1.本技术涉及光学技术领域,特别涉及一种反射镜及其制造方法、镜头模组、电子设备。
背景技术:2.为了实现长焦成像,手机等电子设备中一般采用潜望式的镜头模组。潜望式的镜头模组可以包括依次排布的直角三棱镜、镜片组和感光元件。该直角三棱镜的一个斜面与镜片组的光轴的夹角为45度,该斜面能够将入射的光线反射至镜片组。镜片组进而可以将反射的光线传输至感光元件。
3.但是,该直角三棱镜的体积和质量均较大,导致镜头模组的体积和质量较大。
技术实现要素:4.本技术提供了一种反射镜及其制造方法、镜头模组、电子设备,可以解决相关技术中采用直角三棱镜作为反射镜导致镜头模组的体积和质量较大的技术问题。
5.一方面,提供了一种反射镜,该反射镜包括:硅基衬底和第一反射膜;该硅基衬底具有相对的第一表面和第二表面,以及第一侧面和第二侧面,其中,该第一侧面分别与该第一表面和该第二侧面连接,该第二侧面与该第二表面连接;该第一反射膜位于该第一表面,该第一侧面与该第一表面的夹角大于第一角度阈值,该第二侧面与该第一侧面的夹角大于第二角度阈值,该第二侧面与该第二表面的夹角为钝角。
6.本技术提供的反射镜采用平面结构的硅基衬底作为基材,相比于直角三棱镜,可以有效减小反射镜的体积和质量。并且,通过将硅基衬底的第二侧面与第二表面的夹角设计为钝角,可以确保将该反射镜倾斜设置后,该第二侧面与第二表面不会形成向外突出的直角。由此,不仅可以减小该反射镜应用于潜望式的摄像模组时所占用的空间,而且可以有效降低反射镜组装的过程中,该硅基衬底的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。
7.可选地,该第二侧面与该第一表面的夹角为45度。由于反射镜应用于潜望式的摄像模组中时,其第一反射膜与镜片组的光轴的夹角通常为45度,因此将该第二侧面与该第一表面的夹角也设计为45度,可以确保该硅基衬底的第二侧面平行于镜片组的光轴,进而确保该第二侧面与第二表面不会形成向外突出的角度,从而进一步降低该硅基衬底的侧边发生碎裂或者崩边的风险。
8.可选地,该反射镜还包括:位于该第二表面的第二反射膜,该第二反射膜的材料与该第一反射膜的材料相同。
9.通过在硅基衬底的第一表面和第二表面镀制相同材料的反射膜,可以使得薄膜镀制工艺引入的应力相互抵消,进一步减小薄膜镀制过程中硅基衬底产生的形变,确保制备得到的反射镜的质量。
10.可选地,该硅基衬底的材料为目标晶向的单晶硅。由于不同晶向的单晶硅的杨氏
模量不同,因此采用同一种晶向的单晶硅形成硅基衬底,可以确保该硅基衬底整体杨氏模量的一致性。进而,可以确保该硅基衬底抗应力性能的一致性较高,使得采用该硅基衬底制成的反射镜的平整性更好。
11.可选地,该目标晶向为(111)。由于晶向为(111)的单晶硅的杨氏模量更高,其具有更好的抗应力特性,因此通过采用晶向为(111)的单晶硅制成硅基衬底,可以进一步确保制造得到的反射镜的平整性。
12.可选地,该第一反射膜为介质膜或者金属膜。该金属膜的材料可以包括铝、金和银中的至少一种。该介质膜的材料可以非金属化合物。
13.可选地,该第一侧面的高度等于0,其中,该第一侧面的高度方向垂直于该第一表面。通过将第一侧面的高度设计为0,可以进一步减小该硅基衬底的整体厚度,进而减小反射镜的体积和质量。
14.另一方面,提供了一种反射镜的制造方法,该方法可以先在硅晶圆的第一面形成第一反射材料膜层,然后对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行处理,从而得到至少一个反射镜;其中,每个反射镜包括对该硅晶圆进行处理得到的硅基衬底,以及对该第一反射材料膜层进行处理得到的第一反射膜;该硅基衬底具有相对的第一表面和第二表面,以及第一侧面和第二侧面,该第一侧面分别与该第一表面和该第二侧面连接,该第二侧面与该第二表面连接,该第一反射膜位于该第一表面,该第一侧面与该第一表面的夹角大于第一角度阈值,该第二侧面与该第一侧面的夹角大于第二角度阈值,该第二侧面与该第二表面的夹角为钝角。
15.本技术提供的制造方法,可以通过对硅晶圆和第一反射材料膜层进行处理,得到多个反射镜。由此,可以实现反射镜的量产,从而有效提高反射镜的制备效率,降低反射镜的制备成本,且能够确保制备得到的多个反射镜的性能的一致性。
16.可选地,对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行处理的过程可以包括:首先,采用第一切割刀片对该硅晶圆的第二面进行切割,形成该反射镜的第二侧面,其中,该第一切割刀片的切割深度小于该硅晶圆的厚度,该第二面和该第一面为该硅晶圆的相对的两个面;之后,采用第二切割刀片继续对该硅晶圆进行切割,并对该第一反射材料膜层进行切割,形成该反射镜的第一侧面和该反射镜的第一反射膜。
17.上述机械切割的方式较为简单,效率较高。并且可以通过选择不同形状的第一切割刀片形成不同倾角的第二侧面,便于满足不同反射镜的设计要求。
18.可选地,对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行处理可以包括:首先,从该第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行处理,形成该反射镜的第一侧面和该反射镜的第一反射膜;之后,采用第一切割刀片对该硅晶圆的第二面进行切割,形成该反射镜的第二侧面,其中,该第二面和该第一面为该硅晶圆的相对的两个面。
19.在本技术中,也可以先对第一反射材料膜层和该硅晶圆的第一面进行处理,然后再对该硅晶圆的第二面进行处理。
20.可选地,从该第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行处理的过程可以包括:从该第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行刻蚀;或者,采用第二切割刀片从该第一反射材料膜层远
离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行切割。
21.本技术提供的方法可以采用不同的工艺对第一反射材料膜层和硅晶圆的第一面进行处理,以形成反射镜的第一侧面和该反射镜的第一反射膜,该制造方法的灵活性较高。其中,采用刻蚀的方式对第一反射材料膜层进行处理,可以避免该第一反射材料膜层出现裂纹,该刻蚀处理方式的可靠性较高。
22.可选地,在从该第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行处理之前,还可以先在该硅晶圆的第二面形成对准标记;之后,即可以该对准标记为基准,从该第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行处理,并能以该对准标记为基准,采用第一切割刀片对该硅晶圆的第二面进行切割。
23.通过先在硅晶圆的第二面形成对准标记,使得后续能够以该对准标记为基准,依次对硅晶圆的第一面和第二面进行处理,从而可以确保两次处理后能够将该硅晶圆有效分离,得到多个反射镜。
24.可选地,该方法还包括:采用与该第一反射材料膜层相同的材料,在该硅晶圆的第二面形成第二反射材料膜层;对该第二反射材料膜层进行处理,得到每个该反射镜中的第二反射膜,该第二反射膜位于该硅基衬底的第二表面。
25.通过在硅晶圆的第一面和第二面形成相同材料的反射材料膜层,可以使得薄膜镀制工艺引入的应力相互抵消,进一步减小薄膜镀制过程中硅晶圆产生的形变,确保制备得到的反射镜的平整性。
26.又一方面,提供了一种镜头模组,该镜头模组包括:如上述方面提供的反射镜,镜片组以及感光元件;其中,该镜片组位于该反射镜和该感光元件之间,该反射镜中的第一反射膜相对于硅基衬底靠近该镜片组,该第一反射膜用于将入射光线反射至该镜片组。
27.可选地,该硅基衬底的第二侧面与第一表面的夹角,等于该第一反射膜与该镜片组的光轴的夹角。由此,可以确保该硅基衬底的第二侧面平行于镜片组的光轴,进而确保该第二侧面与第二表面不会形成向外突出的角度,从而进一步降低该硅基衬底的侧边发生碎裂或者崩边的风险。
28.可选地,该第一反射膜与该镜片组的光轴的夹角为45度。
29.再一方面,提供了一种电子设备,该电子设备包括:壳体,以及设置在该壳体内的如上述方面所提供的镜头模组。
30.综上所述,本技术实施例提供了一种反射镜及其制造方法、镜头模组、电子设备,该反射镜采用平面结构的硅基衬底作为基材,相比于直角三棱镜,可以有效减小反射镜的体积和质量。并且,通过将硅基衬底的第二侧面与第二表面的夹角设计为钝角,可以确保将该反射镜倾斜设置后,该第二侧面与第二表面不会形成向外突出的直角。由此,不仅可以减小该反射镜应用于潜望式的摄像模组时所占用的空间,而且可以有效降低反射镜组装的过程中,该硅基衬底的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。又由于该硅基衬底的杨氏模量较高,因此在该硅基衬底的表面镀制反射膜时不会使硅基衬底产生较大的形变,可以确保制备得到的反射镜的质量较高。
附图说明
31.图1是本技术实施例提供的一种反射镜结构示意图;
32.图2是本技术实施例提供的一种潜望式的摄像模组的局部结构示意图;
33.图3是另一种潜望式的摄像模组的局部结构示意图;
34.图4是一种采用光学玻璃作为基底时的形变量的示意图;
35.图5是本技术实施例提供的一种硅基衬底的结构示意图;
36.图6是本技术实施例提供的一种采用晶向为(100)的硅基衬底作为基底时的形变量的示意图;
37.图7是本技术实施例提供的一种采用晶向为(111)的硅基衬底作为基底时的形变量的示意图;
38.图8是本技术实施例提供的另一种反射镜结构示意图;
39.图9是一种采用晶向为(111)的硅基衬底作为基底,且在该硅基衬底的两个表面均镀制反射膜时的形变量的示意图;
40.图10是本技术实施例提供的又一种反射镜结构示意图;
41.图11是本技术实施例提供的再一种反射镜结构示意图;
42.图12是本技术实施例提供的一种反射镜的制造方法的流程图;
43.图13是本技术实施例提供的另一种反射镜的制造方法的流程图;
44.图14是本技术实施例提供的一种反射镜的制造工艺的示意图;
45.图15是本技术实施例提供的一种第一切割刀片的示意图;
46.图16是本技术实施例提供的一种第二切割刀片的剖视图;
47.图17是本技术实施例提供的又一种反射镜的制造方法的流程图;
48.图18是本技术实施例提供的另一种反射镜的制造工艺的示意图;
49.图19是本技术实施例提供的再一种反射镜的制造方法的流程图;
50.图20是本技术实施例提供的一种潜望式的摄像模组的结构示意图;
51.图21是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
52.下面结合附图详细介绍本技术实施例提供的反射镜及其制造方法、镜头模组、电子设备。
53.本技术实施例提供了一种反射镜,该反射镜采用平面结构的硅基衬底制成,可以解决相关技术中三棱镜体积和质量较大的问题。图1是本技术实施例提供的一种反射镜的结构示意图,如图1所示,该反射镜10包括:硅基衬底101和第一反射膜102。
54.该硅基衬底101具有相对的第一表面1a和第二表面1b,以及第一侧面1c和第二侧面1d。其中,该第一侧面1c分别与该第一表面1a和该第二侧面1d连接,该第二侧面1d与该第二表面1b连接。该第一表面1a和第二表面1b相对是指:该第一表面1a平行于第二表面1b,或者第一表面1a近似平行于第二表面1b。
55.该第一反射膜102位于该第一表面1a,该第一侧面1c与该第一表面1a的夹角α大于第一角度阈值;该第二侧面1d与该第一侧面1c的夹角β大于第二角度阈值。该第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ为钝角。也即是,该硅基衬底101具有相对于其表面倾斜的第二侧
面。
56.其中,该第一角度阈值可以为与90
°
近似的锐角,该第二角度阈值可以为与90
°
近似的锐角或钝角。并且,该第一角度阈值和该第二角度阈值可以相等,也可以不等。例如,该第一角度阈值可以为80
°
或者85
°
,该第二角度阈值可以为90
°
。也即是,该第一侧面1c与该第一表面1a的夹角α,以及该第二侧面1d与该第一侧面1c的夹角β均为较大的角度。例如该夹角α可以为直角或接近直角的锐角,该夹角β可以为直角或钝角。通过将该第一侧面1c与该第一表面1a的夹角α,以及该第二侧面1d与该第一侧面1c的夹角β均设计的较大,可以有效降低该反射镜封装时因碰撞或摩擦而发生碎裂或崩边的风险,确保该反射镜的良率。
57.本技术实施例提供的反射镜10可以应用于潜望式的摄像模组中。图2是本技术实施例提供的一种潜望式的摄像模组的局部结构示意图。如图2所示,在该潜望式的摄像模组中,该反射镜10需倾斜设置,使得反射镜10中的第一反射膜102与该潜望式的摄像模组中镜片组20的光轴(平行于图2中发射光的传输方向)的夹角θ为锐角,例如该夹角θ为45
°
。由于该反射镜10中的硅基衬底101的第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ为钝角,因此在该反射镜10倾斜设置时,该第二侧面1d可以与该镜片组20的光轴平行或近似平行。
58.如果将硅基衬底101的第二侧面1d设计为垂直于该第二表面1b,则如图3中的a部分所示,在将该反射镜10倾斜设置后,该硅基衬底101的第二侧面1d与第二表面1b形成的直角不仅会占用较大的空间,而且在反射镜10组装的过程中,该直角容易因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边。
59.基于上述分析可知,本技术实施例提供的反射镜10,通过将硅基衬底101的第二侧面1d与第二表面1b的夹角γ设计为钝角,可以确保将该反射镜10倾斜设置后,该第二侧面1d与第二表面1b不会形成向外突出的直角。由此,不仅可以减小该反射镜10占用的空间,而且可以有效降低反射镜10组装的过程中,该硅基衬底101的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。
60.可选地,在本技术实施例中,该反射镜10应用于潜望式的摄像模组中时,如图2所示,该反射镜10倾斜设置后,该第一反射膜102与镜片组20的光轴的夹角为θ。为了使得该硅基衬底101的第二侧面1d平行于镜片组20的光轴,可以将该硅基衬底101的第二侧面1d与该第一表面1a的夹角δ设计为与夹角θ相等的角度。或者,可以理解为将该硅基衬底101的第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ设计为夹角θ的补角。
61.例如,假设第一反射膜102与镜片组20的光轴的夹角θ为45
°
,则该硅基衬底101的第二侧面1d与该第一表面1a的夹角δ可以为45
°
,该硅基衬底101的第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ可以为135
°
。
62.通过将该硅基衬底101的第二侧面1d与该第一表面1a的夹角δ设计为与夹角θ相等的角度,使得该反射镜10应用于潜望式的摄像模组中时,该硅基衬底101的第二侧面1d可以平行于镜片组20的光轴。由此,可以确保该第二侧面1d与第二表面1b不会形成向外突出的角度,从而进一步降低该硅基衬底101的侧边发生碎裂或者崩边的风险。
63.相关技术中,通常还会采用在光学玻璃上镀制反射膜来制备反射镜的方案。但是,由于光学玻璃的杨氏模量较小,一般为70吉帕斯卡(gpa),因此在光学玻璃上镀膜之前,需要先在光学玻璃上磨抛凹面,以抵消反射膜镀制时的应力使该光学玻璃产生的形变。
64.而在本技术实施例中,该硅基衬底101的材料可以为单晶硅。该单晶硅的杨氏模量
约为169gpa,远大于光学玻璃的杨氏模量。因此,在薄膜镀制产生相同应力的条件下,硅基衬底101的形变量更小。例如,图4是一种采用光学玻璃作为基底时的形变量的示意图。参考图5中的标注,图4中的横轴表示距离该基底的中心点a的距离d,单位为微米(um),纵轴表示基底的形变量(也可以称为翘曲位移),单位为um。从图4可以看出,当采用光学玻璃作为反射镜的基底时,反射膜制备时产生的应力会使得该光学玻璃的边角处出现0.52um的形变。图6是一种采用晶向为(100)的硅基衬底作为基底时的形变量的示意图。如图6所示,当采用晶向为(100)的硅基衬底作为反射镜的基底时,反射膜制备时产生的相同大小的应力仅会使得硅基衬底的边角处产生0.24um的形变,形变量相比于光学玻璃减小了2.2倍。
65.由于硅基衬底的杨氏模量较大,反射膜镀制过程中的应力使硅基衬底产生的形变量较小,因此无需再采用预先磨抛凹面的方法来抵消应力产生的形变。由此,可以有效降低反射镜制造工艺的复杂程度,降低制造成本,并提升工艺良率。
66.可选地,该硅基衬底101的材料可以为目标晶向的单晶硅。也即是,该硅基衬底101所采用的单晶硅的晶向是一致的。由于不同晶向的单晶硅的杨氏模量不同,因此采用同一种晶向的单晶硅形成硅基衬底101,可以确保该硅基衬底101整体杨氏模量的一致性。进而,可以确保该硅基衬底101抗应力性能的一致性较高,使得采用该硅基衬底101制成的反射镜10的平整性更好。
67.在本技术实施例中,该硅基衬底101所采用的单晶硅的目标晶向可以为(111)。该晶向为(111)的单晶硅可以表示为单晶硅(111)。由于单晶硅(111)的杨氏模量为188gpa,大于单晶硅(100)的杨氏模量169gpa,因此该单晶硅(111)相比于单晶硅(100)具有更好的抗应力特性。例如,图7是一种采用晶向为(111)的硅基衬底作为基底时的形变量的示意图。对比图6和图7可以看出,在相同镀膜应力的情况下,采用单晶硅(100)的硅基衬底101的形变为0.24um,而采用单晶硅(111)的硅基衬底101的形变仅为0.2um,形变量降低了18%。
68.由此可知,通过采用单晶硅(111)制成的硅基衬底101,可以进一步确保制造得到的反射镜10的平整性。
69.可选地,如图8所示,本技术实施例提供的反射镜10还包括:位于该第二表面1b的第二反射膜103,该第二反射膜103的材料与该第一反射膜102的材料可以相同。
70.通过在硅基衬底101的第一表面1a和第二表面1b镀制相同材料的反射膜,可以使得薄膜镀制工艺引入的应力相互抵消,进一步减小薄膜镀制过程中硅基衬底101产生的形变。例如,图9是一种采用晶向为(111)的硅基衬底作为基底,且在该硅基衬底的两个表面均镀制反射膜时的形变量的示意图。对比图7和图9可以看出,仅在硅基衬底101的第一表面1a镀膜时,该硅基衬底101的形变约为0.2um。而在硅基衬底101的第一表面1a和第二表面1b均镀膜时,该硅基衬底101的形变可以减小为0.09um,形变量降低了2.2倍,明显改善了该硅基衬底101的抗变形效果。
71.可选地,在本技术实施例中,该反射镜10中的第一反射膜102可以为介质膜或者金属膜。其中,该金属膜的材料可以包括铝、金和银中的至少一种。该介质膜的材料可以非金属化合物。
72.当然,除了介质膜和金属膜之外,该第一反射膜102也可以采用其他材料制成,只要保证该第一反射膜能够有效反射光线即可。
73.在本技术实施例中,如图8所示,该硅基衬底101的第一侧面1c的高度h1可以小于
该第二侧面1d的高度h2。其中,第一侧面1c和第二侧面1d的高度方向均垂直于该硅基衬底101的第一表面。
74.可选地,如图10所示,该硅基衬底101的第一侧面1c的高度h1可以为0。也即是,该硅基衬底101也可以不包括该第一侧面1c,而仅包括该第二侧面1d。由此,可以有效降低该硅基衬底101的厚度,进而减小反射镜10的体积和质量。
75.可选地,如图5所示,该硅基衬底101的第一表面1a可以为矩形,例如可以为正方形。相应的,该硅基衬底101可以包括四个第一侧面1c,以及四个第二侧面1d。其中,各个第一侧面1c与该第一表面1a的夹角可以相等,也可以不等。各个第二侧面1d与该第二表面1b(图5中未示出)的夹角可以相等,也可以不等。
76.在本技术实施例中,为了确保该反射镜10的整体结构的对称性,该硅基衬底101的各个第一侧面1c与该第一表面1a的夹角可以相等,例如均为90
°
。并且,各个第二侧面1d与该第二表面1b的夹角也可以相等,例如均为135
°
。
77.图11是本技术实施例提供的再一种反射镜的结构示意图。如图11所示,该第一反射膜102可以覆盖该第一表面1a。也即是,该第一反射膜102的形状与该第一表面1a的形状相同,且该第一反射膜102的尺寸也与该第一表面1a的尺寸相同。
78.综上所述,本技术实施例提供了一种反射镜,该反射镜采用平面结构的硅基衬底作为基材,相比于直角三棱镜,可以有效减小反射镜的体积和质量。并且,通过将硅基衬底的第二侧面与第二表面的夹角设计为钝角,可以确保将该反射镜倾斜设置后,该第二侧面与第二表面不会形成向外突出的直角。由此,不仅可以减小该反射镜应用于潜望式的摄像模组时所占用的空间,而且可以有效降低反射镜组装的过程中,该硅基衬底的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。又由于该硅基衬底的杨氏模量较高,因此在该硅基衬底的表面镀制反射膜时不会使硅基衬底产生较大的形变,可以确保制备得到的反射镜的平整性。
79.本技术实施例还提供了一种反射镜的制造方法,该方法可以用于制造如上述实施例所提供的反射镜。参考图12,该方法可以包括:
80.步骤401、在硅晶圆的第一面形成第一反射材料膜层。
81.在本技术实施例中,可以采用单晶硅制成的硅晶圆作为用于形成硅基衬底的材料。其中,该硅晶圆可以采用单晶硅制成,例如可以采用单晶硅(111)制成。并且,本技术实施例对该单晶硅的电阻率没有限制。
82.可选地,该第一反射材料膜层可以为介质膜。相应的,可以采用化学气相沉积(chemical vapour deposition,cvd)或者等离子体增强化学的气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,pecvd)工艺形成该第一反射材料膜层。
83.或者,该第一反射材料膜层可以为金属膜。相应的,可以采用磁控溅射工艺或者电子束蒸镀(e-beam evaporation)工艺形成该第一反射材料膜层。
84.由于该硅晶圆的杨氏模量较高,抗应力特性较好,镀膜后的形变量较小,因此可以直接在该硅晶圆的表面镀膜,而无需预先在硅晶圆的表面磨抛凹面以抵消镀膜工艺的应力。由此,有效降低了反射镜制造工艺的复杂程度,降低了反射镜的制造成本,并提升了反射镜的制备效率。
85.步骤402、对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行处理,得到至少一个反射镜。
86.在本技术实施例中,可以对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行切割处理,从而得到至少一个反射镜。或者,也可以对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行刻蚀处理,并进行切割处理,从而得到至少一个反射镜。
87.如图1所示,制备得到的每个反射镜包括对该硅晶圆进行处理得到的硅基衬底101,以及对该第一反射材料膜层进行处理得到的第一反射膜102。该硅基衬底101具有相对的第一表面1a和第二表面1b,以及第一侧面1c和第二侧面1d。该第一侧面1c分别与该第一表面1a和该第二侧面1d连接,该第二侧面1d与该第二表面1b连接。该第一反射膜102位于该第一表面1a,该第一侧面1c与该第一表面1a的夹角α大于第一角度阈值;该第二侧面1d与该第一侧面1c的夹角β大于第二角度阈值。该第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ为钝角。
88.本技术实施例提供的制造方法,可以通过对硅晶圆和第一反射材料膜层进行处理,得到多个反射镜。由此,可以实现反射镜的量产,从而有效提高反射镜的制备效率,降低反射镜的制备成本,且能够确保制备得到的多个反射镜的性能的一致性。
89.作为一种可选地实现方式,如图13所示,本技术实施例提供的反射镜的制造方法可以包括:
90.步骤501、在硅晶圆的第一面形成第一反射材料膜层。
91.参考图14中的步骤s11和步骤s12,可以先获取一个硅晶圆01,然后在该硅晶圆01的第一面形成第一反射材料膜层02。该步骤501的实现过程可以参考上述步骤401,此处不再赘述。
92.步骤502、在第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧贴附划片膜。
93.参考图14中的步骤s13,可以将形成有第一反射材料膜层02的硅晶圆01翻转,然后将该第一反射材料膜层02远离该硅晶圆01的一侧贴附到划片膜03上。可选地,该划片膜可以为具有粘性的紫外线(ultraviolet,uv)膜。
94.步骤503、采用第一切割刀片对该硅晶圆的第二面进行切割,形成反射镜的第二侧面。
95.参考图14中的步骤s14,可以采用第一切割刀片(也可以称为v型刀片或者v型轮毂切割刀片)d1对该硅晶圆01的第二面进行切割。该第二面和该第一面为该硅晶圆01的相对的两个面,例如,该第二面平行于该第一面。其中,该第一切割刀片d1的切割深度h1小于该硅晶圆01的厚度。
96.图15是本技术实施例提供的一种第一切割刀片的示意图。参考图15中的侧视图,该第一切割刀片d1可以呈环形。图15中还示出了该第一切割刀片的三种可选的剖视图,如图15中左侧和右侧的剖视图所示,该第一切割刀片d1的刀刃d11的剖面可以呈梯形,或者,如图15中位于中间的剖视图所示,该刀刃d11的剖面也可以呈由矩形和梯形组成的六边形。并且,如图15中左侧和中间的剖视图所示,该刀刃d11的最大厚度可以等于该第一切割刀片d1的中心部分的厚度。或者,如图15中右侧的剖视图所示,该刀刃d11的最大厚度可以小于该第一切割刀片d1的中心部分的厚度。
97.采用该第一切割刀片d1对硅晶圆01的第二面进行切割后,可以在硅晶圆01的第二面形成一个斜面凹槽,该斜面凹槽的侧壁即可形成为反射镜中硅基衬底的第二侧面1d。在制造过程中,可以根据设计要求的第二侧面1d的倾角(即第二侧面1d与第二表面的夹角)的不同,灵活选择不同形状的第一切割刀片d1对该硅晶圆01进行切割。采用第一切割刀片d1
对硅晶圆01进行切割,可以实现对切割形成的第二侧面1d的倾角的精确控制和调整,便于满足不同反射镜的设计要求。
98.步骤504、采用第二切割刀片继续对该硅晶圆进行切割,并对该第一反射材料膜层进行切割,形成该反射镜的第一侧面和该反射镜的第一反射膜。
99.参考图14中的步骤s15,可以采用第二切割刀片(也可以称为直切刀片或者垂直型轮毂切割刀片)d2从该硅晶圆01的斜面凹槽的底面处,继续对该硅晶圆01进行切割,并对该第一反射材料膜层02进行切割。由此,可以形成该反射镜的第一侧面和该反射镜的第一反射膜。其中,该第二切割刀片d2的切割方向可以垂直于该硅晶片01的第一面,相应的,切割形成的第一侧面垂直于该硅基衬底的第一表面。
100.该第二切割刀片d2的侧视图可以参考图15中所示的侧视图,即该第二切割刀片d2也可以呈环形。图16本技术实施例提供的一种第二切割刀片的剖视图,如图16所示,该第二切割刀片d2的刀刃d21的剖面可以呈由矩形和梯形组成的六边形。并且,该刀刃d21的最大厚度小于该第二切割刀片d2的中心部分的厚度。
101.在本技术实施例中,采用第二切割刀片d2进行切割时的切割深度h3,可以大于或等于该硅晶圆01被第一切割刀片d1切割后的剩余厚度与该第一反射材料膜层02的厚度之和。也即是,该第二切割刀片d2可以将形成有第一反射材料膜层02的硅晶圆01切透,得到多个分离的反射镜。
102.如图14所示,由于该第一反射材料膜层02远离该硅晶圆01的一侧贴附有划片膜03,因此在采用第二切割刀片d2将多个反射镜切割分离后,该多个反射镜可以固定在该划片膜03上,从而可以避免反射镜散落(也称为飞片)而导致损坏。
103.在本技术实施例中,若需要量产多个反射镜,则上述步骤503可以执行多次,即可以采用第一切割刀片对该硅晶圆的第二面进行多次切割,得到多个斜面凹槽。相应的,上述步骤504也可以执行多次,即可以采用第二切割刀片对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行多次切割,从而得到多个分离的反射镜。之后,可以将该多个分离的反射镜从划片膜上剥离,并分别封装在潜望式的摄像模组中。其中,若该划片膜为uv膜,则可以采用uv照射设备照射该uv膜,以降低uv膜的粘性,从而将反射镜剥离。
104.上述采用两种不同类型的切割刀对硅晶圆和反射材料膜层进行机械切割的方法较为简单,效率较高。
105.作为另一种可选地实现方式,如图17所示,本技术实施例提供的反射镜的制造方法可以包括:
106.步骤601、在硅晶圆的第二面形成对准标记。
107.在本技术实施例中,如图18中的步骤s21所示,可以在硅晶圆01的第二面形成多个对准标记011。该多个对准标记011可以位于硅晶圆01的边缘处。
108.可选地,可以采用刻蚀或者切割的方法在硅晶圆01的第二面形成多个凹槽作为对准标记011。例如,可以采用深反应离子刻蚀(deep reactive ion ething,drie)技术在硅晶圆01的第二面形成对准标记011。或者,也可以直接在该硅晶圆01的第二面贴附或者涂覆对准标记。
109.步骤602、在硅晶圆的第一面形成第一反射材料膜层。
110.参考图18中的步骤s22,可以在该硅晶圆01的第一面(即未形成对准标记011的一
面)形成第一反射材料膜层02。该第一面和第二面为硅晶圆01的相对的两个面。该步骤602的实现过程可以参考上述步骤401,此处不再赘述。
111.步骤603、以该对准标记为基准,从该第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行处理,形成该反射镜的第一侧面和该反射镜的第一反射膜。
112.在本技术实施例中,如图18中的步骤s23所示,可以以该对准标记为基准,对该第一反射材料膜层和该硅晶圆进行处理,在该第一反射材料膜层和该硅晶圆中形成直面凹槽。该直面凹槽的侧壁即可形成为反射镜的第一侧面。并且,由于该直面凹槽贯穿该第一反射材料膜层02,因此还可以形成反射镜的第一反射膜。
113.在一种可选地实现方式中,可以从该第一反射材料膜层02远离该硅晶圆01的一侧,对该第一反射材料膜层02和该硅晶圆01进行刻蚀,从而形成反射镜的第一侧面1c和该反射镜的第一反射膜。例如,可以采用drie技术对该第一反射材料膜层02和该硅晶圆01进行刻蚀。其中,对该第一反射材料膜层02的刻蚀深度可以等于该第一反射材料膜层02的厚度,即需要将该第一反射材料膜层02刻透。而对该硅晶圆01的刻蚀深度h2则可以小于该硅晶圆01的厚度。
114.由于第一反射材料膜层02的厚度较薄,因此通过刻蚀的方式对该第一反射材料膜层02进行处理可以有效降低该第一反射材料膜层02出现裂纹的概率,即该刻蚀的方式的可靠性更高,可以确保制备得到的反射镜的良率。
115.在另一种可选地实现方式中,可以采用第二切割刀片从该第一反射材料膜层02远离该硅晶圆01的一侧,对该第一反射材料膜层02和该硅晶圆01进行切割,从而形成反射镜的第一侧面1c和该反射镜的第一反射膜。其中,该第二切割刀片对该第一反射材料膜层02的切割深度可以等于该第一反射材料膜层02的厚度,即需要将该第一反射材料膜层02刻透。而对该硅晶圆01的切割深度h2则可以小于该硅晶圆01的厚度。并且,该第二切割刀片的切割方向可以垂直于该硅晶圆01的第一面。
116.步骤604、在第一反射材料膜层远离该硅晶圆的一侧贴附划片膜。
117.参考图18中的步骤s24,可以将第一反射材料膜层02和硅晶圆01翻转,然后将该第一反射材料膜层02远离该硅晶圆01的一侧贴附到划片膜03上。该步骤604的实现过程可以参考上述步骤502,此处不再赘述。
118.步骤605、以该对准标记为基准,采用第一切割刀片对该硅晶圆的第二面进行切割,形成该反射镜的第二侧面,以及该反射镜的第二侧面。
119.参考图18中的步骤s25,可以采用第一切割刀片d1对该硅晶圆01的第二面进行切割,从而在该硅晶圆01的第二面形成斜面凹槽。为了确保该斜面凹槽与上述步骤603中形成的直面凹槽连通,即将该硅晶圆01切透,需要以该对准标记为基准进行切割。采用第一切割刀片d1对该硅晶圆01的第二面进行切割后,即可形成反射镜的第二侧面。
120.在本技术实施例中,若需要量产多个反射镜,则在上述步骤603中,可以在该第一反射材料膜层和该硅晶圆中形成多个直面凹槽。相应的,上述步骤605可以执行多次,即可以采用第一切割刀片对该硅晶圆进行多次切割,从而得到多个分离的反射镜。之后,可以将该多个分离的反射镜从划片膜上剥离,并分别封装在潜望式的摄像模组中。
121.图19是本技术实施例提供的再一种反射镜的制造方法的流程图,该方法可以用于
制造包括第二反射膜的反射镜。如图19所示,该方法可以包括:
122.步骤701、在硅晶圆的第一面形成第一反射材料膜层。
123.该步骤701的实现过程可以参考上述步骤401,此处不再赘述。
124.步骤702、在硅晶圆的第二面形成第二反射材料膜层。
125.在本技术实施例中,可以采用与该第一反射材料膜层相同的材料,在该硅晶圆的第二面形成第二反射材料膜层。该步骤702的实现过程也可以参考上述步骤401,此处不再赘述。
126.通过在硅晶圆的第一面和第二面形成相同材料的反射材料膜层,可以使得薄膜镀制工艺引入的应力相互抵消,进一步减小薄膜镀制过程中硅晶圆产生的形变,确保制备得到的反射镜的平整性。
127.步骤703、对该第二反射材料膜层进行处理,得到反射镜中的第二反射膜。
128.参考图8可以看出,该第二反射膜103位于最终形成的反射镜中硅基衬底101的第二表面1b。在本技术实施例中,可以采用切割刀片对该第二反射材料膜层进行切割,从而得到反射镜中的第二反射膜。例如,可以采用对第一切割刀片对该第二反射材料膜层和该硅晶圆的第二面进行切割,从而得到该反射镜中的第二反射膜,并形成该反射镜中硅基衬底的第二侧面。该步骤703的实现过程可以参考上述步骤503或上述步骤605,此处不再赘述。
129.步骤704、对该硅晶圆和该第一反射材料膜层进行处理,得到至少一个反射镜。
130.该步骤704的实现过程可以参考上述步骤504,或者参考上述步骤603,此处不再赘述。
131.可选地,本技术实施例提供的反射镜的制造方法的步骤先后顺序可以进行适当调整,步骤也可以根据情况进行相应增减。例如,步骤602可以在步骤601之前执行,步骤702可以在步骤701之前执行。任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化的方法,都应涵盖在本技术的保护范围之内,因此不再赘述。
132.综上所述,本技术实施例提供了一种反射镜的制造方法,该方法采用硅晶圆作为基底制造反射镜,可以有效减小反射镜的体积和质量。并且,该方法制造得到的反射镜中,硅基衬底的第二侧面与第二表面的夹角为钝角,可以确保将该反射镜倾斜设置后,该第二侧面与第二表面不会形成向外突出的直角。由此,不仅可以减小该反射镜应用于潜望式的摄像模组时所占用的空间,而且可以有效降低反射镜组装的过程中,该硅基衬底的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。又由于该硅晶圆的杨氏模量较高,因此在该硅晶圆的表面镀制反射材料膜层时不会使硅晶圆产生较大的形变,可以确保制备得到的反射镜的质量较高。
133.本技术实施例还提供了一种镜头模组,该镜头模组可以为潜望式的镜头模组。如图20所示,该镜头模组包括:如上述实施例提供的反射镜10,镜片组20以及感光元件30。
134.其中,该镜片组20位于该反射镜10和该感光元件30之间,该反射镜10中的第一反射膜102相对于硅基衬底101靠近该镜片组20,该第一反射膜102用于将入射光线反射至该镜片组20。例如,该第一反射膜102可以将入射光线的光路方向改变90
°
后,使得该入射光线传输至镜片组20。该镜片组20进而可以将第一反射膜102反射的光线汇聚并传输至感光元件30。
135.其中,该镜片组20可以包括多个透镜。该感光元件30可以为互补金属氧化物半导
体(complementary metal oxide semiconductor,cmos)器件。
136.可选地,如图20所示,该镜头模组中的反射镜10倾斜设置,且该第一反射膜102与镜片组20的光轴的夹角为θ,该夹角θ为锐角。为了使得该硅基衬底101的第二侧面1d平行于镜片组20的光轴,可以将该硅基衬底101的第二侧面1d与该第一表面1a的夹角δ设计为与夹角θ相等的角度,也即是,可以将该硅基衬底101的第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ设计为夹角θ的补角。
137.可选地,该镜头模组中的镜片组20的光轴与入射光的夹角可以为直角。相应的,该第一反射膜102与该镜片组20的光轴的夹角可以为45
°
,该硅基衬底101的第二侧面1d与该第一表面1a的夹角δ为45
°
,该硅基衬底101的第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ可以为135
°
。由此,可以确保该第一反射膜102反射的光线可以沿平行或近似平行于镜片组20的光轴的方向传输至该镜片组20。入射光线通过光窗入射到硅基平面反射镜上,经反射镜反射,光路改变90
°
,然后经过镜头组汇聚最终照射到cmos感光元件上。
138.通过将该硅基衬底101的第二侧面1d与该第二表面1b的夹角γ设计为夹角θ的补角,可以使得该摄像模组中时,该硅基衬底101的第二侧面1d平行于镜片组20的光轴,进而确保该第二侧面1d与第二表面1b不会形成向外突出的直角。由此,不仅可以减小该摄像模组中反射镜10占用的空间,而且可以有效降低反射镜10组装过程中,该硅基衬底101的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。
139.综上所述,本技术实施例提供了一种镜头模组,该镜头模组中的反射镜的体积和质量较小,可以确保该镜头模组的体积和质量也较小。并且,由于该反射镜中硅基衬底的第二侧面与第二表面的夹角为钝角,因此不仅可以减小该反射镜应用于潜望式的摄像模组时所占用的空间,而且可以有效降低反射镜组装的过程中,该硅基衬底的侧边因碰撞或摩擦而发生碎裂或者崩边的风险。
140.本技术实施例还提供了一种电子设备,如图21所示,该电子设备可以包括:壳体000,以及设置在该壳体000内的如上述实施例提供的镜头模组001。
141.可选地,如图21所示,该电子设备还包括光窗002。该壳体000上开设有通槽00a,该光窗002可以设置在该通槽00a内,用于透射光线。也即是,该光窗002可以将入射光透射至该反射镜10的第一反射膜102。其中,该光窗002与该第一反射膜102的夹角可以为45
°
。该光窗002可以由透明材质制成,例如可以为透明的光学玻璃。
142.继续参考图21,该电子设备还包括反射镜固定结构003,该反射镜固定结构003位于该反射镜10的底面,即该反射镜10中与该第一反射膜102相对的一面。该反射镜固定结构003用于支撑该反射镜10,使该反射镜10固定在该壳体000内。其中,该反射镜固定结构003可以通过胶水粘接等方式与该反射镜10固定连接。
143.可选地,如图21所示,本技术实施例提供的电子设备可以为手机。或者,该电子设备还可以为平板电脑或可穿戴设备等具备摄像功能的设备。
144.综上所述,本技术实施例提供了一种电子设备,该电子设备中的镜头模组所采用的反射镜的体积和质量较小,因此该镜头模组的体积和质量较小,进而可以减小该电子设备的体积和质量。并且,为了实现摄像防抖功能,电子设备中还可以设置有用于驱动该反射镜偏转或平移的马达。由于该电子设备中采用的反射镜的质量较小,因此一方面可以降低该马达的功耗,进而降低电子设备的功耗;另一方面,还可以提升反射镜的偏转频率,进而
提升电子设备的摄像防抖性能。
145.本技术中术语“第一”和“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分,应理解,“第一”和“第二”等字样所描述的元素之间不具有逻辑或时序上的依赖关系,也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解,尽管以上描述使用术语第一和第二等来描述各种元素,但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。例如,在不脱离各种所述示例的范围的情况下,第一侧面可以被称为第二侧面,并且类似地,第二侧面可以被称为第一侧面。第一侧面和第二侧面都可以是侧面,并且在某些情况下,可以是单独且不同的侧面。
146.本技术中术语“至少一个”的含义是指一个或多个,本技术中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个反射镜是指两个或两个以上的反射镜。
147.以上所述,仅为本技术的可选实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。