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CN100440544C - 照相装置、制造照相装置的方法以及晶片尺度的封装 - Google Patents

照相装置、制造照相装置的方法以及晶片尺度的封装 Download PDF

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CN100440544C
CN100440544C CNB038220296A CN03822029A CN100440544C CN 100440544 C CN100440544 C CN 100440544C CN B038220296 A CNB038220296 A CN B038220296A CN 03822029 A CN03822029 A CN 03822029A CN 100440544 C CN100440544 C CN 100440544C
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Abstract

本发明涉及照相装置以及制造这种照相装置的方法。该照相装置包括图像获取元件；用于在图像获取元件成像目标的透镜元件；以及用于沿透镜和图像获取元件的主光轴保持预定距离的衬垫装置；以及用于承载透镜的透镜衬底，其中该衬垫装置包括粘合剂层。这使得能够实现大批量生产过程，其中各个照相元件的部件可以在不同衬底上大量制造，之后这些不同的衬底被叠置、对准并通过粘合剂层接合。在制造过程中通过包含粘合剂层的衬垫装置调整板和晶片之间的不同距离。将各个照相装置从该叠层中切割出。

Description

照相装置、制造照相装置的方法以及晶片尺度的封装
本发明涉及照相装置，该照相装置包括图像获取元件；用于将目标投影到该图像获取元件的透镜元件；用于在透镜和图像获取元件之间保持预定距离的衬垫装置；以及用于承载透镜的透镜衬底。
本发明也涉及一种用于制造照相装置的方法；晶片级封装，包括具有多个图像获取元件的基衬底；以及用于制造照相装置过程中的光学组件。
这种类型的照相装置用在，例如小型便携式装置中，如移动电话、个人数字助理(PDA)以及膝上计算机。
开篇段落中所描述的照相装置在号为JP-2002/139662的日本专利申请中公开。已知的照相装置包括安装在衬底上的图像拾取元件以及承载一个或多个透镜的透镜支架。该透镜支架与透镜整体形成并与图像拾取元件固定在一起，由此该透镜支架可以在该图像拾取元件上透过透镜主光轴的方向精确定位。在制造过程中，各个图像拾取元件、透镜支架和透镜叠置并连接在一起。为了在图像拾取元件上获得高质量的目标图像，透镜支架在主光轴方向上的尺寸应高度精确。此外，这些部件的彼此相对定位应当是精确的。
已知照相装置的缺点在于，必须相对于每个照相装置中的图像拾取元件分别调整每个透镜支架的制造过程，因此几乎不可能在保持高度定位精确性的同时有效地大量生产这种已知的照相装置。
本发明的目的尤其是提供开篇段落中所述的照相装置，在具有高定位精确性的同时，增加了有效大规模生产的能力。
为此，本发明提供如开篇段落中所述的照相装置，其特征在于包括粘合剂层的衬垫装置。
在该配置中，包括透镜元件的透镜衬底和包括粘合剂层的衬垫装置可以被定位并沿透镜元件和图像获取元件的主光轴对准，之后在透镜元件和图像获取装置之间设定预定距离。在硬化该粘合剂层之后，该预定距离由衬垫装置保持。这种配置增加了量产的能力，其中多个图像获取元件、透镜元件和衬垫装置可以分别在包括成像元件的基衬底和透镜衬底上制造，由此基衬底和透镜衬底可以叠置并以高度精确性接合，并且各个照相装置可以从该叠层分开。可以在通过UV辐射的紫外可固化粘合剂的情况下或在通过加热该粘合剂层的热固化粘合剂的情况下进行该粘合剂层的的固化。
美国专利6,285,064中介绍了固态图像传感器集成电路的晶片级封装，由此微透镜阵列放置在其上形成图像传感器的晶片的顶上。粘性基质放置在该晶片顶上。该粘性基质具有与晶片顶上的微透镜阵列对准的开口。盖玻璃然后放置在该粘合剂上且然后该粘合剂被活化以使该盖玻璃固定到晶片上。由于粘合剂在微透镜部分上有开口，所以会避免透镜由于该粘合剂的影响而变形或减小。
本发明的另一个目的是提供有效地大量生产照相装置的方法。该目的通过制造照相装置的方法实现，该方法的特征在于以下步骤：
-提供包括多个透镜元件的透镜衬底，该透镜衬底包括粘合剂层；
-将该透镜衬底与包括多个图像获取元件的基衬底叠置；
-沿通过各个透镜元件以及相关图像获取元件的主光轴对准该透镜衬底和该基衬底；
-沿通过透镜元件和相关图像获取元件的主光轴设定透镜元件和相关图像获取元件之间的距离；
-硬化该粘合剂层；以及
-将照相装置与透镜衬底和基衬底的叠层分离。
在该过程中，通过叠置包括多个透镜元件的透镜衬底、形式为衬垫衬底的衬垫装置以及包含多个图像获取元件的基衬底制造照相装置。不同衬底之间沿通过各个透镜元件和相关图像获取元件的光轴的预定距离可以在叠置衬底之后精确调整并通过硬化不同衬底之间的粘合剂层而保持。在完成叠层之后，可以从该叠层分离出各个照相装置。该过程产生相对便宜的照相装置，这些照相装置适于用在诸如移动电话和个人数字助理的小型电子装置中。
本发明的另一个目的是提供用于照相装置的有效量产的晶片级封装。该目的通过下述晶片级封装实现，该封装包括具有多个图像获取元件的基衬底，其特征在于：该封装还包括具有多个与相应的图像获取元件相关的透镜元件的透镜衬底，以及用于保持透镜衬底和基衬底之间预定距离的衬垫装置，由此通过粘合剂层的方式将透镜衬底相对于基衬底的位置固定。
在该晶片级封装中，透镜已经相对于对应的图像获取元件对准，并且精确调整了透镜和对应的图像获取元件之间的距离。通过这种方式，不需要将各个透镜元件相对于对应的各个图像获取元件定位，因此简化了照相装置的制造。
本发明的另一个目的是提供用于照相装置的有效量产制造过程的光学组件。该目的通过用于制造根据本发明的照相装置的过程中的一种光学组件实现，其特征在于它包括具有多个透镜元件的透镜衬底。
通过将该光学组件和包含与多个透镜元件相对应的图像获取元件的基衬底叠置，对于所有透镜元件可以同时相对于图像获取元件定位透镜元件。通过这种方式，不必要在生产的稍后阶段相对于各个图像获取元件定位各个透镜元件。
优选该光学组件的面积尺寸与包括图像获取元件的基衬底的面积尺寸相对应。
在实施例中，粘合剂层包括紫外固化树脂或热固化树脂。
在另外的实施例中，该粘合剂层具有轮缘形状，该形状位于衬垫装置上的孔的突起的外部，与透镜元件的主光轴共轴放置。通过这种方式，在透镜元件和图像获取元件之间的光路中没有粘合剂材料。
在另一个实施例中，衬垫装置包括盖衬底和衬垫衬底。该盖衬底保护图像获取元件在进一步的制造工艺步骤中不被损坏。
在另一个实施例中，衬垫衬底包括相对于透镜元件的主光轴共轴定位的孔，由此该孔的侧面形成有抗反射层。这种布置减小了照相装置内的反射，因而增强了其性能。
在另一个实施例中，可以在图像获取元件和衬垫衬底之间提供粘合剂层；以及在衬垫衬底和盖衬底之间也提供粘合剂层。该配置使得在每个分开的叠置步骤之后能够精确调整。
在另一个实施例中，透镜元件是复制(replication)型的。这些复制型透镜使得能够以低成本制造高质量透镜。适合于制造复制型透镜的材料原则上是所有具有可聚合的基团的单体。
在另一个实施例中，透镜元件形成为透镜衬底上的凸面体。这简化了透镜元件的制造。
在另一个实施例中，透镜元件形成为透镜衬底中的凹面体。在这种配置中，透镜衬底可以是衬垫装置的一部分。这样，通过增加透镜衬底的厚度，可以获得透镜和图像获取元件之间更大的距离，而不会由于引入单独的衬垫衬底增加制造过程的复杂性。
在另一个实施例中，透镜衬底设有通孔，由此透镜元件放置在该通孔中。这样，透镜的形状以及透镜和图像获取元件之间的距离具有更大的灵活性。
在另一个实施例中，透镜衬底设有红外反射层。固态图像获取元件对红外辐射敏感。通过截去光谱的该红外范围，照相装置对于红外辐射的灵敏度降低。
在另一个实施例中，透镜衬底设有抗反射层。该配置避免了照相装置内的反射。
本发明提供一种照相装置，包括：图像获取元件；用于支撑透镜元件的透镜衬底，其中所述透镜元件用于将目标投影到图像获取元件上；位于所述透镜衬底和图像获取元件之间的衬垫装置，其中所述衬垫装置包括一个或多个粘合剂层以及用于保持所述透镜衬底和图像获取元件之间预定距离的衬垫衬底；其特征在于由玻璃制成的所述衬垫衬底包括相对于透镜元件的主光轴共轴定位的孔，其中所述衬垫衬底通过第一粘合剂层粘合到所述图像获取元件，并且所述透镜衬底通过第二粘合剂层粘合到所述衬垫衬底。
本发明还提供一种制造照相装置的方法，其特征在于以下步骤：
-提供包括多个透镜元件的透镜衬底，该透镜衬底包括粘合剂层；
-提供包含图像获取元件的硅晶片；
-提供包含孔的衬垫；
-在所述硅晶片和所述衬垫之间应用粘合剂层；
-将该透镜衬底、衬垫和硅晶片叠置；
-沿通过相应透镜元件、孔和相关图像获取元件的主光轴对准透镜衬底、衬垫和硅晶片；
-沿通过透镜元件、孔和相关图像获取元件的主光轴设定透镜元件和相关图像获取元件之间的距离；
-硬化粘合剂层；以及
-将照相装置从透镜衬底、衬垫和硅晶片的叠层中分离出。
本发明还提供一种晶片级封装，包括具有多个图像获取元件的基衬底，其特征在于它还包括：透镜衬底，该透镜衬底具有多个与相应图像获取元件相关联的透镜元件；以及衬垫装置，用于保持透镜衬底和基衬底之间预定距离，其中所述衬垫装置包括衬垫衬底；所述衬垫衬底包括相对于透镜衬底和基衬底之间的主光轴共轴定位的孔，由此通过粘合剂层的方式固定透镜衬底相对于基衬底的位置。
通过下面参考实施例的阐述，本发明的这些和其它方面将变得明显。
在附图中：
图1是照相装置的第一实施例的截面视图；
图2是照相装置的第二实施例的截面视图；
图3示出了在切割出照相装置之前，在几个连续的制造步骤之后照相装置的晶片板的叠层；
图4示出了该照相装置的制造过程流程图；
图5示出了切割晶片板的叠层的步骤；
图6a-6d示出了根据本发明的原理，在切割平面内，包括固态图像传感器的晶片级封装的不同配置；
图7a-7d代表用于根据本发明的照相装置、晶片级封装或者光学模块的不同光学系统的模拟；
图8a-8e示出了根据本发明的照相装置的另一实施例的几个制造步骤；
图9a-9f在切割平面中示出了根据本发明的光学组件的几个实施例；
图10a-10d在切割平面内示出了根据本发明的光学组件的另外的实施例；
这些图是示意性的，并未按比例绘制，并且通常相同的参考数字表示相同的部件。
图1示意性示出了照相装置的第一实施例。该照相装置包括图像获取元件103、粘合到该图像获取元件的微衬垫板105、粘合到微衬垫板105的覆盖板107以及设有透镜111的透镜衬底109。图像获取元件是电荷耦合成像器件(CCD)或CMOS成像器件。通常，这种图像获取元件被称为固态图像传感器(SSIS)。微衬垫板105设有用于将来自透镜元件111的图像形成光线传递到图像获取元件103的孔。优选地，在透镜衬底109和覆盖板107之间提供红外反射涂层119；并且在透镜衬底109和透镜元件111上提供抗反射涂层121。在微衬垫板105和图像获取元件103之间有大约10μm厚的第一粘合剂层113。在覆盖板107和微衬垫板105之间有大约100μm厚的第二粘合剂层115，以及在透镜衬底109和覆盖板107之间有大约10μm厚的第三粘合剂层117。优选地，粘合剂层113、115和117是轮缘形状，粘合剂材料存在于微衬垫板105和覆盖板107表面上的与透镜元件111的周围的突起相一致的区域外部。
微衬垫板105的厚度是例如0.4mm。覆盖板的厚度是0.4mm，且透镜衬底板的厚度是例如0.4mm。每个粘合剂层113、115、117将不同板之间的距离保持成精确度通常为5μm的预定距离。由此在照相装置101中，衬垫装置由微衬垫板105、覆盖板107以及粘合剂层113、115、117形成。
为了防止图像获取元件103上成像鬼影，优选在微衬垫板105的侧壁上提供抗反射层，由此防止照相装置101内的有害光反射。这种抗反射层可以通过例如在微衬垫板105的侧壁上涂敷低反射材料，例如黑色抗蚀剂而提供。该涂敷可以通过喷射进行。
图2示出了照相装置的第二实施例。该照相装置110包括具有两个透镜元件111、127的光学系统。双透镜光学系统的优点在于获得了相对强的透镜操作而没有太多像差。
图2中与图1中相同数字的部件对应于相同元件。此外，图2分别示出了叠置在第二衬垫板123上的第二透镜衬底125以及第一透镜衬底109，它们沿通过第二透镜元件127、第一透镜元件111以及图像获取元件103的主光轴对准并通过粘合剂层129、131接合。优选光阑133由铝层形成，该铝层具有与透镜111、127的主光轴共轴定位的孔。
为了防止图像获取元件103上成像鬼影，有利的是在微衬垫板105的侧壁上和/或第二衬垫板123的侧壁上提供抗反射层，由此防止照相装置110内的有害光反射。
这些照相装置的制造方法包括晶片级制造步骤，因为在衬底上制造和获得多个图像获取元件，所述衬底是例如直径大约20.32cm(8”)的硅晶片。通样也可以在衬底上制造多个衬垫装置和透镜元件。图3示出了在切割出单个照相装置110之前，衬底叠层的分解图。该叠层130包括：包含含有图像获取元件103的硅晶片135的基衬底134；含有微衬垫元件105的微衬垫晶片137；覆盖晶片139以及含有透镜109的第一透镜衬底141。所有这些元件都可以晶片尺寸级获得。此外，图3示出了第二衬垫晶片143、第二透镜衬底145以及另外的覆盖晶片147，这些对于获得配备两透镜光学系统的照相装置是必需的。
图4示出了制造照相装置的方法的工艺流程图140。在工艺步骤120中，通过在玻璃衬底上提供红外涂层119，之后通过传统复制工艺在该玻璃衬底上形成透镜元件111(工艺步骤P21)来制造第一透镜衬底141。在进一步的工艺步骤P22中，为第一透镜衬底141提供抗反射涂层121。
按以下工艺步骤制造基衬底134。在工艺步骤P10中，通过在晶片尺寸尺度(例如20.32cm)的玻璃衬底中蚀刻孔，制造微衬垫晶片137。在该工艺步骤P10中可替代蚀刻的是：激光切割、粉末喷沙以及超声钻孔。所有这些技术对于本领域的技术人员都是已知的。在随后的步骤中，工艺步骤P12，通过丝网印刷或可选择地喷射涂敷为微衬垫晶片137以及包含图像获取元件的硅晶片135提供粘合剂层。该粘合剂层可以包括例如紫外固化树脂。此外，微衬垫晶片137和覆盖晶片139对准，且覆盖板晶片、微衬垫晶片137的孔以及硅晶片135的相关图像获取元件103的图像表面之间沿主光轴的距离设定为例如900±5μm的预定值，之后通过紫外辐射固化该粘合剂层。硬化后的粘合剂层115保持所调整的距离。接合的晶片135、137、139形成含有图像获取元件103的基衬底134。
在随后的工艺步骤P14中，基衬底134和透镜衬底141对准，设定成例如10μm的预定距离；通过紫外(UV)固化粘合剂层117接合在一起。在另一个随后的步骤P15中，例如通过锯将各个照相装置分开。
为了获得包括两透镜元件111、127的光学系统的照相装置110，需要一些另外的工艺步骤P40、P41以及P 31。在步骤P30中，为第二衬垫晶片143提供能通过图像形成光线的孔。在工艺步骤P40中，透镜127通过复制工艺形成在第二透镜衬底上。优选地，在随后的步骤P41中，在透镜127上提供光阑。该光阑由铝层形成，所述铝层具有相对于该透镜系统的主光轴共轴定位的圆形孔。在随后的接合步骤P31中，对准第二透镜衬底145和第二衬垫晶片143，设定例如1.67mm的预定距离；并且利用大约100μm的紫外可固化粘合剂层131接合。在随后的工艺步骤P23中，将第二透镜衬底板145和第二衬垫板143的子组件，与第一透镜衬底板141对准，设定例如121mm的预定距离，并且通过10μm的紫外可固化粘合剂层129接合。
在工艺步骤P14中，对准该透镜衬底组件44以及工艺步骤P13的基衬底子组件142，设定预定距离并通过紫外可固化粘合剂层129接合。优选地，在该工艺步骤中，第三衬垫板146和第二覆盖板147通过紫外可固化层叠置到第二透镜衬底145上。在分离步骤P15中，照相装置110被从组合叠层150锯开，或者以其它已知方式分开，如图5示意性示出。通过划片道152锯组合的叠层150。划片道的宽度是例如大约230μm。应用热硬化粘合剂层代替紫外固化粘合剂层可能是有利的。
明显的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本发明的范围内各种变化是可能的。
在图6a-6d中在切割平面内示出根据本发明原理的晶片级封装的不同布置，所述封装包括固态图像传感器(SSIS)。贯穿图6a-6d中有：硅晶片211，其包括SSIS管芯(在图6a-6d中未示出)的阵列；以及覆盖玻璃层231，优选由IR玻璃制成。为了更好地说明，仅示出了整个晶片的一部分，这通过每幅图6a-6d的左侧的虚线L表示。注意，在硅晶片211和玻璃层231的布置中，微透镜可以放在SSIS管芯的光敏区域上。至于通过分离晶片级封装获得的照相装置的性能，可以参考图7a-7d。
图6a中所示的晶片级封装仅包括第一玻璃层231和第二玻璃层，该第二玻璃层在远离硅晶片211表面的方向上提供凸透镜250。在图6b中，与图6a相比仅有的变化是在第一透明层231和包含透镜250的第二透明层240之间插入了衬垫层222。至于图2c，相对于图6b有另外的微小变化，这里在衬垫层222和第一玻璃层231之间插入了包含透镜52的另外的玻璃层242。在该实施例中，在晶片级封装的两个透镜250、252之间有空气间隙。最后，图6d示出了一种配置，再次与图6b相比，其中在衬垫层222和玻璃层240之间布置了具有透镜254的另外的玻璃层244。
现在参照图7a-7d，这里通过模拟图的方式说明了根据本发明的照相装置、晶片级封装以及光学模块的一些实例的性能。该模拟根据本发明的照相装置的性能以及尺寸给出结果。所有的模拟图如下读取：从左边开始，即从要通过该光学系统投影的真实图像开始，有光线(用线表示)，通过该光学系统传播并且在该光学系统后面相互交叉。可以通过画线连接这些模拟光线的交叉点，这将产生其中真实图像将准确无误地投影的理想图像平面。然而，由于SSIS的光敏区域是平坦的，该光学系统必须适应平坦光敏区域作为图像平面。参见图7a，示出了仅有一个透镜的光学系统具有很弯曲的图像平面，因此向着图像平面的边缘产生逐渐降低的性能。图7b-7d显示了光学系统中两个透镜的优点，由于两个透镜一起工作以聚焦，因此使得图像平面变平，并且由此图像平面更适合于光敏区域。图7b中配置的优点在于其高度很低。这是因为这样的事实，即在两个透镜之间的空气腔内可以使用大角度传播光。
现在参照图8a-8e，其中示出了本发明的另一个实施例的制造过程的几个步骤。从图8a的顶部可看出，用于微透镜(未示出)的微衬垫层225安装在包含固态图像传感器的硅晶片215的顶面。在接下来的步骤中，覆盖玻璃层235贴到微衬垫层225上。在覆盖玻璃层235上安装IR玻璃层236。在之后的另一个步骤中，将用于SSIS的光学系统安装在晶片级上。在IR玻璃层236之上放置晶片级透镜支架或者具有用于透镜的腔262的透镜衬底260。这产生了图8b。现在参照图8c，在将晶片级透镜支架260粘合到IR玻璃层236之后，将透镜270安装到晶片级透镜支架260的腔262中。在图8d中可看到，在安装透镜270之后，将照相装置分开。在下一步骤中可将这种照相装置安装到用于互连的柔性箔290上。此外，提供遮阳罩280可能是有利的。该遮阳罩280可以在安装进应用设备之前安装，或者作为可安装照相装置295的外壳的一部分。
图9a-9f在切割平面内示出了根据本发明的光学组件的几个实施例。所示光学组件包括具有多个透镜元件的衬底。这些光学组件要用在照相装置的制造过程中。该过程可以是例如类似于图4所示的过程。在这种过程中，光学组件优选叠置到基衬底上，该基衬底包括多个与透镜元件相对应的图像获取元件。优选使用粘合剂接合该光学组件和基衬底。在设定各个透镜元件和对应的图像获取元件之间的距离之后，彼此相对对准透镜衬底和基衬底，然后固化粘合剂。这产生类似于图3、图5和图6中所示的晶片级封装。或者，该光学组件可以分成单个透镜模块，这些透镜模块叠置到各个图像获取元件上。
通过复制工艺制造图9a-9f所示的光学组件。在这种工艺中，透镜通常整体或部分由光学透明的聚合物或可固化液体制造。透镜衬底通常由例如玻璃、塑料、树脂或石英的光学透明材料制成。
图9a示出了光学组件310的截面图，其包括多个形成在透镜衬底312上的复制型正或凸透镜元件311。这些透镜元件可以是球形、非球形或者合成的。图9a也示出了单个透镜模块315，其包括衬底317上的复制型正透镜元件316，该模块通过沿线313分开光学组件310获得。对于分割，可以使用已知方法，例如划片。
图9b示出了光学组件320的截面图，其包括多个形成在透镜衬底322上的复制型负或凹透镜元件321。这些透镜元件可以是球形、非球形或者合成的。图9b也示出了单个透镜模块325，其包括衬底327上的复制型负透镜元件326，该模块通过沿线323分割光学组件320获得。
图9c示出了光学组件330的截面图，其包括形成在透镜衬底333内的通孔中的多个正-负复制型透镜。图9c也示出了单个透镜模块335，包括形成在衬底337内的通孔中的复制型正-负透镜元件336，该模块通过沿线333分割光学组件330获得。在这种情况下，衬底331、337不必是透明的。这对于防止其中使用该光学模块的照相装置内的有害光反射是有利的。光学组件330和光学模块335的另一个优点在于，通过这样组合正透镜和负透镜，与图9d中所示的光学模块和光学组件相比，叠层高度减少。
图9d示出了光学组件340的截面图，其包括形成在透镜衬底343的相对侧上的多个正复制型透镜341以及相应的负复制型透镜342。图9d也示出了单个透镜模块345，包括形成在透镜衬底347的相对侧上的复制型正透镜元件346和相应的负复制型透镜元件348，该模块通过沿线343分割光学组件340获得。
图9e示出了光学组件350的截面图，包括形成在第一透镜衬底352上的多个第一复制型正透镜351，通过衬垫衬底353与形成在第二透镜衬底355上的多个对应的第二复制型正透镜354分开，所述衬垫衬底353具有与通过相应第一透镜351和第二透镜354的光轴共轴对准的通孔。通过改变衬垫衬底353的厚度，第一透镜351和对应的第二透镜354之间的距离改变。图9e也示出了通过沿线356分割光学组件350获得的透镜模块360。它包括形成在第一透镜衬底362上的第一正复制型透镜元件361，其通过衬垫衬底363与形成在第二透镜衬底364上的对应的第二透镜元件364分开，所述衬垫衬底363具有与通过第一透镜元件361和第二透镜元件364的光轴共轴对准的通孔。
图9f示出了光学组件370的截面图，包括形成在第一透镜衬底372的相对侧上的多个第一复制型正透镜371以及多个对应的第二复制型负透镜373，通过粘合剂材料衬垫层(未示出)与形成在第二透镜衬底375上的多个对应的第三复制型正透镜374接合。相应的第一透镜371以及对应的第二透镜373和第三透镜375沿相同的光轴对准。图9f也示出了通过沿线376分割光学组件370得到的透镜模块380。它包括形成在第一透镜衬底382的相对侧上的第一正复制型透镜元件381和对应的第二负复制型透镜383，其与形成在第二透镜衬底384上的对应第三正复制型透镜元件384接合。第一透镜元件381、第二透镜元件383和第三透镜元件384具有共同的光轴。组合第二透镜元件383和第三透镜元件384的优点在于可以不需要单独的衬垫衬底。
图10a-10d在切割平面内示出了根据本发明的光学组件的另外的实施例。与图9a-9e中所示的光学组件类似，这些光学组件用于照相装置的制造过程中。与图9a-9e中所示的光学组件主要不同之处在于：图10a-10d中所示的光学组件包括光学透明的预成形衬底。可以通过例如热成形适合的透明材料制造这种预成形衬底。这包括加热衬底材料以及使用模具形成衬底。适当的衬底材料是例如玻璃、石英以及适合的透明塑料。
图10a示出了光学组件400，包括具有多个凸面体402的预成型衬底401。这些凸面体充当正透镜元件。为了加强它们作为透镜元件的功能，这些凸面体被覆盖由复制型材料403制成的校正层。图10a也示出了通过沿线404分割光学组件400获得的单个光学模块405。
图10b示出了预成形衬底411，其包括形成在预成形衬底411一侧的多个正复制型透镜元件412以及形成在衬底411的另一侧上的与透镜元件411相对应的多个凹陷或凹进区域413。所示出的预成形衬底的优点在于它集成了透镜衬底的功能性(如图9a-9e所示)以及衬垫层的功能性。以这种方式，组成照相装置的部件数量可以减少，产生更简单的组件和/或更简单的照相装置，该照相装置具有与图像获取元件更精确对准的透镜系统。图10b也示出了通过沿线414分割光学组件410获得的单个光学模块415。
图10c示出了包括预成形衬底421的光学组件420，该衬底具有形成在衬底421的一侧上的多个凸面体422以及形成在衬底421的另一侧的多个凹陷424。凸面体422充当正透镜元件。为了增强它们作为透镜元件的功能，凸面体422覆盖有复制型材料制成的校正层423。此外，凹陷424填充有复制材料的层425，形成为负透镜。以这种方式，可以将正和负透镜集成在单个衬底中。图10c也示出了通过沿线424分割光学组件420获得的单个光学模块427。
图10d示出了包括第一预成形衬底431的光学组件430，该衬底具有形成在第一衬底431一侧的多个第一凸面体432以及形成在第一衬底431另一侧的多个凹陷434。第一凸面体432充当正透镜元件。为了增强它们作为透镜元件的功能性，第一凸面体432覆盖有复制型材料制成的第一校正层433。此外，凹陷434填充有复制材料制成的第二层435，形成为负透镜。光学组件430还包括第二预成形衬底436，与第一预成形衬底431接合，并具有形成在与第一衬底431的凹陷相对侧的多个第二凸面体437，这些凸面体437与凹陷434相对应。第二凸面体437充当正透镜元件。为了增强它们作为透镜元件的功能性，凸面体437覆盖有复制材料制成的第三校正层438。所示出的第一预成形衬底431的优点在于，它集成了透镜衬底的功能性以及衬垫层的功能性。图10d还示出了沿线439分割光学组件430获得的单个光学模块440。
此处示出的本发明的实施例意图是说明性的而非限制性的。在不脱离如所附权利要求中定义的本发明的范围的条件下，本领域的技术人员可以对这些实施例作出各种修改。
例如在实施例的讨论中提及的晶片直径以及其它尺寸可以改变。对于图像获取元件的类型也是同样的。
此外，虽然上面大多数情况下将划片或切割提及为适当的技术用于分割根据本发明的晶片级封装或光学组件，但是也可以使用其它已知技术，例如划线、激光切割、蚀刻或者折断。

Claims (16)

1.一种照相装置，包括：图像获取元件；用于支撑透镜元件的透镜衬底，其中所述透镜元件用于将目标投影到图像获取元件上；位于所述透镜衬底和图像获取元件之间的衬垫装置，其中所述衬垫装置包括一个或多个粘合剂层以及用于保持所述透镜衬底和图像获取元件之间预定距离的衬垫衬底；其特征在于由玻璃制成的所述衬垫衬底包括相对于透镜元件的主光轴共轴定位的孔，其中所述衬垫衬底通过第一粘合剂层粘合到所述图像获取元件，并且所述透镜衬底通过第二粘合剂层粘合到所述衬垫衬底。
2.根据权利要求1所述的照相装置，其特征在于粘合剂层具有轮缘形状，该形状位于衬垫装置上的孔的突起的外部，与透镜元件的主光轴共轴放置。
3.根据权利要求1所述的照相装置，其特征在于粘合剂层包括紫外固化树脂。
4.根据权利要求1所述的照相装置，其特征在于粘合剂层包括热硬化树脂。
5.根据权利要求1所述的照相装置，其特征在于该孔的侧面提供有抗反射层。
6.根据权利要求1或5所述的照相装置，其特征在于衬垫装置还包括盖衬底。
7.根据权利要求6所述的照相装置，其特征在于盖衬底包括具有第二透镜元件的第二透镜衬底，所述第二透镜元件将目标投影到图像获取元件上，透镜元件的主光轴与第二透镜元件的主光轴一致。
8.根据权利要求6所述的照相装置，其特征在于粘合剂层位于衬垫衬底和盖衬底之间。
9.根据权利要求1或7所述的照相装置，其特征在于透镜元件是复制型的。
10.根据权利要求9所述的照相装置，其特征在于透镜形成为透镜衬底中的凸面体。
11.根据权利要求9所述的照相装置，其特征在于透镜形成为透镜衬底中的凹面体。
12.根据权利要求9所述的照相装置，其特征在于透镜衬底设有通孔，由此透镜元件位于该通孔内。
13.根据权利要求1所述的照相装置，其特征在于透镜衬底提供有红外反射层。
14.根据权利要求1所述的照相装置，其特征在于透镜衬底提供有抗反射层。
15.一种制造照相装置的方法，其特征在于以下步骤：
-提供包括多个透镜元件的透镜衬底，该透镜衬底包括粘合剂层；
-提供包含图像获取元件的硅晶片；
-提供包含孔的衬垫；
-在所述硅晶片和所述衬垫之间应用粘合剂层；
-将该透镜衬底、衬垫和硅晶片叠置；
-沿通过相应透镜元件、孔和相关图像获取元件的主光轴对准透镜衬底、衬垫和硅晶片；
-沿通过透镜元件、孔和相关图像获取元件的主光轴设定透镜元件和相关图像获取元件之间的距离；
-硬化粘合剂层；以及
-将照相装置从透镜衬底、衬垫和硅晶片的叠层中分离出。
16.一种晶片级封装，包括具有多个图像获取元件的基衬底，其特征在于它还包括：透镜衬底，该透镜衬底具有多个与相应图像获取元件相关联的透镜元件；以及衬垫装置，用于保持透镜衬底和基衬底之间预定距离，其中所述衬垫装置包括衬垫衬底；所述衬垫衬底包括相对于透镜衬底和基衬底之间的主光轴共轴定位的孔，由此通过粘合剂层的方式固定透镜衬底相对于基衬底的位置。
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