专利名称：滤光元件及其制造方法、相机模组以及便携式电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤光元件及其制造方法、使用该滤光元件的相机模组以及使用该 相机模组的便携式电子装置。
背景技术：
随着摄像技术的发展，镜头模组与各种便携式电子装置如手机、摄像机、电脑等的 结合，更是得到众多消费者的青睐，所以市场对小型化镜头模组的需求增加。目前小型化镜头模组多采用精密模具等制程制造出微型光学元件，然后与硅晶圆 制成的影像感测器电连接、封装，然后切割，得到相机模组。然而，随着镜头模组向着更加微 小化发展，目前所采用的制程越来越不能满足微型光学元件的精度要求，而且制程中经常 采用的黄光、微影、蚀刻等制程对环境影响大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够更好的适应镜头模组向更加微小化发展的趋势， 并且制程成本低廉且环境友好的滤光元件及其制造方法、使用该滤光元件的相机模组以及 使用该相机模组的便携式电子装置。一种滤光元件，其包括透明基板及设置在该透明基板上的薄膜滤光片，其特征在 于进一步包括金属薄膜层，该金属薄膜层涂覆在该薄膜滤光片表面，该金属薄膜层的几何 中心还设置有一通光孔，该通光孔用来使外部光线照射进入该薄膜滤光片。一种制造滤光元件的方法，其包括提供一个透明基板；在该透明基板上涂敷至 少一层陶瓷粉体，并且每层陶瓷粉体采用镭射硬化的方式进行初步硬化；在初步硬化后的 陶瓷粉体的上表面几何中心设置UV硬化树脂，并硬化该UV硬化树脂；在该初步硬化后的陶 瓷粉体表面通过连续溅镀的方式镀上金属薄膜层，该金属薄膜层的厚度小于或者等于固化 后的UV硬化树脂的厚度；用酒精擦除UV硬化树脂形成通光孔；将该透明基板放入高温环境中对该陶瓷粉 体进行深度硬化，高温环境的温度高于采用镭射初步硬化的温度；将该陶瓷粉体全部去除， 形成一个以该透明基板为底、该金属薄膜层为壁的空腔；在该空腔内部以离子助镀法形成 薄膜滤光片。一种相机模组，其包括镜头模组及与该镜头模组相对设置的感测器，其特征在于 进一步包括滤光元件，该滤光元件设置在该镜头模组靠近物侧的端部，并且与该镜头模组 处于同一光轴上。一种便携式电子装置，其包括电子装置本体及设置在该电子装置本体上的相机模 组，该相机模组包括滤光元件。与现有技术相比，本发明所提供的滤光元件及其制造方法通过采用以陶瓷粉体作 为牺牲材料，以镭射法硬化该陶瓷粉体的制作方式，免去了在晶圆级的相机模组制程中所 经常采用的黄光、微影、蚀刻等制程，使得本发明所提供的制造滤光元件的方法能够更好的适应镜头模组向更加微小化发展的趋势，制程简单，成本低廉且环境友好，本发明还涉及使 用该滤光元件的相机模组以及使用该相机模组的便携式电子装置。
图1是本发明实施例中所提供的滤光元件的结构示意图。图2是本发明实施例中所提供的制造滤光元件的方法的流程示意图。图3是本发明实施例中所提供的相机模组的结构示意图。图4是本发明实施里中所提供的便携式电子装置的示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。请参见图1，本发明实施例所提供的滤光元件10，其包括透明基板11、薄膜滤光片 12、金属薄膜层13及通光孔14。该透明基板11是玻璃基板，可以理解的，该透明基板11可以是由任何透光性材料 所制成，其作用是能够让外部光源所发出的光线能够穿透该透明基板11。该薄膜滤光片12是红外光截止滤光片，其设置在该透明基板11上，其剖面成倒T 型，可以理解的，该薄膜滤光片12还可以是紫外光截止滤光片等其它类型的薄膜滤光片， 而且其可以根据实际需要而做成其它形状，如其剖面可以是与该透明基板11同宽的长方 形或者正方形的。该金属薄膜层13包覆在该薄膜滤光片12表面。在本实施例中，该金属薄膜层13 是多层结构，其包覆在该透明基板11侧边及薄膜滤光片12表面，自该薄膜滤光片12表面 向外依次是氮化铬膜层131、铜膜层132及不锈钢薄膜层133。其中，该氮化铬膜层131是 作为挡光层来使用，其可以防止外来的杂散光进入滤光元件，该铜膜层132及不锈钢薄膜 层133作为抗电磁干扰膜来使用。可以理解的，该金属薄膜层13也可以是单层结构，其材 料也可以是具有不同功能用途的其它金属，而且该金属薄膜层13也可以仅仅包覆在该薄 膜滤光片12表面。该通光孔14设置于与该透明基板11相对的金属薄膜层13的几何中心，其用来使 外部光线照射进入该薄膜滤光片12。请参见图2，本发明所提供的一种制造滤光元件的方法，其包括以下步骤。(1)提供一个透明基板20。该透明基板20是玻璃基板。(2)在该透明基板上涂敷至少一层陶瓷粉体21，并且每层陶瓷粉体采用镭射硬化 的方式将其进行初步硬化。该陶瓷粉体21是磷酸铝、二氧化硅与水的混合物，其采用旋转涂布的方式涂敷在 该透明基板20上。将该涂敷有该陶瓷粉体层21的透明基板20放置于若干镭射头22下，将该陶瓷粉 体层21进行初步硬化使之在该透明基板20上形成一层初步硬化的陶瓷粉体层23，该镭射 硬化温度范围可以是[100°C，20(TC ]，在本发明中，该镭射硬化温度是130°C。在该初步硬化的陶瓷粉体层23上采用旋转涂布的方法再涂敷一层该陶瓷粉体层
421，并将其镭射硬化，其目的是为了使本发明所制作的滤光元件达到一定的高度，所以此步 骤可以根据实际需要而重复进行。而且，从第二层陶瓷粉体层21开始，其镭射硬化的范围 可以是全部陶瓷粉体层，也可以是部分陶瓷粉体层，其根据实际所要制得的滤光元件的外 形来决定。例如，当滤光元件的外形是圆柱状时，每层的陶瓷粉体层将会被全部硬化，而当 滤光元件的外形呈阶梯状时，每层的陶瓷粉体层将按照需要被部分硬化，而未被硬化的部 分陶瓷粉体会在涂布下一层陶瓷粉体层之前使用纯水将其清洗去除。在本实施例中，在该透明基板20上共涂敷了五层陶瓷粉体层，从第二层陶瓷粉体 层开始，每层该陶瓷粉体21将该陶瓷粉体层的正中心施以镭射硬化以形成初步硬化的陶 瓷粉体层23a，并在涂敷下一层陶瓷粉体层之前使用纯水将该未被硬化的陶瓷粉体21a清 洗去除。(3)在该初步硬化的陶瓷粉体层23a的上表面几何中心设置UV硬化树脂24，并硬 化该UV硬化树脂24。(4)在该初步硬化的陶瓷粉体层23a表面通过连续溅镀的方式镀上金属薄膜层 25，该金属薄膜层25的厚度小于或者等于固化后的UV硬化树脂24的厚度。在本实施例中，该金属薄膜层25涂敷在该透明基板20侧面及该初步硬化的陶瓷 粉体层23及23a表面，且自该初步硬化的陶瓷粉体层23及23a的表面向外依次是氮化铬 薄膜层251、铜薄膜层252及不锈钢薄膜层253，其总厚度小于或者等于该圆柱状遮光层24 的厚度。其中，该氮化铬薄膜层251是作为挡光层来使用，其可以防止外来的杂散光进入滤 光元件；铜薄膜层252及不锈钢薄膜层253作为抗电磁干扰膜来使用。可以理解的，该金属 薄膜层25也可以只涂敷在该初步硬化的陶瓷粉体层23a表面。(5)用酒精擦除该UV硬化树脂24形成通光孔26。(6)将该透明基板20放入高温环境中对该初步硬化的陶瓷粉体层23及23a进行 深度硬化，该高温环境的温度高于采用镭射初步硬化的温度；在本发明中，该高温环境是由高温炉来提供，对该初步硬化的陶瓷粉体层23及 23a进行深度硬化的温度范围是[250°C，1000°C ]。在本实施里中，优选的，对该初步硬化的 陶瓷粉体层23及23a进行深度硬化的温度是250°C。(7)将该经过深度硬化的陶瓷粉体层23及23a全部去除，形成一个以该透明基板 20为底，该金属薄膜层25为壁的空腔40。通过对该初步硬化的陶瓷粉体层23及23a进行深度硬化，能够减弱该陶瓷粉体层 23及23a与镀在其周围的金属薄膜层25之间的结合力，同时也减弱该陶瓷粉体层23及23a 与该透明基板20之间的结合力，使得在后续清洗制程中能够很容易的将该陶瓷粉体层23 及23a全部去除，以形成一个以该透明基板20为底，该金属薄膜层25为壁且顶端带有通光 孔26的空腔40。(8)在该空腔40内部以离子助镀法形成薄膜滤光片27。在本实施例中，该薄膜滤光片27是红外光截至滤光片(IR-Cut)薄膜。可以理解 的，该薄膜滤光片27的类型可以根据不同的需求而变化，例如该薄膜滤光片27还可以是紫 外光截止滤光片。为了避免在离子助镀的过程中将该空腔40的外层也镀上该薄膜滤光片27，可以 在步骤(7)完成之后，采用旋转涂布的方式将该空腔40的外层涂敷一层陶瓷粉体，然后再进行步骤(8)。待步骤(8)完成后，使用纯水将涂敷在该空腔40外层的陶瓷粉体去除。
本发明还提供一种具有该滤光元件的相机模组及使用该相机模组的电子装置。
请参见图3，本发明所提供的相机模组30，其包括滤光元件31、镜头模组32及感测 ^^ 33 ο该滤光元件31可以是上述实施例所提供的滤光元件中的任意一种。该滤光元件 31设置在该镜头模组32靠近物侧的端部，并通过UV固化树脂与该镜头模组32相互固定。该镜头模组32包括若干镜片，该镜头模组32的光轴与该滤光元件31的光轴重 合。
该感测器33与该镜头模组32相对设置，外部光线照射经过该滤光元件31，然后再 经过该镜头模组32入射到该感测器33上。可以理解的，在本发明中，该镜头模组32及该感测器33的类型以及封装方式可以 是现有技术当中出现的任何一种。请参见图4，本发明所提供的电子装置40，其包括本体41及相机模组42，该相机模 组42设置在该本体41上。在本实施例中，该电子装置40是手机，该相机模组42可以是上述实施例所提供的 相机模组中的任意一种。可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的 设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在 本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种滤光元件，其包括一透明基板及设置在该透明基板上的一薄膜滤光片，其特征 在于该滤光元件进一步包括一金属薄膜层，该金属薄膜层设置在该薄膜滤光片外表面，该 金属薄膜层还设置有一通光孔，该通光孔用来使外部光线照射进入该薄膜滤光片。
2.如权利要求1所述的滤光元件，其特征在于该透明基板是玻璃基板。
3.如权利要求2所述的滤光元件，其特征在于该金属薄膜层包括自该薄膜滤光片向 外依次设置的氮化铬膜层、铜膜层及不锈钢薄膜层。
4.如权利要求3所述的滤光元件，其特征在于该薄膜滤光片是红外光截止滤光片。
5.一种制造滤光元件的方法，其包括(1)提供一个透明基板；(2)在该透明基板上涂敷至少一层陶瓷粉体，并且每层陶瓷粉体采用镭射硬化的方式 进行初步硬化；(3)在初步硬化后的陶瓷粉体的上表面预定位置设置UV硬化树脂，并硬化该UV硬化树脂；(4)在该初步硬化后的陶瓷粉体表面通过连续溅镀的方式镀上金属薄膜层，该金属薄 膜层的厚度小于或者等于固化后的UV硬化树脂的厚度；(5)用酒精擦除UV硬化树脂形成通光孔；(6)将该透明基板放入高温环境中对该陶瓷粉体进行深度硬化，该高温环境的温度高 于采用镭射初步硬化的温度；(7)将该陶瓷粉体全部去除，形成一个以该透明基板为底、该金属薄膜层为壁的空腔；(8)在该空腔内部以离子助镀法形成薄膜滤光片。
6.如权利要求5所述的制造滤光元件的方法，其特征在于该制造滤光元件的方法进 一步包括在步骤(7)与步骤(8)之间进行一个陶瓷粉体涂敷步骤，该步骤用来将该空腔的 外层涂敷一层陶瓷粉体，该层陶瓷粉体在步骤(8)完成后用纯水将其清洗去除。
7.如权利要求5或6所述的制造滤光元件的方法，其特征在于从第二层陶瓷粉体开 始，采用镭射硬化的方式对该陶瓷粉体层的部分或者全部进行初步硬化，未被硬化的部分 陶瓷粉体用纯水将其清洗去除。
8.如权利要求7所述的制造滤光元件的方法，其特征在于采用旋转涂布法涂敷该陶 瓷粉体层。
9.如权利要求8所述的制造滤光元件的方法，其特征在于该镭射硬化温度范围是 [100°C, 2000C ]。
10.如权利要求9所述的制造滤光元件的方法，其特征在于该陶瓷粉体在该高温炉中 的硬化温度范围是[250°C，1000°C ]。
11.一种相机模组，其包括镜头模组及与该镜头模组相对设置的感测器，其特征在于 进一步包括如权利要求1至4项任一项所述的滤光元件，该滤光元件设置在该镜头模组靠 近物侧的端部，并且与该镜头模组处于同一光轴上。
12.一种便携式电子装置，其包括电子装置本体及设置在该电子装置本体上的如权利 要求11所述的相机模组。
全文摘要
本发明涉及一种滤光元件，其包括透明基板及设置在该透明基板上的薄膜滤光片，其特征在于进一步包括金属薄膜层，该金属薄膜层涂覆在该薄膜滤光片表面，该金属薄膜层的几何中心还设置有一通光孔，该通光孔用来使外部光线照射进入该薄膜滤光片。与现有技术相比，本发明所提供的滤光元件能够更好的适应镜头模组向更加微小化发展的趋势，而且其制程简单，成本低廉且环境友好。本发明还涉及该滤光元件的制造方法、使用该滤光元件的相机模组以及使用该相机模组的便携式电子装置。
文档编号H04M1/02GK102004277SQ20091030633
公开日2011年4月6日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者王子威, 裴绍凯 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司