一种壳体和包括壳体的红外照相机装置的制造方法_2

文档序号:10160666阅读:来源:国知局
器、 专用集成电路(ASIC)、或其它设备),其可以由主机设备102使用以执行适当的指令,如在 存储器196中提供的软件指令。显示器197可以用于显示拍摄和/或处理的红外图像和/ 或其他图像、数据和信息。其他部件198可以用于实现主机设备102的任何特征,其对于各 种应用(例如,可见光照相机或其它部件)可能是所希望的。
[0055] 在各种实施方式中,红外成像模块100和插座104可以被实施用于大规模生产,以 便于高容量应用,例如用于实施在移动电话或(例如,要求小形状因数的)其他设备中。在 一个实施方式中,在红外成像模块100安装在插座104中时,红外成像模块100和插座104 的组合可以展现出大约8. 5mmX8. 5毫米X5. 9毫米的总尺寸。
[0056] 图3示出了根据本公开的实施方式的并置在插座104上面的红外成像模块100的 分解图。红外成像模块100可以包括透镜镜筒110、壳体120、红外传感器组件128、电路板 170、基座150和处理模块160。
[0057] 透镜镜筒110可以至少部分地包围光学元件180,光学元件180在图3中是通过透 镜镜筒110中的小孔112部分可见的。透镜镜筒100可以包括基本上圆柱形的延伸部114, 其可以用于接合(interface)透镜镜筒100和壳体120中的小孔122。
[0058] 红外传感器组件128可以例如用安装在基板140上的盖130 (例如,盖帽)实现, 红外传感器组件128可以包括多个红外传感器132(例如,红外探测器),其以阵列或其他 方式实现在基板140上且被盖130覆盖(例如,在图5A-1至5K、5M-1至5P和8中示出)。 例如,在一个实施方式中,红外传感器组件128可以被实现为焦平面阵列(FPA)。这种焦平 面阵列例如可以被实现为真空封装组件(例如,被盖130和基板140密封)。在一个实施 方式中,红外传感器组件128可以被实现为晶片级封装(例如,红外传感器组件128可以被 从设置在晶片上的一组真空封装组件切割下来)。在一个实施方式中,红外传感器组件128 可以实施成用大约2. 4伏、2. 5伏、2. 8伏、或类似电压的电源来操作。在各种实施方式中, 红外传感器组件128可以根据需要用红外传感器132和任何其它部件实现。
[0059] 红外传感器132可以配置成检测来自目标场景的红外辐射(例如,红外能量),其 例如包括中波红外波段(MWIR)、长波红外波段(LWIR)和/或在特定的实现方式中可能期望 的其他热成像波段。在一个实施方式中,可以根据晶片级封装技术来提供红外传感器组件 128〇
[0060] 红外传感器132例如可以实现为微辐射热测量计或以任何所需的阵列图案布置 的其他类型的热成像红外传感器,以提供多个像素。在一个实施方式中,红外传感器132可 以实现为具有17微米像素间距的氧化钒(VOx)探测器。在各种实施方式中,可以使用大约 32X32的红外传感器132、大约64X64的红外传感器132、大约80X64的红外传感器132 或其他阵列尺寸的阵列。
[0061] 在一个实施方式中,基板140可以包括各种电路,包括,例如,尺寸小于大约5. 5毫 米X 5. 5毫米的读出集成电路(R0IC)。基板140还可以包括接合焊盘142,其可用于在组 装红外成像模块100时接触位于壳体120内表面上的互补连接件,如图5A-1,5A-2,5B-1, 5B-2,5C-1和5C-2中所示。在一个实施方式中,ROIC可以用低压差稳压器(LD0)实现以执 行电压调节,以减少引入到红外传感器组件128的电源噪声,从而提供改进的电源抑制比 (PSRR)。此外,通过用R0IC实施LD0(例如,在晶片级封装内),可以消耗较小的芯片面积并 且需要较少的离散芯片(或晶片)。
[0062] 红外传感器组件128可以捕获图像(例如,图像帧),并以不同的速率从其R0IC提 供这种图像。处理模块160可以用于对拍摄的红外图像进行适当的处理,并且可以根据任 何适当的体系结构来实现。在一个实施方式中,处理模块160可以被实施为ASIC。在这方 面,这种ASIC可以配置成以高性能和/或高效率执行图像处理。在另一个实施方式中,处理 模块160可以用通用中央处理单元(CPU)实现,其可以配置成执行适当的软件指令以执行 图像处理,用各种图像处理程序块协调并执行图像处理,协调处理模块160和主机设备102 之间的接口连接。在又一个实施方式中,处理模块160可以用现场可编程门阵列(FPGA)实 现。在其它实施方式中,处理模块160可以用其它类型的处理和/或逻辑电路实现,如本 领域技术人员所懂得的。
[0063] 在这些和其它实施方式中,在适当的场合中,处理模块160还可以用其他部件实 现,如,易失性存储器、非易失性存储器和/或一个或多个接口(例如,红外探测器接口、内 部集成电路(I2C)接口、移动行业处理器接口(MIPI)、联合测试行动组(JTAG)接口(例如, IEEE1149. 1标准测试访问端口和边界扫描架构),和/或其他接口)。
[0064] 当组装红外成像模块100时,壳体120可以基本上包围红外传感器组件128、基座 150和处理模块160。壳体120可以便于红外成像模块100的各种部件的连接。例如,在一 个实施方式中,壳体120可以提供电连接件126以连接各种部件,如进一步描述的。
[0065] 当组装红外成像模块100时,电连接件126 (例如,导电通路、导电迹线或其他类型 的连接件)可以与接合焊盘142电连接。在各种实施方式中,电连接件126可被嵌入在壳 体120中,设置在壳体120的内表面上,和/或以其他方式由壳体120提供。电连接件126 可以终止于从壳体120的底面突出的连接件124,如图3中所示。当组装红外成像模块100 时,连接件124可以与电路板170连接(例如,壳体120可以搁在电路板170顶上,如图5A-1 至5C-2和图5F-1至51中所示)。处理模块160可以通过合适的电连接件与电路板170电 连接。因此,红外传感器组件128可以通过例如导电通路与处理模块160电连接,该导电通 路由如下部件提供:接合焊盘142、壳体120内表面上的互补连接件、壳体120的电连接件 126、连接件124和电路板170。有利的是,这样的布置可以被实现而无需在红外传感器组件 128和处理模块160之间提供焊线。
[0066] 在各种实施方式中,壳体120中的电连接件126可以由任何所需材料(例如,铜或 任何其他适当的导电材料)制成。在一个实施方式中,电连接件126可以帮助从红外成像 模块100散热。
[0067] 红外传感器组件128的基板140可以安装在基座150上。在各种实施方式中,基座 150(例如,底座)可以例如由通过金属注射成形(M頂)形成且具有黑色氧化物或镀镍涂层 的铜制成。在各种实施方式中,基座150可以根据给定应用的需要由任何所需材料制成,例 如锌、铝或镁,并可以通过任何所需的适用的工艺来形成,例如铝铸造、Μ頂或锌快速铸造, 其可能是对于特定应用所需的。在各种实施方式中,基座150可以被实现为在适当的场合 提供结构支撑、各种电路通路、散热器性能以及其他特征。在一个实施方式中,基座150可 以是至少部分地用陶瓷材料实现的多层结构。
[0068] 在各种实施方式中,电路板170可以接收壳体120,因而可以物理地支撑红外成像 模块100的各种部件。在各种实施方式中,电路板170可以被实现为印刷电路板(例如, FR4电路板或其他类型的电路板),刚性或柔性的互连元件(例如,胶带或其他类型的互连 元件),柔性电路基板,柔性塑料基板,或其它适当的结构。在各种实施方式中,基座150可 以用对于电路板170描述的各种特征和属性来实现,反之亦然。
[0069] 插座104可以包括配置成接收红外成像模块100的空腔106 (例如,如图2的组装 图中所示)。红外成像模块100和/或插座104可以包括适当的突起、臂、销、紧固件或任何 其它适当的接合构件,其可被用来利用摩擦、张力、粘附和/或任何其它合适的方式将红外 成像模块100固定到内插座104上或内。例如,如图2-3、图5Α-1至5F-2、5H-1、5H-2、5J-1、 5J-2、5L-1至5M-2和50-1至5P中所示,插座104可以包括接合构件107,当红外成像模块 100插入到插座104的空腔106中时,接合构件107可以接合壳体120的表面109。在其他 实施方式中,可以使用其它类型的接合构件。
[0070] 红外成像模块100可以通过适当的电连接件(例如,接触件、销、电线或任何其它 合适的连接件)与插座104电连接。例如,如图3和5A-P中所示,插座104可以包括电连 接件108,其可以接触红外成像模块100的对应的电连接件(例如,互连焊盘、接触件或电路 板170的侧面或底面上的其他电连接件、接合焊盘142或基座150上的其他电连接件,或其 它连接件)。电连接件108可以由任何所需材料(例如,铜或任何其他适当的导电材料)制 成。在一个实施方式中,当红外成像模块100插入插座104的空腔106中时,电连接件108 可被机械地偏压以压靠在红外成像模块100的电连接件上。在一个实施方式中,电连接件 108可以将红外成像模块100至少部分地固定在插座104中。在其他实施方式中可以使用 其它类型的电连接件。
[0071] 插座104可以通过相似类型的电连接件与主机设备102电连接。例如,在一个实 施方式中,主机设备102可以包括与穿过小孔190的电连接件108连接的电连接件(例如, 焊接连接件、卡合连接件或其他连接件),如图2-3和5A-P中所示。在各种实施方式中,这 种电连接件可以被制造到插座104的侧部和/或底部。
[0072] 红外成像模块100的各种部件可以用倒装芯片技术实现,该技术可用于在没有额 外间隙的情况下将部件直接安装到电路板,该额外间隙通常是焊线连接所需的。作为例子, 倒装芯片连接可以用于减小红外成像模块100的整体尺寸以便用于紧凑的小形状因数应 用中。例如,在一个实施方式中,可以用倒装芯片连接将处理模块160安装到电路板170。 例如,在图5A-1至5C-2、5F-1至5I、5L-l、5L-2和5L-3(其在本文中进一步描述)中,红外 成像模块100可以用这种倒装芯片配置来实现。
[0073] 在各种实施方式中,红外成像模块100和/或相关联的部件可以根据各种技术 (例如,晶片级封装技术)实现,如在2010年7月27日申请的美国专利申请12/844124和 在2011年3月30日申请的美国临时专利申请61/469651中阐述的,其在此全部并入作为 参考。此外,根据一个或多个实施方式,红外成像模块100和/或相关联的部件可以根据各 种技术被实现、校准、测试和/或使用,例如在2008年12月30日公布的美国专利7470902、 2000年2月22日公布的美国专利6028309、2004年11月2日公布的美国专利6812465、2006 年4月25日公布的美国专利7034301、2010年3月16日公布的美国专利7679048、2008年 12月30日公布的美国专利7470904、2008年9月2日申请的美国专利申请12/202880和 2008年9月2日申请的美国专利申请12/202896中阐明的,通过引用将它们全文并入本文 中。
[0074] 图4A-4D示出了光
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