CN107850757B - 层叠透镜结构及其制造方法、电子设备、模具及其制造方法和基板 - Google Patents

层叠透镜结构及其制造方法、电子设备、模具及其制造方法和基板 Download PDF

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Abstract

本公开减小了层叠透镜结构的透镜的位置偏移。根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔。使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置。根据直接接合形成其中形成有透镜的多个基板;和层叠的多个基板被分割。例如,本技术可以适用于层叠透镜结构等。

Description

层叠透镜结构及其制造方法、电子设备、模具及其制造方法和 基板
技术领域
本技术涉及层叠透镜结构、层叠透镜结构的制造方法、电子设备、模具、模具的制造方法和基板,更具体地,涉及层叠透镜结构、层叠透镜结构的制造方法、电子设备、模具、模具的制造方法和基板,其中在用于制造诸如半导体装置或平板显示装置等电子设备的基板上形成透镜以通过层叠基板状态的透镜来形成层叠透镜结构的情况下,所述层叠透镜结构被理想地使用。。
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年7月31日提交的日本在先专利申请2015-152917的权益,其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
在其中多个透镜排列在晶片基板的平面方向的晶片级透镜工序中,当形成透镜时难以获得形状精度或位置精度。特别地,在其中晶片基板被层叠以制造层叠透镜结构的工序中可能需要高水平。因此,三层以上的层叠难以在批量生产水平实现。
已经设计和提出了与晶片级透镜工序相关的各种技术。例如,专利文献1提出了一种方法,其中当将透镜材料填充到形成于基板中的通孔内以形成透镜时,透镜材料本身被用作粘合剂以层叠晶片基板。
[引用文献列表]
[专利文献]
[PTL 1]:JP 2009-279790A
发明内容
[技术问题]
然而,如专利文献1中所公开的,在使用粘合树脂来贴合晶片基板的情况下,由于树脂的收缩和膨胀,容易发生层叠透镜的诸如歪曲或位置偏移等变形。
期望抑制层叠透镜结构的透镜的位置偏移。
[问题的解决方案]
根据本技术第一方面的层叠透镜结构的制造方法包括:根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和分割层叠的多个基板。
根据本技术第一方面的层叠透镜结构通过以下步骤制造:根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和分割层叠的多个基板。
根据本技术第一方面的电子设备包括通过以下步骤制造的层叠透镜结构:根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和分割层叠的多个基板。
根据本技术第二方面的模具用于形成包括多个通孔的基板的透镜的一个表面,其中所述基板的透镜配置在所述通孔的内侧,其中用于形成所述透镜的表面的多个转印面根据在制造过程中发生的所述透镜的表面的位置的偏移量配置在从预定目标位置偏移的位置处。
根据本技术第三方面的透镜结构的制造方法包括:
将多个第一基板直接接合到多个第二基板,从而形成层叠基板,多个第一基板和多个第二基板中的每个基板包括在内侧配置有透镜的多个通孔,其中多个第一基板和多个第二基板中的每个基板直接接合到包括在内侧配置有透镜的多个通孔的相应的多个第一基板和多个第二基板中的至少一个其他基板;和将所述层叠基板分割成一个或多个透镜结构。
根据本技术第三方面的层叠透镜结构通过以下步骤制造:将多个第一基板直接接合到多个第二基板,从而形成层叠基板,多个第一基板和多个第二基板中的每个基板包括在内侧配置有透镜的多个通孔,其中多个第一基板和多个第二基板中的每个基板直接接合到包括在内侧配置有透镜的多个通孔的相应的多个第一基板和多个第二基板中的至少一个其他基板;和将所述层叠基板分割成一个或多个透镜结构。
根据本技术第三方面的电子设备包括通过以下步骤制造的透镜结构:将多个第一基板直接接合到多个第二基板,从而形成层叠基板,多个第一基板和多个第二基板中的每个基板包括在内侧配置有透镜的多个通孔,其中多个第一基板和多个第二基板中的每个基板直接接合到包括在内侧配置有透镜的多个通孔的相应的多个第一基板和多个第二基板中的至少一个其他基板;和将所述层叠基板分割成一个或多个透镜结构。
根据本技术第四方面的模具的制造方法包括:在第一基板的多个预定位置处形成第一嵌合部,其中第一嵌合部嵌合到在模具的远端处的第二嵌合部;和将第二模具的第二嵌合部与相应的第一嵌合部对准,并且使用第二模具在第一基板的多个位置处形成转印面。
根据本技术第五方面的基板是这样的基板,其中在用于形成转印面的模具的远端处嵌合到第一嵌合部的第二嵌合部形成在多个转印面形成的位置处。
在本技术的第五方面中,第一嵌合部和第二嵌合部嵌合在一起,由此模具对准。
根据本技术第六方面的模具是这样的模具,其用于在基板的多个预定位置处形成转印面,其中在所述基板的多个位置处形成的嵌合到第一嵌合部的第二嵌合部形成在远端处。
在本技术的第六方面中,第一嵌合部和第二嵌合部嵌合在一起,由此模具对准。
层叠透镜结构和电子设备可以是独立的部件或装置,并且可以是组入到其他装置中的模块。
[发明的有益效果]
根据本技术的第一至第六方面,可以减小层叠透镜结构的透镜的位置偏移。
本文记载的有益效果不必须以限制的意义来呈现,而是可以呈现出本技术中公开的任何一种有益效果。
附图说明
图1是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第一实施方案的图。
图2是示出专利文献1中公开的层叠透镜结构的断面结构图。
图3是示出图1所示的相机模块的层叠透镜结构的断面结构图。
图4是示出带透镜的基板的直接接合的图。
图5是示出形成图1所示的相机模块的步骤的图。
图6是示出形成图1所示的相机模块的步骤的图。
图7是示出形成图1所示的相机模块的另一步骤的图。
图8是示出带透镜的基板的构成的图。
图9是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第二实施方案的图。
图10是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第三实施方案的图。
图11是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第四实施方案的图。
图12是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第五实施方案的图。
图13是示出根据第四实施方案的相机模块的详细构成的图。
图14是支撑基板和透镜树脂部的平面图和断面图。
图15是示出层叠透镜结构和隔膜板的断面图。
图16是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第六实施方案的图。
图17是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第七实施方案的图。
图18是示出带透镜的基板的详细构成的断面图。
图19是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图20是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图21是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图22是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图23是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图24是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图25是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图26是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图27是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图28是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图29是示出带透镜的基板的制造方法的图。
图30是示出基板状态的带透镜的基板接合的图。
图31是示出基板状态的带透镜的基板接合的图。
图32是示出在基板状态下层叠5个带透镜的基板的第一层叠方法的图。
图33是示出在基板状态下层叠5个带透镜的基板的第二层叠方法的图。
图34是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第八实施方案的图。
图35是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第九实施方案的图。
图36是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第十实施方案的图。
图37是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第十一实施方案的图。
图38是作为比较结构例1的晶片级层叠结构的断面图。
图39是作为比较结构例2的透镜阵列基板的断面图。
图40是示出图39所示的透镜阵列基板的制造方法的图。
图41是作为比较结构例3的透镜阵列基板的断面图。
图42是示出图41所示的透镜阵列基板的制造方法的图。
图43是作为比较结构例4的透镜阵列基板的断面图。
图44是示出图43所示的透镜阵列基板的制造方法的图。
图45是作为比较结构例5的透镜阵列基板的断面图。
图46是示出形成透镜的树脂的作用的图。
图47是示出形成透镜的树脂的作用的图。
图48是示出作为比较结构例6的透镜阵列基板的示意图。
图49是作为比较结构例7的层叠透镜结构的断面图。
图50是示出图49所示的层叠透镜结构的作用的图。
图51是作为比较结构例8的层叠透镜结构的断面图。
图52是示出图51所示的层叠透镜结构的作用的图。
图53是采用本结构的层叠透镜结构的断面图。
图54是示出图53所示的层叠透镜结构的示意图。
图55是本技术适用的层叠透镜结构的断面的示意图。
图56是示出基板状态的各带透镜的基板的透镜树脂部的中心的设计值的示例的图。
图57是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图58是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图59是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图60是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图61是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图62是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图63是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图64是示出透镜的位置偏移的原因的图。
图65是示出透镜的位置偏移的第一对策的图。
图66是示出透镜的位置偏移的第一对策的图。
图67是示出透镜的位置偏移的第一对策的图。
图68是示出透镜的位置偏移的第一对策的图。
图69是示出透镜的位置偏移的第一对策的图。
图70是示出透镜的位置偏移的第一对策的图。
图71是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图72是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图73是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图74是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图75是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图76是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图77是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图78是示出透镜的位置偏移的第二对策的图。
图79是示出对准主销的方法的示例的图。
图80是示出对准主销的方法的示例的图。
图81是示出技术适用的对准主销的方法的图。
图82是示出技术适用的对准主销的方法的图。
图83是示出主销和基板之间的嵌合部的第一变形例的图。
图84是示出主销和基板之间的嵌合部的第二变形例的图。
图85是示出主销和基板之间的嵌合部的第三变形例的图。
图86是示出主销和基板之间的嵌合部的第四变形例的图。
图87是示出从主销制造复制品的方法的图。
图88是示出从复制品制造主晶片的方法的图。
图89是示出从主晶片制造复制品的方法的图。
图90是示出从复制品制造复制品的方法的图。
图91是示出从复制品制造主晶片的方法的图。
图92是示出从主晶片制造复制品的方法的图。
图93是示出作为本技术适用的电子设备的成像装置的构成例的框图。
图94是示出内部信息获取系统的示意性构成例的框图。
图95是示出图像传感器的使用例的图。
具体实施方式
在下文中,将说明用于实施本技术的形态(以下称为实施方案)。说明将按以下顺序给出:
1.相机模块的第一实施方案
2.相机模块的第二实施方案
3.相机模块的第三实施方案
4.相机模块的第四实施方案
5.相机模块的第五实施方案
6.第四实施方案的相机模块的详细构成
7.相机模块的第六实施方案
8.相机模块的第七实施方案
9.带透镜的基板的详细构成
10.带透镜的基板的制造方法
11.带透镜的基板的接合
12.相机模块的第八和第九实施方案
13.相机模块的第十实施方案
14.相机模块的第十一实施方案
15.本结构与其他结构相比的效果
16.各种变形例
17.电子设备的应用例
18.图像传感器的使用例
<1.相机模块的第一实施方案>
图1A和1B是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第一实施方案的图。
图1A是示出作为相机模块1的第一实施方案的相机模块1A的构成的示意图。图1B是相机模块1A的示意性断面图。
相机模块1A包括层叠透镜结构11和受光元件12。层叠透镜结构11总共包括25个光学单元13,纵向和横向分别有5个光学单元。光学单元13被构造成在一个光轴方向上包括多个透镜21。相机模块1A是具有多个光学单元13的多目相机模块。
如图1B所示,在相机模块1A中包括的多个光学单元13的光轴被配置成朝向模块的外侧扩展。由此,可以拍摄广角图像。
在图1B中,为了简单起见,通过层叠3层透镜21来获得层叠透镜结构11,然而,自然可以层叠更多的透镜21。
图1A和1B所示的相机模块1A能够通过将由多个光学单元13拍摄的多个图像拼接在一起而产生一个广角图像。为了将多个图像拼接在一起,在拍摄图像的光学单元13的形成和配置中要求高精度。此外,由于特别是广角侧的光学单元13具有入射到透镜21上的小的光入射角,因此要求光学单元13内的透镜21的位置关系和配置的高精度。
图2是示出专利文献1中公开的使用树脂基固定技术的层叠透镜结构的断面结构图。
在图2所示的层叠透镜结构500中,树脂513用作用于固定具有透镜511的基板512。树脂513是诸如UV固化性树脂等能量固化性树脂。
在将基板512贴合在一起之前,在基板512的整个表面上形成树脂513的层。之后,将基板512贴合在一起,并使树脂513固化。以这种方式,将贴合的基板512固定在一起。
然而,当树脂513固化时,树脂513经历固化收缩。在图2所示的结构的情况下,由于在整个基板512上形成树脂513的层之后固化树脂513,因此树脂513的位移量增加。
此外,即使在通过将基板512贴合在一起而形成的层叠透镜结构500被分割成成像元件并且各成像元件组合以形成相机模块时,设置在相机模块中的层叠透镜结构500也具有完全存在于具有透镜511的基板512之间的树脂513,如图2所示。由此,当相机模块被安装到相机的壳体内并被实际使用时,存在的问题是,层叠透镜结构500的基板之间的树脂可能会经历由于由设备产生的热量引起的温度升高导致的热膨胀。
图3是仅示出图1A和1B所示的相机模块1A的层叠透镜结构11的断面结构图。
相机模块1A的层叠透镜结构11也通过层叠多个具有透镜21的带透镜的基板41来形成。
在相机模块1A的层叠透镜结构11中,与图2所示的层叠透镜结构500或其他相关技术完全不同的固定单元用作将具有透镜21的带透镜的基板41固定在一起的单元。
即,待层叠的两个带透镜的基板41通过在一个基板的表面上形成的氧化物或氮化物的表面层与形成在另一个基板的表面上的氧化物或氮化物的表面层之间的共价键直接接合。作为具体示例,如图4所示,在待层叠的两个带透镜的基板41的表面上形成作为表面层的氧化硅膜或氮化硅膜,并将羟基与膜结合。其后,将两个带透镜的基板41贴合在一起,并且在升温下进行脱水缩合。结果,在两个带透镜的基板41的表面层之间形成硅-氧共价键。以这种方式,两个带透镜的基板41被直接接合。作为缩合的结果,在两个表面层中包含的各原子可以直接形成共价键。
在本说明书中,直接接合方式意味着经由设置在两个带透镜的基板41之间的无机材料的层来固定两个带透镜的基板41。可选择地,直接接合方式意味着通过化学地结合设置在两个带透镜的基板41的表面上的无机材料的层来固定两个带透镜的基板41。可选择地,直接接合方式意味着通过在设置于两个带透镜的基板41的表面上的无机材料的层之间形成基于脱水缩合的键来固定两个带透镜的基板41。可选择地,直接接合方式意味着通过在设置于两个带透镜的基板41的表面上的无机材料的层之间形成基于氧的共价键或无机材料的层中包含的各原子之间的共价键来固定两个带透镜的基板41。可选择地,直接接合方式意味着通过在设置于两个带透镜的基板41的表面上的氧化硅层或氮化硅层之间形成硅-氧共价键或硅-硅共价键来固定两个带透镜的基板41。
为了进行基于贴合和升温的脱水缩合,在本实施方案中,使用在半导体装置和平板显示装置的制造领域中使用的基板,在基板状态下形成透镜,在基板状态下进行基于贴合和升温的脱水缩合,因此在基板状态下进行基于共价键的接合。其中形成在两个带透镜的基板41的表面上的无机材料的层通过共价键接合的结构具有以下的作用或效果:抑制了在整个基板中树脂513的固化收缩引起的歪曲和实际使用中树脂513的热膨胀引起的歪曲,这是在使用专利文献1中公开的图2说明的技术时可能发生的问题。
图5和图6是示出将层叠透镜结构11和受光元件12组合以形成图1A和1B所示的相机模块1A的步骤的图。
首先,如图5所示,准备其上在平面方向上形成有多个透镜21(未示出)的多个带透镜的基板41W并层叠在一起。以这种方式,获得其中基板状态的多个带透镜的基板41W层叠的基板状态的层叠透镜结构11W。
接下来,如图6所示,其中在平面方向上形成有多个受光元件12的基板状态的传感器基板43W与图5所示的基板状态的层叠透镜结构11W分开地制作并准备。
然后,将基板状态的传感器基板43W和基板状态的层叠透镜结构11W层叠并贴合在一起,将外部端子连接到贴合的基板的各模块上,以获得基板状态的相机模块44W。
最后,将基板状态的相机模块44W分成相应的模块或芯片。分割的相机模块44被封装在单独制备的壳体(未示出)中,从而获得最终的相机模块44。
此外,在本说明书和附图中,例如,通过添加有附图标记“W”所表示的部件,如带透镜的基板41W,是指该部件处于基板状态(晶片状态),没有附图标记“W”所表示的部件,如带透镜的基板41,是指该部件被分成模块或芯片。传感器基板43W、相机模块44W等同样适用。
图7是示出将层叠透镜结构11和受光元件12组合以形成图1A和1B所示的相机模块1A的另一步骤的图。
首先,与上述步骤类似,制造通过层叠基板状态的多个带透镜的基板41W而获得的基板状态的层叠透镜结构11W。
接下来,将基板状态的层叠透镜结构11W分割。
此外,与基板状态的层叠透镜结构11W分开地制作并准备基板状态的传感器基板43W。
此外,将分割的层叠透镜结构11一个接一个地安装在基板状态的传感器基板43W的各受光元件12上。
最后,将其上安装有分割的层叠透镜结构11的基板状态的传感器基板43W分成模块或芯片。其上安装有层叠透镜结构11的分割的传感器基板43被封装在单独制备的外壳(未示出)中,并且将外部端子连接到其上以获得最终的相机模块44。
此外,作为将层叠透镜结构11和受光元件12组合以形成图1A和1B所示的相机模块1A的另一步骤的示例,图7所示的基板状态的传感器基板43W可以被分割成各受光元件12,并且分割的层叠透镜结构11可以安装在各受光元件12上,以获得分割的相机模块44。
图8A~8H是示出了相机模块1A的带透镜的基板41的构成的图。
图8A是与图1A相同的示意图,示出了相机模块1A的构成。
图8B是相机模块1A的与图1B相同的示意性断面图。
如图8B所示,相机模块1A是包括通过组合多个透镜21而形成的多个具有一个光轴的光学单元13的多目相机模块。层叠透镜结构11总共包括25个光学单元13,纵向和横向分别有5个光学单元。
在相机模块1A中,多个光学单元13的光轴被配置成朝向模块的外侧扩展。由此,可以拍摄广角图像。在图8B中,层叠透镜结构11具有其中为了简单起见仅层叠三层带透镜的基板41的结构,然而,自然可以层叠更多的带透镜的基板41。
图8C~8E是示出形成层叠透镜结构11的3层带透镜的基板41的平面形状的图。
图8C是在三层之中最上层的带透镜的基板41的平面图,图8D是中间层的带透镜的基板41的平面图,图8D是最下层的带透镜的基板41的平面图。由于相机模块1是多目广角相机模块,因此透镜21的直径和透镜之间的间距随着从下层朝向上层前进而增大。
图8F~8H是基板状态的带透镜的基板41W的平面图,用于分别获得图8C~8E所示的带透镜的基板41。
图8F所示的带透镜的基板41W示出了对应于图8C所示的带透镜的基板41W的基板状态,图8G所示的带透镜的基板41W示出了对应于图8D所示的带透镜的基板41W的基板状态,图8H所示的带透镜的基板41W示出了对应于图8E所示的带透镜的基板41W的基板状态。
图8F~8H所示的基板状态的带透镜的基板41W被构造成对于一个基板获得图8A所示的8个相机模块1A。
可以理解的是,在图8F~8H的各带透镜的基板41W之间,在各个模块的带透镜的基板41W内的透镜之间的间距在上层的带透镜的基板41W与下层的带透镜的基板41W中不同,并且在各个带透镜的基板41W中,各个模块的带透镜的基板41W的配置间距从上层的带透镜的基板41W到下层的带透镜的基板41W恒定。
<2.相机模块的第二实施方案>
图9A~9H是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第二实施方案的图。
图9A是示出作为相机模块1的第二实施方案的相机模块1B的外观的示意图。图9B是相机模块1B的示意性断面图。
相机模块1B包括2个光学单元13。2个光学单元13包括在层叠透镜结构11的最上层的隔膜板51。在隔膜板51中形成开口部52。
相机模块1B包括2个光学单元13,但是2个光学单元13具有不同的光学参数。即,相机模块1B包括具有不同光学性能的两种光学单元13。两种类型的光学单元13可以包括具有用于拍摄近景的短焦距的光学单元13和具有用于拍摄远景的长焦距的光学单元13。
在相机模块1B中,由于2个光学单元13的光学参数不同,因此2个光学单元13的透镜21的数量是不同的,如图9B所示。此外,在2个光学单元13包括的层叠透镜结构11的相同层上的透镜21中,直径、厚度、表面形状、体积和相邻透镜之间的距离可以不同。由此,例如,如图9C所示,相机模块1B的透镜21的平面形状可以使得2个光学单元13可以包括具有相同直径的透镜21,如图9D所示,2个光学单元13可以包括具有不同形状的透镜21,并且如图9E所示,2个光学单元13中的一个可以形成未设置透镜21的空洞21X。
图9F~9H是基板状态的带透镜的基板41W的平面图,用于分别获得图9C~9E所示的带透镜的基板41。
图9F所示的带透镜的基板41W示出了对应于图9C所示的带透镜的基板41的基板状态,图9G所示的带透镜的基板41W示出了对应于图9D所示的带透镜的基板41W的基板状态,图9H所示的带透镜的基板41W示出了对应于图9E所示的带透镜的基板41W的基板状态。
图9F~9H所示的基板状态的带透镜的基板41W被构造成对于一个基板获得图9A所示的16个相机模块1B。
如图9F~9H所示,为了形成相机模块1B,可以在基板状态的带透镜的基板41W的整个表面上形成具有相同形状的透镜或具有不同形状的透镜,并且可以形成透镜或未形成透镜。
<3.相机模块的第三实施方案>
图10A~10F是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第三实施方案的图。
图10A是示出作为相机模块1的第三实施方案的相机模块1C的外观的示意图。图10B是相机模块1C的示意性断面图。
相机模块1C在光入射面上总共包括4个光学单元13,纵向和横向分别有2个光学单元。透镜21在4个光学单元13中具有相同的形状。
4个光学单元13在层叠透镜结构11的最上层上包括隔膜板51,但是隔膜板51的开口部52的尺寸在4个光学单元13中是不同的。由此,相机模块1C例如可以实现下面的相机模块1C。即,在防犯罪监视相机中,例如,在使用包括用于监视白天的彩色图像的具有三种类型的RGB滤色器且接收三种类型的RGB光束的受光像素以及用于监视夜间的单色图像的不具有RGB滤色器的受光像素的受光元件12的相机模块1C中,可以在用于拍摄照度较低的夜间单色图像的像素中增加隔膜的开口。由此,例如,一个相机模块1C的透镜21的平面形状使得4个光学单元13中包括的透镜21具有相同的直径,如图10C所示,并且如图10D所示,隔膜板51的开口部52的尺寸随着光学单元13是不同的。
图10E是基板状态的带透镜的基板41W的平面图,用于获得图10C所示的带透镜的基板41。图10F是基板状态的隔膜板51W的平面图,用于获得图10D所示的隔膜板51。
图10E所示的基板状态的带透镜的基板41W和图10F所示的基板状态的隔膜板51W被构造成对于一个基板获得图10A所示的8个相机模块1C。
如图10F所示,在基板状态的隔膜板51W中,为了形成相机模块1C,可以在相机模块1C的各个光学单元13中设定不同尺寸的开口部52。
<4.相机模块的第四实施方案>
图11A~11D是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第四实施方案的图。
图11A是示出作为相机模块1的第四实施方案的相机模块1D的外观的示意图。图11B是相机模块1D的示意性断面图。
相机模块1D类似于相机模块1C,在光入射面上总共包括4个光学单元13,纵向和横向分别有2个光学单元。在4个光学单元13中,各透镜21具有相同的形状,并且隔膜板51的开口部52具有相同的尺寸。
在相机模块1D中,设置在光入射面的纵向和横向上的两个光学单元13的光轴在相同的方向上延伸。图11B中所示的单点划线表示各光学单元13的光轴。与使用一个光学单元13拍摄图像相比,具有这种结构的相机模块1D对于利用超分辨率技术来拍摄高分辨率图像是理想的。
在相机模块1D中,由于通过使用配置在不同位置(同时纵向和横向上的光轴在相同方向上被引导)的多个受光元件12来拍摄图像,或者通过使用在一个受光元件12的不同区域中的受光像素来拍摄图像,因此可以获得当光轴在相同方向上被引导的同时不必须相同的多个图像。因此,通过组合多个不相同图像的各个位置的图像数据,可以获得高分辨率图像。由此,如图11C所示,一个相机模块1D的透镜21优选地在4个光学单元13中具有相同的平面形状。
图11D是基板状态的带透镜的基板41W的平面图,用于获得图11C所示的带透镜的基板41W。基板状态的带透镜的基板41W被构造成对于一个基板获得图11A所示的8个相机模块1D。
如图11D所示,在基板状态的带透镜的基板41W中,为了形成相机模块1D,相机模块1D包括多个透镜21,并且一个模块用的多个透镜组以固定间距设置在基板上。
<5.相机模块的第五实施方案>
图12A~12D是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第五实施方案的图。
图12A是示出作为相机模块1的第五实施方案的相机模块1E的外观的示意图。图12B是相机模块1E的示意性断面图。
相机模块1E是单目相机模块,其中在相机模块1E中设置有具有一个光轴的一个光学单元13。
图12C是带透镜的基板41的平面图,示出了相机模块1E的透镜21的平面形状。相机模块1E包括一个光学单元13。
图12D是基板状态的带透镜的基板41W的平面图,用于获得图12C所示的带透镜的基板41。基板状态的带透镜的基板41W被构造成对于一个基板获得图12A所示的32个相机模块1E。
如图12D所示,在基板状态的带透镜的基板41W中,相机模块1E用的多个透镜21以固定间距设置在基板上。
<6.第四实施方案的相机模块的详细构成>
接下来,将参照图13说明根据图11A~11D所示的第四实施方案的相机模块1D的详细构成。
图13是图11B所示的相机模块1D的断面图。
相机模块1D被构造成包括其中层叠有多个带透镜的基板41a~41e的层叠透镜结构11和受光元件12。层叠透镜结构11包括多个光学单元13。单点划线84表示各光学单元13的光轴。受光元件12设置在层叠透镜结构11的下侧。在相机模块1D中,从上方进入相机模块1D的光穿过层叠透镜结构11,并且光被设置在层叠透镜结构11的下侧的受光元件12接收。
层叠透镜结构11包括5个层叠的带透镜的基板41a~41e。当5个带透镜的基板41a~41e没有特别区分时,带透镜的基板将简称为带透镜的基板41。
形成层叠透镜结构11的带透镜的基板41的通孔83的断面形状具有当其朝向下侧(设置有受光元件12的一侧)前进时开口宽度减小的所谓的向下锥形形状。
隔膜板51设置在层叠透镜结构11上。隔膜板51具有例如由具有光吸收性或遮光性的材料形成的层。开口部52形成在隔膜板51中。
例如,受光元件12由前面照射型或背面照射型的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器形成。片上透镜71形成在受光元件12的靠近层叠透镜结构11的上侧表面上,并且用于输入和输出信号的外部端子72形成在受光元件12的下侧表面上。
层叠透镜结构11、受光元件12、隔膜板51等收容在透镜筒74中。
结构材料73配置在受光元件12的上侧。层叠透镜结构11和受光元件12由结构材料73固定。结构材料73例如是环氧系树脂。
在本实施方案中,层叠透镜结构11包括5个层叠的带透镜的基板41a~41e,但是层叠的带透镜的基板41的数量没有特别限制,只要两个以上的带透镜的基板层叠即可。
形成层叠透镜结构11的各个带透镜的基板41W通过将透镜树脂部82加到支撑基板81上构成。支撑基板81具有通孔83,透镜树脂部82形成在通孔83的内侧。透镜树脂部82是包括上述透镜21并延伸到支撑基板81的部分以及与形成支撑透镜21的材料一体化的部分。
此外,当区分各个带透镜的基板41a~41e的支撑基板81、透镜树脂部82或通孔83时,如图13所示,各个部件被称作支撑基板81a~81e、透镜树脂部82a~82e或通孔83a~83e,以便对应于带透镜的基板41a~41e。
<透镜树脂部的详细说明>
接下来,将以带透镜的基板41a的透镜树脂部82a为示例来说明透镜树脂部82。
图14示出了形成带透镜的基板41a的支撑基板81a和透镜树脂部82a的平面图和断面图。
图14所示的支撑基板81a和透镜树脂部82的断面图是沿着平面图中的线B-B’和C-C’截取的断面图。
透镜树脂部82a是由形成透镜21的材料一体形成的部分,并且包括透镜部91和支撑部92。在上面的说明中,透镜21对应于整个透镜部91或整个透镜树脂部82a。
透镜部91是具有透镜性能的部分,换句话说,其是“折射光以使光会聚或发散的部分”、“具有诸如凸面或凹面或非球面等曲面的部分”或“其中连续配置在利用菲涅耳屏或衍射栅格的透镜中使用的多个多边形的部分”。
支撑部92是从透镜部91延伸到支撑基板81a以支撑透镜部91的部分。支撑部92包括臂部101和腿部102,并且位于透镜部91的外周。
臂部101是设置在透镜部91的外侧与透镜部91接触并从透镜部91以恒定膜厚度向外延伸的部分。腿部102是支撑部92的臂部101以外的部分,并且包括与通孔83a的侧壁接触的部分。腿部102中的树脂的厚度优选大于臂部101的厚度。
支撑基板81a中形成的通孔83a的平面形状呈圆形,并且断面形状自然地相同,而不管直径方向如何。作为在形成透镜期间由上模和下模确定的形状的透镜树脂部82a的断面形状是相同的,而不管直径方向如何。
图15是示出作为图13所示的相机模块1D的一部分的层叠透镜结构11和隔膜板51的断面图。
在相机模块1D中,在进入模块的光被隔膜板51变窄之后,光在层叠透镜结构11的内部加宽,并且入射到配置在层叠透镜结构11的下侧的受光元件12(图15中未示出)上。即,在整个层叠透镜结构11的总体考虑中,进入模块的光以从隔膜板51的开口部52朝向下侧的扇形形状大致变宽地前进。由此,作为设置在层叠透镜结构11中的透镜树脂部82的尺寸的示例,在图15所示的层叠透镜结构11中,设置在配置于隔膜板51正下方的带透镜的基板41a中的透镜树脂部82a最小,设置在配置于层叠透镜结构11的最下层的带透镜的基板41e中的透镜树脂部82e最大。
如果带透镜的基板41的透镜树脂部82具有恒定的厚度,则与小的透镜相比难于制造大的透镜。这是因为,例如,当制造透镜时施加到透镜上的负荷而使大透镜容易歪曲,并且难以保持强度。由此,优选将大透镜的厚度增大到比小透镜的厚度大。因此,在图15所示的层叠透镜结构11中,设置在配置于最下层的带透镜的基板41e中的透镜树脂部82e在透镜树脂部82的厚度之中最厚。
为了提高透镜设计的自由度,图15所示的层叠透镜结构11具有以下特征中的至少一个。
(1)支撑基板81的厚度至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。例如,下层的带透镜的基板41中的支撑基板81的厚度最大。
(2)设置在带透镜的基板41中的通孔83的开口宽度至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。例如,下层的带透镜的基板41中的通孔83的开口宽度最大。
(3)设置在带透镜的基板41中的透镜部91的直径至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。例如,下层的带透镜的基板41中的透镜部91的直径最大。
(4)设置在带透镜的基板41中的透镜部91的厚度至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。例如,下层的带透镜的基板41中的透镜部91的厚度最大。
(5)设置在带透镜的基板41中的透镜之间的距离至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。
(6)设置在带透镜的基板41中的透镜树脂部82的体积至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。例如,下层的带透镜的基板41中的透镜树脂部82的体积最大。
(7)设置在带透镜的基板41中的透镜树脂部82的材料至少在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中是不同的。
通常,入射到相机模块的光包括垂直入射光和倾斜入射光。大部分倾斜入射光撞击到隔膜板51上并被吸收或者反射到相机模块1D的外部。未被隔膜板51变窄的倾斜入射光取决于其入射角可能会撞击通孔83的侧壁,并且可以从其反射。
倾斜入射光的反射光的前进方向由倾斜入射光85的入射角和通孔83的侧壁的角度决定,如图13所示。在通孔83的开口具有其中当从入射侧朝向受光元件12前进时开口宽度增加的所谓的扇形形状的情况下,如果未被隔膜板51变窄的特定入射角的倾斜入射光85撞击通孔83的侧壁,则倾斜入射光可能在受光元件12的方向上反射,并且反射光可能变成杂散光或噪声光。
然而,在图13所示的层叠透镜结构11中,如图15所示,通孔83具有其中当其朝向下侧(配置受光元件12的一侧)前进时开口宽度减小的所谓的向下锥形形状。在这种形状的情况下,撞击通孔83的侧壁的倾斜入射光85在上侧方向(所谓的入射侧方向)而不是下侧方向(所谓的受光元件12的方向)上反射。由此,可以获得抑制杂散光或噪声光发生的作用或效果。
光吸收材料可以设置在带透镜的基板41的通孔83的侧壁中,从而抑制撞击侧壁并从其反射的光。
作为示例,当相机模块1D用作相机时将要接收的波长的光(例如,可见光)是第一光并且波长不同于第一光的波长的光(例如,UV光)是第二光时,通过将作为吸收第一光(可见光)的材料的碳粒子分散到由第二光(UV光)固化的树脂中而获得的材料可以被涂布或喷射到支撑基板81的表面上,仅有通孔83的侧壁部的树脂可以通过用第二光(UV光)照射而固化,并且可以去除其他区域中的树脂。以这种方式,可以在通孔83的侧壁上形成对于第一光(可见光)具有光吸收性的材料层。
图15所示的层叠透镜结构11是其中隔膜板51设置在多个层叠的带透镜的基板41的最上层基板上的结构的示例。隔膜板51可以通过插入在任何中间的带透镜的基板41中而不是在多个层叠的带透镜的基板41的最上层基板上来配置。
作为另一个示例,代替与带透镜的基板41分开设置板状的隔膜板51,可以在带透镜的基板41的表面上形成具有光吸收性的材料的层,以起到隔膜的作用。例如,通过将作为吸收第一光(可见光)的材料的碳粒子分散到由第二光(UV光)固化的树脂中而获得的材料可以被涂布或喷射到带透镜的基板41的表面上,可以用第二光(UV光)照射当该层用作隔膜时光透过的区域以外的区域中的树脂以固化树脂并残留,并且可以去除未被固化的区域(即,当该层用作隔膜时光透过的区域)中的树脂。以这种方式,可以在带透镜的基板41的表面上形成隔膜。
其中在表面上形成有隔膜的带透镜的基板41W可以是设置在层叠透镜结构11的最上层的带透镜的基板41W或者可以是作为层叠透镜结构11的内层的带透镜的基板41W。
图15所示的层叠透镜结构11具有其中带透镜的基板41层叠的结构。
作为另一个实施方案,层叠透镜结构11可以具有包括多个带透镜的基板41和不具有透镜树脂部82的至少一个支撑基板81的结构。在该结构中,不具有透镜树脂部82的支撑基板81可以设置在层叠透镜结构11的最上层或最下层,并且可以被设置为层叠透镜结构11的内层。例如,这种结构具有以下的作用或效果:在层叠透镜结构11包括的多个透镜之间的距离以及层叠透镜结构11的最下层的透镜树脂部82与设置在层叠透镜结构11的下侧的受光元件12之间的距离可以任意设定。
可选择地,这种结构具有以下的作用或效果:当不具有透镜树脂部82的支撑基板81的开口宽度被适宜地设定并且具有光吸收性的材料被配置在除了开口部之外的区域中时,该材料可以用作隔膜板。
<7.相机模块的第六实施方案>
图16是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第六实施方案的图。
在图16中,与图13所示的第四实施方案相对应的部分将用相同的附图标记表示,并且将主要说明与图13所示的相机模块1D不同的部分。
在图16所示的相机模块1F中,类似于图13所示的相机模块1D,在入射光被隔膜板51变窄之后,光在层叠透镜结构11的内部加宽并入射到配置于层叠透镜结构11的下侧的受光元件12上。即,在透镜结构体11的总体考虑中,光在从隔膜板51的开口部52朝向下侧以扇形形状大致变宽的同时前进。
图16所示的相机模块1F与图13所示的相机模块1D的不同之处在于,形成层叠透镜结构11的各带透镜的基板41的通孔83的断面形状具有其中当其朝向下侧(配置有受光元件12的一侧)前进时开口宽度增大的所谓的扇形形状。
相机模块1F的层叠透镜结构11具有其中入射光在从隔膜板51的开口部52朝向下侧变宽的同时前进的结构。因此,与其中通孔83的开口宽度朝向下侧减小的向下锥形形状相比,通孔83的开口宽度朝向下侧增加的扇形形状使支撑基板81不太可能阻碍光路。由此,获得透镜设计的自由度更高的效果。
此外,在其中通孔83的开口宽度朝向下侧减小的向下锥形形状的情况下,包括支撑部92的透镜树脂部82的基板平面方向的断面积在透镜树脂部82的下表面中具有特定尺寸以允许入射到透镜21的光透过。另一方面,断面积从透镜树脂部82的下表面向上表面增大。
相反,在其中通孔83的开口宽度朝向下侧增大的扇形形状的情况下,透镜树脂部82的下表面的断面积基本上与向下锥形形状的情况相同。然而,断面积从透镜树脂部82的下表面向上表面减小。
由此,其中通孔83的开口宽度朝向下侧增大的结构提供了能够减小包括支撑部92的透镜树脂部82的尺寸的作用或效果。结果,可以提供这样的作用或效果:可以减少上述的当透镜大时发生的透镜形成过程的难度。
<8.相机模块的第七实施方案>
图17是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第七实施方案的图。
在图17中,与图13所示的第四实施方案相对应的部分将用相同的附图标记表示,并且将主要说明与图13所示的相机模块1D不同的部分。
在图17所示的相机模块1G中,形成层叠透镜结构11的带透镜的基板41的透镜树脂部82和通孔83的形状与图13所示的相机模块1D的形状不同。
相机模块1G的层叠透镜结构11包括其中通孔83具有开口宽度朝向下侧(配置有受光元件12的一侧)减小的所谓的向下锥形形状的带透镜的基板41和其中通孔83具有开口宽度朝向下侧增大的所谓的扇形形状的带透镜的基板41。
在其中通孔83具有开口宽度朝向下侧减小的所谓的向下锥形形状的带透镜的基板41中,如上所述,撞击通孔83的侧壁的倾斜入射光85在上侧方向(所谓的入射侧方向)上反射。由此,获得了抑制杂散光或噪声光的发生的作用或效果。
在图17所示的层叠透镜结构11中,在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中,其中通孔83具有开口宽度朝向下侧减小的所谓的向下锥形形状的带透镜的基板41特别是用在上侧(入射侧)。
如上所述,在其中通孔83具有开口宽度朝向下侧增大的所谓的扇形形状的带透镜的基板41中,设置在带透镜的基板41中的支撑基板81不太阻碍光路。由此,获得了增加透镜设计的自由度或减小包括设置在带透镜的基板41中的支撑部92的透镜树脂部82的尺寸的作用或效果。
在图17所示的层叠透镜结构11中,由于光在从隔膜朝向下侧以扇形形状变宽的同时前进。因此,在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中,设置在下侧的若干个带透镜的基板41中的透镜树脂部82具有大的尺寸。当在这种大的透镜树脂部82中使用具有扇形形状的通孔83时,获得了减小透镜树脂部82的尺寸的显著效果。
因此,在图17所示的层叠透镜结构11中,在形成层叠透镜结构11的多个带透镜的基板41中,其中通孔83具有开口宽度朝向下侧增大的所谓的扇形形状的带透镜的基板41特别是用在下侧。
<9.带透镜的基板的详细构成>
接下来,对带透镜的基板41的详细构成进行说明。
图18A~18C是示出带透镜的基板41的详细构成的断面图。
图18A~18C示出了在5个带透镜的基板41a~41e中的最上层的带透镜的基板41a,但是其他带透镜的基板41类似地构成。
带透镜的基板41可以具有图18A~18C中所示的构成中的任一种。
在图18A所示的带透镜的基板41中,透镜树脂部82形成为相对于形成在支撑基板81中的通孔83当从上表面观察时阻塞通孔83。如参照图14所述的,透镜树脂部82包括在中央的透镜部91(未示出)和在周边的支撑部92(未示出)。
为了防止因光的反射而产生的重影或闪光,在带透镜的基板41的通孔83的侧壁上形成具有光吸收性或遮光性的膜121。为了方便起见,这种膜121被称作遮光膜121。
在支撑基板81和透镜树脂部82的上表面上形成含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的上表面层122,并且在支撑基板81和透镜树脂部82的下表面上形成含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的下表面层123。
作为示例,上表面层122形成为其中低折射率膜和高折射率膜以多层交替层叠的防反射膜。防反射膜可以通过交替层叠总共四层的低折射率膜和高折射率膜来形成。例如,低折射率膜由诸如SiOx(1≦x≦2)、SiOC或SiOF等氧化膜形成,高折射率膜由诸如TiO、TaO或Nb2O5等金属氧化物膜形成。
上表面层122可以被设计成使用例如光学模拟来获得期望的防反射性能。低折射率膜和高折射率膜的材料、膜厚度、层叠膜的层数等没有特别限制。在本实施方案中,上表面层122的最上表面是低折射率膜,厚度例如为20~1000nm、密度例如为2.2~2.5g/cm3、均方根粗糙度Rq(RMS)的平坦度例如约为1nm以下。此外,上表面层122在与其他带透镜的基板41接合时也用作接合膜,这将在后面详细描述。
作为示例,上表面层122可以是其中低折射率膜和高折射率膜以多层交替层叠的防反射膜,并且在这类防反射膜中,上表面层122可以是无机材料的防反射膜。作为另一个示例,上表面层122可以是含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的单层膜,并且在这类单层膜中,上表面层122可以是无机材料的膜。
作为示例,下表面层123可以是其中低折射率膜和高折射率膜以多层交替层叠的防反射膜,并且在这类防反射膜中,下表面层123可以是无机材料的防反射膜。作为另一个示例,下表面层123可以是含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的单层膜,并且在这类单层膜中,下表面层123可以是无机材料的膜。
在图18B和18C所示的带透镜的基板41中,将仅说明与图18A所示的带透镜的基板41不同的部分。
在图18B所示的带透镜的基板41中,形成在支撑基板81和透镜树脂部82的下表面上的膜与图18A所示的带透镜的基板41不同。
在图18B所示的带透镜的基板41中,在支撑基板81的下表面上形成含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的下表面层124,下表面层124未形成在透镜树脂部82的下表面上。下表面层124可以由与上表面层122相同的材料或不同的材料形成。
这种结构可以例如通过在形成透镜树脂部82之前在支撑基板81的下表面上形成下表面层124、然后形成透镜树脂部82的制造方法来形成。可选择地,这种结构可以通过在形成透镜树脂部82之后在透镜树脂部82上形成掩模、然后在支撑基板81上没有形成掩模的状态下根据例如PVD法将形成下表面层124的膜沉积到支撑基板81的下表面上来形成。
在图18C所示的带透镜的基板41中,在支撑基板81的上表面上形成含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的上表面层125,上表面层125未形成在透镜树脂部82的上表面上。
类似地,在带透镜的基板41的下表面中,在支撑基板81的下表面上形成含有氧化物、氮化物或其他绝缘材料的下表面层124,下表面层124未形成在透镜树脂部82的下表面上。
这种结构可以例如通过在形成透镜树脂部82之前在支撑基板81上形成上表面层125和下表面层124、然后形成透镜树脂部82的制造方法来形成。可选择地,这种结构可以通过在形成透镜树脂部82之后在透镜树脂部82上形成掩模、然后在支撑基板81上没有形成掩模的状态下根据例如PVD法将形成上表面层125和下表面层124的膜沉积到支撑基板81的表面上来形成。下表面层124和上表面层125可以由相同的材料或不同的材料形成。
带透镜的基板41可以上述方式形成。
<10.带透镜的基板的制造方法>
接下来,参照图19A和19B~图29,对带透镜的基板41的制造方法进行说明。
首先,准备形成有多个通孔83的基板状态的支撑基板81W。例如,用于通常的半导体装置的硅基板可以用作支撑基板81W。支撑基板81W具有例如图19A所示的圆形,其直径例如为200mm或300mm。支撑基板81W可以是例如硅基板之外的玻璃基板、树脂基板或金属基板。
此外,在本实施方案中,通孔83的平面形状是图19A所示的圆形的,但是如图19B所示,通孔83的平面形状可以是诸如矩形等多边形。
通孔83的开口宽度可以例如为约100μm~约20mm。在这种情况下,例如,可以在支撑基板81W中设置约100~5,000,000个通孔。
在本说明书中,将带透镜的基板41的平面方向上的通孔83的尺寸称为开口宽度。开口宽度是指当通孔83的平面形状为矩形时的一边的长度,并且是指当通孔83的平面形状为圆形时的直径,除非另有特别说明。
如图20A~20C所示,通孔83被构造成使得面对支撑基板81W的第一表面的第二表面中的第二开口宽度132小于第一表面中的第一开口宽度131。
作为第二开口宽度132小于第一开口宽度131的通孔83的三维形状的示例,通孔83可以具有如图20A所示的截头圆锥形状,并且可以具有截头多边形棱锥形状。通孔83的侧壁的断面形状可以是如图20A所示的直线的,并且可以是如图20B所示的曲线的。可选择地,如图20C所示,断面形状可以具有台阶。
当将树脂供应到具有第二开口宽度132小于第一开口宽度131的形状的通孔83内并且树脂被模具部件从第一和第二表面沿相对方向挤压以形成透镜树脂部82时,形成透镜树脂部82的树脂接收来自两个面对的模具部件的力并被压靠在通孔83的侧壁上。由此,可以获得增大支撑基板和形成透镜树脂部82的树脂之间的粘合强度的效果。
作为通孔83的另一个实施方案,通孔83可能具有第一开口宽度131和第二开口宽度132相同的形状(即,通孔83的侧壁的断面形状是垂直的形状)。
<使用湿蚀刻的通孔形成方法>
可以通过利用湿蚀刻来蚀刻支撑基板81W而形成支撑基板81W的通孔83。具体地,在支撑基板81W被蚀刻之前,在支撑基板81W的表面上形成用于防止支撑基板81W的非开口区域被蚀刻的蚀刻掩模。例如,诸如氧化硅膜或氮化硅膜等绝缘膜用作蚀刻掩模的材料。蚀刻掩模通过在支撑基板81W的表面上形成蚀刻掩模材料的层并在该层中开设形成通孔83的平面形状的图案而形成。在形成蚀刻掩模之后,蚀刻支撑基板81W,由此在支撑基板81W中形成通孔83。
当将基板面取向为(100)的单晶硅用作支撑基板81W时,例如,可以利用诸如KOH等碱性溶液的结晶各向异性湿蚀刻来形成通孔83。
当在作为基板面取向为(100)的单晶硅的支撑基板81W上进行利用诸如KOH等碱性溶液的结晶各向异性湿法蚀刻时,蚀刻进行到使得(111)面出现在开口侧壁上。结果,即使当蚀刻掩模的开口部的平面形状是圆形或矩形的时,也获得以下的通孔83:其中平面形状为矩形,通孔83的第二开口宽度132小于第一开口宽度131,并且通孔83的三维形状具有截头棱锥形状或类似的形状。具有截头棱锥形状的通孔83的侧壁的角度相对于基板平面大约为55°。
作为用于形成通孔的蚀刻的另一个示例,可以使用国际专利公布WO 2011/010739A等中公开的利用能够不限制晶体取向的以任意形状蚀刻硅的化学液的湿蚀刻。化学液的例子包括通过将作为表面活性剂的聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧化烯烷基醚和聚乙二醇中的至少一种加到TMAH(氢氧化四甲基铵)的水溶液中获得的化学液或者通过将异丙醇加到KOH的水溶液中获得的化学液。
当在作为基板面取向为(100)的单晶硅的支撑基板81W上利用任一种上述化学液进行用于形成通孔83的蚀刻时,其中当蚀刻掩模的开口部的平面形状为圆形时,获得以下的通孔83:平面形状为圆形,第二开口宽度132小于第一开口宽度131,并且三维形状为截头圆锥形状或类似的形状。
当蚀刻掩模的开口部的平面形状为矩形时,获得以下的通孔83:平面形状为矩形,第二开口宽度132小于第一开口宽度131,并且三维形状为截头棱锥形状或类似的形状。具有截头圆锥形状或截头棱锥形状的通孔83的侧壁的角度相对于基板平面大约为45°。
<使用干蚀刻的通孔形成方法>
在用于形成通孔83的蚀刻中,可以使用干蚀刻,而不是湿蚀刻。
将参照图21A~21F说明使用干蚀刻形成通孔83的方法。
如图21A所示,在支撑基板81W的一个表面上形成蚀刻掩模141。蚀刻掩模141具有其中形成通孔83的部分打开的掩模图案。
然后,如图21B所示,在形成用于保护蚀刻掩模141的侧壁的保护膜142之后,利用干蚀刻将支撑基板81W蚀刻到预定深度,如图21C所示。通过干蚀刻步骤,尽管去除了支撑基板81W的表面上和蚀刻掩模141的表面上的保护膜142,但是蚀刻掩模141的侧面上的保护膜142残留,因而蚀刻掩模141的侧壁被保护。在进行蚀刻之后,如图21D所示,去除侧壁上的保护膜142,因而在增大开口图案尺寸的方向上蚀刻掩模141后退。
此外,重复执行多次图21B~21D所示的保护膜形成步骤、干蚀刻步骤和蚀刻掩模后退步骤。以这种方式,如图21E所示,支撑基板81W被蚀刻成具有周期性台阶的阶梯形状(凹凸形状)。
最后,当去除蚀刻掩模141时,具有阶梯状的侧壁的通孔83形成在支撑基板81W中,如图21F所示。在通孔83的阶梯形状的平面方向的宽度(一个台阶的宽度)例如约为400nm~1μm。
当使用上述干蚀刻形成通孔83时,重复执行保护膜形成步骤、干蚀刻步骤和蚀刻掩模后退步骤。
由于通孔83的侧壁具有周期性的台阶形状(凹凸形状),因此可以抑制入射光的反射。如果通孔83的侧壁具有随机尺寸的凹凸形状,则在侧壁和形成在通孔83内的透镜之间的粘合层中形成空隙(空腔),并且由于空隙的原因造成与透镜的粘合性降低。然而,根据上述形成方法,由于通孔83的侧壁具有周期性的凹凸形状,因此粘合性提高,并且由于透镜的位置偏移引起的光学特性的变化可以被抑制。
作为在各步骤中使用的材料的示例,例如,支撑基板81W可以是单晶硅,蚀刻掩模141可以是光致抗蚀剂,保护膜142可以是使用诸如C4F8或CHF3等气体等离子体形成的氟碳聚合物。蚀刻处理可以使用利用诸如SF6/O2或C4F8/SF6等含有F的气体的等离子体蚀刻。掩模后退步骤可以使用利用O2气体或诸如CF4/O2等含有O2的气体的等离子体蚀刻。
可选择地,支撑基板81W可以是单晶硅,蚀刻掩模141可以是SiO2,蚀刻可以使用含有Cl2的等离子体,保护膜142可以使用通过利用O2等离子体氧化蚀刻靶材料而获得的氧化膜,蚀刻处理可以使用利用含有Cl2的气体的等离子体,蚀刻掩模后退步骤可以使用利用诸如CF4/O2等含有F的气体的等离子体蚀刻。
如上所述,通过湿蚀刻或干蚀刻可以在支撑基板81W中同时形成多个通孔83,但是贯通槽151可以形成在支撑基板81W的其中没有形成通孔83的区域中,如图22A所示。
图22A是除了通孔83之外还形成有贯通槽151的支撑基板81W的平面图。
例如,如图22A所示,贯通槽151配置在行方向和列方向上的通孔83之间的部分中,从而避免以矩阵形式配置的多个通孔83。
此外,支撑基板81W的贯通槽151可以在形成层叠透镜结构11的各带透镜的基板41中的相同位置处配置。在这种情况下,在其中多个支撑基板81W层叠作为层叠透镜结构11的状态下,如同图22B的断面图中那样,多个支撑基板81W的贯通槽151在多个支撑基板81W之间贯通。
作为带透镜的基板41的一部分的支撑基板81W的贯通槽151可以提供以下的作用或效果:当使带透镜的基板41歪曲的应力从带透镜的基板41的外部施加时,由应力引起的带透镜的基板41的歪曲减轻。
可选择地,贯通槽151可以提供以下的作用或效果:当使带透镜的基板41歪曲的应力从带透镜的基板41的内部产生时,由应力引起的带透镜的基板41的歪曲减轻。
<带透镜的基板的制造方法>
接下来,将参照图23A~23G说明基板状态的带透镜的基板41W的制造方法。
首先,如图23A所示,准备形成有多个通孔83的支撑基板81W。遮光膜121形成在通孔83的侧壁上。由于图面的限制在图23A~23G中仅示出了两个通孔83,然而,实际上,如图19A和19B所示,在支撑基板81W的平面方向上形成多个通孔83。此外,在靠近支撑基板81W的外周的区域中形成有用于定位的对准标记(未示出)。
在支撑基板81W的上侧的表侧平坦部171和其下侧的背侧平坦部172是平坦面,其平坦的程度允许在稍后步骤中进行等离子体接合。支撑基板81W的厚度也起到当最终将支撑基板81W分割成带透镜的基板41并且重叠在另一个带透镜的基板41上时确定透镜之间的距离的间隔件的作用。
优选使用热膨胀系数为10ppm/℃以下的低热膨胀基材作为支撑基板81W。
接下来,如图23B所示,支撑基板81W放置在其中多个凹状光学转印面182以固定间隔配置的下模181上。更具体地,支撑基板81W的背侧平坦部172和下模181的平坦面183重叠在一起,使得凹状光学转印面182位于支撑基板81W的通孔83的内侧。下模181的光学转印面182形成为与支撑基板81W的通孔83一一对应,并且调整在支撑基板81W和下模181的平面方向上的位置,使得对应的光学转印面182和通孔83的中心在光轴方向上一致。下模181由硬模元件构成,并且例如由金属、硅、石英或玻璃等构成。
接下来,如图23C所示,将能量固化性树脂191填充(滴落)到重叠在一起的下模181和支撑基板81W的通孔83内。使用能量固化性树脂191形成透镜树脂部82。为此,能量固化性树脂191优选地预先进行消泡处理,从而不包含气泡。作为消泡处理,优选进行真空消泡处理或使用离心力的消泡处理。此外,优选在填充后进行真空消泡处理。当进行消泡处理时,可以在未包含任何气泡的情况下形成透镜树脂部82。
接下来,如图23D所示,上模201放置在重叠在一起的下模181和支撑基板81W上。多个凹状光学转印面202以固定的间隔配置在上模201中,并且类似于放置下模181的情况,在通孔83和光学转印面202的中心在光轴方向上一致以高精度对准它们之后,放置上模201。
在作为图面上的纵向的高度方向上,上模201的位置被固定,使得上模201和下模181之间的间隔借助于用于控制上模201和下模181之间的间隔的控制装置达到预定距离。在这种情况下,夹在上模201的光学转印面202和下模181的光学转印面182之间的空间等于通过光学设计计算出的透镜树脂部82(透镜21)的厚度。
可选择地,如图23E所示,类似于放置下模181的情况,上模201的平坦面203和支撑基板81W的表侧平坦部171可以重叠在一起。在这种情况下,上模201和下模181之间的距离与支撑基板81W的厚度相同,并且可以在平面方向和高度方向上实现高精度定位。
当上模201和下模181之间的间隔被控制以到达预定距离时,在上述图23C的步骤中,滴落到支撑基板81W的通孔83内的能量固化性树脂191的量被控制,使得树脂不会溢出支撑基板81W的通孔83以及由放置在支撑基板81W的上侧和下侧的上模201和下模181包围的空间。由此,可以在不浪费能量固化性树脂191的材料的情况下降低制造成本。
随后,在图23E所示的状态下,进行能量固化性树脂191的固化处理。例如,能量固化性树脂191通过用热或UV光作为能量施加并将树脂放置预定时间而固化。在固化期间,上模201被向下按压并进行对准,从而可以将由能量固化性树脂191的收缩引起的歪曲抑制到最低。
可以使用热塑性树脂代替能量固化性树脂191。在这种情况下,在图23E所示的状态下,上模201和下模181被加热,从而能量固化性树脂191成型为透镜形状并通过冷却而固化。
接下来,如图23F所示,控制上模201和下模181的位置的控制装置向上移动上模201并且向下移动下模181,使得上模201和下模181与支撑基板81W分离。当上模201和下模181与支撑基板81W分离时,包括透镜21的透镜树脂部82形成在支撑基板81W的通孔83的内侧。
与支撑基板81W接触的上模201和下模181的表面可以涂布有氟系或硅系脱模剂。通过这样做,支撑基板81W可以容易地与上模201和下模181分离。此外,作为将支撑基板81W与接触面容易地分离的方法,可以进行诸如含氟金刚石状碳(DLC)等的各种涂布。
接下来,如图23G所示,上表面层122形成在支撑基板81W和透镜树脂部82的表面,下表面层123形成在支撑基板81W和透镜树脂部82的背面。在形成上表面层122和下表面层123之前或之后,可以根据需要进行化学机械抛光(CMP)等,以使支撑基板81W的表侧平坦部171和背侧平坦部172平坦化。
如上所述,当使用上模201和下模181将能量固化性树脂191加压成型(压印)到形成在支撑基板81W中的通孔83内时,可以形成透镜树脂部82并且制造带透镜的基板41。
光学转印面182和光学转印面202的形状不限于上述的凹状,而是可以根据透镜树脂部82的形状适宜地确定。如图15所示,带透镜的基板41a~41e的透镜形状可以采用通过光学设计推导出的各种形状。例如,透镜形状可以呈双凸形状、双凸形状、平凸形状、平凹形状、凸弯月形状、凹弯月形状和高阶非球面形状。
此外,光学转印面182和光学转印面202可以具有使得形成后的透镜形状具有蛾眼结构的形状。
根据上述制造方法,由于通过插入的支撑基板81W可以切断由于能量固化性树脂191的固化收缩所导致的透镜树脂部82之间的平面方向上的距离的变化,因此可以高精度地控制透镜之间的距离。此外,该制造方法可以提供用强的支撑基板81W来增强弱的能量固化性树脂191的效果。由此,该制造方法提供了可以提供配置有容易处理的多个透镜的透镜阵列基板并且可以抑制透镜阵列基板的翘曲的效果。
<通孔具有多边形形状的示例>
如图19B所示,通孔83的平面形状可以是诸如矩形等多边形。
图24示出了当通孔83的平面形状为矩形时的带透镜的基板41a的支撑基板81a和透镜树脂部82a的平面图和断面图。
图24所示的带透镜的基板41a的断面图是沿着平面图中的线B-B’和C-C’截取的断面图。
从沿着线B-B’截取的断面图和沿着线C-C’截取的断面图的比较可以看出,当通孔83a是矩形时,从通孔83a的中心到通孔83a的上外缘的距离和从通孔83a的中心到通孔83a的下外缘的距离在矩形的通孔83a的边方向和对角线方向上是不同的,对角线方向的距离大于边方向的距离。由此,当通孔83a的平面形状为矩形时,如果透镜部91为圆形,则从透镜部91的外周到通孔83a的侧壁的距离(即,支撑部92的长度)在矩形的边方向和对角线方向上需要是不同的。
因此,图24所示的透镜树脂部82a具有以下结构。
(1)配置在透镜部91的外周上的臂部101的长度在矩形的边方向和对角线方向上相同。
(2)配置在臂部101的外侧并延伸到通孔83a的侧壁的腿部102的长度被设定为使得在矩形的对角线方向上的腿部102的长度大于在矩形的边方向上的腿部102的长度。
如图24所示,腿部102不与透镜部91直接接触,而臂部101与透镜部91直接接触。
在图24所示的透镜树脂部82a中,与透镜部91直接接触的臂部101的长度和厚度在透镜部91的整个外周上是恒定的。因此,可以提供以下的作用或效果:整个透镜部91以恒定的力被支撑而没有偏置。
此外,当整个透镜部91以恒定的力被支撑而没有偏置时,可以获得以下的作用或效果:例如,当应力从围绕通孔83a的支撑基板81a施加到通孔83a的整个外周时,应力没有偏置地传递到整个透镜部91,从而防止应力偏置地施加到透镜部91的特定部分。
图25示出了带透镜的基板41a的支撑基板81a和透镜树脂部82a的平面图和断面图,示出了平面形状为矩形的通孔83的另一个示例。
图25所示的带透镜的基板41a的断面图是沿着平面图中的线B-B’和C-C’截取的断面图。
在图25中,类似于图22A和22B,从通孔83a的中心到通孔83a的上外缘的距离和从通孔83a的中心到通孔83a的下外缘的距离在矩形的通孔83a的边方向和对角线方向上是不同的,对角线方向的距离大于边方向的距离。由此,当通孔83a的平面形状为矩形时,如果透镜部91为圆形,则从透镜部91的外周到通孔83a的侧壁的距离(即,支撑部92的长度)在矩形的边方向和对角线方向上需要是不同的。
因此,图25所示的透镜树脂部82a具有以下结构。
(1)配置在透镜部91的外周上的腿部102的长度沿着通孔83a的矩形的四边是恒定的。
(2)为了实现结构(1),臂部101的长度被设定为使得在矩形的对角线方向上的臂部的长度大于在矩形的边方向上的臂部的长度。
如图25所示,腿部102中的树脂的厚度大于臂部101中的树脂的厚度。由此,在带透镜的基板41a的平面方向每单位面积的腿部102的体积大于臂部101的体积。
在图25的实施方案中,当腿部102的体积尽可能地减小并且沿着通孔83a的矩形的四边恒定时,可以提供以下的作用或效果:例如,当发生诸如树脂的溶胀等歪曲时,由歪曲引起的体积变化被尽可能多地抑制,并且体积的变化尽可能地在透镜部91的整个外周上不会偏置地发生。
图26是示出带透镜的基板41的透镜树脂部82和通孔83的另一个实施方案的断面图。
图26所示的透镜树脂部82和通孔83具有以下结构。
(1)通孔83的侧壁呈具有台阶部221的阶梯形状。
(2)透镜树脂部82的支撑部92的腿部102配置在通孔83的侧壁的上侧,并且还配置在设置于通孔83中的台阶部221上,从而在带透镜的基板41的平面方向上延伸。
将参照图27A~27F说明图26所示的阶梯形状的通孔83的形成方法。
首先,如图27A所示,在支撑基板81W的一个表面上形成当开设通孔时耐湿蚀刻的蚀刻停止膜241。蚀刻停止膜241例如可以是氮化硅膜。
随后,在支撑基板81W的另一个表面上形成当开设通孔时耐湿蚀刻的硬掩模242。硬掩模242也可以是例如氮化硅膜。
接下来,如图27B所示,打开硬掩模242的预定区域以进行第一轮蚀刻。在第一轮蚀刻中,蚀刻出形成通孔83的台阶部221的上段的部分。由此,用于第一轮蚀刻的硬掩模242的开口部是与图26所示的带透镜的基板41的上基板表面的开口对应的区域。
接下来,如图27C所示,进行湿蚀刻,使得根据硬掩模242的开口部将支撑基板81W蚀刻到预定深度。
接下来,如图27D所示,硬掩模243再次形成在蚀刻后的支撑基板81W的表面上,并且硬掩模243在与通孔83的台阶部221的下部对应的区域中开口。第二硬掩模243也可以例如是氮化硅膜。
接下来,如图27E所示,进行湿蚀刻,使得根据硬掩模243的开口部将支撑基板81W蚀刻到到达蚀刻停止膜241。
最后,如图27F所示,去除支撑基板81W的上表面上的硬掩模243和其下表面上的蚀刻停止膜241。
以上述方式,当在两轮中进行用于形成通孔的支撑基板81W的湿蚀刻时,获得图26所示的阶梯形状的通孔83。
图28示出了当通孔83a具有台阶部221并且通孔83a的平面形状为圆形时的带透镜的基板41a的支撑基板81a和透镜树脂部82a的平面图和断面图。
图28中的带透镜的基板41a的断面图是沿着平面图中的线B-B'和C-C'截取的断面图。
当通孔83a的平面形状为圆形时,通孔83a的断面形状自然地相同,而不管直径方向如何。除此之外,透镜树脂部82a的外边缘、臂部101和腿部102的断面形状也相同,而不管直径方向如何。
具有图28所示的阶梯形状的通孔83a具有以下的作用或效果:与台阶部221未设置在通孔83a内的图14所示的通孔83a相比,透镜树脂部82的支撑部92的腿部102与通孔83a的侧壁接触的面积增大。由此,可以具有以下的作用或效果:增大透镜树脂部82和通孔83a的侧壁之间的粘合强度(即,透镜树脂部82a和支撑基板81W之间的粘合强度)。
图29示出了当通孔83a具有台阶部221并且通孔83a的平面形状为矩形时的带透镜的基板41a的支撑基板81a和透镜树脂部82a的平面图和断面图。
图29中的带透镜的基板41a的断面图是沿着平面图中的线B-B'和C-C'截取的断面图。
图29所示的透镜树脂部82和通孔83具有以下结构。
(1)配置在透镜部91的外周上的臂部101的长度在矩形的边方向和对角线方向上相同。
(2)配置在臂部101的外侧并延伸到通孔83a的侧壁的腿部102的长度被设定为使得在矩形的对角线方向上的腿部102的长度大于在矩形的边方向上的腿部102的长度。
如图29所示,腿部102不与透镜部91直接接触,而臂部101与透镜部91直接接触。
在图29所示的透镜树脂部82a中,类似于图24所示的透镜树脂部82a,与透镜部91直接接触的臂部101的长度和厚度在透镜部91的整个外周上是恒定的。由此,可以具有以下的作用或效果:整个透镜部91以恒定的力被支撑而没有偏置。
此外,当整个透镜部91以恒定的力被支撑而没有偏置时,可以获得以下的作用或效果:例如,当应力从围绕通孔83a的支撑基板81a施加到通孔83a的整个外周时,应力没有偏置地传递到整个透镜部91,从而防止应力偏置地施加到透镜部91的特定部分。
此外,图29所示的通孔83a的结构具有以下的作用或效果:与台阶部221未设置在通孔83a内的图24等所示的通孔83a相比,透镜树脂部82的支撑部92的腿部102与通孔83a的侧壁接触的面积增大。由此,可以具有以下的作用或效果:增大透镜树脂部82和通孔83a的侧壁之间的粘合强度(即,透镜树脂部82a和支撑基板81W之间的粘合强度)。
<11.带透镜的基板的直接接合>
接下来,将说明形成有多个带透镜的基板41的基板状态的带透镜的基板41W的直接接合。
在下面的说明中,如图30A和30B所示,形成有多个带透镜的基板41a的基板状态的带透镜的基板41W被称作带透镜的基板41W-a,并且形成有多个带透镜的基板41b的基板状态的带透镜的基板41W被称作带透镜的基板41W-b。其他带透镜的基板41c~41e也类似。
将参照图31A和31B说明基板状态的带透镜的基板41W-a和基板状态的带透镜的基板41W-b之间的直接接合。
在图31A和31B中,与带透镜的基板41W-a的各部分对应的带透镜的基板41W-b的部分由与带透镜的基板41W-a相同的附图标记表示。
上表面层122或125在带透镜的基板41W-a和41W-b的上表面上形成。下表面层123或124在带透镜的基板41W-a和41W-b的下表面上形成。此外,如图31A所示,在作为带透镜的基板41W-a和41W-b的接合面的包括带透镜的基板41W-a的背侧平坦部172的整个下表面和包括带透镜的基板41W-b的表侧平坦部171的整个上表面上进行等离子体活化处理。在等离子体活化处理中使用的气体可以是能够进行等离子体处理的诸如O2、N2、He、Ar或H2等任意气体。然而,优选的是,使用与上表面层122和下表面层123的构成元素相同的气体作为等离子体活化处理中使用的气体。通过这样做,可以抑制上表面层122和下表面层123的膜本身的变质。
如图31B所示,在活化的表面状态下,将带透镜的基板41W-a的背侧平坦部172和带透镜的基板41W-b的表侧平坦部171贴合在一起。
通过带透镜的基板的贴合处理,在带透镜的基板41W-a的下表面层123或124的表面上的OH基的氢与在带透镜的基板41W-b的上表面层122或125的表面上的OH基的氢之间形成氢键。由此,带透镜的基板41W-a和带透镜的基板41W-b固定在一起。带透镜的基板的贴合处理可以在大气压的条件下进行。
对贴合的带透镜的基板41W-a和41W-b进行退火处理。以这种方式,从其中OH基形成氢键的状态发生脱水缩合,并且在带透镜的基板41W-a的下表面层123或124与带透镜的基板41W-b的上表面层122或125之间形成基于氧的共价键。可选择地,包含在带透镜的基板41W-a的下表面层123或124中的元素与包含在带透镜的基板41W-b的上表面层122或125中的元素形成共价键。通过这些键,两个带透镜的基板被牢固地固定在一起。在上侧的带透镜的基板41W的下表面层123或124与下侧的带透镜的基板41W的上表面层122或125之间形成共价键,从而将两个带透镜的基板41W固定在一起的状态,在本说明书中被称作直接接合。专利文献1中公开的通过形成在整个基板上的树脂固定多个带透镜的基板的方法具有以下的问题:树脂可能经历固化收缩和热膨胀,因此透镜可能会歪曲。相对地,本技术的直接接合具有以下的作用或效果:由于在固定多个带透镜的基板41W时未使用树脂,因此多个带透镜的基板41W被固定而不会引起固化收缩和热膨胀。
退火处理可以在大气压的条件下进行。该退火处理可以在100℃以上、150℃以上或200℃以上的温度下进行,以实现脱水缩合。另一方面,从防止用于形成透镜树脂部82的能量固化性树脂191免受热量的角度并且抑制从能量固化性树脂191的脱气的角度来看,该退火处理可以在400℃以下、350℃以下或300℃以下的温度下进行。
如果带透镜的基板41W的贴合处理或带透镜的基板41W的直接接合处理在大气压以外的条件下进行,那么当接合的带透镜的基板41W-a和41W-b返回到大气压的环境时,在接合的透镜树脂部82和透镜树脂部82之间的空间以及在透镜树脂部82的外部产生压力差。由于这种压力差,压力被施加到透镜树脂部82上,并且透镜树脂部82可能会歪曲。
当带透镜的基板41W的贴合处理或带透镜的基板41W的直接接合处理都在大气压的条件下进行时,可以具有以下的作用或效果:可以避免在大气压以外的条件下进行接合时可能会发生的透镜树脂部82的歪曲。
当经受等离子体活化处理的基板被直接接合(即,被等离子体接合)时,由于可以抑制例如当树脂用作粘合剂时的流动性和热膨胀,因此可以提高当带透镜的基板41W-a和41W-b接合时的位置精度。
如上所述,上表面层122或下表面层123在带透镜的基板41W-a的背侧平坦部172和带透镜的基板41W-b的表侧平坦部171上形成。在上表面层122和下表面层123中,由于先前进行的等离子体活化处理,可能会容易形成悬空键。即,形成在带透镜的基板41W-a的背侧平坦部172上的下表面层123和形成在带透镜的基板41W-b的表侧平坦部171上的上表面层122也具有增大接合强度的功能。
此外,当上表面层122或下表面层123由氧化膜形成时,由于层不会受到由于等离子体(O2)引起的膜性质变化的影响,因此可以提供抑制透镜树脂部82的基于等离子体的腐蚀的效果。
如上所述,形成有多个带透镜的基板41a的基板状态的带透镜的基板41W-a和形成有多个带透镜的基板41b的基板状态的带透镜的基板41W-b在进行基于等离子体的表面活化处理之后直接接合(即,使用等离子体接合对基板进行接合)。
图32A~32F示出了使用参照图31A和31B说明的基板状态的带透镜的基板41W的接合方法来在基板状态下层叠对应于图13所示的层叠透镜结构11的5个带透镜的基板41a~41e的第一层叠方法。
首先,如图32A所示,准备位于层叠透镜结构11的最下层的基板状态的带透镜的基板41W-e。
接下来,如图32B所示,将从层叠透镜结构11的下侧位于第二层的基板状态的带透镜的基板41W-d接合到基板状态的带透镜的基板41W-e。
接下来,如图32C所示,将从层叠透镜结构11的下侧位于第三层的基板状态的带透镜的基板41W-c接合到基板状态的带透镜的基板41W-d。
接下来,如图32D所示,将从层叠透镜结构11的下侧位于第四层的基板状态的带透镜的基板41W-b接合到基板状态的带透镜的基板41W-c。
接下来,如图32E所示,将从层叠透镜结构11的下侧位于第五层的基板状态的透镜41W-a接合到基板状态的带透镜的基板41W-b。
最后,如图32F所示,将位于层叠透镜结构11的带透镜的基板41a的上层的隔膜板51W接合到基板状态的带透镜的基板41W-a。
以这种方式,当将5个基板状态的带透镜的基板41W-a~41W-e从层叠透镜结构11的下层的带透镜的基板41W顺次一个一个地层叠到上层的带透镜的基板41W时,可以获得基板状态的层叠透镜结构11W。
图33A~33F示出了使用参照图31A和31B说明的基板状态的带透镜的基板41W的接合方法来在基板状态下层叠对应于图13所示的层叠透镜结构11的5个带透镜的基板41a~41e的第二层叠方法。
首先,如图33A所示,准备位于层叠透镜结构11的带透镜的基板41a的上层的隔膜板51W。
接下来,如图33B所示,将位于层叠透镜结构11的最上层的基板状态的带透镜的基板41W-a上下反转,然后接合到隔膜板51W。
接下来,如图33C所示,将从层叠透镜结构11的上侧位于第二层的基板状态的带透镜的基板41W-b上下反转,然后接合到基板状态的带透镜的基板41W-a。
接下来,如图33D所示,将从层叠透镜结构11的上侧位于第三层的基板状态的带透镜的基板41W-c上下反转,然后接合到基板状态的带透镜的基板41W-b。
接下来,如图33E所示,将从层叠透镜结构11的上侧位于第四层的基板状态的透镜41W-d的基板上下反转,然后接合到基板状态的带透镜的基板41W-c。
最后,如图33F所示,将从层叠透镜结构11的上侧位于第五层的基板状态的带透镜的基板41W-e上下反转,然后接合到基板状态的带透镜的基板41W-d。
以这种方式,当将5个基板状态的带透镜的基板41W-a~41W-e从层叠透镜结构11的上层的带透镜的基板41W顺次一个一个地层叠到下层的带透镜的基板41W时,可以获得基板状态的层叠透镜结构11W。
将通过图32A~32F或33A~33F说明的层叠方法层叠的5个带透镜的基板41W-a~41W-e使用刀片、激光等以模块或芯片分割,由此获得其中层叠有5个带透镜的基板41a~41e的层叠透镜结构11。
<12.相机模块的第八和第九实施方案>
图34是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第八实施方案的图。
图35是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第九实施方案的图。
在图34和图35的说明中,将仅说明与图13所示的相机模块E不同的部分。
在图34所示的相机模块1H和图35所示的相机模块1J中,图13所示的相机模块E的结构材料73的一部分被替换为另一种结构。
在图34所示的相机模块1H中,相机模块1J的结构材料73的一部分被结构材料301a和301b以及光透过性基板302代替。
具体地,结构材料301a配置在受光元件12的上侧的一部分中。受光元件12和光透过性基板302由结构材料301a固定。结构材料301a例如是环氧系树脂。
结构材料301b配置在光透过性基板302的上侧。光透过性基板302和层叠透镜结构11由结构材料301b固定。结构材料301b例如是环氧系树脂。
相对地,在图35所示的相机模块1J中,图34所示的相机模块1H的结构材料301a的一部分被具有光透过性的树脂层311代替。
树脂层311配置在受光元件12的整个上表面上。受光元件12和光透过性基板302由树脂层311固定。配置在受光元件12的整个上表面的树脂层311具有以下的作用或效果:当应力从光透过性基板302的上侧施加到光透过性基板302时,树脂层311防止应力集中在受光元件12的部分区域上,使得应力在分布到受光元件12的整个表面上的同时被分散。
结构材料301b配置在光透过性基板302的上侧。光透过性基板302和层叠透镜结构11由结构材料301b固定。
图34所示的相机模块1H和图35所示的相机模块1J包括在受光元件12的上侧的光透过性基板302。光透过性基板302具有以下的作用或效果:例如,在相机模块1H或1J的制造过程中抑制受光元件12受损。
<13.相机模块的第十实施方案>
图36是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第十实施方案的图。
在图36所示的相机模块1J中,层叠透镜结构11收容在透镜筒74中。透镜筒74通过固定构件333固定到沿着轴331移动的移动构件332。当透镜筒74通过驱动电机(未示出)在轴331的轴向上移动时,从层叠透镜结构11到受光元件12的成像面的距离被调节。
透镜筒74、轴331、移动构件332和固定构件333收容在壳体334中。保护基板335配置在受光元件12的上部,并且保护基板335和壳体334通过粘合剂336连接。
移动层叠透镜结构11的机构具有当拍摄图像时允许使用相机模块1J的相机执行自动对焦操作的作用或效果。
<14.相机模块的第十一实施方案>
图37是示出使用本技术适用的层叠透镜结构的相机模块的第十一实施方案的图。
图37所示的相机模块1L是其中添加有基于压电元件的焦点调节机构的相机模块。
即,在相机模块1L中,类似于图34所示的相机模块1H,结构材料301a配置在受光元件12的上侧的一部分中。受光元件12和光透过性基板302由结构材料301a固定。结构材料301a例如是环氧系树脂。
压电元件351配置在光透过性基板302的上侧。光透过性基板302和层叠透镜结构11由压电元件351固定。
在相机模块1L中,当电压被施加到配置在层叠透镜结构11的下侧的压电元件351并且阻断电压时,层叠透镜结构11可以上下移动。用于移动层叠透镜结构11的装置不限于压电元件351,而是可以使用当施加或阻断时形状变化的其他装置。例如,可以使用MEMS器件。
移动层叠透镜结构11的机构具有当拍摄图像时允许使用相机模块1L的相机执行自动对焦操作的作用或效果。
<15.本结构与其他结构相比的优点>
层叠透镜结构11具有其中通过直接接合来固定带透镜的基板41的结构(以下称为本结构)。将说明与形成有透镜的带透镜的基板的其他结构相比本结构的作用和效果。
<比较结构例1>
图38是用于与本结构进行比较的第一基板结构(以下称为比较结构例1)的断面图并且是JP 2011-138089 A(以下称为比较文献1)的图14B中公开的晶片级层叠结构的断面图。
图38所示的晶片级层叠结构1000是其中两个透镜阵列基板1021经由柱状间隔件1022层叠在传感器阵列基板1012(其中多个图像传感器1011配置在晶片基板1010上)上的结构。每个透镜阵列基板1021包括带透镜的基板1031和在形成于带透镜的基板1031中的多个通孔部分中形成的透镜1032。
<比较结构例2>
图39是用于与本结构进行比较的第二基板结构(以下称为比较结构例2)的断面图并且是JP 2009-279790 A(以下称为比较文献2)的图5A中公开的透镜阵列基板的断面图。
在图39所示的透镜阵列基板1041中,透镜1053设置在形成于板状的基板1051中的多个通孔1052中。每个透镜1053由树脂(能量固化性树脂)1054形成,并且树脂1054也形成在基板1051的上表面上。
将参照图40A~40C简要说明图39所示的透镜阵列基板1041的制造方法。
图40A示出了形成有多个通孔1052的基板1051被放置在下模1061上的状态。下模1061是在随后的步骤中将树脂1054从下侧向上侧按压的金属模具。
图40B示出了其中在将树脂1054涂布到多个通孔1052的内部和基板1051的上表面之后上模1062放置在基板1051上并且使用下模1061和上模1062进行加压成型的状态。上模1062是将树脂1054从上侧向下侧按压的金属模具。在图40B所示的状态下,树脂1054被固化。
图40C示出了其中在固化树脂1054之后去除上模1062和下模1061并完成透镜阵列基板1041的状态。
透镜阵列基板1041的特征在于:(1)形成在基板1051的通孔1052的位置处的树脂1054形成透镜1053,由此在基板1051中形成多个透镜1053,和(2)树脂1054的薄层形成在位于多个透镜1053之间的基板1051的整个上表面上。
当多个透镜阵列基板1041层叠以形成结构时,可以获得形成在基板1051的整个上表面上的树脂1054的薄层用作粘附基板的粘合剂的作用或效果。
此外,当多个透镜阵列基板1041层叠以形成结构时,由于与作为比较结构例1的图38所示的晶片级层叠结构1000相比可以增大粘附基板的面积,因此可以用更强的力粘附基材。
<比较结构例2中树脂的作用>
在公开了作为比较结构例2的图39所示的透镜阵列基板1041的比较文献2中,公开了用作透镜1053的树脂1054的以下作用。
在比较结构例2中,使用能量固化性树脂作为树脂1054。此外,使用光固化性树脂作为能量固化性树脂的示例。当使用光固化性树脂作为能量固化性树脂并且用UV光照射树脂1054时,树脂1054被固化。通过固化,在树脂1054中发生固化收缩。
然而,根据图39所示的透镜阵列基板1041的结构,即使当发生树脂1054的固化收缩时,由于基板1051插入在多个透镜1053之间,也可以防止由树脂1054的固化收缩导致的透镜1053之间的距离的变化。结果,可以抑制配置有多个透镜1053的透镜阵列基板1041的翘曲。
<比较结构例3>
图41是用于与本结构进行比较的第三基板结构(以下称为比较结构例3)的断面图并且是JP 2010-256563 A(以下称为比较文献3)的图1中公开的透镜阵列基板的断面图。
在图41所示的透镜阵列基板1081中,透镜1093设置在形成于板状的基板1091中的多个通孔1092中。每个透镜1093由树脂(能量固化性树脂)1094形成,并且树脂1094也形成在其中未形成通孔1092的基板1091的上表面上。
将参照图42A~42C简要说明图41所示的透镜阵列基板1081的制造方法。
图42A示出了形成有多个通孔1092的基板1091被放置在下模1101上的状态。下模1101是在随后的步骤中将树脂1094从下侧向上侧按压的金属模具。
图42B示出了其中在将树脂1094涂布到多个通孔1092的内部和基板1091的上表面之后上模1102放置在基板1091上并且使用上模1102和下模1101进行加压成型的状态。上模1102是将树脂1094从上侧向下侧按压的金属模具。在图42B所示的状态下,树脂1094被固化。
图42C示出了其中在固化树脂1094之后去除上模1102和下模1101并完成透镜阵列基板1081的状态。
透镜阵列基板1081的特征在于:(1)形成在基板1091的通孔1092的位置处的树脂1094形成透镜1093,由此在基板1091中形成多个透镜1093,和(2)树脂1094的薄层形成在位于多个透镜1093之间的基板1091的整个上表面上。
[比较结构例3中树脂的作用]
在公开了作为比较结构例3的图41所示的透镜阵列基板1081的比较文献3中,公开了用作透镜1093的树脂1094的以下作用。
在比较结构例3中,使用能量固化性树脂作为树脂1094。此外,使用光固化性树脂作为能量固化性树脂的示例。当使用光固化性树脂作为能量固化性树脂并且用UV光照射树脂1094时,树脂1094被固化。通过固化,在树脂1094中发生固化收缩。
然而,根据图41所示的透镜阵列基板1081的结构,即使当发生树脂1094的固化收缩时,由于基板1091插入在多个透镜1093之间,也可以防止由树脂1094的固化收缩导致的透镜1093之间的距离的变化。结果,可以抑制配置有多个透镜1093的透镜阵列基板1081的翘曲。
如上所述,在比较文献2和3中,公开了当光固化性树脂固化时发生固化收缩。除了比较文献2和3之外,在光固化性树脂固化时发生的固化收缩也公开在例如JP 2013-1091 A等中。
此外,当树脂成型为透镜形状并且成型的树脂固化时树脂中发生固化收缩的问题不限于光固化性树脂。例如,即使在热固化性树脂作为一种能量固化性树脂的情况下,在固化期间发生的树脂固化收缩也成为问题,与光固化性树脂类似。该问题也公开在例如比较文献1和3以及JP 2010-204631 A中。
<比较结构例4>
图43是用于与本结构进行比较的第四基板结构(以下称为比较结构例4)的断面图并且是上述的比较文献2的图6中公开的透镜阵列基板的断面图。
图43所示的透镜阵列基板1121与图39所示的透镜阵列基板1041的不同之处在于,通孔1042以外的基板1141的形状向下侧和上侧突出,并且树脂1144也形成在基板1141的下表面的一部分中。透镜阵列基板1121的其他构成与图39所示的透镜阵列基板1041的构成相同。
图44是示出图43所示的透镜阵列基板1121的制造方法的图,并且是与图40B相对应的图。
图44示出其中在将树脂1144涂布到多个通孔1142的内部和基板1141的上表面之后使用上模1152和下模1151进行加压成型的状态。树脂1144也被注入到基板1141的下表面和下模1151之间。在图44所示的状态下,树脂1144被固化。
透镜阵列基板1121的特征在于:(1)形成在基板1141的通孔1142的位置处的树脂1144形成透镜1143,由此在基板1141中形成多个透镜1143,和(2)树脂1144的薄层形成在位于多个透镜1143之间的基板1141的整个上表面上,并且树脂1144的薄层也形成在基板1141的下表面的一部分中。
<比较结构例4中树脂的作用>
在公开了作为比较结构例4的图43所示的透镜阵列基板1121的比较文献2中,公开了用作透镜1143的树脂1144的以下作用。
在作为比较结构例4的图43所示的透镜阵列基板1121中,使用作为能量固化性树脂的示例的光固化性树脂作为树脂1144。当用UV光照射树脂1144时,树脂1144被固化。通过固化,类似于比较结构例2和3,在树脂1144中发生固化收缩。
然而,在比较结构例4的透镜阵列基板1121中,树脂1144的薄层形成在基板1141的下表面的一定区域中以及位于多个透镜1143之间的基板1141的整个上表面上。
以这种方式,当使用在基板1141的上表面和下表面上形成树脂1144的结构时,可以消除整个透镜阵列基板1121的翘曲的方向。
相对地,在作为比较结构例2的图39所示的透镜阵列基板1041中,树脂1054的薄层形成在位于多个透镜1053之间的基板1051的整个上表面上,但是树脂1054的薄层未形成在基板1051的下表面上。
因此,在图43所示的透镜阵列基板1121中,与图39所示的透镜阵列基板1041相比,可以提供翘曲量减小的透镜阵列基板。
<比较结构例5>
图45是用于与本结构进行比较的第五基板结构(以下称为比较结构例5)的断面图并且是上述的比较文献2的图9中公开的透镜阵列基板的断面图。
图45所示的透镜阵列基板1161与图39所示的透镜阵列基板1041的不同之处在于,在靠近形成在基板1171中的通孔1172的基板的后表面上形成有树脂突出区域1175。透镜阵列基板1161的其他构成与图39所示的透镜阵列基板1041的构成相同。
图45示出了分割的透镜阵列基板1161。
透镜阵列基板1161的特征在于:(1)形成在基板1171的通孔1172的位置处的树脂1174形成透镜1173,由此在基板1171中形成多个透镜1173,和(2)树脂1174的薄层形成在位于多个透镜1173之间的基板1171的整个上表面上,并且树脂1174的薄层也形成在基板1171的下表面的一部分中。
<比较结构例5中树脂的作用>
在公开了作为比较结构例5的图45所示的透镜阵列基板1161的比较文献2中,公开了用作透镜1173的树脂1174的以下作用。
在作为比较结构例5的图45所示的透镜阵列基板1161中,使用作为能量固化性树脂的示例的光固化性树脂作为树脂1174。当用UV光照射树脂1174时,树脂1174被固化。通过固化,类似于比较结构例2和3,在树脂1174中发生固化收缩。
然而,在比较结构例5的透镜阵列基板1171中,树脂1174的薄层(树脂突出区域1175)形成在基板1171的下表面的一定区域中以及位于多个透镜1173之间的基板1171的整个上表面上。由此,可以提供其中整个透镜阵列基板1171的翘曲的方向被消除并且翘曲量减小的透镜阵列基板。
<比较结构例2~5中树脂的作用的比较>
比较结构例2~5中树脂的作用可以概括如下。
(1)如同比较结构例2和3中那样,在其中在透镜阵列基板的整个上表面上配置树脂层的结构的情况下,配置有多个透镜的基板发生翘曲。
图46A~46C是示出其中树脂层配置在透镜阵列基板的整个上表面上的结构的示意图,并且是示出用作透镜的树脂的作用的图。
如图46A和46B所示,在配置于透镜阵列基板1211(未示出透镜和通孔)的上表面上的光固化性树脂1212的层中当用UV光照射以固化时发生固化收缩。结果,在光固化性树脂1212的层内发生起因于光固化性树脂1212的收缩方向的力。
另一方面,即使当用UV光照射时,透镜阵列基板1211本身也不会收缩或膨胀。即,在透镜阵列基板1211本身中不会发生起因于基板的力。结果,透镜阵列基板1211以向下凸的形状翘曲,如图46C所示。
(2)然而,如同比较结构例4和5中那样,在其中树脂层配置在透镜阵列基板的上表面和下表面上的结构的情况下,由于透镜阵列基板的翘曲的方向被消除,因此与比较结构例2和3相比,可以减小透镜阵列基板的翘曲量。
图47A~47C是示出其中树脂层配置在透镜阵列基板的上表面和下表面上的结构的示意图,并且是示出用作透镜的树脂的作用的图。
如图47A和47B所示,在配置于透镜阵列基板1211的上表面上的光固化性树脂1212的层中当用UV光照射以固化时发生固化收缩。结果,在配置于透镜阵列基板1211的上表面上的光固化性树脂1212的层内发生起因于光固化性树脂1212的收缩方向的力。由此,以向下凸的形状翘曲透镜阵列基板1211的力作用在透镜阵列基板1211的上表面侧上。
相对地,即使当用UV光照射以固化时,透镜阵列基板1211本身也不会收缩或膨胀。即,在透镜阵列基板1211本身中不会发生起因于基板的力。
另一方面,在配置于透镜阵列基板1211的下表面上的光固化性树脂1212的层中当用UV光照射以固化时发生固化收缩。结果,在配置于透镜阵列基板1211的下表面上的光固化性树脂1212的层内发生起因于光固化性树脂1212的收缩方向的力。由此,以向上凸的形状翘曲透镜阵列基板1211的力作用在透镜阵列基板1211的下表面侧上。
作用在透镜阵列基板1211的上表面侧上的以向下凸的形状翘曲透镜阵列基板1211的力和作用在透镜阵列基板1211的下表面侧上的以向上凸的形状翘曲透镜阵列基板1211的力相互抵消。
结果,如图47C所示,比较结构例4和5中的透镜阵列基板1211的翘曲量小于图46C所示的比较结构例2和3中的翘曲量。
如上所述,翘曲透镜阵列基板的力和透镜阵列基板的翘曲量受到以下之间的相对关系的影响:(1)在透镜阵列基板的上表面上作用在透镜阵列基板上的力的方向和大小,和(2)在透镜阵列基板的下表面上作用在透镜阵列基板上的力的方向和大小。
<比较结构例6>
因此,例如,如图48A所示,可以考虑其中配置在透镜阵列基板1211的上表面上的光固化性树脂1212的层和面积与配置在透镜阵列基板1211的下表面上的光固化性树脂1212的层和面积相同的透镜阵列基板结构。这种透镜阵列基板结构被称作用于与本结构进行比较的第六基板结构(以下称为比较结构例6)。
在比较结构例6中,在配置于透镜阵列基板1211的上表面上的光固化性树脂1212的层内发生起因于光固化性树脂1212的收缩方向的力。在透镜阵列基板1211本身中不会发生起因于基板的力。由此,以向下凸的形状翘曲透镜阵列基板1211的力作用在透镜阵列基板1211的上表面侧上。
另一方面,在配置于透镜阵列基板1211的下表面上的光固化性树脂1212的层内发生起因于光固化性树脂1212的收缩方向的力。在透镜阵列基板1211本身中不会发生起因于基板的力。由此,以向上凸的形状翘曲透镜阵列基板1211的力作用在透镜阵列基板1211的下表面侧上。
使透镜阵列基板1211翘曲的两种力以比图47A所示的结构更有效地相互抵消的方向作用。结果,与比较结构例4和5相比,使透镜阵列基板1211翘曲的力和透镜阵列基板1211的翘曲量进一步减小。
<比较结构例7>
然而,实际上,形成组装在相机模块中的层叠透镜结构的带透镜的基板的形状是不相同的。更具体地,在形成层叠透镜结构的多个带透镜的基板中,例如,带透镜的基板的厚度和通孔的尺寸可以不同,并且在通孔中形成的透镜的厚度、形状、体积等可以不同。再更具体地,形成在带透镜的基板的上表面和下表面上的光固化性树脂的厚度等可以针对每个带透镜的基板而不同。
图49是作为第七基板结构(以下称为比较结构例7)的通过层叠3个带透镜的基板而形成的层叠透镜结构的断面图。在该层叠透镜结构中,类似于图48A~48C所示的比较结构例6,假设配置在各带透镜的基板的上表面和下表面上的光固化性树脂的层和面积相同。
图49所示的层叠透镜结构1311包括3个带透镜的基板1321~1323。
在下面的说明中,在3个带透镜的基板1321~1323中,中间层的带透镜的基板1321被称作第一带透镜的基板1321,最上层的带透镜的基板1322被称作第二带透镜的基板1322,最下层的带透镜的基板1323被称作第三带透镜的基板1323。
配置在最上层的第二带透镜的基板1322中的基板厚度和透镜厚度与配置在最下层的第三带透镜的基板1323不同。
更具体地,第三带透镜的基板1323中的透镜厚度大于第二带透镜的基板1322中的透镜厚度。因此,第三带透镜的基板1323中的基板厚度大于第二带透镜的基板1322中的基板厚度。
在第一带透镜的基板1321和第二带透镜的基板1322之间的整个接触面上以及在第一带透镜的基板1321和第三带透镜的基板1323之间的整个接触面上形成树脂1341。
3个带透镜的基板1321~1323的通孔的断面形状是其中基板的下表面比基板的上表面宽的所谓的扇形形状。
参照图50A~50D说明具有不同形状的3个带透镜的基板1321~1323的效果。
图50A~50C是示出图49所示的层叠透镜结构1311的示意图。
如同在层叠透镜结构1311中那样,当具有不同基板厚度的第二带透镜的基板1322和第三带透镜的基板1323分别配置在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上时,使层叠透镜结构1311翘曲的力和层叠透镜结构1311的翘曲量依据在3个带透镜的基板1321~1323的整个接触面中存在的树脂1341的层在层叠透镜结构1311的厚度方向上所存在的位置而变化。
除非在3个带透镜的基板1321~1323的整个接触面中存在的树脂1341的层关于穿过层叠透镜结构1311的中心线(即,层叠透镜结构1311的厚度方向的中心点)并且在基板的平面方向上延伸的线对称,不然由于配置在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的树脂1341的固化收缩而产生的力不会如图48C所示地完全抵消。结果,层叠透镜结构1311在某一方向上翘曲。
例如,当配置在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的两层树脂1341在比层叠透镜结构1311的厚度方向上的中心线的上侧方向偏移时,如果在两层树脂1341中发生固化收缩,则层叠透镜结构1311以如图50C所示的向下凸的形状翘曲。
此外,当在第二带透镜的基板1322和第三带透镜的基板1323中的较薄基板中的通孔的断面形状是朝向第一带透镜的基板1321变宽的形状时,透镜的损失或破损的可能性增加。
在图49所示的示例中,在第二带透镜的基板1322和第三带透镜的基板1323中具有较小厚度的第二带透镜的基板1322中的通孔的断面形状是朝向第一带透镜的基板1321变宽的扇形形状。在这种形状中,当在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的两层树脂1341中发生固化收缩时,以如图50C所示的向下凸的形状翘曲层叠透镜结构1311的力作用在层叠透镜结构1311上。该力作为分离透镜和基板的力施加到第二带透镜的基板1322,如图50D所示。通过这种作用,第二带透镜的基板1322的透镜1332的损失或破损的可能性增加。
接下来,将考虑树脂热膨胀的情况。
<比较结构例8>
图51是作为第八基板结构(以下称为比较结构例8)的通过层叠3个带透镜的基板而形成的层叠透镜结构的断面图。在该层叠透镜结构中,类似于图48A~48C所示的比较结构例6,假设配置在各带透镜的基板的上表面和下表面上的光固化性树脂的层和面积相同。
图51所示的比较结构例8与图49所示的比较结构例7的不同之处在于,3个带透镜的基板1321~1323的通孔的断面形状是其中基板的下表面比基板的上表面窄的所谓的向下锥形形状。
图52A~52C是示出图51所示的层叠透镜结构1311的示意图。
当使用者实际使用相机模块时,相机的外壳中的温度随着相机操作伴随着的功耗增加而上升,并且相机模块的温度也上升。随着温度升高,配置在图51所示的层叠透镜结构1311的第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的树脂1341热膨胀。
即使当配置在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的树脂1341的面积和厚度如同图48A中那样相同时,除非在3个带透镜的基板1321~1323的整个接触面中存在的树脂1341的层被配置为关于穿过层叠透镜结构1311的中心线(即,层叠透镜结构1311的厚度方向的中心点)并且在基板的平面方向上延伸的线对称,不然由于配置在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的树脂1341的热膨胀而产生的力的作用不会如图48C所示地完全抵消。结果,层叠透镜结构1311在某一方向上翘曲。
例如,当在第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的两层树脂1341被配置为在比层叠透镜结构1311的厚度方向上的中心线的上侧方向偏移时,如果在两层树脂1341中发生热膨胀,则层叠透镜结构1311以如图52C所示的向上凸的形状翘曲。
此外,在图51所示的示例中,在第二带透镜的基板1322和第三带透镜的基板1323中具有较小厚度的第二带透镜的基板1322中的通孔的断面形状是朝向第一带透镜的基板1321变窄的向下锥形形状。在这种形状中,当第一带透镜的基板1321的上表面和下表面上的两层树脂1341热膨胀时,以向上凸的形状翘曲层叠透镜结构1311的力作用在层叠透镜结构1311上。该力作为分离透镜和基板的方向上的力施加到第二带透镜的基板1322,如图52D所示。通过这种作用,第二带透镜的基板1322的透镜1332的损失或破损的可能性增加。
<本结构>
图53是示出采用本结构的包括3个带透镜的基板1361~1363的层叠透镜结构1371的图。
图53A示出了与图49所示的层叠透镜结构1311相对应的结构,其中通孔的断面形状是所谓的扇形形状。另一方面,图53B示出了与图51所示的层叠透镜结构1311相对应的结构,其中通孔的断面形状是所谓的向下锥形形状。
图54A~54C是示出图53A和53B所示的层叠透镜结构1371以说明本结构的作用的示意图。
层叠透镜结构1371具有这样的结构,其中第二带透镜的基板1362配置在中间位置的第一带透镜的基板1361的上方,并且第三带透镜的基板1363配置在第一带透镜的基板1361的下方。
配置在最上层的第二带透镜的基板1362的基板厚度和透镜厚度与配置在最下层的第三带透镜的基板1363的基板厚度和透镜厚度不同。更具体地,第三带透镜的基板1363的透镜厚度大于第二带透镜的基板1362的透镜厚度。因此,第三带透镜的基板1363的基板厚度大于第二带透镜的基板1362的基板厚度。
在本结构的层叠透镜结构1371中,使用基板的直接接合作为用于固定带透镜的基板的方法。换句话说,对将要固定的带透镜的基板进行等离子体活化处理,并且使将要固定的两个带透镜的基板进行等离子体接合。换句话说,在将要层叠的两个带透镜的基板的表面上形成氧化硅膜,并且将羟基与膜结合。其后,将两个带透镜的基板贴合在一起,并且升温下进行脱水缩合。以这种方式,通过硅-氧共价键将两个带透镜的基板直接接合。
因此,在本结构的层叠透镜结构1371中,未使用基于树脂的粘附方法作为用于固定带透镜的基板的方法。由此,用于形成透镜的树脂或用于粘附基板的树脂未配置在各带透镜的基板之间。此外,由于树脂未配置在带透镜的基板的上表面或下表面上,因此在带透镜的基板的上表面或下表面中不会发生树脂的热膨胀或固化收缩。
因此,在层叠透镜结构1371中,即使当具有不同透镜厚度和不同基板厚度的第二带透镜的基板1362和第三带透镜的基板1363分别配置在第一带透镜的基板1351的上表面和下表面上时,也不会发生类似于上述的比较结构例1~8的起因于固化收缩的基板翘曲和起因于热膨胀的基板翘曲。
即,其中通过直接接合来固定带透镜的基板的本结构具有以下的作用和效果:即使当具有不同透镜厚度和不同基板厚度的带透镜的基板在本结构的上方和下方层叠时,也可以比上述的比较结构例1~8更有效地抑制基板的翘曲。
<16.各种变形例>
下面将说明上述各个实施方案的其他变形例。
<16.1透镜树脂部的位置偏移的对策>
首先,将说明层叠透镜结构的带透镜的基板的透镜树脂部(透镜部)的位置偏移的对策。
<透镜树脂部的位置偏移的第一对策>
首先,参照图55~70说明透镜树脂部的位置偏移的第一对策。
图55是层叠透镜结构1401的断面的示意图。图55仅示出了主要说明所需的部分,并且未示出说明不需要的那些部分。
在层叠透镜结构1401中,带透镜的基板1141a~1411c以三层层叠。
透镜树脂部1422a形成在带透镜的基板1411a的支撑基板1421a的通孔1423a的内侧。带透镜的基板1411b和1411c具有与带透镜的基板1411a相同的构成,并且将不提供其说明。
当不需要区分各个带透镜的基板1411a~1411c时,带透镜的基板将简称为带透镜的基板1411。在下文中,当不需要区分各个支撑基板1421a~1421c时,支撑基板将简称为支撑基板1421。在下文中,当不需要区分各个透镜树脂部1422a~1422c以及各个透镜树脂部1422a~1422c的上表面1422Ua~1422Uc和下表面1422Da~1422Dc时,透镜树脂部、上表面和下表面将简称为透镜树脂部1422、上表面1422U和下表面1422D。
图56示出了基板状态的各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422的中心(透镜部的光轴)的设计值的示例。圆形框F表示基板状态的带透镜的基板1411W的外框。此外,在作为辅助线示出的栅格的交点上绘制的各点表示各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422的中心的设计值。即,各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422的中心与框F内的各点(以下称为目标位置)一致是理想的。
然而,各带透镜的基板1411的透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的中心以及通孔1423的中心在制造过程中从目标位置逐渐偏移。结果,各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422的中心与目标位置不一致。将参照图57~64说明这种偏移的原因。
图57以柱状图示出了在后述的步骤A~D中在各带透镜的基板1411W的相同位置处的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的中心以及各通孔1423的中心从目标位置的偏移量。
尽管各偏移量实际上由各带透镜的基板1411W的平面上的x和y方向上的二维矢量来表示,但是为了简化说明,在图中各偏移量用一维值表示。此外,在图中,上表面1422Ua~1422Uc被称为上面a~c,下表面1422Da~1422Dc被称为下面a~c,并且通孔1423a~1423c被称为通孔a~c。
首先,在步骤A中,制造上模和下模(未示出),并且制造通孔1423a~1423c。
具体地,如上所述,使用上模和下模来形成各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422。用于形成各透镜树脂部1422的上表面1422U的多个光学转印面通过压印形成在上模中。用于形成各透镜树脂部1422的下表面1422D的多个光学转印面通过压印形成在下模中。在这种情况下,由于使用的装置和工艺,光学转印面在各上模和各下模中的位置从设计值偏移。
图58示意性地示出了在步骤A中制造的带透镜的基板1411W-a用的上模的各光学转印面的中心的位置。图中的各点表示各光学转印面的中心的位置。
如上所述,光学转印面的中心的位置从作为栅格的交点的目标位置偏移。此外,各光学转印面的偏移的方向和大小是多样的。然而,当制造多个带透镜的基板1411W-a时,在相同位置处的光学转印面的偏移量的分布大致遵循高斯分布,其围绕如图58的下部的图形所示的所使用装置和工艺固有的固定偏移量。此外,带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置以与上模的各光学转印面的位置偏移相同的方向和相同的大小偏移。
由下模的光学转印面的位置偏移导致的位置偏移也发生在带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的下表面1422Da中。此外,在带透镜的基板1411W-b和1411W-c的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D中发生由于相同原因的位置偏移。
此外,例如,通过光刻步骤和蚀刻步骤来制造各带透镜的基板1411W中的各通孔1423。在这种情况下,取决于所使用的装置和工艺,发生在蚀刻掩模的图案中的偏移和在蚀刻处理位置的偏移。结果,发生各通孔1423的位置偏移。
如上所述,如图57的最上段的图形所示,在步骤A中,在各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中发生位置偏移。
接下来,在步骤B中形成各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422。
具体地,如上所述,各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422通过使用上模和下模的压印形成。在这种情况下,由于压印误差,在各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D中发生新的位置偏移。
图59示意性地示出了起因于步骤B的带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态。图中的各点表示各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心。以这种方式,各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心从作为栅格的交点的目标位置偏移。此外,各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的偏移的方向和大小在各透镜树脂部1422a中是不同的。
图60示意性地示出了在步骤B结束时的阶段中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态。图中的各点表示各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心。图60所示的位置偏移是图58和59所示的位置偏移的总和。
此外,在各上模和各下模中的光学转印面与各带透镜的基板1411W的通孔1423之间发生游隙。因此,为了用透镜1411W形成各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422a,在将上模和下模配置在各带透镜的基板1411W之上和之下的情况下,在带透镜的基板1411W相对于上模和下模的设置位置发生偏移。由于设置位置的偏移,在各带透镜的基板1411W的通孔1423中发生新的位置偏移。
如上所述,如图57的第二阶段的图形所示,除了起因于步骤A的位置偏移之外,在各带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中还发生起因于步骤B的位置偏移。
接下来,在步骤C中,通过上述方法直接接合带透镜的基板1411W-a和带透镜的基板1411W-b。在这种情况下,在带透镜的基板1411W-a和1411W-b中发生歪曲和收缩。由此,在带透镜的基板1411W-a和1411W-b的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中发生新的位置偏移。
图61示意性地示出了起因于步骤C的带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态。图中的各点表示各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心。当带透镜的基板1411W-a和1411W-b直接接合时,接合进行到使得从上侧向带透镜的基板1411W-b的中央施加力并且从带透镜的基板1411W-a和1411W-b的中央扩展到周围。因此,在带透镜的基板1411W-a的中央附近透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的偏移量最大。
图62示意性地示出了在步骤C结束时的阶段中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态。图中的各点表示各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心。图62所示的位置偏移是图58、59和61所示的位置偏移的总和。
如上所述,如图57的第三阶段的图形所示,除了起因于步骤A和B的位置偏移之外,在带透镜的基板1411W-a和1411W-b的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中还发生起因于步骤C的位置偏移。在未直接接合的带透镜的基板1411W-c中,不发生起因于步骤C的位置偏移。
接下来,在步骤D中,通过上述方法将层叠有带透镜的基板1411W-a和1411W-b的层叠透镜结构与带透镜的基板1411W-c直接接合。在这种情况下,在各带透镜的基板1411W中发生歪曲和收缩。由此,在各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中发生新的位置偏移。
图63示意性地示出了起因于步骤D的带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态。图中的各点表示各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心。
由于带透镜的基板1411W-a和1411W-b的层叠透镜结构比单个带透镜的基板1411W厚,所以在步骤D中带透镜的基板1411W-a和1411W-b的歪曲和收缩量小于步骤C。因此,在图63所示的步骤D中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移总体上小于图61所示的步骤C中的位置偏移。
在带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的下表面1422Da以及各通孔1423a的位置偏移中也发生相同的情况。在带透镜的基板1411W-b的各透镜树脂部1422b的上表面1422Ub和下表面1422Db以及各通孔1423b的位置偏移中也发生相同的情况。另一方面,可以认为,带透镜的基板1411W-c的各透镜树脂部1422c上表面1422Uc和下表面1422Dc以及各通孔1423c的位置偏移大致等于在步骤C中带透镜的基板1411W-a和1411W-b的位置偏移。
图64示意性地示出了在步骤D结束时的阶段中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态。图中的各点表示各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心。图64所示的位置偏移是图58、59、61和63所示的位置偏移的总和。
如上所述,如图57的第四阶段的图形所示,除了起因于步骤A~C的位置偏移之外,在带透镜的基板1411W-a和1411W-b的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中起因于步骤D的位置偏移。此外,除了起因于步骤A和B的位置偏移之外,在带透镜的基板1411W-c的各透镜树脂部1422c的上表面1422Uc和下表面1422Dc以及各通孔1423c中还发生起因于步骤D的位置偏移。
如上所述,在各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中发生起因于步骤A~D的位置偏移并且累积。结果,各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U的中心、下表面1422D的中心和各通孔1423的中心不一致,并且各透镜树脂部1422的光轴从目标位置偏移。结果,例如,层叠透镜结构1401的成像性能可能降低并且层叠透镜结构1401的产率可能降低。
相对地,如后所述,各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的形成位置被设定为通过考虑到上述位置偏移的位置。
例如,首先,通过上述步骤A~D制造其中层叠有基板状态的带透镜的基板1411W-a~1411W-c的多个层叠透镜结构1401W。
接下来,测量目标位置与各层叠透镜结构1401W的各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U的中心之间的偏移量(误差)以及目标位置与下表面1422D的中心之间的偏移量(误差)。此外,测量目标位置与各层叠透镜结构1401W的各带透镜的基板1411W的各通孔1423的中心之间的偏移量(误差)。这些偏移量由各带透镜的基板1411W的平面上的二维矢量(Δx,Δy)表示。
接下来,在带透镜的基板1411W-a的相同位置处针对各透镜树脂部1422a计算上表面1422Ua的偏移量的平均值和下表面1422Da的偏移量的平均值。此外,在带透镜的基板1411W-a的相同位置处针对各通孔1423a计算通孔1423的偏移量的平均值。
接下来,带透镜的基板1411W-a的某个透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的形成位置的校正量被设定为上表面1422Ua的偏移量的平均值的逆矢量。例如,当透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的偏移量的平均值由矢量(Δx1,Δy1)表示时,校正量由矢量(-Δx1,-Δy1)表示。带透镜的基板1411W-a的另一个透镜树脂部1422a的上表面1422Ua、带透镜的基板1411W-b的各透镜树脂部1422b的上表面1422Ub以及带透镜的基板1411W-c的各透镜树脂部1422c的透镜1422Uc的形成位置的校正量通过相同的方法设定。以这种方式,各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U的校正量被分别设定。
此外,带透镜的基板1411W-a的某个透镜树脂部1422a的下表面1422Da的形成位置的校正量被设定为下表面1422Da的偏移量的平均值的逆矢量。例如,当透镜树脂部1422a的下表面1422Da的偏移量的平均值由矢量(Δx2,Δy2)表示时,校正量由矢量(-Δx2,-Δy2)表示。带透镜的基板1411W-a的另一个透镜树脂部1422a的下表面1422Da、带透镜的基板1411W-b的各透镜树脂部1422b的下表面1422Db以及带透镜的基板1411W-c的各透镜树脂部1422c的透镜1422Dc的下表面1422Dc的形成位置的校正量通过相同的方法设定。以这种方式,各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的下表面1422D的校正量被分别设定。
此外,带透镜的基板1411W-a的某个通孔1423a的形成位置的校正量被设定为通孔1423a的偏移量的平均值的逆矢量。例如,当通孔1423a的偏移量的平均值由矢量(Δx3,Δy3)表示时,校正量由矢量(-Δx3,-Δy3)表示。带透镜的基板1411W-a的另一个通孔1423a、带透镜的基板1411W-b的各通孔1423b以及带透镜的基板1411W-c的各通孔1423c的形成位置的校正量通过相同的方法设定。以这种方式,各带透镜的基板1411W的各通孔1423的校正量被分别设定。
图65类似于图57以柱状图示出了在各带透镜的基板1411W的相同位置处的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的中心、各通孔1423的中心的目标位置的校正量以及在步骤A~D中从目标位置的偏移量。尽管各校正量和各偏移量实际上由各带透镜的基板1411W的平面上的x和y方向上的二维矢量来表示,但是为了简化说明,在图中各偏移量用一维值表示,类似于图57。
如图65的最上段的图形所示,将各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的校正量设定为各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的偏移量的初始值。此外,将各带透镜的基板1411W的各通孔1423的校正量设定为各通孔1423的偏移量的初始值。
首先,在步骤A中,在各带透镜的基板1411W用的上模中的用于形成各透镜树脂部1422的上表面1422U的光学转印面的中心的位置被设定为从目标位置偏移了各透镜树脂部1422的对应上表面1422U的校正量的位置。
图66示意性地示出了带透镜的基板1411W-a用的上模的各光学转印面的形成位置的中心的设定值的示例。图中的各点表示各光学转印面的中心位置的设定值。光学转印面的中心被设定到从作为图中的栅格的交点的目标位置偏移了各透镜树脂部1422的对应上表面1422U的校正量的位置。
另一方面,如上所述,当制造上模的光学转印面时,发生光学转印面的位置偏移。在抵消各透镜树脂部1422的对应上表面1422U的校正量的方向上发生光学转印面的位置偏移。
图67示意性地示出了在步骤A中制造的带透镜的基板1411W-a用的上模的各光学转印面的中心的位置。图中的各点表示各光学转印面的中心的位置。图67所示的各光学转印面的中心的位置通常比图66所示的各光学转印面的中心的位置的设定值更靠近作为栅格的交点的目标位置。
带透镜的基板1411W-b和1411W-c的上模也是如此。
此外,在各带透镜的基板1411W用的下模中,类似于上模,用于形成各透镜树脂部1422的下表面1422D的光学转印面的中心的位置被设定为从目标位置偏移了各透镜树脂部1422的对应下表面1422D的校正量的位置。此外,当制造各下模中的光学转印面时,在抵消各透镜树脂部1422的对应下表面1422D的校正量的方向上发生光学转印面的位置偏移。
此外,各带透镜的基板1411W的各通孔1423的中心的位置被设定为从目标位置偏移了各通孔1423的校正量的位置。另一方面,如上所述,当在各带透镜的基板1411W中制造各通孔1423时,发生位置偏移。在这种情况下,在抵消各通孔1423的校正量的方向上发生各通孔1423的位置偏移。
图65的第二阶段的图形示出了在步骤A结束时的阶段中各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量。在各柱状图中由点划线包围的部分表示在步骤A中抵消的偏移量。以这种方式,由于起因于步骤A的偏移量,各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量小于校正量(偏移量的初始值)。
接下来,在步骤B中,形成各带透镜的基板1411W的透镜树脂部1422。
在步骤B中,如上所述,通过压印误差,在各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D中发生新的位置偏移。在这种情况下,在抵消各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的校正量的方向上发生各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D的位置偏移。
图68示意性地示出了在步骤B结束时的阶段中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态,类似于图60。图68中的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心的位置比图67所示的上模的光学转印面的中心的位置更靠近作为栅格的交点的目标位置。
此外,如上所述,由于在各带透镜的基板1411W相对于上模和下模的设置位置的偏移,在各带透镜的基板1411W的各通孔1423中发生新的位置偏移。在抵消各通孔1423的校正量的方向上发生各通孔1423的新的位置偏移。
图65的第三阶段的图形示出了在步骤B结束时的阶段中各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量。在各柱状图中由点划线包围的部分表示在步骤B中抵消的偏移量。以这种方式,由于起因于步骤B的偏移量,各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量比步骤A结束时的阶段中小。
接下来,在步骤C中,将带透镜的基板1411W-a和带透镜的基板1411W-b直接接合。
在这种情况下,如上所述,由于带透镜的基板1411W-a和1411W-b的歪曲和收缩,在带透镜的基板1411W-a和1411W-b的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D中发生新的位置偏移。在抵消各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的校正量的方向上发生步骤C中的位置偏移。
图69示意性地示出了在步骤C结束时的阶段中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态,类似于图62。各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心的位置通常比图68所示的步骤B结束时的阶段更靠近作为栅格的交点的目标位置。
图65的第四阶段的图形示出了在步骤C结束时的阶段中各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量。在各柱状图中由点划线包围的部分表示在步骤C中抵消的偏移量。以这种方式,由于起因于步骤C的偏移量,带透镜的基板1411W-a和1411W-b的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量比步骤B结束时的阶段中小。在未直接接合的带透镜的基板1411W-c中,各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量不变。
接下来,在步骤D中,直接接合其中层叠有带透镜的基板1411W-a和1411W-b的层叠透镜结构和带透镜的基板1411W-c。
在这种情况下,如上所述,由于各带透镜的基板1411W的歪曲和收缩,在各带透镜的基板1411W的各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423中发生新的位置偏移。在抵消各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的校正量的方向上发生步骤D中的位置偏移。
图70示意性地示出了在步骤D结束时的阶段中带透镜的基板1411W-a的各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的位置偏移的状态,类似于图64。各透镜树脂部1422a的上表面1422Ua的中心的位置比图69所示的步骤C结束时的阶段更靠近作为栅格的交点的目标位置,并且与目标位置大体一致。
图65的第五阶段的图形示出了在步骤D结束时的阶段中各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量。在各柱状图中由点划线包围的部分表示在步骤D中抵消的偏移量。以这种方式,由于起因于步骤D的偏移量,各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的偏移量基本为0。即,各透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及各通孔1423的中心与目标位置大体一致。
以这种方式,可以避免在基板状态的带透镜的基板1411W中形成通孔1423和透镜树脂部1422以及层叠带透镜的基板1411W的步骤中发生的从透镜树脂部1422的上表面1422U和下表面1422D以及通孔1423的目标位置的偏移。结果,例如,层叠透镜结构1401的成像性能得到改善,并且层叠透镜结构1401的产率得到改善。
随后的制造步骤与上述制造步骤相同,并且将不提供其说明。
在以上说明中,尽管已经示出了制造具有三层的层叠透镜结构的示例,但是上述对策可以适用于制造具有两层或四层或更多层的层叠透镜结构的情况。
<透镜树脂部的位置偏移的第二对策>
接下来,将参照图71~78说明透镜树脂部的位置偏移的第二对策。在第二对策中,基板状态的带透镜的基板的接合数量和顺序被最优化。
首先,将参照图71~74讨论层叠4个基板状态的带透镜的基板1501W-a~1501W-d的情况。在带透镜的基板1501W-a~1501W-d的支撑基板1511a~1511d中形成多个通孔1513a~1513d。此外,透镜树脂部1512a~1512d形成在通孔1513a~1513d的内侧。
在下文中,当不需要区分各个带透镜的基板1501W-a~1501W-e(图78)时,带透镜的基板将简称为带透镜的基板1501W。在下文中,当不需要区分各个支撑基板1511a~1511e(图78)时,支撑基板将简称为支撑基板1511。在下文中,当不需要区分各个透镜树脂部1512a~1512e(图78)时,透镜树脂部将简称为透镜树脂部1512。在下文中,当不需要区分各个通孔1513a~1513e(图78)时,通孔将简称为通孔1513。在下文中,当不需要区分各个层叠透镜结构1521W-a(图72)~1521W-e(图78)时,层叠透镜结构将简称为层叠透镜结构1521W。在下文中,当不需要区分各个临时层叠透镜结构1522W-a(图75)~1522W-d(未图示)时,临时层叠透镜结构将简称为临时层叠透镜结构1522W。
首先,例如,如上面参照图32A~32F所述的,将讨论各带透镜的基板1501W从下层顺次一个一个地层叠到上层的情况。
如图71所示,当通过直接接合制造作为带透镜的基板1501W-c和1501W-d的层叠基板的层叠透镜结构1521W-a时,在带透镜的基板1501W-c和1501W-d中发生歪曲和收缩,如上所述。结果,在带透镜的基板1501W-c和1501W-d的各透镜树脂部1512中发生位置偏移。
此外,如图72所示,当层叠透镜结构1521W-a和带透镜的基板1501W-b将要直接接合时,在层叠透镜结构1521W-a的各透镜树脂部1512和带透镜的基板1501W-b的各透镜树脂部1512b之间发生位置偏移(相对偏移)。结果,各层的透镜树脂部1512的光轴偏移增大。
因此,如图73所示,与层叠透镜结构1521W-a分离地,将带透镜的基板1501W-a和1501W-b直接接合以制造层叠透镜结构1521W-b。在这种情况下,在带透镜的基板1501W-a和1501W-b中,发生与当制造包括带透镜的基板1501W-c和1501W-d的层叠透镜结构1521W-a时基本相同的歪曲和收缩。因此,层叠透镜结构1521W-a的各透镜树脂部1512的位置偏移大致等于层叠透镜结构1521W-b的各透镜树脂部1512的位置偏移。
接下来,如图74所示,将通过相同次数(一次)的直接接合制造的层叠透镜结构1521W-a和1521W-b直接接合。以这种方式,制造包括带透镜的基板1501W-a~1501W-d的层叠透镜结构1521W-c。
在这种情况下,在各带透镜的基板1501W中发生基本相同的歪曲和收缩。因此,由于各带透镜的基板1501W的歪曲和收缩的累积值基本相同,所以各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的位置偏移基本相同。结果,各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的光轴大致相同。
以这种方式,通过组合带透镜的基板1501W的直接接合与通过相同次数的直接接合制造的层叠透镜结构1521W的直接接合,层叠后的各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的位置可以基本相同。
接下来,将参照图75~77讨论层叠3个带透镜的基板1501W-a~1501W-c的情况。
首先,如上面参照图73所述的,将带透镜的基板1501W-a和1501W-b直接接合以制造层叠透镜结构1521W-b。
另一方面,如图75所示,将带透镜的基板1501W-c和临时基板1502直接接合以制造作为带透镜的基板1501W-c和临时基板1502的层叠基板的临时层叠透镜结构1522W-a。临时基板1502例如是与支撑基板1511相当的基板。
在这种情况下,在带透镜的基板1501W-d和临时基板1502中发生与在制造包括带透镜的基板1501W-a和1501W-b的层叠透镜结构1521W-b时基本相同的歪曲和收缩。因此,层叠透镜结构1521W-b的各透镜树脂部1512的位移大致等于临时层叠透镜结构1522W-a的各透镜树脂部1512的位置偏移。
接下来,如图76所示,将通过相同次数(一次)的直接接合制造的层叠透镜结构1521W-b和临时层叠透镜结构1522W-a直接接合。以这种方式,制造包括带透镜的基板1501W-a~1501W-c和临时基板1502的临时层叠透镜结构1522W-b。
在这种情况下,在带透镜1501W的基板和临时基板1502中发生基本相同的歪曲和收缩。因此,由于各带透镜的基板1501W的歪曲和收缩的累积值基本相同,所以各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512基本相同。结果,各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的光轴大致相同。
之后,如图77所示,将临时基板1502从临时层叠透镜结构1522W-b分离(脱离),并且获得包括带透镜的基板1501W-a~1501W-c的层叠透镜结构1521W-d。
以这种方式,通过组合带透镜的基板1501W的直接接合、带透镜的基板1501W和临时基板1502的直接接合、通过相同次数的直接接合制造的层叠透镜结构1521W和临时层叠透镜结构1522W的直接接合以及临时基板1502与临时层叠透镜结构1522W的分离,可以使层叠后的各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的位置基本相同。
接下来,参照图78,对层叠5个以上的带透镜的基板1501W的情况进行说明。
首先,将说明层叠5个带透镜的基板1501W-a~1501W-e的情况。
首先,通过上述方法制造包括带透镜的基板1501W-a~1501W-c的层叠透镜结构1521W-d。
另一方面,将带透镜的基板1501W-d和1501W-e直接接合以制造层叠透镜结构1521W-e(未示出)。
接下来,将层叠透镜结构1521W-e和临时基板1502直接接合以制造临时层叠透镜结构1522W-c(未示出)。在这种情况下,如图76所示,在带透镜的基板1501W-d、带透镜的基板1501W-e和临时基板1502中发生与当将层叠透镜结构1521W-b和临时层叠透镜结构1522W-a直接接合以制造临时层叠透镜结构1522W-b时基本相同的歪曲和收缩。因此,通过将临时基板1502与临时层叠透镜结构1522W-b分离而获得的层叠透镜结构1521W-d的各透镜树脂部1512的位置偏移大致等于临时层叠透镜结构1522W-c的各透镜树脂部1512的位置偏移。
接下来,将通过相同次数(两次)的直接接合制造的层叠透镜结构1521W-d和临时层叠透镜结构1522W-c直接接合。以这种方式,制造包括带透镜的基板1501a~1501e和临时基板1502的临时层叠透镜结构1522W-d(未示出)。
在这种情况下,在带透镜的基板1501W和临时基板1502中发生基本相同的歪曲和收缩。因此,由于各带透镜的基板1501W的歪曲和收缩的累积值基本相同,所以各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的位置偏移基本相同。结果,各带透镜的基板1501W的透镜树脂部1512的光轴大致相同。
之后,如图78所示,将临时基板1502与临时层叠透镜结构1522W-d分离(脱离),并且获得包括带透镜的基板1501W-a~1501W-e的层叠透镜结构1521W-e。
当层叠6个带透镜的基板1501时,可以通过上述方法来制造包括3个带透镜的基板1501的两组层叠透镜结构,然后,可以将两组层叠透镜结构直接接合。
在制造7个以上层叠透镜结构的情况下,根据需要通过使用临时基板把将要直接接合的层叠透镜结构(包括临时层叠透镜结构)的接合次数对准,带透镜的基板1501之间的透镜树脂部1512的位置可以基本相同。即,通过组合带透镜的基板1501W的直接接合、带透镜的基板1501W和临时基板1502的直接接合、层叠透镜结构1521W和临时基板1502的直接接合、通过相同次数的接合制造的层叠透镜结构1521W的直接接合、通过相同次数的接合制造的层叠透镜结构1521W和临时层叠透镜结构1522W的直接接合以及临时基板1502与临时层叠透镜结构1522W的分离,以对准将要直接接合的层叠透镜结构(包括临时层叠透镜结构)的接合次数,可以对准带透镜的基板1501W之间的透镜树脂部1512的位置。
此外,通过使各带透镜的基板1501W的接合次数相等以减少接合次数,可以减小各带透镜的基板1501W的歪曲量。
此外,可以减少对压印主机的反馈操作的次数。
<16.2主晶片的制造方法>
接下来,参照图79~92说明形成图23A~23G所示的下模181和上模201的主晶片的制造方法的示例。
压印技术用于制造主晶片。例如,通过使用作为由金属、硅、石英或玻璃形成的模具的主销,在主晶片的整个表面上根据步骤-重复方法形成具有预定形状的光学转印面,从而制造主晶片。
代替主销,可以使用由主销制造的复制品或使用复制品制造的复制品。在下面的说明中,尽管主要说明使用主销制造主晶片的示例,但是相同的技术可以适用于使用复制品制造主晶片的情况。
然而,为了使透镜树脂部(透镜部)的两个表面的光轴对准并且使透镜树脂部的光轴在带透镜的基板之间对准,在主晶片上形成的光学转印面的位置需要高精度。
例如,为了确保光学转印面的位置精度,如图79所示,例如,矩形对准标记1612可以形成在用于制造主晶片1601的基板1611的各光学转印面的形成位置。基板1611例如由金属、硅、石英或玻璃形成。
例如,如图80所示,压印装置通过使用诸如图案匹配等图像处理技术将在主销1602中形成的标记1622的位置和在基板1611上的对准标记1612的位置对准,来粗调主销1602的位置。之后,压印装置以与基板1611的表面接触的状态微微移动主销1602,以微调主销1602的位置。
接下来,压印装置将灌注在主销1602的远端处的槽1621中的树脂1603模制到基板1611中。此外,压印装置从主销1602去除树脂1603,从而在基板1611上形成由树脂1603形成的光学转印面。
然而,由于压印装置使用图像处理技术,所以压印装置的定位精度可能不满足必要的精度。相反,如果压印装置的定位精度增大,则必要的成本可能急剧增加。
因此,如图81和图82所示,在主晶片和主销中形成嵌合部,以提高主销的定位精度。
例如,如图81所示,类似于图79所示的基板1611,在用于制造主晶片1701的基板1711上形成例如矩形对准标记1712。此外,例如,在各对准标记1712的内侧形成在矩形定位槽1713中形成的开口部。基板1711例如由金属、硅、石英或玻璃形成。
另一方面,在主销1702的远端形成具有嵌合到槽1713中的形状的突起部1721。在突起部1721的远端形成用于灌注树脂1703的槽1722。此外,在主销1702的形成有突起部1721的表面上形成包围突起部1721并且具有与对位标记1712相同形状的标记1723。
例如,压印装置通过使用诸如图案匹配等图像处理技术将在主销1702中形成的标记1723的位置和在基板1711上的对准标记1712的位置对准,来粗调主销1702的位置。之后,压印装置将主销1702的突起部1721嵌合到基板1711的槽1713中,由此主销1702能够以自对准方式与基板1711对准。
接下来,压印装置将灌注到主销1702的槽1722中的树脂1703模制到主晶片1701中。此外,压印装置从主销1702去除树脂1703,从而在基板1711上形成由树脂1703形成的光学转印面。
这里,主销1702的定位精度取决于基板1711的槽1713的加工精度,而不是压印装置的对准精度。例如,可以使用专用于半导体预处理的高精度光刻装置,以高精度(例如,几nm至几十nm水平)处理基板1711的槽1713。因此,无论压印装置的对准精度如何,都能够以高精度进行主销1702的定位,并且提高了基板1711上的光学转印面的形成位置的精度。
基板1711和主销1702之间的嵌合部可以在能够形成具有期望形状的光学转印面的条件下设定为任意形状。
例如,如图83所示,主销1702的突起部1721的拐角可以是圆形的。以这种方式,主销1702的突起部1721容易地嵌合到槽1713中。
此外,例如,如图84所示,主销1702的突起部1721可以形成为锥形形状,使得基板1711的槽1713嵌合到突起部1721中。以这种方式,主销1702的突起部1721容易地嵌合到槽1713中。
此外,例如,如图85所示,可以在基板1711上形成锥形突起部1741.此外,可以在主销1702中形成嵌合到突起部1741的槽1751。在这种情况下,在主销1702的槽1751的内侧形成用于灌注树脂1703的槽1722。
此外,例如,如图86所示,可以在树脂1703被压印的部分周围形成嵌合部。具体地,突起部1761形成在基板1711的树脂1703被压印的部分的周围。此外,在主销1702的用于灌注树脂1703的槽1722的周围形成嵌合到突起部1761的槽1771。
可以在基板1711中形成槽,并且可以在主销1702上形成突起部。
此外,83~86所示的嵌合部的特征可以在允许范围内组合。此外,可以将嵌合部的突起部和槽的平面形状设定为矩形以外的诸如圆形等形状。此外,对准标记可以被设定为矩形以外的诸如十字标记等形状。
在上面的说明中,尽管已经示出了直接使用主销来制造主晶片的示例,但是如上所述,上述技术可以适用于使用主销制造的复制品来制造主晶片的情况。
例如,首先,如图87A和图87B所示,将树脂1812灌注到主销1811的槽1821中。
接下来,如图87C所示,将灌注到主销1811的槽1821中的树脂1812模制到基板1813中。
接下来,如图87D所示,从主销1811去除树脂1812,从而获得包括树脂1812和基板1813的复制品1801。
接下来,如图88所示,使用复制品1801,根据步骤-重复方法,在基板1841的整个表面上模制凹模树脂1842,由此制造主晶片1831。在这种情况下,例如,当参照图81~85所述的嵌合部形成在复制品1801和基板1841中时,可以提高复制品1801的定位精度。
此外,如图89所示,当使用主晶片1831在基板1871上形成由树脂形成的光学转印面1872时,制造主晶片1831的复制品1861。复制品1861可以是最终模制品(例如,基板状态的带透镜的基板),或者可以使用复制品1861来制造最终模制品。
此外,例如,如图90E~90G所示,可以使用图87A~87D所示的复制品1801来制造新的复制品1901。
例如,首先,如图90E所示,将树脂1911灌注到复制品1801中。
接下来,如图90F所示,将树脂1911模制在基板1912上。
接下来,如图90G所示,从复制品1801去除树脂1911,由此获得包括树脂1911和基板1912的复制品1901。
接下来,如图91所示,使用复制品1901根据步骤-重复方法在基板1941的整个表面上模制凸模树脂1942,从而制造主晶片1931。在这种情况下,例如,当参照图81~85所述的嵌合部形成在复制品1901和基板1941中时,可以提高复制品1901的定位精度。
此外,如图92所示,当使用主晶片1931在基板1971上形成由树脂形成的光学转印面1972时,制造主晶片1931的复制品1961。复制品1961可以是最终模制品(例如,基板状态的带透镜的基板),或者可以使用复制品1961来制造最终模制品。
以这种方式,可以制造具有高位置精度的主晶片。结果,可以提高基板状态的带透镜的基板中的透镜树脂部的位置精度。
上述变形例也可以适用于使用和制造形成有光学转印面以外的转印面(例如,使用光固化树脂的转印面)的上模和下模的情况。
<17.电子设备的应用例>
相机模块1可以以在诸如数字静态相机和摄像机等成像装置、具有成像功能的移动终端装置以及诸如在图像读出单元中使用固态成像装置的复印机等在图像拾取单元(光电转换单元)中使用固态成像装置的电子设备中组入的形式使用。
图93是示出作为本技术适用的电子设备的成像装置的构成例的框图。
图93所示的成像装置2000包括相机模块2002和作为相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路2003。此外,成像装置2000还包括帧存储器2004、显示单元2005、记录单元2006、操作单元2007和电源单元2008。DSP电路2003、帧存储器2004、显示单元2005、记录单元2006、操作单元2007、电源单元2008经由总线2009彼此连接。
相机模块2002中的图像传感器2001接收来自被摄体的入射光(图像光),将在成像面上形成的入射光量以像素为单位转换成电信号,并将电信号作为像素信号输出。相机模块1被用作相机模块2002,并且图像传感器2001对应于受光元件12。
显示单元2005是诸如液晶面板或有机电致发光(EL)面板等面板式显示装置,并且显示由图像传感器2001拍摄的运动图像或静止图像。记录单元2006将由图像传感器2001拍摄的运动图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质上。
根据使用者的操作,操作单元2007发出关于成像装置2000的各种功能的操作指令。电源单元2008适宜地供给各种电源,用作操作DSP电路2003、帧存储器2004、显示单元2005、记录单元2006和操作单元2007的电源。
如上所述,当配备有高精度定位地接合(层叠)的层叠透镜结构11的相机模块1用作相机模块2002时,可以提高图像质量并实现小型化。因此,在诸如摄像机、数字静态相机和移动电话等移动装置用的相机模块的成像装置2000中,可以实现半导体封装的小型化,并且所拍摄的图像的图像质量提高。
根据本公开实施方案的技术可以适用于各种产品。例如,根据本公开实施方案的技术可以适用于使用内窥镜胶囊的患者用的内部信息获取系统。
图94是示出根据本公开实施方案的技术可以适用的内部信息获取系统5400的示意性构成例的图。参照图94,内部信息获取系统5400包括内窥镜胶囊5401和集中控制内部信息获取系统5400的操作的外部控制装置5423。内窥镜胶囊5401在检查中被患者吞咽。内窥镜胶囊5401具有摄像功能和无线通信功能。内窥镜胶囊5401通过蠕动运动等移动经过诸如胃和肠等器官的内部,直到从患者自然排出,同时在预定间隔接连地拍摄有关器官内部的图像(以下也称为内部图像),并且接连地将关于内部图像的信息无线传输到身体外部的外部控制装置5423。基于接收到的关于内部图像的信息,外部控制装置5423生成用于在显示装置(未示出)上显示内部图像的图像数据。以这种方式,利用内部信息获取系统5400,可以从内窥镜胶囊5401的吞咽时间到内窥镜胶囊5401的排泄时间连续地获得描绘患者的内部状况的图像。
将更详细地说明内窥镜胶囊5401和外部控制装置5423的构成和功能。如图94所示,内窥镜胶囊5401具有以下的功能:内置于胶囊型壳体5403内的光源单元5405、摄像单元5407、图像处理单元5409、无线通信单元5411、供电单元5415、电源单元5417、状态检测单元5419和控制单元5421。
例如,光源单元5405包括诸如发光二极管(LED)等光源,并且用光照射摄像单元5407的成像区域。
摄像单元5407包括图像传感器和由设置在图像传感器前面的多个透镜组成的光学系统。来自用于照射作为观察对象的身体组织的光的反射光(以下称为观察光)由光学系统会聚并入射到图像传感器上。图像传感器接收观察光并且进行光电转换,从而生成对应于观察光的电信号,或者换句话说,对应于观察图像的图像信号。由摄像单元5407生成的图像信号被供给到图像处理单元5409。请注意,诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或电荷耦合器件(CCD)图像传感器等各种已知的图像传感器可以用作摄像单元5407的图像传感器。
图像处理单元5409包括诸如中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)等处理器,并且对由摄像单元5407生成的图像信号执行各种类型的信号处理。该信号处理可以是用于将图像信号传输到外部控制装置5423的最低级别的处理(例如,图像数据压缩、帧速率转换、数据速率转换和/或格式转换)。将图像处理单元5409构造为仅执行必需的最低级别的处理使得可以以更低的功耗实现更加紧凑的图像处理单元5409,这对于内窥镜胶囊5401是优选的。然而,如果在壳体5403内部存在额外的空间或可用的功率,则附加信号处理(例如,噪声消除处理或其他图像质量改善处理)也可以由图像处理单元5409执行。图像处理单元5409将经过信号处理的图像信号作为原始数据提供给无线通信单元5411。请注意,如果由状态检测单元5419获取关于内窥镜胶囊5401的状态(例如,移动或取向)的信息,则图像处理单元5409还可以连同信息将图像信号提供给无线通信单元5411。这使得可以将拍摄图像的身体内部的位置、拍摄图像的方向等与拍摄的图像相关联。
无线通信单元5411包括能够向外部控制装置5423传输或从其接收各种信息的通信装置。该通信装置包括例如天线5413和处理电路,该处理电路执行诸如用于传输和接收信号的调制处理等处理。无线通信单元5411对由图像处理单元5409进行过信号处理的图像信号执行诸如调制处理等预定处理,并且经由天线5413将图像信号传输到外部控制装置5423。此外,无线通信单元5411经由天线5413从外部控制装置5423接收与内窥镜胶囊5401的驱动控制有关的控制信号。无线通信单元5411将接收到的控制信号提供给控制单元5421。
供电单元5415例如包括用于接收功率的天线线圈、用于从天线线圈中产生的电流再生功率的功率再生电路和升压电路。在供电单元5415中,使用所谓的非接触或无线充电的原理来产生功率。具体地,向供电单元5415的天线线圈提供的预定频率的外部磁场(电磁波)在天线线圈中产生感应电动势。该电磁波可以是例如经由天线5425从外部控制装置5423传输的载波。通过功率再生电路从感应电动势再生功率,并且在升压电路中适当地调节功率的电位,从而产生功率,以进行功率存储。由供电单元5415产生的功率被存储在电源单元5417中。
电源单元5417包括二次电池,并且存储由供电单元5415产生的功率。为了简洁起见,图94省略了指示来自电源单元5417的功率的接收者的箭头等,但是存储在电源单元5417中的功率被供给到光源单元5405、摄像单元5407、图像处理单元5409、无线通信单元5411、状态检测单元5419和控制单元5421,并且可以用于驱动这些部件。
状态检测单元5419包括用于检测内窥镜胶囊5401的状态的诸如加速度传感器和/或陀螺仪传感器等传感器。状态检测单元5419可以从传感器的检测结果获取关于内窥镜胶囊5401的状态的信息。状态检测单元5419将获取的关于内窥镜胶囊5401的状态的信息提供给图像处理单元5409。如前所述,在图像处理单元5409中,关于内窥镜胶囊5401的状态的信息可以与图像信号相关联。
控制单元5421包括诸如CPU等处理器,并且通过根据预定程序进行操作来集中控制内窥镜胶囊5401的操作。控制单元5421根据从外部控制装置5423传输的控制信号适宜地控制光源单元5405、摄像单元5407、图像处理单元5409、无线通信单元5411、供电单元5415、电源单元5417和状态检测单元5419的驱动,从而实现上述的各部件的功能。
外部控制装置5423可以是诸如CPU或GPU等处理器,或诸如微处理器等器件或者其上安装有处理器和诸如存储器等存储元件的控制板。外部控制装置5423包括天线5425,并且能够经由天线5425向内窥镜胶囊5401传输或从其接收各种信息。具体地,外部控制装置5423通过传输控制信号到内窥镜胶囊5401的控制单元5421来控制内窥镜胶囊5401的操作。例如,光源单元5405使用光照射观察对象的光照射条件可以通过来自外部控制装置5423的控制信号而改变。此外,摄像条件(例如,摄像单元5407中的帧速率和曝光水平)可以通过来自外部控制装置5423的控制信号而改变。此外,图像处理单元5409中的处理内容以及无线通信单元5411传输图像信号的条件(例如,传输间隔和图像的传输数量)可以通过来自外部控制装置5423的控制信号而改变。
此外,外部控制装置5423对从内窥镜胶囊5401传输的图像信号进行各种图像处理,并且生成用于在显示装置上显示拍摄的内部图像的图像数据。对于图像处理,可以执行诸如显像处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(例如,带增强处理、超分辨率处理、降噪(NR)处理)和/或抖动校正处理)和/或放大处理(电子变焦处理)等各种已知的信号处理。外部控制装置5423控制显示装置(未示出)的驱动,并且使显示装置基于生成的图像数据而显示拍摄的内部图像。可选择地,外部控制装置5423还可以使记录装置(未示出)记录生成的图像数据,或者使打印装置(未示出)打印出生成的图像数据。
以上描述了根据本公开实施方案的技术可以适用的内部信息获取系统5400的示例。在上面描述的构成中,根据本公开实施方案的技术可以有利地适用于内窥镜胶囊。具体地,本发明对于根据本公开实施方案的技术适用的成像装置的小型化和减轻患者的负担是有效的。
<18.图像传感器的使用例>
图95是示出使用相机模块1作为图像传感器的使用例的图。
例如,构造为相机模块1的图像传感器可以以下列方式用在感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种情况中:
拍摄鉴赏用图像的装置,例如,数码相机或具有相机功能的移动装置。
交通用的装置,例如用于在车辆的前方、后方、周边或内部等拍摄图像的车载传感器,以检查诸如自动停止等安全驾驶模式或识别驾驶员状态,用于监视行驶车辆或道路的监视相机,以及用于测量车辆之间的距离的距离测量传感器。
家电用的装置,例如,电视机、冰箱和空调,以拍摄使用者的手势并根据手势进行操作。
医疗和保健用的装置,例如,内窥镜或通过使用红外光来拍摄血管的装置。
安全用的装置,例如,防犯罪监视相机或面部认证相机。
美容用的装置,例如,拍摄皮肤的皮肤测量仪或拍摄头皮的显微镜。
运动用的装置,例如,专用于运动的动作相机或可穿戴相机。
农业用的装置,例如,用于监视农田和作物的状况的相机。
本技术的实施方案不限于上述的实施方案,而是可以在不脱离本技术的精神的情况下进行各种修改。
例如,本技术不限于检测可见光的入射光量的分布并且作为图像而拍摄分布的固态成像装置的应用。相反,本技术可以应用于拍摄作为图像的红外光、X射线或粒子的入射分布的固态成像装置,在更广泛意义上,检测诸如压力或电容等其他物理量分布以拍摄作为图像的分布的固态成像装置(物理量分布检测装置),如指纹检测传感器。
例如,可以采用其中组合上述多个实施方案的全部或一部分的实施方案。
在本说明书中记载的效果仅仅是示例,并且可以提供本说明书记载的那些之外的其他效果。
此外,本技术可以具有以下构成。
(1)一种层叠透镜结构的制造方法,包括:
第一步骤,根据作为在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移的第一偏移,在基板上在从预定第一目标位置偏移的位置处形成在内侧配置有透镜的多个通孔;
第二步骤,使用第一模具和第二模具在所述各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据作为在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移的第二偏移,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据作为在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移的第三偏移,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
第三步骤,根据直接接合来层叠其中形成有透镜的多个基板;和
第四步骤,分割层叠的多个基板。
(2)根据(1)所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
根据各通孔的第一偏移针对各通孔设定从第一目标位置偏移各通孔的第一校正量,
根据各透镜的第二偏移针对各第一转印面设定从第二目标位置偏移各第一转印面的第二校正量,和
根据各透镜的第三偏移针对各第二转印面设定从第三目标位置偏移各第二转印面的第三校正量。
(3)根据(2)所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
基于表示各通孔的第一偏移的第一矢量的逆矢量设定各通孔的第一校正量,
基于表示对应透镜的第一表面的第二偏移的第二矢量的逆矢量设定各第一转印面的第二校正量,和
基于表示对应透镜的第二表面的第三偏移的第三矢量的逆矢量设定各第二转印面的第三校正量。
(4)根据(3)的制造层叠透镜结构的方法,其中,
基于在第一至第三步骤中发生的各通孔的位置的偏移针对各通孔的平均设定针对各通孔的第一矢量,
基于在第一模具的制造时在第二和第三步骤中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移针对各透镜的平均设定针对各透镜的第一表面的第二矢量,和
基于在第二模具的制造时在第二和第三步骤中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移针对各透镜的平均设定针对各透镜的第二表面的第三矢量。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
所述直接接合是等离子体接合。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
在第二步骤中,使用第一和第二模具通过压印形成各透镜。
(7)一种层叠透镜结构,其通过以下步骤制造:
第一步骤,根据作为在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移的第一偏移,在基板上在从预定第一目标位置偏移的位置处形成在内侧配置有透镜的多个通孔;
第二步骤,使用第一模具和第二模具在所述各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据作为在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移的第二偏移,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据作为在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移的第三偏移,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
第三步骤,根据直接接合来层叠其中形成有透镜的多个基板;和
第四步骤,分割层叠的多个基板。
(8)一种电子设备,包括:
通过以下步骤制造的层叠透镜结构:
第一步骤,根据作为在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移的第一偏移,在基板上在从预定第一目标位置偏移的位置处形成在内侧配置有透镜的多个通孔;
第二步骤,使用第一模具和第二模具在所述各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据作为在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移的第二偏移,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据作为在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移的第三偏移,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
第三步骤,根据直接接合来层叠其中形成有透镜的多个基板;和
第四步骤,分割层叠的多个基板。
(9)一种用于形成被用来制造层叠透镜结构的基板的各透镜的一个表面的模具,所述层叠透镜结构通过层叠多个基板而制造,通过直接接合和分割所述多个基板而形成内侧配置有透镜的多个通孔,其中,
用于形成各透镜的一个表面的多个转印面根据在制造过程中发生的各透镜的一个表面的位置的偏移配置在从预定目标位置偏移的位置处。
(10)一种层叠透镜结构的制造方法,包括:
第一步骤,通过将作为形成内侧配置有透镜的多个通孔的基板的带透镜的基板的直接接合和经由相同次数直接接合制造的层叠带透镜的基板的直接接合组合而制造具有预定层数的层叠带透镜的基板,所述层叠带透镜的基板是多个带透镜的基板的层叠基板;和
第二步骤,分割由第一步骤制造的所述层叠带透镜的基板。
(11)根据(10)所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
在第一步骤中,具有预定层数的层叠带透镜的基板如下制造,通过进一步组合所述带透镜的基板和作为未形成通孔和透镜的基板的临时基板直接接合,
所述层叠带透镜的基板和所述临时基板的直接接合,
所述层叠带透镜的基板和作为包括所述带透镜的基板和所述临时基板的层叠基板的临时层叠基板的直接接合,所述直接接合是所述临时层叠基板和经由相同次数直接接合制造的层叠带透镜的基板,和
将所述临时基板与所述临时层叠基板分离。
(12)根据(11)所述的层叠透镜结构体的制造方法,其中,
在第一步骤中,当层叠第一至第三带透镜的基板时,将第一带透镜的基板和第二带透镜的基板直接接合以制造所述层叠带透镜的基板,将第三带透镜的基板和所述临时基板直接接合以制造第一临时层叠基板,将所述层叠带透镜的基板和第一临时层叠基板直接接合以制造第二临时层叠基板,和将所述临时基板与第二临时层叠基板分离。
(13)根据(10)所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
在第一步骤中,当层叠第一至第四带透镜的基板时,将第一带透镜的基板和第二带透镜的基板直接接合以制造第一层叠带透镜的基板,将第三带透镜的基板和第四带透镜的基板直接接合以制造第二层叠带透镜的基板,和将第一层叠带透镜的基板和第二层叠带透镜的基板直接接合。
(14)根据(10)~(13)中任一项所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
所述直接接合是等离子体接合。
(15)一种层叠透镜结构,其通过以下步骤制造:
第一步骤,通过将作为形成内侧配置有透镜的多个通孔的基板的带透镜的基板的直接接合和经由相同次数直接接合制造的层叠带透镜的基板的直接接合组合而制造具有预定层数的层叠带透镜的基板,所述层叠带透镜的基板是多个带透镜的基板的层叠基板;和
第二步骤,分割由第一步骤制造的所述层叠带透镜的基板。
(16)一种电子设备,包括:
通过以下步骤制造的层叠透镜结构:
第一步骤,通过将作为形成内侧配置有透镜的多个通孔的基板的带透镜的基板的直接接合和经由相同次数直接接合制造的层叠带透镜的基板的直接接合组合而制造具有预定层数的层叠带透镜的基板,所述层叠带透镜的基板是多个带透镜的基板的层叠基板;和
第二步骤,分割由第一步骤制造的所述层叠带透镜的基板。
(17)一种模具的制造方法,包括:
第一步骤,在第一基板的多个预定位置处形成嵌合到另一个模具的远端处的第一嵌合部的第二嵌合部;和
第二步骤,将另一个模具的第一嵌合部嵌合到相应的第二嵌合,以实现另一个模具的对准并使用另一个模具在第一基板的多个位置处形成转印面。
(18)根据(17)所述的模具的制造方法,其中,
第一嵌合部和第二嵌合部中的一个具有锥形突起部,另一个具有嵌合到所述突起部的槽。
(19)根据(17)或(18)所述的模具的制造方法,其中,
在第一步骤中,第二嵌合部形成在第一基板的转印面形成的位置的周围。
(20)根据(17)~(19)中任一项所述的模具的制造方法,
各转印面用于形成配置在形成于第二基板中的多个通孔的内侧的透镜的一个表面。
(21)一种基板,其中在用于形成转印面的模具的远端处嵌合到第一嵌合部的第二嵌合部形成在多个转印面形成的位置处。
(22)一种模具,其用于在基板的多个预定位置处形成转印面,其中在所述基板的多个位置处形成的嵌合到第一嵌合部的第二嵌合部形成在远端处。
(23)一种透镜结构的制造方法,所述方法包括:
根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;
使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和
分割层叠的多个基板。
(24)根据(23)所述的制造方法,其中,
根据各通孔的第一偏移量针对各通孔设定从第一目标位置偏移各通孔的第一校正量,
根据各透镜的第二偏移量针对各第一转印面设定从第二目标位置偏移各第一转印面的第二校正量,和
根据各透镜的第三偏移量针对各第二转印面设定从第三目标位置偏移各第二转印面的第三校正量。
(25)根据(24)所述的制造方法,其中,
基于表示各通孔的第一偏移量的第一矢量的逆矢量设定各通孔的第一校正量,
基于表示对应透镜的第一表面的第二偏移量的第二矢量的逆矢量设定各第一转印面的第二校正量,和
基于表示对应透镜的第二表面的第三偏移量的第三矢量的逆矢量设定各第二转印面的第三校正量。
(26)根据(25)所述的制造方法,其中,
基于各通孔的位置的平均偏移量设定针对各通孔的第一矢量,
基于各透镜的第一表面的位置的平均偏移量设定针对各透镜的第一表面的第二矢量,和
基于各透镜的第二表面的位置的平均偏移量设定针对各透镜的第二表面的第三矢量。
(27)根据(23)~(26)中任一项所述的制造方法,其中使用等离子体接合来直接接合所述多个基板中的每个。
(28)根据(23)~(27)中任一项所述的制造方法,其中使用第一模具和第二模具通过压印形成各透镜。
(29)一种透镜结构,其通过以下步骤制造:
根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;
使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和
分割层叠的多个基板。
(30)一种电子设备,包括:
通过以下步骤制造的层叠透镜结构:
根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;
使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和
分割层叠的多个基板。
(31)一种用于形成包括多个通孔的基板的透镜的一个表面的模具,其中所述基板的透镜配置在所述通孔的内侧,其中
用于形成所述透镜的表面的多个转印面根据在制造过程中发生的所述透镜的表面的位置的偏移量配置在从预定目标位置偏移的位置处。
(32)一种透镜结构的制造方法,包括:
将多个第一基板直接接合到多个第二基板,从而形成层叠基板,多个第一基板和多个第二基板中的每个基板包括在内侧配置有透镜的多个通孔,其中多个第一基板和多个第二基板中的每个基板直接接合到包括在内侧配置有透镜的多个通孔的相应的多个第一基板和多个第二基板中的至少一个其他基板;和
将所述层叠基板分割成一个或多个透镜结构。
(33)根据(32)所述的制造方法,还包括:
将包括在内侧配置有透镜的多个通孔的基板直接接合到其中未形成通孔和透镜的基板,从而形成临时层叠基板;
将所述层叠基板和所述临时层叠基板直接接合;和
将临时基板与所述临时层叠基板分离。
(34)根据(33)所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
将多个第一基板的第一带透镜的基板和第二带透镜的基板直接接合,将多个第二基板的第三带透镜的基板和所述临时基板直接接合,从而形成第一临时层叠基板,将所述层叠基板和第一临时层叠基板直接接合,从而形成第二临时层叠基板,和将所述临时基板与第二临时层叠基板分离。
(35)根据(32)所述的层叠透镜结构的制造方法,其中,
将多个第一基板的第一和第二基板与所述多个基板的第三和第四基板层叠,将第一基板和第二基板直接接合,从而形成第一层叠带透镜的基板,将第三基板和第四基板直接接合,从而形成第二层叠带透镜的基板,和将第一层叠带透镜的基板和第二层叠带透镜的基板直接接合。
(36)根据(32)~(35)中任一项所述的层叠透镜结构的制造方法,其中所述直接接合是等离子体接合。
(37)一种透镜结构,其通过以下步骤制造:
将多个第一基板直接接合到多个第二基板,从而形成层叠基板,多个第一基板和多个第二基板中的每个基板包括在内侧配置有透镜的多个通孔,其中多个第一基板和多个第二基板中的每个基板直接接合到包括在内侧配置有透镜的多个通孔的相应的多个第一基板和多个第二基板中的至少一个其他基板;和
将所述层叠基板分割成一个或多个透镜结构。
(38)一种电子设备,包括:
透镜结构,其通过以下步骤制造:
将多个第一基板直接接合到多个第二基板,从而形成层叠基板,多个第一基板和多个第二基板中的每个基板包括在内侧配置有透镜的多个通孔,其中多个第一基板和多个第二基板中的每个基板直接接合到包括在内侧配置有透镜的多个通孔的相应的多个第一基板和多个第二基板中的至少一个其他基板;和
将所述层叠基板分割成一个或多个透镜结构。
(39)一种模具的制造方法,包括:
在第一基板的多个预定位置处形成第一嵌合部,其中第一嵌合部嵌合到在模具的远端处的第二嵌合部;和
将第二模具的第二嵌合部与相应的第一嵌合部对准,并且使用第二模具在第一基板的多个位置处形成转印面。
(40)根据(39)所述的制造方法,其中第一嵌合部和第二嵌合部中的一个具有锥形突起部,另一个具有嵌合到所述突起部的槽。
(41)根据(39)~(40)中任一项所述的制造方法,其中第一嵌合部形成在第一基板的转印面形成的位置的周围。
(42)根据(39)~(41)中任一项所述的制造方法,其中各转印面用于形成配置在形成于第二基板中的多个通孔的内侧的透镜的表面。
(43)一种基板,包括第一嵌合部,第一嵌合部嵌合到用于形成转印面的模具的远端处的第二嵌合部。
(44)一种模具,包括:
配置在基板的多个预定位置处的转印面,其中所述模具的第一嵌合部嵌合到形成在所述基板的多个预定位置处的第二嵌合部。
[附图标记列表]
1 相机模块 11 层叠透镜结构
12 受光元件 13 光学单元
21 透镜 41(41a~41e) 带透镜的基板
43 传感器基板 51 隔膜板
52 开口部 81 支撑基板
82 透镜树脂部 83 通孔
121 遮光膜 122 上表面层
123 下表面层 141 蚀刻掩模
142 保护膜 1401 层叠透镜结构
1411a~1411c 带透镜的基板 1421a~1421e 支撑基板
1422a~1422c 透镜树脂部 1422Ua~1422Uc 上表面
1422Da~1422Dc 下表面 1423a~1423c 通孔
1501W-a~1501W-e 带透镜的基板 1502 临时基板
1511a~1511e 支撑基板 1512a~1512c 透镜树脂部
1513a~1513e 通孔
1521W-a~1521W-e 层叠透镜结构
1522W-a~1522W-d 临时层叠透镜结构
1701 主晶片 1702 主销
1703 树脂 1711 基板
1712 对准标记 1713 槽
1721 突起部 1722 标记
1741 突起部 1751 槽
1761 突起部 1771 槽
1801 复制品 1811 主销
1812 树脂 1813 基板
1831 主晶片 1841 基板
1842 树脂 1861 复制品
1871 基板 1872 树脂
1901 复制品 1911 树脂
1912 基板 1931 主晶片
1941 基板 1942 树脂
1961 复制品 1971 基板
1972 树脂 2000 成像装置
2001 图像传感器 2002 相机模块

Claims (7)

1.一种透镜结构的制造方法,所述方法包括:
根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;
使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和
分割层叠的多个基板,
其中根据各通孔的第一偏移量针对各通孔设定从第一目标位置偏移各通孔的第一校正量,
其中根据各透镜的第二偏移量针对各第一转印面设定从第二目标位置偏移各第一转印面的第二校正量,和
其中根据各透镜的第三偏移量针对各第二转印面设定从第三目标位置偏移各第二转印面的第三校正量。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,
基于表示各通孔的第一偏移量的第一矢量的逆矢量设定各通孔的第一校正量,
基于表示对应透镜的第一表面的第二偏移量的第二矢量的逆矢量设定各第一转印面的第二校正量,和
基于表示对应透镜的第二表面的第三偏移量的第三矢量的逆矢量设定各第二转印面的第三校正量。
3.根据权利要求2所述的制造方法,其中,
基于各通孔的位置的平均偏移量设定针对各通孔的第一矢量,
基于各透镜的第一表面的位置的平均偏移量设定针对各透镜的第一表面的第二矢量,和
基于各透镜的第二表面的位置的平均偏移量设定针对各透镜的第二表面的第三矢量。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其中使用等离子体接合来直接接合所述多个基板中的每个。
5.根据权利要求1所述的制造方法,其中使用第一模具和第二模具通过压印形成各透镜。
6.一种透镜结构,其通过以下步骤制造:
根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;
使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和
分割层叠的多个基板,
其中根据各通孔的第一偏移量针对各通孔设定从第一目标位置偏移各通孔的第一校正量,
其中根据各透镜的第二偏移量针对各第一转印面设定从第二目标位置偏移各第一转印面的第二校正量,和
其中根据各透镜的第三偏移量针对各第二转印面设定从第三目标位置偏移各第二转印面的第三校正量。
7.一种电子设备,包括:
通过以下步骤制造的层叠透镜结构:
根据与在制造过程中发生的各通孔的位置的偏移相对应的第一偏移量,在从预定第一目标位置偏移的位置处形成多个通孔;
使用第一模具和第二模具在所述多个通孔的各通孔的内侧形成透镜,在第一模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第一表面的位置的偏移相对应的第二偏移量,将用于形成各透镜的第一表面的多个第一转印面配置在从预定第二目标位置偏移的位置,在第二模具中,根据与在制造过程中发生的各透镜的第二表面的位置的偏移相对应的第三偏移量,将用于形成各透镜的第二表面的多个第二转印面配置在从预定第三目标位置偏移的位置;
层叠和直接接合其中形成有透镜的多个基板;和
分割层叠的多个基板,
其中根据各通孔的第一偏移量针对各通孔设定从第一目标位置偏移各通孔的第一校正量,
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其中根据各透镜的第三偏移量针对各第二转印面设定从第三目标位置偏移各第二转印面的第三校正量。
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