TWI452349B - 透鏡結構及其製作方法 - Google Patents

Description

透鏡結構及其製作方法

本發明是有關於一種光學結構及其製作方法，且特別是關於一種透鏡結構及其製作方法。

隨著多媒體的迅速發展，使用者對各種電子裝置的功能性要求愈來愈高。由於現今照像與攝影功能通常整合於各種電子裝置中，例如整合於行動電話、筆記型電腦、平板電腦等可攜式電子裝置中，因此感光模組(包括透鏡結構以及感光元件)須盡量地縮小，以符合可攜式電子裝置的小型化要求。

目前行動電話、筆記型電腦及平板電腦的透鏡結構已做得相當的小，而可達到晶片(chip)等級的尺寸。此種尺寸的透鏡結構可利用類似於晶圓製程的方式來大量生產。因此，此種透鏡結構又可稱為晶圓級透鏡(wafer lens)結構。於製作此種透鏡結構時，通常會先製作透鏡群結構，並透過透鏡群結構之黏合層暫時固定透鏡群結構於移除用模上以進行後續切割步驟，使透鏡群結構分割成彼此分離的多個透鏡結構。於切割步驟後，再將彼此分離的多個透鏡結構再次透過黏合層而分別與多個感測元件黏合，以形成多個感光模組。然而，在對透鏡群結構進行切割時，由於水氣會透過黏合層滲入透鏡群結構中，進而影響後續形成之透鏡結構的品質。

本發明提供一種透鏡結構的製作方法，其所製作出的透鏡結構具有良好的品質。

本發明提供一種透鏡結構，其具有良好的品質。

本發明提供一種透鏡結構的製作方法，其包括以下步驟。提供透鏡群結構。透鏡群結構包括透光基板、配置於透光基板上的第一黏合層、配置於透光基板與第一黏合層之間的第一間隔層、以及配置於透光基板與第一間隔層之間的第一透鏡層。第一透鏡層具有多個第一透鏡，第一間隔層具有多個第一貫孔，第一貫孔分別曝露出第一透鏡。固化部份的第一黏合層，而使被固化的部份的第一黏合層形成多個阻擋圖案，每一阻擋圖案環繞每一第一貫孔。移除部分的透光基板、部分的第一間隔層以及部分的第一黏合層，而使任意二相鄰的阻擋圖案之間存在一空隙，並同時形成多個透鏡結構。每一透鏡結構具有至少一第一透鏡。

本發明提供一種透鏡結構，其包括透光基板、配置於透光基板上的第一黏合層、配置於透光基板與第一黏合層之間的第一間隔層以及配置於透光基板與第一間隔層之間的第一透鏡層，其中第一透鏡層具有至少一第一透鏡，第一間隔層具有至少一第一貫孔，第一貫孔曝露出第一透鏡，第一黏合層具有至少一阻擋圖案，阻擋圖案環繞第一貫孔。

在本發明之一實施例中，前述之形成阻擋圖案的方法包括以雷射照射部份的第一黏合層，以使部份的第一黏合 層固化，而形成阻擋圖案。

在本發明之一實施例中，前述之每一阻擋圖案的形狀為封閉環形。

在本發明之一實施例中，前述之透鏡結構的製作方法，其中在移除部分的透光基板、部分的第一間隔層以及部分的第一黏合層前，更包括下列步驟。於透光基板上形成離型層以及移除用膜，其中第一黏合層位於離型層與透光基板之間，且離型層位於移除用膜與透光基板之間。

在本發明之一實施例中，前述之透鏡群結構更包括配置於第一透鏡層與第一間隔層之間的第二黏合層。

在本發明之一實施例中，前述之第二黏合層的邊緣實質上與第一間隔層的邊緣切齊。

在本發明之一實施例中，前述之透鏡群結構更包括配置於透光基板上的第二透鏡層，第一透鏡層與第二透鏡層分別位於透光基板的相對兩側，且第二透鏡層具有多個第二透鏡，且每一第二透鏡相對每一第一透鏡設置。

在本發明之一實施例中，前述之透鏡群結構更包括配置於透光基板上的第二間隔層，第二透鏡層位於第二間隔層與透光基板之間，且第二間隔層具有多個第二貫孔，第二貫孔分別曝露出第二透鏡。

在本發明之一實施例中，前述之透鏡群結構更包括配置於透光基板上的第三黏合層，且第三黏合層位於第二間隔層與第二透鏡層之間。

在本發明之一實施例中，前述之第一黏合層更具有與 阻擋圖案連接之至少一黏合圖案，黏合圖案的黏性大於阻擋圖案的黏性。

基於上述，本發明一實施例之透鏡結構的製作方法中藉由在移除部分的透光基板、部分的第一間隔層以及部分的第一黏合層前，先在第一黏合層中形成阻擋圖案。可使外界水氣在移除部分的透光基板、部分的第一間隔層以及部分的第一黏合層的過程中不易滲入透鏡結構中，進而使透鏡結構具有良好的品質。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1F為本發明一實施例之透鏡結構的製作流程的上視示意圖。圖2A至圖2F為本發明一實施例之透鏡結構的製作流程的剖面示意圖。特別是，圖2A至圖2F是根據圖1A至圖1F的剖線A-A’所繪的剖面圖。首先，提供透鏡群結構，此透鏡群結構可以是如圖1A至圖1C以及圖2A至圖2C所示之製作流程來製作。

請參照圖1A及圖2A，首先，形成第一透鏡層120於透光基板110的表面S1上，其中第一透鏡層120具有多個第一透鏡122。透光基板110可以是玻璃基板、透光塑膠基板或是其他適當透光材質的基板。在本實施例中，透光基板110係以玻璃基板作為舉例說明，其中玻璃基板例如為玻璃圓片(glass wafer)。此外，形成第一透鏡層120的 方法可以是使用壓模製程將透光材料(未繪示)形成於透光基板110的表面S1上，並以模具(未繪示)下壓。接著，再藉由曝光照射使透光材料硬化，以形成第一透鏡122。但本發明不以此為限。在其他實施例中，當透光基板110的材質為透光塑膠基板時，形成第一透鏡122的方法亦可以是藉由模版沖壓或壓印的方式，如此一來，透光基板110以及第一透鏡122可以是一體成形。

此外，在本實施例中，第一透鏡122可以是如圖2A繪示的平凸透鏡，其中平凸透鏡的凸面背向透光基板110。然而，在其他實施例中，第一透鏡122也可採用凹透鏡的設計，此部分依使用者的需求與設計而定。另外，第一透鏡122的焦距可藉由形成於透光基板110上之透光材料的量、或是可透過控制第一透鏡122的表面曲率來決定。

請參照圖1B及圖2B，接著，於第一透鏡層120上形成第一間隔層130，其中第一間隔層130具有多個第一貫孔W1。在本實施例中，每一第一貫孔W1曝露出一個第一透鏡122。此外，第一間隔層130的材質可選用透光或不透光的材質。此處，不透光的材質泛指一般具備低穿透率之材質(例如是遮光材質或吸光材質)，而並非用以限定穿透率為0%之材質。

在本實施例中，第一間隔層130的材質例如是選用不透光的材質，以遮擋外在環境之雜散光，並降低影像光的雜訊，從而提高第一透鏡122成像的訊雜比(signal-to-noise ratio,SNR)。當然，第一間隔層130除了可具有前述遮擋 外在環境之雜散光之功效外，其亦可作為後續透鏡結構與感測基板進行連接時支撐之用。另外，第一間隔層130的厚度需視第一透鏡122所需的焦距以及使用者的設計需求而定，其中第一間隔層130之厚度需大於第一透鏡122之厚度。

此外，透鏡群結構可進一步包括第二黏合層140，其中第一間隔層130例如是透過第二黏合層140而固定於第一透鏡層120上。在本實施例中，第二黏合層140亦曝露出第一透鏡122，且第二黏合層140的邊緣實質上與第一間隔層130的邊緣切齊，但本發明不以此為限。

請參照圖1C及圖2C，本實施例之透鏡群結構可進一步包括如上述方式製作的第二透鏡層150、第二間隔層160以及第三黏合層170，其中第二透鏡層150配置於透光基板110的另一表面S2上，且表面S2相對於表面S1。此外，第二透鏡層150具有多個第二透鏡152，且每一第二透鏡152相對每一第一透鏡122設置。詳言之，第二透鏡152的軸心可對應第一透鏡122的軸心配置。另外，第二透鏡152可以是採用如圖2C繪示的平凸透鏡，其中此平凸透鏡的凸面背向透光基板110。然而，在其他實施例中，第二透鏡152也可採用凹透鏡的設計，第二透鏡152的形式端視使用者的需求與設計而定。

本實施例之第二間隔層160配置於透光基板110上，且第二透鏡層150位於第二間隔層160與透光基板110之間。此外，第二間隔層160具有多個第二貫孔W2，第二 貫孔W2分別曝露出第二透鏡152。另外，第二間隔層160的厚度需視第二透鏡152所需的焦距以及使用者的設計需求而定，其中第二間隔層160之厚度需大於第二透鏡152之厚度。

本實施例之第三黏合層170位於第二間隔層160與第二透鏡層150之間，且第二間隔層160例如是透過第三黏合層170而固定於第一透鏡層120上。此外，第三黏合層170亦曝露出第二透鏡152，且第三黏合層170的邊緣實質上與第二間隔層160的邊緣切齊，但本發明不以此為限。

另外，為了與其他元件黏合，透鏡群結構還包括配置於第一間隔層130上的第一黏合層180，其中第一間隔層130位於第二黏合層140與第一黏合層180之間。需說明的是，第二黏合層140以及第三黏合層170在分別與對應的構件黏合後即可被固化，而第一黏合層180為了與其他元件(例如影像感測元件)黏合需具有黏性。

另外，在本實施例中，藉由進一步地配置離型層190於第一黏合層180上，並使第一黏合層180位於離型層190與第一間隔層130之間。於此本實施例之透鏡群結構LG即初步完成。離型層190是用以提升其與其他構件之離型(或分離)能力。如此一來，在後續製程中完成多個透鏡結構後，透鏡結構可利用離型層190順利地與移除用模(未繪示)分離。

請參照圖1D及圖2D，在提供透鏡群結構LG後，接著，固化部份的第一黏合層180，而使被固化的部份的第 一黏合層180形成多個阻擋圖案PB。在本實施例中，每一阻擋圖案PB的面積A_P 小於每一第一黏合層180的面積A₁₈₀ ，且每一阻擋圖案PB環繞每一第一貫孔W1。此外，每一阻擋圖案PB的形狀例如是一封閉環形，其中封閉環形可以是如圖1D所示之矩形，或者是圓形、三角形或其他任意的封閉形狀。進一步而言，在本實施例中，呈封閉環形的每一阻擋圖案PB於透光基板110上的正投影是環繞每一第一透鏡122的正投影。

在本實施例中，形成阻擋圖案PB的方法包括以雷射(未繪示)照射部份的第一黏合層180，以使部份的第一黏合層180受熱固化，而形成阻擋圖案PB。進一步而言，本實施例之第一黏合層180更具有與阻擋圖案PB連接之至少一黏合圖案PA，且黏合圖案PA的黏性大於阻擋圖案PB的黏性。換言之，雖然部份之第一黏合層180會被固化，但第一黏合層180之黏合圖案PA仍具有黏性，進而使後續方形成之透鏡結構仍可黏合圖案PA與其它構件黏合。請參照圖1E及圖2E，接著，將透鏡群結構LG與移除用膜RF暫時地黏合，以利後續移除步驟的進行，其中離型層190位於第一黏合層180與移除用膜RF之間。需說明的是，在本實施例中，是在阻擋圖案PB形成後，再將透鏡群結構LG與移除用膜RF暫時黏合。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，亦可在透鏡群結構LG與移除用膜RF暫時黏合後，再形成阻擋圖案PB。具體而言，在其他實施例中，可先將透鏡群結構LG與移除用膜RF暫 時黏合，接著，再使雷射從移除用膜RF往第一黏合層180的方向照射，以形成多個阻擋圖案PB。

請參照圖1F及圖2F，接著，移除部分的透光基板110、部分的第一間隔層130以及部分的第一黏合層180，而使任意二相鄰的阻擋圖案PB之間存在一空隙H，並同時形成多個透鏡結構L。每一透鏡結構L具有至少一第一透鏡152。在本實施例中，在形成透鏡結構L前，更包括移除部分的第二間隔層160、部分的第三黏合層170、部分的第二透鏡層150、部分的第一透鏡層120以及部分的第二黏合層140，並曝露出部份的離型層190。在本實施例中，移除上述膜層的方法例如是藉由刀具切割。值得一提的是，在上述的移除步驟中，固化之阻擋圖案PB可阻擋水氣滲入各透鏡結構L與移除用膜RF之間的空間R，進而使本實施例之透鏡結構L不易產生因水氣所導致的品質問題。

要說明的是，雖然本發明以上述實施例舉例說明，然而，本發明並不以上述之透鏡結構以及上述透鏡結構的製作方法為限。凡是藉由在第一黏合層180中形成多個阻擋圖案PB，以阻擋外界的水氣在移除步驟中進入各透鏡結構L中而影響各透鏡結構L的品質，均屬本發明所保護之範疇。

另外，上述之透鏡結構L可與感光元件212黏合而形成感光模組M。圖3為本發明一實施例之感光模組的剖面示意圖。請參照圖2F及圖3，將多個彼此分離之透鏡結構 L與移除用膜RF分離，並再次透過第一黏合層180將透鏡結構L與感光元件212黏合，便可形成感光模組M。上述將透鏡結構L與移除用膜RF分離時，可離型層190與移除用膜RF可同時自第一黏合層180上移除。此時，離型層190的配置可使此處透鏡結構L與移除用膜RF更容易分離。此外，透過第一黏合層180之黏性較大的黏合圖案PA可使透鏡結構L與感光元件212緊密地黏合。

在本實施例中，感光元件212例如是互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)感測器或電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)。在透鏡結構L與感測基板210黏合後，感光元件212設置於第一透鏡122之有效焦距的位置，從而能接收到清楚的影像。需說明的是，上述實施例是逐一地將彼此分離之多個透鏡結構L與多個感光元件212貼合，以形成多個感光模組M。但本發明不以此為限，在其他實施例中，為簡化製程步驟，可先將具有多個阻擋圖案PB之透鏡群結構LG直接貼附於具有多個感光元件212之感測基板上，再進行切割步驟，以形成彼此分離的多個感光模組M。

綜上所述，本發明可藉由固化部分的第一黏合層，以在進行移除步驟時，阻擋水氣滲入透鏡群結構中，進而使透鏡結構具有良好的成像品質。同時，利用第一黏合層未固化的部分，提供與其他構件(包括移除用膜以及具有，感光元件的基板)良好黏合的能力。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧透光基板

120‧‧‧第一透鏡層

122‧‧‧第一透鏡

130‧‧‧第一間隔層

140‧‧‧第二黏合層

150‧‧‧第二透鏡層

152‧‧‧第二透鏡

160‧‧‧第二間隔層

170‧‧‧第三黏合層

180‧‧‧第一黏合層

190‧‧‧離型層

210‧‧‧感測基板

212‧‧‧感光元件

LG‧‧‧透鏡群結構

L‧‧‧透鏡結構

M‧‧‧感光模組

RF‧‧‧移除用膜

PA‧‧‧黏合圖案

PB‧‧‧阻擋圖案

W1‧‧‧第一貫孔

W2‧‧‧第二貫孔

R‧‧‧空間

S1、S2‧‧‧表面

A_P 、A₁₈₀ ‧‧‧面積

H‧‧‧空隙

A-A’‧‧‧剖線

圖1A至圖1F為本發明一實施例之透鏡結構的製作流程上視示意圖。

圖2A至圖2F分別為圖1A至圖1F中A-A’剖線的剖面示意圖。

圖3為本發明一實施例之感光模組的剖面示意圖。

110‧‧‧透光基板

120‧‧‧第一透鏡層

122‧‧‧第一透鏡

130‧‧‧第一間隔層

140‧‧‧第二黏合層

150‧‧‧第二透鏡層

152‧‧‧第二透鏡

160‧‧‧第二間隔層

170‧‧‧第三黏合層

180‧‧‧第一黏合層

190‧‧‧離型層

LG‧‧‧透鏡群結構

L‧‧‧透鏡結構

RF‧‧‧移除用膜

PA‧‧‧黏合圖案

PB‧‧‧阻擋圖案

W1‧‧‧第一貫孔

W2‧‧‧第二貫孔

R‧‧‧空間

H‧‧‧空隙

A-A’‧‧‧剖線

Claims (16)

1. 一種透鏡結構的製作方法，包括：提供一透鏡群結構，該透鏡群結構包括一透光基板、配置於該透光基板上的一第一黏合層、配置於該透光基板與該第一黏合層之間的一第一間隔層、以及配置於該透光基板與該第一間隔層之間的一第一透鏡層，其中該第一透鏡層具有多個第一透鏡，該第一間隔層具有多個第一貫孔，該些第一貫孔分別曝露出該些第一透鏡；固化部份的該第一黏合層，而使被固化的部份的該第一黏合層形成多個阻擋圖案，每一該阻擋圖案環繞每一該第一貫孔，其中未被固化的部份的該第一黏合層形成與該阻擋圖案連接之至少一黏合圖案，該黏合圖案的黏性大於該阻擋圖案的黏性；以及移除部分的該透光基板、部分的該第一間隔層以及部分的該第一黏合層，而使任意二相鄰的該些阻擋圖案之間存在一空隙，並同時形成多個透鏡結構，其中每一該透鏡結構具有至少一該第一透鏡。
2. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡結構的製作方法，其中形成該些阻擋圖案的方法包括：以雷射照射部份的該第一黏合層，以使部份的該第一黏合層固化，而形成該些阻擋圖案。
3. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡結構的製作方法，其中每一該阻擋圖案的形狀為一封閉環形。
4. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡結構的製作方 法，其中在移除部分的該透光基板、部分的該第一間隔層以及部分的該第一黏合層前，更包括下列步驟：於該透光基板上形成一離型層以及一移除用膜，其中該第一黏合層位於該離型層與該透光基板之間，且該離型層位於該移除用膜與該透光基板之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡結構的製作方法，其中該透鏡群結構更包括配置於該第一透鏡層與該第一間隔層之間的一第二黏合層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之透鏡結構的製作方法，其中該第二黏合層的邊緣實質上與該第一間隔層的邊緣切齊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡結構的製作方法，其中該透鏡群結構更包括配置於該透光基板上的一第二透鏡層，該第一透鏡層與該第二透鏡層分別位於該透光基板的相對兩側，且該第二透鏡層具有多個第二透鏡，且每一該第二透鏡相對每一該第一透鏡設置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之透鏡結構的製作方法，其中該透鏡群結構更包括配置於該透光基板上的一第二間隔層，該第二透鏡層位於該第二間隔層與該透光基板之間，且該第二間隔層具有多個第二貫孔，該些第二貫孔分別曝露出該些第二透鏡。
9. 如申請專利範圍第7項所述之透鏡結構的製作方法，其中該透鏡群結構更包括配置於該透光基板上的一第三黏合層，且該第三黏合層位於該第二間隔層與該第二透 鏡層之間。
10. 一種透鏡結構，包括：一透光基板；一第一黏合層，配置於該透光基板上；一第一間隔層，配置於該透光基板與該第一黏合層之間；以及一第一透鏡層，配置於該透光基板與該第一間隔層之間，其中該第一透鏡層具有至少一第一透鏡，該第一間隔層具有至少一第一貫孔，該第一貫孔曝露出該第一透鏡，該第一黏合層具有至少一阻擋圖案，該阻擋圖案環繞該第一貫孔，該第一黏合層更具有與該阻擋圖案連接之至少一黏合圖案，該黏合圖案的黏性大於該阻擋圖案的黏性。
11. 如申請專利範圍第10項所述之透鏡結構，其中該阻擋圖案的形狀為一封閉環形。
12. 如申請專利範圍第10項所述之透鏡結構，更包括：一第二黏合層，配置於該第一透鏡層與該第一間隔層之間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之透鏡結構，其中該第二黏合層的邊緣實質上與該第一間隔層的邊緣切齊。
14. 如申請專利範圍第10項所述之透鏡結構，更包括配置於該透光基板上的一第二透鏡層，該第一透鏡層與該第二透鏡層分別位於該透光基板的相對兩側，且該第二透鏡層具有多個第二透鏡，且每一該第二透鏡相對每一該第一透鏡設置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之透鏡結構，更包括配置於該透光基板上的一第二間隔層，該第二透鏡層位於該第二間隔層與該透光基板之間，且該第二間隔層具有多個第二貫孔，該些第二貫孔分別曝露出該些第二透鏡。
16. 如申請專利範圍第15項所述之透鏡結構，更包括配置於該透光基板上的一第三黏合層，且該第三黏合層位於該第二間隔層與該第二透鏡層之間。