專利名稱：光學(xué)元件晶片及其制造方法以及電子元件晶片模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件晶片，諸如透鏡晶片或光學(xué)功能元件晶片， 包括多個(gè)透鏡作為用于聚焦入射光的多個(gè)光學(xué)元件；用于制造光學(xué)元件 晶片的方法；通過(guò)同時(shí)切割光學(xué)元件晶片而個(gè)體化的光學(xué)元件；通過(guò)同 時(shí)切割其中層疊多個(gè)光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片模塊而個(gè)體化的光 學(xué)元件模塊；電子元件晶片模塊，諸如傳感器晶片模塊，其是光學(xué)元件 或光學(xué)元件^^莫塊與圖像捕獲元件晶片的組合，圖像捕獲元件晶片設(shè)有多 個(gè)圖像捕獲元件用于對(duì)來(lái)自對(duì)象的圖像光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并且捕獲所述 圖像光的圖像；通過(guò)同時(shí)切割電子元件晶片模塊而個(gè)體化的電子元件模 塊，或者其中用電子元件來(lái)模塊化光學(xué)元件或光學(xué)元件模塊的電子元件 模塊；以及包括在其圖像捕獲部中用作圖像輸入設(shè)備的作為電子元件模 塊的傳感器模塊的電子信息設(shè)備，諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(例如數(shù)字視頻攝像 機(jī)或數(shù)字靜止攝像機(jī))、圖像輸入攝像機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)、配備攝像 機(jī)的蜂窩電話設(shè)備以及電視電話設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為上述類型的常規(guī)光學(xué)元件晶片，其中以矩陣布置有多個(gè)凸透鏡 的透鏡晶片被定位，用于將光聚焦到圖像捕獲元件晶片的圖像捕獲元 件，并且它們被層疊且組合在一起作為攝像機(jī)模塊。
文獻(xiàn)1公開了 一種用于制造凸透鏡晶片作為光學(xué)元件晶片的方法。 圖9是示出用于制造文獻(xiàn)1中公開的常規(guī)凸透鏡晶片的方法的示意圖。
在圖9中，在常規(guī)的基準(zhǔn)網(wǎng)格(reference grid)制造裝置100中，光固化樹脂105插在復(fù)制品基底(replica base) 103的成形平坦表面 104和平板轉(zhuǎn)移母片101的精細(xì)凹凸圖案102之間；并且在精細(xì)凹凸圖 案102被壓在光固化樹脂105上的時(shí)候，通過(guò)紫外線光源106從光固化 樹脂105底部的紫外線照射來(lái)固化光固化樹脂105。結(jié)果，作為精細(xì)凹 凸圖案102的印記的精細(xì)凹凸圖案在光固化樹脂105的上表面上完成。 因此，在通過(guò)使用常規(guī)基準(zhǔn)網(wǎng)^f各制造裝置IOO形成精細(xì)凹凸圖案102的 方法中，有可能以高精度和高效率來(lái)加工精細(xì)凹凸圖案102而不管基準(zhǔn) 網(wǎng)格的大小。
用于制造常規(guī)凸透鏡晶片的方法的一個(gè)示范性過(guò)程將參考圖10(a) 到10 (d)以及圖11 (a)到圖11 (c)進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖10 (a)到10 (d)每一個(gè)是描述用于制造常規(guī)凸透鏡晶片的金 屬模形成過(guò)程的主要部分縱向截面圖。圖11 U)到圖11 (c)每一個(gè) 是描述常規(guī)凸透鏡晶片的制造過(guò)程的主要部分縱向截面圖。
如圖10 (a)的復(fù)制品模形成步驟中所示，樹脂材料202被傳遞到 基底201上的預(yù)定位置，基底201由玻璃襯底或硅襯底形成。使用主金 屬模203從上面擠壓樹脂材料202。結(jié)果，主金屬模203的下表面形狀 被轉(zhuǎn)移到樹脂材料202的上表面，以形成樹脂復(fù)制品204。重復(fù)該過(guò)程 以在基底201上形成樹脂復(fù)制品204的多個(gè)復(fù)制品模，如圖10 (b)所 示。
如圖10(c)所示，使用樹脂復(fù)制品204的該多個(gè)復(fù)制品模，在基 底2 01上的樹脂復(fù)制品2 04的該多個(gè)復(fù)制品模被轉(zhuǎn)移到晶片尺寸的上金 屬模的沖壓模(stamper mold) 205。
如圖10 (d)所示，晶片尺寸的沖壓模205被從基底201上的樹脂 復(fù)制品204的該多個(gè)復(fù)制品模中移除，以獲得上金屬模的沖壓模205。 類似于該過(guò)程，如圖ll(a)所示，形成在基底201上的樹脂復(fù)制品204 的該多個(gè)復(fù)制品模被轉(zhuǎn)移到下金屬模的沖壓模206,并且隨后，從其移 除復(fù)制品模以獲得下金屬模的沖壓模206。
如圖11 (a)所示，用于形成透鏡的適當(dāng)量的成形樹脂207被傳遞 到下金屬模的沖壓模2 06的中央位置。從頂部使用上金屬模的沖壓模 205擠壓成形樹脂207,并且成形樹脂207 #:放在從上下的沖壓沖莫205 和206之間，以擠壓形成透鏡晶片208,如圖11 (b)所示。在該過(guò)程 期間，通過(guò)控制上下金屬模擠壓成形樹脂207以使其擴(kuò)展，從而獲得期望的透鏡厚度。
在成形樹脂207被固化后，釋放上下沖壓模205和206并且從上下 金屬模移除期望的透鏡晶片208,如圖11 (c)所示。因此，可以獲得 具有期望形狀的透鏡晶片208。
文獻(xiàn)1:日本/>開/>布No. 2006-6445
發(fā)明內(nèi)容
在上述的文獻(xiàn)1中公開的常規(guī)結(jié)構(gòu)中，如圖12所示，當(dāng)在形成樹 脂復(fù)制品204后釋放主金屬模203時(shí)，樹脂復(fù)制品204粘到主金屬模203 并且在樹脂復(fù)制品204和基底201的界面處樹脂被剝離。此外，當(dāng)增粘 層(anchor coat)材料204a-故涂敷在基底201的表面上時(shí)，樹脂復(fù)制 品204被更緊密地粘附到增粘層材料204a。另一方面，該材料可能在增 粘層材料204a和基底201的界面處剝離，或者可能在樹脂復(fù)制品204 本身中發(fā)生裂紋204b。
當(dāng)使用主金屬模203個(gè)體地形成樹脂復(fù)制品2 04時(shí)，由于主金屬模 203和基底201的表面的潮濕狀況以及形成時(shí)的壓力和樹脂材料202的 粘性的影響，形成的樹脂復(fù)制品204的側(cè)表面的形狀可能不是垂直地形 成。例如，如圖13(a)所示，在稍后釋放沖壓模205時(shí)，由于樹脂復(fù) 制品2 04的側(cè)表面的膨脹204c、樹脂復(fù)制品204的側(cè)表面的凹進(jìn)204d 或者樹脂復(fù)制品204的側(cè)表面的倒錐形形狀204e,可能發(fā)生問(wèn)題。也就 是說(shuō)，當(dāng)在形成沖壓模205后從樹脂復(fù)制品204釋放沖壓模205時(shí)，沖 壓模205可能切入樹脂復(fù)制品204的側(cè)表面。結(jié)果，如圖13(b)和13 (c)所示，在樹脂復(fù)制品204與沖壓模205 —起被抬升的地方可能發(fā) 生較差的模釋放，或者當(dāng)強(qiáng)制釋放該模時(shí)可能在樹脂復(fù)制品204中發(fā)生 裂紋，從而導(dǎo)致在沖壓模205中殘留有樹脂。
此外，如圖14 (a)和14 (b)所示，當(dāng)在樹脂復(fù)制品204的復(fù)制 品形成時(shí)樹脂厚度變得越厚時(shí)，在相鄰的樹脂圖案之間的樹脂部分208a 的厚度就變得越薄。因此，當(dāng)制造透鏡晶片208的特別大的樹脂板時(shí)可 能發(fā)生強(qiáng)度方面的問(wèn)題。此外，如圖14(a)所示，當(dāng)通過(guò)將成形樹脂 207放在從上下的沖壓模205和206之間來(lái)擠壓和擴(kuò)展成形樹脂207時(shí)， 成形樹脂207內(nèi)的空氣以及沖壓模205和206內(nèi)的空氣難以被釋放，導(dǎo) 致作為樹脂板的透鏡晶片208中形成氣泡的趨勢(shì)。如果氣泡停留在透鏡晶片208的透鏡功能部分中，則當(dāng)將光聚焦到圖像捕獲元件時(shí)將存在功 能問(wèn)題。
本發(fā)明打算解決上述的常規(guī)問(wèn)題。本發(fā)明的目的是提供 一種諸如 透鏡晶片的光學(xué)元件，以及用于在精確地形成樹脂復(fù)制品從而精確地形 成上下沖壓模，同時(shí)形成大尺寸的透鏡晶片的場(chǎng)合制造光學(xué)元件晶片的 方法，，其能夠解決諸如強(qiáng)度問(wèn)題以及殘留氣泡的問(wèn)題；通過(guò)同時(shí)切割 光學(xué)元件晶片而個(gè)體化的光學(xué)元件；通過(guò)同時(shí)切割其中層疊多個(gè)光學(xué)元 件晶片的光學(xué)元件晶片模塊而個(gè)體化的光學(xué)元件模塊；電子元件晶片模 塊，其是光學(xué)元件或光學(xué)元件模塊與電子元件晶片的組合；通過(guò)同時(shí)切 割而從電子元件晶片模塊個(gè)體化的電子元件模塊，或者其中用電子元件 來(lái)模塊化光學(xué)元件或光學(xué)元件模塊的電子元件模塊；以及包括用在其圖 像捕獲部中的作為傳感器模塊的電子元件模塊的電子信息設(shè)備，諸如配 備攝像機(jī)的蜂窩電話設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中多個(gè)光學(xué)元件以 二維布置，包括在基底中形成的多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成復(fù)制品的復(fù) 制品形成步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬?；使用該?fù)制品的 光學(xué)元件形狀形成沖壓模的沖壓模形成步驟；以及使用沖壓模將光學(xué)元 件形狀轉(zhuǎn)移到光學(xué)元件材料以形成光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片形成 步驟，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，復(fù)制品 形成步驟包括在基底中形成的該多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成上復(fù)制品的 上復(fù)制品形成步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬?；以及在另?個(gè)基底中形成的多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成下復(fù)制品的下復(fù)制品形成步 驟，其中用于背表面的光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬稀?br> 更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，復(fù)制 品形成步驟包括在形成在基底中的該多個(gè)凹槽中傳遞復(fù)制品材料的步 驟；以及使用主模擠壓復(fù)制品材料以將主模的光學(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移到復(fù)制 品材料的前表面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移步驟。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，復(fù)制 品的側(cè)表面的部分或全部掩埋在基底中切刻出的該多個(gè)凹槽的每一個(gè) 中以形成復(fù)制品。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，基底中的凹槽的深度被設(shè)置為使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和 主才莫的4妻觸面積。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，基底 中的凹槽的深度被設(shè)置為使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和 沖壓才莫的接觸面積。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，沖壓
模形成步驟包括轉(zhuǎn)移上復(fù)制品的光學(xué)元件形狀以形成上沖壓模的上沖 壓模形成步驟；以及轉(zhuǎn)移下復(fù)制品的光學(xué)元件形狀以形成下沖壓模的下
沖壓模形成步驟。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，光學(xué)
元件晶片形成步驟包括使用上沖壓模和下沖壓模將光學(xué)元件材料擠壓 為預(yù)定厚度的光學(xué)元件材料擠壓步驟；以及通過(guò)光或熱固化光學(xué)元件材
料的光學(xué)元件材料固化步驟。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，光學(xué) 元件是一個(gè)或多個(gè)透鏡。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法中，光學(xué) 元件是光學(xué)功能元件，用于導(dǎo)向輸出光直線輸出并且以預(yù)定方向折射和 引導(dǎo)入射光。
使用根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學(xué)元件晶片的方法來(lái)制造根據(jù)本發(fā) 明的光學(xué)元件晶片，由此實(shí)現(xiàn)上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件晶片，其中多個(gè)光學(xué)元件以二維布置，包括 至少在光學(xué)元件晶片的背表面或前表面上的多個(gè)光學(xué)元件區(qū)域；設(shè)在光
學(xué)元件區(qū)域的外周側(cè)上的具有預(yù)定厚度的平坦部分，并且其中在相鄰的 光學(xué)元件區(qū)域之間的平坦部分的厚度與平坦部分之間的連接部分的厚
度在2: l到相等比值的比值內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件晶片中，在相鄰的光學(xué)元件區(qū)域 之間的平坦部分的厚度與平坦部分之間的連接部分的厚度在4/3或3/4 到相等比值的比值內(nèi)。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件晶片中，光學(xué)元件是一個(gè)或多 個(gè)透鏡。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件晶片中，光學(xué)元件是光學(xué)功能光學(xué)元件晶片而
個(gè)體化，包括在其中央部分處的光學(xué)表面；以及在光學(xué)表面的外周側(cè) 上具有預(yù)定厚度的隔離物部，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
通過(guò)切割光學(xué)元件晶片模塊來(lái)個(gè)體化根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件模塊， 其中根據(jù)本發(fā)明的該多個(gè)光學(xué)元件晶片被層疊，其光學(xué)表面彼此對(duì)準(zhǔn)， 從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件模塊還包括光屏蔽支持器，用于屏蔽該多個(gè) 光學(xué)元件的除了最上的光學(xué)表面之外的上表面以及側(cè)表面，從而實(shí)現(xiàn)上 述目的。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件模塊包括光屏蔽支持器，用于屏蔽根據(jù)本發(fā) 目的。
根據(jù)本發(fā)明的電子元件晶片模塊包括電子元件晶片，其中布置有 多個(gè)電子元件，每個(gè)電子元件都包括穿透電極；形成在電子元件晶片上 的預(yù)定區(qū)域中的樹脂粘附層；覆蓋電子元件晶片并且固定在樹脂粘附層 上的透明支撐襯底；根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件晶片，粘附在透明支撐襯底 上并與透明支撐襯底組合使得該多個(gè)電子元件的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于每個(gè)光 學(xué)元件，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的電子元件晶片模塊中，光學(xué)元件晶片是由 像差校正透鏡、漫射透鏡和光聚焦透鏡這三個(gè)透鏡組成的透鏡晶片模 塊；其中具有預(yù)定厚度的布置在每個(gè)透鏡的外周側(cè)上的平坦部分從下以
此順序?qū)盈B。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的電子元件晶片模塊中，該電子元件是圖 像捕獲元件，包括多個(gè)用于對(duì)來(lái)自對(duì)象的圖像光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換并且捕獲 該圖像光的圖像的光接收部。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的電子元件晶片模塊中，每個(gè)所述電子元
對(duì)于每個(gè)或多個(gè)電子元件模塊，根據(jù)本發(fā)明的電子元件模塊從根據(jù) 本發(fā)明的電子元件晶片模塊切割的，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的電子信息設(shè)備包括通過(guò)切割根據(jù)本發(fā)明的電子元件 晶片模塊而個(gè)體化的用作圖像捕獲部中的傳感器模塊的電子元件模塊， 從而實(shí)現(xiàn)上述目的。根據(jù)本發(fā)明的電子信息設(shè)備包括通過(guò)切割根據(jù)本發(fā)明的電子元件晶片模塊而個(gè)體化的用在信息記錄和再現(xiàn)部中的電子元件模塊，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
下文將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的功能。
根據(jù)本發(fā)明，用于制造光學(xué)元件晶片的方法包括在基底中形成的多個(gè)凹槽中形成復(fù)制品的復(fù)制品形成步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在其前表面?zhèn)壬?；使用該?fù)制品的光學(xué)元件形狀來(lái)形成沖壓模的沖壓模形成步驟；以及使用沖壓^t將光學(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移到光學(xué)元件材料以形成光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片形成步驟。通過(guò)該方法，在本發(fā)明的光學(xué)元件晶片中，至少在晶片的背表面或前表面的任一個(gè)上形成多個(gè)光學(xué)元件區(qū)域，并且具有預(yù)定厚度的平坦部分形成在光學(xué)元件區(qū)域的外周側(cè)上。在相鄰的光學(xué)元件區(qū)域之間的平坦部分的厚度與平坦部分之間的連接部分的厚度在2: l到相等比值的比值內(nèi)。優(yōu)選地，在相鄰的光學(xué)元件區(qū)域之間的平坦部分的厚度與平坦部分之間的連接部分的厚度在4/3或3/4到相等比值的比值內(nèi)。
因此，復(fù)制品的側(cè)表面的部分或全部掩埋在基底中切刻出的相應(yīng)凹槽中以形成復(fù)制品，使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和主模的接觸面積并且基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和沖壓模的接觸面積。因此，可以平穩(wěn)地執(zhí)行主模和沖壓模的釋放并且平坦部分之間的連接部分的厚度變厚了等于凹槽深度的量。結(jié)果，有可能精確地形成復(fù)制品并且精確地形成上下沖壓模。此外，有可能解決形成大尺寸透鏡晶片中的強(qiáng)度問(wèn)題。此外，通過(guò)減小表面水平的差有可能解決殘留氣泡的問(wèn)題。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，復(fù)制品的側(cè)表面的部分或全部掩埋在基底中切刻出的相應(yīng)凹槽中以形成復(fù)制品，使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和主模的接觸面積并且基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和沖壓模的接觸面積。因此，可以平穩(wěn)地執(zhí)行主模和沖壓模的釋放并且平坦部分之間的連接部分的厚度變厚了等于凹槽深度的量，使得有可能精確地形成復(fù)制品并且精確地形成上下沖壓模；有可能解決形成大尺寸透鏡晶片時(shí)的強(qiáng)度問(wèn)題；并且通過(guò)減小表面水平的差有可能解決殘留氣泡的問(wèn)題。
本發(fā)明的這些以及其他優(yōu)勢(shì)在參考附圖閱讀并理解以下詳細(xì)描述之后將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡晶片的示范性結(jié)構(gòu)的主要部分縱向截面圖。
圖2是描述用于制造圖1的透鏡晶片的方法的復(fù)制品形成過(guò)程的主要部分縱向截面圖。
圖3是示意性地示出用于圖2的復(fù)制品形成過(guò)程的切刻基底的示范性圖示結(jié)構(gòu)的透^l圖。
圖4 (a)到4 (c)每一個(gè)是描述用于制造圖1的透鏡晶片的金屬模形成過(guò)程的主要部分縱向截面圖。
圖5 (a)到5 (b)每一個(gè)是描述圖1的透鏡晶片的形成過(guò)程的主要部分縱向截面圖。
圖6(a)是示出從圖1的透鏡晶片個(gè)體化的透鏡的示范性變型的縱向截面圖。圖6(b)是示出其中層疊多個(gè)透鏡的示范性透鏡模塊的縱向截面圖。圖6 (c)是圖6 (b)的第二透鏡的頂視圖。圖6 (d)是圖6(b)的第一透鏡的頂視圖。圖6 (e)是第一透鏡與光屏蔽支持器的組合的縱向截面圖。圖6 (f )是圖6 (b)的透鏡模塊的示范性變型與光
屏蔽支持器的組合的透鏡模塊的縱向截面圖。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的傳感器模塊的示范性主要部分結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
圖8是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例4的電子信息設(shè)備的示范性配置的框圖，包括用在其圖像捕獲部中的包含根據(jù)實(shí)施例3的其中透鏡模塊和圖像捕獲元件芯片相互組合的傳感器模塊或根據(jù)實(shí)施例2的其中透鏡模塊和根據(jù)實(shí)施例1的圖像捕獲元件芯片相互組合的傳感器模塊的固態(tài)圖像捕獲裝置。
圖9是示出用于制造常規(guī)凸透鏡晶片的方法的示意圖，該方法被公開于文獻(xiàn)1中。
圖10 (a)到10 (d)每一個(gè)是描迷用于制造常規(guī)凸透鏡晶片的金屬模形成過(guò)程的主要部分縱向截面圖。200910204428.7 圖11 (a)到圖11 (c)每一個(gè)是描述常規(guī)凸透鏡晶片的形成過(guò)程的主要部分縱向截面圖。
圖12是描述復(fù)制品形成步驟的主要部分縱向截面圖，用于描述當(dāng)在形成樹脂復(fù)制品后釋放主金屬模時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。
圖13 (a)到圖13 (c)每一個(gè)是描述沖壓模形成步驟的主要部分縱向截面圖，描述了在從樹脂復(fù)制品釋放沖壓模中的問(wèn)題。
圖14 (a)到圖14 (b)每一個(gè)是描述透鏡晶片形成步驟的主要部分縱向截面圖，描述了在形成透鏡晶片時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
下文中，作為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件晶片和用于制造該光學(xué)元件晶片的方法的實(shí)施例1，將參考附圖詳細(xì)描述其中本發(fā)明被應(yīng)用于透鏡晶片和用于制造透鏡晶片的方法的情況。此外，作為從該光學(xué)元件晶片個(gè)體化的光學(xué)元件以及從其中層疊多個(gè)光學(xué)元件的光學(xué)元件晶片中個(gè)體化的光學(xué)元件模塊的實(shí)施例2，將參考附圖詳細(xì)描述透鏡和透鏡模塊。此外，作為從根據(jù)本發(fā)明的電子元件晶片模塊同時(shí)切割的電子元件模塊的實(shí)施例3，將詳細(xì)描述其中本發(fā)明被應(yīng)用于傳感器模塊的情況，其中實(shí)施例1的透鏡晶片與圖像捕獲元件晶片組合，該圖像捕獲元件晶片包括多個(gè)圖像捕獲元件，用于對(duì)來(lái)自對(duì)象的圖像光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換并且捕獲該圖像光的圖像。此外，將參考附圖詳細(xì)描述用作其圖像輸入設(shè)備的包括使用傳感器模塊或根據(jù)實(shí)施例2的光學(xué)元件模塊的傳感器模塊的實(shí)施例4的電子信息設(shè)備，諸如配備攝像機(jī)的蜂窩電話設(shè)備和電視電話設(shè)備。
實(shí)施例1
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡晶片的示范性結(jié)構(gòu)的主要部分縱向截面圖。
在圖1中，在用作實(shí)施例1的光學(xué)元件晶片的透鏡晶片1中，多個(gè)透鏡區(qū)域2被形成為在其前表面或背表面上的多個(gè)光學(xué)元件區(qū)域。在透鏡區(qū)域2的外周側(cè)上布置具有預(yù)定厚度的平坦部分3。相鄰?fù)哥R區(qū)域2之間的平坦部分3的厚度D1與平坦部分3之間的連接部分4的厚度D2在2: 1 (2/1或1/2)到相等比值的比值內(nèi)。優(yōu)選地，相鄰?fù)哥R區(qū)域2之間的平坦部分3的厚度D1與平坦部分3之間的連接部分4的厚度D2在4/3 (或3/4)到相等比值的比值內(nèi)。
13這里，用作光學(xué)元件區(qū)域的透鏡區(qū)域2以及其外圍中的平坦部分3 中的個(gè)體樹脂圖案之間的樹脂厚度D2被形成為較厚，以便基本上與樹 脂圖案的樹脂厚度D1 —樣厚(在厚度上與其相等)。結(jié)果，透鏡晶片1 的前表面和背表面的凹凸形狀被減小(減小了水平差異)，這將減少樹 脂流的阻礙并且減少透鏡晶片1中的殘留氣泡。
將參考圖2到圖5詳細(xì)描述用于制造作為具有上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件 晶片的透鏡晶片1的方法的每個(gè)步驟。
圖2是描述用于制造圖1的透鏡晶片的方法的復(fù)制品形成過(guò)程的主 要部分縱向截面圖。圖3是示意性地示出用于圖2的復(fù)制品形成過(guò)程的 切刻基底的示范性圖示結(jié)構(gòu)的透視圖。
如圖3所示，多個(gè)凹槽lla以矩陣形式布置在基底11的表面上。 基底ll由玻璃襯底、硅襯底或樹脂襯底形成。首先，在基底ll的每個(gè) 凹槽lla中傳遞樹脂材料12，如圖2的復(fù)制品模形成步驟所示。接著， 使用主金屬模13從上面擠壓樹脂材料12以將主金屬模13的預(yù)定透鏡 形式轉(zhuǎn)移到樹脂材料12的表面上，導(dǎo)致形成樹脂復(fù)制品14。連續(xù)地重 復(fù)這些步驟以在基底11上以相等間隔形成樹脂復(fù)制品14的多個(gè)復(fù)制品 模。
因此，樹脂復(fù)制品14的側(cè)表面被掩埋在基底11的切刻形狀(凹槽 lla)中，使得樹脂復(fù)制品14的樹脂材料12將具有與基底11的更大的 接觸面積。因?yàn)榇瞬⑶彝ㄟ^(guò)基底11的凹槽lla (切刻部分)的側(cè)表面存 在錨定效應(yīng)，基底11更緊密地粘附到樹脂材料12,并且當(dāng)從樹脂復(fù)制 品14釋放主金屬才莫13時(shí)可以減少諸如樹脂裂紋以及樹脂剝離的常規(guī)問(wèn) 題。
接著，如圖4 (a)和4 (b)所示，使用掩埋在基底ll中切刻的凹 槽lla中的該多個(gè)樹脂復(fù)制品14的每個(gè)復(fù)制品模，基底11上的該多個(gè) 樹脂復(fù)制品14的復(fù)制品模被轉(zhuǎn)移到晶片尺寸的上沖壓模15以作為透鏡 表面形狀。此外，如圖4(c)所示，從樹脂復(fù)制品14的該多個(gè)復(fù)制品 模釋放上沖壓模15以獲得上金屬模的沖壓模15。類似于該過(guò)程，形成 在基底11上的樹脂復(fù)制品14的該多個(gè)復(fù)制品模被轉(zhuǎn)移到稍后描述的沖 壓模16，并且隨后，從復(fù)制品模釋放沖壓模15以獲得下金屬模的沖壓 模16。
如上所述，在基底11上形成樹脂復(fù)制品14的該多個(gè)復(fù)制品模時(shí)，樹脂復(fù)制品14的復(fù)制品模的側(cè)表面被掩埋在具有垂直側(cè)壁的基底11的
凹槽lla中。結(jié)果，脂復(fù)制品14的側(cè)表面將不會(huì)如在常規(guī)方法中發(fā)生 的由于主金屬模13和基底11的表面的潮濕狀況以及形成時(shí)的壓力和樹 脂材料12的粘性的影響而膨脹、變得凹進(jìn)或者具有倒錐形形狀。相反， 在基底11的凹槽lla中垂直形成樹脂材料，這將使得在后面工藝中平 穩(wěn)釋放沖壓模15和16,并且消除了由于強(qiáng)有力釋放引起的較差模釋放 以及沖壓才莫15和16內(nèi)部的殘留樹脂。
隨后，如圖5(a)所示，用于形成透鏡的適當(dāng)量的成形樹脂17被 傳遞到下金屬模的沖壓模16的中央部分。接著，使用上金屬模的沖壓 模15從頂部擠壓成形樹脂17，并且將成形樹脂17放在從上下的沖壓模 15和16之間以擠壓形成透鏡晶片1，如圖5(b)所示。在該過(guò)程期間， 通過(guò)控制上下金屬模對(duì)成形樹脂17進(jìn)行擠壓以使其擴(kuò)展從而獲得期望 的透鏡厚度。
隨后，通過(guò)紫外線或熱來(lái)固化形成的成形樹脂17并且沿垂直方向 將上下沖壓模15和16拉開以進(jìn)行模釋放，并且從上下模釋放期望的透 鏡晶片1,如圖1所示。因此，可以獲得其中多個(gè)期望的透鏡形狀規(guī)則 重復(fù)的透鏡晶片1。
也就是說(shuō)，用于制造作為實(shí)施例1的光學(xué)元件晶片的透鏡晶片1的 方法包括在基底ll中形成的該多個(gè)凹槽lla中傳遞復(fù)制品材料的步 驟；使用主模13擠壓復(fù)制品材料以將主模13的前表面透鏡形狀轉(zhuǎn)移到 復(fù)制品材料的表面以形成上樹脂復(fù)制品l4的上復(fù)制品形成步驟；傳遞 復(fù)制品材料到另一個(gè)基底11中形成的該多個(gè)凹槽lla的步驟；使用另 一主模13擠壓復(fù)制品材料以將主模13的背表面透鏡形狀轉(zhuǎn)移到復(fù)制品 材料的表面從而形成下樹脂復(fù)制品14的下復(fù)制品形成步驟；轉(zhuǎn)移上樹 脂復(fù)制品14的透鏡前表面形狀以形成上沖壓模15的上沖壓模形成步 驟；轉(zhuǎn)移下樹脂復(fù)制品14的透鏡背表面形狀以形成下沖壓模16的下沖 壓模形成步驟；使用上下沖壓模15和16擠壓透鏡材料到預(yù)定厚度的光 學(xué)元件材料擠壓步驟；以及通過(guò)光或熱固化透鏡材料的光學(xué)元件材料固 化步驟。
在這種情況下，樹脂復(fù)制品14的側(cè)表面的部分或全部被掩埋在基 底11中切刻出的該多個(gè)凹槽lla中，以形成樹脂復(fù)制品14。此外，基 底11的凹槽lla的深度被設(shè)置為使得基底11和樹脂復(fù)制品14的接觸面積大于樹脂復(fù)制品14和主模13的接觸面積，并且基底11和樹脂復(fù)
制品14的接觸面積大于樹脂復(fù)制品14和沖壓模15和16的接觸面積。
如上所述，在個(gè)體地形成樹脂復(fù)制品14中，形成樹脂復(fù)制品14的 樹脂材料12被掩埋在基底11的切刻部分(凹槽lla )中，使得樹脂圖 案之間的個(gè)體樹脂變厚，并且樹脂圖案之間的樹脂變得與樹脂圖案一 致。因此，在制造作為大尺寸樹脂板的透鏡晶片1中，強(qiáng)度是合適的。 此外，在從上下的沖壓模15和16之間放置成形樹脂17以擠壓并擴(kuò)展 成形樹脂17中，沖壓模15和16與常規(guī)技術(shù)相比具有較小的不一致性， 這將減少樹脂流的阻礙并且減少透鏡晶片1中的殘留氣泡。
在制造樹脂復(fù)制品14中，為了使用基底11,要求基底11的以下特 性(1 )影響最終透鏡的高度和傾斜的變化的平坦特性；(2 )復(fù)制品 樹脂材料12的特性和材料的選擇(對(duì)于影響形狀穩(wěn)定性的樹脂固化方 法)；以及(3 )與用于形成樹脂復(fù)制品14的復(fù)制品模的樹脂的高粘附。 在基底ll中形成切刻部分(凹槽lla)以用于形成樹脂復(fù)制品，使得控 制樹脂復(fù)制品14的尺寸(諸如復(fù)制品的直徑)變得容易；金屬模表面 和玻璃表面可以容易地設(shè)置為彼此平行，這將減小形狀的傾斜。通過(guò)切 刻的形狀，與樹脂的緊密粘附區(qū)域增加，使得復(fù)制樹脂材料12關(guān)于任 何材料的緊密粘附增加。
此外，復(fù)制品樹脂材料12被掩埋在基底11的切刻部分(凹槽lla ) 中。結(jié)果，樹脂復(fù)制品14的表面和基底11的表面之間的水平差異變小， 在形成上下沖壓模15和16后與上下沖壓模15和16的緊密粘附區(qū)域變 小，并且侵入沖壓模15和16的凹凸形狀中的樹脂量變小。因此，沖壓 模15和16從樹脂復(fù)制品14的釋放將更容易。
此外，復(fù)制品樹脂材料12被掩埋在切刻部分(凹槽lla)中。因此， 樹脂復(fù)制品14的表面和基底11的表面之間的水平差異變小，使得當(dāng)使 用上下沖壓模15和16形成透鏡時(shí)透鏡樹脂板變厚并且變得均勻，這導(dǎo) 致易于形成WL透鏡(晶片級(jí)透鏡；透鏡晶片)。
實(shí)施例2
在實(shí)施例2中，將詳細(xì)描述從作為實(shí)施例1中的通過(guò)上下沖壓模15 和16形成的光學(xué)元件晶片的透鏡晶片1個(gè)體化的作為光學(xué)元件的透鏡 的變型。此外，將詳細(xì)描述其中層疊多個(gè)透鏡的作為光學(xué)元件模塊的透 鏡模塊的變型。圖6(a)是示出從圖1的透鏡晶片個(gè)體化的透鏡的示范性變型的縱 向截面圖。圖6 (b)是示出其中層疊多個(gè)透鏡的示范性透鏡模塊的縱向 截面圖。圖6 (c)是圖6 (b)的第二透鏡的頂視圖。圖6(d)是圖6 (b)的第一透鏡的頂視圖。圖6 (e)是第一透鏡與光屏蔽支持器的組 合的縱向截面圖。圖6 (f )是圖6 (b)的透鏡模塊的示范性變型與光 屏蔽支持器的組合的透鏡模塊的縱向截面圖。
如圖6 (a)所示，通過(guò)沿著切割線DL切割第一透鏡晶片和第二透 鏡晶片可以獲得大量的笫一透鏡84以及大量的第二透鏡85，第一透鏡 晶片和第二透鏡晶片是使用上下金屬模形成的，該上下金屬模具有與實(shí) 施例1的上下沖壓模15和16不同的透鏡表面。具有預(yù)定厚度的隔離物 部布置在第一和第二透鏡84和85的中央部分的光學(xué)表面A的外周側(cè)上。 如圖6 (d)的平面圖中的內(nèi)部上的圓圈和外部上的四邊形的陰影部分所 示，隔離物部是平坦部分F1，其從圍繞光學(xué)表面A的高于光學(xué)表面A的 凸形狀的圓形外周端部部分B突出。在第一和第二透鏡84和85中，光 學(xué)表面A和隔離物部同時(shí)由透明樹脂材料形成。在平面圖中的四邊形的 第二透鏡85中，前表面?zhèn)壬系母綦x物部是環(huán)形平坦部分F2，其從圍繞 光學(xué)表面A的高于光學(xué)表面A的凸形狀的圓形外周端部部分B突出。環(huán) 形突出部分F2的表面也是平坦表面。
此外，可以在其中形成多個(gè)第一透鏡84A的第 一透鏡晶片和其中形 成多個(gè)第二透鏡85A的笫二透鏡晶片使用粘合劑7而被粘附在另一個(gè)上 面的狀態(tài)中，通過(guò)沿著切割線DL同時(shí)切割而獲得圖6 (b)中所示的透 鏡模塊86。再次，在切割階段中，切割固定帶被粘附到在下第二透鏡晶 片的平坦部Fl上，并且用于保護(hù)透鏡表面的表面保護(hù)帶被粘附到在上 第一透鏡晶片的平坦部F1上。結(jié)果，在切割階段期間，第一和第二透 鏡84A和85A的相應(yīng)透鏡光學(xué)表面被切割固定帶和表面保護(hù)帶密封并保 護(hù)，使得該透鏡光學(xué)表面不會(huì)因?yàn)榍懈钏兣K。
在此情況下，上第 一透鏡84A的隔離物部的環(huán)形平坦表面直接接觸 下第二透鏡85A的隔離物部的環(huán)形平坦表面，并且粘合劑7被提供在由 每個(gè)平坦表面的更外的外周側(cè)上的底部部分所圍繞的空間部分中，使得 笫一透鏡84A粘附到第二透鏡85A。此外，在圖6 (a)中由虛線示出的第一透鏡84a包括平坦背表面和 前表面上的光學(xué)表面A和平坦部Fl,平坦部Fl比光學(xué)表面A更突出。 在此情況下，第一透鏡84a和第二透鏡85被一起提供為一組。此外， 由虛線示出的第一透鏡84和第二透鏡85a被提供為一組。即使第二透 鏡85a的前表面的光學(xué)表面A突出，其也適合第一透鏡84的背表面的 凹部分。光學(xué)表面A和比光學(xué)表面A更突出的平坦部Fl僅被提供在第 二透鏡85a的背表面上。因?yàn)榇耍總€(gè)透鏡光學(xué)表面A不會(huì)由于切割水 而變臟，如上所述。
總之，只要光學(xué)表面A和更突出的突出部F2或平坦部Fl被至少提 供在前表面或背表面的任一個(gè)上，就是合適的。
此外，如圖6(e)所示，可以通過(guò)將圖6 (a)的第一透4竟84安裝 在光屏蔽支持器87中來(lái)配置透鏡模塊88。此外，如圖6(f)所示，可 以通過(guò)在光屏蔽支持器87中安裝透鏡模塊86A來(lái)配置透鏡模塊89，透 鏡模塊86A被配置為具有第一透鏡61A和圖6(b)的第二透鏡85A。因 此，透鏡和光屏蔽支持器87被提供為一組以配置透鏡模塊。
作為電子元件的圖像捕獲元件被層疊在第一和第二透鏡84和85或 透鏡模塊88和89的任一個(gè)上，使得可以獲得作為電子元件模塊的傳感 器模塊。
實(shí)施例1的透鏡晶片1層疊在作為電子元件晶片的圖像捕獲元件晶 片上，以形成作為電子元件晶片模塊的傳感器晶片模塊。同時(shí)切割傳感 器模塊以進(jìn)行個(gè)體化并且可以同時(shí)獲得大量的傳感器模塊。將參考圖7 詳細(xì)描述作為實(shí)施例2的傳感器模塊。
實(shí)施例3
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的傳感器模塊的示范性主要部分 結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
在圖7中，作為根據(jù)實(shí)施例3的電子元件模塊的傳感器模塊10包 括圖像捕獲元件21,其包括布置在中央部分的多個(gè)用于對(duì)來(lái)自對(duì)象的 圖像光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換并且捕獲所述圖像光的圖像的光接收部；圖像捕獲 元件芯片20,具有到圖像捕獲元件21的穿透電極22;形成在圖像捕獲 元件芯片20上并且在相鄰的圖像捕獲元件21之間的樹脂粘附層30;透 明支撐襯底40，諸如玻璃板，其覆蓋圖像捕獲元件芯片20并且粘附并 固定在樹脂粘附層30上；提供為對(duì)應(yīng)于圖像捕獲元件21的透鏡模塊5 0。關(guān)于圖像捕獲元件芯片20,圖像捕獲元件21 (其中布置有多個(gè)光 接收部，每個(gè)光接收部構(gòu)成多個(gè)像素)布置在前表面上的中央部分，并 且焊盤23連接到圖像捕獲元件21。多個(gè)通孔被形成，從背表面穿透到 前表面的焊盤23 (電極焊盤)之下。通孔的側(cè)壁和背表面?zhèn)雀采w有絕緣 膜。與焊盤23接觸的布線層24形成為穿過(guò)通孔直到背表面的穿透電極 22。絕緣膜形成在布線層24和背表面上，并且焊球25形成在布線層24 的外部連接端子上的部分沒(méi)有覆蓋絕緣膜，而是焊球25形成在其上，暴 露于外部。
樹脂粘附層30形成在前表面上的圖像捕獲元件21的外圍部分中， 并且粘附圖像捕獲元件芯片20和透明支撐襯底40。當(dāng)半導(dǎo)體表面的上 部分覆蓋有透明支撐襯底40時(shí)，傳感器區(qū)域上方的內(nèi)部空間由樹脂粘 附層30密封，其中圖像捕獲元件21布置為圖像捕獲元件芯片20上的 電子元件。使用常規(guī)的光刻技術(shù)將樹脂粘附層30形成在圖像捕獲元件 芯片20上的預(yù)定位置處，并且透明支撐襯底40粘附在其上。樹脂粘附 層30也可以使用除了光刻技術(shù)之外的絲網(wǎng)印刷方法和點(diǎn)膠方法來(lái)形成。
透鏡模塊50是其中層疊三個(gè)根據(jù)實(shí)施例1的透鏡晶片1的模塊， 并且第一透鏡51、第二透鏡52以及第三透鏡53從上依次布置在透明支 撐襯底40上。透鏡51-53的每一個(gè)包括設(shè)在中央部分的透鏡區(qū)域以及 具有預(yù)定厚度的隔離物部布置在透鏡區(qū)域的外周側(cè)上。第三透鏡53是 像差校正透鏡、第二透鏡52是漫射透鏡，并且第一透鏡51是光聚焦透 鏡；并且具有預(yù)定厚度的布置在相應(yīng)透鏡的外周側(cè)上的隔離物部從下以 此順序被層疊并布置。第一透鏡51和第二透鏡52通過(guò)粘附層61粘附 并且第二透鏡52和第三透鏡53通過(guò)粘附層62粘附。
實(shí)施例4
圖8是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例4的電子信息設(shè)備的示范性配 置的框圖，包括用在其圖像捕獲部中的包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的傳 感器模塊10 (其中透鏡模塊5 0與圖像捕獲元件芯片20組合)或傳感器 模塊IOA(其中根據(jù)實(shí)施例2的透鏡和透鏡模塊與圖像捕獲元件芯片組 合)的固態(tài)圖像捕獲裝置。
在圖8中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的電子信息設(shè)備90包括固態(tài)圖 像捕獲裝置91,用于對(duì)來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的傳感器模塊10或 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的傳感器模塊10C的圖像捕獲信號(hào)執(zhí)行各種信號(hào)處理，以便獲得彩色圖像信號(hào)；存儲(chǔ)部92 (例如記錄介質(zhì))，用于在對(duì)彩 色圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的信號(hào)處理以便進(jìn)行記錄之后對(duì)來(lái)自固態(tài)圖像捕 獲裝置91的彩色圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄；顯示部93 (例如液晶顯示裝 置)，用于在對(duì)彩色圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定信號(hào)處理以便進(jìn)行顯示之后在顯 示屏(例如液晶顯示屏)上對(duì)來(lái)自固態(tài)圖像捕獲裝置91的彩色圖像信 號(hào)進(jìn)行顯示；通信部94 (例如發(fā)射接收設(shè)備)，用于在對(duì)彩色圖像信號(hào) 進(jìn)行預(yù)定信號(hào)處理以便進(jìn)行傳送之后傳送來(lái)自固態(tài)圖像捕獲裝置91的 彩色圖像信號(hào)；以及圖像輸出部95 (例如打印機(jī))，用于在執(zhí)行預(yù)定信 號(hào)處理以便進(jìn)行打印之后對(duì)來(lái)自固態(tài)圖像捕獲裝置91的彩色圖像信號(hào) 進(jìn)行打印。不限于此，電子信息設(shè)備90可以包括除了固態(tài)圖像捕獲裝 置91之外的存儲(chǔ)部92、顯示部93、通信部94以及諸如打印機(jī)的圖像 輸出部95中的任何一個(gè)。
作為電子信息設(shè)備90，包括圖像輸入設(shè)備的電子信息設(shè)備是可設(shè)想 的，所述圖像輸入設(shè)備諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(例如數(shù)字視頻攝像機(jī)或數(shù)字靜 止攝像機(jī))、圖像輸入攝像機(jī)(例如監(jiān)控?cái)z像機(jī)、門禁電話攝像機(jī)、安 裝在交通工具中的攝像機(jī)或電視攝像機(jī))、掃描儀、傳真機(jī)、配備攝像 機(jī)的蜂窩電話設(shè)備、電視電話設(shè)備或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4，來(lái)自固態(tài)圖像捕獲裝置91的彩色圖 像信號(hào)可以通過(guò)顯示部93適當(dāng)?shù)仫@示在顯示屏上，使用圖像輸出部 95在紙張上打印出來(lái)，通過(guò)通信部94經(jīng)由導(dǎo)線或無(wú)線電作為通信數(shù)據(jù) 適當(dāng)?shù)貍魉?，通過(guò)執(zhí)行預(yù)定的數(shù)據(jù)壓縮處理而適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)在存儲(chǔ)部92; 并且可以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行各種數(shù)據(jù)處理。
不限于上述的根據(jù)實(shí)施例4的電子信息設(shè)備90,諸如包括用在其信 息記錄和再現(xiàn)部中的根據(jù)本發(fā)明的電子元件模塊的拾取裝置的電子信 息設(shè)備也可以被設(shè)想。在此情況下，拾取裝置的光學(xué)元件是光學(xué)功能元 件(例如全息光學(xué)元件)，其將導(dǎo)向輸出光直線輸出以及以預(yù)定方向折 射和引導(dǎo)入射光。此外，作為拾取裝置的電子元件，用于發(fā)射輸出光的 光發(fā)射元件(例如半導(dǎo)體激光元件或激光芯片)以及用于接收入射光的 光接收元件(例如光IC)被包括。。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的實(shí)施例1,樹脂復(fù)制品14的側(cè)表面的部分或全 部掩埋在基底11中切刻出的該多個(gè)凹槽lla中以形成樹脂復(fù)制品14。 因此，基底11和樹脂復(fù)制品14的接觸面積大于樹脂復(fù)制品14和主模1 3的接觸面積并且基底11和樹脂復(fù)制品1 4的接觸面積大于樹脂復(fù)制品
14和沖壓沖莫15和16的接觸面積。因此，可以平穩(wěn)地執(zhí)行主才莫13和沖 壓模15和16的釋放并且平坦部分3之間的連接部分4的厚度變厚了等 于凹槽lla深度的量。結(jié)果，有可能精確地形成樹脂復(fù)制品M的側(cè)表 面并且精確地形成上下沖壓沖莫15和16。此外，有可能解決形成大尺寸 透鏡晶片中的強(qiáng)度問(wèn)題。此外，通過(guò)減小表面水平的差(D1-D2)有可 能解決殘留氣泡的問(wèn)題。
雖然在實(shí)施例1-4中沒(méi)有詳細(xì)具體地描述，但是用于制造光學(xué)元件 晶片的方法包括在基底中形成的多個(gè)凹槽中形成復(fù)制品的復(fù)制品形成 步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在其前表面?zhèn)壬?；使用該?fù)制品的每個(gè)光 學(xué)元件形狀來(lái)形成沖壓模的沖壓模形成步驟；以及使用沖壓模將光學(xué)元 件形狀轉(zhuǎn)移到光學(xué)元件材料以形成光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片形成 步驟。結(jié)果，有可能精確地形成樹脂復(fù)制品并且精確地形成上下沖壓模。 此外，有可能實(shí)現(xiàn)解決形成大尺寸透鏡晶片中的強(qiáng)度問(wèn)題以及殘留氣泡 問(wèn)題的目的。
如上所述，通過(guò)使用其優(yōu)選實(shí)施例1-4例證了本發(fā)明。然而，不應(yīng) 當(dāng)僅基于上述的實(shí)施例l-4來(lái)解釋本發(fā)明。應(yīng)理解本發(fā)明的范圍應(yīng)僅在 權(quán)利要求書的基礎(chǔ)上進(jìn)行解釋。還應(yīng)理解的是基于本發(fā)明的描述以及根 據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例1-4的詳細(xì)描述的公知常識(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以實(shí)施等同的技術(shù)范圍。此外，應(yīng)理解本說(shuō)明書中引用的任何專利、任 何專利申請(qǐng)以及任何參考文獻(xiàn)應(yīng)當(dāng)以與在其中具體描述內(nèi)容相同的方 式而通過(guò)參考合并在本說(shuō)明書中。
工業(yè)適用性
本發(fā)明可以應(yīng)用于如下領(lǐng)域光學(xué)元件晶片，諸如透鏡晶片或光學(xué) 功能元件晶片，包括多個(gè)透鏡作為用于聚焦入射光的多個(gè)光學(xué)元件；用 于制造光學(xué)元件晶片的方法；通過(guò)同時(shí)切割光學(xué)元件晶片而個(gè)體化的光 學(xué)元件；通過(guò)同時(shí)切割其中層疊多個(gè)光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片模塊 而個(gè)體化的光學(xué)元件模塊；電子元件晶片模塊，諸如傳感器晶片模塊， 其是光學(xué)元件或光學(xué)元件模塊以及圖像捕獲元件晶片的組合，圖像捕獲 元件晶片設(shè)有多個(gè)圖像捕獲元件用于對(duì)來(lái)自對(duì)象的圖像光進(jìn)行光電轉(zhuǎn) 換并且捕獲所述圖像光的圖像；通過(guò)同時(shí)切割電子元件晶片模塊而個(gè)體化的電子元件模塊；以及包括在其圖像捕獲部中用作圖像輸入設(shè)備的作 為電子元件模塊的傳感器模塊的電子信息設(shè)備，諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(例如 數(shù)字視頻攝像機(jī)或數(shù)字靜止攝像機(jī))、圖像輸入攝像機(jī)、掃描儀、傳真 機(jī)、配備攝像機(jī)的蜂窩電話設(shè)備以及電視電話設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，復(fù)制
制品，使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和主模的接觸面積并且 基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和沖壓模的接觸面積。因此，可以 平穩(wěn)地執(zhí)行主模和沖壓模的釋放并且平坦部分之間的連接部分的厚度 變厚了等于凹槽深度的量，使得有可能精確地形成復(fù)制品并且精確地開。
成上下沖壓模；有可能解決形成大尺寸透鏡晶片中的強(qiáng)度問(wèn)題；并且通 過(guò)減小表面水平的差有可能解決殘留氣泡的問(wèn)題。
在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下各種其他修改對(duì)于本領(lǐng)域 技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的，并且容易由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到。因此，隨 附的權(quán)利要求書的范圍不打算受限于這里所陳述的說(shuō)明，而是可以寬泛 地解釋權(quán)利要求書。元件列表 1透鏡晶片
10, 10A傳感器模塊 11基底 lla凹槽 12樹脂材料
13主金屬模(master metal mold)
14樹脂復(fù)制品
15上沖壓模
16下沖壓模
20圖像捕獲元件芯片
21圖像捕獲元件
22穿透電極
23焊盤
24布線層
25焊球
30樹脂粘附層
40透明支撐襯底
5 0透鏡模塊
51第一透鏡
52第二透鏡
53第三透鏡
61, 62粘附層
61A, 84, 84A, 84a第一透鏡
85, 85A, 85a第二透鏡
86, 86A透鏡才莫塊
87光屏蔽支持器(holder)
88, 89透鏡模塊
90電子信息設(shè)備
91固態(tài)圖像捕獲裝置
92存儲(chǔ)部
93顯示部94通信部
95圖像輸出部
A光學(xué)表面
B光學(xué)表面的外周端部部分
DL切割線
Fl平坦部
F2環(huán)形突出部
權(quán)利要求
1.一種用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中多個(gè)光學(xué)元件以二維布置，該方法包括在基底中形成的多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成復(fù)制品的復(fù)制品形成步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬?；使用該?fù)制品的光學(xué)元件形狀來(lái)形成沖壓模的沖壓模形成步驟；以及使用沖壓模將光學(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移到光學(xué)元件材料以形成光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片形成步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中復(fù)制品 形成步驟包括在基底中形成的該多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成上復(fù)制品的 上復(fù)制品形成步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬希灰约霸诹硪?個(gè)基底中形成的多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成下復(fù)制品的下復(fù)制品形成步 驟，其中用于背表面的光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬稀?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中復(fù)制品 形成步驟包括在形成在基底中的該多個(gè)凹槽中傳遞復(fù)制品材料的步 驟；以及使用主模擠壓復(fù)制品材料以將主模的光學(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移到復(fù)制 品材料的前表面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中復(fù)制品 的側(cè)表面的部分或全部掩埋在基底中切刻出的該多個(gè)凹槽的每一個(gè)中 以形成復(fù)制 品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中基底中 的凹槽的深度被設(shè)置為使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和主 才莫的接觸面積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中基底中 的凹槽的深度被設(shè)置為使得基底和復(fù)制品的接觸面積大于復(fù)制品和沖 壓模的接觸面積。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中沖壓模 形成步驟包括轉(zhuǎn)移上復(fù)制品的光學(xué)元件形狀以形成上沖壓模的上沖壓 模形成步驟；以及轉(zhuǎn)移下復(fù)制品的光學(xué)元件形狀以形成下沖壓模的下沖 壓模形成步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中光學(xué)元件晶片形成步驟包括使用上沖壓模和下沖壓模將光學(xué)元件材料擠壓為預(yù)定厚度的光學(xué)元件材料擠壓步驟；以及通過(guò)光或熱來(lái)固化光學(xué)元件材料的光學(xué)元件材料固化步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中光學(xué)元件是一個(gè)或多個(gè)透鏡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中光學(xué)元導(dǎo)入射光。 。",1 、、 、。 、
11. 一種光學(xué)元件晶片，其使用根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造光學(xué)元 件晶片的方法來(lái)制造。
12. —種光學(xué)元件晶片，其中多個(gè)光學(xué)元件以二維布置，該光學(xué)元 件晶片包括至少在光學(xué)元件晶片的背表面或前表面上的多個(gè)光學(xué)元件區(qū)域； 設(shè)在光學(xué)元件區(qū)域的外周側(cè)上的具有預(yù)定厚度的平坦部分，并且 其中在相鄰的光學(xué)元件區(qū)域之間的平坦部分的厚度與平坦部分之 間的連接部分的厚度在2: 1到相等比值的比值內(nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的光學(xué)元件晶片，其中在相鄰的光學(xué)元件區(qū) 域之間的平坦部分的厚度與平坦部分之間的連接部分的厚度在4 / 3或 3/4到相等比值的比值內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的光學(xué)元件晶片，其中光學(xué)元件是一個(gè)或多 個(gè)透鏡。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的光學(xué)元件晶片，其中光學(xué)元件是光學(xué)功能
16. 通過(guò)二割根據(jù)權(quán)利要求二-15中任二4的光學(xué)元件晶片而個(gè)體 化的光學(xué)元件，該光學(xué)元件包括在其中央部分處的光學(xué)表面；以及在 光學(xué)表面的外周側(cè)上具有預(yù)定厚度的隔離物部。
17. —種光學(xué)元件模塊，其通過(guò)切割光學(xué)元件晶片模塊而個(gè)體化， 其中多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項(xiàng)的光學(xué)元件晶片被層疊，其中其 光學(xué)表面彼此對(duì)準(zhǔn)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的光學(xué)元件模塊，還包括光屏蔽支持器，用 于屏蔽該多個(gè)光學(xué)元件的除了最上的光學(xué)表面之外的上表面以及側(cè)表 面。
19. 一種光學(xué)元件模塊，包括光屏蔽支持器，用于屏蔽根據(jù)權(quán)利要
20.'—種電子元件晶片模塊，、包括:、、電子元件晶片，其中布置有多個(gè)電子元件，每個(gè)電子元件都包括穿透電極；形成在電子元件晶片上的預(yù)定區(qū)域中的樹月旨粘附層；覆蓋電子元件晶片并且固定在樹脂粘附層上的透明支撐襯底；根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項(xiàng)的光學(xué)元件晶片，粘附在透明支撐襯底上并與透明支撐襯底組合使得該多個(gè)電子元件的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于每個(gè)光學(xué)元件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的電子元件晶片模塊，其中光學(xué)元件晶片是 由像差校正透鏡、漫射透鏡和光聚焦透鏡這三個(gè)透鏡組成的透鏡晶片才莫 塊；其中具有預(yù)定厚度的布置在每個(gè)透鏡的外周側(cè)上的平坦部分從下以此順序?qū)盈B。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20的電子元件晶片模塊，其中該電子元件是圖 像捕獲元件，包括多個(gè)用于對(duì)來(lái)自對(duì)象的圖像光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換并且捕獲 該圖像光的圖像的光接收部。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20的電子元件晶片模塊，其中每個(gè)所述電子元件是用于產(chǎn)生輸出光的光發(fā)射元件和用于接收入射光的光接收元件。
24. —種電子元件模塊，對(duì)于每個(gè)或多個(gè)電子元件模塊，從根據(jù)權(quán) 利要求20的電子元件晶片模塊切割出所述電子元件模塊。
25. —種電子信息設(shè)備，包括通過(guò)切割根據(jù)權(quán)利要求22的電子元 件晶片模塊而個(gè)體化的用作圖像捕獲部中的傳感器模塊的電子元件模 塊。
26. —種電子信息設(shè)備，包括通過(guò)切割根據(jù)權(quán)利要求23的電子元 件晶片模塊而個(gè)體化的用在信息記錄和再現(xiàn)部中的電子元件模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)元件晶片以及制造光學(xué)元件晶片的方法、光學(xué)元件、光學(xué)元件模塊、電子元件晶片模塊、電子元件模塊以及電子信息設(shè)備。一種用于制造光學(xué)元件晶片的方法，其中多個(gè)光學(xué)元件以二維布置，該方法包括在基底中形成的多個(gè)凹槽的每一個(gè)中形成復(fù)制品的復(fù)制品形成步驟，其中光學(xué)元件形狀形成在前表面?zhèn)壬?；使用該?fù)制品的光學(xué)元件形狀來(lái)形成沖壓模的沖壓模形成步驟；以及使用沖壓模將光學(xué)元件形狀轉(zhuǎn)移到光學(xué)元件材料以形成光學(xué)元件晶片的光學(xué)元件晶片形成步驟。
文檔編號(hào)H01L27/14GK101685169SQ200910204428
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者栗本秀行, 矢野祐司 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社