TWI637835B - 晶圓級透鏡封裝方法和相關的透鏡組件 - Google Patents
晶圓級透鏡封裝方法和相關的透鏡組件 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI637835B TWI637835B TW105102405A TW105102405A TWI637835B TW I637835 B TWI637835 B TW I637835B TW 105102405 A TW105102405 A TW 105102405A TW 105102405 A TW105102405 A TW 105102405A TW I637835 B TWI637835 B TW I637835B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- wafer level
- lens
- wafer
- packaged
- level lens
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0085—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing wafer level optics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/0074—Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
- B29D11/00807—Producing lenses combined with electronics, e.g. chips
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/51—Housings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C2045/1486—Details, accessories and auxiliary operations
- B29C2045/14868—Pretreatment of the insert, e.g. etching, cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00278—Lenticular sheets
- B29D11/00307—Producing lens wafers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
- B29L2011/0016—Lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
一種適用於封裝複數個晶圓級透鏡的封裝方法。每個晶圓級透鏡包括(a)具有相反面向的第一和第二表面的一基板和(b)在上述第一和第二表面的至少一者上之各別的透鏡元件。每個透鏡元件具有一透鏡表面,其朝向遠離基板的方向。上述方法包括:用一外殼材料部分地包住複數個晶圓級透鏡以產生一經封裝的晶圓級透鏡的晶圓。在經封裝的晶圓級透鏡的晶圓中,外殼材料藉由接觸各別的基板而支撐上述複數個晶圓級透鏡之每一者,和上述外殼係被塑形以形成分別用於複數個晶圓級透鏡的複數個外殼。
Description
本發明係有關於透鏡,特定而言係有關於晶圓級透鏡封裝方法和相關的透鏡組件。
照相機被結合到範圍廣泛的裝置內。例如,廣泛使用的消費型電子裝置,如電話、平板電腦和膝上型電腦,包括一照相機。這樣的裝置為了遵從目標成本,照相機必須以非常低的成本來製造。一個典型的照相機模組的製造成本是由以下組成(a)材料的成本,例如影像感測器、透鏡材料和封裝材料的成本,(b)封裝成本(包括組裝)。在許多情況下,封裝的成本是顯著的且甚至可能超過了材料成本。例如,影像感測器和透鏡兩者皆可廉價地以晶圓級方法生產,然而用於該照相機模組對準透鏡與影像感測器的製程和建構一個不漏光的外殼(除了觀景窗以外)的製程為非晶圓級的製程,其以一個不可忽略的形式貢獻一照相機模組的總成本。
陣列照相機,例如立體照相機,不僅在消費型電子,而且在汽車和機器視覺工業具有顯著的市場潛力。在一個陣列照相機中,每個透鏡必須對準其對應的影像感測器,且陣列照相機的每個單獨照相機必須不透光,使得沒有來自不想要的外部光的干擾,並且使得各個相機之間沒有串擾。封裝陣列照相機的方法是因此特別昂貴。
在一實施例中,一種適用於封裝複數個晶圓級透鏡的封裝方法。每個晶圓級透鏡包括(a)具有相反面向的第一和第二表面的一基板和(b)在第一和第二表面的至少一者上之各自的透鏡元件。每個透鏡元件具有一透鏡表面,其朝向遠離基板的方向。上述方法包括:以外殼材料部分地包住上述複數個晶圓級透鏡以產生經封裝的晶圓級透鏡的一晶圓。在經封裝的晶圓級透鏡的晶圓中,上述外殼材料藉由接觸各別的基板而支撐上述複數個晶圓級透鏡之每一
者,和上述外殼係被塑形以形成分別用於複數個晶圓級透鏡的複數個外殼。
在一實施例中,一透鏡組件包括一晶圓級透鏡,其具有(a)具有相反面向的第一和第二表面的基板和(b)在第一和第二表面的至少一者上的各別的透鏡元件。每個透鏡元件具有一透鏡表面,其朝向遠離基板的方向。上述透鏡組件還包括一體成形的外殼,其接觸基板並沿著第一表面和第二表面朝向晶圓級透鏡的光軸向內延伸。
100‧‧‧方法
110‧‧‧晶圓級透鏡
115‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
116‧‧‧外殼
117‧‧‧陣列
118‧‧‧外殼
121‧‧‧透鏡元件
122‧‧‧透鏡元件
130‧‧‧基板
140‧‧‧外殼材料
150‧‧‧晶圓
160‧‧‧照相機模組
170‧‧‧影像感測器
180‧‧‧陣列照相機模組
190‧‧‧影像感測器陣列
200‧‧‧先前技術的照相機模組
210‧‧‧晶圓級透鏡
212‧‧‧透鏡元件
214‧‧‧透鏡元件
216‧‧‧基板
220‧‧‧影像感測器
230‧‧‧底部間隔物
240‧‧‧頂部間隔物
250‧‧‧黑色塗層
280‧‧‧光軸
300‧‧‧先前技術的陣列照相機模組
302‧‧‧照相機
320‧‧‧影像感測器陣列
350‧‧‧黑色塗層
610‧‧‧圖
612‧‧‧下模塊
614‧‧‧上模塊
622‧‧‧不透明外殼材料
624‧‧‧注入口
626‧‧‧間隙
628‧‧‧間隙
630‧‧‧晶圓
632‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
634‧‧‧不透明外殼
636‧‧‧光軸
638‧‧‧照相機模組
640‧‧‧經封裝的透鏡陣列
644‧‧‧不透明外殼
648‧‧‧陣列照相機模組
650‧‧‧切割線
662‧‧‧深度
664‧‧‧延伸範圍
666‧‧‧深度
668‧‧‧延伸範圍
670‧‧‧深度(延伸長度)
672‧‧‧間隔物
673‧‧‧層
685‧‧‧影像感測器陣列
692‧‧‧凹槽
694‧‧‧凹槽
696‧‧‧凹槽
698‧‧‧凹槽
710‧‧‧圖
712‧‧‧下模塊
714‧‧‧上模塊
730‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡的晶圓
732‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
734‧‧‧不透明外殼
736‧‧‧視野角度
738‧‧‧照相機模組
744‧‧‧外殼
772‧‧‧錐形間隔物
773‧‧‧黏合劑層
774‧‧‧錐體
792‧‧‧凹槽
793‧‧‧錐體
796‧‧‧凹槽
797‧‧‧錐體
810‧‧‧圖
812‧‧‧下模塊
830‧‧‧晶圓
832‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
834‧‧‧不透明外殼
872‧‧‧凸緣
880‧‧‧影像感測器
892‧‧‧凹槽
893‧‧‧附加的內凹槽
910‧‧‧圖
912‧‧‧下模塊
930‧‧‧晶圓
932‧‧‧經封裝的透鏡陣列
934‧‧‧不透明外殼
938‧‧‧陣列照相機模組
950‧‧‧切割線
980‧‧‧影像感測器陣列
圖1根據一實施例說明了用於封裝複數個晶圓級透鏡的方法。
圖2說明了一先前技術的照相機模組。
圖3說明了一習知技術的陣列照相機模組。
圖4係根據一實施例用於圖1的方法的一流程圖。
圖5係根據一實施例用於封裝複數個晶圓級透鏡的另一種方法的一流程圖。
圖6根據一實施例概要性地說明了圖5的方法的某些步驟,以及晶圓級透鏡組件和由此所製造的照相機模組。
圖7根據另一實施例概要性地說明了圖5的方法的某些步驟,以及晶圓級透鏡組件和由此所製造的照相機模組。
圖8根據又一實施例概要性地說明了圖5的方法的某些步驟,以及經封裝的晶圓級透鏡和由此所製造的單一相機的照相機模組。
圖9根據一進一步的實施例概要性地說明了圖5的方法的某些步驟,以及經封裝的透鏡陣列和由此所製造的陣列照相機模組。
圖1說明了用於封裝複數個晶圓級透鏡110的一示範性的方法100。每個晶圓級透鏡110包括兩個透鏡元件121和122,其形成在一基板130的兩個相反面向的表面上。基板130是至少部分地對有意義的波長範圍內之光進行透射。在方法100中,複數個晶圓級透鏡110係被外殼材料140部分地包住以形成一經封裝的晶圓級透鏡115的晶圓150。晶圓150是在複數個晶圓級透鏡110周圍一體成形,使得外殼材料140形成一外殼116,以用於各晶圓級透鏡110。因此,晶圓150是可被切割,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡115,每個由晶圓級透鏡110和其外殼116組成。
透過生產晶圓150,方法100促進晶圓級透鏡110與影像感測器之簡易對準,以形成照相機模組。在某些實施例中,外殼材料140為不透明的。於此,“不透明”是指對在有意義的波長範圍內的波長之光大體上不透明,上述有意義的波長範圍例如相關的影像感測器會對其敏感的波長範圍。在這樣的實施例中,晶圓150的生產為每個晶圓級透鏡110本質上提供不透光的外殼。因此,方法100相較於先前技術的方法會促進簡化照相機模組的封裝。
方法100允許對晶圓150的外殼材料140進行塑形,使得經封裝的晶圓級透鏡115可以很容易地與影像感測器170組裝,以產生一照相機模組160。影像感測器170擷取藉由晶圓級透鏡110形成在其上的影像。在方法100的一實作中,晶圓150的外殼材料140是塑形成使得經封裝的晶圓級透鏡115可透過接合外殼116至影像感測器170上而直接安裝到影像感測器170上。在一實例中,晶圓150的外殼材料140是塑形成使得外殼116確保經封裝的晶圓級透鏡115與相對的影像感測器170適當的對準。
在方法100的一實施例中,晶圓150係被切割以對個別的經封裝的晶圓級透鏡115進行單一化。在本實施例中,方法100可以包括安裝複數個個別的經封裝的晶圓級透鏡115到相應的複數個影像感測器170,以形成複數個照相機模組160。
在另一實施例中,晶圓150係被切割以對經封裝的晶圓級透鏡115之陣列117進行單一化,每個陣列117具有從外殼材料140形成的外殼118。在本實施例中,方法100可以包括安裝複數個這樣的陣列117到相應的複數個影像感測器陣列190,以形成複數個陣列照相機模組180。每個影像感測器陣列190內的影像感測器的數目與每個陣列117中的晶圓級透鏡110的數量相匹配。在本實施例的一實作中,晶圓150的外殼材料140是塑形成使得陣列117可以透過接合外殼118到影像感測器陣列190上而直接安裝到影像感測器陣列190。在一實例中,晶圓150的外殼材料140是塑形成使得外殼118可以確保經封裝的晶圓級透鏡115與相對的影像感測器陣列190適當的對準。
在不脫離本發明的範圍之下,陣列117可包括兩個以上的晶圓級透鏡110,且陣列照相機模組180可包括兩個以上的個別的照相機。此外,透鏡元件121和122可以具有與圖1所示不同的形狀,而不脫離本發明的範圍。
圖2說明了一先前技術的照相機模組200。先前技術的照相機模組
200包括一影像感測器220和一由基板216和兩個透鏡元件212和214組成的晶圓級透鏡210。先前技術的照相機模組200還包括一底部間隔物230,用於將晶圓級透鏡210安裝到影像感測器220上時提供晶圓級透鏡210和影像感測器220之間一預先指定的間距。通常,上述預先指定的間距係為一讓晶圓級透鏡210和影像感測器220共同工作以提供某個目的之所需間距,例如作用為一照相機模組。此外,先前技術的照相機模組200包括一頂部間隔物240和一黑色塗層250。黑色塗層250阻擋至少一部分向影像感測器220傳播的不需要的光,亦即經由晶圓級透鏡210未適當成像到影像感測器220上的光。頂部間隔物240提供作為一平台以用於沉積黑色塗層250,用以阻止光以相對於晶圓級透鏡210的光軸280的一大於期望角度的角度朝向晶圓級透鏡210傳播。
先前技術的照相機模組200係由以下形成(a)對準晶圓級透鏡210(和底部間隔物230和頂部間隔物240)與相應的影像感測器220,(b)接合底部間隔物230、晶圓級透鏡210和頂部間隔物240到影像感測器220,及(c)沉積黑色塗層250。沉積黑色塗層250的製程包括避免將黑色塗層250沉積到透鏡元件212上或從透鏡元件212除去黑色塗層250的方法中的任一者。
如參照圖6-9將在下面進一步討論,方法100減少了基於一個晶圓級透鏡形成一照相機模組所需接合步驟的次數,乃因底部間隔物230和頂部間隔物240的等效物係藉由對外殼材料140進行塑形而一體成形,以形成晶圓150。此外,由於外殼材料140可為不透明,故方法100可不需要沉積黑色塗層250的一單獨的製程步驟。此外,方法100可以對外殼材料140進行塑形,使得外殼116的形狀本質上確保經封裝的晶圓級透鏡115與相應的影像感測器170適當的對準。
圖3說明了具有兩個個別的照相機302的一先前技術的陣列照相機模組300。先前技術的陣列照相機模組300係將先前技術的照相機模組200(圖2)擴展成為一陣列照相機。先前技術的陣列照相機模組300包括兩個晶圓級透鏡210,其使用底部間隔物230而安裝到影像感測器陣列320上。先前技術的陣列照相機模組300進一步包括頂部間隔物240和黑色塗層350。頂部間隔物240和黑色塗層350如參考圖2所討論,用於相同的目的。此外,黑色塗層350將照相機302彼此之間光學性地隔離。為了將照相機302彼此之間光學性地隔離,晶圓級透鏡210是位於彼此間相距一定的距離處,且黑色塗層350是沉積在晶圓級透鏡210之間。
先前技術的陣列照相機模組300是由以下形成(a)對準各晶圓級透鏡210(和底部間隔物230和頂部間隔物240)與相應的影像感測器陣列320的每一影像感測器,(b)接合底部間隔物230、晶圓級透鏡210及頂部間隔物240到影像感測器陣列320,及(c)沉積黑色塗層350。沉積黑色塗層350的製程包括避免將黑色塗層350沉積在透鏡元件212上或者從透鏡元件212去除黑色塗層350中之任一者。
如參照圖6-9將在下面進一步討論,方法100減少了基於多個晶圓級透鏡形成一陣列照相機模組所需接合步驟的次數,乃因底部間隔物230和頂部間隔物240的等效物是藉由對外殼材料140進行塑形而一體成形,以形成晶圓150。此外,由於外殼材料140可為不透明,故方法100可不需要沉積黑色塗層350的一單獨的製程步驟。此外,方法100可以對外殼材料140進行塑形,使得外殼118的形狀本質地確保陣列117與相應的影像感測器陣列190適當的對準。
圖4係為用於方法100(圖1)的流程圖400。在一步驟410中,方法400形成經封裝的晶圓級透鏡115的晶圓150。步驟410包括在外殼材料140中部分地包住複數個晶圓級透鏡110,使得外殼材料140形成一外殼116,以用於複數個晶圓級透鏡110之每一者。在某些實施例中,外殼材料140為不透明的,使得在步驟410中形成的外殼116為不透明的。步驟410包括對外殼材料140進行塑形的步驟412,使得其藉由對於每個晶圓級透鏡110接觸基板130,而支撐晶圓級透鏡110。此外,步驟412對外殼材料140進行塑形,使得每個外殼116具有開口,用於允許光線通過複數個晶圓級透鏡110傳播。
在一選擇性的步驟420中,晶圓150係被切割以形成複數個晶圓級透鏡組件。在一實施例中,上述複數個晶圓級透鏡組件的每一者係為一經封裝的晶圓級透鏡115。在本實施例中,步驟420包括切割晶圓150的步驟422,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡115。在另一實施例中,上述複數個晶圓級透鏡組件之每一者係為一陣列117。在本實施例中,步驟420包括切割晶圓150的步驟424,以產生複數個陣列117。在又一實施例中,複數個晶圓級透鏡組件包括經封裝的晶圓級透鏡115和陣列117兩者。在本實施例中,步驟420應用步驟422和424,到晶圓150相互不同的部分。相互不同的部分的一者或兩者可為非鄰近的。
選擇性地,方法400包括接合至少一個在步驟420中產生的晶圓級透鏡組件到一影像感測器模組的一步驟430,以形成一照相機模組。在方法400
包括步驟422的實施例中,步驟430的模組可為影像感測器170,且步驟430可以包括一步驟432。在步驟432中,至少一個經封裝的晶圓級透鏡115係被接合到影像感測器170,以形成至少一個相應的照相機模組160。在方法400包括步驟424的實施例中,步驟430的模組可為影像感測器陣列190,且步驟430可以包括一步驟434。在步驟434中,至少一個陣列117係被接合到影像感測器陣列190,以形成至少一個相應的陣列照相機模組180。
圖5係為一流程圖,其說明用於封裝複數個晶圓級透鏡110(圖1)的一示範性射出成型的方法500。方法500係為方法400(圖4)的一實施例。
圖6概要性地說明方法500的一實例連同根據方法500的此實例產生的經封裝的晶圓級透鏡的一示範性的晶圓630。圖6進一步說明了與方法500的此實例相關的示範性晶圓級透鏡組件(經封裝的晶圓級透鏡632和經封裝的透鏡陣列640),及照相機模組(照相機模組638和陣列照相機模組648)。圖5和6最好在一起觀看。
在一步驟510中,複數個晶圓級透鏡110係被放置在模具中。圖610說明了步驟510的一實例。在圖610中,複數個晶圓級透鏡110被放置在下模塊612中,例如使用本領域已知的取放技術。為清楚地說明,不是所有的晶圓級透鏡110,不是所有的透鏡元件121和122,且不是所有的基板130都被標記在圖6中。接著,一上模塊614係收合降於下模塊612上。圖620顯示產生的配置。同時,下模塊612和上模塊614包括至少一個注入口624。雖然圖6顯示上模塊具有一單一注入口624,而下模塊沒有注入口,但注入口的實際數量以及注入口(多個)的放置位置可以不同於圖6中所示,而不脫離本發明的範圍。下模塊612包括凹槽692,以用於對隨後注入到下模塊612和上模塊614構成的模具中的外殼材料進行塑形。同樣地,上模塊614包括凹槽696,以用於對外殼材料進行塑形。為清楚地說明,不是所有的凹槽692和696都標記在圖6中。
雖然圖6顯示了四個晶圓級透鏡110被放置在下模塊612中,但下模塊612和上模塊614可被配置為接受任何數量的晶圓級透鏡110。例如,下模塊612和上模塊614可被配置為接受數十、數百或數千個晶圓級透鏡110,以產生具有數十、數百或數千個晶圓級透鏡110的晶圓630。
在一實施例中,步驟510包括使用帶有凹槽的模具之步驟512,以用於保護各晶圓級透鏡110的透鏡元件121和122不被外殼材料140在方法500的
後續步驟中汙染。圖610和620顯示了步驟512的一實例。下模塊612包括具有深度662的凹槽694。深度662係當晶圓級透鏡110被放置在下模塊612內時相對於基板130所測量。深度662超過透鏡元件122從基板130開始起算的延伸範圍664,使得在各個凹槽694和相關聯的透鏡元件122之間有一間隙626。下模塊612沿著環繞透鏡元件122的路徑接觸基板130,以防止外殼材料進入間隙626。相似地,上模塊614包括具有深度666的凹槽698。深度666係當上模塊614緊閉在下模塊612之上時相對於基板130所測量。深度666超過透鏡元件121從基板130起算的延伸範圍668,使得在各個凹槽698和相關聯的透鏡元件121之間有一間隙628。上模塊614沿著環繞透鏡元件121的路徑接觸基板130,以防止外殼材料進入間隙628。為清楚地說明,不是所有的凹槽694,且不是所有的凹槽698都被標記在圖6中。
在一步驟520中,外殼材料140係被注入到模具中。圖620說明了步驟520的一實例,其中一不透明外殼材料622係通過注入口624被注入到由下模塊612和上模塊614組成的模具中,直到至少大體上填充凹槽692和696。
在一步驟530中,外殼材料140是在模具中被固化,以形成晶圓150。經封裝的晶圓級透鏡632的晶圓630係為步驟530基於由下模塊612和上模塊614組成的示範性模具的一示範性結果。晶圓630係為晶圓150的一實施例。每個經封裝的晶圓級透鏡632係為經封裝的晶圓級透鏡115的一實施例,且包括晶圓級透鏡110和一些硬化的不透明外殼材料622。
選擇性地,方法500包括執行方法400的步驟420以形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件的步驟540。圖6顯示了根據步驟422藉由沿著切割線650切割晶圓630,而在步驟540中形成的一示範性的經封裝的晶圓級透鏡632。圖6還顯示了根據步驟424藉由沿著切割線650的一有效子集合切割晶圓630,而在步驟540中形成的一示範性經封裝的透鏡陣列640。經封裝的透鏡陣列640包括兩個晶圓級透鏡110。雖然下模塊612和上模塊614係於圖6中顯示為生產一不需要沿其周邊位置切割之晶圓630,但下模塊612和上模塊614可配置以產生沿著周邊具有多餘材料的晶圓630。在這種情況下,切割線650也被包含在沿著晶圓630的周邊。
方法500可以進一步包括執行方法400的步驟430以形成至少一個照相機模組的步驟550。圖6說明了步驟550的示範性結果。在一實例中,經封裝
的晶圓級透鏡632係被接合到影像感測器680,以形成一照相機模組638。影像感測器680係為影像感測器170的一實施例。照相機模組638係為照相機模組160的一實施例。在另一實例中,經封裝的透鏡陣列640係被接合到影像感測器陣列685,以形成一陣列照相機模組648。影像感測器陣列685係為影像感測器陣列190的一實施例,且包括兩個影像感測器。陣列照相機模組648係為陣列照相機模組180的一實施例。
經封裝的晶圓級透鏡632包括晶圓級透鏡110和從不透明外殼材料622形成的不透明外殼634。不透明外殼634係為外殼116的一實施例。不透明外殼634接觸基板130和沿徑向方向(正交於晶圓級透鏡110的光軸636)圍繞晶圓級透鏡110。不透明外殼634由此形成一具有開口的不漏光的包殼,上述開口允許光通過晶圓級透鏡110傳播。不透明外殼634覆蓋基板130的面向遠離光軸636的部分。不透明外殼634從基板130的周邊朝向光軸636沿著(a)持有透鏡元件121的基板130的表面,及(b)持有透鏡元件122的基板130的表面向內延伸。經封裝的晶圓級透鏡632可在步驟550中藉由接合不透明外殼634到影像感測器680上而被接合到影像感測器680。
選擇性地,一層673是位於不透明外殼634和影像感測器680之間。在一實作中,層673係為一黏合劑。黏合劑可以包括一環氧樹脂、一雙面膠帶、一轉貼膠帶或另一種在本領域中已知的黏接劑。在另一實作中,層673包括一黏合劑,如以上所述者,和一額外的間隔物。
由於與先前技術的照相機模組200(圖2)相比,經封裝的晶圓級透鏡632的不透明外殼634一體地形成底部間隔物230、頂部間隔物240以及黑色塗層250的等效物。
經封裝的透鏡陣列640包括兩個晶圓級透鏡110和從不透明外殼材料622形成的一不透明外殼644。不透明外殼644係為外殼118的一實施例。不透明外殼644接觸每個基板130且沿著徑向方向(垂直於光軸636)圍繞各晶圓級透鏡110。不透明外殼644由此形成一具有開口的不漏光的包殼,上述開口允許光通過各晶圓級透鏡110傳播。對於每個晶圓級透鏡110,不透明外殼644覆蓋基板130面向遠離相關光軸636的部分。對於每個晶圓級透鏡110,不透明外殼644從基板130的周邊朝向光軸636沿著(a)持有透鏡元件121的表面和(b)持有透鏡元件122的表面向內延伸。經封裝的透鏡陣列640可在步驟550中藉由接合不透明外殼
644到影像感測器陣列685上而被接合到影像感測器陣列685,從而形成了陣列照相機模組180的一實施例。選擇性地,層673是位於不透明外殼644的至少一些部分和影像感測器陣列685之間。在一實作中,層673係為一黏合劑,如以上所討論,並位於不透明外殼644和影像感測器陣列685之間沿著圍繞影像感測器陣列685的外圍路徑。
在不脫離本發明的範圍之下,經封裝的透鏡陣列640可以包括兩個以上的晶圓級透鏡110,例如排列成一2×2陣列的四個晶圓級透鏡110或排列成一1×3陣列的三個晶圓級透鏡110。有關於此,影像感測器陣列685係被配置為經封裝的透鏡陣列640的各晶圓級透鏡110匹配一影像感測器。
與先前技術的陣列照相機模組300(圖3)相比,不透明外殼644一體地形成底部間隔物230、頂部間隔物240及黑色塗層350的等效物。此外,兩個晶圓級透鏡110是在一單一步驟中對準,而先前技術的陣列照相機模組300的兩個晶圓級透鏡210是分別對準。因此,方法500的對準過程和組裝過程相較於先前技術是大大簡化。
在一實施例中,步驟510包括使用具有凹槽的模具以用於根據晶圓級透鏡110和相關的影像感測器之間的預先指定的間距對間隔物進行塑形的步驟514。在本實施例中,步驟530包括產生具有間隔物的晶圓150的步驟534。圖610和晶圓630說明本實施例的一實例。凹槽692具有深度670。深度670係當晶圓級透鏡110被放置在下模塊612內時相對於基板130所測量。因此,晶圓630包括具有沿光軸636遠離基板130的方向之延伸長度670的間隔物672,其在與透鏡元件122相關聯的基板130的一側。在一實作中,不算置於其間的任何黏合劑,延伸長度670與介於經封裝的晶圓級透鏡632和影像感測器680間預先指定的間距(或經封裝的透鏡陣列640和影像感測器陣列685之間預先指定的間距)匹配。
在一實施例中,步驟510包括使用一具有錐形凹槽的模具用來為每個晶圓級透鏡110塑形一錐形外殼的步驟516。在本實施例中,步驟530包括產生具有一錐體圍繞每個晶圓級透鏡110的晶圓150的步驟536。
圖7概要性地說明當實施步驟516和536時,方法500(圖5)的一實例。圖7還顯示了根據方法500的此實例產生的經封裝的晶圓級透鏡中的一示範性的晶圓730。此外,圖7顯示與方法500的此實例關聯的示例性的晶圓級透鏡組件(經封裝的晶圓級透鏡732和經封裝的透鏡陣列740),和照相機模組(照相機模
組738和陣列照相機模組748)。包括步驟516和536之方法500的實施例最好與圖7一起觀看。
圖710說明基於一下模塊712和一上模塊714之步驟516的一實例。下模塊712是類似於下模塊612,除了凹槽692係由凹槽792所取代之外。上模塊714類似於上模塊614,除了凹槽696被凹槽796所取代之外。凹槽792具有一錐體793,且凹槽796具有一錐體797。錐體793和797可為階梯式的錐體,如圖7中所示,或光滑錐體,而不脫離本發明的範圍。
晶圓730係為當在步驟510中使用下模塊712和上模塊714時步驟530與步驟536實行的一示範性的結果。錐體793在與透鏡元件122相關聯的晶圓級透鏡110的一側上產生一錐形間隔物772,其圍繞每個晶圓級透鏡110。與晶圓630(圖6)相比,間隔物672係由錐體793所塑形的錐形間隔物772所取代。錐體797在晶圓級透鏡110的光接收側上產生一錐體774,其圍繞各晶圓級透鏡110,上述光接收側即與透鏡元件121相關聯的一側。錐體774提供從視野內(由視野角度736所表示)朝向晶圓級透鏡110傳播的光的最佳接收,同時還提供從該視野外朝向晶圓級透鏡110傳播的光的最佳阻擋。錐體797可具有與一預先指定的視野角度736匹配之任何角度。
晶圓730可被用在選擇性步驟540,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡732和/或複數個經封裝的透鏡陣列740。經封裝的晶圓級透鏡732類似於經封裝的晶圓級透鏡632,除了不透明外殼634被替換為具有錐形間隔物772和錐體774的不透明外殼734。經封裝的透鏡陣列740是類似於經封裝的透鏡陣列640,除了不透明外殼644被替換為外殼744。外殼744是類似於不透明外殼644,除了具有錐形間隔物772和錐體774以外。
在選擇性的步驟550中,至少一個經封裝的晶圓級透鏡732被接合到影像感測器680,如參考圖6所討論,以形成一照相機模組738,且/或至少一個經封裝的透鏡陣列740是接合到影像感測器陣列685,如參考圖6所討論,以形成一陣列照相機模組748。照相機模組738係為照相機模組160的一實施例,且陣列照相機模組748係為陣列照相機模組180的一實施例。
在一實施例中,步驟510包括使用帶有凹槽的模具以用於對凸緣進行塑形的步驟518。在本實施例中,步驟530包括產生具有凸緣的晶圓150的一步驟538。這些凸緣定義了經封裝的晶圓級透鏡115與影像感測器170的對準,及
/或定義了陣列117與影像感測器陣列190的對準。
圖8顯示方法500(圖5)的一實例,其係當與步驟518和538,連同經封裝的晶圓級透鏡的一示範性的晶圓830實施時。圖8還顯示一示範性的經封裝的晶圓級透鏡832和透過方法500的實例產生的一示範性的照相機模組838。在圖8所顯示的實例因此與實行步驟518和538之方法500的一實施例相關聯,且係經修改以用於產生(a)具有一單一的晶圓級透鏡的經封裝晶圓級透鏡,和(b)具有一單一的照相機的照相機模組。方法500的此實施例最好和圖8一起觀看。
圖810顯出了基於一下模塊812和一上模塊714(圖7)的步驟518的一實例。下模塊812是類似於下模塊712,不同之處在於凹槽792由凹槽892所取代。凹槽892具有錐體793和一深度大於深度670的附加的內凹槽893。
圖8顯示經封裝的晶圓級透鏡832的一示範性的晶圓830。晶圓830係當在與步驟518一同實施的步驟510中使用下模塊812時,與步驟538一同實施的步驟530的一示範性的結果。與晶圓730(圖7)相比,一附加的凸緣872出現在錐形間隔物772上。因此,在晶圓830中的各晶圓級透鏡是,在與透鏡元件122相關聯的一側上,被錐形間隔物772和凸緣872所包圍。
晶圓830可在選擇性的步驟540中使用,其以步驟422(圖4)實施,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡832。經封裝的晶圓級透鏡832類似於經封裝的晶圓級透鏡732,除了不透明外殼734被替換為不透明外殼834。不透明外殼834類似於不透明外殼734,除了還包括凸緣872。
在以步驟432執行之選擇性的步驟550中,至少一個經封裝的晶圓級透鏡832被接合到影像感測器880,以形成照相機模組160的一實施例。凸緣872接觸或幾乎接觸影像感測器880的兩側,以定義經封裝的晶圓級透鏡832相對於影像感測器880的對準。錐形間隔物772定義了影像感測器880和晶圓級透鏡110之間的間隔(除了選擇性的層673以外),而凸緣872定義了晶圓級透鏡110在正交光軸636的維度上的位置。因此,凸緣872可以消除當組裝先前技術的照相機模組200(圖2)時,所需的一主動對準步驟。
圖9顯示了方法500(圖5)的另一實例,其係當與步驟518和538,連同經封裝的晶圓級透鏡的一示例性的晶圓930實現時。圖9進一步顯示了一示範性的經封裝的透鏡陣列932和由方法500的此實例所產生的一示範性的陣列照相機模組938。圖8中說明的實例因此與方法500的一實施例相關聯,它實施步驟
518和538,且係經修改以用於生產經封裝的透鏡陣列和陣列照相機模組。方法500的此實施例最好與圖9一起觀看。
圖910顯示了基於一下模塊912和上模塊714(圖7)的步驟518的一實例。下模塊912結合下模塊712和下模塊812的屬性,以包括凹槽792和凹槽892兩者。
圖9顯示經封裝的透鏡陣列932的一示範性的晶圓930。晶圓930係在步驟510中利用下模塊912時以步驟538執行步驟530的一示範性的結果。與晶圓830(圖7)相比,附加的凸緣872存在於錐形間隔物772上的一些地方,而其他有錐形間隔物772的地方沒有凸緣872。
晶圓930可在選擇性的步驟540中使用,其以步驟424(圖4)執行,以產生複數個經封裝的透鏡陣列932。在選擇性步驟540中,晶圓930是沿著與具有凸緣872的位置重合之切割線950切割,使得每個經封裝的透鏡陣列932具有沿其周邊的凸緣872。
在以步驟434實行之選擇性的步驟550中,至少一個經封裝的透鏡陣列932是接合到影像感測器陣列980,以形成陣列照相機模組180的一實施例。凸緣872接觸或幾乎接觸影像感測器陣列980的兩側,以定義經封裝的透鏡陣列932相對於影像感測器陣列980的對準。錐形間隔物772係定義影像感測器880和晶圓級透鏡110之間的間隔(除了選擇性的層673以外),並提供由經封裝的透鏡陣列932和影像感測器陣列980形成的陣列照相機模組的各個照相機之間的光阻隔。凸緣872定義了晶圓級透鏡110在垂直光軸636的維度上的位置。因此,凸緣872可以消除先前技術的照相機模組200(圖2)組裝時,所需要的一主動對準步驟。
在圖9所示的實例中,凹槽892和切割線950是被配置成用以產生複數個經封裝的透鏡陣列932,每一者具有兩個晶圓級透鏡110。然而,凹槽892和切割線950可被配置成使得步驟540產生複數個經封裝的透鏡陣列932,其中至少一些的每一者都具有兩個以上的晶圓級透鏡110,而不脫離本發明的範圍。此外,凹槽892和切割線950可被配置成使得步驟540產生晶圓級透鏡組件的組合,其包括至少一個經封裝的晶圓級透鏡832和至少一個經封裝的透鏡陣列932。應理解者為,這樣的晶圓級透鏡組件可在步驟550中,以相應數量和影像感測器的配置與影像感測器模組相結合。
在不脫離本發明的範圍下,方法500可被執行以產生經封裝的晶
圓級透鏡的晶圓,其結合晶圓630、730、830和930的特徵。在一實例中,步驟510產生一晶圓,其可在步驟540中被切割,以產生選自下列所組成的群組之至少兩個不同的晶圓級透鏡組件:經封裝的晶圓級透鏡632、經封裝的透鏡陣列640、經封裝的晶圓級透鏡732、經封裝的透鏡陣列740、經封裝的晶圓級透鏡832及經封裝的透鏡陣列932。在另一實例中,步驟510產生可在步驟540中被切割之一晶圓,以產生一或多個晶圓級透鏡組件,每一者結合了經封裝的晶圓級透鏡632、經封裝的透鏡陣列640、經封裝的晶圓級透鏡732、經封裝的透鏡陣列740、經封裝的晶圓級透鏡832及經封裝的透鏡陣列932的特徵。例如,非錐形間隔物可以與凸緣相結合,且/或非錐形間隔物可與錐形間隔物相結合。
特徵組合
如上所述的特徵以及下面所主張者可以各種方式合併,而不脫離本發明的範圍。例如,將理解者為,在此描述的一晶圓級透鏡封裝方法,或相關聯的透鏡組件或照相機模組的若干觀點,可與本文中所描述之另一晶圓級透鏡封裝方法,或相關聯的透鏡組件或照相機模組的若干特徵相結合或交換。下列實例說明了上述實施例的可能的、非限制性的組合。應當清楚者為,可以對所述的方法和設備做許多其他的變化和修改而不脫離本發明的精神和範圍:
(A1)一用於封裝晶圓級透鏡的方法可以應用於複數個晶圓級透鏡,每一者具有(a)一基板,其具有相反面對的第一和第二表面和(b)在第一和第二表面中的至少一者上的相應的透鏡元件,每個透鏡元件具有朝向遠離基板之透鏡表面。
(A2)標記為(A1)的方法可以包括以外殼材料部分地包圍上述複數個晶圓級透鏡,以產生經封裝的晶圓級透鏡的晶圓。
(A3)在標記為(A2)的方法中,上述外殼材料可以藉由接觸相應的基板而支撐上述複數個晶圓級透鏡之每一者。
(A4)在標記為(A3)的方法中,上述外殼可被塑形以在經封裝的晶圓級透鏡的晶圓內形成複數個外殼,以分別用於複數個晶圓級透鏡。
(A5)在標記為(A4)的方法中,每一個外殼都具有開口,用於允許光分別通過複數個晶圓級透鏡傳播。
(A6)在標記為(A2)到(A5)的方法的每一者,部分地包圍的步驟可包括對外殼材料進行塑形,使得每個外殼沿著上述第一表面和上述第二表面向
內朝向晶圓級透鏡的光軸延伸。
(A7)在標記為(A2)到(A6)的方法中的每一者,上述外殼材料可為不透明的,以防止外部光通過外殼材料洩漏到與每個晶圓級透鏡相關的光學路徑內。
(A8)在標記為(A2)到(A7)的方法中的每一者,部分地包圍的步驟可包括(a)將上述複數個晶圓級透鏡配置到模具中,(b)將上述外殼材料注入於模具中,和(c)在模具中藉由硬化上述外殼材料而形成經封裝的晶圓級透鏡的晶圓。
(A9)在標記為(A8)的方法中,上述模具可包括第一凹槽,用於通過配置、注入和模造的步驟形成複數個外殼。
(A10)在標記為(A9)的方法中,上述模具可以進一步包括具有深度超過透鏡表面進到模具中的突出深度之第二凹槽,上述透鏡表面與各別的第二凹槽相關聯,用以防止外殼材料沉積在透鏡表面上。
(A11)在標記為(A2)到(A10)的方法中的每一者可進一步包括切割經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,以形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件,每一者包括至少一個晶圓級透鏡。
(A12)標記為(A11)的方法可以進一步包括將上述複數個經封裝的晶圓級透鏡組件的至少一者接合到一影像感測器模組,以形成一光學組件。
(A13)在標記為(A12)的方法中,接合的步驟可包括接合外殼材料到影像感測器模組。
(A14)在標記為(A2)到(A13)的方法中的每一者,部分地包圍的步驟可以包括對經封裝的晶圓級透鏡的晶圓進行塑形,使得上述外殼材料的一部分形成背離上述第一表面的間隔物。
(A15)在標記為(A14)的方法中,上述間隔物可具有延伸長度,其係沿著晶圓級透鏡之光軸的方向,其係根據介於(a)每個晶圓級透鏡和(b)與經封裝的晶圓級透鏡的晶圓分離的相應的影像感測器模組之間的預先指定之間距。
(A16)標記為(A15)的方法可以進一步包括切割經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡組件,其中各晶圓級透鏡組件包括至少一個晶圓級透鏡和至少一個間隔物。
(A17)標記為(A16)的方法可以進一步包括在預先指定的間距上使用至少一個間隔物,安裝至少一個經封裝的晶圓級透鏡組件到相應的影像感
測模組上。
(A18)在標記為(A17)的方法中,塑形的步驟可以包括對上述外殼材料進行塑形,使得每一個晶圓級透鏡是與沿著上述第一延伸長度的晶圓級透鏡的一光學路徑的一包殼相關,其中上述包殼是由間隔物形成。
(A19)在標記為(A18)的方法中,切割的步驟可以包括切割經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,以產生經封裝的晶圓級透鏡組件,每一者包括恰好一個的晶圓級透鏡和恰好一個的間隔物。
(A20)在標記為(A19)的方法中,上述外殼材料可為不透明的,使得對於至少一個上述經封裝的晶圓級透鏡組件之每一者,上述間隔物中的一者防止外部光洩漏進入與晶圓級透鏡之一者相關聯的光學路徑內。
(A21)在標記為(A18)的方法中,切割的步驟可以包括切割上述經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,使得經封裝的晶圓級透鏡組件的至少一者,參照在裝配的步驟中,包括N個晶圓級透鏡和與N個晶圓級透鏡相關聯的包殼,其中N係為大於一的整數。
(A22)在標記為(A21)的方法中,在裝配的步驟中,各自的影像感測器模組可具有N個影像感測器。
(A23)在標記為(A22)的方法中,裝配的步驟可以包括接合至少一個經封裝的晶圓級透鏡組件的一者到相應的影像感測器模組上,以形成一陣列照相機的至少一部分。
(A24)在標記為(A23)的方法中,上述外殼材料可為不透明的,以防止光在陣列照相機的各個照相機之間洩漏。
(A25)在標記為(A2)到(A24)的方法中之每一者,部分地包圍的步驟可以包括對上述經封裝的晶圓級透鏡的晶圓進行塑形,使得上述外殼材料的一部分形成凸緣,其背向上述第一表面,用於安裝至少一些晶圓級透鏡到與經封裝的晶圓級透鏡的晶圓分離之相應的影像感測器模組。
(A26)標記為(A25)的方法可以進一步包括切割上述經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡組件,每一者包括至少一個晶圓級透鏡和至少一個凸緣。
(A27)標記為(A26)的方法可以進一步包括對於至少一個上述經封裝的晶圓級透鏡組件,安裝一相應的凸緣到相應的影像感測器模組的周邊上。
(A28)在標記為(A27)的方法中,切割的步驟可以包括切割經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,使得經封裝的晶圓級透鏡組件的至少一者,參照在安裝的步驟中,包括N個晶圓級透鏡和凸緣的一部分,其中N係為大於一的整數。
(A29)在標記為(A28)的方法中,形成凸緣的步驟可以包括對於上述至少一個經封裝的晶圓級透鏡組件,產生一周邊凸緣,其在一正交於N個晶圓級透鏡的光軸的平面上共同描述一環繞N個晶圓級透鏡的周邊路徑。
(A30)在標記為(A29)的方法中,切割的步驟可以包括切割經封裝的晶圓級透鏡的晶圓,使得至少一個經封裝的晶圓級透鏡組件包括上述N個晶圓級透鏡和周邊凸緣。
(A31)在標記為(A30)的方法中,在安裝的步驟中,各別的影像感測器模組可具有N個影像感測器。
(A32)在標記為(A31)的方法中,安裝的步驟可以包括對於至少一個經封裝的晶圓級透鏡組件之每一者,接合上述周邊凸緣到相應的影像感測器模組上,以形成一陣列照相機。
(A33)在標記為(A32)的方法中,上述外殼材料可為不透明的,使得上述周邊凸緣防止外部光通過外殼材料洩漏到與N個晶圓級透鏡相關聯的光學路徑內。
(A34)在標記為(A33)的方法中,對晶圓進行塑形的步驟可以進一步包括對於上述至少一個經封裝的晶圓級透鏡組件的每一者,形成至少一個間隔物,其背離上述第一表面。
(A35)在標記為(A34)的方法中,上述至少一個間隔物之每一者可以具有延伸長度,其係沿著N個晶圓級透鏡的光軸方向,其係根據介於(a)上述N個晶圓級透鏡和(b)相應的影像感測器模組之間的預先指定的間距,上述至少一個間隔物是配置成防止光在陣列照相機的各個照相機之間洩漏。
(B1)一透鏡組件可以包括一晶圓級透鏡,其具有(a)一具有面向相反的第一和第二表面的基板和(b)一各自的透鏡元件,其在上述第一和第二表面的至少一者上,其中每個透鏡元件具有一透鏡表面,其朝向遠離基板。
(B2)標記為(B1)的透鏡組件可以進一步包括一體成形的外殼,其接觸基板並沿第一表面和第二表面朝向晶圓級透鏡的光軸向內延伸。
(B3)在標記為(B2)的透鏡組件中,上述一體成形的外殼可為不透
明的。
(B4)在標記為(B3)的透鏡組件中,上述一體成形的外殼可以在垂直於光軸的維度上環繞上述晶圓級透鏡。
(B5)在標記為(B2)至(B4)的透鏡組件中之每一者可使用標記為(A2)到(A35)的方法中之一者或多者來製造。
可以對上述系統和方法做變化而不脫離本發明的範圍。因此應當注意者為,包含在上述敘述和顯示在圖式中的事項應當被解釋為說明性的而不是限制性的。下面的申請專利範圍旨在涵蓋本文中所描述的一般性的和特定的特徵,以及本發明的方法和系統的範圍之所有陳述,其中上述本發明的方法和系統的範圍之所有陳述在文義上可說是落入其間。
Claims (19)
- 一種封裝方法,用於封裝複數個晶圓級透鏡,每個該晶圓級透鏡包括(a)具有相對面向的一第一表面和一第二表面的一基板和(b)在該第一表面和該第二表面中的至少一者上的一相應透鏡元件,每個透鏡元件具有面向遠離該基板的一透鏡表面,該封裝方法包括:以一外殼材料部分地包圍該複數個晶圓級透鏡,以產生經封裝的晶圓級透鏡的一晶圓,經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓是在該複數個晶圓級透鏡周圍一體成形,該外殼材料藉由接觸各自的該基板而支撐該複數個晶圓級透鏡的每一者,在經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓中,該外殼係被塑形以形成複數個外殼,以分別用於該複數個晶圓級透鏡;其中部分地包圍的步驟包括對該外殼材料進行塑形,使得每個該外殼沿該第一表面和該第二表面兩者而朝向該晶圓級透鏡的光軸向內延伸。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝方法,其中該外殼之每一者具有開口,用於允許光線分別通過該複數個晶圓級透鏡傳播。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝方法,其中該外殼材料為不透明,以防止外部光線通過該外殼材料洩漏到與該晶圓級透鏡中的每一者相關的光學路徑內。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝方法,其中該部分地包圍的步驟包括:在一模具中配置該複數個晶圓級透鏡;注入該外殼材料到該模具中;以及在該模具中透過硬化該外殼材料而形成經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓。
- 如申請專利範圍第4項所述之封裝方法,其中該模具包括多個第一凹槽,用於透過配置、注入和模造的步驟形成該複數個外殼。
- 如申請專利範圍第5項所述之封裝方法,其中該模具還包括多個第二凹槽, 其具有超過一透鏡表面至該模具中的突出深度之深度,該透鏡表面與各別該第二凹槽相關聯,用以防止該外殼材料沉積在該透鏡表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝方法,還包括:切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,以形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件,該經封裝的晶圓級透鏡組件之每一者包括至少一個該晶圓級透鏡;以及接合該複數個經封裝的晶圓級透鏡組件中的至少一者到一影像感測器模組,以形成一光學組件。
- 如申請專利範圍第7項所述之封裝方法,其中接合的步驟包括接合該外殼材料到該影像感測器模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝方法,其中部分地包圍的步驟包括:對經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓進行塑形,使得該外殼材料的一部分形成朝向遠離該第一表面的間隔物,根據介於(a)每個該晶圓級透鏡和(b)與經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓分離的一各別的影像感測器模組之間的預先指定的間距,該間隔物具有在沿著該晶圓級透鏡的光軸方向上的延伸。
- 如申請專利範圍第9項所述之封裝方法,還包括:切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡組件,該經封裝的晶圓級透鏡組件之每一者包括至少一個該晶圓級透鏡和至少一個該間隔物;以及使用至少一個該間隔物,在該預先指定的間距處,安裝至少一個該經封裝的晶圓級透鏡組件到相應的該影像感測器模組上。
- 如申請專利範圍第10項所述之封裝方法,其中塑形的步驟包括對該外殼材料進行塑形,使得每一該晶圓級透鏡是沿著該第一延伸與該晶圓級透鏡的該一者的光學路徑的一包殼相關聯,該包殼是由該間隔物形成; 切割的步驟包括切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,以產生該經封裝的晶圓級透鏡組件,該經封裝的晶圓級透鏡組件之每一者都包括恰好一個該晶圓級透鏡和恰好一個該間隔物;以及該外殼材料係為不透明,使得對於至少一個該經封裝的晶圓級透鏡組件中的每一者,該等間隔物中的一者防止外部光洩漏到與該等晶圓級透鏡中的一者相關聯的光學路徑中。
- 如申請專利範圍第10項所述之封裝方法,其中塑形的步驟包括對該外殼材料進行塑形,使得每一個該晶圓級透鏡是沿著該第一延伸與該晶圓級透鏡的該一者的光學路徑的包殼相關聯,該包殼是由該間隔物形成;切割的步驟包括切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,使得該經封裝的晶圓級透鏡組件的該至少一者,參照在安裝的步驟中,包括N個該晶圓級透鏡及與該N個晶圓級透鏡相關聯的包殼,其中N係為大於1的整數;在安裝的步驟中,各別的該影像感測器模組具有N個影像感測器;以及安裝的步驟包括接合至少一個該經封裝的晶圓級透鏡組件中的該一個到各別的該影像感測器模組上,以形成一陣列照相機的至少一部分。
- 如申請專利範圍第12項所述之封裝方法,其中該外殼材料為不透明的,以防止光線在該陣列照相機的各個照相機之間洩漏。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝方法,其中部分地包圍的步驟包括:對經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓進行塑形,使得該外殼材料的一部分形成凸緣,該凸緣是面向遠離該第一表面,用於將與經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓分離的至少一些該晶圓級透鏡安裝至一各別的影像感測器模組上。
- 如申請專利範圍第14項所述之封裝方法,還包括:切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡組 件,該經封裝的晶圓級透鏡組件之每一者包括至少一個該晶圓級透鏡和至少一個該凸緣;及對於該等經封裝的晶圓級透鏡組件中至少一者,將該等凸緣中的一相應者安裝到相應的該影像感測器模组的周邊上。
- 如申請專利範圍第15項所述之封裝方法,其中切割的步驟包括切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,使得該經封裝的晶圓級透鏡組件的至少一者,參照在安裝的步驟中,包括N個該晶圓級透鏡和該凸緣的一部分,其中N係為大於一的整數;形成凸緣的步驟包括對於至少一個該經封裝的晶圓級透鏡組件,在一正交於該N個晶圓級透鏡的光軸的平面上,產生一周邊凸緣,該周邊凸緣共同描述環繞該N個晶圓級透鏡的一周邊路徑;切割的步驟包括切割經封裝的晶圓級透鏡的該晶圓,使得該經封裝的晶圓級透鏡組件的該至少一者包括N個該晶圓級透鏡和該周邊凸緣;在安裝的步驟中,各別的該影像感測器模組具有N個影像感測器;及安裝的步驟包括對於至少一個該經封裝的晶圓級透鏡組件的每一者,接合該周邊凸緣到相應的該影像感測器模組上,以形成一陣列照相機。
- 如申請專利範圍第16項所述之封裝方法,其中該外殼材料為不透明的,使得該周邊凸緣防止外部光線通過該外殼材料洩漏到與該N個晶圓級透鏡相關聯的光學路徑內;及對該晶圓進行塑形的步驟還包括對於至少一個該經封裝的晶圓級透鏡組件的每一者,形成至少一個面向遠離該第一表面的間隔物,根據介於(a)該N個晶圓級透鏡和(b)相應的該影像感測器模組之間的預先指定的間距,該至少一個間隔物之每一者具有沿著該N個晶圓級透鏡的光軸的方向上的延伸,該至少一個間隔物係被配置成防止光在該陣列照相機的各個照相機之間的洩 漏。
- 一種透鏡組件,包括:多個晶圓級透鏡,各該晶圓級透鏡包括(a)一具有相反面向的一第一表面和一第二表面的基板和(b)在該第一表面和該第二表面的至少一者上的一相應的透鏡元件,每一透鏡元件具有一面向遠離該基板的透鏡表面;及一一體成形的外殼,其接觸各該晶圓級透鏡之該基板且沿該第一表面和該第二表面兩者朝向各該晶圓級透鏡的光軸向內延伸,該一體成形的外殼於各該晶圓級透鏡之該基板的該第一表面和該第二表面上包括多個錐形間隔物。
- 如申請專利範圍第18項所述之透鏡組件,其中該一體成形的外殼為不透明的且在正交於該光軸的維度上環繞該晶圓級透鏡。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/605,298 US10437025B2 (en) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | Wafer-level lens packaging methods, and associated lens assemblies and camera modules |
US14/605,298 | 2015-01-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201637814A TW201637814A (zh) | 2016-11-01 |
TWI637835B true TWI637835B (zh) | 2018-10-11 |
Family
ID=56433303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW105102405A TWI637835B (zh) | 2015-01-26 | 2016-01-26 | 晶圓級透鏡封裝方法和相關的透鏡組件 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10437025B2 (zh) |
CN (1) | CN105827910B (zh) |
TW (1) | TWI637835B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107683526A (zh) * | 2015-06-23 | 2018-02-09 | 索尼公司 | 图像传感器和电子装置 |
CN108255000A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-06 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 含有晶圆透镜的光学投影装置 |
GB202019796D0 (en) * | 2020-12-15 | 2021-01-27 | Ams Sensors Singapore Pte Ltd | Manufacturing optical elements |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200937642A (en) * | 2007-12-19 | 2009-09-01 | Heptagon Oy | Wafer stack, integrated optical device and method for fabricating the same |
TW201136738A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-01 | Visera Technologies Co Ltd | Method for forming an image sensing device and a molding apparatus |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7796187B2 (en) | 2004-02-20 | 2010-09-14 | Flextronics Ap Llc | Wafer based camera module and method of manufacture |
US7262405B2 (en) | 2004-06-14 | 2007-08-28 | Micron Technology, Inc. | Prefabricated housings for microelectronic imagers |
US7645635B2 (en) | 2004-08-16 | 2010-01-12 | Micron Technology, Inc. | Frame structure and semiconductor attach process for use therewith for fabrication of image sensor packages and the like, and resulting packages |
US7778838B2 (en) * | 2006-09-29 | 2010-08-17 | Intel Corporation | Apparatus, system and method for buffering audio data to allow low power states in a processing system during audio playback |
KR100959922B1 (ko) * | 2007-11-20 | 2010-05-26 | 삼성전자주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조방법 |
TWI419557B (zh) | 2008-07-11 | 2013-12-11 | Lite On Electronics Guangzhou | 鏡頭模組、其製作方法及形成多個鏡頭模組的晶圓結構 |
KR20100058345A (ko) | 2008-11-24 | 2010-06-03 | 삼성전자주식회사 | 카메라 모듈 형성방법 |
EP2261977A1 (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-15 | STMicroelectronics (Grenoble) SAS | Camera module and its method of manufacturing |
US9419032B2 (en) * | 2009-08-14 | 2016-08-16 | Nanchang O-Film Optoelectronics Technology Ltd | Wafer level camera module with molded housing and method of manufacturing |
CN102263113A (zh) * | 2010-05-24 | 2011-11-30 | 胜开科技股份有限公司 | 具有特定焦距的晶圆级影像感测器模块结构及其制造方法 |
US9477061B2 (en) * | 2011-01-20 | 2016-10-25 | Fivefocal Llc | Passively aligned imaging optics and method of manufacturing the same |
US20120242814A1 (en) * | 2011-03-25 | 2012-09-27 | Kenneth Kubala | Miniature Wafer-Level Camera Modules |
CN103581572A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 奇景光电股份有限公司 | 晶圆级光学模块及其组合方法 |
US9094593B2 (en) * | 2013-07-30 | 2015-07-28 | Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. | Optoelectronic modules that have shielding to reduce light leakage or stray light, and fabrication methods for such modules |
-
2015
- 2015-01-26 US US14/605,298 patent/US10437025B2/en active Active
-
2016
- 2016-01-26 CN CN201610052339.5A patent/CN105827910B/zh active Active
- 2016-01-26 TW TW105102405A patent/TWI637835B/zh active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200937642A (en) * | 2007-12-19 | 2009-09-01 | Heptagon Oy | Wafer stack, integrated optical device and method for fabricating the same |
TW201136738A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-01 | Visera Technologies Co Ltd | Method for forming an image sensing device and a molding apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160216493A1 (en) | 2016-07-28 |
CN105827910B (zh) | 2022-07-12 |
US10437025B2 (en) | 2019-10-08 |
CN105827910A (zh) | 2016-08-03 |
TW201637814A (zh) | 2016-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10455131B2 (en) | Wafer-level methods for packing camera modules, and associated camera modules | |
US10204945B2 (en) | Optical modules including customizable spacers for focal length adjustment and/or reduction of tilt, and fabrication of the optical modules | |
TWI611202B (zh) | 晶圓堆疊及光學裝置 | |
TWI404199B (zh) | 成像器晶粒封裝及暫時載體上封裝一成像器晶粒之方法 | |
TWI637835B (zh) | 晶圓級透鏡封裝方法和相關的透鏡組件 | |
US10475830B2 (en) | Optical modules including customizable spacers for focal length adjustment and/or reduction of tilt, and fabrication of the optical modules | |
EP2400332A1 (en) | Lens unit, aligning method, image pickup device and method for manufacturing image pickup device | |
TW201507121A (zh) | 固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法 | |
TWI677991B (zh) | 用於封裝相機模組的晶圓級方法及相關的相機模組 | |
TW202015195A (zh) | 影像感測器晶片級封裝 | |
US20210159985A1 (en) | Cover for an electronic circuit package | |
TW201742269A (zh) | 具有光圈的薄光電模組及其製造 | |
TWI625541B (zh) | 基於有槽基板的透鏡製造方法以及相關透鏡系統 | |
US20050176168A1 (en) | Package structure of optical device and method for manufacturing the same | |
US20120098080A1 (en) | Method and package for an electro-optical semiconductor device | |
US20100321563A1 (en) | Solid-state imaging unit | |
US8937774B2 (en) | Method for making paired lenses with an opaque barrier between, and product made | |
US10978507B2 (en) | Method for manufacturing optical sensor arrangements and housing for an optical sensor | |
JP5162607B2 (ja) | カメラモジュールの組み立て方法 | |
JP2013004699A (ja) | 光半導体素子及びその製造方法 | |
TW201520631A (zh) | 光學鏡頭及其陣列式鏡片模組與製造方法 | |
US20170087755A1 (en) | Method of forming packaged lens modules | |
TWI517698B (zh) | Method of manufacturing optical lens module |