CN1182584C - 光学装置及其制造方法以及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供一种薄型的光学装置及其制造方法以及电子装置。光学装置有形成了通孔24的基板20；使光学部分12朝向通孔24安装在基板20上的光元件10；以及配置在通孔24中的透光性构件30。在基板20和光元件10之间以及在透光性构件30和光元件10之间设置透光性的孔型材料34。

Description

光学装置及其制造方法以及电子装置
[发明的详细说明]
[发明所属的技术领域]
本发明涉及光学装置及其制造方法以及电子装置。
[发明的背景]
已知有封装了固体摄像元件这样的光元件的光学装置。光元件被安装在电路基板上，光元件的受光部或发光部朝向在电路基板上所形成的通孔。另外，将盖板玻璃粘贴在电路基板上以便覆盖通孔。这样，如果采用现有的光学装置，则由于将盖板玻璃粘贴在电路基板上，所以存在厚度增大的问题。或者，如果除了盖板玻璃以外还安装透镜，则存在光学装置的厚度更加增大的问题。
本发明就是要解决这样的问题的发明，其目的在于提供一种薄型的光学装置及其制造方法以及电子装置。
[解决课题用的方法]
(1)本发明的光学装置有：形成了通孔的基板；
使光学部分朝向上述通孔安装在上述基板上的光元件；以及
配置在上述通孔中的透光性构件。
如果采用本发明，则由于将透光性构件配置在通孔中，所以光学装置能做到薄型化、小型化、轻量化。
(2)在该光学装置中，
在上述基板和上述光元件之间、以及在上述透光性构件和上述光元件之间可设有透光性的孔型材料。
如果这样做，则能利用孔型材料防止水分侵入光学部分。
(3)在该光学装置中，
在上述光元件和上述透光性构件之间可插入隔离片。
如果这样做，则能防止透光性构件与光元件接触，能进行透光性构件的定位。
(4)在该光学装置中，
上述透光性构件可呈透镜形状。
如果这样做，则由于透光性构件本身成为透镜，所以不增加厚度，能附加透镜功能。
(5)本发明的光学装置有：形成了通孔的基板；
使光学部分朝向上述通孔安装在上述基板上的光元件；以及
覆盖着上述通孔设置在上述基板上的透镜。
如果采用本发明，则由于利用透镜覆盖通孔，所以不需要盖板玻璃，光学装置能做到薄型化、小型化、轻量化。
(6)在该光学装置中，
在上述基板和上述光元件之间、以及在上述透镜和上述光元件之间最好设有透光性的孔型材料。
如果这样做，则能利用孔型材料防止水分侵入光学部分。
(7)在该光学装置中，
在上述光基板和上述透镜之间可插入隔离片。
如果这样做，则能根据透镜的焦距等调整透镜的位置。
(8)在该光学装置中，
在上述基板上除了上述光元件以外，也可以安装电子部件。
(9)本发明的电子装置有上述光学装置。
(10)本发明的光学装置的制造方法包括：
使其光学部分朝向上述通孔，将光元件安装在形成了通孔的基板上，
将透光性的孔型材料设置在上述基板和上述光元件之间，
将透光性构件配置在上述通孔中。
如果采用本发明，则由于将透光性构件配置在通孔中，所以光学装置能做到薄型化、小型化、轻量化。
(11)在该光学装置的制造方法中，
可利用隔离片调整上述光元件和上述透光性构件的间隔。
如果这样做，则能防止透光性构件与光元件接触，能进行透光性构件的定位。
(12)在该光学装置的制造方法中，
可在设置了上述孔型材料之后，将上述透光性构件配置在上述通孔中。
如果这样做，则由于在通孔呈开口状态下设置孔型材料，所以也能排出空气，避免产生气泡。
(13)在该光学装置的制造方法中，
可在将上述透光性构件配置在上述通孔中之后，设置上述孔型材料。
如果这样做，则能防止孔型材料从通孔流出。
(14)在该光学装置的制造方法中，
可在将上述光元件安装在上述基板上之后，将上述透光性构件配置在上述通孔中。
如果这样做，则不会使透光性构件受到安装光元件时的影响。
(15)在该光学装置的制造方法中，
可在将上述透光性构件配置在上述通孔中之后，将上述光元件安装在上述基板上。
如果这样做，则不会使光元件受到将透光性构件配置在通孔时的影响。
(16)本发明的光学装置的制造方法包括：
使其光学部分朝向上述通孔，将光元件安装在形成了通孔的基板上，
将透光性的孔型材料设置在上述基板和上述光元件之间，
覆盖着上述通孔将透镜设置在上述基板上。
如果采用本发明，则由于通孔被透镜覆盖，所以不需要盖板玻璃，光学装置能做到薄型化、小型化、轻量化。
(17)在该光学装置的制造方法中，
可在上述基板和上述透镜之间设置隔离片。
如果这样做，则能根据透镜的焦距等，调整透镜的位置。
(18)在该光学装置的制造方法中，
可在设置了上述孔型材料之后，设置上述透镜。
如果这样做，则由于在通孔呈开口状态下设置孔型材料，所以也能排出空气，避免产生气泡。
(19)在该光学装置的制造方法中，
可在设置了上述透镜之后，设置上述孔型材料。
如果这样做，则能防止孔型材料从通孔流出。
(20)在该光学装置的制造方法中，
可在将上述光元件安装在上述基板上之后，将上述透镜设置在上述基板上。
如果这样做，则不会使透镜受到安装光元件时的影响。
(21)在该光学装置的制造方法中，
可在将上述透镜设置在上述基板上之后，将上述光元件安装在上述基板上。
如果这样做，则不会使光元件受到将透镜设置在基板上的影响。
[附图的简单说明]
图1是表示应用了本发明的第一实施例的光学装置的图。
图2是表示应用了本发明的第二实施例的光学装置的图。
图3是表示应用了本发明的第三实施例的光学装置的图。
图4是表示应用了本发明的第三实施例的变例的图。
图5是表示应用了本发明的第四实施例的光学装置的图。
图6是表示具有应用了本发明的光学装置的电子装置的图。
[发明的实施例]
以下，参照附图说明本发明的优选实施例。
(第一实施例)
图1是表示应用了本发明的第一实施例的光学装置的图。光学装置至少有一个(或多个)光元件10。光学装置是将光元件10经包装后的装置。光元件10有光学部分12。光元件10既可以是受光元件，也可以是发光元件。当光元件10是发光元件时，光学部分12是发光部，当光元件10是受光元件时，光学部分12是受光部。
在本实施例中，光元件10是摄像元件(图像传感器)。如果是二维图像传感器，则构成多个像素的多个受光部(例如光敏二极管)是光学部分12。如果是CCD(电荷耦合元件)型摄像元件，则有图中未示出的传输部，高速地传输来自各像素的受光部的电荷。与本实施例不同，作为光元件10的变例，是面发光元件、特别是面发光激光器。面发光激光器等面发光元件沿着相对于构成元件的基板垂直的方向发光。
为了谋求与外部的电连接，光元件10可至少有一个(在本实施例中有多个)凸点14。例如，可在形成了光学部分12的面上设置谋求光元件10与外部的电连接的凸点14。凸点14设置在能与其他构件进行电连接的位置上。例如，凸点14被设置在避开基板20上的孔24的位置上。凸点14最好比光学部分12突出。
光学装置有基板20。基板20也可以是低透光性的(或具有遮光性的)基板。作为基板20可以使用硅基板或环氧玻璃基板，也可以使用由聚酰亚胺树脂等形成的柔性基板或膜，还可以使用多层基板或组合基板。在基板20上形成通孔24。形成通孔24的个数与光学部分12的个数相同。通孔24用包围着光学部分12的大小形成。
在基板20上形成布线图形22。布线图形22也可以形成接触区作为键合在光元件10等上的区域。布线图形22最好避开基板20上的通孔24形成。另外，只要不妨碍电连接，布线图形22最好用其他构件(例如图中未示出的抗蚀剂等)覆盖。图1所示的布线图形22虽然只在基板20的一个面上形成，但也可以在基板20的两个面上形成，利用通孔(图中未示出)等进行电连接。
在本实施例中，光元件10安装在基板20上且形成倒装结构。光元件10的凸点14和布线图形22相连接。如果需要，也可以利用图中未示出的导线，导电性地连接光元件10和布线图形22。光元件10的光学部分12和通孔24对齐后进行安装。即，使光学部分12朝向通孔24，将光元件10安装在基板20上。
光学装置有透光性构件30。透光性构件30可以比基板20的透光性好，也可以是透明的。透光性构件30例如用玻璃或树脂(塑料)形成。透光性构件30也可以是基板，也可以呈块状。透光性构件30配置在基板20的通孔24中。详细地说，透光性构件30也可以被压入通孔24中，也可以多少形成一点间隙地配置。由于透光性构件30配置在通孔24中，所以光学装置能做到薄型化、小型化、轻量化。
如果透光性构件30的厚度比基板20厚，则容易配置在通孔24中。另外，也可以设置透光性构件30，不使之从与基板20上安装了光元件10的面相反一侧的面上突出。在图1所示的例中，基板20的面和透光性构件30的面成为一个面。由于这样做，所以能避免由透光性构件30引起的厚度的增加。
也可以将隔离片32设置在透光性构件30和光元件10之间。由于设置隔离片32，所以能调整透光性构件30和光元件10的间隔，能防止透光性构件30接触光学部分12。隔离片32也可以有遮光性。另外，也可以包围着光学部分12设置隔离片32。如果隔离片32及基板20有遮光性，隔离片32包围着光学部分12，则能防止光线从光元件10和基板20之间朝向光学部分12入射。即，光线只能从透光性构件30入射到光学部分12上。
孔型材料34设置在透光性构件30和光元件10之间。孔型材料34例如是树脂，也可以是黏合剂。特别是孔型材料34最好覆盖光学部分12。由于这样做，所以能防止水分侵入光学部分12(或光元件10上形成了光学部分12的面)。孔型材料34也能设置在基板20和光元件10之间。而且，利用孔型材料34形成镶条。利用孔型材料34能缓和由光元件10和基板20的热膨胀系数差产生的应力。
如图1所示，也可以设置外部端子36。外部端子36例如是焊锡球等，设置在布线图形22上。或者，将布线图形22的一部分作为连接器，也可以将连接器安装在布线图形22上。
如上构成本实施例的光学装置，以下说明其制造方法。在光学装置的制造方法中，将光元件10安装在形成了通孔24的基板20上，且使光学部分12朝向通孔24。另外，将透光性的孔型材料34设置在基板20和光元件10之间。另外，将透光性构件30配置在通孔24中。例如呈如下形态。
(1)将光元件10安装在基板20上，设置孔型材料34，然后，将透光性构件30配置在通孔24中。在此情况下，透光性构件30最好比通孔24小，以便带有间隙配置在通孔24中。然后，在通孔24内将透光性构件30粘接在孔型材料34上。如果这样做，则由于在通孔24呈开口的状态下设置孔型材料34，所以其中的空气能排出，避免产生气泡。另外，在将光元件10安装在基板20上之后，设置透光性构件30，所以不会使透光性构件30受到安装光元件10时的影响。
(2)将光元件10安装在基板20上，将透光性构件30配置在通孔24中之后，设置孔型材料34。在此情况下，为了支撑透光性构件30，最好在光元件10上设置隔离片32。如果这样做，则由于利用透光性构件30堵塞通孔24后设置孔型材料34，所以能防止孔型材料34从通孔24流出。另外，在将光元件10安装在基板20上之后，设置透光性构件30，所以不会使透光性构件30受到安装光元件10时的影响。
(3)在将透光性构件30配置在通孔24中之后，将光元件10安装在基板20上，然后，设置孔型材料34。在此情况下，最好将透光性构件30固定在通孔24内。如果这样做，则由于利用透光性构件30堵塞通孔24后设置孔型材料34，所以能防止孔型材料34从通孔24流出。另外，在将透光性构件30配置在通孔24中之后，将光元件10安装在基板20上，所以不会使光元件10受到将透光性构件30配置在通孔24中时的影响。
(4)在将透光性构件30配置在通孔24中、设置孔型材料34之后，将光元件10安装在基板20上。在此情况下，孔型材料34设置在被配置在通孔24中的透光性构件30及光元件10双方中的至少一方上。另外，最好将透光性构件30固定在通孔24内。如果这样做，则由于利用透光性构件30堵塞通孔24后设置孔型材料34，所以能防止孔型材料34从通孔24流出。另外，在将透光性构件30配置在通孔24中之后，将光元件10安装在基板20上，所以不会使光元件10受到将透光性构件30配置在通孔24中时的影响。
利用以上说明的方法，能制造薄型、小型、轻量的光学装置。本发明不限于上述实施例。以下，说明其他实施例。
(第二实施例)
图2是表示应用了本发明的第二实施例的光学装置的图。在本实施例中，透光性构件40呈透镜形状。在图2所示的例子中，虽然不设置外部端子，但也可以设置它。除此以外的结构及制造方法相当于在第一实施例中说明的内容。如果采用本实施例，则能使入射的光会聚在透光性构件40上。为了准确地对齐透光性构件40的位置，最好设置隔离片32。而且，最好使光会聚在隔离片32的内侧。在本实施例中也能达到在第一实施例中说明的效果。
(第三实施例)
图3是表示应用了本发明的第三实施例的光学装置的图。本实施例的光学装置由于有作为透光性构件的透镜，所以能使光会聚。另外，透镜50比基板20上的通孔24大。透镜50覆盖着通孔24设置在基板20上。孔型材料34设置在基板20和光元件10之间、以及透镜50和光元件10之间。另外，为了粘接透镜50和基板20，如图3所示，也可以使用孔型材料34，或可以使用与其不同的黏合剂。在本实施例中，不设置外部端子，也不设置隔离片，但设置它们也可以。在此外的结构中能适用第一实施例中说明的内容。如果采用本实施例，则由于利用透镜50堵塞通孔24，所以不需要盖板玻璃，光学装置能做到薄型化、小型化、轻量化。
在本实施例的光学装置的制造方法中，与第一实施例相比，将透镜50设置在基板20上，来代替将透光性构件30配置在通孔24中。其详细情况能适用第一实施例中说明的内容。
作为本实施例的变例，如图4所示，也可以将隔离片52设置在透镜50和基板20之间。利用隔离片52，能将透镜50设置在对应于焦距的位置上。
(第四实施例)
图5是表示应用了本发明的第四实施例的光学装置的图。在本实施例的光学装置中，除了光元件10以外，还将至少一个(或多个)电子部件70安装在基板60上。电子部件70可以是无源元件(电阻器、电容器、电感器等)、有源元件(半导体元件、集成电路等)、连接部件(开关、布线板等)、功能部件(滤波器、振子、延迟线等)、变换部件(传感器等)中的任意的部件。电子部件70也可以是驱动光元件10的驱动器IC。图5所示的电子部件70虽然是表面安装部件，但也可以是引线安装部件。电子部件70的安装形态不特别限定，可以是倒装结构或正装结构中的任意一种。布线图形62导电性地与光元件10和电子部件70连接。
如图5所示，也可以使基板60弯曲。在此情况下，可以使用柔性基板作为基板60。另外，光元件10和电子部件70也可以粘接。例如，将光元件10的与其安装在基板60上的面相反一侧的面和电子部件70的与其安装在基板60上的面相反一侧的面粘接起来。或者，也可以使基板60弯曲，粘接其相对的部分，维持基板60的弯曲状态。粘接时使用黏合剂即可。
在本实施例中，能适用在第一至第三实施例中说明的内容。本实施例的光学装置也能做到薄型化、小型化、轻量化。
图6中作为有应用了本发明的光学装置的电子装置的一例，示出了数码相机100。

Claims (14)

1.一种光学装置，其特征在于，有：
形成了通孔的基板；
使光学部分朝向上述通孔并粘接在上述基板上的光元件；
配置在上述通孔中的透光性构件；以及
在上述基板和上述光元件之间、以及在上述透光性构件和上述光元件之间设置的透光性的孔型材料。
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于：
在上述光元件和上述透光性构件之间插有隔离片。
3.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于：
上述透光性构件呈透镜形状。
4.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于：
在上述基板上除了上述光元件以外，还安装了电子部件。
5.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于：
上述间隔片具有遮光性，并且包围上述光学部分而设置。
6.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于：
上述柔性基板被弯曲，在上述柔性基板上除了上述光元件之外，还安装了电子部件，上述光元件和上述电子部件的表面粘接。
7.如权利要求6所述的光学装置，其特征在于：
在上述光元件设置限制上述光元件和上述透光性构件的间隔的隔离片。
8.一种电子设备，其特征在于包括一种光学装置，所述光学装置具有：
形成了通孔的基板；
使光学部分朝向上述通孔并粘接在上述基板上的光元件；
配置在上述通孔中的透光性构件；以及
在上述基板和上述光元件之间、以及在上述透光性构件和上述光元件之间设置的透光性的孔型材料。
9.一种光学装置的制造方法，其特征在于包括：
在形成了通孔的基板上，使光学部分朝向上述通孔，使上述通孔和上述光学部分一致而将光元件粘接，
将透光性的孔型材料设置在上述基板和上述光元件之间，和
将透光性构件配置在上述通孔中。
10.如权利要求9所述的光学装置的制造方法，其特征在于：
在上述光元件设置限制上述光元件和上述透光性构件的间隔的隔离片。
11.如权利要求9或10所述的光学装置的制造方法，其特征在于：
设置了上述孔型材料后，将上述透光性构件配置在上述通孔中。
12.如权利要求9或10所述的光学装置的制造方法，其特征在于：
在将上述透光性构件配置在上述通孔中之后，设置上述孔型材料。
13.如权利要求9所述的光学装置的制造方法，其特征在于：
在将上述光元件安装在上述基板上之后，将上述透光性构件配置在上述通孔中。
14.如权利要求9所述的光学装置的制造方法，其特征在于：
在将上述透光性构件配置在上述通孔中之后，将上述光元件安装在上述基板上。
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