TWI437344B - 製造遮光元件陣列之方法 - Google Patents

Description

製造遮光元件陣列之方法

本發明涉及一種光學元件，尤其涉及一種晶圓級(wafer level)遮光元件陣列、遮光元件陣列之製造方法及具有該遮光元件陣列之鏡頭模組陣列。

隨著攝像技術之發展，鏡頭模組與各種便攜式電子裝置如行動電話、攝像機、電腦等之結合，更得到眾多消費者之青睞，所以市場對小型化鏡頭模組之需求增加。

目前小型化鏡頭模組多採用精密模具等製程製造出微型光學元件，然後與矽晶圓製成之影像傳感器電連接、封裝，然後切割，得到相機模組。

惟，隨著鏡頭模組向著更加微小化發展，目前所採用之製程越來越不能滿足微型光學元件之精度要求，而且製程中經常採用之黃光、微影、蝕刻等製程對環境影響大。

有鑒於此，有必要提供一種能夠更好地適應鏡頭模組向更加微小化發展之趨勢，並且製程成本低廉且環保之遮光元件陣列、該遮光元件陣列之製造方法方法及具有該遮光元件陣列之鏡頭模組陣列。

一種遮光元件陣包括一塊透光平板及設於該透光平板上之遮光屏蔽層。該遮光屏蔽層具有複數間隔分佈之通光孔。該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設於該透光平板及該磁屏蔽層之間之遮光層。

一種製造遮光元件陣列之方法，其包括：(1)提供一塊透光平板；(2)於該透光平板上設置遮光層；(3)於該遮光層上形成磁屏蔽層；(4)於該磁屏蔽層上塗敷陶瓷粉體層，該陶瓷粉體層包括複數間隔分佈之中央區域及圍繞該複數中央區域之週邊區域；(5)採用鐳射硬化之方式將該週邊區域上之陶瓷粉體進行硬化；(6)去除該複數中央區域上之陶瓷粉體；(7)對該瓷屏蔽層及遮光層進行蝕刻，以使與該複數中央區域正對之透光平板曝露於外；(8)去除該被鐳射硬化過之陶瓷粉體，以形成一遮光元件陣列。

一種鏡頭模組陣列包括：一鏡片陣列及一與該鏡片陣列疊合於一起之遮光元件陣列。該鏡片陣列包括複數鏡片。該遮光元件陣列包括一塊透光平板及設於該透光平板上之遮光屏蔽層。該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設於該透光平板及該磁屏蔽層之間之遮光層。該遮光屏蔽層具有複數間隔分佈之通光孔。該複數通光孔之中心軸與該複數鏡片之中心軸一一重合。

與先前技術相比，本發明所提供之遮光元件陣列及其製造方法藉由採用以陶瓷粉體作為輔助材料，以鐳射法硬化該陶瓷粉體之製作方式，免去了於晶圓級之鏡頭模組製程中所經常採用之黃光、微影、蝕刻等製程，使得本發明所提供之製造遮光元件陣列之方法能夠更好地適應鏡頭模組向更加微小化發展之趨勢，製程簡單，成本低廉且環保。同時，本發明提供之遮光元件陣列不僅具有遮光功能且可以防止外界電磁干擾，從而可以提高具有該遮光元件陣列之鏡頭模組陣列之成像品質。

100、300‧‧‧遮光元件陣列

10‧‧‧透光平板

20‧‧‧濾光層

30‧‧‧遮光屏蔽層

301‧‧‧遮光層

303‧‧‧磁屏蔽層

305‧‧‧通光孔

3031‧‧‧銅薄膜層

3033‧‧‧不銹鋼薄膜層

101‧‧‧第一表面

102‧‧‧第二表面

40‧‧‧陶瓷粉體層

401‧‧‧中央區域

402‧‧‧週邊區域

50‧‧‧鐳射光源

403‧‧‧陶瓷粉體

200‧‧‧鏡頭模組陣列

60、70‧‧‧對位孔

400‧‧‧鏡片陣列

305a‧‧‧通光孔

80‧‧‧鏡片

90‧‧‧對位結構

圖1係本發明第一實施例提供之遮光元件陣列之立體示意圖。

圖2係圖1沿II-II線之剖視圖。

圖3係圖2中遮光元件陣列之製造方法之流程圖。

圖4係提供之透光平板示意圖。

圖5係於圖4中之透光平板上設置濾光層示意圖。

圖6係於圖5中之濾光層上形成遮光層之示意圖。

圖7係於圖6中之遮光層上形成磁屏蔽層之示意圖，該磁屏蔽層包括自該遮光層依次向外設置之銅層及不銹鋼層。

圖8係於圖7中之不銹鋼層上塗敷陶瓷粉體層之示意圖，該陶瓷粉體層具有複數間隔分佈之中央區域及圍繞該複數中央區域之週邊區域。

圖9係對圖8中之週邊區域上之陶瓷粉體進行硬化處理之示意圖。

圖10係將圖9中之複數中央區域上之陶瓷粉體去除之示意圖。

圖11係對圖10中之磁屏蔽層及遮光層進行蝕刻，以使與該複數中央區域正對之濾光層曝露於外之示意圖。

圖12係於圖2中之遮光片陣列形成對位孔之示意圖。

圖13係本發明第二實施例提供之鏡頭模組陣列之示意圖。

請參閱圖1及圖2，其為本發明第一實施例所提供遮光片陣列100。遮光片陣列100包括透光平板10及自透光平板10向外依次設置之濾光層20、遮光屏蔽層30。遮光屏蔽層30包括自濾光層20向外依次設置之遮光層301及磁屏蔽層303。遮光屏蔽層30具有複數間隔分佈之通光孔305。磁屏蔽層303包括自遮光層301依次向外之銅薄膜層3031及不銹鋼層3033。

請參閱圖3，其為遮光元件陣列100之製造方法之流程圖。該方法包括以下步驟：(1)提供一塊透光平板；(2)於該透光平板上設置遮光層；(3)於該遮光層上形成磁屏蔽層；(4)於該磁屏蔽層上塗敷陶瓷粉體層，該陶瓷粉體層包括複數間隔分佈之中央區域及圍繞該複數中央區域之週區域；(5)採用鐳射硬化之方式將該週邊區域上之陶瓷粉體進行硬化；(6)去除該複數中央區域上之陶瓷粉體； (7)對該瓷屏蔽層及遮光層進行蝕刻，以使與該複數中央區域正對之透光平板曝露於外；(8)去除該被鐳射硬化過之陶瓷粉體，以形成一遮光元件陣列。

下面將對遮光元件陣列100之製造方法進行詳細說明。

請參閱圖4，首先提供一塊透光平板10。該透光平板10具有相對之第一表面101及第二表面102。本實施例中，透光平板10由玻璃製成。當然，透光平板10亦可由塑膠等透光材料製成。

請參閱圖5，於透光平板10之第一表面101上設置濾光層20，以免影像感測器(圖未示)產生雜訊。濾光層20可採用不同之設計以實現過濾不同波長之光線。本實施例中，濾光層20為紅外光截止濾光膜。當然，該濾光層20亦可以為低通濾光膜、紫外截止濾光膜等其他類型濾光膜或者紅外截止濾光片、紫外截止濾光片等其他類型之濾光片。當然，亦可以將濾光層20設置於透光平板10之第二表面102。當然，亦可以不設置濾光層20。

請參閱圖6，於濾光層20形成上遮光層301。本實施例中，採用濺鍍之方法於濾光層20形成遮光層301，且遮光層301之材料為鉻。當然，亦可以採用蒸鍍等其他鍍膜方法來形成遮光層301，當然，遮光層301之材料亦可以氮化鈦等其他可以吸收光線之材料。

請參閱圖7，於遮光層301上形成磁屏蔽層303，從而形成具有遮光層301及磁屏蔽層303之遮光屏蔽層30。磁屏蔽層303可以防止外界電磁波干擾影像感測器工作。本實施例中，採用濺鍍之方法於遮光層30形成磁屏蔽層303，且磁屏蔽層303包括自遮光層301 依次向外形成之銅薄膜層3031及不銹鋼薄膜層3033。不銹鋼薄膜層3033不僅可以屏蔽磁場，還可以防止銅薄膜層3031被氧化，從而提高了磁屏蔽層303之屏蔽效能。當然，亦可以採用蒸鍍等其他鍍膜方法來形成磁屏蔽層303。當然，磁屏蔽層303之材料亦可以為鐵、鋁、鎳、鐵鎳軟磁合金或鐵鋁合金等其他可屏蔽磁場材料。

請參閱圖8及圖9，於磁屏蔽層303上塗敷陶瓷粉體層40。陶瓷粉體層40包括複數間隔分佈之中央區域401及圍繞複數中央區域401之週邊區域402。陶瓷粉體層40之陶瓷粉體為磷酸鋁、二氧化矽與水之混合物，其中，磷酸鋁之重量百分比範圍為：5%~10%，二氧化矽之重量百分比範圍為：40%~45%，水之重量百分比範圍為：45%~50%。本實施例中，採用旋轉塗佈之方式將陶瓷粉體層40塗敷於磁屏蔽層303上。

將該塗敷有該陶瓷粉體層40之透光平板10放置於複數鐳射光源50下，對週邊區域402上之陶瓷粉體進行初步硬化處理，以形成被鐳射初步硬化過之陶瓷粉體403，該鐳射硬化溫度範圍為[100℃，200℃]。於本發明中，該鐳射硬化溫度係130℃。

請參閱圖10，去除該複數中央區域401上之陶瓷粉體，以留下週邊區域402上之陶瓷粉體403作為後續蝕刻過程中之保護層。本實施例中，使用純水將複數中央區域401上之陶瓷粉體去除。

請參閱圖11，將形成於透光平板10之磁屏蔽層303及遮光層301進行蝕刻，以使與複數中央區域401正對之濾光層20被暴露於外。即，對遮光屏蔽層30進行蝕刻，以使遮光屏蔽層30具有複數與複數中央區域401一一正對之通光孔305。

去除週邊區域402上之陶瓷粉體403，以形成遮光元件陣列100(參閱圖2)。於去除週邊區域402上之陶瓷粉體403之前，將具有陶瓷粉體403之透光平板10放入溫度範圍為[250℃，1000℃]之高溫爐(圖未示)內進行再次硬化。再次硬化之後，採用酒精或丙酮等溶劑將被再次硬化之陶瓷粉體403去除。本實施例中，該高溫爐之溫度為280℃，採用酒精將被再次硬化之之陶瓷粉體403去除。

當然，若製造遮光元件陣列100時，透光平板10未設置濾光層20，或者濾光層20設置於透光平板10之第二表面102，蝕刻後，與複數中央區域401正對之透光平板10被暴露於外。

遮光元件陣列100之製造方法藉由採用以陶瓷粉體作為輔助材料，以鐳射法硬化該陶瓷粉體之製作方式，免去了製程中所經常採用之黃光、微影、蝕刻等製程，使得遮光元件陣列100之製造方法能夠更好地適應鏡頭模組陣列(圖未示)向更加微小化發展之趨勢，製程簡單，成本低廉且環保。同時，遮光元件陣列100不僅具有遮光、濾光功能且可以防止外界電磁干擾，從而可以提高具有遮光元件陣列100之鏡頭模組陣列之成像品質。

優選地，請參閱圖12，為了更好地將遮光元件陣列100與鏡片陣列(圖未示)對位，以使複數通光孔305之中心軸與鏡片陣列之複數鏡片之中心軸一一對準，本實施例中，磁屏蔽層303還設有兩個貫穿遮光屏蔽層30、濾光層20及透光平板10之對位孔60。當然，對位孔60之個數亦可以為三個、四個等更多個，可以根據需要來設計。

請參閱圖13，其為本發明第二實施例提供之鏡頭模組陣列200。 鏡頭模組陣列200包括一遮光片陣列300及一與遮光片陣列300疊合於一起之鏡片陣列400。

遮光元件陣列300與遮光元件陣列100之製作方法及結構大體相同，不同之處於於：每兩個通光孔305a之間均有對位孔70。

鏡片陣列400包括複數鏡片80及複數對位結構90。本實施例中，複數對位結構90為通孔，且每兩個鏡片80之間均有對位結構90。當然，對位結構90亦可以為凸起。

對位孔70與對位結構90相配合，以使遮光元件陣列300與鏡片陣列400疊合時，複數通光孔305a之中心軸與複數鏡片80之中心軸一一重合，最後切割成複數鏡頭模組。

當然，亦可以於遮光元件陣列300與鏡片陣列400之間設一間隔片陣列(圖未示)。該間隔片陣列具有複數間隔分佈之通孔，該複數通孔之中心軸與複數鏡片80之中心軸及複數通光孔305a之中心軸一一重合。

當然，亦可以先將遮光元件陣列300與複數鏡片陣列疊合於一起，然後與具有複數影像感測器之矽晶圓壓合封裝，最後切割成複數相機模組。

另外，本領域技術人員還可以於本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含於本發明所要求保護之範圍之內。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之 精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧遮光元件陣列

10‧‧‧透光平板

20‧‧‧濾光層

30‧‧‧遮光屏蔽層

301‧‧‧遮光層

303‧‧‧磁屏蔽層

305‧‧‧通光孔

3031‧‧‧銅薄膜層

3033‧‧‧不銹鋼薄膜層

Claims (5)

1. 一種製造遮光元件陣列之方法，其包括：(1)提供一塊透光平板；(2)於該透光平板上設置遮光層；(3)於該遮光層上形成磁屏蔽層；(4)於該磁屏蔽層上塗敷陶瓷粉體層，該陶瓷粉體層包括複數間隔分佈之中央區域及圍繞該複數中央區域之週邊區域；(5)採用鐳射硬化之方式將該週邊區域上之陶瓷粉體進行硬化；(6)去除該複數中央區域上之陶瓷粉體；(7)對該磁屏蔽層及遮光層進行蝕刻，以使與該複數中央區域正對之透光平板曝露於外；(8)去除該被鐳射硬化過之陶瓷粉體，以形成一遮光元件陣列。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造遮光元件陣列之方法，其中：該陶瓷粉體層之陶瓷粉體為磷酸鋁、二氧化矽與水之混合物，其中，磷酸鋁之重量百分比範圍為：5%~10%，二氧化矽之重量百分比範圍為：40%~45%，水之重量百分比範圍為：45%~50%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製造遮光元件陣列之方法，其中：該鐳射硬化之溫度範圍係[100℃，200℃]。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造遮光元件陣列之方法，其中：該製造遮光元件陣列之方法進一步包括於步驟(7)與(8)之間進行一將具有該被鐳射硬化過之陶瓷粉體之透光平板放入高溫爐中，以使該被鐳射硬化過之陶瓷粉體被再次硬化之步驟。
5. 如申請專利範圍第4項所述之製造遮光元件陣列之方法，其中：該高溫爐 之溫度範圍係[250℃，1000℃]。