TWI677991B - 用於封裝相機模組的晶圓級方法及相關的相機模組 - Google Patents

用於封裝相機模組的晶圓級方法及相關的相機模組 Download PDF

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Abstract

一種用於封裝複數個相機模組的晶圓級方法，包含(a)在複數個影像感測器周圍包覆模製第一殼體材料以產生由經封裝影像感測器所組成的第一晶圓，(b)於第一晶圓中將複數個透鏡單元分別放置在這些影像感測器之上，以及(c)在第一晶圓之上及這些透鏡單元周圍包覆模製第二殼體材料以形成由經封裝的相機模組所組成的第二晶圓，其中每個經封裝的相機模組包含這些影像感測器中之一者及這些透鏡單元中之一者，且此第二殼體材料與此第一殼體材料協作以固定這些透鏡單元於第二晶圓中。

Description

用於封裝相機模組的晶圓級方法及相關的相機模組
照相機已被整合到各種裝置中。例如，廣泛使用的消費電子裝置(諸如手機、平板電腦及便攜式電腦)包含了照相機。為了符合這類裝置的目標成本，照相機必須以非常低的成本來製造。典型相機模組的製造成本是由(a)材料成本，諸如影像感測器、透鏡材料及封裝材料的成本，以及(b)封裝成本(包含組裝)所組成。在許多情況下，封裝成本是顯著的且甚至可能超過材料成本。例如，影像感測器及透鏡皆可以在晶圓層級便宜地生產，而將透鏡與影像感測器對準的過程以及構成相機模組不透光殼體(視見區除外)的過程是非晶圓層級的過程，其以不容忽視的方式構成相機模組的總成本。
陣列相機(諸如立體照相機)不僅在消費電子產品中具有顯著的市場潛力，其在汽車與機器視覺產業中也具有顯著的市場潛力。在陣列相機(array camera)中，每個透鏡必須對準其對應的影像感測器，且陣列相機的每個個別的相機必須是光密封的，使其不存在有不想要的外部光線干擾，且使得個別的相機之間沒有串擾。封裝陣列相機的過程因而特別昂貴。
在一實施例中，用於封裝複數個相機模組的晶圓級方法包含：在複數個影像感測器周圍包覆模製第一殼體材料以產生一由經封裝的影像感測器所組成的第一晶圓。此方法進一步包含：於第一晶圓中將複數個透鏡單元分別放置在這些影像感測器之上。此外，此方法包含：在第一晶圓之上及這些透鏡單元周圍包覆模製第二殼體材料以形成由經封裝的這些相機模組所組成的第 二晶圓。經封裝的每個相機模組包含這些影像感測器中之一者及這些透鏡單元中之一者，且第二殼體材料與第一殼體材料協作以固定這些透鏡單元於第二晶圓中。
在一實施例中，相機模組包含影像感測器及透鏡單元，影像感測器具有光接收表面及複數個側面，這些側面背向相機模組的光軸，而透鏡單元用於成像場景到影像感測器上。透鏡單元包含基板。此相機模組進一步包含殼體以固持影像感測器及透鏡單元，其中此殼體接觸這些側面。
100‧‧‧方法
110‧‧‧晶圓級透鏡
115‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
116、118‧‧‧殼體
117‧‧‧陣列
121、122‧‧‧透鏡元件
130‧‧‧基板
140‧‧‧殼體材料
150‧‧‧晶圓
160‧‧‧相機模組
170‧‧‧影像感測器
180‧‧‧陣列相機模組
190‧‧‧影像感測器陣列
200‧‧‧相機模組
210‧‧‧晶圓級透鏡
212、214‧‧‧透鏡元件
216‧‧‧基板
220‧‧‧影像感測器
230‧‧‧下隔片
240‧‧‧上隔片
250‧‧‧黑色塗層
280‧‧‧光軸
300‧‧‧陣列相機模組
302‧‧‧相機
320‧‧‧影像感測器陣列
350‧‧‧黑色塗層
400、500‧‧‧方法
410、412、420、422、424、430、432、434‧‧‧步驟
500‧‧‧方法
510、514、516、518、520、530、534、538、540、550‧‧‧步驟
610、620‧‧‧示意圖
612‧‧‧下模件
614‧‧‧上模件
622‧‧‧不透光殼體材料
624‧‧‧注塑澆口
626、628‧‧‧間隙
630‧‧‧晶圓
632‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
634‧‧‧不透光殼體
636‧‧‧光軸
638‧‧‧相機模組
640‧‧‧經封裝的透鏡陣列
644‧‧‧不透光殼體
648‧‧‧陣列相機模組
650‧‧‧切割線
662、666‧‧‧深度
664、668‧‧‧廣度
670‧‧‧深度
672‧‧‧隔片
673‧‧‧結構層
680‧‧‧影像感測器
685‧‧‧影像感測器陣列
692、694、696、698‧‧‧凹槽
710‧‧‧示意圖
712‧‧‧下模件
714‧‧‧上模件
730‧‧‧晶圓
732‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
734‧‧‧不透光殼體
736‧‧‧視場角度
738‧‧‧相機模組
740‧‧‧經封裝的透鏡陣列
744‧‧‧殼體
748‧‧‧陣列相機模組
772、774‧‧‧錐形隔片
792、796‧‧‧凹槽
793、797‧‧‧錐形物
810‧‧‧示意圖
812‧‧‧下模件
830‧‧‧晶圓
832‧‧‧經封裝的晶圓級透鏡
834‧‧‧不透光殼體
838‧‧‧相機模組
872‧‧‧凸緣
880‧‧‧影像感測器
892、893‧‧‧凹槽
912‧‧‧下模件
930‧‧‧晶圓
932‧‧‧經封裝的透鏡陣列
938‧‧‧陣列相機模組
950‧‧‧切割線
980‧‧‧影像感測器陣列
1000、1010‧‧‧相機模組
1012‧‧‧光軸
1020‧‧‧透鏡單元
1022‧‧‧基板
1024‧‧‧透鏡元件
1026‧‧‧透鏡元件
1030‧‧‧影像感測器
1032‧‧‧光接收表面
1040‧‧‧殼體
1060‧‧‧陣列相機模組
1090‧‧‧相機裝置
1100‧‧‧方法
1102、1104‧‧‧步驟
1112‧‧‧膠黏劑
1120‧‧‧晶圓級透鏡
1122‧‧‧基板
1124‧‧‧透鏡元件
1126‧‧‧隔片
1130‧‧‧影像感測器
1140‧‧‧黑色塗層
1150‧‧‧相機模組
1200‧‧‧技術方案
1220‧‧‧晶圓級透鏡
1222‧‧‧基板
1224‧‧‧透鏡元件
1230‧‧‧影像感測器
1240‧‧‧隔片
1250‧‧‧間隙
1300‧‧‧技術方案
1320‧‧‧晶圓級透鏡
1322‧‧‧基板
1324‧‧‧透鏡元件
1330‧‧‧影像感測器
1350‧‧‧接觸區域
1400‧‧‧方法
1400、1410、1412、1414、1416、1418、1420、1422、1430、1432、1440‧‧‧步驟
1502、1504‧‧‧示意圖
1510‧‧‧下模件
1520‧‧‧上模件
1511‧‧‧電接點
1512、1522‧‧‧凹槽
1514‧‧‧支承表面
1524、1528‧‧‧表面
1532‧‧‧殼體材料
1534‧‧‧殼體材料
1536‧‧‧距離
1538‧‧‧寬度
1540‧‧‧殼體
1550‧‧‧光接收表面
1556‧‧‧寬度
1580‧‧‧第一晶圓
1604、1606‧‧‧示意圖
1610‧‧‧上模件
1612、1616‧‧‧凹槽
1613‧‧‧深度
1614‧‧‧表面
1615‧‧‧高度
1618‧‧‧錐形壁
1630‧‧‧澆口
1632‧‧‧殼體材料
1634‧‧‧錐形側面
1640‧‧‧殼體
1680‧‧‧第二晶圓
1732‧‧‧相機模組
1734‧‧‧陣列相機模組
1750‧‧‧切割線
1830‧‧‧距離
1850‧‧‧寬度
1882‧‧‧殼體
1890、1894‧‧‧內周
1892‧‧‧外周
1982‧‧‧殼體
2000‧‧‧相機模組
2010‧‧‧透鏡單元
2012‧‧‧突出部
圖1顯示根據一實施例之用於封裝複數個晶圓級透鏡的方法。
圖2顯示一種現有技術的相機模組。
圖3顯示一種現有技術的陣列相機模組。
圖4為根據一實施例之用於圖1方法的流程圖。
圖5為根據一實施例之另一用於封裝複數個晶圓級透鏡的方法的流程圖。
圖6根據一實施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟，以及其所產生的晶圓級透鏡組件與相機模組。
圖7根據另一實施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟，以及其所產生的晶圓級透鏡組件與相機模組。
圖8根據又一實施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟，以及其所產生的經封裝的晶圓級透鏡與單相機(single-camera)相機模組。
圖9根據再一實施例示意性地顯示圖5方法的某些步驟，以及其所產生的經封裝的透鏡陣列與陣列相機模組。
圖10顯示根據一實施例之晶圓級經封裝的相機模組。
圖11顯示一種現有技術的晶粒級方法，用於裝配及封裝具有光密封殼體的現有技術相機模組。
圖12顯示一種技術方案，其中影像感測器與晶圓級透鏡各自的形式因素使得圖11的現有技術方法無法用於將影像感測器與晶圓級透鏡裝配一起而形成相機模組。
圖13顯示另一種技術方案，其中影像感測器與晶圓級透鏡各自的形式因素使得圖11的現有技術方法無法用於將影像感測器與晶圓級透鏡可靠 地裝配一起而形成相機模組。
圖14說明根據一實施例之用於封裝複數個相機模組的晶圓級方法。
圖15通過非限制性實例而顯示圖14方法的一部分的實施例。
圖16通過非限制性實例而顯示圖14方法的另一部分的實施例。
圖17通過非限制性實例而顯示圖14方法的又一部分的實施例。
圖18A-C顯示根據一實施例之由圖14方法所產生的相機模組。
圖19顯示根據一實施例之由圖14方法所產生的陣列相機模組。
圖20A、20B顯示根據一實施例的相機模組2000。
本文中所揭示者為用於封裝透鏡、透鏡組件、及/或相機模組的方法。這些方法至少部分以晶圓層級為基礎，因而與非晶圓級方法相比可顯著地降低封裝成本。圖1-9涉及在晶圓層級下封裝晶圓級透鏡的方法，藉以構築具有一體式殼體的透鏡組件。此殼體除了視見區(viewing port)之外可以是光密封的。這些透鏡組件大致上是黏合於對應的影像感測器以形成相機模組。圖10-20B涉及在晶圓層級下以對應的影像感測器封裝透鏡單元的方法，藉以產生殼體供使用於所產生的相機模組中。這些方法消除了對於黏合透鏡單元至影像感測器的步驟的需求，藉此進一步降低封裝成本。
圖1顯示了一種用於封裝複數個晶圓級透鏡110的例示性方法100。每個晶圓級透鏡110包含兩個透鏡元件121、122，形成在基板130的兩個相對表面上。在感興趣的波長範圍中，基板130是至少部分透光的。在方法100中，此複數個晶圓級透鏡110部分地被殼體材料140包封(encase)，以形成由經封裝的晶圓級透鏡115所組成的晶圓150。晶圓150是於此該複數個晶圓級透鏡110周圍而一體成型，使得殼體材料140形成每個晶圓級透鏡110的殼體116。因此，晶圓150可經切塊以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡115，而每個經封裝的晶圓級透鏡115是由一個晶圓級透鏡110與一個供其使用的殼體116所組成。
通過晶圓150的產生，方法100促成簡化晶片級透鏡100與影像感測器的對準以形成相機模組。在某些實施例中，殼體材料140是不透光的。在本文中，「不透光的(opaque)」是指對於在感興趣的波長範圍(諸如相關聯的影像感測器易感受到的波長範圍)中的光線大致上是不透光。在這類實施例中 的，晶圓150的產生本身就對每個晶圓級透鏡110提供了光密封(light-tight)殼體。因此，與現有技術的方法相比，方法100促成簡化相機模塊的封裝。
方法100允許塑造晶圓150的殼體材料140而使得經封裝的晶圓級透鏡115可容易地與影像感測器170裝配在一起而產生相機模組160。影像感測器170通過晶圓級透鏡110而擷取形成於其上的影像。在方法100的一施行方案中，晶圓150的殼體材料140經成形而使得經封裝的晶圓級透鏡115可通過黏合殼體116至影像感測器170上而直接裝設至影像感測器170。在一實例中，晶圓150的殼體材料140經成形而使得殼體116確保經封裝的晶圓級透鏡115相對於影像感測器170正確對準。
在方法100的一實施例中，晶圓150被切塊以分割出個別經封裝的晶圓級透鏡115。在此實施例中，方法100可包含裝設複數個個別經封裝的晶圓級透鏡115至對應的複數個影像感測器170，以形成複數個相機模組160。
在另一實施例中，晶圓150被切塊以分割出由經封裝的晶圓級透鏡115所組成的陣列117，每個陣列117具有由殼體材料140所形成的殼體118。在此實施例中，方法100可包含裝設複數個這類陣列117至對應的複數個影像感測器陣列190，以形成複數個陣列相機模組180。每個影像感測器陣列190內的影像感測器數目與每個陣列117內的晶圓級透鏡110數目相符。在此實施例的一施行方案中，晶圓150的殼體材料140經成形而使得陣列117可通過黏合殼體118至影像感測器陣列190上而直接裝設至影像感測器陣列190。在一實例中，晶圓150的殼體材料140經成形而使得殼體118確保經封裝的晶圓級透鏡115相對於影像感測器陣列190正確對準。
在不偏離本發明的範疇下，陣列117可包含超過兩個的晶圓級透鏡110，而陣列相機模組180可包含超過兩個個別的相機。此外，在不偏離本發明的範疇下，透鏡元件121、122可具有與圖1中所示者不同的形狀。
圖2顯示一種現有技術的相機模組200。現有技術的相機模組200包含影像感測器220與晶圓級透鏡210，而晶圓級透鏡210是由基板216及兩個透鏡元件212、214所組成。現有技術的相機模組200進一步包含下隔片(bottom spacer)230，用於以晶圓級透鏡210與影像感測器220之間的預先指定間隔而將晶圓級透鏡210裝設至影像感測器220上。一般而言，此預先指定間隔為晶圓級透鏡210與影像感測器220一起工作以用於特定用途(例如，作用為 相機模組)所需的間隔。此外，現有技術的相機模組200包含上隔片240及黑色塗層250。黑色塗層250阻擋至少一部份不想要的光線(即未正確通過晶圓級透鏡210在影像感測器220上成像的光線)朝向影像感測器220傳播。上隔片(top spacer)240是做為平台供沉積黑色塗層250之用，而阻擋光線相對於晶圓級透鏡210的光軸280以大於所期望角度的角度朝向晶圓級透鏡210傳播。
現有技術的相機模組200通過以下步驟形成：(a)相對於影像感測器220對準晶圓級透鏡210(以及下隔片230與上隔片240)，(b)黏合下隔片230、晶圓級透鏡210及上隔片240至影像感測器220，以及(c)沉積黑色塗層250。沉積黑色塗層250的過程包含避免黑色塗層250沉積在透鏡元件212上，或者從透鏡元件212移除黑色塗層250二者之一。
如下文中參照圖6-9將進一步討論，方法100基於晶圓級透鏡而減少了形成相機模組所需的黏合步驟數目，這是因為下隔片230及上隔片240的等效物通過塑造殼體材料140來形成晶圓150而一體成型。此外，由於殼體材料140可以是不透光的，方法100不需要單獨的沉積黑色塗層250過程步驟。再者，方法100可塑造殼體材料140而使得殼體116的形狀本身可確保經封裝的晶圓級透鏡115相對於影像感測器170正確對準。
圖3顯示具有兩個個別相機302的現有技術的陣列相機模組300。現有技術的陣列相機模組300為現有技術的相機模組200(圖2)對於陣列相機的延伸。現有技術的陣列相機模組300包含使用下隔片230而裝設至影像感測器陣列320上的兩個晶圓級透鏡210。現有技術的陣列相機模組300進一步包含上隔片240及黑色塗層350。上隔片240及黑色塗層350提供了如參照圖2所討論的相同用途。再者，黑色塗層350在光學上使這些相機302彼此隔離。為了在光學上使這些相機302彼此隔離，這些晶圓級透鏡210是以彼此相距一距離設置，且黑色塗層350沉積於這些晶圓級透鏡210之間。
現有技術的陣列相機模組300通過以下步驟形成：(a)相對於影像感測器陣列320的每個影像感測器對準每個晶圓級透鏡210(以及下隔片230與上隔片240)，(b)黏合下隔片230、晶圓級透鏡210及上隔片240至影像感測器陣列320，以及(c)沉積黑色塗層350。沉積黑色塗層350的過程包含避免黑色塗層350沉積在透鏡元件212上，或者從透鏡元件212移除黑色塗層350二者之一。
如下文中參照圖6-9將進一步討論，方法100基於晶圓級透鏡而減少了形成陣列相機模組所需的黏合步驟數目，這是因為下隔片230及上隔片240的等效物通過塑造殼體材料140來形成晶圓150而一體成型。此外，由於殼體材料140可以是不透光的，方法100不需要單獨的沉積黑色塗層350過程步驟。再者，方法100可塑造殼體材料140而使得殼體118的形狀本身可確保陣列117相對於影像感測器陣列190正確對準。
圖4為用於方法100(圖1)的流程圖。在步驟410中，方法400形成由經封裝的晶圓級透鏡115所組成的晶圓150。步驟410包含部分地包封(encase)複數個晶圓級透鏡110於殼體材料140中，使得殼體材料140形成用於此複數個晶圓級透鏡110中之每一者的殼體116。在某些實施例中，殼體材料140是不透光的，使得形成在步驟410中的這些殼體116成不透光的。步驟410包含塑造殼體材料140的步驟412，使得對於每個晶圓級透鏡110，殼體材料140通過接觸基板130而支承晶圓級透鏡110。再者，步驟412塑造殼體材料140而使得每個殼體116具有開口，致使光線可穿過此複數個晶圓級透鏡110傳播。
在一可選的步驟420中，晶圓150經切塊以形成複數個晶圓級透鏡組件。在一實施例中，此複數個晶圓級透鏡組件中之每一者為一個經封裝的晶圓級透鏡115。在此實施例中，步驟420包含步驟422而對晶圓150切塊以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡115。在另一實施例中，此複數個晶圓級透鏡組件中之每一者為一個陣列117。在此實施例中，步驟420包含步驟424而對晶圓150切塊以產生複數個陣列117。在又一實施例中，此複數個晶圓級透鏡組件包含經封裝的晶圓級透鏡115及陣列117二者。在此實施例中，步驟420應用步驟422、424於晶圓150的相互不同部分。所述相互不同部分中之一或二者可為不連續的。
可選地，方法400包含步驟430，以將步驟420中所產生的這些晶圓級透鏡組件中之至少一者黏合到一影像感測器模組以形成相機模組。在方法400之包含有步驟422的實施例中，步驟430的模組可以是影像感測器170，且步驟430可包含步驟432。在步驟432中，至少一個經封裝的晶圓級透鏡115經黏合至影像感測器170以形成至少一個對應的相機模組160。在方法400之包含有步驟424的實施例中，步驟430的模組可以是影像感測器陣列190，且步驟430可包含步驟434。在步驟434中，至少一個陣列117經黏合至影像感測器陣 列190以形成至少一個對應的陣列相機模組180。
圖5為說明用於封裝複數個晶圓級透鏡110(圖1)的例示性射出成型方法500的流程圖。方法500為方法400(圖4)的一實施例。
圖6示意性地顯示方法500的一實例與由根據方法500的此實例所產生之由經封裝的晶圓級透鏡所組成的例示性晶圓630。圖6進一步顯示例示性的晶圓級透鏡組件(經封裝的晶圓級透鏡632與經封裝的透鏡陣列640)，以及與方法500的此實例相關聯的相機模組(相機模組638及陣列相機模組648)。圖5及6最好一起觀看。
在步驟510中，複數個晶圓級透鏡110被放置在模具中。示意圖610顯示步驟510的一實例。在示意圖610中，複數個晶圓級透鏡110經使用(例如)本領域中已知的拾取技術(pick and place technology)而放置在下模件612之中。為了清楚說明，並非所有的晶圓級透鏡110、並非所有的透鏡元件121、122、且並非所有的基板130均被標示在圖6之中。接著，上模件614關閉於此下模件612上。示意圖620顯示所產生的構造。在一起時，下模件612與上模件614包含至少一個注塑澆口(injection gate)624。儘管圖6顯示了上模件具有單一個注塑澆口624，而下模件不具有注塑澆口，在不偏離本發明範疇的情況下，注塑澆口的實際數目以及注塑澆口的配置可以與圖6中所示者不同。下模件612包含凹槽692，用於塑造隨後被注射到由下模件612與上模件614所組成的模具之中的殼體材料。同樣地，上模件614包含用於塑造殼體材料的凹槽696。為了清楚說明並非所有的凹槽692、696被標示在圖6之中。
儘管圖6顯示了放置在下模件612之內的四個晶圓級透鏡110，下模件612與上模件614可經配置以容納任何數目的晶圓級透鏡110。例如，下模件612與上模件614可經配置以容納十個、百個、或千個晶圓級透鏡110，以產生十個、百個、或千個晶圓級透鏡110。
在一實施例中，步驟510包含步驟512以使用具有凹槽的模具，而這些凹槽用於保護每個晶圓級透鏡110的透鏡元件121、122免於在方法500的後續步驟中受到殼體材料140的汙染。示意圖610、620顯示步驟512的一實例。下模件612包含具有深度662的凹槽694。深度662是在晶圓級透鏡110放置在下模件612之內時相對於基板130進行測量。深度662超過透鏡元件122遠離基板130的廣度664，使得在每個凹槽694與相關聯的透鏡元件122之間存 有間隙626。下模件612沿著環繞透鏡元件122的路徑接觸基板130，以防止殼體材料進入到間隙626。同樣地，上模件614包含具有深度666的凹槽698。深度666是在上模件614關閉於下模件612上時相對於基板130進行測量。深度666超過透鏡元件121遠離基板130的廣度668，使得在每個凹槽698與相關聯的透鏡元件121之間存有間隙628。上模件614沿著環繞透鏡元件121的路徑接觸基板130，以防止殼體材料進入到間隙628。為了清楚說明，並非所有的凹槽694且並非所有的凹槽698均被標示於圖6中。
在步驟520中，殼體材料140被注射到模具內。示意圖620顯示步驟520的一實例，其中不透光殼體材料622通過注塑澆口624被注射到由下模具612及上模具614所組成的模具內，以至少大致上充填於凹槽692、696。
在步驟530中，殼體材料140在模具中經固化以形成晶圓150。由經封裝的晶圓級透鏡632所組成的晶圓630為基於由下模件612與上模件614所組成的例示性模具的步驟530的例示性結果。晶圓630為晶圓150的一實施例。每個經封裝的晶圓級透鏡632為經封裝的晶圓級透鏡115的一實施例，且包含晶圓級透鏡110及一些經固化的不透光殼體材料622。
可選地，方法500包含步驟540以執行方法400的步驟420，進而形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件。圖6顯示在步驟540中根據步驟422沿著切割線650對晶圓630切塊所形成的例示性經封裝的晶圓級透鏡632。圖6亦顯示在步驟540中根據步驟424沿著真實的切割線650子集對晶圓630切塊所形成的例示性經封裝的透鏡陣列640。經封裝的透鏡陣列640包含兩個晶圓級透鏡110。儘管下模件612與上模件614在圖6中被顯示成產生一個不需要在沿著周邊位置處切塊的晶圓630，下模件612與上模件614可經配置以產生一個沿周邊有多餘材料的晶圓630。在這種情況下，切割線650也包含在沿著晶圓630周邊的位置處。
方法500可進一步包含步驟550以執行方法400的步驟430，進而形成至少一個相機模組。圖6顯示步驟550的一例示性結果。在一實例中，經封裝的晶圓級透鏡632黏合於影像感測器680以形成相機模組638。影像感測器680為影像感測器170的一實施例。相機模組638為相機模組160的一實施例。在另一實例中，經封裝的透鏡陣列640黏合於影像感測器陣列685以形成陣列相機模組648。影像感測器陣列685為影像感測器陣列190的一實施例，且 包含兩個影像感測器。陣列相機模組648為陣列相機模組180的一實施例。
經封裝的晶圓級透鏡632包含晶圓級透鏡110以及由不透光殼體材料622所形成的不透光殼體634。不透光殼體634為殼體116的一實施例。不透光殼體634接觸基板130並在徑向方向(正交於晶圓級透鏡110的光軸636)上圍繞晶圓級透鏡110。不透光殼體634藉此形成具有開口的光密封體，使光線可穿過晶圓級透鏡110傳播。不透光殼體634覆蓋住基板130背向光軸636的部分。不透光殼體634沿著(a)基板130固持透鏡元件121的表面及(b)基板130固持透鏡元件122的表面二者，而自基板130的周邊朝向光軸636向內延伸。經封裝的晶圓級透鏡632可在步驟550中通過黏合殼體634至影像感測器680而黏合至影像感測器680。
可選地，結構層673被放置在不透光殼體634與影像感測器680之間。在一施行方案中，結構層673為黏著劑。黏著劑可包含環氧樹脂、雙面膠帶、轉移膠帶或本領域中已知的另一種黏著劑。在另一施行方案中，結構層673包含諸如上述的黏著劑，以及額外的隔片。
與現有技術的相機模組200(圖2)相比，經封裝的晶圓級透鏡632的不透光殼體634以一體方式形成下隔片230、上隔片240及黑色塗層250的等效物。
經封裝的透鏡陣列640包含兩個晶圓級透鏡110以及由不透光殼體材料622所形成的不透光殼體644。不透光殼體644為殼體118的一實施例。不透光殼體664接觸基板130並在徑向方向(正交於光軸636)上圍繞每個晶圓級透鏡110。不透光殼體644藉此形成具有開口的光密封體，使光線可穿過每個晶圓級透鏡110傳播。對於每個晶圓級透鏡110，不透光殼體644覆蓋住基板130背向其相關聯的光軸636的部分。對於每個晶圓級透鏡110，不透光殼體644沿著(a)固持透鏡元件121的表面及(b)固持透鏡元件122的表面二者，而自基板130的周邊朝向光軸636向內延伸。經封裝的透鏡陣列632可在步驟550中通過黏合不透光殼體644至影像感測器685而黏合至影像感測器685，因而形成陣列相機模組180的一實施例。可選地，結構層673被放置在至少部分的不透光殼體644與影像感測器陣列685之間。在一施行方案中，結構層673為如上文中所討論的黏著劑，且沿著圍繞影像感測器陣列685的周邊路徑而放置在不透光殼體644與影像感測器陣列685之間。
在不偏離本發明範疇的情況下，經封裝的透鏡陣列640可包含超過兩個的晶圓級透鏡110，例如配置在2x2陣列中的四個晶圓級透鏡110，或配置在1x3陣列中的三個晶圓級透鏡110。與此相關的是，影像感測器陣列685是經配置而使經封裝的透鏡陣列640中的每個晶圓級透鏡110匹配影像感測器。
與現有技術的陣列相機模組300(圖3)相比，不透光殼體644以一體方式形成下隔片230、上隔片240及黑色塗層350的等效物。此外，其晶圓級透鏡110二者皆在單一步驟中對準，但是現有技術的陣列相機模組300的兩個晶圓級透鏡210是分開對準的。因此，方法500的對準過程及裝配過程與現有技術相比是大大簡化了的。
在一實施例中，步驟510包含步驟514，根據晶圓級透鏡110與相關聯的影像感測器之間的預先指定間隔而使用具有凹槽的模具來塑造隔片。在此實施例中，步驟530包含步驟534以產生具有隔片的晶圓150。示意圖610及晶圓630顯示此實施例的一實例。凹槽692具有深度670。深度670是在晶圓級透鏡110放置在下模件612之內時相對於基板130進行測量。因此，晶圓630包含隔片672，而在與透鏡元件122相關聯的基板130側面上，隔片672於沿著光軸636的方向具有遠離基板130的廣度670。在一施行方案中，廣度670匹配經封裝的晶圓級透鏡632與影像感測器680之間的預先指定間隔(或是經封裝的透鏡陣列640與影像感測器陣列685之間的預先指定間隔)，除了其之間所放置的任何黏著劑之外。
在一實施例中，步驟510包含步驟516而使用具有錐形凹槽的模具，以用於對每個晶圓級透鏡110塑造錐形殼體。在此實施例中，步驟530包含步驟536以產生在每個晶圓級透鏡110的周圍設有錐形物(taper)的晶圓150。
圖7示意性地顯示方法500(圖5)與步驟516、536一起施行時的一實例。圖7亦顯示根據方法500的此實例所產生之由經封裝的晶圓級透鏡所組成的例示性晶圓730。因此，圖7顯示了與方法500的此實例相關聯的例示性的晶圓級透鏡組件(經封裝的晶圓級透鏡732與經封裝的透鏡陣列740)以及相機模組(相機模組738與陣列相機模組748)。包含了步驟516、536的方法500的實施例最好與圖7一起觀看。
示意圖710為基於下模件712與上模件714的步驟516的一實例。下模件712與下模件612相似，除了凹槽692被凹槽792所取代。上模件 714與上模件614相似，除了凹槽696被凹槽796所取代。凹槽792具有錐形物793，而凹槽796具有錐形物797。錐形物793、797可以為步進式錐形物(stepwise taper)，如圖7中所示，或在不偏離本發明範疇的情況下可以為光滑錐形物。
晶圓730為步驟530於使用步驟510中的上模件712及下模件714時與步驟536一起施行的例示性結果。於與透鏡元件122相關聯的晶圓級透鏡110側面上，錐形物793在每個晶圓級透鏡110的周圍產生錐形隔片772。與晶圓630(圖6)相比，隔片672被錐形物793所塑造的錐形隔片772所取代。於晶圓級透鏡100的光接收側面(即與透鏡元件121相關聯的側面)上，錐形物797在每個晶圓級透鏡110的周圍產生錐形物774。錐形物774提供了來自於視場(以視場角度736標示)內向晶圓級透鏡110傳播的最佳光接收度，同時也提供了來自於此視場外向晶圓級透鏡110傳播的最佳光阻擋度。錐形物797可具有匹配預先指定視場角度736的任何角度。
晶圓730可使用在可選的步驟540中，以產生複數個經封裝的晶圓級透鏡732及/或複數個經封裝的透鏡陣列740。經封裝的晶圓級透鏡732與經封裝的晶圓級透鏡632相似，除了不透光殼體634被具有錐形隔片772與錐形物774的不透光殼體734所取代。經封裝的透鏡陣列740與經封裝的透鏡陣列640相似，除了不透光殼體644被殼體744所取代。殼體744與不透光殼體644相似，除了其具有錐形隔片772與錐形物774之外。
在可選的步驟550中，至少一個經封裝的晶圓級透鏡732黏合至影像感測器680(如參照圖6所討論)，以形成相機模組738，且/或至少一個經封裝的透鏡陣列740黏合至影像感測器陣列685(如參照圖6所討論)，以形成陣列相機模組748。相機模組738為相機模組160的一實施例，而陣列相機模組748為陣列相機模組180的一實施例。
在一實施例中，步驟510包含步驟518而使用具有凹槽的模具以用於塑造凸緣(flange)。在此實施例中，步驟530包含步驟538以產生具有凸緣的晶圓150。這些凸緣限定經封裝的晶圓級透鏡115對準影像感測器170，且/或限定陣列117對準影像感測器陣列190。
圖8顯示方法500(圖5)與步驟518、538一起施行時的一實例，以及由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓830的例示性實例。圖8進一步顯示例示性經封裝的晶圓級透鏡832及由方法500此實例所產生的例示性相機 模組838。圖8所示的實例因而與方法500的實施例相關聯，而此實施例施行步驟518、538且量身定製生產(a)具有單一晶圓級透鏡之經封裝的晶圓級透鏡，及(b)具有單一相機的相機模組。方法500的此實施例最好與圖8一起觀看。
示意圖810顯示基於下模件812與上模件714(圖7)的步驟518的實例。下模件812與下模件712相似，除了凹槽792被凹槽892所取代。凹槽892具有錐形物793及額外的內凹槽893，內凹槽893的深度大於深度670。
圖8顯示由經封裝的晶圓級透鏡832所組成的例示性晶圓830。晶圓830為當使用與步驟518一起施行的步驟510中的下模件812時，步驟530與步驟538一起施行的例示性結果。與晶圓730(圖7)相比，錐形隔片772上存在有額外的凸緣872。因此，在與透鏡元件122相關聯的側面上，晶圓830中的每個晶圓級透鏡被錐形隔片772及凸緣872所圍繞。
晶圓830可使用在與步驟422(圖4)一起施行的可選步驟540之中，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與經封裝的晶圓級透鏡732相似，除了不透光殼體734被不透光殼體834所取代。不透光殼體834與不透光殼體734相似，除了其也包含了凸緣872。
在與步驟432一起施行的可選步驟550中，至少一個經封裝的晶圓級透鏡832黏合至影像感測器880以形成相機模組160的一實施例。凸緣872接觸(或幾乎接觸)影像感測器880的側面，以限定經封裝的晶圓級透鏡832相對於影像感測器880對準。錐形隔片772界定影像感測器880與晶圓級透鏡110(除可選的結構層673之外)之間的間距，同時凸緣872界定晶圓級透鏡110在與光軸626正交的維度上的定位。因此，凸緣872消除了裝配現有技術的相機模組200(圖2)時所需的主動對準步驟。
圖9顯示方法500(圖5)於與步驟518、538一起施行時的另一個實例，以及由經封裝的晶圓級透鏡所組成的例示性晶圓930。圖9進一步顯示例示性經封裝的透鏡陣列932及由方法500的此實例所產生的例示性陣列相機模組938。圖9所示的實例因而與方法500的實施例相關聯，而此實施例施行步驟518、538且量身定製生產經封裝的透鏡陣列及陣列相機模組。方法500的此實施例最好與圖9一起觀看。
示意圖900顯示基於下模件912及上模件714(圖7)的步驟518的實例。下模件912結合下模件712與下模件812的特性，以包含凹槽792與 凹槽892二者。
圖9顯示由經封裝的透鏡陣列932所組成的例示性晶圓930。晶圓930為當使用步驟510中的下模件912時，步驟530與步驟538一起施行的例示性結果。與晶圓830(圖7)相比，錐形凸緣772上的某些位置存在有所述額外的凸緣872，同時其他位置具有錐形隔片772而沒有凸緣872。
晶圓930可使用在與步驟424(圖4)一起施行的可選步驟540中，以產生複數個經封裝的透鏡陣列932。在可選的步驟540中，沿著與具有凸緣872的位置一致的切割線950對晶圓930切塊，使得每個經封裝的透鏡陣列932具有沿著其周邊的凸緣872。
在與步驟434一起施行的可選步驟550中，至少一個經封裝的透鏡陣列932黏合至影像感測器陣列980，以形成陣列相機模組180的一實施例。凸緣872接觸(或幾乎接觸)影像感測器陣列980的側面，以限定經封裝的透鏡陣列932相對於影像感測器陣列980對準。錐形隔片772界定了影像感測器880與晶圓級透鏡110之間(除可選的結構層673之外)的間距，並在由經封裝的透鏡陣列932與影像感測器陣列980所形成的陣列相機模組的個別相機之間阻斷光線。凸緣872界定了晶圓級透鏡110在正交於光軸636的維度上的定位。因此，凸緣872消除了裝配現有技術的相機模組200(圖2)時所需的主動對準步驟。
在圖9所示的實例中，凹槽892與切割線950經設置以產生複數個經封裝的透鏡陣列932，其每一者具有兩個晶圓級透鏡110。然而，在不偏離本發明範疇的情況下，凹槽892及切割線950可經配置使得步驟540產生複數個經封裝的透鏡陣列932，且其至少一些者各別有超過兩個的晶圓級透鏡110。再者，凹槽892及切割線950可經配置使得步驟540產生晶圓級透鏡組件的組合，包含至少一個經封裝的晶圓級透鏡832及至少一個經封裝的透鏡陣列932。應瞭解到這類的晶圓級透鏡組件在步驟550中可黏合至具有對應數目與構造的影像感測器的影像感測器模組。
在不偏離本發明範疇的情況下，方法500可經執行以產生結合了晶圓630、730、830及930的特徵之由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓。在一實例中，步驟510產生可在步驟540中切塊的晶圓，以產生選自由下列各物所組成的群組的至少二個不同晶圓級透鏡組件：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產生了可在步驟540中切塊的晶圓，以產生一個或多個晶圓級透鏡組件，每個組件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，非錐形隔片可與凸緣結合，且/或非錐形隔片可與錐形隔片結合。
圖10顯示例示性晶圓級經封裝的相機模組1000。相機模組1000包含至少一個透鏡單元1020、至少一個對應的影像感測器1030以及殼體1040。影像感測器1030經配置以擷取通過透鏡單元1020所形成的影像。殼體1040執行多個作用：(a)支承透鏡單元1020與影像感測器1030，(b)固持透鏡單元1020與影像感測器1030於其適當的位置上，以及(c)形成供透鏡單元1020與影像感測器1030使用的部分密閉體。在某些實施例中，殼體1040是由不透光材料所製成，使得殼體1040形成光密封體，防止光線通過其他路徑而不是通過預期的視見區洩漏到相機模組1040內被影像感測器1030偵測。
殼體1040是在晶圓層級形成，供複數成對的透鏡單元1020與影像感測器1030之用。與習知在晶粒層級封裝(即個別地封裝)的相機模組相比，晶圓級封裝的相機模組1000與較低的封裝成本相關聯。因此，相機模組1000非常適合在與嚴格成本限制相關聯的相機裝置1090(諸如消費電子裝置)中實行。此外，殼體1040可量身定製形成用於具有各種形狀因素的透鏡單元1020及影像感測器1030的密封體。例如，殼體1040可量身定製以形成用於透鏡單元1020及影像感測器1030的密封體，其中影像感測器1030具有比透鏡單元顯著較小的橫向廣度。在本文中，「橫向(transverse)」指的是正交於影像感測器1030的光軸1012的維度。
圖10將透鏡單元1020描繪為具有基板1022、透鏡元件1026及透鏡元件1024的晶圓級透鏡，而透鏡元件1026設在基板1022面向影像感測器1030光接收表面1032的側面上，且透鏡元件1024設在基板1022背向光接收表面1032的側面上。在不偏離本發明範疇的情況下，透鏡單元1020可不同於圖10中所示者。例如，透鏡單元1020可為(a)具有二個或更多個基板1022的堆疊式晶圓級透鏡組件，每個基板具有相關聯的透鏡元件1024、1026，(b)模具透鏡(die lens)，或(c)可變焦距透鏡組件。
在一實施例中，晶圓級封裝的相機模組1000為包含一個影像感測器1030、一個透鏡單元1020及相關聯的殼體1040的相機模組1010。在相機模組1010中，殼體1040形成用於一個透鏡單元1020及一個影像感測器1030的部分密封體。此密封體環繞光軸1012。在相機模組1010的實施例中，其中殼體1040是不透光的，而除了用於透鏡單元1020背向影像感測器1030的視見區之外，殼體1040於光接收表面1032及透鏡單元1012周圍形成光密封體。此光密封體阻擋至少一部分不想要的光線向影像感測器1030傳播，即未正確通過透鏡單元1020成像到影像感測器1030上的光線。
在另一實施例中，晶圓級封裝的相機模組1000為包含兩個透鏡單元1020、兩個分別經配置以擷取透鏡單元1020所形成影像的影像感測器1030、以及殼體1040的陣列相機模組1060。在陣列相機模組1060中，殼體1040環繞每個影像感測器1030的光軸。在陣列相機模組1060的實施例中，其中殼體1040是不透光的，除了用於每一透鏡單元1020背向其對應的影像感測器1030的視見區之外，殼體1040於每個光接收表面1032及相關聯的透鏡單元1012周圍形成光密封體。此光密封體阻擋至少一部分不想要的光線向影像感測器1030傳播，即未正確通過對應的透鏡單元1020成像到影像感測器1030上的光線。此光密封體不僅防止光線從陣列相機模組1060外側洩漏到陣列相機模組1060之內，也防止了光線從陣列相機模組1060的個別相機模組之間洩漏。
在又一實施例中，晶圓級封裝的相機模組1000為相似於陣列相機模組1060的陣列相機模組，但具有超過兩個個別的相機模組，其每一者包含一個影像感測器1030及一個透鏡單元1020。例如，這類陣列相機模組可經配置為具有兩個相鄰的不共線列(non-collinear row)的2x2陣列相機模組，且其每一者具有兩個相機模組，或者配置為具有三個配置在一直線的相機模組的1x3陣列相機。
圖11顯示用於裝配及封裝具有光密封殼體的現有技術相機模組1150的現有技術晶粒級方法1100。在步驟1102中，將膠黏劑(glue)1112圍繞著影像感測器1130的周邊沉積。在步驟1104中，晶圓級透鏡1120與影像感測器1130對準並於設置到影像感測器1130上的膠黏劑1112上以將晶圓級透鏡1120黏附至影像感測器1130，藉以形成現有技術的相機模組1150。晶圓級透鏡1120為具有基板1122、兩個透鏡元件1124及用於耦接晶圓級透鏡1120至影像感測 器1130的隔片1126的晶圓級透鏡。在步驟1106中，將黑色塗層1140圍繞著晶圓級透鏡1120與影像感測器1130沉積在現有技術相機模組1150上，以形成光密封殼體。黑色塗層1140阻擋了至少一部分不想要的光線向影像感測器1130傳播，即未正確通過晶圓級透鏡1120成像到影像感測器1030上的光線。因此，現有技術方法1100包含若干步驟，其每一者必須精確進行。例如，沉積黑色塗層1140的過程包含了避免沉積黑色塗層1140至透鏡元件1140，或者從透鏡元件1124移除黑色塗層1140二者之一。因為現有技術方法1100的步驟是在個別的晶粒層級上執行，相對於晶圓層級，生產現有技術相機模組1150的裝配及封裝成本是顯著的。
圖12顯示技術方案1200，其中影像感測器1230及晶圓級透鏡1220各自的形狀因素使得現有技術方法1100無法使用於將影像感測器1230與晶圓級透鏡1220裝配一起形成相機模組。具體而言，影像感測器1230相對於晶圓級透鏡1220具有小的橫向廣度。這是一個常見的情形，因為影像感測器的製造技術已經發展到可生產非常小的影像感測器，至少從成本角度其是有利的。晶圓級透鏡1220包含基板1222與兩個透鏡元件1224。然而，打算用來面向影像感測器1230的透鏡元件1224的直徑大到讓將基板1222黏合至影像感測器1230所需的隔片1240無法接觸影像感測器1230。隔片1240與影像感測器1230之間存有間隙1250。
圖13顯示另一技術方案1300，其中影像感測器1330及晶圓級透鏡1320各自的形狀因素使得現有技術方法1100無法使用於將影像感測器1330與晶圓級透鏡1320可靠地裝配一起形成相機模組。如技術方案1300中所示，影像感測器1330相對於晶圓級透鏡1320具有小的橫向廣度，儘管在技術方案1300中的差異較小。晶圓級透鏡1320包含基板1322與兩個透鏡元件1324。然而，打算用來面向影像感測器1330的透鏡元件1324的直徑大到其與所述將基板1322黏合至影像感測器1330所需的隔片1240之間的接觸區域1350不足以實現可靠的黏合。
圖14說明用於封裝複數個相機模組1000的例示性晶圓級方法1400。方法1400利用模塑而產生封裝在殼體1040內的晶圓相機模組1000。因此，理想情況下方法1400適合低成本大量生產的相機模組1000。方法1400不需要黏合透鏡單元至影像感測器的步驟，而此步驟為現有技術方法1100的情 況。此外，憑藉模具的設計，方法1400消除了單獨對準步驟的需求。再者，方法1400能夠組裝及封裝如圖12及13所示的相機模組，而這與現有技術方法1100不兼容。
在步驟1410中，方法1400在複數個影像感測器1030周圍包覆模製(overmold)第一殼體材料，以產生由經封裝的影像感測器所組成的第一晶圓。在一實施例中，步驟1400施行步驟1412，讓第一殼體材料僅模塑至影像感測器1030背向各自的光軸1012的側面。在此實施例中，殼體材料在冷卻時收縮而施加足夠的壓力於影像感測器1030上，以固定影像感測器1030於第一晶圓中。步驟1410產生第一晶圓且使得第一晶圓可分別容納複數個透鏡單元1020於影像感測器1030之上。在一實施例中，步驟1410包含步驟1414，模塑凸緣以形成供容納透鏡單元1020的層架表面(self surface)。可選地，步驟1414包含模塑凸緣的步驟1416，使得這些層架表面位於離對應的影像感測器1030一定距離處而將影像感測器1030放置在對應的透鏡單元1020的焦平面(focal plane)處。步驟1410可包含步驟1418以使用具有凹槽的模具，這些凹槽保護影像感測器1030免於第一殼體材料的汙染。
圖15通過非限制性實例而顯示步驟1410的一實施例，其施行步驟1412、1414、1416及1418的全部步驟。圖15的全部視圖為剖視圖，其橫截面平行於光軸1012。儘管圖15說明僅有三個影像感測器1030的第一晶圓的產生，圖15所示的方法容易擴展為產生具有任何數目的影像感測器1030的第一晶圓，例如百個或千個影像感測器1030。
如圖15的示意圖1502所示，複數個影像感測器1030經放置在下模件1510上。下模件1510具有凹槽1512，用於容納電接點1511及/或影像感測器1030的其他突出構件。為了清楚說明，並非全部的電接點1511被標示在示意圖1502之中。再者，在不偏離本發明範疇的情況下，每個影像感測器1130可具有與圖15所示者不同的電接點數目。每個凹槽1512被支承表面1514所圍繞，而支承表面1514是經配置以支承影像感測器1030。
接著，如圖15的示意圖1504所示，上模件1520接觸下模件1510與影像感測器1030。上模件1520在每個影像感測器1030之上設有凹槽1522。每個凹槽1522被表面1524所圍繞，而表面1524是經配置毗連對應的光接收表面1550而接觸影像感測器1030。上模件1520亦包含凹槽1526以環繞每個凹槽 1522。凹槽1526包含表面1528，表面1528面向下模件1510且只設置到上模件1520內的凹槽1526部分深度位置處。上模件1520包含澆口1530以用於接收第一殼體材料。在不偏離本發明範疇的情況下，澆口1530可合併到下模件1510中而不是合併到上模件1520。為了清楚說明，並非全部的凹槽1522、表面1524、表面1528及光接收表面1550被標示在示意圖1504之中。
在上模件1520接觸到下模件1510與影像感測器1030之後，殼體材料1532通過澆口1530被注射到上模件1520與下模件1510之間的空腔(見圖15的示意圖1506)。殼體材料1532可以是不透光的。描繪在示意圖1506中的製程致使產生具有影像感測器1030的第一晶圓1580，影像感測器1030被封裝在由殼體材料1532所形成的殼體1540內。為了清楚說明，圖15顯示了將第一晶圓1580分離開下模件1510及上模件1520的詳細視圖。然而，方法1400並不需要第一晶圓1580與下模件1510分離。在第一晶圓1580中，每個影像感測器1030在正交於各自的光軸1012的維度上被殼體1540所圍繞。在圖15所示的實施例中，殼體材料1532僅接觸影像感測器1030背向各自的光軸1012的側面。在不偏離本發明範疇的情況下，下模件1510及上模件1520可經塑形而使得殼體材料1532也接觸影像感測器1030的其他部分，只要光接收表面1550及電接點不被殼體材料1532覆蓋。殼體材料1532在冷卻時收縮，使得殼體1540至少施加壓力於影像感測器1030背向各自的光軸1012的側面。此壓力足以固定影像感測器1030於殼體1540中。對於每個影像感測器1030，殼體1540對影像感測器1030背向光軸1012的側面形成密封處，其中此密封處環繞著光軸1012。因此，在殼體材料1532是不透光的的實施例中，殼體1540與這些影像感測器1030側面一起形成光密封處。為了清楚說明，並非全部的光軸1012且並非全部的影像感測器1030均被標示在描繪第一晶圓1580的圖15中。
對於每個影像感測器1030，殼體1540在光接收表面1550之上形成開口。此開口在影像感測器1030正上方具有寬度1538，其超過影像感測器1030的對應寬度1556，使得殼體1540不會干擾光線傳播向光接收表面1550或其他方式阻礙到影像感測器1030的性能。殼體1540具有寬度1538的部分從影像感測器1030沿著光軸1012向上延伸一定距離1536。在離影像感測器1030的距離1536處，殼體材料1534在遠離光軸1012的方向上展開而形成具有層架表面1534的凸緣1538。凸緣1538經配置以收容透鏡單元1020，且透鏡單元1020 最初擱置在層架表面1536。在一實施例中，距離1536使得在透鏡單元1020放置在層架表面1534上時，影像感測器1030位於透鏡單元1020的焦平面處。為了清楚說明，並非所有的凸緣1538均被標示在描繪第一晶圓1580的圖15之中。
再參照圖14，在步驟1420中，方法1400將複數個透鏡單元1020放置在步驟1410所形成的第一晶圓中。每個透鏡單元1020被放置在對應的影像感測器1030之上。在方法1400包含有步驟1414的實施例中，步驟1420可施行步驟1422，將每個透鏡單元1020放置在第一晶圓的殼體的層架表面上。
在步驟1430中，方法1400於第一晶圓之上及放置在第一晶圓中的透鏡單元1020周圍包覆模製第二殼體材料，以形成由封裝在殼體1040中的相機模組1000所組成的第二晶圓。步驟1430可包含步驟1432，對每個透鏡單元1020產生錐形視見區。
圖16通過非限制性實例而顯示方法1400的步驟1420、1430的實施例，且其施行步驟1422、1432。圖16的全部視圖為剖視圖，如圖15中所使用。儘管圖16說明僅有三個影像感測器1030與三個透鏡單元1020的第二晶圓的產生，圖16所示的方法容易擴展為產生具有任何數目的影像感測器1030與對應的透鏡單元1020的第二晶圓，例如百個或千個影像感測器1030與對應的透鏡單元1020。
圖16將每個透鏡單元1020描繪成晶圓級透鏡。然而，如上文中參照圖10所討論，在不偏離本發明範疇的情況下，透鏡單元1020可以是另一種類型的透鏡。
示意圖1602顯示施行步驟1422的步驟1420實例。對於每個影像感測器1030，透鏡單元1020被放置在層架表面1534上。在圖16所示的實例中，透鏡單元1020為包含基板1022、透鏡元件1024及透鏡元件1026的晶圓級透鏡。在此實例中，基板1022被擱置在層架表面1534上，使得透鏡元件1026被懸置於影像感測器1030之上。在不偏離本發明範疇的情況下，透鏡單元1020可以是另一種類型的透鏡，如上文中參照圖10所討論。為了清楚說明，並非所有的層架表面1534、透鏡元件124及透鏡元件126均被標示在示意圖1602之中。
示意圖1604、1606顯示施行步驟1432的步驟1430實例。如示意圖1640所示，上模件1610接觸下模件1510與放置其中的透鏡單元1020。上模件1610包含在每個透鏡單元1020上方的凹槽1612。每個凹槽1612被表面 1614所圍繞。凹槽1612及表面1614協作而保護透鏡單元1020面向上模件1610的光學表面免於(a)接觸上模件1610及(b)被注射到由下模件1510與上模件1610所形成的模具之內的殼體材料1632汙染。表面1614遠離此光學表面而接觸透鏡單元1020，並在此光學表面周圍形成密封處。此密封處確保注射到模具(由下模件1510與上模件1610所形成)內的殼體材料1632無法到達此光學表面。在圖16所示的實例中，凹槽1612及表面1614保護了透鏡元件1024。對於每個透鏡單元1020，表面1614接近但以離透鏡元件1024一定距離而密封基板1022。透鏡元件1024遠離基板1022的高度1615較小於凹槽1612相對於表面1614的深度1613。因此，對於每個透鏡單元1020，凹槽1612及表面1614保護了透鏡元件1024。為了清楚起見，並非所有的表面1614與透鏡元件1024均被標示於示意圖1604之中。
上模件1610進一步包含位於殼體1540上方的凹槽1612。在圖6所示的實例中，凹槽1612具有錐形壁1618。為了清楚說明，並非所有的凹槽1616及錐形壁1618均被標示於示意圖1604之中。
此外，上模件1610包含澆口1630以用於接收第一殼體材料。在不偏離本發明範疇的情況下，澆口1630可合併到下模件1510而不是合併到上模件1610。如示意圖1606所示，殼體材料通過澆口1630被注射到上模件1610與下模件1510之間的空腔內。殼體材料1632可以是不透光的，且/或與殼體材料1532相同。描繪在示意圖1604、1606中的過程致使產生具有影像感測器1030與透鏡單元1020的第二晶圓1680，影像感測器1030與透鏡單元1020被封裝在由殼體材料1532、1632所形成的殼體1640內。為了清楚說明，圖16顯示了在從下模件1510及上模件1610釋放第二晶圓1680之後的第二晶圓1680的詳細視圖。殼體材料1632接觸殼體1540以形成殼體1640。在某些實施例中，殼體材料1632接觸殼體1540環繞每個光軸1012的表面部分，以於殼體材料1634與殼體1540之間防止光線洩漏到由第二晶圓1680所形成的相機模組之內。殼體1640支承影像感測器1030及透鏡單元1020，而下模件1510及上模件1610是經配置以確保透鏡單元1020正確對準影像感測器1030。對於每個影像感測器1030及對應的透鏡單元1020，殼體1640環繞光軸1012。
在殼體材料1532、1632是不透光的實施例中，對於每個影像感測器1030及對應的透鏡單元1020，殼體1640在光接受表面1550的周圍、光接 收表面1550與透鏡單元1020之間的空間、以及除了透鏡單元1020上方的視見區之外的透鏡單元1020處形成光密封體。此光密封體環繞著光軸1012。在圖6所示的實例中，視見區具有由錐形壁1618所形成的錐形側面1634。為了清楚說明，並非所有的光接收表面1550、影像感測器1030、透鏡單元1020、透鏡元件1024、透鏡元件1026、光軸1012及錐形側面1634均被標示在描繪第二晶圓1680的圖16之中。
再參照圖14，在一可選步驟1440中，方法1400將第二晶圓切塊以形成複數個相機模組。在一實施例中，第二晶圓經切塊以形成複數個相機模組1010。在另一實施例中，第二晶圓經切塊以產生複數個陣列相機模組1060。在又一實施例中，第二晶圓經切塊以產生相機模組1010及陣列相機模組1060二者。
圖17通過非限制性實例而顯示方法1400的步驟1440的一實施例。圖17中的視圖為剖視圖，如圖15中所使用。儘管圖17顯示對僅具有三個影像感測器1030與三個透鏡單元1020的第二晶圓進行切塊，圖17所示的方法容易擴展為產生具有任何數目的影像感測器1030的第二晶圓，例如百個或千個影像感測器。
如圖17所示，第二晶圓1680被沿著切割線1750進行切割。切割線1750貫穿這些透鏡單元1020之間的殼體1640。在一實例中，第二晶圓1680被沿著全部的切割線1750進行切割以產生複數個相機模組1732。每個相機模組1732為相機模組1010的一實施例。在另一實施例中，第二晶圓1680被沿著一些但不是全部的切割線1750進行切割以產生陣列相機模組1734，並且，可選地產生相機模組1732。陣列相機模組1734為陣列相機模組1060的一實施例。在不偏離本發明範疇的情況下，陣列相機模組1734可包含比圖17所示者更多的影像感測器1030與對應的透鏡單元1020。例如，步驟1440可切割第二晶圓1680以產生一個或多個陣列相機模組1734，經配置為具有兩個相鄰的不共線列的2x2陣列相機模組，且每一列具有兩個相機模組，或者配置為具有三個配置在一直線的相機模組的1x3陣列相機模組。在步驟1440中產生的每個個相機模組1732包含了一部分的殼體1640環繞著光軸1012。同樣地，對於每個陣列相機模組1734，每個對影像感測器1030與對應的透鏡單元1020被一部分的殼體1640所環繞。為了清楚說明，並非所有的透鏡單元1020、影像感測器1030及光軸1012 均被標示於圖17之中。
圖18A-C進一步詳細顯示相機模組1732。圖18A為相機模組1732的剖視圖，且其橫截面平行於光軸1012。圖18B為相機模組1732在平行於光軸1012的方向上從圖18A的剖線18B-18B朝向影像感測器1030的視圖。圖18C為相機模組1732在平行於光軸1012的方向上從圖18A的剖線18C-18C朝向透鏡單元1020的視圖。圖18A-C最好一起觀看。相機模組1732包含影像感測器1030、透鏡單元1020及殼體1882。殼體1882為在步驟1440中對第二晶圓1680切塊時所形成的殼體1640的一部分。殼體1882可以是不透光的。
相機模組1732的寬度1556、寬度1538及距離1536為如參照圖15所討論者。錐形側面1634界定了相機模組1732的最大視野。透鏡單元1020的基板1022具有寬度1850。寬度1850大於寬度1538。在一實施例中，透鏡元件1026的廣度(為了清楚說明，未在圖18A標示)與寬度1556相近或甚至大於寬度1556。相機模組1732的此實施例使用現有技術方法1100將無法被製造出來。然而，方法1400能夠製造出在透鏡單元1020與影像感測器1030之間具有這樣的維度關係的相機模組1732實施例。
如圖18B所示，殼體1882於透鏡單元1020下方的內周1890呈矩形，以匹配影像感測器1030的矩形形狀。殼體1882的外周1892亦呈矩形，如切割線1750所界定。在不偏離本發明範疇的情況下，內周1890可具有與矩形不同的形狀，以匹配非矩形形狀的影像感測器1030。同樣地，若切割線1750不成直角交叉，外周1892可呈非矩形。
如圖18C所示，殼體1882於透鏡單元1020上方的內周1894呈圓形，以匹配圓形形狀的透鏡元件1020。殼體1882的內周1894離透鏡元件1024一定距離1830。距離1830可以盡可能小地製成，同時在步驟1430中允許表面1614密封至基板1022，藉以防止(或至少減低)光線穿過基板1055而洩漏到相機模組1732之內。在不偏離本發明範疇的情況下，內周1894可具有不同於圓形的形狀，(例如)以匹配非圓形形狀的透鏡元件1024。
方法1400容易擴展產生殼體1882被塑造成不同於圖18A-C中所示形狀的相機模組1732。這可通過使用具有不同於圖15、16中所示形狀的模件來實現。例如，錐形側面1634可被與圖6中所示者相似的平直側面所取代，或被與圖7中所示者相似之具有微結構的側面所取代。
圖19進一步詳細顯示陣列相機模組1734。圖19為相機模組1732的剖視圖，其橫截面平行於光軸1012。陣列相機模組1734包含複數個影像感測器1030、複數個對應的透鏡單元1020以及殼體1982。殼體1982為在步驟1440中對第二晶圓1680切塊時所形成的殼體1640的一部分。殼體1982可以是不透光的。陣列相機模組1734包含複數個具有如上文中參照圖17、18A-C所討論的特性之陣列相機模組1732。
圖20A及20B顯示了例示性相機模組2000，其為比圖10所示者更為普遍的相機模組1010實施例。相機模組2000為相機模組1732的概括，且可通過方法1400來產生。相機模組2000包含影像感測器1030、透鏡單元2010及殼體1882。圖20A為相機模組2000的剖視圖，其橫截面平行於光軸1012。圖20B沿著如圖20A所用的相同剖視圖來顯示透鏡單元2010。圖20A、20B最好一起觀看。
透鏡單元2010可以是任何具有遠離光軸1012延伸的突出部2012的透鏡類型，使得殼體1882可經配置以通過固持突出部2012而固持透鏡單元2010。透鏡單元2010亦可取代陣列相機模組1060、1734中的一個或多個透鏡單元1020。
特徵組合
上述特徵以及下文所請求保護的特徵可在不偏離本發明範疇的情況下以各種方式結合。例如，應瞭解到本文中所述之晶圓級封裝方法、或相關聯的相機模組或透鏡組件的態樣可併入或替換為本文中所述的另一種晶圓級封裝方法、或相關聯的相機模組或透鏡組件的特徵。下列實例說明上述這些實施例中的可能及非限制性的結合。應明白可在不偏離本發明之精神及範疇的情況下，對本文中的該等方法及裝置做出許多其他變化及修改：
(A1)一種用於封裝晶圓級透鏡的方法，可應用於複數個晶圓級透鏡，每個晶圓級透鏡具有(a)基板，而基板具有相對面向的第一表面與第二表面，及(b)對應的透鏡元件，在第一表面與第二表面中的至少一者上，每個透鏡元件具有背向基板的透鏡表面。
(A2)標記為(A1)的方法可包含：以殼體材料部分地包封此複數個晶圓級透鏡，以產生由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓。
(A3)在標記為(A2)的方法中，此殼體材料可通過接觸對應的基 板而支承此複數個晶圓級透鏡中之每一者。
(A4)在標記為(A3)的方法中，此殼體材料可經塑形以在由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓之內形成複數個殼體，以分別用於此複數個晶圓級透鏡。
(A5)在標記為(A4)的方法中，每個殼體可具有開口，用於使光線可分別通過此複數個晶圓級透鏡傳播。
(A6)在標記為(A2)至(A5)的每個方法中，部分地包封的步驟可包含塑造殼體材料，使得每個殼體沿著第一表面與第二表面二者朝向晶圓級透鏡的光軸向內延伸。
(A7)在標記為(A2)至(A6)的每個方法中，此殼體材料可以是不透光的，以防止外部光線通過殼體材料洩漏到與每個晶圓級透鏡相關聯的光學路徑之內。
(A8)在標記為(A2)至(A7)的每個方法中，部分地包封的步驟可包含(a)置放複數個晶圓級透鏡於一模具中，(b)將殼體材料注射到模具內，及(c)通過使殼體材料在模具內硬化而形成由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓。
(A9)在標記為(A8)的方法中，此模具可包含第一凹槽，以通過置放、注射及模塑等步驟供形成複數個殼體之用。
(A10)在標記為(A9)的方法中，此模具可進一步包含第二凹槽，其深度超出其於與個別第二凹槽相關聯的透鏡表面的模具之內的突出深度，以防止殼體材料沉積在透鏡表面上。
(A11)標記為(A2)至(A10)的每個方法可進一步包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊，以形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件，其每一者包含這些晶圓級透鏡中之至少一者。
(A12)標記為(A11)的方法可進一步包含：黏合此複數個經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者至影像感測器模組以形成光學組件。
(A13)在標記為(A12)的方法中，此黏合的步驟可包含：黏合殼體材料至影像感測器模組。
(A14)在標記為(A2)至(A13)的每個方法中，部分地包封的步驟可包含：塑造由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓而使得一部分的殼體材料形成背向第一表面的隔片。
(A15)在標記為(A14)的方法中，此隔片在沿著晶圓級透鏡的光軸的方向上可具有廣度，且其是根據(a)每個晶圓級透鏡及(b)從由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓分離出來的對應的影像感測器模組之間的預先指定間隔。
(A16)標記為(A15)的方法可進一步包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊，以形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件，其中每個晶圓級透鏡組件包含這些晶圓級透鏡中之至少一者及這些隔片中之至少一者。
(A17)標記為(A16)的方法可進一步包含：使用這些隔片中之至少一者並以該預先指定間隔，將這些經封裝的晶圓級組件中之至少一者裝設到對應的影像感測器模組上。
(A18)該標記為(A17)的方法中，塑造的步驟可包含：塑造殼體材料而使得這些晶圓級透鏡中之每一者沿著廣度而與此晶圓級透鏡的光學路徑的密封體相關聯，其中此密封體是由這些隔片所形成。
(A19)在標記為(A18)的方法中，切塊的步驟可包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊以形成經封裝的晶圓級透鏡組件，且其每一者包含只有一個晶圓級透鏡以及只有一個隔片。
(A20)在標記為(A19)的方法中，殼體材料可以是不透光的，且對於這些經封裝的晶圓級組件中之至少一者的每一者，使得此隔片可防止外部光線洩漏到與此晶圓級透鏡相關聯的光學路徑中。
(A21)在標記為(A18)的方法中，切塊的步驟可包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊，使得這些經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者(參照裝設的步驟)包含N個晶圓級透鏡及與此N個晶圓級透鏡相關聯的密封體，其中N為大於1的整數。
(A22)在標記為(A21)的方法中，在裝設的步驟中，各別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，裝設的步驟可包含：黏合這些經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者到對應的影像感測器模組上，以形成至少一部分的陣列相機。
(A24)在標記為(A23)的方法中，此殼體材料可以是不透光的，以防止光線洩漏到此陣列相機的個別相機之間。
(A25)在標記為(A2)至(A24)的每一方法中，部分地包封的步驟可包含：塑造由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓而使得一部分的殼體材料形成背向第一表面的凸緣，以用於裝設至少一些晶圓級透鏡到從由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓分離出來的對應的影像感測器模組上。
(A26)標記為(A25)的方法可進一步包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊，以形成複數個經封裝的晶圓級透鏡組件，其每一者包含這些晶圓級透鏡中之至少一者及這些凸緣中之至少一者。
(A27)標記為(A26)的方法可進一步包含：對於經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者，裝設對應的凸緣到對應的影像感測器模組的周邊上。
(A28)在標記為(A27)的方法中，切塊的步驟可包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊，使得這些經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者(參照裝設步驟)包含N個晶圓級透鏡及一部分的凸緣，其中N為大於1的整數。
(A29)在標記為(A28)的方法中，形成凸緣的步驟可包含：對於經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者產生一外圍凸緣，此外圍凸緣在正交於此N個晶圓級透鏡的光軸的平面上描繪環繞此N個晶圓級透鏡全體的外圍路徑。
(A30)在標記為(A29)的方法中，切塊的步驟可包含：對由經封裝的晶圓級透鏡所組成的晶圓進行切塊，使得這些經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者包含N個晶圓級透鏡及此外圍凸緣。
(A31)在標記為(A30)的方法中，在裝設的步驟中，對應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，裝設的步驟可包含：對於這些經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者的每一者，黏合此外圍凸緣到對應的影像感測器模組上以形成陣列相機。
(A33)在標記為(A32)的方法中，此殼體材料可以是不透光的，使得此外圍凸緣可防止外部光線穿過殼體材料而洩漏到與此N個晶圓級透鏡相關聯的光學路徑之中。
(A34)在標記為(A33)的方法中，塑造晶圓的步驟可進一步包含：對於這些經封裝的晶圓級透鏡組件中之至少一者的每一者，形成至少一個 背向第一表面的隔片。
(A35)在標記為(A34)的方法中，至少一個隔片中的每一者在沿著此N個晶圓級透鏡的光軸的方向上可具有廣度，且其是根據(a)此N個晶圓級透鏡及(b)對應的影像感測器模組之間的預先指定間隔，至少一個隔片經配置以防止光線洩漏於此陣列相機的個別相機之間。
(B1)一種透鏡組件，可包含晶圓級透鏡，晶圓級透鏡具有(a)基板，具有相對面向的第一表面與第二表面，以及(b)對應的透鏡元件，在第一表面與第二表面中的至少一者上，其中每個透鏡元件具有背向基板的透鏡表面。
(B2)標記為(B1)的透鏡組件可進一步包含一體成型的殼體，此殼體接觸基板且沿著第一表面與第二表面二者而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，此一體成型的殼體可以是不透光的。
(B4)在標記為(B3)的透鏡組件中，此一體成型的殼體在正交於光軸的維度上可環繞晶圓級透鏡。
(B5)標記為(B2)至(B4)的每個透鏡組件可使用標記為(A2)至(A35)的一個或多個方法而被製造。
(C1)一種晶圓級封裝方法，用於封裝複數個相機模組，此晶圓級封裝方法可包含：(a)在複數個影像感測器周圍包覆模製第一殼體材料以產生由經封裝的影像感測器組成的第一晶圓，(b)於第一晶圓中將複數個透鏡單元分別放置在此複數個影像感測器之上，以及(c)在此第一晶圓之上及這些透鏡單元周圍包覆模製第二殼體材料以形成由經封裝的相機模組所組成的第二晶圓，其中每個經封裝的相機模組包含這些影像感測器中之一者及這些透鏡單元中之一者，且其中第二殼體材料與第一殼體材料協作以固定這些透鏡單元於第二晶圓中。
(C2)在標記為(C1)的方法中，包覆模製此第二殼體材料的步驟可包含：使第二殼體材料接觸此第一晶圓圍繞每個經封裝的相機模組的表面部分，以於第一殼體材料與第二殼體材料之間防止光線洩漏到這些經封裝的相機模組內。
(C3)在標記為(C1)及(C2)的方法中的一或二者中，包覆模製此 第一殼體材料的步驟可包含：模塑複數個凸緣，這些凸緣具有對應的複數個層架表面，且這些層架表面分別正交於每個影像感測器的光軸。
(C4)在標記為(C3)的方法中，放置這些影像感測器的步驟可包含：分別將這些透鏡單元放置在這些層架表面上。
(C5)在標記為(C4)的方法中，每個透鏡單元可包含平面基板。
(C6)在標記為(C5)的方法中，放置的步驟可包含：對於每個透鏡單元，將此平面基板放置在對應的層架表面上。
(C7)在標記為(C3)至(C6)的任一方法中，模塑這些凸緣的方法可包含：模塑這些凸緣而使得每個凸緣環繞對應的影像感測器的光軸。
(C8)在標記為(C3)至(C7)的任一方法中，每個透鏡單元可具有固定的焦距。
(C9)在標記為(C3)至(C8)的任一方法中，模塑這些凸緣的步驟可包含：從對應的影像感測器沿著光軸一定距離模塑每個層架表面，使得對應的影像感測器是位於對應的透鏡單元的焦平面處。
(C10)在標記為(C3)至(C9)的任一方法中，模塑這些凸緣的步驟可包含：在相應於對應的影像感測器的開口周圍模塑每個層架表面，其中於對應的影像感測器的光軸所正交的維度上，此開口相較於對應的影像感測器具有更大的範圍。
(C11)在標記為(C1)至(C10)的任一方法中，包覆模製此第一殼體材料的步驟可包含：只模塑第一殼體材料至這些影像感測器背向每個影像感測器的光軸的側面，使得在第一殼體材料於冷卻相關聯的收縮之後，此第一晶圓通過第一殼體材料在側面的壓力而支承這些影像感測器。
(C12)在標記為(C1)至(C11)的任一方法中，包覆模製此第一殼體材料的步驟可包含：(a)將這些影像感測器置於底模表面中的對應的凹槽之上，使得每個影像感測器的下表面的平面部分擱置在此底模表面圍繞對應的凹槽的平面部分，其中此下表面是相對於對應的影像感測器的光接收表面，(b)沉積該第一殼體材料在此底模表面未被影像感測器佔據的部分，以及(c)使頂模表面接觸此影像感測器圍繞光接收表面的上表面的一部分，以模塑第一殼體材料而充填這些影像感測器之間的縫隙，藉以形成第一晶圓。
(C13)在標記為(C1)至(C12)的任一方法中，包覆模製第一殼體 材料的步驟可包含：對於每個影像感測器，沿著環繞相關聯的光接收表面的路徑而模塑第一殼體材料至每個影像感測器，以於第一殼體材料與每個影像感測器之間防止光線洩漏到光接收表面。
(C14)在標記為(C1)至(C13)的任一方法中，每個透鏡單元可包含基板，且包覆模製第二殼體材料的步驟可包含：對於每個透鏡單元，模塑第二殼體材料於基板背向相關聯的影像感測器的一部分之上，以防止光線通過基板而洩漏到對應的經封裝的相機模組內。
(C15)標記為(C1)至(C14)的任一方法可進一步包含：對第二晶圓進行切塊以產生複數個經封裝的陣列相機模組，其每一者包含二個或更多個個別的經封裝的相機模組。
(D1)一種相機模組，可包含一影像感測器，具有光接收表面及背向相機模組的光軸的側面；一透鏡單元，用於成像場景到此影像感測器上，此透鏡單元包含基板；以及一殼體，固持此影像感測器及此透鏡單元，其中此殼體接觸這些側面。
(D2)在標記為(D1)的相機模組中，除了用於查看場景的視見區之外，於透鏡單元周圍及影像感測器與透鏡單元之間的空間周圍，殼體及影像感測器可協作形成光密封體。
(D3)在標記為(D1)及(D2)的相機模組中的一或二者中，殼體可以只接觸這些側面。
(D4)在標記為(D1)至(D3)的任一相機模組中，殼體可通過殼體與這些側面之間的壓力而固持影像感測器。
(D5)在標記為(D4)的相機模組中，殼體可以由不透光聚合物所組成。
(D6)在標記為(D1)至(D5)的任一相機模組中，在殼體與影像感測器之間的介面可以是不含黏著劑。
(D7)在標記為(D1)至(D6)的任一相機模組中，殼體可沿著基板背向影像感測器的表面而朝向光軸向內延伸。
(D8)在標記為(D1)至(D7)的任一相機模組中，於遠離光軸上，透鏡單元相較於影像感測器可具有更大的廣度。
可在不偏離本發明範疇的情況下對上述系統及方法做出改變。 因此應注意到，包含在上述說明及顯示於附圖中之事項應解釋為說明性的而非限制性的。下列申請專利範圍意欲涵蓋本文所述之一般性特徵及特定特徵，且由於語言的關係，本系統及方法的範疇的所有陳述皆應落入其間。

Claims (11)

  1. 一種晶圓級封裝方法，用於封裝複數個相機模組，該晶圓級封裝方法包括：在複數個影像感測器周圍包覆模製一第一殼體材料以產生由經封裝的該等影像感測器所組成的一第一晶圓，其中包覆模製該第一殼體材料的步驟包括：只模塑該第一殼體材料至該等影像感測器之複數個側面，而該等側面背向該等影像感測器中之每一者的光軸，使得在該第一殼體材料於冷卻相關聯的收縮之後，該第一晶圓通過該第一殼體材料在該等側面的壓力而支承該等影像感測器；於該第一晶圓中將複數個透鏡單元分別放置在該等影像感測器之上；以及在該第一晶圓之上及該等透鏡單元周圍包覆模製一第二殼體材料以形成由經封裝的該等相機模組所組成的一第二晶圓，各該相機模組包含該等影像感測器中之一者及該等透鏡單元中之一者，該第二殼體材料與該第一殼體材料協作以固定該等透鏡單元於該第二晶圓中；其中包覆模製該第一殼體材料的步驟進一步包括：將該等影像感測器置於一底模表面中的複數個凹槽中對應之一者之上，使得該等影像感測器中之每一者的一下表面的平面部分擱置在該底模表面圍繞該等凹槽中對應之一者的平面部分，該下表面是相對於該等影像感測器中對應之一者的光接收表面；沉積該第一殼體材料在該底模表面未被該等影像感測器佔據的部分；以及使頂模表面接觸該影像感測器圍繞該光接收表面的一上表面的一部分，以模塑該第一殼體材料而充填該等影像感測器之間的縫隙，藉以形成該第一晶圓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級封裝方法，其中包覆模製該第二殼體材料的步驟包括：使該第二殼體材料接觸該第一晶圓圍繞經封裝的該等相機模組中之每一者的表面部分，以於該第一殼體材料與該第二殼體材料之間防止光線洩漏到經封裝的該等相機模組內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級封裝方法，其中包覆模製該第一殼體材料的步驟包括：模塑複數個凸緣，該等凸緣具有對應的複數個層架表面，且該等層架表面分別正交於該等影像感測器中之每一者的光軸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓級封裝方法，其中放置該等影像感測器的步驟包括：分別將該等透鏡單元放置在該等層架表面上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的晶圓級封裝方法，其中該等透鏡單元中之每一者包含一平面基板，而放置的步驟包括：對於該等透鏡單元中之每一者，將該平面基板放置在該等層架表面中對應之一者上。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓級封裝方法，其中模塑該等凸緣的方法包括：模塑該等凸緣而使得該等凸緣中之每一者環繞該等影像感測器中對應之一者的光軸。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓級封裝方法，其中該等透鏡單元中之每一者具有固定的焦距，模塑該等凸緣的步驟包括：從該等影像感測器中對應之一者沿著光軸一定距離模塑該等層架表面中之每一者，使得該些影像感測器中對應之一者是位於該些透鏡單元中對應之一者的焦平面處。
  8. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓級封裝方法，其中模塑該等凸緣的步驟包括：在相應於該等影像感測器中對應之一者的一開口周圍模塑該等層架表面中之每一者，而於該等影像感測器中對應之一者的光軸所正交的維度上，該開口相較於該等影像感測器中對應之一者具有更大的範圍。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級封裝方法，包覆模製該第一殼體材料的步驟包括，對於該等影像感測器中之每一者：沿著環繞相關聯的該光接收表面的一路徑而模塑該第一殼體材料至該等影像感測器中之每一者，以於該第一殼體材料與該些影像感測器中之每一者之間防止光線洩漏到該光接收表面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級封裝方法，該等透鏡單元中之每一者包含一基板，且包覆模製該第二殼體材料的步驟包括，對於該等透鏡單元中之每一者：模塑該第二殼體材料於該基板背向該等影像感測器中相關聯之一者的一部分之上，以防止光線通過基板而洩漏到經封裝的該等相機模組中對應之一者內。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級封裝方法，其進一步包括：對該第二晶圓進行切塊以產生經封裝的複數個陣列相機模組，各該陣列相機模組包含經封裝的該等相機模組中個別之兩者或更多者。
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