TWI477820B - 晶圓級光學鏡頭結構 - Google Patents

Description

晶圓級光學鏡頭結構

本發明是有關於一種光學鏡頭結構，且特別是有關於一種晶圓級光學鏡頭結構。

隨著電子產品的模組微型化與低價化之趨勢，晶圓級模組(wafer level module,WLM)技術之出現備受關注。晶圓級模組的技術主要是利用晶圓級的製造技術，將電子產品的體積微型化並降低成本。舉例而言，當上述技術應用於製作晶圓級光學透鏡模組(wafer level optical lens modules,WLO lens modules)上時，便能使得晶圓級光學鏡頭模組在體積上較傳統的鏡頭模組來得小，進而可應用在如手機上的相機模組上。

隨著對晶圓級光學透鏡模組的光學品質的要求提高，晶圓級光學透鏡模組的形成結構亦日趨複雜，晶圓級光學透鏡模組必須包括多層不同的材料結構才能達到市場的需求。然由於不同材料的物理特性不同，不同層材料之間的應力效應往往容易造成晶圓級光學透鏡模組在製造過程中出現缺陷，而使得產品良率下 降。

本發明提供一種晶圓級光學鏡頭結構，可提昇晶圓級光學鏡頭的生產良率。

本發明的晶圓級光學鏡頭結構，包括透光基板、透鏡層以及至少一應力緩衝層。其中應力緩衝層配置於透光基板與透鏡層之間，應力緩衝層具有可圖案化的特性。

在本發明的一實施例中，上述的透鏡層包括透鏡，應力緩衝層具有對應於透鏡的開口。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓級光學鏡頭結構，更包括至少一光學層，其配置於透鏡層與應力緩衝層之間以及應力緩衝層與透光基板之間至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述的光學層具有對應於透鏡的開口。

在本發明的一實施例中，上述的應力緩衝層為框形圖案，框形圖案在透光基板上的投影區域未覆蓋到透鏡在透光基板上的投影區域。

本發明的晶圓級光學鏡頭結構，包括透光基板、透鏡層以及至少一應力緩衝層。其中透鏡層包括多個透鏡。應力緩衝層配置於透光基板與透鏡層之間，應力緩衝層具有可圖案化的特性。

在本發明的一實施例中，上述的應力緩衝層具有對應於 上述多個透鏡的多個開口。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓級光學鏡頭結構，更包括至少一光學層，其配置於透鏡層與應力緩衝層之間以及應力緩衝層與透光基板之間至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述的光學層包括相位差膜、亮度提升膜以及視角改善膜至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述的光學層具有對應於上述多個透鏡的多個開口。

在本發明的一實施例中，上述的應力緩衝層具有對應上述多個透鏡的多個框形圖案，各框形圖案在透光基板上的投影區域未覆蓋到與其對應的透鏡在透光基板上的投影區域。

在本發明的一實施例中，上述的應力緩衝層完全覆蓋透光基板。

基於上述，本發明藉由在透光基板與透鏡層間配置應力緩衝層，以減低晶圓級光學鏡頭在製造過程中出現因應力效應所造成的缺陷，進而提高晶圓級光學鏡頭的生產良率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

BS1‧‧‧透光基板

BL1、BL2、BL1'、BL2'‧‧‧應力緩衝層

LL1、LL2‧‧‧透鏡層

L1~L3、L1'~L3'、LA~LD‧‧‧透鏡

H1~H3‧‧‧開口

OL1‧‧‧光學層

圖1~圖2繪示為本發明實施例之晶圓級光學鏡頭結構的示 意圖。

圖3繪示為本發明一實施例之晶圓級光學鏡頭的俯視示意圖。

圖4~圖14繪示為本發明一實施例之晶圓級光學鏡頭結構的示意圖。

圖15~圖16繪示為本發明實施例之晶圓級光學鏡頭的俯視示意圖。

圖1繪示為本發明一實施例之晶圓級光學鏡頭結構的示意圖。請參照圖1，晶圓級光學鏡頭包括透光基板BS1、應力緩衝層BL1以及透鏡層LL1，其中透鏡層LL1包括透鏡L1，在本實施例中透鏡L1為一凸透鏡，然不以此為限。應力緩衝層BL1配置於透光基板BS1與透鏡層LL1之間，其用以緩衝透鏡層LL1與透光基板BS1間的應力效應，以減低晶圓級光學鏡頭在製造過程中出現因應力效應所造成的缺陷，例如因透鏡層LL1與透光基板BS1間晶格不匹配而產生的缺陷，進而提高晶圓級光學鏡頭的生產良率。

值得注意的是，在本實施例中，應力緩衝層BL1為完全覆蓋透光基板BS1，因此應力緩衝層BL1必須以透明的材料來實施。然由於應力緩衝層BL1具有可圖案化的特性，因此在部份實施例中應力緩衝層BL1亦可不需完全覆蓋透光基板BS1。如圖2、 圖3所示之晶圓級光學鏡頭結構的實施例，其中圖3為晶圓級光學鏡頭的俯視示意圖，請同時參照圖2與圖3。應力緩衝層BL1可具有對應於透鏡L1的開口H1，由於透鏡層LL1與透光基板BS1皆具有透明的特性，光線可由透鏡層LL1進入，經由應力緩衝層BL1'上對應於透鏡L1的開口H1，而由透光基板BS1射出，應力緩衝層BL1'並不在光線行走的光路中，因此在本實施例中應力緩衝層BL1'亦可以非透明的材料來實施。

圖4繪示為本發明另一實施例之晶圓級光學鏡頭結構的示意圖，請參照圖4。在本實施例中，晶圓級光學鏡頭相較於圖1之實施例的晶圓級光學鏡頭更包括應力緩衝層BL2以及透鏡層LL2，其中透鏡層LL2包括透鏡L1'，在本實施例中透鏡L1'為一凹透鏡，然不以此為限。應力緩衝層BL2以及透鏡層LL2位於與應力緩衝層BL1以及透鏡層LL1的不同側，亦即在透光基板BS1的另一側，應力緩衝層BL2配置於透光基板BS1與透鏡層LL2之間。

類似地，由於應力緩衝層BL2為完全覆蓋透光基板BS1，因此應力緩衝層BL2亦必須以透明的材料來實施。然應力緩衝層BL2亦與應力緩衝層BL1相同具有可圖案化的特性，因此應力緩衝層BL2亦可設計為具有與透鏡L1對應的開口H2。如圖5之本發明另一實施例之晶圓級光學鏡頭結構的示意圖所示，光線可由透鏡層LL1進入，並經由應力緩衝層BL1'、透光基板BS1、應力緩衝層BL2'，而由透鏡層LL2射出。

此外，上述實施例之應力緩衝層雖皆位於透鏡層與透光基板，然在其他實施例晶圓級光學鏡頭除了透鏡層與透光基板外，可更包括不同的光學層來提昇晶圓級光學鏡頭的光學品質，以符合實際應用的需求，光學層可例如為相位差膜、亮度提升膜以及視角改善膜等等至少其中之一。因此上述之應力緩衝層亦可能被配置在透鏡層與透光基板間的任意光學層之間。圖6與圖7繪視為本發明實施例之晶圓級光學鏡頭的實施例，如圖6與圖7所示，兩實施例之晶圓級光學鏡頭皆更包括光學層OL1，其形成於透光基板BS1上，而應力緩衝層BL1(或應力緩衝層BL1')則配置於光學層OL1與透鏡層LL1之間。

需注意的是，圖6與圖7僅為示範性的實施例，本發明並不已此為限。在其他實施例中，晶圓級光學鏡頭可包括更多層的光學層，應力緩衝層BL1(或應力緩衝層BL1')可依實際需求而位於任兩層光學層間。此外圖4與圖5實施例之光學層OL1具有對應於透鏡L1的開口H3，然在其他實施例中光學層OL1亦可能完全覆蓋透光基板BS1。

另外，在部份實施例中，應力緩衝層的圖案並不限定於上述完全覆蓋透光基板BS1或具有對應透鏡L1的開口等實施態樣。應力緩衝層可具有不同的圖案或厚度，如此應力緩衝層便可依據晶圓級光學鏡頭各部位的應力變化情形進行圖案或厚度的調整，例如可僅將應力緩衝層製作於應力較大的部份。圖8繪示為本發明另一實施例之晶圓級光學鏡頭的俯視圖。如圖8所示，在 本實施例中，應力緩衝層BL1被製作為一框形圖案，其僅覆蓋透鏡L1外的部份區域，而未覆蓋到透鏡L1，亦即應力緩衝層BL1在透光基板BS1上的投影區域未覆蓋到透鏡L1在透光基板BS1上的投影區域。

此外雖然上述實施例，皆僅舉例單一鏡頭的晶圓級光學鏡頭進行說明，然實際應用上晶圓級光學鏡頭亦可具有陣列形式的架構，亦即上述之晶圓級光學鏡頭結構可應用於具有多個鏡頭的晶圓級光學鏡頭。圖9~圖14繪示為本發明的晶圓級光學鏡頭結構的實施例，其中圖9~圖14的實施例分別對應於圖1、圖2、圖4~圖7的實施例，各相對應的實施例差別在於圖9~圖14具有多個透鏡(透鏡L1~L3、L1'~L3')，其中圖10、圖12~圖14的應力緩衝層或光學層更具有與透鏡L1~L3對應的開口。由於應力緩衝層的配置與變化方式已於上述實施例詳細說明，本領域具通常知識者應可依據上述實施例的教示得知圖9~圖14實施例的結構配置，因此在此不再贅述。

類似地圖15與圖16繪示為本發明實施例之晶圓級光學鏡頭的俯視示意圖，其中圖15與圖16的實施例分別對應於圖3以及圖8的實施例。圖15與圖16的實施例與圖3以及圖8的實施例的差異在於，圖15與圖16的晶圓級光學鏡頭結構為一陣列形式，其包括多個透鏡LA~LD。其中須注意的是，在圖16中各個透鏡所對應的應力緩衝層BL1皆為相同的框形圖案然實際應用上並不以此為限，亦即各個透鏡所對應的應力緩衝層BL1亦可依 據其所對應位置的應力做相對應的調整，例如改變應力緩衝層BL1的圖案或厚度等等，在其他實施例中各個透鏡所對應的應力緩衝層BL1的形狀可能互不相同。

綜上所述，本發明藉由在透光基板與透鏡層間配置應力緩衝層，以減低晶圓級光學鏡頭在製造過程中出現因應力效應所造成的缺陷，進而提高晶圓級光學鏡頭的生產良率。

BS1‧‧‧透光基板

BL1‧‧‧應力緩衝層

LL1‧‧‧透鏡層

L1‧‧‧透鏡

Claims (14)

1. 一種晶圓級光學鏡頭結構，包括：一透光基板；一透鏡層；以及至少一應力緩衝層，配置於該透光基板與該透鏡層之間，其中該應力緩衝層具有可圖案化的特性。
2. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該透鏡層包括一透鏡，該應力緩衝層具有對應於該透鏡的開口。
3. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓級光學鏡頭結構，更包括：至少一光學層，配置於該透鏡層與該應力緩衝層之間以及該應力緩衝層與該透光基板之間至少其中之一。
4. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該光學層包括相位差膜、亮度提升膜以及視角改善膜至少其中之一。
5. 如申請專利範圍第3項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該光學層具有對應於該透鏡的開口。
6. 如申請專利範圍第2項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該應力緩衝層為一框形圖案，該框形圖案在該透光基板上的投影區域未覆蓋到該透鏡在該透光基板上的投影區域。
7. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該應力緩衝層完全覆蓋該透光基板。
8. 一種晶圓級光學鏡頭結構，包括：一透光基板；一透鏡層，包括多個透鏡；以及至少一應力緩衝層，配置於該透光基板與該透鏡層之間，其中該應力緩衝層具有可圖案化的特性。
9. 如申請專利範圍第8項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該應力緩衝層具有對應於該些透鏡的多個開口。
10. 如申請專利範圍第9項所述的晶圓級光學鏡頭結構，更包括：至少一光學層，配置於該透鏡層與該應力緩衝層之間以及該應力緩衝層與該透光基板之間至少其中之一。
11. 如申請專利範圍第10項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該光學層包括相位差膜、亮度提升膜以及視角改善膜至少其中之一。
12. 如申請專利範圍第10項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該光學層具有對應於該些透鏡的多個開口。
13. 如申請專利範圍第9項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該應力緩衝層具有對應該些透鏡的多個框形圖案，各該框形圖案在該透光基板上的投影區域未覆蓋到與其對應的透鏡在該透光基板上的投影區域。
14. 如申請專利範圍第8項所述的晶圓級光學鏡頭結構，其中該應力緩衝層完全覆蓋該透光基板。