本發(fā)明是有關(guān)于一種影像感測(cè)模塊，且特別是一種包含在覆蓋板上的光學(xué)圖案的影像感測(cè)模塊及其制造方法與相機(jī)裝置。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體科技的發(fā)展，影像感測(cè)裝置可通過晶圓級(jí)制程來制造，且可應(yīng)用至電子裝置，例如數(shù)字相機(jī)、智能手機(jī)和平板電腦等。在影像感測(cè)模塊中，覆蓋板用以保護(hù)影像感測(cè)器不受例如灰塵和來自外力的刮劃的影響。然而，除了提供保護(hù)功能之外，已知覆蓋板并無提供任何其它功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明中，提供一種影像感測(cè)模塊，其包含覆蓋板，此覆蓋板具有設(shè)置在其上的光學(xué)圖案。此光學(xué)圖案改善影像感測(cè)模塊的影像感測(cè)品質(zhì)和色偏。此外，具有此影像感測(cè)模塊的相機(jī)裝置可增加例如主光線角(chief ray angle；CRA)的增加、影像失真校正和焦距計(jì)算準(zhǔn)確度等效能。

本發(fā)明的一方面是在于提供一種影像感測(cè)模塊，此影像感測(cè)模塊包含影像感測(cè)器、覆蓋板和光學(xué)圖案(optical pattern)。影像感測(cè)器具有用以接收入射光的光感測(cè)區(qū)域及環(huán)繞光感測(cè)區(qū)域的外圍區(qū)域。覆蓋板位于影像感測(cè)器上。光學(xué)圖案位于覆蓋板上且位于光感測(cè)區(qū)域的上方。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案包含多個(gè)微結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)在光入射方向上分別實(shí)質(zhì)覆蓋影像感測(cè)器的多個(gè)相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(phase detection auto focus；PDAF)像素。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相等或大于影像感測(cè)器的光感測(cè)區(qū)域。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案在光入射方向上實(shí)質(zhì)覆蓋影像感測(cè)器的光感測(cè)區(qū)域。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述影像感測(cè)模塊還包含在覆蓋板上的至少一對(duì)位標(biāo)記。此對(duì)位標(biāo)記用以使透鏡模塊與影像感測(cè)模塊對(duì)準(zhǔn)，且此對(duì)位標(biāo)記位于影像感測(cè)器的外圍區(qū)域的上方。

本發(fā)明的另一方面是在于提供一種制造影像感測(cè)模塊的方法。在此方法中，提供影像感測(cè)器，此影像感測(cè)器具有用以接收入射光的光感測(cè)區(qū)域及環(huán)繞光感測(cè)區(qū)域的外圍區(qū)域。此方法還包含安裝覆蓋板于影像感測(cè)器上，此覆蓋板具有形成于其上的光學(xué)圖案，且此光學(xué)圖案位于光感測(cè)區(qū)域的上方。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案是形成為具有多個(gè)微結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)在光入射方向上分別實(shí)質(zhì)覆蓋影像感測(cè)器的多個(gè)相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦像素。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相等或大于影像感測(cè)器的光感測(cè)區(qū)域。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案是形成為在光入射方向上實(shí)質(zhì)覆蓋影像感測(cè)器的光感測(cè)區(qū)域。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述方法還包含在覆蓋板上的至少一對(duì)位標(biāo)記。此對(duì)位標(biāo)記用以使透鏡模塊與影像感測(cè)模塊對(duì)準(zhǔn)，且此對(duì)位標(biāo)記位于影像感測(cè)器的外圍區(qū)域的上方。

本發(fā)明的又一方面是在于提供一種相機(jī)裝置，此相機(jī)裝置包含透鏡模塊和影像感測(cè)模塊。透鏡模塊用于引導(dǎo)入射光。影像感測(cè)模塊包含影像感測(cè)器、覆蓋板和光學(xué)圖案。影像感測(cè)器具有用以接收穿過透鏡模塊的入射光的光感測(cè)區(qū)域及環(huán)繞光感測(cè)區(qū)域的外圍區(qū)域。覆蓋板位于影像感測(cè)器上。光學(xué)圖案位于覆蓋板上且位于光感測(cè)區(qū)域的上方。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案包含多個(gè)微結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)在光入射方向上分別實(shí)質(zhì)覆蓋影像感測(cè)器的多個(gè)相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦像素。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相等或大于影像感測(cè)器的光感測(cè)區(qū)域。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述光學(xué)圖案在光入射方向上實(shí)質(zhì)覆蓋影像感測(cè)器的光感測(cè)區(qū)域。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述影像感測(cè)模塊還包含在覆蓋板上的至少一第一對(duì)位標(biāo)記，且上述透鏡模塊還包含至少一第二對(duì)位標(biāo)記，此第二對(duì)位標(biāo)記用于與第一對(duì)位標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述相機(jī)裝置還包含基板，此基板用于安裝影像感測(cè)裝置。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述相機(jī)裝置還包含在基板上的鏡座，此鏡座用于容納透鏡模塊。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述相機(jī)裝置還包含紅外線濾除濾光片(infrared cut-off filter；IR cut-off filter)，此紅外線濾除濾光片在鏡座中且位于影像感測(cè)模塊與透鏡模塊之間。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述基板是印刷電路板(printed circuit board；PCB)。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，上述基板是軟性印刷電路板(flexible printed circuit board；FPC board)。

附圖說明

為了更完整了解實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)參照結(jié)合所附附圖所做的下列描述，其中：

圖1是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的相機(jī)模塊的示意圖；

圖2是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的光學(xué)圖案、覆蓋板及影像感測(cè)器的排列；

圖3是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的光學(xué)圖案、覆蓋板及影像感測(cè)器的另一排列；

圖4是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的在覆蓋板的對(duì)位標(biāo)記的示意圖，此對(duì)位標(biāo)記用以與透鏡模塊對(duì)準(zhǔn)；

圖5是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的制造影像感測(cè)模塊的方法的示意圖；以及

圖6是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的制造影像感測(cè)模塊的方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將透過實(shí)施例來解釋本發(fā)明的內(nèi)容。然而，本發(fā)明的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明至這些實(shí)施例中所述的任何特定的環(huán)境、應(yīng)用或特殊方式。因此，關(guān)于實(shí)施例的說明僅為闡釋本發(fā)明的目的，而非用以限制本發(fā)明。在以下實(shí)施例及附圖中，已省略而未繪示與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件，且附圖中各元件間 的尺寸關(guān)系僅為了容易了解，并非用以限制實(shí)際比例。

可被理解的是，雖然在本文可使用“第一”和“第二”等用語來描述各種元件、零件、區(qū)域、層和/或部分，但這些用語不應(yīng)限制這些元件、零件、區(qū)域、層和/或部分。這些用語僅用以區(qū)別一元件、零件、區(qū)域、層和/或部分與另一元件、零件、區(qū)域、層和/或部分。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的相機(jī)模塊100的示意圖。在圖1中，相機(jī)模塊100包含基板110、影像感測(cè)模塊120、鏡座130、紅外線濾除濾光片(infrared cut-off filter；IR cut-off filter)140和透鏡模塊150?；?10可以是印刷電路板(printed circuit board；PCB)、軟性印刷電路板(flexible printed circuit board；FPC board)或類似者。在一些實(shí)施例中，在基板110可設(shè)置影像處理芯片，用以接收電子信號(hào)且將電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成影像數(shù)據(jù)。

影像感測(cè)模塊120設(shè)置在基板110上。影像感測(cè)模塊120包含影像感測(cè)器121、粘著層122、覆蓋板123和光學(xué)圖案124。影像感測(cè)器121包含光感測(cè)區(qū)域121A和外圍區(qū)域121B(圖2和圖3中所示)，其中光感測(cè)區(qū)域121A是配置為將入射光轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，且外圍區(qū)域121B包含配置為處理來自光感測(cè)區(qū)域121A的電子信號(hào)的邏輯電路。影像感測(cè)器121可以是互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)影像感測(cè)器(CMOS image sensor；CIS)或電荷耦合裝置(charge-coupled device；CCD)影像感測(cè)器。此外，影像感測(cè)器121可以是背照式(back-side illuminated；BSI)影像感測(cè)器或前照式(front-side illuminated；FSI)影像感測(cè)器。

影像感測(cè)模塊120透過粘著層122而安裝在基板110上。影像感測(cè)模塊120可通過封裝方法來安裝在基板110上，例如表面粘著技術(shù)(surface mount technology；SMT)、板上覆晶(chip on board；COB)、陶瓷無引線芯片載體(ceramic leadless chip carrier；CLCC)封裝、芯片級(jí)封裝(chip scale packaging；CSP)、硅通孔(through silicon via；TSV)、球柵陣列(ball grid array；BGA)等，但不限于此。舉例而言，在板上覆晶的例子中，在影像感測(cè)器121上提供粘著層122，且接著金屬引入線設(shè)置以連接影像感測(cè)器121和基板110，以提供影像感測(cè)器121與基板110之間的電子傳輸路徑。粘著層122可包含介電材料，例如硼酸、非晶硅、碳、氮化鉭、氮化鈦、上述組合或類似材料。示例的封裝方法為所述領(lǐng)域中具通常知識(shí)者所知，因此其詳細(xì)描述在此不提供。

覆蓋板123設(shè)置在影像感測(cè)器121上。覆蓋板123為透明結(jié)構(gòu)，其包含例如玻璃、樹脂、環(huán)氧樹脂等材料，或是硅基聚合物材料等，但不限于此。在一些實(shí)施例中，覆蓋板123與影像感測(cè)器121分隔大約10微米的距離。

光學(xué)圖案124設(shè)置在覆蓋板123上。光學(xué)圖案124為透明結(jié)構(gòu)其包含例如玻璃、樹脂、環(huán)氧樹脂等材料，或是硅基聚合物材料等，但不限于此。光學(xué)圖案124可通過單晶(monolithic)制程技術(shù)或晶圓級(jí)制程技術(shù)來做出。在一些實(shí)施例中，覆蓋板123的折射率高于光學(xué)圖案124的折射率。在一些實(shí)施例中，光學(xué)圖案124和覆蓋板123整合成一整合結(jié)構(gòu)。

鏡座130設(shè)置在基板110上，且定義出用以容置透鏡模塊150的空間。紅外線濾除濾光片140設(shè)置在鏡座130上且位于影像感測(cè)模塊120與透鏡模塊150之間，其用以避免入射光的紅外線成分入射至影像感測(cè)模塊120。透鏡模塊150包含光學(xué)透鏡151和透鏡鏡筒152。光學(xué)透鏡151設(shè)置為接收和引導(dǎo)入射光朝向影像感測(cè)模塊120。透鏡鏡筒152設(shè)置為容置光學(xué)透鏡151。透鏡模塊150亦包含控制電路(圖未繪示)，以用于調(diào)整光學(xué)透鏡151的位置。

如圖1所繪示，鏡座130的內(nèi)側(cè)區(qū)域包含固定結(jié)構(gòu)130A，且透鏡鏡筒152的外側(cè)區(qū)域包含固定結(jié)構(gòu)152A，使得透鏡模塊150可被固定在鏡座130內(nèi)的空間中。在一些實(shí)施例中，固定結(jié)構(gòu)152A和130A為螺旋結(jié)構(gòu)，其個(gè)別包含匹配的螺紋溝和螺紋。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的光學(xué)圖案124、覆蓋板123及影像感測(cè)器121的排列。在光入射方向上，光學(xué)圖案124的邊緣區(qū)域?qū)嵸|(zhì)覆蓋影像感測(cè)器121的光感測(cè)區(qū)域121A。如圖2所示，在光學(xué)圖案124的邊緣部分，光學(xué)圖案124的厚度朝向光學(xué)圖案124的中心處縮減。如此一來，可增強(qiáng)光感測(cè)區(qū)域121A的外圍部分的光吸收效率，且因此增加透鏡模塊150的主光線角，且可最佳化由影線信號(hào)處理器所進(jìn)行的影像失真校正。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的光學(xué)圖案124、覆蓋板123及影像感測(cè)器121的另一排列。影像感測(cè)器121包含相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦(phase detection auto focus；PDAF)像素PX，其用于焦距的計(jì)算。相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦像素PX的使用是所屬領(lǐng)域中具通常知識(shí)者所熟知，因此在此不贅述。光學(xué)圖案124包含微結(jié)構(gòu)124A，每一個(gè)微結(jié)構(gòu)124A對(duì)應(yīng)其中一個(gè)相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦像素PX。在光入射方向上，微結(jié)構(gòu)124A分別覆蓋相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì) 焦像素PX。因此，相位檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦像素PX的入射光吸收被增強(qiáng)，以增加焦距計(jì)算的效率和準(zhǔn)確度。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的在覆蓋板123的對(duì)位標(biāo)記123A的示意圖，此對(duì)位標(biāo)記123A用以與透鏡模塊150對(duì)準(zhǔn)。對(duì)位標(biāo)記123A位于影像感測(cè)器121的外圍區(qū)域121B的上，以避免影響影像感測(cè)器121的入射光吸收。對(duì)位標(biāo)記123A可被印刷、附著或粘貼在覆蓋板123上?；蛘?，對(duì)位標(biāo)記123A可與光學(xué)圖案124一起被形成在覆蓋板123上。光學(xué)透鏡151的角落亦包含對(duì)位標(biāo)記151A。對(duì)位標(biāo)記151A和123A可助于精確微調(diào)透鏡模塊150與影像感測(cè)模塊120之間的相對(duì)位置。在一些實(shí)施例中，光學(xué)透鏡151和覆蓋板123可分別包含多于一個(gè)對(duì)位標(biāo)記151A和多于一個(gè)對(duì)位標(biāo)記123A。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5是繪示依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的制造影像感測(cè)模塊的方法500的示意圖。方法500在步驟502開始，提供影像感測(cè)器和覆蓋板。影像感測(cè)器包含影像感測(cè)區(qū)域和外圍區(qū)域，其中影像感測(cè)區(qū)域被配置為轉(zhuǎn)換入射光轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，且外圍區(qū)域包含被配置為處理來自光感測(cè)區(qū)域的電子信號(hào)的邏輯電路。覆蓋板可被提供為包含例如玻璃、樹脂、環(huán)氧樹脂等材料，或是硅基聚合物材料等，但不限于此。

在步驟504中，在覆蓋板上形成光學(xué)圖案。光學(xué)圖案可包含例如玻璃、樹脂、環(huán)氧樹脂等材料，或是硅基聚合物材料等，但不限于此。在一些實(shí)施例中，光學(xué)圖案的材料與覆蓋板的材料相同。光學(xué)圖案可通過進(jìn)行微影制程和蝕刻制程來形成?？赏ㄟ^使用例如旋轉(zhuǎn)涂布(spin-on coating)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)、高密度等離子化學(xué)氣相沉積(HDPCVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、上述組合或類似制程來進(jìn)行微影制程?？赏ㄟ^使用干式蝕刻、濕式蝕刻或化學(xué)蝕刻等蝕刻技術(shù)，或是其它適當(dāng)?shù)奈g刻技術(shù)來進(jìn)行蝕刻制程例如?；蛘?，在一些實(shí)施例中，光學(xué)圖案可通過進(jìn)行激光移除技術(shù)來形成。

在步驟506中，在影像感測(cè)器上安裝覆蓋板。此覆蓋板可通過晶圓安裝制程或集成電路模塊制程來安裝在影像感測(cè)器上。在一些實(shí)施例中，覆蓋板被安裝為與影像感測(cè)器分隔大約10微米的距離。

或者，可在覆蓋板上形成光學(xué)圖案的前安裝覆蓋板在影像感測(cè)器上。請(qǐng)參照?qǐng)D6，圖6依據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的制造影像感測(cè)模塊的方法600的示意圖。 方法600在步驟602開始，提供影像感測(cè)器和覆蓋板。影像感測(cè)器包含影像感測(cè)區(qū)域和外圍區(qū)域，其中影像感測(cè)區(qū)域被配置為轉(zhuǎn)換入射光轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，且外圍區(qū)域包含被配置為處理來自光感測(cè)區(qū)域的電子信號(hào)的邏輯電路。覆蓋板可被提供為包含例如玻璃、樹脂、環(huán)氧樹脂等材料，或是硅基聚合物材料等，但不限于此。

在步驟604中，安裝覆蓋板在影像感測(cè)器上。此覆蓋板可通過晶圓安裝制程或集成電路模塊制程來安裝在影像感測(cè)器上。在一些實(shí)施例中，在一些實(shí)施例中，覆蓋板被安裝為與影像感測(cè)器分隔大約10微米的距離。

在步驟606中，在覆蓋板上形成光學(xué)圖案。光學(xué)圖案可包含例如玻璃、樹脂、環(huán)氧樹脂等材料，或是硅基聚合物材料等，但不限于此。在一些實(shí)施例中，光學(xué)圖案的材料與覆蓋板的材料相同。光學(xué)圖案可通過進(jìn)行微影制程和蝕刻制程來形成。可通過使用例如旋轉(zhuǎn)涂布、化學(xué)氣相沉積、等離子輔助化學(xué)氣相沉積、高密度等離子化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、上述組合或類似制程來進(jìn)行微影制程?？赏ㄟ^使用干式蝕刻、濕式蝕刻或化學(xué)蝕刻等蝕刻技術(shù)，或是其它適當(dāng)?shù)奈g刻技術(shù)來進(jìn)行蝕刻制程例如?；蛘?，在一些實(shí)施例中，光學(xué)圖案可通過進(jìn)行激光移除技術(shù)來形成。

總結(jié)上述，本發(fā)明的影像感測(cè)模塊包含覆蓋板，此覆蓋板具有設(shè)置在其上的光學(xué)圖案，且此光學(xué)圖案助于改善影像感測(cè)模塊的影像感測(cè)品質(zhì)和色偏。具有此影線感測(cè)模塊的相機(jī)裝置可校正影像數(shù)據(jù)失真和增加主光線角和焦距計(jì)算準(zhǔn)確度。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。