CN102854549B - 晶片级透镜模块、晶片级多镜头感光模块及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶片级透镜模块、晶片级多镜头感光模块及其制作方法。其中该晶片级透镜模块包括一透光基板、至少一第一透镜以及至少一第二透镜。第一透镜配置于透光基板的一表面上，且第一透镜具有一第一焦距。第二透镜配置于透光基板的表面上并具有一第二焦距，其中第二透镜分别与对应的第一透镜彼此相邻，且第一焦距与第二焦距不同。本发明另提出一种装设有上述晶片级透镜模块的晶片级多镜头感光模块及其制作方法。

Description

晶片级透镜模块、晶片级多镜头感光模块及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种透镜模块、感光模块及其制作方法，且特别是涉及一种晶片级透镜模块、晶片级多镜头感光模块及其制作方法。

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可将电子产品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是应用于制作镜头模块上，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。

一般单镜头模块的行车记录器仅能拍摄高广角范围，难以记录发生事故时的前方车牌号码。虽然，新型行车纪录器配置有双镜头功能，其中一镜头为广镜头角，而另一镜头则为长焦长的镜头，以增加拍摄车牌功能，但是行车纪录器所使用的双镜头通常是使用一般手机的镜头，因此体积上仍无法有效地降低，何况当采双镜头的设计时，其体积更是倍增而无法有效地被缩小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶片级透镜模块及其制作方法，其体积较小并具有较低的制作成本与较为简单制作步骤。

本发明另一目的在于提供一种晶片级多镜头感光模块的制作方法及其制作方法，其装设有上述的晶片级透镜模块，而同样地具有上述优点。

为达上述目的，本发明的一实施例提出一种晶片级透镜模块的制作方法。首先，提供一透光基板。接着，于透光基板的一表面上形成多个具有一第一焦距的第一透镜。之后，于透光基板的表面上形成多个具有一第二焦距的第二透镜，且这些第二透镜分别与对应的这些第一透镜彼此相邻，其中第一焦距与第二焦距不同。接着，切割透光基板，以形成至少一透镜模块，其中透镜模块具有这些第一透镜至少其一与这些第二透镜至少其一。

在本发明的一实施例中，晶片级透镜模块的制作方法更包括覆盖一遮光间隙层于透光基板的表面上，其中遮光间隙层具有多个开口，且这些开口分别暴露出这些第一透镜与这些第二透镜。

本发明的另一实施例提出一种晶片级透镜模块，其包括一透光基板、至少一第一透镜以及至少一第二透镜。第一透镜配置于透光基板的一表面上，且第一透镜具有一第一焦距。第二透镜配置于透光基板的表面上并具有一第二焦距，其中第二透镜分别与对应的第一透镜彼此相邻，且第一焦距与第二焦距不同。

在本发明的一实施例中，晶片级透镜模块更包括一遮光间隙层，配置于透光基板的表面上，其中遮光间隙层具有多个开口，且这些开口分别暴露出至少一第一透镜与至少一第二透镜。

本发明的再一实施例提出一种晶片级多镜头感光模块的制作方法。首先，提供一透光基板。接着，于透光基板的一表面上形成多个具有一第一焦距的第一透镜。然后，于透光基板的表面上形成多个具有一第二焦距的第二透镜，且这些第二透镜分别与对应的这些第一透镜彼此相邻，其中第一焦距与第二焦距不同。接着，切割透光基板，以形成至少一透镜模块，其中透镜模块具有这些第一透镜至少其一与这些第二透镜至少其一。之后，提供一具有多个感光元件的感测基板，并将感测基板与透镜模块连接，以形成一多镜头感光模块，其中这些感光元件各自对应这些第一透镜至少其一与这些第二透镜至少其一。

本发明的又一实施例提出一种晶片级多镜头感光模块，其包括一感测基板与一晶片级透镜模块。感测基板具有多个感光元件，其中这些感光元件设置于感测基板的一表面上。晶片级透镜模块配置于感测基板的表面上并与感测基板连接，晶片级透镜模块包括一透光基板、至少一第一透镜以及至少一第二透镜。第一透镜配置于透光基板的一表面上，且至少一第一透镜具有一第一焦距。第二透镜配置于透光基板的表面上并具有一第二焦距，其中至少一第二透镜分别与对应的至少一第一透镜彼此相邻，且第一焦距与第二焦距不同。另外，这些感光元件各自对应这些第一透镜至少其一与这些第二透镜至少其一。

在本发明的一实施例中，上述的晶片级透镜模块或晶片级多镜头感光模块更包括至少一第三透镜，配置于透光基板的表面上并具有一第三焦距，其中至少一第三透镜与对应的至少一第一透镜及至少一第二透镜彼此相邻，且第一焦距、第二焦距与第三焦距彼此不同。在本发明的一实施例中，上述的晶片级透镜模块或晶片级多镜头感光模块更包括一遮光间隙层，配置于透光基板的表面上，其中遮光间隙层具有多个开口，且这些开口分别暴露出至少一第一透镜、至少一第二透镜与至少一第三透镜。

基于上述，在本发明的上述实施例中，由于晶片级透镜模块与多镜头感光模块是以利用晶片级的制造技术进行制作，因此晶片级透镜模块与多镜头感光模块的整体尺寸将会大幅地被缩小。再者，由于具有不同焦距的透镜先形成同一透光基板上再进行切割而成，因此可一次地形成晶片级透镜模块，而无须分别切割不同焦距的透镜后再将这些透镜进行组立。因此，采用上述制作方式将可有效地而将晶片级透镜模块与多镜头感光模块的体积微型化并同时降低成本与步骤。

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。

附图说明

图1A、图2A、图3A及图4A为本发明一实施例的晶片级透镜模块的制作流程俯视图；

图1B、图2B、图3B及图4B分别对应于图1A、图2A、图3A及图4A的AA’线所绘示的晶片级透镜模块的制作流程剖视图；

图5A～图5C为本发明一实施例的晶片级多镜头感光模块的制作流程剖视图；

图6A～图6D为本发明另一实施例的晶片级多镜头感光模块的制作流程局部剖示图。

主要元件符号说明

100a、200a：晶片级透镜模块

100b、200b多镜头感光模块

110：透光基板

122、222：第一透镜

124、224：第二透镜

132、134、232、234：遮光间隙层

132a、134a、232a、234a：开口

140、240：感测基板

152、154、252、254、256：感光元件

226：第三透镜

S1、S2：表面

H1、H2：厚度

L1：切割线

具体实施方式

图1A、图2A、图3A及图4A绘示本发明一实施例的晶片级透镜模块的制作流程俯视图，而图1B、图2B、图3B及图4B分别对应于图1A、图2A、图3A及图4A的AA’线所绘示的晶片级透镜模块的制作流程剖示图。请同时参考图1A与图1B，首先，提供一透光基板110，其中透光基板110具有一表面S1。在本实施例中，透光基板110可以是一玻璃基板或是一透光塑胶基板，其中本实施例以玻璃基板作为举例说明，于其他实施例中，透光基板110也可以采用其他适当的透光材质。

接着，在透光基板110的表面S1上形成多个具有一第一焦距的第一透镜122，如图2A与图2B所示。在本实施例中，形成第一透镜122的方式可以是使用压模制作工艺将一透光材料(未标示)点滴于透光基板110的表面S1上，并以模具下压后曝光照射硬化，以形成如图2A与图2B所示的第一透镜122。另外，第一透镜122可以是采用如图2B绘示的凸透镜，其中此凸透镜的凸面为背向透光基板110的方向。然而，在其他未绘示的实施例中，第一透镜122也可采用凹透镜的设计，此部分依使用者的需求与设计而定。特别需要说明的是，第一透镜122的第一焦距可通过控制每一滴于透光基板110上的透光材料的液量来决定，或者是可通过控制第一透镜122所形成的表面曲率来决定。

之后，请继续参考图2A与图2B，在透光基板110的表面S1上形成多个具有一第二焦距的第二透镜124，且这些第二透镜124分别与对应的这些第一透镜122彼此相邻，其中第一焦距与第二焦距不同。在本实施例中，形成第二透镜124的方式可以采用前述形成第一透镜122的方法，需要特别注意的是，由于第二透镜124的焦距与第一透镜122的焦距不同，因此在形成第二透镜124时，便需控制每一滴于透光基板110上的透光材料的液量会不同于形成每一第一透镜122所需的液量，或者也可通过将第二透镜124的表面曲率形成不同于第一透镜122的表面曲率。

值得一提的是，本实施例虽是以液滴透光材料于透光基板110上的方式来形成具有不同焦距的第一透镜122与第二透镜124，于其他实施例中，形成第一透镜122与第二透镜124也可采用其他可能的实施方式。举例来说，当透光基板110若采用透光塑胶材质时，则形成第一透镜122与第二透镜124可采用模版冲压或压印的方式，如此一来，透光基板110、第一透镜122与第二透镜124为一体成型。

另外，为了提高第一透镜122与第二透镜124的成像品质，以避免外在其他杂散光线进入第一透镜122与第二透镜124内，因此，本实施例的晶片级透镜模块的制作方法更可包括覆盖一遮光间隙层132于透光基板110的表面S1上，其中遮光间隙层132具有多个开口132a，且这些开口132a分别暴露出这些第一透镜122与这些第二透镜124，如图3A与图3B所示。在本实施例中，遮光间隙层132的厚度H1需视第一透镜122以及第二透镜124所需的焦距以及使用者的设计需求而定，其中遮光间隙层132的厚度H1需大于第一透镜122及第二透镜124的厚度，如图3A与图3B所示。另外，遮光间隙层132的材质可选用不易透光的材质，如：黑色胶质，如此，大部分的杂散光便可被遮挡，即影像光的杂讯便可获得降低，从而可提高第一透镜122与第二透镜124本身成像的讯杂比(signal-to-noise ratio，SNR)。

接着，切割透光基板110，以形成如图4A与图4B所绘示的晶片级透镜模块100a，其中晶片级透镜模块100a具有这些第一透镜122至少其一与这些第二透镜124至少其一。在本实施例中，切割透光基板110可以是沿如图3A与图3B所绘示的切割线L1进行切割，特别的是，本实施例是以第一透镜122与第二透镜124两两为一组进行切割作为举例说明，但于其他实施例中，使用者也可以是多个第一透镜122与多个第二透镜124作为一组，此部分视乎使用者的需求与设计而定，上述仅为举例说明。至此便大致完成一种晶片级透镜模块的制作步骤。

另外，本实施例也提供一种晶片级多镜头感光模块的制作方法，如图5A～图5C所绘示。请分别参考图5A与图5B，首先，提供一前述的晶片级透镜模块100a与一具有多个感光元件152、154的感测基板140，其中本实施例以第一透镜122与第二透镜124形成于透光基板110的二表面S1、S2上作为举例说明，但不限于此，其也可为如图5A所绘示的实施形态。另外，晶片级透镜模块100a的表面S2还可以设置有另一遮光间隙层134，其中遮光间隙层134具有多个开口134a，以暴露出位于表面S2上的第一透镜122与第二透镜124。在本实施例中，遮光间隙层134除了可具有前述遮光间隙层132所述的功效外，其也可作为后续晶片级透镜模块100a与感测基板140进行连接与支撑之用。

之后，将感测基板140与前述的透镜模块100a连接，如此则可形成一如图5C所绘示的多镜头感光模块100b，其中感光元件152、154各自对应第一透镜122与第二透镜124，如图5C所示。在本实施例中，感光元件152、154可以是一互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)感测器或一电荷耦合元件(charge coupled devices，CCDs)。具体而言，由于第一透镜122与第二透镜124各自具有不同焦距，因此多镜头感光模块100b便可具有双镜头的拍摄或摄像功能。举例而言，感光元件152搭配第一透镜122时，则可感测广角的影像，而另一搭配第二透镜124所使用的感光元件154则可感测近物的影像。也就是说，若本实施例的多镜头感光模块100b应用于行车纪录器时，便可同时拍摄两种行车纪录画面，一种画面为车前方的整体状况，如：车前方的车况；而另一画面则可为车前细部状况，如：拍摄车牌功能。

另外，由于本实施例的多镜头感光模块100b是以利用晶片级的制造技术进行制作，因此多镜头感光模块100b的整体尺寸将会大幅地被缩小。再者，由于第一透镜122与第二透镜124先形成透光基板上再进行切割而成，因此可一次地形成晶片级透镜模块100a，而无须分别切割第一透镜与第二透镜后再进行组立。因此，采用上述制作方式将可有效地而将晶片级透镜模块100a与多镜头感光模块100b的体积微型化并同时降低成本与步骤。

值得一提的是，遮光间隙层134的厚度H2需搭配第一透镜122与第二透镜124的整体焦距，如此才可使第一透镜122与第二透镜124可分别顺利成像于感光元件152、154。

图6A～图6D为本发明另一实施例的晶片级多镜头感光模块的制作流程局部剖示图。请参考图6A，首先可于前述的透光基板110的表面S1、S2上分别形成一第一透镜222、一第二透镜224与一第三透镜226。在本实施例中，形成第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226的方式可参考前述形成第一透镜222与第二透镜224的制作方法，在此不再赘述。特别的是，本实施例的第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226分别具有不同的第一焦距、第二焦距与第三焦距。

类似地，为了提高第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226的成像品质，以避免外在其他杂散光线进入第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226内，因此，本实施例的晶片级透镜模块的制作方法更可包括分别覆盖遮光间隙层232、234于透光基板110的表面S1、S2上，其中遮光间隙层232、234各自具有多个开口232a、234a，且这些开口232a、234a分别暴露出第一透镜122与第二透镜124，如图6B所绘示。在本实施例中，遮光间隙层232、234的厚度H1需视第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226所需的焦距以及使用者的设计需求而定，其中遮光间隙层232、234的厚度H1需大于第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226的厚度，如图6B所示。另外，遮光间隙层232、234的材质主要是选用不易透光的材质，如：黑色胶质，如此，大部分的杂散光便可被遮挡，即影像光的杂讯便可获得降低，从而可提高第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226本身成像的讯杂比(signal-to-noise ratio，SNR)。

接着，切割透光基板110，以形成如图6C所绘示的晶片级透镜模块200a，其中晶片级透镜模块200a具有第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226。在本实施例中，切割透光基板110也可沿前述的切割线L1进行切割，不同的是，本实施例是以第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226三个为一组进行切割作为举例说明，但于其他实施例中，使用者也可以是多个第一透镜222、多个第二透镜224与多个第三透镜226作为一组，此部分视乎使用者的需求与设计而定，上述仅为举例说明。至此便大致完成一种晶片级透镜模块200a的制作步骤。

之后，将前述的透镜模块200a连接至具有多个感光元件252、254、256的一感测基板240上，如此则可形成一如图6D所绘示的多镜头感光模块200b，其中感光元件252、254、256各自对应第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226，如图6D所示。在本实施例中，由于第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226各自具有不同焦距，因此多镜头感光模块200b便可具有三镜头的拍摄或摄像功能。也就是说，若本实施例的多镜头感光模块200b应用于行车纪录器时，便可同时拍摄三种行车纪录画面，一种画面为车前方的广角影像，如：拍摄范围与角度最大的车况；一种为车前方的中段距离的影像画面，如：车前的单一车况；而另一画面则可为车前细部状况，如：拍摄前方车牌功能。

类似地，由于本实施例的多镜头感光模块200b是以利用晶片级的制造技术进行制作，因此多镜头感光模块200b的整体尺寸将会大幅地被缩小。再者，由于第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226先形成透光基板110上再进行切割而成，因此可一次地形成晶片级透镜模块200a，而无须分别切割第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226后再进行组立。因此，采用上述制作方式将可有效地而将晶片级透镜模块200a与多镜头感光模块200b的体积微型化并同时降低成本与步骤。

值得一提的是，遮光间隙层234的厚度H2需搭配第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226的整体焦距，如此才可使第一透镜222、第二透镜224与第三透镜226可分别顺利成像于感光元件252、254、256。此外，本实施例是以遮光间隙层134、234直接地接触感测基板140、240为举例说明，如图5C与图6D所示，但不限于此。于制作工艺实务上，感测基板140、240与遮光间隙层134、234也可设置有一覆盖玻璃，以避免及保护透镜122、124、222、224、226与感测基板140、240上的感测元件152、154、252、254、256碰撞到。

综上所述，在本发明的上述实施例中，由于晶片级透镜模块与多镜头感光模块是以利用晶片级的制造技术进行制作，因此晶片级透镜模块与多镜头感光模块的整体尺寸将会大幅地被缩小。再者，由于具有不同焦距的透镜先形成同一透光基板上再进行切割而成，因此可一次地形成晶片级透镜模块，而无须分别切割不同焦距的透镜后再将这些透镜进行组立。因此，采用上述制作方式将可有效地而将晶片级透镜模块与多镜头感光模块的体积微型化并同时降低成本与步骤。

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。

Claims (10)

1.一种晶片级透镜模块的制作方法，依序包括：

提供一透光基板；

在该透光基板的一表面上形成多个具有第一焦距的第一透镜；

在该透光基板的该表面上形成多个具有第二焦距的第二透镜，且该些第二透镜分别与对应的该些第一透镜彼此相邻，其中该第一焦距与该第二焦距不同；

覆盖一遮光间隙层于该透光基板的该表面上，其中该遮光间隙层具有多个开口，且该些开口分别暴露出该些第一透镜与该些第二透镜，且该遮光间隙层的厚度大于该第一透镜及该第二透镜的厚度；以及

切割该透光基板，以形成至少一透镜模块，其中该透镜模块具有该些第一透镜至少其一与该些第二透镜至少其一。

2.如权利要求1所述的晶片级透镜模块的制作方法，还包括：

在该透光基板的该表面上形成多个具有一第三焦距的第三透镜，且该些第三透镜分别与对应的该些第一透镜及该些第二透镜彼此相邻，其中该第一焦距、该第二焦距与该第三焦距彼此不同。

3.如权利要求2所述的晶片级透镜模块的制作方法，还包括：

覆盖的该遮光间隙层的开口还暴露出该些第三透镜。

4.一种采用上述权利要求1-3其中之一的方法而制成的晶片级透镜模块。

5.如权利要求4所述的晶片级透镜模块，还包括：

至少一第三透镜，配置于该透光基板的该表面上并具有第三焦距，其中该至少一第三透镜与对应的该至少一第一透镜及该至少一第二透镜彼此相邻，且该第一焦距、该第二焦距与该第三焦距彼此不同。

6.如权利要求5所述的晶片级透镜模块，该遮光间隙层的开口还暴露出该至少一第三透镜。

7.一种晶片级多镜头感光模块的制作方法，包括：

提供一透光基板；

在该透光基板的一表面上形成多个具有第一焦距的第一透镜；

在该透光基板的该表面上形成多个具有第二焦距的第二透镜，且该些第二透镜分别与对应的该些第一透镜彼此相邻，其中该第一焦距与该第二焦距不同；

覆盖一遮光间隙层于该透光基板的该表面上，其中该遮光间隙层具有多个开口，且该些开口分别暴露出该些第一透镜与该些第二透镜，且该遮光间隙层的厚度大于该第一透镜及该第二透镜的厚度；

切割该透光基板，以形成至少一透镜模块，其中该透镜模块具有该些第一透镜至少其一与该些第二透镜至少其一；

提供一具有多个感光元件的感测基板并将该感测基板与该透镜模块连接，以形成一多镜头感光模块，其中该些感光元件各自对应该些第一透镜至少其一与该些第二透镜至少其一。

8.一种如权利要求7所述的制作方法而制成的晶片级多镜头感光模块。

9.如权利要求8所述的晶片级多镜头感光模块，还包括：

至少一第三透镜，配置于该透光基板的该表面上并具有一第三焦距，其中该至少一第三透镜与对应的该至少一第一透镜及该至少一第二透镜彼此相邻，且该第一焦距、该第二焦距与该第三焦距彼此不同。

10.如权利要求9所述的晶片级多镜头感光模块，该遮光间隙层的开口还暴露出该至少一第三透镜。