CN101521215A - 透镜模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种透镜模块及其制造方法。上述透镜模块包括：一基底，具有一贯穿孔于其中；以及一透镜结构，嵌于上述贯穿孔中。本发明透镜模块及其制造方法的有益效果在于，改善透镜模块的光学性能，并减少制造此一透镜模块所需的工艺步骤。

Description

透镜模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体科技，特别是涉及一种透镜模块。
背景技术
图1A为一传统的透镜模块的剖面图。在图1A中，一玻璃基底1是用以形成一透镜模块10。多个透镜模块10可形成于玻璃基底1上。透镜模块10具有一第一透镜组件11、一第二透镜组件12、与一玻璃部分13，其中玻璃基底1是位于第一透镜组件11与第二透镜组件12之间，第一透镜组件11与第二透镜组件12是由透明的聚合物第二透镜组件12所形成。
图1B为传统的透镜模块10和用以形成透镜模块10的模仁20与30的剖面图。模仁20具有一图形21，图形21是用以形成透镜模块10的第一透镜组件11；而模仁30则具有一图形31，图形31是用以形成透镜模块10的第二透镜组件12。
透镜模块10是通过下列步骤所形成。首先，将一透镜材料(未绘示)置于玻璃基底1的一第一表面1a上。然后，将模仁20置于玻璃基底1的第一表面1a上，并以图形21压印上述透镜材料，接下来对已成形的透镜材料施以固化处理，以完成透镜模块10的第一透镜组件11。接下来，将相同的透镜材料(未绘示)置于模仁30的图形31上。然后，将玻璃基底1与模仁20的组合结构移至模仁30，而使玻璃基底1的一第二表面1b(第一表面1a的相反表面)接触模仁30的图形31，以压印模仁30的图形31上的上述透镜材料，并使其成形，接下来对已成形的透镜材料施以固化处理，以完成透镜模块10的第二透镜组件12。至此，已完成透镜模块10。最后，将带有透镜模块10的玻璃基底1与模仁20、30分离。
如前所述，透镜模块10的制造需要很多的工艺步骤。透镜模块10的第一透镜组件11是经过了二次的固化处理，因此其可能受到了过度的硬化。透镜模块10的第一透镜组件11的过度硬化会至少引发两个问题。其一是第一透镜组件11会发生收缩变形，其二是第一透镜组件11会发生颜色黄化。上述问题很有可能会对透镜模块10的光学性能造成不良影响。另外，透镜模块10并不是一个均质的透镜，因为第一透镜组件11与第二透镜组件12均为聚合物，而玻璃部分13则是玻璃(玻璃部分13即是位于第一透镜组件11与第二透镜组件12之间的玻璃基底1)。聚合物与玻璃具有不同的折射系数，在两者之间的界面会发生光的全反射。因此，在透镜模块10中是具有两个玻璃/聚合物界面，而会对透镜模块10的透光率造成不良影响。还有，针对透镜模块10形成坝状结构(dam structure)(未绘示)及/或遮光罩(lightshield)时，则会需要增加更多的工艺步骤。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例是提供透镜模块及其制造方法，可改善透镜模块的光学性能，并减少制造此一透镜模块所需的工艺步骤。
本发明的一实施例是提供一种透镜模块，包含：一基底，具有一贯穿孔于其中；以及一透镜结构，嵌于上述贯穿孔中。
本发明的另一实施例是提供一种透镜模块的制造方法。首先，提供一基底，上述基底具有一贯穿孔。然后，提供一第一模仁(molding die)与一第二模仁，上述第一模仁具有对应于上述贯穿孔的一第一透镜图形，上述第二模仁具有对应于上述贯穿孔的一第二透镜图形。接下来，将上述基底置于上述第一模仁上，其中上述基底的上述贯穿孔与上述第一透镜图形对准。接下来，将一透镜材料置于上述贯穿孔内及上述第一透镜图形上。接着，将上述第二模仁置于上述基底上并压印(imprinting)上述透镜材料。上述第二透镜图形是与上述基底的上述贯穿孔对准，且使上述透镜材料成形而成为一透镜结构，上述透镜结构通过上述第一透镜图形与上述第二透镜图形而嵌入上述贯穿孔中。最后，将上述第一模仁、在上述贯穿孔中包括上述透镜结构的上述基底、与上述第二模仁分离。
与现有技术相比，本发明透镜模块及其制造方法的有益效果在于，改善透镜模块的光学性能，并减少制造此一透镜模块所需的工艺步骤。
附图说明
图1A为一剖面图，示出一传统的透镜模块。
图1B为一剖面图，示出图1A所示的传统的透镜模块及用以形成该传统的透镜模块的模仁。
图2A～2C为一系列的剖面图，示出本发明较佳实施例的透镜模块。
图3为一剖面图，示出本发明较佳实施例的透镜模块的应用。
图4A～4C为一系列的剖面图，示出图2A所示的透镜模块的一例示的制造方法。
图5为一剖面图，示出图2B所示的透镜模块及用以形成该透镜模块的模仁。
图6为一剖面图，示出图2C所示的透镜模块及用以形成该透镜模块的模仁。
其中，附图标记说明如下：
1～玻璃基底                1a～第一表面
1b～第二表面               10～透镜模块
11～第一透镜组件            12～第二透镜组件
13～玻璃部分                20～模仁21～图形
30～模仁                    31～图形
100～基底                   110～贯穿孔
200～透镜结构               210～透镜本体
250～透镜材料               300～透镜结构
310～透镜本体               320～连接构件
400～透镜结构               410～透镜本体
420～连接构件               430～坝状结构
500～半导体基底             510～间隔物
610～模仁                   611～透镜本体图形
615～透镜图形               620～模仁
621～透镜本体图形           625～透镜图形
710～模仁                   711～透镜本体图形
712～连接构件图形           715～透镜图形
720～模仁                   721～透镜本体图形
722～连接构件图形           725～透镜图形
810～模仁                   811～透镜本体图形
812～连接构件图形           813～坝状结构图形
815～透镜图形               820～模仁
821～透镜本体图形           822～连接构件图形
823～坝状结构图形           825～透镜图形
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
在以下的叙述中，所谓的实质上均质，指在设计上期望为均质，但在实际实行中却难以达成数学上或理论上“完全地均质”，而当变动的范围落于对应的标准或规格所订定的允许范围内，就应视为均质。本发明所属技术领域中具有普通知识的人士应当了解依据不同的性质、条件、需求等等，上述对应的标准或规格会有所不同，故下文中并未列出特定的标准或规格。
图2A～2C为一系列的剖面图，示出本发明较佳实施例的透镜模块。
在图2A中，所示透镜模块包含一基底100与一透镜结构200。基底100包含一贯穿孔110，而透镜结构200则嵌于贯穿孔110中。因此，透镜结构200可以是均质或实质上均质，其内并未含有基底的任何一部分，而防止入射的光线因界面的全反射而遭受损失，并改善本发明较佳实施例的透镜模块的光学性能。
基底100可以是透明基底、半透明基底、或不透光基底。基底100的材质可以玻璃或是其它的材质。在本实施例中，基底100为透明的玻璃基底。透镜结构200的材质可以是任何已知的透明的聚合物。在本实施例中，透镜结构200包含一透镜本体210，透镜本体210直接与贯穿孔110的侧壁连接。在本实施例中，透镜本体210为一双凸透镜；而在其它实施例中，透镜本体210亦可以是其它种类的透镜，例如平凸透镜、弯月形透镜、凹透镜、或其它已知种类的透镜。
与图2A所示的透镜模块相比，图2B所示的透镜模块是以一透镜结构300来取代嵌于贯穿孔110中的透镜结构200。在图2B中，透镜结构300包含一透镜本体310与一连接构件320，连接构件320连接透镜本体310与贯穿孔110的侧壁。在本实施例中，透镜本体310是位于贯穿孔110的中央区，且被连接构件320所围绕；在其它实施例中，透镜本体310的一部分可直接连接贯穿孔110的侧壁的一部分，而连接构件320则连接透镜本体310的其它部分与贯穿孔110的侧壁的其它部分。在本实施例中，透镜本体310为一双凸透镜；而在其它实施例中，透镜本体310亦可以是其它种类的透镜，例如平凸透镜、弯月形透镜、凹透镜、或其它已知种类的透镜。
与图2A所示的透镜模块相比，图2C所示的透镜模块是以一透镜结构400来取代嵌于贯穿孔110中的透镜结构200。在图2C中，透镜结构400包括一透镜本体410、一连接构件420、与一坝状结构430。坝状结构430是位于贯穿孔110的至少一部分的侧壁上，并延伸至贯穿孔110以外的区域。在某些实施例中，坝状结构430可用于阻挡不需要的入射光。连接构件420则连接透镜本体410与坝状结构430。在本实施例中，透镜本体410为一双凸透镜；而在其它实施例中，透镜本体410亦可以是其它种类的透镜，例如平凸透镜、弯月形透镜、凹透镜、或其它已知种类的透镜。
在本实施例中，坝状结构430是置于贯穿孔110的全部的侧壁上，并延伸至贯穿孔110以外的区域；而坝状结构430则围绕连接构件420；而连接构件420则围绕透镜本体410。在某些情况中，部分的透镜本体410可直接连接部分的坝状结构430，而连接构件420则连接透镜本体410的其它部分与坝状结构430的其它部分。
在某些实施例中，坝状结构430可置于贯穿孔110的部分侧壁上，并延伸至贯穿孔110以外的区域。在某些情况中，一部分的透镜本体410可直接连接部分未连接坝状结构430的贯穿孔110的侧壁，而透镜本体410的其它部分则通过连接构件420而与坝状结构430及未连接坝状结构430的贯穿孔110的侧壁的其它部分连接。在某些情况中，连接构件420连接透镜本体410与坝状结构430及贯穿孔110的侧壁的其它部分。
图3为一剖面图，示出绘示于图2A的透镜模块的应用。在图3中，图2A所示的透镜模块置于一半导体基底500的上方，并由两者之间的多个间隔物510所支持。多个透镜本体210是分别对应半导体基底500上或其中的多个感光组件(未绘示)。在其它的实施例中，可以相同的方法将绘示于图2A及/或图2B半导体基底500所示的透镜模块置于半导体基底500的上方。
图4A～4C为一系列的剖面图，示出图2A所示的透镜模块的一示例的制造方法。
在图4A中，提供一基底100与一模仁610，其中基底100内具有贯穿孔110，而模仁610则具有一透镜图形615，透镜图形615是对应于贯穿孔110。透镜图形615具有一透镜本体图形611，透镜本体图形611包含图2A所示的透镜模块的透镜本体210的一轮廓。然后，将基底100的贯穿孔110与模仁610的透镜图形615对准，并将基底100置于模仁610上。
在图4B中，将一透镜材料250置于贯穿孔110中及透镜图形615上。透镜材料250优选为一可加热固化的透明聚合物、或是可经紫外光照射而固化的一透明聚合物。
在图4C中，是提供一模仁620，模仁620具有一透镜图形625，透镜图形625是对应于贯穿孔110。透镜图形625具有一透镜本体图形621，透镜本体图形621包括图2A所示的透镜模块的透镜本体210的一轮廓。在本实施例中，模仁610与620均包括用以制造图2A所示的透镜模块的透镜本体210的透镜图形；在某些实施例中，仅模仁610与620其中之一具有用以制造图2A所示的透镜模块的透镜本体210的透镜图形，而另一个则支撑基底100与透镜材料250，但不具有包括透镜本体210的一轮廓的透镜本体图形。
接下来，将模仁620的透镜图形625与基底100的贯穿孔110对准，然后将模仁620置于基底100上。此时，使示于图4B的透镜材料250成形，而成为嵌于贯穿孔110中的透镜结构200。
在一较佳的实施例中，需要一固化的步骤来硬化透镜结构200。上述固化步骤可在将模仁610、在贯穿孔110中包括透镜结构200的基底100、与模仁620分离之前或之后实施，且优选为在上述分离步骤之前实施以避免在固化步骤的过程中，透镜结构200的轮廓发生变化。上述固化步骤的实施可使用紫外光的照射或加热(热处理)。在本实施例中，在将模仁610、在贯穿孔110包括透镜结构200的基底100、与模仁620分离之前，以紫外光的照射来固化透镜结构200。在上述固化步骤后，将模仁610、在贯穿孔110包括透镜结构200的基底100、与模仁620分离，而完成图2A所示的透镜结构。
受惠于图2A所示的透镜结构的制造仅需要最多一道的固化步骤，可以避免透镜结构200的过度硬化、收缩变形、及颜色黄化，并可减少工艺步骤。
图2B与图2C所示的透镜模块的制造，亦可使用等效于前文对图4A～4C所作叙述的步骤与分别符合其透镜模块的模仁。
在图5中，示出图2B所示的透镜结构及其适用的模仁710与720。模仁710具有一透镜图形715，透镜图形715对应于贯穿孔110。透镜图形715具有一透镜本体图形711与一连接构件图形712，连接构件图形712连接于透镜本体图形711。透镜本体图形711包括透镜本体310的一轮廓，连接构件图形712则包括连接构件320的一轮廓。在本实施例中，透镜本体310被连接构件320围绕，因此透镜本体图形711被连接构件图形712围绕；在其它实施例中，透镜本体图形711与连接构件图形712的排列决定于透镜本体310与连接构件320的预定的排列方式。
模仁720具有一透镜图形725，透镜图形725对应于贯穿孔110。透镜图形725具有一透镜本体图形721与一连接构件图形722，连接构件图形722连接于透镜本体图形721。透镜本体图形721包括透镜本体310的一轮廓，连接构件图形722则包括连接构件320的一轮廓。在本实施例中，透镜本体310被连接构件320所围绕，因此透镜本体图形721被连接构件图形722所围绕；在其它实施例中，透镜本体图形721与连接构件图形722的排列决定于透镜本体310与连接构件320的预定的排列方式。
在本实施例中，模仁710与720均包括用以制造透镜本体310的透镜本体图形、与用以制造连接构件320的连接构件图形；在某些实施例中，仅模仁710与720其中之一具有用以制造透镜本体310的透镜本体图形、与用以制造连接构件320的连接构件图形；而另一个模仁则在工艺中支撑基底100与一透镜材料(未绘示)，但不具有用以制造透镜本体310的透镜本体图形、与用以制造连接构件320的连接构件图形。
在图6中，示出图2C所示的透镜结构及其适用的模仁810与820。模仁810具有一透镜图形815，透镜图形815对应于贯穿孔110。透镜图形815具有一透镜本体图形811、一坝状结构图形813、与一连接构件图形812，连接构件图形812连接透镜本体图形811与坝状结构图形813。因此，坝状结构430可与透镜本体410与连接构件420同时制造，也就是不需要额外的工艺步骤来制造坝状结构430。
透镜本体图形811具有透镜本体410的一轮廓，连接构件图形812则具有连接构件420的一轮廓，而坝状结构图形813则具有坝状结构430的一轮廓。在本实施例中，坝状结构430围绕连接构件420，且连接构件420围绕透镜本体410；因此，坝状结构图形813围绕连接构件图形812，且连接构件图形812围绕透镜本体图形811。在其它实施例中，透镜本体图形811、连接构件图形812、与坝状结构图形813的排列决定于透镜本体410、连接构件420、与坝状结构430的预定的排列方式。
模仁820具有一透镜图形825，透镜图形825对应于贯穿孔110。透镜图形825具有一透镜本体图形821、一坝状结构图形823、与一连接构件图形822，连接构件图形822连接透镜本体图形821与坝状结构图形823。透镜本体图形821具有透镜本体410的一轮廓，连接构件图形822则具有连接构件420的一轮廓，而坝状结构图形823则具有坝状结构430的一轮廓。在本实施例中，坝状结构430围绕连接构件420，且连接构件420围绕透镜本体410；因此，坝状结构图形823围绕连接构件图形822，且连接构件图形822围绕透镜本体图形821。在其它实施例中，透镜本体图形821、连接构件图形822、与坝状结构图形823的排列决定于透镜本体410、连接构件420、与坝状结构430的预定的排列方式。
在本实施例中，模仁810与820均包括用以制造透镜本体410的透镜本体图形、用以制造连接构件420的连接构件图形、与用以制造坝状结构430的坝状结构图形；在某些实施例中，仅模仁810与820其中之一具有用以制造透镜本体410的透镜本体图形、用以制造连接构件420的连接构件图形、与用以制造坝状结构430的坝状结构图形；而另一个则在工艺中支撑基底100与一透镜材料(未绘示)，但不具有用以制造透镜本体410的透镜本体图形、用以制造连接构件420的连接构件图形、与用以制造坝状结构430的坝状结构图形。
如前所述，本发明的透镜模块及其制造方法的功效是提供均质或实质上均质的透镜结构、改善透镜模块的光学性能、并减少制造透镜模块所需的工艺步骤。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有普通知识的人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种透镜模块，包含：
一基底，具有一贯穿孔；以及
一透镜结构，嵌于该贯穿孔中。
2.如权利要求1所述的透镜模块，其中该透镜模块实质上为均质。
3.如权利要求1所述的透镜模块，其中该透镜结构包含一透镜本体，该透镜本体直接连接该贯穿孔的侧壁。
4.如权利要求1所述的透镜模块，其中该透镜结构包括：
一透镜本体；以及
一连接构件，该连接构件连接该透镜本体与该贯穿孔的侧壁。
5.如权利要求4所述的透镜模块，其中该透镜本体由该连接构件围绕。
6.如权利要求1所述的透镜模块，其中该透镜结构包括：
一透镜本体；
一坝状结构，该坝状结构位于该贯穿孔的至少一部分的侧壁上，并延伸至该贯穿孔以外的区域；以及
一连接构件，该连接构件连接该透镜本体与该坝状结构。
7.如权利要求1所述的透镜模块，其中该坝状结构围绕该连接构件，且该连接构件围绕该透镜本体。
8.一种透镜模块的制造方法，包括：
提供一基底，该基底具有一贯穿孔；
提供一第一模仁与一第二模仁，该第一模仁具有对应于该贯穿孔的一第一透镜图形，该第二模仁具有对应于该贯穿孔的一第二透镜图形；
将该基底置于该第一模仁上，其中该基底的该贯穿孔是与该第一透镜图形对准；
将一透镜材料置于该贯穿孔内及该第一透镜图形上；
将该第二模仁置于该基底上并压印该透镜材料，其中该第二透镜图形与该基底的该贯穿孔对准，且使该透镜材料成形而成为一透镜结构，该透镜结构通过该第一透镜图形与该第二透镜图形而嵌入该贯穿孔中；以及
将该第一模仁、在该贯穿孔中包括该透镜结构的该基底、与该第二模仁分离。
9.如权利要求8所述的透镜模块的制造方法，还包括在将该第一模仁、在该贯穿孔中包括该透镜结构的该基底、与该第二模仁分离之前或之后，对该透镜结构进行固化处理。
10.如权利要求9所述的透镜模块的制造方法，其中该透镜结构的固化是通过紫外光的照射或加热。
11.如权利要求8所述的透镜模块的制造方法，其中：
该透镜结构包括一透镜本体，该透镜本体直接连接该贯穿孔的侧壁；以及
该第一透镜图形与该第二透镜图形的至少其中之一具有一透镜本体图形，该透镜本体图形包括该透镜本体的一轮廓。
12.如权利要求8所述的透镜模块的制造方法，其中：
该透镜结构包括一透镜本体与一连接构件，该连接构件连接该透镜本体与该贯穿孔的侧壁；以及
该第一透镜图形与该第二透镜图形的至少其中之一具有一透镜本体图形与一连接构件图形，该连接构件图形连接该透镜本体图形；其中
该透镜本体图形包括该透镜本体的一轮廓；以及
该连接构件图形包括该连接构件的一轮廓。
13.如权利要求12所述的透镜模块的制造方法，其中：
该透镜本体由该连接构件围绕；以及
该透镜本体图形由该连接构件图形围绕。
14.如权利要求8所述的透镜模块的制造方法，其中：
该透镜结构包括一透镜本体、一坝状结构、与一连接构件，该坝状结构位于该贯穿孔的至少一部分的侧壁上，并延伸至该贯穿孔以外的区域，该连接构件连接该透镜本体与该坝状结构；以及
该第一透镜图形与该第二透镜图形的至少其中之一具有一透镜本体图形、一坝状结构图形、与连接于该透镜本体图形与该坝状结构图形之间的一连接构件图形；其中
该透镜本体图形包括该透镜本体的一轮廓；
该连接构件图形包括该连接构件的一轮廓；以及
该坝状结构图形包括该坝状结构的一轮廓。
15.如权利要求14所述的透镜模块的制造方法，其中：
该坝状结构围绕该连接构件，且该连接构件围绕该透镜本体；以及
该坝状结构图形围绕该连接构件图形，且该连接构件图形围绕该透镜本体图形。
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