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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0138337 , eingereicht am 29. Dezember 2010 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren Offenbarung durch Bezugnahme in der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kameramodul und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere ein Kameramodul, das miniaturisiert und mit verbesserter Produktivität hergestellt werden kann, durch Verbessern der elektrischen Verbindungsstruktur einer Autofokuseinheit des Kameramoduls, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In jüngster Zeit wurde eine Technologie für unterschiedliche Mobilgeräte mit verbesserten Funktionen hinsichtlich Sprachinformationen und Datenübertragung bei gleichzeitiger guter Tragbarkeit in kurzer Zeit entwickelt und verbreitet. Insbesondere wurde ein Endgerät (Terminal) kommerziell vertrieben, das ein Kameramodul aufweist mit Kamerafunktionen, die in der Lage sind, bewegte Bilder und Einzelbilder eines Objekts aufzunehmen und zu speichern und das in der Lage ist die Bilder an andere Personen zu übertragen durch ein Kameramodul, das in ein tragbares drahtloses Kommunikationsterminal integriert ist, das auf Digitalkameratechnologie basiert.
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Optische Geräte wie ein Kameramodul für ein kleines tragbares Endgerät sind mittlerweile optische Geräte mit hoher Pixelanzahl mit 7 Mio. Pixel oder mehr im Zuge technologischer Entwicklungen der jüngsten Zeit, es handelt sich dabei mittlerweile um Geräte, die in der Lage sind, unterschiedliche zusätzliche Funktionen durchzuführen wie Autofokus, optischen Zoom und dergleichen.
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Insbesondere werden eine Linsenverschiebeeinheit zum Implementieren eines Autofokus, sowie ein Aktuator vorwiegend benutzt, und als beispielhafte Aktuatoren sind ein Schwingspulenaktuator (voice coiled actuator, VCA) und ein piezoelektrischer Aktuator zu nennen.
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Die oben erwähnten Aktuatoren werden im Allgemeinen an einer Linse oder an der Außenseite eines Linsenzylinders vorgesehen. Daneben ist ein separater Leiter erforderlich, um eine elektrische Verbindung des Aktuators umzusetzen, so dass die Gesamtgröße des Kameramoduls erhöht ist.
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Wenn das Kameramodul daher in einem begrenzten Einbauraum wie in einem tragbaren Terminal eingebaut ist, ist es schwierig, das Kameramodul zusammenzusetzen wegen des kleinen Befestigungsraums innerhalb des Terminals.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kameramodul anzugeben, das eine Autofokusfunktion aufweist, wobei der Zuwachs der Gesamtgröße minimiert ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Kameramoduls.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Kameramodul vorgesehen, umfassend eine Linseneinheit, umfassend wenigstens eine entlang der optischen Achse gestapelte Linse; eine Autofokuseinheit, die an der Objektseite der Linseneinheit angeordnet ist und automatisch den Fokus der Linseneinheit steuert; eine Bildsensoreinheit die durch die Linseneinheit einfallendes Licht empfängt; und wenigstens eine Durchkontaktierung, die in der Linseneinheit derart gebildet ist, dass sie in Dickenrichtung durchdrungen ist, um eine elektrische Verbindung der Autofokuseinheit zu schaffen.
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Die wenigstens eine Durchkontaktierung kann durch Füllen wenigstens eines Durchgangslochs mit einem leitfähigen Material gebildet sein, das die Linseneinheit in Dickenrichtung durchdringt.
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Die wenigstens eine Durchkontaktierung kann einen ersten Elektrodenanschluss, der auf dem Wafer der Bildsensoreinhit gebildet ist, mit einem zweiten Elektrodenanschluss verbinden, der auf der Autofokuseinheit gebildet ist.
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Die Bildsensoreinheit kann ein Abdeckglas umfassen, das eine Bildentstehungsfläche abdeckt, in der Licht, das die Linseneinheit durchläuft, aufgenommen wird.
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Die wenigstens eine Durchkontaktierung kann durch Durchdringen des Abdeckglases in Dickenrichtung gebildet sein.
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Die wenigstens eine Durchkontaktierung kann an einer Kante der Linseneinheit gebildet sein.
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Jede der wenigstens einen Linse kann einen Linsenfunktionsteil und einen Flanschteil umfassen, der das Äußere des Linsenfunktionsteil bildet.
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Die wenigstens eine Durchkontaktierung kann in dem Flanschteil gebildet sein.
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Die Autofokuseinheit kann eine Flüssiglinse sein.
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Danben betrifft die vorliegende Erfindung zum Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls, umfassend: Stapeln wenigstens eines Linsenwafers auf dem eine Mehrzahl von Linsen entlang der optischen Achse angeordnet ist; Stapeln eines Autofokuswafers, der automatisch den Fokus der Linse auf der Objektseite des gestapelten Linsenwafers steuert; Bilden wenigstens einer Durchkontaktierung, die den gestapelten Linsenwafer in Dickenrichtung durchdringt zum elektrischen Verbinden des Autofokuswafers; Stapeln des Bildsensorwafers der von der Linse einfallendes Licht auf der Bildseite des gestapelten Linsenwafers empfängt; und Zerschneiden des gestapelten Linsenwafers, des Autofokuswafers und des Bildsensorwafers für jedes Modul.
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Das Bilden der Durchkontaktierung kann die Erzeugung wenigstens eines Durchgangslochs umfassen, das den gestapelten Linsenwafer in Dickenrichtung durchdringt, und Auffüllen des Durchgangslochs mit einem leitfähigen Material Das Durchgangsloch kann einen ersten Elektrodenanschluss, der auf dem Bildsensorwafer gebildet ist, mit einem zweiten Elektrodenanschluss, der auf dem Autofokuswafer gebildet ist, verbinden.
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Das Bilden des Durchgangslochs kann das Durchdringen eines Abdeckglaswafers, der eine Bildentstehungsfläche des Bildsensorwafers abdeckt, in Dickenrichtung umfassen.
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Das Bilden der Durchkontaktierung kann an einem Kantenabschnitt der Linseneinheit des Linsenwafers erfolgen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weiter Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen:
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1 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt schematisch den Aufbau eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Linseneinheit in einem Kameramodul gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Bildsensoreinheit in einem Kameramodul gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Autofokuseinheit in einem Kameramodul gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Diagramm und zeigt einen Linsenwafer bei einem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ist ein Diagramm und zeigt einen Abdeckglaswafer bei einem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 ist ein Diagramm und zeigt einen Bildsensorwafer in einem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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8 ist ein Diagramm und zeigt einen Autofokuswafer in dem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
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Die Erfindung kann jedoch auf unterschiedliche Arten ausgeführt sein und sollte nicht so verstanden werden, also wäre sie auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele dazu gedacht, dass die Offenbarung sorgfältig und vollständig ist und einem Fachmann auf diesem Gebiet den Schutzbereich der Erfindung vollständig vermittelt. In den Zeichnungen sind die Schichtdicken und Bereiche aus Klarheitsgründen übertrieben dargestellt. Übereinstimmende Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen übereinstimmende Elemente.
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1 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt schematisch den Aufbau eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Linseneinheit in einem Kameramodul gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Bildsensoreinheit in einem Kameramodul gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Autofokuseinheit in einem Kameramodul gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf 1 ist das Kameramodul gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass es eine Linseneinheit 20 umfasst, die wenigstens eine Linse umfasst, und eine Bildsensoreinheit 30, die von der Linseneinheit einfallendes Licht empfängt, eine Autofokuseinheit 40 zum Steuern des Fokus der Linseneinheit, und ein Gehäuse 10, das die Linseneinheit 20, die Bildsensoreinheit 30 und die Autofokuseinheit 40 aufnimmt.
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Bezug nehmend auf 2 ist die Linseneinheit 20 so aufgebaut, dass sie eine erste Linse 21 umfasst, eine zweite Linse 22, und eine dritte Linse 23, die sequentiell von der Objektseite zur Bildseite gebildet sind. Die ersten bis dritten Linsen 21 bis 23 sind sequentiell entlang der optischen Achse gestapelt. Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart, dass die Linseneinheit 20 drei Linsen umfasst; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Dementsprechend kann die Linseneinheit 20 drei oder weniger oder drei oder mehr Linsen umfassen.
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Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt, dass die Linseneinheit 20 eine Struktur aufweist, in der mehrere Linsen gestapelt sind; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Dementsprechend kann die Linseneinheit 20 eine Struktur aufweisen, bei der die mehreren Linsen zusammengesetzt sind, wobei sie in eine Linsenwalze engesetzt sind, und die Struktur der Linsenanordnung kann unterschiedlich abgeändert sein gemäß Entwurfsbedingungen.
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Die Linse, die hergestellt worden ist durch Formen einer Oberfläche eines transparenten Materials in eine sphärische Oberfläche oder eine asphärische Oberfläche, hat die Aufgabe, ein optisches Bild durch Sammeln oder Ausstrahlen von Licht, das von einem Objekt einfällt, zu fokussieren. Als Linsenarten kommen eine Kunststofflinse und eine Glaslinse in Frage. Die Kunststofflinse ist in einem Wafermaßstab hergestellt durch Einfüllen von Harz in eine Form und Durchführen von Druck- und Aushärtevorgängen, anschließend wird sie vereinzelt. Als Ergebnis kann die Kunststofflinse als Massenprodukt bei geringen Kosten hergestellt werden. Die Glaslinse ist vorteilhaft im Hinblick auf die Umsetzung einer hohen Auflösung, jedoch erfordert sie komplizierte Herstellungsvorgänge und teure Herstellungskosten durch die Notwendigkeit des Zerschneidens und Polierens des Glases. Zudem ist es schwierig, eine Linse herzustellen, die eine andere Form als eine sphärische Linse oder eine flache Linse hat.
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Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart eine Kunststofflinse, die in einem Wafermaßstab hergestellt ist. Die ersten bis dritten Linsen 21, 22 und 23 umfassen einen Linsenfunktionsteil (lediglich Linsenfunktionsteil 21a ist gezeigt), der als sphärische Oberfläche oder asphärische Oberfläche in seiner Mitte gebildet ist und der mit einem Flanschteil versehen ist (lediglich Flanschteil 21b ist gezeigt), der den Umfangsbereich des Linsenfunktionsteils 21a bildet.
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Das Linsenfunktionsteil 21a kann unterschiedliche Formen besitzen wie eine Meniskusform, die so ausgebildet ist, dass sie nach außen vorspringt oder zur Objektseite eingedrückt ist, eine Meniskusform, die so geformt ist, dass sie zur Bildseite hervorspringt oder zur Bildseite eingedrückt ist, und eine Meniskusform, die so geformt ist, dass sie zur Bildseite in dem zentralen Abschnitt eingedrückt ist und zur Bildseite in der Nähe des Flanschteils nach außen vorspringt, oder dergleichen. Zusätzlich kann das Flanschteil 21b als Abstandhalter dienen, das den Linsenfunktionsteil davon beabstandet, wenn benachbarte Linsen gestapelt sind.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die ersten bis dritten Linsen quadratisch geformt und ein erstes Durchgangsloch 24 ist zum Bilden von Durchkontaktierungen 50 an Kanten jeder Linse vorgesehen. Das bedeutet, dass das erste Durchgangsloch 24 gebildet sein kann durch Zerteilen des Flanschteils 21b der Linseneinheit 20 in Dickenrichtung und die Durchkontaktierung 50 kann gebildet sein durch Auffüllen des ersten Durchgangslochs 24 mit einer leitfähigen Paste.
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Bezug nehmend auf 3 kann die Bildsensoreinheit 30 ein Chippaket (chip scale package, CSP) sein, umfassend einen Bildsensorchip 32, umfassend eine Bildentstehungsfläche, in der Licht, das die Linseneinheit 20 passiert, erfasst wird.
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Das Chippaket oder das Paket mit der Größe eines Chips (chip size package) ist ein neuer Pakettyp, der in jüngster Zeit entwickelt wurde und der viele Vorteile gegenüber einem typischen Kunststoffpaket besitzt. Der größte Vorteil des Chippakets ist seine Packungsgröße. Gemäß der international Semiconductor Industry Association wie das Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC), und der Electronic Industry Association von Japan (EIAJ) ist „chip scale package” eine klassifizierende Bezeichnung für ein Paket, das im allgemeinen eine Fläche aufweist, die nicht größer als 1,2 mal der Größe des Chips (integrierter Schaltkreis) ist. Das „chip scale package” wird im Wesentlichen benutzt für Produkte, die eine Miniaturisierung und Mobilität erfordern, wie ein digitaler Camcorder, ein Mobilfunkgerät, ein Notebook, eine Speicherkarte oder dergleichen. Halbleiterbauelemente wie ein digitaler Signalprozessor (DSP), ein anwendungsspezifisch integrierter Schaltkreis (application specific integrated circuit (ASIC), ein Mikrocontroller oder dergleichen können in dem Chippaket befestigt sein. Zusätzlich hat die Benutzung von Chippaketen, in denen Speicherbausteine wie dynamisches RAM (DRAM), ein Flashspeicher, oder dergleichen befestigt sind, zugenommen.
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Der Bildsensorchip 32 ist ein Bauelement, das Licht empfängt und das empfangene Licht in ein elektrisches Signal umwandelt. Derartige Bildsensorchips können eingeteilt werden in einen CCD-Sensorchip und einen CMOS-Sensorchip gemäß ihres Betriebs und Herstellungsverfahrens. Der „charge coupled device” Sensorchip (CCD) beruht auf einem analogen Schaltkreis und sieht vor, dass auf die Linseneinheit 20 einfallendes Licht in mehrere Zellen ausgegeben wird, so dass jede Zelle eine Ladung für das Licht speichern kann, wobei ein Kontrastgrad in Abhängigkeit der Größe der Ladung festgelegt wird und wobei die Ladung an ein Umwandlungsbauteil übertragen wird, um Farben darzustellen. Das ladungsgekoppelte Bauteil (CCD) kann eine bestimmte Bildqualität implementieren und erhöht die Datenspeicherkapazität und die Leistungsaufnahme, so dass es im Wesentlichen für Digitalkameras benutzt wird, die eine hohe Bildqualität erfordern. Ein CMOS-Sensorchip (complementary metal oxide semiconductor) wird durch Integration eines analogen Signalverarbeitungsschaltkreises und eines digitalen Signalverarbeitungsschaltkreises auf einem Halbleiter gebildet. Der CMOS-Chip verbraucht eine Leistung von etwa 1/10 im Vergleich mit dem CCD-Sensorchip. Daneben sind erforderliche Komponenten im Allgemeinen in einem einzigen Chip gebildet, wodurch die Herstellung kleinerer Produkte ermöglicht wird. Durch die jüngsten Entwicklungen in der Technologie kann der CMOS-Chip eine hohe Bildqualität implementieren zusätzlich zu den erwähnten Vorteilen, so dass er für unterschiedliche Anwendungsfelder benutzt worden ist, wie eine Digitalkamera, ein Mobiltelefon mit Kamera, ein PMP, oder dergleichen.
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Die obere Fläche des Bildsensorchips 32 besitzt einen Wafer, umfassend den Bildsensor und die Unterseite des Bildsensorchips 32 ist mit einem Verbindungsteil 33 versehen, um mit dem Anschluss eines nicht gezeigten Hauptsubstrats verbunden zu werden, auf dem die Kamera befestigt ist.
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Das Verbindungsteil 33 kann aus einer elektrisch leitfähigen Paste hergestellt sein, insbesondere aus einer Lötpaste oder aus einem Silberepoxydharz. Zusätzlich kann das Verbindungsteil 33 die Form einer Lotkugel besitzen.
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Die Oberseite des Wafers der Bildsensoreinheit 30 ist mit einem ersten Elektrodenanschluss 35 zur elektrischen Verbindung der Autofokuseinheit 40 versehen und der erste Elektrodenanschluss 35 ist an einer Position ausgebildet, die der Position der Durchkontaktierung 50 auf dem Bildsensorchip 32 entspricht.
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Auf der Oberseite des Bildsensorchips 32 kann ein Abdeckglas 31 gebildet sein und eine Fläche des Abdeckglases 31 ist mit IR beschichtet, um als Infrarotunterbrechungsfilter zu dienen.
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Der Infrarotunterbrechungsfilter entfernt ein optisches Signal des infraroten Bereichs, bevor das optische Signal durch die Linse auf den Bildsensor einfällt, um lediglich das optische Signal des sichtbaren Strahlenbereichs zu empfangen, wodurch eine Farbe erhalten wird, die nahe bei der tatsächlichen Farbe ist.
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Das Abdeckglas 31 schützt die Bildentstehungsfläche, in der von der Linseneinheit 20 übertragenes Licht des Bildsensorchips 32 aufgenommen wird. Beispielsweise ist es möglich, zu verhindern, dass Fremdkörper in die Bildentstehungsfläche eindringen.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Kantenbereich des Abdeckglases 31 mit einem zweiten Durchgangsloch 34 versehen sein, das dem ersten Durchgangsloch 24 entspricht, das in der Linseneinheit 20 gebildet ist. Das erste und das zweite Durchgangsloch 24, 34 sind mit der elektrisch leitfähigen Paste gefüllt, um die Durchkontaktierung 50 zu bilden.
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Bezug nehmend auf 4 ist die Autofokuseinheit 40 an der Objektseite der Linseneinheit 20 angeordnet und steuert den Fokus der Linseneinheit 20 automatisch. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung benutzt die Autofokuseinheit 40 eine aktive Linse, die keinen VCA oder piezoelektrischen Aktuator benutzt, um den Fokus gemäß einem Objektabstand zu steuern.
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Die Autofokuseinheit 40 kann eine Flüssiglinse sein. Die Flüssiglinse hat die Aufgabe, die Autofokusfunktion bei einer Änderung des Objektabstands durchzuführen durch Ändern der Krümmung durch das Phänomen der starken Anziehung einer polaren Flüssigkeit bei statischer Elektrizität an einer mittleren Zwischenfläche zwischen der polaren Flüssigkeit und einer nicht polaren Flüssigkeit in Abhängigkeit einer Spannung, die an die Flüssiglinse angelegt wird, wodurch die Brechkraft der Linse durch die Änderung der Krümmung geändert wird.
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Zusätzlich kann die Autofokuseinheit 40 konfiguriert sein, um eine Linse zum Ändern der Brechkraft der Linse zum Verschieben des Fokus der Linse bei einer Änderung des Objektabstands zu erhalten und um eine aktive Linse zu erhalten zum Steuern einer Phase, um eine Verschlechterung der Abbreviatur bei einer Änderung der Brechkraft der Linse zu vermeiden.
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Die Unterseite der Autofokuseinheit 40 ist mit einem zweiten Elektrodenanschluss 45 versehen, um elektrisch mit dem Wafer der Bildsensoreinheit 30 verbunden zu sein. Der zweite Elektrodenanschluss 45 kann an dem unteren Kantenabschnitt der Autofokuseinheit 40 gebildet sein und er ist an einer Position ausgebildet, die der Position des Durchgangslochs 50 auf der Autofokuseinheit 40 entspricht.
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Dementsprechend kann die Autofokuseinheit 40 elektrisch mit der Bildsensoreinheit 30 verbunden sein durch elektrisches Verbinden des zweiten Elektrodenanschlusses 45 mit dem ersten Elektrodenanschluss 35, der auf dem Wafer der Bildsensoreinheit 30 gebildet ist, durch die Durchkontaktierung 50. Der Wafer der Bildsensoreinheit 30 ist mit einem Verdrahtungsmuster versehen, das unterschiedliche Formen besitzen kann.
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Die Durchkontaktierung 50 ist durch Auffüllen der ersten und zweiten Durchgangslöcher 24 mit der elektrisch leitfähigen Paste gebildet, so dass sie die Linseneinheit 20 und die Abdeckplatte 31 durchdringen. Die Bildung der Durchkontaktierung 50 kann mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgen, wobei eine Maske in dem Bereich gebildet wird, der sich von dem ersten und zweiten Durchgangslöchern 24 und 34 unterscheidet und durch Aufdrucken der elektrisch leitfähigen Paste mittels einer Presse. Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Dementsprechend kann jegliches Verfahren, das in der Lage ist, das elektrisch leitfähige Material in die ersten und zweiten Durchgangslöcher 24 und 34 einzufüllen, benutzt werden, ohne speziell beschränkt zu sein, und es können Verfahren benutzt werden wie Drucken (press printing), Handdruck (hand printing), Vakuumabsaugung (vacuum suction), oder dergleichen.
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Als elektrisch leitfähiges Material zur Herstellung der Durchkontaktierung 50 kann Ag (Silber), Cu (Kupfer), Au (Gold), Ni (Nickel), Pt (Platin), Pd (Palladium), Ti (Titan), Kohlenstoffnanoröhrchen, oder dergleichen benutzt werden.
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Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart, dass die Durchkontaktierung 50 auf dem Abdeckglas gebildet ist, es ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn das Abdeckglas 31 nicht vorhanden ist, kann die Durchkontaktierung 50 lediglich in der Linseneinheit 20 gebildet sein.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können zum Sicherstellen einer präzisen Position der Durchkontaktierung 50 die horizontalen Querschnittsflächen der Linseneinheit 20, der Bildsensoreinheit 30, und der Autofokuseinheit 40 so gebildet sein, dass sie im Wesentlichen übereinstimmen.
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Das Gehäuse 10 besitzt einen inneren Raum und eine Struktur, bei der seine oberen und unteren Abschnitte offen sind. Im einzelnen ist ein Aufnahmeteil 12 vorgesehen, das die Linseneinheit 20, die Bildsensoreinheit 30 und die Autofokuseinheit 40 aufnimmt und ein Kappenteil 11 kann vorgesehen sein, das so geformt ist, dass es als umgebogener Abschnitt des Aufnahmeteils 12 gebildet ist, um einen Abschnitt der Autofokuseinheit 40 abzudecken.
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Wie oben beschrieben ist bei dem Kameramodul gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Komponente zur elektrischen Verbindung der Autofokuseinheit 40 nicht an der Außenseite des Kameramoduls mittels eines separaten Bauteils vorgesehen, stattdessen ist sie in der Linseneinheit oder der Linseneinheit und dem Abdeckglas vorgesehen, um eine Erhöhung der Gesamtgröße des Kameramoduls zu vermeiden, wodurch eine Miniaturisierung des Kameramoduls erreicht wird.
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Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 beschrieben.
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5 ist ein Diagramm und zeigt einen Linsenwafer bei einem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 6 ist ein Diagramm und zeigt einen Abdeckglaswafer bei einem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 7 ist ein Diagramm und zeigt einen Bildsensorwafer bei dem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 8 ist ein Diagramm und zeigt einen Autofokuswafer bei dem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 5 bis 8 gezeigt ist, ist das Kameramodul gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch Herstellen der Linseneinheit, der Bildsensoreinheit und der Autofokuseinheit gebildet, wobei es sich um Komponenten im Wafermaßstab handelt, sowie durch Verteilen des Wafers in einzelne Einheiten und Stapeln der einzelnen Einheiten.
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In diesem Fall kann die Durchkontaktierung zum elektrischen Verbinden der Autofokuseinheit auch im Wafermaßstab hergestellt sein, wodurch die Produktivität verbessert wird.
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Es wird zunächst auf 5 Bezug genommen. Erste bis dritte Linsenwafer 210 bis 230, in denen jeweils mehrere Linsen angeordnet sind, werden entlang der optischen Achse gestapelt. Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann gebildet werden durch Stapeln von drei Lagen von Linsenwafern, es ist jedoch nicht darauf beschränkt. Dementsprechend können drei Lagen oder mehr oder weniger als drei Lagen der Linsenwafer gestapelt werden.
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Der gestapelte Linsenwafer 200 ist mit dem ersten Durchgangsloch 240 versehen, das den Linsenwafer 200 in Dickenrichtung durchdringt. Das Durchgangsloch kann durch ein Verfahren gebildet sein, bei dem ein Mikrobohrer verwendet wird, durch ein Stanzverfahren, durch ein Laserablationsverfahren, oder dergleichen.
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In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung eines Durchgangslochs nicht darauf beschränkt. Das Durchgangsloch kann gleichzeitig mit der Bildung des Linsenwafers gebildet sein, wobei ein Kunstharz bei der Herstellung des Vorsprungs entsprechend der Form des Durchgangslochs in der Form zum Bilden jedes Linsenwafers benutzt wird.
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Das erste Durchgangsloch 240 kann an einem Randteil gebildet sein, das jede Linseneinheit portioniert. Das bedeutet, dass das erste Durchgangsloch an Eckbereichen der Linseneinheit des Linsenwafers gebildet ist. Bei diesem Aufbau kann das Durchgangsloch in vier Linseneinheiten gleichzeitig gebildet werden, wodurch die Produktivität erhöht wird.
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Das Durchgangsloch wird gebildet durch Auffüllen des ersten Durchgangslochs 240 mit dem elektrisch leitfähigen Material. Als leitfähiges Material kann Ag, Cu, Au, Ni, Pt, Pd, Ti, Kohlenstoffnanoröhrchen oder dergleichen verwendet werden und das Durchgangsloch kann gebildet werden durch ein Siebdruckverfahren. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die bekannten Verfahren zur Herstellung des Durchgangslochs können benutzt werden.
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Bezug nehmend auf 6 wird ein zweites Durchgangsloch 340 auf dem Abdeckglaswafer 310 gebildet. Der Abdeckglaswafer 310 ist auf dem oberen Abschnitt des Bildsensorwafers 320 gestapelt, um die Bildentstehungsfläche des Bildsensors zu schützen.
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Das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfordert nicht notwendigerweise den Glaswafer 310 und wenn der Abdeckglaswafer 310 nicht konfiguriert ist, kann die Durchkontaktierung durch Auffüllen des ersten Durchgangslochs 140 mit dem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden.
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Das zweite Durchgangsloch 240 ist an dem Randbereich gebildet, der das Abdeckglas für das Einheitsmodul partitioniert, so dass die Durchgangslöcher in vier Abdeckgläsern gleichzeitig gebildet werden.
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Die Durchkontaktierung ist gebildet durch Auffüllen des zweiten Durchgangslochs 340 mit dem elektrisch leitfähigen Material. Die Durchkontaktierung kann in dem ersten Durchgangsloch 240, das auf dem Linsenwafer 200 gebildet ist, gebildet werden und es ist in dem zweiten Durchgangsloch 340 gebildet, das auf dem Abdeckglaswafer 310 gebildet ist. Diese Wafer sind gestapelt, so dass die Abschnitte, in denen die Durchkontaktierung gebildet ist, verbunden sind. Alternativ, nach dem Stapeln des Linsenwafers 200, auf dem das erste Durchgangsloch 240 gebildet ist und dem Abdeckglaswafer 310, auf dem das zweite Durchgangsloch 340 gebildet ist, kann die Durchkontaktierung zu dem Zeitpunkt gebildet werden, wenn die Durchgangslöcher 240 und 340 mit dem leitfähigen Material aufgefüllt werden.
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Die ersten und zweiten Durchgangslöcher 240 und 340 sind jeweils gebildet und können miteinander in Verbindung stehen durch die Stapelung, das beispielhafte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Nachdem der Linsenwafer 200 und das Abdeckglas 310 gestapelt worden sind, können die ersten und zweiten Durchgangslöcher 240 und 340 gleichzeitig durch gleichzeitiges Perforieren gebildet werden. In diesem Fall kann die Durchkontaktierung gleichzeitig in den ersten und zweiten Durchgangslöchern 240 und 340 gebildet werden.
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Bezug nehmend auf 7 ist die Unterseite des Bildsensorwafers 320 mit einem Verbindungsteil 330 versehen, um mit dem Anschluss des (nicht gezeigten) Hauptsubstrats verbunden zu werden, auf dem das Kameramodul befestigt ist und dessen Oberseite mit einem ersten Elektrodenanschluss 350 zum elektrischen Verbinden der Autofokuseinheit mit dem Schaltkreissubstrat des Bildsensors versehen ist.
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Das Verbindungsteil 330 kann aus einer elektrisch leitfähigen Paste hergestellt sein, im Einzelnen aus einer Lötpaste oder aus einem Silber-Epoxydharz. Zusätzlich kann das Verbindungsteil 330 die Form einer Lotkugel besitzen.
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Der erste Elektrodenanschluss 350 kann an einer Position gebildet sein, die den ersten und zweiten Durchgangslöchern 240 und 340 entspricht. Dementsprechend kann der erste Elektrodenanschluss 350 an einem Randbereich gebildet sein, der jede Bildsensoreinheit partitioniert, beispielsweise an Kantenabschnitten jeder Bildsensoreinheit als einzelner Elektrodenanschluss und er kann anschließend durch Verteilen entlang einer Zerteilungslinie DL getrennt werden.
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Bezug nehmend auf 8 ist ein zweiter Elektrodenanschluss 450 auf dem Autofokuswafer 400 gebildet. Der zweite Elektrodenanschluss 450 kann an einer Position entsprechend den ersten und zweiten Durchgangslöchern 240 und 340 gebildet sein. Der zweite Elektrodenanschluss 450 kann an einem Randteil gebildet sein, das jede Autofokuseinheit des Autofokuswafers 400 partitioniert, beispielsweise an Kantenabschnitten jeder Autofokuseinheit als einzelner Elektrodenanschluss und er kann anschließend durch Zerteilen entlang der Zerteillinie DL separiert werden.
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Nachdem jeder Wafer, der wie oben beschrieben hergestellt worden ist, gestapelt worden ist, wird das Kameramodul durch Zerteilen des Wafers entlang der Zerteilungslinie DL für jedes Modul und Einsetzen des zerteilten Wafers in das Gehäuse vervollständigt.
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Wie oben beschrieben wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jede Einheit, aus denen das Kameramodul besteht, als auch die Komponenten zum elektrischen Verbinden der Autofokuseinheiten im Wafermaßstab hergestellt, wodurch die Produktivität steigt.
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Wie oben beschrieben wurde, verringern das Kameramodul und das Verfahren zu seiner Herstellung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Zuwachs der Gesamtgröße, während die Autofokusfunktion implementiert wird.
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Beispielsweise ist die Reihenfolge der Verfahrensschritte bei der Herstellung der Durchkontaktierung und des Verfahrens zur Herstellung eines Kameramoduls gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich ein Beispiel und dementsprechend kann die Durchkontaktierung auf unterschiedliche Arten gebildet werden und jeder Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Kameramoduls kann in unterschiedlicher Reihenfolge gemäß situationsabhängigen Anforderungen erfolgen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass Änderungen und Abweichungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0138337 [0001]
