遮光元件、遮光元件的製造方法及鏡頭模組的製作方法
2023-09-22 06:53:40
專利名稱：遮光元件、遮光元件的製造方法及鏡頭模組的製作方法
技術領域：
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、遮光元件的製造方法及具有該遮光元件的鏡頭模組陣列。
背景技術：
隨著攝像技術的發展，鏡頭模組與各種可攜式電子裝置如手機、攝像機、電腦等的結合，更是得到眾多消費者的青睞，所以市場對小型化鏡頭模組的需求增加。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，然後與矽晶圓製成的影像感測器電連接、封裝，然後切割，得到相機模組。然而，隨著鏡頭模組向著更加微小化發展，目前所採用的製程越來越不能滿足微型光學元件的精度要求，而且製程中經常採用的黃光、微影、蝕刻等製程對環境影響大。
發明內容
有鑑於此，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的趨勢， 並且製程成本低廉且環保的遮光元件、該遮光元件的製造方法及具有該遮光元件的鏡頭模組。一種遮光元件包括一塊透光平板及設於該透光平板上的遮光屏蔽層。該遮光屏蔽層具有一個遠離該透光平板的頂面、一個靠近該透光平板的底面及一個貫穿該頂面及底面的通光孔。該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設在該透光平板及該磁屏蔽層之間的遮光層。 該遮光屏蔽層遠離該通光孔的部分從頂面到底面依次為該磁屏蔽層及該遮光層。該遮光屏蔽層靠近該通光孔的部分從通光孔向外依次為該遮光層及該磁屏蔽層。一種遮光元件的製造方法，其包括提供一塊透光平板；於該透光平板設置多個間隔分布的陶瓷粉體層，該陶瓷粉體層具有遠離該透光平板的上表面；於該透光平板及該陶瓷粉體層上形成遮光層，該遮光層包括形成於該透光平板上的第一底面部、形成於該多個陶瓷粉體層的上表面的多個第一頂面部及形成於該多個陶瓷粉體層側壁的多個第一環狀部，該多個第一環狀部將該多個第一頂面部分別與該第一底面部相連；於該遮光層上形成磁屏蔽層，該磁屏蔽層包括形成於該第一底面部上的第二底面部、形成於該多個第一頂面部上的多個第二頂面部及形成於該多個第一環狀部側壁的多個第二環狀部，該多個第一環狀部將該多個第二頂面部分別與該第二底面部相連，且該第二底面部的遠離該透光平板的表面低於該陶瓷粉體層的上表面或者與該陶瓷粉體層的上表面處於同一平面；採用研磨的方法將突出該第二底面部的凸起部分去除，以使多個未被研磨掉的陶瓷粉體或者該多個陶瓷粉體層曝露在外；
去除該多個未被研磨掉的陶瓷粉體或者該多個陶瓷粉體層，以形成多個間隔分布的通光孔，從而形成一個遮光元件陣列；切割該遮光元件陣列以得到多個上述的遮光元件。一種鏡頭模組包括一個鏡片及一個與該鏡片疊合在一起的遮光元件。該遮光元件包括一塊透光平板及設於該透光平板上的遮光屏蔽層。該遮光屏蔽層具有一個遠離該透光平板的頂面、一個靠近該透光平板的底面及一個貫穿該頂面及底面的通光孔。該通光孔的中心軸與該鏡片的中心軸重合。該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設在該透光平板及該磁屏蔽層之間的遮光層。該遮光屏蔽層遠離該通光孔的部分從頂面到底面依次為該磁屏蔽層及該遮光層。該遮光屏蔽層靠近該通光孔的部分從通光孔向外依次為該遮光層及該磁屏蔽層。與現有技術相比，本發明所提供的遮光元件及其製造方法通過採用以陶瓷粉體作為輔助材料，以研磨的製作方式，免去了在晶圓級的鏡頭模組製程中所經常採用的黃光、微影、蝕刻等製程，使得本發明所提供的製造遮光元件的方法能夠更好的適應鏡頭模組向更加微小化發展的趨勢，製程簡單，成本低廉且環保。同時，本發明提供的遮光元件不僅具有遮光功能且可以防止外界電磁幹擾，從而可以提高具有該遮光元件的鏡頭模組的成像品質。
圖1是本發明第一實施例提供的遮光元件的立體示意圖。圖2是圖1沿II-II線的剖視圖。圖3是提供的透光平板示意圖。圖4是於圖3中的透光平板上設置濾光層示意圖。圖5是於圖4中的濾光層上形成多個間隔分布的陶瓷粉體層的示意圖。圖6是於圖5中的多個陶瓷粉體層形成遮光層的示意圖。圖7是於圖6中的遮光層上形成磁屏蔽層的示意圖，該磁屏蔽層包括自該遮光層依次向外設置的銅薄膜層及不鏽鋼薄膜層。圖8是採用研磨方法對圖7中的凸起部分進行研磨，以使多個未被研磨掉的陶瓷粉體曝露在外的示意圖。圖9是去除圖8中多個陶瓷粉體後形成的遮光元件陣列的示意圖。圖10是於圖9中的遮光元件陣列形成對位孔的示意圖。圖11是本發明第二實施例提供的鏡頭模組陣列的示意圖。圖12是切割圖11中的鏡頭模組陣列後得到的鏡頭模組的示意圖。主要元件符號說明遮光元件100遮光元件陣列 100a、300透光平板10、10a濾光層20、20a陶瓷粉體層30a遮光屏蔽層40、40a
第一表面IOla
第二表面102a
上表面301a
頂面401
底面402
通光孔403
遮光層404,404a
磁屏蔽層405,405a
第一底面部4041a
第一頂面部4042a
第一環狀部4043a
銅薄膜層4051、4051a
不鏽鋼薄膜層4053,4053a
第二底面部4055a
第二頂面部4057a
第二環狀部4059a
陶瓷粉體31a
對位孔60a、70
鏡頭模組陣列200
鏡片陣列400
鏡片80
對位結構90
鏡頭模組200b
具體實施例方式請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例所提供遮光元件100包括透光平板10及自透光平板10向外依次設置的濾光層20、遮光屏蔽層40。遮光屏蔽層40具有一個遠離透光平板10的頂面401、一個靠近透光平板10的底面402及一個貫穿頂面401及底面402的通光孔403。遮光屏蔽層40包括形成於濾光層 20的遮光層404及形成於遮光層404的磁屏蔽層405。遮光屏蔽層40遠離通光孔403的部分從頂面401底面402依次為磁屏蔽層405及遮光層404。遮光屏蔽層40靠近通光孔 403的部分從通光孔403向外依次為遮光層404及磁屏蔽層405。磁屏蔽層405包括自遮光層404依次向外的銅薄膜層4051及不鏽鋼薄膜層4053。下面將結合附圖對遮光元件100的製造方法進行詳細說明。請參閱圖3，首先提供一塊透光平板10a。透光平板IOa具有相對的第一表面IOla 及第二表面10加。本實施例中，透光平板IOa由玻璃製成。當然，透光平板IOa也可以由塑料等透光材料製成。請參閱圖4，於透光平板IOa的第一表面IOla上形成濾光層20a，以免影像感測器 (圖未示)產生雜訊。濾光層20a可採用不同的設計以實現過濾不同波長的光線。本實施例中，濾光層20a為紅外光截止濾光膜。當然，該濾光層20a也可以為低通濾光膜、紫外截止濾光膜等其它類型濾光膜或者紅外截止濾光片、紫外截止濾光片等其它類型的濾光片。當然，也可以將濾光層20a形成於透光平板IOa的第二表面10加。當然，也可以沒有濾光層 20a。請參閱圖5，於濾光層20a形成多個間隔分布的陶瓷粉體層30a。陶瓷粉體層30a 具有遠離透光平板IOa的上表面301a。具體地，首先於濾光層20a上塗覆多個間隔分布陶瓷粉體。陶瓷粉體為由磷酸鋁、二氧化矽與水組成的混合物，且磷酸鋁的重量百分比範圍為 5% 10%，二氧化矽的重量百分比範圍為40% 45%，水的重量百分比範圍為45% 50%。然後將塗敷有多個陶瓷粉體的透光平板10放置於若干雷射光源(圖未示)下，以對多個陶瓷粉體進行硬化處理，從而形成多個間隔分布的陶瓷粉體層30a。該雷射硬化溫度範圍為W00°C，80(TC]。在實施例中，採用旋轉塗布的方式將多個間隔分布的陶瓷粉體塗敷於濾光層20a上；雷射硬化溫度是500°C。請參閱圖6，於透光平板IOa及陶瓷粉體層30a上形成遮光層40 。遮光層40 包括形成於透光平板IOa上的第一底面部4041a、形成於多個陶瓷粉體層30a的上表面301a 的多個第一頂面部404 及形成於多個陶瓷粉體層30a的側壁的多個第一環狀部4043a。 多個第一環狀部4043a將多個第一頂面部404 分別與第一底面部4041a相連。優選地， 本實施例中，採用濺鍍的方法於陶瓷粉體層30a上形成厚度均勻的遮光層40 ，且遮光層 404a的材料為鉻。當然，也可以採用蒸鍍等其它鍍膜方法來形成遮光層40 ，當然，遮光層 404a的材料也可以氮化鈦等其它可以吸收光線的材料。請參閱圖7，於遮光層40 上形成磁屏蔽層40 ，從而形成具有遮光層40 及磁屏蔽層40 的遮光屏蔽層40a。磁屏蔽層40 可以防止外界電磁波幹擾影像感測器工作。 磁屏蔽層40 包括形成於第一底面部4041a上的第二底面部4055a、形成於多個第一頂面部4042a上的多個第二頂面部4057a及形成於多個第一環狀部4043a側壁上的多個第二環狀部4059a。多個第二環狀部4059a將多個第二頂面部4057a分別與第二底面部405 相連，且第二底面部4055a的遠離透光平板IOa的表面低於陶瓷粉體層30a的上表面301a或者與陶瓷粉體層30a的上表面301a處於同一平面。優選地，本實施例中，採用濺鍍的方法於遮光層40 形成厚度均勻的磁屏蔽層40 ，且磁屏蔽層40 包括自遮光層404依次向外形成的厚度均勻的銅薄膜層4051a及不鏽鋼薄膜層4053a。不鏽鋼薄膜層4053a不僅可以屏蔽磁場，還可以防止銅薄膜層4051a被氧化，從而提高了磁屏蔽層40 的屏蔽效能。 當然，也可以採用蒸鍍等其它鍍膜方法來形成磁屏蔽層40fe。當然，磁屏蔽層40 的材料也可以為鐵、鋁、鎳、鐵鎳軟磁合金或鐵鋁合金等其它可屏蔽磁場材料。當然，第二底面部 4055a的遠離透光平板IOa的表面也可以與陶瓷粉體層30a的上表面301a處於同一平面。請參閱圖8，採用研磨的方法將突出第二底面部4055a的凸起部分去除，以使多個未被研磨掉的陶瓷粉體31a曝露在外。當然，若第二底面部405 遠離透光平板10的表面與陶瓷粉體層30a的上表面301a處於同一平面，則，研磨後多個陶瓷粉體層30a會曝露在外。請參閱圖9，去除多個未被研磨掉的陶瓷粉體31a，以形成多個通光孔403，從而形成遮光元件陣列100a。本實施例中，採用研磨方法將多個未被研磨掉的陶瓷粉體31a去除。 當然，也可以採用酒精或丙酮等溶劑將陶瓷粉體31a去除。
當然，若研磨後多個陶瓷粉體層30a曝露在外，則，去除多個未被研磨掉的多個陶瓷粉體層30a後，也可以形成多個通光孔403，從而形成遮光元件陣列100a。切割遮光元件陣列100a，從而得到多個遮光元件100 (參閱圖2)。遮光元件100的製造方法通過採用以陶瓷粉體作為輔助材料，以研磨的製作方式，免去了製程中所經常採用的黃光、微影、蝕刻等製程，使得遮光元件100的製造方法能夠更好的適應鏡頭模組陣列(圖未示)向更加微小化發展的趨勢，製程簡單，成本低廉且環保。同時，遮光元件100不僅具有遮光、濾光功能且可以防止外界電磁幹擾，從而可以提高具有遮光元件100的鏡頭模組的成像品質。優選地，請參閱圖10，為了更好地將遮光元件陣列IOOa與鏡片陣列(圖未示)對位，以使多個通光孔403的中心軸與鏡片陣列的多個鏡片的中心軸一一對準，本實施例中， 遮光元件陣列IOOa還設有兩個貫穿遮光屏蔽層40a、濾光層20a及透光平板IOa的對位孔 60a。當然，對位孔60a的個數也可以為三個、四個等更多個，可以根據需要來設計。請參閱圖11，其為本發明第二實施例提供的鏡頭模組陣列200。鏡頭模組陣列200 包括一個具有多個遮光元件100的遮光元件陣列300及一個與遮光元件陣列300疊合在一起的鏡片陣列400。遮光元件陣列300與遮光元件陣列IOOa的製作方法及結構大體相同，不同之處在於每兩個通光孔403之間均有對位孔70。鏡片陣列400包括多個鏡片80及多個對位結構90。本實施例中，多個對位結構 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也可以為凸起。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，多個通光孔403的中心軸與多個鏡片80的中心軸一一重合，最後切割成多個鏡頭模組 200b (參閱圖1 。每一鏡頭模組200b均包括一個鏡片80及一個與該鏡片80疊合在一起的遮光元件100。當然，也可以在遮光元件陣列300與鏡片陣列400之間設一個間隔片陣列(圖未示)。該間隔片陣列具有多個間隔分布的通孔，該多個通孔的中心軸與多個鏡片80的中心軸及多個通光孔403的中心軸一一重合。當然，也可以先將遮光元件陣列300與多個鏡片陣列疊合在一起，然後與具有多個影像感測器的矽晶圓壓合封裝，最後切割成多個相機模組。另外，本領域技術人員還可以在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種遮光元件，其包括一塊透光平板及設於該透光平板上的遮光屏蔽層，該遮光屏蔽層具有一個遠離該透光平板的頂面、一個靠近該透光平板的底面及一個貫穿該頂面及底面的通光孔，其特徵在於，該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設在該透光平板及該磁屏蔽層之間的遮光層，且該遮光屏蔽層遠離該通光孔的部分從頂面到底面依次為該磁屏蔽層及該遮光層，該遮光屏蔽層靠近該通光孔的部分從該通光孔向外依次為該遮光層及該磁屏蔽層。
2.如權利要求1所述的遮光元件，其特徵在於該磁屏蔽層包括自該遮光層向外依次設置的銅膜層及不鏽鋼膜層。
3.如權利要求1所述的遮光元件，其特徵在於該遮光層包括鉻層或氮化鉻層。
4.如權利要求1所述的遮光元件，其特徵在於該遮光元件進一步包括夾設於該透光平板及該遮光屏蔽層之間的濾光層。
5.一種遮光元件的製造方法，其包括提供一塊透光平板；於該透光平板設置多個間隔分布的陶瓷粉體層，該陶瓷粉體層具有遠離該透光平板的上表面；於該透光平板及該陶瓷粉體層上形成遮光層，該遮光層包括形成於該透光平板上的第一底面部、形成於該多個陶瓷粉體層的上表面的多個第一頂面部及形成於該多個陶瓷粉體層側壁的多個第一環狀部，該多個第一環狀部將該多個第一頂面部分別與該第一底面部相連；於該遮光層上形成磁屏蔽層，該磁屏蔽層包括形成於該第一底面部上的第二底面部、 形成於該多個第一頂面部上的多個第二頂面部及形成於該多個第一環狀部側壁的多個第二環狀部，該多個第一環狀部將該多個第二頂面部分別與該第二底面部相連，且該第二底面部的遠離該透光平板的表面低於該陶瓷粉體層的上表面或者與該陶瓷粉體層的上表面處於同一平面；採用研磨的方法將突出該第二底面部的凸起部分去除，以使多個未被研磨掉的陶瓷粉體或者該多個陶瓷粉體層曝露在外；去除該多個未被研磨掉的陶瓷粉體或者該多個陶瓷粉體層，以形成多個間隔分布的通光孔，從而形成一個遮光元件陣列；切割該遮光元件陣列以形成多個如權利要求1所述的遮光元件。
6.如權利要求5所述的遮光元件的製造方法，其特徵在於該陶瓷粉體層的陶瓷粉體為磷酸鋁、二氧化矽與水的混合物，其中，磷酸鋁的重量百分比範圍為5% 10%，二氧化矽的重量百分比範圍為40% 45%，水的重量百分比範圍為45^-50 ^
7.如權利要求5所述的遮光元件的製造方法，其特徵在於該磁屏蔽層包括自該遮光層向外依次設置的銅薄膜層及不鏽鋼薄膜層。
8.如權利要求5所述的遮光元件的製造方法，其特徵在於採用酒精或丙酮將該未被研磨掉的陶瓷粉體或者該多個陶瓷粉體層去除。
9.一種鏡頭模組，其包括一個鏡片；及一個與該鏡片疊合在一起的遮光元件，該遮光元件包括一塊透光平板及設於該透光平板上的遮光屏蔽層，該遮光屏蔽層具有一個遠離該透光平板的頂面、一個靠近該透光平板的底面及一個貫穿該頂面及底面的通光孔，該通光孔的中心軸與該鏡片的中心軸重合，該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設在該透光平板及該磁屏蔽層之間的遮光層，且該遮光屏蔽層遠離該通光孔的部分從頂面到底面依次為該磁屏蔽層及該遮光層，該遮光屏蔽層靠近該通光孔的部分從通光孔向外依次為該遮光層及該磁屏蔽層。
10.如權利要求9所述的鏡頭模組，其特徵在於該磁屏蔽層包括自該遮光層向外依次設置的銅薄膜層及不鏽鋼薄膜層。
全文摘要
本發明涉及一種遮光元件，其包括透光平板及設於該透光平板上的遮光屏蔽層。該遮光屏蔽層具有頂面、底面及貫穿該頂面及底面的通光孔。該遮光屏蔽層包括磁屏蔽層及夾設在該透光平板及該磁屏蔽層之間的遮光層。該遮光屏蔽層遠離該通光孔的部分從頂面到底面依次為該磁屏蔽層及該遮光層，該遮光屏蔽層靠近該通光孔的部分從通光孔向外依次為該遮光層及該磁屏蔽層。本發明還涉及該遮光元件的製造方法及具有該遮光元件的鏡頭模組。
文檔編號G12B17/04GK102236114SQ20101015851
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者裴紹凱 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司