晶圆级光学模块及其组合方法

晶圆级光学模块及其组合方法
【专利摘要】本发明是有关于一种晶圆级光学模块，包含传感器，用以将影像转换为电信号；至少晶圆级透镜；及托架，在其第一表面提供空间以容置传感器，并在相对第一表面处，提供第二表面以结合晶圆级透镜。
【专利说明】晶圆级光学模块及其组合方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关一种晶圆级光学(WLO)模块，特别是关于一种具有托架(bracket)的晶圆级光学模块。
【背景技术】
[0002]晶圆级光学(WLO)技术为一种晶圆级半导体技术，可用以制造小型光学元件，例如晶圆级透镜。晶圆级光学元件普遍使用于移动装置(例如移动电话)的照相模块。影像传感器为照相模块的另一重要元件，用以将通过晶圆级透镜的影像转换为电信号，以代表撷取的影像。
[0003]将晶圆级透镜与影像传感器组合成为晶圆级光学模块后，对焦成为决定撷取影像质量的重要指针。图1显示传统经组合的晶圆级光学模块100的剖面图，其包含影像传感器
11及晶圆级透镜12。如图1所示，影像传感器11直接接合(例如胶合)于晶圆级透镜12。经组合的晶圆级光学模块100的对焦很可能受到影像传感器11与晶圆级透镜12之间的错位(misalignment)所影响。
[0004]传统晶圆级光学模块的组合也可使用螺纹调整机制(未显示)，借由螺纹以调整晶圆级透镜与影像传感器之间的距离。虽然此种机制可增进对焦的准确度，然而螺纹调整机制为人力密集的，且不利于小型化。
[0005]因此亟需提出一种新颖的晶圆级光学机制，用以增进晶圆级光学模块的效能，例如对焦。
[0006]由此可见，上述现有的晶圆级光学在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新的晶圆级光学模块及其组合方法，亦成为当前业界极需改进的目标。
[0007]有鉴于上述现有的晶圆级光学存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的晶圆级光学模块及其组合方法，能够改进一般现有的晶圆级光学，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

【发明内容】

[0008]本发明的主要目的在于，克服现有的晶圆级光学存在的缺陷，而提供一种新的晶圆级光学模块及其组合方法，所要解决的技术问题使得传感器与晶圆级透镜易于结合，可让传感器对准于晶圆级光学模块，或准确控制传感器与晶圆级透镜的距离。
[0009]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种晶圆级光学模块，其中包含:传感器，用以将影像转换为电信号；至少晶圆级透镜；及托架，在其第一表面提供空间以容置该传感器，并在相对该第一表面处，提供第二表面，用以结合该晶圆级透镜。
[0010]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。[0011]前述的晶圆级光学模块，其中所述的传感器为影像传感器。
[0012]前述的晶圆级光学模块，其中所述的晶圆级透镜包含微透镜。
[0013]前述的晶圆级光学模块，其中所述的托架的宽度大于该传感器的宽度，使得该传感器得以借由该托架而与该晶圆级透镜结合。
[0014]前述的晶圆级光学模块，其中所述的传感器包含主动数组，其非位于该传感器的中心。
[0015]前述的晶圆级光学模块，其中所述的托架具非对称形状，借此，当该传感器结合于该托架的第一表面时，该传感器的主动数组的中心重合于该晶圆级透镜的光轴。
[0016]前述的晶圆级光学模块，其中所述的托架的第一表面与第二表面之间的距离决定该传感器与该晶圆级透镜之间的对焦。
[0017]前述的晶圆级光学模块，其特征在于更包含红外线滤光片，位于该托架与该晶圆级透镜之间，用以阻隔进入的红外线。
[0018]前述的晶圆级光学模块，其特征在于更包含透镜镜筒，用以支撑该晶圆级透镜。
[0019]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种晶圆级光学模块的组合方法，其中包含:提供传感器，用以将影像转换为电信号；提供至少晶圆级透镜；容置该传感器在托架的第一表面所提供的空间；及结合该托架的第二表面与该晶圆级透镜，其中该第二表面相对该第一表面处。
[0020]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0021]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其中所述的传感器为影像传感器。
[0022]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其中所述的晶圆级透镜包含微透镜。
[0023]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其中所述的托架的宽度大于该传感器的宽度，使得该传感器得以借由该托架而与该晶圆级透镜结合。
[0024]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其中所述的传感器包含主动数组，其非位于该传感器的中心。
[0025]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其中所述的托架具非对称形状，借此，当该传感器结合于该托架的第一表面时，该传感器的主动数组的中心重合于该晶圆级透镜的光轴。
[0026]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其中所述的托架的第一表面与第二表面之间的距离决定该传感器与该晶圆级透镜之间的对焦。
[0027]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于更包含插入红外线滤光片在该托架与该晶圆级透镜之间，用以阻隔进入的红外线。
[0028]前述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于更包含使用透镜镜筒以支撑该晶圆级透镜。
[0029]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下:根据本发明实施例，晶圆级光学模块包含传感器、至少晶圆级透镜及托架。传感器用以将影像转换为电信号。托架在其第一表面提供一空间以容置传感器，并在相对第一表面处，提供第二表面以结合晶圆级透镜。一种晶圆级光学模块的组合方法，其中包含:提供传感器，用以将影像转换为电信号；提供至少晶圆级透镜；容置该传感器在托架的第一表面所提供的空间；及结合该托架的第二表面与该晶圆级透镜，其中该第二表面相对该第一表面处。
[0030]借由上述技术方案，本发明晶圆级光学模块及其组合方法至少具有下列优点及有益效果:使得传感器与晶圆级透镜易于结合，可让传感器对准于晶圆级光学模块，或准确控制传感器与晶圆级透镜的距离。
[0031]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1显示传统经组合的晶圆级光学模块的剖面图。
[0033]图2A显示本发明实施例的晶圆级光学模块的剖面分解图。
[0034]图2B显示图2A的晶圆级光学模块的剖面组合图。
[0035]图3显示图2A、图2B的传感器的俯视图。
[0036]图4显示本发明实施例的另一晶圆级光学模块的透视分解图。
[0037]100:晶圆级光学模块
[0038]11:影像传感器
[0039]12:晶圆级透镜
[0040]200:晶圆级光学模块[0041 ] 201:晶圆级光学模块
[0042]21:传感器
[0043]211:主动数组
[0044]22:托架
[0045]221:第一表面
[0046]222:第二表面
[0047]23:晶圆级透镜
[0048]24:光轴
[0049]25:红外线滤光片
[0050]26:透镜镜筒
[0051]D:距离
【具体实施方式】
[0052]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的晶圆级光学模块及其组合方法其【具体实施方式】、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0053]图2A显示本发明实施例的晶圆级光学模块200的剖面分解图，且图2B显示图2A的晶圆级光学模块200的剖面组合图。在本说明书中，晶圆级光学元件指使用半导体技术所设计及制造的小型化光学元件。借此，晶圆级光学模块200可使得最终产物(例如移动装置的照相模块)的成本降低且适于小型化。
[0054]在本实施例中，晶圆级光学模块200主要包含传感器21、托架22及至少晶圆级透镜23(例如微透镜)。本实施例的传感器21为影像传感器，例如互补金属氧化半导体(CMOS)影像传感器或电荷耦合元件(CCD)，用以将影像转换为电信号。
[0055]本实施例的托架22在其第一表面221提供一空间，用以容置传感器21。托架22在相对第一表面221处提供有第二表面222，用以结合(例如胶合)晶圆级透镜23。虽然图2A及图2B例示凸面晶圆级透镜23，然而晶圆级透镜23也可以为凹面，且晶圆级透镜23的数量也不限于图示者。
[0056]根据本实施例的特征之一，如图2A、图2B图所示，托架22的宽度大于传感器21的宽度。即使晶圆级透镜23的尺寸一般大于传感器21，传感器21可借由托架22而易与晶圆级透镜23结合。
[0057]图3显示图2A、图2B的传感器21的俯视图。如图所示，传感器21的主动数组211—般并非位于传感器21的中心。根据本实施例的另一特征，如图2A、图2B所示，本实施例的托架22有非对称形状,借此,当传感器21结合于托架22的第一表面221时,传感器21的主动数组211的中心可大致重合在晶圆级透镜23或晶圆级光学模块200的光轴24。
[0058]根据本实施例的又一特征，如图2A、图2B所示，传感器21与晶圆级透镜23(亦即，第一表面221与第二表面222)之间的距离d可精确控制以达到晶圆级光学模块200所需求的对焦。借此，不再需要传统的复杂机制(例如螺纹调整机制)以调整透镜与传感器之间的距离。在实务上，可先制造并分类具不同距离d的多种托架22，接着，针对某一传感器21及晶圆级透镜23，可选择适合的托架22以进行组合。
[0059]图4显示本发明实施例的另一晶圆级光学模块201的透视分解图。如图4所示，本实施例的托架22间接与晶圆级透镜23结合，而非如图2A、图2B所示直接与晶圆级透镜23结合。在本实施例中，红外线(IR)滤光片25位于托架22与晶圆级透镜23之间，用以阻挡进入的红外线。再者，本实施例使用透镜镜筒26以支撑晶圆级透镜23。
[0060]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种晶圆级光学模块，其特征在于包含:传感器，用以将影像转换为电信号；至少晶圆级透镜 '及托架，在其第一表面提供空间以容置该传感器，并在相对该第一表面处，提供第二表面，用以结合该晶圆级透镜。
2.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于其中所述的传感器为影像传感器。
3.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于其中所述的晶圆级透镜包含微透镜。
4.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于其中所述的托架的宽度大于该传感器的宽度，使得该传感器得以借由该托架而与该晶圆级透镜结合。
5.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于其中所述的传感器包含主动数组，其非位于该传感器的中心。
6.如权利要求5所述的晶圆级光学模块，其特征在于其中所述的托架具非对称形状，借此，当该传感器结合于该托架的第一表面时，该传感器的主动数组的中心重合于该晶圆级透镜的光轴。
7.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于其中所述的托架的第一表面与第二表面之间的距离决定该传感器与该晶圆级透镜之间的对焦。
8.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于更包含红外线滤光片，位于该托架与该晶圆级透镜之间，用以阻隔进入的红外线。
9.如权利要求1所述的晶圆级光学模块，其特征在于更包含透镜镜筒，用以支撑该晶圆级透镜。
10.一种晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于包含:提供传感器，用以将影像转换为电信号；提供至少晶圆级透镜；容置该传感器在托架的第一表面所提供的空间；及结合该托架的第二表面与该晶圆级透镜，其中该第二表面相对该第一表面处。
11.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于其中所述的传感器为一影像传感器。
12.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于其中所述的晶圆级透镜包含微透镜。
13.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于其中所述的托架的宽度大于该传感器的宽度，使得该传感器得以借由该托架而与该晶圆级透镜结合。
14.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于其中所述的传感器包含主动数组,其非位于该传感器的中心。
15.如权利要求14所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于其中所述的托架具非对称形状，借此，当该传感器结合于该托架的第一表面时，该传感器的主动数组的中心重合于该晶圆级透镜的光轴。
16.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于其中所述的托架的第一表面与第二表面之间的距离决定该传感器与该晶圆级透镜之间的对焦。
17.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于更包含插入红外线滤光片在该托架与该晶圆级透镜之间，用以阻隔进入的红外线。
18.如权利要求10所述的晶圆级光学模块的组合方法，其特征在于更包含使用透镜镜筒以支撑该晶圆级透镜。
【文档编号】G02B6/42GK103581572SQ201210274298
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月1日 优先权日:2012年8月1日
【发明者】吕引栋, 吴哲豪 申请人:奇景光电股份有限公司