专利名称：相机模块及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种相机模块及其制造方法，尤其涉及一种使用晶片级封装工艺且具有缩小的透镜宽度的相机模块及其制造方法。
背景技术：
公知相机模块的制造方法通过一间隙环，其具有穿过其中的一开口，将透镜堆叠至其上具有光学元件的一基板，然后，将与透镜堆叠的上述基板切割，且分离出数个独立的相机模块单元。因此，公知相机模块的透镜单元的晶粒宽度通常被光学元件或间隙环开口的宽度定义。如果一些设计考量，例如光学元件有较长焦长或较大宽度的需求，会间隙环需要较大宽度的开口，以避免在模块堆叠工艺期间受散射光影响，或避免因间隙环遮蔽光线而导致图像品质的下降。因此，难以缩小公知相机模块的透镜的晶粒宽度。在此技术领域中，有需要一种具有较小透镜晶粒宽度的相机模块及其制造方法，·以改善上述缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明一实施例提供一种相机模块，包括一图像感测装置封装体；一后间隙环，设置于上述图像感测装置封装体上，其中上述后间隙环的一第一边缘对准上述图像感测装置封装体的一第二边缘；一光学透镜平板，设置于上述后间隙环上；一前间隙环，设置于上述后间隙环和上述光学透镜平板之间，其中上述前间隙环的一第三边缘对准上述光学透镜平板的一第四边缘。本发明另一实施例提供一种相机模块的制造方法，包括提供一第一部分，包括一图像感测装置封装体和接合于其上的一后间隙环，其中上述后间隙环的一第一边缘对准上述图像感测装置封装体的一第二边缘；提供一第二部分，包括一前间隙环和接合于其下的一光学透镜平板，其中上述前间隙环的一第三边缘对准上述光学透镜平板的一第四边缘；将上述第二部分接合至上述第一部分上，其中上述前间隙环夹设于上述后间隙环和上述光学透镜平板之间。本发明所制造出的相机模块可具有较小透镜晶粒宽度。
图I至图7为本发明一实施例的相机模块的制造方法的剖面图。图8至图10为本发明不同实施例的具有不同保护结构的相机模块的剖面图。上述附图中的附图标记说明如下200 晶片；201 图像感测装置芯片；202 图像感测装置；204 坝状物；
206 透明平板；207 导电焊盘焊盘；208 第一空穴；210、280 上表面；212、234、282 下表面；214 穿孔；218 绝缘层；220 导电层；
222 保护层；224 导电凸块；228 后间隙环；230、258、288 内侧壁；232、274 空穴；234 顶面；236、262 底面；250 第一部分；252 光学透镜平板；254 透镜；256 前间隙环；261 第二空穴；264 第二部分；268 电磁干扰遮蔽物；270 黑色遮蔽物；272、284 塑胶盖；274 导电胶；276、278 电磁干扰金属遮蔽物；286 侧壁；300、302、304、306、269、271 边缘；500 相机模块；550a、550b、550c 受:保护的相机模块；θ η Θ 2 夹角；T1、T2 高度；CA 宽度；SCpSC2-切割道
具体实施例方式以下以各实施例详细说明并伴随着
的范例，作为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未示出或描述的元件，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，另夕卜，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。本发明实施例提供一种相机模块及其制造方法。上述相机模块系利用晶片级工艺将一第一部分接合至一第二部分构成，其中第一部分包括一图像感测装置封装体和接合于其上的一后间隙环，其中该后间隙环的一边缘对准该图像感测装置封装体的一边缘。上述第二部分包括一前间隙环和接合于其下的一光学透镜平板，其中该前间隙环的一边缘对准该光学透镜平板的一边缘。图I至图7为本发明一实施例的相机模块500的制造方法的剖面图。请参考图1，首先，提供一晶片200，其具有一上表面210和一下表面212。晶片200包括通过切割道SC1彼此隔绝的图像感测装置芯片201。属于图像感测装置芯片201的多个图像感测装置202和导电焊盘207设置于晶片200的上表面210上。在本发明一实施例中，晶片200可包括例如硅晶片的一半导体晶片。在本发明一实施例中，图像感测装置202可包括互补式金属氧化物半导体兀件(metal-oxide-semiconductor (CMOS) devices)或电荷率禹合元件(charge-coupled devices (CCDs))。接着,使用设置于一坝状物204上的一粘 着层(图未显示)，通过坝状物204，将一透明平板206接合至晶片200的上表面210，坝状物204介于透明平板206和晶片200之间，以形成被透明平板206、晶片200和坝状物204围绕的第一空穴208。图像感测装置202各别设置于第一空穴208中。在本发明一实施例中，透明平板206可包括玻璃或石英，以使光能够穿过且可被图像感测装置202检测。在本发明一实施例中，坝状物204可包括绝缘材料。接着，请参考图2,可通过一蚀刻、统削(milling)、磨削(grinding)或研磨(polishing)工艺对晶片200的下表面212进行一薄化工艺至一理想厚度。接着,通过一非等向性蚀刻工艺，大体上沿切割道SC1，从晶片200的下表面212移除部分晶片200，以形成穿过晶片200的穿孔214，且暴露出导电焊盘207。穿孔214邻近图像感测装置芯片202的边缘，且穿孔214的位置大体上对准切割道SC1的位置。接着，可通过一热氧化法(thermal oxidation)或等离子体化学气相沉积法(plasma chemical vapor deposition)于穿孔214的底面和侧壁上顺应性形成一绝缘层218，且延伸至晶片200的图像感测装置芯片201的下表面212。然后，可通过一光刻蚀刻工艺，移除位于穿孔214底面上的绝缘层218，以暴露出导电焊盘207。在本发明一实施例中，绝缘层218可包括例如氧化硅、氮化硅或聚酰亚胺的绝缘材料。接着，于穿孔214中顺应性形成一导电层220，覆盖导电焊盘207，且延伸至位于图像感测装置芯片201的侧壁和下表面212的绝缘层218的上方。导电层220通过导电焊盘207电性连接至图像感测装置芯片201的图像感测装置202。之后，可通过例如光刻法和蚀刻法的工艺步骤，移除位于穿孔214底面上的绝缘层218，以从穿孔214底面暴露出透明平板206。在本发明一实施例中，导电层220可由例如铜、铝、银或上述组合的金属材料构成。导电层220可延长图像感测装置202的导电路径，沿着穿孔214的侧壁，从位于晶片200的图像感测装置芯片201的上表面210的导电焊盘207至图像感测装置芯片201的下表面212。接着，可通过涂布法，将例如焊漆的一保护层222可覆盖晶片200的图像感测装置芯片201的下表面212。然后，可对保护层222进行一图案化工艺，以形成暴露出部分导电层220的开口(图未显示)。之后，依序于上述开口位置中形成凸块下金属层(UBM)(图未显示)和导电凸块224。在每一个晶片200的图像感测装置芯片201中，导电凸块224通过导电层220和导电焊盘207电性连接至图像感测装置202。接着，请参考图3，将一后间隙环228接合至晶片200，且连接至透明平板206。后间隙环228具有穿过其中的空穴232，且后间隙环228围绕晶片200的图像感测装置芯片201的图像感测装置202。在本发明一实施例中，后间隙环228可由例如玻璃、金属或塑胶的耐热和可回焊的材料构成。如图3所示，在本发明一实施例中，后间隙环228可具有倾斜的一内侧壁230。后间隙环228的内侧壁230和底面236之间的夹角Θ i可大于90°。接着，请参考图4，沿切割道SC1切割晶片200以分离上述晶片200、坝状物204、透明平板206和后间隙环228为数个各别的第一部分250。每一个第一部分250可包括一图像感测装置封装体，其包括图像感测装置芯片201、透明平板206、坝状物204、绝缘层218、导电层220、保护层222、导电凸块224和后间隙环228。如图4所示，后间隙环228的一边缘300对准每一个第一部分250的图像感测装置封装体的一边缘302。注意利用晶片200的切割工艺来定义后间隙环228的边缘300和图像感测装置封装体的边缘302。 另外，如图5所示，提供光学透镜平板252，其具有利用晶片透镜工艺模铸于其上的多个透镜254，以形成通过切割道SC2彼此隔开的多个第二部分264。接着，将一前间隙环256接合至光学透镜平板252，以使前间隙环256位于光学透镜平板252的下方。前间隙环256具有穿过其中的空穴274，且前间隙环256围绕透镜254。如图5所示，前间隙环256可具有倾斜的一内侧壁258。前间隙环256的内侧壁258和其底面262之间的夹角Θ 2可小于90°。在本发明一实施例中，前间隙环256可由与图4所示的后间隙环228类似的材料构成。接着，沿切割道SC2 (即透镜254之间的位置)切割光学透镜平板252，以分离上述光学透镜平板252为数个各别的图6所示的第二部分264。如图6所示，第二部分264的前间隙环256的一边缘304对准光学透镜平板252的一边缘306。注意利用光学透镜平板252的切割工艺来定义前间隙环256的边缘304对准光学透镜平板252的边缘306。接着，如图7所示，将第二部分264接合至第一部分250上，以形成本发明一实施例的相机模块500。前间隙环256夹设于后间隙环228和光学透镜平板252之间。如图7所不，后间隙环228的一上表面234的一部分从前间隙环256暴露出来。在本发明一实施例中，后间隙环228的高度T1可介于O. 8mm至I. 2mm之间，且前间隙环256的高度T2可介于
O.2_至O. 5_之间，其小于后间隙环228的高度1\。在本发明一实施例中，相机模块500的透镜254的宽度CA对后间隙环228的高度T1的比值可选择介于O. 4和I. 3之间。相机模块500通过将第二部分264接合至第一部分250上形成，所以穿过后间隙环228的空穴232和穿过前间隙环256的空穴274会合并为一第二空穴261，其为沙漏形，第二空穴261被透明平板206、后间隙环228、前间隙环256和光学透镜平板252围绕。第二空穴261对准第一空穴208。因此，后间隙环228的内侧壁230和顶面234共用的一边缘269对准前间隙环256的内侧壁258和底面262共用的一边缘271 (意即边缘269和271位于同一位置)。本发明一实施例的相机模块500可具有以下优点。相机模块500的包括透镜的第二部分264的直径小于包括图像感测装置的第一部分250的直径。因此，使用晶片透镜工艺可于一晶片中制造更多的第二部分264。因而可降低制造成本。另外，相机模块500的包括透镜的第二部分于最终步骤才与包括图像感测装置的第一部分250接合。因此，可增加相机模块500的可靠度。另外，相机模块500可具有不同的保护结构，例如电磁干扰(EMI)遮蔽物、黑色遮蔽物或塑胶盖，用以作为电磁干扰遮蔽或增加机械强度。图8至图10为本发明不同实施例的具有不同保护结构的相机模块的剖面图。如图8所示，形成相机模块500之后，一电磁干扰(EMI)遮蔽物268顺应性围绕图像感测装置封装体的边缘(侧壁)302、后间隙环228的边缘(侧壁)300、前间隙环256的边缘(侧壁)304和光学透镜平板252的边缘(侧壁)306。光学透镜平板252的部分上表面280、透镜254和图像感测装置封装体的一下表面282会从电磁干扰遮蔽物268暴露出来。接着，可形成用以遮蔽散射光的一黑色遮蔽物270，且围绕电磁干扰遮蔽物268。并且，光学透镜平板252的部分上表面280、透镜254和图像感测装置封装体的一下表面282会从黑色遮蔽物270暴露出来。另外，可于后间隙环228上方形成一塑胶盖272，且围绕前间隙环256以提升相机模块500整体的机械强度。透镜254从塑胶盖272暴露出来。而塑胶盖272围绕黑色遮蔽物270的部分侧壁。因此，完成本发明一实施例受保护的相机模块550a，其包括相机模块500、电磁干扰遮蔽物268、黑色遮蔽物270和塑胶盖272。·
图9为本发明另一实施例的受保护的相机模块550b的剖面图。如图9所示，形成相机模块500之后，一电磁干扰金属遮蔽物276围绕图像感测装置封装体的边缘(侧壁)302、后间隙环228的边缘(侧壁)300、前间隙环256的边缘(侧壁)304和光学透镜平板252的边缘(侧壁)306。光学透镜平板252的部分上表面280、透镜254和图像感测装置封装体的一下表面282会从电磁干扰金属遮蔽物276暴露出来。电磁干扰金属遮蔽物276为硬管状。上述硬管状电磁干扰金属遮蔽物276可具有电磁干扰遮蔽功能且具有遮蔽散射光能力。另外，硬管状电磁干扰金属遮蔽物276可具有良好的机械强度，以保护相机模块500。电磁干扰遮蔽物276与前间隙环256的边缘(侧壁)304和光学透镜平板252的边缘(侧壁)306隔开。可利用一导电胶274填充于图像感测装置封装体的图像感测装置芯片201的侧壁和电磁干扰金属遮蔽物276的一侧壁286之间的一空间。因此，完成本发明另一实施例受保护的相机模块550b,其包括相机模块500,导电胶274和电磁干扰金属遮蔽物 276。图10为本发明又另一实施例的受保护的相机模块550c的剖面图。如图10所示，形成相机模块500之后，一电磁干扰金属遮蔽物278围绕图像感测装置封装体的边缘(侧壁)302、后间隙环228的边缘(侧壁)300、前间隙环256的边缘(侧壁)304和光学透镜平板252的边缘(侧壁)306。并且，电磁干扰金属遮蔽物278与后间隙环228的边缘(侧壁)300、前间隙环256的边缘(侧壁)304和光学透镜平板252的边缘(侧壁)306隔开。光学透镜平板252的部分上表面280、透镜254和图像感测装置封装体的一下表面282会从电磁干扰金属遮蔽物278暴露出来。电磁干扰金属遮蔽物278为硬管状，且具有与如图9所示的电磁干扰金属遮蔽物276类似的功能。另外，可于后间隙环228上方形成一塑胶盖284，且围绕前间隙环256。塑胶盖284填充于光学透镜平板252的边缘(侧壁)306和电磁干扰金属遮蔽物278的一内侧壁288之间的一空间，以进一步提升机械强度。因此，完成本发明又另一实施例受保护的相机模块550c,其包括相机模块500、电磁干扰金属遮蔽物278和塑胶盖284。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要 求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种相机模块,包括 一图像感测装置封装体； 一后间隙环，设置于该图像感测装置封装体上，其中该后间隙环的一第一边缘对准该图像感测装置封装体的一第二边缘； 一光学透镜平板，设置于该后间隙环上；以及 一前间隙环，设置于该后间隙环和该光学透镜平板之间，其中该前间隙环的一第三边缘对准该光学透镜平板的一第四边缘。
2.如权利要求I所述的相机模块，其中该后间隙环的一上表面的一部分从该前间隙环暴露出来，且其中该后间隙环的一内侧壁和一顶面共用的一第五边缘对准该前间隙环的一内侧壁和一底面共用的一第六边缘。
3.如权利要求I所述的相机模块，其中该光学透镜平板包括一透镜位于其上，且该透镜的宽度和该后间隙环的高度比值介于O. 4至I. 3之间。
4.如权利要求2所述的相机模块，其中于该相机模块的侧视图中，该后间隙环的该内侧壁和一底面之间的一第一夹角大于90°，且该前间隙环的该内侧壁和该底面之间的一第二夹角小于90°。
5.如权利要求I所述的相机模块，其中该图像感测装置封装体包括 一图像感测装置芯片； 一透明平板，覆盖该图像感测装置芯片； 一坝状物，介于该透明平板和该图像感测装置芯片之间，围绕一第一空穴，其中该图像感测装置芯片设置于该第一空穴中； 一第二空穴，被该透明平板、该后间隙环、该前间隙环和该光学透镜平板围绕，其中该第二空穴对准该第一空穴； 一绝缘层，形成于该图像感测装置芯片的一下表面和一侧壁上； 一导电层，形成于该绝缘层上方，其中该导电层电性连接至该图像感测装置芯片； 一保护层，覆盖该图像感测装置芯片的该下表面；以及 一导电凸块，形成于该保护层上，电性连接至该导电层。
6.如权利要求I所述的相机模块，还包括 一遮蔽物，围绕该图像感测装置芯片、该后间隙环、该前间隙环和该光学透镜平板的侧壁，其中该光学透镜平板的一上表面和该图像感测装置芯片的一下表面从该遮蔽物暴露出来；以及 一塑胶盖，位于该后间隙环上方，且围绕该前间隙环。
7.如权利要求6所述的相机模块，其中该遮蔽物为硬管状，其中该遮蔽物与该前间隙环和该光学透镜平板的侧壁隔开，或其中该遮蔽物与该后间隙环、该前间隙环和该光学透镜平板的侧壁隔开。
8.一种相机模块的制造方法，包括下列步骤 提供一第一部分，包括一图像感测装置封装体和接合于其上的一后间隙环，其中该后间隙环的一第一边缘对准该图像感测装置封装体的一第二边缘； 提供一第二部分，包括一前间隙环和接合于其下的一光学透镜平板，其中该前间隙环的一第三边缘对准该光学透镜平板的一第四边缘；以及将该第二部分接合至该第一部分上，其中该前间隙环夹设于该后间隙环和该光学透镜平板之间。
9.如权利要求8所述的相机模块的制造方法，其中提供该第一部分包括 提供一晶片，具有一图像感测装置芯片； 通过一坝状物，将一透明平板接合至该晶片的一上表面，该坝状物介于该透明平板和该图像感测装置芯片之间； 形成穿过该晶片的穿孔，其中该些穿孔邻近该图像感测装置芯片的边缘； 以一保护层覆盖该晶片的一下表面； 于该保护层上形成导电凸块，电性连接至该图像感测装置芯片； 将后间隙环接合至该晶片，且连接至该透明平板；以及 沿该些穿孔切割该晶片、该透明平板和该后间隙环。
10.如权利要求8所述的相机模块的制造方法，其中提供该第二部分包括 提供一光学透镜平板，具有一透明平板和位于其上的一透镜； 将一前间隙环接合至该透明平板，其中该前间隙环围绕该透镜；以及 沿一切割道切割该光学透镜平板。
11.如权利要求8所述的相机模块的制造方法，还包括 形成一遮蔽物，围绕该图像感测装置芯片、该后间隙环、该前间隙环和该光学透镜平板的侧壁，其中该光学透镜平板的一上表面和该图像感测装置芯片的一下表面从该遮蔽物暴露出来； 于该后间隙环上方形成一塑胶盖，且围绕该前间隙环；以及 于该图像感测装置封装体的该侧壁和该遮蔽物的一侧壁之间的一空间中填充一导电胶。
全文摘要
本发明提供一种相机模块及其制造方法，上述相机模块包括一图像感测装置封装体；一后间隙环，设置于上述图像感测装置封装体上，其中上述后间隙环的一第一边缘对准上述图像感测装置封装体的一第二边缘；一光学透镜平板，设置于上述后间隙环上；一前间隙环，设置于上述后间隙环和上述光学透镜平板之间，其中上述前间隙环的一第三边缘对准上述光学透镜平板的一第四边缘。本发明的相机模块可具有较小透镜晶粒宽度。
文档编号G02B7/02GK102902136SQ201210005389
公开日2013年1月30日 申请日期2012年1月6日 优先权日2011年7月25日
发明者戎柏忠, 邓兆展, 陈伟平 申请人:采钰科技股份有限公司, 美商豪威科技股份有限公司