一种光学镜头模压晶圆的模具的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜头模压晶圆的工艺技术领域，用于制作广泛应用于可穿戴装置或设备的微光学元件及光电传感器件，尤其涉及一种光学镜头模压晶圆的模具。


背景技术：

2.晶圆级光学镜头wlo（wafer level optics）是通过晶圆级封装方式进行光学镜头加工制造的高科技技术。如附图1所示，一种传统的wlo封装工艺是分层制作光学镜头晶圆1（lens wafer）、遮挡层晶圆2（baffle wafer）、分隔层晶圆3（spacer wafer）后再使用晶圆键合（wafer bonding）的方式将三层通过基材4叠加。因为现有设备及工艺的局限性，通过这种工艺制作的产品尺寸较大，厚度较厚；生产工艺流程较长，生产率较低。光学性能方面，产品对各层有严格的遮光要求，因而材料选择范围较窄，生产工艺管控难度高。另外，该工艺中不同晶圆层使用的材料较复杂, 各材料的热膨胀系数不同，因而导致产品可靠性不高。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型设计了一种光学镜头模压晶圆的模具。
4.本实用新型采用如下技术方案：
5.一种光学镜头模压晶圆的模具，包括上模板和下模板，上模板和下模板中心分别设置有注胶槽，上模板的注胶槽内均匀排列有多排上平台，下模板的注胶槽内对应均匀排列有多排下平台，上平台底部中心设置有凹球面，对应下平台表面中心设置有凸球面，上模板和下模板合模时，对应上平台和下平台间形成透明环氧树脂注胶区域，注胶槽内上平台和下平台外区域形成黑色环氧树脂注胶区域，上模板上开设有注胶孔，注胶孔连通黑色环氧树脂注胶区域。透明环氧树脂注胶区域配合光学镜头晶圆设置，凹球面和凸球面对应配合光学镜头晶圆。
6.作为优选，所述上模板和下模板间注胶槽外分别对应设置有一圈真空槽，真空槽内设置有连通真空泵的真空抽气孔。
7.作为优选，所述注胶孔设置于上模板中心位置。
8.作为优选，所述上模板和下模板表面透明。
9.本实用新型的有益效果是：本实用新型光学镜头模压晶圆制作方法设计巧妙灵活，通过双面镜头液态注胶合模一次成型，胶液流动性好，因而产品模具较少局限，模具设计灵活；液态环氧胶液固化方式多种选择，灵活多变；整个工艺流程较短，因而产出较高；相应的产品尺寸相对较小，较薄，应用前景广阔。另外，产品材料只有两种环氧树脂构成，可靠性较高。光学材料的选择和设计更灵活，多样。
附图说明
10.图1是现有工艺制作的晶圆级光学镜头的一种结构示意图；
11.图2是本实用新型的一种立体透视图；
12.图3是本实用新型的一种结构示意图；
13.图4是图3中a
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a方向的一种局部剖视图；
14.图5是图4中加入透明环氧树脂的一种结构示意图；
15.图6是图5中加入黑色环氧树脂的一种结构示意图；
16.图7是通过本实用新型模具制作的晶圆级光学镜头的一种结构示意图；
17.图中：1、光学镜头晶圆，2、遮挡层晶圆，3、分隔层晶圆，4、基材，5、真空槽，6、真空抽气孔，7、注胶槽，8、透明环氧树脂注胶区域，9、黑色环氧树脂注胶区域，10、上模板，11、下模板，12、上平台，13、下平台，14、凹球面，15、凸球面，16、注胶孔。
具体实施方式
18.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
19.实施例：如附图2
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图4所示，一种光学镜头模压晶圆的模具，包括上模板10和下模板11，上模板和下模板中心分别设置有注胶槽7，上模板的注胶槽内均匀排列有多排上平台12，下模板的注胶槽内对应均匀排列有多排下平台13，上平台底部中心设置有凹球面14，对应下平台表面中心设置有凸球面15，上模板和下模板合模时，对应上平台和下平台间形成透明环氧树脂注胶区域8，注胶槽内上平台和下平台外区域形成黑色环氧树脂注胶区域，上模板上开设有注胶孔16，注胶孔连通黑色环氧树脂注胶区域9。透明环氧树脂注胶区域配合光学镜头晶圆设置，凹球面和凸球面对应配合光学镜头晶圆。
20.上模板和下模板间注胶槽外分别对应设置有一圈真空槽5，真空槽内设置有连通真空泵的真空抽气孔6。
21.注胶孔设置于上模板中心位置。
22.上模板和下模板表面透明。
23.该光学镜头模压晶圆的模具使用时，用全自动胶液喷射机分别将液态透明环氧树脂注射入上模板和下模板中的透明环氧树脂注胶区域；使用自动对准机将上模板和下模板校准并装配成套，两面模具上的胶液压印融合；上模板上另开设有模压材料注胶孔，将装配成套模具放入紫外线照射设备中，通过紫外线照射将液态透明环氧树脂固化成型，如附图5所示；固化后，上模板和下模板不分开；将黑色环氧树脂通过注胶孔注射入已组装的模具中的黑色环氧树脂注胶区域，使用紫外线照射及高温烘烤的方式将液体的黑色环氧树脂固化，使其与透明环氧树脂注胶区域的透明环氧树脂融合为一体，晶圆组件封装成型，如附图6所示；将封装后的晶圆分别从上模板和下模板中分离脱模，如附图7所示；晶圆将用于切割形成光学模组或者通过键合、切割及组装工序形成光电模组。
24.以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。


技术特征：
1.一种光学镜头模压晶圆的模具，包括上模板和下模板，其特征是，所述上模板和下模板中心分别设置有注胶槽，上模板的注胶槽内均匀排列有多排上平台，下模板的注胶槽内对应均匀排列有多排下平台，上平台底部中心设置有凹球面，对应下平台表面中心设置有凸球面，上模板和下模板合模时，对应上平台和下平台间形成透明环氧树脂注胶区域，注胶槽内上平台和下平台外区域形成黑色环氧树脂注胶区域，上模板上开设有注胶孔，注胶孔连通黑色环氧树脂注胶区域。2.根据权利要求1所述的一种光学镜头模压晶圆的模具，其特征是，所述上模板和下模板间注胶槽外分别对应设置有一圈真空槽，真空槽内设置有连通真空泵的真空抽气孔。3.根据权利要求1所述的一种光学镜头模压晶圆的模具，其特征是，所述注胶孔设置于上模板中心位置。4.根据权利要求1所述的一种光学镜头模压晶圆的模具，其特征是，所述上模板和下模板表面透明。

技术总结
本实用新型公开了一种光学镜头模压晶圆的模具，包括上模板和下模板，上模板和下模板中心分别设置有注胶槽，上模板的注胶槽内均匀排列有多排上平台，下模板的注胶槽内对应均匀排列有多排下平台，上平台底部中心设置有凹球面，对应下平台表面中心设置有凸球面，上模板和下模板合模时，对应上平台和下平台间形成透明环氧树脂注胶区域，注胶槽内上平台和下平台外区域形成黑色环氧树脂注胶区域，上模板上开设有注胶孔，注胶孔连通黑色环氧树脂注胶区域。本实用新型设计巧妙灵活，通过注胶合模一次成型，模具设计灵活；液态环氧胶液固化方式多种选择，灵活多变；整个工艺流程较短，因而产出较高；相应的产品尺寸相对较小，较薄，应用前景广阔。景广阔。景广阔。


技术研发人员：王吉 余启川
受保护的技术使用者：美迪凯（浙江）智能光电科技有限公司
技术研发日：2021.11.09
技术公布日：2021/12/7