CN102236114B - 遮光元件、遮光元件的制造方法及镜头模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种遮光元件，其包括透光平板及设于该透光平板上的遮光屏蔽层。该遮光屏蔽层具有顶面、底面及贯穿该顶面及底面的通光孔。该遮光屏蔽层包括磁屏蔽层及夹设在该透光平板及该磁屏蔽层之间的遮光层。该遮光屏蔽层远离该通光孔的部分从顶面到底面依次为该磁屏蔽层及该遮光层，该遮光屏蔽层靠近该透光平板的部分从通光孔向外均为该遮光层。本发明还涉及该遮光元件的制造方法及具有该遮光元件的镜头模组。

Description

遮光元件、遮光元件的制造方法及镜头模组

技术领域

本发明涉及一种光学元件，尤其涉及一种晶圆级(wafer level)遮光元件、遮光元件的制造方法及具有该遮光元件的镜头模组阵列。

背景技术

随着摄像技术的发展，镜头模组与各种便携式电子装置如手机、摄像机、电脑等的结合，更是得到众多消费者的青睐，所以市场对小型化镜头模组的需求增加。

目前小型化镜头模组多采用精密模具等制程制造出微型光学元件，然后与硅晶圆制成的影像感测器电连接、封装，然后切割，得到相机模组。然而，随着镜头模组向着更加微小化发展，目前所采用的制程越来越不能满足微型光学元件的精度要求，而且制程中经常采用的黄光、微影、蚀刻等制程对环境影响大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够更好地适应镜头模组向更加微小化发展的趋势，并且制程成本低廉且环保的遮光元件、该遮光元件的制造方法方法及具有该遮光元件的镜头模组。

一种遮光元件包括一块透光平板及设于该透光平板上的遮光屏蔽层。该遮光屏蔽层具有一个远离该透光平板的顶面、一个靠近该透光平板的底面及一个贯穿该顶面及底面的通光孔。该遮光屏蔽层包括磁屏蔽层及夹设在该透光平板及该磁屏蔽层之间的遮光层，该磁屏蔽层包括自该遮光层向外依次设置的铜膜层及不锈钢膜层。该遮光屏蔽层远离该通光孔的部分从顶面到底面依次为该磁屏蔽层及该遮光层。该遮光屏蔽层靠近该透光平板的部分从通光孔向外均为该遮光层。

一种遮光元件的制造方法，其包括：

提供一块透光平板；

于该透光平板设置多个间隔分布的陶瓷粉体层，该陶瓷粉体层具有远离该透光平板的上表面；

于该透光平板及该陶瓷粉体层上形成遮光层，该遮光层包括形成于该透光平板上的第一底面部、形成于该多个陶瓷粉体层的上表面的多个第一顶面部及形成于该多个陶瓷粉体层侧壁的多个第一环状部，该多个第一环状部将该多个第一顶面部分别与该第一底面部相连；

于该遮光层上形成磁屏蔽层，该磁屏蔽层包括形成于该第一底面部上的第二底面部、形成于该多个第一顶面部上的多个第二顶面部及形成于该多个第一环状部侧壁的多个第二环状部，该多个第一环状部将该多个第二顶面部分别与该第二底面部相连，且该第二底面部的远离该透光平板的表面低于该陶瓷粉体层的上表面或者与该陶瓷粉体层的上表面处于同一平面；

采用研磨的方法将突出该第二底面部的凸起部分去除，以使多个未被研磨掉的陶瓷粉体或者该多个陶瓷粉体层曝露在外；

去除该多个未被研磨掉的陶瓷粉体或者该多个陶瓷粉体层，以形成多个间隔分布的通光孔，从而形成一个遮光元件阵列；

切割该遮光元件阵列以得到多个上述的遮光元件。

一种镜头模组包括：一个镜片及一个与该镜片叠合在一起的遮光元件。该遮光元件包括一块透光平板及设于该透光平板上的遮光屏蔽层。该遮光屏蔽层具有一个远离该透光平板的顶面、一个靠近该透光平板的底面及一个贯穿该顶面及底面的通光孔。该通光孔的中心轴与该镜片的中心轴重合。该遮光屏蔽层包括磁屏蔽层及夹设在该透光平板及该磁屏蔽层之间的遮光层，该磁屏蔽层包括自该遮光层向外依次设置的铜膜层及不锈钢膜层。该遮光屏蔽层远离该通光孔的部分从顶面到底面依次为该磁屏蔽层及该遮光层。该遮光屏蔽层靠近该透光平板的部分从通光孔向外均为该遮光层。

与现有技术相比，本发明所提供的遮光元件及其制造方法通过采用以陶瓷粉体作为辅助材料，以研磨的制作方式，免去了在晶圆级的镜头模组制程中所经常采用的黄光、微影、蚀刻等制程，使得本发明所提供的制造遮光元件的方法能够更好的适应镜头模组向更加微小化发展的趋势，制程简单，成本低廉且环保。同时，本发明提供的遮光元件不仅具有遮光功能且可以防止外界电磁干扰，从而可以提高具有该遮光元件的镜头模组的成像品质。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的遮光元件的立体示意图。

图2是图1沿II-II线的剖视图。

图3是提供的透光平板示意图。

图4是于图3中的透光平板上设置滤光层示意图。

图5是于图4中的滤光层上形成多个间隔分布的陶瓷粉体层的示意图。

图6是于图5中的多个陶瓷粉体层形成遮光层的示意图。

图7是于图6中的遮光层上形成磁屏蔽层的示意图，该磁屏蔽层包括自该遮光层依次向外设置的铜薄膜层及不锈钢薄膜层。

图8是采用研磨方法对图7中的凸起部分进行研磨，以使多个未被研磨掉的陶瓷粉体曝露在外的示意图。

图9是去除图8中多个陶瓷粉体后形成的遮光元件阵列的示意图。

图10是于图9中的遮光元件阵列形成对位孔的示意图。

图11是本发明第二实施例提供的镜头模组阵列的示意图。

图12是切割图11中的镜头模组阵列后得到的镜头模组的示意图。

主要元件符号说明

遮光元件                  100

遮光元件阵列              100a、300

透光平板                  10、10a

滤光层                    20、20a

陶瓷粉体层                30a

遮光屏蔽层                40、40a

第一表面                  101a

第二表面                  102a

上表面                    301a

顶面                      401

底面                      402

通光孔                    403

遮光层                    404、404a

磁屏蔽层                  405、405a

第一底面部                4041a

第一顶面部                4042a

第一环状部                4043a

铜薄膜层                  4051、4051a

不锈钢薄膜层              4053、4053a

第二底面部                4055a

第二顶面部                4057a

第二环状部                4059a

陶瓷粉体                  31a

对位孔                    60a、70

镜头模组阵列              200

镜片阵列                  400

镜片                      80

对位结构                  90

镜头模组                  200b

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明第一实施例所提供遮光元件100包括透光平板10及自透光平板10向外依次设置的滤光层20、遮光屏蔽层40。

遮光屏蔽层40具有一个远离透光平板10的顶面401、一个靠近透光平板10的底面402及一个贯穿顶面401及底面402的通光孔403。遮光屏蔽层40包括形成于滤光层20的遮光层404及形成于遮光层404的磁屏蔽层405。遮光屏蔽层40远离通光孔403的部分从顶面401到底面402依次为磁屏蔽层405及遮光层404。遮光屏蔽层40靠近透光平板10的部分从通光孔403向外均为遮光层404。

磁屏蔽层405包括自遮光层404依次向外的铜薄膜层4051及不锈钢薄膜层4053。

下面将结合附图对遮光元件100的制造方法进行详细说明。

请参阅图3，首先提供一块透光平板10a。透光平板10a具有相对的第一表面101a及第二表面102a。本实施例中，透光平板10a由玻璃制成。当然，透光平板10a也可以由塑料等透光材料制成。

请参阅图4，于透光平板10a的第一表面101a上形成滤光层20a，以免影像感测器(图未示)产生杂讯。滤光层20a可采用不同的设计以实现过滤不同波长的光线。本实施例中，滤光层20a为红外光截止滤光膜。当然，该滤光层20a也可以为低通滤光膜、紫外截止滤光膜等其它类型滤光膜或者红外截止滤光片、紫外截止滤光片等其它类型的滤光片。当然，也可以将滤光层20a形成于透光平板10a的第二表面102a。当然，也可以没有滤光层20a。

请参阅图5，于滤光层20a形成多个间隔分布的陶瓷粉体层30a。陶瓷粉体层30a具有远离透光平板10a的上表面301a。具体地，首先于滤光层20a上涂覆多个间隔分布陶瓷粉体。陶瓷粉体为由磷酸铝、二氧化硅与水组成的混合物，且磷酸铝的重量百分比范围为：5％～10％，二氧化硅的重量百分比范围为：40％～45％，水的重量百分比范围为：45％～50％。然后将涂敷有多个陶瓷粉体的透光平板10放置于若干激光光源(图未示)下，以对多个陶瓷粉体进行硬化处理，从而形成多个间隔分布的陶瓷粉体层30a。该激光硬化温度范围为[400℃，800℃]。在实施例中，采用旋转涂布的方式将多个间隔分布的陶瓷粉体涂敷于滤光层20a上；激光硬化温度是500℃。

请参阅图6，于透光平板10a及陶瓷粉体层30a上形成遮光层404a。遮光层404a包括形成于透光平板10a上的第一底面部4041a、形成于多个陶瓷粉体层30a的上表面301a的多个第一顶面部4042a及形成于多个陶瓷粉体层30a的侧壁的多个第一环状部4043a。多个第一环状部4043a将多个第一顶面部4042a分别与第一底面部4041a相连。优选地，本实施例中，采用溅镀的方法于陶瓷粉体层30a上形成厚度均匀的遮光层404a，且遮光层404a的材料为铬。当然，也可以采用蒸镀等其它镀膜方法来形成遮光层404a，当然，遮光层404a的材料也可以氮化钛等其它可以吸收光线的材料。

请参阅图7，于遮光层404a上形成磁屏蔽层405a，从而形成具有遮光层404a及磁屏蔽层405a的遮光屏蔽层40a。磁屏蔽层405a可以防止外界电磁波干扰影像感测器工作。磁屏蔽层405a包括形成于第一底面部4041a上的第二底面部4055a、形成于多个第一顶面部4042a上的多个第二顶面部4057a及形成于多个第一环状部4043a侧壁上的多个第二环状部4059a。多个第二环状部4059a将多个第二顶面部4057a分别与第二底面部4055a相连，且第二底面部4055a的远离透光平板10a的表面低于陶瓷粉体层30a的上表面301a或者与陶瓷粉体层30a的上表面301a处于同一平面。优选地，本实施例中，采用溅镀的方法于遮光层404a形成厚度均匀的磁屏蔽层405a，且磁屏蔽层405a包括自遮光层404依次向外形成的厚度均匀的铜薄膜层4051a及不锈钢薄膜层4053a。不锈钢薄膜层4053a不仅可以屏蔽磁场，还可以防止铜薄膜层4051a被氧化，从而提高了磁屏蔽层405a的屏蔽效能。当然，也可以采用蒸镀等其它镀膜方法来形成磁屏蔽层405a。当然，磁屏蔽层405a的材料也可以为铁、铝、镍、铁镍软磁合金或铁铝合金等其它可屏蔽磁场材料。当然，第二底面部4055a的远离透光平板10a的表面也可以与陶瓷粉体层30a的上表面301a处于同一平面。

请参阅图8，采用研磨的方法将突出第二底面部4055a的凸起部分去除，以使多个未被研磨掉的陶瓷粉体31a曝露在外。当然，若第二底面部4055a远离透光平板10的表面与陶瓷粉体层30a的上表面301a处于同一平面，则，研磨后多个陶瓷粉体层30a会曝露在外。

请参阅图9，去除多个未被研磨掉的陶瓷粉体31a，以形成多个通光孔403，从而形成遮光元件阵列100a。本实施例中，采用研磨方法将多个未被研磨掉的陶瓷粉体31a去除。当然，也可以采用酒精或丙酮等溶剂将陶瓷粉体31a去除。

当然，若研磨后多个陶瓷粉体层30a曝露在外，则，去除多个未被研磨掉的多个陶瓷粉体层30a后，也可以形成多个通光孔403，从而形成遮光元件阵列100a。

切割遮光元件阵列100a，从而得到多个遮光元件100(参阅图2)。

遮光元件100的制造方法通过采用以陶瓷粉体作为辅助材料，以研磨的制作方式，免去了制程中所经常采用的黄光、微影、蚀刻等制程，使得遮光元件100的制造方法能够更好的适应镜头模组阵列(图未示)向更加微小化发展的趋势，制程简单，成本低廉且环保。同时，遮光元件100不仅具有遮光、滤光功能且可以防止外界电磁干扰，从而可以提高具有遮光元件100的镜头模组的成像品质。

优选地，请参阅图10，为了更好地将遮光元件阵列100a与镜片阵列(图未示)对位，以使多个通光孔403的中心轴与镜片阵列的多个镜片的中心轴一一对准，本实施例中，遮光元件阵列100a还设有两个贯穿遮光屏蔽层40a、滤光层20a及透光平板10a的对位孔60a。当然，对位孔60a的个数也可以为三个、四个等更多个，可以根据需要来设计。

请参阅图11，其为本发明第二实施例提供的镜头模组阵列200。镜头模组阵列200包括一个具有多个遮光元件100的遮光元件阵列300及一个与遮光元件阵列300叠合在一起的镜片阵列400。

遮光元件阵列300与遮光元件阵列100a的制作方法及结构大体相同，不同之处在于：每两个通光孔403之间均有对位孔70。

镜片阵列400包括多个镜片80及多个对位结构90。本实施例中，多个对位结构90为通孔，且每两个镜片80之间均有对位结构90。当然，对位结构90也可以为凸起。

对位孔70与对位结构90相配合，以使遮光元件阵列300与镜片阵列400叠合时，多个通光孔403的中心轴与多个镜片80的中心轴一一重合，最后切割成多个镜头模组200b(参阅图12)。每一镜头模组200b均包括一个镜片80及一个与该镜片80叠合在一起的遮光元件100。

当然，也可以在遮光元件阵列300与镜片阵列400之间设一个间隔片阵列(图未示)。该间隔片阵列具有多个间隔分布的通孔，该多个通孔的中心轴与多个镜片80的中心轴及多个通光孔403的中心轴一一重合。

当然，也可以先将遮光元件阵列300与多个镜片阵列叠合在一起，然后与具有多个影像感测器的硅晶圆压合封装，最后切割成多个相机模组。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种遮光元件，其包括一块透光平板及设于该透光平板上的遮光屏蔽层，该遮光屏蔽层具有一个远离该透光平板的顶面、一个靠近该透光平板的底面及一个贯穿该顶面及底面的通光孔，其特征在于，该遮光屏蔽层包括磁屏蔽层及夹设在该透光平板及该磁屏蔽层之间的遮光层，该磁屏蔽层包括自该遮光层向外依次设置的铜膜层及不锈钢膜层，且该遮光屏蔽层远离该通光孔的部分从顶面到底面依次为该磁屏蔽层及该遮光层，该遮光屏蔽层靠近该透光平板的部分从该通光孔向外均为该遮光层。

2.如权利要求1所述的遮光元件，其特征在于：该遮光层包括铬层或氮化铬层。

3.如权利要求1所述的遮光元件，其特征在于：该遮光元件进一步包括夹设于该透光平板及该遮光屏蔽层之间的滤光层。

4.一种遮光元件的制造方法，其包括：

提供一块透光平板；

于该透光平板设置多个间隔分布的陶瓷粉体层，该陶瓷粉体层具有远离该透光平板的上表面；

于该透光平板及该陶瓷粉体层上形成遮光层，该遮光层包括形成于该透光平板上的第一底面部、形成于该多个陶瓷粉体层的上表面的多个第一顶面部及形成于该多个陶瓷粉体层侧壁的多个第一环状部，该多个第一环状部将该多个第一顶面部分别与该第一底面部相连；

于该遮光层上形成磁屏蔽层，该磁屏蔽层包括形成于该第一底面部上的第二底面部、形成于该多个第一顶面部上的多个第二顶面部及形成于该多个第一环状部侧壁的多个第二环状部，该多个第二环状部将该多个第二顶面部分别与该第二底面部相连，且该第二底面部的远离该透光平板的表面低于该陶瓷粉体层的上表面或者与该陶瓷粉体层的上表面处于同一平面；

采用研磨的方法将突出该第二底面部的凸起部分去除，以使多个未被研磨掉的陶瓷粉体或者该多个陶瓷粉体层曝露在外；

去除该多个未被研磨掉的陶瓷粉体或者该多个陶瓷粉体层，以形成多个间隔分布的通光孔，从而形成一个遮光元件阵列；

切割该遮光元件阵列以形成多个如权利要求1所述的遮光元件。

5.如权利要求4所述的遮光元件的制造方法，其特征在于：该陶瓷粉体层的陶瓷粉体为磷酸铝、二氧化硅与水的混合物，其中，磷酸铝的重量百分比范围为：5％～10％，二氧化硅的重量百分比范围为：40％～45％，水的重量百分比范围为：45％～50％。

6.如权利要求4所述的遮光元件的制造方法，其特征在于：该磁屏蔽层包括自该遮光层向外依次设置的铜膜层及不锈钢膜层。

7.如权利要求4所述的遮光元件的制造方法，其特征在于：采用酒精或丙酮将该未被研磨掉的陶瓷粉体或者该多个陶瓷粉体层去除。

8.一种镜头模组，其包括：

一个镜片；及

一个与该镜片叠合在一起的遮光元件，该遮光元件包括一块透光平板及设于该透光平板上的遮光屏蔽层，该遮光屏蔽层具有一个远离该透光平板的顶面、一个靠近该透光平板的底面及一个贯穿该顶面及底面的通光孔，该通光孔的中心轴与该镜片的中心轴重合，该遮光屏蔽层包括磁屏蔽层及夹设在该透光平板及该磁屏蔽层之间的遮光层，该磁屏蔽层包括自该遮光层向外依次设置的铜膜层及不锈钢膜层，且该遮光屏蔽层远离该通光孔的部分从顶面到底面依次为该磁屏蔽层及该遮光层，该遮光屏蔽层靠近该透光平板的部分从通光孔向外均为该遮光层。