CN1783443A - 光装置及其制造方法、光模块、电路板以及电子设备 - Google Patents

光装置及其制造方法、光模块、电路板以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高品质的光装置及其制造方法、光模块、电路板以及电子设备，将具有透光部分的多个覆盖层(30)安装在形成多个具有光学部分的光元件(60)的基板(10)上，并通过上述各覆盖层(30)密封上述各光学部分(14)。然后将上述基板(10)切断成上述各光元件(60a)。

Description

光装置及其制造方法、光模块、电路板以及电子设备
技术领域
本发明涉及光装置及其制造方法、光模块、电路板以及电子设备。
背景技术
大家知道具有受光部等光学部分的光元件，最好是在具有光学部分的表面和用于密封的覆盖层之间设置空间。由此，已经知道的制造方法是在光元件被切断、分片之后，在光学部分和覆盖层之间设置空间并用覆盖层密封光学部分的制造方法。通过切割等切断晶片等基板时，产生切削屑等垃圾。如果将上述切削屑等垃圾附着在光学部分而直接密封，则之后无法从上述空间内除去垃圾，存在光装置的质量下降的问题。特别是，上述装置为具有带显微透镜的光学部分的固体摄像装置的情况下，因为显微透镜具有凹凸，所以容易附着垃圾，很难完全去除。因此，当上述光装置具有带显微透镜的光学部分的情况下，存在更容易降低固体摄像装置质量的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供高品质的光装置及其制造方法，光模块、电路板以及电子设备。
本发明包括以下24项内容：
(1)本发明光装置的制造方法包括(a)将具有透光部分的多个覆盖层安装在形成多个具有光学部分的光元件的基板上，并通过上述各覆盖层，密封上述各光学部分，(b)将上述基板切断成上述各光元件。
根据本发明，因为密封光学部分后再切断基板，所以密封部内不会进入垃圾，能够得到高品质的光装置。
(2)在上述光装置的制造方法中，在上述(a)工序中固定上述多个覆盖层相对位置的状态下，一次性将上述多个覆盖层安装在上述基板上。
由此，覆盖层的安装变得简单。
(3)在上述光装置制造方法中，上述多个覆盖层可以通过贴附在薄膜上，而固定上述覆盖层之间的相互位置。
(4)在上述光装置的制造方法中，由连接部的连接而固定上述多个覆盖层的相互位置。上述(a)工序后还可以包括切断上述连接部的工序。
(5)在上述光装置的制造方法中，上述多个覆盖层可以同上述连接部一体构成。
(6)在上述光装置的制造方法中，可以用第1刀具切断上述连接部，用第2刀具切断上述基板。
(7)在上述光装置的制造方法中，上述第1刀具的宽度可以大于第2刀具的宽度。
(8)在上述光装置的制造方法中，在上述光元件的上述光学部分的外侧形成有电极，切断上述连接部时，可以除去上述连接部中的上述电极的上方部分。根据上述，在基板中，因为电极上方是敞开的，所以容易与电极进行电连接。
(9)在上述光装置的制造方法中，上述各覆盖层的整膜具有透光性。
(10)在上述光装置的制造方法中，上述各覆盖层具有设置在上述光学部分上方的平板部和形成在上述平板部周边部的衬垫部，可以是上述平板部的至少一部分具有透光性。
(11)在上述光装置的制造方法中，在上述(a)工序中可以密封上述各光学部分，使在上述覆盖层和上述光学部分之间形成空间。
(12)在上述光装置的制造方法中，在上述(a)工序中可以密封上述各光学部分，使上述空间成为真空。
(13)在上述光装置的制造方法中，在上述(a)工序中可以密封上述各光学部分，并将上述空间减压至低于大气压。
(14)在上述光装置的制造方法中，在上述(a)工序中可以密封上述各光学部分，并用氮气充满上述空间。
(15)在上述光装置的制造方法中，在上述(a)工序中可以密封上述各光学部分，并用干燥空气充满上述空间。
(16)在上述光装置的制造方法中，上述透光部分可以至少透过可见光，而不透过红外线。
(17)在上述光装置的制造方法中，形成上述光学部分的上述基板可以是半导体晶片。
(18)在上述光装置的制造方法中，上述各光学部分可以具有排列的感受图象用的多个受光部。
(19)在上述光装置的制造方法中，上述各光学部分可以具有设置在上述受光部上方的滤色片。
(20)在上述光装置的制造方法中，上述各光学部分可以具有设置在上述基板表面上的显微透镜组。
(21)本发明的光装置是通过上述方法制得。
(22)本发明的光模块具有上述光装置和安装上述光装置的支撑部件。
(23)本发明的电路板安装上述光模块而成。
(24)本发明的电路板具有上述光模块。
附图说明
图1A至图1B是本发明实施例1的光装置的制造方法的说明图。
图2是本发明实施例1的光装置的制造方法的说明图。
图3是本发明实施例1的光装置的制造方法的说明图。
图4是本发明实施例1的光装置的制造方法的变形例的说明图。
图5A至图5B是本发明实施例1的光装置的制造方法的说明图。
图6A和图6B是本发明实施例1的光装置的制造方法的说明图。
图7A至图7B是本发明实施例2的光装置的制造方法的说明图
图8是本发明实施例2的光装置制造方法的说明图。
图9是本发明实施例3的光装置制造方法的说明图。
图10是表示本发明实施例的光模块的图。
图11是表示本发明实施例的光模块的图。
图12是表示本发明实施例的电子设备的图。
图13是表示本发明实施例的电子设备的图。
图14A至图14B是表示本发明实施例的电子设备的图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
实施例1
图1A至图6B是本发明实施例1的光装置及其制造方法的说明图。在本实施例中，如在图1A和图1B所示，在基板上安装覆盖层30。
在基板10上可以贴附用于提高后述切断工序的生产率的薄膜12。图2是基板10的一部分的扩大图。基板10具有含有光学部分14的多个光元件60。光元件60含有光学部分14和电极26。光学部分14是入射光或射出光的部分。并且光学部分14转换光能和其它能(例如电能)。即，1个光学部分14具有多个能量转换部(受光部和发光部)16。
在本实施例中，每个光学部分14具有多个能量转换部(受光部或图象传感器部)16。多个能量转换部16可以排列在平面进行图象的感受。即在本实施例中制造的光装置或光模块是图象传感器(例如，CCD、CMOS传感器)等的固体摄像装置。能量转换部16被钝化膜18所覆盖。钝化膜18具有透光性。如果基板10包括半导体基板，(例如半导体晶片)，则可以由SiO2、SiN形成钝化膜18。
光学部分14可以具有滤色片20。滤色片20形成在钝化膜18上。另外，可以在滤色片20上设置平坦化层22，接着在之上形成显微透镜组24。
在基板10形成有多个电极26。图2中所示的电极26是具有在焊盘上形成的凸出，但也可以仅设置焊盘。在每个光元件60中，理想的是电极26形成在光学部分14的外侧。在相邻的光学部分14之间形成电极26。对每个光学部分14，对应1组电极26(多个)。例如，如图6B中所示，可以沿着光学部分14的多个边(例如相对的两边)或一边(未图示)设置电极26。
覆盖层30是用于密封光学部分14。如图3的扩大图所示，覆盖层30具有平板部32和衬垫部34。平板部32的形状没有特别的限制，例如是在图3所示的四边形。平板部32设置在光学部分14的上方。衬垫部34是以凸形状形成在平板部32的周边部。衬垫部34是连续形成且没有裂缝。衬垫部34设在包围光学部分14的位置上，在光学部分14的上方支撑平板部32。衬垫部34可以具有能够在光学部分14和平板部32之间形成空间的高度。平板部32和衬垫部34一体构成图3所示的覆盖层30。例如，可以用树脂的注射成形形成覆盖层30。
在覆盖层30中至少设置在光学部分14的上方的部分是透光部分。例如，平板部32的至少一部分(或全部)具有透光性。或者可以是整个覆盖层30具有透光性。例如可以是平板部32和衬垫部34均具有透光性。覆盖层30的透光部分(例如平板部32)是只要透过光，则光损失多少也没有关系，但最好只透过特定波长的光。覆盖层30的透光部分(例如平板部32)可以是虽透过可见光，但不透过红外线区域的光。覆盖层30的透光部分(例如平板部32)可以是对可见光的损失少而对红外线区域的光损失大。或者可以对覆盖层30的表面例如平板部32的表面进行透过可见光而不透过红外线区域光的处理，也可以处理成为对可见光的损失少而对红外线区域的光损失大。具体地可以在覆盖层30的表面例如平板部32的表面上设置透过可见光而不透过红外线区域光的膜，也可以设置对可见光的损失少而对红外线区域的光损失大的膜。理想的是至少覆盖层30的透光部分是由玻璃等透光性的绝缘物质形成。
图4是表示覆盖层变形例的图。图4中所示的覆盖层40中，平板部43和衬垫部44分别由不同的构件所构成。作为平板部42，可以使用光学玻璃，也可以使用塑料平板。衬垫部44可以由树脂或金属形成。平板部42和衬垫部44可以用粘接剂粘接。
在基板10上形成具有光学部分14的多个光元件60，在基板10上的每个光学部分14上安装覆盖层30。可以分别安装各覆盖层30，也可以固定多个覆盖层30相对位置的状态下，一次性地把多个覆盖层30安装在基板10上。例如，如图1A和1B所示，可以在薄膜36上贴附多个覆盖层30，而固定多个覆盖层30的相对位置。如图1B中所示，多个覆盖层30可以矩阵状排列。
向基板10安装覆盖层30时，可以使用未图示的粘接剂。粘接剂涂布在覆盖层30(衬垫部34)和基板10中的至少一方。使用热塑性树脂作为粘接剂的情况下，可以通过照射紫外线等将粘接剂暂时固化而降低流动性后进行安装，并由加热赋予粘接力。由此，能够防止粘接材料附着在光学部分14上。将要安装覆盖层30之前，理想的是通过洗涤干燥等进行洗净光学部分14的表面而除去垃圾或细毛的处理。
如图5A所示，经过上述工序，在基板10上安装覆盖层30。另外，如有必要，剥去贴在覆盖层30上的薄膜36。安装在基板10上的覆盖层30密封光学部分14。在本实施例中，密封光学部分14，使在覆盖层30(平板部32)和基板10之间形成空间。这里，可以将上述空间减压至低于大气压，也可以使其成为真空，也可以充满氮气或干燥空气。例如，在减压至低于大气压的压力下或者在真空、氮气、干燥空气的气氛下进行密封工序。
如图5B中所示，切断基板10而作成每个光元件60。在上述切断中使用刀具38(例如切割刀片)。在光学部分14的外侧，并且在电极26的外侧切断基板10。在图5B所示的例中，在相邻的光学部分14之间形成对应于每光学部分14的电极26，在上述电极26(多个)之间切断基板10。如果在基板10上贴有薄膜12，则即使分离各光元件60的基板10，各光元件60也不会分散。由此，得到光装置。根据本实施例，因为密封光学部分14之后，再切断基板10，所以密封部内不会进入垃圾，而能够得到高品质的光装置。
图6A和图6B是本发明实施例1的光装置的说明图。光装置具有光元件60a和覆盖层30。从覆盖层30的透光部分(平板部32)向光学部分14入射光。对由覆盖层30设置在基板10上的光学部分14进行密封。在光学部分14和覆盖层30(平板部32)之间形成有空间。上述空间地压力可以被减压至低于大气压，也可以成为真空，也可以被氮气或干燥空气充满。由此，在光学部分14很难生成结露。另外，当上述空间被减压至低于大气压或是真空的情况下，在上述光学部分14的密封工序后有加热工序时，能够防止由密封部内气体地热膨胀而破裂。在基板10上的光学部分14的外侧、并且在覆盖层30的外侧设有电极26。其它的详细说明符合在上述光装置制造方法中说明的内容。
本发明并不限于上述的实施例，可以进行各种变化。例如，本发明包括与在实施例中说明的结构本质上相同的结构(例如，功能、方法、结果相同的结构或者是目的和结果相同的结构)。另外，本发明包括将实施例中说明的结构的非本质部分替换后的结构。另外，本发明包括达到的作用效果相同于实施例中说明的结构的结构或能够达到相同目的的结构。另外，本发明包括在实施例中说明的结构中附加公知技术后的结构。
实施例2
图7A、图7B以及图8是本发明实施例2的光装置制造方法的说明图。图7B是图7A的VIIB-VIIB向截面图。在本实施例中使用覆盖层50。覆盖层50具有平板部52和衬垫部54，这一点符合在实施例1中说明的平板部52和衬垫54。相邻的覆盖层50之间是由连结部56固定相互之间位置。多个覆盖层50和多个连接部56可以一体(例如用注射成形)形成。
如图7A所示，可以矩阵状排列多个矩形覆盖层50，可以用连接部56连接相邻的覆盖层50的角部。由1个连接部56，连接多个(图7A所示的例中是4个)覆盖层50。连接部56具有从覆盖层50(例如其角部)延长的第1部分和结合多个第1部分的第2部分。第1部分可以向平板部52的对角线的延长线方向延伸。第2部分可以位于相邻的覆盖层50的中间或约中间的位置。连接部56可以形成得比平板部54薄。如图7B所示，连接部56可以与平板部52中的与衬垫部54的突出方向相反的面成为同一面(或几乎同一面)。
如图8中所示，本实施例的光装置的制造方法包括切断连接部56。连接部56可以切断也可以除去。例如，如图8所示，用宽度近似于相邻的覆盖层50之间距离的刀具58切断连接部56。上述切断线位于基板10中的电极26上方。通过除去连接部56，电极26的上方被打开，容易进行与电极26的电连接。
连接部56的切断(或除去)是在不破损基板10的表面或电极26的情况下进行。本实施例中连接部56的面向基板10的面位于比平板部52的面向基板10的面更离开基板10的位置。因此，由于连接部56的表面远离电极26，所以刀具58的前端难以碰到电极26上。另外，切断(除去)连接部56的刀具58(例如切割刀片)的宽度可以比切断基板10的刀具38(参照图5B)宽度宽。另外，可以将刀具58作为第1刀具、将刀具38作为第2刀具。
实施例3
图9是本发明实施例3的光模块以及电路板的说明图。图9所示的光模块具有图6A中所示的光元件60a。光元件60a安装在支撑部件(例如主体)62上。在支撑部件62上形成配线64。支撑部件62可以是MID(MoldedInterconnect Device)。光元件60a的电极26和配线64之间进行电连接。电连接时可以使用例如电线66。另外，在电连接部(例如电线66及其接合部分)设有密封材料68。即，电连接部是由密封材料68进行密封。密封材料68例如可以通过浇灌而设置。光元件60a是通过覆盖层30而密封光学部分14，因为覆盖层30具有隔墙的功能，所以密封材料68不覆盖光学部分14。
配线64的一部分成为外部端子(例如引线)70。外部端子70与在电路板72形成的配线图形74有电连接。在图9所示的例中，在电路板72上形成孔，并在上述孔中插入外部端子70。在上述孔的周围形成配线图形74的分型面，上述分型面和外部端子70之间由钎料(例如焊锡)接合。如上述，电路板72是安装光模块而作成。
另外，虽未图示，支撑构件62可以没有外部端子70等。即支撑部件62可以是电路板。
(其它实施例)
图10是本发明实施例的光模块的说明图。图10中所示的光模块具有图6A中所述的光元件60a的说明图。图10中所示的光模块具有图6A中所示的光元件60a和安装其的支撑构件80。在支撑部件80中形成有孔82，覆盖层30的至少一部分位于孔82的内侧。另外，在孔82中安装有透镜架84。在透镜架84中也形成有孔86，并在其内侧安装透镜88。孔86和82连通，在透镜88会聚的光向覆盖层30入射。并且覆盖层30(至少是其中的平板部32)可以是截留红外线区域光的覆盖层。接合光元件60a的电极20和支撑构件80的配线89之间时可以使用粘接剂、各向异性导电材料、各向异性导电膜、金属接合中的任意一种。另外，可以在光元件60a和支撑部件80之间设置未图示的未充满材料。
图11是本发明实施例的光模块的说明图。图11中所示的光模块具有图6A中所示的光元件60a和安装其的支撑构件90。在支撑部件90中形成有孔92，覆盖层30(至少是其中的平板部32)的至少一部分位于孔92的内侧。另外，在孔92中安装有透镜架84。(详见上述)。
在图11中，光元件60a安装在基板94上，上述电极26和在基板94上形成的配线图96相接合。接合时可以使用粘接剂、各向异性导电材料、各向异性导电膜、金属接合中的任意一种。另外，可以在光元件60a和基板94之间设置未图示的未充满材料。在透镜架94中也形成有孔98。孔86、92和98之间连通，在透镜88会聚的光向第1基板10入射。
在基板94上安装(例如面朝下接合)有电子设备(例如半导体芯片)100。电子设备100和配线图形96之间进行电连接。在基板94上可以安装多个其它电子设备。基板94弯曲，电子部件100和光元件60a通过粘接剂102，粘接在一起。另外，可以预先把光元件60a和电子部件100分别安装在基板后，弯曲基板94，粘接光元件60a和电子部件100。
作为本发明实施例的电子设备，有图12所示的笔记本电脑1000和内部有光模块的照相机1100。另外，再图13中所示的数码相机2000具有光模块。并且图14A和图14B中所示的手机3000具备内有光模块的照相机3100。

Claims (19)

1、光装置的制造方法，包括(a)将具有透光部分的多个覆盖层安装在形成多个具有光学部分的光元件的基板上，并通过上述各覆盖层，密封上述各光学部分和(b)将上述基板切断成上述各光元件；上述各覆盖层具有设置在上述光学部分上方的平板部和形成在上述平板部的周边部的衬垫部，上述平板部的至少一部分具有透光性。
2、根据权利要求1所述的光装置的制造方法，在上述(a)工序中，固定上述多个覆盖层之间相对位置的状态下，将上述多个覆盖层一次性安装在上述基板上。
3、根据权利要求2所述的光装置的制造方法，上述多个覆盖层可以通过贴附在薄膜上，而固定相互之间的位置。
4、根据权利要求2所述的光装置的制造方法，上述多个覆盖层是通过连接部进行连接而固定相互之间的位置，上述(a)工序后还可以包括切断上述连接部的工序。
5、根据权利要求4所述的光装置的制造方法，上述多个覆盖层同上述连接部一体构成。
6、根据权利要求4或5所述的光装置的制造方法，用第1刀具切断上述连接部而用第2刀具切断上述基板。
7、根据权利要求6所述的光装置的制造方法，上述第1刀具的宽度大于第2刀具的宽度。
8、根据权利要求7所述的光装置的制造方法，上述光元件的上述光学部分的外侧形成有电极，切断上述连接部时，可以除去上述连接部中的上述电极上方的部分。
9、根据权利要求1至5任意一项所述的光装置的制造方法，上述各覆盖层的整膜具有透光性。
10、根据权利要求1至5任意一项所述的光装置的制造方法，在上述(a)工序中密封上述各光学部分，使在上述覆盖层和上述光学部分之间形成空间。
11、根据权利要求10所述的光装置的制造方法，在上述(a)工序中密封上述各光学部分，使上述空间成为真空。
12、根据权利要求10所述的光装置的制造方法，在上述(a)工序中密封每个上述光学部分，并将上述空间减压至低于大气压的压力。
13、根据权利要求10所述的光装置的制造方法，在上述(a)工序中密封每个上述光学部分，并用氮气充满上述空间。
14、根据权利要求10所述的光装置的制造方法，在上述(a)工序中密封每个上述光学部分，并用干燥空气充满上述空间。
15、根据权利要求1至5任意一项所述的光装置的制造方法，其中上述透光部分可以至少透过可见光，而不透过红外线。
16、根据权利要求1至5任意一项所述的光装置的制造方法，其中形成上述光学部分的上述基板是半导体晶片。
17、根据权利要求1至5任意一项所述的光装置的制造方法，其中上述各光学部分具有用于感应图象所排列的多个受光部。
18、根据权利要求17所述的光装置的制造方法，上述各光学部分具有设置在上述受光部上方的滤色片。
19、根据权利要求17所述的光装置的制造方法，上述各光学部分具有设置在上述基板表面上的显微透镜组。
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