ウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法、及び組み立て設備
【課題】結像品質が高いウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】ウエハーレベルの撮像モジュール10の製造方法は、集積回路の形成工程により感光装置20を有する第1ウエハーを形成するステップaと、レンズユニット30を有する第2ウエハーを形成するステップbと、第1ウエハーと第2ウエハーとの間に調整材が排除された状態で第2ウエハーを第1ウエハーに重ね合わせ、第2ウエハーのレンズユニット30の焦点偏移量を取得し、第1ウエハーの感光装置20が合焦状態にあるか否かを判断するステップcと、レンズユニット30と感光装置20との間に調整材25を位置させ、調整材25により焦点偏移量を補正し、レンズユニット30が感光装置20において正確に結像させるためにガラスのスペーサーボールまたはファイバースペーサーを有する調整材25を設けるステップdとを含む。
【解決手段】ウエハーレベルの撮像モジュール10の製造方法は、集積回路の形成工程により感光装置20を有する第1ウエハーを形成するステップaと、レンズユニット30を有する第2ウエハーを形成するステップbと、第1ウエハーと第2ウエハーとの間に調整材が排除された状態で第2ウエハーを第1ウエハーに重ね合わせ、第2ウエハーのレンズユニット30の焦点偏移量を取得し、第1ウエハーの感光装置20が合焦状態にあるか否かを判断するステップcと、レンズユニット30と感光装置20との間に調整材25を位置させ、調整材25により焦点偏移量を補正し、レンズユニット30が感光装置20において正確に結像させるためにガラスのスペーサーボールまたはファイバースペーサーを有する調整材25を設けるステップdとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法、及び組み立て設備に関する。
【背景技術】
【0002】
図12は、周知のCMOS撮像モジュール80である。主にセンサーチップ82をレンズホルダー(Lens Holder)81に蓋設したものが利用され、レンズホルダー81は回転可能なレンズ筒(Lens Barrel)83が設けられている。レンズ筒83の中央にはレンズユニット84が設けられ、レンズユニット84がセンサーチップ82で結像する時、レンズ筒83を回転させることによりレンズユニット84とセンサーチップ82と間の距離が変化する。これにより、光線の焦点位置をセンサーチップ82に合わせることができる。
【0003】
図13は特許案件で述べているような他のタイプの撮像モジュールを示す。この撮像モジュールは映像キャプチャ部材103とレンズユニット111、127を含む。レンズユニット111、127は積み重ね状を呈しながら映像キャプチャ部材103と相互接近し、光線がレンズユニット111、127を経由し映像キャプチャ部材103で作像できるようにする。該特許案の長所は映像キャプチャ部材103とレンズユニット111、127がともにIC回路(集積回路)を利用して製造されている点にある。よって撮像モジュールの体積を縮小することが可能で、携帯電話、PDA等、消費的な電子装置にこの撮像モジュールが適用されている。
【0004】
特許文献1に開示されている撮像モジュールを製造する場合、レンズユニット111、127は常に製造過程上および温度の影響を受けて変形を生じる。そのため、レンズユニット111、127が実際に形成された後の完成品と設計理論上の焦点距離との間には、約0〜50μmの誤差が生じる。また、特許文献1に開示されている発明を実行する場合、常に映像キャプチャ部材103で正確に焦点を合わせることができず、レンズユニット111、127が形成した映像はアウトフォーカス(out-of-focus)の状態(図13中の点線エリアAまたはB)を呈することになる。さらに、レンズユニット111、127が映像キャプチャ部材上に設けられている場合、例えばガラスウエハー各片が約0〜20μmの厚さの誤差を有することとなり、二者のそれぞれ異なる厚さ、サイズの変異により、積層された後のレンズユニット111、127と映像キャプチャ103と間の距離を制御するのが更に難しくなる。その結果、レンズユニット111、127は映像キャプチャ部材103に対し正確に焦点を合わせることができないという問題を生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】WO2004/027880号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明の主な目的は、調整およびテストが容易であり、結像品質が高いウエハーレベルの撮像モジュールの組み立て設備を提供することにある。
さらに、本発明のもう一つ別の目的は、結像品質の高いウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、ウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法、及び組み立て設備に係る発明である。
このウエハーレベルの撮像モジュールは、感光装置、レンズユニットおよび調整材を備える。感光装置は、光線を感知し電気的信号を出力する。レンズユニットは、感光装置に入射される光線を形成する。調整材は、ガラスのスペーサーボールまたはファイバースペーサーを有し、感光装置とレンズユニットとの間に設けられ、レンズユニットと感光装置との間の焦点の偏移量を補正し、レンズユニットで感光装置において正確に結像させる。これより、このウエハーレベルの撮像モジュールは、調整材の構造を利用し、作像品質をより良くするという目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第1実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図2】本発明の第1実施形態による撮像モジュールの製造に用いる組み立て設備を示す立体図。
【図3】本発明の第1実施形態による撮像モジュールの製造方法を示す図であり、撮像モジュールが組み立て設備に位置決めされた状態を示す概略図。
【図4】本発明の第1実施形態による撮像モジュールの製造方法を示す図であり、撮像モジュールがテスト台に設けられた状態を示す概略図。
【図5】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、感光装置による映像がアウトフォーカスの状態にあることを示す概略図。
【図6】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、調整材が第1ウエハー(感光装置)と第2ウエハー(レンズユニット)との間にあることを示す概略図。
【図7】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、調整材が撮像モジュールに設けられ、感光装置が結像状態にあることを示す概略図。
【図8】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、感光装置で結像した映像がフォーカシング状態を呈している状態を示す概略図。
【図9】本発明の第2実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図10】本発明の第3実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図11】本発明の第4実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図12】従来の撮像モジュールを示す概略図。
【図13】従来の撮像モジュールを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール10を示す。ウエハーレベルの撮像モジュール10は、感光装置20と、調整材25と、レンズユニット30とを備える。
感光装置20は、相捕型金属酸化膜半導体(Complementary Metal Oxide Semiconductor:CMOS)、または電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)である。感光装置20は、光線に感応し電気的信号を出力する。感光装置20の頂上側には、光線を透過する間隔片22が設けられている。間隔片22は、主に感光装置20へ外界からの異物や水気が浸入するのを避けるために用いられる。
調整材25は、ガラス製のスペーサーボール(Grass Ball Spacer)またはファイバースペーサー(Fiber Spacer)を有している。調整材25は、スパッタ、シールもしくはプリント方式によって感光装置20の間隔片22の頂上面に取り付けられる。調整材25の厚さは、1μm〜50μmであり、その厚さは焦点合わせの要求と焦点偏移量によって設定される。なお、調整材25は、厚膜フォトレジストの製造過程を利用して間隔片22に設けてもよく、直接ガラス板で形成してもよい。もちろん、レンズユニット30上に設置してもよい。
【0010】
レンズユニット30は、透明なUV重合膜、またはエッチング(Etching)方式などによって形成される。レンズユニット30は、調整材25の上方に設けられている。調整材25は、レンズユニット30と感光装置20との間に介在する。調整材25は、レンズユニット30と感光装置20との間の距離を制御し、外界から入射する光線がレンズユニット30を通過し感光装置20で結像するようにする。レンズユニット30の感光装置20における焦点偏移量は0μm〜50μmであるため、調整材25がレンズユニット30と感光装置20との間に設けられた場合、調整材25がそのものの厚さを有することにより、レンズユニット30の焦点偏移量を補正し、レンズユニット30の焦点合わせ精度を焦点深度の要求以内に制御することができる。口径比(FNO)が2.8、センサー画素サイズが3.6μmの撮像モジュールに対し、その焦点合わせの精度要求は約10μmであり、調整材25で補正された光線は感光装置20で正確にフォーカシング(in-focus)を行うことができる。
【0011】
上述のウエハーレベルの撮像モジュール10を製造する際、組み立て設備40を利用し、現地(in-situ)においてウエハーレベルの撮像モジュール10の組み立てとテストが行われる。以下に、組み立て設備40の細部構造について説明する。
図2から図4は、組み立て設備40が位置決め調整装置42と、信号キャプチャ43装置と、信号処理装置46と、およびアダプター(ボンディング:bonding)48とを備えることを示している。
位置決め調整装置42は、ベース台50とテスト台51とを含む。ベース台50は、滑動可能なトレイ52と取付け用ユニット54とが設けられている。トレイ52は、ベース台50に相対しており、取出しまたは収納することができる。ウエハーレベルの撮像モジュール10の取出しまたは収納を行うため、さらにウエハーレベルの撮像モジュール10をテスト台に載置するため、取付け用ユニット54がウエハーレベルの撮像モジュール10に用いられる。
信号キャプチャ装置43は、プローブカード44を含む。信号キャプチャ装置43は、位置決め調整装置42のベース台50内に設けられる。
信号処理装置46は、信号キャプチャ装置43と電気的に接続している。信号処理装置46は、ウエハーレベルの撮像モジュール10がキャプチャした映像信号が合焦状態にあるか否かを判断する。
アダプター48は、ウエハーレベルの撮像モジュール10の感光装置20、調整材25とレンズユニット30との結合のために用いられる。
【0012】
以下、上述の組み立て設備40を利用したウエハーレベルの撮像モジュール10の製造方法を説明する。製造方法では以下のステップを含んでいる。
ステップ1:集積回路(IC)によりウエハー56に所定の回路を形成する。図2に示すように、第1ウエハー56は、複数の感光装置20を有し、各感光装置20は第1照準マーク(First Alignment Mark)を有する。
【0013】
ステップ2:第2ウエハー58を整備する。第2ウエハー58は複数のレンズユニット30を有し、各レンズユニット30は第2照準マーク(Second Alignment Mark)30を有する。
ステップ3:第1ウエハー56を組み立て設備40のトレイ52内に設ける。次に第2ウエハー58を第1ウエハー56に重ね合わせ、各レンズユニット30の第2照準マークが確実に各感光装置20の第1照準マークに合致させる。続いて図3に示すように取付け用ユニット64を利用し、第1ウエハー56と第2ウエハー58とをプレ・ボンディング(Pre-bonding)し、さらに第1ウエハー56の各感光装置20がプローブカード44に対応するようにする。
【0014】
ステップ4:図4に示すようにウエハーレベルの撮像モジュール10がプローブカード44と電気的に接続するようにテスト台51を駆動する。同時にテスト台51は、テスト要求に基づきウエハーレベルの撮像モジュール10を平行に移動、または傾斜させる。
ステップ5:信号処理装置46を利用し、信号キャプチャ装置43の電気的信号を受信する。各レンズユニット30が各感光装置20で結像した際の焦点偏移量を得るため、感光装置20がフォーカシング状態(in-focus)またはアウトフォーカス(out-focus)状態(図5に示す)にあるか否かを判断する。また、信号処理装置46は、アウトフォーカスすなわち「合焦状態でない」と判断したとき、アウトフォーカス状態が遠焦点フォーカス(far focus)または近焦点フォーカス(near focus)状態のいずれであるかを区分する。
【0015】
ステップ6:トレイ52をベース台50に移動し、第1ウエハー56と第2ウエハー58との間に調整材25を設置する。図6に示すようにウエハーレベルの撮像モジュール10をプローブカード44と電気的に接続させる。
ステップ7:感光装置20が形成する映像を、図7に示すような映像品質に改善する。わずかにアウトフォーカス状態を呈する場合、ステップ4〜ステップ6を繰返し行い、使用する調整材25が図8に示すフォーカシング状態に至るまで上述の焦点偏移量を補正する。
【0016】
ステップ8:取付け用ユニット54を利用して焦点偏移量を補正した第1ウエハー56と第2ウエハー58をしっかり取付け、アダプター48を利用し第1ウエハー56、調整材25および第2ウエハー58を結合させる。
ステップ9:第1ウエハー56と第2ウエハー58を切り離し、ウエハーレベルの撮像モジュール10を成形することができる。
【0017】
上述の組み立て設備40および製造方法で説明したように、各レンズユニット30は各感光装置20と重なり合う時、信号処理装置46を利用して感光装置20が受信した光線が焦点合わせ状態にあるか否かを判断する。そして、感光装置20がアウトフォーカス状態を呈する時、調整材25の厚さを変更し、感光装置20がフォーカシング状態にある時、ウエハーレベルの撮像モジュール10の作像品質を確保するとともに、感光装置に設けられた調整材25の厚さを制御することによってレンズユニット30と感光装置20間の距離を調整する。これにより、レンズユニット30がより正確に感光装置20で焦点合わせを行うことを可能とする。
【0018】
これより、第1実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール10は、調整材の構造を利用し撮像モジュールの作像品質をより良くするという目的を達成することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図9に示す。
図9に示すように、本発明の第2実施形態で提供するウエハーレベルの撮像モジュール60はその構造において第1実施形態とほぼ同一である。感光装置61と、レンズユニット62と、これらの間に介在する調整材63とを備えている。この特徴は、レンズユニット62が重なり合った状態を呈することにある。第1光貫通部64と第2光貫通部65との間は第1スペーサー66を利用し相互に接続される。第2光貫通部65の頂上面には第2スペーサー67が設けられている。第1光貫通部64は、調整材63で接合されてレンズユニット62と感光装置61とが相互に重なり合う。第1光貫通部64および第2光貫通部65は、ともに透明であり、撮像モジュール60がより多くの映像特性を有することにより感光装置61での光線の結像を達成している。
【0019】
(第3、第4実施形態)
本発明の第3、第4実施形態をそれぞれ図10または図11に示す。
図10に示すように、本発明の第3実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール70は、その組成部材が第2実施形態とほぼ同一である。特徴として、感光装置71の間隔片72は開口73を有し、この開口73は感光装置71の感光エリアに対応する。
【0020】
図11に示すように、本発明の第4実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール75は、調整材76が感光装置の表面に直接設けられている点が特徴である。レンズユニット78の第1光貫通部79は、調整材76に接近する。
以上の通り説明した複数の実施形態は、すべて本発明の発明目的を達成することが可能となる。
【符号の説明】
【0021】
10:ウエハーレベルの撮像モジュール、20:感光装置、22:間隔片、25:調整材、30:レンズユニット、40:組み立て設備、42:位置決め調整装置、43:信号キャプチャ装置、44:プローブカード、46:信号処理装置、48:アダプター、50:ベース台、51:テスト台、52:トレイ、54:取付け用ユニット、56:第1ウエハー、58:第2ウエハー、
60:ウエハーレベルの撮像モジュール、61:感光装置、62:レンズユニット、63:調整材、64:第1光貫通部、65:第2光貫通部、66:第1スペーサー、67:第2スペーサー、
70:ウエハーレベルの撮像モジュール、71:感光装置、72:間隔片、73:開口、
75:ウエハーレベルの撮像モジュール、76:調整材、77:感光装置、78:レンズユニット、79:第1光貫通部
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法、及び組み立て設備に関する。
【背景技術】
【0002】
図12は、周知のCMOS撮像モジュール80である。主にセンサーチップ82をレンズホルダー(Lens Holder)81に蓋設したものが利用され、レンズホルダー81は回転可能なレンズ筒(Lens Barrel)83が設けられている。レンズ筒83の中央にはレンズユニット84が設けられ、レンズユニット84がセンサーチップ82で結像する時、レンズ筒83を回転させることによりレンズユニット84とセンサーチップ82と間の距離が変化する。これにより、光線の焦点位置をセンサーチップ82に合わせることができる。
【0003】
図13は特許案件で述べているような他のタイプの撮像モジュールを示す。この撮像モジュールは映像キャプチャ部材103とレンズユニット111、127を含む。レンズユニット111、127は積み重ね状を呈しながら映像キャプチャ部材103と相互接近し、光線がレンズユニット111、127を経由し映像キャプチャ部材103で作像できるようにする。該特許案の長所は映像キャプチャ部材103とレンズユニット111、127がともにIC回路(集積回路)を利用して製造されている点にある。よって撮像モジュールの体積を縮小することが可能で、携帯電話、PDA等、消費的な電子装置にこの撮像モジュールが適用されている。
【0004】
特許文献1に開示されている撮像モジュールを製造する場合、レンズユニット111、127は常に製造過程上および温度の影響を受けて変形を生じる。そのため、レンズユニット111、127が実際に形成された後の完成品と設計理論上の焦点距離との間には、約0〜50μmの誤差が生じる。また、特許文献1に開示されている発明を実行する場合、常に映像キャプチャ部材103で正確に焦点を合わせることができず、レンズユニット111、127が形成した映像はアウトフォーカス(out-of-focus)の状態(図13中の点線エリアAまたはB)を呈することになる。さらに、レンズユニット111、127が映像キャプチャ部材上に設けられている場合、例えばガラスウエハー各片が約0〜20μmの厚さの誤差を有することとなり、二者のそれぞれ異なる厚さ、サイズの変異により、積層された後のレンズユニット111、127と映像キャプチャ103と間の距離を制御するのが更に難しくなる。その結果、レンズユニット111、127は映像キャプチャ部材103に対し正確に焦点を合わせることができないという問題を生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】WO2004/027880号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明の主な目的は、調整およびテストが容易であり、結像品質が高いウエハーレベルの撮像モジュールの組み立て設備を提供することにある。
さらに、本発明のもう一つ別の目的は、結像品質の高いウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、ウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法、及び組み立て設備に係る発明である。
このウエハーレベルの撮像モジュールは、感光装置、レンズユニットおよび調整材を備える。感光装置は、光線を感知し電気的信号を出力する。レンズユニットは、感光装置に入射される光線を形成する。調整材は、ガラスのスペーサーボールまたはファイバースペーサーを有し、感光装置とレンズユニットとの間に設けられ、レンズユニットと感光装置との間の焦点の偏移量を補正し、レンズユニットで感光装置において正確に結像させる。これより、このウエハーレベルの撮像モジュールは、調整材の構造を利用し、作像品質をより良くするという目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第1実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図2】本発明の第1実施形態による撮像モジュールの製造に用いる組み立て設備を示す立体図。
【図3】本発明の第1実施形態による撮像モジュールの製造方法を示す図であり、撮像モジュールが組み立て設備に位置決めされた状態を示す概略図。
【図4】本発明の第1実施形態による撮像モジュールの製造方法を示す図であり、撮像モジュールがテスト台に設けられた状態を示す概略図。
【図5】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、感光装置による映像がアウトフォーカスの状態にあることを示す概略図。
【図6】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、調整材が第1ウエハー(感光装置)と第2ウエハー(レンズユニット)との間にあることを示す概略図。
【図7】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、調整材が撮像モジュールに設けられ、感光装置が結像状態にあることを示す概略図。
【図8】本発明の第1実施形態による撮像モジュールにおいて、感光装置で結像した映像がフォーカシング状態を呈している状態を示す概略図。
【図9】本発明の第2実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図10】本発明の第3実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図11】本発明の第4実施形態による撮像モジュールを示す断面図。
【図12】従来の撮像モジュールを示す概略図。
【図13】従来の撮像モジュールを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール10を示す。ウエハーレベルの撮像モジュール10は、感光装置20と、調整材25と、レンズユニット30とを備える。
感光装置20は、相捕型金属酸化膜半導体(Complementary Metal Oxide Semiconductor:CMOS)、または電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)である。感光装置20は、光線に感応し電気的信号を出力する。感光装置20の頂上側には、光線を透過する間隔片22が設けられている。間隔片22は、主に感光装置20へ外界からの異物や水気が浸入するのを避けるために用いられる。
調整材25は、ガラス製のスペーサーボール(Grass Ball Spacer)またはファイバースペーサー(Fiber Spacer)を有している。調整材25は、スパッタ、シールもしくはプリント方式によって感光装置20の間隔片22の頂上面に取り付けられる。調整材25の厚さは、1μm〜50μmであり、その厚さは焦点合わせの要求と焦点偏移量によって設定される。なお、調整材25は、厚膜フォトレジストの製造過程を利用して間隔片22に設けてもよく、直接ガラス板で形成してもよい。もちろん、レンズユニット30上に設置してもよい。
【0010】
レンズユニット30は、透明なUV重合膜、またはエッチング(Etching)方式などによって形成される。レンズユニット30は、調整材25の上方に設けられている。調整材25は、レンズユニット30と感光装置20との間に介在する。調整材25は、レンズユニット30と感光装置20との間の距離を制御し、外界から入射する光線がレンズユニット30を通過し感光装置20で結像するようにする。レンズユニット30の感光装置20における焦点偏移量は0μm〜50μmであるため、調整材25がレンズユニット30と感光装置20との間に設けられた場合、調整材25がそのものの厚さを有することにより、レンズユニット30の焦点偏移量を補正し、レンズユニット30の焦点合わせ精度を焦点深度の要求以内に制御することができる。口径比(FNO)が2.8、センサー画素サイズが3.6μmの撮像モジュールに対し、その焦点合わせの精度要求は約10μmであり、調整材25で補正された光線は感光装置20で正確にフォーカシング(in-focus)を行うことができる。
【0011】
上述のウエハーレベルの撮像モジュール10を製造する際、組み立て設備40を利用し、現地(in-situ)においてウエハーレベルの撮像モジュール10の組み立てとテストが行われる。以下に、組み立て設備40の細部構造について説明する。
図2から図4は、組み立て設備40が位置決め調整装置42と、信号キャプチャ43装置と、信号処理装置46と、およびアダプター(ボンディング:bonding)48とを備えることを示している。
位置決め調整装置42は、ベース台50とテスト台51とを含む。ベース台50は、滑動可能なトレイ52と取付け用ユニット54とが設けられている。トレイ52は、ベース台50に相対しており、取出しまたは収納することができる。ウエハーレベルの撮像モジュール10の取出しまたは収納を行うため、さらにウエハーレベルの撮像モジュール10をテスト台に載置するため、取付け用ユニット54がウエハーレベルの撮像モジュール10に用いられる。
信号キャプチャ装置43は、プローブカード44を含む。信号キャプチャ装置43は、位置決め調整装置42のベース台50内に設けられる。
信号処理装置46は、信号キャプチャ装置43と電気的に接続している。信号処理装置46は、ウエハーレベルの撮像モジュール10がキャプチャした映像信号が合焦状態にあるか否かを判断する。
アダプター48は、ウエハーレベルの撮像モジュール10の感光装置20、調整材25とレンズユニット30との結合のために用いられる。
【0012】
以下、上述の組み立て設備40を利用したウエハーレベルの撮像モジュール10の製造方法を説明する。製造方法では以下のステップを含んでいる。
ステップ1:集積回路(IC)によりウエハー56に所定の回路を形成する。図2に示すように、第1ウエハー56は、複数の感光装置20を有し、各感光装置20は第1照準マーク(First Alignment Mark)を有する。
【0013】
ステップ2:第2ウエハー58を整備する。第2ウエハー58は複数のレンズユニット30を有し、各レンズユニット30は第2照準マーク(Second Alignment Mark)30を有する。
ステップ3:第1ウエハー56を組み立て設備40のトレイ52内に設ける。次に第2ウエハー58を第1ウエハー56に重ね合わせ、各レンズユニット30の第2照準マークが確実に各感光装置20の第1照準マークに合致させる。続いて図3に示すように取付け用ユニット64を利用し、第1ウエハー56と第2ウエハー58とをプレ・ボンディング(Pre-bonding)し、さらに第1ウエハー56の各感光装置20がプローブカード44に対応するようにする。
【0014】
ステップ4:図4に示すようにウエハーレベルの撮像モジュール10がプローブカード44と電気的に接続するようにテスト台51を駆動する。同時にテスト台51は、テスト要求に基づきウエハーレベルの撮像モジュール10を平行に移動、または傾斜させる。
ステップ5:信号処理装置46を利用し、信号キャプチャ装置43の電気的信号を受信する。各レンズユニット30が各感光装置20で結像した際の焦点偏移量を得るため、感光装置20がフォーカシング状態(in-focus)またはアウトフォーカス(out-focus)状態(図5に示す)にあるか否かを判断する。また、信号処理装置46は、アウトフォーカスすなわち「合焦状態でない」と判断したとき、アウトフォーカス状態が遠焦点フォーカス(far focus)または近焦点フォーカス(near focus)状態のいずれであるかを区分する。
【0015】
ステップ6:トレイ52をベース台50に移動し、第1ウエハー56と第2ウエハー58との間に調整材25を設置する。図6に示すようにウエハーレベルの撮像モジュール10をプローブカード44と電気的に接続させる。
ステップ7:感光装置20が形成する映像を、図7に示すような映像品質に改善する。わずかにアウトフォーカス状態を呈する場合、ステップ4〜ステップ6を繰返し行い、使用する調整材25が図8に示すフォーカシング状態に至るまで上述の焦点偏移量を補正する。
【0016】
ステップ8:取付け用ユニット54を利用して焦点偏移量を補正した第1ウエハー56と第2ウエハー58をしっかり取付け、アダプター48を利用し第1ウエハー56、調整材25および第2ウエハー58を結合させる。
ステップ9:第1ウエハー56と第2ウエハー58を切り離し、ウエハーレベルの撮像モジュール10を成形することができる。
【0017】
上述の組み立て設備40および製造方法で説明したように、各レンズユニット30は各感光装置20と重なり合う時、信号処理装置46を利用して感光装置20が受信した光線が焦点合わせ状態にあるか否かを判断する。そして、感光装置20がアウトフォーカス状態を呈する時、調整材25の厚さを変更し、感光装置20がフォーカシング状態にある時、ウエハーレベルの撮像モジュール10の作像品質を確保するとともに、感光装置に設けられた調整材25の厚さを制御することによってレンズユニット30と感光装置20間の距離を調整する。これにより、レンズユニット30がより正確に感光装置20で焦点合わせを行うことを可能とする。
【0018】
これより、第1実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール10は、調整材の構造を利用し撮像モジュールの作像品質をより良くするという目的を達成することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図9に示す。
図9に示すように、本発明の第2実施形態で提供するウエハーレベルの撮像モジュール60はその構造において第1実施形態とほぼ同一である。感光装置61と、レンズユニット62と、これらの間に介在する調整材63とを備えている。この特徴は、レンズユニット62が重なり合った状態を呈することにある。第1光貫通部64と第2光貫通部65との間は第1スペーサー66を利用し相互に接続される。第2光貫通部65の頂上面には第2スペーサー67が設けられている。第1光貫通部64は、調整材63で接合されてレンズユニット62と感光装置61とが相互に重なり合う。第1光貫通部64および第2光貫通部65は、ともに透明であり、撮像モジュール60がより多くの映像特性を有することにより感光装置61での光線の結像を達成している。
【0019】
(第3、第4実施形態)
本発明の第3、第4実施形態をそれぞれ図10または図11に示す。
図10に示すように、本発明の第3実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール70は、その組成部材が第2実施形態とほぼ同一である。特徴として、感光装置71の間隔片72は開口73を有し、この開口73は感光装置71の感光エリアに対応する。
【0020】
図11に示すように、本発明の第4実施形態によるウエハーレベルの撮像モジュール75は、調整材76が感光装置の表面に直接設けられている点が特徴である。レンズユニット78の第1光貫通部79は、調整材76に接近する。
以上の通り説明した複数の実施形態は、すべて本発明の発明目的を達成することが可能となる。
【符号の説明】
【0021】
10:ウエハーレベルの撮像モジュール、20:感光装置、22:間隔片、25:調整材、30:レンズユニット、40:組み立て設備、42:位置決め調整装置、43:信号キャプチャ装置、44:プローブカード、46:信号処理装置、48:アダプター、50:ベース台、51:テスト台、52:トレイ、54:取付け用ユニット、56:第1ウエハー、58:第2ウエハー、
60:ウエハーレベルの撮像モジュール、61:感光装置、62:レンズユニット、63:調整材、64:第1光貫通部、65:第2光貫通部、66:第1スペーサー、67:第2スペーサー、
70:ウエハーレベルの撮像モジュール、71:感光装置、72:間隔片、73:開口、
75:ウエハーレベルの撮像モジュール、76:調整材、77:感光装置、78:レンズユニット、79:第1光貫通部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光線を感知し電気的信号を出力する感光装置を有する第1ウエハーと、
前記感光装置に入射される光線を形成するレンズユニットを有する第2ウエハーと、
前記第1ウエハーの前記感光装置と前記第2ウエハーの前記レンズユニットとの間に設けられ、前記第2ウエハーの前記レンズユニットと前記第1ウエハーの前記感光装置との間の焦点の偏移量を補正し、前記第2ウエハーの前記レンズユニットで前記第1ウエハーの前記感光装置において正確に結像させる調整材と、
を備えるウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法であって、
a:集積回路の形成工程により前記感光装置を有する前記第1ウエハーを形成するステップと、
b:前記レンズユニットを有する前記第2ウエハーを形成するステップと、
c:前記第1ウエハーと前記第2ウエハーとの間に前記調整材が排除された状態で前記第2ウエハーを前記第1ウエハーに重ね合わせ、前記第2ウエハーの前記レンズユニットの焦点偏移量を取得し、前記第1ウエハーの前記感光装置が合焦状態にあるか否かを判断するステップと、
d:前記レンズユニットと前記感光装置との間に調整材を位置させ、前記調整材により前記焦点偏移量を補正し、前記第2ウエハーの前記レンズユニットが前記第1ウエハーの前記感光装置において正確に結像させるためにガラスのスペーサーボールまたはファイバースペーサーを有する前記調整材を設けるステップと、
を含むウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法。
【請求項2】
前記ステップcでは、前記感光装置が合焦状態にないとき、遠焦点フォーカス(far focus)状態、または近焦点フォーカス(near focus)状態のいずれであるかを区分する請求項1記載のウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法。
【請求項3】
光線を感知し電気的信号を出力する感光装置と、
前記感光装置に入射される光線を形成するレンズユニットと、
前記感光装置と前記レンズユニットとの間に設けられ、前記レンズユニットと前記感光装置との間の焦点の偏移量を補正し、前記レンズユニットで前記感光装置において正確に結像させる調整材と、
を備えるウエハーレベルの撮像モジュールの組み立て設備であって、
前記感光装置と前記レンズユニットとの間に前記調整材が排除された状態で前記レンズユニットを前記感光装置に重ね合わせて位置決めするために用いられる位置決め調整装置と、
前記感光装置と電気的に接続するために用いられる信号キャプチャ装置と、
前記信号キャプチャ装置と電気的に接続し、前記撮像モジュールがキャプチャした映像信号が合焦状態にあるか否かを判断する信号処理装置と、
前記感光装置、前記調整材および前記レンズユニットの結合のために用いられるアダプターと、
を備える組み立て設備。
【請求項4】
前記位置決め調整装置は、さらに取付け用ユニットを有し、
前記取付け用ユニットは、前記位置決め調整装置による前記感光装置の位置決めに用いられるとともに、前記調整材および前記レンズユニットを保持して前記アダプターに挿入するために用いられる請求項3に記載の組み立て設備。
【請求項5】
前記位置決め調整装置は、さらにテスト台を有し、
前記テスト台は、前記撮像モジュールを支持するとともに、前記撮像モジュールが前記信号キャプチャ装置との電気的接続を達成するために用いられる請求項3に記載の組み立て設備。
【請求項6】
前記信号キャプチャ装置は、プローブカードを有し、
前記プローブカードは、前記撮像モジュールの前記感光装置と電気的に接続する請求項3に記載の組み立て設備。
【請求項1】
光線を感知し電気的信号を出力する感光装置を有する第1ウエハーと、
前記感光装置に入射される光線を形成するレンズユニットを有する第2ウエハーと、
前記第1ウエハーの前記感光装置と前記第2ウエハーの前記レンズユニットとの間に設けられ、前記第2ウエハーの前記レンズユニットと前記第1ウエハーの前記感光装置との間の焦点の偏移量を補正し、前記第2ウエハーの前記レンズユニットで前記第1ウエハーの前記感光装置において正確に結像させる調整材と、
を備えるウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法であって、
a:集積回路の形成工程により前記感光装置を有する前記第1ウエハーを形成するステップと、
b:前記レンズユニットを有する前記第2ウエハーを形成するステップと、
c:前記第1ウエハーと前記第2ウエハーとの間に前記調整材が排除された状態で前記第2ウエハーを前記第1ウエハーに重ね合わせ、前記第2ウエハーの前記レンズユニットの焦点偏移量を取得し、前記第1ウエハーの前記感光装置が合焦状態にあるか否かを判断するステップと、
d:前記レンズユニットと前記感光装置との間に調整材を位置させ、前記調整材により前記焦点偏移量を補正し、前記第2ウエハーの前記レンズユニットが前記第1ウエハーの前記感光装置において正確に結像させるためにガラスのスペーサーボールまたはファイバースペーサーを有する前記調整材を設けるステップと、
を含むウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法。
【請求項2】
前記ステップcでは、前記感光装置が合焦状態にないとき、遠焦点フォーカス(far focus)状態、または近焦点フォーカス(near focus)状態のいずれであるかを区分する請求項1記載のウエハーレベルの撮像モジュールの製造方法。
【請求項3】
光線を感知し電気的信号を出力する感光装置と、
前記感光装置に入射される光線を形成するレンズユニットと、
前記感光装置と前記レンズユニットとの間に設けられ、前記レンズユニットと前記感光装置との間の焦点の偏移量を補正し、前記レンズユニットで前記感光装置において正確に結像させる調整材と、
を備えるウエハーレベルの撮像モジュールの組み立て設備であって、
前記感光装置と前記レンズユニットとの間に前記調整材が排除された状態で前記レンズユニットを前記感光装置に重ね合わせて位置決めするために用いられる位置決め調整装置と、
前記感光装置と電気的に接続するために用いられる信号キャプチャ装置と、
前記信号キャプチャ装置と電気的に接続し、前記撮像モジュールがキャプチャした映像信号が合焦状態にあるか否かを判断する信号処理装置と、
前記感光装置、前記調整材および前記レンズユニットの結合のために用いられるアダプターと、
を備える組み立て設備。
【請求項4】
前記位置決め調整装置は、さらに取付け用ユニットを有し、
前記取付け用ユニットは、前記位置決め調整装置による前記感光装置の位置決めに用いられるとともに、前記調整材および前記レンズユニットを保持して前記アダプターに挿入するために用いられる請求項3に記載の組み立て設備。
【請求項5】
前記位置決め調整装置は、さらにテスト台を有し、
前記テスト台は、前記撮像モジュールを支持するとともに、前記撮像モジュールが前記信号キャプチャ装置との電気的接続を達成するために用いられる請求項3に記載の組み立て設備。
【請求項6】
前記信号キャプチャ装置は、プローブカードを有し、
前記プローブカードは、前記撮像モジュールの前記感光装置と電気的に接続する請求項3に記載の組み立て設備。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図6】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図5】
【図7】
【図8】
【図2】
【図3】
【図4】
【図6】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図5】
【図7】
【図8】
【公開番号】特開2011−254528(P2011−254528A)
【公開日】平成23年12月15日(2011.12.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−169401(P2011−169401)
【出願日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【分割の表示】特願2006−267306(P2006−267306)の分割
【原出願日】平成18年9月29日(2006.9.29)
【出願人】(506329959)采▲金▼科技股▲分▼有限公司 (3)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年12月15日(2011.12.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【分割の表示】特願2006−267306(P2006−267306)の分割
【原出願日】平成18年9月29日(2006.9.29)
【出願人】(506329959)采▲金▼科技股▲分▼有限公司 (3)
【Fターム(参考)】
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