专利名称：晶片级镜头模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学模块,且特别是涉及一种晶片级镜头模块(waferlevel lens module)。
背景技术：
随着电子产品的模块微型化与低价化的趋势，晶片级模块(Wafer LevelModule, WLM)技术的出现备受关注。晶片级模块的技术主要是利用晶片级的制造技术，而将电子产品的体积微型化并降低成本。其中，晶片级模块的技术也可以应用于制作影像感测模块的镜头上，而使得镜头模块在体积上远较传统的镜头模块得以获得缩减，进而可应用在电子装置(如笔记型电脑、手机等)的相机模块上。目前晶片级镜头模块因往微小化方向发展，所以在组装上对于偏移误差的要求也相对地提高。在组装过程中，无论是对透镜模块的切割，或是切割之后的轴心对准，两者皆会产生部分的公差。因此，在组装过程中所累积的公差会造成透镜模块的轴心与CMOS影像感测器的中心对准稳定度不佳，进而造成CMOS镜头模块(CMOS Camera Module, CCM)的合
格率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶片级镜头模块，具有一良好的结构设计，在组装过程中，可避免因轴心对准而造成的品质下降或合格率下降。为达上述目的，本发明提供一种晶片级镜头模块，其包括一固定壳体以及一透镜模块。固定壳体具有一第一定位面、一入光开口及一壳体轴心，其中第一定位面位于固定壳体内侧。透镜模块配置于固定壳体内，且具有一定位部、一透镜部及一透镜轴心。其中，固定壳体的入光开口暴露透镜模块的透镜部，透镜模块的透镜部与定位部位于透镜模块的同一表面上，固定壳体的第一定位面与透镜模块的定位部接触，且固定壳体的壳体轴心与透镜模块的透镜轴心重合。在本发明的一实施例中，上述的第一定位面为一第一环形面。第一环形面的轴心与壳体轴心重合。在本发明的一实施例中，上述的第一环形面具有一第一口径及一第二口径。第一口径小于或等于第二口径。在本发明的一实施例中，上述的固定壳体更具有一第二定位面。第二定位面为一第二环形面。第二环形面的轴心与壳体轴心重合。在本发明的一实施例中，上述的第二环形面具有一第三口径及一第四口径。第三口径大于或等于第四口径。在本发明的一实施例中，上述的第一环形面的第一口径大于或等于第二环形面的
第三口径。在本发明的一实施例中，上述的固定壳体更具有一定位凹槽。第一定位面与第二定位面位于定位凹槽内。第二定位面与第一定位面相对。在本发明的一实施例中，上述的透镜模块的定位部为一定位突起。定位突起具有一第三环形面。第三环形面与第一环形面的尺寸实质上相符。在本发明的一实施例中，上述的定位突起更具有一第四环形面。第四环形面与第二环形面的尺寸实质上相符。在本发明的一实施例中，上述的第一定位面的法线与壳体轴心垂直。在本发明的一实施例中，上述的第一定位面与定位突起相切。在本发明的一实施例中，上述的透镜模块的定位部为其透镜部的延伸。基于上述，在本发明的范例实施例中，固定壳体于光学有效径具有一轴对称的微结构，此轴对称的微结构在固定壳体与透镜模块组装时可与透镜模块的定位部彼此配合， 以降低轴心对准时所造成的公差。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图IA至图ID分别为本发明不同实施例的透镜模块于切割前的剖视图
图2A及图2B为本发明一实施例的透镜模块的剖视图3为本发明另一实施例的透镜模块的剖视图4A及图4B为本发明另一实施例的透镜模块的剖视图4C为本发明另一实施例的透镜模块的剖视图5A及图5B为本发明另一实施例的透镜模块的剖视图6A及图6B为本发明另一实施例的透镜模块的剖视图。
主要元件符号说明
100、100’、100”、100’’’、100a、IOOb 晶片级镜头模块
110:透镜模块
112、112，、112，，、112，’’定位部
113、113，、113”:第三I环形面
114:透镜部
115:第四环形面
116:基板
120:固定壳体
122、122’、122”:第一定位面、第一环形面
123:第二定位面、第—二环形面
124:入光开口
125、125’ 定位凹槽
200:影像感测器
Cl 透镜轴心
C2 壳体轴心
dl 第一口径
d2:第二口径d3:第三口径d4:第四口径
具体实施例方式图IA至图ID绘示本发明不同实施例的透镜模块于切割前的剖视图。请参考图 IA至图1D，在本发明的范例实施例中，透镜模块于切割前利用晶片级的制造技术，在其基板116上形成多个定位微结构及多个透镜微结构。以图IA为例，在透镜模块切割后，每一透镜模块110至少包括一定位部112及一透镜部114。图IA至图IC分别以横切面为弧形、 梯形及矩形的定位突起微结构例示定位部112、112’及112”，但本发明并不限于此。图ID 所例示的定位部112”’则为透镜部114周围的延伸，而作为定位之用。需要特别说明的是，若由透镜模块110的上方俯视其结构，则定位部112、112’及 112”分别为一个以透镜轴心Cl为对称中心的环状微结构，但本发明并不限于此。图2A及图2B绘示本发明一实施例的透镜模块的剖视图。请参考图2A及图2B，在本实施例中，晶片级镜头模块100包括一固定壳体120以及一透镜模块110。在此，透镜模块110例如是图IA所绘示者。晶片级镜头模块100适于与一 CMOS影像感测器200组装， 以形成一 CMOS影像感测模块，但本发明并不限于此。在本实施例中，固定壳体120的材质例如为可耐高温(250°C以上)的热固性材料。在本实施例中，固定壳体120具有一第一定位面122、一入光开口 124及一壳体轴心C2。第一定位面122位于固定壳体120的内侧。透镜模块110配置于固定壳体120内。 固定壳体120的入光开口 124暴露透镜模块110的透镜部114，以使透镜部114可接收来自环境的影像光束。透镜模块110的透镜部114与定位部112位于透镜模块110的同一表面上。所以，通过固定壳体120的第一定位面122紧配(tightly fit)于透镜模块110的定位部112，可使固定壳体120的壳体轴心C2与透镜模块110的透镜轴心Cl重合(即两者的轴心对准)，进而降低组装时轴心对准所造成的公差，例如将公差控制在10微米(um)之内。需特别说明的是，在本实施例中，若由晶片级镜头模块100的上方俯视其结构，固定壳体120的第一定位面122为一以壳体轴心C2为对称中心的第一环形面，但本发明并不限于此。换句话说，在本实施例中，第一定位面122为一第一环形面。第一环形面的轴心 (未绘示)与固定壳体120的壳体轴心C2重合。另外，第一环形面122具有一第一口径dl 及一第二口径d2，其中第一口径dl小于第二口径d2，如图2B所示。另一方面，本实施例的定位部112为一横切面为弧形的定位突起，由于固定壳体 120的第一定位面122紧配于透镜模块110的定位部112，因此第一定位面122与该弧形的定位突起相切。图3绘示本发明另一实施例的透镜模块的剖视图。请参考图2A及图3，本实施例的晶片级镜头模块100’类似于图2A的晶片级镜头模块100，但两者之间主要的差异例如在于透镜模块110的定位部112’的横切面为一梯形。因此，在本实施例中，定位部112’具有一第三环形面113，第三环形面113与第一环形面122’的尺寸实质上相符，以达到两者紧配之效。
图4A及图4B绘示本发明另一实施例的透镜模块的剖视图。请参考图3及图4A、 图4B，本实施例的晶片级镜头模块100”类似于图3的晶片级镜头模块100’，但两者之间主要的差异例如在于透镜模块110的定位部112”的横切面为一矩形。因此，在本实施例中， 除了定位部112”的第三环形面113’与第一环形面122”的尺寸实质上相符之外，第一环形面122”的法线(未绘示)与固定壳体120的壳体轴心C2垂直。另外，在本实施例中，第一环形面122”的第一口径dl等于其第二口径d2，如图4B所示。图4C绘示本发明另一实施例的透镜模块的剖视图。请参考图4A至图4C，本实施例的晶片级镜头模块100”’类似于图4A的晶片级镜头模块100”，但两者之间主要的差异例如在于图4C中透镜模块110的定位部112”’可视为透镜部114周围的延伸，而作为定位之用。因此，在本实施例中，为了搭配不同外型的定位部112”’，固定壳体120也可适应性地调整其设计方式，而如图4C所绘示者。值得注意的是，在本实施例中，定位部112”’的第三环形面113”与固定壳体120的第一环形面122”毋需紧配即可达到定位的功效。图5A及图5B绘示本发明另一实施例的透镜模块的剖视图。请参考图2A、图5A及图5B，本实施例的晶片级镜头模块IOOa类似于图2A的晶片级镜头模块100，但两者之间主要的差异如下。在本实施例中，固定壳体120还具有一第二定位面123及一定位凹槽125。其中， 第一定位面122与第二定位面123位于定位凹槽125内，且第二定位面123与第一定位面 122彼此相对。另外，若由晶片级镜头模块IOOa的上方俯视其结构，固定壳体120的第一定位面123为一以壳体轴心C2为对称中心的第二环形面,其轴心(未绘不)与固定壳体120 的壳体轴心C2重合。另外，第二环形面123具有一第三口径d3及一第四口径d4，其中第三口径d3大于第四口径d4，如图5B所示。值得注意的是，在本实施例中，第一环形面122的第一口径dl大于第二环形面123 的第三口径d3，且本实施例的定位凹槽125的横切面为一梯形。图6A及图6B绘示本发明另一实施例的透镜模块的剖视图。请参考图3、图5A、图 6A及图6B，本实施例的晶片级镜头模块IOOb类似于图5A的晶片级镜头模块100a，但两者之间主要的差异如下。在本实施例中，定位凹槽125’的横切面为一三角形，因此本实施例的第一环形面122的第一口径dl等于第二环形面123的第三口径d3，如图6B所示。另外，本实施例的晶片级镜头模块IOOb类似于图3的晶片级镜头模块100’，但两者之间主要的差异如下。在本实施例中，定位部112’具有一第四环形面115，第四环形面 115与第二环形面123的尺寸实质上相符，以达到两者紧配之效。综上所述，在本发明的范例实施例中，固定壳体于光学有效径具有一轴对称的微结构，此轴对称的微结构在固定壳体与透镜模块组装时可与透镜模块的定位部彼此配合， 以降低轴心对准时所造成的公差。虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种晶片级镜头|吴块，包括固定壳体，具有第一定位面、入光开口及壳体轴心，其中该第一定位面位于该固定壳体内侧；以及透镜模块，配置于该固定壳体内，且具有定位部、透镜部及透镜轴心，其中该入光开口暴露该透镜部，该透镜部与该定位部位于该透镜模块的同一表面上， 该第一定位面与该定位部接触，且该壳体轴心与该透镜轴心重合。
2.如权利要求I所述的晶片级镜头模块，其中该第一定位面为一第一环形面，该第一环形面的轴心与该壳体轴心重合。
3.如权利要求2所述的晶片级镜头模块，其中该第一环形面具有第一口径及第二口径，该第一口径小于或等于该第二口径。
4.如权利要求3所述的晶片级镜头模块，其中该固定壳体还具有第二定位面，该第二定位面为第二环形面，该第二环形面的轴心与该壳体轴心重合。
5.如权利要求4所述的晶片级镜头模块，其中该第二环形面具有第三口径及第四口径，该第三口径大于或等于该第四口径。
6.如权利要求5所述的晶片级镜头模块，其中该第一环形面的该第一口径大于或等于该第二环形面的该第三口径。
7.如权利要求4所述的晶片级镜头模块，其中该固定壳体还具有定位凹槽，该第一定位面与该第二定位面位于该定位凹槽内，该第二定位面与该第一定位面相对。
8.如权利要求2所述的晶片级镜头模块，其中该透镜模块的该定位部为一定位突起， 该定位突起具有第三环形面，该第三环形面与该第一环形面的尺寸实质上相符。
9.如权利要求5所述的晶片级镜头模块，其中该透镜模块的该定位部为一定位突起， 该定位突起还具有第四环形面，该第四环形面与该第二环形面的尺寸实质上相符。
10.如权利要求I所述的晶片级镜头模块，其中该第一定位面的法线与该壳体轴心垂直。
11.如权利要求I所述的晶片级镜头模块，其中该透镜模块的该定位部为一定位突起， 该第一定位面与该定位突起相切。
12.如权利要求I所述的晶片级镜头模块，其中该透镜模块的该定位部为该透镜部的延伸。
全文摘要
本发明公开一种晶片级镜头模块，其包括固定壳体以及透镜模块。固定壳体具有一第一定位面、一入光开口及一壳体轴心，其中第一定位面位于固定壳体内侧。透镜模块配置于固定壳体内，且具有一定位部、一透镜部及一透镜轴心。其中，固定壳体的入光开口暴露透镜模块的透镜部，透镜模块的透镜部与定位部位于透镜模块的同一表面上，固定壳体的第一定位面与透镜模块的定位部接触，且固定壳体的壳体轴心与透镜模块的透镜轴心重合。
文档编号G02B7/02GK102608723SQ20111002231
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者杨川辉 申请人:奇景光电股份有限公司