CN102714211B - 固态成像装置 - Google Patents
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Abstract
提供了能够在不引起透光性构件倾斜的条件下放置透光性构件的固态成像装置。该固态成像装置包括：绝缘的结构体(2)，具有贯通开口(1)；布线部(10)，形成在结构体(2)的前表面上；固态成像元件(3)，连接到布线部(10)，并附接到结构体(2)以闭合贯通开口(1)；透光性构件(5)，与固态成像元件(3)相对，并在粘合区域(R)内通过粘合剂(6)附接到结构体(2)；和阻焊膜(9)，结构体(2)的前表面的至少一部分覆盖有阻焊膜；并且其特征在于，在粘合区域(R)中有阻焊膜(9)被选择性地去除的区域(R0)，并且，该去除区域(R0)填充有粘合剂(6)。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态成像装置，特别是一种利用固态成像元件形成的小型固态成像装置。
背景技术
近年来，在移动电话、车载部件等领域中，对小型照相机的需求迅速增加。固态成像装置用在这种小型照相机中，该固态成像装置利用固态成像元件将通过诸如透镜的光学系统输入的图像输出为电信号。这样，由于该成像装置的高性能和小型化，在各个领域中的用途增加，而且作为视频输入设备的市场得以扩大。在使用常规的固态成像元件的成像装置中，安装有透镜、固态成像元件、其驱动电路和信号处理电路等的诸如LSI的部件分别形成在机壳或结构体中，并且这些部件组合起来。
顺便提及，在将固态成像元件安装在机壳或结构体中的情况下，需要定位和固定。在安装固态成像元件的情况下，提出了使用柔性布线板作为安装基板的结构(专利文献1)。
该示例提出一种固态成像装置，在该固态成像装置中，加强板粘在柔性布线板上，固态成像元件基板、透光性构件、光学透镜和透镜机壳附接到该粘合体。在该情况下，柔性布线板和加强板具有相同的外部形状，并层叠且一体化，并且，在放置固态成像元件基板的情况和放置透镜机壳的情况下从前后共同使用作为基准的定位孔形成在加强板中，并且，透光性构件放置成用于闭合开口部，利用定位孔作为共同基准，固态成像元件基板和透镜机壳以贯通开口夹在固态成像元件基板和透镜机壳之间的方式相对地安置并通过粘合剂连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-2008-263550
发明内容
本发明要解决的问题
在专利文献1示出的安装结构中，难以进行粘合剂厚度的控制，而且存在因粘合剂厚度太薄而导致透光性构件剥离或是因厚度变化而导致透光性构件倾斜的问题。
当透光性构件发生倾斜时，存在如下问题：到达固态成像元件的入射光改变，或在例如后步骤(post-step)的传送时具有与夹具或其它部件干涉的风险。
考虑上述实际情况，已经完成本发明，本发明的目的是提供一种能够在不引起透光性构件倾斜的条件下放置透光性构件的固态成像装置。
解决问题的手段
因此，本发明的固态成像装置包括：绝缘的结构体，具有贯通开口；布线部，形成在结构体的前表面上；固态成像元件，连接到布线部，并附接到结构体以闭合贯通开口；透光性构件，与固态成像元件相对以闭合贯通开口，并在粘合区域内通过粘合剂附接到结构体；和阻焊膜，结构体的前表面的至少一部分覆盖有该阻焊膜；并且特征在于，在粘合区域中有阻焊膜被选择性地去除的区域，并且，该去除区域填充有粘合剂。
此外，本发明包括这样的固态成像装置，其中，粘合区域由阻焊膜围绕。
此外，本发明包括这样的固态成像装置，其中，粘合区域构成连通区域。
此外，本发明包括这样的固态成像装置，其中，粘合剂的膜厚构造成变得比阻焊膜的膜厚更厚，并且，夹在阻焊膜被去除的区域中间的区域构成空气逸出部。
此外，本发明包括这样的固态成像装置，其中，在空气逸出部内有集尘凹穴。
此外，本发明包括这样的固态成像装置，其中，在空气逸出部中构成集尘凹穴的阻焊膜被去除的区域中形成迂回状的图案。
本发明的优点
因此，根据上述构造，通过使基板的前表面具有阻焊剂被去除的区域，可以确保粘合剂的基本恒定的厚度，并且可以防止诸如因粘合厚度变化而导致的透光性构件剥离的麻烦或透光性构件的倾斜。
此外，阻焊剂被去除的区域有选择地填充有粘合剂，从而消除了对用于确保粘合剂厚度的复杂方法的需要。
附图说明
图1是示出第一实施例的固态成像装置的视图，图1(a)是截面图，图1(b)是顶视图。
图2是图1(a)的主要放大图。
图3是图2的主要放大图。
图4(a)至4(c)是示出第一实施例的固态成像装置的结构体的制造步骤的示图。
图5是示出第二实施例的固态成像装置的视图，图5(a)是截面图，图5(b)是顶视图。
图6(a)至6(d)是示出第二实施例中的阻焊图案的变型示例的示图。
图7是示出第三实施例的固态成像装置的视图，图7(a)是主要截面图，图7(b)是主要顶视图。
图8(a)至8(d)是第三实施例的变型示例的固态成像装置的电路基板的主要截面示图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1至3示出本发明第一实施例的固态成像装置。图1(a)是示意性截面图，图1(b)是该固态成像装置的顶视图，图2是图1(a)的主要放大图，图3是图2的进一步的主要放大图。图4(a)至4(c)是示出该固态成像装置的结构体的制造步骤的示图。
该固态成像装置包括：绝缘的结构体2，具有贯通开口1；布线部10，形成在该结构体2的前表面上；固态成像元件3，连接到布线部10，还附接到结构体2，从而闭合贯通开口1；透光性构件5，与固态成像元件3相对，并在粘合区域R内通过粘合剂6附接到结构体2，从而闭合贯通开口1；以及阻焊膜9，结构体2的前表面的至少一部分覆盖有阻焊膜9，并且特征在于，粘合区域R中有阻焊膜9被选择性地去除的区域R0，并且该去除区域填充有粘合剂6。
即，该固态成像装置由绝缘的环氧树脂构成，并且，通过形成在结构体2的前表面上的布线部10进行电连接的固态成像元件3通过密封树脂材料4附接到具有贯通开口1的结构体2的第一表面2A。该固态成像元件3通过形成在结构体2的前表面上的布线部10进行电连接，并通过密封树脂材料4进行附接。然后，在第二表面2B上，透光性构件5通过粘合剂6附接到构成电路基板的结构体2，从而与该固态成像元件3相对，并闭合贯通开口1。此外，透镜单元7在第二表面2B上通过粘合剂6附接到结构体2，该第二表面2B是与透光性构件5的附接表面相同的表面。此外，在该实施例中，除了邻接固态成像元件3的隆起3S的结构体2的前表面区域的粘合区域以外，整个都覆盖有阻焊膜9。
透光性构件5通过粘合剂6附接到结构体2，从而与固态成像元件3相对并闭合贯通开口1。在结构体的前表面上，形成有阻焊膜9被选择性地去除的区域，并设置有不平坦的结构。通过该不平坦的结构，可以确保约30μm或更大的粘合剂厚度，并且在粘合区域R的每个地方的厚度变化可以维持在约10μm内。
这样，阻焊膜9和由布线图案构成的布线部10的层叠结构或阻焊膜9被包括在结构体2的前表面上，但粘合剂6的大部分供应区域不具有该结构。通过将透光性构件5附接到以此方式形成的供应有合适量的粘合剂6的结构体2，结构体2与透光性构件5之间的距离由阻焊膜9和布线部10的层叠结构的厚度确定，并且粘合剂厚度也变得等于该层叠结构的厚度。
用在该实施例中的阻焊剂是热固性树脂膜，该热固性树脂膜形成在电路基板上，使得焊料不会粘附到不需要焊接的部分，并且，粘合剂形成区域和需要焊接的焊盘形成区域露出。这里，使用由太阳油墨有限公司(TAIYO INKCO.，LTD)制造的采用PSR-4000EG30作为主剂、CA-40G23K作为固化剂的丙烯酸树脂(acrylate resin)作为阻焊剂。通常，阻焊剂在印刷基板即结构体的制造步骤的最后阶段施加。主要使用绿色或黄绿色阻焊剂，但也使用蓝色、红色和其它颜色的阻焊剂。使用绿色颜料中包括诸如氯或溴的阻燃物质的阻焊剂，但是开发了采用无需这些物质的蓝色阻焊剂的有环境意识(不含卤素)的阻焊剂作为环保措施，并且阻焊剂的采用示例与有环境意识的印刷布线板基材一起增加。目前，也开发出不包括氯或溴的绿色阻焊剂。阻焊剂从这些阻焊剂中适当地选择并使用。
构成这里使用的电路基板的结构体2以下述方式形成。图4(a)至4(c)是示出固态成像装置的结构体的制造步骤的示图。
首先，如图4(a)所示，在用于构成结构体2的基板上形成贯通开口1，结构体2构成铜箔附着在两个表面上的电路基板。
接下来，如图4(b)所示，对该铜箔进行构图，并在该基板上形成由布线图案形成的布线部10。
然后，如图4(c)所示，用辊涂覆方法将阻焊膜9施加到除了阻焊剂去除区域R0和布线部的焊盘形成区域之外的整个表面。使由太阳油墨有限公司(TAIYO INK CO.，LTD)制造的由PSR-4000EG30制成的主剂和由CA-40G23K制成的固化剂与稀释剂混合，并涂覆这些试剂以成为25μm的膜厚，并在80℃进行临时烘干50分钟，并在150℃进行永久固化60分钟。
根据该构造，通过形成阻焊剂被选择性地去除的区域R0，粘合剂6充分地供应到该选择性去除区域R0，并以良好的粘附力附着，从而变得与构成电路基板的结构体2平行。因此，粘合剂的量的变化得到抑制，透光性构件5可以固定到结构体的前表面。此外，阻焊剂被选择性地去除的区域R0形成在固定到透光性构件5的固定区域的周边部分的透镜单元7的结合区域中，因此，透镜单元7与结构体2之间的粘附强度可以提高。通过这样形成，透镜单元7能够以良好的粘附性固定，从而变得平行于结构体2。因此，粘合剂的量的变化得到抑制，并且透光性构件5和透镜单元7可以固定到结构体的前表面。
因为监视照相机、医用照相机、车载照相机、信息通信装置、信息通信终端照相机等需要小型化，所以透光性构件与诸如印刷布线板的结构体之间的接触面积变得非常小。根据上述构造，阻焊剂被去除的区域R0填充有粘合剂，可以在透光性构件与诸如印刷布线板的结构体之间的距离没有变化的条件下，有效地进行粘附。
<阻焊膜>
阻焊膜的材料不限于上述的示例，可以应用诸如热固性环氧树脂或聚酰亚胺的各种材料。
此外，在该实施例中，阻焊膜的膜厚设定为25μm，但是期望的是，设定为约15-35μm。
此外，在该实施例中，阻焊剂通过辊涂覆方法施加，但是可以使用碱性显影型阻焊剂，通过在阻焊剂施加并暴露于基板的整个表面之后用显影液洗掉不要的部分来绘制阻焊剂的图案。取决于阻焊剂的粘度，可以通过两次涂覆来获得期望的膜厚。
<粘合剂>
作为这里使用的粘合剂，氯乙烯树脂、聚氨酯树脂、它们的混合物等是有效的。由于粘合剂是乙烯类，因此即使在粘合剂固化时，硬度也不会变高，粘合剂像软树脂那样有点柔软地硬化，使得可以避免对透光性构件的损坏。除此之外，当然也可以使用一般的环氧树脂。
<密封粘合剂>
作为密封粘合剂，可以应用各种树脂，诸如环氧树脂、聚氨酯树脂、环氧丙烷树脂(oxetane resin)和各种其它改性树脂来固定固态成像元件。
<基板>
作为基板，常使用刚性基板，但是也可以应用刚性基板和柔性基板粘贴起来的刚性柔性基板。
作为刚性基板，也可以应用酚醛纸基板(paper phenol substrate)、玻璃复合基板、环氧玻璃基板(glass epoxy substrate)、氧化铝陶瓷基板、低温共烧陶瓷基板、复合基板、无卤素基板等。
酚醛纸基板是纸注入有酚醛树脂的基板，成本低、具有良好的可加工性，从而酚醛纸基板用于通过用压力机冲压而大规模生产用于家用电器的基板。另一方面，机械强度低，而倾向于发生翘曲。一般地，酚醛纸基板用作单面基板。
环氧纸基板(paper epoxy substrate)是纸注入有环氧树脂的基板，具有酚醛纸和环氧玻璃的中间的特征。
玻璃复合基板是在切齐布置的玻璃纤维堆叠的状态下注入环氧树脂的基板，用作廉价的双面基板。
环氧玻璃基板是由玻璃纤维制成的堆叠织物(布)注入有环氧树脂的基板，具有良好的电特性和机械特性。环氧玻璃基板是昂贵的，但是近年来需求的增加使价格有降低的趋势。环氧玻璃基板最常见地用作表面安装用基板。环氧玻璃基板用在具有多于或等于双面基板的层的多层基板中。
此外，环氧玻璃基板包括在绝缘材料中使用Teflon(注册商标)的基板，该基板具有良好的高频特性，从而该基板用在UHF或SHF频带的电路中。
此外，氧化铝陶瓷基板是一种通过用钨等煅烧被称作生片的形成有图案并层叠在氧化铝(氧化铝)上的基板而制造出来的细陶瓷。
此外，低温共烧陶瓷基板是通过混合陶瓷和玻璃并在约800℃的低温下煅烧而获得的基板，铜可以用于布线。诸如线圈或电容的无源元件也可以通过利用热膨胀系数小且绝缘特性好的特性而被制造在基板内部。
此外，复合基板是环氧纸基板围绕环氧玻璃基板形成在两个表面上的基板，与仅环氧玻璃基板相比，具有更好的可加工性。
此外，无卤素基板具有与环氧玻璃基板相同的结构，但是它是多层基板，不包括诸如氟、氯、溴或碘的卤素阻燃材料，并且可以抑制回收焚烧时产生的有毒物质。
(第二实施例)
接下来，将描述本发明的第二实施例。
图5和6示出本发明第二实施例的固态成像装置。图5(a)是示意性截面图，图5(b)是该固态成像装置的顶视图。图5(a)是沿着图5(b)的A-A线剖开的截面图。
本实施例的特征在于，阻焊剂被去除的区域R0的形状被调整为具有空气逸出部11，作为贯通开口1的空间与外部空气连通的连通区域。在该实施例中，通过将固态成像元件3和透光性构件5布置成从两侧将结构体2夹在中间的状态而产生的贯通开口1的空间通过空气逸出部11与外部空气连通，其中空气逸出部11通过粘合剂6部分地没有被供应的情形而提供，空气可以自由进出，因此，获得了内部和外部的气压差很难出现的构造。
通过该构造，可以保持透光性构件和固态成像元件的平行度，以获得像第一实施例那样的坚硬强度的安装体。此外，可以避免因布置固态成像元件3和透光性构件5而产生的贯通开口1的空间中出现气体积聚或变形，并且可以进一步避免下面的缺点。
例如，空气可以自由进出，从而获得了很难出现内部和外部的气压差的构造，从而可以防止因内部压力增加导致的应力而带来的结构体2与固态成像元件3之间的电连接故障。
此外，可以避免因内部压力增加产生的应力而导致固态成像元件3剥离。
或者，可以避免因内部压力增加产生的应力而导致透光性构件5剥离。
或者，可以防止因气体成分残留而导致透光性构件和成像区域的污染。
而且，除了图5(a)和5(b)所示的结构以外，空气逸出部可以变型为图6(a)至6(d)的示意图中所示的那样。仅需要改变用于形成阻焊剂的图案的掩模图案。
在图6(a)所示的结构中，阻焊膜9被去除的区域R0被分成三块，并构造成能够通过阻焊膜9进行三点支撑。在该示例中，粘合剂6的膜厚构造成变得比阻焊膜9的膜厚更厚，并且夹在阻焊膜9被去除的区域R0中间的区域构成空气逸出部11(由虚线所示)。空气逸出部11是由粘合剂6与阻焊膜9的膜厚之间的差异得到的间隙。
图6(b)所示的结构是图6(a)所示的结构的变型示例，构造成能够通过阻焊膜9进行三点支撑，并且空气逸出部11形成在一个地方。在该示例中，同样地，粘合剂6的膜厚构造成变得比阻焊膜9的膜厚更厚，夹在阻焊膜9被去除的区域R0中间的区域构成空气逸出部11(由虚线所示)。该空气逸出部11是由粘合剂6与阻焊膜9的膜厚之差得到的间隙。
在图6(c)所示的结构中，阻焊膜9被去除的区域R0以双重结构形成，可以更多地增加与粘合剂接触的面积，该结构具有提高粘合强度的作用。这里，空气逸出部11也形成在一个地方。在该示例中，同样地，粘合剂6的膜厚构造成变得比阻焊膜9的膜厚更厚，夹在阻焊膜9被去除的区域R0中间的区域构成空气逸出部11(由虚线所示)。该空气逸出部11是由粘合剂6与阻焊膜9的膜厚之差得到的间隙。
在图6(d)所示的结构中，阻焊膜9被去除的区域R0以单一结构形成，该结构具有能够实现小型化并保持粘合强度的作用。这里，空气逸出部11也形成在一个地方。在该示例中，同样地，粘合剂6的膜厚构造成变得比阻焊膜9的膜厚更厚，夹在阻焊膜9被去除的区域R0中间的区域构成空气逸出部11(由虚线所示)。该空气逸出部11是由粘合剂6与阻焊膜9的膜厚之差得到的间隙。
(第三实施例)
接下来，将描述本发明的第三实施例。
图7示出本发明第三实施例的固态成像装置。图7(a)是主要放大示意性截面图，图7(b)是该固态成像装置的顶视图。
本实施例是对第二实施例中的空气逸出部11进行变型的示例，构造成通过在至少一个地方提供阻焊膜9和布线部10的层叠结构而在空气逸出部11内在至少一处形成集尘凹穴12，使得空气逸出部11具有与气流方向相交的关系。在该示例中，同样地，粘合剂6的膜厚构造成变得比阻焊膜9的膜厚更厚，夹在阻焊膜9被去除的区域R0中间的区域构成空气逸出部11(由虚线所示)。该空气逸出部11是由粘合剂6与阻焊膜9的膜厚之差得到的间隙。
根据该构造，可以防止灰尘从外部进入贯通开口1的空间。
因此，在具有空气逸出部时，可以防止灰尘从外部进入贯通开口1的空间。
而且，除了图7(a)和7(b)所示的结构以外，集尘凹穴12可以适当地改变，并可以如图8(a)至8(d)的示意图中所示的那样进行变型。仅需要改变用于形成阻焊剂的图案的掩模图案。同样地，在下面的构造中，粘合剂6的膜厚构造成变得比阻焊膜9的膜厚更厚，夹在阻焊膜9被去除的区域R0中间的区域构成空气逸出部11(由虚线所示)。该空气逸出部11是由粘合剂6与阻焊膜9的膜厚之差得到的间隙。
图8(a)所示的结构示出构成空气逸出部11中的集尘凹穴12的阻焊膜9被去除的区域R0具有简单平行条纹的情况。
图8(b)所示的结构示出构成空气逸出部11中的集尘凹穴12的阻焊膜9被去除的区域R0除了图8(a)所示的结构以外添加了正交方向上的两个条纹的情况。
图8(c)所示的结构示出构成空气逸出部11中的集尘凹穴12的阻焊膜9被去除的区域R0除了图8(b)所示的结构以外在图案的端部进一步形成凹陷部的情况。
图8(d)所示的结构示出构成空气逸出部11中的集尘凹穴12的阻焊膜9被去除的区域R0形成迂回状的图案的情况。在该情况下，灰尘的通道变得复杂，可以更有效地发挥集尘效果。
此外，阻焊剂被去除的区域，即，填充有粘合剂的粘合区域，不限于上面描述的实施例，而是可以适当地改变，例如，构造成梳形状的图案。通过构成梳形状的图案，可以增加与粘合剂接触的面积，从而存在进一步提高粘合强度的效果。此外，灰尘的进入路径变得更复杂，也存在提高集尘效率的效果。
通过设计阻焊剂被去除的区域、即填充有粘合剂的粘合区域的结构，可以防止灰尘进入，后步骤中的密封步骤变得不必要。
工业实用性
如上所述，可以在不需要复杂方法来确保粘合剂厚度的条件下，确保粘合剂的基本恒定的厚度，并且可以防止诸如因粘合厚度变化而引起的透光性构件剥离的麻烦或透光性构件的倾斜，并且通过设计结构，可以防止灰尘进入，后步骤中的密封步骤变得不必要，使得其可以应用于诸如监视照相机、医用照相机、车载照相机、信息通信装置或信息通信终端照相机的小型照相机。
本申请基于2010年8月4日提交的日本专利申请(专利申请No.2010-175661)，该专利申请的内容在此引入作为参考。
附图标记和符号说明
1 贯通开口
2 结构体
2A 第一表面
2B 第二表面
2P 焊盘形成区域
3 固态成像元件
3S 隆起
4 密封树脂材料
5 透光性构件
6 粘合剂
7 透镜单元
9 阻焊膜
10 布线部
11 空气逸出部
12 集尘凹穴
R 粘合区域
R0 阻焊剂被去除的区域
Claims (3)
1.一种固态成像装置，包括：
绝缘的结构体，形成有贯通开口；
布线部，形成在结构体的表面上；
固态成像元件，连接到布线部，并附接到结构体以闭合贯通开口；
透光性构件，与固态成像元件相对以闭合贯通开口，并在粘合区域内通过粘合剂附接到结构体；和
阻焊膜，覆盖结构体的表面的至少一部分；
其中，粘合区域包括阻焊膜被选择性地去除的区域，并且该去除区域填充有粘合剂，并且
其中，粘合剂的膜厚构造成比阻焊膜的膜厚更厚，并且，夹在阻焊膜被去除的区域中间的区域构成空气逸出部。
2.如权利要求1的固态成像装置，其中，在空气逸出部内有集尘凹穴。
3.如权利要求2的固态成像装置，其中，迂回状的图案形成在构成空气逸出部中的集尘凹穴的阻焊膜被去除的区域中。
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