. Im allgemeinen ist auf einer der Linsen des Kamera-Moduls ein IR-Schnittüberzug plaziert, um die Infrarotstrahlen herauszufiltern. Da jedoch die Linse aus einem Material wie beispielsweise Plastik oder asphärisches Glas, besteht, kann sie, wenn sie aus Plastik gefertigt ist, einer hohen Temperatur nicht widerstehen, die während des Prozesses der Plattierung des IR-Schnittüberzugs auf die Linse erzeugt wird, und im Falle, daß die Linse aus asphärischem Glas gefertigt ist, kann der IR-Schnittüberzug kaum gleichmäßig auf die Linse plattiert werden, so daß der IR-Schnittüberzug nicht auf ein Stück Scheibenglas zu plattieren ist. Das Stück Scheibenglas mit dem IR-Schnittüberzug und die Linsen werden in dem Kamera-Modul getrennt montiert. Um fliegenden Staub oder dergleichen daran zu hindern, sich auf dem Bildsensorchip abzulagern, ist der transparente Deckel im Inneren des Kamera-Moduls und über dem Bildsensorchip angeordnet. Die Linsen, das Stück Scheibenglas und der transparente Deckel werden entsprechend in dem Kamera-Modul befestigt, und alle nehmen zusammen viel Platz des Kamera-Moduls in Anspruch. Selbst wenn das Stück Scheibenglas und der transparente Deckel einteilig als Einheit über dem Bildsensorchip ausgebildet würden, werden, da das vorbestimmte Intervall zwischen der Linse und der Einheit existiert, die Miniaturisierung und die Bildqualität des Kamera-Moduls unausweichlich beeinträchtigt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Kamera-Modul zu schaffen, das im Vergleich zu dem herkömmlichen Modul eine geringere Größe aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Kamera-Moduls. Das Kamera-Modul weist einen Bildsensorchipmodul und einen Linsenmodul auf. Der Bildsensorchipmodul ist mit einem Grundkörper versehen, auf dem ein Bildsensorchip angeordnet und mit dem Grundkörper elektrisch verbunden ist, und ein Rahmen liegt auf dem Grundkörper und umgibt den in ihm befindlichen Bildsensorchip. Das Linsenmodul weist eine Trommel auf, die auf dem Rahmen des Bildsensorchipmoduls angebracht ist, und wenigstens zwei Linseneinheiten sind entsprechend in der Trommel angeordnet. Eine Linseneinheit befindet sich auf dem Rahmen und liegt über dem Bildsensorchip und weist einen transparenten Deckel auf, der in der Lage ist, Infrarotstrahlen herauszufiltern. Außerdem ist an der Seite des transparenten Deckels eine Linse so angebracht, daß der transparente Deckel die Linse von dem Bildsensorchip trennt.
  • Das Verfahren zur Herstellung des Kamera-Moduls weist die folgenden Schritte auf: Bilden mehrerer Linsen, die an einer Seite einer transparenten Tafel angebracht sind, welche in der Lage sind, Infrarotstrahlen auszufiltern, und Aufteilen der Kombination aus der transparenten Tafel und den Linsen in mehrere einzelne Linseneinheiten, so daß jede der Linseneinheiten einen transparenten Deckel aufweist, der durch Aufteilen der transparenten Tafel erhalten wird, und eine der Linsen auf dem transparenten Deckel angeordnet ist.
  • Wie oben beschrieben, können die Abmessungen des Kamera-Moduls aufgrund der Tatsache, daß die Linsen und der transparente Deckel als Ganzes zusammen hergestellt sind, verringert werden und die Zuverlässigkeit des Kamera-Moduls kann erhöht werden.
  • Bei der Herstellung des Kamera-Moduls werden die Linsen auf der transparenten Tafel integriert ausgebildet, und danach wird die Kombination aus den Linsen und der transparenten Tafel in viele Linseneinheiten aufgeteilt, die auf dem Bildsensorchipmodul zusammengesetzt werden, wodurch die Produktionseffizienz des Kamera-Moduls erhöht wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann durch Lesen der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verständlich. In den Zeichnungen sind:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines bekannten Kamera-Moduls;
  • 2 eine Querschnittsansicht eines Kamera-Moduls gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Querschnittsansicht eines Kamera-Moduls gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Ansicht eines ersten Herstellungsverfahrens des Kamera-Moduls gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 eine schematische Ansicht des zweiten Herstellungsverfahrens des Kamera-Moduls gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • In 2 ist ein Kamera-Modul 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, das einen Linsenmodul 10 und einen Sensorchipmodul 20 aufweist, welcher mit dem Linsenmodul 10 in Berührung steht.
  • Das Linsenmodul 10 weist eine Trommel 11 auf und wenigstens zwei Linseneinheiten, d. h. eine obere Linseneinheit 12 und eine untere Linseneinheit 13. Die obere Linseneinheit 12 und die untere Linseneinheit 13 sind beide aus einem Material gefertigt, das hohen Temperaturen widerstehen kann und entsprechend in oberen und unteren Teilen der Trommel 11 angeordnet ist. Die untere Linseneinheit 13 hat eine Linse 131 und einen IR-Schnittdeckel 132, der in der Lage ist, Infrarotstrahlen der einfallenden Strahlen auszufiltern. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der transparente IR-Schnittdeckel 132 ein Stück Scheibenglas 133, von dem eine Bodenoberfläche mit einem IR-Schnitt-Überzug 134 zwecks Filterung der Infrarotstrahlen plattiert ist. Auf einer oberen Oberfläche des Stück Scheibenglases 133 wird die Linse 131 getragen.
  • Die Trommel 11 bildet ein Gehäuse 111 von beispielsweise zylindrischer Form. Ein zylindrischer Aufnahmeraum 113, der mit der Außenseite an den oberen und unteren Teilen des Gehäuses 111 in Verbindung steht, ist in axialer Richtung innerhalb des Gehäuses 111 ausgebildet. Der obere Teil des Gehäuses 111 ragt in radialer Richtung nach innen, so daß ein kreisrunder Verlängerungsteil 112 entsteht. Die wenigstens zwei Linseneinheiten 12, 13 werden entsprechend in dem Aufnahmeraum 113 aufgenommen und sind an den oberen und unteren Teilen des Aufnahmeraums 113 angeordnet. Die obere Linseneinheit 12 liegt außerdem unter dem Verlängerungsteil 112.
  • Das Bildsensorchipmodul 20 hat einen Grundkörper 21, einen Bildsensorchip 22, mehrere Signaldrähte 23 und einen Rahmen 24. Der Bildsensorchip 22 ist auf einer oberen Oberfläche des Grundkörpers 21 angebracht. Die Signaldrähte 23 verbinden den Bildsensorchip 22 mit dem Grundkörper 21 elektrisch zwecks Signalübertragung. Der Rahmen 24 hat einen Tragteil 241, der auf der oberen Oberfläche des Grundkörper 21 angeordnet ist, sowie einen Lagerteil 242, der sich von einem oberen Teil des Tragteils 241 nach innen erstreckt, um den transparenten IR-Schnitt-Deckel 132 des Linsenmoduls 10 aufzunehmen. Die untere Oberfläche des Scheibenglasstückes 133, die mit dem IR-Schneid-Überzug 134 plattiert ist, liegt dem Bildsensorchip 22 näher als die obere Oberfläche des Scheibenglasstückes 133. Der Grundkörper 21, der Rahmen 24 und der transparente IR-Schnitt-Deckel 132 des Linsenmoduls 10 bilden zusammen einen abgedichteten Raum zur Aufnahme des Bildsensorchips 22, um dadurch schwebenden Staub oder dergleichen daran zu hindern, in den abgedichteten Raum zu fallen und mit dem Bildsensorchip 22 in Berührung zu kommen. Die Trommel 11 des Linsenmoduls 10 ist auf dem Lagerteil 242 des Rahmens 24 gelagert. Der Bildsensorchip 22 ist mit einer optischen Achse wenigstens zweier Linseneinheiten 12, 13 fluchtend ausgerichtet.
  • In 3 ist ein Kamera-Modul 1' einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, das einen ähnlichen Aufbau hat wie das Kamera-Modul 1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Derselbe Aufbau des Kamera-Moduls 1' der zweiten Ausführungsform im Hinblick auf den Kamera-Modul 1 der ersten Ausführungsform ist im folgenden weggelassen und aus Vereinfachungsgründen nicht noch einmal beschrieben. Der Unterschied zwischen dem Kamera-Modul 1' der zweiten Ausführungsform und dem Kamera-Modul 1 der ersten Ausführungsform besteht darin, daß das Kamera-Modul 1' der zweiten Ausführungsform eine untere Linseneinheit 13' aufweist. Die untere Linseneinheit 13' ist mit der Linse 131 und einem transparenten IR-Schnitt-Deckel 132' versehen, der in der Lage ist, Infrarotstrahlen herauszufiltern. Bei der zweiten Ausführungsform besteht der transparente IR-Schnitt-Deckel 132' aus Glas, das die Fä higkeit hat, Infrarotstrahlen herauszufiltern, und demzufolge braucht der transparente IR-Schnitt-Deckel 132 nicht mit dem IR-Schnitt-Überzug 134 plattiert zu sein.
  • In 4 ist zusammen mit den 2 und 3 ein erstes Herstellungsverfahren für das Kamera-Modul 1, 1' wie folgt beschrieben:
    Zunächst wird auf einer oberen Oberfläche eines großen Stücks einer transparenten IR-Schnitt-Tafel zur Bildung mehrerer Linsen 131, die in der transparenten IR-Schnitt-Tafel integriert sind, ein Überzug aus einem flüssigen Material, der die Eigenschaft zur optischen Abbildung hat, aufgebracht und verfestigt. Die Linsen 131 haben dieselbe Form und Größe und sind in einer Matrixform auf der oberen Oberfläche der transparenten IR-Schnitttafel angeordnet.
  • Als zweites wird die Kombination aus der transparenten IR-Schnitt-Tafel und den Linsen 131 in mehrere untere Linseneinheiten 13, 13' aufgeteilt, und zwar entlang der in 4 gezeigten gestrichelten Linie. Jede der unteren Linseneinheiten 13, 13' besitzt eine der Linsen 131 und einen entsprechenden transparenten IR-Schnitt-Deckel 132, 132', die durch Aufteilen der transparenten IR-Schnitt-Tafel erhalten werden.
  • Als drittes wird die untere Linseneinheit 13, 13' auf dem Lagerteil 242 des Rahmens 24 über dem Bildsensorchip 22 angeordnet und dann der Rahmen 24 auf den Grundkörper 21 gelegt.
  • Schließlich wird die Trommel 11, die die obere Linseneinheit 12 aufnimmt, auf dem Lagerteil 242 des Rahmens 24 angeordnet und nimmt die untere Linseneinheit 13, 13' in sich auf.
  • Offensichtlich gibt es nach dem zweiten Schritt des ersten Herstellungsverfahrens des Kamera-Moduls 1, 1' einen anderen gangbaren Weg, der darin besteht, daß der Rahmen 24 zunächst auf dem Grundkörper 21 angeordnet wird und dann die untere Linseneinheit 13, 13' auf den Lagerteil 242, über den Bildsensorchip 22 gelegt wird. Zuletzt wird die Trommel 11 auf dem Lagerteil 242 angeordnet.
  • Mit Bezug auf 5, in Verbindung mit den 2 und 3, wird ein zweites Herstellungsverfahren für das Kamera-Modul 1, 1' wie folgt beschrieben. Ein erster Schritt des zweiten Herstellungsverfahrens ist derselbe wie der erste Schritt des ersten oben beschriebenen Herstellungsverfahrens, so daß der erste Schritt des zweiten Herstellungsverfahrens im folgenden weggelassen wird. Ein zweiter Schritt des zweiten Herstellungsverfahrens besteht darin, daß mehrere Bildsensorchips 22 auf einer oberen Oberfläche eines großen Stücks Substrat in einer Matrixform angeordnet werden, woraufhin das Ganze, bestehend aus mehreren Rahmen 24, auf dem Substrat angeordnet wird.
  • Als drittes wird die transparente IR-Schnitt-Tafel auf den Rahmen 24, über den entsprechenden Bildsensorchips 22 gelegt, und dann wird die Kombination aus dem Substrat, dem Rahmen 24 und der transparenten IR-Schnitt-Tafel in mehrere Einheiten aufgeteilt, wobei jede der Einheiten eine untere Linseneinheit 13, 13' und einen Bildsensorchipmodul 20 enthält.
  • Zuletzt wird die Trommel 11, die die obere Linseneinheit 12 aufnimmt, auf dem Lagerteil 242 des Rahmens 24 gelegt und nimmt die untere Linseneinheit 13, 13' in sich auf.
  • Wie oben beschrieben, befindet sich aufgrund der Tatsache, daß die Linse 131 und der transparente IR-Schnitt-Deckel 132, 132' als einheitlicher Körper geformt sind, zwischen der Linse 131 und dem transparenten IR-Schnitt-Deckel 132, 132' kein Platz, so daß die Kamera-Module 1, 1' in Bezug auf die herkömmlichen Module kompakt werden und die Zuverlässigkeit der Kamera-Module 1, 1' verbessert wird.
  • Bei der Herstellung des Kamera-Moduls 1, 1' sind die Linsen 131 auf der transparenten IR-Schnitt-Tafel als ein integrales Ganzes ausgebildet, und dann wird die Kombination aus den Linsen 131 und der transparenten IR-Schnitt-Tafel in mehrere untere Linseneinheiten 13, 13' aufgeteilt, die auf dem Bildsensorchipmodul 20 zusammengebaut werden, so daß die Produktionseffizienz des Kamera-Moduls 1, 1' gesteigert.
  • Die obige Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient der Darstellung und der Erläuterung. Es ist nicht beabsichtigt, die Darstellung erschöpfend zu machen oder die Erfindung auf die präzise Ausführungsform zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Varianten im Lichte der obigen Erfindungslehre möglich. Derartige Änderungen und Varianten können von den auf diesem Ge biet tätigen Fachleuten ohne erfinderisches Zutun erkannt werden, so daß sie in den Schutzumfang der Erfindung fallen sollen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (9)

  1. Kamera-Modul, umfassend einen Bildsensorchipmodul mit einem Grundkörper, einem Bildsensorchip, der auf dem Grundkörper angeordnet und mit dem Grundkörper elektrisch verbunden ist, und einen Rahmen, der auf dem Grundkörper sitzt und den Bildsensorchip in ihm umgibt; und ferner umfassend ein Linsenmodul mit einer Trommel, das auf dem Rahmen des Bildsensorchipmoduls angeordnet ist und mit wenigstens zwei Linseneinheiten versehen ist, die sich in der Trommel befinden, wobei die eine Linseneinheit auf dem Rahmen angeordnet und über dem Bildsensorchip liegt und einen transparenten Deckel aufweist, der in der Lage ist, Infrarotstrahlen auszufiltern, und die untere Linseneinheit an einer Seite des transparenten Deckels so angebracht ist, daß der transparente Deckel die Linse von dem Bildsensorchip trennt.
  2. Kamera-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Deckel und die Linse gemeinsam eine Einheit bilden.
  3. Kamera-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Deckel mit einem IR-Schnitt-Überzug auf einer Seite plattiert ist, die dem Bildsensorchip gegenüberliegt, um Infrarotstrahlen auszufiltern.
  4. Kamera-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Deckel aus Glas besteht, das die Eigenschaft hat, Infrarotstrahlen auszufiltern.
  5. Kamera-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen einen Tragteil aufweist, der auf dem Grundkörper angeordnet ist, sowie einen Lagerteil, der sich innerhalb des Tragteils erstreckt, und daß die Trommel und die Linseneinheit auf dem Lagerteil angeordnet sind.
  6. Herstellungsverfahren für ein Kamera-Modul, umfassend die folgenden Schritte: Ausbilden mehrerer Linsen, die an einer Seite einer transparenten Tafel angebracht sind und in der Lage sind, Infrarotstrahlen auszufiltern; und Aufteilen der Kombination aus transparenter Tafel und Linsen in mehrere einzelne Linseneinheiten, so daß jede dieser Linseneinheiten einen transpa renten Deckel aufweist, der durch Aufteilen der transparenten Tafel erhalten wird, und eine der Linsen auf dem transparenten Deckel angeordnet wird.
  7. Herstellungsverfahren für den Kamera-Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen auf der transparenten Tafel in einer Matrixform ausgebildet werden.
  8. Herstellungsverfahren für den Kamera-Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen durch Beschichten und darauffolgendes Befestigen eines flüssigen Materials gebildet werden, das die Eigenschaft der optischen Abbildung auf der transparenten Tafel hat.
  9. Herstellungsverfahren für einen Kamera-Modul, umfassend die folgenden Schritte: Ausbilden mehrerer Linsen, die an einer Seite einer transparenten Tafel angeordnet sind und Infrarotstrahlen ausfiltern können; Anbringen einer Kombination aus mehreren Rahmen und mehreren Bildsensorchips auf einem Substrat; Anordnen der transparenten Tafel auf den Rahmen; und Aufteilen der Kombination aus der transparenten Tafel, den Rahmen und dem Substrat in mehrere einzelne Einheiten, so daß jede der Einheiten einen transparenten Deckel aufweist, der durch Unterteilen in die transparente Tafel, eine der Linsen, einen der Rahmen, einen der Bildsensorchips und eines Grundkörpers erhalten wird, wobei letzterer sich durch Aufteilen des Substrats ergibt.
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