CN108292661A - 固态图像拾取装置、其制造方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及一种可以提高产出的固态图像拾取装置、其制造方法、以及电子设备。该固态图像拾取装置包括：光学传感器，其包括光接收单元；以及盖玻璃，其设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧。所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。本技术可以应用于例如CMOS图像传感器的封装。

Description

固态图像拾取装置、其制造方法及电子设备
技术领域
本技术涉及一种固态图像拾取装置、其制造方法及电子设备，且具体地涉及一种可以提高产出的固态图像拾取装置、其制造方法及电子设备。
背景技术
为了使图像传感器的封装尺寸减小和减薄，已知一种结构，其中盖玻璃直接粘贴到图像传感器的上表面(例如专利文献1和2)。
引文清单
专利文献
专利文献1：JP特开2010-177600A
专利文献2：JP特开平3-11757A
发明内容
在具有上述结构的封装中，近年来，随着图像传感器的光接收单元的面积扩展，盖玻璃的尺寸也倾向于扩展。从而，盖玻璃与图像传感器周边部分处设置的焊盘之间的距离变短，结果，由于设计误差，产出可能降低。
有鉴于这样的情形，提出本技术，其意在可以增加产出。
问题的解决方案
本技术的固态图像拾取装置包括：光学传感器，其包括光接收单元；以及盖玻璃，其设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，其中所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。
本技术的固态图像拾取装置的制造方法为包括光学传感器和盖玻璃的固态图像拾取装置的制造方法，所述光学传感器包括光接收单元，所述盖玻璃设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，其中所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。该制造方法包括：第一步骤，在比所述盖玻璃大的玻璃材料中沿所述盖玻璃的大小形成第一沟槽，所述第一沟槽具有锥形截面；以及第二步骤，沿所述第一沟槽形成第二沟槽，以切断所述玻璃材料，所述第二沟槽比所述第一沟槽的所述开口的宽度窄。
在本技术中，所述倒角部设置在所述盖玻璃上的所述脊部处，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。
本发明的有益效果
根据本技术，可以增加产出。
附图说明
图1为示出传统的固态图像拾取装置的结构的截面视图。
图2为说明光收集区的示意图。
图3为说明晕映的示意图。
图4为说明接触焊盘的风险的示意图。
图5为说明固态图像拾取装置的设计限制的示意图。
图6为示出本技术的固态图像拾取装置的结构的截面视图。
图7为说明倒角部的形状的示意图。
图8为说明透明树脂的形成的另一个例子的示意图。
图9为说明倒角部的另一形状的示意图。
图10为说明固态图像拾取装置的制造工艺的流程图。
图11为示出制造固态图像拾取装置时的工序的示意图。
图12为示出制造固态图像拾取装置时的工序的示意图。
图13为说明盖玻璃的形成工艺的流程图。
图14为说明形成盖玻璃时的工序的示意图。
图15为示出本技术的电子设备的构造实例的框图。
图16为示出使用图像传感器的使用实例的示意图。
具体实施方式
以下，将结合附图说明本技术的实施方式。注意，将按以下所示的次序进行说明：
1.传统的固态图像拾取装置的结构
2.本技术的固态图像拾取装置的结构
3.固态图像拾取装置的制造工艺
4.盖玻璃的形成工艺
5.电子设备的构造实例
6.图像传感器的使用实例
<1.传统的固态图像拾取装置的结构>
图1为示出传统的固态图像拾取装置的结构的截面视图。
图1的固态图像拾取装置10包括基板11、作为光学传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器12(以下简单地称为图像传感器12)、引线13、透明树脂14、盖玻璃15以及密封树脂16。
图像传感器12包括光接收单元12a，且盖玻璃15经由作为胶粘剂的透明树脂14粘贴到图像传感器12的光接收单元12a。
此外，基板11和图像传感器12经由分别设置的焊盘13a和13b以及引线13电连接在一起。
以图1中所示的结构，可以实现图像传感器的封装的尺寸减小和减薄。
在具有这样结构的图像传感器封装中，如图2中所示，存在以预定角度θ从光接收单元12a扩展的光收集区。该角度θ例如设置为约22°至25°。
此处，在图2中，在盖玻璃15的粘贴位置偏移到图中左侧的情况下，如图3中所示，一部分原来入射到光接收单元12a上的光被密封树脂16所阻挡。结果，光接收单元12a的端部12b成为阴影，且引起了所谓的晕映。
此外，随着近来像素尺寸的增大，盖玻璃15的尺寸也倾向于增大。然而，在盖玻璃15的尺寸增大的情况下，如图4中所示，盖玻璃15的端部与焊盘13b之间的距离变短，且增加了接触的风险。
图5为说明上述固态图像拾取装置10的盖玻璃15的周边部分的设计限制的示意图。
在图5中，d1表示用于防止晕映的边距，且d2表示用于防止盖玻璃15的端部与焊盘13b相互接触的边距。此外，d3表示光接收单元12a与焊盘13b之间的最短距离。
此处，例如，作为盖玻璃15的xy平面上的粘贴误差，假设x和y方向上的误差各自为0.075mm，且旋转方向上的误差为0.5°。此外，假设盖玻璃15本身的外形误差为±0.03mm，且盖玻璃15的缺口(chipping)为0.065mm。
在上述条件的情况下，要求边距d1为0.12mm以及边距d2为0.081mm。然而，在该情况下，0.46mm是作为最短距离d3的极限。。这个事实表明，目前的大规模生产将以非常小的设计边距进行，否则必须限制像素尺寸的扩大。。注意，上述条件下的误差值是一些例子，然而，至少可以说这些误差影响了设计的自由度。
<2.本技术的固态图像拾取装置的结构>
图6为示出应用本技术的固态图像拾取装置实施方式的结构的截面视图。
图6的固态图像拾取装置30包括基板31、作为光学传感器的CMOS图像传感器32(以下简单称为图像传感器32)、引线33、透明树脂34、盖玻璃35以及密封树脂36。
基板31包括诸如陶瓷、有机材料、塑料或玻璃的材料。形成基板31的材料可以是这些材料中的任何一种。
图像传感器32管芯键合到基板31上。图像传感器32包括光接收单元32a，其中包括光电转换装置的每个单位像素(也简称为像素)以矩阵形式二维排列，并且检测对应于入射到光接收单元32a上的光量的电荷量作为每个像素的物理量。
引线33包括诸如金、银或铜的材料。引线33将基板31与图像传感器32电连接。
焊盘33a设置在基板31的除图像传感器32之外的周边部分上，且焊盘33b设置在图像传感器32的除光接收单元32a之外的周边部分上。焊盘33a与焊盘33b由引线33经引线键合连接在一起，由此基板31与图像传感器32相互电连接。
以透明树脂34为胶粘剂，盖玻璃35粘贴到图像传感器32的光接收单元32a一侧。
此外，如图7中所示，盖玻璃35包括位于脊部处的倒角部C1，该脊部包围图像传感器32侧的表面。
在图7的实例中，倒角部C1形成于反R表面。以这种方式，倒角部C1设置在盖玻璃35的下表面的脊部处，由此，在盖玻璃35与引线33(焊盘33b)之间能够确保存在间隙。注意，为了更可靠地确保存在该间隙，优选使引线33的拱形部的高度低。注意，将光接收单元32a的端部与焊盘33b之间的最短距离设为小于或等于0.5mm。
密封树脂36将包括倒角部C1的盖玻璃35的周边部分以及连接到焊盘33a和焊盘33b的引线33一起密封。密封树脂36通过模塑法或灌封法形成。
注意，在图6和图7的实例中，形成(施加)透明树脂34，以填充图像传感器32与盖玻璃35的下表面之间的所有空间。不限于此，例如，如图8中所示，可以仅在图像传感器32的光接收部12a的外侧周边部分上形成透明树脂34。
此外，在图6和图7的实例中，倒角部C1形成于反R表面。不限于此，例如，如图9中所示，倒角部C2可以形成于C表面。同样在图9的实例中，在盖玻璃35的下表面的脊部处设置该倒角部C2，由此能够确保在盖玻璃35和引线33(焊盘33b)之间存在间隙。
通过采用上述构造，与传统固态图像拾取装置的结构相比，能够增加盖玻璃和引线之间的间隙，使得可以防止盖玻璃与引线之间因装配误差而接触，并且可以增加产出。
此外，就设计而言，能够使盖玻璃的端部更为靠近引线一侧，使得能够抑制晕映的出现，并且能够增加设计的自由度。
进一步地，在图像传感器32中，即使在光接收单元32a的端部与焊盘33b之间的距离小的情况下，也即，在光接收单元32a的面积相对于图像传感器32的整个面积大时，能够形成设计，使得可以应对近来的像素尺寸增大。
此外，通过在盖玻璃上提供倒角部，盖玻璃的侧表面与密封树脂之间的界面长度变长。结果，可以防止水进入光接收单元，在阻水测试等测试期间引起了该进入，并且能够改善封装的气密性。
注意，在不具有倒角部的盖玻璃中，常在盖玻璃的下表面的脊部处出现缺口或开裂，且结果是，盖玻璃自身可能发生破损。另一方面，在本技术的固态图像拾取装置中，在盖玻璃上设置倒角部，由此可以抑制缺口和开裂的出现，并且可以防止盖玻璃的破损。
<3.固态图像拾取装置的制造工艺>
在此，将说明上述固态图像拾取装置30的制造工艺。
图10为说明固态图像拾取装置30的制造工艺的流程图，且图11和12为说明制造固态图像拾取装置30时的工序的示意图。
图10的处理在将粘合剂施加在基板31上的情况下开始。
在步骤S31中，如图11的工序A中所示，将图像传感器32粘接到基板31上。之后，进行预定时间的加热，由此使胶粘剂固化。
在步骤S32中，如图11的工序B中所示，经由引线33通过引线键合将基板31上的焊盘33a与图像传感器32上的焊盘33b电连接在一起。
在步骤S33中，如图11的工序C中所示，将胶粘剂34P施加于图像传感器32的上表面。
在步骤S34中，如图12的工序D中所示，将盖玻璃35粘接到图像传感器32的上表面上。之后，在预定的条件下固化胶粘剂34P，由此形成透明树脂34。
在步骤S35中，如图12的工序E中所示，通过模塑法或灌封法，使用密封树脂36将包括倒角部C1在内的盖玻璃35的周边部分以及引线33密封。
如上所述，制造了本技术的固态图像拾取装置30。
<4.盖玻璃的形成工艺>
接下来，将说明本技术的固态图像拾取装置30中的盖玻璃35的形成工艺。
图13为说明盖玻璃35的形成工艺的流程图，且图14为说明形成盖玻璃35时的工序的示意图。
在步骤S51中，在大于盖玻璃35的尺寸的玻璃材料中形成第一沟槽。
具体地，首先，如图14的工序A中所示，利用具有预定宽度(例如0.5mm)的划片刀51，在玻璃材料35M中形成该第一沟槽。
此处，在划片刀51的尖端被倒圆的情况下，如图14的工序B中所示，要形成的第一沟槽的截面具有U形。此外，尽管未示出，在其中划片刀51的尖端形成90°角的情况下，要形成的第一沟槽的截面具有形成90°角的V形。
注意，形成第一沟槽，使得其深度比玻璃材料35M的一半厚度浅。
在步骤S52中，沿第一沟槽形成第二沟槽，由此切断玻璃材料35。
具体地，如图14的工序C中所示，以其宽度(例如0.2mm)比第一沟槽的开口宽度(即划片刀51的宽度)窄的划片刀52，沿第一沟槽切断玻璃材料35M。
结果，如图14的工序D中所示，将包括倒角部C1的盖玻璃35形成为玻璃材料35M的各个分离片段中之一。
注意，在将第一沟槽形成为具有90°角的V形截面的情况下，盖玻璃35形成为包括参考图9描述的倒角部C2。
此外，以上通过使用划片刀51机械加工来形成具有U形截面的第一沟槽，但是，也可以通过进行诸如蚀刻的化学处理来形成具有U形截面的第一沟槽。
注意，本技术不限于应用于固态图像拾取装置，而是也可以应用于成像设备。在此，该成像设备指诸如数码相机或数码摄像机的相机系统，或是诸如移动电话的具有成像功能的电子设备。注意，存在安装在电子设备上的模块形式的情形，也即，相机模块为成像设备。
<5.电子设备的构造实例>
在此，结合图15，将说明应用本技术的电子设备的构造实例。
图15中所示的电子设备200包括光学透镜201、快门装置202、固态图像拾取装置203、驱动电路204、以及信号处理电路205。图15示出其中在电子设备(数码相机)中设置作为固态图像拾取装置203的上述本技术的固态图像拾取装置的实施方式。
光学透镜201在固态图像拾取装置203的成像表面上形成来自被摄物的图像光(入射光)。结果，在某个时间段内，在固态图像拾取装置203中累积信号电荷。快门装置202为固态图像拾取装置203控制光照射周期与光遮蔽周期。
驱动电路204将驱动信号提供给快门装置202与固态图像拾取装置203。提供给快门装置202的驱动信号为用于控制快门装置202的快门操作的信号。提供给固态图像拾取装置203的驱动信号为用于控制固态图像拾取装置203的信号传输操作的信号。固态图像拾取装置203利用驱动电路204提供的驱动信号(时序信号)进行信号传输。信号处理电路205对固态图像拾取装置203输出的信号进行各种类型的信号处理。经过该信号处理的视频信号存储在诸如存储器的存储介质中，或输出给监视器。
在本实施方式的电子设备200中，可以抑制固态图像拾取装置203中的晕映，结果，可以提供可以拍摄高质量图像的电子设备。
<6.图像传感器的使用实例>
最后，将说明包括在应用本技术的固态图像拾取装置中的图像传感器的使用实例。
图16为示出上述图像传感器的使用实例的示意图。
如下所述，上述图像传感器可以用于感测光(诸如可见光、红外光、紫外光或X射线)的各种情形：
·拍摄用于欣赏的图像的设备，诸如数码相机或具有相机功能的便携式装置
·用于交通的设备，诸如用于拍摄汽车前方、后方、周围、内部等处的车辆传感器，用于监视行驶中的车辆与道路的监视摄像机，以及用于测量车辆之间距离的距离传感器等，用于安全驾驶，诸如自动停车、识别驾驶员状况等
·用于家电(诸如电视、冰箱、空调)的设备，拍摄用户手势并根据该手势来操作家电
·同于医疗保健的设备，诸如内窥镜或通过接收红外光进行血管造影术的设备
·用于安全的设备，诸如防止犯罪应用的监视摄像头，或是用于人员认证应用的摄像头
·用于美容的设备，诸如用于拍摄皮肤的皮肤测量器械，以及用于拍摄头皮的显微镜
·用于运动的设备，诸如用于运动应用等的可穿戴相机或运动相机
·用于农业的设备，诸如用于监视田地和作物状况的相机
注意，本技术的实施方式不限于上述实施方式，并且在不背离本技术范围的情况下，可以进行各种修改。
此外，本技术也可以采用以下配置。
(1)一种固态图像拾取装置，其包括：
光学传感器，其包括光接收单元；以及
盖玻璃，其设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，其中，
所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。
(2)根据(1)的固态图像拾取装置，其中所述倒角部形成于C表面。
(3)根据(1)的固态图像拾取装置，其中所述倒角部形成于反R表面。
(4)根据(1)至(3)中任一项的固态图像拾取装置，其中所述倒角部通过机械加工形成。
(5)根据(1)或(3)的固态图像拾取装置，其中所述倒角部通过蚀刻形成。
(6)根据(1)至(5)中任一项的固态图像拾取装置，还包括焊盘，其设置在所述光学传感器的除所述光接收单元之外的周边部分上。
(7)根据(6)的固态图像拾取装置，其中所述光接收单元的端部与所述焊盘之间的最短距离设为小于或等于0.5mm。
(8)根据(6)或(7)的固态图像拾取装置，还包括密封树脂，其密封包括所述倒角部的所述盖玻璃以及连接到所述焊盘的引线。
(9)一种固态图像拾取装置的制造方法，所述固态图像拾取装置包括光学传感器和盖玻璃，所述光学传感器包括光接收单元，
所述盖玻璃设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，
其中所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面，
所述制造方法包括：
第一步骤，在比所述盖玻璃大的玻璃材料中沿所述盖玻璃的大小形成第一沟槽，所述第一沟槽具有锥形截面；以及
第二步骤，沿所述第一沟槽形成第二沟槽，以切断所述玻璃材料，所述第二沟槽比所述第一沟槽的开口的宽度窄。
(10)根据(9)的制造方法，其中在所述第一步骤中，所述第一沟槽通过划片刀形成。
(11)根据(9)的制造方法，其中在所述第一步骤中，所述第一沟槽通过蚀刻形成。
(12)根据(9)至(11)中任一项的制造方法，其中在所述第二步骤中，通过具有比所述第一沟槽的所述开口的宽度窄的宽度的划片刀切断所述玻璃材料。
(13)一种电子设备，其包括：
固态图像拾取装置，其包括：
光学传感器，其包括光接收单元；以及
盖玻璃，其设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，其中，
所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。
附图标记清单
30 固态图像拾取装置
31 基板
32 图像传感器
32a 光接收单元
33 引线
33a、33b 焊盘
34 胶粘剂
35 盖玻璃
36 密封树脂
200 电子设备
203 固态图像拾取装置。

Claims (13)

1.一种固态图像拾取装置，其包括：
光学传感器，其包括光接收单元；以及
盖玻璃，其设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，其中，
所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。
2.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中所述倒角部形成于C表面。
3.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中所述倒角部形成于反R表面。
4.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中所述倒角部通过机械加工形成。
5.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中所述倒角部通过蚀刻形成。
6.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，还包括焊盘，其设置在所述光学传感器的除所述光接收单元之外的周边部分上。
7.根据权利要求6所述的固态图像拾取装置，其中所述光接收单元的端部与所述焊盘之间的最短距离设为小于或等于0.5mm。
8.根据权利要求6所述的固态图像拾取装置，还包括密封树脂，其密封包括所述倒角部的所述盖玻璃以及连接到所述焊盘的引线。
9.一种固态图像拾取装置的制造方法，所述固态图像拾取装置包括光学传感器和盖玻璃，所述光学传感器包括光接收单元，
所述盖玻璃设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，
其中所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面，
所述制造方法包括：
第一步骤，在比所述盖玻璃大的玻璃材料中沿所述盖玻璃的大小形成第一沟槽，所述第一沟槽具有锥形截面；以及
第二步骤，沿所述第一沟槽形成第二沟槽，以切断所述玻璃材料，所述第二沟槽比所述第一沟槽的开口的宽度窄。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中在所述第一步骤中，所述第一沟槽通过划片刀形成。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其中在所述第一步骤中，所述第一沟槽通过蚀刻形成。
12.根据权利要求9所述的制造方法，其中在所述第二步骤中，通过具有比所述第一沟槽的所述开口的宽度窄的宽度的划片刀切断所述玻璃材料。
13.一种电子设备，其包括：
固态图像拾取装置，其包括：
光学传感器，其包括光接收单元；以及
盖玻璃，其设置在所述光学传感器的所述光接收单元侧，其中，
所述盖玻璃包括位于脊部的倒角部，所述脊部包围所述光学传感器侧的表面。
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