モールド成型されたハウジングを備えたウェハレベルカメラモジュールおよび製造方法
カメラモジュール製造方法は、光学アセンブリ、集積回路イメージキャプチャ装置(ICD)を提供する工程、ICDに光学アセンブリを直接固定する工程、光学アセンブリを直接覆うようにハウジングを形成する工程、ICDの背面にはんだボールを形成することよりカメラモジュールをホスト装置にリフローはんだ付けする工程、第2のICDを提供する工程、第2の光学アセンブリを提供する工程、ハウジング基板を提供する工程、第1および第2のICDを覆うように第1および第2の光学アセンブリを固定する工程、第1および第2の光学アセンブリの両者を覆うようにハウジング基板を形成する工程、第1の光学アセンブリを覆う第1の部分および第2の光学アセンブリを覆う第2の部分にハウジング基板を分離する工程、第2のハウジング基板を提供する工程、第1および第2の部分を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器に関する。より詳細には、本発明は、デジタルカメラモジュールに関する。更により詳細には、本発明は、ホスティング装置にリフローはんだ付け可能な単純化されたウェハレベルカメラモジュールの設計に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタルカメラモジュールは、様々なホスト装置に現在組み込まれている。そのようなホスト装置は、携帯電話、パーソナルデータアシスタント(PDA)、コンピュータ等を含む。従って、ホスト装置におけるデジタルカメラモジュールに対する消費者の需要は連続して増加している。
【0003】
ホスト装置製造業者は、ホスト装置の全体的な寸法を増加させることなくホスト装置に組み込むことができるように、より小型のデジタルカメラモジュールを好む。更に、ホスト装置製造業者は、ホスト装置設計に対する影響が最小限であるカメラモジュールを好む。これらの要件を満たす際に、ホスト装置製造業者は、できるだけ高品質の画像を撮るカメラモジュールを好む。最小の製造コストにてこれらの要件を満たすカメラモジュールを設計することは、カメラモジュール製造業者の継続する課題であるものといえる。
【0004】
公知のデジタルカメラモジュールは、通常レンズアセンブリ、ハウジング、プリント基板(PCB)、および一体的に形成されるイメージキャプチャ装置(ICD)を含む。通常、コンポーネントは、個別に形成され、デジタルカメラモジュールを形成すべく後に組み立てられる。即ち、ICDがPCBに取り付けられ、続いてICDがハウジングの底部に包囲されるように、ハウジングがPCBに取り付けられる。続いてICDの撮像面上に入射光線の焦点を合わせるように、レンズアセンブリがハウジングの反対側の端部に実装される。通常、レンズアセンブリは、傾斜した表面(例えばネジ、カム、傾斜路等)を含み、これは、ハウジングに形成される補完的な表面と係合する。これにより、ハウジング内のレンズアセンブリを回転させることによって、好適に焦点を合わせることができる。レンズアセンブリが撮像面に対して好適に位置された後に、レンズアセンブリは、ハウジングに対して(例えば接着剤、熱溶接等により)固定される。ICDは、PCBに電気的に接続される。PCBは、処理、表示および記憶用のホスト装置とイメージデータの通信をすべく、ICDに対して複数の電気的コンタクトを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
これらのカメラモジュールを製造する際に、カメラモジュール製造業者は、多くの課題に遭遇する。例として、露出したICDダイは、埃、および/又は他の微粒子の破片のような汚染物質に暴露されると、汚染に対して非常に脆弱である。更に、カメラモジュールの組立てにおいて使用される材料(例えば接着剤)および処理工程(例えばハウジング取り付け、モールド成型、レンズ取り付け等)にさらされた場合に、ICDは非常に脆弱である。汚染は、特に収率損失が高い場合に、通常非常に高コストになり得る欠陥イメージキャプチャ装置の廃棄の原因になる。汚染を最小限にすべく、カメラモジュールは、クラス100のクリーンルームにて通常組み立てられる。組み立てられたカメラモジュールのイメージキャプチャ装置は、カメラモジュールの外部の汚染物質から保護されるが、これらは内部汚染物質に対してなお脆弱である。そのような内部汚染物質は、通常捕捉された埃、接着剤、および/又はカメラモジュール内の摩擦による摩耗によって形成された微粒子から生じる。摩擦による摩耗は、通常焦点合わせのような組立工程の間に生じる。特に微粒子は、レンズアセンブリの傾斜した表面がハウジングの傾斜した表面に対して摩擦される場合に形成される。カメラモジュール全体が廃棄される必要があるため、カメラが組み立てられた後に生じるイメージセンサの汚染は、特に高コストとなり得る。
【0006】
カメラモジュールの製造業者が直面する別の課題は、カメラモジュールのコンポーネントが非常に小さいため、非常に繊細な、従って、高コストな製造、組立て、整列の処理が必要になる点にある。実際に、必要なカメラモジュールコンポーネントの数が増加するにつれ、整列工程はより困難なものとなる。この理由として、カメラモジュールコンポーネント間の厳密な位置の誤差が、レンズに撮像面を連結するコンポーネントの数に比例して累積することが挙げられる。理想的には、レンズはすべて、平面の撮像面の中央部に同軸に、且つ直交して位置される必要がある。しかしながら、通常これはPCBに対するICDの誤差、ハウジングに対するPCBの誤差、焦点/ズーム装置に対するハウジングの誤差、および焦点/ズーム装置に対するレンズの誤差の合計によって確定される予め定義された全体的な誤差の範囲内においてのみ可能である。
【0007】
更なる別の例の課題として、カメラモジュールは、通常カメラモジュールを破損することなくホスト装置にリフローはんだ付けすることができない。リフローはんだ付けは、好適に開発された効率的な電子製造工程である。従って、ホスト装置にカメラモジュールを取り付けるべくリフローはんだ付け処理を使用可能であることが望ましいであろう。しかしながら、公知の装置は、リフローはんだ付けによる取り付けに耐久不能である。
【0008】
従って、撮像面の汚染に対して脆弱ではないカメラモジュールが要求される。レンズと撮像面との間がより許容可能な誤差により組み立てることができるカメラモジュールが更に要求される。コンポーネントがより少数で済み、且つ製造工程がより少数で済むカメラモジュールが更に要求される。リフローはんだ付け処理に耐久可能なカメラモジュールが更に要求される。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、リフローはんだ付け処理に耐久可能なウェハレベルカメラモジュールを提供することにより、先行技術に関する課題を解決する。本発明により、公知のリフローはんだ付け処理を使用してホスト装置のプリント基板にカメラモジュールを実装することが促進される。
【0010】
例によるカメラモジュールは、集積回路イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含む。イメージキャプチャ装置は、1組の電気的コンタクトおよびイメージセンサアレイを含む。コンタクトにより、カメラモジュールとカメラモジュールホスティング装置との間の電気的な接続が促進される。例えば、カメラモジュールは、はんだボールおよびリフローはんだ付け処理を使用してカメラホスティング装置の回路基板に直接実装可能である。
【0011】
光学アセンブリは、イメージキャプチャ装置に直接実装され、ハウジングは光学スタックに直接形成される。ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置を直接覆うように例えばモールド成型により形成される。光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装されるレンズを含む。任意により、光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装される透明基板、および透明基板を覆うように実装されるレンズスタックを含む。別例において、光学アセンブリは、センサアレイを覆う集積回路イメージキャプチャ装置に直接実装されるレンズスタックである。いずれの場合においても、ハウジングは、モールド成型によりレンズスタックを直接覆うように形成される。
【0012】
カメラモジュールを製造する方法も開示される。例による方法は、集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、光学アセンブリを提供する工程と、集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接実装する工程と、光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に実装された後に、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程を含む。
【0013】
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程は、カメラモジュールホスティング装置の回路基板にカメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進可能な1組のコンタクトを含む集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程を含む。方法は、コンタクトにはんだボールを形成する工程を更に含む。光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、光学アセンブリ、および集積回路イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングをモールド成型する工程を含む。
【0014】
任意により、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、集積回路イメージキャプチャ装置のセンサアレイを覆うように透明基板を実装する工程を含んでもよい。所定の例において、センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを覆うように剛性を備えた透明基板を接着する工程を含む。透明基板は、集積回路イメージキャプチャ装置に直接接着されてもよい。
【0015】
別の選択肢として、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを直接覆うようにレンズを実装する工程を含む。この場合において、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、レンズアセンブリを提供する工程、およびレンズアセンブリを透明基板に実装する工程を含み、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、レンズアセンブリおよび透明基板を直接覆うようにハウジングをモールド成形する工程を含む。付加的に、光学アセンブリを実装する工程は、光学アセンブリにハウジングを形成する工程に先だって光学アセンブリを焦点合わせした位置に実装する工程を更に含む。
【0016】
カメラモジュールを製造する別例による方法が開示される。方法は、集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程、集積回路イメージキャプチャ装置に直接光学アセンブリを形成する工程、および光学アセンブリを直接覆うようにハウジングを形成する工程を含む。光学アセンブリを形成する工程は、ハウジングを形成する工程に先だって集積回路イメージキャプチャ装置に直接予め焦点を合わせた光学アセンブリ(例えば、光学スタック)を形成する工程を含む。イメージキャプチャ装置を提供する工程は、イメージキャプチャ装置に複数のはんだボールを形成する工程を含む。
【0017】
同時に複数のカメラモジュールを製造する方法の例も開示される。方法は、第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程、第1の光学アセンブリを提供する工程、第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程、第2の光学アセンブリを提供する工程、第1の光学アセンブリを第1のイメージキャプチャ装置に実装する工程、第2の光学アセンブリを第2のイメージキャプチャ装置に実装する工程、第1の光学アセンブリが第1のイメージキャプチャ装置に実装され、且つ第2の光学アセンブリが第2のイメージキャプチャ装置に実装された後に、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程、並びに第1のハウジング基板が第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第1のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を含む。第1のハウジング基板の第1の部分は、第1の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成し、第1のハウジング基板の第2の部分は、第2の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する。任意に、方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を更に含む。付加的に、方法は、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、はんだボールはイメージキャプチャ装置に好適に形成可能である。例による方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含む。第2のハウジング基板の第1部分は第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成される。これに代えて、第1のハウジング基板を分離する工程に先だって、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程が行なわれてもよい。
【0018】
開示される方法において、第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程、および第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、一体的な集積回路基板を提供する工程を含む。第1のイメージキャプチャ装置および第2のイメージキャプチャ装置は、一体的な集積回路基板に形成される。例えば、第1および第2のイメージキャプチャ装置は、一体的なシリコンウェハにおける個別の集積回路である。方法は、第1のハウジング基板が第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含む。第1のハウジング基板を分離する工程は、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を含む。
【0019】
任意により、方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように形成される1つの本体に第2のハウジング基板をモールド成型する工程を更に含む。方法は、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、はんだボールは形成される。方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含む。第2のハウジング基板の第1部分は第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成される。
【0020】
通常、製造方法は、多数のイメージキャプチャ装置を内部に含むウェハに適用可能である。そのような場合において、第1のイメージキャプチャ装置および第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、複数の個別のイメージキャプチャ装置がその上に形成される集積回路基板を提供する工程を含む。第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを提供する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリを提供する工程を含む。第1のイメージキャプチャ装置に第1の光学アセンブリを実装する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の光学アセンブリを実装する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリをそれぞれ複数のイメージキャプチャ装置の対応する1つに実装する工程を含む。付加的に、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程は、複数のイメージキャプチャ装置への複数の光学アセンブリを実装する工程の後に、複数の焦点を合わせた光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程を含み、第1のハウジング基板を分離する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリの対応する1つを覆うようにそれぞれ形成される複数の個別のハウジング部に第1のハウジング基板を分離する工程を含む。任意により、方法は、第2のハウジング基板材料を提供する工程、および複数のハウジング部および複数のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を更に含む。
【0021】
方法は、複数のイメージキャプチャ装置の各々に1組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第2のハウジング基板は、イメージキャプチャ装置の各々に1組のはんだボールを形成する工程の後に、複数の個別のカメラモジュールへ分離される。
【0022】
カメラモジュールホスト装置も開示される。ホスト装置は、プリント基板、およびプリント基板に電気的に接続されたカメラモジュールを含む。カメラモジュールは、イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含む。光学アセンブリはイメージキャプチャ装置に直接固定され、ハウジングは光学アセンブリに直接形成される。カメラモジュールは、ピックアンドプレイス技術を使用してプリント基板に実装され、続いてプリント基板にリフローはんだ付けされる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】ホスト装置のプリント基板に実装されるカメラモジュールを示す斜視図
【図2】図1のカメラモジュールを示す部分断面斜視図。
【図3】図1のカメラモジュールのウェハレベルパッケージを示す部分断面斜視図。
【図4】図1のカメラモジュールを示す断面図。
【図5】別例によるカメラモジュールを示す部分断面図。
【図6】図5のカメラモジュールのような複数のカメラモジュールを形成することに使用されるイメージキャプチャ装置ウェハを示す斜視図。
【図7】図6のイメージキャプチャ装置ウェハを覆うように形成されたハウジング基板を示す斜視図。
【図8】製造加工対象物を形成すべく剛性を備えたキャリアプレートに実装され、図5のカメラモジュールを含む個別のパッケージの配列を示す斜視図。
【図9】図8の個別のパッケージを覆うように形成された第2のハウジング基板を示す斜視図。
【図10】図9のハウジング基板を示す後部斜視図。
【図11】カメラモジュールを製造する方法を要約したフローチャート。
【図12】複数のカメラモジュールを製造する方法を要約したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明は添付の図面を参照して開示され、同様の参考符号は、略同様の要素を示す。
本発明は、リフローはんだ付け条件に耐久可能な単純化されたウェハレベルカメラモジュールを提供することにより、先行技術に関する課題を解決する。以下の記載において、本発明を完全に理解できるように、数を詳細に特定する(例えばレンズの数、エポキシ樹脂のタイプ等)。しかしながら、当業者は、本発明がこれらの詳細とは別に実行可能であることを認識するであろう。他の実例において、公知の電子アセンブリの実例および設備の詳細は、不必要に本発明を不明瞭なものとしないように省略した。
【0025】
図1は、本発明の一実施例におけるカメラモジュール100を示す斜視図である。図示のように、カメラモジュール100は、カメラホスティング装置(例えば携帯電話、PDA等)の主プリント基板(主PCB)を示すプリント基板(PCB)102の一部に実装される。カメラモジュール100は、複数の導体線104によってホスティング装置の他のコンポーネントと電気的に通信する。装置106は、PCB102に直接実装可能な電子コンポーネント(例えば受動素子)を示す。当業者は、PCB102の所定の設計が特定用途に応じたものであり、本発明に特に関係するものではないということを認識するであろう。従って、PCB102、導体線104、および装置106は、具体例に過ぎない。
【0026】
図2は、カメラモジュール100の部分断面斜視図である。特に本実施例において、カメラモジュール100は、ウェハレベルパッケージ(WLP)202を覆うように直接形成されたハウジング200を含む。特に、ハウジング200は、WLP202を直接覆うようにトランスファー成型され、これにより、カメラモジュール100を形成する。ハウジング200は、迷光が通過することを防止し且つカメラモジュール100を構造的に支持する剛性を備えた不透明な材料(例えば成型用プラスチック)から形成される。ハウジング200は、WLP202のイメージ撮像面を露光する光学開口204を含むように形成される。
【0027】
WLP202は、イメージキャプチャ装置(ICD)208に直接実装される光学アセンブリ206を含む。光学アセンブリ206は、ICD208を覆うように実装される透明基板210およびレンズスタック212を含む。透明基板210は、光学用グレードのエポキシ樹脂等の所定の好適な手段によってICD208に固定される。同様に、レンズスタック212は、透明基板210に固定され、この固定は、これらの間に配置される光学用グレードのエポキシ樹脂等の所定の好適な手段によって行われる。図3を参照して光学アセンブリ206を更に後述する。
【0028】
図3は、ICD208を覆うように直接光学アセンブリ206を実装することによって形成されるWLP202を示す部分断面斜視図である。ICD208は、天面300および底面302を含む。天面300は、光学的なイメージを電子信号に変換すべく作用するセンサ配列304を含む。天面300は、更に光学アセンブリ206を受容すべく基部となる。図4に示すように、底面302は、カメラモジュール100とPCB102との間の電子通信を促進すべく複数の電気的コンタクト400を含む。
【0029】
後の製造工程における汚染からセンサ配列304を保護すべく透明基板210が、天面300に実装される(例えば光学接着剤により)。別例として、透明基板210は省略されてもよく、レンズスタック212は、イメージセンサ配列304を覆うように直接実装されてもよい。更なる別例として、WLP202は中空パッケージであってもよく、この場合に透明基板210は、ICD208との間に空隙を形成すべく、ICD208に対して僅かに離間するように上方に設けられる。
【0030】
透明基板210がICD208に固定された後に、レンズスタック212が透明基板210の反対側の面に固定される。レンズスタック212は、当業者に公知のウェハレベル加工技術(例えばプラズマエッチング、複製等)によって形成することができる。
【0031】
焦点機構が必要ではないことを認識することが重要である。従って、焦点機構は何も設けられない。この理由として、光学アセンブリ206のウェハレベルアセンブリ、およびICD208への光学アセンブリ206の直接の取り付けが、非常に正確であることが挙げられる。付加的に、先行技術による装置が課題とする公差の累積(蓄積)が、好適に最小限とされる。
【0032】
図4は、カメラモジュール100を示す側面断面図である。特に本実施例に示すように、ICD208の底面302は、実装を促進し且つカメラモジュール100とホスト装置との間のデータ交換を促進する複数の電気的コンタクト400を含む。特に本実施例において、コンタクト400は、複数のはんだボールであり、これらによりカメラモジュールは公知の表面実装技術(例えば、ピックアンドプレイス、リフロー等)によってホストPCBに接続可能である。更に、本実施例において、ハウジング200は縁部を包囲し、ICD208の底面302に接触する。カメラモジュール100がホスティング装置のPCBに直接リフローはんだ付けされることが重要である。
【0033】
図5は、別例のカメラモジュール500を示す部分断面斜視図である。特に本実施例において、カメラモジュール500は、ウェハレベルパッケージ(WLP)504を覆うように形成されたハウジング502を含む。ハウジング502は、添付の図面を参照して後述する個別の製造工程において形成される内側層506および外側層508を含む。内側層506は、製造工程においてWLPを構造的に支持すべくWLP504を覆うように直接トランスファー成型される剛性を備えた不透明な材料(例えば成形用プラスチック)である。同様に、外側層508は、迷光が通過することを防止し且つカメラモジュール500を構造的に支持すべく、内側層506を覆うように、且つWLP504の側面の周囲に直接トランスファー成型される剛性を備えた不透明な材料である。内側層506および外側層508の成型時に、2つの光学開口510および512がそれぞれ、ICD516のセンサ配列へのイメージの焦点合わせを容易にすべく残される。
【0034】
WLP504は、イメージキャプチャ装置(ICD)516を覆うように実装されるレンズスタック514を含む。特に、レンズスタック514は、光学用グレードのエポキシ樹脂によってICD516の天面に直接固定される。同様に、レンズスタック514の個別のレンズは、光学用グレードのエポキシ樹脂によって互いに焦点を合わせた位置に固定される。ICD516の背面には、カメラモジュール500とホスティング装置との間の電気的な接続を促進すべく形成される一組のはんだボール518が設けられる。ICD208と略同様であるため、ICD516の詳細はここにより詳細に開示することは差し控える。
【0035】
図6は、複数の個別のWLP504を形成すべく、集積回路ICDウェハ600に実装される個別のレンズスタック514の配列を示す斜視図である。ICDウェハ600は、個別の集積ICD回路602の配列を含み、これは分離時に、個別のイメージキャプチャ装置516を形成する。特に本実施例において、各レンズスタック514は形成され、更なる焦点合わせ工程が不要となるように焦点を合わせた位置にてICD回路602の対応する1つを覆うように各レンズスタック514は個別に実装される。図において、レンズスタック514のうち3つが、その下に位置されるICD回路602を示すべくウェハ600から分解されているものといえる。ICD回路602、およびこれらに伴うレンズスタック514は、ウェハ600を個別のWLP504に分離可能とすると共に、シリコンウェハの領域を節約すべくできるだけ接近して位置決め可能とするように、相互に離間して位置されることを認識することが重要である。
【0036】
レンズスタック514の実装時に、光学用グレードのエポキシ樹脂が、ウェハ602を横断して一様に塗布される。各個別のレンズスタック514が、続いて例えばピックアンドプレイス技術を使用してICD回路602の対応する1つを覆うように正確に位置される。レンズスタック514が正確にウェハ600に位置されると、エポキシ樹脂は、スタック514が後の製造工程に備えてウェハ602に固定されるまで、硬化工程(例えばUV暴露)にさらされる。
【0037】
図7は示す、レンズスタック514およびウェハ600を覆うように形成され、内側層506を形成するハウジング基板700を示す部分断面斜視図である。特に本実施例において、ハウジング基板700は、レンズスタック514およびウェハ600の天面を覆うように一様に直接トランスファー成形される不透明な材料(例えば成型用プラスチック、熱硬化性樹脂等)である。基板700がウェハ600の天面を覆うように成型されると、レンズスタック514間の周辺領域は、基板700により、満たされる。基板700がレンズスタックを覆うように成形されると、トランスファー成形機械のプランジャの配列(図示しない)が、各レンズスタック514の天面と接触し、光学開口510を形成する。ハウジング基板700がレンズスタック514およびウェハ600を覆うように形成された後に、ハウジング基板700は硬化される(例えば、冷却される)。図8に示す個別のパッケージ800を形成すべく、ハウジング基板700およびウェハ600は、ライン702に沿ってダイス状に切断される。パッケージ800が形成された後に、これらは更に図8に示すキャリアプレート802に一時的に実装されるべく清掃され、準備される。
【0038】
図8は、剛性を備えたキャリアプレート802に一時的に実装される個別のパッケージ800の配列を示す斜視図である。製造工程におけるこの時点において、外側層508は、まだ形成されていないため、パッケージ800のもっとも外側の層は、実際には内側層506である。特に本実施例において、個別のパッケージ800は、当業者に公知のピックアンドプレイス技術を使用してキャリアプレート802に個別に位置される。パッケージ800は、隣接する個別のパッケージ800間に更に空間が設けられるように、相互に対して位置される。個別のパッケージ800は、各個別のパッケージ800のハウジング502の各外側層508の形成に備えて、粘着性の基板(例えばテープ)804によってキャリアプレート802の固定位置に保持される。
【0039】
図9は、パッケージ800および粘着性の基板804を覆うように直接形成された第2のハウジング基板900を示す斜視図である。特に本実施例において、ハウジング基板900は、各パッケージ800の対応する1つを覆うように外側層を形成すべく、パッケージ800および粘着性の基板804の天面を直接覆うように一様にトランスファー成形される不透明な材料(例えば成型用プラスチック、熱硬化性樹脂等)である。基板900が粘着性の基板804の天面を覆うように成型されると、パッケージ800間の周辺領域は基板900により満たされ、これにより、イメージキャプチャ装置516のそれぞれのダイス状に切断された側面縁面を覆う。基板900により各イメージキャプチャ装置516の側面の縁面を覆うことにより、迷光がパッケージ800へ進入することがより好適に防止される。基板900がパッケージ800を覆うように成型され、光学開口512の配列が、上述したものと同様の技術を使用して、対応する光学開口510を覆うように同軸上に形成される。ハウジング基板900がパッケージ800を覆うように形成された後に、ハウジング基板900は剛性を備えるまで硬化される(例えば、冷却される)。基板900が続いてキャリアプレート802から取り払われ、粘着性の基板804が次工程に備えて基板900から取り払われる。
【0040】
図10は、パッケージ800を覆うように形成された基板900を示す後部斜視図である。製造工程におけるこの時点において、粘着性の基板804は、対応するイメージキャプチャ装置516の各々の背面1002を露出すべく、ハウジング基板900から取り払われている。背面1002はそれぞれ、その上に形成された対応する組の電気的コンタクト(図示しない)を含む。これらの電気的コンタクトは、例えば、Si貫通電極によって、最上層ICD516に形成される回路類と電気的に通信する。
【0041】
粘着性の基板804を取り払った後に、基板900は、一体的な状態に保持され、表面を下方に配向して位置され、はんだボール518の個別の組は、対応する組の電気的コンタクトに実装される。はんだボール518が対応する電気的コンタクトに対して実装されると、はんだボール518は電気的コンタクトの対応する組にリフローにて接合される。はんだボール518がリフローにて接合された後に、基板900はライン904に沿ってダイス状に切断され(例えば、のこぎりでひかれ)、個別の対応するパッケージ800を覆うように個別の外側層508を形成する。基板900のダイス状の切断が完了すると、複数の個別のカメラモジュール500が形成される。
【0042】
図11は、本発明によるカメラモジュールを製造する一方法1100を要約するフローチャートである。第1の工程1102において、イメージキャプチャ装置が提供される。次に、第2の工程1104において、光学アセンブリが提供される。続く第3の工程1106において、光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に固定される。最後に、第4の工程1108において、カメラハウジングが、光学アセンブリに直接形成される。
【0043】
図12は、本発明による例のカメラモジュールを製造する方法1200を要約するフローチャートである。第1の工程1202において、第1のイメージキャプチャ装置が提供される。次に、第2の工程1204において、第1の光学アセンブリが提供される。続く第3の工程1206において、第2のイメージキャプチャ装置が提供される。次に、第4の工程1208において、第2の光学アセンブリが提供される。続く第5の工程1210において、第1のハウジング基板材料が提供される。次に、第6の工程1212において、第1の光学アセンブリが、第1のイメージキャプチャ装置に実装される。続く第7の工程1214において、第2の光学アセンブリが、第2のイメージキャプチャ装置に実装される。次に、第8の工程1216において、第1のハウジング基板が、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリの両者を覆うように形成される。最後に、第9の工程1218において、第1のハウジング基板が、第1の部分および第2の部分に分離される。
【0044】
本発明の所定の実施例の開示はここに完了する。開示される特徴の多くは、本発明の範囲から逸脱することなく、代えられてもよいし、変更されてもよいし、省略されてもよい。例えば、異なる数のレンズ素子が、ICDに実装される光学スタックを形成することに使用されてもよい。別例として、IRフィルタは光学スタックを形成することに使用される光学ガラスと一体的に形成可能であり、これにより、モジュールを完成することに必要とされるコンポーネントおよび組立工程の数を低減することができる。
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器に関する。より詳細には、本発明は、デジタルカメラモジュールに関する。更により詳細には、本発明は、ホスティング装置にリフローはんだ付け可能な単純化されたウェハレベルカメラモジュールの設計に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタルカメラモジュールは、様々なホスト装置に現在組み込まれている。そのようなホスト装置は、携帯電話、パーソナルデータアシスタント(PDA)、コンピュータ等を含む。従って、ホスト装置におけるデジタルカメラモジュールに対する消費者の需要は連続して増加している。
【0003】
ホスト装置製造業者は、ホスト装置の全体的な寸法を増加させることなくホスト装置に組み込むことができるように、より小型のデジタルカメラモジュールを好む。更に、ホスト装置製造業者は、ホスト装置設計に対する影響が最小限であるカメラモジュールを好む。これらの要件を満たす際に、ホスト装置製造業者は、できるだけ高品質の画像を撮るカメラモジュールを好む。最小の製造コストにてこれらの要件を満たすカメラモジュールを設計することは、カメラモジュール製造業者の継続する課題であるものといえる。
【0004】
公知のデジタルカメラモジュールは、通常レンズアセンブリ、ハウジング、プリント基板(PCB)、および一体的に形成されるイメージキャプチャ装置(ICD)を含む。通常、コンポーネントは、個別に形成され、デジタルカメラモジュールを形成すべく後に組み立てられる。即ち、ICDがPCBに取り付けられ、続いてICDがハウジングの底部に包囲されるように、ハウジングがPCBに取り付けられる。続いてICDの撮像面上に入射光線の焦点を合わせるように、レンズアセンブリがハウジングの反対側の端部に実装される。通常、レンズアセンブリは、傾斜した表面(例えばネジ、カム、傾斜路等)を含み、これは、ハウジングに形成される補完的な表面と係合する。これにより、ハウジング内のレンズアセンブリを回転させることによって、好適に焦点を合わせることができる。レンズアセンブリが撮像面に対して好適に位置された後に、レンズアセンブリは、ハウジングに対して(例えば接着剤、熱溶接等により)固定される。ICDは、PCBに電気的に接続される。PCBは、処理、表示および記憶用のホスト装置とイメージデータの通信をすべく、ICDに対して複数の電気的コンタクトを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
これらのカメラモジュールを製造する際に、カメラモジュール製造業者は、多くの課題に遭遇する。例として、露出したICDダイは、埃、および/又は他の微粒子の破片のような汚染物質に暴露されると、汚染に対して非常に脆弱である。更に、カメラモジュールの組立てにおいて使用される材料(例えば接着剤)および処理工程(例えばハウジング取り付け、モールド成型、レンズ取り付け等)にさらされた場合に、ICDは非常に脆弱である。汚染は、特に収率損失が高い場合に、通常非常に高コストになり得る欠陥イメージキャプチャ装置の廃棄の原因になる。汚染を最小限にすべく、カメラモジュールは、クラス100のクリーンルームにて通常組み立てられる。組み立てられたカメラモジュールのイメージキャプチャ装置は、カメラモジュールの外部の汚染物質から保護されるが、これらは内部汚染物質に対してなお脆弱である。そのような内部汚染物質は、通常捕捉された埃、接着剤、および/又はカメラモジュール内の摩擦による摩耗によって形成された微粒子から生じる。摩擦による摩耗は、通常焦点合わせのような組立工程の間に生じる。特に微粒子は、レンズアセンブリの傾斜した表面がハウジングの傾斜した表面に対して摩擦される場合に形成される。カメラモジュール全体が廃棄される必要があるため、カメラが組み立てられた後に生じるイメージセンサの汚染は、特に高コストとなり得る。
【0006】
カメラモジュールの製造業者が直面する別の課題は、カメラモジュールのコンポーネントが非常に小さいため、非常に繊細な、従って、高コストな製造、組立て、整列の処理が必要になる点にある。実際に、必要なカメラモジュールコンポーネントの数が増加するにつれ、整列工程はより困難なものとなる。この理由として、カメラモジュールコンポーネント間の厳密な位置の誤差が、レンズに撮像面を連結するコンポーネントの数に比例して累積することが挙げられる。理想的には、レンズはすべて、平面の撮像面の中央部に同軸に、且つ直交して位置される必要がある。しかしながら、通常これはPCBに対するICDの誤差、ハウジングに対するPCBの誤差、焦点/ズーム装置に対するハウジングの誤差、および焦点/ズーム装置に対するレンズの誤差の合計によって確定される予め定義された全体的な誤差の範囲内においてのみ可能である。
【0007】
更なる別の例の課題として、カメラモジュールは、通常カメラモジュールを破損することなくホスト装置にリフローはんだ付けすることができない。リフローはんだ付けは、好適に開発された効率的な電子製造工程である。従って、ホスト装置にカメラモジュールを取り付けるべくリフローはんだ付け処理を使用可能であることが望ましいであろう。しかしながら、公知の装置は、リフローはんだ付けによる取り付けに耐久不能である。
【0008】
従って、撮像面の汚染に対して脆弱ではないカメラモジュールが要求される。レンズと撮像面との間がより許容可能な誤差により組み立てることができるカメラモジュールが更に要求される。コンポーネントがより少数で済み、且つ製造工程がより少数で済むカメラモジュールが更に要求される。リフローはんだ付け処理に耐久可能なカメラモジュールが更に要求される。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、リフローはんだ付け処理に耐久可能なウェハレベルカメラモジュールを提供することにより、先行技術に関する課題を解決する。本発明により、公知のリフローはんだ付け処理を使用してホスト装置のプリント基板にカメラモジュールを実装することが促進される。
【0010】
例によるカメラモジュールは、集積回路イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含む。イメージキャプチャ装置は、1組の電気的コンタクトおよびイメージセンサアレイを含む。コンタクトにより、カメラモジュールとカメラモジュールホスティング装置との間の電気的な接続が促進される。例えば、カメラモジュールは、はんだボールおよびリフローはんだ付け処理を使用してカメラホスティング装置の回路基板に直接実装可能である。
【0011】
光学アセンブリは、イメージキャプチャ装置に直接実装され、ハウジングは光学スタックに直接形成される。ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置を直接覆うように例えばモールド成型により形成される。光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装されるレンズを含む。任意により、光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装される透明基板、および透明基板を覆うように実装されるレンズスタックを含む。別例において、光学アセンブリは、センサアレイを覆う集積回路イメージキャプチャ装置に直接実装されるレンズスタックである。いずれの場合においても、ハウジングは、モールド成型によりレンズスタックを直接覆うように形成される。
【0012】
カメラモジュールを製造する方法も開示される。例による方法は、集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、光学アセンブリを提供する工程と、集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接実装する工程と、光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に実装された後に、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程を含む。
【0013】
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程は、カメラモジュールホスティング装置の回路基板にカメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進可能な1組のコンタクトを含む集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程を含む。方法は、コンタクトにはんだボールを形成する工程を更に含む。光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、光学アセンブリ、および集積回路イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングをモールド成型する工程を含む。
【0014】
任意により、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、集積回路イメージキャプチャ装置のセンサアレイを覆うように透明基板を実装する工程を含んでもよい。所定の例において、センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを覆うように剛性を備えた透明基板を接着する工程を含む。透明基板は、集積回路イメージキャプチャ装置に直接接着されてもよい。
【0015】
別の選択肢として、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを直接覆うようにレンズを実装する工程を含む。この場合において、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、レンズアセンブリを提供する工程、およびレンズアセンブリを透明基板に実装する工程を含み、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、レンズアセンブリおよび透明基板を直接覆うようにハウジングをモールド成形する工程を含む。付加的に、光学アセンブリを実装する工程は、光学アセンブリにハウジングを形成する工程に先だって光学アセンブリを焦点合わせした位置に実装する工程を更に含む。
【0016】
カメラモジュールを製造する別例による方法が開示される。方法は、集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程、集積回路イメージキャプチャ装置に直接光学アセンブリを形成する工程、および光学アセンブリを直接覆うようにハウジングを形成する工程を含む。光学アセンブリを形成する工程は、ハウジングを形成する工程に先だって集積回路イメージキャプチャ装置に直接予め焦点を合わせた光学アセンブリ(例えば、光学スタック)を形成する工程を含む。イメージキャプチャ装置を提供する工程は、イメージキャプチャ装置に複数のはんだボールを形成する工程を含む。
【0017】
同時に複数のカメラモジュールを製造する方法の例も開示される。方法は、第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程、第1の光学アセンブリを提供する工程、第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程、第2の光学アセンブリを提供する工程、第1の光学アセンブリを第1のイメージキャプチャ装置に実装する工程、第2の光学アセンブリを第2のイメージキャプチャ装置に実装する工程、第1の光学アセンブリが第1のイメージキャプチャ装置に実装され、且つ第2の光学アセンブリが第2のイメージキャプチャ装置に実装された後に、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程、並びに第1のハウジング基板が第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第1のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を含む。第1のハウジング基板の第1の部分は、第1の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成し、第1のハウジング基板の第2の部分は、第2の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する。任意に、方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を更に含む。付加的に、方法は、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、はんだボールはイメージキャプチャ装置に好適に形成可能である。例による方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含む。第2のハウジング基板の第1部分は第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成される。これに代えて、第1のハウジング基板を分離する工程に先だって、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程が行なわれてもよい。
【0018】
開示される方法において、第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程、および第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、一体的な集積回路基板を提供する工程を含む。第1のイメージキャプチャ装置および第2のイメージキャプチャ装置は、一体的な集積回路基板に形成される。例えば、第1および第2のイメージキャプチャ装置は、一体的なシリコンウェハにおける個別の集積回路である。方法は、第1のハウジング基板が第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含む。第1のハウジング基板を分離する工程は、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を含む。
【0019】
任意により、方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように形成される1つの本体に第2のハウジング基板をモールド成型する工程を更に含む。方法は、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、はんだボールは形成される。方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含む。第2のハウジング基板の第1部分は第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成される。
【0020】
通常、製造方法は、多数のイメージキャプチャ装置を内部に含むウェハに適用可能である。そのような場合において、第1のイメージキャプチャ装置および第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、複数の個別のイメージキャプチャ装置がその上に形成される集積回路基板を提供する工程を含む。第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを提供する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリを提供する工程を含む。第1のイメージキャプチャ装置に第1の光学アセンブリを実装する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の光学アセンブリを実装する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリをそれぞれ複数のイメージキャプチャ装置の対応する1つに実装する工程を含む。付加的に、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程は、複数のイメージキャプチャ装置への複数の光学アセンブリを実装する工程の後に、複数の焦点を合わせた光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程を含み、第1のハウジング基板を分離する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリの対応する1つを覆うようにそれぞれ形成される複数の個別のハウジング部に第1のハウジング基板を分離する工程を含む。任意により、方法は、第2のハウジング基板材料を提供する工程、および複数のハウジング部および複数のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を更に含む。
【0021】
方法は、複数のイメージキャプチャ装置の各々に1組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第2のハウジング基板は、イメージキャプチャ装置の各々に1組のはんだボールを形成する工程の後に、複数の個別のカメラモジュールへ分離される。
【0022】
カメラモジュールホスト装置も開示される。ホスト装置は、プリント基板、およびプリント基板に電気的に接続されたカメラモジュールを含む。カメラモジュールは、イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含む。光学アセンブリはイメージキャプチャ装置に直接固定され、ハウジングは光学アセンブリに直接形成される。カメラモジュールは、ピックアンドプレイス技術を使用してプリント基板に実装され、続いてプリント基板にリフローはんだ付けされる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】ホスト装置のプリント基板に実装されるカメラモジュールを示す斜視図
【図2】図1のカメラモジュールを示す部分断面斜視図。
【図3】図1のカメラモジュールのウェハレベルパッケージを示す部分断面斜視図。
【図4】図1のカメラモジュールを示す断面図。
【図5】別例によるカメラモジュールを示す部分断面図。
【図6】図5のカメラモジュールのような複数のカメラモジュールを形成することに使用されるイメージキャプチャ装置ウェハを示す斜視図。
【図7】図6のイメージキャプチャ装置ウェハを覆うように形成されたハウジング基板を示す斜視図。
【図8】製造加工対象物を形成すべく剛性を備えたキャリアプレートに実装され、図5のカメラモジュールを含む個別のパッケージの配列を示す斜視図。
【図9】図8の個別のパッケージを覆うように形成された第2のハウジング基板を示す斜視図。
【図10】図9のハウジング基板を示す後部斜視図。
【図11】カメラモジュールを製造する方法を要約したフローチャート。
【図12】複数のカメラモジュールを製造する方法を要約したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明は添付の図面を参照して開示され、同様の参考符号は、略同様の要素を示す。
本発明は、リフローはんだ付け条件に耐久可能な単純化されたウェハレベルカメラモジュールを提供することにより、先行技術に関する課題を解決する。以下の記載において、本発明を完全に理解できるように、数を詳細に特定する(例えばレンズの数、エポキシ樹脂のタイプ等)。しかしながら、当業者は、本発明がこれらの詳細とは別に実行可能であることを認識するであろう。他の実例において、公知の電子アセンブリの実例および設備の詳細は、不必要に本発明を不明瞭なものとしないように省略した。
【0025】
図1は、本発明の一実施例におけるカメラモジュール100を示す斜視図である。図示のように、カメラモジュール100は、カメラホスティング装置(例えば携帯電話、PDA等)の主プリント基板(主PCB)を示すプリント基板(PCB)102の一部に実装される。カメラモジュール100は、複数の導体線104によってホスティング装置の他のコンポーネントと電気的に通信する。装置106は、PCB102に直接実装可能な電子コンポーネント(例えば受動素子)を示す。当業者は、PCB102の所定の設計が特定用途に応じたものであり、本発明に特に関係するものではないということを認識するであろう。従って、PCB102、導体線104、および装置106は、具体例に過ぎない。
【0026】
図2は、カメラモジュール100の部分断面斜視図である。特に本実施例において、カメラモジュール100は、ウェハレベルパッケージ(WLP)202を覆うように直接形成されたハウジング200を含む。特に、ハウジング200は、WLP202を直接覆うようにトランスファー成型され、これにより、カメラモジュール100を形成する。ハウジング200は、迷光が通過することを防止し且つカメラモジュール100を構造的に支持する剛性を備えた不透明な材料(例えば成型用プラスチック)から形成される。ハウジング200は、WLP202のイメージ撮像面を露光する光学開口204を含むように形成される。
【0027】
WLP202は、イメージキャプチャ装置(ICD)208に直接実装される光学アセンブリ206を含む。光学アセンブリ206は、ICD208を覆うように実装される透明基板210およびレンズスタック212を含む。透明基板210は、光学用グレードのエポキシ樹脂等の所定の好適な手段によってICD208に固定される。同様に、レンズスタック212は、透明基板210に固定され、この固定は、これらの間に配置される光学用グレードのエポキシ樹脂等の所定の好適な手段によって行われる。図3を参照して光学アセンブリ206を更に後述する。
【0028】
図3は、ICD208を覆うように直接光学アセンブリ206を実装することによって形成されるWLP202を示す部分断面斜視図である。ICD208は、天面300および底面302を含む。天面300は、光学的なイメージを電子信号に変換すべく作用するセンサ配列304を含む。天面300は、更に光学アセンブリ206を受容すべく基部となる。図4に示すように、底面302は、カメラモジュール100とPCB102との間の電子通信を促進すべく複数の電気的コンタクト400を含む。
【0029】
後の製造工程における汚染からセンサ配列304を保護すべく透明基板210が、天面300に実装される(例えば光学接着剤により)。別例として、透明基板210は省略されてもよく、レンズスタック212は、イメージセンサ配列304を覆うように直接実装されてもよい。更なる別例として、WLP202は中空パッケージであってもよく、この場合に透明基板210は、ICD208との間に空隙を形成すべく、ICD208に対して僅かに離間するように上方に設けられる。
【0030】
透明基板210がICD208に固定された後に、レンズスタック212が透明基板210の反対側の面に固定される。レンズスタック212は、当業者に公知のウェハレベル加工技術(例えばプラズマエッチング、複製等)によって形成することができる。
【0031】
焦点機構が必要ではないことを認識することが重要である。従って、焦点機構は何も設けられない。この理由として、光学アセンブリ206のウェハレベルアセンブリ、およびICD208への光学アセンブリ206の直接の取り付けが、非常に正確であることが挙げられる。付加的に、先行技術による装置が課題とする公差の累積(蓄積)が、好適に最小限とされる。
【0032】
図4は、カメラモジュール100を示す側面断面図である。特に本実施例に示すように、ICD208の底面302は、実装を促進し且つカメラモジュール100とホスト装置との間のデータ交換を促進する複数の電気的コンタクト400を含む。特に本実施例において、コンタクト400は、複数のはんだボールであり、これらによりカメラモジュールは公知の表面実装技術(例えば、ピックアンドプレイス、リフロー等)によってホストPCBに接続可能である。更に、本実施例において、ハウジング200は縁部を包囲し、ICD208の底面302に接触する。カメラモジュール100がホスティング装置のPCBに直接リフローはんだ付けされることが重要である。
【0033】
図5は、別例のカメラモジュール500を示す部分断面斜視図である。特に本実施例において、カメラモジュール500は、ウェハレベルパッケージ(WLP)504を覆うように形成されたハウジング502を含む。ハウジング502は、添付の図面を参照して後述する個別の製造工程において形成される内側層506および外側層508を含む。内側層506は、製造工程においてWLPを構造的に支持すべくWLP504を覆うように直接トランスファー成型される剛性を備えた不透明な材料(例えば成形用プラスチック)である。同様に、外側層508は、迷光が通過することを防止し且つカメラモジュール500を構造的に支持すべく、内側層506を覆うように、且つWLP504の側面の周囲に直接トランスファー成型される剛性を備えた不透明な材料である。内側層506および外側層508の成型時に、2つの光学開口510および512がそれぞれ、ICD516のセンサ配列へのイメージの焦点合わせを容易にすべく残される。
【0034】
WLP504は、イメージキャプチャ装置(ICD)516を覆うように実装されるレンズスタック514を含む。特に、レンズスタック514は、光学用グレードのエポキシ樹脂によってICD516の天面に直接固定される。同様に、レンズスタック514の個別のレンズは、光学用グレードのエポキシ樹脂によって互いに焦点を合わせた位置に固定される。ICD516の背面には、カメラモジュール500とホスティング装置との間の電気的な接続を促進すべく形成される一組のはんだボール518が設けられる。ICD208と略同様であるため、ICD516の詳細はここにより詳細に開示することは差し控える。
【0035】
図6は、複数の個別のWLP504を形成すべく、集積回路ICDウェハ600に実装される個別のレンズスタック514の配列を示す斜視図である。ICDウェハ600は、個別の集積ICD回路602の配列を含み、これは分離時に、個別のイメージキャプチャ装置516を形成する。特に本実施例において、各レンズスタック514は形成され、更なる焦点合わせ工程が不要となるように焦点を合わせた位置にてICD回路602の対応する1つを覆うように各レンズスタック514は個別に実装される。図において、レンズスタック514のうち3つが、その下に位置されるICD回路602を示すべくウェハ600から分解されているものといえる。ICD回路602、およびこれらに伴うレンズスタック514は、ウェハ600を個別のWLP504に分離可能とすると共に、シリコンウェハの領域を節約すべくできるだけ接近して位置決め可能とするように、相互に離間して位置されることを認識することが重要である。
【0036】
レンズスタック514の実装時に、光学用グレードのエポキシ樹脂が、ウェハ602を横断して一様に塗布される。各個別のレンズスタック514が、続いて例えばピックアンドプレイス技術を使用してICD回路602の対応する1つを覆うように正確に位置される。レンズスタック514が正確にウェハ600に位置されると、エポキシ樹脂は、スタック514が後の製造工程に備えてウェハ602に固定されるまで、硬化工程(例えばUV暴露)にさらされる。
【0037】
図7は示す、レンズスタック514およびウェハ600を覆うように形成され、内側層506を形成するハウジング基板700を示す部分断面斜視図である。特に本実施例において、ハウジング基板700は、レンズスタック514およびウェハ600の天面を覆うように一様に直接トランスファー成形される不透明な材料(例えば成型用プラスチック、熱硬化性樹脂等)である。基板700がウェハ600の天面を覆うように成型されると、レンズスタック514間の周辺領域は、基板700により、満たされる。基板700がレンズスタックを覆うように成形されると、トランスファー成形機械のプランジャの配列(図示しない)が、各レンズスタック514の天面と接触し、光学開口510を形成する。ハウジング基板700がレンズスタック514およびウェハ600を覆うように形成された後に、ハウジング基板700は硬化される(例えば、冷却される)。図8に示す個別のパッケージ800を形成すべく、ハウジング基板700およびウェハ600は、ライン702に沿ってダイス状に切断される。パッケージ800が形成された後に、これらは更に図8に示すキャリアプレート802に一時的に実装されるべく清掃され、準備される。
【0038】
図8は、剛性を備えたキャリアプレート802に一時的に実装される個別のパッケージ800の配列を示す斜視図である。製造工程におけるこの時点において、外側層508は、まだ形成されていないため、パッケージ800のもっとも外側の層は、実際には内側層506である。特に本実施例において、個別のパッケージ800は、当業者に公知のピックアンドプレイス技術を使用してキャリアプレート802に個別に位置される。パッケージ800は、隣接する個別のパッケージ800間に更に空間が設けられるように、相互に対して位置される。個別のパッケージ800は、各個別のパッケージ800のハウジング502の各外側層508の形成に備えて、粘着性の基板(例えばテープ)804によってキャリアプレート802の固定位置に保持される。
【0039】
図9は、パッケージ800および粘着性の基板804を覆うように直接形成された第2のハウジング基板900を示す斜視図である。特に本実施例において、ハウジング基板900は、各パッケージ800の対応する1つを覆うように外側層を形成すべく、パッケージ800および粘着性の基板804の天面を直接覆うように一様にトランスファー成形される不透明な材料(例えば成型用プラスチック、熱硬化性樹脂等)である。基板900が粘着性の基板804の天面を覆うように成型されると、パッケージ800間の周辺領域は基板900により満たされ、これにより、イメージキャプチャ装置516のそれぞれのダイス状に切断された側面縁面を覆う。基板900により各イメージキャプチャ装置516の側面の縁面を覆うことにより、迷光がパッケージ800へ進入することがより好適に防止される。基板900がパッケージ800を覆うように成型され、光学開口512の配列が、上述したものと同様の技術を使用して、対応する光学開口510を覆うように同軸上に形成される。ハウジング基板900がパッケージ800を覆うように形成された後に、ハウジング基板900は剛性を備えるまで硬化される(例えば、冷却される)。基板900が続いてキャリアプレート802から取り払われ、粘着性の基板804が次工程に備えて基板900から取り払われる。
【0040】
図10は、パッケージ800を覆うように形成された基板900を示す後部斜視図である。製造工程におけるこの時点において、粘着性の基板804は、対応するイメージキャプチャ装置516の各々の背面1002を露出すべく、ハウジング基板900から取り払われている。背面1002はそれぞれ、その上に形成された対応する組の電気的コンタクト(図示しない)を含む。これらの電気的コンタクトは、例えば、Si貫通電極によって、最上層ICD516に形成される回路類と電気的に通信する。
【0041】
粘着性の基板804を取り払った後に、基板900は、一体的な状態に保持され、表面を下方に配向して位置され、はんだボール518の個別の組は、対応する組の電気的コンタクトに実装される。はんだボール518が対応する電気的コンタクトに対して実装されると、はんだボール518は電気的コンタクトの対応する組にリフローにて接合される。はんだボール518がリフローにて接合された後に、基板900はライン904に沿ってダイス状に切断され(例えば、のこぎりでひかれ)、個別の対応するパッケージ800を覆うように個別の外側層508を形成する。基板900のダイス状の切断が完了すると、複数の個別のカメラモジュール500が形成される。
【0042】
図11は、本発明によるカメラモジュールを製造する一方法1100を要約するフローチャートである。第1の工程1102において、イメージキャプチャ装置が提供される。次に、第2の工程1104において、光学アセンブリが提供される。続く第3の工程1106において、光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に固定される。最後に、第4の工程1108において、カメラハウジングが、光学アセンブリに直接形成される。
【0043】
図12は、本発明による例のカメラモジュールを製造する方法1200を要約するフローチャートである。第1の工程1202において、第1のイメージキャプチャ装置が提供される。次に、第2の工程1204において、第1の光学アセンブリが提供される。続く第3の工程1206において、第2のイメージキャプチャ装置が提供される。次に、第4の工程1208において、第2の光学アセンブリが提供される。続く第5の工程1210において、第1のハウジング基板材料が提供される。次に、第6の工程1212において、第1の光学アセンブリが、第1のイメージキャプチャ装置に実装される。続く第7の工程1214において、第2の光学アセンブリが、第2のイメージキャプチャ装置に実装される。次に、第8の工程1216において、第1のハウジング基板が、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリの両者を覆うように形成される。最後に、第9の工程1218において、第1のハウジング基板が、第1の部分および第2の部分に分離される。
【0044】
本発明の所定の実施例の開示はここに完了する。開示される特徴の多くは、本発明の範囲から逸脱することなく、代えられてもよいし、変更されてもよいし、省略されてもよい。例えば、異なる数のレンズ素子が、ICDに実装される光学スタックを形成することに使用されてもよい。別例として、IRフィルタは光学スタックを形成することに使用される光学ガラスと一体的に形成可能であり、これにより、モジュールを完成することに必要とされるコンポーネントおよび組立工程の数を低減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラモジュールおよびカメラモジュールホスティング装置間の電気的な接続を促進する1組のコンタクト、およびイメージセンサアレイを含む集積回路イメージキャプチャ装置と、
該イメージキャプチャ装置に対して直接に実装される光学アセンブリと、
該光学アセンブリに対して直接に形成されるハウジングとを備えることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項2】
前記カメラモジュールは、リフローはんだ付けによってカメラホスティング装置の回路基板に直接実装可能であることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項3】
前記集積回路イメージキャプチャ装置のコンタクトは、カメラホスティング装置の回路基板にカメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進することを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。
【請求項4】
前記集積回路イメージキャプチャ装置のコンタクトはそれぞれ、その上に形成されるはんだボールを含むことを特徴とする請求項3に記載のカメラモジュール。
【請求項5】
前記ハウジングは、モールド成型によって形成されることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項6】
前記ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置を覆うように直接形成されることを特徴とする請求項5に記載のカメラモジュール。
【請求項7】
前記光学アセンブリは、イメージセンサアレイに実装されるレンズを含むことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項8】
前記光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装される透明基板を含むことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項9】
前記光学アセンブリは、前記透明基板を覆うように実装されるレンズスタックを更に含むことを特徴とする請求項8に記載のカメラモジュール。
【請求項10】
前記ハウジングは、レンズスタックを覆うように直接モールド成型されることを特徴とする請求項9に記載のカメラモジュール。
【請求項11】
前記光学アセンブリは、センサアレイを覆う集積回路イメージキャプチャ装置に直接実装されるレンズスタックであることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項12】
前記ハウジングはモールド成型によってレンズスタックに直接形成されることを特徴とする請求項11に記載のカメラモジュール。
【請求項13】
カメラモジュールを製造する方法であって、
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、
光学アセンブリを提供する工程と、
該集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接取り付ける工程と、
該光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に実装された後に、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程とを含むことを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項14】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程は、カメラモジュールホスティング装置の回路基板に前記カメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進可能な1組のコンタクトを含む集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程を含むことを特徴とする請求項13に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項15】
前記コンタクトにはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項14に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項16】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、前記光学アセンブリを覆うようにハウジングをモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項13に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項17】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項16に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項18】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置のセンサアレイを覆うように透明基板を実装する工程を更に含むことを特徴とする請求項13に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項19】
前記センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、前記センサアレイを覆うように剛性を備えた透明基板を接着する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項20】
前記センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置に透明基板を直接接着する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項21】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを覆うようにレンズを直接実装する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項22】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、レンズアセンブリを提供する工程、および同レンズアセンブリを透明基板に実装する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項23】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、レンズアセンブリおよび透明基板を覆うようにハウジングを直接モールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項22に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項24】
前記光学アセンブリを実装する工程は、前記光学アセンブリにハウジングを形成する工程に先だって、焦点を合わせた位置に光学アセンブリを実装する工程を更に含むことを特徴とする請求項23に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項25】
カメラモジュールを製造する方法であって、
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、
同集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接形成する工程と、
同光学アセンブリを覆うようにハウジングを直接形成する工程とを含むことを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項26】
前記光学アセンブリを形成する工程は、ハウジングを形成する工程に先立って、集積回路イメージキャプチャ装置に焦点を合わせた光学アセンブリを直接形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項25に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項27】
前記イメージキャプチャ装置を提供する工程は、イメージキャプチャ装置に複数のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項25に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項28】
第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程と、
第1の光学アセンブリを提供する工程と、
第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程と、
第2の光学アセンブリを提供する工程と、
該第1の光学アセンブリを第1のイメージキャプチャ装置に実装する工程と、
該第2の光学アセンブリを第2のイメージキャプチャ装置に実装する工程と、
前記第1の光学のアセンブリが第1のイメージキャプチャ装置に実装され、第2の光学アセンブリが第2のイメージキャプチャ装置に実装された後に、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように第1のハウジング基板を形成する工程と、
該第1のハウジング基板が第1の光学アセンブリおよび前記第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、該第1のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程とを含み、該第1のハウジング基板の第1の部分は、第1の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成し、第1のハウジング基板の第2の部分は、第2の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成することを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項29】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項30】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項29に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項31】
前記方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含み、該第2のハウジング基板の第1の部分は、第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は、第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成されることを特徴とする請求項30に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項32】
前記方法は、第1のハウジング基板を分離する工程に先立って、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項33】
前記第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程および第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、一体的な集積回路基板を提供する工程を含み、該第1のイメージキャプチャ装置および第2のイメージキャプチャ装置は、一体的な集積回路基板に形成されることを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項34】
前記方法は、第1のハウジング基板が前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項33に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項35】
前記第1のハウジング基板を分離する工程は、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項34に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項36】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように形成される1つの本体内に第2のハウジング基板をモールド成型する工程を更に含むことを特徴とする請求項34に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項37】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項36に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項38】
前記方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含み、該第2のハウジング基板の第1の部分は、第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は、第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成されることを特徴とする請求項37に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項39】
前記第1のイメージキャプチャ装置および前記第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、その上に複数の個別のイメージキャプチャ装置が形成される集積回路基板を提供する工程を含み、
前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを提供する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリを提供する工程を含み、
前記第1のイメージキャプチャ装置に第1の光学アセンブリを実装する工程、および前記第2のイメージキャプチャ装置に前記第2の光学アセンブリを実装する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリをそれぞれ複数のイメージキャプチャ装置の対応する1つに実装する工程を含み、
前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程は、前記複数のイメージキャプチャ装置に複数の光学アセンブリを実装する工程の後に、複数の焦点を合わせた光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程を含み、
前記第1のハウジング基板を分離する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリの対応する1つを覆うようにそれぞれ形成される複数の個別のハウジング部に第1のハウジング基板を分離する工程を含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項40】
前記方法は、第2のハウジング基板を提供する工程、並びに前記複数のハウジング部および前記複数のイメージキャプチャ装置を覆うように該第2のハウジング基板を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項39に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項41】
前記方法は、前記複数のイメージキャプチャ装置のそれぞれに1組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項40に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項42】
前記方法は、複数のイメージキャプチャ装置のそれぞれに1組のはんだボールを形成する工程の後に、第2のハウジング基板を複数の個別のカメラモジュールに分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項41に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項43】
前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように第1のハウジング基板を形成する工程は、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように直接形成された1つの本体にハウジング基板をモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項44】
プリント基板と、
同プリント基板に電気的に接続されたカメラモジュールとを備え、同カメラモジュールは、イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含み、該光学アセンブリは、イメージキャプチャ装置に直接固定され、該ハウジングは、光学アセンブリに直接形成されることを特徴とするカメラモジュールホスト装置。
【請求項45】
前記カメラモジュールは、プリント基板にリフローはんだ付けされることを特徴とする請求項44に記載のカメラモジュールホスト装置。
【請求項46】
前記カメラモジュールは、ピックアンドプレイス技術を使用してプリント基板に実装されることを特徴とする請求項44に記載のカメラモジュールホスト装置。
【請求項1】
カメラモジュールおよびカメラモジュールホスティング装置間の電気的な接続を促進する1組のコンタクト、およびイメージセンサアレイを含む集積回路イメージキャプチャ装置と、
該イメージキャプチャ装置に対して直接に実装される光学アセンブリと、
該光学アセンブリに対して直接に形成されるハウジングとを備えることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項2】
前記カメラモジュールは、リフローはんだ付けによってカメラホスティング装置の回路基板に直接実装可能であることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項3】
前記集積回路イメージキャプチャ装置のコンタクトは、カメラホスティング装置の回路基板にカメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進することを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。
【請求項4】
前記集積回路イメージキャプチャ装置のコンタクトはそれぞれ、その上に形成されるはんだボールを含むことを特徴とする請求項3に記載のカメラモジュール。
【請求項5】
前記ハウジングは、モールド成型によって形成されることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項6】
前記ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置を覆うように直接形成されることを特徴とする請求項5に記載のカメラモジュール。
【請求項7】
前記光学アセンブリは、イメージセンサアレイに実装されるレンズを含むことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項8】
前記光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装される透明基板を含むことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項9】
前記光学アセンブリは、前記透明基板を覆うように実装されるレンズスタックを更に含むことを特徴とする請求項8に記載のカメラモジュール。
【請求項10】
前記ハウジングは、レンズスタックを覆うように直接モールド成型されることを特徴とする請求項9に記載のカメラモジュール。
【請求項11】
前記光学アセンブリは、センサアレイを覆う集積回路イメージキャプチャ装置に直接実装されるレンズスタックであることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
【請求項12】
前記ハウジングはモールド成型によってレンズスタックに直接形成されることを特徴とする請求項11に記載のカメラモジュール。
【請求項13】
カメラモジュールを製造する方法であって、
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、
光学アセンブリを提供する工程と、
該集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接取り付ける工程と、
該光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に実装された後に、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程とを含むことを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項14】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程は、カメラモジュールホスティング装置の回路基板に前記カメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進可能な1組のコンタクトを含む集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程を含むことを特徴とする請求項13に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項15】
前記コンタクトにはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項14に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項16】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、前記光学アセンブリを覆うようにハウジングをモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項13に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項17】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項16に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項18】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置のセンサアレイを覆うように透明基板を実装する工程を更に含むことを特徴とする請求項13に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項19】
前記センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、前記センサアレイを覆うように剛性を備えた透明基板を接着する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項20】
前記センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置に透明基板を直接接着する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項21】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを覆うようにレンズを直接実装する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項22】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、レンズアセンブリを提供する工程、および同レンズアセンブリを透明基板に実装する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項23】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、レンズアセンブリおよび透明基板を覆うようにハウジングを直接モールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項22に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項24】
前記光学アセンブリを実装する工程は、前記光学アセンブリにハウジングを形成する工程に先だって、焦点を合わせた位置に光学アセンブリを実装する工程を更に含むことを特徴とする請求項23に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項25】
カメラモジュールを製造する方法であって、
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、
同集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接形成する工程と、
同光学アセンブリを覆うようにハウジングを直接形成する工程とを含むことを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項26】
前記光学アセンブリを形成する工程は、ハウジングを形成する工程に先立って、集積回路イメージキャプチャ装置に焦点を合わせた光学アセンブリを直接形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項25に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項27】
前記イメージキャプチャ装置を提供する工程は、イメージキャプチャ装置に複数のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項25に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項28】
第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程と、
第1の光学アセンブリを提供する工程と、
第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程と、
第2の光学アセンブリを提供する工程と、
該第1の光学アセンブリを第1のイメージキャプチャ装置に実装する工程と、
該第2の光学アセンブリを第2のイメージキャプチャ装置に実装する工程と、
前記第1の光学のアセンブリが第1のイメージキャプチャ装置に実装され、第2の光学アセンブリが第2のイメージキャプチャ装置に実装された後に、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように第1のハウジング基板を形成する工程と、
該第1のハウジング基板が第1の光学アセンブリおよび前記第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、該第1のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程とを含み、該第1のハウジング基板の第1の部分は、第1の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成し、第1のハウジング基板の第2の部分は、第2の光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成することを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項29】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項30】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項29に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項31】
前記方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含み、該第2のハウジング基板の第1の部分は、第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は、第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成されることを特徴とする請求項30に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項32】
前記方法は、第1のハウジング基板を分離する工程に先立って、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項33】
前記第1のイメージキャプチャ装置を提供する工程および第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、一体的な集積回路基板を提供する工程を含み、該第1のイメージキャプチャ装置および第2のイメージキャプチャ装置は、一体的な集積回路基板に形成されることを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項34】
前記方法は、第1のハウジング基板が前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項33に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項35】
前記第1のハウジング基板を分離する工程は、第2のイメージキャプチャ装置から第1のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項34に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項36】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように形成される1つの本体内に第2のハウジング基板をモールド成型する工程を更に含むことを特徴とする請求項34に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項37】
前記方法は、第1のハウジング基板の第1の部分、第1のイメージキャプチャ装置、第1のハウジング基板の第2の部分、および第2のイメージキャプチャ装置を覆うように第2のハウジング基板が形成された後に、第1のイメージキャプチャ装置に第1の組のはんだボールを形成する工程、および第2のイメージキャプチャ装置に第2の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項36に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項38】
前記方法は、第1の組のはんだボールが第1のイメージキャプチャ装置に形成され、第2の組のはんだボールが第2のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第2のハウジング基板を第1の部分および第2の部分に分離する工程を更に含み、該第2のハウジング基板の第1の部分は、第1のハウジング基板の第1の部分を覆うように形成され、第2のハウジング基板の第2の部分は、第1のハウジング基板の第2の部分を覆うように形成されることを特徴とする請求項37に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項39】
前記第1のイメージキャプチャ装置および前記第2のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、その上に複数の個別のイメージキャプチャ装置が形成される集積回路基板を提供する工程を含み、
前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを提供する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリを提供する工程を含み、
前記第1のイメージキャプチャ装置に第1の光学アセンブリを実装する工程、および前記第2のイメージキャプチャ装置に前記第2の光学アセンブリを実装する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリをそれぞれ複数のイメージキャプチャ装置の対応する1つに実装する工程を含み、
前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程は、前記複数のイメージキャプチャ装置に複数の光学アセンブリを実装する工程の後に、複数の焦点を合わせた光学アセンブリを覆うようにハウジング基板を形成する工程を含み、
前記第1のハウジング基板を分離する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリの対応する1つを覆うようにそれぞれ形成される複数の個別のハウジング部に第1のハウジング基板を分離する工程を含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項40】
前記方法は、第2のハウジング基板を提供する工程、並びに前記複数のハウジング部および前記複数のイメージキャプチャ装置を覆うように該第2のハウジング基板を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項39に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項41】
前記方法は、前記複数のイメージキャプチャ装置のそれぞれに1組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項40に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項42】
前記方法は、複数のイメージキャプチャ装置のそれぞれに1組のはんだボールを形成する工程の後に、第2のハウジング基板を複数の個別のカメラモジュールに分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項41に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項43】
前記第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように第1のハウジング基板を形成する工程は、第1の光学アセンブリおよび第2の光学アセンブリを覆うように直接形成された1つの本体にハウジング基板をモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項28に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項44】
プリント基板と、
同プリント基板に電気的に接続されたカメラモジュールとを備え、同カメラモジュールは、イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含み、該光学アセンブリは、イメージキャプチャ装置に直接固定され、該ハウジングは、光学アセンブリに直接形成されることを特徴とするカメラモジュールホスト装置。
【請求項45】
前記カメラモジュールは、プリント基板にリフローはんだ付けされることを特徴とする請求項44に記載のカメラモジュールホスト装置。
【請求項46】
前記カメラモジュールは、ピックアンドプレイス技術を使用してプリント基板に実装されることを特徴とする請求項44に記載のカメラモジュールホスト装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公表番号】特表2013−502069(P2013−502069A)
【公表日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−524704(P2012−524704)
【出願日】平成22年8月16日(2010.8.16)
【国際出願番号】PCT/US2010/002251
【国際公開番号】WO2011/019409
【国際公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【出願人】(508176957)フレクストロニクス エイピー エルエルシー (21)
【氏名又は名称原語表記】FLEXTRONICS AP,LLC
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月16日(2010.8.16)
【国際出願番号】PCT/US2010/002251
【国際公開番号】WO2011/019409
【国際公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【出願人】(508176957)フレクストロニクス エイピー エルエルシー (21)
【氏名又は名称原語表記】FLEXTRONICS AP,LLC
【Fターム(参考)】
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