TWI489586B - 晶圓級裝置以及晶圓級鏡頭模組 - Google Patents

Description

晶圓級裝置以及晶圓級鏡頭模組

本發明係相關於具有彼此互相嵌合的兩晶圓的一晶圓級(wafer level)裝置，尤指一種由兩晶圓所構成的一晶圓級鏡頭，其中藉由嵌合一凹狀造型結構以及一凸狀造型結構來使該兩晶圓互相結合。

晶圓級相機模組是一種用於如手持行動裝置上相當有吸引力的技術，因為該技術可以製造出很小尺寸的相機模組，特別是和傳統的相機鏡頭相比。晶圓級鏡頭是該晶圓級相機模組之中的一種重要元件，隨著對晶圓級相機模組的像素、解析度以及其他特殊規格(例如一廣角鏡頭)的要求不斷提升，晶圓級鏡頭的複雜度也隨之大幅提高。一般來說，光學玻璃以及黏著膠(glue)會一層層地疊合起來以構成一晶圓級鏡頭模組，理論上，隨著所使用之光學玻璃的層數上升，該鏡頭模組的效果也會跟著上升。傳統上是將兩層晶圓級鏡頭用黏膠互相黏著在一起，接著再進行裁切，因此往往良率不高。

換句話說，控制玻璃元件使玻璃元件之間彼此對齊是一個有難度的問題，特別是在光學系統中對於精準度有極高的要求，而中心偏移(de-centered)的鏡頭會導致如光暈(glowing)或是銳利度(sharpness)分佈不均勻的問題。因此，需要一種創新的晶圓級鏡頭設計，其能夠避免中心偏移的問題，進而改善晶圓級鏡頭的精準度。

依據本發明的示範性實施例，提出一種藉由嵌合一凹狀造型結構以及一凸狀造型結構來使該兩晶圓級鏡頭互相結合的晶圓級裝置，以解決上述問題。

依據本發明的一示範性實施例，提出一種晶圓級裝置，該晶圓級裝置包含有一第一晶圓以及一第二晶圓。該第一晶圓具有一凹狀造型結構以及該第二晶圓，具有一凸狀造型結構，其中該第一晶圓以及該第二晶圓是藉由該凹狀造型結構以及該凸狀造型結構之嵌合而彼此相結合。

依據本發明的一示範性實施例，提出一種晶圓級鏡頭模組，該晶圓級鏡頭模組包含有一第一晶圓級鏡頭以及一第二晶圓級鏡頭。該第一晶圓級鏡頭具有一凹狀造型結構以及該第二晶圓級鏡頭，具有一凸狀造型結構，其中該第一晶圓級鏡頭以及該第二晶圓級鏡頭是藉由該凹狀造型結構以及該凸狀造型結構之嵌合而彼此相結合。

本發明所提出的晶圓級裝置以及晶圓級鏡頭模組可以輕易地使複數個晶圓或是晶圓級鏡頭彼此之間互相嵌合，進而確保複數個晶圓或是晶圓級鏡頭的光學中心落於同一垂直線上以解決上述問題，換句話說，該垂直線垂直於該複數個晶圓或是晶圓級鏡頭，且分別穿過該複數個晶圓或是晶圓級鏡頭的光學中心，該固定的中心位置 並不會因為旋轉而改變，因此旋轉該複數個晶圓或是晶圓級鏡頭當中的任一個都不會造成中心偏移(de-centering)。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領定義域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

請參考第1圖，第1圖係本發明晶圓級鏡頭模組的一示範性實施例的剖面圖。晶圓級鏡頭模組100包含有複數個晶圓級鏡頭，其包括一第一晶圓級鏡頭110以及一第二晶圓級鏡頭120。第一晶圓級鏡頭110包含有一第一黏著膠層(glue layer)112、一玻璃層114、一第二黏著膠層116、一光學鏡頭部分118以及位於第二黏著膠層116上的一凹狀造型結構(concave modeling)119。第二晶圓級鏡頭120包含有一第一黏著膠層122、一玻璃層124、一第二黏著膠層126、一光學鏡頭部分128以及位於第一黏著膠層122上的一凸狀造 型結構(convex modeling)129。第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120彼此互相結合以構成晶圓級鏡頭模組100。除此之外，第一晶圓級鏡頭110的玻璃層114的光學鏡頭部分118應該完美地對齊第二晶圓級鏡頭120的玻璃層124的光學鏡頭部分128之一中心甜蜜點(sweet center spot)，以得到最佳中心以及邊緣解析度，因此，第一晶圓級鏡頭110的第二黏著膠層116的凹狀造型結構119可以正確地和第二晶圓級鏡頭120的第一黏著膠層122的凸狀造型結構129互相嵌合。

請同時參考第1圖以及第2圖，第2圖係第1圖所示之晶圓級鏡頭模組100的外視圖。第一晶圓級鏡頭110的凹狀造型結構119係一連續圓環，該連續圓環可以用來和第二晶圓級鏡頭120的凸狀造型結構129互相嵌合，其中凸狀造型結構129也是一連續圓環。該連續圓環的設計可以確保第一晶圓級鏡頭110的光學中心和第二晶圓級鏡頭120的光學中心形成垂直於第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120的一直線，換句話說，該直線垂直於第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120且分別穿過第一晶圓級鏡頭110的光學中心和第二晶圓級鏡頭120的光學中心，而且由於第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120的幾合中心都是一固定的中心位置，該固定的中心位置並不會因為旋轉而改變，因此旋轉第一晶圓級鏡頭110與第二晶圓級鏡頭120當中的任一個都不會造成中心偏移(de-centering)。

請同時參考第1圖以及第3圖，第3圖係第1圖所示之晶圓級鏡頭模組100的另一剖面圖。如第3圖所示，第一晶圓級鏡頭110的連續圓環119的一剖面係一凹狀梯形(concave trapezoid)，而第二晶圓級鏡頭120的連續圓環129的一剖面則是一凸狀梯形(convex trapezoid)。梯形的設計可以幫助第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120更容易互相結合，而且在彼此嵌合之後不會有滑動或是位移的現象發生。請注意，凹狀圓環119以及凸狀圓環129可以使用任何可行的幾何構造(例如具有一三角形、半圓形或是矩形剖面的圓環，或是具有一半圓形的一正方形環)來使第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120互相嵌合，也就是說，任何使用一凹狀造型結構以及凸狀造型結構來使第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120彼此結合的設計都屬於本發明的範疇。

在第3圖中，凹狀圓環119的一嵌合面(contact surface)119a以及凸狀圓環129的一嵌合面129a係設計來互相嵌合，除此之外，彼此相對之一對向面119b以及一對向面129b之間設有間隙，因而能提升結合第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120的準確度。另外，固定第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120的黏著膠並不限定其種類，實際上，任何黏著膠都可以使用來固定第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭120。

請參考第4圖，第4圖為本發明晶圓級鏡頭模組的另一實施例的示意圖。晶圓級鏡頭模組400包含有複數個晶圓級鏡頭，其包括 一第二晶圓級鏡頭420以及上述第一晶圓級鏡頭110。第一晶圓級鏡頭110的凹狀造型結構119係一連續圓環，該連續圓環可以用來和第二晶圓級鏡頭420的凸狀造型結構429互相嵌合，其中凸狀造型結構429是一不連續圓環，其為第2圖的第二晶圓級鏡頭120的連續圓環129的一部分。該不連續圓環的設計亦可以確保第一晶圓級鏡頭110的光學中心和第二晶圓級鏡頭420的光學中心形成垂直於第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭420的一直線，換句話說，該直線垂直於第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭420且分別穿過第一晶圓級鏡頭110的光學中心和第二晶圓級鏡頭420的光學中心，而且由於第一晶圓級鏡頭110以及第二晶圓級鏡頭420的幾合中心都是一固定的中心位置，該固定的中心位置並不會因為旋轉而改變，因此旋轉第一晶圓級鏡頭110與第二晶圓級鏡頭420當中的任一個都不會造成中心偏移。

請參考第5圖以及第6圖，第5圖為本發明晶圓級鏡頭模組的另一實施例的示意圖，其中晶圓級鏡頭模組500的第二晶圓級鏡頭520具有不同造型之不連續圓環的一凸狀造型結構529。第6圖為本發明晶圓級鏡頭模組的另一實施例的示意圖，其中晶圓級鏡頭模組600的第二晶圓級鏡頭620具有不同造型之不連續圓環的一凸狀造型結構629。熟習此技藝或領域者在閱讀過以上關於晶圓級鏡頭模組的說明後，應可輕易地了解晶圓級鏡頭模組500以及晶圓級鏡頭模組600的細節，因此更進一步的細節在此略過以求簡潔。

請注意，凹狀造型結構以及凸狀造型結構可以使用和上述實施例相反的方式來設置(例如在第一晶圓級鏡頭110上設置一凸狀造型結構，以及在第二晶圓級鏡頭120上設置一凹狀造型結構)，且凹狀造型結構以及凸狀造型結構可以使用在任何晶圓級裝置上，以使複數個晶圓互相結合(即並不限定於晶圓級鏡頭)。另外，晶圓級鏡頭的數目並不限定於兩個。這些設計上的變化都屬於本發明的範疇。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、400、500、600‧‧‧晶圓級鏡頭模組

110‧‧‧第一晶圓級鏡頭

112、122‧‧‧第一黏著膠層

114、124‧‧‧玻璃層

116、126‧‧‧第二黏著膠層

118、128‧‧‧光學鏡頭部分

119‧‧‧凹狀造型結構

119a、129a‧‧‧嵌合面

119b、129b‧‧‧對向面

120、420、520、620‧‧‧第二晶圓級鏡頭

129、429、529、629‧‧‧凸狀造型結構

第1圖係本發明晶圓級鏡頭模組的一示範性實施例的剖面圖。

第2圖係第1圖所示之晶圓級鏡頭模組的外視圖。

第3圖係第1圖所示之晶圓級鏡頭模組的另一剖面圖。

第4圖為本發明晶圓級鏡頭模組的另一實施例的示意圖。

第5圖為本發明晶圓級鏡頭模組的另一實施例的示意圖。

第6圖為本發明晶圓級鏡頭模組的另一實施例的示意圖。

100‧‧‧晶圓級鏡頭模組

110‧‧‧第一晶圓級鏡頭

112、122‧‧‧第一黏著膠層

114、124‧‧‧玻璃層

116、126‧‧‧第二黏著膠層

118、128‧‧‧光學鏡頭部分

119‧‧‧凹狀造型結構

120‧‧‧第二晶圓級鏡頭

129‧‧‧凸狀造型結構

Claims (14)

1. 一種晶圓級裝置，包含有：一第一晶圓，其中該第一晶圓的一平面上具有一凹狀造型結構(concave modeling)；以及一第二晶圓，其中該第二晶圓的一平面上具有一凸狀造型結構(convex modeling)；其中該第一晶圓的該平面或是該第二晶圓的該平面為一黏著膠層，該第一晶圓以及該第二晶圓是藉由該凹狀造型結構以及該凸狀造型結構之嵌合而彼此相結合，並使得該第一晶圓與該第二晶圓透過該黏著膠層來彼此固定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級裝置，其中該第一晶圓之該凹狀造型結構係一連續圓環。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓級裝置，其中該第一晶圓之該連續圓環的一剖面係一凹狀梯型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級裝置，其中該第二晶圓之該凸狀造型結構係一連續圓環。
5. 如申請專利範圍第4項所述之晶圓級裝置，其中該第二晶圓之該連續圓環的一剖面係一凸狀梯型。
6. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級裝置，其中該第二晶圓之該凸狀造型結構係一不連續圓環。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓級裝置，其中該第二晶圓之該不連續圓環的一剖面係一凸狀梯型。
8. 一種晶圓級鏡頭模組，包含有：一第一晶圓級鏡頭，其中該第一晶圓級鏡頭的一平面上具有一凹狀造型結構；以及一第二晶圓級鏡頭，其中該第二晶圓級鏡頭的一平面上具有一凸狀造型結構；其中該第一晶圓級鏡頭的該平面或是該第二晶圓級鏡頭的該平面為一黏著膠層，該第一晶圓級鏡頭以及該第二晶圓級鏡頭是藉由該凹狀造型結構以及該凸狀造型結構之嵌合而彼此相結合，並使得該第一晶圓級鏡頭與該第二晶圓級鏡頭透過該黏著膠層來彼此固定。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓級鏡頭模組，其中該第一晶圓級鏡頭之該凹狀造型結構係一連續圓環。
10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓級鏡頭模組，其中該第一晶圓級鏡頭之該連續圓環的一剖面係一凹狀梯型。
11. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓級鏡頭模組，其中該第二晶圓級鏡頭之該凸狀造型結構係一連續圓環。
12. 如申請專利範圍第11項所述之晶圓級鏡頭模組，其中該第二晶圓級鏡頭之該連續圓環的一剖面係一凸狀梯型。
13. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓級鏡頭模組，其中該第二晶圓級鏡頭之該凸狀造型結構係一不連續圓環。
14. 如申請專利範圍第13項所述之晶圓級鏡頭模組，其中該第二晶圓級鏡頭之該不連續圓環的一剖面係一凸狀梯型。