专利名称：具有液晶镜头的cmos图像传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种CMOS图像传感器液晶镜头及其连接结构，属于图像传感器结构领域。
背景技术：
图像传感器作为数字相机和照相手机的关键部件，随着用户对其工作能力和效果要求的不断提升，其本身的技术在不断的向前发展。现有的图像传感器进行对焦和变焦的光学组件通常包括两个主要部分，其一为固定焦距的光学镜头模块，另一部分是承担对焦和变焦功能的组件。在过去很长一段时间内，该组件使用机械光学组件进行工作，但由于图像传感器越来越常见的应用于小型及超薄型数字相机或者照相手机中，机械光学组件受限于这类产品中有限的应用空间和长度，无法实现大距离的移动操作，而逐渐不能够适应这类应用。·此时，液晶镜头的出现弥补了这一缺憾，由于符合体积小、重量轻、易于组装的特性，液晶镜头逐渐成为各类便携式照相设备对焦和变焦组件的必选模块。液晶镜头与特定的光学镜头模块中的透镜系统协同工作，通过加载特定电压在液晶镜头电极上，产生不同的折射率和焦距，实现可调效果。如图I所示，是现有技术的具有液晶镜头的图像传感器结构，包括液晶模块11、光学镜头模块12、图像传感器芯片13。其中液晶模块11 一般包括填充在镜片基板之间的液晶材料，液晶材料包括聚合物网脉液晶或者聚合分散显示液晶等，一对配向层，和一对连接驱动电源的导电层。上述技术方案至少存在以下缺点由于液晶模块需要通过电压驱动才能改变液晶形状，呈现可调节的曲面镜头，从而为图像传感器产生不同的折射率和焦距，因此液晶模块必须连接外部电压才能够进行工作。在现有技术的图像传感器结构中，为了实现对液晶模块进行供电，需要从图像传感器芯片结构外部引入电源管脚对其进行加电，该电流通路需从图像传感器芯片外部接入，而不能与图像传感器芯片集成。由于液晶模块与图像传感器芯片集成度低，将增加工艺上的复杂度，在大批量生产时不利于简化工艺流程。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高集成度，适于大批量生产的具有液晶镜头的CMOS图像传感器，可适用于各类便携式图像拍照设备。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种具有液晶镜头的CMOS图像传感器，包括液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片，所述液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片依次固定连接，或者所述光学镜头模块、液晶模块和图像传感器芯片依次固定连接，所述CMOS图像传感器还包括电极，所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过光学镜头模块和图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接，或者所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过所述图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，通过在光学镜头模块和图像传感器内部增加一空腔，使液晶模块的电极通过图像传感器结构内的空腔与芯片管脚连接，使液晶模块的驱动电流可以通过芯片管脚和空腔接入到液晶模块上，增强液晶模块与图像传感器芯片的集成度，使液晶模块不需要再外接其它电路，其全部电路均可通过芯片管脚和空腔连接到电极上，并对液晶模块发生作用。这种结构及连接方式使液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片成为一个封闭的整体，空腔的形成可以集成在光学镜头模块和图像传感器芯片的制造封装过程中，在液晶模块加盖到光学镜头模块或者图像传感器芯片上方后，不需要在对液晶模块进行任何外接电路设计，简化了工艺流程和复杂度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其它附图。图I是现有技术的图像传感器配备液晶镜片的结构剖视图；图2是本实用新型实施例一提供的一种CMOS图像传感器的空腔结构剖视图；图3是本实用新型实施例一提供的另一种CMOS图像传感器的空腔结构剖视图；图4是本实用新型实施例二提供的液晶模块位于图像传感器芯片之上的CMOS图像传感器结构剖视图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本具体实施方式
提供了一种具有液晶镜头的CMOS图像传感器，包括液晶模块、光学镜头模块、图像传感器芯片和电极，所述液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片依次固定连接，或者所述光学镜头模块、液晶模块和图像传感器芯片依次固定连接，所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过光学镜头模块和图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接，或者所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过所述图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接。下面将结合附图对具体实施方式
作进一步地详细描述，具体如下实施例一本实施例提供的一种具有液晶镜头的CMOS图像传感器，如图2所示，包括液晶模块21、光学镜头模块22和图像传感器芯片24，液晶模块21、光学镜头模块22和图像传感器芯片24依次固定连接，在光学镜头模块22和图像传感器芯片24的内部设置有空腔23。在液晶模块21上方，还可以根据CMOS图像传感器在对焦和变焦方面的要求，增加一块或者多块光学镜头模块，但由于位于液晶模块上方的光学镜头模块不影响本实施例的具有液晶镜头的CMOS图像传感器的结构，因此在此不做详述，图2中也没有示出。液晶模块21包括液晶基板及填充在液晶基板之间的液晶材料，例如聚合物网脉液晶或者聚合分散显示液晶。在液晶模块21的上下表面分别均匀覆盖着一层配向层，在配向层外侧是ITO导电层。在液晶模块21的导电层上分布有电极211，该电极211用于连接外部电源，实现对液晶模块21供电并改变液晶镜头的光学折射率。光学镜头模块22通过光学镜片两端的支撑柱部分与液晶模块21和图像传感器芯片24连接。光学镜头模块22可通过光刻或加压方式制造镜头形状，如图2所示，图像传感器中的光学镜头支撑柱部分内有空腔23，空腔23的上端与液晶模块21中的电极211连接，空腔23下端一直延伸到图像传感器芯片24中。如图3所示，光学镜头模块22内的空腔23还可位于光学镜头镜片结构部分，该空腔23的形成可以在光学镜头制造的光刻和加压过程中完成。以光刻法为例，仅需在光刻步骤中预先设定空腔的位置、形状和大小，则带有空腔的光学镜头模块不需要增加额外的制造步骤就可以生产出来。图像传感器芯片24包括封装玻璃板和芯片基板，空腔23需穿透封装玻璃板和芯片基板并分别与光学镜头模块22中的空腔以及图像传感器芯片24的管脚241连接。与空腔23连接的图像传感器芯片的管脚241连接为液晶模块21提供电压的电源。优选的，该管脚241是图像传感器芯片24的最外圈管脚，便于与外部电源连接。优选的，该管脚241的数量至少为两个。优选的，该管脚241不与图像传感器芯片24的其它功能管脚连接，也不作为图像传感器芯片的功能管脚。空腔23贯通整个图像传感器，连接位于最上端的液晶模块21上的电极和最下端的图像传感器芯片24的管脚241。优选的，空腔23的形状选择笔直的从上端到下端的柱状。空腔23两侧内壁为绝缘材料，防止空腔23内的电路结构影响图像传感器工作。由于空腔23所在的光学镜头模块22和图像传感器芯片24 —般采用硅基或者玻璃材质制造，这些材质均为绝缘材料，因此一般可以认为空腔23在形成时其内壁即是绝缘材料覆盖，不需要增加额外的工序对其进行涂覆绝缘材料。空腔23内部填充导电材料，优选的，使用和图像传感器芯片24的电路连接相同的导电金属材料，例如铜材料或者金材料。空腔23内部的导电材料填充在光学镜头模块22和图像传感器芯片24的制作过程中完成，空腔23形成后即对其进行填充。本实施例的具有液晶镜头的CMOS图像传感器通过其内部增加一贯穿整个芯片的内填导电材料的空腔，使液晶模块的电极通过图像传感器结构内的空腔与芯片管脚连接，使液晶模块的驱动电流可以通过芯片管脚和空腔接入到液晶模块上，使液晶模块不需要再外接其他电路，增强液晶模块与图像传感器芯片的集成度。用于驱动液晶镜头的电路可通过芯片管脚和空腔连接到电极上，并对液晶模块发生作用。这种结构及连接方式使液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片成为一个封闭的整体，空腔的形成可以集成在光学镜头模块和图像传感器芯片的制造封装过程中，在液晶模块加盖到光学镜头模块上方后不需要在对其进行任何外接电路设计，简化了工艺流程和复杂度。实施例二本实施例还提供了的一种具有液晶镜头的CMOS图像传感器，如图4所示，包括液晶模块21、光学镜头模块22、图像传感器芯片24和电极211，光学镜头模块22、液晶模块21和图像传感器芯片24依次固定连接，电极211设置在液晶模块21的下表面并通过图像传感器芯片24内部的空腔23与图像传感器芯片24的管脚连接，空腔23穿透图像传感器芯片24的封装玻璃板层和基板，图像传感器芯片24下表面设有管脚241，管脚241与空腔23的下端口对应。根据CMOS图像传感器在对焦和变焦方面的要求，在液晶模块21上方的光学镜头模块22的数量为一块或者多块，但由于位于液晶模块21上方的光学镜头模块不影响本实施例的具有液晶镜头的CMOS图像传感器的结构，因此在此不做详述，图4中也没有示出。图像传感器芯片24包括封装玻璃板和芯片基板，空腔23需穿透这两种材质分别与液晶模块21下表面以及图像传感器芯片24的管脚241连接。与空腔24连接的图像传感器芯片24的管脚241连接为液晶模块提供电压的电源。优选的，该管脚241是图像传感器芯片24的最外圈管脚，便于与外部电源连接。优选的，该管脚241的数量至少为两个。优选的，该管脚241不与图像传感器芯片24的其它功能管脚连接，也不作为图像传感器芯片24的功能管脚。采用本具体实施方式
提供的技术方案，通过在光学镜头模块和图像传感器内部增 加一空腔，使液晶模块的电极通过图像传感器结构内的空腔与芯片管脚连接，使液晶模块的驱动电流可以通过芯片管脚和空腔接入到液晶模块上，增强液晶模块与图像传感器芯片的集成度，使液晶模块不需要再外接其它电路，其全部电路均可通过芯片管脚和空腔连接到电极上，并对液晶模块发生作用。这种结构及连接方式使液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片成为一个封闭的整体，空腔的形成可以集成在光学镜头模块和图像传感器芯片的制造封装过程中，在液晶模块加盖到光学镜头模块或者图像传感器芯片上方后，不需要在对液晶模块进行任何外接电路设计，简化了工艺流程和复杂度。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具有液晶镜头的CMOS图像传感器，包括液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片，所述液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片依次固定连接，或者所述光学镜头模块、液晶模块和图像传感器芯片依次固定连接，其特征在于，所述CMOS图像传感器还包括电极，所述电极设置在 所述液晶模块的下表面并通过光学镜头模块和图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接，或者所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过所述图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接。
2.根据权利要求I所述的具有液晶镜头的CMOS图像传感器，其特征在于，所述空腔内壁为绝缘材料，在所述空腔内部填充有导电材料。
3.根据权利要求I所述的具有液晶镜头的CMOS图像传感器，其特征在于，所述光学镜头模块的空腔位于所述光学镜头模块的镜片部分或者支撑柱部分。
4.根据权利要求I所述的具有液晶镜头的CMOS图像传感器，其特征在于，所述图像传感器芯片的空腔位于所述图像传感器芯片的边缘部分并与管脚连通。
5.根据权利要求I所述的具有液晶镜头的CMOS图像传感器，其特征在于，所述图像传感器芯片的管脚连接用于驱动液晶模块的电源，所述管脚数量为两个或者两个以上。
6.根据权利要求I所述的具有液晶镜头的CMOS图像传感器，其特征在于，所述管脚不与图像传感器芯片的其它功能管脚连接，也不作为图像传感器芯片的功能管脚。
专利摘要本实用新型提供了一种具有液晶镜头的CMOS图像传感器，包括液晶模块、光学镜头模块、图像传感器芯片和电极，所述液晶模块、光学镜头模块和图像传感器芯片依次固定连接，或者所述光学镜头模块、液晶模块和图像传感器芯片依次固定连接，所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过光学镜头模块和图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接，或者所述电极设置在所述液晶模块的下表面并通过所述图像传感器芯片内部的空腔与图像传感器芯片的管脚连接。本实用新型的具有液晶镜头的CMOS图像传感器液晶模块与图像传感器集成度高，其供电电路内置于图像传感器结构内部，适于大批量生产，可适用于各类便携式图像拍照设备。
文档编号H04N5/225GK202696757SQ20122025490
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者赵文霖 申请人:北京思比科微电子技术股份有限公司