TWI479645B - 製造固態成像元件之方法,固態成像元件及電子設備 - Google Patents

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Description

製造固態成像元件之方法,固態成像元件及電子設備
本發明係關於一種製造一固態成像元件(其中光電轉換單元配置於經三維地彎曲之彎曲表面上)之方法、一種藉由此製造方法所獲得之固態成像元件及一種具備此固態成像元件之電子設備。
進一步,本技術係關於一種固態成像設備及一種具備該固態成像設備之電子設備,諸如相機。
在成像裝置(諸如其中固態成像元件及成像透鏡經組合的相機)中,成像透鏡經組態以便配置於固態成像元件之光接收表面側上。在此成像裝置中,當藉由成像透鏡使主體成像時,歸因於透鏡像差(稱為像場彎曲)而在成像表面之中心部分及周邊部分中產生焦點位置偏差。因此,已提議一組態,其中取決於成像透鏡之像場彎曲,形成一經三維地彎曲之彎曲表面且在將此彎曲表面作為固態成像元件之成像表面(光接收表面)的情況下配置光電轉換單元。以此方式,藉由複數個透鏡之組合來消除像場彎曲(透鏡像差)之校正的重要性。作為一種製造一固態成像元件(其中光電轉換單元以此方式配置於彎曲表面上)之方法,例如,已揭示以下兩種方法。
第一種方法具有一位於元件分佈區域中之彎曲表面且使用一封裝主體,在該封裝主體中吸取孔形成於底部分處。在此狀況下,固態成像元件經配置以在塗佈有固定劑之彎 曲表面上彼此面對,藉由經由吸取孔來減小固態成像元件與彎曲表面之間的間隔部分的壓力而附接至彎曲表面,且藉由固定劑而加以固定(針對進一步細節,參考下文所描述之日本未審查專利申請公開案第2003-243635號(詳言之,0013段至0014段及圖2))。
第二種方法具有一開口部分且使用一佈線基板,該佈線基板係使用具有大於固態成像元件之熱膨脹係數的材料而形成。在此狀況下,首先,經由突起電極來結合佈線基板及固態成像元件。接著,佈線基板之收縮係數歸因於在加熱及冷卻之後的冷卻作用而變得大於固態成像元件之收縮係數,藉此歸因於收縮係數差異而將壓縮力施加至固態成像元件且導致固態成像元件彎曲(針對進一步細節,參考下文所描述之日本未審查專利申請公開案第2004-146633號(詳言之,0017段至0020段及圖1))。
具有成像功能之電子設備(諸如組合固態成像設備(影像感測器)及成像透鏡之相機)組態有配置於固態成像設備之光接收表面上的成像透鏡。在此種類之成像設備中,當藉由成像透鏡使主體成像時,歸因於成像表面曲率(稱為透鏡像差)而在成像表面之中心部分及周邊部分處產生焦點位置之偏差。此處,已提議若干組態,其中形成根據成像透鏡之成像表面曲率而被三維地彎曲之彎曲表面,且將此彎曲表面設定作為固態成像設備之成像表面(光接收表面),且配置光電轉換單元(例如,參考日本未審查專利申請公開案第2003-188366號、日本未審查專利申請公開案 第2003-243635號及日本未審查專利申請公開案第2004-146633號)。以此方式,可避免使用若干透鏡之組合來校正成像表面曲率。
另一方面,存在具備變焦透鏡且能夠變焦成像的成像設備。迄今,已組態能夠變焦成像的成像設備,其具備具有平坦成像表面之一固態成像設備及由複數個透鏡群組形成之一變焦透鏡。
然而,在上文所描述之第一種方法及第二種方法中的任一者中,組態固態成像元件之整個晶片係彎曲的。因此,在此等方法中,應力被施加至晶片之周邊邊緣,該晶片之周邊邊緣由於藉由分割來劃分而具有粗糙表面,藉此容易在該晶片中自周邊邊緣部分側產生裂痕。
因此,需要提供一種製造固態成像元件之方法,其中有可能在彎曲部分(其中成像區域被三維地彎曲)之周邊中留下平坦部分,藉此不容易產生諸如裂痕之損壞。進一步需要提供藉由此製造方法所獲得之固態成像元件及使用此固態成像元件之電子設備,該固態成像元件為高度可靠之固態成像元件,其中即使當提供三維彎曲部分時仍能防止產生諸如裂痕之損壞。
根據本發明之實施例之製造一固態成像元件的方法包括以下程序。首先,製造一元件晶片,其中光電轉換單元配置於一個主側上。進一步,預備一基底,該基底係使用具有大於元件晶片之膨脹係數的材料而組態且其具有一開 口,該開口之周邊經成形為一平坦部分。此處,加熱及膨脹基底,且在基底之開口被覆蓋的狀態下將元件晶片安裝於基底之平坦表面上。其後,在元件晶片被固定於受膨脹基底之平坦表面上的狀態下,使元件晶片中之面對開口的部分歸因於基底之冷卻及收縮而三維地彎曲。
根據上文所描述之製造方法,在基底中,在元件晶片之位於開口周邊之平坦表面上的邊界被固定的狀態下,僅元件晶片之經配置以覆蓋開口的中心部分被三維地彎曲。因此之故,元件晶片之邊界部分(其自彎曲部分之周邊邊緣延續)變成一固定至基底之平坦表面的平坦部分。因此,元件晶片之邊界部分被留作平坦部分,彎曲未施加應力至其。
此外,本發明之另一實施例之固態成像元件具備:一元件晶片,其具有一經三維地彎曲之彎曲部分及自彎曲部分之周邊邊緣延伸的一平坦部分;及光電轉換單元,其配置於元件晶片中之凹表面側上。
另外,本發明之另一實施例之電子設備可具備以此方式組態之固態成像元件且具備一光學系統,該光學系統將入射光引導至固態成像元件之光電轉換單元。
根據如上文所描述之本發明之實施例,有可能將元件晶片之周邊邊緣部分留作一平坦部分(未由於曲率而將應力施加至其)且僅導致中心部分三維地彎曲。因此,有可能製造在元件晶片之中心部分處具備三維彎曲部分而不產生諸如裂痕之損壞的固態成像元件。結果,有 可能促進具備三維彎曲部分之固態成像元件及使用該固態成像元件之電子設備的可靠性的改良。
本發明之製造固態成像元件之方法包括以下程序。首先,製造一元件晶片,其中光電轉換單元配置於一主要表面側上。進一步,預備一基底,其具有一開口且其中該開口之周邊經成形為平坦表面。此處,在基底之開口被覆蓋且配置有光電轉換單元之主要表面側面向上的狀態下,將元件晶片安裝於基底之平坦表面上。其後,在元件晶片被固定至基底之平坦表面的狀態下,使藉由元件晶片覆蓋之基底開口之內部的體積收縮。以此方式,元件晶片朝開口側三維地彎曲。
根據上文之製造方法,在基底中,在元件晶片之周邊邊緣被固定於開口周邊之平坦表面上的狀態下,僅元件晶片之經配置以覆蓋開口的中心部分被三維地彎曲。因此之故,元件晶片之周邊邊緣部分(其自彎曲部分之周邊邊緣延續)變成一固定至基底之平坦表面的平坦部分。因此,元件晶片之周邊邊緣部分保持作為平坦部分,歸因於彎曲之應力未施加至其。
進一步,本發明之固態成像元件具備一基底、一由基底支撐之元件晶片及一設在元件晶片中之光電轉換單元。基底具有一開口且該開口之周邊經成形為一平坦表面。元件晶片具有:一彎曲部分,其中對應於基底之開口的一部分朝開口側三維地彎曲;及一平坦部分,其自彎曲部分之周邊邊緣延伸且由基底之平坦表面支撐。光電轉換單元配置 於元件晶片中之彎曲部分之凹彎曲表面側上。
進一步,本發明之電子設備係一種具備具有此組態之固態成像元件的電子設備,且本發明之電子設備具備一光學系統,該光學系統將入射光引導至固態成像元件之光電轉換單元。
根據如上文所描述之本發明之實施例,有可能將元件晶片之周邊邊緣部分留作一平坦部分(未由於曲率而將應力施加至其)且僅導致中心部分三維地彎曲。因此之故,有可能製造在元件晶片之中心部分處具備三維彎曲部分的固態成像元件而不引起諸如破裂之損壞。結果,有可能獲得具備三維彎曲部分之固態成像元件及使用該固態成像元件之電子設備的可靠性的改良。
此處,在具備一固態成像設備的具有使成像表面根據成像表面曲率而彎曲的減少之數目的成像透鏡之成像設備(諸如相機)中,較佳包括變焦功能。當使一廣角主體成像於彎曲之成像表面上時,由於變焦透鏡被移至成像表面側且入射至透鏡之主體光之離軸光束的入射角增大,所以在影像之周邊處焦點偏離。因此,即使在廣角成像中,仍較佳能夠執行具有適當焦點(包括影像周邊)之成像。進一步,在變焦成像中,需要能夠執行自平坦狀態起根據成像表面曲率而可變地控制處於彎曲狀態之成像表面。
需要提供適合於變焦成像的一固態成像設備及具備該固態成像設備之一電子設備(諸如相機)。
與本技術有關之固態成像設備具備:一彎曲部分,其具 有一彎曲;一固態成像晶片,其具有存在於彎曲部分內部之凹彎曲表面的成像表面及自彎曲部分之周邊邊緣延伸的一固定平坦部分;及一控制單元,其可變地控制成像表面之曲率。
在固態成像設備中,由於藉由控制單元來可變地控制成像表面之曲率,所以有可能根據透鏡相對於成像表面的位置來設定成像表面之曲率。
與本技術有關之固態成像設備具備:一固態成像晶片,其具有一成像區域及自一區域(該區域變成經控制為彎曲之彎曲部分)之周邊邊緣延伸的一固定平坦部分,該成像區域具有一經控制為彎曲且其中配置有光電轉換單元的成像表面;及一控制單元,其執行對成像區域之曲率(包括無窮小量)的可變控制。因此,根據控制單元之成像區域經組態以可變地受控制而自平坦狀態至具有目標曲率之彎曲狀態。
在固態成像設備中,由於藉由控制單元來可變地控制成像表面之曲率(包括無窮小量),所以有可能根據透鏡相對於成像表面的位置來設定成像表面之曲率。
與本技術有關之電子設備具備:一固態成像設備;一光學透鏡系統,其將入射光引導至固態成像設備之光電轉換單元;及一信號處理電路,其處理固態成像設備之輸出信號。該固態成像設備經組態為具備以下各者之固態成像設備:一彎曲部分,其具有一彎曲;一固態成像晶片,其具有存在於彎曲部分內部之凹彎曲表面的成像表面及自彎曲 部分之周邊邊緣延伸的一平坦部分;及一控制單元,其可變地控制影像表面之曲率。因此,採用一組態,使得執行對成像表面之曲率的可變控制連同光學透鏡系統中之所要光學透鏡的可變移動。
在電子設備中,由於藉由控制單元來可變地控制固態成像設備之成像表面的曲率(包括無窮小量)連同光學透鏡系統中之所要透鏡的可變移動,所以有可能根據透鏡相對於成像表面的位置來設定成像表面之曲率。因此,變焦成像變得有可能。
與本技術有關之電子設備具備:一固態成像設備;一光學透鏡系統,其將入射光引導至固態成像設備之光電轉換單元;及一信號處理電路,其處理固態成像設備之輸出信號。固態成像設備係如下文所示而組態。
亦即,固態成像設備具備:一固態成像晶片,其具有一成像區域,該成像區域具有一經控制為彎曲且其中配置有光電轉換單元的成像表面,及自一區域(該區域變成經控制為彎曲之彎曲部分)之周邊邊緣延伸的一固定平坦部分;及一控制單元,其執行對成像區域之曲率(包括無窮小量)的可變控制。因此,根據控制單元之成像區域經組態以可變地受控制而自平坦狀態至具有目標曲率之彎曲狀態。
本電子設備具備上文所描述之固態成像設備且經組態使得可變地控制成像表面之曲率連同光學透鏡系統中之所要光學透鏡的可變移動。
在電子設備中,由於藉由控制單元來可變地控制固態成像設備之成像表面的曲率連同光學透鏡系統中之所要透鏡的可變移動,所以有可能根據透鏡相對於成像表面的位置而將成像表面自平坦狀態設定至目標曲率狀態。因此,變焦成像變得有可能。
根據與本技術有關之固態成像設備,有可能提供一適合於變焦成像之固態成像設備。
根據與本技術有關之電子設備,由於提供上文所描述之固態成像設備,所以有可能提供一具有成像功能之電子設備(諸如能夠變焦成像之透鏡)。
下文中,將基於圖式而以下示次序來描述本發明之實施例。
1.本發明之固態成像元件的示意性組態實例2.實施例1-1(與樹脂之固化收縮結合地使元件晶片彎曲的實例)3.實施例1-2(與氣體體積收縮結合地使元件晶片彎曲的實例)4.實施例1-3(將基底用作封裝的實例)5.實施例1-4(藉由真空吸附將元件晶片固定至基底的實例)6.實施例2-1(藉由樹脂之固化收縮使元件晶片彎曲的實例)7.實施例2-2(藉由負壓使元件晶片彎曲的實例)8.實施例2-3(將基底用作封裝的實例)9.實施例2-4(藉由真空吸附將元件晶片固定至基底的實例) 10.實施例2-5(根據基底之形狀來控制彎曲部分之形狀的實例)11.本技術中所應用之固態成像晶片的示意性組態實例12.實施例3-1(固態成像設備之組態實例)13.實施例3-2(固態成像設備之組態實例)14.實施例3-3(固態成像設備之組態實例)15.實施例3-4(固態成像設備之組態實例)16.實施例3-5(固態成像設備之組態實例)17.實施例3-6(固態成像設備之組態實例)18.實施例3-7(固態成像設備之組態實例)19.實施例3-8(固態成像設備之組態實例)20.實施例3-9(固態成像設備之組態實例)21.實施例3-10(固態成像設備之組態實例)22.實施例(電子設備之實施例)
另外,在該等實施例及修改中之每一者中,共同組成元件由相同參考數字表示且省略其重疊之描述。
<<固態成像元件之示意性組態實例>>
圖1將MOS型固態成像元件之示意性組態展示作為藉由應用本發明之每一實施例之製造方法所製造的固態成像元件之實例。
此圖中所示之固態成像元件具有一成像區域4,其中複數個像素3(包括光電轉換單元)二維地配置於元件晶片2之主表面側的中心中。在配置於成像區域4中之像素3中的每一者中,由光電轉換單元、複數個電晶體(共同地稱為 MOS電晶體)、電容性元件及其類似者而組態的像素電路經連接。此處,可有時由該複數個光電轉換單元共用該等像素電路之一部分。在此狀況下,有可能具有一組態,其中作為像素3,將一共用像素結構設定為一個單元,該共用像素結構包括複數個光電轉換單元、複數個傳輸電晶體、一個共用之浮動擴散區及一個接一個被共用之其他像素電晶體。另外,在像素3中,結合光電轉換單元而配置之像素電路可設在與其上設有光電轉換單元之表面相反側的背表面上。
固態成像晶片(下文中縮寫為成像晶片)2係藉由在(例如)矽半導體基板上形成固態成像元件而組態。該固態成像元件具有一成像區域4,其中複數個像素3(包括光電轉換單元)二維地配置於半導體基板之主表面的中心中。配置於成像區域4中之每一像素3經組態以具有一光電轉換單元(例如,光電二極體)及複數個像素電晶體(MOS電晶體)。可藉由(例如)轉移電晶體、重設電晶體、放大電晶體及選擇電晶體之四個電晶體來組態該複數個像素電晶體。進一步,該組態可使用3個電晶體且省略選擇電晶體。作為像素3,可將一共用像素結構組態為單一單元,該共用像素結構由複數個光電轉換單元、複數個轉移電晶體、一個共用之浮動擴散區及一個接一個被共用之其他像素電晶體形成。
在上文之成像區域4的周邊部分中,提供周邊電路,諸如垂直驅動電路5、行信號處理電路6、水平驅動電路7、 系統控制電路8及其類似者。
舉例而言,垂直驅動電路5係藉由一移位暫存器而組態,垂直驅動電路5選擇被佈線至成像區域4之像素驅動線9,將用於驅動像素3之脈衝供應至所選之像素驅動線9,及以列為單位來驅動配置於成像區域4中之像素3。亦即,垂直驅動電路5以列為單位在垂直方向上順序地選擇及掃描配置於成像區域4中之每一像素3。接著,經由相對於像素驅動線9垂直地佈線之垂直信號線10而將基於根據每一像素3中之接收光量所產生之信號電荷的像素信號供應至行信號處理電路6。
行信號處理電路6(例如)配置於像素3之每一行處且針對每一像素行對自像素3的一個列輸出的信號執行信號處理(諸如雜訊降低)。亦即,行信號處理電路6執行諸如相關雙取樣(CDS)、信號放大或類比/數位轉換(AD)之信號處理以便移除像素之固定型樣雜訊特性。
舉例而言,水平驅動電路7係藉由一移位暫存器而組態,水平驅動電路7分別依序選擇行信號處理電路6中之每一者,及藉由順序地輸出一水平掃描脈衝而自行信號處理電路6中之每一者輸出一像素信號。
輸出電路對順序地自每一行信號處理電路6供應之信號執行信號處理且執行其輸出。舉例而言,在一些狀況下,可僅執行緩衝,在其他狀況下,可執行黑度位準調整、列變化補償、各種類型之數位信號處理及其類似者。
系統控制電路8接收用於指示輸入時脈、操作模式及其 類似者之資料且輸出資料(諸如關於固態成像元件1之內部的資訊)。換言之,在系統控制電路8中,基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈而產生一時脈信號及一控制信號,該等信號變成垂直驅動電路5、行信號處理電路6、水平驅動電路7及其類似者之操作的參考。接著,將此等信號輸入至垂直驅動電路5、行信號處理電路6、水平驅動電路7及其類似者。
用於驅動每一像素之驅動電路係藉由上文之周邊電路5至8及設在成像區域4中之像素電路中的每一者而組態。
進一步,在藉由應用如下文所描述的本發明之每一實施例之製造方法所製造的固態成像元件中,如在每一實施例中所詳細描述,元件晶片2之中心部分經組態為被三維地彎曲的彎曲部分11。彎曲部分11之周邊經組態為具有平坦表面之平坦部分13。上文所描述之成像區域4配置於彎曲部分11中之凹表面側中。同時,周邊電路5至8配置於彎曲部分11及成像區域4之周邊的平坦部分13處。此處,周邊電路5至8之一部分可配置於成像區域4上之層壓位置中。
進一步,作為元件晶片2之修改,可將具備源自每一像素3之像素電路及周邊電路5至8之端子電極(晶片側電極)的元件晶片2a設定於與配置於成像區域4之每一像素3處的光電轉換單元相反側的背表面上。在此狀況下,連接至此等驅動電路之端子係經由晶片穿孔(矽穿孔:TSV,晶片穿孔:TCV)而源自與具備光電轉換單元之表面相反的側。另外,亦可將本發明之固態成像元件應用於表面照明類型 或背表面照明類型之任何組態。亦即,若固態成像元件為表面照明類型,如所說明,則形成一成像區域4,其中由光電轉換單元及像素電晶體形成之像素配置於藉由半導體基板所組態之元件晶片2之凹表面側上。周邊電路5至8亦形成於凹表面側上,一多層佈線層(其中配置有複數個佈線層而在該等層之間具有絕緣膜)形成於其頂部,彩色濾光片及晶載透鏡進一步形成於其上。另一方面,若固態成像元件為背表面照明類型,則形成一成像區域4,其具有位於由經製造為薄膜的半導體基板組態之元件晶片2之凹表面側上的光電轉換單元,且彩色濾光片及晶載透鏡形成於此凹表面側上。另外,像素電晶體及周邊電路5至8形成於與凹表面相反之凸表面側上,多層佈線層(其中配置有複數個佈線層而在該等層之間具有絕緣膜)形成於其上。
該實例之固態成像元件可採用背表面照明型組態。在背表面照明型固態成像元件中,形成一成像表面,該成像表面具有位於經製造為薄膜之半導體基板之主表面(背表面)上的光電轉換單元,且彩色濾光片及晶載透鏡形成於主表面側上。像素電晶體及周邊電路MOS電晶體形成於另一主表面側上,多層佈線層(其中使用層間絕緣膜來配置複數個佈線層)形成於其上,且一支撐基板亦被結合。
進一步,該實例之固態成像元件可採用表面照明型組態。在表面照明型固態成像元件中,形成一成像表面,其中配置有由位於半導體基板之主表面上的光電轉換單元及像素電晶體形成之像素。周邊電路亦形成於主表面上。多 層佈線層(其中使用層間絕緣膜來配置複數個佈線層)形成於主表面上,且彩色濾光片及晶載透鏡亦形成於其上。
如在該等實施例中之每一者中所描述,根據本技術之實施例之固態成像設備採用一組態,其中將形成固態成像元件之成像晶片2的中心設定作為被三維地彎曲的彎曲部分11。在彎曲部分11中,存在成像區域4。換言之,在彎曲部分11中存在一像角區域。此處,取決於驅動固態成像設備之方法,彎曲部分11亦包括處於非彎曲平坦表面狀態的狀況。彎曲部分11之周邊經組態為具有平坦表面之平坦部分13。亦即,平坦部分13具有共面組態。自彎曲部分11之周邊邊緣延伸的平坦部分13被固定至一支撐部分。上文所描述之成像區域4之成像表面形成於彎曲部分11中之凹彎曲表面側上。周邊電路5至8配置於彎曲部分11及成像區域4之周邊的平坦部分13處。同時,如下文將變得清楚,提供一控制單元(未圖示),其執行對彎曲部分11之成像表面之曲率(或曲率半徑)的可變控制。亦即,根據本技術之實施例之固態成像設備經組態以具備一成像晶片2及一控制單元,該控制單元執行對成像晶片之彎曲區域之曲率(包括具有無窮小曲率之平坦表面)的可變控制。
作為執行對曲率之可變控制的控制單元,如下文之實施例中所示,存在使用磁力之變化的類型、根據熱的使用體積收縮的類型、根據吸取力的使用真空度的類型及其類似者。
在以下實施例中之每一者中,將描述具備上文之元件晶 片2及2a之固態成像元件的製造方法及詳細組態。
<<實施例1-1(與樹脂之固化收縮結合地使元件晶片彎曲的實例)>>
[在實施例1-1之製造方法中所使用之基底的組態]
圖2A及圖2B為使用實施例1-1之製造方法之基底21的截面圖及平面圖。圖中所示之基底21具有一位於中心中之開口23。關於開口23,在基底21之具備開口23的一個表面上,開口23之周邊經成形為平坦表面25。
開口23經設定以具有與以此方式製造之固態成像元件結合來使用的透鏡及與組合有複數個透鏡之光學系統之像場彎曲(透鏡像差)匹配的外部形狀。當將圓形透鏡用作普通外部形狀時,在平面圖中所檢視之開口23之開口形狀較佳為圓(精確圓)且可為其中正方形之四個拐角被彎曲的形狀。進一步,在平坦表面25側中開口23之內壁部分具有錐形形狀,其中開口之直徑朝平坦表面25加寬。由開口23之內壁及平坦表面25之受膨脹表面產生的角θ小於θ=90°,作為一實例,其較佳為約θ=45°。在此開口23中,開口直徑加寬的部分尤其較佳地具有一經彎曲以相對於平坦表面25而形成凹形狀的形狀。彎曲之曲率經設定以匹配光學系統(諸如與使用圖1所描述之元件晶片(2)結合來使用的透鏡)之像場彎曲。另外,自開口23中之開口直徑加寬的部分至平坦表面25的邊界部分(亦即,開口23之邊緣部分)尤其較佳地被組態為凸表面。另外,在平坦表面25側中的開口23(包括開口直徑加寬的部分)之開口寬度w1經設定以使得 使用圖1所描述之元件晶片(2)之成像區域(4)落在開口23之範圍內。
平坦表面25設在開口23周圍。此平坦表面25具有寬度w2,該寬度w2將元件晶片(2)之邊界支撐於一位置處,在該位置中使用圖1所描述之元件晶片(2)之至少成像區域(4)落在開口23之範圍內。平坦表面25之整個圓周或一部分圓周可經組態為一高於平坦表面25之表面以便促進在安裝元件晶片(2)時的位置匹配。此處,在此位置匹配係不必要的狀況下,可將基底21之一表面的整個表面設定作為始終具有相同高度的平坦表面25。
上文之基底21經設定以在與具備平坦表面25之側相反之側的表面上具備底板27,該底板27覆蓋開口23。底板27可與基底21一體式地形成或亦可獨立於基底21而形成,只要有可能以密封狀態覆蓋開口23便可。此外,底板27亦可組態為其中形成有佈線及端子的封裝。
詳言之,將具有大於元件晶片(2)之膨脹係數(熱膨脹係數:CTE)之膨脹係數的材料用作主要組成構件來組態基底21。舉例而言,若主要使用單晶矽(CTE=2.4)來組態元件晶片(2),則使用不鏽鋼(SUS410:CTE=10.4,SUS304:CTE=17.3)或鋁(CTE=23)來組態基底21。
未特定限制基底21之組態之材料。
[實施例1-1之製造方法]
圖3A至圖3D為截面程序圖,其說明製造實施例1-1之固態成像元件之方法。圖3A至圖3D中所示之實施例1-1之製 造方法係用於使用具有上文所描述之組態的基底21來製造固態成像元件。下文基於圖來描述實施例1-1之製造方法。
首先,如圖3A中所示,將未固化樹脂31填充於基底21(其中底部分由底板27覆蓋)之開口23中。此樹脂31由(例如)熱固性樹脂製成,且較佳使用固化收縮係數高於基底21之收縮係數(歸因於冷卻)的材料。進一步,此處所使用之未固化樹脂31經設定以在固化之後充當基底21及元件晶片之黏附劑。舉例而言,當將上文所描述之不鏽鋼及鋁用作組成基底21之材料時,可(例如)將環氧樹脂用作樹脂31。舉例而言,藉由調整填充劑含量,可使用具有約1至8%或更高之固化收縮的樹脂材料。
將向開口23中填充之樹脂31的量設定至可充當元件晶片(其將接著被安裝於基底21之上部分上)與基底21之間的黏附劑的量,及設定至將被預先供應至基底21之平坦表面25上的量。進一步,當順序地加熱基底21及樹脂31時,向開口23中填充之樹脂31的量可為如此使得當未固化樹脂31膨脹時,樹脂31亦被供應至基底21之平坦表面25。
緊接著,如圖3B中所示,在基底21之開口23被覆蓋的狀態下,將元件晶片2安裝於基底21之平坦表面25上。此時,元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上,且成像區域4配合於開口23之範圍內。進一步,成像區域4之周邊在其整個外圓周上由基底21之平坦表面25支撐。在此狀態下,配置於成像區域 4之周邊處的周邊電路5至8經配置以對應於平坦表面25且可部分地配置於開口23之範圍內。進一步,當將未固化樹脂31供應至基底21之平坦表面25上時,未固化樹脂31被插入於基底21之平坦表面25與元件晶片2之間的整個區域上且充當黏附劑。
接著,如圖3C中所示,加熱及膨脹基底21。此外,藉由在必要時亦加熱底板27,亦使底板27膨脹達到與基底21相同的程度。以此方式,使基底21膨脹,藉此開口23之直徑增大且平坦表面25向外部加寬。另外,亦藉由自基底21及底板27之熱傳導來加熱及膨脹填充於開口23中之未固化樹脂31。此處,若將元件晶片2直接安裝於基底21之平坦表面25上,則樹脂31藉由未固化樹脂31之此膨脹而被供應至基底21之平坦表面25與元件晶片2之間,且未固化樹脂31被插入於基底21之平坦表面25與元件晶片2之間的整個區域上且充當黏附劑。
在此狀態下,將樹脂31加熱至一範圍中之一溫度,該範圍不影響元件晶片2且在該範圍下樹脂31開始被固化,且樹脂31之固化繼續進行。舉例而言,在將上文所描述之環氧樹脂用作樹脂31的狀況下,在160℃下執行加熱歷時大致一個小時。藉由使樹脂31固化,元件晶片2被固定至基底21之平坦表面25。此時,重要的係元件晶片2之整個邊界被固定至平坦表面25。
此外,只要在一在完成樹脂31之固化之前的週期中獲得樹脂31之黏附作用,其便可為在加熱基底21之後將元件晶 片2安裝於基底21上的程序。在此狀況下,首先,將樹脂31填充於基底21之開口23中,其後,加熱基底21以使基底21及樹脂31膨脹。接著,在樹脂31被固化之前將元件晶片2安裝於基底21上,其後,將樹脂31加熱至一範圍中之一溫度,該範圍不影響元件晶片2且在該範圍下樹脂31開始被固化,且樹脂31之固化繼續進行。
在以上之程序之後,如圖3D中所示,在元件晶片2被固定於基底21之平坦表面25上的狀態下,使基底21及底板27自加熱狀態冷卻至室溫。以此方式,填充於基底21之開口23中的樹脂31亦被冷卻至室溫。在冷卻過程中,基底21、底板27及固化樹脂31收縮。此時,基底21及底板27收縮至加熱之前的大小。進一步,固化樹脂31之固化收縮繼續進行而超出加熱之前的未固化狀態。
歸因於基底21及樹脂31之此收縮,元件晶片2之經配置以與基底21之開口23對應的中心部分被拉向填充有樹脂31之開口23的內部且經成形為被三維地彎曲之彎曲部分11。彎曲部分11之彎曲形狀遵循在基底21之平坦表面25側中的開口23之內壁形狀。因此,例如,該形狀經形成以具有圓形底部分,其類似於基底21之開口23的平面形狀。進一步,若開口23之形狀為其中正方形之四個拐角被彎曲的形狀,則形成三維彎曲,其中在彎曲部分11之頂點附近的一部分處有作為底部分的圓。此時,藉由將元件晶片2之整個邊界固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加歸因於樹脂31之固化 及收縮的應力及歸因於基底21的收縮的應力。以此方式,有可能形成一被三維地彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。
此外,為了相對於平坦表面25來充分地固定元件晶片2之整個邊界,重要的係相對於元件晶片2之外部形狀來調整開口23之寬度w1,使得在平坦部分13中保留一定程度的寬度或更大。作為元件晶片2之形狀之實例,當外部形狀為4 mm×4 mm且厚度為大致15 μm時,平坦部分13經設定以便在元件晶片2之整個圓周上留有0.3 mm或更大之寬度。
另外,由於基底21之開口23的內壁經設定以具有錐形形狀且開口23之邊緣部分進一步經設定以具有凸表面,所以有可能防止在彎曲時應力集中於對應於開口23之邊緣的元件晶片2部分中及藉此防止元件晶片2之此部分中的裂痕。
同時,在元件晶片2中,彎曲部分11之周邊被留作平坦部分13而未被固定至基底21之平坦表面25及彎曲。在彎曲部分11之整個圓周上留下平坦區段13。
形成於元件晶片2上之彎曲部分11較佳具有一經設定以匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用的透鏡)之像場彎曲的曲率(例如,大致10%至20%),且作為一實例,可被設定為大致17%之曲率。主要根據在平坦表面25側中開口23之內壁形狀來控制彎曲部分11之形狀。進一步,根據在平坦表面25側中開口23之內壁形狀、基底21之膨脹係數、在樹脂31之固化期間的體積收縮係數(固化收縮係數) 及待填充於開口23中之樹脂31的體積來執行對彎曲部分11之曲率的調整。在需要使彎曲部分11之曲率為大的狀況下,可藉由一具有大膨脹係數之材料來組態基底21,或可使用具有大固化係數之樹脂31,或可增加開口23之容量及增加待填充於開口23中之樹脂31的體積。進一步,可適當地使用此等方法之組合。
此外,為了來無困難地獲得元件晶片2之具有目標曲率之三維彎曲,可調整元件晶片2之厚度。因此,與彎曲部分11之底區域為大的狀況相比,較佳地,隨著彎曲部分11變得更小,使元件晶片2之厚度更小。
如上文所提及,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-1。在形成固態成像元件1之後,可在必要時自背表面側使基底21及樹脂31變薄。進一步,在保留彎曲部分11之形狀的狀況下,可設定固態成像元件1-1使得元件晶片2與基底21及樹脂31分離。為了容易地以此方式分離元件晶片2,可在將元件晶片2安裝於基底21上之前用分離劑塗佈元件晶片2之背表面(面對基底21之表面)。此外,在基底21及元件晶片2之固定中,將填充於開口23中之熱固性樹脂31用作黏附劑。然而,在基底21及元件晶片2之固定中,除開口23中之樹脂31以外,亦可將具有光固化性質之樹脂用作黏附劑。在此狀況下,藉由插入由光固化樹脂(其將由長波長光之輻射固化)形成的黏附劑來將元件晶片2安裝於受膨脹基底21之平坦表面25上。在此狀態下,藉由使用穿過元件晶片2之波長光輻射使黏附劑固化來執行上文之固 定。作為一實例,在元件晶片2由單晶矽組態的狀況下,使用具有700 nm或更大之波長的長波長光來執行光輻射。以此方式,藉由穿過元件晶片2且到達光固化樹脂的長波長光來使黏附劑固化。
[實施例1-1之固態成像元件]
如圖1中所示,在上文之程序中所獲得的固態成像元件1-1經組態使得元件晶片2之中心部分經設定為被三維地彎曲的彎曲部分11。進一步,提供平坦部分13以便自此彎曲部分11之邊界部分延伸。平坦部分13配置於彎曲部分11之整個圓周上且具有共面組態。
將其中配置有光電轉換單元之成像區域4配置於彎曲部分11之凹表面側上。彎曲部分11經設定以便匹配光學系統(諸如與固態成像元件1-1結合來使用之透鏡)之像場彎曲且以便具有其中光電轉換單元係沿影像表面平面配置的曲率。因此之故,彎曲部分11之底表面較佳為圓形。
進一步,平坦部分13具備配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8。該等周邊電路5至8配置於平坦部分13中且可部分地配置於彎曲部分11中。另外,平坦部分13具備源自周邊電路5至8之端子,且可使用此等端子來獲取與外部電路之連接。此時,由於端子設在平坦部分13處,所以保證了有利之可操作性以用於獲取與外部電路之結合連接。然而,源自周邊電路5至8之端子可配置於彎曲部分11中而不限於被設在平坦部分13中,或亦可源自彎曲部分11中之凸表面側處。
另外,在元件晶片2之彎曲部分11被插入至上文所描述之基底21之開口23中的狀態下,在元件晶片2中之彎曲部分11的凸表面側處將基底21附接至此固態成像元件1-1。沿圍繞彎曲部分11之整個圓周來固定元件晶片2及基底21,其中被插入於平坦表面25與元件晶片2之間的樹脂31係作為黏附劑。另外,基底21之開口23填充有樹脂31且藉由樹脂31來保證彎曲部分11之形狀。
[實施例1-1之效應]
根據上文所描述之實施例1-1,在基底21中,在元件晶片2之邊界被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)被三維地彎曲。元件晶片2之邊界部分(其自由彎曲所形成之彎曲部分11的周邊邊緣延續)被留作固定至基底21之平坦表面25的平坦部分13。因此,有可能將元件晶片2之邊界部分留作平坦部分13(未由於彎曲而將應力施加至其)。
進一步,當使元件晶片2彎曲時,藉由基底21之收縮而將壓縮應力施加至被固定至基底21之元件晶片2。與此一起,藉由填充於基底21之開口23中的樹脂31之固化及收縮而將張應力施加至元件晶片2之中心部分。以此方式,施加至元件晶片2之壓縮應力及張應力彼此抵消且有可能以無應力方式使元件晶片2彎曲。
進一步,可藉由在基底21之平坦表面25側中開口23之內壁形狀、基底21之膨脹係數、填充於開口23中之樹脂31的固化收縮係數及樹脂31之體積(開口23之容量)來調整彎曲 部分11之曲率。因此之故,可以高精確度及在一廣範圍中控制彎曲部分11之形狀及曲率。
根據上文所描述之實施例1-1,元件晶片2之邊界部分被留作平坦部分13(歸因於彎曲之應力未施加至其),且有可能僅將中心部分形成為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11而不產生諸如裂痕之損壞的固態成像元件1-1。結果,有可能促進具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-1的可靠性的改良。
<<實施例1-2(與氣體體積收縮結合地使元件晶片彎曲的實例)>>
[在實施例1-2之製造方法中所使用之基底的組態]
在實施例1-2之製造方法中所使用之基底與實施例1-1中之使用圖2A及圖2B所描述的基底21相同。
[實施例1-2之製造方法]
圖4A至圖4D為截面程序圖,其描述製造實施例1-2之固態成像元件之方法。圖4A至圖4D中所示之實施例1-2之製造方法係用於使用具有上文所描述之組態的基底21來製造固態成像元件,且下文將基於圖來描述此製造方法。
首先,如圖4A中所示,在基底21中,將底板27配置於與具備平坦表面25之側相反之側上,且該底板27自一側覆蓋基底21之開口23。
接著,如圖4B中所示,加熱及膨脹基底21。此外,藉由在必要時亦加熱底板27,亦使底板27膨脹達到與基底21相同的程度。以此方式,使基底21膨脹,藉此開口23之直徑 增大且平坦表面25向外部加寬。此時的加熱溫度等於或高於下文所描述之設在元件晶片(2)之背表面上的黏附劑的固化溫度,且係在不影響元件晶片(2)之範圍內。
接著,如圖4C中所示,元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上,且在基底21之開口23被覆蓋的狀態下將元件晶片2安裝於基底21之平坦表面25上。一包括熱固性樹脂之黏附劑35配置於元件晶片2中之朝向基底21的安裝表面側上。如所說明,黏附劑35可配置於元件晶片2中之朝向基底21的安裝表面側四處,或可僅配置於元件晶片2之經製作以對應於基底21之平坦表面25的邊界上。然而,重要的係沿圍繞開口23之整個圓周將黏附劑35插入於基底21之平坦表面25與元件晶片2之間。
此時,成像區域4配合於開口23之範圍內,且成像區域4之周邊在其整個表面上由基底21之平坦表面25經由黏附劑35而支撐。進一步,以下事實與上文所描述之實施例1-1相同:在此狀態下,配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8經配置以與平坦表面25對應,且可部分地配置於開口23之範圍中。
在此狀態下,固持被插入於基底21之平坦表面25與元件晶片2之間的黏附劑35直至其被固化,藉此將元件晶片2固定於基底21之平坦表面25上。此時,重要的係將元件晶片2之整個周邊邊緣固定至平坦表面25,(例如)在將環氧樹脂用作黏附劑35的狀況下,在160℃下歷時大致15分鐘。以 此方式,加熱基底21之開口23藉由元件晶片2及底板27來密封。
接著,如圖4D中所示,使基底21及底板27自加熱狀態冷卻至室溫且亦使在由元件晶片2及底板27密封的基底21之開口23中的氣體冷卻至室溫。在此冷卻過程中,基底21、底板27及開口23中之氣體收縮。此時,基底21及底板27收縮至加熱之前的大小。
由於基底21及開口23中之氣體的此體積收縮,元件晶片2中經配置以對應於基底21之開口23的中心部分被拉向開口23之內部分且經成形為被三維地彎曲之彎曲部分11。彎曲部分11之彎曲形狀變成遵循在基底21中之平坦表面25側中開口23之內壁形狀的形狀。因此,例如,該形狀經形成以具有圓形底部分,其類似於基底21之開口23的平面形狀。進一步,若開口23之形狀為其中正方形之四個拐角被彎曲的形狀,則形成三維彎曲,其中在彎曲部分11之頂點附近的一部分處有作為底部分的圓。此時,藉由將元件晶片2之整個邊界固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加歸因於樹脂31之固化及收縮的應力及歸因於基底21的收縮的應力。以此方式,有可能形成一被三維地彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。因此之故,以下事實與實施例1-1中之情況相同:重要的係藉由相對於元件晶片2之外部形狀來調整開口23之寬度w1而相對於平坦表面25充分地固定元件晶片2之整個邊界。
另外,以下事實與實施例1-1中之情況相同:由於基底21之開口23的內壁經設定以具有錐形形狀且開口23之邊緣部分進一步經設定以具有凸表面,所以有可能防止在彎曲時的力集中於對應於開口23之邊緣的元件晶片2部分中及藉此防止元件晶片2之此部分中的裂痕。
另外,元件晶片2中之彎曲部分11之周邊部分被固定至基底21之平坦表面25而無彎曲,且被留作平坦部分13。以下事實與實施例1-1中之情況相同:此平坦部分13被留在彎曲部分11之整個圓周上。
以下事實與實施例1-1中之情況相同:形成於元件晶片2上之彎曲部分11具有經設定以匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用之透鏡)之像場彎曲的曲率。主要藉由在平坦表面25側中開口23之內壁形狀來控制彎曲部分11之形狀。進一步,根據在平坦表面25側中開口23之內壁形狀及基底21之膨脹係數且亦根據開口23之容量來執行對彎曲部分11之曲率的調整。在需要使彎曲部分11之曲率為大的狀況下,可藉由具有大膨脹係數之材料來組態基底21,或可增加開口23之容量及增加待密封於開口23中之氣體的體積。進一步,可適當地使用此等方法之組合。
另外,在僅使用基底21之膨脹係數及開口23之容量時調整彎曲部分11之曲率係不足夠的狀況下,提供自開口23內部排放之一排放系統37,且可藉由排放系統37來排放在基底21被冷卻至室溫時位於開口23內部之氣體。此外,亦存在使用真空室之另一方法。在此狀況下,使元件晶片2處 於在真空室中被安裝於基底21上的狀態,且藉由減小真空室內部之壓力來減小基底21之開口23中的壓力。在此狀態下,相對於受膨脹基底21,使開口23之內部連同元件晶片2進入密封狀態。隨後,使元件晶片2歸因於基底21及元件晶片2之大氣排放而朝基底21之開口23的內部彎曲。此處,以下事實與實施例1-1中之情況相同:為了使元件晶片2無困難地以目標曲率三維彎曲,可調整元件晶片2之厚度。
如上文所提及,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-2。在形成固態成像元件1-2之後,可在需要時自背表面使基底21變薄。進一步,由於彎曲部分11之形狀得以穩定,所以在拆開底板27之後,樹脂可經填充及固化於開口23內部。同時,在保留彎曲部分11之形狀的狀況下,可使元件晶片2與基底21分離。為了以此方式容易地分離元件晶片2,可在將元件晶片2安裝於基底21上之前用分離劑塗佈元件晶片2之背表面(面對基底21之表面)。此外,以下事實與實施例1-1中之情況相同:在基底21及元件晶片2之固定中,可將光固化樹脂用作黏附劑。
[實施例1-2之固態成像元件]
藉由上文之程序所獲得的固態成像元件1-2為其中在實施例1-1之固態成像元件中使基底21之開口23的內部為一空間部分的固態成像元件。此外,其中使開口23之內部在製造處理中被排放或減壓且使底板27不作改變地作為封裝的固態成像元件1-2為其中藉由減壓大氣來保留開口23內 部之空間部分的固態成像元件。然而,在將樹脂填充至基底21之開口23中的狀況下,固態成像元件變得與實施例1-1之固態成像元件相同。
[實施例1-2之效應]
根據上文之實施例1-2,類似於實施例1-1,在基底21中,在元件晶片2之邊界被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)被三維地彎曲。自藉由此彎曲所形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續的邊界部分被留作一固定至基底21之平坦表面25的平坦部分13。因此,有可能將元件晶片2之邊界部分留作平坦部分13(未由於彎曲而將應力施加至其)。
進一步,當使元件晶片2彎曲時,藉由基底21之收縮而將壓縮應力施加至被固定至基底21之元件晶片2。與此一起,藉由在基底21之開口23中的氣體之體積收縮而將張應力施加至元件晶片2之中心部分。以此方式,類似於實施例1-1,藉由彎曲而施加至元件晶片2的壓縮應力及張應力彼此抵消且有可能以無應力方式使元件晶片2彎曲。
進一步,可藉由在基底21之平坦表面25側中開口23之內壁形狀、基底21之膨脹係數、密封於開口23中之氣體的體積(開口23之容量)及開口23內部之氣體自排放系統37的排放來調整彎曲部分11之曲率(形狀)。因此之故,可以高精確度及在一廣範圍中控制彎曲部分11之曲率。
根據上文所描述之實施例1-2,元件晶片2之邊界部分被留作平坦部分13(歸因於彎曲之應力未施加至其),且有可 能僅將中心部分形成為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-2而不產生諸如裂痕之損壞。結果,類似於實施例1-1,有可能促進具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-2的可靠性的改良。
<<實施例1-3(將基底用作封裝之實例)>>
[在實施例1-3之製造方法中所使用之基底的組態]
圖5A及圖5B為使用實施例1-3之製造方法之基底的截面圖及平面圖。此圖中所示之基底21a在以下方面不同於在實施例1-1及實施例1-2之製造方法中所使用之基底:基底21a經組態以充當封裝;平坦表面25覆蓋有絕緣膜41;且進一步提供基底側電極43。
亦即,基底21a具有一組態,其中在實施例1-1及實施例1-2之製造方法中所使用之基底21被設定作為基底主體21,其之平坦表面25側覆蓋有絕緣膜41,且進一步,基底側電極43配置於覆蓋有絕緣膜41之平坦表面25上。基底側電極43係相對於設在將接著描述之元件晶片處的晶片側電極而配置,且以被嵌入於絕緣膜41中的狀態配置。換言之,藉由絕緣膜41及平坦表面25之一部分來組態基底側電極43之表面。基底側電極43源自基底21a之平坦表面25且亦經組態以連接至外部構件。此處,基底側電極43可設在平坦表面25側中開口13之內壁處。
[實施例1-3之製造方法]
圖6A至圖6D為截面程序圖,其說明製造實施例1-3之固 態成像元件之方法。圖6A至圖6D中所示之實施例1-3之製造方法係用於使用具有上文所描述之組態的基底21a來製造固態成像元件,且下文將基於圖來描述此製造方法。
首先,如圖6A中所示,將底板27配置於與基底21a中的具備平坦表面25之側相反之側上且該底板27自一側覆蓋基底21a之開口23。
接著,如圖6B中所示,加熱及膨脹基底21a。此外,藉由在必要時亦加熱底板27,亦使底板27膨脹達到與基底21a相同的程度。以此方式,使基底21a膨脹,藉此開口23之直徑增大且平坦表面25向外部加寬。此時的加熱溫度等於或高於設在將接著描述之元件晶片(2a)之背表面上的黏附劑的固化溫度,且係在不影響元件晶片(2a)之範圍內。
緊接著,如圖6C中所示,將元件晶片2a安裝於藉由加熱而膨脹之基底21a上。此處所使用之元件晶片2a在與具備成像區域4及周邊電路5至8之表面相反的背表面側上具備晶片側電極15。此等晶片側電極15源自成像區域4及周邊電路5至8,且在(例如)元件晶片2a中之邊界部分處配置於對應於基底側電極43之位置處。進一步,將一各向異性導電黏附劑45配置於元件晶片2a中配置有晶片側電極15的表面側處。如所說明,各向異性導電黏附劑45可配置於元件晶片2a中配置有晶片側電極15的表面四處,或可僅配置於元件晶片2a之邊界(其經製作以對應於基底21a之平坦表面25)上。然而,重要的係沿圍繞開口23之整個圓周將各向異性導電黏附劑45插入於基底21a之平坦表面25與元件晶 片2a之間。
在元件晶片2a中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上的情況下,以基底21a之開口23被覆蓋的狀態將上文之元件晶片2a安裝於基底21a之平坦表面25上。以此方式,將各向異性導電黏附劑45插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a之間。
此時,使對應於基底21a之元件晶片2a的位置對準,使得設在元件晶片2a處的晶片側電極15與設在藉由加熱而膨脹之基底21a之平坦表面25處的基底側電極43配置成一對一地相對。進一步,元件晶片2a之成像區域4配合於基底21a之開口23的範圍內,且由基底21a之平坦表面25經由各向異性導電黏附劑45來支撐成像區域4之邊界部分。進一步,以下事實與上文所描述之實施例中之每一者中的情況相同:在此狀態下,配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8配置於平坦表面25處,且可部分地配置於開口23之範圍中。
在各向異性導電黏附劑45為(例如)其中精細導電微粒分散於熱固性樹脂中的黏附劑的狀況下,維持各向異性導電黏附劑45被插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a之間的狀態,且將元件晶片2a固定於基底21a之平坦表面25上。此時,重要的係將元件晶片2a之整個邊界固定至平坦表面25,(例如)在將環氧樹脂用作各向異性導電黏附劑45的狀況下,在160℃下歷時大致15分鐘。以此方式,加熱基底21a之開口23由元件晶片2a及底板27密封。另外,藉 由各向異性導電黏附劑45來連接基底側電極43及晶片側電極15。
接著,如圖6D中所示,使基底21a及底板27自加熱狀態冷卻至室溫,且亦使在由底板27及元件晶片2a密封之基底21a之開口23中的氣體冷卻至室溫。在此冷卻過程中,基底21a、底板27及開口23中之氣體收縮。此時,基底21a及底板27收縮至加熱之前的大小。
由於基底21a及開口23中之氣體的此體積收縮,元件晶片2a中經配置以對應於基底21a之開口23的中心部分被拉向開口23之內部分且經成形為被三維地彎曲之彎曲部分11。彎曲部分11之彎曲形狀變成遵循在基底21a之平坦表面25側中開口23之內壁形狀的形狀。因此,例如,該形狀經形成以具有圓形底部分,其類似於基底21a之開口23的平面形狀。進一步,若開口23之形狀為正方形之四個拐角被彎曲的形狀,則形成三維彎曲,其中在彎曲部分11之頂點附近的一部分處有作為底部分的圓。此外,以下事實與其他實施例中之情況相同:在基底21a及元件晶片2a之固定中,可將光固化樹脂用作黏附劑(各向異性導電黏附劑)。在此狀況下,使用其中精細導電微粒分散於光固化樹脂中的各向異性導電黏附劑45。
另外,以下事實與其他實施例中之情況相同:由於基底21a之開口23的內壁經設定以具有錐形形狀且開口23之邊緣部分進一步經設定以具有凸表面,所以有可能防止在彎曲時的力集中於關於開口23之邊緣的元件晶片2a部分中及 藉此防止元件晶片2a之此部分中的裂痕。
另外,元件晶片2a中之彎曲部分11之周邊部分被固定至基底21a之平坦表面25而無彎曲且被留作平坦部分13。以下事實與其他實施例中之情況相同:此平坦部分13被留在彎曲部分11之整個圓周上。
以下事實與其他實施例中之情況相同:形成於元件晶片2a上之彎曲部分11具有經設定以匹配光學系統(諸如與元件晶片2a結合來使用之透鏡)之像場彎曲的曲率。進一步,類似於實施例1-2,主要根據在平坦表面25側中開口23之內壁形狀及基底21a之膨脹係數且亦根據開口23之容量來執行對曲率之調整。進一步,以下事實與實施例1-2中之情況相同:為了充分執行曲率調整,可藉由排放系統37來排放在基底21a被冷卻至室溫時位於開口23內部之氣體,且可將此與一種在已在減壓之狀態下發生互相黏附之後執行大氣排放的方法組合。進一步,以下事實與其他實施例中之情況相同:為了使元件晶片2a無困難地以目標曲率三維彎曲,可調整元件晶片2a之厚度。
如上文所提及,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-3。在形成固態成像元件1-3之後,可在需要時自背表面使基底21a變薄。進一步,由於彎曲部分11之形狀得以穩定,所以在拆開底板27之後,樹脂可經填充及固化於開口23內部。
[實施例1-3之固態成像元件]
藉由上文之程序所獲得的固態成像元件1-3為其中上文 所描述之基底21a作為封裝而被黏附至元件晶片2a中之彎曲部分11之凸表面側的固態成像元件。元件晶片2a具備對應於實施例1-1之固態成像元件(1-1)之元件晶片(2)的晶片側電極15。此等晶片側電極15配置於與具備成像區域4及平坦部分13中之周邊電路5至8之表面相反的背表面側上,且相對於配置於基底21a(經組態作為封裝)處之基底側電極43而一對一地連接。藉由插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a之間的各向異性導電黏附劑45來實現晶片側電極15與基底側電極43之間的連接。此外,其中開口23之內部在製造處理中被排放或減壓且底板27不作改變地作為封裝的固態成像元件1-3為其中藉由減壓大氣來保留開口23內部之空間部分的固態成像元件。
[實施例1-3之效應]
即使在上文之實施例1-3中,類似於其他實施例,在基底21a中,在元件晶片2a之邊界被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2a之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)被三維地彎曲。自由此彎曲形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續的邊界部分被留作一固定至基底21a之平坦表面25的平坦部分13。因此,有可能將元件晶片2a之邊界部分留作平坦部分13(未由於彎曲而將應力施加至其)。
進一步,當使元件晶片2a彎曲時,藉由基底21a之收縮而將壓縮應力施加至被固定至基底21a之元件晶片2a。與此一起,藉由在基底21a之開口23中的氣體之體積收縮而 將張應力施加至元件晶片2a之中心部分。以此方式,類似於其他實施例,藉由彎曲而施加至元件晶片2a之中心的壓縮應力及張應力彼此抵消,且有可能以無應力方式使元件晶片2a彎曲。
進一步,可藉由基底21a之膨脹係數、密封於開口23中之氣體的體積(開口23之容量)及位於開口23內部之氣體自排放系統37的排放來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,可以高精確度及在一廣範圍中控制彎曲部分11之曲率。
根據上文所描述之實施例1-3,元件晶片2a之邊界部分被留作平坦部分13(歸因於彎曲之應力未施加至其),且有可能僅將中心部分形成作為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-3而不產生諸如裂痕之損壞。結果,類似於其他實施例,有可能促進具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-3的可靠性的改良。
進一步,根據實施例1-3,藉由將基底21a用作封裝,有可能放棄將元件晶片2a及封裝與經附接作為外部端子之基底側電極43組裝的程序。進一步,其中成像區域4配置於元件晶片2a之平坦部分13中的表面側具備源自周邊電路5至8之端子,藉此有可能使用此等端子來實現與外部電路的連接。此時,由於端子設在平坦部分13處,所以保證了有利之可操作性以用於獲取與外部電路之結合連接。
另外,可將實施例1-3與實施例1-1中所描述之使用樹脂之固化收縮來形成彎曲部分的方法組合。在此狀況下,作 為實施例1-1中所使用之樹脂,使用具有固化收縮性質之各向異性導電黏附劑。
<<實施例1-4(藉由真空吸附將元件晶片固定至基底的實例)>>
[在實施例1-4之製造方法中所使用之基底的組態]
圖7A及圖7B為使用實施例1-4之製造方法之基底的截面圖及平面圖。圖7A及圖7B中所示之基底21b與在實施例1-1及實施例1-2之製造方法中所使用之基底的不同之處在於基底21b具備用於固定元件晶片之一排放槽51。在其他方面,組態係相同的。
亦即,對於基底21b而言,在實施例1-1及實施例1-2之製造方法中所使用之基底21被設定作為基底主體21,且排放槽51設在其平坦表面25上。以由基底21b中之開口23的整個圓周圍繞的狀態提供排放槽51。排放槽51連接至一排放系統53,該排放系統53經組態以排放來自排放槽51內部之氣體。
[實施例1-4之製造方法]
圖8A至圖8D為截面程序圖,其展示製造實施例1-4之固態成像元件之方法。圖8A至圖8D中所示之實施例1-4之製造方法係用於使用具有上文所描述之組態的基底21b來製造固態成像元件,且下文將基於圖來描述此製造方法。
首先,如圖8A中所示,將底板27配置於與基底21b中的具備平坦表面25之側相反的側上且自一側覆蓋基底21b之開口23。
緊接著,如圖8B中所示,加熱及膨脹基底21b。此外,藉由在必要時亦加熱底板27,亦使底板27膨脹達到與基底21b相同的程度。以此方式,使基底21b膨脹,藉此開口23之直徑增大且平坦表面25向外部加寬。此時的加熱溫度被設定於不影響上文所描述之元件晶片(2)的範圍內(例如,300℃或更小)。
接著,如圖8C中所示,元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上,且在基底21b之開口23被覆蓋的狀態下將元件晶片2安裝於基底21b之平坦表面25上。此時,成像區域4配合於開口23之範圍內且由基底21b之平坦表面25來支撐成像區域4之邊界部分。此外,藉由元件晶片2來覆蓋設在基底21b之平坦表面25上的排放槽51之整個表面。進一步,以下事實與上文所描述之其他實施例中的情況相同:在此狀態下,配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8配置於平坦表面25處,且可部分地配置於開口23之範圍中。
在此狀態下,藉由排放系統53來排放排放槽51中之氣體,減小排放槽51中之壓力,及藉由真空吸附而將元件晶片2固定至藉由加熱而膨脹之基底21b的平坦表面25。此時,重要的係將元件晶片2之整個邊界固定至平坦表面25。以此方式,加熱基底21b之開口23由元件晶片2及底板27密封。
緊接著,如圖8D中所示,當維持元件晶片2相對於基底21b之固定時,使基底21b及底板27自加熱狀態冷卻至室 溫,且亦使在由元件晶片2及底板27密封之基底21b之開口23中的氣體冷卻至室溫。在此冷卻程序中,基底21b、底板27及開口23中之氣體收縮。此時,基底21b及底板27收縮至加熱之前的大小。
由於基底21b及開口23中之氣體的此體積收縮,元件晶片2之中心部分被拉向開口23之內部分且經成形為被三維地彎曲之彎曲部分11。彎曲部分11之彎曲形狀變成遵循在基底21b之平坦表面25側中開口23之內壁形狀的形狀。因此,例如,該形狀經形成以具有圓形底部分,其類似於基底21b之開口23的平面形狀。進一步,若開口23之形狀為正方形之四個拐角被彎曲的形狀,則形成三維彎曲,其中在彎曲部分11之頂點附近的一部分處有作為底部分的圓。此時,藉由用真空吸附將元件晶片2之整個邊界固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加歸因於開口23內部之氣體之體積收縮的應力及歸因於基底21b的收縮的應力。以此方式,有可能形成一被三維地彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。因此之故,以下事實與其他實施例中之情況相同:重要的係藉由相對於元件晶片2之外部形狀來調整開口23之寬度w1而相對於平坦表面25來充分地固定元件晶片2之整個邊界。
另外,以下事實與其他實施例中之情況相同:由於基底21b之開口23的內壁經設定以具有錐形形狀且開口23之邊緣部分進一步經設定以具有凸表面,所以有可能防止力在 彎曲時集中於關於開口23之邊緣的元件晶片2部分中及藉此防止元件晶片2之此部分中的裂痕。
另外,元件晶片2中之彎曲部分11之周邊部分被固定至基底21b之平坦表面25而無彎曲且被留作平坦部分13。以下事實與其他實施例中之情況相同:此平坦部分13被留在彎曲部分11之整個圓周上。
以下事實與其他實施例中之情況相同:形成於元件晶片2上之彎曲部分11具有經設定以匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用之透鏡)之像場彎曲的曲率。進一步,類似於實施例1-2及1-3,主要根據在平坦表面25側中開口23之內壁形狀及基底21b之膨脹係數且亦根據開口23之容量來執行對曲率之調整。進一步,以下事實與實施例1-2及1-3中之情況相同:為了充分執行曲率調整,可藉由排放系統37來排放在基底21b被冷卻至室溫時位於開口23內部之氣體,且可將此與一種在已在減壓之狀態下發生互相黏附之後執行大氣排放的方法組合。此外,以下事實與其他實施例中之情況相同:為了無困難地獲得元件晶片2的具有目標曲率之三維彎曲,可調整元件晶片2之厚度。
如上文所提及,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-4。在形成固態成像元件1-4之後,由於彎曲部分11之形狀得以進一步穩定,所以在元件晶片2被真空吸附至基底21b的狀態下,在拆開底板27之後,樹脂可經填充及固化於開口23內部,且可將基底21b及元件晶片2整合。在此狀況下,在已整合基底21b及元件晶片2之後,可自背表面使 基底21b變薄。同時,在保留彎曲部分11之形狀的狀況下,不必將元件晶片2與基底21b整合且可使用其中元件晶片2與基底21b分離的固態成像元件。
[實施例1-4之固態成像元件]
藉由上文之程序所獲得的固態成像元件1-4經組態使得元件晶片2之中心部分經設定為被三維地彎曲的彎曲部分11。進一步,提供平坦部分13以便自此彎曲部分11之邊界部分延伸。平坦部分13配置於彎曲部分11之整個圓周上且具有共面組態。
將其中配置有光電轉換單元之成像區域4配置於彎曲部分11之凹表面側上。彎曲部分11經設定以便匹配光學系統(諸如與固態成像元件1-4結合來使用之透鏡)之像場彎曲且以便具有其中光電轉換單元沿像場彎曲而配置的曲率。因此之故,彎曲部分11之底表面較佳為圓形。
進一步,平坦部分13具備配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8。該等周邊電路5至8可部分地配置於彎曲部分11中。另外,平坦部分13具備源自周邊電路5至8之端子,且可使用此等端子來獲取與外部電路之連接。此時,以下事實與其他實施例中之情況相同:由於端子設在平坦部分13處,所以保證了有利之可操作性以用於獲取與外部電路之結合連接。
進一步,固態成像元件1-4經組態使得由基底21b自彎曲部分11之凸表面側支撐元件晶片2,且樹脂被填充於基底21b之開口23中。在此狀況下,藉由填充於開口23中之樹 脂來保證彎曲部分11之形狀。
[實施例1-4之效應]
即使在上文之實施例1-4中,類似於其他實施例,在基底21b中,在元件晶片2之邊界被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)被三維地彎曲。自由此彎曲形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續的邊界部分被留作一固定至基底21b之平坦表面25的平坦部分13。因此,有可能將元件晶片2之邊界部分留作平坦部分13(未由於彎曲而將應力施加至其)。
進一步,當使元件晶片2彎曲時,藉由基底21b之收縮而將壓縮應力施加至被固定至基底21b之元件晶片2。與此一起,藉由在基底21b之開口23中的氣體之體積收縮而將張應力施加至元件晶片2之中心部分。以此方式,類似於其他實施例,藉由彎曲而施加至元件晶片2之中心的壓縮應力及張應力彼此抵消且有可能以無應力方式使元件晶片2彎曲。
進一步,可藉由基底21b中之平坦表面25側的內壁形狀、基底21b之膨脹係數、密封於開口23中之氣體的體積(開口23之容量)及位於開口23內部之氣體自排放系統37的排放來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,可以高精確度及在一廣範圍中控制彎曲部分11之曲率。
根據上文所描述之實施例1-4,元件晶片2之邊界部分被留作平坦部分13(歸因於彎曲之應力未施加至其),且有可 能僅將中心部分形成作為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-4而不產生諸如裂痕之損壞。結果,類似於其他實施例,有可能促進具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-4的可靠性的改良。
此處,在上文所描述之1-1至1-4實施例中,應用具有MOS型固態成像元件之元件晶片。然而,本發明亦可應用具有CCD型固態成像元件之元件晶片。在MOS型固態成像元件或CCD型固態成像元件的情況下,有可能應用背表面照明類型或表面照明類型。在本發明之該等形式的實施例中,當使用具有背表面照明類型之MOS型固態成像元件的成像晶片時,光接收表面積增大且實現敏感性的改良,此係較佳的。
下文中,1、1-1至1-9及1-10(1-10A至1-10D)為固態成像設備,2及2a為元件晶片(固態成像晶片),3為像素(光電轉換單元),4為成像區域,4a為成像表面,11為彎曲部分,13為平坦部分,15為晶片側電極,21、21a、21b及21c為基底,23為開口,25為平坦表面,31為樹脂(黏附劑),w1為開口直徑,35為黏附劑,43為基底側電極,45為各向異性導電黏附劑,51為排放槽,55為彎曲凹部分,91為電子設備,且93為光學系統。
[製造實施例2-1之方法]
圖9為截面程序圖,其描述製造實施例2-1之固態成像元件之方法。圖9中所示之製造實施例2-1之方法係一種使用 具有上文所描述之組態的基底21來製造固態成像元件的方法,且下文將基於圖式而給出製造實施例2-1之方法的描述。
首先,如圖9A中所示,在底部分由底板27阻塞的情況下將未固化樹脂31填充於基底21之開口23中。舉例而言,較佳地,樹脂31經設定為由使用具有高固化收縮率之材料的熱固性樹脂形成。進一步,將此處所使用之未固化樹脂31設定為在固化後充當基底21及元件晶片之黏附劑。作為此樹脂31,例如,可使用環氧樹脂。舉例而言,藉由調整填充劑含量,可使用具有約1至8%或更高之固化收縮的樹脂材料。
將填充於開口23中之樹脂31的量設定至充當基底21及元件晶片(將接著被安裝於基底21之上部分上)之黏附劑的程度,及亦可預先供應至基底21之平坦表面25頂部的程度。進一步,填充於開口23中之樹脂31的量可為當隨後加熱基底21及樹脂31時未固化樹脂31膨脹且樹脂31亦被供應至基底21之平坦表面25上的量。
接著,如圖9B中所示,在基底21之開口23被覆蓋的狀態下,將元件晶片2安裝於基底21之平坦表面25上。此時,元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上且成像區域4被置於開口23之範圍中。進一步,成像區域4之周邊由基底21之平坦表面25圍繞整個圓周支撐。在此狀態下,相對於平坦表面25來配置被配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8且可將其一 部分配置於開口23之範圍內。此處,當將未固化樹脂31供應至基底21之平坦表面25上時,未固化樹脂31作為黏附劑而被插入於在基底21之平坦表面25與元件晶片2之間的整個區域中。
在此狀態下,加熱樹脂31。舉例而言,可藉由透過加熱基底21來間接地加熱樹脂而加熱樹脂31,或另外,可按需要加熱底板27。此處,當將元件晶片2直接安裝於基底21之平坦表面25上時,可藉由在加熱過程期間未固化樹脂31之膨脹而將樹脂31供應至基底21之平坦表面25上。即使在此狀況下,未固化樹脂31仍作為黏附劑而被插入於在基底21之平坦表面25與元件晶片2之間的整個區域中。
在一範圍中之一溫度下執行對上文之樹脂31的加熱,該範圍不影響元件晶片2且在該範圍下樹脂31之固化開始,藉此樹脂31之固化繼續進行。舉例而言,在將上文所描述之環氧樹脂用作樹脂31的狀況下,在160℃下執行加熱歷時大約一個小時。藉由以此方式使樹脂31固化,元件晶片2被固定至基底21之平坦表面25。此時,重要的係元件晶片2之整個圓周被固定至平坦表面25。
此處,在其中可在樹脂31之固化完成之前獲得樹脂31之黏附效應的週期中,可在加熱樹脂31之程序期間執行將元件晶片2安裝於基底21上的程序。在此狀況下,首先,將樹脂31填充於基底21之開口23中,緊接著,加熱基底21且使基底21及樹脂31膨脹。接著,在於樹脂31被固化之前將元件晶片2安裝於基底21上之後,將樹脂31加熱至一範圍 中之一溫度,該範圍不影響元件晶片2且在該範圍下樹脂31之固化開始,藉此樹脂31之固化繼續進行。
其後,如圖9C中所示,在元件晶片2被固定至基底21之平坦表面25的狀態下,使填充於基底21之開口23中的樹脂31自加熱狀態冷卻至室溫。以此方式,樹脂31之固化收縮進行,且與加熱之前的未固化狀態相比,其體積以更大的程度收縮。
藉由樹脂31之此固化收縮,元件晶片2中相對於基底21之開口23而配置的中心部分被拉向填充有樹脂31之開口23的內部且經成形為被三維地彎曲之彎曲部分11。彎曲部分11經類似地成形為基底21之開口23的形狀(例如,具有底部分之圓形形狀)。進一步,若開口23之形狀為具有四個圓化拐角之正方形,則形成三維彎曲,其中在接近於彎曲部分11之頂點的部分處有作為底部分的圓。此時,藉由將元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加由樹脂31的固化收縮引起的應力。以此方式,有可能形成一被三維地彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。
此處,為了相對於平坦表面25來充分地固定元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周,重要的係相對於元件晶片2之外部形狀來調整開口23之寬度w1,使得保留具有特定寬度或更大之平坦部分13。作為一實例,若元件晶片2之形狀具有4 mm×4 mm之外部形狀及大致15 μm之厚度,則在元件晶片2之整個圓周處的平坦部分13經設定以便留有0.3 mm 或更大之寬度。
進一步,藉由賦予基底21之開口23的內壁一錐形形狀及使開口23之邊緣部分成為一凸彎曲表面,有可能防止在彎曲時的應力集中於對應於開口23之邊緣的元件晶片2部分處及防止元件晶片2在此部分處破裂。
同時,元件晶片2中之彎曲部分11的周邊被留作平坦部分13,該平坦部分被固定至基底21之平坦表面25而無彎曲。平坦部分13被留在彎曲部分11之整個圓周上。
待形成於元件晶片2上之彎曲部分11較佳地具有一匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用的透鏡)之成像表面曲率的曲率,例如,大致10%至20%之曲率(例如,大致17%)。可藉由調整開口23中之平坦表面25側的內壁形狀、在使樹脂31固化時之體積收縮率(固化收縮率)及填充於開口23中之樹脂31的體積來執行對曲率之此調整。當需要增大彎曲部分11之曲率時,使用具有大固化收縮率之樹脂31,或增加開口23之容量且使待填充於開口23中之樹脂31的體積變得更大。進一步,可在適當時組合地使用此等方法。
進一步,為使元件晶片2無困難地三維彎曲以便具有目標曲率,可調整元件晶片2之厚度。因此之故,與彎曲部分11之底表面積為大的狀況形成對比,較佳地,使元件晶片2之厚度隨著彎曲部分11之底表面積變得更小而變小。
以上文之方式,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-1。在形成固態成像元件1-1之後,可按需要自背表面使 基底21及樹脂31變薄。進一步,在保留彎曲部分11之形狀的狀況下,可自基底21及樹脂31剝離元件晶片2且將其定型為固態成像元件1-1。為了促進以此方式將元件晶片2剝離,可在將元件晶片2安裝於基底21上之前用剝除劑塗佈元件晶片2之背表面(面對基底21之表面)。進一步,將填充於開口23中之熱固性樹脂31用作用以固定基底21及元件晶片2之黏附劑。然而,除了填充於開口23中之熱固性樹脂31外,亦可將光可固化樹脂用作用以固定基底21及元件晶片2之黏附劑。在此狀況下,在受膨脹基底21之平坦表面25上,將元件晶片2安裝至一被插入之黏附劑上,該黏附劑由當以長波長光照射時被固化之光可固化樹脂形成。在此狀態下,藉由使用穿過元件晶片2之波長的光輻射使黏附劑固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,當元件晶片2由單晶矽組態時,使用具有大致700 nm或更大之波長的長波長光來執行光照射。以此方式,使用穿過元件晶片2且到達光可固化樹脂的長波長光來使黏附劑固化。
[實施例2-1之固態成像元件]
如圖1中所示,藉由上文之程序所獲得之固態成像元件1-1經組態作為彎曲部分11,其中元件晶片2之中心部分被三維地彎曲。進一步,提供自彎曲部分11之周邊部分延伸的一平坦部分13。平坦部分13配置於彎曲部分11之整個圓周處且具有共面組態。
其中安置有光電轉換單元之成像區域4配置於彎曲部分11之凹彎曲表面側上。彎曲部分11經設定具有一匹配光學 系統(諸如與固態成像元件1-1結合來使用之透鏡)之成像表面曲率且其中光電轉換單元沿成像表面曲率而配置的曲率。因此之故,較佳地,彎曲部分11之底表面具有圓形狀。
進一步,配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8設在平坦部分13中。該等周邊電路5至8配置於平坦部分13上,且其一部分可配置於彎曲部分11上。此處,自周邊電路5至8突出之端子設在平坦部分13中,藉此有可能使用該等端子來與外部電路連接。此時,藉由將端子設在平坦部分13中,保證了有利之可操作性以用於獲得至外部電路之類結合(bonding-like)連接。然而,自周邊電路5至8突出之端子並不限於設在平坦部分13處,且可配置於彎曲部分11處或可突出至彎曲部分11中之凸彎曲表面側。
另外,在固態成像元件1-1中,在元件晶片2之彎曲部分11被插入於上文所描述之基底21之開口23內部的狀態下,將基底21黏附至元件晶片2中之彎曲部分11的凸彎曲表面側。元件晶片2及基底21經設定以固定於圍繞彎曲部分11之整個圓周處,其中樹脂31被插入於平坦表面25與元件晶片2之間作為黏附劑。進一步,將樹脂31填充於基底21之開口23中,藉此藉由樹脂31來保證彎曲部分11之形狀。
[實施例2-1之效應]
根據上文之實施例2-1,在基底21中,在元件晶片2之周邊邊緣被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)被三維地彎 曲。元件晶片2之周邊邊緣部分(其自由此曲率形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續)被留作固定至基底21之平坦表面25的平坦部分13。因此,有可能將元件晶片2之周邊邊緣留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其)。
進一步,可使用填充於開口23內部之樹脂31的固化收縮率及樹脂31之體積(開口23之容量)來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,有可能以高精確度及在一廣範圍內控制彎曲部分11之曲率。
根據上文之實施例2-1,元件晶片2之周邊邊緣部分被留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其),藉此有可能僅將中心部分形成為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-1而不產生諸如破裂之損壞。結果,有可能改良具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-1的可靠性。
<3.實施例2-2(藉由負壓使元件晶片彎曲的實例)>
[使用製造實施例2-2之方法之基底的組態]
作為使用製造實施例2-2之方法的基底21,使用在實施例2-1中使用圖2所描述之相同基底21,同時添加一能夠自開口23之內部排放的附接排放系統。該排放系統可(例如)採用自底板27側排放開口23內部之氣體的組態,該底板27自一側阻塞基底21之開口23。進一步,可採用一組態,其中用於排放之孔設在基底21中及基底21與底板27之間且自該等孔排放來自開口23內部之氣體。
[製造實施例2-2之方法]
圖10A至圖10C為截面圖,其描述製造實施例2-2之固態成像元件之方法。下文中,將基於圖式而給出該製造方法之描述。
首先,如圖10A中所示,將底板27配置於與其中平坦表面25設在基底21中之側相反的側處,且預先自一側阻塞基底21之開口23。在此狀態下,例如,將一排放來自上文所描述之開口23內部之氣體的排放系統33附接至底板27。
接著,如圖10B中所示,在基底21之開口23被覆蓋的狀態下,將元件晶片2安裝於基底21之平坦表面25上,其中元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上。將由(例如)熱固性樹脂或光可固化樹脂形成之黏附劑35配置於元件晶片2中之朝向基底21的安裝表面側上。如圖式中所示,黏附劑35可配置於元件晶片2中之朝向基底21的安裝表面側的整個表面上或可僅配置於元件晶片2之周邊邊緣(其對應於基底21之平坦表面25)處。然而,重要的係黏附劑35在圍繞開口23之整個圓周處被插入於基底21之平坦表面25與元件晶片2之間。
此時,成像區域4被置於開口23之範圍中且成像區域4之周邊由基底21之平坦表面25在整個表面上使用黏附劑35而支撐。進一步,在此狀態下,相對於平坦表面25來配置被配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8,且可將周邊電路5至8之一部分配置於開口23之範圍中,此與上文所描述之實施例2-1相同。
在此狀態下,藉由被插入於基底21之平坦表面25與元件 晶片2之間的黏附劑35而將元件晶片2固定於基底21之平坦表面25上。此時,重要的係將元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25。舉例而言,當將熱固性樹脂用作黏附劑35時,藉由使用加熱過程使黏附劑35固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,當使用環氧樹脂時,在160℃下執行加熱過程歷時15分鐘。同時,當將光可固化樹脂用作黏附劑35時,藉由使用穿過元件晶片2之長波光照明使黏附劑35固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,當元件晶片2由單晶矽組態時,使用具有700 nm或更大之波長的長波長光來執行光照明。以此方式,藉由元件晶片2及底板27來密封基底21之開口23。
接著,如圖10C中所示,使用排放系統33來排放位於基底21之經密封開口23中的氣體。以此方式,元件晶片2中經配置成對應於基底21之開口23的中心部分被拉向開口23之內部且經成形為被三維地彎曲的彎曲部分11。類似於基底21之開口23的形狀,彎曲部分11經成形以具有(例如)圓形底部分。進一步,若開口23之形狀為具有四個圓化拐角之正方形,則形成三維彎曲,其中在接近於彎曲部分11之頂點的部分處有作為底部分的圓。此時,藉由將元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加由在開口23中之排放引起的應力。以此方式,有可能形成以三維方式彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。因此之故,以下事實與實施例2-1中之情況相同:重要的係藉由相對 於元件晶片2之外部形狀來調整開口23之寬度w1而相對於平坦表面25充分地固定元件晶片2之周邊邊緣之整個圓周。進一步,當開口23為圓形時,此效應甚至更為可靠。
進一步,藉由賦予基底21之開口23的內壁一錐形形狀及使開口23之邊緣部分成為一凸彎曲表面,有可能防止在彎曲時的應力集中於對應於開口23之邊緣的元件晶片2部分處,及防止元件晶片2在此部分處破裂,此與實施例2-1相同。
進一步,元件晶片2中之彎曲部分11的周邊部分被固定至基底21之平坦表面25而無彎曲且被留作平坦部分13。以下事實亦與實施例2-1中之情況相同:在彎曲部分11之整個圓周上留下平坦部分13。
以下事實與實施例2-1中之情況相同:形成於元件晶片2上之彎曲部分11具有一匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用之透鏡)之成像表面曲率的曲率。可藉由調整在平坦表面25側處開口23之內壁形狀及開口23中之壓力來執行對曲率之此調整。當需要增大彎曲部分11之曲率時,可使用元件晶片2來增大開口23內部與外部的壓力差。此處,作為另一種方法(其中將負壓施加至開口23),存在一種使用真空室而不提供排放系統33之方法。在此狀況下,設定在真空室中將元件晶片2安裝於基底21上的狀態,藉由將負壓施加至真空室之內部而將負壓施加至基底21之開口23之內部,且藉由使元件晶片2膨脹以匹配在此狀態下膨脹之基底21而將開口23之內部設定為一密封狀態。其 後,藉由將基底21及元件晶片2排放至大氣中,產生朝基底21之開口23之內部的彎曲。進一步,為了使元件晶片2無困難地三維彎曲以便具有目標曲率,可調整元件晶片2之厚度,此與實施例2-1相同。
以上文之方式,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-2。在形成固態成像元件1-2之後,可按需要自背表面使基底21變薄。進一步,為了使彎曲部分11之形狀穩定,可在移除底板27之後將樹脂填充於開口23中且固化。同時,當要保留彎曲部分11之形狀時,可自基底21剝離元件晶片2。為了促進以此方式將元件晶片2剝離,可在將元件晶片2安裝於基底21上之前用剝除劑塗佈元件晶片2之背表面(面對基底21之表面)。
[實施例2-2之固態成像元件]
藉由上文之程序所獲得的固態成像元件1-2為實施例2-1之固態成像元件,其中基底21之開口23的內部經設定作為空間部分。進一步,在製造程序期間,開口23之內部被排放或設定至負壓,且在底板27不作改變地作為封裝的狀態下,保留開口23內部之負壓氛圍。然而,當將樹脂填充於基底21之開口23內部時,藉由樹脂以與實施例2-1之固態成像元件相同之方式來封閉開口23之內部。
[實施例2-2之效應]
根據上文所描述之實施例2-2,以與實施例2-1相同之方式,在元件晶片2之周邊邊緣被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之中心部分(其經配置以 覆蓋開口23)在基底21中被三維地彎曲。元件晶片2之周邊邊緣部分(其自由曲率形成之彎曲部分11的周邊邊緣延續)被留作被固定至基底21之平坦表面25的平坦部分13。因此,元件晶片2之周邊邊緣部分可被留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其)。
進一步,可藉由開口23之內部與外部之間的壓力差(經由元件晶片2)來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,有可能以高精確度及在一廣範圍內控制彎曲部分11之曲率。
根據上文所描述之實施例2-2,有可能將元件晶片2之周邊邊緣部分留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其)及僅將中心部分形成作為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-2而不產生諸如破裂之損壞。結果,類似於實施例2-1,有可能改良具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-2的可靠性。
<4.實施例2-3(將基底用作封裝的實例)>
[使用製造實施例2-3之方法之基底的組態]
圖11A及圖11B為在製造實施例2-3之方法中所使用之基底的截面圖及平面圖。圖式中所示之基底21a與在製造實施例2-1及實施例2-2之方法中所使用之基底的不同之處在於基底21a具有一充當封裝之組態且一基底側電極43設在平坦表面25上。
換言之,基底21a具有一組態,其中在製造實施例2-1及實施例2-2之方法中所使用之基底21經設定作為基底主體 21,且基底側電極43配置於其平坦表面25上。基底側電極43係相對於設在下文所描述之元件晶片上的晶片側電極而配置且以被嵌入於平坦表面25中的狀態配置。亦即,基底側電極43之表面組態平坦表面25之一部分。基底側電極43經組態以自基底21a之平坦表面25突出及連接至外部構件。此處,基底側電極43可設在在開口23中平坦表面25側之內壁處。
此處,當使用導電材料來組態基底主體21時,其經設定使得藉由絕緣膜來組態基底主體21之平坦表面25側,基底側電極43以被嵌入於絕緣膜中之狀態配置且保留每一基底側電極43之絕緣性質。
進一步,一能夠自開口23之內部進行排放的排放系統33附接至基底21a。排放系統33(例如)可具有一組態,其自底板27(其自一側阻塞基底21之開口23)之側排放來自開口23之內部的氣體。進一步,可採用一組態,其中用於排放之孔設在基底21中及基底21與底板27之間,且自該等孔排放來自開口23內部之氣體。
[製造實施例2-3之方法]
圖12A至圖12C為截面程序圖,其描述製造實施例2-3之固態成像元件之方法。圖12中所示之製造實施例2-3之方法係使用具有上文所描述之組態的基底21a來製造固態成像元件之方法,且下文將基於圖式來描述該製造方法。
首先,如圖12A中所示,將底板27配置於與基底21a中的具備平坦表面25之側相反的側上且預先自一側阻塞基底 21a之開口23。
接著,將元件晶片2a安裝於基底21a上。此處所使用之元件晶片2a在與具備成像區域4及周邊電路5至8之表面相反的背表面上具備晶片側電極15。該等晶片側電極15自成像區域4及周邊電路5至8突出且配置於對應於基底側電極43之位置(例如,元件晶片2a中之周邊邊緣部分)處。
進一步,將一各向異性導電黏附劑45配置於其中晶片側電極15以此方式配置於元件晶片2a中的表面側上。該各向異性導電黏附劑45具有一組態,其中導電精細微粒分散於熱固性樹脂或光可固化樹脂中。如所說明,各向異性導電黏附劑45可配置於其中晶片側電極15配置於元件晶片2a中的表面之整個表面上,或可僅相對於基底21a之平坦表面25而配置於元件晶片2a之周邊邊緣處。然而,重要的係在圍繞開口23之整個圓周中將各向異性導電黏附劑45插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a之間。
以此方式,在基底21a之開口23被覆蓋的狀態下,將元件晶片2a安裝於基底21a之平坦表面25上,其中元件晶片2a中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上。因此,將各向異性導電黏附劑45插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a之間。
此時,相對於基底21a而使元件晶片2a之位置對準使得設在元件晶片2a上的晶片側電極15與設在基底21a之平坦表面25上的基底側電極43經配置以便彼此一對一地對應。進一步,將元件晶片2a之成像區域4置於基底21a之開口23 的範圍中且由基底21a之平坦表面25經由各向異性導電黏附劑45來支撐成像區域4之周邊邊緣部分。進一步,在此狀態下,將配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8配置於平坦表面25上且可將其一部分配置於開口23之範圍中,此與上文所描述之每一實施例相同。
在此狀態下,如圖12B中所示,藉由被插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a之間的各向異性導電黏附劑45而將元件晶片2a固定於基底21a之平坦表面25上。此時,重要的係將元件晶片2a之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25。舉例而言,當將熱固性樹脂用作各向異性導電黏附劑45時,藉由使用加熱過程使熱固性樹脂固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,當使用環氧樹脂時,在160℃下執行加熱過程歷時15分鐘。同時,當將光可固化樹脂用作各向異性導電黏附劑45時,藉由使用穿過元件晶片2a之長波光照明使光可固化樹脂固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,當元件晶片2a由單晶矽組態時,使用具有700 nm或更大之波長的長波長光來執行光照明。上文中,藉由元件晶片2a及底板27來密封基底21a之開口23。進一步,藉由各向異性導電黏附劑45來連接基底側電極43及晶片側電極15。
接著,如圖12C中所示,使用排放系統33來排放位於基底21a之密封開口23內部的氣體。以此方式,元件晶片2a中相對於基底21a之開口23而配置的中心部分被拉向開口23之內部且經成形為被三維地彎曲的彎曲部分11。類似於 基底21a之開口23的形狀,彎曲部分11經成形以具有(例如)圓形底部分。進一步,若開口23之形狀為具有四個圓化拐角之正方形,則形成三維彎曲,其中在接近於彎曲部分11之頂點的部分處有作為底部分的圓。此時,藉由將元件晶片2a之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2a之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加由在開口23中之排放引起的應力。以此方式,有可能形成一以三維方式彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。因此之故,以下事實與其他實施例中之情況相同:重要的係藉由相對於元件晶片2a之外部形狀來調整開口23之寬度w1而相對於平坦表面25充分地固定元件晶片2a之周邊邊緣的整個圓周。進一步,當開口23為圓形時,此效應甚至更為可靠。
進一步,藉由賦予基底21a之開口23的內壁一錐形形狀及使開口23之邊緣部分成為一凸彎曲表面,有可能防止在彎曲時的應力集中於對應於開口23之邊緣的元件晶片2a部分處及防止元件晶片2a在此部分處破裂,此與其他實施例相同。
進一步,元件晶片2a中之彎曲部分11的周邊部分被固定至基底21a之平坦表面25而無彎曲且被留作平坦部分13。以下事實亦與其他實施例相同:平坦部分13被留在彎曲部分11之整個圓周上。
以下事實與其他實施例中之情況相同:形成於元件晶片2a上之彎曲部分11具有一匹配光學系統(諸如與元件晶片2a 結合來使用之透鏡)之成像表面曲率的曲率。類似於實施例2-2,可藉由調整主要在平坦表面25側處之開口23的內壁形狀及開口23中之壓力來執行對曲率之此調整。當需要增大彎曲部分11之曲率時,可使用元件晶片2a來增大開口23內部與外部的壓力差。進一步,為了使元件晶片2a無困難地三維彎曲以便具有目標曲率,可調整元件晶片2a之厚度,此與其他實施例相同。此處,作為另一種方法(其中將負壓施加於開口23內部以導致體積收縮及藉此導致元件晶片2a彎曲),可應用一種在在負壓之狀態下基底21及元件晶片2a黏在一起之後執行大氣排放的方法,此與實施例2-2相同。
以此方式,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-3。在形成固態成像元件1-3之後,可按需要自背表面使基底21a變薄。進一步,為了使彎曲部分11之形狀穩定,可在移除底板27之後將樹脂填充於開口23中且固化。
[實施例2-3之固態成像元件]
藉由上文之程序所獲得的固態成像元件1-3具有上文所描述之基底21a,該基底21a作為封裝而附接至元件晶片2a中之彎曲部分11的凸彎曲側表面。元件晶片2a對應於實施例2-1之固態成像元件(1-1)的元件晶片(2),其上設有晶片側電極15。晶片側電極15配置於與具備成像區域4及平坦部分13中之周邊電路5至8的表面相反的背表面側上,且相對於配置於基底21a(其為封裝)上之基底側電極43而一對一地連接。藉由插入於基底21a之平坦表面25與元件晶片2a 之間的各向異性導電黏附劑45來形成晶片側電極15與基底側電極43的連接。進一步,在製造程序期間開口23之內部被排放或負壓被施加至該內部且底板27不作改變地作為封裝的狀態下,在開口23內部保留負壓氛圍。
[實施例2-3之效應]
即使對於上文所描述之實施例2-3而言,以與其他實施例相同之方式,在元件晶片2a之周邊邊緣被固定至開口23之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2a之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)在基底21a中被三維地彎曲。元件晶片2a之周邊邊緣部分(其自由該曲率形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續)被留作一固定至基底21a之平坦表面25的平坦部分13。因此,可將元件晶片2a之周邊邊緣部分留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其)。
進一步,可藉由開口23之內部與外部之間的壓力差(經由元件晶片2a)來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,有可能以高精確度及在廣範圍內控制彎曲部分11之曲率。
根據上文之實施例2-3,元件晶片2a之周邊邊緣部分被留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其),藉此有可能僅將中心部分形成作為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-3而不產生諸如破裂之損壞。結果,類似於其他實施例,有可能改良具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-3的可靠性。
另外,根據實施例2-3,藉由將基底21a用作封裝,有可能消除將附接至元件晶片2a之封裝與作為外部端子之基底 側電極43組裝的程序。進一步,自周邊電路5至8突出之端子設在其中成像區域4配置於元件晶片2a之平坦部分13上的表面側上,藉此有可能使用該等端子來連接至外部電路。此時,藉由將端子設在平坦部分13中,保證了有利之可操作性以用於獲得至外部電路之類結合連接。
此處,可將實施例2-3與使用實施例2-1中所描述之樹脂之固化收縮來形成彎曲部分的方法組合。在此狀況下,作為實施例2-1中所使用之樹脂,使用具有固化收縮性質之各向異性導電黏附劑。
<5.實施例2-4(藉由真空吸附將元件晶片固定至基底的實例)>
[使用製造實施例2-4之方法之基底的組態]
圖13A及圖13B為在製造實施例2-4之方法中所使用之基底的截面圖及平面圖。圖13A及圖13B中所示之基底21b與在製造實施例2-1及實施例2-2之方法中所使用之基底的不同之處在於基底21b具備用於固定元件晶片之一排放槽51,且在其他方面,該等組態係相同的。
亦即,作為基底21b,在製造實施例2-1及實施例2-2之方法中所使用之基底21被設定作為基底主體21且排放槽51設在其平坦表面25上。以圍繞基底21b中之開口23之整個圓周的狀態提供排放槽51。排放系統53連接至排放槽51且經組態以排放來自排放槽51內部之氣體。
[製造實施例2-4之方法]
圖14A及圖14B為截面程序圖,其描述製造實施例2-4之 固態成像元件之方法。圖14A及圖14B中所示之製造實施例2-4之方法係一種使用具有上文所描述之組態的基底21b來製造固態成像元件的方法,且下文將基於圖式來描述該製造方法。
首先,如圖14A中所示,將底板27配置於與其中平坦表面25設在基底21b之側相反之側處,且預先自一側阻塞基底21b之開口23。
接著,在基底21b之開口23被覆蓋的狀態下,將元件晶片2安裝於基底21b之平坦表面25上,其中元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上。此時,成像區域4被置於開口23之範圍中且成像區域4之周邊邊緣部分由基地21b之平坦表面25支撐。進一步,藉由元件晶片2來覆蓋設在基底21b之平坦表面25上的排放槽51之整個表面。進一步,在此狀態下,將配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8配置於平坦表面25上且可將其一部分配置於開口23之範圍中,此與上文所描述之其他實施例相同。
在此狀態下,藉由排放系統53來排放位於排放槽51內部之氣體,將負壓施加於排放槽51內部,且藉由真空吸附將元件晶片2固定至基底21b之平坦表面25。此時,重要的係元件晶片2之整個圓周被固定至平坦表面25。以此方式,藉由元件晶片2及底板27來密封基底21b之開口23。
接著,如圖14B中所示,當藉由真空吸附來維持元件晶片2相對於基底21b之固定時,使用排放系統33來排放位於 基底21b之密封開口23內部的氣體。以此方式,元件晶片2之中心部分(其經配置以對應於基底21b之開口23)被拉向開口23之內部且經成形為被三維地彎曲的彎曲部分11。類似於基底21b之開口23的形狀,彎曲部分11經成形以具有(例如)圓形底部分。進一步,若開口23之形狀為具有四個圓化拐角之正方形,則形成三維彎曲,其中在接近於彎曲部分11之頂點的部分處有作為底部分的圓。此時,藉由將元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於開口23)均勻地施加由在開口23中之排放引起的應力。以此方式,有可能形成以三維方式彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。因此之故,以下事實與其他實施例中之情況相同:重要的係藉由相對於元件晶片2之外部形狀來調整開口23之寬度w1而相對於平坦表面25充分地固定元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周。進一步,當開口23為圓形時,此效應甚至更為可靠。
進一步,藉由賦予基底21b之開口23的內壁一錐形形狀及使開口23之邊緣部分成為一凸彎曲表面,有可能防止在彎曲時的應力集中於對應於開口23之邊緣的元件晶片2部分處及防止元件晶片2在此部分處破裂,此與其他實施例中之情況相同。
進一步,元件晶片2中之彎曲部分11的周邊部分被固定至基底21b之平坦表面25而無彎曲且被留作平坦部分13。以下事實亦與其他實施例相同:平坦部分13被留在彎曲部 分11之整個圓周上。
以下事實與其他實施例中之情況相同:形成於元件晶片2上之彎曲部分11具有一匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用之透鏡)之成像表面曲率的曲率。類似於實施例2-2及實施例2-3,可藉由調整主要在平坦表面25側處開口23之內壁形狀及開口23中之壓力來執行對曲率之此調整。當需要增大彎曲部分11之曲率時,可使用元件晶片2來增大開口23內部與外部的壓力差。進一步,為了使元件晶片2無困難地三維彎曲以便具有目標曲率,可調整元件晶片2之厚度,此與其他實施例相同。此處,作為另一種方法(其中將負壓施加於開口23內部以導致體積收縮及藉此導致元件晶片2彎曲),可應用一種在負壓狀態下將基底21b及元件晶片2黏在一起之後執行大氣排放的方法,此與實施例2-2及實施例2-3相同。
以此方式,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-4。在形成固態成像元件1-4之後,為了使彎曲部分11之形狀穩定,可藉由在元件晶片2被真空吸附至基底21b的狀態下移除底板27、將樹脂填充於開口23中及使樹脂固化來整合基底21b及元件晶片2。在此狀況下,在將基底21b與元件晶片2整合之後,可自背表面使基底21b變薄。同時,當要保留彎曲部分11之形狀時,有可能使用一組態,其中元件晶片2被從基底21b移除以作為固態成像元件而不整合元件晶片2及基底21b。
[實施例2-4之固態成像元件]
藉由以上之程序所獲得之固態成像元件1-4經組態作為彎曲部分11,其中元件晶片2之中心部分被三維地彎曲。進一步,提供自彎曲部分11之周邊部分延伸的一平坦部分13。平坦部分13配置於彎曲部分11之整個圓周處且具有共面組態。
將其中配置有光電轉換單元之成像區域4配置於彎曲部分11之凹彎曲表面側中。彎曲部分11經設定具有一匹配光學系統(諸如與固態成像元件1-4結合來使用之透鏡)之成像表面曲率且其中光電轉換單元沿成像表面曲率而配置的曲率。因此之故,彎曲部分11之底表面較佳為圓形。
進一步,配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8設在平坦部分13中。該等周邊電路5至8之一部分可配置於彎曲部分11上。此處,自周邊電路5至8突出之端子設在平坦部分13中,藉此有可能使用該等端子與外部電路連接。此時,藉由將端子設在平坦部分13中,保證了有利之可操作性以用於獲得至外部電路之類結合連接,此與其他實施例相同。
另外,固態成像元件1-4採用一組態,其中由基底21b自彎曲部分11之凸彎曲表面側來支撐元件晶片2且樹脂被填充於基底21b之開口23內部。在此狀況下,藉由填充於開口23內部之樹脂來保證彎曲部分11之形狀。
[實施例2-4之效應]
即使對於上文所描述之實施例2-4,以與其他實施例相同之方式,在元件晶片2之周邊邊緣被固定至開口23之周 邊的平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之中心部分(其經配置以覆蓋開口23)在基底21b中被三維地彎曲。自由曲率形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續的周邊邊緣部分被留作一固定至基底21b之平坦表面25的平坦部分13。因此,可將元件晶片2之周邊邊緣部分留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其)。
進一步,可藉由開口23之內部與外部之間的壓力差(經由元件晶片2)來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,有可能以高精確度及在一廣範圍內控制彎曲部分11之曲率。
根據上文之實施例2-4,元件晶片2之周邊邊緣部分被留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其),藉此有可能僅將中心部分形成作為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-4而不產生諸如破裂之損壞。結果,類似於其他實施例,有可能改良具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-4的可靠性。
<6.實施例2-5(根據基底之形狀來控制彎曲部分之形狀的實例)>
[在製造實施例2-5之方法中所使用之基底的組態]
圖15A及圖15B為在製造實施例2-5之方法中所使用之基底的截面圖及平面圖。圖15A及圖15B中所示之基底21c在基底21c之開口的形狀方面不同於在製造其他實施例之方法中所使用之基底,且在其他方面,該等組態係相同的。
亦即,基底21c具有一彎曲凹部分55,其經形成作為其中基底21c之內壁被三維地彎曲之凹彎曲表面。在具備彎 曲凹部分55之基底21c的一個表面上,彎曲凹部分55之周邊經成形為平坦表面25。
彎曲凹部分55經設定以具有一匹配光學系統(其將與此處所製造之固態成像元件結合來使用之透鏡與複數個透鏡組合)之成像表面曲率(透鏡像差)的形狀。彎曲凹部分55之曲率被設定至(例如)大致10%至20%(例如,大致17%)。進一步,較佳地,藉由彎曲凹部分55之凹彎曲表面及平坦表面25之長側所產生的角θ小於90°(例如,大致45°)。進一步,彎曲凹部分55之開口寬度w1經大致地設定使得使用圖1所描述之元件晶片(2)之成像區域(4)配合於彎曲凹部分55之範圍內。
一能夠自彎曲凹部分55內部排放之排放系統的排放口57設在彎曲凹部分55中。排放口57經設定以(例如)設在彎曲凹部分55之中心部分處。進一步,排放口57之配置並不限於此;然而,重要的係設定彎曲凹部分55中之排放口57的配置狀態使得下文所描述之元件晶片(2)能夠沿彎曲凹部分55而彎曲。
因此之故,例如,如圖16A中所示,連接至排放系統之複數個排放口57可分散及配置於整個彎曲凹部分55中。進一步,如圖16B中所示,將連接至排放系統之排放口57設在彎曲凹部分55之中心中,且可將與該等排放口57連通之排放槽59設在整個彎曲凹部分55中。
在上文之彎曲凹部分55的整個圓周上提供平坦表面25。類似於其他實施例,平坦表面25具有一寬度w2,該寬度 w2支撐元件晶片(2)之周邊邊緣,使得至少上文使用圖1所描述之元件晶片(2)之成像區域4配合於彎曲凹部分55(其變成開口)之範圍內。為了促進在安裝元件晶片(2)時的位置對準,可將平坦表面25之整個圓周或其一部分組態作為一高於平坦表面25之表面。此處,當未執行此位置對準時,可將基底21c之一個表面的整個表面設定為具有與平坦表面25相同的高度。
平坦表面具備與在先前實施例2-4中所描述之基底(21b)相同的排放槽51。以圍繞基底21c中之彎曲凹部分55的整個表面的狀態提供該排放槽51。排放系統53連接至排放槽51且經組態以排放來自排放槽51內部之氣體。
類似於其他實施例,基底21c之組態材料不受特定限制。
[製造實施例2-5之方法]
圖17A至圖17C為截面程序圖,其描述製造實施例2-5之固態成像元件之方法。圖17A至圖17C中所示之製造實施例2-5之方法係一種使用具有上文所描述之組態的基底21c來製造固態成像元件的方法,且下文將基於圖式來描述該製造方法。
首先,如圖17A中所示,在基底21c之彎曲凹部分55被覆蓋的狀態下,將元件晶片2安裝於基底21c之平坦表面25上,其中元件晶片2中之成像區域4的形成表面(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上。將一由(例如)熱固性樹脂或光可固化樹脂形成之黏附劑35配置於元件晶片2中之朝 向基底21c的安裝表面側上。如圖式中所示,黏附劑35配置於元件晶片2中之朝向基底21c的安裝表面側的整個表面上。
此時,成像區域4被置於彎曲凹部分55之範圍中,且藉由使用黏附劑35,由基底21c之平坦表面25在整個表面上支撐成像區域4之周邊。進一步,在此狀態下,相對於平坦表面25來配置被配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8且可將其一部分配置於彎曲凹部分55之範圍中,此與上文所描述之實施例2-1相同。
在此狀態下,藉由排放系統53來排放位於排放槽51內部之氣體,將負壓施加於排放槽51內部,且藉由真空吸附而將元件晶片2固定至基底21c之平坦表面25。此時,重要的係元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周被固定至平坦表面25。以此方式,密封基底21c之彎曲凹部分55。
接著,如圖17B中所示,當維持元件晶片2藉由真空吸附而相對於基底21c的固定時,使用排放口57來排放位於基底21c之密封彎曲凹部分55內部的氣體。以此方式,元件晶片2a中相對於基底21c之彎曲凹部分55而配置的中心部分被拉向彎曲凹部分55之內部且經形成為被三維地彎曲的彎曲部分11。彎曲部分11具有一遵循基底21c之彎曲凹部分55之形狀的彎曲形狀。此時,藉由將元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25,有可能相對於元件晶片2之中心部分(其對應於彎曲凹部分55)均勻地施加由在彎曲凹部分55中之排放所引起的應力。以此方式,有可能形成 以三維方式彎曲的彎曲部分11而不產生「皺褶」。因此之故,以下事實與其他實施例中之情況相同:重要的係藉由相對於元件晶片2之外部形狀來調整彎曲凹部分55之寬度w1而相對於平坦表面25充分地固定元件晶片2之周邊邊緣的整個圓周。
此處,由於基底21c之彎曲凹部分55的內壁具有對應於平坦表面25之錐形形狀,所以有可能防止在彎曲時的應力集中於對應於彎曲凹部分55之邊緣的元件晶片2部分處及防止元件晶片2在此部分處破裂,此與其他實施例中之情況相同。
進一步,元件晶片2中之彎曲部分11的周邊部分固定至基底21c之平坦表面25而無彎曲且被留作平坦部分13。以下事實亦與其他實施例相同:平坦部分13被留在彎曲部分11之整個圓周上。
以下事實與其他實施例中之情況相同:形成於元件晶片2上之彎曲部分11具有一匹配光學系統(諸如與元件晶片2結合來使用之透鏡)之成像表面曲率的曲率。根據彎曲凹部分55之內壁形狀來控制對曲率之此調整。進一步,為了使元件晶片2無困難地三維地彎曲以便具有目標曲率,可調整元件晶片2之厚度,此與其他實施例相同。此處,作為另一方法(其中將負壓施加於彎曲凹部分55與元件晶片2之間以導致體積收縮及藉此導致元件晶片2彎曲),可應用一種在負壓狀態下將基底21c及元件晶片2黏在一起之後執行大氣排放的方法,此與實施例2至2-4相同。
其後,如圖17C中所示,藉由插入於基底21c之平坦表面25及彎曲凹部分55與元件晶片2之間的黏附劑35而將元件晶片2固定於基底21c上。此時,例如,當將熱固性樹脂用作黏附劑35時,藉由使用加熱過程使黏附劑35固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,在使用環氧樹脂的狀況下,在160℃下執行加熱歷時大約15分鐘。同時,當將光可固化樹脂用作黏附劑35時,藉由使用穿過元件晶片2之長波光照明使黏附劑35固化來執行上文所描述之固定。作為一實例,當元件晶片2由單晶矽組態時,使用具有700 nm或更大之波長的長波長光來執行光照明。
以此方式,形成具有彎曲部分11之固態成像元件1-5。在形成固態成像元件1-5之後,可自背表面使基底21c變薄。
[實施例2-5之固態成像元件]
如圖1中所示,藉由上文之程序所獲得的固態成像元件1-5經組態作為其中元件晶片2之中心部分被三維地彎曲的彎曲部分11。進一步,提供自彎曲部分11之周邊部分延伸的一平坦部分13。該平坦部分13配置於彎曲部分11之整個圓周處且具有共面組態。
將其中配置有光電轉換單元之成像區域4配置於彎曲部分11之凹彎曲表面側中。彎曲部分11經設定具有一匹配光學系統(諸如與固態成像元件1-5結合來使用之透鏡)之成像表面曲率且其中光電轉換單元沿成像表面曲率而配置的曲率。因此之故,彎曲部分11之底表面較佳為圓形。
進一步,將配置於成像區域4之周邊處的周邊電路5至8設在平坦部分13中。可將周邊電路5至8之一部分配置於彎曲部分11上。此處,自周邊電路5至8突出之端子設在平坦部分13中,藉此有可能使用該等端子來與外部電路連接。此時,藉由將端子設在平坦部分13中,保證了有利之可操作性以用於獲得至外部電路之類結合連接,此與其他實施例相同。
另外,固態成像元件1-5採用一組態,其中由具有彎曲凹部分55之基底21c自彎曲部分11之凸彎曲表面側支撐元件晶片2,且藉由彎曲凹部分55來保證彎曲部分11之形狀。
[實施例2-5之效應]
在上文所描述之實施例2-5中,在元件晶片2之周邊邊緣被固定至彎曲凹部分55之周邊之平坦表面25的狀態下,僅元件晶片2之相對於彎曲凹部分55而配置的中心部分在基底21c中被三維地彎曲。自由曲率形成之彎曲部分11之周邊邊緣延續的周邊邊緣部分被留作被固定至基底21c之平坦表面25的平坦部分13。因此,類似於其他實施例,有可能將元件晶片2之周邊部分留作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其)。
進一步,可藉由形成於基底21c中之彎曲凹部分55的形狀來調整彎曲部分11之曲率。因此之故,有可能以高精確度及在一廣範圍內控制彎曲部分11之曲率。
根據上文之實施例2-5,元件晶片2之周邊邊緣部分被留 作平坦部分13(未由於曲率而將應力施加至其),藉此有可能僅將中心部分形成作為三維彎曲部分11。因此之故,有可能製造具備三維彎曲部分11的固態成像元件1-5而不產生諸如破裂之損壞。結果,類似於其他實施例,有可能改良具備三維彎曲部分11之固態成像元件1-5的可靠性。
此處,有可能將實施例2-5與將實施例2-3中所描述之基底用作封裝的方法組合。在此狀況下,將一基底側電極形成於實施例2-5中所使用之基底21c上,將一晶片側電極形成於與元件晶片2中之成像區域4相反之側的表面上,且進一步將一各向異性導電黏附劑用作黏附劑35。
根據根據上文所描述之實施例的電子設備,如在實施例2-1至實施例2-5中所描述,藉由使用一固態成像元件(其具備三維彎曲部分且其中未產生破裂),有可能改良使用固態成像元件之電子設備的可靠性。
下文中,131指示控制單元,131-1指示磁體,131-2指示電磁體,131-3指示吸取控制單元,131-5指示吸取裝置,131-7指示磁力控制單元,133指示磁膜,134指示黏附層,65及66指示線圈,68指示金屬膜,91指示相機,92指示固態成像設備,93指示光學系統透鏡,94指示快門裝置,95指示驅動電路,且96指示信號處理電路。
<實施例3-1>
[應用於固態成像設備之基底的組態實例]
首先,將使用圖18A及圖18B來描述為固態成像設備之組成元件的基底之實例。圖18A為基底之截面圖且圖18B 為基底之平面圖。基底21為支撐具有固態成像元件之成像晶片且在彎曲部分中形成一區域的基底,該區域包括其中配置有光電轉換單元之成像區域。成像區域之成像表面形成於彎曲部分之凹彎曲表面側上,且成像表面為對應於與成像晶片組合之成像透鏡之像場彎曲(透鏡像差)的凹彎曲表面。
亦即,基底21包括一位於中心中之開口23。基底21之一個表面(其上設有開口23)經成形使得開口23之周邊為平坦表面25。開口23具有一外部形狀,該外部形狀匹配與由基底21支撐之成像晶片2組合的光學透鏡(成像透鏡)之像場彎曲(透鏡像差)。在使用普通外部形狀為圓形之透鏡的狀況下,較佳地,當在平面圖中檢視時開口23之開口形狀為圓形(精確圓),且可為正方形之四個拐角被彎曲的形狀。進一步,開口23具有一錐形形狀,其中開口直徑朝位於平坦表面25側上之開口邊緣上的平坦表面25加寬。開口23之錐形表面與平坦表面25之間的角θ小於90°,且(例如)較佳為大致45°。進一步,在平坦表面25側上開口23之開口寬度w1足夠大使得圖1之成像晶片2的成像區域4係在開口23之範圍內。
平坦表面25設在開口23之整個圓周上。平坦表面25具有寬度w2,該寬度w2支撐成像晶片2之周邊邊緣使得至少圖1之成像晶片之成像區域4係在開口23之範圍內。此平坦表面25之外圓周的整個圓周或一部分可經組態作為一高於平坦表面25之表面以促進在將安裝成像晶片2的狀況下的位 置對準。此處,在此位置對準係不重要的狀況下,基底21之表面中之一者的整個表面可為相同高度之平坦表面25。
上文所描述之基底21之開口23在平坦表面25側及與形成有平坦表面25之側相反之側上皆開放。替代地,如由鏈線所說明,基底21可具有一組態,其中阻塞開口23之底板39設在與形成有平坦表面25之側相反之側上的表面上。底板39可與基底21一體式形成或可獨立於基底21而形成,只要開口23在密封狀態下可被阻塞便可。
詳言之,將具有大於成像晶片2之熱膨脹係數(CTE)的材料用作主要組成構件來組態基底21。舉例而言,若主要使用單晶矽(CTE=2.4)來組態成像晶片2,則使用不鏽鋼(SUS 410:CTE=10.4,SUS 304:CTE=17.3)或鋁(CTE=23)來組態基底21。
[固態成像設備之組態實例]
接著,在圖19中說明根據本技術之實施例的固態成像設備之實施例3-1之概略組態。根據實施例3-1之固態成像設備1-1經組態以包括:基底21;成像晶片2,其由基底21支撐且包括其中成像表面4a被三維地彎曲為弧或其類似者的固態成像元件;及控制單元131,其可變地控制成像表面4a之曲率。
其中配置有光電轉換單元之成像區域4及一包括周邊電路5至8之固態成像元件形成於成像晶片2上,磁膜133形成於在與成像區域4之成像表面4a相反之側上的背表面上,且黏附層134形成於磁膜133上。如在稍後所描述之圖21A 至圖21D之製造方法中將變得清楚,位於基底21之開口23側上的彎曲部分11(其中心部分被三維地彎曲為弧或其類似者)形成於成像晶片2上。其中配置有光電轉換單元之成像區域4係在彎曲部分11內,且彎曲部分之凹彎曲表面為成像表面4a。藉由經由黏附層134而將自彎曲部分11之周邊邊緣延伸的平坦部分13固定至基底21之平坦表面25來由基底21支撐成像晶片2。
另一方面,藉由磁體131-1來組態控制單元131,該磁體131-1為可在垂直方向上相對於成像晶片2之成像表面4a而移動的磁力產生裝置。磁體131-1配置於在基底21之背表面側上面對開口23的與成像晶片2之彎曲部分11相對的一位置處。
[成像晶片之彎曲成像區域的製造方法]
圖21A至圖21D中說明一種製造成像區域4之彎曲部分11及成像晶片2的方法,該成像晶片2包括彎曲部分11之周邊邊緣之平坦部分13。圖21A至圖21D中所說明之成像晶片2的製造方法使用上文所描述之基底21。
首先,如圖21A中所說明,預備一基底21,其中與其上具備開口23之平坦表面25的側相反的側未被阻塞。
接著,如圖21B中所說明,藉由加熱使基底21膨脹。這樣一來,開口23之直徑膨脹且擴展至平坦表面25之外部。此時的加熱溫度等於或高於設在接著描述之成像晶片2之背表面上的黏附層134的固化溫度,且係在不影響成像晶片2之範圍內。
接著,如圖21C中所說明,將磁膜133形成於在與包括固態成像元件之成像晶片2之成像表面4a相反之側上的背表面上,且將黏附層134形成於其上。例如,可將塗覆膜(其中磁粉被混合入黏合劑)、磁性薄片(其中混合有磁粉)或其類似者用作磁膜133。例如,可將塗佈膜(其中黏附劑由熱固性樹脂、熱固性黏附薄片或其類似者製成)用作黏附層134。如圖式中所說明,黏附層134可配置於在成像晶片2之基底21之置放表面側上的整個表面上,或可藉由與基底21之平坦表面25對應而僅配置於成像晶片2之周邊邊緣上。然而,重要的係在圍繞開口23之整個圓周上將黏附層134插入於基底21之平坦表面25與成像晶片2之間。
此外,在插塞基底21之開口23的狀態下,成像晶片2之成像區域4的成像表面4a(亦即,光電轉換單元之形成表面)面向上,且將成像晶片2安裝於基底21之平坦表面25上。此時,使成像區域4(亦即,視角區域)保持於開口23之範圍內,且由基底21之平坦表面25在整個表面上經由黏附層134支撐成像區域4之周邊。進一步,在此狀態下,將置放於成像區域4之周邊中的周邊電路5至8置放成與平坦表面25對應,且可將周邊電路5至8之一部分置於開口23之範圍內。
藉由維持此狀態直至插入於基底21之平坦表面25與成像晶片2之間的黏附層134被固化而將成像晶片2固定於基底21之平坦表面25上。此時,重要的係成像晶片2之周邊邊緣之整個圓周被固定於基底21之平坦表面25上。舉例而 言,可在160℃下執行黏附層134之固化歷時15分鐘。
接著,如圖21D中所說明,使基底21自加熱狀態冷卻至室溫。基底21在此冷卻過程期間收縮。此時,基底21收縮至加熱之前的大小。
歸因於基底21之體積收縮,成像晶片2之經置放成對應於基底21之開口23的中心部分朝開口23之內部分凸出,且經成形為三維地翹曲之彎曲部分11。彎曲部分11經彎曲使得其一部分係沿著開口23之上邊緣的錐形形狀。彎曲部分11因此經成形為(例如)一具有圓形底部分之形狀(亦即,經形成為類似於基底21之開口23之形狀的弧)。進一步,若開口23之形狀為正方形之四個拐角被彎曲的形狀,則接近彎曲部分11之頂點的部分經形成為具有圓形底部分之三維彎曲。本實例中之彎曲部分11經彎曲為弧。
此時,藉由將成像晶片2之周邊邊緣的整個圓周固定至平坦表面25,在成像晶片2之中心部分(其對應於開口23)上形成一被三維地彎曲的彎曲部分11而不導致「皺褶」。
此處,為了將成像晶片2之周邊邊緣的整個圓周充分地固定至平坦表面25,重要的係相對於成像晶片2之外部形狀來調整開口23之開口寬度w1使得平坦部分13維持某一寬度或更大。舉例而言,若成像晶片2之形狀具有4 mm×4 mm之外部形狀及大致15 μm之厚度,則設定開口寬度w1使得在成像晶片2之整個圓周上保持1 mm或更大之平坦部分13。
進一步,藉由使基底21之開口23的上邊緣成為錐形形 狀,有可能防止在彎曲時的應力集中於對應於開口23之邊緣的成像晶片2部分處及防止成像晶片2在此部分處破裂。
另一方面,成像晶片2之彎曲部分11的周邊被固定至基底21之平坦表面25而未彎曲,且保持作為平坦部分13。平坦部分13保持在彎曲部分11之整個圓周上。
較佳地,形成於成像晶片2上之彎曲部分11具有一曲率,該曲率匹配於與成像晶片2結合來使用之光學透鏡(成像透鏡)的像場彎曲。
進一步,為了使成像晶片2無困難地三維彎曲以便具有目標曲率,可調整成像晶片2之厚度。因此,與當彎曲部分11之底面積係大時的狀況相比,較佳地,彎曲部分11之底面積愈小,則成像晶片2之厚度愈小。
如上文所描述形成包括彎曲部分11(其中成像表面4a被彎曲)之成像晶片2。藉由與包括因此所獲得之彎曲部分11的成像晶片2相對及將磁體131-1配置於基底21之背表面側上來組態本實施例之固態成像設備1-1。
[操作之描述]
接著,將描述根據實施例3-1之固態成像設備1-1的操作。如圖20中所說明,磁體131-1經配置以沿垂直於成像區域4之軸線a而穿過彎曲部分11之成像區域4的中心從而在自實線部分至虛線位置的區域z內受到可變地控制。藉由根據磁體131-1距彎曲部分11之距離的磁力之拉力而被進一步彎曲,彎曲部分11(因此,成像表面4a)獲得目標曲率。
當磁體131-1位於離成像晶片2之彎曲部分11最遠的實線位置時,磁體131-1之磁力(其作用於位於彎曲部分11之背表面上的磁膜133上)變成最弱,且彎曲部分11(成像表面4a)之曲率變成最小(曲率半徑最大)(圖式中藉由實線來展示)。最小曲率狀態等於初始狀態。相反地,當磁體131-1位於最接近成像晶片2之彎曲部分11的虛線位置時,磁體131-1之磁力(其作用於彎曲部分11之背表面的磁膜133上)最強大,且彎曲部分11(成像表面4a)之曲率變成最大(曲率半徑最小)(圖式中藉由虛線來展示)。因此,藉由在上文所描述之範圍z內可變地移動磁體131-1而將磁力控制為可變的,可任意地改變彎曲部分11(成像表面4a)之曲率。
[效應]
根據根據實施例3-1之固態成像設備1-1,藉由相對於由基底21支撐且包括彎曲部分11之成像晶片2來可控地移動磁體131-1,可在一所要範圍內任意地改變彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
如將藉由稍後所描述之電子設備詳細描述,將固態成像設備1-1有利地應用於包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。由於固態成像設備1-1包括彎曲部分11(其包括具有對應於成像透鏡之像場彎曲(透鏡像差)之凹彎曲表面的成像表面4a),所以藉由將少量透鏡作為成像透鏡來進行擷取係可能的。當成像透鏡包括變焦透鏡時(尤其在透鏡為接近於成像表面4a之廣角透鏡(短焦距)的情況下),入射於透鏡上之主體光之離軸光通量的入射角變大,且像場彎曲變 大。亦即,若成像表面4a之曲率為適合於透鏡為遠距離攝影透鏡(長焦距)(藉由透鏡與成像表面4a分離)的情況的曲率,則藉由廣角透鏡來產生像場彎曲。當使用此廣角透鏡時,藉由使磁體131-1接近彎曲部分11來減小成像表面4a之曲率,焦點在成像表面4a之整個表面上匹配,且適當之影像形成係可能的。
進一步,在包括普通成像透鏡(諸如變焦透鏡、固定透鏡或遠距離攝影透鏡)的電子設備(諸如相機)的情況下,其中可變地調整成像晶片2之彎曲部分11的曲率、焦點被固定至影像中心、且周圍離焦的成像亦係可能的。
此處,在本實施例中,在成像晶片2之周邊邊緣部分藉由保持平坦部分13(其上未由於彎曲而加有應力)而被固定的狀態下,僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲。因此有可能獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未導致諸如裂痕之損壞。
順便提及,在包括專利文獻中所描述之彎曲表面的固態成像設備的情況下,其上形成有固態成像設備之整個晶片(半導體晶片)在兩種狀況下皆彎曲。因此,存在以下關注問題:將在晶片之由於經由分割進行劃分而變成粗糙表面的周邊邊緣部分上導致應力,且將在晶片中自周邊邊緣部分側出現裂痕。根據本實施例,防止了裂痕之產生。
<3.實施例3-2>
[固態成像設備之組態實例]
圖22中說明根據本技術之實施例的固態成像設備之實施 例3-2之概略組態。根據實施例3-2之固態成像設備1-2經組態以包括:基底21;成像晶片2,其包括由基底21支撐之固態成像元件且包括經三維地彎曲為弧或其類似者之成像表面4a;及控制單元131,其可變地控制成像表面4a之曲率。
類似於實施例3-1,其上配置有光電轉換單元之成像區域4及包括周邊電路5至8之固態成像元件形成於成像晶片2上,磁膜133形成於與成像區域4之成像表面4a相反之側上的背表面上,且黏附層134形成於磁膜133上。進一步,類似於上文所描述之圖21A至圖21D的描述,藉由成像晶片2之中心部分在基底21之開口23側上三維地彎曲為弧或其類似者而將彎曲部分11形成於成像晶片2上。本實例中之彎曲部分11被彎曲為弧。其中配置有光電轉換單元之成像區域4存在於彎曲部分11內,且彎曲部分11之凹彎曲表面為成像表面4a。成像晶片2由基底21藉由自彎曲部分11之周邊邊緣延伸的平坦表面13支撐,該周邊邊緣經由黏附層134而固定至基底21之平坦表面25。
原則上,控制單元131係藉由將線圈37纏繞於磁心36上而組態,且係藉由為磁力產生裝置的電磁體131-2而組態,在該磁力產生裝置中根據流經線圈37之電流而產生的磁力改變。電磁體131-2配置於基底21之背表面上的與彎曲部分11之中心部分相對的位置處。亦即,藉由穿過成像晶片2之成像區域4的中心且固定至垂直於成像區域4之軸線上的預定位置來配置電磁體131-2。
由於基底21及成像晶片2之其他組態與實施例3-1相同,所以針對圖22之對應於圖19及圖21的部分而給出相同參考數字,且將省略重疊之描述。製造支撐成像晶片2之基底21及僅使成像區域4彎曲的方法與實施例3-1相同。
[操作之描述]
接著,將描述根據實施例3-2之固態成像設備1-2的操作。如圖23中所說明,藉由控制被固定及配置於軸線a上之電磁體131-2的磁力,得以可變地控制彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。亦即,若電磁體131-2之磁力為零,則彎曲部分11具有藉由上文所描述之製造方法所獲得的曲率(圖式中藉由實線來展示)。彎曲部分11之曲率歸因於磁力之拉力而增加,因為電磁體131-2之磁力基於流經線圈37之電流的量而增加。亦即,除藉由上文所描述之製造方法所獲得的彎曲外,彎曲部分11(因此,成像表面4a)進一步藉由電磁體131-2之拉力而彎曲,且具有大於初始狀態之目標曲率(圖式中藉由虛線來展示)。因此,可藉由可變地控制電磁體131-2之磁力來任意地改變彎曲部分11(成像表面4a)之曲率。
[效應]
根據根據實施例3-2之固態成像設備1-2,藉由相對於包括彎曲部分11且由基底21支撐的成像晶片2來可變地控制由電磁體131-2產生之磁力,可在一所要範圍內任意地改變彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
類似於實施例3-1之描述,固態成像設備1-2適合於應用 於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<3-3實施例>
[固態成像設備之組態實例]
圖24中說明根據本技術之實施例的固態成像設備之3-3實施例之概略組態。根據實施例3-3之固態成像設備1-3經組態以包括:上文所描述之基底21;底板39,其將開口23密封至基底21之背表面;成像晶片2,其由基底21支撐;及控制單元131,其可變地控制成像表面4a之曲率。成像晶片2包括其上配置有光電轉換單元之成像區域4及周邊電路5至8,且成像表面4a包括三維地彎曲為弧或其類似者的固態成像元件。
如將藉由稍後所描述之圖26A至圖26C之製造方法而變得清楚,藉由成像晶片2之中心部分在基底21之開口23側上三維地彎曲為弧或其類似者而將彎曲部分11形成於成像晶片2上,且藉由吸取開口23內之氣體,彎曲部分11進一步彎曲。藉由以氣密之方式阻塞基底21之開口23的底板39來維持彎曲部分11之彎曲。
此外,類似於實施例3-1,磁膜133形成於成像晶片2之背表面上,且黏附層134形成於磁膜133上。進一步,其中配置有光電轉換單元之成像區域4存在於成像晶片2之彎曲 部分11內,且彎曲部分之凹彎曲表面為成像表面4a。成像晶片2將自彎曲部分11之周邊邊緣延伸的平坦部分13經由黏附層134固定至基底21之平坦表面25,且由基底21支撐。
類似於上文之描述,控制單元131係藉由可沿軸線a移動之磁體131-1而組態。磁體131-1配置於底板39之背表面上。
由於除基底21及成像晶片2以外的組態與實施例3-1之描述相同,所以賦予圖24中之對應於圖19及圖21A至圖21D的部分相同的參考數字,且將省略重疊之描述。
[成像晶片之彎曲成像區域的製造方法]
將在圖26A至圖26C及圖27A與圖27B中說明一種製造成像晶片2之方法,該成像晶片2包括應用於實施例3-3的成像區域4之彎曲部分11及彎曲部分11之周邊邊緣之平坦部分13。圖26A至圖26C及圖27A與圖27B中所說明之成像晶片2之製造方法使用上文所描述之基底21。
由於來自圖26A至圖27A的程序與上文所描述之圖21A至圖21D的程序相同,所以將省略重疊之描述。在圖27A之程序中,藉由使基底21自在加熱狀態下將成像晶片2固定地附接至基底21的狀態冷卻至室溫,使基底21之體積收縮。藉由基底21之體積的此種收縮,成像晶片2之經配置以對應於基底21之開口23的中心部分朝開口部分23之內部凸出,且經成形為三維地翹曲的彎曲部分11。在本實例中,彎曲部分11經彎曲為弧。
接著,如圖27B中所說明,藉由透過吸取開口23內之氣體及產生所要負壓而使彎曲部分11進一步彎曲,彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率變成目標曲率。在此狀態下,藉由在基底21之背表面上以氣密方式用底板39阻塞開口23而維持彎曲部分11之曲率。
如上文所描述獲得包括具有目標曲率之彎曲部分11且由基底21支撐的成像晶片2。本實施例1-3係藉由將磁體131-1配置於基底21之底板39的背表面側上以與包括以此方式所獲得之彎曲部分11的成像晶片2相對而組態。
[操作之描述]
根據實施例3-3之固態成像設備1-3的操作與實施例3-1中之情況相同,且藉由磁體131-1在範圍z內沿磁體131-1之軸線a可變地移動來可變地控制磁體131-1之磁力(其作用於成像晶片之磁膜133)。可根據此磁力來可變地調整彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。舉例而言,當磁力歸因於磁體131-1與彎曲部分11之分離而不影響磁膜133時,彎曲部分11之曲率維持圖27B之曲率(圖式中藉由實線來展示)。當磁力由於使磁體131-1接近於彎曲部分11而影響磁膜133時,彎曲部分11之曲率變得更大(圖式中展示為虛線來)。
[效應]
根據根據實施例3-3之固態成像設備1-3,藉由由基底21之熱膨脹及冷卻所產生的曲率與由開口23內之主動吸取所產生的曲率的組合來設定彎曲部分11之初始曲率。這樣一 來,可以更大之精確度來設定彎曲部分11之曲率。藉由自初始狀態可變地移動磁體131-1,可在一所要範圍內任意地改變彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-3適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<5. 3-4實施例>
[固態成像元件之組態實例]
圖25中說明根據本技術之實施例的固態成像設備之3-4實施例之概略組態。根據實施例3-4之固態成像設備1-4係藉由用在實施例3-2中所使用之電磁體131-2來代替根據實施例3-3之磁體131-1而組態。由於其他組態與實施例3-3相同,所以賦予圖25之對應於圖24的部分相同的參考數字且將省略重疊之描述。
[操作之描述]
根據實施例3-4之固態成像設備1-4的操作與3-2實施例之描述相同,且藉由基於流經電磁體131-2之線圈37的電流來控制磁力而可變地控制磁體131-1之磁力(其作用於成像晶片之磁膜133)。可根據此磁力來可變地調整彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。舉例而言,若電磁體131-2之磁力為零,則彎曲部分11之曲率維持圖27B之曲率(圖式 中藉由實線來展示)。當磁力藉由流經電磁體131-2之電流而增加時,由於磁力之作用而施加拉力且彎曲部分11之曲率變得更大(圖式中經展示為虛線)。
[效應]
根據根據3-4實施例之固態成像設備1-4,藉由由基底21之熱膨脹及冷卻所產生的曲率與由開口23內之主動吸取所產生的曲率的組合來設定彎曲部分11之初始曲率。這樣一來,可以更大之精確度來設定彎曲部分11之曲率。藉由自初始狀態可變地控制電磁體131-2之磁力,可在一所要範圍內任意地改變彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-4適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<6.實施例3-5>
[固態成像設備之組態實例]
圖28中說明根據本技術之實施例的固態成像設備之實施例3-5之概略組態。根據3-5實施例之固態成像設備1-5經組態以包括:上文所描述之基底21;底板39,其將開口23密封至基底21之背表面;成像晶片2,其由基底21支撐;及控制單元131,其可變地控制成像晶片2之成像表面4a的曲率。成像晶片2包括其上配置有光電轉換單元之成像區域4 及周邊電路5至8,且成像表面4a包括藉由三維地彎曲為弧或其類似者而具有凹彎曲表面的一固態成像元件。
如將在稍後所描述之圖30A至圖30D之製造方法中變得清楚,藉由成像晶片2之中心部分在基底21之開口23側上三維地彎曲為弧或其類似者而將彎曲部分11形成於成像晶片2上,且藉由將彎曲部分11之周邊邊緣上的平坦部分13經由黏附層134而固定於基底21之平坦表面25上而由基底21支撐彎曲部分11。包括成像表面4a之成像區域4存在於成像晶片2之彎曲部分11的中心部分中。
控制單元131係藉由一吸取裝置131-5而組態,該吸取裝置131-5藉由吸取已以氣密之方式而被底板39阻塞的開口23內之氣體及控制開口23內之大氣壓力(負壓)來可變地控制彎曲部分11之曲率。
由於除基底21及成像晶片2以外的組態與實施例3-1之描述相同,所以賦予圖22中之對應於圖19及圖21A至圖21D的部分相同的參考數字且將省略重疊之描述。
[成像晶片之彎曲成像區域的製造方法]
圖30A至圖30D中說明一種製造應用於實施例3-5的成像區域4之彎曲部分11及成像晶片2的方法,該成像晶片2包括彎曲部分11之周邊邊緣的平坦部分13。圖30A至圖30D中所說明之成像晶片2之製造方法使用上文所描述之基底21。
首先,如圖30A中所說明,將底板39配置於與在基底21上平坦表面25所設在之側相反的側上。將連接至開口23之 一通孔48設在底板39上。由於吸取裝置131-5之吸取開口被最終插入至通孔48中,底板39實質上以氣密之方式阻塞開口23。此處,底板39可與基底21一體式形成,或可獨立地形成基底21。底板39可藉由與基底21相同之材料的金屬構件而形成,或可藉由一不同構件而形成。
接著,如圖30B中所說明,藉由加熱使基底21膨脹。藉由在必要時進一步加熱底板39,底板39亦膨脹到與基底21相同的程度。這樣一來,基底21膨脹,且藉由擴大開口23之直徑,平坦表面25向外部擴展。類似於上文之描述,此時的加熱溫度等於或大於設在成像晶片2之背表面上的黏附層134的固化溫度,且被設定至一範圍,在該範圍內不存在對成像晶片2之影響。
接著,如圖30C中所說明,在基底21之開口23以氣密方式被密封的狀態下將成像晶片2之成像區域4的成像表面4a向上翻轉,且將成像晶片2安裝於基底21之平坦表面25上。將由熱固性樹脂製成之黏附層134(例如)配置於成像晶片2之基底21的安裝表面(背表面)側上。如圖式中所說明,可在成像晶片2之背表面側的整個表面上配置黏附層134,或可僅在成像晶片2之周邊邊緣上配置黏附層134以對應於基底21之平坦表面25。然而,重要的係在圍繞開口23之整個圓周上將黏附層134插入於基底21之平坦表面25與成像晶片2之間。
類似於上文之描述,維持此狀態直至黏附層134被固化,成像晶片2之平坦部分13被固定於基底21之平坦表面 25上,且由基底21來支撐成像晶片2。
接著,如圖30D中所說明,使基底21及底板39自加熱狀態冷卻至室溫。基底21及底板39在此冷卻過程期間收縮。基底21及底板39收縮至加熱之前的大小。類似於以上之描述,成像晶片2之中心部分(其對應於基底21之開口23)歸因於基底21及底板39的體積收縮而被拉至開口23之內側,且中心部分經成形為三維地彎曲的彎曲部分11。在本實例中,彎曲部分11經彎曲為弧或其類似者。此曲率之形成與圖21A至圖21D之描述相同。
如上文所描述而形成包括彎曲部分11之成像晶片2。本實施例之固態成像設備1-5係藉由將經由在基底21之背表面上的底板39之通孔48而連接於開口23內的吸取裝置131-5配置成與以此方式所獲得之包括彎曲部分11的成像晶片2相對而組態。
[操作之描述]
接著,將描述根據實施例3-5之固態成像設備1-5的操作。底板39之通孔48較佳設在對應於彎曲部分11之成像區域4之中心的位置處,且吸取裝置131-5經配置使得吸取開口存在於通孔48上。
如圖29中所說明,當未啟動吸取裝置131-5時,彎曲部分11被維持於初始曲率狀態(圖式中藉由實線來展示)。若啟動吸取裝置131-5以吸取開口23內之氣體而使開口23內之大氣壓力成為負壓,則彎曲部分11被拉動且比初始狀態更加彎曲(圖式中藉由虛線來展示)。因此,藉由用吸取裝 置131-5可變地控制吸力,可任意地可變地控制彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
[效應]
根據根據實施例3-5之固態成像設備1-5,在包括彎曲部分11之成像晶片2由基底21支撐的狀態下,藉由吸取裝置131-5來可變地控制在基底21之開口23內的大氣壓力(負壓)。這樣一來,可在一所要範圍內任意地改變彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-5適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<7.實施例3-6>
[固態成像設備之組態實例]
圖31中說明根據本技術之實施例的固態成像設備之實施例3-6之概略組態。根據實施例3-6之固態成像設備1-6經組態以包括:上文所描述之基底21;成像晶片2,其由基底21支撐;及控制單元131,其可變地控制成像晶片2之成像表面4a的曲率。成像晶片2包括成像區域4及周邊電路5至8,且包括一固態成像元件,其中成像表面4a三維地彎曲為弧或其類似者以產生凹彎曲表面。
如將在稍後所描述之圖33A至圖33D之製造方法中變得 清楚,藉由成像晶片2之中心部分在基底21之開口23側上三維地彎曲為弧或其類似者而將彎曲部分11形成於成像晶片2上,且藉由將彎曲部分11之周邊邊緣上的平坦部分13經由黏附層134固定於基底21之平坦表面25上而由基底21支撐彎曲部分11。包括成像表面4a之成像區域4存在於成像晶片2之彎曲部分11的中心部分中。
控制單元131經組態以包括:黏附劑43,其經填充以在基底21之開口23內黏附至成像晶片2;及一溫度控制單元44,其主要地控制黏附劑43之溫度。詳言之,黏附劑43為熱收縮之黏附劑,且(例如)可使用使用熱固性樹脂之黏附劑。
由於除基底21及成像晶片2以外的組態與實施例3-1之描述相同,所以賦予圖22中之對應於圖19及圖21A至圖21D的部分相同的參考數字且將省略重疊之描述。
[成像晶片之彎曲成像區域的製造方法]
圖33A至圖33D中說明一種製造應用於實施例3-6的成像區域4之彎曲部分11及成像晶片2之方法,該成像晶片2包括彎曲部分11之周邊邊緣的平坦部分13。圖33A至圖33D中所說明之成像晶片2之製造方法使用上文所描述之基底21。
除未將磁膜形成於成像晶片2之背表面上且僅形成黏附層134外,本製造方法本質上與圖21A至圖21D之製造方法相同。
亦即,如圖33A中所說明,預備一側上設有開口23之平 坦表面25且相反側未被阻塞的基底21。
接著,如圖33B中所說明,藉由加熱使基底21膨脹,開口23之直徑相應地膨脹,且平坦表面25向外部擴展。
接著,如圖33C中所說明,將成像晶片2(黏附層134形成於其背表面上)置放於基底21上,且藉由經由黏附層134而固定於基底21上來支撐成像晶片2。亦即,置放成像晶片2以便阻塞基底21之開口23,且固定基底21之平坦表面25與成像晶片2之成像區域4之周邊邊緣的平坦表面13。
接著,如圖33D中所說明,藉由自加熱狀態冷卻至室溫而使基底21收縮至加熱之前的大小。歸因於基底21之體積收縮,包括成像晶片2之成像區域4的中心部分在開口23之內部上彎曲且經成形為具有弧或其類似者之三維彎曲部分11。在本實例中,彎曲部分11被彎曲為弧。
如上文所描述地形成包括彎曲部分11(其中成像表面4a被彎曲)之成像晶片2。本實施例之固態成像設備1-6經組態以填充黏附劑43(其在支撐以此方式所獲得之成像晶片2的基底21之開口23中發生體積熱收縮),及進一步包括主要控制黏附劑43之溫度的溫度控制單元44(參看圖31)。
[操作之描述]
接著,將描述根據實施例3-6之固態成像設備1-6的操作。如圖32中所說明,當開口23內之黏附劑43根據溫度控制單元44而處於室溫時,彎曲部分11(因此,成像表面4a)具有初始狀態之曲率(圖式中藉由實線來展示)。當開口23內之黏附劑43藉由溫度冷卻單元44而被冷卻時,黏附劑43 之體積收縮且拉動彎曲部分11,從而增大彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率(圖式中藉由虛線來展示)。因此,藉由自溫度控制單元44可變地控制溫度,可任意地可變地控制彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
[效應]
根據實施例3-6之固態成像設備1-6包括:控制單元131,其由填充於基底21之開口23中且體積收縮的黏附劑43製成;及溫度控制單元44,其主要控制黏附層43之溫度。藉由透過控制控制單元131之黏附層43的溫度來可變地控制黏附劑43之體積收縮,可在一所要範圍內任意地改變彎曲部分11(因此,成像表面4a)之曲率。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-6適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<8.實施例3-7>
[固態成像設備之組態實例]
圖34中說明根據根據本技術之實施例之實施例3-7的固態成像設備1-7之概略組態。根據實施例3-7之固態成像設備經組態以包括:上文所描述之基底21;成像晶片2,其由基底21支撐;及控制單元131,其可變地控制成像晶片2之成像表面4a的曲率。
類似於實施例3-1,一固態成像設備形成於成像晶片2上,該固態成像設備包括其上配置有光電轉換單元之成像區域4及周邊電路5至8,磁膜133形成於在與成像區域4之成像表面4a相反之側上的背表面上,且黏附層134形成於磁膜133上。進一步,藉由經由黏附層134來固定被固定至基底21之平坦表面25的成像晶片2之平坦部分13而由基底21來支撐成像晶片2,使得基底21之開口23由在平坦狀態下的包括成像區域4之中心部分阻塞。
可藉由能夠可變地控制磁力之磁力控制單元131-8來組態控制單元131。可藉由(例如)在實施例3-1中所使用之磁體131-1來組態磁力控制單元131-8。進一步,磁力控制單元131-8亦能夠藉由在實施例3-2中所使用之電磁體131-2來組態。
[操作之描述]
接著,將描述根據實施例3-7之固態成像設備1-7的操作。如圖34中所說明,當來自磁力控制單元131-8之磁力未實質上作用於在成像晶片2之背表面上的磁膜133上時,成像晶片2之中心部分(因此,成像表面4a)未實質上彎曲。亦即,曲率變成無窮小及平坦狀態(圖式中藉由實線來展示)。隨著磁力控制單元131-8之磁力增加,成像晶片2之中心部分(因此,成像表面4a)的曲率增加,且彎曲部分11之曲率增加(圖式中藉由虛線來展示)。因此,藉由用磁力控制單元131-8來可變地控制磁力對成像晶片之磁膜133的作用,成像晶片2之成像表面4a的曲率可任意地自平坦狀態 (曲率為無窮小)改變至曲率增大的彎曲狀態。
由於當將磁體131-1用作磁力控制單元131-7時的操作遵循實施例3-1且當使用電磁體131-2時的操作遵循實施例3-2,所以將省略詳細描述。
[效應]
根據根據實施例3-7之固態成像設備1-7,藉由相對於由基底21支撐之成像晶片2來可變地移動藉由磁力控制單元131-7施加至成像晶片之磁力,可在一所要範圍內任意地改變成像表面4a之曲率(包括無窮小曲率)。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-7適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<9.實施例3-8>
[固態成像設備之組態實例]
圖35中說明根據根據本技術之實施例之實施例3-8的固態成像設備之概略組態。根據實施例3-8之固態成像設備1-8經組態以包括:上文所描述之基底21;成像晶片2,其由基底21支撐;及控制單元131,其可變地控制成像晶片2之成像表面4a的曲率。
將其上配置有光電轉換單元之成像區域4及包括周邊電路5至8之固態成像元件形成於成像晶片2上,且將黏附層 134形成於在與成像區域4之成像表面4a相反之側上的背表面上。進一步,藉由成像晶片2之平坦部分13經由黏附層134而固定至基底21之平坦表面25而由基底21支撐成像晶片2,使得基底21之開口23在包括成像區域4之在平坦狀態下的中心部分處被阻塞。阻塞開口之底板39配置於基底21之背表面上。
藉由與實施例3-5相同之吸取裝置131-5來組態控制單元131。亦即,吸取裝置131-5經組態以吸取在底板39處以氣密之方式阻塞之開口23內的氣體,及藉由控制開口23內之大氣壓力(負壓)而使中心部分(其包括由基底21支撐之成像晶片2的成像表面4a)彎曲至開口23內部。
[操作之描述]
接著,將描述根據實施例3-8之固態成像設備1-8的操作。如圖35中所說明,當吸取裝置131-5不執行吸取操作時,成像晶片2維持成像表面4a為平坦的狀態(圖式中藉由實線來展示)。當吸取裝置131-5執行吸取操作時,在基底21之開口23內產生負壓,成像晶片2之中心部分(因此,成像表面4a)根據吸取力而彎曲,且形成具有目標曲率之彎曲部分11(圖式中藉由虛線來展示)。因此,藉由可變地控制吸取裝置131-5,成像晶片2之成像表面4a的曲率可自平坦狀態(曲率為無窮小)任意地改變至具有大曲率之彎曲狀態。
[效應]
根據根據實施例3-8之固態成像設備1-8,藉由可變地控 制相對於由基底支撐之成像晶片2之吸取,成像表面4a之曲率(包括無窮小曲率)可在一所要範圍內任意地改變。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-8適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
<10.實施例3-9>
[固態成像設備之組態實例]
圖36中說明根據根據本技術之實施例之實施例3-9的固態成像設備之概略組態。根據實施例3-9之固態成像設備1-9組態基底以充當封裝。固態成像設備1-9經組態以包括:基底21a,其亦充當封裝;成像晶片2,其由基底21a支撐;及控制單元131(未圖示),其可變地控制成像表面4a之曲率。成像晶片2包括:一固態成像元件,其包括其中配置有光電轉換單元之成像區域4;及周邊電路5至8,且其中成像表面4a經三維地彎曲為弧或其類似者。在本實例中,成像表面4a被彎曲為弧。
如圖37A及圖37B中所說明,基底21a經組態使得在上文所描述之圖18A及圖18B中所說明的基底21之平坦表面25側由絕緣膜151覆蓋,且基底側電極52進一步配置於由絕緣膜151覆蓋之平坦表面25上。絕緣膜151亦可經形成以自平坦表面25側延伸於開口23之內壁表面上。阻塞開口23之 底板39可配置於基底21之背表面上以對應於控制單元131之組態。
基底側電極52經配置以對應於稍後所描述之設在成像晶片2上的晶片側電極53,且經配置處於被嵌入於絕緣膜151中的狀態。亦即,基底側電極52組態基底21a之平坦表面25的一部分。此基底側電極52具有自基底21a之平坦表面25突出且進一步連接至外部構件的組態。
可藉由電磁體、吸取裝置、黏附劑、溫度控制單元及其類似者來組態控制單元131(未圖示)。磁膜及各向異性導電黏附層或僅各向異性導電黏附層形成於成像晶片2之背表面上以對應於各別控制單元。圖36為其中僅形成有各向異性導電黏附層54的實例。與基底側電極52一對一地連接的晶片側電極53設在成像晶片2之背表面上。
根據本實施例,類似於上文所描述之圖21A至圖21D,例如,成像晶片2安裝於平坦表面25上以在基底21a被加熱及膨脹的狀態下得以固定,且當基底21a接著被冷卻及返回至室溫時,包括成像晶片2之成像區域4的中心部分被彎曲以產生彎曲部分11。在成像晶片2之平坦周邊邊緣固定至基底21a之平坦表面25的狀態下,晶片側電極53及基底側電極52藉由各向異性導電黏附層54而電連接。
[效應]
根據根據實施例3-9之固態成像設備1-9,類似於上文所描述之實施例中之每一者,可藉由控制單元131來可變地控制成像晶片2之彎曲部分11(因此,成像表面4a)的曲率。 因此,固態成像設備1-9適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦變得可能,且適合於用途之成像變得可能。此外,僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲。因此獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
此外,根據實施例3-9,藉由將基底21a用作封裝,有可能減少組裝包括成像晶片2及外部端子之封裝的程序。進一步,可將自周邊電路5至8突出之端子設在其中成像區域4配置於成像晶片2之平坦部分13上的兩個側上,且可使用此等端子來產生與外部電路之連接。此時,藉由將端子設在平坦部分13中,得以保證有利之可操作性以用於獲得至外部電路之類結合連接。
上文所描述之實施例3-1至3-8經組態使得成像晶片2經由黏附層134而被固定至基底21。另一方面,如圖38A及圖38B中所說明,成像晶片2藉由真空接觸而固定至基底21b的組態亦係可能的。
如圖38A及圖38B中所說明,基底21b具有上文描述為基底主體的基底21,且包括位於其平坦表面25上之排氣槽61。以圍繞基底21b之開口23的整個圓周的狀態提供排氣槽61。排氣系統62連接至排氣槽61,且具有排放排氣槽61內之氣體的組態。在將成像晶片2置放於平坦表面25上以便相對於基底21a而阻塞開口之後,成像晶片2藉由排氣系統62來排放排氣槽61內之氣體,且藉由減小排氣槽61內之 壓力藉由真空接觸而固定。
<11.實施例3-10>
[固態成像設備之組態實例]
圖39至圖42B中說明根據根據本技術之實施例之實施例3-10的固態成像設備之概略組態。根據實施例3-10之固態成像設備經組態使得當控制單元131原則上經組態使得當控制單元131被纏繞為線圈時,控制單元131經組態以藉由改變纏繞線圈之方式及線圈之密度中之一者或兩者而被彎曲為所要形狀。即使在此狀況下,所產生之磁力仍根據流經線圈之電流而改變。
[第一實例之組態]
圖39中說明根據實施例3-10之固態成像設備的第一實例。固態成像設備1-10A經組態以包括:上文所描述之基底21;成像晶片2,其由基底21支撐且包括其中成像表面4a經彎曲為弧或其類似者的固態成像元件;及線圈65,其將成像表面4a彎曲成所要形狀且控制彎曲率(與曲率等效)。線圈65亦組態為上文所描述之可變地控制曲率速率的控制單元131。
類似於實施例3-1,包括其中配置有光電轉換單元之成像區域4的固態成像設備及周邊電路形成於成像晶片2上,且磁膜133形成於在與成像區域4之成像表面4a相反之側上的背表面上。彎曲部分11(其中心部分在基底21之開口23側上經三維地彎曲為弧或其類似者)形成於成像晶片2上。在本實例中,彎曲部分11經形成為弧。其中配置有光電轉 換單元之成像區域4存在於彎曲部分11內,且彎曲部分11之凹彎曲表面為成像表面4a。成像晶片2由於自彎曲部分11之周邊邊緣延伸之平坦表面13藉由上文所描述之黏附層或藉由真空接觸而固定至基底21之平坦表面25而由基底21支撐。
線圈65係藉由所要之纏繞方式而組態。在本實例中,線圈65係藉由纏繞為(例如)研砵形狀而組態,且具有被插入於其中之彎曲部分11。當產生磁力時,研砵狀輪廓變成所要形狀,可藉由該所要形狀而獲得一所要形狀之彎曲部分11。
[操作之描述]
接著,將描述固態成像設備1-10A之操作。使用成像晶片2與基底21之間的熱膨脹係數差異來形成預先被彎曲之弧狀彎曲部分11。藉由使所要電流流經線圈65而產生磁力。此時,作用於彎曲部分11之每一部分上的磁力根據(在形成彎曲部分11之後)彎曲部分11之每一部分與線圈65之間的距離而不同。亦即,若距離為短的,則磁力作用較強且曲率增大,且若距離為長的,則磁力作用較弱且曲率程度減小。舉例而言,可藉由與周圍部分相比增大彎曲部分之中心部分的曲率、與中心部分相比增大彎曲部分11之周圍部分的曲率或其類似者而將彎曲部分11之形狀變換為橢圓形狀或除弧以外的另一所要形狀。因此,藉由使用纏繞線圈65之方式來控制磁力如何作用於彎曲部分11之每一部分上,獲得適合用途之所要形狀的彎曲部分11。
此外,當以獲得所要形狀之彎曲部分11的狀態控制流經線圈65之電流時,彎曲部分11(因此,成像表面4a)之彎曲率(與曲率等效)可任意地改變。
[效應]
根據根據實施例3-10之第一實例的固態成像設備1-10A,藉由選擇纏繞作用於成像晶片2之彎曲部分11的線圈65的方式(包括線圈65之配置位置),彎曲部分11(因此,成像表面4a)可具有所要之彎曲形狀。彎曲形狀可(例如)為橢圓或除弧以外的另一形狀。此外,當控制流經線圈65之電流時,可將彎曲部分11之彎曲率(與曲率等效)任意地可變地控制為在一所要範圍內。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-10A適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
[第二實例之組態]
圖40中說明根據實施例3-10之第二實例的固態成像設備。固態成像設備1-10B係藉由與第一實例相同之研砵狀線圈65而組態,該線圈65配置於遠離成像晶片2之彎曲部分11的位置處。
由於其他組態與第一實例之固態成像設備1-10A相同,所以賦予圖40中之對應於圖39的部分相同的參考數字且將 省略重疊之描述。
[操作之描述]
由於第二實例之固態成像設備1-10B的操作與上文所描述之第一實例之固態成像設備1-10A的描述相同,所以將省略重疊之描述。
[效應]
根據根據實施例3-10之第二實例的固態成像設備1-10B,類似於第一實例,彎曲部分11(成像表面4a)能夠藉由選擇纏繞作用於成像晶片2之彎曲部分11的線圈65的方式(包括線圈之配置位置)而具有所要之彎曲形狀。彎曲形狀可為(例如)橢圓或除弧以外的另一形狀。此外,當控制流經線圈65之電流時,可在一所要範圍內任意地可變地控制彎曲部分11之彎曲率(與曲率等效)。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-10B適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
[第三實例之組態]
圖41中說明根據實施例3-10之第三實例的固態成像設備。固態成像設備1-10C係藉由使纏繞線圈65之方式為反向研砵形狀及將線圈65配置於與成像晶片2之彎曲部分11相對的位置處而組態。反向研砵形狀之輪廓為一形狀,當 產生磁力時,可藉由該形狀而獲得一所要形狀之彎曲部分11。
由於其他組態與第一實例之描述相同,所以賦予圖41中之對應於圖39的部分相同的參考數字且將省略重疊之描述。
[操作之描述]
第三實例之固態成像設備1-10C的操作與上文所描述之第一實例之固態成像設備1-10A的描述相同。亦即,由於作用於彎曲部分11之每一部分的磁力根據彎曲部分11之每一對應部分與線圈65之間的距離而不同,所以獲得適合於用途之所要形狀之彎曲部分11。
此外,當在獲得了所要形狀之彎曲部分11的狀態下控制流經線圈65之電流時,彎曲部分11(因此,成像表面4a)之彎曲率(與曲率等效)為任意地可改變的。
[效應]
根據根據實施例3-10之第三實例的固態成像設備1-10C,類似於第一實例,藉由選擇纏繞作用於成像晶片2之彎曲部分11的線圈65的方式(包括線圈之配置位置),彎曲部分11(成像表面4a)能夠具有所要之彎曲形狀。彎曲形狀可為橢圓或除弧以外的另一形狀。此外,當控制流經線圈65之電流時,可在一所要範圍內任意地可變地控制彎曲部分11之彎曲率(與曲率等效)。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-10C適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之 中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
[第四實例之組態]
圖42A及圖42B中說明根據實施例3-10之第四實例的固態成像設備1-10D。固態成像設備1-10D係藉由將纏繞於平坦表面上之線圈66配置為與成像晶片2之彎曲部分11相對而組態。線圈66經組態以藉由透過將線圈66纏繞於平坦表面上使得纏繞密度變成所要之密度分佈而使成像表面4a彎曲成所要形狀來控制彎曲率(與曲率等效)。在圖42B中,形成線圈66使得在中心處之纏繞密度為大的且纏繞密度向周圍變小。纏繞密度之分佈並不限於圖42B中所說明之纏繞分佈,且可為適合於用途之所要纏繞密度分佈。線圈66亦組態為可變地控制上文所描述之彎曲率的控制單元131。
由於其他組態與第一實例之描述相同,所以賦予圖42A及圖42B中之圖39的部分相同的參考數字且將省略重疊之描述。
[操作之描述]
接著,將描述固態成像設備1-10D之操作。使用成像晶片2與基底21之間的熱膨脹係數差異來形成預先被彎曲之類弧彎曲部分11。藉由使所要電流流經線圈66而產生磁力。此時,作用於彎曲部分11之每一部分的磁力根據線圈66之纏繞密度分佈而不同,且磁力在具有高纏繞密度之部 分處為強的及在具有低纏繞密度之部分處為弱的。因此,由於強磁力作用於之部分的曲率增大且弱磁力作用於之部分的彎曲程度減弱而總體上獲得彎曲部分11之所要形狀之曲率。舉例而言,在圖42A及圖42B中,彎曲部分11經彎曲以具有一形狀,其中中心部分處之彎曲度與彎曲部分11之周圍相比變高。可將彎曲部分11之形狀變換為橢圓或除弧以外的另一所要形狀。因此,藉由透過改變纏繞線圈65之方式的密度(亦即,藉由組態具有所要纏繞密度分佈的線圈66)來控制磁力如何作用於彎曲部分11之每一部分上,獲得適合於用途之所要形狀之彎曲部分11。
此外,當在獲得了所要形狀之彎曲部分11的狀態下控制流經線圈66之電流時,彎曲部分11(因此,成像表面4a)之彎曲率(與曲率等效)為任意地可改變的。
[效應]
根據根據實施例3-10之第四實例的固態成像設備1-10D,藉由選擇作用於成像晶片2之彎曲部分11的線圈65之纏繞密度分佈,彎曲部分11(因此,成像表面4a)能夠具有所要之彎曲形狀。彎曲形狀可為橢圓或除弧以外的另一形狀。此外,當控制流經線圈66之電流時,可在一所要範圍內任意地可變地控制彎曲部分11之彎曲率(與曲率等效)。
類似於實施例3-1,固態成像設備1-10D適合於應用於一包括變焦透鏡之電子設備(諸如相機)。進一步,對影像之中心及周圍處之焦點的控制亦係可能的,且適合於用途之 成像係可能的。此外,由於僅成像晶片2之中心部分被三維地彎曲,所以獲得包括三維彎曲部分11之成像晶片2而未引起諸如裂痕之損壞。
[第五實例之組態]
儘管未展示,但根據實施例3-10之第五實例的固態成像設備經組態以使用一線圈,其中組合了在第一至第三實例中所描述之研砵形狀與具有如第四實例中所描述之纏繞密度分佈之線圈的組態。根據第五實例之固態成像設備,可更詳細地控制彎曲部分11之彎曲形狀。
接著,在藉由磁力(磁場)來控制彎曲部分11之彎曲形狀且使用磁力來可變地控制彎曲率(與曲率等效)的固態成像設備的情況下,需要磁場不影響其中形成有成像區域4及周邊電路的矽區域。
根據本實施例,如圖43A中所說明,當自至少線圈65及66、磁體131-1或電磁體131-2檢視時,成像晶片2之自矽區域至近側的基板背表面經組態以由金屬膜68覆蓋。
進一步,根據本實施例,如圖43A中所說明,當自至少線圈65及66、磁體131-1或電磁體131-2檢視時,成像晶片2之自矽區域至近側的基板背表面及基板側表面經組態以由金屬膜68覆蓋。
可將鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)或另一金屬膜用作金屬膜68。
藉由用金屬膜68以此方式覆蓋成像晶片2之背表面或背表面及側表面,有可能防止成像晶片由於來自線圈65及 66、磁體131-1或電磁體131-2之磁場未到達矽區域而不正常工作。
將包括MOS型固態成像元件之成像晶片應用於上文所描述之實施例中之每一者中。否則,亦可應用包括CCD型固態成像元件之成像晶片。包括背表面輻射型MOS固態成像元件的成像晶片係較佳的,因為可保證大的光接收區域且改良敏感性。
<<實施例(電子設備之實施例)>>
可將在上文之實施例中之每一者中所描述的根據本發明之實施例的固態成像元件應用於電子設備,諸如相機系統(諸如數位相機及視訊攝影機)、具有成像功能之行動電話或具備成像功能之其他裝置。
圖44為使用固態成像元件作為與本發明有關之電子設備之實例的相機的組態圖。與實例實施例有關之相機經例示為能夠擷取靜態影像及移動影像的視訊攝影機。該實施例實例之相機91具有:固態成像元件1;光學系統93,其將入射光引導至固態成像元件1之光接收感測器單元;快門裝置94;用以驅動固態成像元件1之一驅動電路95;及用以處理固態成像元件1之輸出信號的一信號處理電路96。
關於固態成像元件1,應用在上文所描述之實施例中之每一者中所描述之具備三維彎曲部分的固態成像元件(1、1-1至1-10[1-10A至1-10D])。光學系統93可為自單一透鏡或複數個透鏡組態之光學透鏡系統。此處,由於將具有沿光學系統93之像場彎曲的三維彎曲部分的固態成像元件 (1、1-1至1-10[1-10A至1-10D])用作固態成像元件1,所以組態光學系統93之光學透鏡的數目可為少的。將使用圖45A及圖45B來描述根據本實施例之電子設備之變焦動作。光學系統73為所謂之成像透鏡,且可由變焦透鏡來組態。在固態成像元件1中,光學系統93配置於具備成像區域之元件晶片之彎曲部分的凹表面側處,且具有一組態,其中元件晶片之彎曲部分的凹表面沿著光學系統93之像場彎曲而配置。以此方式,來自主體之影像光(入射光)被成像於固態成像元件1之成像表面(成像區域)上,且一設定週期之信號電荷被儲存於固態成像元件1中。變焦透鏡因此能夠由少量光學透鏡來組態。此處,光學透鏡系統73可藉由共同透鏡群組由變焦透鏡來組態。
快門裝置94控制關於固態成像元件1之曝光週期及光屏蔽週期。驅動電路95供應用於控制固態成像元件1之傳輸操作及快門裝置94之快門操作的一驅動信號。固態成像元件1根據自驅動電路95供應之驅動信號(時序信號)來執行信號傳輸。信號處理電路96執行各種信號處理。成像信號(對該等成像信號執行信號處理)被儲存於諸如記憶體之儲存媒體中,或輸出至監視器。
[操作之描述]
將描述將變焦透鏡用作光學透鏡系統73之相機的操作。如圖44中所說明,光學系統73之所要光學透鏡73a根據廣角擷取或遠距離攝影擷取而沿光軸x移動。此處,由薄透鏡來表示遠距離攝影透鏡(長焦距),因為入射於光學透鏡 73a上之主體光之離軸光通量的入射角為小的(折射率角為小的)。由厚透鏡來表示廣角透鏡(短焦距),因為入射於光學透鏡93a上之主體光之離軸光通量的入射角為大的(折射率角為大的)。
如圖45A中所說明,當在所要光學透鏡遠離成像表面的情況下使用遠距離攝影透鏡時,由於光學透鏡93a上之主體光的入射角為小的,所以像場彎曲為小的。因此,可經由固態成像設備92之控制單元131結合已在遠離成像表面4a之方向上移動之光學透鏡93a的位置而將成像表面4a之曲率可變地控制為減小以對應於光學透鏡系統93之像場彎曲。這樣一來,得以在焦點對準的狀態下使整個成像表面成像。
進一步,如圖45B中所說明,當所要光學透鏡93a接近於成像表面4a且使用廣角透鏡時,由於主體光在光學透鏡93a上的入射角增大,所以像場彎曲增大。因此,經由固態成像設備92之控制單元131結合已在朝成像表面4a之方向上移動之光學透鏡93a的位置而將成像表面4a之曲率可變地控制為增大(圖式中藉由實線來展示)以對應於光學透鏡系統93之像場彎曲。這樣一來,得以在焦點對準的狀態下使整個成像表面成像。
進一步,例如,即使當需要執行影像擷取使得將焦點對準之影像成像於成像表面之中心處且將焦點未對準之影像成像於周邊處時,亦有可能藉由經由控制單元來控制成像表面之曲率而完成此。這樣一來,根據偏好之擷取係可能 的。
根據根據上文所描述之實施例的電子設備,如在以上之實施例1-1至3-11中所描述,藉由使用固態成像元件(其中,即使當提供三維彎曲部分時,仍不產生裂痕),有可能促進使用固態成像元件之電子設備的可靠性的改良。
[效應]
進一步,根據根據實施例之電子設備,在藉由包括變焦透鏡而使變焦擷取變得有可能的狀況下,跨越整個成像表面而處於焦點對準的成像係可能的(特別係藉由廣角透鏡),且可提供高品質電子設備。舉例而言,有可能提供影像品質得到改良的相機。
另外,本發明可採用以下組態。
(1)
一種製造一固態成像元件之方法,其包括:製造一元件晶片,其中光電轉換單元配置於一主表面側上;預備一基底,該基底係使用具有大於該元件晶片之一膨脹係數的一材料而組態且具有一開口,該開口之周邊經成形為一平坦表面;藉由加熱使該基底膨脹,在該基底之該開口被覆蓋的一狀態下將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上;及藉由在該元件晶片被固定至該受膨脹基底之該平坦表面的狀態下冷卻及收縮該基底而使該元件晶片中之對應於該開口的部分三維地彎曲。
(2)
如(1)之製造一固態成像元件之方法,其中沿該開口之 一整個圓周來執行該元件晶片對應於該受膨脹基底之該平坦表面的固定。
(3)
如(1)或(2)之製造一固態成像元件之方法,其中,在該基底之該開口中,該平坦表面側之一開口形狀為圓形。
(4)
如(1)至(3)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其進一步包括:將位於具備該等光電轉換單元之成像區域之周邊處的一周邊電路設在該元件晶片之一主表面上,其中在該元件晶片之該安裝中該成像區域被配置於該開口之範圍內。
(5)
如(1)至(4)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其進一步包括:在該元件晶片之該安裝之前,將未固化樹脂填充於該開口內部,其中當將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上時,其上配置有該等光電轉換單元之該主表面側面向上,且當該基底經冷卻且收縮時,該元件晶片藉由該樹脂歸因於冷卻之體積收縮而朝該開口側彎曲。
(6)
如(1)至(4)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其中當將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上時,其上配置有該等光電轉換單元之該主表面側面向上,且當該基底經冷卻且收縮時,該開口之內部被密封,該開口內部之氣體經冷卻且體積收縮,藉此該元件晶片朝該開口側彎 曲。
(7)
如(1)至(6)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其中該基底之一開口具有一形狀,該形狀之一開口直徑朝向其上將安裝有該元件晶片之一平坦表面側加寬。
(8)
如(1)至(7)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其中該基底之一平坦表面及該元件晶片藉由一插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間的黏附劑而固定。
(9)
如(1)至(7)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其中與該基底之一外部連通的一排放槽設在該基底之一平坦表面上,且其中當將該元件晶片固定於該基底之該平坦表面上時,藉由自該排放槽之吸取,該元件晶片被真空吸附至該基底之該平坦表面。
(10)
如(1)至(7)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其進一步包括:在該元件晶片中,將一晶片側電極配置於面對該基底之一表面上;及將一基底側電極配置於該基底之一平坦表面上,其中當將該元件晶片固定於該基底之該平坦表面上時,該晶片側電極及該基底側電極藉由將一各向異性導電黏附劑插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間而連接。
(11)
一種固態成像元件,其包括:一元件晶片,其具有一被三維地彎曲之彎曲部分及自該彎曲部分之一周邊邊緣延伸的一平坦部分;及光電轉換單元,其配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一凹表面側上。
(12)
如(11)之固態成像元件,其中該元件晶片中之該平坦部分配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一整個圓周上且具有一共面組態。
(13)
如(11)或(12)之固態成像元件,其中該彎曲部分之該底表面為圓形。
(14)
如(11)至(13)中任一項之固態成像元件,其中,在該元件晶片中,周邊電路配置於其中配置有光電轉換單元之該成像區域的該周邊處。
(15)
如(11)至(14)中任一項之固態成像元件,其進一步包括一基底,該基底係使用具有大於該元件晶片之一膨脹係數的一材料而組態,且具有一開口,其中該開口之該周邊經成形為一平坦表面,其中在該元件晶片之一彎曲部分被插入於該基底之該開口中的狀態下,該元件晶片之該平坦部分被固定至該基底之該平坦表面。
(16)
如(15)之固態成像元件,其中樹脂被填充於該基底之該 開口中。
(17)
如(15)或(16)之固態成像元件,其中該基底之該開口具有一形狀,其中一開口直徑朝向其上將安裝有該元件晶片之一平坦表面側加寬。
(18)
如(15)至(17)中任一項之固態成像元件,其中一黏附劑被插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間。
(19)
如(15)至(17)中任一項之固態成像元件,在元件晶片中進一步包括:一晶片側電極,其配置於面對該基底之一表面上;及一基底側電極,其配置於該基底之該平坦表面上;其中連接該晶片側電極及該基底側電極之一各向異性導電黏附劑被插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間。
(20)
一種電子設備,其包括:一元件晶片,其具有一被三維地彎曲之彎曲部分及自該彎曲部分之一周邊邊緣延伸的一平坦部分;光電轉換單元,其配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一凹表面側上;及一光學系統,其將入射光引導至該等光電轉換單元。
此處,本技術可採用以下組態。
(1)
一種製造一固態成像元件之方法,其包括:製造一元件 晶片,其中光電轉換單元配置於一主表面側上;預備一基底,該基底具有一開口,該開口之該周邊經成形為一平坦表面;在該基底之該開口被覆蓋的一狀態下將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上且其中配置有該等光電轉換單元之該主表面面向上;及藉由在該元件晶片被固定至該基底之該平坦表面的狀態下使該基底之由該元件晶片覆蓋之該開口的該內部體積收縮而使該元件晶片朝該開口側三維地彎曲。
(2)
如(1)之製造一固態成像元件之方法,其中沿該開口之一整個圓周來執行該元件晶片對應於該受膨脹基底之該平坦表面的固定。
(3)
如(1)或(2)之製造一固態成像元件之方法,其中,在該基底之該開口中,該平坦表面側之一開口形狀為圓形。
(4)
如(1)至(3)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其進一步包括:在該元件晶片之一主表面上提供位於具備該等光電轉換單元之成像區域之該周邊處的一周邊電路,其中在該元件晶片之該安裝中該成像區域被配置於該開口之一範圍內。
(5)
如(1)至(4)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其進一步包括:在將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面 上之前,將未固化樹脂填充於該開口內部,且當使該開口之該內部體積收縮時藉由固化而使填充於該開口內部之該未固化樹脂收縮。
(6)
如(1)至(4)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其中當使該開口之該內部體積收縮時排放來自該開口內部之氣體。
(7)
如(6)之製造一固態成像元件之方法,其中該開口之該內壁經形成為一被三維地彎曲之凹彎曲表面,且朝該開口側三維地彎曲的該元件晶片藉由一插入於該元件晶片與該凹彎曲表面之間的黏附劑而固定至該凹彎曲表面。
(8)
如(1)至(7)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其中該基底之該開口具有一形狀,其中該開口直徑朝向其上安裝有該元件晶片之該平坦表面側加寬。
(9)
如(1)至(8)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其進一步包括:在該基底之一平坦表面上提供與該基底之一外部連通的一排放槽,其中當將該元件晶片固定於該基底之該平坦表面上時,藉由自該排放槽之吸取,該元件晶片被真空吸附至該基底之該平坦表面。
(10)
如(1)至(8)中任一項之製造一固態成像元件之方法,其 進一步包括:在該元件晶片中,將一晶片側電極配置於面對該基底之一表面上;及將一基底側電極配置於該基底之一平坦表面上,其中當將該元件晶片固定於該基底之該平坦表面上時,該晶片側電極及該基底側電極藉由將一各向異性導電黏附劑插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間而連接。
(11)
一種固態成像元件,其包括:一基底,其具有一開口且其中該開口之周邊經成形為一平坦表面;一元件晶片,該元件晶片具有其中對應於該開口之該部分朝該開口側三維地彎曲的一彎曲部分及自該彎曲部分之一周邊邊緣延伸且由該基底之該平坦表面支撐的一平坦部分;及光電轉換單元,其配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一凹表面側上。
(12)
如(11)之固態成像元件,其中該元件晶片中之該平坦部分配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一整個圓周上且具有一共面組態。
(13)
如(11)或(12)之固態成像元件,其中該彎曲部分之該底表面為圓形。
(14)
如(11)至(13)中任一項之固態成像元件,其中,在該元件晶片中,周邊電路配置於其中配置有光電轉換單元之該 成像區域的周邊處。
(15)
如(11)至(14)中任一項之固態成像元件,其中樹脂被填充於該基底之該開口中。
(16)
如(11)至(15)中任一項之固態成像元件,其中該基底之該開口具有一形狀,其中一開口直徑朝向其上將安裝有該元件晶片之一平坦表面側加寬。
(17)
如(11)至(16)中任一項之固態成像元件,其中該基底中之該開口的該內壁經形成為一被三維地彎曲之凹彎曲表面,且被製作成朝該開口側三維地彎曲的該元件晶片藉由一插入於該元件晶片與該凹彎曲表面之間的黏附劑而固定至該凹彎曲表面。
(18)
如(11)至(16)中任一項之固態成像元件,在該元件晶片中進一步包括:一晶片側電極,其配置於面對該基底之一表面上;及一基底側電極,其配置於該基底之該平坦表面上,其中連接該晶片側電極及該基底側電極之一各向異性導電黏附劑被插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間。
(19)
一種電子設備,其包括:一基底,其具有一開口且其中該開口之該周邊經成形為一平坦表面;一元件晶片,該元 件晶片具有其中對應於該開口之該部分朝該開口側三維地彎曲的一彎曲部分及自該彎曲部分之一周邊邊緣延伸且由該基底之該平坦表面支撐的一平坦部分;光電轉換單元,其配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一凹表面側上;及一光學系統,其將入射光引導至該等光電轉換單元。
(1)
一種固態成像設備,其包括:一固態成像晶片,其具有一被彎曲之彎曲部分、其中該彎曲部分中之一成像表面被設定作為一凹彎曲表面且配置有光電轉換單元的一成像區域及自該彎曲部分之該周邊邊緣延伸的一固定平坦部分;及一控制單元,其可變地控制該成像表面之該曲率。
(2)
如(1)之固態成像設備,其中該固態成像晶片中之該平坦部分配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一整個圓周上且具有一共面組態。
(3)
如(2)之固態成像設備,其中,在該固態成像晶片中,周邊電路配置於其中配置有光電轉換單元之該成像區域的周邊中。
(4)
如(3)之固態成像設備,其進一步包括:一基底,其支撐該固態成像晶片,且具有一開口,該固態成像晶片中之一彎曲部分朝該開口凸出;及一平坦表面,自該彎曲部分延伸之該平坦部分固定至該平坦表面。
(5)
如(4)之固態成像設備,其進一步包括:一磁膜,其形成於與該固態成像晶片之該成像表面相反之該側的該表面上;及一控制單元,其使用被配置成與面對該基底之該開口的該彎曲部分相對的一磁力產生設備,其中藉由控制來自該控制單元之賦予該磁膜的該磁力來控制該成像表面之該曲率。
(6)
如(4)之固態成像設備,其進一步包括:一控制單元,其使用被配置成與該基底之該開口連通的一吸取設備,其中藉由控制來自該控制單元之該吸取力來控制該成像表面之該曲率。
(7)
如(4)之固態成像設備,其進一步包括:一黏附劑,其被灌注至該開口內部且具有用於黏附該固態成像晶片之一收縮性質;及一控制單元,其使用一加熱設備,其中藉由根據對該控制單元之該加熱溫度的控制來控制該黏附劑之該體積收縮而控制該成像表面之該曲率。
(8)
一種固態成像設備,其包括:一固態成像晶片,其具有一成像區域及自變成一經控制為彎曲之彎曲部分的區域的一周邊邊緣延伸的一固定平坦部分,該成像區域具有經控制為彎曲且其中配置有光電轉換單元的一成像表面;及一控制單元,其可變地控制該成像區域之該曲率(包括一無 窮小曲率),其中該成像區域藉由該控制單元而自一平坦狀態可變地控制為具有一目標曲率之一彎曲狀態。
(9)
一種電子設備,其包括:一固態成像設備;一光學透鏡系統,其將入射光引導至該固態成像設備之光電轉換單元;及一信號處理電路,其處理該固態成像設備之一輸出信號,其中該固態成像設備經組態以包括:一固態成像晶片,其具有一被彎曲之彎曲部分、位於該彎曲部分內側之一凹彎曲表面的一成像表面及自該彎曲部分之該周邊邊緣延伸的一平坦部分;及一控制單元,其可變地控制該成像表面之該曲率,且可變地控制該成像表面之該曲率連同該光學透鏡系統中之一目標光學透鏡的該可變移動。
(10)
如(9)之電子設備,其中該固態成像晶片之該平坦部分配置於該彎曲部分之該整個圓周處且具有一共面組態。
(11)
如(10)之電子設備,其中,在該固態成像晶片中,周邊電路配置於具有該成像表面且其中配置有光電轉換單元之該成像區域的周邊處。
(12)
如(11)之電子設備,其進一步包括:一基底,其支撐該固態成像晶片,且具有一開口,該固態成像晶片中之一彎曲部分朝該開口凸出;及一平坦表面,自該彎曲部分延伸之該平坦部分被固定至該平坦表面。
(13)
如(12)之電子設備,其進一步包括:一磁膜,其形成於與該固態成像晶片之該成像表面相反之該側的該表面上;及一控制單元,其使用被配置成與面對該基底之該開口的該彎曲部分相對的一磁力產生設備,其中藉由控制來自該控制單元之賦予該磁膜的該磁力來控制該成像表面之該曲率。
(14)
如(12)之電子設備,其進一步包括:一控制單元,其使用被配置成與該基底之該開口連通的一吸取設備,其中藉由控制來自該控制單元之該吸取力來控制該成像表面之該曲率。
(15)
如(12)之電子設備,其進一步包括:一黏附劑,其被灌注至該開口內部且具有用於黏附該固態成像晶片之一收縮性質;及一控制單元,其使用一加熱設備,其中藉由根據對該控制單元之該加熱溫度的控制來控制該黏附劑之該體積收縮而控制該成像表面之該曲率。
(16)
一種電子設備,其包括:一固態成像設備;一光學透鏡系統,其將入射光引導至該固態成像設備之光電轉換單元;及一信號處理電路,其處理該固態成像設備之一輸出信號,其中該固態成像設備經組態以便包括:一固態成像晶片,其具有一成像區域及自變成一經控制為彎曲之彎曲 部分的區域的一周邊邊緣延伸的一固定平坦部分,該成像區域具有經控制為彎曲且其中配置有光電轉換單元的一成像表面;及一控制單元,其可變地控制該成像區域之該曲率(包括一無窮小曲率),且使得該成像區域藉由該控制單元而自一平坦狀態可變地控制為具有一目標曲率之一彎曲狀態,且其中可變地控制該成像表面之該曲率連同該光學透鏡系統中之一目標光學透鏡的該可變移動。
本發明含有與以下各者中所揭示之標的物有關的標的物:2011年2月28日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2011-043015;2011年2月28日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2011-042447;及2011年2月28日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2011-043014,該等專利申請案之全部內容特此以引用之方式併入本文中。
熟習此項技術者應理解,可取決於設計要求及其他因素而發生各種修改、組合、子組合及變更,只要其係在附加之申請專利範圍或其等效物之範疇內便可。
1-1‧‧‧固態成像元件
1-2‧‧‧固態成像元件
1-3‧‧‧固態成像元件
1-4‧‧‧固態成像元件
1-5‧‧‧固態成像元件
1-6‧‧‧固態成像設備
1-7‧‧‧固態成像設備
1-8‧‧‧固態成像設備
1-9‧‧‧固態成像設備
1-10A‧‧‧固態成像設備
1-10B‧‧‧固態成像設備
1-10C‧‧‧固態成像設備
1-10D‧‧‧固態成像設備
2‧‧‧元件晶片
2a‧‧‧元件晶片
3‧‧‧像素
4‧‧‧成像區域
4a‧‧‧成像表面
5‧‧‧垂直驅動電路
6‧‧‧行信號處理電路
7‧‧‧水平驅動電路
8‧‧‧系統控制電路
9‧‧‧像素驅動線
10‧‧‧垂直信號線
11‧‧‧彎曲部分
13‧‧‧平坦部分
15‧‧‧晶片側電極
21‧‧‧基底
21a‧‧‧基底
21b‧‧‧基底
21c‧‧‧基底
23‧‧‧開口
25‧‧‧平坦表面
27‧‧‧底板
31‧‧‧樹脂
33‧‧‧排放系統
35‧‧‧黏附劑
36‧‧‧磁心
37‧‧‧線圈
39‧‧‧底板
41‧‧‧絕緣膜
43‧‧‧基底側電極
44‧‧‧溫度控制單元
45‧‧‧各向異性導電黏附劑
48‧‧‧通孔
51‧‧‧排放槽
52‧‧‧基底側電極
53‧‧‧晶片側電極
54‧‧‧黏附層
55‧‧‧彎曲凹部分
57‧‧‧排放口
59‧‧‧排放槽
61‧‧‧排氣槽
62‧‧‧排氣系統
65‧‧‧線圈
66‧‧‧線圈
68‧‧‧金屬膜
91‧‧‧電子設備
92‧‧‧固態成像設備
93‧‧‧光學系統
94‧‧‧快門裝置
95‧‧‧驅動電路
96‧‧‧信號處理電路
131‧‧‧控制單元
131-1‧‧‧磁體
131-2‧‧‧電磁體
131-5‧‧‧吸取裝置
131-7‧‧‧磁力控制單元
133‧‧‧磁膜
134‧‧‧黏附層
151‧‧‧絕緣膜
A‧‧‧軸線
w1‧‧‧開口寬度
w2‧‧‧寬度
z‧‧‧區域
θ‧‧‧角
圖1為藉由應用本發明所獲得之固態成像元件中之主要部件的示意性組態圖。
圖2A及圖2B為使用實施例1-1及實施例2-5之製造方法之基底的截面圖及平面圖。
圖3A至圖3D為展示實施例1-1之製造方法的截面程序圖。
圖4A至圖4D為展示實施例1-2之製造方法的截面程序圖。
圖5A及圖5B為使用實施例1-3之製造方法之基底的截面圖及平面圖。
圖6A至圖6D為展示實施例1-3之製造方法的截面程序圖。
圖7A及圖7B為使用實施例1-4之製造方法之基底的截面圖及平面圖。
圖8A至圖8D為展示實施例1-4之製造方法的截面程序圖。
圖9A至圖9C為展示製造實施例2-1之方法的截面程序圖。
圖10A至圖10C為展示製造實施例2-2之方法的截面程序圖。
圖11A及圖11B為在製造實施例2-3之方法中所使用之基底的截面圖及平面圖。
圖12A至圖12C為展示製造實施例2-3之方法的截面程序圖。
圖13A及圖13B為在製造實施例2-4之方法中所使用之基底的截面圖及平面圖。
圖14A及圖14B為展示製造實施例2-4之方法的截面程序圖。
圖15A及圖15B為在製造實施例2-5之方法中所使用之基底的截面圖及平面圖。
圖16A及圖16B為主要組件平面圖,其展示在製造實施例2-5之方法中所使用之基底之修改。
圖17A至圖17C為展示製造實施例2-5之方法的截面程序圖。
圖18A及圖18B為應用於本技術之固態成像元件之基底的截面圖及平面圖。
圖19為展示根據實施例3-1之固態成像設備的示意性組態圖。
圖20為根據實施例3-1之固態成像設備之操作的說明圖。
圖21A至圖21D為製造程序圖,其展示製造根據實施例3-1之固態成像設備之成像晶片的方法的實例。
圖22為展示根據實施例3-2之固態成像設備的示意性組態圖。
圖23為根據實施例3-2之固態成像設備之操作的說明圖。
圖24為展示根據實施例3-3之固態成像設備的示意性組態圖。
圖25為展示根據實施例3-4之固態成像設備的示意性組態圖。
圖26A至圖26C為製造程序圖(部分1),其展示製造根據實施例3-3及3-4之固態成像設備之成像晶片的方法。
圖27A及圖27B為製造程序圖(部分2),其展示製造根據實施例3-3及3-4之固態成像設備之成像晶片的方法。
圖28為展示根據實施例3-5之固態成像設備的示意性組態圖。
圖29為描述根據實施例3-5之固態成像設備之操作的說明圖。
圖30A至圖30D為製造程序圖,其展示製造根據實施例3-5之固態成像設備的方法。
圖31為展示根據實施例3-6之固態成像設備的示意性組態圖。
圖32為描述根據實施例3-6之固態成像設備之操作的說明圖。
圖33A至圖33D為製造程序圖,其展示製造根據實施例3-6之固態成像設備的方法。
圖34為展示根據實施例3-7之固態成像設備的示意性組態圖。
圖35為展示根據實施例3-8之固態成像設備的示意性組態圖。
圖36為展示根據實施例3-9之固態成像設備的示意性組態圖。
圖37A及圖37B為與應用於實施例3-9之封裝組合之基底的截面圖及平面圖。
圖38A及圖38B為展示應用於實施例之基底之另一實例的截面圖及平面圖。
圖39為展示根據實施例3-10之固態成像設備之第一實例的示意性組態圖。
圖40為展示根據實施例3-10之固態成像設備之第二實例的示意性組態圖。
圖41為展示根據實施例3-10之固態成像設備之第三實例的示意性組態圖。
圖42A及圖42B為線圈之示意性組態圖及上表面視圖,其展示根據實施例3-10之固態成像設備之第四實例。
圖43A及圖43B為展示與本實施例有關之成像晶片之另一實例的示意性組態圖。
圖44為本發明之電子設備的組態圖。
圖45A及圖45B為與本實施例有關之電子設備之變焦操作的說明圖。
2‧‧‧元件晶片
2a‧‧‧元件晶片
3‧‧‧像素
4‧‧‧成像區域
5‧‧‧垂直驅動電路
6‧‧‧行信號處理電路
7‧‧‧水平驅動電路
8‧‧‧系統控制電路
9‧‧‧像素驅動線
10‧‧‧垂直信號線
11‧‧‧彎曲部分
13‧‧‧平坦部分

Claims (20)

  1. 一種製造一固態成像元件之方法,其包含:製造一元件晶片,其中光電轉換單元配置於一主表面側上;預備一基底,該基底係使用具有大於該元件晶片之一膨脹係數的一材料而組態,且具有一開口,該開口之一周邊經成形為一平坦表面;在該基底之該開口被覆蓋的一狀態下將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上;及藉由在該元件晶片被固定至該受膨脹基底之該平坦表面的一狀態下冷卻及收縮該基底而使該元件晶片中之對應於該開口的一部分三維地彎曲。
  2. 如請求項1之製造一固態成像元件之方法,其進一步包含:藉由加熱使該基底膨脹。
  3. 如請求項2之製造一固態成像元件之方法,其進一步包含:在該元件晶片之該安裝之前,將未固化樹脂填充於該開口內部,其中當將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上時,其上配置有該等光電轉換單元之該主表面側面向上,且當該基底經冷卻且收縮時,藉由該樹脂之固化及收縮,該元件晶片朝該開口側彎曲。
  4. 如請求項2之製造一固態成像元件之方法,其中,當將該元件晶片安裝於該基底之該平坦表面上時,其上配置有該等光電轉換單元之該主表面側面向上,且當該基底經冷卻且收縮時,該開口之該內部被密封,該開口內部之氣體經冷卻且體積收縮,藉此該元件晶片朝該開口側彎曲。
  5. 如請求項1之製造一固態成像元件之方法,其包含:將與該基底之一外部連通的一排放槽設在該基底之一平坦表面上,其中當將該元件晶片固定於該基底之該平坦表面上時,藉由自該排放槽之吸取而將該元件晶片真空吸附至該基底之該平坦表面。
  6. 如請求項1之製造一固態成像元件之方法,其進一步包含:藉由在該元件晶片被固定至該基底之該平坦表面的一狀態下使該基底之由該元件晶片阻塞之該開口的該內部體積收縮而使該元件晶片朝該開口側三維地彎曲。
  7. 如請求項1之製造一固態成像元件之方法,其中當使該開口之該內部體積收縮時自該開口內部排放氣體。
  8. 如請求項6之製造一固態成像元件之方法,其中該開口之該內壁經形成為被三維地彎曲之一凹彎曲表面,且被迫朝該開口側三維地彎曲的該元件晶片藉由插入於該元件晶片與該凹彎曲表面之間的一黏附劑而固定至該凹彎曲表面。
  9. 如請求項1之製造一固態成像元件之方法,其中與該基底之一外部連通的一排放槽設在該基底之一平坦表面上;且當將該元件晶片固定於該基底之該平坦表面上時,藉由自該排放槽吸取而使該元件晶片真空吸附至該基底之該平坦表面。
  10. 一種固態成像元件,其包含:一元件晶片,其具有一被三維地彎曲的彎曲部分及自該彎曲部分之一周邊邊緣延伸的一平坦部分;及光電轉換單元,其配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一凹表面側上。
  11. 如請求項10之固態成像元件,其中該元件晶片中之該平坦部分配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一整個圓周上且具有一共面組態。
  12. 如請求項10之固態成像元件,其中該彎曲部分之該底表面為圓形。
  13. 如請求項10之固態成像元件,其中,在該元件晶片中,周邊電路配置於其中配置有光電轉換單元之成像區域的一周邊上。
  14. 如請求項10之固態成像元件,其進一步包含:一基底,其係使用具有大於該元件晶片之一膨脹係數的一材料而組態,且具有一開口,其中該開口之一周邊經成形為一平坦表面,其中在該元件晶片之一彎曲部分被插入於該基底之該 開口中的狀態下,該元件晶片之該平坦部分被固定至該基底之該平坦表面。
  15. 如請求項14之固態成像元件,其中樹脂被填充於該基底之該開口中。
  16. 如請求項14之固態成像元件,其中該基底之該開口具有一形狀,其中一開口直徑朝其上將安裝有該元件晶片之一平坦表面側加寬。
  17. 如請求項14之固態成像元件,其中一黏附劑被插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間。
  18. 如請求項14之固態成像元件,其進一步包含:在該元件晶片中,配置於面對該基底之一表面上的一晶片側電極;及配置於該基底之該平坦表面上的一基底側電極,其中連接該晶片側電極及該基底側電極的一各向異性導電黏附劑被插入於該基底之該平坦表面與該元件晶片之間。
  19. 如請求項10之固態成像元件,其進一步包含:一控制單元,其使用被配置成與該基底之該開口連通的一吸取設備,其中藉由控制來自該控制單元之吸取力來控制該成像表面之曲率。
  20. 一種電子設備,其包含:一元件晶片,其具有一被三維地彎曲的彎曲部分及自該彎曲部分之一周邊邊緣延伸的一平坦部分; 光電轉換單元,其配置於該元件晶片中之該彎曲部分的一凹表面側上;及一光學系統,其將入射光引導至該等光電轉換單元。
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