TWI422868B - 晶圓級光學透鏡及其相關形成方法 - Google Patents

Description

晶圓級光學透鏡及其相關形成方法

本發明係有關一種晶圓級光學透鏡及其相關形成方法，尤指一種透過將黏附材質填補在兩光學元件之間的介電插塞中或者兩墊片之間的介電插塞中的晶圓級光學透鏡及其相關形成方法，來提升光學元件之間的黏著力。

隨著光學技術的演進，影像擷取裝置的使用率越來越普遍，除了數位相機以及手機等行動裝置之外，個人數位助理(PDA)、筆記型電腦通常也會具備影像擷取功能。

光學透鏡是影像擷取裝置中最重要的元件之一，目前在製造晶圓級的光學透鏡時，通常會利用將黏著劑(glue)塗佈在光學元件之間以黏合這些光學元件。然而，由於在光學透鏡的製程中常需要提高溫度及/或溼度來進行品質測試，因此常會導致光學透鏡上的光學元件在品質測試中因為溫度或者溼度的因素而脫落。

因此，如何提升光學元件之間的黏著力，亦是本設計領域的重要考量之一。

因此，本發明的目的之一在於提出一種晶圓級光學透鏡及其相關形成方法，以解決上述之問題。

本發明係揭露一種晶圓級光學透鏡。晶圓級光學透鏡包含：一第一光學元件、一第二光學元件、一第一墊片以及一黏附材質。第一墊片包含有至少一第一介電插塞貫穿該第一墊片，其中該第一光學元件以及該第二光學元件係分隔於該第一墊片之兩側。黏附材質係塗佈在該第一光學元件與該第一墊片之間、並塗佈在該第一墊片與該第二光學元件之間，且其係填補在該第一介電插塞的至少一部分之中。第一光學元件可為一光圈、一透鏡板或者一影像感測器；第二光學元件亦可為一光圈、一透鏡板或者一影像感測器。

本發明另揭露一種晶圓級光學透鏡。晶圓級光學透鏡包含：一第一墊片、一第二墊片、一光學元件以及一黏附材質。光學元件係位於該第一墊片以及該第二墊片之間，其中該光學元件另包含至少一介電插塞貫穿該光學元件。黏附材質係塗佈在該第一墊片與該光學元件之間、並塗佈在該光學元件與該第二墊片之間，且其係填補在該介電插塞的至少一部分之中。

本發明另揭露一種形成一晶圓級光學透鏡之方法。該方法包含以下步驟：提供一第一光學元件以及一第二光學元件；將一第一墊片***該第一光學元件以及該第二光學元件之間，以使該第一光學元件以及該第二光學元件分隔於該第一墊片之兩側；將至少一第一介電插塞設置於該第一墊片之中，其中該第一介電插塞係貫穿該第一墊片；以及將一黏附材質塗佈在該第一光學元件與該第一墊片之間以黏合該第一光學元件與該第一墊片，並將該黏附材質塗佈在該第一墊片與該第二光學元件之間以黏合該第一墊片與該第二光學元件，其中該黏附材質係填補在該第一介電插塞的至少一部分之中。

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。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體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。

第1圖為本發明一晶圓級光學透鏡100的結構之第一實施例的剖面圖。晶圓級光學透鏡100包含有(但不侷限於)複數個光學元件120～150、複數個墊片(spacer)160～180以及至少一介電插塞190。如第1圖所示，複數個光學元件包含有一影像感測器120、一第一透鏡板130、一第二透鏡板140以及一光圈(diaphragm)150，且該些光學元件120～150係分別由第一墊片160、第二墊片170以及第三墊片來隔離。舉例來說，影像感測器120以及第一透鏡板130係分隔於第一墊片160之兩側；第一透鏡板130以及第二透鏡板140係分隔於第二墊片170之兩側；而第二透鏡板140以及光圈150係分隔於第三墊片180之兩側。值得注意的是，於本實施例中，第一墊片160、第二墊片170以及第三墊片180各包含有至少一介電插塞190貫穿這些墊片160～180。換句話說，位在兩個光學元件之間用來隔離此兩個光學元件之任一墊片(例如：160～180)可包含有至少一介電插塞190貫穿其中。

另外，一黏附材質(圖未示出)係塗佈在任一光學元件120～150與任一墊片160～170之間，且其係填補在介電插塞190的至少一部分之中。舉例來說，該黏附材質係塗佈在影像感測器120與第一墊片160之間以黏合影像感測器120與第一墊片160，以此類推。如此一來，可透過將該黏附材質填補在任兩個光學元件之間的介電插塞190之中，來提升該兩個光學元件之間的黏著力。

請注意，上述之晶圓級光學透鏡100可為一微型相機模組(compact camera module，CCM)，但此並非本發明之限制條件。且晶圓級光學透鏡100係可設置於一影像擷取裝置中，但本發明並不侷限於此。此外，介電插塞190的位置、大小以及數量並不侷限。也就是說，在不違背本發明之精神下，介電插塞190的位置、大小以及數量之各種變化皆是可行的，皆應隸屬於本發明所涵蓋之範圍。

於一實施例中，該黏附材質可包含環氧樹脂(Epoxy Resin)，但本發明並不侷限於此，亦可採用其他材質來黏合晶圓級光學透鏡100中的各個光學元件以及各個墊片。再者，本發明中所提及之光學元件的種類並不侷限。

第2圖為本發明一晶圓級光學透鏡200的結構之第二實施例的剖面圖。如第2圖所示，晶圓級光學透鏡200的結構係與第1圖所示之晶圓級光學透鏡100的結構類似。於本實施例中，晶圓級光學透鏡200包含有複數個光學元件120～150、複數個墊片160～180以及至少一介電插塞290，且該些光學元件120～150係分別由第一墊片160、第二墊片170以及第三墊片來隔離。值得注意的是，於本實施例中，第一透鏡板130以及第二透鏡板140各包含至少一介電插塞290貫穿這些透鏡板130、140。換句話說，位在兩個墊片之間的任一光學元件(例如：130、140)可包含有至少一介電插塞290貫穿其中。另外，該黏附材質(圖未示出)係塗佈在任一光學元件120～150與任一墊片160～170之間，且其係填補在介電插塞290的至少一部分之中。如此一來，可透過將該黏附材質填補在任兩個墊片之間的介電插塞290之中，來提升彼此之間的黏著力。

第3圖為本發明一晶圓級光學透鏡300的結構之第三實施例的剖面圖。如第3圖所示，晶圓級光學透鏡300的結構係與第1圖所示之晶圓級光學透鏡100或者第2圖所示之晶圓級光學透鏡200的結構類似，且晶圓級光學透鏡300係為將晶圓級光學透鏡100與晶圓級光學透鏡200合併之後所得到的實施例。於本實施例中，晶圓級光學透鏡300包含有複數個光學元件120~150、複數個墊片160~180、至少一介電插塞190以及至少一介電插塞290。值得注意的是，第一墊片160第二墊片170以及第三墊片180各包含有至少一介電插塞190貫穿這些墊片160~180，且第一透鏡板130以及第二透鏡板140各包含至少一介電插塞290貫穿這些透鏡板130、140。換句話說，位在兩個墊片之間的任一光學元件(例如：130、140)可包含有至少一介電插塞290貫穿其中，且位在兩個光學元件之間用來隔離此兩個光學元件之任一墊片(例如：160~180)亦可包含有至少一介電插塞190貫穿其中。

以上實施例僅為用來描述本發明可行之實施例，並非本發明之限制條件。孰知此項技藝者應可瞭解，在不違背本發明之精神下，第1圖至第3圖中的晶圓級光學透鏡100~300之各式各樣變化皆是可行的。

第4圖為本發明形成一晶圓級光學透鏡之方法之一操作範例的流程圖，其包含(但不侷限於)以下的步驟(請注意，假若可獲得實 質上相同的結果，則這些步驟並不一定要遵照第4圖所示的執行次序來執行)：步驟402：開始。

步驟404：提供第一光學元件以及第二光學元件。

步驟406：將至少一第一介電插塞設置於第一墊片之中，其中第一介電插塞係貫穿第一墊片。

步驟408：將第一墊片***第一光學元件以及第二光學元件之間，以使第一光學元件以及第二光學元件分隔於第一墊片之兩側。

步驟410：將一黏附材質塗佈在第一光學元件與第一墊片之間以黏合第一光學元件與第一墊片，並將該黏附材質塗佈在第一墊片與第二光學元件之間以黏合第一墊片與第二光學元件，其中黏附材質係填補在第一介電插塞的至少一部分之中。

請搭配第4圖所示之各步驟以及第1圖所示之各元件即可了解如何製作一個晶圓級光學透鏡(例如：100)的相關步驟。為簡潔起見，關於第4圖所示之各步驟的相關運作於此不再贅述。

第5圖為本發明形成一晶圓級光學透鏡之方法之另一操作範例的流程圖，該方法包含有(但不侷限於)以下步驟：步驟502：開始。

步驟504：提供第一墊片、光學元件以及第二墊片。

步驟506：將光學元件設置在第一墊片以及第二墊片之間。

步驟508：將至少一第二介電插塞設置於光學元件之中，其中第二介電插塞係貫穿光學元件。

步驟510：將一黏附材質塗佈在第一墊片與光學元件之間以黏合第一墊片與光學元件，並將該黏附材質塗佈在光學元件與第二墊片之間以黏合光學元件與第二墊片，其中黏附材質係填補在第二介電插塞的至少一部分之中。

請搭配第5圖所示之各步驟以及第2圖所示之各元件即可了解如何製作一個晶圓級光學透鏡(例如：200)的相關步驟。為簡潔起見，關於第5圖所示之各步驟的相關運作於此不再贅述。

請注意，上述各流程之步驟僅為本發明所舉可行的實施例，並非限制本發明的限制條件，且在不違背本發明之精神的情況下，該些方法可另包含其它的中間步驟或者可將幾個步驟合併成單一步驟，以做適當之變化。熟知此項技藝者應可了解，該些方法之各種變化皆是可行的。舉例而言，可將第4圖中的各步驟與第5圖中的各步驟合併來形成一個新的變化實施例。

以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。由上可知，本發明提供一種晶圓級光學透鏡及其相關形成方法。透過將一黏附材質填補在任兩個光學元件之間的介電插塞190及/或任兩個墊片之間的介電插塞290之中，可以提升彼此之間的黏著力。如此一來，此晶圓級光學透鏡便可成功通過在製程中的品質測試。此外，由於本發明所揭露之晶圓級光學透鏡設計簡單且其製作容易，因此並不會增加額外的製造成本。

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、200、300．．．晶圓級光學透鏡

120．．．影像感測器

130．．．第一透鏡板

140‧‧‧第二透鏡板

150‧‧‧光圈

160~180‧‧‧墊片

190、290‧‧‧介電插塞

402~410、502~510‧‧‧步驟

第1圖為本發明一晶圓級光學透鏡的結構之第一實施例的剖面圖。

第2圖為本發明一晶圓級光學透鏡的結構之第二實施例的剖面圖。

第3圖為本發明一晶圓級光學透鏡的結構之第三實施例的剖面圖。

第4圖為本發明形成一晶圓級光學透鏡之方法之一操作範例的流程圖。

第5圖為本發明形成一晶圓級光學透鏡之方法之另一操作範例的流程圖。

100．．．晶圓級光學透鏡

120．．．影像感測器

130．．．第一透鏡板

140．．．第二透鏡板

150．．．光圈

160～180．．．墊片

190．．．介電插塞

Claims (15)

1. 一種晶圓級光學透鏡(optical lens on wafer level)，包含有：一第一光學元件；一第二光學元件；一第一墊片(spacer)，包含有至少一第一介電插塞(via plug)貫穿該第一墊片，其中該第一光學元件以及該第二光學元件係分隔於該第一墊片之兩側；以及一黏附材質，塗佈在該第一光學元件與該第一墊片之間、並塗佈在該第一墊片與該第二光學元件之間，且其係填補在該第一介電插塞的至少一部分之中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學透鏡，其另包含：一第三光學元件；以及一第二墊片，其中該第二光學元件以及該第三光學元件係分隔於該第二墊片之兩側；其中，該第二光學元件係位於該第一墊片以及該第二墊片之間，且其另包含至少一第二介電插塞貫穿該第二光學元件；其中，該黏附材質另塗佈在該第二光學元件與該第二墊片之間，且其係填補在該第二介電插塞的至少一部分之中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學透鏡，其中該第一光學元件包含一光圈(diaphragm)、一透鏡板(lens plate)或者一影 像感測器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學透鏡，其係為一微型相機模組(compact camera module，CCM)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級光學透鏡，其中該晶圓級光學透鏡係設置於一影像擷取裝置中。
6. 一種晶圓級光學透鏡，包含有：一第一墊片；一第二墊片；一光學元件，位於該第一墊片以及該第二墊片之間，其中該光學元件另包含至少一介電插塞貫穿該光學元件；以及一黏附材質，塗佈在該第一墊片與該光學元件之間、並塗佈在該光學元件與該第二墊片之間，且其係填補在該介電插塞的至少一部分之中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓級光學透鏡，其中該光學元件包含一透鏡板。
8. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓級光學透鏡，其係為一微型相機模組。
9. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓級光學透鏡，其中該晶圓級光學透鏡係設置於一影像擷取裝置中。
10. 一種形成一晶圓級光學透鏡之方法，包含以下步驟：提供一第一光學元件以及一第二光學元件；將至少一第一介電插塞設置於一第一墊片之中，其中該第一介電插塞係貫穿該第一墊片；將該第一墊片***該第一光學元件以及該第二光學元件之間，以使該第一光學元件以及該第二光學元件分隔於該第一墊片之兩側；以及將一黏附材質塗佈在該第一光學元件與該第一墊片之間以黏合該第一光學元件與該第一墊片，並將該黏附材質塗佈在該第一墊片與該第二光學元件之間以黏合該第一墊片與該第二光學元件，其中該黏附材質係填補在該第一介電插塞的至少一部分之中。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其另包含：提供一第三光學元件；將一第二墊片***該第二光學元件以及該第三光學元件之間，以使該第二光學元件以及該第三光學元件分隔於該第二墊片之兩側；將至少一第二介電插塞設置於該第二光學元件之中，其中該第二介電插塞係貫穿該第二光學元件；以及 將該黏附材質塗佈在該第二光學元件與該第二墊片之間以黏合該第二光學元件與該第二墊片，其中該黏附材質係填補在該第二介電插塞的至少一部分之中。
12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第一光學元件包含一光圈、一透鏡板或者一影像感測器。
13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二光學元件包含一光圈、一透鏡板或者一影像感測器。
14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該晶圓級光學透鏡係為一微型相機模組。
15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該晶圓級光學透鏡係設置於一影像擷取裝置中。