背景技術(shù):
相機已被廣泛地合并到例如手機、平板電腦、筆記本電腦及視頻顯示器的裝置中。為了滿足這些裝置目標成本的要求,以很低的成本制造相機是有益的。典型相機模組的制造成本包括制作相機的材料或零件(例如圖像傳感器、透鏡材料、包裝材料)的成本以及將相機組裝成適于集成在預(yù)期裝置中的封裝的成本。
在很多情況下,組裝的成本很高,而且可能超過材料的成本。例如,生產(chǎn)圖像傳感器和透鏡不是很貴,但是進行組裝操作比如將透鏡和圖像傳感器對準并結(jié)合在一起的成本卻高出很多。
因此,對降低電子裝置組裝成本的改進系統(tǒng)和方法的需求是持續(xù)存在的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在本公開的實施例中,提出了一種用于組裝開溝槽結(jié)合壩裝置的方法。方法包括將結(jié)合壩結(jié)構(gòu)附接在基板的頂部表面上。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有附接至基板的頂部表面的底部表面、由外壩圍繞的內(nèi)壩以及位于內(nèi)壩和外壩之間的溝槽。方法進一步包括將光學(xué)系統(tǒng)相對于基板上的基板元件對準,其中光學(xué)系統(tǒng)具有透鏡。方法還包括將對準的基板和光學(xué)系統(tǒng)彼此結(jié)合,光學(xué)系統(tǒng)的底部表面聯(lián)接至內(nèi)壩和外壩中的至少一個的頂部表面。
在本公開的另一實施例中,提出了一種開溝槽結(jié)合壩裝置。裝置包括位于基板的頂部表面上的至少一個結(jié)合壩結(jié)構(gòu)。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有附接至基板的頂部表面的底部表面、由外壩區(qū)域圍繞的內(nèi)壩區(qū)域以及位于內(nèi)壩和外壩之間的溝槽。
在進一步的實施例中,提出了一種開溝槽結(jié)合壩裝置。裝置包括與第一透鏡聯(lián)接的第一基板、包括間隔件且覆蓋第一基板的第二基板、聯(lián)接于第二透鏡且覆蓋第二基板的第三基板以及覆蓋第三基板的蓋。裝置還包括第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu),第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有(i)附接至第一基板的頂部表面的底部表面,(ii)附接至第二基板的底部表面的頂部表面;(iii)由第一外壩圍繞的第一內(nèi)壩,以及(iiii)位于第一內(nèi)壩和第一外壩之間的第一溝槽。裝置還包括第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu),第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有(i)附接至第二基板的頂部表面的底部表面,(ii)附接至第三基板的底部表面的頂部表面;(iii)由第二外壩圍繞的第二內(nèi)壩,以及(iiii)位于第二內(nèi)壩和第二外壩之間的第二溝槽。裝置進一步包括第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu),第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有(i)附接至第三基板的頂部表面的底部表面,(ii)附接至蓋的底部表面的頂部表面;(iii)由第三外壩圍繞的第三內(nèi)壩,以及(iiii)位于第三內(nèi)壩和第三外壩之間的第三溝槽。
附圖說明
圖1是晶粒級開溝槽結(jié)合壩裝置的實施例的剖視圖。
圖2是示出用于制造圖1中的開溝槽結(jié)合壩裝置的方法的實施例的流程圖。
圖3a和3b分別示出實施例中位于圖像傳感器芯片級封裝的頂部表面上的結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的平面圖和剖視圖。
圖4a和4b分別示出實施例中在圖3中的芯片級封裝上方對準的光學(xué)系統(tǒng)的仰視平面圖和剖視圖。
圖5是將圖4中的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合至圖3中的芯片級封裝期間的開溝槽結(jié)合壩裝置的實施例的剖視圖。
圖6a和6b分別示出位于圖像傳感器芯片級封裝的頂部表面上的結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的替代實施例的平面圖和剖視圖,其中結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的一側(cè)省略了內(nèi)壩。
圖7a是包括圖像傳感器芯片級封裝和具有兩個透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的開溝槽結(jié)合壩裝置的替代實施例的剖視圖。
圖7b是圖7a中的開溝槽結(jié)合壩裝置的替代實施例的剖視圖。
圖8a和8b是根據(jù)圖2中的方法的實施例組裝的晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置的實施例的剖視圖。
具體實施方式
通常,電子裝置的3-d組裝包括對至少兩個不同零件的對準和結(jié)合,以產(chǎn)生豎直地集成的結(jié)構(gòu)。對準確保每個零件被布置在相對于彼此的期望位置上,而結(jié)合可以提供零件之間的機械結(jié)合。
在3-d組裝中,粘接是一種用于結(jié)合零件的技術(shù)。將粘合劑施加到零件的表面中的一個或兩個上(比如一個零件的頂部表面和/或另一個零件的底部表面)。零件的相對的表面相對于彼此對準并且接觸。一旦接觸,在粘合劑凝固以從最初可流動的狀態(tài)變成最終相對剛性的狀態(tài)期間,零件被保持在恰當(dāng)?shù)奈恢?。一旦處于剛性的狀態(tài),粘合劑將兩個零件固定在一起。
粘接帶來的問題是粘合劑可能會滲出,而從期望被結(jié)合的區(qū)域中流出。該粘合劑滲出可能導(dǎo)致意外的結(jié)合、期望保持敞開的區(qū)域的物理阻塞以及其他不良效果。一方面,如果滲出太嚴重,可能會損害或者甚至抑制零件的適當(dāng)操作。另一方面,可能需要增加零件的面內(nèi)尺寸以為該滲出提供容限度并且避免滲出的不良效果。
本公開的實施例針對用于開溝槽結(jié)合壩裝置的組裝的改進方法以及得到的開溝槽結(jié)合壩裝置。圖1是開溝槽結(jié)合壩裝置100的一個實施例的剖視圖,其中開溝槽結(jié)合壩裝置100為相機模組。開溝槽結(jié)合壩裝置100包括基板102、光學(xué)系統(tǒng)120以及結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140??梢岳斫獾氖牵m然本公開的實施例是參考相機模組進行討論的,但是公開的實施例可以不受限制地用于任何開溝槽結(jié)合壩裝置的組裝。
繼續(xù)參考圖1,現(xiàn)在詳細討論基板102和光學(xué)系統(tǒng)120的實施例?;?02是一種芯片級封裝(csp),包括焊球104、裝置層106、圖像傳感器110以及蓋玻璃112。焊球104與圖像傳感器110電連通。
光學(xué)系統(tǒng)120包括透鏡板122和間隔件130,其中透鏡板122具有透鏡124,間隔件130將透鏡124和圖像傳感器110間隔開。更具體的討論如下,透鏡124具有與圖像傳感器110對準的光軸126。透鏡板122、透鏡124及間隔件130中的每一個都可以由適于所需波長的光透射的任何透明材料(如玻璃)獨立地形成。可以理解的是光學(xué)系統(tǒng)120可以在需要時進一步包括其他封裝零件、間隔件和/或光學(xué)有源或無源零件。光學(xué)無源零件的例子可以包括但不限于阻擋選定波長的光到達基板102的層(例如紅外(ir)濾光器,紫外(uv)濾光器等)。光學(xué)有源零件的例子可以包括但不限于電光調(diào)制器。
進一步如圖1所圖示的,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140位于基板102的頂部表面112a上。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140包括由外壩142圍繞的內(nèi)壩144和位于外壩142和內(nèi)壩144之間的溝槽146。結(jié)合壩140進一步包括內(nèi)壩144和外壩142共同的頂部表面140a和底部表面140b。
可以選擇結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的尺寸以保證溝槽146具有足夠的體積進而容納預(yù)期數(shù)量的多余粘合劑152。在一個實施例中,可以在約100μm至約200μm之間獨立地選擇內(nèi)壩144和外壩142的每個側(cè)邊的長度,而可以在約40μm至約80μm之間獨立地選擇內(nèi)壩144和外壩142中的每個的高度。例如,外壩142可以具有在約160μm至約200μm的范圍內(nèi)選擇的邊長,內(nèi)壩144可以具有在約100μm至約140μm的范圍內(nèi)選擇的長度。在進一步的實施例中,可以在約2.5至約5之間獨立地選擇內(nèi)壩144和外壩142的寬高比(寬度比高度)。
然而,可以理解的是,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的替代實施例可以不受限制地采用任何構(gòu)造。在一個例子中,外壩和內(nèi)壩中的每一個可以獨立地從其他閉合形狀(例如具有更大或更小的側(cè)邊、直側(cè)邊、彎曲側(cè)邊、橢圓形、圓形以及它們的組合等)中選擇。在進一步的例子中,外壩142和內(nèi)壩144之間的距離可以變化。在另一個例子中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括多于兩個的壩并且形成多于一個的溝槽。在另外的一個例子中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以具有單獨的壩,單獨的壩具有u形或w形的截面,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的豎直支柱之間的空間限定出一個或多個溝槽。
基板102和光學(xué)系統(tǒng)120通過粘合劑150結(jié)合在一起。粘合劑150可以是具有適當(dāng)性能的任何粘合劑,以用于通過結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140將基板102固定至光學(xué)系統(tǒng)120。這些性能的例子可以包括但不限于物理性能(例如流變性、強度等)、化學(xué)性能(例如化學(xué)相容性等)及類似性能。在某些實施例中,粘合劑150可以是可固化的粘合劑,例如通過紫外線照射被固化。粘合劑的例子可以包括但不限于jc514-tds-c-10042201(uv粘合劑)、
粘合劑150位于結(jié)合區(qū)域135內(nèi),結(jié)合區(qū)域135處于光學(xué)系統(tǒng)120的下表面(如間隔件130的下表面130b)和外壩142與內(nèi)壩144中的至少一個的頂部表面140a之間。更具體的討論如下,溝槽146可以在將基板102結(jié)合至光學(xué)系統(tǒng)120期間接收從結(jié)合區(qū)域135側(cè)向流出的一部分粘合劑150(如多余的粘合劑152),從而側(cè)向地限制多余粘合劑152。
有利地,開溝槽結(jié)合壩裝置100基本上抑制了多余粘合劑152的向結(jié)合區(qū)域135外的側(cè)向滲出,降低了引起粘合劑滲出所需的側(cè)向容限度。例如,已觀察到的是,根據(jù)本公開實施例的相機模組的滲出容限度可以被降低到少于100μm。有利地,降低的滲出容限度使得開溝槽結(jié)合壩裝置100的電子有源區(qū)域(例如圖像傳感器110)的側(cè)向范圍能夠增加或者使得開溝槽結(jié)合壩裝置100的側(cè)向尺寸能夠減小。
更有利地,在組裝時,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140和粘合劑150的存在也使得透鏡124和圖像傳感器110之間的焦距能夠調(diào)整,提高了制造產(chǎn)量。例如,在沒有結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的情況下,為了降低滲出的范圍,僅能使用覆蓋結(jié)合區(qū)域135所需的最小數(shù)量的粘合劑。然而,在結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140存在的情況下,可以采用多于覆蓋結(jié)合區(qū)域135所需的數(shù)量的粘合劑150。通過結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140將從結(jié)合區(qū)域135流出的多余粘合劑152的至少一部分收集在溝槽146中,從而抑制了滲出的側(cè)向范圍。同時,留在結(jié)合區(qū)域135中的粘合劑150的厚度可以大于在沒有結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的情況下獲得的厚度,從而使得光學(xué)系統(tǒng)120和基板102的頂部表面112a之間的距離能夠在組裝期間按照預(yù)期地增加或減小。
現(xiàn)在開始討論圖2,圖2是示出用于組裝開溝槽結(jié)合壩裝置100的方法200的一個實施例的流程圖。方法200包括下面參考圖3a-3b、圖4a-4b及圖5具體討論的操作202-210。可以理解的是,在某些實施例中,操作202-210中的一個或多個可以在需要時以不同于圖2所圖示的順序進行或者選擇性地省略。
在操作202中,方法200將結(jié)合壩結(jié)構(gòu)附接至基板的頂部表面,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有由外壩圍繞的內(nèi)壩,以及位于內(nèi)壩和外壩之間的溝槽。在操作202的一個例子中,如圖3a-3b所示,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140被施加至基板102的頂部表面112a。圖3a示出了開溝槽結(jié)合壩裝置100的平面圖,而圖3b是相應(yīng)的剖視圖。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140具有由外壩142圍繞的內(nèi)壩144以及位于外壩142和內(nèi)壩144之間的溝槽146。外壩142和內(nèi)壩144可以是線性形狀和嵌套的,外壩142比內(nèi)壩144更接近基板102的側(cè)向邊緣。外壩142和內(nèi)壩144的相對側(cè)面與基板102的頂部表面112a一起可以限定出溝槽146。
在某些實施例中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140可以預(yù)先形成并附接至基板102。在替代實施例中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140可以由光阻材料、環(huán)氧樹脂、硅或金屬中的至少一種形成且位于基板102上。成形技術(shù)包括但不限于單獨的平版印刷、膠水復(fù)制、蝕刻及電鍍,或其任意組合。
在操作204中,方法200將粘合劑沉積至結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的頂部表面,以為結(jié)合做準備。在操作204的一個例子中,進一步如圖3a-3b所示,粘合劑150被沉積至結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的頂部表面140a,以為結(jié)合做準備。粘合劑150的沉積可以通過滾筒印刷、模版印刷、線條圖案等中的一個或多個實現(xiàn)。在一個實施例中,粘合劑150分別被沉積至內(nèi)壩144和外壩142中的每個的頂部表面140a。然而,在替代實施例中(未示出),粘合劑可以被沉積在單獨的壩上。在進一步的實施例中(未示出),粘合劑可以被沉積在光學(xué)系統(tǒng)的下表面上(例如130b)。在進一步的實施例中(未示出),粘合劑可以同時被沉積在至少一個結(jié)合壩的頂部表面上和光學(xué)系統(tǒng)的底部表面上(例如130b)。
在操作206中,方法200將光學(xué)系統(tǒng)相對于基板上的基板元件對準。在操作206的例子中,光學(xué)系統(tǒng)120包括透鏡124,透鏡124具有相對于基板102上的元件(如圖像傳感器110)對準的光軸126。提高的結(jié)合精確度使得開溝槽結(jié)合壩裝置100的尺寸(如晶粒尺寸)能夠被減小,而且提高裝置產(chǎn)量,降低制造開溝槽結(jié)合壩裝置100的成本。
為了便于對準操作206,光學(xué)系統(tǒng)120以及基板102和結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140中的至少一個進一步包括各自的對準標記。例如,在一個實施例中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的對準標記可以包括外壩142和內(nèi)壩144中的一個或兩個的頂部表面140a。在另一個實施例中(未示出),基板102的對準標記可以包括形成在基板上或基板內(nèi)(例如在蓋玻璃112的頂部表面112a上或者在蓋玻璃112內(nèi))的一個或多個圖案。
如圖4a-4b中的實施例進一步所圖示的,圖4a-4b分別是在圖3中的基板上方對準的光學(xué)系統(tǒng)120的仰視平面圖和相應(yīng)的剖視圖。光學(xué)系統(tǒng)120的對準標記402可以是形成在光學(xué)系統(tǒng)120的頂部表面或底部表面上的一個或多個圖案。該圖案可以通過金屬、光阻材料或其組合的沉積形成。光學(xué)系統(tǒng)120的頂部表面的位置的一個例子為透鏡板122的頂部表面404a。光學(xué)系統(tǒng)120的底部表面的位置的一個例子為透鏡板122的底部表面404b或者間隔件130的底部表面130b。可以理解的是,在進一步的實施例中,對準標記可以位于適于對準的替代位置。
形成在光學(xué)系統(tǒng)120上的對準標記404可以是能夠從它們的周圍環(huán)境清楚地辨別出來(例如通過自動圖案識別軟件)的任何幾何設(shè)計(例如線條、圖案、形狀等)。進一步地,對準標記404的任何期望的特征(例如邊緣特征、總體形狀、質(zhì)心等)均可以被用于對準。
在操作206a中,方法200將基板元件的中心與光學(xué)系統(tǒng)的中心對準。在操作206a的一個例子中,基板102的中心300和光學(xué)系統(tǒng)120的中心400利用對準標記140a和402軸向地對準。中心300和400可以通過自動圖案識別軟件進行識別?;?02和光學(xué)系統(tǒng)120各自的對準標記(如140a和404)相對于中心300和400的相對位置可以在操作206a中被進一步識別。隨后,基板102和光學(xué)系統(tǒng)120相對于彼此位于面內(nèi),以對準中心300和400(圖4b)。
在操作206b中,方法200將結(jié)合壩結(jié)構(gòu)或者基板對準標記與光學(xué)系統(tǒng)的對準標記對準。在操作206b的一個例子中,一旦中心300和400軸向地對準,則旋轉(zhuǎn)基板102和光學(xué)系統(tǒng)120以實現(xiàn)基板102和光學(xué)系統(tǒng)120的面內(nèi)對準(圖4a-4b)。例如,假設(shè)結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的對準標記是內(nèi)壩144的頂部表面140a。再假設(shè)光學(xué)系統(tǒng)120的對準標記402是沉積在間隔件130的底部表面130b上的圖案。通過繞著基板102和光學(xué)系統(tǒng)120各自的中心300和400旋轉(zhuǎn)基板102和光學(xué)系統(tǒng)120中的一個或兩個,對準標記404覆蓋在內(nèi)壩144的頂部表面140a上。
在操作210中,方法200將已對準的基板和光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合在一起,其中結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的內(nèi)壩和外壩中的至少一個的頂部表面聯(lián)接至光學(xué)系統(tǒng)的底部表面。在操作210的一個例子中,基板102和光學(xué)系統(tǒng)120通過粘合劑150結(jié)合在一起,同時被保持在它們的對準位置以形成如圖1所示的開溝槽結(jié)合壩裝置100。如圖5所圖示的,光學(xué)系統(tǒng)120的底部表面130b被推向結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的頂部表面140a。舉例而言,假設(shè)粘合劑150沉積在內(nèi)壩144和外壩142中的每個的頂部表面140a上。在這種情況下,當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)120的底部表面130b接觸粘合劑150時,粘合劑150側(cè)向伸展以跨過內(nèi)壩144和外壩142中的每個的頂部表面140a(即結(jié)合區(qū)域135)。多余粘合劑152進一步流動超出結(jié)合區(qū)域135的范圍,而被限制在溝槽146中并且被阻止進一步側(cè)向伸展。對準之后,基板102和光學(xué)系統(tǒng)120均被保持在其對準位置,直到粘合劑150固化。在粘合劑150固化后,組裝好的開溝槽結(jié)合壩裝置(例如相機模組)可以被集成到其他裝置中。
以下參考圖6a-6b和圖7a-7b討論開溝槽結(jié)合壩裝置的替代實施例。圖6a和圖6b分別示出接附至基板102的結(jié)合壩結(jié)構(gòu)600的平面圖和剖視圖。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)600與結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的區(qū)別在于結(jié)合壩結(jié)構(gòu)600在一側(cè)602省略了內(nèi)壩144。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)600在其他方面與結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140相同,并且也可以根據(jù)方法200的上述實施例得出。
圖7a-7b是開溝槽結(jié)合壩裝置700和750的替代實施例的剖視圖,其中開溝槽結(jié)合壩裝置700和750分別具有不同于光學(xué)系統(tǒng)120的光學(xué)系統(tǒng)720和720’。在圖7a的實施例中,光學(xué)系統(tǒng)720包括兩個透鏡124a和124b,二者分別聯(lián)接至各自的透鏡板122a和122b。裝置700在其他方面與開溝槽結(jié)合壩裝置100相同,并且可以根據(jù)方法200的上述實施例得出。
在圖7b的實施例中,圖示了一種具有光學(xué)系統(tǒng)720’的開溝槽結(jié)合壩裝置750,其中光學(xué)系統(tǒng)720’通過結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140聯(lián)接至基板102。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140可以如關(guān)于方法200所描述的一樣形成且附接至光學(xué)系統(tǒng)720’。然而可以理解的是,在進一步的實施例中,光學(xué)系統(tǒng)720’可以不受限制地與任何基板結(jié)合在一起。
光學(xué)系統(tǒng)720’包括兩個分別與其各自的透鏡板122a和122b聯(lián)接的透鏡124a和124b、間隔件130以及蓋板122c。透鏡板122a和122b、間隔件130以及蓋板122c通過各個第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140’,第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”以及第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”’聯(lián)接在一起。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140’,140”以及140”’中的每個的構(gòu)造(例如幾何結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等)可以從關(guān)于結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140的上述構(gòu)造中獨立地選擇。例如,第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140’具有第一外壩142’、第一內(nèi)壩144’以及位于第一外壩142’和第一內(nèi)壩144’之間的第一溝槽146’。第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140’的底部表面140b’附接至透鏡板122b的頂部表面702a。第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140’的頂部表面140a’附接至間隔件130的底部表面130b。第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”具有第二外壩142”、第二內(nèi)壩144”以及位于第二外壩142”和第二內(nèi)壩144”之間的第二溝槽146”。第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”的底部表面140b”附接至間隔件130的頂部表面130a。第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”的頂部表面140a”附接至第二透鏡板122a的底部表面704b上。第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”’具有第三外壩142”’、第三內(nèi)壩144”’以及位于第三外壩142”’和第三內(nèi)壩144”’之間的第三溝槽146”’。第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)144”’的底部表面140b”’附接至透鏡板122a的頂部表面704a。第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140”’的頂部表面140a”’附接至蓋板122c的底部表面706b。蓋板122c的頂部表面706a形成為光學(xué)系統(tǒng)720’的頂部表面。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)140’、140”及140”’可以如關(guān)于方法200所描述的一樣形成并附接至透鏡板122a和122b、間隔件130及蓋板122c。
圖8a-8b分別示出晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置800和850的實施例。如圖8a所圖示的,晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置800包括至少兩個開溝槽結(jié)合壩裝置(如800a和800b)。除了每個裝置800a和800b的基板102和光學(xué)系統(tǒng)120分別附接至晶圓802和804以及裝置800a和800b通過兩者之間的切割槽806a和806b被側(cè)向地分隔開以外,每個開溝槽結(jié)合壩裝置800a和800b均與開溝槽結(jié)合壩裝置100類似。
晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置800可以根據(jù)上述方法200的實施例形成。然而,在操作206中使用的對準標記與關(guān)于開溝槽結(jié)合壩裝置100的組裝的上述對準標記不同。第一對準標記810在切割槽806b內(nèi)形成在基板晶圓802的頂部表面802a或底部表面802b中的至少一個上。第二對準標記812在切割槽806a內(nèi)形成在光學(xué)晶圓804的頂部表面804a或底部表面804b中的至少一個上。對準標記810、812可以如關(guān)于對準標記402所描述的一樣形成。隨后,在操作206b中,第一和第二對準標記810、812被對準,以使切割槽806a和806b豎直地對準。已對準的晶圓802和804被保持在其對準位置上,直到粘合劑150固化。隨后,晶圓802和804可以分別在切割槽806a和806b處被切割,以形成可以被集成到其他裝置中的單獨的晶粒級開溝槽結(jié)合壩裝置800a和800b(例如相機模組)。
圖8b是晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置850的替代實施例的剖視圖。晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置850不同于晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置800,因為每個裝置800a和800b分別包括光學(xué)系統(tǒng)720而不是光學(xué)系統(tǒng)120。如上所述,光學(xué)系統(tǒng)720包括與各自透鏡板122a和122b相聯(lián)接的兩個透鏡124a和124b。晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置850在其他方面與晶圓級開溝槽結(jié)合壩裝置800相同,并且可以根據(jù)方法200的上述實施例形成。
特征組合:
上述特征以及下文請求保護的特征在不脫離其保護范圍的情況下可以以各種方式組合。下面的例子說明了一些可能的、非限制性的組合方式。
(a1)開溝槽結(jié)合壩裝置包括位于基板的頂部表面上的結(jié)合壩結(jié)構(gòu)。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有:(i)附接至基板的頂部表面的底部表面,(ii)由外壩圍繞的內(nèi)壩,以及(iii)位于內(nèi)壩和外壩之間的溝槽。
(a2)在由(a1)表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,基板可以包括圖像傳感器和透鏡中的至少一個。
(a3)在由(a1)和(a2)中的一個表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以是下述其中一個:(a)具有u形截面和w形截面中的一個的單件結(jié)構(gòu),以及(b)雙件結(jié)構(gòu),其中內(nèi)壩是雙件結(jié)構(gòu)的第一部件而外壩是雙件結(jié)構(gòu)的另一部件。
(a4)在由(a1)至(a3)中任一表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,裝置可以包括光學(xué)系統(tǒng)和粘合劑。光學(xué)系統(tǒng)包括透鏡。粘合劑可以適于將基板結(jié)合至光學(xué)系統(tǒng)。粘合劑可以放置在介于光學(xué)系統(tǒng)的底部表面和(a)內(nèi)壩與(b)外壩中的至少一個的頂部表面之間的結(jié)合區(qū)域內(nèi)。溝槽可以被加工成一定尺寸以在將基板結(jié)合至光學(xué)系統(tǒng)期間接收從結(jié)合區(qū)域側(cè)向流出的一部分粘合劑,從而側(cè)向地限制粘合劑。
(a5)在由(a4)表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,基板可以為未附接至晶圓的芯片級封裝(csp)。光學(xué)系統(tǒng)可以為未附接至晶圓的晶粒級光學(xué)系統(tǒng)。
(a6)在由(a4)和(a5)中的一個表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,基板可以是具有兩個側(cè)向分隔開的基板元件的第一晶圓的一部分。兩個側(cè)向分隔開的基板元件可以包括兩個芯片級封裝(csps),在兩個芯片級封裝(csps)之間具有基板切割槽。各個結(jié)合壩結(jié)構(gòu)附接至每個csp的頂部表面。光學(xué)系統(tǒng)可以包括晶圓級光學(xué)系統(tǒng),晶圓級光學(xué)系統(tǒng)具有附接至第二晶圓的至少兩個側(cè)向分隔開的光學(xué)系統(tǒng),且在至少兩個側(cè)向分隔開的光學(xué)系統(tǒng)之間具有光學(xué)切割槽。
(a7)在由(a1)至(a6)中的一個表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括光阻材料、環(huán)氧樹脂、硅及金屬中的至少一個。
(a8)在由(a1)至(a7)中的一個表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)和基板中的至少一個可以包括第一對準標記。光學(xué)系統(tǒng)可以包括第二對準標記。光學(xué)系統(tǒng)可以相對于基板對準,以使第一對準標記與第二對準標記大約對準。
(a9)在由(a8)表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)包括第一對準標記。
(a10)在由(a8)和(a9)中的一個表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,第一對準標記是內(nèi)壩和外壩中的一個的頂部表面。
(a11)在由(a6)表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,第一晶圓可以包括位于基板切割槽內(nèi)的第一對準標記。第二晶圓可以包括位于光學(xué)切割槽內(nèi)的第二對準標記。
(a12)在由(a1)至(a11)中的一個表示的開溝槽結(jié)合壩裝置中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括僅具有外壩的一側(cè)。
(a13)開溝槽結(jié)合壩裝置包括第一基板、第二基板、第三基板、蓋、第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)、第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)以及第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)。第一基板可以聯(lián)接至第一透鏡。第二基板可以包括間隔件且覆蓋第一基板。第三基板可以聯(lián)接至第二透鏡且覆蓋第二基板。蓋可以覆蓋第三基板。第一結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括(i)附接至第一基板的頂部表面的底部表面,(ii)附接至第二基板的底部表面的頂部表面;(iii)由第一外壩圍繞的第一內(nèi)壩,以及(iiii)位于第一內(nèi)壩和第一外壩之間的第一溝槽。第二結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括(i)附接至第二基板的頂部表面的底部表面,(ii)附接至第三基板的底部表面的頂部表面;(iii)由第二外壩圍繞的第二內(nèi)壩,以及(iiii)位于第二內(nèi)壩和第二外壩之間的第二溝槽。第三結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括(i)附接至第三基板的頂部表面的底部表面,(ii)附接至蓋的底部表面的頂部表面;(iii)由第三外壩圍繞的第三內(nèi)壩,以及(iiii)位于第三內(nèi)壩和第三外壩之間的第三溝槽。
(b1)制造開溝槽結(jié)合壩裝置的方法包括:將結(jié)合壩結(jié)構(gòu)附接在基板的頂部表面上,將光學(xué)系統(tǒng)相對于基板上的基板元件對準,以及將對準的基板和光學(xué)系統(tǒng)彼此結(jié)合。結(jié)合壩結(jié)構(gòu)具有(i)附接至基板的頂部表面的底部表面,(ii)由外壩圍繞的內(nèi)壩,以及(iii)位于內(nèi)壩和外壩之間的溝槽。光學(xué)系統(tǒng)具有透鏡。光學(xué)系統(tǒng)的底部表面聯(lián)接至內(nèi)壩和外壩中的至少一個的頂部表面。
(b2)在由(b1)表示的方法中,基板可以為未附接至晶圓的芯片級封裝(csp),光學(xué)系統(tǒng)可以為未附接至晶圓的晶粒級光學(xué)系統(tǒng)。
(b3)在由(b1)表示的方法中,基板可以為具有兩個側(cè)向分隔開的基板元件的第一晶圓的一部分。兩個側(cè)向分隔開的基板元件可以包括兩個芯片級封裝(csps),在兩個芯片級封裝之間具有基板切割槽。各個結(jié)合壩結(jié)構(gòu)附接至每個csp的頂部表面。光學(xué)系統(tǒng)可以包括晶圓級光學(xué)系統(tǒng),晶圓級光學(xué)系統(tǒng)具有附接至第二晶圓的至少兩個側(cè)向分隔開的光學(xué)系統(tǒng),且在至少兩個側(cè)向分隔開的光學(xué)系統(tǒng)之間具有光學(xué)切割槽。
(b4)在由(b1)至(b3)中任一個表示的方法中,將結(jié)合壩結(jié)構(gòu)附接在基板的頂部表面上的步驟可以包括在基板的頂部表面上形成結(jié)合壩結(jié)構(gòu)。
(b5)在由(b4)表示的方法中,形成結(jié)合壩結(jié)構(gòu)的步驟可以包括平版印刷、膠水復(fù)制、蝕刻及電鍍中的至少一種。
(b6)在由(b1)至(b5)中任一個表示的方法中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括光阻材料、環(huán)氧樹脂、硅及金屬中的至少一個。
(b7)在由(b1)至(b6)中任一個表示的方法中,結(jié)合的步驟可以包括通過滾筒印刷、模版印刷及線條圖案工藝沉積粘合劑。
(b8)在由(b2)表示的方法中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)和基板中的至少一個可以包括第一對準標記,光學(xué)系統(tǒng)可以包括第二對準標記。將光學(xué)系統(tǒng)相對于基板對準的步驟可以包括將第一對準標記相對于第二對準標記對準。
(b9)在由(b8)表示的方法中,第一對準標記為內(nèi)壩和外壩中的一個的頂部表面。
(b10)在由(b8)和(b9)中的一個表示的方法中,將光學(xué)系統(tǒng)相對于基板對準的步驟可以進一步包括將光學(xué)系統(tǒng)的光心與第一壩和第二壩中的一個的中心對準。
(b11)在由(b3)表示的方法中,第一晶圓可以包括位于基板切割槽內(nèi)的第一對準標記,第二晶圓可以包括位于光學(xué)切割槽內(nèi)的第二對準標記。將光學(xué)系統(tǒng)相對于基板對準的步驟可以包括將第一對準標記相對于第二對準標記對準。
(b12)在由(b1)至(b11)中任一個表示的方法中,結(jié)合壩結(jié)構(gòu)可以包括僅具有外壩的一側(cè)。
在不超出上述系統(tǒng)和方法的保護范圍的情況下,可以對上述系統(tǒng)和方法做出改變。因此需要說明的是上述描述中所包含的以及附圖中所示出的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被理解為是說明性的且非限制性的。下面的權(quán)利要求旨在覆蓋此處所描述的通用和特有的特征,以及在語言方面落入兩者之間的關(guān)于本方法和系統(tǒng)的范圍的陳述。