CN102654719A - 相机模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机模块及其制造方法，该相机模块及其制造方法有助于聚焦，上述相机模块包括一图像传感器、一透镜组、一镜筒和一调整构件。上述调整构件位于上述透镜组和上述镜筒之间，且用以微调对应至上述图像传感器的焦长，因此即使上述透镜组具有较短焦长或较长焦长，仍然可以被校正且组装成最终准焦的相机模块。

Description

相机模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种相机模块及其制造方法，特别是涉及一种具有大范围透镜焦长变异容忍度的相机模块及其制造方法。

背景技术

现有相机模块的制造工艺是将光学透镜通过标准间隙物堆叠于其上具有光学元件的一基板上，然后切割与光学透镜堆叠的基板，再分离为多个独立的相机模块单元。因为制造工艺的变异，所以现有相机模块的光学透镜通常会有焦长的变异。因此，使用具有焦长变异的光学透镜的相机模块产品，会因为光学透镜无法刚好聚焦于光学元件上，所以有图像模糊或变形的问题。另外，现有焦长的补偿方式利用改变标准间隙物的高度以改善上述问题。然而，相机模块的总高度也会因此改变，因而影响相机模块的光学特性和可靠度。

在此技术领域中，有需要一种具有大范围透镜焦长变异容忍度的相机模块及其制造方法，以改善上述缺点。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明一实施例提供一种相机模块，包括一图像传感器、一透镜组、一镜筒和一调整构件。上述调整构件位于上述透镜组和上述镜筒之间，且用以微调对应至上述图像传感器的焦长，因此即使上述透镜组具有较短焦长或较长焦长，仍然可以被校正且组装成最终准焦的相机模块。上述调整构件可包括胶状物和制作成不同直径的高度补偿球。上述高度补偿球的直径可提供可用来提供调整构件的高度或厚度，以补偿透镜组的一预定焦长和透镜组的一测量焦长的差值。本发明另一实施例提供一种使用一调整构件制造相机模块的方法，包括提供一透镜组；测量上述透镜组的一焦长；依据上述焦长将上述透镜组分类；制作一调整构件；将一镜筒通过上述调整构件接合至上述透镜组的一顶面；将一图像传感器结合至上述镜筒。

附图说明

图1至图4为本发明一实施例的相机模块的制造方法的工艺剖面图。

图5a至图5c为本发明一实施例的对一短焦长相机模块的一调整构件的补偿尺寸选择方法的示意图。

图6a至图6c为本发明一实施例的对一准焦长相机模块的一调整构件的补偿尺寸选择方法的示意图。

图7a至图7c为本发明一实施例的对一长焦长相机模块的一调整构件的补偿尺寸选择方法的示意图。

【主要附图标记说明】

500～相机模块；

200～玻璃基板；

202～顶间隔物；

206～镜筒；

206a～第一部分；

206b～第二部分；

212～光学透镜；

212a～孔径；

214～粘着剂；

216～图像传感器；

218～焊球；

222、226～顶面；

224～金属罐状物；

228～底面；

230～外侧壁；

250、250a、250b、250c～透镜组；

260、260a、260b、260c～调整构件；

262a、262b、262c～高度补偿球；

264～胶状物；

F、Fa、Fb、Fc～焦长；

HT、H1、H2、H3、H4、H5～高度；

H2a、H2b、H2c～直径；

α～夹角。

具体实施方式

以下以各实施例详细说明并伴随着附图说明的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的附图标记。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未示出或描述的元件，为本领域技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为公开本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。

图1至图4为本发明一实施例的相机模块500的制造方法的工艺剖面图。请参考图1，透镜组250包括一玻璃基板200和一光学透镜212。如图1所示，光学透镜212可包括设置于玻璃基板200上表面的凸透镜和设置于玻璃基板200下表面的半月型光学透镜。注意本实施例的光学透镜212仅做为举例，然非限制本发明。在其他实施例中，光学透镜212可包括其他的组合，举例来说，光学透镜212可不包括半月型光学透镜。首先，可通过将一顶间隔物202组装至玻璃基板200的一顶面222(也可视为一受光面222)的方式形成透镜组250，而顶间隔物202为透镜组250的一选择性元件。在本发明其他实施例中，可用不与顶间隔物202组装的方式形成透镜组250。此处定义的“透镜组”是有关于利用进行半导体工艺形成的组件，其可包括透镜复制、堆叠和切块步骤。透镜组可分别与任何预定数量的透明基板、光学透镜和连接间隙物组合以达成设计目标。在图1所示的本发明一实施例中，透镜组250的光学透镜212的孔径位于透镜组250的一顶面222上，且被顶间隔物202环绕。在本发明一实施例中，顶间隔物202可由具热阻和可回流的材料形成，例如玻璃、金属或塑胶，且其具有一固定高度H1(固定高度意即单一尺寸)。

接着，请参考图1、图5a、图6a、图7a，可进行一测量工艺，测量透镜组250的一焦长，且因此上述测量工艺主要测量光学透镜212的一焦长。通常来说，是通过一晶片透镜工艺同时制造多个光学透镜212，这些光学透镜212会因为工艺变异所以具有焦长变异。

可依据比较透镜组的一测量焦长与一标准透镜组的一预定焦长F的方式，将透镜组分成三种透镜类型：短焦长(图5a)、准焦长(图6a)和长焦长(图7a)。举例来说，如图5a所示的短焦长透镜类型，意指一透镜组250a(光学透镜212a)的一测量焦长Fa短于预定焦长F。如图6a所示的准焦长透镜类型，意指一透镜组250b(光学透镜212b)的一测量焦长Fb等于预定焦长F。如图7a所示的长焦长透镜类型，意指一透镜组250c(光学透镜212c)的一测量焦长Fc长于预定焦长F。

接着，请参考图2，可进行一接合工艺，将一镜筒206通过一调整构件260接合至顶间隔物202的顶面222。在本发明其他实施例中，由于顶间隔物202为一选择性元件，镜筒206可只通过调整构件260接合至透镜组250。在进行接合工艺之前，可通过将至少一个高度补偿球分散至一胶状物中的方式来制作调整构件。特别来说，调整构件的高度补偿球可用来提供调整构件260的高度或厚度H2，以补偿透镜组250的焦长偏移量，以使透镜组250可正好聚焦在组装于同一封装体的图像传感器上。可依据透镜组250的测量焦长(也可依据透镜组250的透镜类型)来改变高度补偿球的尺寸。举例来说，如图5b、图6b、图7b所示，可制作至少三种调整构件260a、260b、260c，其分别包括分散至一胶状物264中的至少一个高度补偿球262a、262b、262c，以用于后续接合工艺，其中高度补偿球262a、262b、262c的直径H2a、H2b、H2c分别对应至三种透镜类型的透镜组250a、250b、250c(如图5a、图6a、图7a所示)。在本发明一实施例中，可通过透镜组250的一预定焦长和透镜组250的一测量焦长的差值大体上定义出高度补偿球的直径。此一差值也可视为一补偿焦长。举例来说，如果透镜组250的透镜类型为短焦长透镜类型，则可选择具有较长补偿焦长H2a的高度补偿球262a的调整构件260a来进行后续接合工艺。并且，如果透镜组250的透镜类型为准焦长透镜类型，则后续接合工艺可选择具有标准补偿焦长H2b的高度补偿球262b的调整构件260b来进行后续接合工艺。此外，如果透镜组250的透镜类型为长焦长透镜类型，则可选择具有较短补偿焦长H2c的高度补偿球262c的调整构件260c来进行后续接合工艺。

请再参考图2，制作具有直径对应于补偿焦长的高度补偿球的调整构件260之后，可将调整构件260配置于透镜组250的顶面，且与光学透镜212隔开。接着，将镜筒206压至透镜组250的顶面。意即高度补偿球设置介于透镜组250和镜筒206之间。然后，硬化调整构件260，以完成透镜组250和镜筒206的接合工艺。如图2所示，透镜组250接合至镜筒206的上部，其中透镜组250的光学透镜212的一孔径212a会从镜筒206暴露出来。

如图3所示，通过一调整构件将镜筒206接合至透镜组250之后，可进行另一接合工艺，将一图像传感器216的一顶面226(也可视为一受光面226)只通过一粘着剂214结合至镜筒206上。在本发明一实施例中，图像传感器216可包括互补式金属氧化物半导体晶体管元件(CMOS device)或电荷耦合元件(CCD)。并且，如图3所示，为单一元件的镜筒206可包括以一夹角α连接的一第一部分206a和一第二部分206b，且其中第一部分206a只与调整构件260的高度补偿球接触，而第二部分206b与图像传感器216的顶面226接触且包围透镜组250的一外侧壁。此外，图5c、图6c、图7c分别显示通过具有三种直径的高度补偿球262a、262b、262c的调整构件260a、260b、260c，将镜筒与三种透镜类型的透镜组250a、250b、250c接合。更详细来说，在图5c中，通过较长补偿焦长H2a的高度补偿球262a的调整构件260a，将镜筒与短焦长透镜类型的透镜组250a接合，以使透镜组250a可正好聚焦在图像传感器216上。再者，在图6c中，通过标准补偿焦长H2b的高度补偿球262b的调整构件260b，将镜筒与准焦长透镜类型的透镜组250b接合，以使透镜组250b可正好聚焦在图像传感器216上。并且，在图7c中，通过较短补偿焦长H2c的高度补偿球262c的调整构件260c，将镜筒与长焦长透镜类型的透镜组250c接合，以使透镜组250c可正好聚焦在图像传感器216上。因此，即使具有较短测量焦长Fa或较长测量焦长Fc的透镜组250a或250c也可以被校正且组装成最终的相机模块。

接着，请参考图4，用来做静电干扰(EMI)防护的一金属罐状物224结合至图像传感器216，覆盖图像传感器216的一底面228和镜筒206的一外侧壁230，其中位于图像传感器216的底面228上的多个焊球218从金属罐状物224暴露出来。经过上述工艺，完成本发明一实施例的相机模块500。注意如图4所示的工艺步骤为一选择性的工艺步骤。

本发明一实施例的相机模块500及其制造方法具有许多优点。上述相机模块500包括一图像传感器216、一透镜组250、一镜筒206和一调整构件260。上述调整构件260位于透镜组250和镜筒206之间，且用以微调对应至图像传感器216的焦长，因此即使透镜组250具有较短测量焦长或较长测量焦长，仍然可以被校正且组装成最终的相机模块。调整构件260可包括制作成不同直径的高度补偿球262a、262b、262c。高度补偿球262a、262b、262c的直径可提供可用来提供调整构件的高度或厚度，以补偿透镜组250的一预定焦长和透镜组250的一测量焦长的差值。使透镜组的光学透镜在透镜组形成之前不需进行一道焦长测量工艺，只需在组装透镜组之后进行一道焦长测量工艺步骤，因而可节省所需工艺步骤数目。另外，如图4所示，相机模块500的总高度HT为镜筒206(高度H3)、图像传感器216(高度H5)和粘着剂214(高度H4)的高度总合。并且，透镜组250通过镜筒206与图像传感器216隔开。所以透镜组250不会与图像传感器216直接接触。因此，可以通过连接至透镜组250和镜筒206之间的调整构件260任意调整透镜组250的焦点，使其正好位于图像传感器216上，以补偿透镜组250的焦长。值得注意的是，虽然相机模块500具有焦长变异，但是相机模块500的总高度HT大体上为固定。因此，相较于现有的相机模块，对于具有大范围透镜焦长变异容忍度的相机模块500可改善光学特性和可靠度。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种相机模块，包括：

一透镜组；

一镜筒，通过一调整构件接合至该透镜组的一顶面；以及

一图像传感器，接合至该镜筒。

2.根据权利要求1所述的相机模块，还包括一金属罐状物，结合至该图像传感器的一底面，且暴露出位于该图像传感器的该底面上的多个焊球。

3.根据权利要求1所述的相机模块，其中该镜筒通过一粘着剂结合至该图像传感器的一顶面上，且该相机模块的总高度为的该镜筒、该图像传感器和该粘着剂高度总合。

4.根据权利要求1所述的相机模块，其中该调整构件由一胶状物和一高度补偿球构成。

5.根据权利要求4所述的相机模块，其中由该透镜组的一预定焦长和该透镜组的一测量焦长的差值定义该高度补偿球的直径。

6.根据权利要求4所述的相机模块，其中该镜筒包括以一夹角连接的一第一部分和一第二部分，且其中该第一部分与该高度补偿球接触，而该第二部分与该图像传感器的该顶面接触且包围该透镜组的一外侧壁。

7.一种相机模块的制造方法，包括下列步骤：

提供一透镜组；

测量该透镜组的一焦长；

依据该焦长将该透镜组分类；

制作一调整构件；

将一镜筒通过该调整构件接合至该透镜组的一顶面；以及

将一图像传感器结合至该镜筒。

8.根据权利要求7所述的相机模块的制造方法，还包括：

将一金属罐状物结合至该图像传感器的一底面，且暴露出位于该图像传感器的该底面上的多个焊球。

9.根据权利要求7所述的相机模块的制造方法，其中将该镜筒通过该调整构件接合至该透镜组的该顶面，还包括：

将该调整构件分散设置于该透镜组的该顶面；

将该镜筒压至该透镜组的该顶面；以及

硬化该调整构件。

10.根据权利要求7所述的相机模块的制造方法，其中该调整构件由一胶状物和一高度补偿球构成。

11.根据权利要求10所述的相机模块的制造方法，其中该镜筒通过一粘着剂接合至该透镜组的一顶面上，且该相机模块的总高度为的该镜筒、该图像传感器和该粘着剂高度总合。

12.根据权利要求10所述的相机模块的制造方法，其中由该透镜组的一预定焦长和该透镜组的一测量焦长的差值定义该高度补偿球的直径。

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