专利名称：免调焦光学摄像头模组的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学摄像头领域，具体涉及一种高像素免调焦光学摄像头。
背景技术：
在专利文献1 (中国公开2016M308U号专利公报)中记述了将机械后焦缩短至 100微米以内，省去隔圈来把镜头直接用胶水胶合到图像芯片的保护玻璃上，以此来减少制造公差来制作高品质免调焦光学摄像头模组的方法。在专利文献1中，免调焦镜头组的最后一个表面为光学非球面，不能直接与图像芯片的保护玻璃直接粘合，而需要在光学有效直径以外另设一段结构区域用作为与图像芯片保护玻璃粘合的部位，这样就增大了免调焦镜头的口径，使得一片玻璃晶圆(直径 200mm)上获得的免调焦镜头产品数目减少，从而抬升了免调焦镜头的产品成本，而且对于整个免调焦光学摄像头模组而言，免调焦镜头和图像芯片粘合时，只有周边区域粘合，而中间仍是分离的，造成粘结区域不是很充分，产品可靠性不能最优化。另外，摄像头模组的发展已经逐步向新材料、高像素、微型化发展，传统设计需要更一步改善。
实用新型内容为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种免调焦光学摄像头模组，该免调焦光学摄像头模组可减少模组的体积，提升原材料利用率，整个免调焦光学摄像头模组粘结得更牢固。本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种免调焦光学摄像头模组，具有镜片组和图像芯片，所述镜片组的最后一个表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片上。镜片组最后一个表面整面直接与图像芯片之间直接通过几个微米厚度的高光透过率UV胶水胶合，省掉了传统镜头和图像芯片之间保持后焦的隔圈和底座，去除制造隔圈时带入的隔圈厚度公差(士 10微米)，达到免调焦的效果，保证免调焦光学摄像头模组具有高的图像质量。本实用新型的进一步技术方案是所述镜片组分为前端镜片组和后端镜片，所述前端镜片组的光学有效径小于所述后端镜片的光学有效径，设有镜头外罩、和距离隔圈，所述免调焦光学摄像头模组由所述镜头外罩、前端镜片组、距离隔圈、后端镜片和图像芯片构成，所述前端镜片组胶合于所述镜头外罩内部的前部，所述距离隔圈位于所述前端镜片组后方并胶合于所述镜头外罩内，所述后端镜片位于所述距离隔圈后方并胶合于所述镜头外罩内，所述后端镜片后表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片上。镜片组无论是中间还是周边都是用高光透过率的UV胶水紧密粘合于图像芯片及镜头外罩，增大了粘合区域，使得整个免调焦光学摄像头模组粘结得更加牢靠，产品的可靠性得到了优化。依据光学镜头设计特点前端镜片的光学有效径远小于后端镜片光学有效径，高像素镜头光学有效径前端和后端的差异更加明显。将免调焦光学摄像头模组的前端光学有效径较小镜片和后端光学有效径较大镜片分开制作，通过镜头外罩和距离隔圈相连。所述前端镜片组由前后并列排布的若干独立的镜片相互胶合而成。采用分开制作再胶合的方式，在满足光学设计和加工的前提下使光学有效径较小的前端镜片外形达最小，比镜片整体制作能有效减少原材料的使用，提升产能，节约成本，如三片光学有效径较小镜片与第四片有效径较大的镜片分开制作，前三片镜片在玻璃晶圆(直径200mm)得到数量比四片镜片整体制作时多240%。所述后端镜片前端与所述距离隔圈后端胶合。所述图像芯片具有保护玻璃，所述镜片组的最后一个表面胶合于所述保护玻璃前表面上。所述镜头外罩内部具有前、后两个连通的柱状的容置空间，所述前容置空间容纳所述前端镜片组，所述后容置空间容纳所述距离隔圈、后端镜片及图像芯片，后容置空间直径大于前容置空间直径，前、后容置空间相连处构成第一台阶，所述距离隔圈前端抵顶所述第一台阶。所述镜头外罩前端具有与所述前容置空间连通的透光孔，所述透光孔后端直径小于所述前置容置空间直径，所述透光孔与所述前容置空间相连处构成第二台阶，所述前端镜片组前端抵顶所述第二台阶。所述前容置空间后端径向向内延伸出一圈挡圈，所述前端镜片组后端抵顶所述挡圈。所述前端镜片组具有两片镜片或三片镜片。本实用新型的有益效果是由于本实用新型的免调焦光学摄像头模组的镜片组最后一个表面整面直接与图像芯片之间直接通过几个微米厚度的高光透过率UV胶水胶合， 省掉了传统镜头和图像芯片之间保持后焦的隔圈和底座，去除制造隔圈时带入的隔圈厚度公差，达到免调焦的效果，保证免调焦光学摄像头模组具有高的图像质量；而且镜头组无论是中间还是周边都与镜头外罩及图像芯片紧密粘合，增大了粘合区域，使得整个免调焦光学摄像头模组粘结得更加牢靠，产品的可靠性得到了优化；将前端光学有效径较小镜片和后端光学有效径较大镜片分开制作，通过镜头外罩和距离隔圈相连，在满足光学设计和加工的前提下使光学有效径较小镜片外形达最小，比镜片整体制作能有效减少原材料的使用，提升产能，节约成本；整个免调焦光学摄像头模组与传统模组相比体积缩小(主要在厚度方面)、零组件减小，适合SMT工艺，整体工艺制程缩短，节约了人力、物力和制造时间，从而提升良率，提升了整个免调焦光学摄像头模组的可制造性。
图1为本实用新型实施例1结构示意图；图2为本实用新型实施例2结构示意图；图3为本实用新型实施例3结构示意图；图4为本实用新型实施例4结构示意图。
具体实施方式
实施例1 一种130万像素免调焦光学摄像头模组，如图1所示，由镜头外罩1、前端镜片组、距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5构成，所述前端镜片组的光学有效径小于所述后端镜片的光学有效径，其中前端镜片组由前后并列排布的镜片一、镜片二 21、22相互胶合而成，后端镜片23后表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片5的保护玻璃4上。所述镜头外罩内部具有前、后两个连通的柱状的容置空间，前容置空间容纳镜片一、镜片二，后容置空间容纳距离隔圈、后端镜片及图像芯片，后容置空间直径大于前容置空间直径，前、后容置空间相连处构成第一台阶11。所述镜头外罩前端具有与所述前容置空间连通的透光孔，所述透光孔后端直径小于所述前置容置空间直径，所述透光孔与所述前容置空间相连处构成第二台阶12。其中，镜片一 21、镜片二 22、距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5分别依次从后端组入镜头外罩1后点胶密封，镜片一 21前端抵顶所述第二台阶12，距离隔圈3前端抵顶所述第一台阶11，镜头外罩1和距离隔圈3 —起连接镜片一 21、镜片二 22和后端镜片23。实施例2 —种130万像素免调焦光学摄像头模组，如图2所示，由镜头外罩1、前端镜片组、距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5构成，所述前端镜片组的光学有效径小于所述后端镜片的光学有效径，其中前端镜片组由前后并列排布的镜片一、镜片二 21、22相互胶合而成，后端镜片23后表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片5的保护玻璃4上。所述镜头外罩内部具有前、后两个连通的柱状的容置空间，前容置空间容纳镜片一、镜片二，后容置空间容纳距离隔圈、后端镜片及图像芯片，后容置空间直径大于前容置空间直径，前、后容置空间相连处构成第一台阶11。所述前容置空间后端径向向内延伸出一圈挡圈13。其中，外形较小的镜片一 21、镜片二 22从镜头外罩1前端组入，镜片二 22后端抵顶所述挡圈13，距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5从镜头外罩后端组入，距离隔圈3前端抵顶所述第一台阶11，在组装过程中点胶密封。本实施例降低了整个免调焦光学摄像头模组的高度。在实施例1、2中镜片一 21、镜片二 22 —起封装(晶圆级)，两片镜片使用UV胶水紧密粘合；距离隔圈3和后端镜片23 —起封装(晶圆级)，同样使用UV胶水紧密粘合。这样在满足光学设计和加工的前提下镜片一 21、镜片二 22外形最小，镜片一、镜片二在一片玻璃晶圆(直径200mm)得到数量比三片镜片整体制作时多。镜片分两部分采用半导体的封装制作方法，批量化生产的同时免去传统镜头镜片垫片依次组装带来的公差。后端镜片23后表面为平板状并胶合于所述图像芯片上，即镜片组2最后一个表面为平板玻璃， 且与图像芯片5的保护玻璃4的前表面间距只有几个微米，使得免调焦镜头可以不要隔圈， 直接用高光透过率的UV胶水直接与保护玻璃从中心到周边的各处紧密粘合在一起，而且获得高品质、高可靠性的免调焦光学摄像头模组产品，在此基础缩小了免调焦光学镜头的口径，在一片玻璃晶圆(直径200mm)上获得比原来多出80%左右的免调焦镜头产品数目。实施例3 —种300万像素免调焦光学摄像头模组，如图3所示，由镜头外罩1、前端镜片组、距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5构成，所述前端镜片组的光学有效径小于所述后端镜片的光学有效径，其中前端镜片组由前后并列排布的镜片一 21、镜片二 22、镜片三M相互胶合而成，后端镜片23后表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片5的保护玻璃4上。所述镜头外罩内部具有前、后两个连通的柱状的容置空间，前容置空间容纳镜片一、镜片二、镜片三，后容置空间容纳距离隔圈、后端镜片及图像芯片，后容置空间直径大于前容置空间直径，前、后容置空间相连处构成第一台阶11。所述镜头外罩前端具有与所述前容置空间连通的透光孔，所述透光孔后端直径小于所述前置容置空间直径，所述透光孔与所述前容置空间相连处构成第二台阶12。其中，镜片一 21、镜片二 22、镜片三M、距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5分别依次从后端组入镜头外罩1后点胶密封，镜片一 21前端抵顶所述第二台阶12，距离隔圈 3前端抵顶所述第一台阶11，镜头外罩1和距离隔圈3 —起连接镜片一 21、镜片二 22、镜片三对和后端镜片23。实施例4 一种300万像素免调焦光学摄像头模组，如图4所示，由镜头外罩1、前端镜片组、距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5构成，所述前端镜片组的光学有效径小于所述后端镜片的光学有效径，其中前端镜片组由前后并列排布的镜片一 21、镜片二 22、镜片三M相互胶合而成，后端镜片23后表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片5的保护玻璃4上。所述镜头外罩内部具有前、后两个连通的柱状的容置空间，前容置空间容纳镜片一、镜片二、镜片三，后容置空间容纳距离隔圈、后端镜片及图像芯片，后容置空间直径大于前容置空间直径，前、后容置空间相连处构成第一台阶11。所述前容置空间后端径向向内延伸出一圈挡圈13。其中，外形较小的镜片一 21、镜片二 22、镜片M三从镜头外罩1前端组入，镜片三 M后端抵顶所述挡圈13，距离隔圈3、后端镜片23和图像芯片5从镜头外罩1后端组入，距离隔圈3前端抵顶所述第一台阶11，在组装过程中点胶密封。在实施例3、4中，设计时即考虑后期的制作工艺，与传统六非球面三镜片的设计不同，实施例3、4使用六非球面四镜片的结构。前端的镜片一 21、镜片二 22、镜片三M — 起封装(晶圆级)，三片镜片使用UV胶水紧密粘合。距离隔圈3和后端镜片23 —起封装 (晶圆级)，同样使用UV胶水紧密粘合。这样在满足光学设计和加工的前提下镜片一 21、镜片二 22、镜片三M外形最小，镜片一、镜片二、镜片三在一片玻璃晶圆(直径200mm)得到数量比四片镜片整体制作时多200%。镜片分两部分采用半导体的封装制作方法，批量化生产的同时免去传统镜头镜片垫片依次组装带来的公差。后端镜片23后表面为平板状并胶合于所述图像芯片5上，即镜片组2最后一个表面为平板玻璃，且与图像芯片5的保护玻璃4 的前表面间距只有几个微米，使得免调焦镜头可以不要隔圈，直接用高光透过率的UV胶水直接与保护玻璃从中心到周边的各处紧密粘合在一起，而且获得高品质、高可靠性的免调焦光学摄像头模组产品，在此基础缩小了免调焦光学摄像头模组的口径，在一片玻璃晶圆 (直径200mm)上获得比原来多出80%左右的免调焦镜头产品数目。以上四个实施例均能有效的减小了免调焦光学摄像头模组的体积(主要在厚度方面)、减少零组件，适合SMT工艺，整体工艺制程更为简化和更容易控制，节约了人力、物力和制造时间，从而提升良率，降低整个免调焦光学摄像头模组的成本，提升性价比和竞争力。
权利要求1.一种免调焦光学摄像头模组，其特征在于具有镜片组( 和图像芯片(5)，所述镜片组O)的最后一个表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片(5)上。
2.根据权利要求1所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述镜片组( 分为前端镜片组和后端镜片，所述前端镜片组的光学有效径小于所述后端镜片的光学有效径， 设有镜头外罩(1)和距离隔圈(3)，所述免调焦光学摄像头模组由所述镜头外罩(1)、前端镜片组、距离隔圈(3)、后端镜片03)和图像芯片(5)构成，所述前端镜片组胶合于所述镜头外罩(1)内部的前部，所述距离隔圈(3)位于所述前端镜片组后方并胶合于所述镜头外罩(1)内，所述后端镜片位于所述距离隔圈(3)后方并胶合于所述镜头外罩(1)内，所述后端镜片03)后表面为平板状并整面胶合于所述图像芯片(5)上。
3.根据权利要求1所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述前端镜片组由前后并列排布的若干独立的镜片相互胶合而成。
4.根据权利要求1所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述后端镜片03)前端与所述距离隔圈(3)后端胶合。
5.根据权利要求1所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述图像芯片(5)具有保护玻璃G)，所述镜片组的最后一个表面胶合于所述保护玻璃(4)前表面上。
6.根据权利要求1所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述镜头外罩(1)内部具有前、后两个连通的柱状的容置空间，所述前容置空间容纳所述前端镜片组，所述后容置空间容纳所述距离隔圈(3)、后端镜片03)及图像芯片(5)，后容置空间直径大于前容置空间直径，前、后容置空间相连处构成第一台阶(11)，所述距离隔圈(3)前端抵顶所述第一台阶(11)。
7.根据权利要求6所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述镜头外罩前端具有与所述前容置空间连通的透光孔，所述透光孔后端直径小于所述前置容置空间直径，所述透光孔与所述前容置空间相连处构成第二台阶(12)，所述前端镜片组前端抵顶所述第二台阶。
8.根据权利要求7所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述前容置空间后端径向向内延伸出一圈挡圈(13)，所述前端镜片组后端抵顶所述挡圈。
9.根据权利要求1至6之一所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述前端镜片组具有两片镜片。
10.根据权利要求1至6之一所述的免调焦光学摄像头模组，其特征在于所述前端镜片组具有三片镜片。
专利摘要本实用新型公开了一种免调焦光学摄像头模组，具有镜片组和图像芯片，镜片组的最后一个表面为平板状并整面胶合于图像芯片上，省掉了传统镜头和图像芯片之间保持后焦的隔圈和底座，去除制造隔圈时带入的隔圈厚度公差，达到免调焦效果并保证图像质量，而且增大了粘合区域，使得整个免调焦光学摄像头模组粘结得更加牢靠，还将前端光学有效径较小镜片和后端光学有效径较大镜片分开制作，通过镜头外罩和距离隔圈相连，在满足光学设计和加工的前提下使光学有效径较小镜片外形达最小，该免调焦光学摄像头模组与传统模组相比减少了厚度及零组件、缩短了整体工艺制程，并节约了人力、物力和制造时间，且良率高，适合SMT工艺。
文档编号G02B7/02GK202189176SQ20112024069
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者周浩, 徐青, 欧跃, 王庆平 申请人:昆山西钛微电子科技有限公司