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晶片级透镜阵列用成型模、晶片级透镜阵列的制造方法、晶片级透镜阵列、透镜模块及摄像单元

摘要

本发明提供一种晶片级透镜阵列用成型模、晶片级透镜阵列的制造方法、晶片级透镜阵列、透镜模块及摄像单元,该晶片级透镜阵列用成型模能够不损伤所成型的晶片级透镜地从成型模剥离。作为一种形成有基板部(1)和在该基板部(1)排列的多个透镜部(10)之晶片级透镜阵列的制造方法,将晶片级透镜阵列从模(102、104)脱模时,通过使设置在模(102、104)内部的开闭部件(E1、E2)移动,在模(102、104)与基板部(1)之间使开口(102c、104c)开放,通过从开口(102c、104c)导入流体而在模(102、104)与基板部(1)之间的至少一部分产生剥离。

著录项

  • 公开/公告号CN102023325A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2011-04-20

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 富士胶片株式会社;

    申请/专利号CN201010282785.8

  • 发明设计人 榊毅史;

    申请日2010-09-10

  • 分类号G02B3/00(20060101);B29C43/02(20060101);H04N5/225(20060101);B29L11/00(20060101);

  • 代理机构11021 中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人李贵亮

  • 地址 日本国东京都

  • 入库时间 2023-12-18 02:17:45

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2014-09-24

    授权

    授权

  • 2012-07-25

    实质审查的生效 IPC(主分类):G02B3/00 申请日:20100910

    实质审查的生效

  • 2011-04-20

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶片级透镜阵列用成型模、晶片级透镜阵列的制造方法、晶片级透镜阵列、透镜模块及摄像单元。 

背景技术

近几年,在手机或PDA(Personal Digital Assistant)等电子设备的便携终端上搭载有小型且薄型的摄像单元。这种摄像单元一般具备CCD(Charge Coupled Device)图像传感器或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor)图像传感器等固体摄像元件和用于在固体摄像元件上形成被摄体像的透镜。 

随着便携终端的小型化、薄型化,就要求摄像单元的小型化、薄型化。而且,为了谋求便携终端的成本降低,期望制造工序的效率化。作为制造这种小型且多数透镜的方法,公知有以下方法:将在基板部形成多个透镜部的结构之晶片级透镜阵列进行制造,并切断该基板部而使多个透镜分别分离,来批量生产透镜模块。 

而且,公知有以下方法:使形成有多个透镜部的基板部和形成有多个固体摄像元件的半导体晶片一体地组合,按照各透镜部和固体摄像元件配套地包含的方式与基板部一同切断半导体晶片,从而批量生产摄像单元。 

以往,作为晶片级透镜的制造方法,例如有通过以下工序制造晶片级透镜阵列的例子。作为这种制造方法有下述专利文献1所示的方法。 

(1)在晶片上涂布树脂的状态下,将1个转印体(模)的形状转印到树脂。 

(2)将模形状转印的工序反复进行1500~2400次左右,形成在1个晶片上具有1500~2400个透镜形状的透镜阵列母型。 

(3)在透镜阵列母型的透镜面通过电铸堆积Ni等金属离子来制造压模(Ni电铸型)。 

(4)将压模作为一对透镜阵列用成型模来使用,向这些一对透镜阵列用成型模中的下模供给光固化性树脂或热固化性树脂。 

(5)通过所供给的树脂由上模的透镜阵列用成型模挤压,仿形上模及下模的成型面后使树脂变形。 

(6)向树脂照射光或热而使之固化,由此成型透镜阵列。 

专利文献1:国际公开第08/153102号 

但是,将基板部和透镜为一体的晶片级透镜阵列作为成型物进行成型时,与通过成型模只形成透镜时相比,成型结束后基板部及透镜较强地附着于成型模,更加难以进行脱模。作为此理由,是因为所成型的基板部相对于成型模而言以大面积接触的缘故。同时,由于基板部薄且无法确保充分的刚性,所以在成型模所附着的晶片级透镜阵列的剥离时若增加负荷,则有可能在基板部或透镜本身产生变形或破裂等损伤。 

发明内容

本发明提供一种能够对所成型的晶片级透镜不赋予损伤就从成型模剥离的晶片级透镜阵列用成型模、晶片级透镜阵列的制造方法、晶片级透镜阵列、透镜模块及摄像单元。 

本发明是一种晶片级透镜阵列用成型模,用于将形成有基板部和在该基板部所排列的多个透镜部之晶片级透镜阵列进行成型, 

由具有转印成型物的一方的面的形状的转印面的第1模和具有转印所述成型物的另一方的面的形状的转印面的第2模构成, 

并且具备:在所述第1模及所述第2模中的至少一方的所述转印面具有开口的流路;和将该开口开放锁闭的开闭部件, 

关于所述开闭部件,在使所对置配置的转印面之间所配置的成型材料铸压、固化而成型的期间,被保持在锁闭所述开口的位置;在成型后的开模时,移动至开放所述开口的位置,由此形成从该开口导入流体的流路。 

同时,本发明是一种晶片级透镜阵列的制造方法,该晶片级透镜阵列形成有基板部和排列在该基板部的多个透镜部,该方法具有: 

将所供给的成型材料由模铸压,且转印所述基板部及所述多个透镜部的形状,并使所述成型材料固化的工序;以及 

将所述模与所成型的成型物脱模的工序, 

从所述模脱模时,使对设置在所述模的转印面的开口进行开放锁闭的开闭部件移动而使所述开口开放,从所开放的所述开口导入流体,而使所述流体侵入所述转印面与所述成型物之间。 

上述成型模及制造方法,在将所成型的晶片级透镜阵列从模脱模之前,从通过使开闭部件移动所形成的开口向模与基板部之间导入流体。通过所导入的流体的压力在模与基板部之间的至少一部分产生剥离。若在模和基板部的一部分产生剥离,则在近旁的模与基板部之间也同样会有剥离传递。此时,所导入的流体的量只要能在模和基板部之间中的至少一部分产生剥离,即使是少量也没有关系。据此,不会对所成型的晶片级透镜阵列增加大的负荷,可通过流体的供给使晶片级透镜阵列从模脱模。据此,可以防止脱模时在晶片级透镜阵列的基板部或透镜部产生变形或破裂等损伤。 

根据本发明,提供一种能够不损伤所成型的晶片级透镜地从成型模剥离的晶片级透镜阵列用成型模、晶片级透镜阵列的制造方法、晶片级透镜阵列、透镜模块及摄像单元。 

附图说明

图1是表示晶片级透镜阵列的结构的一例的俯视图。 

图2是图1所示的晶片级透镜阵列的结构的A-A线剖视图。 

图3是表示透镜模块的结构的一例的剖视图。 

图4是表示摄像单元的结构的一例的剖视图。 

图5的5A~5D是表示用于在基板部成型透镜部的模的制造顺序的图。 

图6是表示向模供给作为成型材料的树脂的状态的图。 

图7的7A及7B是说明将基板部和透镜部一体成型的顺序的图。 

图8是说明从模的一方使晶片级透镜阵列脱模时的动作的图。 

图9是说明在上模与晶片级透镜阵列之间导入了流体的状态的图。 

图10是表示从上模脱模了的状态的图。 

图11是说明在下模与晶片级透镜阵列之间导入了流体的状态的图。 

图12是表示从作为下模的模102使晶片级透镜阵列脱模的状态的图。 

图13是说明相对于所成型的晶片级透镜阵列的销状体的位置的例子的图。 

图14是表示销状体的其他结构例的剖视图。 

图15的15A及15B是说明晶片级透镜阵列的切割的工序的图。 

图16的16A及16B表示透镜模块的制造方法的顺序的图。 

图17是表示制造透镜模块的顺序的另一例子的图。 

图18的18A及18B是表示制造摄像单元的顺序的图。 

图19的19A及19B是表示制造摄像单元的顺序的另一例子的图。 

图中:1-基板部,10-透镜部,102、104-模,102c、104c-开口,E1、E2-销状体(开闭部件),E11、E12-销状体(开闭部件)。 

具体实施方式

首先,对晶片级透镜阵列、透镜模块和摄像单元的结构进行说明。 

图1是表示晶片级透镜阵列的结构的一例的俯视图。图2是图1所示的晶片级透镜阵列的结构的A-A线剖视图。 

晶片级透镜阵列具备有基板部1和排列在该基板部1的多个透镜部10。多个透镜部10相对于基板部1一维地排列或二维地排列。如图1所示,在该结构例中,举例说明多个透镜部10相对于基板部1二维地排列的结构。透镜部10由与基板部1相同的材料构成且是与该基板部1一体成型的。透镜部10的形状没有特别限制,可根据用途等适当地变形。 

在基板部1的一方的面上一体成型有用于确保与其他部件重叠时的间隔的间隔体12。间隔体12例如为从基板部1的面突出的壁状部件、且按照包围透镜部10周围的一部分或全部的方式设置。 

图3是表示透镜模块的结构的一例的剖视图。 

透镜模块为包括了基板部1以及与该基板部1一体成型的透镜部10的结构,例如使用将图1及图2所示的晶片级透镜阵列的基板部1切割、且按每个透镜部10分离的结构。间隔体12位于进行切割的边界,通过切割被同时分离而附属于各透镜模块的基板部1。 

图4是表示摄像单元的结构的一例的剖视图。 

摄像单元具备所述的透镜模块和传感器模块。透镜模块的透镜部10使被摄体像成像于在传感器模块侧所设置的固体摄像元件D。透镜模块的基板部1和传感器模块的半导体基板W被成型为俯视大致矩形状,以使互相成为大致相同。 

传感器模块包括半导体基板W和设置于半导体基板W的固体摄像元件D。半导体基板W通过例如将由硅等半导体材料形成的晶片以俯视大致矩形状进行切出而被成型的。固体摄像元件D设置于半导体基板W的大致中央部。固体摄像元件D例如为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。传感器模块可以采用将芯片化的固体摄像元件D焊接于形成有配线等的半导体基板上的结构。或者,固体摄像元件D也可以相对于半导体基板W反复进行周知的成膜工序、光刻工序、蚀刻工序、掺杂工序等,在该半导体基板形成电极、绝缘膜、配线等而构成。 

透镜模块其基板部1经由间隔体12重叠于传感器模块的半导体基板W上。透镜模块的间隔体12和传感器模块的半导体基板W通过例如使用粘接剂等而被接合。间隔体12按照透镜模块的透镜部10使被摄体像成像在传感器模块的固体摄像元件D上的方式设计,按以透镜部10不接触于传感器模块的方式在该透镜部10与固体摄像元件D之间隔着预定距离的厚度形成。 

间隔体12在可以保持将透镜模块的基板部1和传感器模块的半导体基板W隔开预定距离的位置关系的范围内,其形状没有特别限制,可适当地变形。例如,间隔体12可以为分别设置于基板的4角的柱状部件。而且,间隔体12可以为如围绕传感器模块的固体摄像元件D周围的框状部件。若通过由框状的间隔体12围绕固体摄像元件D来隔绝外部(即从外部隔绝),则可以遮光,以免除透过透镜的光以外的光入射到固体摄像元件D。而且,通过隔绝外部地密封固体摄像元件D,可以防止尘埃附着于固体摄像元件D。 

另外,图3所示的透镜模块是具备1个形成有透镜部10的基板部1的结构,但也可以设为具备多个形成有透镜部10的基板部1的结构。此时,相互重叠的基板部1彼此经由间隔体12被组装。 

而且,也可以在具备多个形成有透镜部10的基板部1的透镜模块的最 下位置的基板部1经由间隔体12接合传感器模块来构成摄像单元。关于具备多个形成有透镜部10的基板部1的透镜模块及具备该透镜模块的摄像单元的制造方法,会后述。 

如以上构成的摄像单元被回流安装在内装于便携终端等的未图示的电路基板。在电路基板上的安装有摄像单元的位置适当地印刷有膏状的焊锡,在此处装载摄像单元,对包括该摄像单元的电路基板施以红外线的照射或热风喷吹的加热处理,而使摄像单元焊接于电路基板。 

基板部1及透镜部10由相同成型材料(以下也仅称为材料)构成。 

使用于本发明的晶片级透镜阵列的能量固化性的树脂组成物可以为由热固化的树脂组成物或者由活性能量线的照射(例如,紫外线、电子线照射)固化的树脂组成物中的任意一个。 

从模型形状的转印适应性等成型性的观点考虑,优选在固化之前具有适当的流动性。具体而言优选在常温下为液体,粘度为1000~50000mPa·s左右。 

另一方面,优选具有在固化后即使通过回流工序也不会热变形程度的耐热性。从该观点考虑,优选固化物的玻璃化转变温度为200℃以上,更优选为250℃以上,特别优选为300℃以上。为了向树脂组成物赋予这种较高的的耐热性,需要以分子水平束缚运动性,作为有效的手段可以举出:(1)提高每单位体积的交联密度的手段;(2)利用具有刚直的环结构的树脂的手段(例如具有环己烷、壬烷、四环十二烷等脂环结构;苯、萘等芳香环结构;9,9’-二苯基芴等螺旋形结构,螺二氢茚等螺环结构的树脂,具体而言例如日本专利公开平9-137043号公报、同10-67970号公报、日本专利公开2003-55316号公报、同2007-334018号公报、同2007-238883号公报等中记载的树脂);(3)使无机微粒子等高Tg物质均匀地分散的手段(例如日本专利公开平5-209027号公报、同10-298265号公报等中记载)等。这些手段可以并用多个,优选在不损失流动性、收缩率、折射率特性等其他特性的范围内进行调整。 

从形状转印精密度的观点考虑,优选为基于固化反应的体积收缩率较小的树脂组成物。作为本发明所使用的树脂组成物的固化收缩率优选为10%以下,更优选为5%以下,特别优选为3%以下。 

作为固化收缩率较低的树脂组成物,例如可以举出:(1)包含高分子量的固化剂(预聚物等)的树脂组成物(例如日本专利公开2001-19740号公报、同2004-302293号公报、同2007-211247号公报等中记载,高分子量固化剂的数均分子量优选为200~100,000的范围,更优选为500~50,000的范围,特别优选为1,000~20,000的情况。并且,以该固化剂的数均分子量/固化反应性基的数所计算的值优选在50~10,000范围,更优选在100~5,000范围,特别优选在200~3,000的范围。);(2)包含非反应性物质(有机/无机微粒子、非反应性树脂等)的树脂组成物(例如日本专利公开平6-298883号公报、同2001-247793号公报、同2006-225434号公报等中记载);(3)包含低收缩交联反应性基的树脂组成物(例如开环聚合性基(例如环氧基(例如日本专利公开2004-210932号公报等中记载)、环氧丙烷甲醇(例如日本专利公开平8-134405号公报等中记载)、环硫基(例如日本专利公开2002-105110号公报等中记载)、环状碳酸酯基(例如日本专利公开平7-62065号公报等中记载)、巯基/烯基固化基(例如日本专利公开2003-20334号公报等中记载)、氢化硅烷化固化基(例如日本专利公开2005-15666号公报等中记载);(4)包含刚直骨骼树脂(芴、金刚烷、异佛尔酮等)的树脂组成物(例如日本专利公开平9-137043号公报等中记载);(5)包含聚合性基不同的2种单体且形成互穿网络结构(所谓IPN结构)的树脂组成物(例如日本专利公开2006-131868号公报等中记载);(6)包含膨胀性物质的树脂组成物(例如日本专利公开2004-2719号公报、日本专利公开2008-238417号公报等中记载)等,并且在本发明中能够适当地利用。并且,从物性最优化的观点考虑,优选并用上述多个固化收缩降低手段(例如包含含有开环聚合性基的预聚物和微粒子的树脂组成物等)。 

在本发明的晶片级透镜阵列中要求高-低2种以上的阿贝数不同的树脂组成物。 

高阿贝数侧的树脂优选阿贝数(vd)为50以上,更优选为55以上,特别优选为60以上。优选折射率(nd)为1.52以上,更优选为1.55以上,特别优选为1.57以上。 

作为这种树脂优选脂肪族树脂,特别优选为具有脂环结构的树脂(例如具有环己烷、壬烷、金刚烷、三环癸烷、四环十二烷等环结构的 树脂,具体而言例如日本专利公开平10-152551号公报、日本专利公开2002-212500号公报、同2003-20334号公报、同2004-210932号公报、同2006-199790号公报、同2007-2144号公报、同2007-284650号公报、同2008-105999号公报等中记载的树脂)。 

低阿贝数侧的树脂优选阿贝数(vd)为30以下,更优选为25以下,特别优先为20以下。优选折射率(nd)为1.60以上,更优选为1.63以上,特别优选为1.65以上。 

作为这种树脂优选具有芳香族结构的树脂,例如优选包含9,9’-二芳基芴、萘、苯并噻唑、苯并三唑等结构的树脂(具体而言例如日本专利公开昭60-38411号公报、日本专利公开平10-67977号公报、日本专利公开2002-47335号公报、同2003-238884号公报、同2004-83855号公报、同2005-325331号公报、同2007-238883号公报、国际公开2006/095610号公报、日本专利第2537540号公报等中记载的树脂等)。 

并且,为了折射率提高的目的或阿贝数调整的目的,优选在本发明的树脂中使无机微粒子分散在基体中。作为无机微粒子,例如可以举出氧化物微粒子、硫化物微粒子、硒化物微粒子、碲化物微粒子。更具体而,例如氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、氧化铈、氧化铝、氧化镧、氧化钇、硫化锌等微粒子。 

尤其对上述高阿贝数的树脂优选分散氧化镧、氧化铝、氧化锆等微粒子,对低阿贝数的树脂优选分散氧化钛、氧化锡、氧化锆等微粒子。无机微粒子可以单独使用也可以并用2种以上。并且,也可以为基于多个成分的复合物。并且,从光催化活性降低、吸水率降低等各种目的考虑,对无机微粒子掺杂异种金属,或用二氧化硅、氧化铝等异种金属氧化物覆盖表面层,或用硅烷耦联剂、钛酸酯耦联剂、具有有机酸(羧酸类、磺酸类、磷酸类、膦酸类等)或有机酸基的分散剂等进行表面修饰。无机微粒子的数均粒度一般设为1nm~1000nm左右即可,但若过小则有时物质的特性发生变化,若过大则瑞利散射的影响变得显著,所以优选为1nm~15nm,进一步优选为2nm~10nm,特别优选为3nm~7nm。并且,无机微粒子的粒度分布越窄越优选。这种单分散粒子的定义方法为各种各样,但例如如日本专利公开2006-160992号记载的数值规定范围适合优选的粒径分布范围。在此上述数均1次粒度是指例如能够以X射线衍 射(XRD)装置或透射式电子显微镜(TEM)等来测量。作为无机微粒子的折射率,在22℃、589nm的波长中优选为1.90~3.00,进一步优选为1.90~2.70,特别优选为2.00~2.70。从透明性和高折射率化的观点考虑,相对于无机微粒子的树脂的含量优选为5质量%以上,进一步优选为10~70质量%,特别优选为30~60质量%。 

为了在树脂组成物均匀地分散微粒子,优选适当地使用例如包含具有与形成基体的树脂单体的反应性的官能基的分散剂(例如日本专利公开2007-238884公报实施例等中记载)、由疏水性链段及亲水性链段构成的嵌段共聚物(例如日本专利公开2007-211164号公报中记载),或者具有能够在高分子端基或侧链与无机微粒子形成任意化学键的官能基的树脂(例如日本专利公开2007-238929号公报、日本专利公开2007-238930号公报等中记载)等来分散微粒子。 

并且,可以对用于本发明的树脂组成物适当地混合硅类、氟素类、长链烷基含有化合物等公知的脱模剂或受阻酚等抗氧化剂等添加剂。 

并且,根据需要可以对本发明的固化性树脂组成物混合固化催化剂或引发剂。具体而言,例如可以举出通过日本专利公开2005-92099号公报(段落号码[0063]~[0070])等中记载的热或活性能量线的作用来促进固化反应(自由基聚合或离子聚合)的化合物。这些固化反应促进剂的添加量根据催化剂或引发剂的种类或者固化反应性部位的差异等有所不同,不能一概而定,但通常相对于固化反应性树脂组成物的总固形量,优选0.1~15质量%左右,更优选0.5~5质量%左右。 

并且,本发明的固化性树脂组成物可以适当地混合上述成分来进行制造。此时,能够在液状的低分子单体(反应性稀释剂)等溶解其他成分时,无需另外添加溶剂,但在不适合该情形的情况时,可以通过使用溶剂溶解各构成成分来制造固化性树脂组成物。作为能够使用于该固化性树脂组成物的溶剂,只要是组成物不会沉淀且能够均匀地溶解或分散就不特别限制,可以适当地进行选择,具体而言,例如可以举出酮类(例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等)、酯类(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯)、醚类(例如四氢呋喃、1,4-二氧己环等)、醇类(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇等)、芳香族碳氢类(例如甲苯、二甲苯 等)、水等。固化性组成物包含溶剂时,优选在基板及/或模上浇铸该组成物并使溶剂干燥后进行模型形状转印操作。 

接着,对晶片级透镜阵列的制造方法进行详细说明。 

图5A~5D是表示用于在基板部使透镜部成型的模的制作顺序(手顺)的图。 

如图5A所示,在玻璃基板21上将型芯23的转印面转印到紫外线固化性树脂(丙烯酸或环氧),并照射紫外线来使仿形透镜22成型。这样,如图5B所示,制作模仿了通过在玻璃基板21上排列多个仿形透镜22而成的所希望的透镜阵列的形状的透镜阵列母型。 

接着,如图5C可见,在该透镜阵列母型的透镜面通过电铸而堆积镍(Ni)等金属离子来制造压模(Ni电铸型)102。 

如图5D可见,在从透镜阵列母型剥离的压模102设置透镜转印部102a。在该例子中,透镜转印部102a设为凹部即与凸形状透镜部的形状对应的形状,但也可以设为与凹形状或非球面的透镜部的形状对应的形状。另外,在以下说明的制造工序中使用的模不限于该压模102。 

以下的说明中,将压模102作为晶片级透镜阵列用成型模使用。也简单地称为模。 

图6是表示向模供给作为成型材料的树脂的状态的图。如图6所示,从分配器的喷嘴31向模102的透镜转印部102a滴下树脂10R。相对于各透镜转印部102a供给相当于1个透镜部的预定量的树脂10R。另外,向各透镜转印部102a滴下的树脂10R的量几乎均等,根据在后面的工序中成型的所希望的透镜部的容积预先决定。向102供给的树脂10R与构成在其他工序中制造的基板部1的树脂相同。 

图7A及7B是说明将基板部和透镜部一体成型的顺序的图。另外,在以下的说明中,将模102作为下模(第1模),将模104作为上模(第2模)。并且,在此说明的是在基板部的两面形成凸形状的多个透镜的例子。但是,透镜形状不限定于凸形状,也可以是凹形状或非球面。在模102形成有用于转印间隔体12的形状的间隔体转印部112a,在基板部1上与透镜部10一同将间隔体12一体成型。间隔体12可以在基板部1的两方的面被一体成型,或者在任意的面都不一体成型作为其他部件在后面的工序贴合于基板部1也可。 

如图7A所示,在模102的转印面设置多个透镜转印部102a,在模104的转印面设置有多个透镜转印部104a。向模102预先供给树脂10R。向模102的多个透镜转印部102a分别供给与一个透镜部10对应的量的树脂10R。 

模104在将其透镜转印部104a朝向模102侧的状态下被保持在模102的上方。 

在模102及模104设置有作为开闭部件的销状体E1、E2。销状体E1、E2以模102及模104的相对于设有透镜转印部102a、104a的面垂直的方向(图中上下方向)作为轴、并在该轴具有长条的形状。 

销状体E1被保持于:成型时在模104与通过该模104所成型的基板部之间一方的端部呈露的位置。销状体E1作为脱模时可以在轴向向与开口相反方向移动的开闭部件发挥功能。并且,销状体E2被保持于:成型时在模102与通过该模102所成型的基板部之间一方的端部呈露的位置。销状体E2作为脱模时可以相对于轴向向与开口相反侧移动的开闭部件发挥功能。销状体E1、E2是具有其前端呈露于开口、其直径从与流路的锥状部分对应的前端侧逐渐扩径的锥度部的销状体。 

销状体E1、E2的结构不特别限定,只要是除脱模时以外将模102、104的开口锁闭、且在脱模时能够向远离开口的方向移动而使用于导入流体的开口开放即可,可以适当变更。 

对于销状体E1、E2动作的例子或模中的销状体E1、E2的位置进行后述。 

如图7B所示,成型时通过使模104向模102的上方下降,由模102和模104夹着树脂10R,使树脂10R仿形透镜转印部102a,104a的形状而变形,而使晶片级透镜阵列成型。 

为了进行模102和模104的定位,可以在两方的模102、104所接触的部位(例如,在模的周边附近不接触树脂10R的部位)设置定位销,成型时通过该定位销使模102和模104的位置对位。模102和模104的定位可以采用两方的模102、104所接触的部位通过锥度或段差来嵌合的结构。 

由模102及模104使树脂10R变形后,从基板部1的上方照射紫外线或热。这样使树脂10R固化,进而可以将在基板部1的两面多个透镜部10成为一体的晶片级透镜阵列进行成型。 

接着,说明从模102、104将所成型的晶片级透镜阵列进行脱模的顺序。以下的例子中,首先从模104将晶片级透镜阵列脱模,之后从模102将晶片级透镜阵列脱模。另外,对所脱模的模102、104的顺序不特别限定。 

图8是说明从模的一方使晶片级透镜阵列脱模时的动作的图。 

在图8中表示使设置在模104的销状体E1在轴向向与开口104c相反的方向移动的状态。通过使销状体E1移动而将开口104c开放。并且从模104的外部向开口104c导入流体。在从开口104c连通的流路,在抵接于与销状体E1、E2的开口104c连通的端部的部位形成有锥度部。从开口104c连通的流路的锥度部按照从开口104c逐渐朝向其相反侧扩径的方式倾斜。通过使销状体E1、E2的锥度部抵接于从开口104c连通的流路的锥度部,使开口104c处于锁闭状态。通过使销状体E1、E2向开口104c的相反方向移动,从而使开口104c连通的流路的锥度部和销状体E1,E2的锥度部分离开(離間)而使开口104c处于锁闭状态。 

作为所导入的流体,优选使用空气或惰性气体等的气体。或者可以使用对所成型的晶片级透镜阵列的基板部1或透镜部10没有影响的液体。 

图9是说明向上模与晶片级透镜阵列之间导入了流体的状态的图。根据所导入的流体的压力,在模104与基板部1之间的至少一部分产生剥离,形成间隙G。所导入流体的量即使是少量,只要在一部分产生剥离,在周围区域也会促进剥离。这样,间隙G也在周围扩大。这样,不用增加大的负荷就可以容易地从模104将晶片级透镜阵列脱模。 

图10是表示从上模脱模了的状态的图。如图10所示,使晶片级透镜阵列从上模脱模后,进行下模即模102的脱模。 

图11是说明向下模与晶片级透镜阵列之间导入了流体的状态的图。图11中表示使设置在模102的销状体E2在轴向向与开口的相反方向移动了的状态。通过使销状体E2移动而使开口102c开放。并且从模102的外部向开口102c导入流体。根据所导入的流体的压力,在模102与基板部1之间的至少一部分产生剥离,从而形成间隙G。所导入的流体的量即使为少量,只要在一部分产生剥离,在周围区域也会促进剥离。这样间隙G也在周围扩大。 

图12示出从作为下模的模102使晶片级透镜阵列脱模的状态。如图12所示,从模102使晶片级透镜阵列脱模时,可通过由吸附部41吸附基板部1的表面来保持进而取出晶片级透镜阵列。吸附部41优选设为不直接接触到透镜部10等可影响光学性能的部位。 

图13是说明相对于所成型的晶片级透镜阵列的销状体的位置的例子的图。图13中,由虚线表示基板部1中的透镜部10的位置。另外,在此如图7所示,设为由一对模所成型的,且在上模及下模各自的内部所设置的销状体的位置和基板部的俯视下的位置相同。图13的例子中,在所成型的基板部1的大致中央设置1个销状体。并且在中央的销状体的周围设置多个(4个)销状体。如此,就销状体而言,相对于模可以设置多个或者仅设置1个。在相对于模仅设置1个销状体时优选设为模的中央,但不限于此。 

在模设置多个销状体的结构中,可以适当调整各销状体的流体导入的定时。例如,图13所示的结构中,可以按以下方式控制:从通过使设置在模中央部的销状体移动而开放的其开口先倒入流体,之后使周围的销状体开放,进而从各个开口导入流体。 

上述例子中,销状体的结构不限定于上述例子的内容,只要可以在模的内部移动,通过移动在模与基板部之间形成开口,并可以从开口导入流体就可以适当变更。 

图14是表示销状体的其他结构例的剖面图。从开口104c连通的流路按其直径从开口104c侧起设置缩径部、与该缩径部相连设置且直径大于该缩径部的扩径部,并且具有在缩径部和扩径部之间所形成的段差部。销状体E11、E12具有:在开口104c呈露的前端部、与该前端部连通的缩径部、直径大于该缩径部的扩径部、在缩径部与扩径部之间形成的段差部。 

可以通过流路与销状体E11、E12的缩径部彼此和段差部彼此的任意一个抵接将开口104c设为锁闭状态。并且通过销状体E11、E12在轴向向与开口104c的相反方向移动,将所抵接部分离开,从而可以将开口104c设为开放状态。这样在开放状态时,从开口102c、104c导入流体,从而可以将晶片级透镜阵列从模102、104脱模。 

上述制造方法,在从模102、104使晶片级透镜阵列脱模之前,使作为开闭部件的销状体E1、E2移动,从而将模102、104与基板部1之间的开口102c、104c设为开放状态。并且从开口102c、104c导入流体。通过所导入的流体的压力在模102、104与基板部1之间的至少一部分产生剥离。若在模102、104和基板部1的一部分产生剥离,则在其附近也同样传递剥离。此时,导入流体的量只要能够在模102、104与基板部1之间的至少一部分产生剥离,即使为少量也无关紧要。据此,不用向所成型的晶片级透镜阵列增加大的负荷,通过流体供给,可以从模使晶片级透镜阵列脱模。据此,在脱模时可以防止在晶片级透镜阵列的基板部1或透镜部10产生变形或破裂等损伤。 

接着,说明通过利用晶片级透镜阵列进一步制造透镜模块及摄像单元的顺序。 

图15A及15B是说明将晶片级透镜阵列进行切割的工序的图。在晶片级透镜阵列的基板部1的一方的表面(在该图中为下方的面)一体设置有间隔体12。 

如该图15B所示,晶片级透镜阵列的基板部1和与该基板部1同样地形成为晶片状的半导体基板W的对位得以进行。在半导体基板W的一方的面(在该图中为上侧的面),以与设置在基板部1的多个透镜部10的排列相同的排列设置有固体摄像元件D。而且,晶片级透镜阵列的基板部1经由间隔体12(参照图2)被重叠在与该基板部1同样地形成为晶片状的半导体基板W并被接合为一体。之后,成为了一体的晶片级透镜阵列及半导体基板W沿着由透镜部10及固体摄像元件D各自排列的列间隔所规定的切断线,利用铣片C等切断机构被切断而被分离成多个摄像单元。切断线例如在基板部1的俯视中为格子状。 

另外,在本例中,以制造摄像单元时的切割为例进行说明。另一方面,制造透镜模块时的切割,在不接合于半导体基板W的状态下,根据透镜部10的排列进行切断而分离成多个透镜模块。 

图16A及16B是表示透镜模块的制造方法的顺序的图。在该顺序中说明将在1个基板部1一体成型了多个透镜部10的晶片级透镜阵列进行切割而分离成多个透镜模块的例子。 

首先,如图16A所示,准备晶片级透镜阵列。晶片级透镜阵列可以按 已所述的顺序制造,在以下的说明中,对其顺序不进行说明而省略。 

其次,如图16B所示,将晶片级透镜阵列的基板部1沿着图中由虚线表示的切断线切断而分离成多个透镜模块。此时,位于各切断线上的间隔体12也同时被切断。间隔体12以各切断线为边界被分割且分别附属于与各切断线邻接的透镜模块。这样就完成透镜模块。 

另外,所分离的透镜模块也可以经由间隔体12被安装到具备未图示的传感器模块或其它光学元件的基板。 

如此,若在晶片级透镜阵列的基板部1预先一体成型有间隔体12,之后按间隔体12将晶片级透镜阵列的基板部1由切割工序进行切断,则与在所分离的透镜模块上分别接合间隔体12时相比,可以更有效地批量生产透镜模块且可以提高生产性。 

图17是表示制造透镜模块的顺序的另一例子的图。在该顺序中说明将2个基板部1和在各基板部1一体成型有多个透镜部10的晶片级透镜阵列进行切割而分离成多个透镜模块的例子。 

首先,如图17所示,准备多个晶片级透镜阵列。晶片级透镜阵列可以按已所述的顺序制造,在以下的说明中,对其顺序不进行说明而省略。在多个晶片级透镜阵列的各基板部1的一方的面成型有间隔体12。而且,进行所重叠的晶片级透镜阵列的基板部1彼此的对位,在配置于下方的晶片级透镜阵列的基板部1的上表面经由间隔体12接合所重叠的晶片级透镜阵列的基板部1的下表面。在使晶片级透镜阵列彼此重叠的状态下,相对于各基板部1而间隔体12的位置在各基板部1成为相同。 

而且,将晶片级透镜阵列的基板部1沿着图中由虚线表示的切断线切断而分离成多个透镜模块。此时,各切断线上所重合的位置的间隔体12也同时被切断,以各切断线为边界所分割的间隔体12分别附属于与各切断线邻接的透镜模块。如此,完成具备多个透镜部10的透镜模块。在该顺序中,由于相对于所重叠的各个基板部1的透镜部10及间隔体12的位置相同,所以所分离的多个透镜模块的结构皆相同。而且,在所重叠的各个基板部1中,以最上部的基板部1为基准来决定切断线的位置并进行切断即可。 

另外,所分离的透镜模块也可以经由间隔体12被安装到具备未图示的传感器模块或其他光学元件的基板。 

如此,若使多个晶片级透镜阵列彼此重叠之后,将晶片级透镜阵列的基板部1按间隔体12由切割工序进行切断,则与使所分离的透镜模块个别重叠时相比,可以有效地批量生产透镜模块,从而提高生产性。 

图18A及18B是表示制造摄像单元的顺序的图。在该顺序中说明将1个基板部1和在该基板部1一体成型有多个透镜部10的透镜模块接合传感器模块后进行切割、从而分离成多个摄像单元的例子。 

首先,如图18A所示,准备晶片级透镜阵列。晶片级透镜阵列可以按已所述的顺序制造,在以下的说明中,对其顺序不进行说明而省略。在基板部1的下侧的面一体成型有间隔体12。 

接着,准备排列有多个固体摄像元件D的半导体基板W。进行了晶片级透镜阵列的基板部1和半导体基板W的对位之后,将该基板部1经由间隔体12接合于半导体基板W的上侧的面。此时,使设置在基板部1的各透镜部10的光轴的延长分别与固体摄像元件D的中央部相交。 

而且,如图18B所示,将晶片级透镜阵列的基板部1和半导体基板W接合之后,将基板部1沿着图中用虚线表示的切断线切断而分离成多个摄像单元。此时,位于各切断线上的间隔体12也同时被切断。间隔体12以各切断线为边界被分割且分别附属于与各切断线邻接的摄像单元。这样,完成摄像单元。 

如此,若在晶片级透镜阵列预先成型有间隔体12之后,使晶片级透镜阵列的基板和具备固体摄像元件D的半导体基板W重叠,并将基板部1及半导体基板W由切割工序一并切断,则与在所分离的透镜模块分别经由间隔体12接合传感器模块来制造摄像单元时相比,可以有效地批量生产摄像单元且可以提高生产性。 

图19A及19B是表示制造摄像单元的顺序的另一例子的图。在该顺序中举出如下例子进行说明,将2个基板部1和在各基板部1一体成型有多个透镜部10的晶片级透镜阵列接合于设置有固体摄像元件的半导体基板并进行切割,从而分离成各自具备2个透镜部10的多个摄像单元。 

首先,如图19A所示,准备2个晶片级透镜阵列。晶片级透镜阵列可以按已经上述的顺序制造,在以下的说明中,对其顺序不进行说明而省略。在所重叠的2个基板部1各自的下侧的面预先成型间隔体12。并且,进行所重叠的晶片级透镜阵列的基板部1彼此对位,在配置于下方的晶片 级透镜阵列的基板部1的上表面经由间隔体12接合到配置于上方的晶片级透镜阵列的基板部1的下表面。在使晶片级透镜阵列彼此重叠的状态下,使相对于各基板部1的间隔体12的位置在各基板部1成为相同。 

接着,准备排列有多个固体摄像元件D的半导体基板W。进行在重叠状态下的多个晶片级透镜阵列的基板部1和半导体基板W的对位。之后,将位于最下部的该基板部1经由间隔体12接合于半导体基板W的上侧的面。此时,使设置在基板部1的各透镜部10的光轴的延长分别与固体摄像元件D的中央部相交。 

而且,如图19B所示,将晶片级透镜阵列的基板部1和半导体基板W接合之后,将基板部1及半导体基板W沿着图中由虚线表示的切断线切断并分离成多个摄像单元。此时,位于各切断线上的间隔体12也同时被切断。间隔体12以各切断线为边界被分割且分别附属于与各切断线邻接的摄像单元。这样,完成具备多个透镜部10的摄像单元。 

如此,将多个晶片级透镜阵列彼此经由间隔体12接合,之后使最下部的晶片级透镜阵列的基板部1和具备固体摄像元件D的半导体基板W重叠,将基板部1及半导体基板W由切割工序一并切断。根据这种顺序,与使所分离的透镜模块彼此重叠且将各透镜模块和传感器模块接合来制造各摄像单元时相比,可以有效地批量生产摄像单元且可以提高生产性。 

本说明书公开以下内容。 

(1)一种晶片级透镜阵列用成型模,用于晶片级透镜阵列的成型,该晶片级透镜阵列形成有基板部和排列在该基板部的多个透镜部, 

该晶片级透镜阵列用成型模由第1模和第2模构成,所述第1模具有转印成型物的一方的面的形状的转印面,所述第2模具有转印所述成型物的另一方的面的形状的转印面, 

该晶片级透镜阵列用成型模具备:在所述第1模及所述第2模中的至少一方的所述转印面具有开口的流路;将该开口开放锁闭的开闭部件, 

关于所述开闭部件,在使所对置配置的转印面之间所配置的成型材料铸压、固化而成型的期间,被保持在锁闭所述开口的位置;在成型后的开模时,移动至开放所述开口的位置,由此形成从该开口导入流体的流路。 

(2)上述(1)所述的晶片级透镜阵列用成型模, 

从所述开口连通的流路具有:其直径从所述开口侧逐渐扩径的锥度部,所述开闭部件是具有其前端在所述开口呈露、且且其直径从与所述流路的所述锥度部对应的前端侧逐渐扩径的锥度部的销状体, 

所述流路的锥度部和所述开闭部件的锥度部抵接,而使开口处于锁闭的状态,并且所述开闭部件向所述开口的相反方向移动,而使所述开口处于开放的状态。 

(3)上述(1)所述的晶片级透镜阵列用成型模, 

从所述开口连通的流路按其直径从开口侧起具有:缩径部、与该缩径部相连设置且直径大于该缩径部的扩径部、及在所述缩径部与所述扩径部之间所形成的段差部,所述开闭部件是销状体,该销状体具有在所述开口呈露的前端部、与该前端部连通的缩径部、直径大于该缩径部的扩径部、及形成在所述缩径部与所述扩径部之间的段差部,并且通过所述流路与所述开闭部件的所述缩径部彼此和所述段差部彼此中的任意一个抵接来使所述开口处于锁闭状态,并且通过所述开闭部件向所述开口的反方向移动而所述抵接的部分离间,而使所述开口处于开放的状态。 

(4)上述(1)至(3)中的任一项所述的晶片级透镜阵列用成型模, 

所述开口被设置于:所述多个透镜部以外的与所述基板部对应的转印面。 

(5)一种晶片级透镜阵列的制造方法,该晶片级透镜阵列形成有基板部和排列在该基板部的多个透镜部,该制造方法具有: 

将所供给的成型材料由模铸压,且转印所述基板部及所述多个透镜部的形状,并使所述成型材料固化的工序、以及 

将所述模与所成型的成型物脱模的工序, 

从所述模脱模时,使对设置在所述模的转印面的开口进行开放锁闭的开闭部件移动而使所述开口开放,从所开放的所述开口导入流体,而使所述流体侵入所述转印面与所述成型物之间。 

(6)上述(5)所述的晶片级透镜阵列的制造方法, 

所述模以一对的方式,在该模设置有:用于在所述基板部的两面形成所述多个透镜部的透镜转印部。 

(7)上述(5)或(6)所述的晶片级透镜阵列的制造方法, 

所述开闭部件是插入于所述模的一部分的销状体,所述销状体的轴向的一方的端部锁闭所述开口;在导入所述流体时,通过使所述销状体向与所述开口相反的方向移动,来开放所述开口。 

(8)上述(5)至(7)中的任一项所述的晶片级透镜阵列的制造方法,所述流体为气体。 

(9)一种晶片级透镜阵列,是通过上述(5)至(8)中任一项所述的晶片级透镜阵列的制造方法所获得的。 

(10)一种透镜模块,是通过将上述(9)所述的所述晶片级透镜阵列的所述基板部切割、并按所述透镜部分割而构成的。 

(11)一种透镜模块,是通过将上述(9)所述的晶片级透镜阵列的所述基板部切割、并按所述透镜部分割而构成的, 

具备多个形成有所述透镜部的所述基板部,多个所述基板部彼此相互之间夹着间隔体而重叠。 

(12)一种摄像单元,具备上述(10)或(11)所述的透镜模块,并且具备: 

摄像元件、 

设有所述摄像元件的半导体基板, 

所述基板部和所述半导体基板经由所述间隔体被一体接合。 

所述晶片级透镜阵列的制造方法可以在制造设置于数码摄像机、内窥镜装置、便携式电子设备等摄像部的摄像透镜时应用。 

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