晶圆级透镜的封装方法和相关的透镜组件和照相机模块的制作方法
【专利摘要】一种适用于封装多个晶圆级透镜的封装方法。每个晶圆级透镜包括(a)具有相反面向的第一和第二表面的一个基板和(b)在该第一和第二表面的至少一个上的各个透镜组件。每个透镜组件具有一个透镜表面朝向远离基板的方向。该方法包括：用外壳材料部分地包住该多个晶圆级透镜以产生封装的晶圆级透镜的晶圆。在封装的晶圆级透镜的晶圆中，外壳材料通过接触各个基板支撑该多个晶圆级透镜中的每一个，和该外壳是被形塑以形成分别用于多个晶圆级透镜的多个外壳。
【专利说明】
晶圆级透镜的封装方法和相关的透镜组件和照相机模块
技术领域
[0001]本发明涉及晶圆透镜，尤其涉及晶圆级透镜的封装方法和相关的透镜组件和照相机模块。
【背景技术】
[0002]照相机是被结合成范围广泛的装置。例如，广泛使用的消费电子装置，如电话、平板计算机和笔记本电脑，包括照相机。这样的装置为了遵从目标成本，照相机必须以非常低的成本来制造。一个典型的照相机模块的制造成本是包含(a)材料的成本，例如影像传感器，透镜材料和封装材料，(b)封装成本(包括组装)。在许多情况下，封装的成本是显著的和甚至可能超过了材料成本。例如，影像传感器和透镜两者皆可廉价地在晶圆级生产，然而用于该照像机模块对准透镜与影像传感器的制程和建构一个不漏光的外壳(除了观景窗口以夕卜)的制程是为非晶圆级的制程，其以一个不可忽略的形式贡献照像机模块的总成本。
[0003]阵列摄影机，例如立体摄影机，不仅在消费电子，而且在汽车和机器视觉工业具有显著的市场潜力。在一个阵列摄影机中，每个透镜必须对准其相应的影像传感器，和阵列摄影机的每个单独照相机必须不透光，使得没有来自不想要的外部光的干扰，并且使得各别相机之间没有串扰。封装阵列摄影机的方法是因此特别昂贵。
【发明内容】
[0004]在一实施方案中，一种适用于封装多个晶圆级透镜的包装方法。每个晶圆级透镜包括(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个上的各个透镜组件。每个透镜组件具有一个透镜表面朝向远离基板。该方法包括:部分地以外壳材料包住该多个晶圆级透镜以产生封装的晶圆级透镜的晶圆。在封装的晶圆级透镜的晶圆中，该外壳材料藉由接触各别的基板，支撑上述多个晶圆级透镜，和该外壳是被形塑以形成分别用于多个晶圆级透镜的多个外壳。
[0005]在实施方案中，透镜组件包括晶圆级透镜具有(a)相对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个上的各别的透镜组件。每个透镜组件具有一个透镜表面朝向远离基板。该透镜组件还包括整体形成的外壳，其接触基板和沿着第一表面和第二表面朝向晶圆级透镜的光轴向内延伸。
【附图说明】
[0006]图1根据一个实施例说明了用于封装多个晶圆级透镜的方法。
[0007]图2说明了先前技术的照相机模块。
[0008]图3说明了先前技术的阵列摄影机模块。
[0009]图4根据一个实施例，是为用于图1的方法的流程图。
[0010]图5根据一个实施例是为用于封装多个晶圆级透镜的另一种方法的流程图。
[0011]图6根据一个实施例示意性地说明了图5的方法的某些步骤，以及晶圆级透镜组件和由此所制造的相机模块。
[0012]图7根据另一实施例示意性地说明了图5的方法的某些步骤，以及晶圆级透镜组件和由此所制造的相机模块。
[0013]图8根据又一实施例示意性地说明了图5的方法的某些步骤，以及封装的晶圆级透镜和由此所制造的单一相机的照相机模块。
[0014]图9根据进一步的实施例示意性地说明了图5的方法的某些步骤，以及由此所制造的封装的透镜阵列和阵列摄影机模块。
[0015]实施方式
[0016]图1说明了用于封装多个晶圆级透镜110的一个示范性方法100。每个晶圆级透镜110包括两个透镜组件121和122形成在基板130的两个相反面向的表面。基板130是至少部分地透射光在有意义的波长范围内。在方法100中，多个晶圆级透镜110是被外壳材料140部分的包住以形成封装的晶圆级透镜115的晶圆150。晶圆150是在多个晶圆级透镜110周围整体形成，使得外壳材料140形成壳体116，用于各晶圆级透镜110。因此，晶圆150是可被切割，以产生多个封装的晶圆级透镜115，因此每个由晶圆级透镜110和外壳116组成。
[0017]透过晶圆150的生产，方法100简化具有影像传感器的晶圆级透镜110的简易对准以形成照相机模块。在某些实施方案中，外壳材料140是为不透明的。这里，“不透明”，是指在有意义的波长范围内基本上对光的波长不透明，如对其中一个相关的影像传感器是为敏感的波长范围。在这样的实施方案中，晶圆150的生产为每个晶圆级透镜110本质上提供不透光的外壳。相应地，方法100相比于先前技术的方法促进简化照相机模块的封装。
[0018]方法100允许形塑晶圆150的外壳材料140，使得封装的晶圆级透镜115可以很容易地与影像传感器170组装，以产生一个照相机模块160。影像传感器170撷取由晶圆级透镜110形成在其上的影像。在方法100的一个实施例中，晶圆150的外壳材料140是形塑使得封装的晶圆级透镜115是可通过黏结外壳116至影像传感器170上直接安装到影像传感器170上。在一个实例中，晶圆150的外壳材料140是形塑使得外壳116确保封装的晶圆级透镜115与相对的影像传感器170正确的对准。
[0019]在方法100的一个实施例中，晶圆150是被切割以单一化个别的封装的晶圆级透镜115。在本实施例中，方法100可以包括安装多个个别的封装晶圆级透镜115到相应的多个影像传感器170，以形成多个照相机模块160。
[0020]在另一个实施例中，晶圆150是被切割以单一化封装的晶圆级透镜115的阵列117，每个阵列117具有从外壳材料140形成的外壳118。在本实施例中，方法100可以包括安装多个这样的阵列117到相应的多个影像传感器阵列190，以形成多个阵列摄影机模块180。每个影像传感器阵列190内的影像传感器的数目与每个阵列117中的晶圆级透镜110的数量相匹配。在一个本实施例的实现方式中，晶圆150的外壳材料140是形塑使得阵列117可以透过黏接壳体118到影像传感器阵列190上直接安装到影像传感器阵列190。在一个实例中，晶圆150的外壳材料140是形塑得外壳118可以确保封装的晶圆级透镜115与相对的影像传感器阵列190正确的对准。
[0021]在不脱离本发明的范围，阵列117可包括两个以上的晶圆级透镜110，和阵列摄影机模块180可包括两个以上的个别的照像机。此外，透镜组件121和122可以具有与图1所示的不同形状，而不脱离本发明的范围。
[0022]图2说明了先前技术的照相机模块200。先前技术的相机模块200包括影像传感器220和由基板216和两个透镜组件212和214组成的晶圆级透镜210。先前技术的照相机模块200还包括一个底部间隔物230用于晶圆级透镜210安装到影像传感器220时提供晶圆级透镜210和影像传感器220之间预先指定的间距。通常，该预先指定的间距是为让晶圆级透镜210和影像传感器200共同工作以提供某些目的的所需间距，例如作用为照相机模块。此外，先前技术的相机模块200包括顶部间隔物240和黑色涂层250。黑色涂层250阻挡至少一部分不需要的光向影像传感器220传播，即光经由晶圆级透镜210未正确成像到影像传感器220上。顶部间隔物240提供作为平台用于沉积黑色涂层250以阻止光以一角度，相对于晶圆级透镜210的光轴280，大于所需的角度朝向晶圆级透镜210传播。
[0023]先前技术的照相机模块200由(a)对准晶圆级透镜210(和底部间隔物230和顶部间隔物240)和相对应的影像传感器220，(b)黏接底部间隔物230，晶圆级透镜210和顶部间隔物240到影像传感器220，和(c)沉积黑色涂层250所形成。沉积黑色涂层250的制程包括避免黑色涂层250沉积到透镜组件212上或从透镜组件212除去黑色涂层250的方法中的任一个。
[0024]如参照图6-9将在下面进一步讨论，基于一个晶圆级透镜，方法100减少了形成照相机模块所需黏接的次数，因为底部间隔物230和顶部间隔物240的等效物是由形塑外壳材料140整体形成以形成晶圆150。此外，由于外壳材料140是可为不透明的，方法100不需要沉积黑色涂层250的一个单独的制程步骤。此外，方法100可以形塑外壳材料140，使得外壳116的形状固有地确保封装的晶圆级透镜115与相应的影像传感器170正确的对准。
[0025]图3说明了具有两个个别的照相机302的先前技术的阵列相机模块300。先前技术的阵列照相机模块300是为先前技术的照相机模块200(图2)的扩展成为一个阵列摄影机。先前技术的阵列照相机模块300包括使用底部间隔物230将两个晶圆级透镜210安装到影像传感器阵列320。先前技术的阵列摄影机模块300进一步包括顶部间隔物240和黑色涂层350。顶部间隔物240和黑色涂层350如参考图2所讨论，用于相同的目的。此外，黑色涂层350将相机302彼此之间光学的隔离。为了将相机302彼此之间光学的隔离，晶圆级透镜210是位于彼此间相距一定的距离，和黑色涂层350是沉积在晶圆级透镜210之间。
[0026]先前技术的阵摄影机模块300是由(a)对准各晶圆级透镜210(和底部间隔物230和顶部间隔物240)与相应的影像传感器阵列320的每一个影像传感器，(b)黏接底部间隔物230，晶圆级透镜210，和顶部间隔物240到影像传感器阵列320，和(c)沉积黑色涂层350所形成。沉积黑色涂层350的制程包括避免黑色涂层350沉积在镜片212或者从透镜组件212去除黑色涂层350。
[0027]如参照图6-9将在下面进一步讨论，基于一个晶圆级透镜，方法100减少了形成相机模块所需黏接的次数，因为底部间隔物230和顶部间隔物240的等效物是由形塑外壳材料140整体形成以形成晶圆150。此外，由于外壳材料140是可为不透明的，方法100不需要沉积黑色涂层350的一个单独的制程步骤。此外，方法100可以形塑外壳材料140，使得外壳118的形状固有地确保阵列117与相应的影像传感器190正确的对准。
[0028]图4是为是用于方法100(图1)的流程图400。在步骤410中，方法400形成封装的晶圆级透镜115的晶圆150。步骤410包括部分地包住多个晶圆级透镜110在外壳材料140中，使得外壳材料140形成外壳116，用于多个晶圆级透镜110中的每个。在某些实施方案中，外壳材料140是为不透明的，使得在步骤410中形成的外壳116，是为不透明的。步骤410包括形塑外壳材料140的步骤412，使其藉由对于每个晶圆级透镜110接触基板130，支撑晶圆级透镜110。此外，步骤412形塑外壳材料140，使得每个外壳116具有开口，用于允许光线通过多个晶圆级透镜110传播。
[0029]在一可选的步骤420中，晶圆150是被切割以形成多个晶圆级透镜组件。在一个实施例中，该多个晶圆级透镜组件的每一个是为封装的晶圆级透镜115。在本实施例中，步骤420包括切割晶圆150的步骤422，以产生多个封装晶圆级透镜115。在另一个实施方案中，各该多个晶圆级透镜组件是为阵列117。在本实施例中，步骤420包括切割晶圆150的步骤424，以产生多个阵列117。在又一个实施例中，多个晶圆级透镜组件同时包括封装的晶圆级透镜115和阵列117。在本实施例中，步骤420应用步骤422和424，到晶圆150相互不同的部分。相互不同的部分的一个或两个是可为非连续的。
[0030]可选地，方法400包括黏合至少一个在步骤420中产生的晶圆级透镜组件的一个步骤430，到影像传感器模块，以形成一个照相机模块。在方法400的实施例中，其包括步骤422，步骤430的模块是可为影像传感器170和步骤430可以包括步骤432。在步骤432中，至少一个封装的晶圆级透镜115被黏结到影像传感器170，以形成至少一个相应的照相机模块160。方法400的实施例中，其包括步骤424，步骤430的模块是可为影像传感器阵列190和步骤430可以包括步骤434。在步骤434中，至少一个阵列117被黏结到影像传感器阵列190，以形成至少一个相应的阵列摄影机模块180。
[0031]图5是为流程图说明用于封装多个晶圆级透镜110(图1)的一个示范性射出成型的方法500。方法500是为方法400 (图4)的一实施例。
[0032]图6示意性地说明方法500的一个例子连同一种根据方法500的该实施例产生的封装的晶圆级透镜的一个示范性晶圆630。图6进一步说明了与方法500的该实施例相关的示范性晶圆级透镜组件(封装的晶圆级透镜632和封装的透镜阵列640)，和照像机模块(照相机模块638和阵列摄影机模块648)。图5和6是最好在一起观看。
[0033]在步骤510中，多个晶圆级透镜110是被放置在模具中。图610说明了步骤510的一个例子。在图610中，多个晶圆级透镜110被放置在下模块612中，例如使用本领域已知的取放技术。为清楚地说明，不是所有的晶圆级透镜110，不是所有的透镜组件121和122，和不是所有的基板130是被标记在图6中。接下来，上模块614是收合降于下模块612上。图620显示产生的配置。同时，下模块612和上模块614包括至少一个注入口 624。虽然图6表不上模块具有一个单注入口 624，和下模块没有注入口，注入口的实际数量以及注入口(多个)的放置位置可以不同于图6中所示，而不脱离本发明的范围。下模块612包括凹槽692用于形塑随后注入到下模块612和上模块614构成的模具中的外壳材料。同样地，上模块614包括凹槽696用于形塑外壳材料。为清楚地说明，不是所有的凹槽692和696是标记在图6中。
[0034]虽然图6说明了四个晶圆级透镜110被放置在下模块612中，下模块612和上模块614是可被配置为接受任何数量的晶圆级透镜110。例如，下模块612和上模块614是可被配置为接受数十，数百或数千个晶圆级透镜110，以产生具有数十，数百或数千个晶圆级透镜HO的晶圆630。
[0035]在一实施例中，步骤510包括使用带有凹槽的模具的步骤512用于保护各晶圆级透镜110的透镜组件121和122不被外壳材料140在方法500的后续步骤中污染。图610和620示出了步骤512的一个实例。下模块612包括具有深度662的凹部694。深度662是为当晶圆级透镜110被放置在下模块612时相对于基板130的量测值。深度662从基板130开始起算超过透镜组件122的延伸范围664，使得在各个凹槽694和相关联的透镜组件122之间的有一个间隙626。下模块612沿着绕行透镜组件122的路径接触基板130，以防止外壳材料进入间隙626。相似的，上模块614包括具有深度666的凹槽698。深度666是为当上模块614紧闭在下模块612时相对于基板130的测量值。深度666从基板130起算超过透镜组件121的延伸范围668，使得在各个凹槽698和相关联的透镜组件121之间有一个间隙628。上模块614沿绕行透镜组件121的路径接触基板130，以防止外壳材料进入间隙628。为清楚地说明，不是所有的凹槽694，和不是所有的凹槽698是被标记在图6中。
[0036]在一步骤520中，外壳材料140是被注入到模具中。图620说明了步骤520的一个实例，其中不透明外壳材料622是被注入到由下模块612和上模块614组成的模具中，通过注入口 624到至少基本上填充凹槽692和696。
[0037]在一步骤530中，外壳材料140是在模具中被固化以形成晶圆150。基于由下模块612和上模块614组成的示范性模具，封装的晶圆级透镜632的晶圆630是为步骤530的一个示范性结果。晶圆630是为晶圆150的一个实施例。每个封装的晶圆级透镜632是为一个封装的晶圆级透镜115的实施例，和包括晶圆级透镜110和一些硬化的不透明外壳材料622。
[0038]可选地，方法500包括执行方法400的步骤420以形成多个的封装的晶圆级透镜组件的步骤540。图6示出了根据步骤422藉由沿着切割线650切割晶圆630，在步骤540中形成的一个示范性的封装晶圆级透镜632。图6还示出了根据步骤424藉由沿着一个切割线650的有效子集切割晶圆630，在步骤540中形成的一个示范性封装的透镜阵列640。封装的透镜阵列640包括两个晶圆级透镜110。虽然下模块612和上模块614是显示于图6中，当生产晶圆630时，其不要求在沿其相关周边位置切割，下模块612和上模块614是可配置以产生沿着周边具有多余材料的晶圆630。在这种情况下，切割线650是也包含沿着晶圆630的周边。
[0039]方法500可以进一步包括执行方法400的步骤430，以形成至少一个照相机模块的步骤550。图6说明了步骤550的示范性结果。在一个例子中，封装的晶圆级透镜632是被黏结到影像传感器680，以形成一个照相机模块638。影像传感器680是为影像传感器170的实施例。照相机模块638是为照相机模块160的实施例。在另一实例中，封装的透镜阵列640是被黏结到影像传感器阵列685以形成阵列摄影机模块648。影像传感器阵列685是为影像传感器阵列190的一个实施例，和包括两个影像传感器。阵列摄影机模块648是为阵列摄影机模块180的一个实施例。
[0040]封装的晶圆级透镜632包括晶圆级透镜110和从不透明外壳材料622形成的不透明外壳634。不透明外壳634是为外壳116的实施例。不透明外壳634接触基板130和沿径向方向(正交于晶圆级透镜110的光轴636)围绕晶圆级透镜110。不透明外壳634由此形成一个具有开口的不漏光的包壳，允许光通过晶圆级透镜110传播。不透明外壳634覆盖基板130的面向远离光轴636的部分。不透明外壳634从基板130的周边朝向光轴636沿着(a)持有透镜组件121的基板130的表面，和(b)持有透镜组件122的基板130的表面向内延伸。封装的晶圆级透镜632是可在步骤550中通过黏结不透明外壳634到影像传感器680上时被结合到影像传感器680。
[0041]可选择的，层673是位于不透明外壳634和影像传感器680之间。在一个实作中，层673是为黏合剂。黏合剂可以包括环氧树脂，双面胶带，转黏胶带，或另一种在本领域中公知的黏接剂。在另一实作中，层673包括黏合剂，如上述的那些，和额外的间隔物。
[0042]由于与先前技术的相机模块200(图2)相比，封装的晶圆级透镜632的不透明外壳634—体地形成底部间隔物230、顶部间隔物240以及黑色涂层250的等效物。
[0043]封装的透镜阵列640包括两个晶圆级透镜110和从不透明外壳材料622形成的不透明外壳644。不透明外壳644是为外壳118的实施例。不透明外壳644接触每个基板130和沿着径向方向(垂直于光轴636)围绕各晶圆级透镜110。不透明外壳644由此形成一个具有开口的不漏光的包壳，允许光通过晶圆级透镜110传播。对于每个晶圆级透镜110，不透明外壳644覆盖基板130面向远离光轴636的部分。对于每个晶圆级透镜110，不透明壳体644从基板130的周边朝向光轴636沿着(a)持有透镜组件121的表面和(b)持有透镜组件122的表面向内延伸。封装的透镜阵列640是可在步骤550中通过黏结不透明外壳644到影像传感器685上时被结合到影像传感器685，从而形成了阵列摄影机模块180的一个实施方式。任选地，层673是位于至少在不透明外壳644的部分和影像传感器阵列685之间。在一个实现中，层673是为黏合剂，如以上所讨论，并位于不透明外壳644和影像传感器阵列685之间沿着外围路径围绕影像传感器阵列685。
[0044]在不脱离本发明的范围，封装的透镜阵列640可以包括两个以上的晶圆级透镜110，例如四个晶圆级透镜110设置在一个2 X 2阵列或三个晶圆级透镜110设置成一个I X 3的阵列。有关于此，影像传感器阵列685是被配置为封装透镜阵列640的各晶圆级透镜110匹配影像传感器。
[0045]与先前技术阵列摄影机模块300(图3)相比，不透明外壳644—体地形成底部间隔物230，顶部间隔物240，和黑色涂层350的等效件。此外，两个晶圆级透镜110是在单一的步骤的对准，其中先前技术阵列相机模块300的两个晶圆级透镜210是分别对准。因此，方法500的对准过程和组装过程相比于先前技术是大大简化。
[0046]在一实施例中，步骤510包括使用具有凹槽的模具，用于根据晶圆级透镜110和相关的影像传感器之间的预先指定的间距形塑间隔物的步骤514。在本实施例中，步骤530包括产生具有间隔物的晶圆150的步骤534。图示610和晶圆630说明本实施方式的一例。凹槽692具有深度670。深度670是为当晶圆级透镜110被放置在下模块612时相对于基板130的测量值。因此，晶圆630包括具有沿光轴636远离基板130的方向的延伸长度670的间隔物672在与透镜组件122相关联基板130的一侧。在一个实现中，不算置于其间的任何黏合剂，延伸长度670与介于封装的晶圆级透镜632和影像感测感器680间预先指定的间距(或封装的透镜阵列640和影像感测感器阵列685之间预先指定的间距)匹配。
[0047]在一实施例中，步骤510包括使用具有锥形凹槽的模具用来为每个晶圆级透镜110成形锥形外壳的步骤516。在本实施例中，步骤530包括产生具有锥体围绕每个晶圆级透镜110的晶圆150的步骤536。
[0048]图7示意性地说明当使用步骤516和536实现时，方法500(图5)的一个例子。图7还示出了根据方法500的该实施例产生的封装的晶圆级透镜中的一个示范性的晶圆730。此夕卜，图7示出与方法500的这个例子关联的示例性的晶圆级透镜组件(封装的晶圆级透镜732和封装透镜阵列740)，和照相机模块(照相机模块738和阵列相机模块748)。方法500的实施例包括步骤516和536是最好与图7—起观看。
[0049]图示710说明根据一个下模块712和上模块714的步骤516的一个例子。下模块712是类似于下模块612，除了凹槽692是为由凹槽792所取代之外。上模块714类似于上模块614，除了凹槽696被凹槽796所取代之外。凹槽792具有一个锥体793，和凹槽796具有一个锥体797。锥体793和797是可为阶梯式地锥体，如图7中所示，或光滑锥形，而不脱离本发明的范围。
[0050]晶圆730是为当在步骤510中使用下模块712和上模块714步骤530与步骤536实行的一个示范性的结果。锥体793在与透镜组件122相关联的晶圆级透镜110的一侧产生一个锥形间隔物772围绕每个晶圆级透镜110。与晶圆630 (图6)相比，间隔物672是由锥体793形塑的锥形间隔件772所取代。锥体797产生的锥体774在晶圆级透镜110的光接收侧上围绕各晶圆级透镜110，即，与透镜组件121相关联的一侧。锥体774在视野以内(由视角736的区域表示)提供朝向晶圆级透镜110传播的光的最佳接收，同时还在视野以外提供朝向晶圆级透镜110传播的光的最佳阻挡。锥体797可具有任何角度与预先指定的视角区域736匹配。
[0051 ]晶圆730是可被用在可选步骤540，以产生多个的封装晶圆级透镜732和/或多个封装透镜阵列740。封装的晶圆级透镜732类似于封装的晶圆级透镜632除了不透明外壳634被替换为具有锥形间隔物772和锥体774的不透明外壳734。封装透镜阵列740是类似于封装透镜阵列640除了不透明的外壳644被替换为外壳744。外壳744是类似于不透明壳体644除了具有锥形间隔物772和锥体774以外。
[0052]在可选的步骤550中，至少一个封装的晶圆级透镜732被结合到影像传感器680，如参考图6所讨论，以形成照相机模块738，和/或至少一个封装透镜阵列740是黏结到影像传感器阵列685，如参考图6所讨论，以形成阵列摄影机模块748。照相机模块738是为照相机模块160的实施例，和阵列摄影机模块748是为阵列摄影机模块180的实施例。
[0053]在一实施例中，步骤510包括使用带有凹槽的模具用于成形凸缘的步骤518。在本实施例中，步骤530包括产生具有凸缘的晶圆150的一个步骤538。这些凸缘限定的封装晶圆级透镜115对准到影像传感器170，和/或定义阵列117与影像感测阵列190的对准。
[0054]图8示出方法500(图5)的一个实例，当实行步骤518和538，连同封装的晶圆级透镜的示范性晶圆830。图8还示出一个示范性的封装晶圆级透镜832和通过方法500的实施例产生的一个示范性的相机模块838。在图8说明的例子中是因此与方法500的实施例相关联，它实行步骤518和538，且是专门用于(a)具有一个单一的晶圆级透镜的封装晶圆级透镜，和(b)具有一个单一的相机的照相机模块的生产。方法500的该实施例是最好和图8—起观看。
[0055]图示810示出了基于下模块812和上模块714(图7)的步骤518的一个例子。下模812块是类似于下模块712，不同之处在于凹槽792由凹槽892所取代。凹槽892具有锥体793和一个深度大于深度670的附加的内凹槽893。
[0056]图8示出一封装的晶圆级透镜832的一个示范性的晶圆830。晶圆830是为当在与518步骤一同实施的步骤510中使用下模812，与步骤538实施的步骤530的一个示范性的结果。与晶圆730(图7)相比，一个附加的凸缘872出现在锥形间隔物772上。因此，在晶圆830中各晶圆级透镜是，在与透镜组件122相关联的一侧上，被锥形间隔物772和凸缘872所包围。
[0057]晶圆830是可在可选的步骤540中使用，与步骤422(图4)实现，以产生多个封装的晶圆级透镜832。封装的晶圆级透镜832类似于封装的晶圆级透镜732除了不透明外壳734被替换为不透明外壳834。不透明外壳834类似于不透明外壳734除了还包括凸缘872。
[0058]在可选的步骤550中，与步骤432执行，至少一个封装的晶圆级透镜832被结合到影像感测880，以形成一个照相机模块160的实施例。凸缘872接触或几乎接触，影像传感器880的两侧，以限定相对于影像传感器880的封装的晶圆级透镜832的对准。锥形间隔物772限定的影像传感器880和晶圆级透镜110之间的间隔(除了选择性的层673)，而凸缘872限定晶圆级透镜110的位置在正交光轴636的维度。相应地，凸缘872可以消除当组装先前技术的相机模块200(图2)时，所需的一个主动对准步骤。
[0059]图9示出了方法500的另一实例(图5)，当与步骤518和538，连同一封装晶圆级透镜的示例性晶圆930实现时。图9进一步显示了一个示范性的封装的透镜阵列932和由方法500的这个例子中产生的一个示范性阵列相机模块938。图8中说明的例子是因此与方法500的实施例相关联，它实现步骤518和538，和是专为生产封装透镜阵列和阵列摄像头模块。方法500的该实施例中最好与图9 一起观看。
[0060]图910示出了基于下模块912和上模块714(图7)的步骤518的一个例子。下模912结合下模块712和下模块812的属性，以包括凹槽792和凹槽892。
[0061 ]图9示出封装透镜阵列932的一个示范性的晶圆930。晶圆930是为在步骤510中利用下模件912时以步骤538执行步骤530的一个示范性的结果。与晶圆830(图7)相比，附加的凸缘872上存在于锥形间隔物772上的一些地方，而其他有锥形间隔物772的地方没有凸缘872。
[0062]晶圆930是可在任选的步骤540中使用，以步骤424(图4)执行，以产生多个封装透镜阵列932的。在可选步骤540中，晶圆930是沿着切割线950与具有凸缘872重合的位置切害J，使得每个封装透镜阵列932具有沿其周边的凸缘872。
[0063]在可选的步骤550中，与步骤434实行，至少一个封装的透镜阵列932是黏结到影像传感器阵列980以形成阵列相机模块180的实施例。凸缘872接触或几乎接触，影像传感器阵列980的两侧，以限定封装透镜阵列932相对于影像传感器阵列980的对准。锥形间隔物772限定的影像传感器880和晶圆级透镜110之间的间隔(除了任选的层673)，并提供由封装透镜阵列932和影像传感器阵列980形成的阵相机模块的各个相机摄之间的光阻隔。凸缘872限定晶圆级透镜110的位置在垂直光轴636的维度。相应地，凸缘872可以消除先前技术的相机模块200(图2)组装时，所需要一个主动对准步骤。
[0064]在图9所不的例子中，凹槽892和切割线950被是布置为产生多个封装透镜阵列932，每个具有两个晶圆级透镜110。然而，凹槽892和切割线950是可被布置为使得步骤540产生多个封装透镜阵列932，其中一些至少每一个都具有两个以上的晶圆级透镜110，而不脱离本发明的范围。此外，凹部892和切割线950是可被布置为使得步骤540产生晶圆级透镜组件的组合，包括至少一个包装晶圆级透镜832和至少一个封装透镜阵列932。应该理解，这样的晶圆级透镜组件是可，在步骤550中，以相应数量和影像传感器的配置与影像传感器模块相结合。
[0065]在不脱离本发明的范围下，方法500是可被执行以产生封装的晶圆级透镜的晶圆，结合晶圆630、730、830和930的特征。在一个例子中，步骤510产生晶圆，是可能在步骤540中被切割，以产生选自包含封装晶圆级透镜632，封装透镜阵列640，封装晶圆级透镜732，封装透镜阵列740，封装晶圆级透镜832，和封装透镜阵列932的群组中，至少两个不同的晶圆级透镜组件。在另一个例子中，步骤510产生的晶圆是可在步骤540中被切割以产生一个或多个晶圆级透镜组件，每一个包含封装晶圆级透镜632，封装透镜阵列640，打包晶圆级透镜732，封装透镜阵列740，打包晶圆级透镜832，并包装透镜阵列932的功能。例如，非锥形间隔物可以与凸缘相结合，和/或非锥形间隔物可与锥形间隔物相结合。
[0066]特征组合
[0067]如上所述的特征以及与下面的主张是可以各种方式合并，而不脱离本发明的范围。例如，应当理解的是，在此描述的一个晶圆级透镜的包装的方法，或相关联的透镜组件或相机模块的各方面，可本文中所描述其他晶圆级透镜封装方法，或相关联的透镜组件或相机模块结合或交换功能。下列例子说明上述实施例的可能的，非限制性的组合。应当清楚，是可以对所述的方法和设备做许多其他的变化和修改而不脱离本发明的精神和范围:
[0068](Al)—种用于封装晶圆级镜头可以应用于多个晶圆级镜头的方法，每个具有(a)基板具有相反面对的第一和第二表面和(b)在第一和第二表面中的至少一个的相应的透镜组件，每个透镜组件具有透镜表面朝向远离基板。
[0069](A2)标记为(Al)的方法可以包括以外壳材料部分地包围该多个晶圆级透镜以产生封装的晶圆级透镜的晶圆。
[0070](A3)在标记为(A2)的方法中，该所述外壳材料可以藉由接触相应的基板，支撑上述多个晶圆级透镜。
[0071](A4)在标记为(A3)的方法中，该外壳是可被成形以形成，在封装的晶圆级透镜的晶圆内，多个外壳分别用于多个晶圆级透镜。
[0072](A5)在标记为(A4)的方法中，每一个外壳都具有开口，用于允许光分别通过多个晶圆级透镜传播。
[0073](A6)在标记为(A2)到(A5)中的每一个的方法，部分地包围的步骤可包括形塑外壳材料，使得每个外壳沿着该第一表面和第二表面向内朝向晶圆级透镜的光轴上延伸。
[0074](A7)在标记为(A2)到(A6)中的每一个方法，该外壳材料是可为不透明的，以防止外部光通过外壳材料泄漏到与每个晶圆级透镜相关的光路。
[0075](AS)在标记为(A2)到(A7)中的每一个方法，部分地包围可包括(a)摆放该多个晶圆级透镜的到模具中，(b)注入该外壳材料入模具中，和(C)在模具中通过硬化该外壳材料形成封装的晶圆级透镜的晶圆的步骤。
[0076](A9)在标记为(AS)的方法中，该模具可包括第一凹槽，用于通过摆放，注入和模制的步骤形成多个外壳。
[0077](AlO)在标记为(A9)的方法中，该模具可以进一步包括具有深度超过与各别的第二凹槽相关联的透镜表面进到模具中的突出深度的第二凹槽，以防止外壳材料沉积在镜片表面上。
[0078](AU)在标记为(A2)到(AlO)中的每一个方法可进一步包括切割的封装晶圆级透镜的晶圆以形成多个封装晶圆级透镜组件，每个包括至少一个的晶圆级透镜。
[0079](A12)在标记为(All)的方法中可以进一步包括黏合该多个封装晶圆级透镜组件的至少一个，到影像传感器模块，以形成一个光学组件。
[0080](A13)在标记为(A12)的方法中，黏合的步骤可包括结合外壳材料到影像传感器模块。
[0081 ] (A14)在标记为(A2)到(A13)中的每一个方法，部分地包围的步骤可以包括形成封装的晶圆级透镜的晶圆，使得一外壳材料的部分形成背离该第一表面上间隔物。
[0082](A15)在标记为(A14)的方法中，该间隔物可具有深度，沿着晶圆级透镜光轴的方向，根据预先指定介于(a)每的晶圆级透镜和(b)—种相应的从封装的晶圆级透镜的晶圆分开的影像传感器模块的间距。
[0083](A16)在标记为(A15)的方法中可以进一步包括切割封装晶圆级透镜的晶圆，以产生多个封装晶圆级透镜组件，其中，各晶圆级透镜组件包括至少一个晶圆级透镜和至少一个间隔物。
[0084](A17)在标记为(A16)的方法中可以进一步包括安装至少一个封装晶圆级组件到相应的影像传感器模块中，在预先指定的间距，使用至少一个间隔物。
[0085](A18)在标记为(A17)的方法中，成形的步骤可以包括成形该外壳材料，使得每一个晶圆级的透镜是与沿着该第一个范围的晶圆级的透镜的一个光路径的一个的包壳相关，其中，该包壳是由间隔物形成。
[0086](A19)在标记为(A18)的方法中，切割的步骤可以包括切割封装的晶圆级透镜的晶圆，以产生封装的晶圆级透镜组件，每个包括恰好的晶圆级透镜中的一个和恰好的间隔物隔件之一。
[0087](A20)在标记为(A19)的方法中，该外壳材料是可为不透明使得，对于每个至少一个该封装的晶圆级组件，该间隔物中的一个防止外部光的泄漏进入与晶圆级透镜相关联的光路。
[0088](A21)在标记为(A18)的方法中，切割的步骤可以包括切割该封装的晶圆级透镜的晶圆，使得封装的晶圆级透镜组件的至少一个，参照在装配的步骤中，包括N个的晶圆级透镜和与N个晶圆级透镜相关联的的包壳，其中N是为大于一的整数。
[0089](A22)在标记为(A21)的方法中，在装配的步骤中，各自的影像传感器模块可具有N个影像传感器。
[0090](A23)在标记为(A22)的方法中，装配的步骤可以包括黏合一个封装晶圆级透镜组件的至少一个到相应的影像传感器模块中的步骤，以形成至少一阵列相机的一部分。
[0091](A24)在标记为(A23)的方法中，该外壳材料是可为不透明的，以防止光在阵列相机的各个相机之间泄漏。
[0092](A25)在标记为(A2)到(A23)的方法中，部分地包围步骤可以包括成形该封装的晶圆级透镜的晶圆，使得该外壳材料的一个部分形成凸缘，背向该第一表面，用于安装至少一些从封装晶圆级透镜的晶圆分离的晶圆级透镜到一个相应的影像传感器模块。
[0093](A26)在标记为(A25)的方法中可以进一步包括切割该封装的晶圆级透镜的晶圆，以产生多个封装的晶圆级透镜组件，每个包括至少一个晶圆级透镜和至少一个凸缘。
[0094](A27)在标记为(A26)的方法中可以进一步包括安装，用于至少一个该封装的晶圆级透镜组件，相应一个凸缘到相应的影像传感器模块的周边。
[0095](A28)在标记为(A27)的方法中，切割的步骤可以包括切割的封装晶圆级透镜的晶圆，使得封装的晶圆级透镜组件的至少一个，参照在安装的步骤中，包括N个的晶圆级透镜和凸缘的一部分，其中，N是为大于一的整数。
[0096](A29)在标记为(A28)的方法中，形成凸缘的步骤可以包括，对于该至少一个封装的晶圆级透镜的组件，产生周边凸缘大体描述为周边路径环绕N个晶圆级镜片，在正交于的N个晶圆级透镜的光轴的平面。
[0097](A30)在标记为(A29)的方法中，切割的步骤可以包括切割封装晶圆级透镜的晶圆，使得至少一个封装的晶圆级透镜组件包括该N个晶圆级透镜和周边凸缘。
[0098](A31)在标记为(A30)的方法中，在安装的步骤中，各别的影像传感器模块可具有N个影像传感器。
[0099](A32)在标记为(A31)的方法中，安装的步骤可以包括，为每个至少一个包装的晶圆级透镜组件，接合该周边凸缘到相应的影像传感器模块，以形成阵列相机。
[0100](A33)在标记为(A32)的方法中，该外壳材料是可为不透明的，使得该周围的凸缘防止外部光线通过外壳材料泄漏到与N个晶圆级透镜相关联的光路。
[0101](A34)在标记为(A33)的方法中，形成晶圆的步骤可以进一步包括，对于每个包装晶圆级透镜组件的至少一个，形成至少一个间隔物背离第一表面上。
[0102](A35)在标记为(A34)的方法中，每一个所述至少一个间隔物可以具有范围，在沿着N个晶圆级透镜的光轴方向，根据预先指定的间距在(a)该N个晶圆级透镜和(b)相关的影像传感器模块之间，该至少一个间隔物是配置成防止光在阵列相机的各个相机之间泄漏。
[0103](BI)透镜组件可以包括具有(a)具有面向相反的第一和第二表面的基板和(b)各自的透镜组件在该第一和第二表面的至少一个的一个晶圆级透镜，其中每个透镜组件具有一个透镜表面朝向远离基板。
[0104](B2)标记为(BI)的透镜组件可以进一步包括整体形成的外壳接触基板和朝向沿第一表面和第二表面上的晶圆级透镜的光轴向内延伸。
[0105](B3)在标记为(B2)的透镜组件中，该整体形成的外壳是可以为不透明的。
[0106](B4)在标记为(B3)的透镜组件中，该整体形成的外壳可以在垂直于光轴的维度内绕行该晶圆级透镜。
[0107](B5)在标记为(B2)至(B4)的每个透镜组件中是可使用标记为(A2)到(A35)的一种或多种方法来制造。
[0108]可以在上述系统和方法做变化而不脱离本发明的范围。因此应当指出的是，包含在上述描述和示出在附图中的事项应当被解释为说明性的而不是限制性的。下面的权利要求旨在覆盖本文中所描述的通用和具体的特征，以及本发明的方法和系统的范围的所有陈述，其中，因为语言的关系，是可说落入其间的。
【主权项】
1.一种用于封装多个晶圆级透镜的方法，每个晶圆级透镜包括(a)具有相对面向的第一和第二表面的基板和(b)在所述第一和第二表面中的至少一个上的相应透镜组件，每个透镜组件具有背离所述基板的透镜表面，所述方法包括: 部分地以外壳材料包围所述多个晶圆级透镜，以产生封装的晶圆级透镜的晶圆，所述外壳材料通过接触各个基板而支撑所述多个晶圆级透镜的每一个，在封装的晶圆级透镜的所述晶圆中，所述外壳被形塑以形成多个分别用于所述多个晶圆级透镜的外壳。2.如权利要求1所述的方法，其中所述外壳的每一个具有用于允许光线分别通过所述多个晶圆级透镜传播的开口。3.如权利要求1所述的方法，部分地包围的步骤还包括成形所述外壳材料，使得每个壳体沿所述第一表面和所述第二表面而朝向所述晶圆级透镜的光轴向内延伸的步骤。4.如权利要求1所述的方法，所述外壳材料为不透明的以防止外部光线通过所述外壳材料泄漏到与所述晶圆级透镜中的每一个相关的光学路径。5.如权利要求1所述的方法，部分地包围的步骤包括: 在模具中配置所述多个晶圆级透镜； 注入所述外壳材料到所述模具中；以及 在所述模具中通过硬化所述外壳材料而形成封装的晶圆级透镜的所述晶圆。6.如权利要求5所述的方法，所述模具包括第一凹槽，其用于通过配置、注射和模造的步骤形成所述多个外壳。7.如权利要求6所述的方法，所述模具还包括第二凹槽，其具有的深度超过与各个第二凹槽相关联的透镜表面的所述模具中的突起深度，以防止所述外壳材料沉积在所述透镜表面上。8.如权利要求1所述的方法，还包括: 切割封装的晶圆级透镜的所述晶圆以形成多个封装晶圆级透镜组件，其每一个包括至少一个晶圆级透镜；以及 黏合所述多个封装的晶圆级透镜组件中的至少一个到影像传感器模块，以形成光学组件。9.如权利要求8所述的方法，黏合的步骤包括黏合所述外壳材料到所述影像传感器模块。10.如权利要求1所述的方法，部分地包围的步骤包括: 成形封装的晶圆级透镜的所述晶圆使得，所述外壳材料的一部分形成朝向远离所述第一表面的间隔物，根据预先指定在(a)每个晶圆级透镜和(b)从封装晶圆级透镜的所述晶圆分离的各个影像传感器模块之间的间距，所述间隔物具有在沿着晶圆级透镜的光轴方向上的延伸。11.如权利要求1O所述的方法，还包括: 切割封装的晶圆级透镜的所述晶圆，以产生多个封装的晶圆级透镜组件，其每一个包括至少一个晶圆级透镜和至少一个间隔物；以及 使用所述至少一个间隔物，在预先指定的间距，安装至少一个封装的晶圆级组件到相应的影像传感器模块。12.如权利要求11所述的方法， 成形的步骤包括成形所述外壳材料，使得每一个晶圆级透镜沿着第一延伸与晶圆级透镜的所述一个的光学路径的包壳相关联，所述包壳是由所述间隔物形成； 切割的步骤包括切割封装的晶圆级透镜的所述晶圆，以产生所述封装的晶圆级透镜组件，其每一个都包括恰好一个晶圆级透镜和恰好一个间隔物；以及 所述外壳材料为不透明的，使得对于封装晶圆级组件中的至少一个，间隔物中的一个防止外部光泄漏到与所述晶圆级透镜中的一个相关联的光学路径中。13.如权利要求11所述的方法， 成形的步骤包括成形所述外壳材料，使得每一个晶圆级透镜沿着所述第一延伸与晶圆级透镜的所述一个的光学路径的包壳相关联，所述包壳是由所述间隔物形成； 切割的步骤包括切割封装的晶圆级透镜的所述晶圆，使得所述封装的晶圆级透镜组件的至少一个，参照在安装的步骤中，包括N个晶圆级透镜与N个晶圆级透镜相关联的包壳，其中N是为大于I的整数； 在安装的步骤中，各个影像传感器模块具有N个影像传感器；以及安装的步骤包括黏合所述封装的晶圆级透镜组件中的至少一个的一个到各个影像传感器模块，以形成阵列相机的至少一部分。14.如权利要求13所述的方法，所述外壳材料为不透明的，以防止光线在所述阵列摄影机的各个相机之间泄漏。15.如权利要求1所述的方法，部分地包围的步骤包括: 成形封装的晶圆级透镜的所述晶圆，使得所述外壳材料的一部分形成凸缘，其背离所述第一表面，用于将从封装晶圆级透镜的所述晶圆分离的至少一些晶圆级透镜安装至各个影像传感器模块。16.如权利要求15所述的方法，还包括: 切割的封装晶圆级透镜的所述晶圆，以产生多个封装的晶圆级透镜组件，其每一个包括至少一个晶圆级透镜和至少一个凸缘;和 对于封装晶圆级透镜组件中至少一个，将凸缘中的相应一个安装到相应的影像传感器模块的周边上。17.如权利要求16所述的方法， 切割的步骤包括切割封装的晶圆级透镜的所述晶圆，使得所述封装的晶圆级透镜组件的至少一个，参照在安装的步骤中，包括N个晶圆级透镜和凸缘的一部分，其中N是为大于I的整数； 形成凸缘的步骤包括，对于至少一个封装的晶圆级透镜组件，在正交于所述N个晶圆级透镜的光轴的平面，产生周边凸缘，其大体描述为环绕所述N个晶圆级透镜的周边路径； 切割的步骤包括切割封装的晶圆级透镜的所述晶圆，使得所述封装的晶圆级透镜组件的至少一个包括N个晶圆级透镜和所述周边凸缘； 在安装的步骤中，各个影像传感器模块具有N个影像传感器;和安装的步骤包括，用于所述封装的晶圆级透镜组件的至少一个的每一个，黏合所述周边凸缘到相应的影像传感器模块，以形成阵列相机。18.如权利要求17所述的方法， 所述外壳材料为不透明的，使得所述周边凸缘防止外部光线的通过所述外壳材料泄漏到与所述N个晶圆级透镜相关联的光学路径;和 成形晶圆的步骤还包括，对于每个封装的晶圆级透镜组件的至少一个，形成至少一个背离所述第一表面的间隔物，每个所述至少一个间隔物具有延伸，沿着所述N个晶圆级透镜的光轴的方向，根据预先指定介于(a)所述N个晶圆级透镜和(b)相应的影像传感器模块之间的间距，所述至少一个间隔物被配置成防止光在所述阵列相机的各个相机之间的泄漏。19.透镜组件，包括: 晶圆级的透镜，包括(a)具有相反面向的第一和第二表面的基板和(b)在所述第一和第二表面的至少一个上的一个相应的透镜组件，每一个透镜组件具有背离所述基板的透镜面;和 整体形成的外壳，其接触所述基板且朝向沿所述第一表面和所述第二表面的所述晶圆级透镜的光轴向内延伸。20.如权利要求19所述的透镜组件，整体形成的外壳为不透明的且在正交于光轴的维度中环绕所述晶圆级透镜。
【文档编号】H04N5/225GK105827910SQ201610052339
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】万宗伟, 陈伟平, 邱瑞怡, 邓兆展
【申请人】全视技术有限公司