一种晶圆级光学镜头及其制作方法与流程

本发明涉及晶圆级镜头加工制造，特别是涉及一种晶圆级光学镜头及其制作方法。

背景技术：

1、随着现代科技的飞速发展，微型成像系统在众多领域内的应用需求日益增长，如智能手机、无人机摄影、微型医疗设备等。传统的光学镜头制造技术在满足微型化、轻量化以及高性能要求方面存在诸多局限。因此，晶圆级光学镜头的出现为这一难题提供了全新的解决方案。

2、晶圆级光学镜头采用了先进的微纳制造技术，成功地将光学组件精确地集成在微小的晶圆上。这种创新设计不仅显著减小了镜头的体积和重量，更实现了出色的成像性能和高可靠性，为微型成像系统的发展注入了新的活力。其应用范围之广泛，从日常生活中的智能手机摄像头，到专业领域的无人机摄影和微型医疗设备，晶圆级光学镜头均展现出了极大的优势和潜力。

3、然而，在晶圆级光学镜头的制造过程中，根据发明人所了解的现有技术，现有技术主要依赖于纳米压印技术。该技术通过紫外压印胶水的使用，在经过热压印和紫外固化后形成单面面型，再通过面型堆叠、键合和切割等复杂过程，最终得到单个镜头模组。尽管纳米压印技术在降低制造成本和提高生产精度方面取得了显著成效，但仍面临一些技术瓶颈。

4、首先，可使用的胶水材料选择性较少，且这些胶水材料的成本价格较高，这无疑增加了镜头的制造成本。其次，模组使用的面型种类有限，这在一定程度上限制了纳米压印镜头光学性能的进一步优化和提升。

5、因此，如何在保持生产效率的同时，降低制造成本并提升镜头的光学性能，成为当前晶圆级光学镜头制造领域亟待解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种晶圆级光学镜头及其制作方法，以解决上述现有技术存在的问题，将热成型技术与纳米压印技术相结合，且不依赖于玻璃基板就能够完成晶圆级光学镜头的加工与制造，从而显著提升生产效率并降低成本，同时采用热成型技术为光学设计提供了更多可选择的光学塑胶材料，以确保光学系统的性能达到最优。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种晶圆级光学镜头的制作方法，包括以下步骤：

4、s1、利用模具注塑得到阵列透镜；

5、s2、制作阵列光阑；

6、s3、将所述阵列透镜、所述阵列光阑和滤光片键合连接，得到阵列晶圆级光学镜头；

7、s4、对所述阵列晶圆级光学镜头进行切割，得到单颗晶圆级光学镜头。

8、在一实施方式中，步骤s1中，在注塑时，将所述模具安置于注塑机台，将塑胶材料倒入所述注塑机台的进料口，经过原料处理、合模、注入、高温成型、冷却和开模工序，制成所述阵列透镜。

9、在一实施方式中，步骤s2中，在制作所述阵列光阑时采用光刻技术，将光阑图案光刻至平面玻璃表面成型。

10、在一实施方式中，还包括步骤s5，真空吸附所述单颗晶圆级光学镜头，完成黑胶喷涂，再使用uv灯照射。

11、本发明还提供一种晶圆级光学镜头，应用如前文记载的晶圆级光学镜头的制作方法制作而成，包括透镜、滤光片以及光阑，所述透镜包括第一透镜，所述第一透镜的两面分别设置有物侧面和第一连接面；所述滤光片的两面分别设置有像侧面和第二连接面；所述光阑的两面分别设置有第三连接面和第四连接面，所述第一连接面与所述第三连接面连接，所述第二连接面与所述第四连接面连接。

12、在一实施方式中，所述透镜还包括第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的两面分别设置有第五连接面和第六连接面，所述第三透镜的两面分别设置有第七连接面和第八连接面，所述第一连接面与所述第五连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接，所述第六连接面与所述第三连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接，所述第四连接面与所述第七连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接，所述第八连接面与所述第二连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接。

13、在一实施方式中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的面型均为非球面，所述第一透镜为平凹透镜，所述第二透镜及所述第三透镜均为双凸透镜。

14、在一实施方式中，所述第一连接面与所述第五连接面通过第一胶水层键合，所述第六连接面与所述第三连接面通过第二胶水层键合，所述第四连接面与所述第七连接面通过第三胶水层键合，所述第八连接面与所述第二连接面通过第四胶水层键合，所述第一胶水层、所述第二胶水层、所述第三胶水层及所述第四胶水层均采用uv键合胶水，所述uv键合胶水的厚度在10μm~40μm。

15、在一实施方式中，所述第一胶水层、所述第二胶水层、所述第三胶水层及所述第四胶水层的折射率相同。

16、在一实施方式中，所述第一胶水层的口径与所述第一连接面的口径相同，所述第二胶水层的口径与所述第六连接面的口径相同，所述第三胶水层的口径与所述第七连接面的口径相同，所述第四胶水层的口径与所述第八连接面的口径相同。

17、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

18、本发明利用模具注塑得到阵列透镜，使其与阵列光阑以及滤光片键合得到阵列晶圆级光学镜头，经切割后得到单颗晶圆级光学镜头，首创将热成型技术与纳米压印技术相结合，且不依赖于玻璃基板就能够完成晶圆级光学镜头的加工与制造，从而显著提升生产效率并降低成本，同时采用热成型技术为光学设计提供了更多可选择的光学塑胶材料，以确保光学系统的性能达到最优。

1.一种晶圆级光学镜头的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的晶圆级光学镜头的制作方法，其特征在于：步骤s1中，在注塑时，将所述模具安置于注塑机台，将塑胶材料倒入所述注塑机台的进料口，经过原料处理、合模、注入、高温成型、冷却和开模工序，制成所述阵列透镜。

3.根据权利要求1所述的晶圆级光学镜头的制作方法，其特征在于：步骤s2中，在制作所述阵列光阑时采用光刻技术，将光阑图案光刻至平面玻璃表面成型。

4.根据权利要求1所述的晶圆级光学镜头的制作方法，其特征在于：还包括步骤s5，真空吸附所述单颗晶圆级光学镜头，完成黑胶喷涂，再使用uv灯照射。

5.一种晶圆级光学镜头，其特征在于，应用如权利要求1-4任一项所述的晶圆级光学镜头的制作方法制作而成，包括：

6.根据权利要求5所述的晶圆级光学镜头，其特征在于：所述透镜还包括第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的两面分别设置有第五连接面和第六连接面，所述第三透镜的两面分别设置有第七连接面和第八连接面，所述第一连接面与所述第五连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接，所述第六连接面与所述第三连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接，所述第四连接面与所述第七连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接，所述第八连接面与所述第二连接面采用胶水键合或激光焊接的方式进行连接。

7.根据权利要求6所述的晶圆级光学镜头，其特征在于：所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的面型均为非球面，所述第一透镜为平凹透镜，所述第二透镜及所述第三透镜均为双凸透镜。

8.根据权利要求6所述的晶圆级光学镜头，其特征在于：所述第一连接面与所述第五连接面通过第一胶水层键合，所述第六连接面与所述第三连接面通过第二胶水层键合，所述第四连接面与所述第七连接面通过第三胶水层键合，所述第八连接面与所述第二连接面通过第四胶水层键合，所述第一胶水层、所述第二胶水层、所述第三胶水层及所述第四胶水层均采用uv键合胶水，所述uv键合胶水的厚度在10μm~40μm。

9.根据权利要求8所述的晶圆级光学镜头，其特征在于：所述第一胶水层、所述第二胶水层、所述第三胶水层及所述第四胶水层的折射率相同。

10.根据权利要求9所述的晶圆级光学镜头，其特征在于：所述第一胶水层的口径与所述第一连接面的口径相同，所述第二胶水层的口径与所述第六连接面的口径相同，所述第三胶水层的口径与所述第七连接面的口径相同，所述第四胶水层的口径与所述第八连接面的口径相同。