CN111356948B - 微器件和相关两件式器件,特别是微光学系统的晶片级制造 - Google Patents

微器件和相关两件式器件,特别是微光学系统的晶片级制造 Download PDF

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Abstract

器件(10)包括在垂直方向上彼此堆叠的第一构件(1)和第二构件(2)。第一构件和第二构件各自包括中心部分(C1;C2),并且第一构件(1)至少包括邻接第二构件(2)的第一间隔元件(4)。器件(10)包括间隙区域(G)和粘接材料(3),其中间隙区域在中心部分(C1;C2)外围,并且在间隙区域(G)中,在第一构件和第二构件之间存在间隙(5)。间隙(5)的一部分被粘接材料(3)填充,该粘接材料在包括在间隙区域中的粘接区域(B)中将第一构件和第二构件彼此粘接。间隙(5)的高度(h)由第一间隔元件(4)限定。

Description

微器件和相关两件式器件,特别是微光学系统的晶片级制造
技术领域
本发明涉及特别是光学器件,例如微光学系统的器件的大批量制造。本发明涉及这种器件的晶片级制造以及生产相关的晶片堆叠。
定义
“无源光学组件”:通过折射和/或衍射和/或(内部和/或外部)反射重新定向光的光学组件,例如透镜、棱镜、反射镜(平面或曲面)、滤光器或光学系统,其中光学系统是这种光学组件的集合,可能还包括例如孔径光阑、图像屏幕、支架的机械元件。
“复制”:一种再现给定结构或其底片的技术。例如蚀刻、压花(压印)、铸造、模塑。
“晶片”:基本上为盘状或板状的物品,其在一个方向(z方向或垂直方向或堆叠方向)上的延伸相对于其在另外两个方向(x方向和y方向或横向)上的延伸较小。通常,在(非空白)晶片上,多个类似的结构或物品被布置或提供在其上,通常是布置或提供在矩形网格上。晶片可以具有开口或孔,并且晶片甚至可以在其侧面区域的主要部分上没有材料。晶片可以具有任何侧面形状,其中圆形和矩形是非常常见的。尽管在许多情况下,晶片被理解为主要由半导体材料制成,但是在本专利申请中,这显然不是限制。因此,晶片可以主要由例如半导体材料、聚合物材料、包括金属和聚合物或聚合物和玻璃材料的复合材料制成。特别是,可硬化材料,如热固化或紫外固化聚合物,是与本发明相关的感兴趣的晶片材料。
“横向”:参见“晶片”
“垂直”:参见“晶片”
“光”:最普遍的电磁辐射;更具体地,电磁光谱的红外线、可见光或紫外线部分的电磁辐射。
背景技术
在制造诸如光学系统的光学器件,特别是在晶片级制造时,各器件的组成部分沿横向方向对准是至关重要的,而且,这种构成的垂直间距非常重要。为了在垂直间隔开这些组成部分中由此在间隔开相应晶片中实现高精度,在本领域内隔离件是已知的。例如,具有合适高度的隔离晶片夹在包括例如光学组件的相应组成部分的两个晶片之间,从而确保这些器件之间的规定距离。
为了将晶片彼此粘接,从而形成晶片堆叠,已知的是在相邻晶片之间采用诸如粘合剂的粘接材料。
发明内容
尽管使用上述间隔物技术获得了极好的结果,但发明人注意到,可能希望对所施加的粘接材料有更好的控制。
在第一方面,发明人开发了一种获得对粘接材料厚度的改进控制的方法,特别是对施加在晶片之间的粘接材料的控制。这是值得的,即使这样的厚度与间隔件的高度相比非常小;尽管到目前为止(据发明人所知),本领域已经表达了任何相关的愿望。
在第二方面,发明人发现了另一个潜在问题的解决方案,该问题显然在本领域中还没有被认识到。采取措施引导(在“控制”的意义上)粘接材料的扩散可能是有用的。这可以使得例如确保粘接材料不覆盖应该免于粘接材料的表面,或者生产特别小的器件,例如具有非常小的横向尺寸的器件,即具有非常小的占用空间。
本发明的变形的优点的示例是它提供了一种制造晶片堆叠的新方法。
本发明的变形的优点的另一示例是,它分别使得晶片和器件或部件的高精度距离成为可能。
本发明的变形的优点的另一示例是,它提供了包括两个相互附接的构件的器件,其中这些构件以非常高的精度相互隔开。
本发明的变形的优点的另一示例是,它提供了包括两个相互附接的构件的器件,其中这些构件以非常高的准确度隔开。
本发明的变形的优点的另一示例是使得设计具有特别小的占用空间的器件成为可能。
本发明的变形的优点的另一示例是提供控制器件组成部分之间的粘接材料的方法。
本发明的变形的优点的另一示例是分别提供对要彼此粘接的晶片之间以及器件构件之间的粘接材料的扩散的控制(或改进的控制)。
本发明的变形的优点的进一步的示例对应于上面或下面列出的优点,具体涉及光学器件,例如光学系统,例如微光学器件,例如微光学系统。例如,本发明的变形的优点的另一示例是提供一种制造光学器件的新方法。
进一步的目的和各种优点从下面的描述和实施例中显现出来。
这些目的和优点中的至少一个可以在本公开中描述的器件和/或方法的一些实施方式中实现。
发明人设计了一种间隔元件(并且在一些情况下,分别是隔离部分),该间隔元件使得能够限定(例如确定)用于将两个构件彼此附接的粘接材料层的厚度,例如在通过粘接材料将两个晶片彼此附接的过程中。这可以分别实现构件和晶片之间非常精确的距离,特别是垂直距离。
此外,本发明人设计了一些方法来分别引导施加在器件构件之间和施加在待彼此粘接的晶片之间的粘接材料的扩散。利用毛细作用力并分别根据材料性质和形状适当地设计构件和晶片,可以例如避免粘接材料扩散到不希望粘接材料存在的区域或表面上。例如,不应暴露于粘接材料的器件的构件功能部分可以保持不受粘接材料的影响。
例如,用于生产晶片堆叠的方法可以包括:
—提供包括多个第一构件的第一晶片,其中每个第一构件包括第一间隔元件;
—提供包括多个第二构件的第二晶片;
—相对于彼此对准第一晶片和第二晶片,以建立多对相互对准的相关联的第一构件和第二构件;
—通过将一部分粘接材料施加到每一对的第一构件和第二构件中的一个或两个上,为每一对提供一部分粘接材料;
—将第一晶片和第二晶片朝向彼此移动,直到每个第一间隔元件邻接相关联的第二构件;
—对于每一对,通过移动,实现粘接材料的相应部分形成将相应的第一构件和第二构件互连的粘接材料层,其中层的厚度由第一间隔元件限定。
这可以使粘接材料获得非常明确的厚度成为可能。因此,可以生产包括第一构件和第二构件的器件,所述第一构件和第二构件以构件的隔离部分之间的垂直距离被很好地限定的方式彼此垂直堆叠。
这是有价值的,例如,如果器件包括建立面向彼此的光学表面(例如透镜表面)的部分,例如中心部分,因为这些光学表面之间的距离必须非常接近(预定的)期望值,以便该器件能够实现其功能。
对准可以是横向对准。对于可从晶片堆叠获得的可用器件,在许多情况下,实现精确的横向对准是重要的。这可以是下述情况,例如当构件包括光学元件时,例如无源光学部件,例如折射光学元件。
术语“横向”是指垂直于垂直方向的方向。
移动可以有垂直分量。例如,移动可以通过沿着由晶片限定的垂直方向的(相对)移动来实现。
移动的效果可以是粘接材料覆盖第一构件的面积增加,并且粘接材料覆盖第二构件的面积增加。该移动可以实现粘接材料的相应部分在第一构件和第二构件上扩散开,例如,在粘接材料已经与一对中的两个相关构件接触之后。
粘接材料可以是粘合剂。
在一些实施例中,粘接材料是可硬化材料,例如可固化材料。它可以是例如可固化的环氧树脂。
例如,在施加部分粘接材料的过程中,粘接材料可以是液体。并且随后,例如在层形成之后并且在晶片堆叠被分开的分离步骤之前,可以硬化,例如固化粘接材料。
在一些实施例中,使用喷涂器来完成粘接材料部分的施加。
在一些实施例中,在丝网印刷工艺完成中粘接材料部分的施加。
对于每对构件提供的粘接材料的量和粘接材料沉积的位置,通过喷涂器分配粘接材料的各部分和使用丝网印刷技术施加粘接材料都可以高精度和高准确度地实现。这两种方式都适合大批量生产。
第一间隔元件邻接相关联的第二构件的区域可以被称为第一接触区域。
邻接可以包括使第一间隔元件和第二构件机械接触。例如,第一间隔元件的平的接触表面与第二构件在第一接触区中接触。
例如,在一些情况下,在间隔元件和第二构件之间,或者更具体地说,在间隔元件的接触表面和第一构件之间,不存在粘接材料的任何部分或者仅存在粘接材料的薄膜。在一些情况下,所述膜比扩散控制区域(如下所述)之外的层的平均厚度薄至少10倍,例如至少20倍;或者它可以比扩散控制区域外的间隙的平均高度薄至少10倍,例如至少20倍。
在一些实施例中,在不同间隔元件处的所述膜的厚度在制造公差内可以相同。
在一些实施例中,第一构件是同类构件。
在一些实施例中,第二构件是同类构件。
例如,从晶片堆叠可以制造同类器件,其各自包括第一构件之一和相关联的第二构件之一。
根据特定视角,本发明可以涉及一种制造器件的方法,该方法包括制造如本文所述的晶片堆叠。
根据另一特定视角,本发明可以涉及包括彼此堆叠的第一构件和第二构件的器件。这种器件可以是可从所述晶片堆叠获得的器件。并且该器件可以是通过所描述的制造器件的方法获得的器件。
下面进一步描述关于制造器件的方法和关于器件的更多可能细节。
当然,本发明涉及具有所述方法的相应特征的器件,并且涉及用于制造具有所述器件的相应特征的晶片堆叠的方法,以及涉及用于制造具有所述器件的相应特征的器件的方法。反之亦然,它还涉及用于制造器件且具有所描述的用于制造晶片堆叠的方法的相应特征的方法,以及用于制造晶片堆叠且具有所描述的用于制造器件的方法的相应特征的方法。
因此,为了简洁起见,各种特征和实施例仅描述一次(或仅描述两次),可能仅集中于器件或仅集中于一种方法类型,即使它们可以应用于制造晶片堆叠的方法以及制造器件的方法,以及应用于制造器件,或者涉及器件和方法二者。
该方法可以包括引导针对移动而发生的粘接材料的扩散。引导可以通过毛细作用力来实现,更具体地说,通过作用在与第一构件和第二构件接触的粘接材料上的毛细作用力来实现。
引导可以通过毛细作用力结合第一构件和第二构件的设计来实现。
该设计可以涉及第一构件和第二构件的材料特性,例如它们的表面张力,并且可以涉及第一构件和第二构件的形状,并且它可以涉及两者。例如,形状可以根据第一构件和第二构件以及粘接材料的材料特性来设计。
引导能够包括将粘接材料的扩散限制在预定区域。
在一些实施例中,第一构件和第二构件各自包括中心部分。
例如,可以限制粘接材料的扩散,以防止粘接材料扩散到一个中心部分上。或者,可以限制粘接材料的扩散,以防止粘接材料扩散到第一构件的中心部分的表面上和第二构件的中心部分的表面上。
在一些实施例中,第一构件和第二构件包括被设计成(再次,就形状和/或材料特性而言)建立作用在粘接材料上的毛细压力的表面,该毛细压力向内减小并且向外减小。术语“向内”和“向外”指的是例如构件的中心部分。因此,例如,“向内”意味着远离中心部分的方向,“向外”意味着指向中心部分的方向。
类似地,在朝向彼此移动第一晶片和第二晶片之后,直到每个第一间隔元件邻接相关联的第二构件,每对构件可以具有中心轴线,并且术语“向内”和“向外”可以类似地指代所述中心轴线,并且更具体地指代径向方向。该中心轴线可以与从晶片堆叠获得的器件的中心轴线重合。
参考中心轴线,“向外”可称为“径向向外”,而“向内”可称为“径向向内”;其中这并不意味着器件必须旋转对称或者中心部分必须旋转对称。
(作用在粘接材料上的)向内和向外减小的毛细压力可以迫使粘接材料例如保持在既不超过预定最大距离(从中心轴线或中心部分)也不低于预定最小距离(到中心轴线或中心部分)的区域中。
在一些实施例中,对于每一对,该方法包括建立作用在粘接材料的相应部分上的毛细压力,以将粘接材料的所述相应部分保持在预定区域中。例如,所述预定区域结束于中心部分开始的地方(在内端)并结束于体积缓冲区域(其可与外扩散控制区域重合,参见下文)。
通过合适的设计,可以确保中心部分保持没有粘接材料,同时过量的粘接材料扩散到体积缓冲区域。尽管在实践中不可避免地存在每对构件施加的粘接材料的量的变化,即粘接材料的施加部分中的粘接材料的量的变化,但这可以有助于稳定的大量生产过程,几乎没有废品。
在朝向彼此移动第一晶片和第二晶片直到每个第一间隔元件邻接相关联的第二构件之后,在间隙区域,在相应对的相应的第一构件和第二构件之间建立间隙。对于每一对,间隙区域在中心部分的外围,并且间隙的一部分被粘接材料的相应部分填充,以便在相应的第一构件和第二构件之间建立粘接。发生粘接的区域称为粘接区域。因此,粘接区域可以包括在间隙区中。粘接区域可以是例如第一构件和第二构件通过粘接材料彼此粘接的区域。
通过第一间隔元件,可以高精度地限定相应间隙的高度。
似乎没有必要用微米来限定间隙的高度。然而,如果需要计算间隙的高度,可以将其定义为扩散控制区域之外的间隙的平均高度(参见下文)。
同样,似乎没有必要用微米来限定粘接材料层的厚度。然而,如果有必要计算粘接材料层的厚度,可以将其定义为扩散控制区域之外的粘接材料的平均厚度。
间隙的这种高度以及粘接材料层的这种厚度在某些情况下可以小于0.2毫米,更具体地,小于0.1毫米,甚至小于0.05毫米。例如,它们可以在0.002毫米和0.1毫米之间。
在一些实施例中,对于每一对,相应间隙的高度向内和向外增加。同样:
在一些实施例中,对于每一对,间隙向内和向外打开。
这样的实施例可以产生期望的毛细压力,并且可以以期望的方式限制粘接材料的扩散,例如将粘接材料限制在预定区域。
在下文中,为了清楚起见,偶尔省略所记载的特征或特性不仅意味着适用于至少一对,而且适用于每对(以及分别适用于将要制造的每个器件)的指示。
在一些实施例中,间隙区域包括内扩散控制区域和外扩散控制区域。内扩散控制区域位于中心部分和外扩散控制区域之间。例如,在内扩散控制区域中,间隙沿着远离外扩散控制区域的方向打开(例如沿着指向中心部分的方向),而在外扩散控制区域中,间隙沿着远离内扩散控制区域的方向打开(例如沿着远离中心部分的方向)。
在一些实施例中,粘接区域的外端位于外扩散控制区域中,而粘接区域的内端(位于粘接区域的中心部分和外端之间)位于内扩散控制区域中。
在一些实施例中,间隙区域邻接中心部分。
在一些实施例中,间隙区域在侧面围绕中心部分,例如,它可以完全在侧面围绕中心部分。
在一些实施例中,内扩散控制区域在侧面围绕中心部分,例如,它可以完全在侧面围绕中心部分。
在一些实施例中,外扩散控制区域在侧面围绕中心部分,例如,它可以完全在侧面围绕中心部分。
在一些实施例中,间隙的外部开度角(opening angle)以及在某些情况下的内部开度角小于90°,例如小于80°。
在一些实施例中,在粘接区域中,间隙的外部开度角以及在一些情况下的内部开度角小于90°,例如小于80°。
在一些实施例中,在内扩散控制区域中,间隙的开度角度小于90°,例如小于80°。
在一些实施例中,在外扩散控制区域中,间隙的开度角小于90°,例如小于80°。
当所述开度角度不太大时,可以以相当稳定的方式控制粘接材料的扩散。例如,开度角度可以低于70°。在外扩散控制区域中的开度角在某些情况下可以小于50°,更具体地小于35°。
间隙的这种开度角可以被定义为例如在垂直平面中穿过该对的横截面中的角度,其中该垂直平面穿过中心轴线和/或中心部分,并且它穿过间隙区域。在横截面中,第一构件和第二构件的间隙区域中的相互相对的表面分别减少到第一线和第二线。该角度可以定义为一方面与第一条线的(局部)切面和另一方面与第二条线的(局部)切面之间的角度。
在一些实施例中,在内扩散控制区域中,间隙比在外扩散控制区域中打开得更快。
同样:
在一些实施例中,间隙向内打开比向外打开得更快。同样:
在一些实施例中,内扩散控制区域中的间隙的开度角大于外扩散控制区域中的间隙的开度角。
在一些实施例中,在外扩散控制区域中,第一构件和第二构件之间的最小距离沿着从中心部分(或从中心轴线)向外的方向的增加比在内扩散控制区域中第一构件和第二构件之间的最小距离沿着向内朝向中心部分的方向在内扩散控制区域中的增加要强。
在这样的实施例中,过量的粘接材料可以主要被接收在外扩散控制区域中,而只有相对少量的过量粘接材料被接收在内扩散控制区域中。因此,外扩散控制区域可以起到体积缓冲区域的作用。可以避免粘接材料扩散到中心部分的表面上,至少达到相对高的过量粘接材料量。因此,可以实现保护中心部分不受粘接材料的影响。
上述措施可以防止粘接材料进入存在于第一构件和第二构件的中心部分之间的中心体积。中心体积可以是第一构件和第二构件的相互面对的表面之间的体积,并且因此例如是第一构件和第二构件的相互面对的光学表面,例如透镜表面之间的体积。
因此,可以避免由中心部分完成的功能被粘接材料削弱。
因此,至少在某些情况下,防止第一构件的中心部分和第二构件的中心部分之间的空间(中心体积)(全部或部分)被粘接材料填充是有利的。
因此,本文描述了防止粘接材料被毛细作用力或(如果适用的话)另外通过将第一晶片和第二晶片压向彼此的压力拉入中心部分之间的体积(中心体积)的措施。
在一些实施例中,粘接材料层在侧面围绕中心部分。这可以提供构件相互粘接的稳定性。
在一些实施例中,粘接材料层完全在侧面围绕中心部分。这样,粘接材料层可以起到密封的作用。第一构件和第二构件的内表面可以通过这种方式从外部密封。
在一些实施例中,粘接材料形成密封环,其中密封环以及第一构件和第二构件完全隔离存在于中心部分之间的中心体积。例如,完全沿着密封环,粘接材料可以与第一构件和第二构件都接触。
这些实施例为中心部分,尤其是它们的表面提供了良好的保护。例如,暴露于晶片堆叠(或稍后的器件)的流体或颗粒被阻止进入中心体积。例如,在晶片堆叠可能在某一时刻经受的封装过程中,可以使用冷却水,并且可能存在颗粒和相关碎片,但是可以通过用粘接材料形成密封环并且完全在侧面围绕中心部分来防止它们进入内部部分之间的空间。
在一些实施例中,该方法包括制造第一晶片,其中第一晶片的制造包括使用复制工艺在第一基底上生产第一构件。复制工艺可以是例如压花工艺。在复制工艺中,第一构件由复制材料形成。
在一些实施例中,该方法包括制造第二晶片,其中第二晶片的制造包括使用复制工艺在第二基底上生产第二构件。复制生产可以是例如压花工艺。在复制工艺中,第二构件由复制材料形成。
这种工艺非常适合大规模生产高精度零件,如光学器件。
对于第一晶片的制造所描述的细节也可以应用于第二晶片,特别是如果第二晶片包括具有分别对应于第一间隔元件的特征和功能的特征和功能的间隔元件(第二间隔元件)。为了简洁起见,这里省略了所有可能特征的重复。
第一基底可以是例如尺寸稳定的基底。它可以是平板状的基底。基底可以例如由玻璃制成。它可以是玻璃板。
在一些实施例中,第一间隔元件与相应的中心部分一起在同一工艺中生产。该工艺可以是例如复制工艺,例如压花工艺。
在一些实施例中,第一间隔元件由与相应的中心部分相同的材料制成,并且二者都属于同一个单件部件(整体部件;整体形成的部件)。
在一些实施例中,每个第一间隔元件被包括在相应的第一构件中,并且第一构件是单一的(整体形成的)部件。
使间隔元件与相应的中心部分整体形成可以提供它们相互横向定位的极好的准确度和精确度;并且,在更重要的情况下,可以实现间隔元件相对于中心部分的高度和垂直定位的极好的准确度和精确度。
在一些实施例中,该方法包括在压花工艺中使用复制工具,其中第一构件在第一基底上生产,其中对于每个第一构件,复制工具包括用于成形相应的间隔元件的区域。
因此,对于每个第一构件(并且因此对于每对第一构件和第二构件也是如此),相应的第一间隔元件和相应的第一构件的剩余部分由同一复制材料制成,并且因此构成单件部件。
当第一间隔元件与相应的第一构件的剩余部分是一体的时候,它们也可以被称为隔离部分。
在一些实施例中,对于每个第一构件,复制工具包括用于由复制材料成形相应的中心部分的第一复制部位以及围绕第一复制部位的流动控制部位,用于控制复制材料的流动(在相应的第一构件的制造过程中)。并且用于成形相应间隔元件的区域位于第一复制部位和流动控制部位之间(更具体地,横向位于两者之间)。
在一些实施例中,第一晶片的第一间隔元件都具有相同的尺寸。所有生产的器件可以具有相同的第一间隔元件。它们都可以具有例如相同的预定高度。通过该高度,可以限定间隙的高度和粘接材料层的厚度,这对于从晶片堆叠获得的所有器件(以及分别对于晶片堆叠的所有第一构件和第二构件对)可以是相同的。
在一些实施例中,每个第一间隔元件布置在相应的第一构件的中心部分的外部。
在一些实施例中,对于每一对,相应的第一间隔元件横向布置在相应的第一构件的中心部分和相应的外扩散控制区域之间。
在一些实施例中,粘接材料的每个层在其外围端(例如在其外围圆周)形成弯月面。
在一些实施例中,对于每一对,相应的第一间隔元件布置在相应的弯月面和相应的第一中心部分之间。
在一些实施例中,对于每一对,粘接区域由粘接材料形成的弯月面在外围(横向)界定,更具体地,其中弯月面分别位于内扩散控制区域和外扩散控制区域中。
第一间隔元件可以邻近粘接材料层。
在一些实施例中,第一间隔元件被粘接材料层在侧面完全围绕。
在一些实施例中,第一接触区域的每个侧面外围点邻接粘接区域。
在一些实施例中,粘接材料完全(从侧面)围绕第一间隔元件流动。例如,第一间隔元件可以沿着其整个周边侧向接合粘接材料。
如果第一间隔元件周向邻接粘接材料,例如,可以制造具有特别小的占用空间的器件,同时提供相对良好的粘接稳定性。
在一些实施例中,该方法包括硬化粘接材料。硬化可以是例如固化。这可以通过加热和用例如用紫外光的光照射中的一种或两种来实现。
在一些实施例中,该方法包括施加压力以将第一晶片挤压向第二晶片,例如将第一间隔元件压靠第二构件。压力可以是例如超过重力的力。通过挤压,可以增加与第二构件接触的第一间隔元件的数量(其间没有粘接材料或者其间只有可忽略的粘接材料)。因此,这可以增大垂直距离的精度并减少废品的数量。
挤压可以例如至少在粘接材料硬化的开始阶段进行。
在一些实施例中,第一接触区中的第二构件描述了平坦的接触表面。更具体地,接触面此外还可以垂直对齐。这有助于获得限定良好的间隙高度。
此外,在一些实施例中,邻近接触表面的第二构件的表面是平面,更具体地说,与接触表面共面。这也有助于获得限定良好的间隙高度;并且可以有助于实现良好的工艺稳定性(增强对横向对准误差的耐受性)。
在一些实施例中,对于每一对,其适用于相应的第一构件和第二构件中的一个或两个,即相应的构件在间隙区域中呈现平坦表面。
这可以简化粘接材料的施加,即当粘接材料至少部分地施加于所述平坦表面时。
此外,这可以有助于工艺稳定性,即如果该对间隔元件中的一个在所述平坦表面中将邻接相应构件。晶片横向对准的小偏差不会导致粘接材料层厚度的大偏差,或者从不同的角度看,不会导致间隙高度的大偏差。
在一些实施例中,平坦表面垂直于垂直方向对齐。
在一些实施例中,平坦表面构成粘接区域横向延伸的50%以上,特别是70%以上。
在一些实施例中,平坦表面在间隙区域邻接内扩散控制区域的内端(向内)界定,并且在间隙区域邻接外扩散控制区域的外端(向外)界定。这样,平坦表面可以特别大。这可以简化粘接材料在各个构件上的施加,特别是如果使用丝网印刷,而且如果使用喷涂的话。粘接材料可以施加到平坦表面上。
在一些实施例中,平坦表面包括在第二构件中。此外,可以提供的是,邻接相应的其他构件的所有间隔元件都包括在第一构件中,例如与第一构件一体形成。因此,第二构件可以没有间隔元件。
在一些实施例中,第二构件形成间隙区域邻接中心部分的内边缘和在内边缘外围的外边缘,其中由所述内边缘和所述外边缘界定的所述构件的表面是平坦的。这样,可以实现特别大的平坦表面。如上所述,平坦表面可以位于垂直于垂直方向的平面内。
在一些实施例中,确定相应的第一构件和第二构件(例如第一间隔元件)的中心部分之间的垂直距离的所有项目与构件之一整体形成,这适用于所有的对。换句话说,没有限定所述垂直距离的单独的附加间隔物。
在一些实施例中,每对包括至少一个附加的间隔元件。一对中的间隔元件可以全部包含在第一构件中。然而,在其他实施例中,每对的间隔元件都分布在相应的第一构件和第二构件上。例如,两个构件均包括一个间隔元件。或者两个构件均包括两个间隔元件。
所有间隔元件可以具有分别对应于针对第一间隔元件描述的特征和功能的特征和功能。例如,每个间隔元件可以与包括它的相应构件整体形成。据此,间隔元件可以是相应构件的隔离部分。并且每个间隔元件可以邻接相应的其他构件(其中不包括该构件)。
在一些实施例中,每个第一构件包括Nl个间隔元件,每个第二构件包括N2个间隔元件,其中Nl是至少为1的整数,N2是零或至少为1的整数。
在一些实施例中,N1等于N2。
在一些实施例中,N2是0。
在一些实施例中,N1+N2是2。此外,N2可以是0。
在一些实施例中,N1+N2是3。此外,N2可以是0。
在一些实施例中,N1+N2是4。此外,N2可以是0。
在一些实施例中,每个间隔元件是包括它的相应构件的突起。据此,第一间隔元件可以是第一构件的突起。
突起可以从相应的构件垂直突出。
在一些实施例中,一对(或器件的)的间隔元件中的每一个都是残端。特别地,第一间隔元件可以是残端。
每个间隔元件(尤其是第一间隔元件)可以具有接触表面,该接触表面可以是平坦的,邻接相应的另一个构件;例如,第一间隔元件的接触表面邻接第二构件。
一对(或器件的)的间隔元件中的每一个都可以在相应的接触区域中邻接相应的其他构件。例如,第一间隔元件可以在第一接触区中邻接第二构件。
在一些实施例中,每对(和每个器件分别)包括四个间隔元件,特别是不超过四个间隔元件,并且它们可以全部包括在第一构件中。所有这些都可以紧邻第二构件。
在一些实施例中,间隙的高度(和层的厚度)在制造公差内分别由相应对和器件的所有间隔元件来限定,特别是同等地限定。
每对的间隔元件数量的增加可以分别导致间隙高度和层厚度的更精确地限定。例如,可以相当好地确保第一晶片和第二晶片在相应对的局部的平行度。
然而,考虑到晶片级制造,单个间隔元件,即单独的第一间隔元件,可能就足够了,因为附近存在另外的对,它们也可以具有不多于单个间隔元件。通过靠近另外的构件对,可以相当好地确保第一晶片和第二晶片的非常精确的相互平行对准,甚至对于每一对都是局部对准。因此,例如,每对(或每一器件)的一个或两个间隔元件就足够了。并且更少的间隔元件可以意味着第一构件和第二构件通过粘接材料在其中彼此粘接的更大的表面积;如果构件对和/或器件具有特别小的占用空间,这可能是重要的。
如将要变得清楚的,针对第一间隔元件描述的特征可以——尽量在逻辑上可能——也适用于另外的间隔元件。
在一些实施例中,粘接材料层的外部边界描述为矩形。这可以在某些情况下实现第一构件和第二构件之间更强的粘接,例如,与圆形或椭圆形相比,因为粘接面积更大(当与适合相同矩形的形状相比较时,如通过普通切割工艺可获得的)。因此,可以实现构件对和/或器件的更小占用空间(在相当的粘接强度下)。并且在晶片每一区域的对(或器件)的数量方面(在相当的粘接强度下),可以实现晶片的更好利用。
在某些情况中,矩形形状还可以实现从构件对中获得的器件(在切割之后)具有紧凑的侧壁,因此使得器件比在侧壁边缘具有狭缝的器件更坚固,因为那里缺少粘接材料。
矩形形状可以有圆角。这可以导致粘接材料的扩散控制的改善,并因此导致更高的产量和/或更简单的设计,尤其是外扩散控制区域。
矩形形状可以是例如正方形。
在一些实施例中,外扩散控制区域在横向截面中描述为矩形。这可以实现粘接材料层呈现矩形形状,具有所描述的效果。矩形可以有圆角。矩形可以是正方形。
我们还描述了一种制造器件的方法,其中该方法包括根据本文所述的方法生产晶片堆叠。
此外,该方法可以包括将晶片堆叠分成多个部件。
在某些情况下,每个部件都与其中一个器件相同。
在某些情况下,每个部件都包含在一个器件中。
在某些情况下,每个部件都包括一个器件。
每个部分可以包括两个相关联的第一构件和第二构件的中心部分。
每个器件可以包括彼此堆叠或至少部分堆叠的第一构件和第二构件。
它们可以在被称为垂直方向的方向上彼此堆叠(如之前所述)。
可以例如使用晶片锯(或划片锯)或使用激光(激光切割)来完成分离。
在一些实施例中,该方法包括,在分离之前,将填充材料填充到存在于相互对准的相关联的第一构件和第二构件对的相邻构件之间的间隙体积中。
这有助于在分离之前稳定晶片堆叠。并且分离步骤在一些情况下可以被简化,例如,可以减轻与在分离步骤期间会变松的晶片堆叠的部分相关的问题。
填充材料可以是例如可硬化材料,例如可固化材料。
例如,在填充过程中,填充材料可以处于是液体的初始状态。然后,填充材料硬化,例如固化。填充材料可以是例如环氧树脂。
填充可以例如使用真空注射来完成。这样,可以大大减少空隙的形成,从而确保间隙体积的完全或接近完全填充。
一般来说,特别是与填充结合,尤其是如果应用真空注射,例如以上述方式密封中心体积可能是有利的。
我们还描述了根据本发明的器件。它们可以是例如根据这里描述的方法制造的器件。
作为选择或补充,该器件可以是包括第一构件和第二构件的器件,第一构件和第二构件在被称为垂直方向的方向上彼此堆叠,第一构件和第二构件各自包括中心部分,第一构件至少包括邻接第二构件的第一间隔元件,该器件包括间隙区域和粘接材料,其中间隙区域在中心部分的外围,并且在间隙区域中,在第一构件和第二构件之间存在间隙,并且间隙的一部分被粘接材料填充,该粘接材料在包括在间隙区域中的粘接区域中将第一构件和第二构件彼此粘接,其中间隙的高度由第一间隔元件限定。
该器件可以是光学器件,例如光学系统。
该器件可以是例如微光学器件,例如微光学系统。
中心部分可以是功能部分。
它们可以例如各自包括光学元件和/或光学表面。
中心部分可以例如各自包括无源光学部件,例如透镜。
透镜可以是衍射透镜或折射透镜或衍射和折射透镜的组合。
在一些实施例中,一个中心部分具有凸形表面,另一个中心部分具有凹形表面。这些表面可以面向彼此。
例如,第一中心部分具有凸形表面,第二中心部分具有凹形表面。在某些情况下,这可以简化粘接材料在第二构件上的施加。
在一些实施例中,凸形表面可以延伸到由凹形表面围绕的空间中。
在一些实施例中,粘接材料是处于硬化状态的可硬化材料,例如固化的可固化材料。它可以是例如可固化的环氧树脂。
在一些实施例中,一个中心部分包括凸透镜,另一个中心部分包括凹透镜。例如,第一中心部分包括凸透镜,第二中心部分包括凹透镜。
在一些实施例中,凸透镜延伸到凹透镜中,更具体地,例如,延伸到由凹透镜的凹透镜表面围绕的空间中。
在一些实施例中,该器件横向小于8毫米,例如小于4毫米。它甚至可以小于2毫米。它可以在例如0.4毫米和1.5毫米之间。
在一些实施例中,该器件垂直小于8毫米,例如小于4毫米。它甚至可以小于2毫米。它可以在例如0.4毫米和1.5毫米之间。
在一些实施例中,中心部分横向小于3毫米,例如小于2毫米。它们甚至可以各自小于1毫米。它们可以在例如0.2毫米和1.0毫米之间。
在一些实施例中,中心部分垂直小于2毫米,例如小于1毫米。它们甚至可以各自小于0.5毫米。
在一些实施例中,中心部分彼此垂直隔开。
在一些实施例中,中心部分相对彼此横向对齐。例如,它们共享中心轴线,例如,具有相同的光轴。
当第一间隔元件限定间隙的高度时,它可以限定间隙区域(更具体地说是粘结区域)中粘接材料层的厚度。
在一些实施例中,间隙朝着中心部分向内变宽。更具体地,间隙在(包括在间隙区中的)内扩散控制区域中变宽。
在一些实施例中,该器件包括一个或多个另外的间隔元件。
例如,该器件可以包括四个间隔元件,例如不超过四个间隔元件。这些可以包括在例如所有的第一构件中,例如与其一体形成。
在一些实施例中,第一间隔元件完全(从侧面)周向与粘接材料接触。
在一些实施例中,粘接材料在粘接区域的内端形成弯月面。
在一些实施例中,粘接材料形成位于内扩散控制部分中的弯月面。
弯月面可以围绕,特别是完全围绕中心部分(横向)。
在一些实施例中,粘接区域侧面围绕中心部分。
在一些实施例中,粘接区域完全从侧面围绕中心部分。这可以提供前述的密封。
在一些实施例中,第一构件和第二构件夹在第一基底和第二基底之间,例如在玻璃板之间。
在一些实施例中,第一构件包括第一隔离部分,第二构件包括第二隔离部分,其中第一间隔元件从第一隔离部分突出。这样,第一隔离部分和第二隔离部分之间的垂直距离可以由第一间隔元件限定。
第一隔离部分和第二隔离部分可以在相应的中心部分的外围。
第一隔离部分和第二隔离部分可以与相应的中心部分一体形成。
如上所述,器件的特性可以转化为晶片堆叠或方法的相应特性,即使没有明确说明。
然而,应当注意的是,该器件可能缺少构件和构件对的一个或多个特征或属性,因为这些特征或属性可能已经从对中移除,例如通过分离。例如,可以移除外扩散控制区域。和/或可以去除外部半月面。
进一步的实施例和优点从以下描述和附图以及从属权利要求中显现出来。
附图说明
下面,通过示例和所包括的附图更详细地描述本发明。在附图中,相同的附图标记表示相同或类似的元件。这些图示意性地显示:
图1是分别通过晶片堆叠和器件的细节截取的垂直截面图;
图2是分别通过第二晶片和第二构件的细节截取的垂直截面图;
图3是分别通过第一晶片和第一构件的细节截取的垂直截面图;
图4是第二构件的细节在晶片平面中的投影;
图5是第一构件的细节在晶片平面中的投影。
所描述的实施例意在作为示例或用于阐明本发明,而不应限制本发明。
具体实施方式
在下文中,共同描述图1至图5。它们涉及同一个实施例,但是它们显示了实施例的不同部分或视图。
图1示出了分别通过晶片堆叠12和器件10的细节截取的垂直截面。晶片堆叠12包括两个晶片W1、W2,这两个晶片分别包括基底S1和基底S2,在这两个晶片上分别存在多个第一构件1和多个第二构件2。在图1至图5中,仅示出了单个第一构件1和单个第二构件2,其中在图1至图3中,仅示出了相应构件1、2的一半。
图2在图1相同的垂直截面中示出了第二晶片W2和第二构件2各自的细节。图3在与图1相同的垂直截面中示出了第一晶片W1和第一构件1各自的细节。
图4示出了第二构件2的细节在晶片平面中的投影。图5示出了第一构件1的细节在晶片平面中的投影。图1至图3的横截面是沿着图4、图5中的对角线的横截面。
图1至图3中的点划线表示垂直对齐的器件的中心轴线A。因此,轴线A垂直于晶片W1、W2并垂直于基底S1、S2对准。图1至图3的横截面可以通过在轴线A处镜像相应的图形来分别完整地示出构件1和2(以及器件10)。
为了简化对图1至图3和图4、图5之间关系的理解,并作为眼睛的导引,在图中画出了标记为L1至L7的一些公共点。
构件1和2通过在构件1和2之间形成层3的粘接材料在粘接区域B中彼此粘接。层3完全(横向)围绕轴线A。在其内端,它形成弯月面7a,在其外端,它形成弯月面7b,两者在图1中用虚线示出。在图4和图5中,层3的内端和外端由虚线示出,大致位于弯月面7a和7b的位置。
为了获得器件10,可以如下完成制造。使用压花工艺在晶片级上生产构件1和2,在压花工艺中,位于相应的基底材料S1、S2上的液体复制材料通过相应的复制工具成形,然后硬化,例如固化。相应的复制工具具有复制表面,该复制表面具有待生产构件的底片形状,除了多余的复制材料被迫沿周向累积,从而有助于相应的构件,同时形成不由复制工具特定成形的弯月面,或者更准确地说,复制表面不呈现对应于所述弯月面的底片的形状。弯月面表示为m1、m2。
在晶片W1、W2被生产之后,它们彼此粘接以获得晶片堆叠12(图1)。粘接材料3的一部分被施加到每个构件2,并且晶片W1、W2沿着垂直方向朝向彼此移动,直到它们彼此邻接。对于晶片W2的所有构件,施加到构件2的粘接材料的量可以是(在技术限制内)相等的。
通过相应的复制工具,每个构件1、2被成形为分别包括中心部分C1和C2,在本实施例中,它们分别是凸透镜和凹透镜,分别呈现面向彼此的透镜表面c1和c2(参见图1)。
构件1、2之间,特别是各个中心部分C1、C2之间,例如透镜表面c1、c2之间的非常精确限定的垂直距离,可以通过间隔元件4来实现。如所示,它们可以体现为构件1的垂直突出部分,与构件1的其余部分一体形成。因此,用于生产构件1的复制工具的复制表面具有用于成形相应的间隔元件4的区域。
因此,对于每一对,间隔元件4和构件1的中心部分C1可以在同一工艺中例如同一压花工艺中,生产(和/或成形)。
间隔元件4可以具有平坦的接触表面41,每个接触表面41在接触区域K中的可选平坦的接触表面42处邻接构件2。
在构件1和2之间,间隙5形成在间隙区域G中。间隙5部分地由粘接材料填充。从图示的实施例(参见图1)中可以清楚地看出,粘接材料可以围绕每个间隔元件4流动,使得每个间隔元件4沿着其整个周边与粘接材料侧向接合。
为了说明的目的,对应于层3厚度的间隙高度h在图1中用符号表示。这种高度可以例如沿着垂直方向测量,或者可以作为在期望点从第一构件到第二构件的最小距离。在间隙具有可变高度的实施例中,该高度可以在例如间隙区域中的任何示例点处获得,但是特别是在扩散控制区域6a、6b之外(参见下文)。
对于所有器件10,层3的厚度(或者在间隙高度在内部和外扩散控制区域6a、6b之间显著变化的情况下层3的厚度分布,参见下文)可以是相同的。例如,所有间隔元件4都可以具有相同的尺寸。并且,例如,层3的厚度(和间隙5的高度)可以等于由间隔元件4限定的距离,例如,等于间隔元件4的高度。
构件1、2可以被认为分别包括隔离部分81和82。它们各自的垂直延伸加上间隔元件4之一的垂直延伸的总和限定了基底S1和S2之间的垂直距离。间隔元件4可以在隔离部分82处邻接构件2。
为了引导在构件1和2一起移动时发生的粘接材料的扩散,设置了扩散控制区域6a、6b。它们包括在间隙区G。构件m1和m2的内扩散控制部分61a、62a分别包括在内扩散控制区域6a中。构件m1和m2的外扩散控制部分61b、62b分别包括在外扩散控制区域6b中。在扩散控制区域,间隙5变宽。由于内扩散控制区域6a布置在中心部分和外扩散控制区域6b之间,间隙5在内扩散控制区域6a中向内加宽,即在朝向中心轴线A的方向上加宽,而间隙5在外扩散控制区域6b中向外加宽,即在远离中心轴线A的方向上加宽。
这样,粘接材料可以通过毛细作用力迫使保持在间隙区域G中,特别是填充内扩散控制区域6a和外扩散控制区域6b之间的间隙5。
间隙5在内扩散控制区域6a比在外扩散控制区域6b加宽得更快。这样,过量的粘接材料主要聚集在外扩散控制区域6b中;较少的过量的粘接材料聚集在内扩散控制区域6a中。
因此,表面c1和c2之间的中心体积V可以保持没有粘接材料。间隙5的加宽也可归因于间隙在扩散控制区域6a、6b中的开度角,例如,如图1中外扩散控制区域6b的角度β所示,参见细虚线。开度角β是垂直截面中的角度,例如贯穿中心部分的垂直截面中的角度,如图1的情况。开度角β是图1中在粘接材料与构件1、2接触的最外侧点(即,在外弯月面7b处)获得的构件表面的局部切面(在横截面中)之间的角度。图1中的开度角β仅共计几度,并且明显小于内扩散控制区域6a(例如在内弯月面7a处)中的开度角,该开度角大约在45°和60°之间。
有可能在间隙区域中设计构件1、2,使得通过毛细作用力,粘接材料被迫留下将内扩散控制区域6a和外扩散控制区域6b互连的缝隙。通过这种方式,可以产生通气孔。
然而,在所示实施例中,层3形成完全围绕中心部分的封闭形状。这可以用作密封中心体积V的密封环。
如图4、5所示,外扩散控制区域6b(和外扩散控制部分61b、62b)在垂直于垂直方向的横截面中描述了具有圆角的矩形。关于旋转对称设计,这也是可能的,这提供了粘接材料将构件1和2互连的增加的面积(在粘接区域B中),因此提供了所生产的器件的增加的稳定性。
构件2在穿过构件2的垂直截面中显示出在L7处的内边缘和在L6处的外边缘(如图1、2所示),其中该垂直截面穿过中心部分C1、C2并穿过间隙区G(如图1、2所示)。一条直线将内边缘和外边缘相互连接。可选地,并且如图所示,直线可以平行于横向方向对齐。这可以使得中心部分C1、C2相对于彼此的距离对晶片W1、W2的横向失准相对不敏感。并且平整度可以有助于将粘接材料施加到构件2。
为了生产单数的器件,晶片堆叠12例如沿着如图1中粗虚线所示的切割线15被分成多个部件。在图4、5中,为了更清楚起见,仅示出了一小部分直线切割线15。
在分离步骤之前,晶片堆叠12中的相邻构件对1、2之间的间隙容积20可以用填充材料填充,例如用可固化材料填充。填充后,填充材料硬化。这可以提高晶片堆叠12的增加的稳定性;并且可以(在一定程度上)防止部件在分离过程中从晶片堆叠12上松动,这可能会干扰分离步骤。
上面已经进一步描述了进一步的细节和可能的替代方案。

Claims (29)

1.一种具有晶片堆叠的光学器件,包括在被称为垂直方向的方向上彼此堆叠的第一构件和第二构件,所述第一构件和第二构件各自包括中心部分,所述第一构件至少包括邻接所述第二构件的第一间隔元件,所述器件包括间隙区域和粘接材料,其中所述间隙区域在所述中心部分的外围,并且在所述间隙区域中,在所述第一构件和第二构件之间存在间隙,所述间隙的一部分由所述粘接材料填充,所述粘接材料在包括在所述间隙区域中的粘接区域中将所述第一构件和第二构件彼此粘接,其中所述间隙的高度由所述第一间隔元件限定;
其中所述间隙区域包括:
邻接所述中心部分的内扩散控制部分,所述间隙在所述内扩散控制部分中朝向所述中心部分变宽;以及
邻接所述内扩散控制部分的外扩散控制部分,在该外扩散控制部分中所述间隙远离所述中心部分变宽。
2.根据权利要求1所述的器件,其中所述第一间隔元件和所述第一构件的中心部分一体形成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的器件,其中所述第一间隔元件完全在侧面周向地与所述粘接材料接触。
4.根据权利要求1或2所述的器件,其中所述粘接材料在所述粘接区域的内端形成弯月面。
5.根据权利要求1或2所述的器件,其中所述粘接区域在侧面完全围绕所述中心部分。
6.根据权利要求1或2所述的器件,其中所述第一构件另外包括第二间隔元件、第三间隔元件和第四间隔元件。
7.根据权利要求6所述的器件,其中所述第一间隔元件在第一接触区域中邻接所述第二构件,第二间隔元件在第二接触区域中邻接所述第二构件,第三间隔元件在第三接触区域中邻接所述第二构件,第四间隔元件在第四接触区域中邻接所述第二构件。
8.根据权利要求1或2所述的器件,其中所述第一构件附接到第一基底,并且所述第二构件附接到第二基底,其中所述第一基底和第二基底彼此平行对齐。
9.根据权利要求1或2所述的器件,其中所述中心部分中的一个具有凸形表面,并且所述中心部分中的另一个具有凹形表面,所述凸形表面和所述凹形表面面向彼此。
10.根据权利要求1或2所述的器件,其中所述中心部分中的一个包括凸透镜,并且所述中心部分中的另一个包括凹透镜。
11.一种用于生产晶片堆叠的方法,包括:
提供包括多个第一构件的第一晶片,其中所述第一构件中的每一个包括第一间隔元件;
提供包括多个第二构件的第二晶片;
相对于彼此对准所述第一晶片和第二晶片,以建立多对相互对准的相关联的第一构件和第二构件;
通过将一部分粘接材料施加到每一对的第一构件和第二构件中的一个或两个上,为每一对提供一部分粘接材料;
将所述第一晶片和第二晶片朝向彼此移动,直到每个所述第一间隔元件邻接相关联的第二构件;
对于每一对,通过移动,实现粘接材料的相应部分形成将相应的第一构件和第二构件互连的粘接材料层,其中所述层的厚度由所述第一间隔元件限定;以及
其中每一对的所述第一构件和第二构件包括被设计成建立作用在所述粘接材料的相应部分上的毛细压力的表面,所述毛细压力向内减小和向外减小。
12.根据权利要求11所述的方法,所述第一构件和第二构件各自包括中心部分,并且其中对于每一对,相应的第一间隔元件和相应的中心部分整体形成。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,包括引导所述粘接材料在针对移动时发生的扩散,其中所述引导通过毛细作用力并结合所述第一构件和第二构件的设计来实现。
14.根据权利要求11或12所述的方法,包括:对于每一对,建立作用在所述粘接材料的相应部分上的毛细压力,以将所述粘接材料的所述相应部分保持在预定区域中。
15.根据权利要求11或12所述的方法,其中通过将所述第一晶片和所述第二晶片朝向彼此移动直到所述第一间隔元件中的每一个与相关联的第二构件邻接,对于每一对,在间隙区域中,在相应的第一构件和第二构件之间建立间隙,其中所述间隙向内和向外打开。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述间隙向内打开比向外打开得更快。
17.根据权利要求11或12所述的方法,所述第一构件和第二构件各自包括中心部分,并且其中所述粘接材料层在侧面围绕所述中心部分。
18.根据权利要求11或12所述的方法,所述第一构件和第二构件各自包括中心部分,并且其中所述粘接材料层完全从侧面围绕所述中心部分。
19.根据权利要求12所述的方法,其中所述粘接材料形成密封环,并且其中所述密封环以及所述第一构件和第二构件完全隔离存在于所述中心部分之间的中心体积。
20.根据权利要求11或12所述的方法,包括制造所述第一晶片,其中所述第一晶片的制造包括使用压花工艺在第一基底上生产所述第一构件。
21.根据权利要求20所述的方法,包括在所述压花工艺中使用复制工具,对于每个所述第一构件,所述复制工具包括用于成形相应的第一间隔元件的区域。
22.根据权利要求21所述的方法,其中对于每个所述第一构件,所述复制工具包括用于由复制材料成形相应的中心部分的第一复制部位以及围绕所述第一复制部位的流动控制部位,所述流动控制部位用于控制所述复制材料的流动,并且其中,用于成形相应的第一间隔元件的所述区域位于所述第一复制部位和所述流动控制部位之间。
23.根据权利要求11或12所述的方法,其中对于每一对,相应的粘接材料层在其外围端形成弯月面,并且相应的第一间隔元件布置在所述弯月面和相应的第一中心部分之间。
24.根据权利要求11或12所述的方法,包括硬化所述粘接材料。
25.根据权利要求11或12所述的方法,包括施加压力以将所述第一晶片压向所述第二晶片。
26.根据权利要求11或12所述的方法,其中所述粘接材料层的外部边界描述了具有圆角的矩形形状。
27.根据权利要求26所述的方法,其中所述粘接材料层的外部边界描述了具有圆角的正方形形状。
28.一种用于制造器件的方法,每个器件包括彼此堆叠的第一构件和第二构件,所述方法包括根据权利要求11至27中任一项所述的方法生产晶片堆叠,所述方法还包括将所述晶片堆叠分成多个部件。
29.根据权利要求28所述的方法,包括:在分离之前,将填充材料填充到存在于相互对准的相关联的第一构件和第二构件对中的相邻构件之间的间隙体积中。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113573877B (zh) * 2019-03-12 2024-03-29 ams传感器新加坡私人有限公司 晶圆对准特征

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090159200A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Heptagon Oy Spacer element and method for manufacturing a spacer element
CN103033901A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 夏普株式会社 层叠型晶片透镜以及其制造方法、多层透镜
US20170038552A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 Qualcomm Incorporated Submicron wafer alignment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI478808B (zh) 2007-12-19 2015-04-01 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
JP4819152B2 (ja) 2008-09-25 2011-11-24 シャープ株式会社 光学素子ウエハ、光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器
JP5047243B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-10 シャープ株式会社 光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器
DE102009055083B4 (de) * 2009-12-21 2013-12-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optischer Schichtstapel und Verfahren zu dessen Herstellung
KR102208832B1 (ko) * 2012-05-17 2021-01-29 에이엠에스 센서스 싱가포르 피티이. 리미티드. 웨이퍼 스택 조립
WO2014092148A1 (ja) * 2012-12-15 2014-06-19 コニカミノルタ株式会社 レンズアレイ構造体の製造方法及びレンズアレイ構造体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090159200A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Heptagon Oy Spacer element and method for manufacturing a spacer element
CN103033901A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 夏普株式会社 层叠型晶片透镜以及其制造方法、多层透镜
US20170038552A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 Qualcomm Incorporated Submicron wafer alignment

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