晶圆级镜头模组阵列组装结构、镜头模组及其生产方法

摘要

本发明公开了一种晶圆级镜头模组阵列组装结构、镜头模组及其生产方法，该组装结构包括堆叠在一起的多层晶圆级镜头阵列，晶圆级镜头阵列包括晶圆基板以及在晶圆基板上呈阵列排布的镜头单元，相邻两层晶圆级镜头阵列之间通过胶水粘接固定或分别通过胶水粘接固定于同一晶圆间隔片的两侧，镜头单元周围环绕布置若干个点胶槽，相邻点胶槽之间通过容胶导流槽连通，点胶槽和容胶导流槽组成包围镜头单元的封闭容胶空间，将胶水填充于该封闭容胶空间内粘接两层晶圆级镜头阵列或分别粘接两层晶圆级镜头阵列于晶圆间隔片的两侧。采用该组装结构可避免晶圆级镜头阵列之间采用胶接固定时在胶接面出现气泡空腔，提高镜头组件的生产良率。

说明书

技术领域

本发明涉及WLO(Wafer Level Optics：晶圆级光学元件)制造技术，特别涉及晶圆级镜头模组阵列组装结构及晶圆级镜头模组生产方法，用于实现多个晶圆级镜头模组阵列之间的胶接固定及晶圆级镜头模组生产。

背景技术

WLO是指利用半导体工艺在基片晶圆上产生微纳结构而制成的微纳结构光学元件。与传统光学元件的加工技术不同，WLO工艺在整片晶元基板上，用半导体工艺批量复制加工出镜头阵列，形成晶圆级镜头模组阵列，再将多个晶圆级镜头模组阵列压合在一起，然后切割成单颗镜头，具有尺寸小、高度低、一致性好等特点。晶圆级光学透镜的位置精度达到nm级，是未来标准化的光学透镜组合的最佳选择。

在组装晶圆级镜头模组阵列时可采用胶接固定，在进行胶接时，由于在晶元基板上缺少容胶空间，不易控制胶水涂覆后的状态，胶水固化后容易出现气泡空腔，影响镜头组件的生产良率。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种配合点胶的晶圆级镜头阵列组装结构，避免晶圆级镜头阵列之间采用胶接固定时在胶接面出现气泡空腔。本发明还提供一种晶圆级镜头模组及其生产方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种晶圆级镜头模组阵列组装结构，包括堆叠在一起的多层晶圆级镜头阵列，晶圆级镜头阵列包括晶圆基板以及在晶圆基板上呈阵列排布的镜头单元，其特征在于：相邻两层晶圆级镜头阵列之间通过胶水粘接固定或分别通过胶水粘接固定于同一晶圆间隔片的两侧，镜头单元周围环绕布置若干个点胶槽，相邻点胶槽之间通过容胶导流槽连通，点胶槽和容胶导流槽组成包围镜头单元的封闭容胶空间，将胶水填充于该封闭容胶空间内粘接两层晶圆级镜头阵列或分别粘接两层晶圆级镜头阵列于晶圆间隔片的两侧。

进一步的，在相邻两层晶圆级镜头阵列之间通过胶水粘接固定的情况下，所述点胶槽布置于下层的晶圆基板表面，所述容胶导流槽布置于下层的晶圆基板表面或/和上层的晶圆基板表面。

进一步的，在相邻两层晶圆级镜头阵列分别通过胶水粘接固定于同一晶圆间隔片的两侧的情况下，所述点胶槽布置于下层的晶圆基板表面，所述容胶导流槽布置于下层的晶圆基板表面或/和晶圆间隔片的下侧面。

进一步的，点胶槽轮廓外接圆的直径不小于容胶导流槽横截面宽度。

一种晶圆级镜头模组，由晶圆级镜头模组阵列分切而成，包括堆叠在一起的多层晶圆基板以及布置在晶圆基板上的镜头单元，相邻两层晶圆基板之间通过胶水粘接固定或分别通过胶水粘接固定于同一晶圆间隔片的两侧，镜头单元周围环绕布置若干个点胶槽，相邻点胶槽之间通过容胶导流槽连通，点胶槽和容胶导流槽组成包围镜头单元的封闭容胶空间，将胶水填充于该封闭容胶空间内粘接两层晶圆基板或分别粘接两层晶圆基板于晶圆间隔片的两侧。

一种晶圆级镜头模组的生产方法，包括：

通过紫外光注塑固化成型工艺在晶圆基板上加工出呈阵列排布的镜头单元和包围镜头单元的封闭容胶空间；

将用于粘接晶圆级镜头阵列的胶水滴注于点胶槽内；

将多层晶圆级镜头阵列堆叠在一起的过程中，点胶槽内胶水沿容胶导流槽扩散，并逐步填充至填满整个封闭容胶空间，相邻晶圆级镜头阵列之间通过填充于封闭容胶空间内的胶水粘接固定；

粘接固定的多层晶圆级镜头阵列组成晶圆级镜头模组整列，将晶圆级镜头模组整列分切成多个晶圆级镜头模组。

有益效果：通过在镜头单元周围环绕布置封闭容胶空间，将用于粘接两个晶圆级镜头模组阵列的胶水填充于该封闭容胶空间内，胶水涂覆状态可控，避免胶水固化后出现气泡空腔，保证镜头组件的生产良率。

附图说明

图1为点胶槽和容胶导流槽的结构示意图。

图2为两个晶圆级镜头模组阵列的组装示意图一。

图3为两个晶圆级镜头模组阵列的组装示意图二。

图4为晶圆间隔片的结构示意图。

图5为单个晶圆级镜头模组的结构示意图；

图中：1-晶圆基板；2-镜头单元；3-点胶槽；4-容胶导流槽；5-胶水；6-晶圆间隔片。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

本发明的一种晶圆级镜头模组阵列组装结构，包括堆叠在一起的多层晶圆级镜头阵列，如图1所示，晶圆级镜头阵列包括晶圆基板1以及在晶圆基板1上呈阵列排布的镜头单元2，相邻两层晶圆级镜头阵列之间通过胶水5粘接固定或分别通过胶水5粘接固定于同一晶圆间隔片6的两侧，镜头单元2周围环绕布置若干个点胶槽3，相邻点胶槽3之间通过容胶导流槽4连通，点胶槽3轮廓外接圆的直径不小于容胶导流槽4横截面宽度。点胶槽3和容胶导流槽4组成包围镜头单元2的封闭容胶空间，将胶水5填充于该封闭容胶空间内粘接两层晶圆级镜头阵列或分别粘接两层晶圆级镜头阵列于晶圆间隔片6的两侧。这样通过该封闭容胶空间可以很好的控制胶水5涂覆状态，防止其产生气泡空腔。

对于镜头单元2较矮的情况，相邻两层晶圆级镜头阵列之间通过胶水5粘接固定。此情况下，点胶槽3布置于下层的晶圆基板1表面，容胶导流槽4可布置于下层的晶圆基板1表面或/和上层的晶圆基板1底面。

如图2所示，点胶槽3布置于下层的晶圆基板1表面，容胶导流槽4布置于下层的晶圆基板1表面，下层晶圆基板1表面上的点胶槽3和容胶导流槽4构成包围镜头单元2的封闭容胶空间。

如图3所示，点胶槽3布置于下层的晶圆基板1表面，容胶导流槽4布置于上层的晶圆基板1底面，下层晶圆基板1表面上的点胶槽3和上层晶圆基板1底面的容胶导流槽4构成包围镜头单元2的封闭容胶空间。

在点胶槽3布置于下层晶圆基板1表面的情况下，容胶导流槽4也可布置于下层的晶圆基板1表面和上层的晶圆基板1底面，下层晶圆基板1表面上的点胶槽3和下层晶圆基板1表面以及上层晶圆基板1底面的容胶导流槽4构成包围镜头单元2的封闭容胶空间。

对于镜头单元2较高的情况，相邻两层晶圆级镜头阵列分别通过胶水5粘接固定于同一晶圆间隔片6的两侧。此情况下，点胶槽3布置于下层的晶圆基板1表面，容胶导流槽4可布置于下层的晶圆基板1表面或/和晶圆间隔片6的下侧面。

如图4所示，点胶槽3布置于下层的晶圆基板1表面，容胶导流槽4布置于下层的晶圆基板1表面。下层晶圆基板1表面上的点胶槽3和容胶导流槽4构成包围镜头单元2的封闭容胶空间。

在点胶槽3布置于下层晶圆基板1表面的情况下，容胶导流槽4可也布置于晶圆间隔片6的下侧面，下层晶圆基板1表面上的点胶槽3和晶圆间隔片6下侧面的容胶导流槽4构成包围镜头单元2的封闭容胶空间。

在点胶槽3布置于下层晶圆基板1表面的情况下，容胶导流槽4可以布置于下层的晶圆基板1表面和晶圆间隔片6的下侧面，下层晶圆基板1表面上的点胶槽3和下层晶圆基板1表面以及晶圆间隔片6下侧面的容胶导流槽4构成包围镜头单元2的封闭容胶空间。

对于两层晶圆级镜头阵列通过间隔片粘接的情况，由于上层的晶圆基板1与间隔片粘接过程中是可以排气的，所以上层的晶圆基板1背面与间隔片上端面直接粘接，无需加设封闭容胶空间。

如图5所示，本发明的一种晶圆级镜头模组，由晶圆级镜头模组阵列分切而成，包括堆叠在一起的多层晶圆基板1以及布置在晶圆基板1上的镜头单元2，相邻两层晶圆基板1之间通过胶水5粘接固定或分别通过胶水5粘接固定于同一晶圆间隔片6的两侧，镜头单元2周围环绕布置若干个点胶槽3，相邻点胶槽3之间通过容胶导流槽4连通，点胶槽3和容胶导流槽4组成包围镜头单元2的封闭容胶空间，将胶水5填充于该封闭容胶空间内粘接两层晶圆基板1或分别粘接两层晶圆基板1于晶圆间隔片6的两侧。

本发明的一种晶圆级镜头模组的生产方法，包括：

通过紫外光注塑固化成型工艺在晶圆基板上加工出呈阵列排布的镜头单元和包围镜头单元的封闭容胶空间，封闭容胶空间由点胶槽和容胶导流槽构成，镜头单元周围环绕布置若干个点胶槽，相邻点胶槽之间通过容胶导流槽连通；

将用于粘接晶圆级镜头阵列的胶水滴注于点胶槽内；

将多个晶圆级镜头模组阵列堆叠在一起的过程中，点胶槽内胶水沿容胶导流槽扩散，并逐步填充至填满整个封闭容胶空间，相邻晶圆级镜头阵列之间通过填充于封闭容胶空间内的胶水粘接固定；

粘接固定的多层晶圆级镜头阵列，组成晶圆级镜头模组整列，将晶圆级镜头模组整列分切成多个晶圆级镜头模组。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。