專利名稱：鏡頭組及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏡頭組及其形成方法，尤其涉及具有精準(zhǔn)的焦距的鏡頭組。
背景技術(shù)：
電子圖像元件(electronic imaging devices)具有廣大的應(yīng)用范圍，例如數(shù)碼相機(jī) (digital cameras)、數(shù)碼錄像機(jī)(digital video recorders)、可照相手機(jī)(image capture capable mobile phones)、及監(jiān)視器(monitors)等。電子圖像元件，例如圖像感測(cè)模塊(image sensor modules) 一般可通過光傳感器(photodetector)將所接收的光線轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)。 通常，電子圖像元件包括圖像感測(cè)芯片(image sensor chip)及光學(xué)鏡頭組(optical lens assembly)。光學(xué)鏡頭組(或透鏡組)用以將物體的圖像投射至圖像感測(cè)芯片上。因此， 光學(xué)鏡頭組的圖像投射品質(zhì)決定了圖像感測(cè)芯片所處理的圖像信號(hào)的品質(zhì)。假如光學(xué)鏡 頭組無法精準(zhǔn)地將投影圖像對(duì)焦至圖像感測(cè)芯片上，將發(fā)生“離焦(out-of-focus)”問 題，使圖像品質(zhì)降低。因此，業(yè)界急需具有精準(zhǔn)對(duì)焦長(zhǎng)度的鏡頭組。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種鏡頭組的形成方法，包 括提供第一透鏡層，具有第一透明基板及第一透鏡，第一透鏡位于第一透明基板之上； 提供第二透鏡層，具有第二透明基板及第二透鏡，第二透鏡位于第二透明基板之上；將 第一透鏡層堆疊在第二透鏡層之上；于第一透鏡層與第二透鏡層之間形成間隔結(jié)構(gòu)；以 及在形成間隔結(jié)構(gòu)之后，將第一透明基板薄化至第一厚度。本發(fā)明一實(shí)施例提供一種鏡頭組，包括第一透鏡層，具有第一透明基板及第一 透鏡，第一透鏡位于第一透明基板之上；第二透鏡層，具有第二透明基板及第二透鏡， 第二透鏡位于第二透明基板之上；以及第一間隔結(jié)構(gòu)，位于第一透鏡層與第二透鏡層之 間，其中第一間隔層與第一透明基板及第二透明基板直接接觸。本發(fā)明提供的鏡頭組及其形成方法有助于精準(zhǔn)的對(duì)焦。


圖1-圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的鏡頭組(lens assembly)的工藝剖面圖。圖9顯示包括本發(fā)明實(shí)施例的鏡頭組的圖像感測(cè)模塊(image sensormodule)的剖面圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下100、200、300 透鏡層；102、202、302 透明基板；104a、104b、204a、204b、304a、304b 透鏡；106、206、306、406a、406b、506 間隔層；
307、807 接合結(jié)構(gòu)；602 保護(hù)層；900 圖像感測(cè)芯片；902 圖像提取區(qū)；

904 保護(hù)蓋。
具體實(shí)施例方式應(yīng)了解的是以下的敘述提供許多不同的實(shí)施例或例子，用以實(shí)施本發(fā)明的不同 樣態(tài)。以下所述特定的元件及排列方式盡為本發(fā)明的簡(jiǎn)單描述。當(dāng)然，這些僅用以舉例 而非本發(fā)明的限定。此外，在不同實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)或標(biāo)示。這些重復(fù)僅 為了簡(jiǎn)單清楚地?cái)⑹霰景l(fā)明，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)連 性。再者，當(dāng)述及一第一材料層位于一第二材料層上或之上時(shí)，包括第一材料層與第二 材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層的情形。圖1-圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的鏡頭組(lens assembly)的工藝剖面圖。 請(qǐng)參照?qǐng)D1，首先提供透鏡層100，其具有透明基板102及位于透明基板102上的透鏡 104a。透明基板102可包括玻璃基板、石英基板(quartzsubstrate)、透明高分子基板、或 其他相似基板等。透鏡104a可包括透明材料，例如是透明的樹脂。透鏡104a可通過 (但不限于)透鏡設(shè)置工藝(lens mountingprocess)而形成于透明基板102上。應(yīng)注意的 是，透鏡104a的形狀或結(jié)構(gòu)不限于圖1所示的特定形式。在其他實(shí)施例中，透鏡可具有 不同于圖1所示的形狀或結(jié)構(gòu)。取決于需求，可修飾透鏡的形狀或結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參照?qǐng)D2，提供透鏡層200，其具有透明基板202及位于透明基板102上的透 鏡204a。透鏡層200與透鏡層100可彼此相似或相同。在接下來的堆疊工藝中，透鏡層 200將堆疊于透鏡層100之上。為了接合，將于透鏡層100與透鏡層200之間形成間隔結(jié) 構(gòu)。在一實(shí)施例中，間隔結(jié)構(gòu)可通過接合兩分別形成在透鏡層100及透鏡層200上的間 隔層而形成。例如，如圖2所示，直接于透鏡層100的透明基板102上形成間隔層106。相似 地，也直接于透鏡層200的透明基板202上形成間隔層206。在一實(shí)施例中，每一間隔層 106及間隔層206皆包括高分子材料，其例如可通過光刻工藝而被圖案化，并可粘著至一 基板，例如是硅基板或玻璃基板。例如，每一間隔層106及間隔層206皆可包括(但不 限于)環(huán)氧樹脂(Epoxy resin)、硅氧烷樹脂(Silicone resin)、丙烯酸樹脂(Acrylic resin)、 光起始劑(photo initiator)、或前述的組合。在一實(shí)施例中，間隔層(未顯示)借著例如旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)工藝、噴涂 (spray coating)工藝、或壓合(lamination)工藝而直接形成于透鏡層100的透明基板102 上。接著，通過光刻工藝將部分的間隔層移除，因而將間隔層圖案化以形成圖案化的間 隔層106。在圖2所示的實(shí)施例中，間隔層106不與透鏡104a接觸。間隔層206也直接 形成于透鏡層200的透明基板202上，且不與透鏡204a接觸。在一些情形中，間隔層的圖案化可能會(huì)失敗。例如，間隔層可能會(huì)覆蓋在 不適合的部分上，例如覆蓋在部分的透鏡上。在此情形下，可接著進(jìn)行重工步驟 (rework process),可借著適合的溶劑將間隔層移除，例如可使用丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)或其相似物。在移除間隔層之后，可接著形成新的間隔層。基于間隔層可重 工(reworkable)的特性，可增進(jìn)透鏡組的生產(chǎn)線產(chǎn)能(line yield)。此外，間隔層106和 206的厚度是可視需求而調(diào)整的。例如，可調(diào)整間隔層的沉積工藝參數(shù)以使間隔層具有適 合的厚度。接著，如圖2所示，將透鏡層100與透鏡層200彼此對(duì)準(zhǔn)，且使透明基板102上 的間隔層106與透明基板202上的間隔層206彼此對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)殚g隔層106及間隔層206皆 包括具有粘性的高分子材料，所以間隔層106及間隔層206適合于與其他結(jié)構(gòu)接合。因 此，不需于間隔層106與間隔層206的接合界面之間涂布粘著劑或粘著膠。本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可明了，粘著劑在厚度的控制上可能會(huì)有超過20%的誤差。因此，若粘著 劑不于堆疊透鏡層100和透鏡層200期間使用，透鏡104a及透鏡204a之間的距離將可準(zhǔn) 確地控制。當(dāng)透鏡104a及透鏡204a之間的距離可準(zhǔn)確地控制時(shí)，透鏡104a及透鏡204a 可準(zhǔn)確地聚焦投影圖像，因而增進(jìn)鏡頭組的圖像投影品質(zhì)。請(qǐng)參照?qǐng)D3，透鏡層100及透鏡層200通過間隔層106及間隔層206而相對(duì)堆疊。 如上所述，由于間隔層106及間隔層206具有粘性的特性，間隔層106及間隔層206可直 接地接合在一起。接合后的間隔層106及間隔層206共同形成 接合結(jié)構(gòu)307。因此，接 合結(jié)構(gòu)307便形成于透鏡層100與透鏡層200之間，其中接合結(jié)構(gòu)307與透明基板102及 透明基板202直接接觸。如上所述，由于間隔結(jié)構(gòu)307不與任何粘著劑接觸，透鏡104a 及透鏡204a之間的距離將可準(zhǔn)確地控制，因而增進(jìn)透鏡的圖像投影品質(zhì)。此外，借著控 制間隔結(jié)構(gòu)307的厚度，可調(diào)整鏡頭組的焦距(focal length)。在一實(shí)施例中，在間隔層106與間隔層206接合之后，可進(jìn)行固化工藝(curing process)以將間隔層106與間隔層206硬化，因而形成硬化的間隔結(jié)構(gòu)307。固化工藝可 例如于約100°C至200°C之間加熱約30分鐘至3小時(shí)。此外，間隔層106及間隔層206 較佳于固化工藝前為可移除的(removable)。因此，若有需要可進(jìn)行重工工藝。例如， 間隔層106及間隔層206在固化工藝之前，可能可被適合的溶劑移除或洗去。在一些情形中，透鏡層100與透鏡層200的堆疊可能不成功。對(duì)不準(zhǔn)或相似問 題可能會(huì)發(fā)生。在這些情形中，既然間隔層106及間隔層206仍保留可移除性，重工工 藝可于間隔層106及間隔層206的固化工藝前進(jìn)行。例如，間隔層106及間隔層206可 在固化前通過適合的溶劑移除。接著，形成新的間隔層，進(jìn)行新的堆疊工藝，確保透鏡 層100與透鏡層200的堆疊成功。請(qǐng)參照?qǐng)D4，將透鏡層100的透明基板102薄化至一預(yù)定厚度以調(diào)整透鏡層100 的焦距。透明基板102可通過研磨工藝(grinding process)或化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝而 薄化。在一實(shí)施例中，可進(jìn)行光學(xué)測(cè)試以定義出透明基板102的所需厚度。也可將透鏡 層200的透明基板202薄化至一預(yù)定厚度。例如，在圖4所示的實(shí)施例中，透鏡層200的 透明基板202也被薄化。雖然顯示于圖4的透明基板102及透明基板202皆被薄化至大 抵相同的厚度，然本發(fā)明實(shí)施方式不限于此特定實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，在薄化工藝 之后，透鏡層100的透明基板102可具有不同于透鏡層200的透明基板202的厚度。通 過透明基板的薄化工藝，可調(diào)整透鏡層之焦距，使得透鏡層的圖像投射品質(zhì)提升。請(qǐng)參照?qǐng)D5，可選擇性地分別于透明基板102及透明基板202上形成附加的透鏡 104b及204b。在圖5所示的實(shí)施例中，透明基板102位于透鏡104a與透鏡104b之間。相似地，透明基板202位于透鏡204a與透鏡204b之間。透鏡104b及透鏡204b也可通 過透鏡設(shè)置工藝(lens mounting process)而形成。附加形成的透鏡104b及透鏡204b可能 有助于精準(zhǔn)的對(duì)焦。如圖6-圖8所 示，可選擇性地于透鏡層100或透鏡層200上堆疊附加的透鏡層。 如圖6所示，首先于透鏡層100上形成可移除的保護(hù)層602以保護(hù)透鏡104b。接著，于 透鏡層200的透明基板202上形成間隔層306。間隔層306可用以與其他結(jié)構(gòu)接合，例如 其他的透鏡層或其他的光學(xué)元件或構(gòu)件。請(qǐng)參照?qǐng)D7，在形成間隔層306之后，將保護(hù)層602移除，并于透鏡層100的透 明基板102上形成間隔層406a。間隔層406a可用來與其他透鏡層接合，如圖8所示。 或者，間隔層406a可用來與圖像感測(cè)芯片接合，如圖9所示。請(qǐng)參照?qǐng)D8，提供透鏡層300，其具有透明基板302及透鏡304a及304b。間隔 層406b及506形成在透鏡層300的透明基板302之上。間隔層406a及間隔層406b包括 與使用于間隔結(jié)構(gòu)307相似的材料。因此，間隔層406a及間隔層406b直接接合在一起 而形成間隔結(jié)構(gòu)807。相似地，若透鏡層100與透鏡層300的堆疊失敗，可進(jìn)行重工工 藝。在透鏡層100與透鏡層300成功地堆疊之后，可進(jìn)行固化工藝以將間隔結(jié)構(gòu)807硬 化。相似地，間隔結(jié)構(gòu)807不與任何粘著劑接觸。請(qǐng)參照?qǐng)D9，在本發(fā)明另一實(shí)施例中，包括透鏡層100與透鏡層200的鏡頭組通 過間隔層406a而設(shè)置于圖像感測(cè)芯片900之上。圖像感測(cè)芯片900包括圖像提取區(qū)(image capturing zone) 902。保護(hù)蓋904通過間隔層306而放置在透鏡層200之上。保護(hù)蓋904 可包括(但不限于)玻璃基板或石英基板。如圖9所示，透鏡間的距離可通過透明基板的薄化或間隔結(jié)構(gòu)的形成而調(diào)整。 因此，鏡頭組的焦距可精準(zhǔn)地控制，進(jìn)一步增進(jìn)圖像投射品質(zhì)。由于光學(xué)鏡頭組的圖像 投射品質(zhì)獲得提升，由圖像感測(cè)芯片900所處理的圖像信號(hào)便更為提高。此外，基于間 隔結(jié)構(gòu)可重工的特性，鏡頭組的生產(chǎn)線產(chǎn)能可進(jìn)一步提升。另外，在一實(shí)施例中，鏡頭 組是于晶片級(jí)工藝中形成。因此，焦距的調(diào)整也是晶片級(jí)地進(jìn)行。制作成本及時(shí)間因而 顯著地降低。雖然本發(fā)明已以多個(gè)較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以隨附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鏡頭組的形成方法，包括提供一第一透鏡層，具有一第一透明基板及一第一透鏡，該第一透鏡位于該第一透 明基板之上；提供一第二透鏡層，具有一第二透明基板及一第二透鏡，該第二透鏡位于該第二透 明基板之上；將該第一透鏡層堆疊在該第二透鏡層之上；于該第一透鏡層與該第二透鏡層之間形成一間隔結(jié)構(gòu)；以及在形成該間隔結(jié)構(gòu)之后，將該第一透明基板薄化至一第一厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的鏡頭組的形成方法，還包括在形成該間隔結(jié)構(gòu)之后，將該第二 透明基板薄化至一第二厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的鏡頭組的形成方法，其中該間隔結(jié)構(gòu)的形成包括直接于該第一透明基板上形成一第一間隔層；直接于該第二透明基板上形成一第二間隔層；以及將該第一透鏡層堆疊在該第二透鏡層之上，使該第一間隔層與該第二間隔層直接接 合，其中該第一間隔層與該第二間隔層共同形成該間隔結(jié)構(gòu)，其中每一該第一間隔層及 該第二間隔層皆包括一高分子材料，其中該高分子材料包括一環(huán)氧樹脂、硅氧烷樹脂、 丙烯酸樹脂、光起始劑、或前述的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的鏡頭組的形成方法，還包括在該第一間隔層與該第二間隔層直 接接合之后，將該第一間隔層及該第二間隔層固化，其中在將該第一間隔層及該第二間 隔層固化之前，該第一間隔層及該第二間隔層是可移除的。
5.如權(quán)利要求1所述的鏡頭組的形成方法，還包括于該第一透明基板上形成一第三透 鏡，且其中該第一透明基板位于第一透鏡與該第三透鏡之間。
6.如權(quán)利要求1所述的鏡頭組的形成方法，還包括提供一第三透鏡層，具有一第三透明基板及一第三透鏡，該第三透鏡位于該第三透 明基板之上；以及將該第三透鏡層堆疊在該第一透鏡層或該第二透鏡層之上。
7.—種鏡頭組，包括一第一透鏡層，具有一第一透明基板及一第一透鏡，該第一透鏡位于該第一透明基 板之上；一第二透鏡層，具有一第二透明基板及一第二透鏡，該第二透鏡位于該第二透明基 板之上；以及一第一間隔結(jié)構(gòu)，位于該第一透鏡層與該第二透鏡層之間，其中該第一間隔層與該 第一透明基板及該第二透明基板直接接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的鏡頭組，其中該第一間隔結(jié)構(gòu)包括一高分子材料，該高分子材 料包括一環(huán)氧樹脂、硅氧烷樹脂、丙烯酸樹脂、光起始劑、或前述的組合。
9.如權(quán)利要求7所述的鏡頭組，其中該第一透明基板的厚度不同于該第二透明基板的 厚度。
10.如權(quán)利要求7所述的鏡頭組，還包括一第三透鏡，位于該第一透明基板上，且其 中該第一透明基板位于該第一透鏡與該第三透鏡之間。
11.如權(quán)利要求7所述的鏡頭組，還包括一第三透鏡層，設(shè)置于該第一透鏡層之上；一第二間隔結(jié)構(gòu)，位于該第一透鏡層與該第三透鏡層之間，其中該第二間隔結(jié)構(gòu)與 該第三透鏡層及該第一透明基板直接接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏡頭組及其形成方法，該方法包括提供第一透鏡層，具有第一透明基板及第一透鏡，第一透鏡位于第一透明基板之上；提供第二透鏡層，具有第二透明基板及第二透鏡，第二透鏡位于第二透明基板之上；將第一透鏡層堆疊在第二透鏡層之上；于第一透鏡層與第二透鏡層之間形成間隔結(jié)構(gòu)；以及在形成間隔結(jié)構(gòu)之后，將第一透明基板薄化。本發(fā)明提供的鏡頭組及其形成方法有助于精準(zhǔn)的對(duì)焦。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102024709SQ201010131788
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者林孜穎, 鄭杰元 申請(qǐng)人:采鈺科技股份有限公司