TWI417594B - 晶圓級鏡頭模組及其製造方法 - Google Patents

Description

晶圓級鏡頭模組及其製造方法

本發明涉及一種鏡頭模組，尤其涉及一種晶圓級(wafer level)鏡頭模組及其製造方法。

一般之鏡頭模組主要包括鏡片組、容納鏡片組之鏡筒、影像感測器和鏡座，影像感測器設置於鏡座內，鏡座容納可旋轉之鏡筒。當鏡片組成像於影像感測器上時，由旋轉鏡筒以改變鏡片組與影像感測器之間距，進而使光線聚焦於影像感測器上。惟，該鏡頭模組一般體積較大。

科技迅速發展，市場上出現一種晶圓級鏡頭模組，其包括影像感測器、鏡片組及調整二者距離之間隔體，鏡片組、間隔體和影像感測器呈堆疊方式相互貼合，使得光線經鏡片組成像於影像感測器上。該鏡片組和影像感測器均採用積體電路工藝製造，因此，鏡頭模組具有較小之體積，使得其可應用於手機等小型電子設備上。

惟，由於晶圓級鏡頭模組之體積較小，於不增加體積之前提下，晶圓級鏡頭模組難以用微機電系統(Micro-Electro-Mechanism System,MEMS)或者音圈馬達(Voice coil motor,VCM)等外 加機構，使得鏡片組發生位移從而進行對焦。

有鑒於此，有必要提供一種不增加體積可實現對焦功能之晶圓級鏡頭模組及其製造方法。

一種晶圓級鏡頭模組，其包括影像感測器、鏡片組和壓電調整件，該壓電調整件疊加於該影像感測器上，該鏡片組疊加於該壓電調整件上且與該壓電調整件直接接觸，該壓電調整件具有平行該鏡片組光軸方向之形變量，該壓電調整件用來調整該影像感測器和該鏡片組之間之距離。

一種晶圓級鏡頭模組之製造方法，其包括：採用晶圓級製程於晶圓上形成影像感測器；於影像感測器上設置第一電極；於第一電極上形成由壓電材料製成之中空本體；於本體上設置第二電極，第二電極之極性與第一電極相反；將採用晶圓級製程形成之鏡片組貼合於第二電極上，光線經過鏡片組成像於影像感測器上。

本實施例之晶圓級鏡頭模組之壓電調整件於通電狀態下具有機械形變量，該機械形變量使得鏡片組和影像感測器之間距發生變化，壓電調整件直接與鏡片組相貼合，不增加鏡頭模組之體積，可使得光線正確聚焦於影像感測器上。

10‧‧‧晶圓級鏡頭模組

11‧‧‧鏡片組

12‧‧‧影像感測器

13‧‧‧壓電調整件

14‧‧‧玻璃板

111‧‧‧第一鏡片

112‧‧‧第二鏡片

113‧‧‧間隔體

131‧‧‧本體

132‧‧‧正極

133‧‧‧負極

圖1係本發明實施例晶圓級鏡頭模組之示意圖。

下面將結合附圖，對本發明作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施例提供之晶圓級鏡頭模組10包括鏡片組11、影像感測器12、壓電調整件13和玻璃板14。

壓電調整件13位於鏡片組11和影像感測器12之間以調整二者之間距，玻璃板14覆蓋於影像感測器12上，其主要用以保護影像感測器12免於受到外界污染及水氣侵入。壓電調整件13直接貼合於鏡片組11和影像感測器12上。

鏡片組11採用晶圓級製程於晶圓上製造而成，其包括第一鏡片111、第二鏡片112和間隔體113，間隔體113用來將第一鏡片111和第二鏡片112隔開一定距離。

影像感測器12採用晶圓級製程於晶圓上製造而成，其為電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或者互補金屬氧化物半導體元件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)。

壓電調整件13包括本體131、設置於本體131上之正極132和負極133。本體131為圓柱形狀。正極132和負極133分別設置於本體131之相對之兩端。本體131具有平行鏡頭模組10光軸L之形變量，其材料為壓電晶體或者壓電陶瓷。其中，壓電晶體包括石英晶體、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦、鈮酸鋰或鉭酸鋰，壓電陶瓷包括鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、改性鋯鈦酸鉛、偏鈮酸鉛、鈮酸鉛鋇鋰或改性鈦酸鉛。

本體131之機械形變與施加其上之電場強度E成正比例關係，可用下述簡單公式表示本體131之機械形變量與電場強度E之比例關係 ：S=dE，S為本體131於某一電場強度E時之形變量，d為本體131之壓電常數。由上述公式可知：如果要使本體131發生一定之形變S時，可施加電場強度E為S/d之電場。

當給本體131施加一個與極化方向相同(或相反)之電場時，由於電場方向與極化方向相同(或相反)，起著極化強度增大(或減小)之作用，使本體131引起沿極化方向增長(或縮短)之機械形變。

於正極132和負極133上施加電場，使得本體131平行光軸L方向之長度發生變化，本體131長度之變化使得壓電調整件13產生機械形變量，該形變量使得鏡片組11和影像感測器12之間距發生變化，壓電調整件13直接與鏡片組11相貼合，不增加鏡頭模組10之體積，可使得光線聚焦於影像感測器12上。

於製造晶圓級鏡頭模組10之過程中，首先，採用晶圓級製程於晶圓上形成複數影像感測器12，於影像感測器12上覆蓋玻璃板14，然後於玻璃板14上沈積金屬層作為負極133，然後將由壓電材料製成之中空圓柱形本體131堆疊於負極133上，於本體131上沈積金屬層作為正極132，最後將採用晶圓級製程形成之鏡片組11貼合於正極132上，從而形成複數晶圓級鏡頭模組10，將其切割形成單個之晶圓級鏡頭模組10。

當然，也可將金屬片貼於影像感測器12和本體131上作為負極133和正極132；或者將製作完成之壓電調整件13疊加於影像感測器12上。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧晶圓級鏡頭模組

11‧‧‧鏡片組

12‧‧‧影像感測器

13‧‧‧壓電調整件

14‧‧‧玻璃板

111‧‧‧第一鏡片

112‧‧‧第二鏡片

113‧‧‧間隔體

131‧‧‧本體

132‧‧‧正極

133‧‧‧負極

Claims (10)

1. 一種晶圓級鏡頭模組，包括影像感測器和鏡片組，其改進在於：該晶圓級鏡頭模組進一步包括疊加於該影像感測器上之壓電調整件，該鏡片組疊加於該壓電調整件上且與該壓電調整件直接接觸，該壓電調整件具有平行該鏡片組光軸之形變量，該壓電調整件用來調整該影像感測器和該鏡片組之間距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級鏡頭模組，其中：該壓電調整件包括中空圓柱形之本體和設置於該本體兩端之電極。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓級鏡頭模組，其中：該本體之材料為壓電晶體或者壓電陶瓷。
4. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓級鏡頭模組，其中：該壓電晶體包括石英晶體、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦、鈮酸鋰或鉭酸鋰。
5. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓級鏡頭模組，其中：該壓電陶瓷包括鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、改性鋯鈦酸鉛、偏鈮酸鉛、鈮酸鉛鋇鋰或改性鈦酸鉛。
6. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述之晶圓級鏡頭模組，其中：該影像感測器與該壓電調整件之間具有玻璃板。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓級鏡頭模組，其中：該影像感測器為電荷耦合元件或互補金屬氧化物半導體元件。
8. 一種晶圓級鏡頭模組之製造方法，其包括：採用晶圓級製程於晶圓上形成影像感測器；於影像感測器上設置第一電極； 於第一電極上形成由壓電材料製成之中空本體；於本體上設置第二電極，第二電極之極性與第一電極相反；將採用晶圓級製程形成之鏡片組貼合於第二電極上，光線經過鏡片組成像於影像感測器上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓級鏡頭模組之製造方法，其中：在該於影像感測器和本體上分別沈積金屬層作為第一電極和第二電極。
10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓級鏡頭模組之製造方法，其中：該晶圓級鏡頭模組之製造方法進一步包括於影像感測器上覆蓋玻璃板，然後於玻璃板上沈積金屬層作為第一電極。