生產(chǎn)透鏡晶片的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】生產(chǎn)透鏡晶片的方法和設(shè)備
[0001] 說明書 本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)，特別是模壓，透鏡晶片的方法和設(shè)備，該透鏡晶片具有如權(quán)利要 求1和5所要求的多個微透鏡。
[0002] 微透鏡首先被用于要求光學(xué)聚焦裝置的設(shè)備，例如，蜂窩電話的攝像機。由于微型 化的壓力，功能區(qū)域?qū)⒆兊迷絹碓叫?。微透鏡越要被微型化，微透鏡的光學(xué)正確生產(chǎn)就變得 越困難，因為對于要被理想地大量生產(chǎn)的微透鏡來說，同時還存在巨大的成本壓力。
[0003] 光學(xué)系統(tǒng)可由靜態(tài)和/或動態(tài)凸透鏡或凹透鏡組成。微透鏡可被一個個地模壓在 對應(yīng)的載體基板上或中或者是一大塊晶片的一部分。因此，這些大塊的晶片構(gòu)成了無載體 透鏡場。在這方面，無載體意味著透鏡不需要被成形在它們自己的載體上。相反，通過上和 /或下壓模沿著對應(yīng)的表面使透鏡材料變形成透鏡場，該透鏡場是自我支撐的。通過使用這 些無載體透鏡場加速了不斷前進的微型化。無載體透鏡場在一方面提供了在更薄的透鏡的 光學(xué)設(shè)計方面的更大靈活性，并且在另一方面提供了生產(chǎn)中的高精度。另外，它們被生產(chǎn)在 一片中、將透鏡和載體彼此結(jié)合、能被容易地拿起、運輸和彼此連接。將透鏡晶片從對應(yīng)的 模壓模具或從模壓壓模分離是主要技術(shù)問題。
[0004] 本發(fā)明的目標(biāo)是發(fā)明一種設(shè)備和方法，通過該設(shè)備和方法改善透鏡晶片的分離， 尤其是在全自動過程中。
[0005] 該目標(biāo)是通過權(quán)利要求1和5的特征實現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有 利的發(fā)展。在說明書、權(quán)利要求書和/或附圖中給出的至少兩個特征的全部組合也落在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。在給定的值范圍內(nèi)，所指出的極限內(nèi)的值也被認為是像邊界值一樣被公開 并且可以任何組合的方式被要求保護。
[0006] 本發(fā)明基于的想法是：在透鏡晶片的固化之前在第一和第二模壓壓模之間布置至 少一個釋放元件，該釋放元件用于使固化的透鏡晶片從該第一和/或第二模壓壓模分離。 通過在本發(fā)明的權(quán)利要求中的這種措施，在第一和第二模壓壓模之間放置模壓團的時間和 /或?qū)⒌谝缓偷诙簤耗１舜藢?zhǔn)的時間和/或?qū)δ簣F進行模壓或者模壓壓模相對彼 此移動的時間被用于定位/布置至少一個釋放元件。如本發(fā)明中的權(quán)利要求所述，這使得 可以在模壓團的固化之后立即開始透鏡晶片的分離。因此，在本發(fā)明的權(quán)利要求中所述的 設(shè)備和本發(fā)明的權(quán)利要求中所述的方法尤其適合于大塊透鏡晶片。
[0007] 換句話說，本發(fā)明由以下組成：在如本發(fā)明的權(quán)利要求中所述的透鏡晶片的原 始成形之前，將工具，尤其是釋放元件，安裝在上和下模壓壓模之間，使得在尤其是大塊的 透鏡晶片的原始成形中，在原始成形后的透鏡晶片和所述工具之間形成牢固的連接。借助 這種牢固的連接，尤其有利的是可以將透鏡晶片從下和/或上模壓壓模分離。
[0008] 因此本發(fā)明尤其適合于用在無載體透鏡晶片中。
[0009] 本發(fā)明的一個重要的優(yōu)點是，將尤其是無載體透鏡晶片從上和/或下模壓壓模上 釋放可被至少很大程度上無損傷地執(zhí)行并且對于適合于大量生產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)計來說這種釋 放可被自動執(zhí)行。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個有利的實施例，規(guī)定了釋放元件具有作用部分，該作用部分具 有一個面?zhèn)?，該面?zhèn)鹊耐廨喞怀尚螢槭沟迷撟饔貌糠挚杀欢ㄎ辉诜墙Y(jié)構(gòu)化的區(qū)域中，該 非結(jié)構(gòu)化的區(qū)域尤其被定位在用于微透鏡的原始成形的下和/或上透鏡模具外側(cè)的下和/ 或上壓模的邊緣上。以這種方式，用于分離的釋放元件所要求的該動作區(qū)域可被布置成使 得不減少在透鏡晶片上的微透鏡產(chǎn)量。
[0011] 這里，尤其有利的是，至少在作用部分中的該面?zhèn)壬系尼尫旁哂械?尤 其是標(biāo)準(zhǔn)的）厚度d小于透鏡晶片的模壓厚度。透鏡晶片的模壓厚度尤其小于2000 μπ?，優(yōu)選地小于1500 μLη，更優(yōu)選地是小于1000 μπι，最優(yōu)選地是小于500 μιη。這里，優(yōu)選的 是，厚度d大于1/5,優(yōu)選地大于1/3,優(yōu)選地大于1/2的模壓厚度，最優(yōu)選地大于透鏡晶片 的 3/4。
[0012] 在至少一個下釋放元件被設(shè)計成與下壓模的一個邊緣部分接觸并且一個上釋放 元件被設(shè)計成與邊緣部分接觸以將透鏡晶片從上和下壓模分離的程度上，其中所述邊緣部 分尤其是間隔開的，優(yōu)選是相對的，一次可以有至少一個單獨的釋放元件，使得每個釋放元 件可被理想地定位成與相應(yīng)的壓模相對。
[0013] 下面提供本發(fā)明權(quán)利要求中所述的方法步驟，尤其是按照下面的順序： -將模壓團應(yīng)用到下壓?；蚓ㄓ糜谕哥R晶片和微透鏡的載體晶片)，尤其是借助本 設(shè)備的應(yīng)用裝置，尤其是可精確控制的分配裝置， -將至少一個釋放元件放置在下和上壓模之間，該至少一個釋放元件尤其與下壓模對 準(zhǔn)， -通過上壓模對模壓團進行模壓（因此，通過朝著彼此移動下和上壓模)， -使模壓團固化，釋放元件在固化之前就被放置就位。
[0014] 如本發(fā)明權(quán)利要求所述的，有利的是，釋放元件的作用部分被定位在上壓模的非 結(jié)構(gòu)化區(qū)域中。
[0015] 而且，如本發(fā)明權(quán)利要求所述，有利的是，借助該釋放元件在固化后將透鏡晶片從 下和/或上壓模分咼。
[0016] 固化以熱的方式和/或通過電磁輻射和/或以化學(xué)的方式發(fā)生。
[0017] 在熱固化中，有利的是，下和/或上壓模具有對應(yīng)的高熱導(dǎo)率。熱導(dǎo)率是在 0· 01 和500 之間，更有利的是在I 幻和500 之間，最優(yōu)選的是 在10 和500 之間，最最優(yōu)選的是在100 和500 之間。
[0018] 在借助電磁輻射的固化中，上和/或下壓模對引起固化的全部波長是透明的。因 為大部分材料優(yōu)選地通過UV福射固化，所以優(yōu)選的透明性區(qū)域是IOnm和400nm之間。借 助電磁輻射的實施例是本發(fā)明權(quán)利要求所述的優(yōu)選的實施例。
[0019] 在化學(xué)固化中，上和/或下壓模被制造成使得對應(yīng)的化學(xué)品獲得達到模壓團的通 路?；蛘咄ㄟ^多孔壓?；蛘咄ㄟ^被特別加工在壓模中的微米通道和/或納米通道。
[0020] 釋放元件優(yōu)選地由耐腐蝕、經(jīng)濟的、輕的、高強度的材料組成。釋放工具可由下列 材料中的至少一種組成： -金屬 -陶瓷 -玻璃 -石墨 -聚合物_復(fù)合材料 而且，如本發(fā)明權(quán)利要求所述的，有利的是，釋放元件具有對透鏡材料的低粘附性。釋 放元件要么由于它們材料特有的性質(zhì)而具有對透鏡材料的低粘附性，要么被照此涂敷防粘 層。大多數(shù)有機分子尤其適合于這種涂敷。含氟和/或含硫的有機分子，例如諸如PFPE的 塑料，尤其適合。也能想到的是，利用特殊的防粘層涂敷釋放工具，這些防粘層可以多個單 層的形式被沉積。
[0021] 如果釋放元件由非常導(dǎo)熱的材料組成，那么也能想到通過釋放元件添加熱量以實 現(xiàn)熱固化，如本發(fā)明的權(quán)利要求所述。
[0022] 每側(cè)的釋放元件的數(shù)量是一個，優(yōu)選是兩個，更優(yōu)選是三個，最優(yōu)選是四個，最最 優(yōu)選是多于四個。所使用的釋放元件越多，在一個個鄰近的釋放元件之間的作用部分和/ 或距離可能就越?。贿@在釋放期間對彎曲強度有益。
[0023] 在如本發(fā)明權(quán)利要求所述的一個特殊實施例中，上和下釋放元件沿著邊緣交替， 并且如本發(fā)明權(quán)利要求所述可以有至少部分的重疊。
[0024] 在本發(fā)明權(quán)利要求所述的另一實施例中，每個釋放元件具有對應(yīng)的釋放元件，該 對應(yīng)的釋放元件與所述釋放元件是全等的，尤其是在相應(yīng)的相對側(cè)上與所述釋放元件平齊 地相對。
[0025] 在本發(fā)明權(quán)利要求所述的一個實施例中，有多個釋放元件，這些釋放元件至少部 分地、優(yōu)選是很大程度上彼此層疊，或者它們平齊地相對，透鏡晶片的外側(cè)輪廓可在邊緣處 被改動以改善穩(wěn)定性和穩(wěn)定的釋放。因此，如本發(fā)明權(quán)利要求所述，根據(jù)一個有利的實施 例，在要使用釋放工具的全部位置上，利用釋放凹部改變上和/或下壓模。以這種方式，透 鏡晶片，尤其是在其平均厚度沒有減小的情況下，被借助釋放工具延展并且可在模壓過程 之后被穩(wěn)定地分離。
[0026] 通過隔離從該透鏡晶片生產(chǎn)的一個(尤其是若干個）微透鏡能被認為是獨立的發(fā) 明。
[0027] 通過如本發(fā)明權(quán)利要求所述的設(shè)備和/或通過如本發(fā)明權(quán)利要求所述的方法生 產(chǎn)的透鏡晶片能被認為是獨立的發(fā)明。
[0028] 本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)將從下面使用附圖對優(yōu)選的示例性實施例的描述 而變得顯而易見。
[0029] 圖Ia示出了在本發(fā)明第一實施例中的根據(jù)圖Ib的交叉線A-A的如本發(fā)明權(quán)利要 求所述的帶釋放元件的上壓模的示意平面圖， 圖Ib示出了在該第一實施例中的根據(jù)圖Ic的交叉線C-C的如本發(fā)明權(quán)利要求所述的 設(shè)備的示意截面圖， 圖Ic示出了根據(jù)圖Ib的交叉線B-B的如本發(fā)明權(quán)利要求所述的下壓模和釋放元件的 示意平面圖， 圖2a示出了本發(fā)明權(quán)利要求所述的第一方法步驟，確切地說是下釋放元件的布置， 圖2b示出了第二方法步驟，確切地說是模壓團的應(yīng)用， 圖2c示出了第三方法步驟，確切地說是上釋放元件的布置和上壓模到下壓模的布置 和對準(zhǔn)， 圖2d示出了第四方法步驟，確切地說是模壓團的模壓， 圖2e示出了第五方法步驟，確切地說是模壓團的固化，尤其是通過上壓模， 圖2f示出了第六方法步驟，確切地說是從固化的透鏡晶片釋放上壓模， 圖2g示出了第七方法步驟，確切地說是從固化的透鏡晶片釋放下模壓壓模。
[0030] 圖2h示出了第七方法步驟，確切地說是從固化的透鏡晶片移除下模壓壓模，利用 本發(fā)明權(quán)利要求所述的壓模的第二實施例， 圖3a示出了帶有兩個釋放元件的本發(fā)明的第二實施例的示意圖， 圖3b示出了帶有三個釋放元件的本發(fā)明的第三實施例的示意圖；以及 圖3c示出了帶有四個釋放元件的第四實施例的示意圖。
[0031] 在附圖中，按照本發(fā)明的實施例的這些指示性參考數(shù)字來標(biāo)記本發(fā)明的優(yōu)點和特 征，具有相同功能或者具有相同動作的功能的部件或特征用同樣的參考數(shù)字標(biāo)記。
[0032] 在本發(fā)明的實施例中，這些實施例在圖Ia-Ic中示出，示出了設(shè)備的重要部件，但 沒有示出該設(shè)備的其它部件，因為這些部件的構(gòu)造對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的或者 很明顯是按照下面對功能的描述。
[0033] 因此，該設(shè)備具有下模壓元件11和上模