生产透镜晶片的方法和设备的制造方法

生产透镜晶片的方法和设备的制造方法
【专利说明】生产透镜晶片的方法和设备
[0001] 说明书 本发明涉及用于生产，特别是模压，透镜晶片的方法和设备，该透镜晶片具有如权利要 求1和5所要求的多个微透镜。
[0002] 微透镜首先被用于要求光学聚焦装置的设备，例如，蜂窝电话的摄像机。由于微型 化的压力，功能区域将变得越来越小。微透镜越要被微型化，微透镜的光学正确生产就变得 越困难，因为对于要被理想地大量生产的微透镜来说，同时还存在巨大的成本压力。
[0003] 光学系统可由静态和/或动态凸透镜或凹透镜组成。微透镜可被一个个地模压在 对应的载体基板上或中或者是一大块晶片的一部分。因此，这些大块的晶片构成了无载体 透镜场。在这方面，无载体意味着透镜不需要被成形在它们自己的载体上。相反，通过上和 /或下压模沿着对应的表面使透镜材料变形成透镜场，该透镜场是自我支撑的。通过使用这 些无载体透镜场加速了不断前进的微型化。无载体透镜场在一方面提供了在更薄的透镜的 光学设计方面的更大灵活性，并且在另一方面提供了生产中的高精度。另外，它们被生产在 一片中、将透镜和载体彼此结合、能被容易地拿起、运输和彼此连接。将透镜晶片从对应的 模压模具或从模压压模分离是主要技术问题。
[0004] 本发明的目标是发明一种设备和方法，通过该设备和方法改善透镜晶片的分离， 尤其是在全自动过程中。
[0005] 该目标是通过权利要求1和5的特征实现的。在从属权利要求给出了本发明的有 利的发展。在说明书、权利要求书和/或附图中给出的至少两个特征的全部组合也落在本 发明的范围内。在给定的值范围内，所指出的极限内的值也被认为是像边界值一样被公开 并且可以任何组合的方式被要求保护。
[0006] 本发明基于的想法是：在透镜晶片的固化之前在第一和第二模压压模之间布置至 少一个释放元件，该释放元件用于使固化的透镜晶片从该第一和/或第二模压压模分离。 通过在本发明的权利要求中的这种措施，在第一和第二模压压模之间放置模压团的时间和 /或将第一和第二模压压模彼此对准的时间和/或对模压团进行模压或者模压压模相对彼 此移动的时间被用于定位/布置至少一个释放元件。如本发明中的权利要求所述，这使得 可以在模压团的固化之后立即开始透镜晶片的分离。因此，在本发明的权利要求中所述的 设备和本发明的权利要求中所述的方法尤其适合于大块透镜晶片。
[0007] 换句话说，本发明由以下组成：在如本发明的权利要求中所述的透镜晶片的原 始成形之前，将工具，尤其是释放元件，安装在上和下模压压模之间，使得在尤其是大块的 透镜晶片的原始成形中，在原始成形后的透镜晶片和所述工具之间形成牢固的连接。借助 这种牢固的连接，尤其有利的是可以将透镜晶片从下和/或上模压压模分离。
[0008] 因此本发明尤其适合于用在无载体透镜晶片中。
[0009] 本发明的一个重要的优点是，将尤其是无载体透镜晶片从上和/或下模压压模上 释放可被至少很大程度上无损伤地执行并且对于适合于大量生产的生产设计来说这种释 放可被自动执行。
[0010] 根据本发明的一个有利的实施例，规定了释放元件具有作用部分，该作用部分具 有一个面侧，该面侧的外轮廓被成形为使得该作用部分可被定位在非结构化的区域中，该 非结构化的区域尤其被定位在用于微透镜的原始成形的下和/或上透镜模具外侧的下和/ 或上压模的边缘上。以这种方式，用于分离的释放元件所要求的该动作区域可被布置成使 得不减少在透镜晶片上的微透镜产量。
[0011] 这里，尤其有利的是，至少在作用部分中的该面侧上的释放元件具有的(尤 其是标准的）厚度d小于透镜晶片的模压厚度。透镜晶片的模压厚度尤其小于2000 μπ?，优选地小于1500 μLη，更优选地是小于1000 μπι，最优选地是小于500 μιη。这里，优选的 是，厚度d大于1/5,优选地大于1/3,优选地大于1/2的模压厚度，最优选地大于透镜晶片 的 3/4。
[0012] 在至少一个下释放元件被设计成与下压模的一个边缘部分接触并且一个上释放 元件被设计成与边缘部分接触以将透镜晶片从上和下压模分离的程度上，其中所述边缘部 分尤其是间隔开的，优选是相对的，一次可以有至少一个单独的释放元件，使得每个释放元 件可被理想地定位成与相应的压模相对。
[0013] 下面提供本发明权利要求中所述的方法步骤，尤其是按照下面的顺序： -将模压团应用到下压模或晶片（用于透镜晶片和微透镜的载体晶片)，尤其是借助本 设备的应用装置，尤其是可精确控制的分配装置， -将至少一个释放元件放置在下和上压模之间，该至少一个释放元件尤其与下压模对 准， -通过上压模对模压团进行模压（因此，通过朝着彼此移动下和上压模)， -使模压团固化，释放元件在固化之前就被放置就位。
[0014] 如本发明权利要求所述的，有利的是，释放元件的作用部分被定位在上压模的非 结构化区域中。
[0015] 而且，如本发明权利要求所述，有利的是，借助该释放元件在固化后将透镜晶片从 下和/或上压模分呙。
[0016] 固化以热的方式和/或通过电磁辐射和/或以化学的方式发生。
[0017] 在热固化中，有利的是，下和/或上压模具有对应的高热导率。热导率是在 0· 01 和500 之间，更有利的是在I 幻和500 之间，最优选的是 在10 和500 之间，最最优选的是在100 和500 之间。
[0018] 在借助电磁辐射的固化中，上和/或下压模对引起固化的全部波长是透明的。因 为大部分材料优选地通过UV福射固化，所以优选的透明性区域是IOnm和400nm之间。借 助电磁辐射的实施例是本发明权利要求所述的优选的实施例。
[0019] 在化学固化中，上和/或下压模被制造成使得对应的化学品获得达到模压团的通 路。或者通过多孔压模或者通过被特别加工在压模中的微米通道和/或纳米通道。
[0020] 释放元件优选地由耐腐蚀、经济的、轻的、高强度的材料组成。释放工具可由下列 材料中的至少一种组成： -金属 -陶瓷 -玻璃 -石墨 -聚合物_复合材料 而且，如本发明权利要求所述的，有利的是，释放元件具有对透镜材料的低粘附性。释 放元件要么由于它们材料特有的性质而具有对透镜材料的低粘附性，要么被照此涂敷防粘 层。大多数有机分子尤其适合于这种涂敷。含氟和/或含硫的有机分子，例如诸如PFPE的 塑料，尤其适合。也能想到的是，利用特殊的防粘层涂敷释放工具，这些防粘层可以多个单 层的形式被沉积。
[0021] 如果释放元件由非常导热的材料组成，那么也能想到通过释放元件添加热量以实 现热固化，如本发明的权利要求所述。
[0022] 每侧的释放元件的数量是一个，优选是两个，更优选是三个，最优选是四个，最最 优选是多于四个。所使用的释放元件越多，在一个个邻近的释放元件之间的作用部分和/ 或距离可能就越小；这在释放期间对弯曲强度有益。
[0023] 在如本发明权利要求所述的一个特殊实施例中，上和下释放元件沿着边缘交替， 并且如本发明权利要求所述可以有至少部分的重叠。
[0024] 在本发明权利要求所述的另一实施例中，每个释放元件具有对应的释放元件，该 对应的释放元件与所述释放元件是全等的，尤其是在相应的相对侧上与所述释放元件平齐 地相对。
[0025] 在本发明权利要求所述的一个实施例中，有多个释放元件，这些释放元件至少部 分地、优选是很大程度上彼此层叠，或者它们平齐地相对，透镜晶片的外侧轮廓可在边缘处 被改动以改善稳定性和稳定的释放。因此，如本发明权利要求所述，根据一个有利的实施 例，在要使用释放工具的全部位置上，利用释放凹部改变上和/或下压模。以这种方式，透 镜晶片，尤其是在其平均厚度没有减小的情况下，被借助释放工具延展并且可在模压过程 之后被稳定地分离。
[0026] 通过隔离从该透镜晶片生产的一个(尤其是若干个）微透镜能被认为是独立的发 明。
[0027] 通过如本发明权利要求所述的设备和/或通过如本发明权利要求所述的方法生 产的透镜晶片能被认为是独立的发明。
[0028] 本发明的其它优点、特征和细节将从下面使用附图对优选的示例性实施例的描述 而变得显而易见。
[0029] 图Ia示出了在本发明第一实施例中的根据图Ib的交叉线A-A的如本发明权利要 求所述的带释放元件的上压模的示意平面图， 图Ib示出了在该第一实施例中的根据图Ic的交叉线C-C的如本发明权利要求所述的 设备的示意截面图， 图Ic示出了根据图Ib的交叉线B-B的如本发明权利要求所述的下压模和释放元件的 示意平面图， 图2a示出了本发明权利要求所述的第一方法步骤，确切地说是下释放元件的布置， 图2b示出了第二方法步骤，确切地说是模压团的应用， 图2c示出了第三方法步骤，确切地说是上释放元件的布置和上压模到下压模的布置 和对准， 图2d示出了第四方法步骤，确切地说是模压团的模压， 图2e示出了第五方法步骤，确切地说是模压团的固化，尤其是通过上压模， 图2f示出了第六方法步骤，确切地说是从固化的透镜晶片释放上压模， 图2g示出了第七方法步骤，确切地说是从固化的透镜晶片释放下模压压模。
[0030] 图2h示出了第七方法步骤，确切地说是从固化的透镜晶片移除下模压压模，利用 本发明权利要求所述的压模的第二实施例， 图3a示出了带有两个释放元件的本发明的第二实施例的示意图， 图3b示出了带有三个释放元件的本发明的第三实施例的示意图；以及 图3c示出了带有四个释放元件的第四实施例的示意图。
[0031] 在附图中，按照本发明的实施例的这些指示性参考数字来标记本发明的优点和特 征，具有相同功能或者具有相同动作的功能的部件或特征用同样的参考数字标记。
[0032] 在本发明的实施例中，这些实施例在图Ia-Ic中示出，示出了设备的重要部件，但 没有示出该设备的其它部件，因为这些部件的构造对于本领域技术人员是显而易见的或者 很明显是按照下面对功能的描述。
[0033] 因此，该设备具有下模压元件11和上模