CN103066080B - 光感测模组的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种光感测模组的制作方法，包括以下步骤。提供一透镜模组与一透镜架。然后，将透镜模组配置于透镜架内。继之，量测位于透镜架内的透镜模组的有效焦距，以得到一量测结果。最后，依据上述的量测结果决定一光感测器与透镜模组的相对位置，并将光感测器与透镜模组固定于透镜架上。

Description

光感测模组的制作方法

【技术领域】

本发明是有关于一种光学模组的制作方法，且特别是有关于一种光感测模组的制作方法。

【背景技术】

随着电子产品的模组微型化与低价化的趋势，晶圆级模组(waferlevelmodule，WLM)技术的出现备受关注。晶圆级模组的技术可将电子产品利用晶圆级的制造技术，以将电子产品的体积微型化并降低成本。举例来说，将晶圆级模组的技术应用于制作镜头模组上，能使镜头模组的体积远小于传统的镜头模组的体积，进而便于应用在例如笔记本电脑、手机等电子装置的相机模组上。

常见的晶圆级光感测模组包括镜头模组与配置在镜头模组上的光感测器。一般而言，习知技艺者会先将完成的光感测模组固定于透镜架内，接着再对镜头模组进行有效焦距的量测，以确定镜头模组的有效焦距是否符合预定值。然而，由于此时镜头模组已制作完成且以固定于透镜架内，故光感测器常因无法调整而使得其所侦测到的影像是模糊不轻的。因此，一旦镜头模组的有效焦距与预定值不符时，光感测模组便会因此直接报废。由此可知，传统制作晶圆级光感测模组的方法容易有良率低落以及成本浪费的缺点。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种光感测模组的制作方法，其可有效提升产品良率，而能节省制作成本。

本发明提出一种光感测模组的制作方法，包括以下步骤。提供一透镜模组与一透镜架。然后，将透镜模组配置于透镜架内。继之，量测位于透镜架内的透镜模组的有效焦距，以得到一量测结果。最后，依据上述的量测结果决定一光感测器与透镜模组的相对位置，并将光感测器与透镜模组固定于透镜架上。

在本发明的一实施例中，上述的依据量测结果决定光感测器与透镜模组的相对位置包括：移动光感测器位于透镜架的位置。

在本发明的一实施例中，上述的透镜架具有一开孔。

在本发明的一实施例中，上述的透镜架的材质为塑胶或金属。

在本发明的一实施例中，上述的透镜架为一挡光杯。

在本发明的一实施例中，上述的透镜模组包括多个透镜层与一第一间隔层，且第一间隔层配置于这些透镜层之间。

在本发明的一实施例中，每一透镜层包括一透光基板与一光学元件。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隔层具有一厚度，以使不同透镜层的光学元件彼此维持一间距。

在本发明的一实施例中，上述的透光基板与光学元件的形成方式为一体成型或各自成型。

在本发明的一实施例中，上述的透镜模组更包括一第二间隔层。第二间隔层配置于透镜层上相对第一间隔层的一侧。

在本发明的一实施例中，上述的透镜模组更包括一第三间隔层。第三间隔层配置于透镜层上相对第二间隔层的一侧。

在本发明的一实施例中，上述的第一间隔层、第二间隔层与第三间隔层分别具有一贯孔，以暴露上述的光学元件。

在本发明的一实施例中，上述的光感测器为互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，CMOS)光感测器或电荷耦合元件(chargecoupleddevices，CCDs)。

基于上述，本发明的制作光感测模组的方法是于光感测器模组完成前先量测透镜模组位于透镜架内的有效焦距，再依据量测结果调整光感测器与透镜模组的相对位置，并将光感测器与透镜模组固定于透镜架上。因此，能确保光感测器位于透镜模组的有效焦距上，从而能侦测到清楚的影像。如此一来，将能提升光感测模组的良率与节省制作成本。

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，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1A至图1E为本发明一实施例的光感测模组的制作流程剖面示意图。

图2为图1A的透镜架的立体示意图。

图3为图1A的透镜模组未切割前的部份剖面示意图。

100：透镜模组

200：透镜架

300：光感测器

400：光感测模组

110：透镜层

112：透光基板

114、114a、114a’、114a”、114b：光学元件

120、130、140：间隔层

150：测试图

152：条纹

150’：测试图成像

152：条纹成像

210：透镜架的上缘

310：光感测层

320：基板

322：锡球

OP1、OP3、OP4：贯孔

OP2：开孔

H1～H5：厚度

G：间距

C1、C2：轴心

【具体实施方式】

图1A至图1E绘示本发明一实施例的光感测模组的制作方法示意图。首先，请参照图1A，提供透镜模组100与透镜架200。在本实施例中，透镜模组100包括多个透镜层110与一间隔层120，且间隔层120配置于透镜层110之间。亦即，透镜层110透过间隔层120彼此连接。

详细而言，每一透镜层110包括透光基板112与光学元件114。在本实施例中，透光基板112例如是玻璃基板，而光学元件114例如为透镜，且例如为凸透镜。然而，在其他未绘示的实施例中，光学元件114也可采用凹透镜的设计，此部分端视使用者的需求与设计而定，本发明并不受限于此。另外，本实施例的透镜模组100系利用晶圆级的制造技术所制作，且透光基板112与光学元件114的形成方式为一体成型或各自成型。如图1A所示，不同透镜层110的光学元件114a与光学元件114b彼此对应配置。详言之，光学元件114a的轴心C1例如对应光学元件114b的轴心C2配置。

另外，间隔层120具有贯孔OP1以暴露光学元件114，其中间隔层120的材质可采用透光或不易透光的材质。除此之外，间隔层120具有厚度H1，以使不同透镜层110的光学元件114维持间距G。如此一来，便能避免不同层的光学元件114的彼此接触而影响成像品质。进一步而言，间隔层120于不同透镜层110间所保持的间距G主要是用来配合光学元件114a与光学元件114b所产生的焦距的距离，并可避免光学元件114a、114b互相碰撞，其中间距G大于或等于0。换言之，间隔层120的厚度H1需视光学元件114a与光学元件114b所需的焦距以及使用者的设计需求而定。

另一方面，如图1A右边所示，透镜架200具有开孔OP2，其中图2为图1A的透镜架200的立体示意图，且图1A为图2的透镜架200沿I-I’剖面线的剖面示意图。请同时参照图1A与图2，在本实施例中，透镜架200的材质为塑胶，且例如是利用塑胶射出成型(plasticinjectionmolding)的方式制作，其中塑胶的颜色例如为黑色。或者，在其他实施例中，透镜架200的材质亦可为金属。另外，本实施例的透镜架200例如为挡光杯，其用以阻挡环境的杂讯光。

接着，请参照图1B，将透镜模组100配置于透镜架200内，其中透镜架200的开孔OP2暴露光学元件114a、114b，以使光线(未绘示)能透过开孔OP2依序进入光学元件114a、114b，从而达到成像的效果。除此之外，本实施例的透镜模组100更包括间隔层130。间隔层130配置于透镜层110上相对间隔层120的一侧，且间隔层130具有贯孔OP3，以暴露光学元件114a。同样地，间隔层130具有厚度H2，厚度H2可保护光学元件114a，以避免光学元件114a触碰到透镜架200的上缘210。另外，间隔层130的材质可采用透光或不易透光的材质。

除此之外，本实施例的透镜模组100还可包括间隔层140。其中间隔层140配置于透镜层110上相对间隔层130的一侧，且间隔层140具有贯孔OP4，以暴露光学元件114b。另外，间隔层140具有厚度H3，故在本实施例中，藉由在透镜层110上配置间隔层140，可避免后端光学元件(例如光感测器)与光学元件114b的触碰，从而能提升成像品质。类似地，间隔层140的材质可采用透光或不易透光的材质。

应注意的是，在本实施例中，透镜层110的个数与间隔层120的个数相关，且透镜层110与间隔层120的个数取决于透镜模组100所需的焦距。详细而言，图1A与图1B虽是以两层透镜层110与一层间隔层120为例，然而在其他实施例中，基于本实施例所传达的概念，透镜层110也可以采用三层以上的结构，且间隔层120亦可以搭配透镜层110采用两层以上的结构。其中前述的间隔层120系分别配置这些透镜层110之间，亦即，每相邻的两个透镜层110之间便配置有一个间隔层120。换言之，透镜层110与间隔层120的个数需视透镜模组100所需的焦距以及使用者的设计需求而定，本发明并不受限于此。

接着，请参照图1C，量测位于透镜架200内的透镜模组100的有效焦距，以得到一量测结果，其中量测有效焦距的方式例如是执行调变转换函数(modulationtransferfunction，MTF)测试。详细来说，如图1C所示，透镜模组100的物侧(位于开孔OP2之处)会放置测试图150。接着，再于透镜模组100的像侧侦测成像150’是否清晰，进而判断透镜模组100的有效焦距位于何处。其中图片150例如包括多条黑白相间的条纹152，且后端通常会有一读取装置(例如扫描器)来接收成像150’以判断黑白条纹成像152’的数目，进而获取MTF值。通常MTF值越高，表示黑白的辨识能力越高，亦即成像150’越清晰，反之则表示黑白的辨识能力越低，亦即成像150’越不清晰。

再来，请参照图1D，依据上述的量测结果调整并决定光感测器300与透镜模组100的相对位置。在本实施例中，光感测器300例如包括光感测层310与基板320，且基板320上配置有多个锡球，以方便光感测器300与后端元件的电性连接。最后，如图1E所示，依据上述调整结果将光感测器300与透镜模组100固定于透镜架200上。在本实施例中，透镜模组100与光感测器300例如可利用粘着剂(未绘示)固定在透镜架200的内壁S1上。至此，便完成光感测模组400的制作，其中光感测模组400包括透镜模组100、透镜架200与光感测器300。

应注意的是，依据上述的量测结果决定光感测器300与透镜模组100的相对位置，能补偿多个透镜层110在进行贴合时因对位不准或移位(alignmentshift)所造成的焦距误差，或光学元件114于压印过程的焦距误差。详细内容描述如下。

图3为图1A的透镜模组100未切割前的部份剖面示意图。请同时参照图1A与图3，详细而言，图1A的透镜模组100的制作系在切割前利用晶圆级的制造技术，先在第一个透光基板112上形成多个光学元件114a，其中光学元件114a例如是透过压印的方式制作。接着，待所有透镜层110上的光学元件114a与114b皆制作完毕，且间隔层120、130、140配置好后，再依据光学元件114a与114b位置进行切割，以获得图1A的单一的透镜模组100。然而，如图3所示，透过压印的方式制作光学元件114a，经常会使靠近透光基板112中央的光学元件114a’的厚度H4比靠近透光基板112边缘的光学元件114a”的厚度H5来得大，从而导致同一片透光基板112上的光学元件114a具有不同的焦距。因此，如本实施例的图1C所示，在将光感测器300与透镜模组100进行组装前，先针对各个切割后的透镜模组100的有效焦距进行量测，再依据量测结果决定光感测器300相对于透镜模组100的位置，便能补偿光学元件114a或114b的制程公差。如此一来，便能提升产品良率与节省制作成本。

须特别说明的是，由于当透镜层110数目越多时，图1A的光学元件114(例如光学元件114a与114b)因组装时轴心C1、C2未对准所造成的公差将会影响透镜模组100的焦距更甚，因此若能在完成图1E的光感测模组300前，先量测图1C的透镜模组100的有效焦距，再依据量测结果调整光感测器300位于透镜架200的位置，便能补偿透镜模组100因组装公差所导致失焦或焦距与预定值不合的问题。由上述可知，当透镜层110越多时，本实施例的透镜模组100的制作方法用以避免失焦或公差造成产品报废的效果将更为显著。换句话说，本实施例藉由先对透镜架200内的透镜模组100进行有效焦距的量测，再依据量测结果调整光感测器300的位置，能确保有效焦距符合预定值，而不会有习知镜头模组因有效焦距与预定值不符而导致光感测模组直接报废的问题。因此，本实施例的光感测器300的制作方法能提升良率以及降低成本。

另一方面，如图1D所示，本实施例的透镜模组100虽已预先藉由配置间隔层140来避免光感测器300与光学元件114b的彼此触碰，以避免影响成像品质。然而，光感测器300与光学元件114b间的距离主要还是依据量测结果来决定。换句话说，当量测结果显示光感测器300与光学元件114b之间的距离应大于间隔层140的厚度H3才能符合透镜模组100的有效焦距的预定值时，便会调整光感测器300位于透镜架200上的位置。应注意的是，由于此时光感测器300还未组装在透镜架200上，故光感测器300的位置可被适当地调整。如此一来，光感测器300所在的位置会刚好对应透镜模组100的有效焦距的位置，从而能接收到清楚的影像。

值得一提的是，在本实施例中，依据量测结果决定光感测器300相对于透镜模组100的位置，虽是藉由调整光感测器300位于透镜架200上的位置来达成，然而本发名并不限于此。亦即，不限于先将透镜模组100固定在透镜架200内，再调整光感测器300的位置。详细来说，光感测器300与透镜模组100位于透镜架200内的相对位置是可藉由调整光感测器300与透镜模组100中的至少其中之一来达成。除此之外，图1E的光感测器300虽是配置于在靠近透镜架200的边缘处，然而光感测器300亦可配置在透镜架200内或透镜架200的边缘上。换句话说，光感测器300的位置需视透镜模组100的有效焦距的量测结果而有所不同，本发明并不受限于图1E。

综上所述，本发明的制作光感测模组的方法系于光感测器模组完成前先量测透镜模组位于透镜架内的有效焦距，再依据量测结果调整光感测器与透镜模组的相对位置，并将光感测器与透镜模组固定于透镜架上。因此，能确保光感测器位于透镜模组的有效焦距上，从而能侦测到清楚的影像。如此一来，将能提升光感测模组的良率与节省制作成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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，故本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种光感测模组的制作方法，包括：

提供一透镜模组与一透镜架；

将该透镜模组配置于该透镜架内；

量测位于该透镜架内的该透镜模组的有效焦距，以得到一量测结果；以及

依据该量测结果决定一光感测器与该透镜模组的相对位置，并将该光感测器与该透镜模组固定于该透镜架上；

其中依据该量测结果决定该光感测器与该透镜模组的相对位置的步骤包括：移动该光感测器位于该透镜架的位置。

2.如权利要求1所述的光感测模组的制作方法，其中该透镜架具有一开孔。

3.如权利要求2所述的光感测模组的制作方法，其中该透镜架的材质为塑胶或金属。

4.如权利要求3所述的光感测模组的制作方法，其中该透镜架为一挡光杯。

5.如权利要求1所述的光感测模组的制作方法，其中该透镜模组包括多个透镜层与一第一间隔层，且该第一间隔层配置于该些透镜层之间。

6.如权利要求5所述的光感测模组的制作方法，其中每一透镜层包括一透光基板与一光学元件。

7.如权利要求6所述的光感测模组的制作方法，其中该第一间隔层具有一厚度，以使不同透镜层的光学元件彼此维持一间距。

8.如权利要求7所述的光感测模组的制作方法，其中该透光基板与该光学元件的形成方式为一体成型或各自成型。

9.如权利要求6所述的光感测模组的制作方法，其中该透镜模组还包括一第二间隔层，配置于该些透镜层上相对该第一间隔层的一侧。

10.如权利要求9所述的光感测模组的制作方法，其中该透镜模组还包括一第三间隔层，配置于该些透镜层上相对该第二间隔层的一侧。

11.如权利要求10所述的光感测模组的制作方法，其中该第一间隔层、该第二间隔层与该第三间隔层分别具有一贯孔，以暴露该些光学元件。

12.如权利要求1所述的光感测模组的制作方法，其中该光感测器为互补金属氧化物半导体光感测器或电荷耦合元件。