TWI417629B - 微型相機模組 - Google Patents

Description

微型相機模組

本發明係有關於感光裝置，特別係關於微型相機模組。

一傳統的自動對焦式微型相機模組與變焦式微型相機模組的一機械構件是藉由一排線(cable)或一可撓式的印刷電路板而電性連接於一外部的電路板。而上述外部的電路板式電性連接一影像感測器，因此上述影像感測器與對應的微型相機模組是間接地電性連接的狀態。如上所述，傳統的微型相機模組相關的電性連接的結構相當複雜，而且需要封膠材料來組裝傳統的微型相機模組與對應的影像感測器，因此其製造成本極高且產品尺寸相對較大，而會對其裝置的性能與良率造成不良影響。

因此，業界需要一嶄新的微型相機模組，以解決上述問題。

有鑑於此，本發明是提供一種微型相機模組，其包含：一影像感測裝置、一組光學元件、與一變焦裝置。此組光學元件是連接上述影像感測裝置，並具有一透鏡組。上述變焦裝置是連接此組光學元件，以調整上述透鏡組與上述影像感測裝置的距離。上述變焦裝置是直接電性連接上述影像感測裝置。

本發明又提供一種微型相機模組，包含：一影像感測器陣列晶片、一封裝層、一跡線組、一透明基板、一組光學元件、與一變焦裝置。上述影像感測器陣列晶片是在其一上表面具有一影像感測器陣列。上述封裝層是位於上述影像感測器陣列晶片的側表面與一下表面的之下。上述跡線組是具有複數個第一跡線與至少一第二跡線，上述第一跡線與上述至少一第二跡線是從上述影像感測器陣列晶片的上述上表面經由上述封裝層的側表面而延伸至上述封裝層的一下表面。上述透明基板是覆蓋上述影像感測器陣列晶片的上述上表面。此組光學元件是位於該透明基板上、並與上述影像感測器陣列對準，其具有一透鏡組。上述變焦裝置是連接此組光學元件，以調整上述透鏡組與上述影像感測器陣列之間的距離。而上述變焦裝置是直接電性連接上述至少一第二跡線。

本發明再提供一種微型相機模組，包含：一影像感測器陣列晶片、一貫穿孔組、一跡線組、一透明基板、一組光學元件、與一變焦裝置。上述影像感測器陣列晶片是在其一上表面具有一影像感測器陣列。上述貫穿孔組是具有在上述影像感測器陣列以外之處貫穿上述影像感測器陣列晶片之複數個第一貫穿孔與至少一第二貫穿孔。上述跡線組是具有複數個第一跡線與至少一第二跡線，其中上述第一跡線是分別從上述影像感測器陣列晶片的上述上表面經由上述第一貫穿孔而延伸至上述影像感測器陣列晶片的一下表面，而上述至少一第二跡線是從上述影像感測器陣列晶片的上述上表面經由上述至少一第二貫穿孔而延伸至上述影像感測器陣列晶片的上述下表面。上述透明基板是覆蓋上述影像感測器陣列晶片的上述上表面。此組光學元件是位於該透明基板上、並與上述影像感測器陣列對準，其具有一透鏡組。上述變焦裝置是連接此組光學元件，以調整上述透鏡組與上述影像感測器陣列之間的距離。而上述變焦裝置是直接電性連接上述至少一第二跡線。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：要瞭解的是本說明書以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例，以實施本發明的不同特徵。而本說明書以下的揭露內容是敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以求簡化發明的說明。當然，這些特定的範例並非用以限定本發明。例如，若是本說明書以下的揭露內容敘述了將一第一特徵形成於一第一特徵之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。

另外，在本發明特定實施例中，影像感測器陣列晶片是封裝於「晶片尺寸封裝」(chip scale package；CSP)形式的封裝體中，但是本發明亦可應用於將影像感測器陣列晶片是封裝於其他已知或未來會發展出的各種封裝形式的封裝體的情況。

第1圖為一示意的剖面圖，是顯示本發明第一實施例之微型相機模組。第2A~2B圖是顯示出第1圖所示之微型相機模組的例示的側視圖。請參考第1圖，所示微型相機模組是包含：一影像感測裝置、一組光學元件140、與一變焦裝置150。

在本實施例中，上述影像感測裝置是包含一晶片尺寸封裝體，上述晶片尺寸封裝體具有一影像感測陣列晶片100、一封裝層110、一跡線組120(請參考第2A或2B圖)、與一透明基板130。影像感測陣列晶片100是在其一上表面100a具有一影像感測器陣列105。影像感測陣列晶片100是從一半導體基底例如一元素半導體或化合物半導體的基底所製造。在本實施例中，影像感測陣列晶片100是由一單晶矽基底所製造，上述單晶矽基底還具有已預先形成的電子構件(未繪示)、內連線線路(未繪示)、與影像感測器陣列105。影像感測器陣列105為一感光構件，在本實施例中例如是一感光二極體的陣列，用以感應入射光並產生對應的電子信號。

封裝層110是位於影像感測陣列晶片100的側表面100b與一下表面100c的下方。在本實施例中，封裝層110是具有一黏著層111與一基底層112。黏著層111例如是環氧樹脂，其位於影像感測陣列晶片100的側表面100b與下表面100c的下方；而基底層112則位於黏著層111的下方。

請參考第1與2A或2B圖，跡線組120是具有複數個第一跡線121與至少一第二跡線122，這些第一跡線121與上述至少一第二跡線122是從影像感測陣列晶片100的上表面100a經由封裝層110的側表面110b而延伸至封裝層110的一下表面110c。在本實施例中，這些第一跡線121是傳輸影像感測器陣列105所產生的電子訊號，並提供對影像感測陣列晶片100作接地所需的電路路徑，而上述至少一第二跡線122則電性連接至變焦裝置150。跡線組120的形成方法已是廣為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知的技術(例如請參考美國專利公告第6,777,767所揭露者)，故在此省略其敘述。在本實施例中，視需求設置的複數個軟銲料球狀物或凸塊180是位於封裝層110的下方，用於信號的輸出/輸入與接地的連接。

透明基板130是覆蓋影像感測陣列晶片100的上表面100a。更具體而言，透明基板130是覆蓋影像感測陣列晶片100的影像感測器陣列105。透明基板130可以是玻璃、石英、或其他適當的透明材料。在本實施例中，透明基板130是玻璃，其黏著於間隔物135上，並藉由間隔物135而與影像感測陣列晶片100之間具有間隔。

在第1圖中，此組光學元件140是連接至上述影像感測裝置，並具有一透鏡組141。更具體而言，此組光學元件140是位於透明基板130的上方，並與影像感測器陣列105對準。在本實施例中，此組光學元件140更包含一外罩(housing)143、一支架組142、與一鏡頭開口144。外罩143是連接至上述影像感測裝置的透明基板130，並對透鏡組141提供支撐。可視需求在外罩143塗上一不透明的塗層(未繪示)，以避免不需要的光線入射至上述影像感測裝置內。支架組142托住透鏡組141，並將透鏡組141與外罩143連接。鏡頭開口144是使透鏡組141與影像感測器陣列105，以供光線經由鏡頭開口144、透鏡組141而入射至影像感測器陣列105。

在本實施例中，此組透鏡組141是包含一組凸透鏡141a與141b；在其他實施例中，此組透鏡組141可包含單一的透鏡或二個以上的透鏡，且可依據需求選擇適當的透鏡形式。在本實施例中，支架組142是具有一支架142a與一支架142b。支架142a是將透鏡組141的凸透鏡141a與外罩143連接，並使凸透鏡141a與影像感測器陣列105對準；而支架142b是將透鏡組141的凸透鏡141b與外罩143連接，並使凸透鏡141b與影像感測器陣列105對準。在其他實施例中，凸透鏡141a與141b可直接連接至外罩143，而不需要任何的支架。

請參考第1與2A或2B圖，變焦裝置150是連接至此組光學元件140，用以調整透鏡組141與上述影像感測裝置之間的距離；更具體而言，變焦裝置150是用以調整透鏡組141與影像感測器陣列105之間的距離。變焦裝置150是直接與上述影像感測裝置電性連接，因此上述影像感測裝置可直接控制變焦裝置150的作動。更具體而言，上述影像感測裝置是控制變焦裝置150沿著第1圖所示的箭號A的方向的來回運動，以在上述影像感測裝置的影像感測器陣列105在擷取影像時進行變焦。變焦裝置150可選自由一超音波馬達(piezo motor)、一步進馬達(stepping motor)、與一音圈馬達(voice coil motor)所組成之族群，以供前述的操作。

在本實施例中，變焦裝置150是更包含至少一延伸部件151與一外罩152，上述至少一延伸部件151是直接電性連接至上述影像感測裝置的上述至少一第二跡線122，上述外罩152則連接至上述影像感測裝置與此組光學元件140。因此，上述影像感測裝置可經由上述至少一第二跡線122與至少一延伸部件151，將信號傳送至變焦裝置150，用以控制變焦裝置150的作動。與習知技術比較，藉由本發明第一實施例的上述結構，可以縮短信號傳送的路徑，因此可以改善裝置的性能。另外，變焦裝置150是直接與上述影像感測裝置電性連接，所以不再需要傳統的排線、可撓式印刷電路板、與密封材料。因此，本發明第一實施例的影像感測裝置與變焦裝置150的組裝製程與結構可以得到簡化，而可以縮減產品尺寸，且可以改善產品的良率。

在本實施例中，變焦裝置150與上述影像感測裝置直接電性連接的位置，是在封裝層110與透明基板130之間。更具體而言，當考慮到上述影像感測裝置的上述至少一第二跡線122的延伸路徑時，變焦裝置150與上述影像感測裝置直接電性連接的位置，是在封裝層110的側表面110b與透明基板130的側表面130b之間。例如變焦裝置150的上述至少一延伸部件151可沿著透明基板130的側表面130b而延伸至封裝層110的側表面110b與透明基板130的側表面130b之間的位置，並直接電性接觸上述影像感測裝置的跡線組120的上述至少一第二跡線122。在其他實施例中，上述至少一第二跡線122是藉由一連接構件160，而直接電性連接至變焦裝置150；更具體而言，上述至少一第二跡線122是藉由連接構件160而直接電性連接至上述至少一延伸部件151。連接構件160是用於固接於上述至少一第二跡線122與變焦裝置150(上述至少一延伸部件151)之間，且/或減少二者之間的接觸電阻。連接構件160可例如是軟銲料(solder)、一扣夾(retaining clamp)、一套管(thimble)、或一異向性導電糊(anisotropic conduction paste)。

第2A~2B圖是顯示出第1圖所示之微型相機模組的沿著箭號B的例示的側視圖。請參考第2A圖，在組裝上述影像感測裝置與變焦裝置150之前，跡線組120的複數個第一跡線121與至少一第二跡線122均是保持在曝露的狀態，然後電性連接上述至少一第二跡線122與變焦裝置150，更具體而言是電性連接上述至少一第二跡線122與上述至少一延伸部件151。例如在第2B圖所示的其他實施例中，是在封裝層110的側表面110b與透明基板130的側表面130b(請參考第1圖)之間的位置，以絕緣材料170分別密封複數個第一跡線121。因此，使得複數個第一跡線121受到保護，而不會因為來自環境的水汽的入侵而發生腐蝕與剝離。而上述至少一第二跡線122與變焦裝置150、更具體而言是上述至少一第二跡線122與上述至少一延伸部件151是處於電性連接的狀態，其接點亦會保護上述至少一第二跡線122，避免因為來自環境的水汽的入侵而發生腐蝕與剝離。

第3圖為一示意的剖面圖，是顯示本發明第二實施例之微型相機模組。本實施例的微型相機模組與第一實施例的微型相機模組的組成幾乎相同，故為了簡潔，便省略對二者相同的部分的敘述。而本實施例的微型相機模組與第一實施例的微型相機模組的不同之處在於跡線組120的複數個第一跡線121與至少一第二跡線122的延伸路徑。

更具體而言，本發明第二實施例之微型相機模組還包含一貫穿孔組，上述貫穿孔組包含複數個第一貫穿孔101與至少一第二貫穿孔102，上述複數個第一貫穿孔101與至少一第二貫穿孔102是在影像感測器陣列105以外之處貫穿影像感測陣列晶片100。複數個第一跡線121是分別從影像感測陣列晶片100的上表面100a經由這些第一貫穿孔101而延伸至影像感測陣列晶片100的一下表面100c，而至少一第二跡線122是從影像感測陣列晶片100的上表面100a經由上述至少一第二貫穿孔102而延伸至影像感測陣列晶片100的下表面100c。在本實施例中，視需求設置的複數個軟銲料球狀物或凸塊180是分別黏著於位於影像感測陣列晶片100的下表面100c上之複數個第一跡線121與至少一第二跡線122的端點，用於信號的輸出/輸入與接地的連接。因此，在本實施例中，不需要第1圖所示之第一實施例的微型相機模組的封裝層110。在某些情況中，可視需求如同第1圖所示一般而在本實施例(第3圖所示)之微型相機模組設置封裝層110，而此時上述貫穿孔組與跡線組120均延伸至封裝層110的底部。

在本實施例中，上述至少一第二跡線122還經由影像感測陣列晶片100的上表面100a而延伸至影像感測陣列晶片100的側表面100b與透明基板130的側表面100b之間之處。因此，如同前文對第1、2A、2B圖所作的敘述，變焦裝置150、更具體而言是上述至少一延伸部件151，還沿著透明基板130的側表面130b延伸，並與上述至少一第二跡線122電性接觸。

第4圖為一示意的剖面圖，是顯示本發明第三實施例之微型相機模組。本實施例的微型相機模組與第二實施例的微型相機模組的組成幾乎相同，故為了簡潔，便省略對二者相同的部分的敘述。而本實施例的微型相機模組與第二實施例的微型相機模組的不同之處在於變焦裝置150、更具體而言是上述至少一延伸部件151還延伸而穿透透明基板130而直接電性連接上述至少一第二跡線122。因此，上述至少一第二跡線122就不需要經由影像感測陣列晶片100的上表面100a而延伸至影像感測陣列晶片100的側表面100b與透明基板130的側表面100b之間之處。在其他實施例中，上述至少一第二跡線122是藉由一連接構件160，而直接電性連接至變焦裝置150；更具體而言，上述至少一第二跡線122是藉由連接構件160而直接電性連接至上述至少一延伸部件151。連接構件160是用於固接於上述至少一第二跡線122與變焦裝置150(上述至少一延伸部件151)之間，且/或減少二者之間的接觸電阻。連接構件160可例如是軟銲料或一異向性導電糊。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．影像感測陣列晶片

100a．．．上表面

100b．．．側表面

100c．．．下表面

101．．．第一貫穿孔

102．．．第二貫穿孔

105．．．影像感測器陣列

110．．．封裝層

110b．．．側表面

110c．．．下表面

111．．．黏著層

112．．．基底層

120．．．跡線組

121．．．第一跡線

122．．．第二跡線

130．．．透明基板

130b．．．側表面

135．．．間隔物

140．．．光學元件

141．．．透鏡組

141a．．．凸透鏡

141b．．．凸透鏡

142．．．支架組

142a．．．支架

142b．．．支架

143．．．外罩

144．．．鏡頭開口

150．．．變焦裝置

151．．．延伸部件

152．．．外罩

160．．．連接構件

170．．．絕緣材料

180．．．軟銲料球狀物或凸塊

A．．．箭號

B．．．箭號

第1圖為一示意的剖面圖，是顯示本發明第一實施例之微型相機模組。

第2A~2B圖是顯示出第1圖所示之微型相機模組的例示的側視圖。

第3圖為一示意的剖面圖，是顯示本發明第二實施例之微型相機模組。

第4圖為一示意的剖面圖，是顯示本發明第三實施例之微型相機模組。

100．．．影像感測陣列晶片

100a上表面

100b．．．側表面

100c．．．下表面

105．．．影像感測器陣列

110．．．封裝層

110b．．．側表面

110c．．．下表面

111．．．黏著層

112．．．基底層

122．．．第二跡線

130．．．透明基板

130b．．．側表面

135．．．間隔物

140．．．光學元件

141．．．透鏡組

141a．．．凸透鏡

141b．．．凸透鏡

142．．．支架組

142a．．．支架

142b．．．支架

143．．．外罩

144．．．鏡頭開口

150．．．變焦裝置

151．．．延伸部件

180．．．軟銲料球狀物或凸塊

A．．．箭號

B．．．箭號

Claims (10)

1. 一種微型相機模組，包含：一影像感測器陣列晶片，在其一上表面具有一影像感測器陣列；一封裝層，位於該影像感測器陣列晶片的側表面與一下表面之下；一跡線組，具有複數個第一跡線與至少一第二跡線，該些第一跡線與該至少一第二跡線是從該影像感測器陣列晶片的該上表面經由該封裝層的側表面而延伸至該封裝層的一下表面；一透明基板，覆蓋該影像感測器陣列晶片的該上表面；一間隔物，在該透明基板與該影像感測器陣列晶片之間，該至少一第二跡線在該影像感測器陣列晶片的該上表面的部分是在該間隔物與該影像感測器陣列晶片之間；一組光學元件，位於該透明基板上、並與該影像感測器陣列對準，其具有一透鏡組；以及一變焦裝置，連接該組光學元件，以調整該透鏡組與該影像感測器陣列之間的距離；其中該變焦裝置是直接電性連接該至少一第二跡線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微型相機模組，其中該變焦裝置直接電性連接該至少一第二跡線之處，是在該封裝層與該透明基板之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微型相機模組，其中該變焦裝置直接電性連接該至少一第二跡線之處，是在該 封裝層的側表面與該透明基板的側表面之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之微型相機模組，其中在該封裝層的側表面與該透明基板的側表面之間之處，該些第一跡線是被一絕緣材料所密封。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微型相機模組，其中該變焦裝置是藉由軟銲料(solder)、一扣夾(retaining clamp)、一套管(thimble)、或一異向性導電糊(anisotropic conduction paste)，而直接電性連接該至少一第二跡線。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微型相機模組，其中該變焦裝置是選自下列所組成之族群：一超音波馬達(piezo motor)、一步進馬達(stepping motor)、與一音圈馬達(voice coil motor)。
7. 一種微型相機模組，包含：一影像感測器陣列晶片，在其一上表面具有一影像感測器陣列；一貫穿孔組，具有在該影像感測器陣列以外之處貫穿該影像感測器陣列晶片之複數個第一貫穿孔與至少一第二貫穿孔；一跡線組，具有複數個第一跡線與至少一第二跡線，其中該些第一跡線是分別從該影像感測器陣列晶片的該上表面經由該些第一貫穿孔而延伸至該影像感測器陣列晶片的一下表面，而該至少一第二跡線是從該影像感測器陣列晶片的該上表面經由該至少一第二貫穿孔而延伸至該影像感測器陣列晶片的該下表面；一透明基板，覆蓋該影像感測器陣列晶片的該上表 面；一間隔物，在該透明基板與該影像感測器陣列晶片之間，該至少一第二跡線在該影像感測器陣列晶片的該上表面的部分是在該間隔物與該影像感測器陣列晶片之間；一組光學元件，位於該透明基板上、並與該影像感測器陣列對準，其具有一透鏡組；以及一變焦裝置，連接該組光學元件，以調整該透鏡組與該影像感測器陣列之間的距離；其中該變焦裝置是直接電性連接該至少一第二跡線。
8. 如申請專利範圍第7項所述之微型相機模組，其中該至少一第二跡線還經由該影像感測器陣列晶片的該上表面而延伸至該影像感測器陣列晶片的側表面與該透明基板的側表面之間之處。
9. 如申請專利範圍第8項所述之微型相機模組，其中該變焦裝置還沿著該透明基板的側表面延伸，並與該至少一第二跡線電性接觸。
10. 如申請專利範圍第8項所述之微型相機模組，其中該變焦裝置是藉由軟銲料(solder)、一扣夾(retaining clamp)、一套管(thimble)、或一異向性導電糊(anisotropic conduction paste)，而直接電性連接該至少一第二跡線。