專利名稱：透鏡模塊及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體科技，特別是涉及一種透鏡模塊。
背景技術：
圖1A為一傳統的透鏡模塊的剖面圖。在圖1A中， 一玻璃基底1是用 以形成一透鏡模塊10。多個透鏡模塊10可形成于玻璃基底1上。透鏡模塊 lO具有一第一透鏡組件ll、 一第二透鏡組件12、與一玻璃部分13，其中玻 璃基底1是位于第一透鏡組件11與第二透鏡組件12之間，第一透鏡組件11 與第二透鏡組件12是由透明的聚合物第二透鏡組件12所形成。
圖1B為傳統的透鏡模塊10和用以形成透鏡模塊10的模仁20與30的 剖面圖。模仁20具有一圖形21，圖形21是用以形成透鏡模塊IO的第一透 鏡組件ll;而模仁30則具有一圖形31，圖形31是用以形成透鏡模塊10的 第二透鏡組件12。
透鏡模塊10是通過下列步驟所形成。首先，將一透鏡材料(未繪示)置于 玻璃基底1的一第一表面la上。然后，將模仁20置于玻璃基底1的第一表 面la上，并以圖形21壓印上述透鏡材料，接下來對己成形的透鏡材料施以 固化處理，以完成透鏡模塊10的第一透鏡組件11。接下來，將相同的透鏡 材料(未繪示)置于模仁30的圖形31上。然后，將玻璃基底1與模仁20的組 合結構移至模仁30，而使玻璃基底1的一第二表面lb(第一表面la的相反表 面)接觸模仁30的圖形31，以壓印模仁30的圖形31上的上述透鏡材料，并 使其成形，接下來對已成形的透鏡材料施以固化處理，以完成透鏡模塊10 的第二透鏡組件12。至此，已完成透鏡模塊10。最后，將帶有透鏡模塊10 的玻璃基底1與模仁20、 30分離。
如前所述，透鏡模塊10的制造需要很多的工藝步驟。透鏡模塊10的第 -透鏡組件11是經過了二次的固化處理，因此其可能受到了過度的硬化。 透鏡模塊10的第一透鏡組件11的過度硬化會至少引發兩個問題。其一是第一透鏡組件11會發生收縮變形，其二是第一透鏡組件11會發生顏色黃化。 上述問題很有可能會對透鏡模塊10的光學性能造成不良影響。另外，透鏡
模塊10并不是一個均質的透鏡，因為第一透鏡組件11與第二透鏡組件12 均為聚合物，而玻璃部分13則是玻璃(玻璃部分13即是位于第一透鏡組件 11與第二透鏡組件12之間的玻璃基底1)。聚合物與玻璃具有不同的折射系 數，在兩者之間的界面會發生光的全反射。因此，在透鏡模塊10中是具有 兩個玻璃/聚合物界面，而會對透鏡模塊10的透光率造成不良影響。還有， 針對透鏡模塊10形成壩狀結構(dam stmcture)(未繪示)及/或遮光罩(light shidd)時，則會需要增加更多的工藝步驟。
發明內容
有鑒于此，本發明的實施例是提供透鏡模塊及其制造方法，可改善透鏡 模塊的光學性能，并減少制造此一透鏡模塊所需的工藝步驟。
本發明的一實施例是提供一種透鏡模塊，包含 一基底，具有一貫穿孔 于其中；以及一透鏡結構，嵌于上述貫穿孔中。
本發明的另一實施例是提供一種透鏡模塊的制造方法。首先，提供一基 底，上述基底具有一貫穿孔。然后，提供一第一模仁(molding die)與一第二 模仁，上述第一模仁具有對應于上述貫穿孔的一第一透鏡圖形，上述第二模 仁具有對應于上述貫穿孔的一第二透鏡圖形。接下來，將上述基底置于上述 第一模仁上，其中上述基底的上述貫穿孔與上述第一透鏡圖形對準。接下來， 將一透鏡材料置于上述貫穿孔內及上述第一透鏡圖形上。接著，將上述第二 模仁置于上述基底上并壓印(imprinting)上述透鏡材料。上述第二透鏡圖形是 與上述基底的上述貫穿孔對準，且使上述透鏡材料成形而成為一透鏡結構， 上述透鏡結構通過上述第一透鏡圖形與上述第二透鏡圖形而嵌入上述貫穿 孔中。最后，將上述第一模仁、在上述貫穿孔中包括上述透鏡結構的上述基 底、與上述第二模仁分離。
與現有技術相比，本發明透鏡模塊及其制造方法的有益效果在于， 改善透鏡模塊的光學性能，并減少制造此一透鏡模塊所需的工藝步驟。
圖1A為一剖面圖，示出一傳統的透鏡模塊。
圖IB為一剖面圖，示出圖1A所示的傳統的透鏡模塊及用以形成該傳統
的透鏡模塊的模仁。
圖2A 2C為一系列的剖面圖，示出本發明較佳實施例的透鏡模塊。
圖3為一剖面圖，示出本發明較佳實施例的透鏡模塊的應用。
圖4A 4C為一系列的剖面圖，示出圖2A所示的透鏡模塊的一例示的制
造方法。
圖5為一剖面圖，示出圖2B所示的透鏡模塊及用以形成該透鏡模塊的模仁。
圖6為一剖面圖，示出圖2C所示的透鏡模塊及用以形成該透鏡模塊的模仁。
其中，附圖標記說明如下
1 玻璃基底la 第一表面
lb 第二表面10 透鏡模塊
11 第一透鏡組件12 第二透鏡組件
13~玻璃部分20 模仁21 圖形
30~模仁31 圖形
100~基底no 貫穿孔
200 透鏡結構210 透鏡本體
250~透鏡材料300 透鏡結構
310 透鏡本體320~連接構件
400~透鏡結構410 透鏡本體
420 連接構件430~壩狀結構
500 半導體基底510 間隔物
610 模仁611 透鏡本體圖形
615~透鏡圖形620~模仁
621 透鏡本體圖形625 透鏡圖形
710~模仁711 透鏡本體圖形
712 連接構件圖形715 透鏡圖形
720~模仁721 透鏡本體圖形722 連接構件圖形 810 模仁
725~透鏡圖形
812 連接構件圖形 815 透鏡圖形
811 透鏡本體圖形 813 壩狀結構圖形 820~模仁
821 透鏡本體圖形 823 壩狀結構圖形
822 連接構件圖形 825 透鏡圖形
具體實施例方式
為讓本發明的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下-
在以下的敘述中，所謂的實質上均質，指在設計上期望為均質，但在實 際實行中卻難以達成數學上或理論上"完全地均質"，而當變動的范圍落于 對應的標準或規格所訂定的允許范圍內，就應視為均質。本發明所屬技術領 域中具有普通知識的人士應當了解依據不同的性質、條件、需求等等，上述 對應的標準或規格會有所不同，故下文中并未列出特定的標準或規格。
圖2A 2C為一系列的剖面圖，示出本發明較佳實施例的透鏡模塊。
在圖2A中，所示透鏡模塊包含一基底100與一透鏡結構200。基底100 包含一貫穿孔110，而透鏡結構200則嵌于貫穿孔110中。因此，透鏡結構 200可以是均質或實質上均質，其內并未含有基底的任何一部分，而防止入 射的光線因界面的全反射而遭受損失，并改善本發明較佳實施例的透鏡模塊 的光學性能。
基底IOO可以是透明基底、半透明基底、或不透光基底。基底100的材
質可以玻璃或是其它的材質。在本實施例中，基底ioo為透明的玻璃基底。
透鏡結構200的材質可以是任何已知的透明的聚合物。在本實施例中，透鏡 結構200包含一透鏡本體210，透鏡本體210直接與貫穿孔110的側壁連接。 在本實施例中，透鏡本體210為一雙凸透鏡；而在其它實施例中，透鏡本體 210亦可以是其它種類的透鏡，例如平凸透鏡、彎月形透鏡、凹透鏡、或其 它已知種類的透鏡。
與圖2A所示的透鏡模塊相比，圖2B所示的透鏡模塊是以一透鏡結構 300來取代嵌于貫穿孔110中的透鏡結構200。在圖2B中，透鏡結構300包含一透鏡本體310與一連接構件320，連接構件320連接透鏡本體310與貫 穿孔110的側壁。在本實施例中，透鏡本體310是位于貫穿孔110的中央區， 且被連接構件320所圍繞；在其它實施例中，透鏡本體310的一部分可直接 連接貫穿孔110的側壁的一部分，而連接構件320則連接透鏡本體310的其 它部分與貫穿孔110的側壁的其它部分。在本實施例中，透鏡本體310為一 雙凸透鏡；而在其它實施例中，透鏡本體310亦可以是其它種類的透鏡，例 如平凸透鏡、彎月形透鏡、凹透鏡、或其它已知種類的透鏡。
與圖2A所示的透鏡模塊相比，圖2C所示的透鏡模塊是以一透鏡結構 400來取代嵌于貫穿孔110中的透鏡結構200。在圖2C中，透鏡結構400包 括一透鏡本體410、 一連接構件420、與一壩狀結構430。壩狀結構430是位 于貫穿孔110的至少一部分的側壁上，并延伸至貫穿孔110以外的區域。在 某些實施例中，壩狀結構430可用于阻擋不需要的入射光。連接構件420則 連接透鏡本體410與壩狀結構430。在本實施例中，透鏡本體410為一雙凸 透鏡；而在其它實施例中，透鏡本體410亦可以是其它種類的透鏡，例如平 凸透鏡、彎月形透鏡、凹透鏡、或其它已知種類的透鏡。
在本實施例中，壩狀結構430是置于貫穿孔110的全部的側壁上，并延 伸至貫穿孔110以外的區域；而壩狀結構430則圍繞連接構件420;而連接 構件420則圍繞透鏡本體410。在某些情況中，部分的透鏡本體410可直接 連接部分的壩狀結構430，而連接構件420則連接透鏡本體410的其它部分 與壩狀結構430的其它部分。
在某些實施例中，壩狀結構430可置于貫穿孔110的部分側壁上，并延 伸至貫穿孔110以外的區域。在某些情況中， 一部分的透鏡本體410可直接 連接部分未連接壩狀結構430的貫穿孔110的側壁，而透鏡本體410的其它 部分則通過連接構件420而與壩狀結構430及未連接壩狀結構430的貫穿孔 110的側壁的其它部分連接。在某些情況中，連接構件420連接透鏡本體410 與壩狀結構430及貫穿孔110的側壁的其它部分。
圖3為一剖面圖，示出繪示于圖2A的透鏡模塊的應用。在圖3中，圖 2A所示的透鏡模塊置于一半導體基底500的上方，并由兩者之間的多個間 隔物510所支持。多個透鏡本體210是分別對應半導體基底500上或其中的 多個感光組件(未繪示)。在其它的實施例中，可以相同的方法將繪示于圖2A及/或圖2B半導體基底500所示的透鏡模塊置于半導體基底500的上方。 圖4A 4C為一系列的剖面圖，示出圖2A所示的透鏡模塊的一示例的制
造方法。
在圖4A中，提供一基底100與一模仁610，其中基底100內具有貫穿 孔110，而模仁610則具有一透鏡圖形615，透鏡圖形615是對應于貫穿孔 110。透鏡圖形615具有一透鏡本體圖形611，透鏡本體圖形611包含圖2A 所示的透鏡模塊的透鏡本體210的一輪廓。然后，將基底100的貫穿孔110 與模仁610的透鏡圖形615對準，并將基底100置于模仁610上。
在圖4B中，將一透鏡材料250置于貫穿孔110中及透鏡圖形615上。 透鏡材料250優選為一可加熱固化的透明聚合物、或是可經紫外光照射而固 化的一透明聚合物。
在圖4C中，是提供一模仁620，模仁620具有一透鏡圖形625，透鏡圖 形625是對應于貫穿孔110。透鏡圖形625具有一透鏡本體圖形621，透鏡 本體圖形621包括圖2A所示的透鏡模塊的透鏡本體210的一輪廓。在本實 施例中，模仁610與620均包括用以制造圖2A所示的透鏡模塊的透鏡本體 210的透鏡圖形；在某些實施例中，僅模仁610與620其中之一具有用以制 造圖2A所示的透鏡模塊的透鏡本體210的透鏡圖形，而另一個則支撐基底 100與透鏡材料250，但不具有包括透鏡本體210的一輪廓的透鏡本體圖形。
接下來，將模仁620的透鏡圖形625與基底100的貫穿孔110對準，然 后將模仁620置于基底100上。此時，使示于圖4B的透鏡材料250成形， 而成為嵌于貫穿孔110中的透鏡結構200。
在一較佳的實施例中，需要一固化的步驟來硬化透鏡結構200。上述固 化步驟可在將模仁610、在貫穿孔110中包括透鏡結構200的基底100、與 模仁620分離之前或之后實施，且優選為在上述分離步驟之前實施以避免在 固化步驟的過程中，透鏡結構200的輪廓發生變化。上述固化步驟的實施可 使用紫外光的照射或加熱(熱處理)。在本實施例中，在將模仁610、在貫穿 孔110包括透鏡結構200的基底100、與模仁620分離之前，以紫外光的照 射來固化透鏡結構200。在上述固化步驟后，將模仁610、在貫穿孔110包 括透鏡結構200的基底100、與模仁620分離，而完成圖2A所示的透鏡結 構。受惠于圖2A所示的透鏡結構的制造僅需要最多一道的固化步驟，可以
避免透鏡結構200的過度硬化、收縮變形、及顏色黃化，并可減少工藝步驟。
圖2B與圖2C所示的透鏡模塊的制造，亦可使用等效于前文對圖4A 4C 所作敘述的步驟與分別符合其透鏡模塊的模仁。
在圖5中，示出圖2B所示的透鏡結構及其適用的模仁710與720。模 仁710具有一透鏡圖形715，透鏡圖形715對應于貫穿孔110。透鏡圖形715 具有一透鏡本體圖形711與一連接構件圖形712，連接構件圖形712連接于 透鏡本體圖形711。透鏡本體圖形711包括透鏡本體310的一輪廓，連接構 件圖形712則包括連接構件320的一輪廓。在本實施例中，透鏡本體310被 連接構件320圍繞，因此透鏡本體圖形711被連接構件圖形712圍繞；在其 它實施例中，透鏡本體圖形711與連接構件圖形712的排列決定于透鏡本體 310與連接構件320的預定的排列方式。
模仁720具有一透鏡圖形725，透鏡圖形725對應于貫穿孔110。透鏡 圖形725具有一透鏡本體圖形721與一連接構件圖形722，連接構件圖形722 連接于透鏡本體圖形721。透鏡本體圖形721包括透鏡本體310的一輪廓， 連接構件圖形722則包括連接構件320的一輪廓。在本實施例中，透鏡本體 310被連接構件320所圍繞，因此透鏡本體圖形721被連接構件圖形722所 圍繞；在其它實施例中，透鏡本體圖形721與連接構件圖形722的排列決定 于透鏡本體310與連接構件320的預定的排列方式。
在本實施例中，模仁710與720均包括用以制造透鏡本體310的透鏡本 體圖形、與用以制造連接構件320的連接構件圖形；在某些實施例中，僅模 仁710與720其中之一具有用以制造透鏡本體310的透鏡本體圖形、與用以 制造連接構件320的連接構件圖形；而另一個模仁則在工藝中支撐基底100 與一透鏡材料(未繪示)，但不具有用以制造透鏡本體310的透鏡本體圖形、 與用以制造連接構件320的連接構件圖形。
在圖6中，示出圖2C所示的透鏡結構及其適用的模仁810與820。模 仁810具有一透鏡圖形815，透鏡圖形815對應于貫穿孔110。透鏡圖形815 具有一透鏡本體圖形811、 一壩狀結構圖形813、與一連接構件圖形812，連 接構件圖形812連接透鏡本體圖形811與壩狀結構圖形813。因此，壩狀結 構430可與透鏡本體410與連接構件420同時制造，也就是不需要額外的工藝步驟來制造壩狀結構430。
透鏡本體圖形811具有透鏡本體410的一輪廓，連接構件圖形812則具 有連接構件420的一輪廓，而壩狀結構圖形813則具有壩狀結構430的一輪 廓。在本實施例中，壩狀結構430圍繞連接構件420，且連接構件420圍繞 透鏡本體410;因此，壩狀結構圖形813圍繞連接構件圖形812，且連接構 件圖形812圍繞透鏡本體圖形811。在其它實施例中，透鏡本體圖形811、 連接構件圖形812、與壩狀結構圖形813的排列決定于透鏡本體410、連接 構件420、與壩狀結構430的預定的排列方式。
模仁820具有一透鏡圖形825，透鏡圖形825對應于貫穿孔110。透鏡 圖形825具有一透鏡本體圖形821、 一壩狀結構圖形823、與一連接構件圖 形822，連接構件圖形822連接透鏡本體圖形821與壩狀結構圖形823。透 鏡本體圖形821具有透鏡本體410的一輪廓，連接構件圖形822則具有連接 構件420的一輪廓，而壩狀結構圖形823則具有壩狀結構430的一輪廓。在 本實施例中，壩狀結構430圍繞連接構件420，且連接構件420圍繞透鏡本 體410;因此，壩狀結構圖形823圍繞連接構件圖形822，且連接構件圖形 822圍繞透鏡本體圖形821。在其它實施例中，透鏡本體圖形821、連接構件 圖形822、與壩狀結構圖形823的排列決定于透鏡本體410、連接構件420、 與壩狀結構430的預定的排列方式。
在本實施例中，模仁810與820均包括用以制造透鏡本體410的透鏡本 體圖形、用以制造連接構件420的連接構件圖形、與用以制造壩狀結構430 的壩狀結構圖形；在某些實施例中，僅模仁810與820其中之一具有用以制 造透鏡本體410的透鏡本體圖形、用以制造連接構i牛420的連接構件圖形、 與用以制造壩狀結構430的壩狀結構圖形;而另一個則在工藝中支撐基底100 與一透鏡材料(未繪示)，但不具有用以制造透鏡本體410的透鏡本體圖形、 用以制造連接構件420的連接構件圖形、與用以制造壩狀結構430的壩狀結 構圖形。
如前所述，本發明的透鏡模塊及其制造方法的功效是提供均質或實質上 均質的透鏡結構、改善透鏡模塊的光學性能、并減少制造透鏡模塊所需的工
藝步驟。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有普通知識的人士，在不脫離本發明的精神和范圍 內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視后附的權利要求 書所界定的范圍為準。
權利要求
1. 一種透鏡模塊，包含一基底，具有一貫穿孔；以及一透鏡結構，嵌于該貫穿孔中。
2. 如權利要求1所述的透鏡模塊，其中該透鏡模塊實質上為均質。
3. 如權利要求1所述的透鏡模塊，其中該透鏡結構包含一透鏡本體，該 透鏡本體直接連接該貫穿孔的側壁。
4. 如權利要求1所述的透鏡模塊，其中該透鏡結構包括 一透鏡本體；以及一連接構件，該連接構件連接該透鏡本體與該貫穿孔的側壁。
5. 如權利要求4所述的透鏡模塊，其中該透鏡本體由該連接構件圍繞。
6. 如權利要求1所述的透鏡模塊，其中該透鏡結構包括 一透鏡本體；一壩狀結構，該壩狀結構位于該貫穿孔的至少一部分的側壁上，并延伸 至該貫穿孔以外的區域；以及一連接構件，該連接構件連接該透鏡本體與該壩狀結構。
7. 如權利要求1所述的透鏡模塊，其中該壩狀結構圍繞該連接構件，且 該連接構件圍繞該透鏡本體。
8. —種透鏡模塊的制造方法，包括 提供一基底，該基底具有一貫穿孔；提供一第一模仁與一第二模仁，該第一模仁具有對應于該貫穿孔的一第 一透鏡圖形，該第二模仁具有對應于該貫穿孔的一第二透鏡圖形；將該基底置于該第一模仁上，其中該基底的該貫穿孔是與該第一透鏡圖 形對準；將一透鏡材料置于該貫穿孔內及該第一透鏡圖形上；將該第二模仁置于該基底上并壓印該透鏡材料，其中該第二透鏡圖形與 該基底的該貫穿孔對準，且使該透鏡材料成形而成為一透鏡結構，該透鏡結 構通過該第一透鏡圖形與該第二透鏡圖形而嵌入該貫穿孔中；以及將該第一模仁、在該貫穿孔中包括該透鏡結構的該基底、與該第二模仁
9.如權利要求8所述的透鏡模塊的制造方法，還包括在將該第一模仁、在該貫穿孔中包括該透鏡結構的該基底、與該第二模仁分離之前或之后，對該透鏡結構進行固化處理。
10. 如權利要求9所述的透鏡模塊的制造方法，其中該透鏡結構的固化 是通過紫外光的照射或加熱。
11. 如權利要求8所述的透鏡模塊的制造方法，其中該透鏡結構包括一透鏡本體，該透鏡本體直接連接該貫穿孔的側壁；以及該第一透鏡圖形與該第二透鏡圖形的至少其中之一具有一透鏡本體圖 形，該透鏡本體圖形包括該透鏡本體的一輪廓。
12. 如權利要求8所述的透鏡模塊的制造方法，其中該透鏡結構包括一透鏡本體與一連接構件，該連接構件連接該透鏡本體與該貫穿孔的側壁；以及該第一透鏡圖形與該第二透鏡圖形的至少其中之一具有一透鏡本體圖 形與一連接構件圖形，該連接構件圖形連接該透鏡本體圖形；其中該透鏡本體圖形包括該透鏡本體的一輪廓；以及該連接構件圖形包括該連接構件的一輪廓。
13. 如權利要求12所述的透鏡模塊的制造方法，其中該透鏡本體由該連接構件圍繞；以及 該透鏡本體圖形由該連接構件圖形圍繞。
14. 如權利要求8所述的透鏡模塊的制造方法，其中 該透鏡結構包括一透鏡本體、 一壩狀結構、與一連接構件，該壩狀結構位于該貫穿孔的至少一部分的側壁上，并延伸至該貫穿孔以外的區域，該連 接構件連接該透鏡本體與該壩狀結構；以及該第一透鏡圖形與該第二透鏡圖形的至少其中之一具有一透鏡本體圖 形、 一壩狀結構圖形、與連接于該透鏡本體圖形與該壩狀結構圖形之間的一 連接構件圖形；其中該透鏡本體圖形包括該透鏡本體的一輪廓；該連接構件圖形包括該連接構件的一輪廓；以及該壩狀結構圖形包括該壩狀結構的一輪廓。
15.如權利要求14所述的透鏡模塊的制造方法，其中 該壩狀結構圍繞該連接構件，且該連接構件圍繞該透鏡本體；以及 該壩狀結構圖形圍繞該連接構件圖形，且該連接構件圖形圍繞該透鏡本體圖形。
全文摘要
本發明公開一種透鏡模塊及其制造方法。上述透鏡模塊包括一基底，具有一貫穿孔于其中；以及一透鏡結構，嵌于上述貫穿孔中。本發明透鏡模塊及其制造方法的有益效果在于，改善透鏡模塊的光學性能，并減少制造此一透鏡模塊所需的工藝步驟。
文檔編號H01L21/00GK101521215SQ20081012889
公開日2009年9月2日 申請日期2008年6月24日 優先權日2008年2月28日
發明者康為纮, 張家揚, 李俞慧, 郭蓉蓉 申請人:采鈺科技股份有限公司