CN101518050A - 固态摄像装置及其制作方法 - Google Patents

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CN101518050A CNA2007800339273A CN200780033927A CN101518050A CN 101518050 A CN101518050 A CN 101518050A CN A2007800339273 A CNA2007800339273 A CN A2007800339273A CN 200780033927 A CN200780033927 A CN 200780033927A CN 101518050 A CN101518050 A CN 101518050A
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Abstract

提供一种用于防止导致视频图像的黑点劣化的污点脱落到受光面上并改善生产率的固态摄像装置及其制作方法。该固态摄像装置包括平坦基板，固态摄像元件和透镜安装在该平坦基板上。该平坦基板包含贯通开口部；布线单元，将固态摄像元件安置在受光面面向的开口面上；台阶单元，在该贯通开口部的开口面侧的开口边缘部接收该透镜，其中由布线单元安置的固态摄像元件和由台阶单元安置的透镜通过树脂密封剂被密封且彼此整合。

Description

固态摄像装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及固态摄像装置及其制作方法，尤其涉及形成为采用固态摄像元件例如监视摄像机、医用摄像机、车载相机或者信息通信终端相机的小型固态摄像装置及其制作方法。
背景技术
近年来，随着采用固态摄像元件的固态摄像装置的微型化和高性能化的进展，相机也微型化，该固态摄像装置用于各种领域且其市场扩展到视频输入单元。
诸如透镜，固态摄像元件，以及具有驱动电路、信号处理电路等的LSI的部件形成于壳体或基板结构等，且这些部件组合以形成固态摄像装置。
例如，元件安装在由玻璃纤维、环氧树脂等制成的印刷基板上的固态摄像装置是可获得的。
图4A为现有技术中使用平坦印刷基板的固态摄像装置的外部透视图。图4B为在图4A中线A-A截取的断面图。如图4A和4B所示，印刷基板101在中心形成有贯通开口101a，该印刷基板101具有构成固态摄像装置100的部件。
印刷基板101在平坦面的一个侧面上形成有印刷布线图案110。台阶部101b设置在贯通开口101a的开口端部中朝未形成有印刷布线图案110的对立面(下文中，前侧)的开口端部的内壁，且透镜102装配到该台阶部上。印刷基板101具有固态摄像元件103，其置于印刷布线图案110形成的背侧上的开口面上。用于调整透镜102进光量的光阑构件104装配在贯通开口101a上从而交叠透镜。
固态摄像元件103连接到印刷布线图案110并使用密封树脂107密封，由此固定到印刷基板101，其中印刷布线图案110通过形成于表面上的凸块103a而设置在印刷基板101的背侧上。
印刷基板101的印刷布线图案110电连接到驱动电路、信号处理电路等。
图5和6为现有技术的固态摄像装置的组装工艺图。在实施时，形成有印刷布线图案110的第一印刷基板101被成型(图5A)。
固态摄像元件103安置在印刷布线图案110和凸块103a接触的位置，且在该位置在印刷布线图案110上覆盖贯通开口101a(图5B)。
此后，密封树脂107注入固态摄像元件103和印刷基板101之间的间隙，同时使用光照射(图5C)。此时，在该照射光到达树脂的范围，密封树脂107固化。图5C中的标号107a表示通过光照射而固化的密封树脂固化部。此外，随后，密封树脂107的剩余部分被热固化，且固态摄像元件103的安置步骤完成(图5C)。
接着，为了安装透镜102，印刷基板101被反转(图6A)。透镜102的外周缘102a安置在印刷基板101的台阶部101b上，且透镜102装配到贯通开口101a中(图6B)。随后，炸面包圈形状的光阑构件104进一步装配在透镜上(图6C)。在光阑构件104装配后，粘合剂应用到光阑构件104和印刷基板101之间边界的附近并固化，以完成固态摄像装置100的组装工艺。
如上所述，在现有技术中提出了设有诸如透镜、固态摄像元件以及包含驱动电路、信号处理电路等的LSI的部件的该固态摄像装置，这些部件安装在由玻璃纤维、环氧树脂等的绝缘体形成的平坦印刷基板上。
为了微型化该设备，例如，还提出了设有安装在由树脂形成的立体印刷基板上的元件的另一固态摄像装置(参考专利文献1)。
专利文献1：特开2001-245186号公报
发明内容
本发明解决的问题
然而，现有技术中的平坦印刷基板101是由玻璃纤维、环氧树脂等制成，因此灰尘、污点等异物容易发生于贯通开口101A的端部、内壁101c等。此外，在如上所述的固态摄像装置中，印刷基板101的贯通开口101a在从背面和前面被夹置于透镜102和固态摄像元件103之间时被添充，因此即使在安置相应构件之后，贯通开口101a的端部以及内壁101c暴露于固态摄像元件103的受光面103b。
因此，在固态摄像装置相应构件的组装工艺完成之后，随后的冲击(例如，在运输时的冲击、落下时的冲击等)会导致在贯通开口101a端部或内壁101c发生的灰尘、污点等异物落在固态摄像元件103的受光面103b上，导致视频图像的黑点劣化。
对于如专利文献1所述的使用立体印刷基板的固态摄像装置，该立体印刷基板是通过使用模具来成型具有结构绝缘性能的聚邻苯二甲酰胺树脂等而形成。因此，污点容易发生于贯通开口c的端部、内壁等，并同样地导致视频图像黑点劣化的发生。
在如上所述的固态摄像装置中，无论使用平坦或立体印刷基板，固态摄像元件和透镜安置在对立的开口端部上。因此，在制作工艺中，在固态摄像元件和透镜之一的安置步骤结束之后，在安置固态摄像元件和透镜的另一个之前需要进行上下反转基板的步骤；该制作工艺长且生产率低。
本发明是考虑到上述情形而作出的，且本发明的目的是提供一种用于防止导致视频图像的黑点劣化的污点脱落在受光面上并改善生产率的固态摄像装置以及该固态摄像装置的制作方法。
解决问题的手段
本发明的固态摄像装置包含：平坦基板，包含贯通开口、设置于该贯通开口的开口端部的台阶部、以及设置在与该台阶部同一侧面上的布线部；透光构件，安置在该台阶部上；固态摄像元件，按照该固态摄像元件的受光面面向该透光构件的方式安置在该布线部上；以及密封部，使用树脂一体地密封安置在该台阶部上的该透光构件的安置区域以及该固态摄像元件。
也就是说，该固态摄像装置是一种包含用于安置固态摄像元件和透镜的平坦基板的固态摄像装置，其中该平坦基板具有贯通开口并具有用于将固态摄像元件安置在该固态摄像元件的受光面面向的开口面上的布线部，且该台阶部用于将透镜安置在该贯通开口的开口面侧上的开口端部中，以及安置在该布线部上的固态摄像元件和安置在该台阶部上的透镜通过树脂一体密封。
根据这种构造，固态摄像元件和透镜安置在平坦基板的一侧面(布线部形成的侧面)且使用树脂一体密封，而不同于现有技术中固态摄像元件和透光构件例如透镜安置成夹置基板的方式，使得在受光面侧上的贯通开口的内壁和贯通开口的端部覆盖有透镜外周缘和密封树脂，且不暴露于固态摄像元件的受光面。因此，可以防止导致视频图像黑点劣化的污点、粉尘等异物脱落在受光面上。
本发明的固态摄像装置包含一种固态摄像装置，其中该平坦基板的贯通开口包含光阑部，该光阑部布置在第二表面的端部中并调整该受光面的进光量，该第二表面与该固态摄像元件的该受光面面向的第一表面相对。
在本发明的固态摄像装置中，平坦基板的贯通开口形成有调整受光面的进光量的光阑部，该光阑部布置在与固态摄像元件受光面面向的开口面相对的侧面的端部中。
根据这种构造，无需设置额外的光阑构件，且可以减少部件数目。此外，光阑部在形成该平坦基板的结构成型步骤中形成，使得在后的光阑构件安置步骤可以省略。
本发明的固态摄像装置包含一种固态摄像装置，其中该光阑部与该平坦基板一体形成。
本发明的固态摄像装置包含一种固态摄像装置，其中该光阑部形成为与该平坦基板分离的构件。
因此，光阑部可以与平坦基板一体形成或者可以形成为分离的构件。将光阑部形成为分离构件，当固态摄像元件的受光面的进光量变化时，整个平坦基板的设计无需改变，只需改变光阑构件的形状。
本发明的固态摄像装置的该透光构件可具有红外截止功能或抗反射功能。
根据这种构造，具有红外截止功能、抗反射功能等的光学滤波器可以略去，部件数目可以减少。
本发明的一种固态摄像装置的制作方法包括：成型平坦布线基板的平坦基板成型步骤，该平坦布线基板包含贯通开口、设置于该贯通开口的开口端部的台阶部、以及设置在与该台阶部同一侧面上的布线部；将透光构件安置在该台阶部上的透光构件安置步骤；将固态摄像元件安置在该布线部上的固态摄像元件安置步骤；以及使用树脂一体地密封安置在该布线部上的该固态摄像元件以及安置在该台阶部上的该透光构件的安置区域的树脂密封步骤。
根据这些步骤，透光构件例如透镜以及该固态摄像元件安置在平坦基板的同一侧面上，使得相应构件可以顺次安置在平坦基板上，无需将印刷基板11上下(前后)反转。也就是说，反转或转动的步骤可以省略。粘合相应构件的步骤通过树脂密封仅进行一次，与现有技术的制作方法相比，生产率提高。
本发明的固态摄像装置的制作方法包含一种固态摄像装置的制作方法，其中平坦基板成型步骤为按照下述方式成型该平坦基板的步骤：该贯通开口包含光阑部，该光阑部布置在第二表面的端部中并调整该固态摄像元件的受光面的进光量，该第二表面与该受光面面向的第一表面相对。
本发明的固态摄像装置的制作方法包含一种固态摄像装置的制作方法，其中平坦基板成型步骤包括一体成型该光阑部的步骤。
本发明的固态摄像装置的制作方法包含一种固态摄像装置的制作方法，其中平坦基板成型步骤包括形成为分离构件的光阑部的安置步骤。
本发明的优点
根据本发明，可以提供一种用于防止导致视频图像的黑点劣化的污点、粉尘等脱落在受光面上并改善生产率的固态摄像装置以及该固态摄像装置的制作方法。
附图说明
图1A是根据第一实施例的固态摄像装置的外部透视图，以及图1B为沿图1A中的线A-A的断面图。
图2A是描述根据第一实施例的固态摄像装置的结构成型步骤的图示，图2B是描述根据第一实施例的固态摄像装置的透镜(透光构件)安置步骤的图示，以及图2C为描述根据第一实施例的固态摄像装置的固态摄像元件安置步骤的图示。
图3A是描述根据第一实施例的固态摄像装置的树脂密封步骤的图示，图3B为描述根据第一实施例的固态摄像装置的树脂密封步骤的图示，以及图3C是描述根据第一实施例的固态摄像装置的使用示例的图示。
图4A是现有技术的固态摄像装置的外部透视图，以及图4B是沿图4中的线A-A的断面图。
图5是描述现有技术的固态摄像装置的组装工艺的图示。
图6是描述现有技术的固态摄像装置的组装工艺的图示。
符号说明
10   固态摄像装置
11   印刷基板
11a  贯通开口
11b  台阶部
11c  布线部
11d  光阑部
12   透镜
13   固态摄像元件
13a  凸块
13b  受光面
14   密封树脂
具体实施方式
将参考附图详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1A是根据第一实施例的固态摄像装置的外部透视图。图1B为沿图1A中的线A-A的断面图。图2和3是描述根据第一实施例的固态摄像装置的组装工艺的图示。
在第一实施例的固态摄像装置中，固态摄像元件和透镜安置在平坦基板的一个侧面(布线部形成的侧面)上并使用树脂一体密封，而不同于现有技术中固态摄像元件和透光构件例如透镜安置成夹置基板的方式，使得在受光面侧上的贯通开口的内壁和贯通开口的端部覆盖有透镜外周缘和该密封树脂，且不暴露于固态摄像元件的受光面。因此，防止了导致视频图像黑点劣化的污点、粉尘等异物脱落在受光面上。
如图1A和1B所示，第一实施例的固态摄像装置10具有安置在平坦印刷基板11上的固态摄像元件13和作为透光构件的透镜12。
平坦印刷基板11在中心附近形成有从基板一面(下文，前侧)贯通到对立面(下文，背侧)的圆形贯通开口11a。包含用于电连接到其他部件的终端图案的布线部11c形成于基板11的背面上。
用于安置透镜12于其上的台阶部11b形成于贯通开口11a的形成布线部11c的背侧上。台阶部11b形成为比透镜12外部形状略宽的尺寸，使得可以装配透镜12。另一方面，用于调整透镜12进光量的光阑部11d形成于贯通开口11a的前侧上。光阑部11d按照与印刷基板11一体成型的方式被设置。
例如，透镜12是中心厚于外周缘12a的凸透镜，用于将从贯通开口11a入射的光引导至固态摄像元件13的受光面13b。透镜12的外周缘12a安置在基板11的台阶部11b上。
透镜12是通过将具有红外去除功能的材料形成为类似凸透镜形状而形成，且具有通过真空蒸镀等涂布方法涂布有抗反射膜的表面。
固态摄像元件13是使用半导体制造技术置入集成电路中的光电转换元件，且是用于检测光而产生电荷的光电二极管布置和用于传输该检测电荷的电荷输运部。固态摄像元件13通过用于电连接的凸块13a安置在布线部11c的一部分上。
透镜12如上所述安置成填充贯通开口11a。固态摄像元件13安置成受光面13b距透镜12预定距离以覆盖透镜12。透镜12和固态摄像元件13使用树脂密封体14一体成型。因此，固态摄像元件13的凸块13a安置在由透镜12和树脂密封体14形成的密封空间。
根据该构造，在第一实施例的固态摄像装置10中，固态摄像元件13的受光面13b不暴露于贯通开口11a的内壁面，从而避免了导致视频图像黑点劣化的粉尘、污点等脱落在受光面上。
由于固态摄像装置是使用平坦基板形成，与现有技术中使用立体基板的固态摄像装置相比，整个设备可以微型化和薄型化。透镜设置有红外截止功能、抗反射功能等以略去光学滤波器，使得部件数目可以减少。对于透光构件，采用包含透镜单体，滤波器单体，抗反射膜，或者透镜、滤波器、抗反射膜等的多个功能的部件。
接着讨论固态摄像装置10的制作方法。
(结构成型步骤)
在该步骤，首先形成平坦形状印刷基板11，其在中心具有从一面贯通到对立面的圆形贯通开口11a。印刷基板11的材料为例如玻璃纤维、环氧树脂等。首先，印刷基板11通过机械加工等形成贯通开口11a，且该贯通开口11a形成有台阶部11b和光阑部11d。
接着，布线部11c通过溅射方法等的涂布工艺或减薄工艺在印刷基板11的预定区域形成于基板的背面上。在设置有布线部11c的面朝上的状态，基板11被安置，如图2A所示。
(透镜安置步骤)
在该步骤，透镜12安置在台阶部11b上，使得光轴穿过透镜12的中心，如图2B所示。透镜12的外周缘12a安置在台阶部11b上。在该状态，透镜12覆盖贯通开口11a。
(固态摄像元件安置步骤)
接着，固态摄像元件13安置在印刷基板11的布线部11c上，使得光轴穿过固态摄像元件13的受光面13b的中心，如图2C所示。固态摄像元件13的连接电极形成有凸块13a，且该凸块通过热压焊连接到布线部11c的预定位置。
(树脂密封步骤)
如图3A和3B所示，密封树脂14注入固态摄像元件13和印刷基板11之间的间隙中，同时用光照射(图3A)。此时，在该照射光到达树脂的范围，密封树脂14固化。图3C中的标号14a表示通过光照射而固化的密封树脂固化部。此外，随后，密封树脂14被热固化，且透镜12和固态摄像元件13被树脂密封体14一体涂布(图3B)。如此制成第一实施例的固态摄像装置10。
第一实施例的固态摄像装置10例如如图3C所示根据需要而反转，并构建于电机等。
如上所述，由于透镜12和固态摄像元件13安置在印刷基板11的同一面上，第一实施例的固态摄像装置10的制作方法可以顺次进行，无需将印刷基板11上下反转以将相应构件安置在印刷基板11上。因此，反转或转动的步骤可以省略。
此外，粘合构件的步骤通过树脂密封仅进行一次。因此，固态摄像元件和透光构件例如透镜安置在平坦基板的一个面上，光阑部可以形成于对立面上。光阑部在结构成型步骤中形成，使得在后的光阑部安置步骤可以省略。
因此，第一实施例的固态摄像装置10的制作方法使得可以省略现有技术中的反转或转动步骤以及光阑部装配步骤，因此与现有技术制作方法相比，生产率提高。
在上述描述中，光阑部11d与印刷基板11一体成型，但是该实施例不限于这种方式，印刷基板11和光阑部11d可以形成为分离构件。将其形成为分离构件，当固态摄像元件13的受光面13b的进光量变化时，印刷基板11整个构造的设计无需改变，通过简单地改变光阑构件的形状即可形成用于接受最佳光量的光阑部。
如上所述的固态摄像装置不限于在光学通信领域作为摄像机，而可以应用于各种光学装置，例如DVD等的读取装置、复印机的读取装置、医疗机器或者门禁电话。
工业应用性
作为用于防止导致视频图像的黑点劣化的污点脱落在受光面上并改善生产率的固态摄像装置以及该固态摄像装置的制作方法，本发明的固态摄像装置及其制作方法是有用的。

Claims (11)

1.一种固态摄像装置，包括：
平坦基板，包含贯通开口、设置于该贯通开口的开口端部的台阶部、以及设置在与该台阶部同一侧面上的布线部；
透光构件，安置在该台阶部上；
固态摄像元件，按照该固态摄像元件的受光面面向该透光构件的方式安置在该布线部上；以及
密封部，使用树脂一体地密封安置在该台阶部上的该透光构件的安置区域以及该固态摄像元件。
2.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中该平坦基板的贯通开口包含光阑部，该光阑部布置在第二表面的端部中并调整该受光面的进光量，该第二表面与该固态摄像元件的该受光面面向的第一表面相对。
3.如权利要求2所述的固态摄像装置，其中该光阑部与该平坦基板一体形成。
4.如权利要求2所述的固态摄像装置，其中该光阑部形成为与该平坦基板分离的构件。
5.如权利要求1至4任意一项所述的固态摄像装置，其中该透光构件是具有聚光功能的透镜。
6.如权利要求1至5任意一项所述的固态摄像装置，其中该透光构件具有红外截止功能。
7.如权利要求1至6任意一项所述的固态摄像装置，其中该透光构件具有抗反射功能。
8.一种固态摄像装置的制作方法，该方法包括：
成型平坦布线基板的平坦基板成型步骤，该平坦布线基板包含贯通开口、设置于该贯通开口的开口端部的台阶部、以及设置在与该台阶部同一侧面上的布线部；
将该透光构件安置在该台阶部上的透光构件安置步骤；
将该固态摄像元件安置在该布线部上的固态摄像元件安置步骤；以及
使用树脂一体地密封安置在该布线部上的该固态摄像元件以及安置在该台阶部上的该透光构件的安置区域的树脂密封步骤。
9.如权利要求8所述的固态摄像装置的制作方法，其中平坦基板成型步骤为按照下述方式成型该平坦基板的步骤：该贯通开口包含光阑部，该光阑部布置在第二表面的端部中并调整该固态摄像元件的受光面的进光量，该第二表面与该受光面面向的第一表面相对。
10.如权利要求9所述的固态摄像装置的制作方法，其中平坦基板成型步骤包括一体成型该光阑部的步骤。
11.如权利要求2所述的固态摄像装置的制作方法，其中平坦基板成型步骤包括形成为分离构件的光阑部的安置步骤。
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