專利名稱：用于光學(xué)互連的注射成型微透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及微透鏡，更具體涉及特別適用于光學(xué)互連的注射 成型微透鏡。
背景技術(shù)：
近年來，用于多種服務(wù)器和存儲應(yīng)用的更高帶寬纖維光學(xué)互連受到關(guān)注。例如，由垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)構(gòu)成的光學(xué)發(fā)送器 陣列可在商業(yè)獲得，其中達(dá)到在250微米間距上每個陣列12個激光 器。這些器件利用光纖帶與相似的光檢測器陣列互連而形成平行光互 連(POI)。這些器件可從多個'^司獲得，包括Agilent、 Tyco、 Emcore、 Picolight、以及Xanoptix。這些器件可以用于例如高端技術(shù)計算機(jī)中 作為開關(guān)之間的群集結(jié)構(gòu)的部分；這允許更高的帶寬和更長距離的鏈 接，這對于構(gòu)建大的服務(wù)器、群集是必要的。每陣列僅具有4個光學(xué) 元件的更小形式的POI還用于I/0應(yīng)用的高容量，并且正在開發(fā)其他 應(yīng)用以用于該技術(shù)的未來的群集應(yīng)用。各種寬度的POI已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化， 包括數(shù)據(jù)速率在2.5G比特/秒/線至5G比特/秒/線的4X、 8X和12X 陣列。還考慮了更先進(jìn)的應(yīng)用，包括將VCSEL陣列直接集成到雙芯 片和多芯片模塊中。POI提供了多種技術(shù)優(yōu)勢，包括顯著更高的帶寬和多倍距離的銅 鏈接；抗電磁干擾性；更小、更緊密的封裝；以及更輕的重量、更柔 性的纜線組件。相比于銅替代品，對更寬地采用這些鏈接的顯著抑制 成為較高的成本；因此，現(xiàn)在POI只用于這樣的應(yīng)用，其中對成本不 敏感，或者需要不能通過其他方式獲得的距離和帶寬的組合。因此， 高度希望POI的成本降低。POI的主要成本組成是在激光器陣列和相應(yīng)的光學(xué)纖維陣列之間要求的有效對準(zhǔn)。經(jīng)估計，制造這樣的微透鏡元件現(xiàn)在在市場上為$1B,并且在未來會變得更高。目標(biāo)是，以最低成本盡可能有效地將 紅外輻射(通常波長接近850nm)從VCSEL孔(初始2-3微米直徑)發(fā) 射入纖維芯(通常50微米直徑)。將纖維芯定位為直接與激光孔相對(鄰 接耦合)是不實用的，因為來自VCSEL的激光束具有非常高的發(fā)散； 不可能利用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)陣列連接器(例如MPO)使纖維足夠靠近激光孔。 即使這是可能的且束直徑小于纖維孔，由于與纖維的數(shù)值孔徑失配， 仍然會有損耗(部分束仍會超過纖維的受光角而并不被引導(dǎo))。本發(fā)明的目的是允許晶片規(guī)模制造和與光學(xué)元件的電子集成。 為此，所有實用的VCSEL陣列使用 一些形式的透鏡結(jié)構(gòu)以便于 將光耦合入纖維陣列。該問題比對準(zhǔn)單個激光器和纖維復(fù)雜得多，因 為例如在透鏡和VCSEL設(shè)計中的累積容差跳動(runout)的效應(yīng)。常 規(guī)透鏡元件可以單獨(dú)地制造(例如，由玻璃制成的球形或球狀透鏡)， 然后與VCSEL陣列中的元件人工對準(zhǔn)；這不是低成本的制造過程， 并且在整個陣列中沒有良好地控制耦合光功率(optical power)的一致 性。還有來自未適當(dāng)對準(zhǔn)激光器和透鏡、或?qū)?zhǔn)后激光器陣列元件的 故障的高制造沉降物，這是現(xiàn)在的高成本的重要原因。從而，在工業(yè) 上需求用于VCSEL陣列透鏡的低成本、高容量制造方法、以及用于 將這些透鏡附接到VCSEL封裝的低成本組裝/對準(zhǔn)過程。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的 一個目的是允許印刷電路板和晶片規(guī)模制造以及與光 學(xué)元件的電子集成。本發(fā)明的一個目的是提供改進(jìn)的微透鏡陣列。本發(fā)明的另 一個目的是提供用于將微透鏡附接到印刷電路板或 半導(dǎo)體封裝或晶片上的低成本對準(zhǔn)過程。本發(fā)明的另一個目的是利用通過注射成型制造的微透鏡元件的 陣列解決VCSEL激光器陣列對準(zhǔn)的問題。通過微透鏡陣列、以及將微透鏡定位和對準(zhǔn)在另 一個器件上的方法達(dá)到這些和其他目的。通常，微透鏡陣列包括注射成型微透鏡元 件的陣列、以及支撐凸緣。每個微透鏡元件具有基本二次曲線旋轉(zhuǎn)截 面表面，可以是球體、橢球體或柱體形狀，并且支撐凸緣將微透鏡元 件的陣列連接在一起以有助于定位透鏡陣列。該陣列較好地適于與垂 直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)—起使用；并且，尤其是，本發(fā)明的優(yōu) 選實施例通過使用經(jīng)注射成型制造的微透鏡元件的陣列解決了 VCSEL激光器陣列對準(zhǔn)的問題。本發(fā)明的優(yōu)選實施例允許以單個工藝步驟制造透鏡陣列，包括例 如透鏡組件上的防反射小面(facet)的特征?？梢孕薷哪Ｖ乒に?，以允 許以與透鏡表面相同的高容差制造透鏡元件之間的凸緣。整個透鏡陣 列可以以光刻精度與VCSEL對準(zhǔn)，消除現(xiàn)有技術(shù)中耗時且高成本的 一些步驟。該工藝還允許對所獲得的VCSEL陣列的晶片規(guī)模測試， 進(jìn)一步降低了成本改善了產(chǎn)率。在本發(fā)明的另一個方面，提供一種形成衍射透鏡結(jié)構(gòu)的方法。該 方法包括以下步驟提供模具板、構(gòu)圖在模具板上排列的一組環(huán)、以 及打開環(huán)之間的空間，其中環(huán)成為模具板上的原位(in-situ)掩模。該 方法還包括將光學(xué)聚合物引導(dǎo)入環(huán)之間的空間中，聚合所述光學(xué)聚 合物以形成環(huán)透鏡的陣列，以及將環(huán)透鏡的陣列轉(zhuǎn)移到襯底中。優(yōu)選地，提供步驟包括提供具有一層沉積在其上的光致抗蝕劑的 模具板；構(gòu)圖步驟包括使用包括具有相應(yīng)地透射和阻擋光的交替暗和 亮環(huán)的掩模的光刻系統(tǒng)，以構(gòu)圖在模具板上排列的一組環(huán)，另外，利 用優(yōu)選實施例，引導(dǎo)步驟包括將光學(xué)聚合物注入環(huán)之間的空間，打開 步驟包括顯影且清洗構(gòu)圖的陣列以打開所述環(huán)之間的空間。該優(yōu)選實 施例還可以包括施加脫模層以共形地涂敷環(huán)蝕刻結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，并在 模具板上形成對準(zhǔn)標(biāo)記，以有助于使模具板與所述襯底對準(zhǔn)。通過考慮下面參照附圖的具體描述，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和益處將 顯而易見，所述附圖具體示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。


圖1示出可應(yīng)用本發(fā)明的垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL); 圖2示出了用于模制微透鏡陣列的組件；圖3概括示出用于模制微透鏡陣列然后將透鏡轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶 片上的過程；圖4示出用于將微透鏡對準(zhǔn)且夾緊在半導(dǎo)體晶片的過程； 圖5示出用于檢查具有微透鏡陣列的半導(dǎo)體晶片的過程； 圖6示出用于形成注射成型衍射透鏡結(jié)構(gòu)的過程；以及 圖7示出利用圖6的工藝形成的衍射透鏡的截面圖。
具體實施方式
本發(fā)明總體涉及微透鏡陣列，以及在另一個器件上定位和對準(zhǔn)微 透鏡陣列的方法。通常，微透鏡陣列包括注射成型微透鏡元件的陣列 和支撐凸緣。每個微透鏡元件具有基本球體、橢球體或柱體形狀，支 撐凸緣將微透鏡元件的陣列連接在一起以便于定位透鏡陣列。該陣列 良好地適于與垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)—起使用；以及，尤其 是，本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過利用經(jīng)注射成型制造的微透鏡元件的陣 列解決了 VCSEL激光器陣列對準(zhǔn)的問題。由于VCSEL發(fā)射近似圓形截面的光束，因此在該應(yīng)用中可以使 用圓形對稱透鏡或變形透鏡。典型的具有15-20度發(fā)散的VCSEL光 束需要耦合到具有低至6度的受光角的纖維芯中。然而，所獲得的光 學(xué)子組件也必須是對人眼安全的、符合國際激光安全規(guī)定(IEC 825)。 優(yōu)選激光產(chǎn)品分類是1類、或者在沒有放大光學(xué)元件的幫助下當(dāng)由未 訓(xùn)練的人員觀看時是固有地安全的。 一種實現(xiàn)這點(diǎn)的方法是使用所述 透鏡控制光束的發(fā)散，這減少從開放VCSEL發(fā)送端口到達(dá)人眼的可 到達(dá)激光輻射的能量密度。將光束與微透鏡部分對準(zhǔn)提供了最大化耦 合功率而不犧牲人眼安全性的能力。透鏡的曲率允許放置在VCSEL的近場，以最小化VCSEL發(fā)散變化的影響。這些原理通過附圖示出。 更具體是，圖l示出了 VCSELIO、 一對透鏡12、 14、部分對準(zhǔn) 的激光束16、以及光纖20。在圖l的配置中，透鏡元件12在該示例中附接到支撐凸緣22;凸緣內(nèi)直徑的容差優(yōu)選非常低以便于耦合透鏡 陣列。使用例如這樣的凸緣22便于將微透鏡陣列組裝到如VCSEL陣 列的相同的封裝，形成集成光學(xué)收發(fā)器組件。凸緣20和透鏡元件12、 14的容差導(dǎo)致如果連接器位置未對準(zhǔn)程度小于1毫米的距離，則光功 率變化大于等于25%。從而，用于制作微透鏡陣列的裝置優(yōu)選保持低 容差并最小化陣列跳動。由于其小尺寸，微透鏡12、 14不能使用常 規(guī)方法拋光；制造工藝優(yōu)選獲得足夠光滑的表面以用于光學(xué)應(yīng)用。最 后，微透鏡優(yōu)選最小化進(jìn)入激光器的光的背反射，這導(dǎo)致被稱為"反 射引發(fā)的強(qiáng)度噪聲"的不穩(wěn)定性并惡化比特誤碼率?？梢栽谕哥R頂點(diǎn) 處以淺角(4 - 6度)進(jìn)行輕微的平化24，以最小化背反射光。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，具有這些特性的VSCEL透鏡陣列使 用注射成型技術(shù)制造，如圖2和3所示。參考附圖，首先，如30所 示，設(shè)計例如金屬、硅石墨、玻璃等的金屬模制板32，使其具有腔 34的陣列，所述腔34具有用于VCSEL微透鏡系統(tǒng)的希望的曲率半 徑。如果模具板用于低溫透鏡材料，其可以由硅制成。模具板32可 以設(shè)計為在腔中具有任意表面曲率，以便于設(shè)計部分對準(zhǔn)透鏡以獲得 激光人眼安全性。所獲得的透鏡元件將近似空間匹配VCSEL元件的 尺寸；透鏡間距或曲率的變化便于空間轉(zhuǎn)換為其他纖維間距、以及對 不同纖維芯直徑/數(shù)值孔徑的使用。如36所示，對該模具板32填充合適的透鏡材料40，例如低溫 (100。C至150。C)玻璃或塑料，其具有適度低的熔點(diǎn)(150。C至250。C)以 及合適的折射率(1.3至3.3)。使用選擇的光化學(xué)照明波長，光聚合至 特定程度，允許在模具腔原位或在轉(zhuǎn)移至目標(biāo)器件陣列之后調(diào)節(jié)微透 鏡陣列的折射率。可選的是，利用特殊的處理步驟，在額外的成本下， 可以容納任何類型的熔點(diǎn)更高的玻璃。根據(jù)材料選擇，模具可以首先 涂敷可選的脫模層(例如特氟綸(Teflon))以便于微透鏡脫模；在微透鏡 陣列的情況下，襯底的頂部表面也可以涂敷脫模層。注意，還可以將 脫模層施加到透鏡凸緣區(qū)域，以便于移出透鏡陣列。對模具板32填 充熔融的透鏡材料；優(yōu)選地，通過在模具板的相鄰?fù)哥R元件之間留下連接42(其也可被涂敷Teflon脫模層)，可以同時制作連接多個陣列元 件的透鏡凸緣22。這提供了嚴(yán)格控制凸緣的容差?？蛇x的是，如圖3 中步驟44所示，可以在分離操作中模制或機(jī)械加工VCSEL表面，以 形成匹配凸緣22的共軛、共形的表面，以便于在VCSEL的近場中被 動地對準(zhǔn)VCSEL和透鏡陣列?？赡苄枰{(diào)節(jié)透鏡材料40的壓力供給，以均勻地填充深透鏡腔 34和淺連接凸緣42。為此，可能需要在足夠高的溫度(150。C至300。C) 下保持透鏡材料熔融，從而其保持流體化直到填充了整個透鏡陣列， 而不是在完成整個陣列填充前開始冷卻(這會導(dǎo)致熱不平衡以及開 裂)；為此，示出包圍注入工具50的可選加熱元件46?？蛇x的是，可 以變化注入工具經(jīng)過模具板32的掃描速度，使得注入工具在襯底的 較薄區(qū)域(例如沿凸緣或者透鏡元件之間的區(qū)域)更快地通過。為此， 可以接入具有掃描位置控制器的可選的數(shù)字微控制器(未示出)。模具 腔34可以設(shè)計為具有在透鏡頂點(diǎn)處淺角的輕微平化52，以最小化背 反射光?？蛇x的是，透鏡頂點(diǎn)可以經(jīng)過反應(yīng)離子蝕刻(RIE)以制作該 特征。模具板32優(yōu)選包含對準(zhǔn)標(biāo)記以便于定位和移出微透鏡陣列。在 VCSEL晶片上設(shè)置互補(bǔ)標(biāo)記，其被蝕刻在另一陣列的任一端的襯底 中或者另外設(shè)置；這些標(biāo)記可以以光刻精度完成。在圖3和4中由54 表示的VCSEL陣列與透鏡陣列的對準(zhǔn)可以通過使用可見光下的光學(xué) 檢測技術(shù)完成；不要求對于透鏡陣列的手動調(diào)節(jié)。該過程包括將透鏡 陣列倒轉(zhuǎn)或倒置到VCSEL晶片上；檢查且對準(zhǔn)透鏡和VCSEL上的 標(biāo)記；在固定位置夾緊或保持處于對準(zhǔn)位置的模具板，如56所示； 將微透鏡陣列轉(zhuǎn)移(60)到VCSEL表面上，分離透鏡/凸緣脫模層，如 62所示；以及，如64所示，移出模具板以清洗和再利用，留下通過 光學(xué)環(huán)氧樹脂、折射率匹配凝膠或類似的試劑被固定在位的透鏡陣 列。這允許對VCSEL透鏡陣列的晶片規(guī)模測試(66)。參考圖5，可 以在切割VCSEL晶片72之前附接透鏡元件70，并且使用電探針以對晶片規(guī)模VCSEL元件施加電壓并產(chǎn)生光輸出。通過任何合適的傳 感器或檢測器74檢測的激光透鏡陣列的光學(xué)特性可以在集成晶片規(guī) 模上表征，大大節(jié)省了制造測試的成本?？梢允褂每蛇x的技術(shù)控制高水平的激光背反射。通過略微傾斜模 具板32,同時仍然熔融透鏡材料40，可以使透鏡陣列的頂表面流動 至非常淺的角(幾度)。如果將模具保持在傾斜位置直到透鏡材料硬化， 則可以形成這樣的陣列，其中在整個透鏡陣列中，其一側(cè)具有透鏡， 另一側(cè)具有背反射角。對于預(yù)期高水平背反射的應(yīng)用，或者背反射遠(yuǎn) 大于初始傳輸束孔徑的應(yīng)用，這防止被反射偏離微透鏡軸的額外的光 返回激光器孔徑。圖6中的流程圖示出形成菲涅耳(Fresnel)波帶片衍射透鏡結(jié)構(gòu)的 順序過程。在步驟80,將合適的模具板或模板材料例如可選平的硼硅 酸鹽玻璃沉積到光致抗蝕劑的均厚(blanket)層上。在步驟82，利用用 于相應(yīng)地傳輸或阻擋光的交替暗-亮環(huán)的掩模的投影光刻系統(tǒng)光致構(gòu) 圖在模板上排成陣列的一組同心環(huán)或輪。在步驟84，隨后顯影且清洗 已構(gòu)圖的陣列，打開環(huán)間空間。所述環(huán)現(xiàn)在為用于在步驟86中進(jìn)行 的反應(yīng)離子蝕刻RIE、或氫氟酸或其他合適的濕蝕刻模具板的原位掩 模。為了確保分離將用于填充環(huán)形腔陣列的低熔點(diǎn)(低于300'C)玻璃 的注射成型光學(xué)聚合物，在步驟90,施加脫模層以共形涂敷同心環(huán)蝕 刻結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。然后在步驟92，填充工具將光學(xué)聚合物注入環(huán)形腔中。 在環(huán)構(gòu)圖和蝕刻步驟中同時形成光刻對準(zhǔn)鍵(key)，其適當(dāng)定位于模具 板上用于優(yōu)化對準(zhǔn)，以與位于將向其上轉(zhuǎn)移注射成型同心環(huán)陣列的器 件晶片或襯底的相應(yīng)位置的對準(zhǔn)標(biāo)記配對。然后在步驟94，完成對準(zhǔn)、 夾緊和轉(zhuǎn)移光致聚合物環(huán)形透鏡。在步驟96，分離且隨后通過具有可 被光致聚合物吸收的光鐠成分的光源照射將使環(huán)形透鏡材料光致聚 合而交聯(lián)成為更硬更持久的狀態(tài)，并且同時可以用于精細(xì)調(diào)節(jié)衍射透 鏡或Fresnel波帶片的折射率。另外，可以調(diào)節(jié)RIE條件以通過調(diào)節(jié) RIE室氣壓或氣體組成而獲得一定程度的各向異性，以允許對包括衍 射透鏡的環(huán)形表面進(jìn)行一定程度的刻面(faceting)或閃耀(blazing)。圖7示出了衍射透鏡的截面圖。通過施加利用基準(zhǔn)標(biāo)記的光刻對準(zhǔn)的非常精確的技術(shù)，可以將衍 射透鏡直接覆蓋在VCSEL結(jié)點(diǎn)上以獲得激光近場中的理想高耦合效 率。從而，本發(fā)明介紹了晶片規(guī)模的對準(zhǔn)以及將折射或衍射透鏡耦合 到VCSEL器件的發(fā)射結(jié)點(diǎn)的附接，并且本發(fā)明容易延伸到到MEMS 晶片的MEMS器件陣列的類似附接，或者VCSEL和MEMS結(jié)構(gòu)的 組合。用于滿足形成波帶片的基本物理光學(xué)條件是，可選的透射和吸收 或反射環(huán)具有這樣的直徑，以使得形成來自指定振幅-相位干涉圖的峰 和零的周期功能。這樣的條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知并可以通過本發(fā) 明以及例如徑向步幅尺寸、環(huán)厚度、環(huán)高度、閃耀角、折射率以及反 射率的參數(shù)的可控變化而完全實現(xiàn)。本發(fā)明的原理優(yōu)勢在于衍射微透 鏡的可縮放性以及其晶片規(guī)模制造。盡管顯而易見，這里公開的本發(fā)明通過良好地考慮以滿足上述目 的，可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到多種修改和實施例，因此， 本發(fā)明旨在所附權(quán)利要求覆蓋所有這些落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的 寸務(wù)改和實施例。
權(quán)利要求
1.一種微透鏡陣列，包括透鏡陣列，每個所述透鏡具有選定形狀；以及支撐凸緣，其將所述透鏡陣列連接到一起以便于對所述透鏡陣列進(jìn)行定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的微透鏡陣列，其中所述透鏡陣列被固定到 疊層襯底、半導(dǎo)體襯底、聚合物襯底、玻璃襯底或印刷電路板中的一 個上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的微透鏡陣列，其中所述透鏡的至少一部分 中的每個具有淺角的平化表面，以減少從所述透鏡反射出的光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的微透鏡陣列，其中所述微透鏡是在模具腔 中模制的，并且所述至少一部分透鏡的平化表面是通過在模制所述透 鏡時由所述模具腔形成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的微透鏡陣列，其中所述至少一部分微透鏡 的平化表面是通過蝕刻所述至少一部分透鏡而形成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的微透鏡陣列，其中所述淺角在4到6度之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的微透鏡陣列，其具有給定器件，并且其中 所述陣列包括至少一個對準(zhǔn)標(biāo)記，以幫助將所述陣列相對于所述器件 定位在指定位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的微透鏡陣列，其中 所述透鏡具有小于十微米的最大直徑；所述透鏡在所述陣列中以小于一微米的容差被均勻地間隔開； 所述透鏡相對于用于光學(xué)應(yīng)用的選定波長具有足夠平滑的表面；以及所述透鏡陣列和所述支撐凸緣是材料的單體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的微透鏡陣列，其中每個所述透鏡具有實心 的球體、橢球體或柱體形狀。
10. —種在給定器件陣列上對準(zhǔn)微透鏡陣列的方法，包括以下步菔.在模具板中形成所述微透鏡陣列； 相對于給定器件將其中具有透鏡的模具板定位在規(guī)定位置； 將模具板和給定器件保持在一起； 從所述模具板分離所迷陣列；以及從所述給定器件去除模具板，而在所述給定器件陣列上將所述陣 列留在原地。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括在所述透鏡陣列位于所述 給定器件陣列上的情況下測試所述透鏡陣列的光學(xué)特性的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中測試步驟包括以下步驟 將電探針附接到所述給定器件陣列； 對所述給定器件施加電壓以產(chǎn)生光輸出；以及使用所述光輸出檢測所述透鏡陣列的所述光學(xué)特性。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括分割所述給定器件以形成 多個集成電路芯片的步驟；并且其中所述測試步驟包括在分割所述給 定器件陣列之前測試所述光學(xué)特性的步驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中 所述給定器件是垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL); 所述VCSEL具有近場區(qū)域；并且所述定位步驟包括將所述陣列定位在所述VCSEL的近場中的步
15. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括對所述模具板和所述給定器件提供對準(zhǔn)標(biāo)記的步驟；并且其中，所述定位步驟包括使用所述對 準(zhǔn)標(biāo)記將所述模具板定位在所述規(guī)定位置的步驟；并且所述分離步驟 包括將所述透鏡陣列固定在所述給定器件陣列上的步驟。
16. —種用于模制微透鏡陣列的模制組件，所述模制組件包括 模具板，其形成至少一組互連的腔；注入頭，用于將熔融透鏡材料注入到所述腔中，以一起形成所述微透鏡陣列和連接所述微透鏡的透鏡凸緣；以及加熱元件，其用于加熱所述注入頭中的熔融材料，以保持所述熔 融材料為流體直到整組互連的腔被填充。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的模制組件，其中 所述模具板形成使所述腔互連的凹進(jìn)部分； 所迷凸緣在所述凹進(jìn)部分中形成；以及 所述加熱元件保持所述熔融材料為流體，直到所述整組互連的腔和所述四進(jìn)部分被填充。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的模制組件，還包括傾斜裝置，用于當(dāng)在 模具板中形成所述微透鏡陣列時傾斜所述模具板，以在所述微透鏡陣 列上形成平的防反射表面部分；并且其中所述加熱元件包圍所述注入 頭。
19. 一種形成衍射透鏡結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟 提供模具板；構(gòu)圖在模具板上排列的 一組環(huán)；打開所述環(huán)之間的空間，其中所述環(huán)成為所述模具板上的原位掩模；將光學(xué)聚合物導(dǎo)入所述環(huán)之間的空間； 聚合所述光學(xué)聚合物以形成環(huán)透鏡的陣列；以及 將所述環(huán)透鏡的陣列轉(zhuǎn)移到襯底。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述提供步驟包括提供具有沉積在其上的光致抗蝕劑層的模具 板的步驟；所述構(gòu)圖步驟包括使用光刻系統(tǒng)構(gòu)圖在模具板上排列的一組環(huán) 的步驟，所述光刻系統(tǒng)包括分別傳輸和阻擋光的交替暗環(huán)和亮環(huán)的掩 模；所述導(dǎo)入步驟包括將光學(xué)聚合物注入到所述環(huán)之間的空間中的步驟；所述打開步驟包括顯影和清洗已構(gòu)圖的陣列，以打開所述環(huán)之間的空間的步驟；并且還包括以下步驟施加脫模層以共形地涂敷所述環(huán)蝕刻結(jié)構(gòu)的側(cè)壁；以及 在所述模具板上形成對準(zhǔn)標(biāo)記，以便于將模具板與所述襯底對準(zhǔn)。
全文摘要
公開了一種微透鏡陣列以及將微透鏡陣列對準(zhǔn)和定位在另一個器件上的方法。通常，微透鏡陣列包括注射成型微透鏡元件(12、14)的陣列和支撐凸緣(22)。每個微透鏡元件具有基本回轉(zhuǎn)橢球體或球形形狀，并且支撐凸緣將微透鏡元件的陣列連接在一起，以便于將透鏡陣列定位在印刷電路板、半導(dǎo)體封裝或晶片上。該陣列適用于垂直腔表面反射激光器(VCSEL)；并且特別是，本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過使用注射成型制造的微透鏡元件的陣列解決了VCSEL激光器陣列對準(zhǔn)的問題。
文檔編號G02B27/10GK101223469SQ200680026026
公開日2008年7月16日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者勞倫斯·雅各布維茨, 卡西梅爾·德庫薩蒂斯 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司