CN103487852A - 辐射固化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明辐射固化设备，包括：光源装置；以及固化基座，所述固化基座设置在所述光源装置下方。所述光源装置为动态光源装置或固定光源装置。所述动态光源装置包括至少一辐射光源灯具单元、一移动装置以及一反射罩；其中所述移动装置使所述辐射光源灯具产生水平方向移动。本发明辐射固化设备可应用于制造晶圆级微镜头，利用动态光源装置或扩散组件，可消除辐射光源产生的平行光线，因此可克服镜头外观上出现的彩虹纹或者牛顿环的光学缺陷，进而改善镜头的光学质量，提升相机模块与应用此相机模块的手机与平板计算机的电子设备的摄影质量与降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种辐射固化设备，特别是有关于一种晶圆级微镜头或晶圆级封装材料的辐射固化设备。
背景技术
随着科技的日新月异，电子产品的外观尺寸也越来越小。为了配合越来越小的电子产品，各种电子组件的设计也日趋精密。
当手机与平板计算机的厚度愈来愈薄，而功能要求却愈来愈高。目前智能型手机或平板计算机的相机模块也日渐趋于微型化。在这种情况下，晶圆级（Wafer Level）镜头受到愈来愈多的关注。使用晶圆级镜头的相机模块得以由传统相机模块的厚度约3毫米～6毫米，降至厚度约0.8毫米～2.5毫米，甚至于更趋于薄形化。
以目前产业发展的趋势而言，不久的将来，大部分的智能型手机与平板计算机均采用晶圆级镜头作为影像拍摄的主要装置。事实上，采用晶圆级镜头可避免如传统相机模块的镜头，其必须针对生产线上的每一个镜头逐一组装调整。而晶圆级镜头则可一次调校与组装着数百甚至数千个镜头。此外，相较于传统的镜头模具仅具有少数的模穴可形成所需的镜头，而晶圆级镜头则一次可以形成百倍以上的镜头在一晶圆大小上，其制作成本与组装成本可因此有效地降低。
由于晶圆级微镜头不仅可降低制作成本，亦可以降低组装成本，但如何能进一步地改善镜头的质量，使晶圆级镜头的光学质量提升，为晶圆级光学镜头与具有相机模块的电子装置质量提升与成本降低的不可或缺的关键因素。
目前，在本技术领域中，制造晶圆级微镜头的固化设备大都利用辐射光源，但由于使用平行光线进行固化容易造成晶圆级微镜头材料固化时造成镜头中形成干涉图样（fringe pattern），导致镜头外观上出现彩虹纹或者牛顿环的光学缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆级微镜头的辐射固化设备，以改善晶圆级微镜头利用辐射光线固化时，因为辐射光源所产生的平行光线，以至于在镜头材料固化时造成镜头中形成干涉图样（fringe pattern）的光学缺陷。
为解决上述技术问题，本发明辐射固化设备，包括：光源装置；以及固化基座，所述固化基座设置在所述光源装置下方。
优选的，所述光源装置为动态光源装置或固定光源装置。所述动态光源装置包括至少一辐射光源灯具单元、一移动装置以及一反射罩；其中所述移动装置使所述辐射光源灯具产生水平方向移动。
优选的，所述动态光源装置包括至少一辐射光源灯具单元、一旋转装置以及一反射罩；其中所述旋转装置带动所述辐射光源灯具旋转。
优选的，所述固定光源装置包括至少一辐射光源灯具单元及一反射罩；其中所述辐射光源灯具为固定不动。
优选的，所述辐射光源灯具单元包括至少一个辐射光源灯具，且当复数个辐射光源灯具时，所述辐射光源灯具为平行配置。
优选的，所述辐射光源灯具包括一700纳米以下波长的灯管或灯泡。例如：可见光/紫外光灯管或灯泡，较佳为包含一600纳米以下波长之灯管或灯泡，更佳为包含一480纳米以下波长之灯管或灯泡。此外，所述辐射光源灯具可以由单或复数个辐射光源灯管或灯泡所构成配置于所述反射罩之中，且于复数个辐射光源灯管或灯泡时，各辐射光源相互平行。
所述反射罩将所述辐射光源灯具所产生之辐射光线反射至所述固化基座，使所述固化基座上的微镜头模具通过辐射光线照射，可达到微镜头模具中之由辐射固化材料所构成之复数个微镜头固化的目的。
优选的，所述光源装置还包括一扩散组件，所述扩散组件位于所述光源装置与所述固化基座之间。
优选的，所述扩散组件为一表面具有凹凸结构的扩散膜。所述扩散组件为一石英扩散板，且所述石英扩散板至少包括一经喷沙或氢氟酸处理的扩散表面。例如：
所述扩散组件是一表面具凹凸结构之扩散膜。
所述扩散组件是一石英扩散板且石英扩散板包含一经喷沙或氢氟酸处理之扩散表面。
所述扩散组件是一具有透镜结构之扩散板。
所述扩散组件是一具有菱镜结构之扩散板。
优选的，所述固化基座上进一步包括一输送带。所述输送带以每秒1厘米至1米的速度带动微镜头模具通过辐射光线照射。
本发明辐射固化设备可应用于制造晶圆级微镜头，利用动态光源装置或扩散组件，可消除辐射光源产生的平行光线，因此可克服镜头外观上出现的彩虹纹或者牛顿环的光学缺陷，进而改善镜头的光学质量，提升相机模块与应用此相机模块的手机与平板计算机的电子设备的摄影质量与降低生产成本。
附图说明
图1A至图1C为本发明晶圆级微镜头的制作流程实施例一流程示意图；
图2A至图2C为本发明晶圆级微镜头的制作流程实施例二流程示意图；
图3图为本发明辐射固化设备结构示意图；
图4图为本发明辐射固化设备内部结构示意图。
本发明辐射固化设备附图中附图标记说明：
110-下模 120-辐射固化材料 122-微镜头
130-上模 132-模穴 140-辐射线
205-固化基座 210-输送带 220-微镜头模具
230-光源装置 232-辐射光源灯具 234-反射罩
236-旋转装置 238-扩散板 240-灯壳
250-微镜头数组 260-移动装置
具体实施方式
下面结合附图对本发明辐射固化设备作进一步详细说明。
本发明涉及一种辐射固化设备，可有效地避免晶圆级微镜头在辐射固化时产生光学缺陷，例如是干涉条纹等规律或不规律的图样，进而改善镜头的光学质量，提升相机模块与应用此相机模块的电子装置的摄影质量。
如图1A所示，进行晶圆级微镜头的制作时，首先将辐射固化材料120置于下模110与上模130之间。
进一步参阅图1B，然后将上模130与下模110密合，并利用辐射线140进行辐射固化材料120的固化。然而，其亦可以是先将上模130与下模110密合后，再利用注入辐射固化材料120的方式，在上模130的模穴132中充填辐射固化材料120。
其中，在此实施例中，上模130较佳地是透明的材料所构成，而下模110则可以是由不透明的材料所构成，以使辐射线140可经由上模130照射在辐射固化材料120上，以形成所需的复数个微镜头122。辐射固化材料120可以是紫外光/可见光固化材料、雷射光固化材料、电子束固化材料或者是其他可利用辐射线进行固化的材料，较佳紫外光/可见光固化材料。
如图1C所示，将上模130与下模110及微镜头122分离。其中，下模110更可以形成有用来扣合于影像感应组件造型的凸起，以使微镜头122可以方便地与影像感应组件扣合。此外，上模130与下模110的形状较佳地与晶圆的形状相同，以形成与晶圆形状相同的复数个微镜头122，并固定于晶圆上的影像感应组件，再进行切割。如此，不仅方便进行微镜头122与影像感应组件的结合，且更可以一次进行微镜头122与影像感应组件的对焦，节省镜头模块的组装成本。
其中，有关于微镜头122的尺寸，镜头透镜的部份约为直径50微米～600微米，较佳地约为50微米～300微米，而其高度约为5微米～100微米，较佳地约为10微米～50微米。此外，镜头透镜下方扣合于影像感应组件的部份则可依需求改变。
如图2A所示，进行晶圆级微镜头的制作时，首先将辐射固化材料120置于下模110与上模130之间。
进一步参阅图2B，然后将上模130与下模110密合，并利用辐射线140进行辐射固化材料120的固化。然而，其亦可以是先将上模130与下模110密合后，再利用注入辐射固化材料120的方式，以在上模130的模穴132中充填辐射固化材料120，其亦不脱离本发明的精神与范围。
其中，在此实施例中，下模110较佳地为透明的材料所构成，而上模130则可以是由不透明的材料所构成，以使辐射线140可经由下模110照射在辐射固化材料120上，以形成所需的复数个微镜头122。辐射固化材料120可以是紫外光固化材料、雷射光固化材料、电子束固化材料或者是其他可利用辐射线进行固化的材料，较佳紫外光/可见光固化材料。
接着参阅图2C，将上模130与下模110及微镜头122分离。其中，下模110更可以形成有用来扣合于影像感应组件造型的凸起，以使微镜头122可以方便地与影像感应组件扣合。此外，上模130与下模110的形状较佳地与晶圆的形状相同，以形成与晶圆形状相同的复数个微镜头122，并固定于晶圆上的影像感应组件，再进行切割。如此，不仅方便进行微镜头122与影像感应组件的结合，且更可以一次进行微镜头122与影像感应组件的对焦，节省镜头模块的组装成本。
如前所述，有关于微镜头122的尺寸，镜头透镜的部份约为直径50微米～600微米，较佳地约为50微米～300微米，而其高度约为5微米～100微米，较佳地约为10微米～50微米。此外，镜头透镜下方扣合于影像感应组件的部份则可依需求改变。
在进行如此微小的镜头生产时，利用辐射线进行辐射固化材料的固化，例如是利用UV灯管进行UV固化聚合物的固化。但是由于UV灯管本身的平行排列及/或反射罩反射UV灯管的UV光线，所形成的平行辐射光线，将会在微镜头上形成如条纹状的干涉纹（fringe pattern），其将降低微镜头的光学质量与良率。
因此，本发明进一步根据改善辐射固化设备，以提升晶圆级微镜头的光学质量与良率。参阅图3，其为本发明的晶圆级微镜头的辐射固化设备的一实施例示意图。晶圆级镜头的辐射固化设备200主要为由一固化基座205与一光源装置220所构成。固化基座205上则设置有输送带210。
如图4所示，微镜头模具220包括下模222与上模224，其中容置有微镜头数组250，被传送至本发明的晶圆级镜头的辐射固化设备。接着，由固化基座205上的输送带210运送至光源装置230的下方进行固化制程。
其中，光源装置230包括有至少一辐射光源灯具232以及一反射罩234，使得辐射光源灯具232发出的光线，产生一平行光线朝向固化基座205的输送带210的方向照射。而光源装置230更可以包括一灯壳240以用来将光源装置230固定于输送带210的一侧。
其中，辐射光源灯具232可以是由700纳米以下波长的灯管，例如是可见光或紫外光灯管所构成，其亦可以是一雷射光灯具或一红外线灯具所构成。在一实施例中，辐射光源灯具232可以是由600纳米以下波长的灯管所构成。此外，辐射光源灯具232亦可以是由复数个辐射光源灯管所构成，且相互平行配置于反射罩234的中。
其中，在一实施例中，光源装置230更可以是一动态光源装置，其更包括有一移动装置260，其可以使辐射光源灯具232产生水平的运动，使得微镜头数组250接受来自各不同方向的辐射照射，进而避免微镜头数组250中产生如彩虹纹或者牛顿环的光学缺陷。辐射光源灯具移动方式，例如但不限于为单向式移动或往返式移动(较佳地，移动速度介于0.1厘米/秒至50厘米/秒之间，然并不限定于此)。
此外，在一实施例中，光源装置230更可以是一动态光源装置，其更可以包括一旋转装置236，以进行辐射光源灯具232的旋转，使得辐射光源灯具232所发射出的辐射从多个角度均匀地照射在微镜头数组250上，进而避免微镜头数组250中产生如彩虹纹或者牛顿环的光学缺陷。辐射光源灯具旋转方式，例如但不限于为固定式旋转或往返式旋转。
在又一实施例中，光源装置230更可以是一动态光源装置，其结合移动装置260与旋转装置236(较佳地，转动速率介于0.01圈/秒至100圈/秒之间，然并不限定于此)。
再者，光源装置230亦可以固定不动，以形成一固定光源装置，或同时包括一移动装置260与一旋转装置236使其运动与旋转，而固化基座205的输送带210则提供一水平运动，例如在每秒钟约1厘米至1公尺的移动速度下，使微镜头数组250相对于光源装置230产生一水平相对速度的移动，使得辐射光源灯具232所发射出的辐射从多个角度平均地照射在微镜头数组250上，以避免微镜头数组250中产生的条状纹。
此外，光源装置230更可以包括有一扩散板238，安装于辐射光源灯具232与固化基座205的输送带210之间，以更进一步地将辐射光源灯具232所发射出的辐射多个角度均匀地照射在输送带210上的微镜头数组250，以避免微镜头数组250中产生的条状纹。
扩散板238可以是一表面具凹凸结构的扩散膜、一石英扩散板且石英扩散板包括一经喷沙或氢氟酸处理的扩散表面或者一具有发散光源的透镜结构的扩散板。
本发明的较佳实施例，本发明辐射固化设备，包括光源装置230与固化基座205，其中光源装置更包括有一移动装置260。
本发明的较佳实施例，本发明辐射固化设备，包括光源装置230与固化基座205，其中光源装置更包括有一旋转装置236。
本发明的较佳实施例，本发明辐射固化设备，包括固定不动的光源装置230与固化基座205，其中固化基座更包括有一输送带210。
本发明的较佳实施例，本发明辐射固化设备，包括固定不动的光源装置230与固化基座205，其中光源装置更包括有一扩散板238。
本发明的较佳实施例，本发明辐射固化设备，包括光源装置230与固化基座205，其中固化基座更包括有一输送带210，其中光源装置更包括有扩散板238。
因此，本发明的晶圆级微镜头的辐射固化设备，可以有效地利用输送带让辐射固化材料/树脂可以接受各不同方向的辐射进行固化，以改善微镜头中的干涉纹，亦可以利用移动装置或旋转装置，改变平行光源，以改善微镜头中的干涉纹，还可以利用扩散组件，匀化光源来改善微镜头中的干涉纹。所以，本发明的晶圆级微镜头的辐射固化设备可以有效地改善微镜头的光学质量与良率，进而提升相机模块、手机与平板计算机的摄影质量与降低其制造成本。
据本发明的可能实施态样，本发明的辐射固化设备除了可用于晶圆级微镜头的制作，另可用于封装材料的辐射固化设备，例如晶圆级封装材料的制作。
实施例
实施例1～39与比较例1～3
实施方法：将样品A、B和C三种添加光起始剂Irgacure184（浓度0.5wt%）的压克力树脂灌注于一上为石英平板，下为金属平板的八吋模具中，厚度为1毫米，随后以表一所列的固化条件，经UV曝光3000mJ/cm2后固化，拆模取下试片。将试片对着光源，直接进行观察，观察试片在不同角度下，是否有彩虹纹产生。而其观察的结果如表一所示。
样品：
A：丙烯酸单体(EM264)
B：丙烯酸寡聚物(EM6148J75)
C：使用A：B比例为1：1的混合物
固化条件：
有使用所述固化装置：◎；
无使用所述固化装置：(空白)
固化装置参数：
固化装置主体：使用改装的FusionF300S固化装置。
固化装置灯源：使用1.8kW、6英吋高压汞灯1支。
输送带：使用百利达输送带，速度为10厘米/秒。
扩散膜：使用长兴DI-780A的光学膜。
移动光源：使用经改装的可前后移动灯具，距离15厘米，速率10厘米/秒。
转动光源：使用经改装的转动灯具其包含一USH-500D、500W的UV灯泡，其转动速率为0.5圈/秒。
经观察彩虹纹：
有：●；无：X
表一
由上述表一中实施例1～39的结果可知，于上述的固化条件中，任一固化装置的使用或其任意的组合，皆达到克服彩虹纹的功效。且对于固化树脂的态样，无论是单体、寡聚物或其混合物皆能一体适用。而由比较例1～3的结果可知，在已知固化条件下，无可避免的会发生彩虹纹的现象。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包括在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (11)
1.辐射固化设备，其特征在于，包括：
光源装置；以及
固化基座，所述固化基座设置在所述光源装置下方。
2.根据权利要求1所述辐射固化设备，其特征在于，所述光源装置为动态光源装置或固定光源装置。
3.根据权利要求2所述辐射固化设备，其特征在于，所述动态光源装置包括至少一辐射光源灯具单元、一移动装置以及一反射罩；其中所述移动装置使所述辐射光源灯具产生水平方向移动。
4.根据权利要求2所述辐射固化设备，其特征在于，所述动态光源装置包括至少一辐射光源灯具单元、一旋转装置以及一反射罩；其中所述旋转装置带动所述辐射光源灯具旋转。
5.根据权利要求2所述辐射固化设备，其特征在于，所述固定光源装置包括至少一辐射光源灯具单元及一反射罩。
6.根据权利要求3、4或5所述辐射固化设备，其特征在于，所述辐射光源灯具单元包括至少一个辐射光源灯具。
7.根据权利要求6的辐射固化设备，其特征在于，所述辐射光源灯具包括一700纳米以下波长的灯管或灯泡。
8.根据权利要求1的辐射固化设备，其特征在于，所述光源装置还包括一扩散组件，所述扩散组件位于所述光源装置与所述固化基座之间。
9.根据权利要求8的辐射固化设备，其特征在于，所述扩散组件为一表面具有凹凸结构的扩散膜。
10.根据权利要求8的辐射固化设备，其特征在于，所述扩散组件为一石英扩散板，且所述石英扩散板至少包括一经喷沙或氢氟酸处理的扩散表面。
11.根据权利要求1的辐射固化设备，其特征在于，所述固化基座上包括一输送带。
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