CN113169192A - 摄像装置以及摄像装置的制造方法 - Google Patents

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CN113169192A CN201880100053.7A CN201880100053A CN113169192A CN 113169192 A CN113169192 A CN 113169192A CN 201880100053 A CN201880100053 A CN 201880100053A CN 113169192 A CN113169192 A CN 113169192A
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Abstract

摄像装置(1)具备：玻璃罩(20)，其具有第1主面(20SA)和第2主面(20SB)；摄像部(30)，其具有受光面(30SA)和后表面(30SB)，所述受光面(30SA)配设于比所述受光面(30SA)大的所述第2主面(20SB)；第1树脂(50)，其配设在所述第2主面(20SB)的、所述摄像部(30)的周围，与光轴(O)正交的截面为与所述第2主面(20SB)相同的外尺寸，在至少1个侧面具有至少1个与所述光轴(O)平行的槽(T50)；以及第2树脂(70)，其配设于所述槽(T50)。

Description

摄像装置以及摄像装置的制造方法
技术领域
本发明涉及具有在受光面配设有透明板的摄像部的摄像装置、以及具有在受光面配设有透明板的摄像部的摄像装置的制造方法。
背景技术
为了保护受光面，在摄像装置的摄像元件上粘接有玻璃罩。
在国际公开第2018/087872号所公开的摄像装置中，玻璃罩和摄像元件的与光轴正交的截面为相同的外尺寸。上述摄像装置通过在包含多个摄像元件的摄像晶片上粘接有玻璃晶片得到的接合晶片的切断处理来制造。
但是，在将玻璃罩粘接于摄像元件的情况下，将玻璃罩和摄像元件的与光轴正交的截面加工成相同的外尺寸并不容易。在截面不是相同的外尺寸的情况下，在玻璃罩的侧面与摄像元件的侧面之间存在阶梯差。若从外部对摄像装置施加力，则应力集中于阶梯差，因此有可能因粘接面剥离而导致可靠性降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/087872号
发明内容
发明要解决的问题
本实施方式的目的在于提供可靠性高的摄像装置以及可靠性高的摄像装置的制造方法。
用于解决问题的手段
实施方式的摄像装置具有：透明板，其具有第1主面和与所述第1主面对置的第2主面；摄像部，其具有受光面和与所述受光面对置的后表面，所述受光面配设于比所述受光面大的所述第2主面；第1树脂，其配设在所述摄像部的周围，与光轴正交的截面是与所述第2主面相同的外尺寸，在至少1个侧面具有至少1个与所述光轴平行的槽；以及第2树脂，其配设于所述槽。
实施方式的摄像装置的制造方法具有如下工序：摄像部配设工序，将多个摄像部的受光面以在彼此之间存在空间的状态配设于透明晶片的第2主面，其中，所述多个摄像部具有所述受光面和与所述受光面对置的后表面，所述透明晶片具有第1主面和与所述第1主面对置的所述第2主面；第1树脂配设工序，在所述多个摄像部的周围的所述空间配设第1树脂；孔形成工序，在所述第1树脂形成至少1个孔；切断工序，通过利用横穿所述孔的切断线进行切断，从而单片化为在至少1个侧面具有与光轴平行的槽的层叠体；以及第2树脂配设工序，在所述槽配设第2树脂。
发明的效果
根据本发明的实施方式，能够提供可靠性高的摄像装置以及可靠性高的摄像装置的制造方法。
附图说明
图1是第1实施方式的摄像装置的立体图。
图2是第1实施方式的摄像装置的沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是第1实施方式的摄像装置的分解图。
图4是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的流程图。
图5是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图7是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的沿着图8的VII-VII线的剖视图。
图8是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的俯视图。
图9是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图10是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图11是第1实施方式的摄像装置的层叠体的立体图。
图12是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的分解图。
图13是第1实施方式的变形例的摄像装置的层叠体的立体图。
图14是用于说明第1实施方式的变形例的摄像装置的制造方法的俯视图。
图15是第2实施方式的摄像装置的分解图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
如图1、图2和图3所示，第1实施方式的摄像装置1具有光学部10、作为透明板的玻璃罩20、摄像部30、第1树脂50、第2树脂70和框(框架)60。
此外，在附图中，对相同部分标注相同的标号。另外，附图是示意性的，需要留意各部件的厚度与宽度的关系、各部件的比率等与现实不同。另外，在附图的相互之间也包含相互的尺寸、比率不同的部分。另外，有时省略一部分构成要素的图示或标号的图示。另外，将被摄体的方向称为“前”。
玻璃罩20具有第1主面20SA和与第1主面20SA对置的第2主面20SB。透明板也可以是由聚碳酸酯等构成的树脂板。
摄像部30包括摄像元件31和层叠元件40，具有受光面30SA和与受光面30SA对置的后表面30SB。
摄像元件(成像芯片)31具有受光面30SA、与受光面30SA对置的背面31SB和4个侧面31SS。摄像元件31在受光面30SA具有受光部32。与受光部32连接的多个外部电极配设于背面31SB。
层叠元件40具有前表面40SA、与前表面40SA对置的后表面30SB和4个侧面40SS，前表面40SA配设在摄像元件31的背面31SB。此外，层叠元件40不是摄像部30的必须构成要素。即，摄像部30也可以是粘接有玻璃罩20的摄像元件31。另外，摄像部30也可以在摄像元件31的受光面30SA粘接有保护玻璃，在保护玻璃上还粘接有玻璃罩20。
摄像部30(摄像元件31)的受光面30SA使用透明粘接剂39粘接于与光轴O正交的外尺寸比受光面30SA大的玻璃罩20的第2主面20SB。即，在第2主面20SB的外周部存在未配置摄像部30的边框状的区域，在玻璃罩20的侧面与摄像部30的侧面的边界存在阶梯差。
光学部10具有第3主面10SA和与第3主面10SA对置的第4主面10SB，第4主面10SB配设于玻璃罩20的第1主面20SA。层叠有多个光学元件11、12、13的光学部10将被摄体像成像于摄像元件31的受光面30SA。
光学元件11是平凹透镜。光学元件12是凸透镜。光学元件13是滤光器。光学部10也可以包括光圈等其他光学元件，光学部10的光学元件的种类以及数量等根据规格来设计。
第1树脂50配设在玻璃罩20的第2主面20SB的摄像部30的周围，覆盖摄像部30的4个侧面(31SS、40SS)。第1树脂50的与光轴O正交的截面是与第2主面20SB相同的外尺寸。
在摄像装置1中，玻璃罩20的侧面与摄像部30的侧面的边界的阶梯差被配设于第2主面20SB的第1树脂50覆盖。由于应力不会集中于玻璃罩20与摄像部30的边界，因此摄像装置1不存在因粘接面剥离而导致可靠性降低的担忧。
特别是，在摄像装置1是在软性内窥镜的插入部的前端部配设的内窥镜用摄像装置的情况下，当插入部变形时，经由与摄像部30连接的信号电缆对摄像装置1施加应力。但是，摄像装置1在光学部10与摄像部30之间没有尺寸差，光轴正交方向的截面的面积相同，因此对于应力的可靠性高。
另外，在摄像装置1中，玻璃罩20和摄像部30通过收纳于框60而被保护。但是，即使在插入到框60之前，由于摄像部30被第1树脂50覆盖，所以也能够防止摄像装置1在制造中破损。
并且，第1树脂50在4个侧面50SS(50SSA、50SSB、50SSC、50SSD)中的以光轴O为中心对置的2个侧面50SSA、50SSC具有与光轴O平行的槽T50A、T50C。在槽T50A、T50C配设有第2树脂70。
框60是具有容纳光学部10的中空部H60的透镜框。第2树脂70是将第1树脂50固定于框60的中空部H60的粘接剂。
第1树脂50的外尺寸比所插入的框60的中空部H60的内部尺寸稍小。当在框60的中空部H60中插入包含光学部10、玻璃罩20和侧面被第1树脂50覆盖的摄像部30的层叠体35时，光学部10和被第1树脂50覆盖的摄像部30相对于框体60的光轴正交方向的位置关系被唯一地规定。因此，在摄像装置1中，在将框60进一步配置于其他部件时，光学部10以及摄像部30的光轴正交方向的位置、即旋转角度也被规定。
另外，第1树脂50利用配设于槽T50A、T50C的第2树脂70牢固地固定于框60。因此，被第1树脂50覆盖的摄像部30与框60的粘接可靠性高。
＜摄像装置的制造方法＞
根据图4所示的流程图说明摄像装置的制造方法。
＜步骤S10＞
摄像部配设工序
摄像元件31是CMOS图像传感器或CCD等。通过使用公知的半导体制造技术将配设有多个受光部32等的硅晶片等切断来制作摄像元件31。也可以在包含多个受光部32的摄像元件晶片上形成有对受光部32的输出信号进行1次处理或对驱动控制信号进行处理的周边电路。摄像元件31可以是表面照射型图像传感器或背面照射型图像传感器中的任意一种。
层叠有多个半导体元件41、42、43的层叠元件40对摄像元件31输出的摄像信号进行1次处理，或者对控制摄像元件31的控制信号进行处理。通过将分别包含多个半导体元件41、42、43的多个半导体晶片层叠而成的层叠晶片切断来制作层叠元件40。
例如，半导体元件41、42、43包含AD转换电路、存储器、传输输出电路、滤波电路、薄膜电容器、薄膜电阻、薄膜电感器。层叠元件40所包含的元件的数量例如为2以上且10以下。
在摄像元件31的背面31SB配设有层叠元件40的前表面40SA，两者电连接。此外，也可以在层叠有包含多个半导体元件41、42、43的多个半导体晶片而成的层叠晶片上，配设包含多个摄像元件31的摄像晶片之后进行切断。
如图5所示，多个摄像部30的受光面30SA在各自之间存在空间的状态下，使用透明粘接剂39配设于具有第1主面20SA和与第1主面20SA对置的第2主面20SB的透明晶片20W的第2主面20SB。透明晶片20W通过在切断工序S40中被切断而成为玻璃罩20。透明粘接剂39是紫外线固化树脂、热固化树脂或热塑性树脂。
＜步骤S20＞
第1树脂配设工序
如图6所示，在透明晶片20W的第2主面20SB上的多个摄像部30的周围的空间配设有第1树脂50。第1树脂50是环氧树脂、丙烯酸树脂或苯乙烯树脂等。第1树脂50例如优选为包含碳粒子的遮光性树脂。
第1树脂50只要覆盖至在层叠元件40的最后配设的半导体元件43的侧面的一部分即可，无需覆盖摄像部30的侧面的整个面。
此外，在摄像部配设工序S10中，也可以使用透明粘接剂39仅将摄像元件31粘接于透明晶片20W。并且，在第1树脂配设工序S20中，也可以在第1树脂50配设成覆盖摄像元件31的侧面31SS的状态之后，将层叠元件40与摄像元件31接合，并将第1树脂50覆盖层叠元件40的侧面40SS。
即，也可以代替摄像部配设工序S10以及第1树脂配设工序S20而具备摄像元件配设工序、第1树脂配设工序1、层叠元件配设工序以及第1树脂配设工序2。
＜步骤S30＞孔形成工序
如图7及图8所示，在第1树脂50上，例如通过激光加工或机械加工形成多个孔H50。在第1树脂50为光致抗蚀剂的情况下，通过进行曝光处理和显影处理，形成孔H50。
由于孔H50贯通第1树脂50，因此底面是成为玻璃罩20的透明晶片20W的第2主面20SB。需要说明的是，孔H50也可以形成至玻璃罩20中，相反地，也可以不贯通第1树脂50。
如图8所示，在摄像装置1中，隔着各个摄像部30在两侧的2个区域分别形成孔H50。
如图9所示，层叠有分别包含多个光学元件11、12、13的光学晶片11W、12W、13W的光学层叠晶片10W的第4主面10SB使用透明粘接剂29配设于透明晶片20W的第1主面20SA。
即，进行将具有第3主面10SA和与第3主面10SA对置的第4主面10SB的光学层叠晶片10W的第4主面10SB配设于透明晶片20W的第1主面20SA的光学部配设工序。光学部配设工序可以在步骤S10之前进行，也可以在步骤S10、步骤S20和步骤S40之间进行。
但是，作为层叠体35的制造方法，通过切断粘接有光学层叠晶片10W的透明晶片20W来制造的方法比在透明晶片20W或层叠体35配设光学部10的方法简单，这是不言而喻的。
＜步骤S40＞切断工序
如图10和图11所示，当沿着横穿孔H50的切断线CL(参照图8)切断透明晶片20W时，单片化为多个层叠体35。在包含光学部10、玻璃罩20和侧面被第1树脂50覆盖的摄像部30的层叠体35中，在以光轴O为中心而对置的2个侧面50SSA、50SSC上分别存在与光轴O平行的槽T50A、T50C。
即，第1树脂50的孔H50通过切断而成为2个层叠体35的槽T50。
层叠体35的与第1树脂50的光轴O正交的截面与玻璃罩20的第1主面20SA和第2主面20SB的外尺寸相同。
另外，在将光学层叠晶片10W粘接于透明晶片20W的摄像装置1的制造方法中，层叠体35的光学部10的第3主面10SA和第4主面10SB、玻璃罩20的第1主面20SA和第2主面20SB、以及第1树脂50的与光轴O正交的截面为相同的外尺寸。
光学部10的侧面和玻璃罩20的侧面是相同的切断面，在其边界没有阶梯差。因此，摄像装置1的机械强度高，可靠性高。
需要说明的是，通过光学层叠晶片10W的切断而制作的多个光学部10也可以配设于透明晶片20W。进而，也可以在切断工序S40之后，在层叠体35配设光学部10。即，光学部配设工序也可以是将具有第3主面10SA和与第3主面10SA对置的第4主面10SB的光学部10的第4主面10SB配设于透明晶片20W或玻璃罩20的第1主面20SA的工序。
但是，作为层叠体35的制造方法，通过切断粘接有光学层叠晶片10W的透明晶片20W来制造的方法比在透明晶片20W或层叠体35配设光学部10的方法容易。
＜步骤S50＞第2树脂配设工序
如图12所示，在槽T50中配设有作为粘接剂的第2树脂70的层叠体35插入框60而被固定。第2树脂配设工序S50是将层叠体35插入框60，利用作为粘接剂的第2树脂70将第1树脂50固定于框60的固定工序。第2树脂70也可以在将层叠体35插入框60后被注入间隙。
由于第1树脂50的孔H50成为层叠体35的槽T50，因此容易形成与光轴O平行且较长的槽T50。因此，根据本实施方式的制造方法，能够容易地制造摄像装置1。
此外，也可以在框60的中空部H60的内表面具有与槽T50中的任一个嵌合的凸部A60。通过将凸部A60用作插入引导件，层叠体35向中空部H60的插入变得容易。
另外，光学部10不限于通过切断光学层叠晶片10W而制作的晶片级光学系统。光学部10也可以不是多个光学元件的层叠体，而是例如单层的光学元件。在光学部10不是晶片级光学系统的情况下，层叠体35由玻璃罩20和侧面被第1树脂50覆盖的摄像部30构成。
＜第1实施方式的变形例＞
第1实施方式的变形例的摄像装置1A和摄像装置1A的制造方法与摄像装置1和摄像装置1的制造方法类似，具有相同的效果，因此对相同的结构要素标注相同的标号并省略说明。
如图13所示，摄像装置1A的层叠体35A的对置的侧面50SSA、50SSC的槽T50A、T50C的宽度不同。
例如，层叠体35的光轴正交方向的截面小至1mm见方，且为大致正方形。因此，层叠体35识别以光轴O为中心旋转了90度或180度的状态和旋转前的状态，在正确的旋转状态下插入框60并不容易。
如图14所示，在配设于层叠体35A(摄像部30)的周围的第1树脂50上形成的孔H70A隔着切断线CL而大小不同。另外，在第1树脂50上还形成有孔H70B。
根据通过孔H70A的切断而形成的层叠体35A的槽T50A、T50C的宽度的不同，能够容易地识别旋转状态，因此摄像装置1A与摄像装置1相比制造更容易。
此外，层叠体35A通过孔H70B的切断，在第1树脂50的侧面50SSB形成有2个槽T50B1、T50B2。并且，通过孔H70B的切断，在与侧面50SSB对置的侧面50SSD也形成有2个槽。
即，槽T50可以形成于第1树脂50的4个侧面50SS，也可以在1个侧面形成多个槽T50。相反，也可以在第1树脂50的4个侧面50SS中的任意一个侧面50SS仅形成1个槽T50。即，第1树脂50只要在至少1个侧面50SS具有至少1个槽T50即可。
＜第2实施方式＞
第2实施方式的摄像装置1B和摄像装置1B的制造方法与摄像装置1和摄像装置1的制造方法类似，具有相同的效果，因此对相同的结构要素标注相同的标号并省略说明。
在图15所示的摄像装置1B中，第2树脂70是覆盖第1树脂50的4个侧面50SS和光学部10的4个侧面的模制树脂。
在摄像装置1B的制造方法中，第2树脂配设工序S50是在覆盖第1树脂50的4个侧面的状态下对第2树脂70进行模制成型的模制工序。
由于第2树脂70填充于第1树脂50的槽T50，因此与第1树脂50的接合可靠性高。另外，第1树脂50和光学部10被第2树脂70保护，因此机械强度高。因此，摄像装置1B的可靠性高。
另外，如果第2树脂70至少覆盖第1树脂50的4个侧面50SS，则摄像装置1B的摄像部30被保护。
另外，在摄像装置1B中，在第2树脂70中具有与光轴O平行的槽T70。槽T70不是摄像装置1B的必须结构，但例如将摄像装置1B在插入框的中空部的状态下进行固定时，槽T70具有与槽T50相同的效果。
以上，对摄像部30包括层叠有多个半导体元件41～43的层叠元件40和层叠有多个光学元件11～13的光学部10的摄像装置进行了说明。
包含层叠元件40的摄像装置在对摄像元件31输出的摄像信号进行1次处理之后进行传送，因此是高性能的。另外，包括光学部10的摄像装置不需要组装分体的光学部的工序，并且容易小型化。
但是，在实施方式的摄像装置中，即使摄像部30是摄像元件31，且不包含光学部10，当然也具有说明的效果。
本发明并不限定于上述的实施方式以及变形例，在不改变本发明的主旨的范围内，能够进行各种变更、改变等。
【标号说明】
1、1A、1B 摄像装置
10 光学部
10SA 第3主面
10SB 第4主面
10W 光学层叠晶片
11、12、13 光学元件
20 玻璃罩
20SA 第1主面
20SB 第2主面
20W 透明晶片
29 透明粘接剂
30 摄像部
30SA 受光面
30SB 后表面
31 摄像元件
31SB 背面
32 受光部
35 层叠体
39 透明粘接剂
40 层叠元件
40SA 前表面
41、42、43 半导体元件
43 半导体元件
50 第1树脂
60 框
70 第2树脂

Claims (14)

1.一种摄像装置，其特征在于，
该摄像装置具有：
透明板，其具有第1主面和与所述第1主面对置的第2主面；
摄像部，其具有受光面和与所述受光面对置的后表面，所述受光面配设于比所述受光面大的所述第2主面；
第1树脂，其配设在所述摄像部的周围，与光轴正交的截面是与所述第2主面相同的外尺寸，在至少1个侧面具有至少1个与所述光轴平行的槽；以及
第2树脂，其配设于所述槽。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像部包括摄像元件和层叠元件，
所述摄像元件具有所述受光面和与所述受光面对置的背面，
所述层叠元件具有所述后表面和与所述后表面对置的前表面，所述前表面配设于所述背面，所述层叠元件层叠有多个半导体元件。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，
该摄像装置还具有光学部，该光学部具有第3主面和与所述第3主面对置的第4主面，所述第4主面配设于所述第1主面，该光学部层叠有多个光学元件。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述第4主面是与所述第1主面相同的外尺寸。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述第1树脂在以所述光轴为中心而对置的2个侧面分别具有所述槽。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，
所述2个侧面的所述槽的宽度不同。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像装置还具备收纳有所述第1树脂的框，
所述第2树脂是将所述第1树脂固定于所述框的粘接剂。
8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述第2树脂是覆盖所述第1树脂的4个侧面的模制树脂。
9.一种摄像装置的制造方法，其特征在于，
该摄像装置的制造方法具有如下工序：
摄像部配设工序，将多个摄像部的受光面以在彼此之间存在空间的状态配设于透明晶片的第2主面，其中，所述多个摄像部具有所述受光面和与所述受光面对置的后表面，所述透明晶片具有第1主面和与所述第1主面对置的所述第2主面；
第1树脂配设工序，在所述多个摄像部的周围的所述空间配设第1树脂；
孔形成工序，在所述第1树脂形成至少1个孔；
切断工序，通过利用横穿所述孔的切断线进行切断，从而单片化为在至少1个侧面具有与光轴平行的槽的层叠体；以及
第2树脂配设工序，在所述槽配设第2树脂。
10.根据权利要求9所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
所述摄像部包括摄像元件和层叠元件，
所述摄像元件具有所述受光面和与所述受光面对置的背面，所述层叠元件具有所述后表面和与所述后表面对置的前表面，所述前表面配设于所述背面，所述层叠元件层叠有多个半导体元件。
11.根据权利要求9或10所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
还具有光学部配设工序，在该光学部配设工序中，将光学部的第4主面配设于所述透明晶片的所述第1主面，其中，所述光学部具有第3主面和与所述第3主面对置的所述第4主面、且层叠有多个光学元件。
12.根据权利要求9至11中的任意一项所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
在所述孔形成工序中，隔着所述摄像部在两侧的2个区域分别形成所述孔。
13.根据权利要求10至12中的任意一项所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
所述第2树脂配设工序是如下的固定工序：将所述层叠体插入框中，利用作为粘接剂的所述第2树脂将所述第1树脂固定于所述框。
14.根据权利要求10至13中的任意一项所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
所述第2树脂配设工序是如下的模制工序：在覆盖所述第1树脂的4个侧面的状态下，对所述第2树脂进行模制成型。
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