專利名稱：圖像捕捉設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種圖像捕捉設(shè)備，尤其涉及在圖像捕捉元件(光接收元件)的光接收表面?zhèn)仍O(shè)置有透明構(gòu)件的圖像捕捉設(shè)備。
背景技術(shù)：
使用CCD或者CMOS圖像傳感器作為圖像捕捉元件(光接收元件)的圖像捕捉設(shè)備具有包含在封裝內(nèi)部的圖像捕捉元件，并且具有在該圖像捕捉元件的光接收表面上的透明構(gòu)件，如玻璃板，這樣，外部光可通過(guò)透明構(gòu)件進(jìn)入圖像捕捉元件，如申請(qǐng)?zhí)柗謩e為62-067863(相關(guān)專利文件1)、2000-323692(相關(guān)專利文件2)、以及2002-016194(相關(guān)專利文件3)的日本專利申請(qǐng)所示。
相關(guān)專利文件1揭示了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體基板安裝在引腳(lead)上；該半導(dǎo)體基板的電極通過(guò)接合線(bonding wire)與引腳連接；玻璃板利用透明粘合劑接合在該半導(dǎo)體基板上；以及在該玻璃板的表面被暴露的同時(shí)，該半導(dǎo)體基板和引腳被包含黑色色素(pigment)并用作光吸收材料的樹脂密封。
相關(guān)專利文件2揭示了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中具有光接收部件的芯片設(shè)置在具有引腳的封裝上；微透鏡組被用低折射率的樹脂接合在該芯片上；透光基板被通過(guò)濾色器設(shè)置在該微透鏡組上；以及防水樹脂設(shè)置在該透光基板和該低折射率的樹脂的外圍上。
相關(guān)專利文件3揭示了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體元件安裝在基體上；該半導(dǎo)體的電極與設(shè)置在該基體上的電極襯墊通過(guò)接合線連接；透光構(gòu)件被通過(guò)置于該襯墊的UV涂料(curable resin)設(shè)置在該半導(dǎo)體元件上；以及密封樹脂被置為能覆蓋該半導(dǎo)體元件、UV涂料和透光構(gòu)件的整個(gè)側(cè)表面。
根據(jù)相關(guān)專利文件1所揭示的技術(shù)，該玻璃板被制成為形如長(zhǎng)方體，并且通過(guò)在該玻璃板周圍提供密封樹脂來(lái)進(jìn)行密封。該玻璃板具有長(zhǎng)方體形狀，其外圍表面與該半導(dǎo)體基板的上表面(光接收表面)垂直。因此，進(jìn)入到該外圍表面的多余光(這些光不能有助于圖像捕捉)在該外圍表面和樹脂之間的界面處反射，以致可能進(jìn)入該光接收表面(圖像捕捉區(qū)域)。當(dāng)該多余光進(jìn)入光接收表面時(shí)，光學(xué)特性就被削弱，從而導(dǎo)致光斑(flare)或者幻影(ghost)。
進(jìn)一步說(shuō)，根據(jù)相關(guān)專利文件1所揭示的技術(shù)，該玻璃板利用透明粘合劑接合在該半導(dǎo)體基板上。另一方面，根據(jù)相關(guān)專利文件2所揭示的技術(shù)，低折射率的樹脂被置于芯片和微透鏡組之間，并且其外圍由防水樹脂密封。此外，根據(jù)相關(guān)專利文件3所揭示的技術(shù)，在半導(dǎo)體元件的光接收部件和透光構(gòu)件之間提供有空隙，并且該空隙的外圍由UV涂料和密封樹脂密封。
因此，根據(jù)相關(guān)專利文件1至3所揭示的技術(shù)，當(dāng)對(duì)上述設(shè)備加熱時(shí)，相關(guān)專利文件1中的透明粘合劑、相關(guān)專利文件2中的低折射率樹脂、以及相關(guān)專利文件3中半導(dǎo)體元件和透光構(gòu)件之間空隙內(nèi)的空氣均會(huì)發(fā)生熱膨脹，這樣在垂直于半導(dǎo)體基板、芯片和半導(dǎo)體元件的方向上，玻璃板、透光基板、以及透光構(gòu)件將承受壓力誘導(dǎo)力(pressure-induced forces)。結(jié)果是，這種力可使該玻璃板、透光基板、以及透光構(gòu)件移位。
進(jìn)一步說(shuō)，根據(jù)相關(guān)專利文件1至3所揭示的技術(shù)，使用線(wire)來(lái)連接相關(guān)專利文件1中的半導(dǎo)體基板和引腳、相關(guān)專利文件2中的芯片和引腳、以及相關(guān)專利文件3中的半導(dǎo)體元件和基體。該線被通過(guò)打線接合(wirebonding)設(shè)置。在設(shè)置該線之前用玻璃板、透光基板、或者透光構(gòu)件覆蓋光接收區(qū)域的情況下，必需避免該玻璃板、透光基板、或者透光構(gòu)件與接合毛細(xì)管(bonding capillary)相接觸。
因此，需要增加該玻璃板、透光基板、或者透光構(gòu)件的外圍側(cè)面與連接該線的電極襯墊之間的距離。所以，需要減小該玻璃板、透光基板、或者透光構(gòu)件的尺寸，或者增加該半導(dǎo)體基板、芯片、或者半導(dǎo)體元件的芯片尺寸。但是，如果該玻璃板、透光基板、或者透光構(gòu)件的尺寸被減小，那么通過(guò)其端面反射的光可能會(huì)進(jìn)入圖像捕捉區(qū)域，以致擾亂了光學(xué)特性。另一方面，芯片尺寸的增加所起的作用與圖像捕捉設(shè)備的尺寸的減小相反。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種消除上述缺陷的圖像捕捉設(shè)備。
本發(fā)明的更具體的目的在于提供一種圖像捕捉設(shè)備，其具有設(shè)置在圖像捕捉元件的光接收表面上的透明構(gòu)件如玻璃板，其中，能夠防止該透明構(gòu)件的移位以及多余光進(jìn)入圖像捕捉元件的光接收部分，同時(shí)減小該圖像捕捉設(shè)備的尺寸。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供一種圖像捕捉設(shè)備，包括具有光接收表面的光接收元件；板狀透明構(gòu)件，設(shè)置在該光接收元件的光接收表面上；以及樹脂，至少置于該板狀透明構(gòu)件的外圍，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于朝向該光接收元件側(cè)的第一主平面，以及相對(duì)該第一主平面的第二主平面，該第一主平面的面積大于該第二主平面的面積。
根據(jù)上述圖像捕捉設(shè)備，板狀透明構(gòu)件設(shè)置在光接收元件的光接收表面上，并且位于光接收元件側(cè)的透明構(gòu)件的第一主平面的面積大于相對(duì)第一主平面的第二主平面(外側(cè)面)的面積。根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)，能夠防止該透明構(gòu)件的移位，并且能夠控制多余光的進(jìn)入。從而能夠改善該圖像捕捉設(shè)備的可靠性和光特性。進(jìn)一步說(shuō)，能夠減小該圖像捕捉設(shè)備的尺寸，并防止在其制造過(guò)程中與接合毛細(xì)管相干擾。


配合參考附圖，從下面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是本發(fā)明第一具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的橫截面圖；圖2是本發(fā)明第一具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的俯視圖，其中除去了密封樹脂；圖3是本發(fā)明第一具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備局部的放大圖；圖4是顯示本發(fā)明第一具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的效果的示意圖；圖5是顯示本發(fā)明第一具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的效果的示意圖；圖6是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的橫截面圖；圖7是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備局部的放大圖；
圖8是本發(fā)明第三具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的橫截面圖；圖9A至圖9C是顯示本發(fā)明第三具體實(shí)施例的透明構(gòu)件的變化的示意圖；圖10是本發(fā)明第四具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備局部的橫截面放大圖；圖11是本發(fā)明第五具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的橫截面圖；圖12是本發(fā)明第六具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的橫截面圖；圖13是本發(fā)明第七具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的橫截面圖；圖14是本發(fā)明第七具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備局部的放大圖，其顯示了透明構(gòu)件和微透鏡相互接觸的位置；圖15是顯示通過(guò)本發(fā)明第七具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備中的微透鏡聚光條件的示意圖；以及圖16A至圖16G是顯示制造本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
圖1和圖2顯示圖像捕捉設(shè)備20A，其為本發(fā)明圖像捕捉設(shè)備的第一具體實(shí)施例。圖1是該圖像捕捉設(shè)備20A的橫截面圖。圖2是從中除去了密封樹脂的圖像捕捉設(shè)備20A的俯視圖。
在本具體實(shí)施例中，圖像捕捉設(shè)備20A包括圖像捕捉元件(光接收元件)22，支撐基板23，微透鏡24，板狀透明構(gòu)件25A，密封樹脂26，以及外部連接端子31。由CMOS圖像傳感器組成的圖像捕捉元件22在其光接收表面30朝上的同時(shí)，經(jīng)由管芯(die)接合材料27安裝并附著于該支撐基板23之上。
多個(gè)光電二極管以類似矩陣的樣式(圖中未示)在該圖像捕捉元件22的光接收表面30(圖像捕捉區(qū)域)上形成。微透鏡24設(shè)置在該光電二極管上，并且在微透鏡24與光電二極管之間設(shè)置有濾色器層(圖中未示)。該濾色器層由例如添加色素的光刻膠(感光樹脂)形成，并且被對(duì)應(yīng)單個(gè)光電二極管分成多個(gè)區(qū)。這些區(qū)被以預(yù)定的順序布置，其中每個(gè)區(qū)涂有三原色(紅色、黃色、和藍(lán)色)中的一種。
微透鏡24由例如正性光刻膠形成。該微透鏡24形成為多個(gè)透鏡的集合體，其中通過(guò)光刻工藝、回流技術(shù)、或者轉(zhuǎn)移技術(shù)(transfer technology)使每一透鏡具有基本成半球的形狀。每一透鏡體將入射光聚集在對(duì)應(yīng)的一個(gè)光電二極管的光接收部分。
支撐基板23由多層底板形成，該底板的基材是玻璃環(huán)氧樹脂。在其表面和/或者在其內(nèi)部，形成多個(gè)互連線(interconnections)和多個(gè)層間連接通孔(圖中未示)。用于該線連接的接合襯墊40形成于該支撐基板23的表面(上表面)上，在其上安裝有該圖像捕捉元件22。在對(duì)面，連接板(land)(圖中未示)形成在該支撐基板23的表面(下表面)的另一側(cè)上。該支撐基板23也被稱為內(nèi)插板。
圖像捕捉元件22的電極襯墊39和設(shè)置在支撐基板23上的接合襯墊40通過(guò)由金(Au)線形成線28電連接。
另一方面，在形成在支撐基板23的下表面上的連接板上，設(shè)置有由焊接球形成的外部連接端子31。所以，圖像捕捉設(shè)備22的電極襯墊39通過(guò)線28及支撐基板23的互連線和層間連接通孔，與外部連接端子31電連接。
另一方面，由透明玻璃形成的板狀透明構(gòu)件25A經(jīng)由襯片35，設(shè)置在圖像捕捉元件22的光接收表面30(圖像捕捉區(qū)域)之上。透明構(gòu)件25A被設(shè)置為使其位于圖像捕捉元件22側(cè)上的第一主平面25a平行于圖像捕捉元件22的光接收表面30。位于相對(duì)的外側(cè)上的透明構(gòu)件25A的第二主平面25b平行于第一主平面25a。
作為經(jīng)由光刻膠形成的襯片35，將該透明構(gòu)件25A設(shè)置在圖像捕捉元件22之上的結(jié)果，空隙47形成在圖像捕捉元件22和透明構(gòu)件25A之間?？諝獯嬖谟谠摽障?7中。該襯片35可以由其它材料如環(huán)氧樹脂形成。
多個(gè)微透鏡24的聚光特性取決于透鏡的形狀和折射率的差異，該折射率的差異是從在入射光的光程上的、設(shè)置在微透鏡24的入射光側(cè)的構(gòu)件的折射率之間的差異。通常，該微透鏡24的折射率約為1.55(可依材料而在一定程度上變化)，并且空氣的折射率為1。因此，由于在該微透鏡24的周圍(在微透鏡24和透明構(gòu)件25A之間)存在空氣，所以使該微透鏡24的聚光特性被最大化。
在此，“透明”一詞表示對(duì)圖像捕捉元件22的光接收區(qū)域的透明。當(dāng)圖像捕捉元件22的目標(biāo)是可見光時(shí)，“透明”一詞表示對(duì)該可見光的透明。進(jìn)一步說(shuō)，透明構(gòu)件25A的表面需要提供有AR(抗反射)涂層和/或IR(紅外線反射)涂層。
在上述結(jié)構(gòu)中，位于其在圖像捕捉元件22側(cè)上的板狀透明構(gòu)件25A的第一主平面25a的面積(S1)，大于其在外側(cè)上的第二主平面25b的面積(S2)(S1＞S2)。在此，透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A與第一主平面25a成一銳角θ傾斜，并且與透明構(gòu)件25A的第二主平面25b成鈍角傾斜。在此具體實(shí)施例中，該側(cè)表面36A包括具有同一傾角的傾斜表面。
密封樹脂26具有填充料和/或在其中混有染料，以致該密封樹脂26具有阻光特性。該密封樹脂26密封圖像捕捉元件22、透明構(gòu)件25A、以及支撐基板23上的線28，并且覆蓋該透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A。在此，該透明構(gòu)件25A，包括它的側(cè)表面36A的傾斜部分，均由密封樹脂26所覆蓋，以致其第二主平面25b從那里被暴露。
這樣，透明構(gòu)件25A，包括其傾斜部分，均被密封在密封樹脂26中，因此確保透明構(gòu)件25A被保持。這種結(jié)構(gòu)防止該透明構(gòu)件25A從密封樹脂26中移出，因此使該圖像捕捉設(shè)備20A具有高可靠性。
如上所述，在圖像捕捉設(shè)備20A中，空隙47形成在圖像捕捉元件22和透明構(gòu)件25A之間，并且空氣存在于該空隙47中。因此，當(dāng)在用密封樹脂26密封圖像捕捉元件22和透明構(gòu)件25A時(shí)或者之后，對(duì)它們進(jìn)行加熱以致空隙47的空氣膨脹時(shí)，一壓力誘導(dǎo)力在圖1的向上方向(垂直于光接收表面30的向上方向)上作用于透明構(gòu)件25A。
根據(jù)本具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A是傾斜的。該透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A的傾斜部分被密封樹脂26從上面支撐，并且與該密封樹脂26以一個(gè)大的接觸面積相接觸。因此，即使在空隙47內(nèi)的空氣膨脹而將壓力作用于該透明構(gòu)件25A，也能夠防止該透明構(gòu)件25A從密封樹脂26中移位，因此使該圖像捕捉設(shè)備20A具有高可靠性。
下面利用圖3對(duì)此點(diǎn)進(jìn)行更詳細(xì)地描述，圖3顯示透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A與密封樹脂26之間的部分界面。假設(shè)對(duì)圖3中點(diǎn)P指示的位置施加力，該點(diǎn)P指示的位置在透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36和密封樹脂26的接觸面上，也就是在透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A上。
假定在微透鏡24和透明構(gòu)件25A之間的空隙47中的空氣膨脹，以致產(chǎn)生在圖3的向上方向上推該透明構(gòu)件25A的壓力誘導(dǎo)力F，并且假定由于該壓力誘導(dǎo)力F，而在點(diǎn)P產(chǎn)生使透明構(gòu)件25A擠壓密封樹脂26的相關(guān)應(yīng)力(stress-associated force)F1。作為相關(guān)應(yīng)力F1的反作用力，使該密封樹脂26擠壓(保持)該透明構(gòu)件25A的力F2(后文中稱為“保持力F2”)被產(chǎn)生。當(dāng)在圖3的X和Y方向上分解相關(guān)應(yīng)力F1和保持力F2的每一個(gè)時(shí)，相關(guān)應(yīng)力F1被分解為F1X和F1Y，并且保持力F2被分解為F2X和F2Y。
使密封樹脂26保持透明構(gòu)件25A的保持力F2的分解力F2Y施加在垂直向下的方向上，且其分解力F2X施加在水平向內(nèi)的方向上。也就是說(shuō)，保持力F2充當(dāng)?shù)挚箟毫φT導(dǎo)力F以使該透明構(gòu)件25A保持在其原位的力。這樣，在透明構(gòu)件25A中，其第一主平面25a的面積S1大于其第二主平面25b的面積S2，并且其側(cè)表面36A是傾斜的。從而，使該透明構(gòu)件25A保持在其原位的力施加在透明構(gòu)件25A和密封樹脂26之間。因此，即使有在使透明構(gòu)件25A移位的方向上的壓力誘導(dǎo)力F施加于其上，也能夠確保防止該透明構(gòu)件25A不會(huì)從密封樹脂26中移位，這樣提高了圖像捕捉設(shè)備20A的可靠性。
進(jìn)一步說(shuō)，在透明構(gòu)件25A中，側(cè)表面36A與第一主平面25a成一銳角θ傾斜。于是，如圖4所示，在使用接合毛細(xì)管41來(lái)在圖像捕捉元件22的電極襯墊39上執(zhí)行打線接合的情況下，能夠防止該接合毛細(xì)管41和透明構(gòu)件25A相接觸。因此，不必減小該透明構(gòu)件25A的尺寸，也不必增加圖像捕捉元件22的芯片尺寸。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸減小并且具有優(yōu)良光特性的圖像捕捉設(shè)備20A。在圖4中，ΔW2是透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A與接合毛細(xì)管41之間的間隙。
在圖像捕捉設(shè)備20A中，透明構(gòu)件25A的外圍部分由與第一主平面25a成一銳角θ的側(cè)表面36A形成。于是，如圖5所示，從透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A與密封樹脂26之間的界面上反射的光，在遠(yuǎn)離圖像捕捉元件22的光接收表面30(光接收區(qū)域)的方向上傳播。因此，可控制或者減小被反射的光進(jìn)入圖像捕捉元件22的光接收表面30(光接收區(qū)域)。從而能夠防止來(lái)自對(duì)圖像捕捉不起作用的多余光(在后文中稱之為“多余光”)的光斑或者幻影的出現(xiàn)，因此能夠改善該圖像捕捉設(shè)備20A的光特性。
能夠控制光斑或者幻影的出現(xiàn)的側(cè)表面36A的傾角θ，取決于進(jìn)入透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A的光的角度、以及透明構(gòu)件25A和密封樹脂26的折射率。例如，如果進(jìn)入側(cè)表面36A的光的角度是45°，那么理想的是將該側(cè)表面36A的傾角θ也設(shè)置為45°。
下面將結(jié)合圖6和圖7，對(duì)本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的第二具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖6是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20B的橫截面圖。在圖6中，與第一具體實(shí)施例中描述相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記，而省略對(duì)其的描述。同樣方式也應(yīng)用于下述其它具體實(shí)施例的附圖中。
如圖7的放大圖所示，在第二具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20B中，透明構(gòu)件25B的側(cè)表面36B是粗糙的。與上述的第一具體實(shí)施例一樣，該透明構(gòu)件25B的側(cè)表面36B是傾斜的。該透明構(gòu)件25B的側(cè)表面36B是粗糙的。這樣，進(jìn)入透明構(gòu)件25B的光中、到達(dá)側(cè)表面36B的光被散射，從而極大地減小了作為反射光而進(jìn)入光接收表面30(圖像捕捉區(qū)域)的光的數(shù)量。由此，可控制圖像捕捉設(shè)備20B的光特性的降低。
進(jìn)一步說(shuō)，密封樹脂26與透明構(gòu)件25B的側(cè)表面36B的接觸面積被充分地增大了。從而，透明構(gòu)件25B能夠被更加穩(wěn)固地固定于密封樹脂26中，因此能夠提高該圖像捕捉設(shè)備20B的穩(wěn)定性。為了粗糙化透明構(gòu)件25B的側(cè)表面36B，可以采用模具對(duì)該透明構(gòu)件25B進(jìn)行模塑，其中預(yù)先使對(duì)應(yīng)該側(cè)表面36B的模具部分變粗糙?；蛘呤?，在透明構(gòu)件25B被模塑后，可以通過(guò)噴砂處理，粗糙化該透明構(gòu)件25B的側(cè)表面36B。
下面將對(duì)本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的第三具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖8是第三具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20C的橫截面圖。在第三具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20C中，在透明構(gòu)件25C的第一主平面25a側(cè)的側(cè)表面36A上設(shè)置有凸緣部56。在該透明構(gòu)件25C中，位于圖像捕捉元件22一側(cè)的第一主平面25a的面積也大于位于外側(cè)的第二主平面25b的面積，并且在側(cè)表面36A與第一主平面25a之間也形成一銳角θ。凸緣部56的設(shè)置可充分增加透明構(gòu)件25C與密封樹脂26的接觸面積。
凸緣部56被提供在第一主平面25a側(cè)。于是，在樹脂密封結(jié)構(gòu)中，該凸緣部56便產(chǎn)生所謂的糙面效應(yīng)(anchoring effect)。因此，即使由于熱膨脹產(chǎn)生的壓力施加在透明構(gòu)件25C上，也能夠確保透明構(gòu)件25C保持在密封樹脂26中。所以，該圖像捕捉設(shè)備20C具有很高的可靠性。也可以像上述第二具體實(shí)施例一樣，將側(cè)表面36A和透明構(gòu)件25C的凸緣部56的表面變粗糙。
圖9A至圖9C是顯示第三具體實(shí)施例圖像捕捉設(shè)備20C的透明構(gòu)件25C的變化的示意圖。參見圖9A，透明構(gòu)件25D被構(gòu)造為其側(cè)表面36C以梯狀方式形成。
參見圖9B，透明構(gòu)件25D具有設(shè)置在其側(cè)表面36D的下部(在第一主平面25a側(cè)上)的垂直部57。進(jìn)一步說(shuō)，參見圖9C，透明構(gòu)件25F的側(cè)表面36E是具有曲率的曲面。在這些透明構(gòu)件25D至25F中，與第一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相比，也可充分增加與密封樹脂26的接觸面積和/或也可產(chǎn)生糙面效應(yīng)。
在圖9A的透明構(gòu)件25D中，側(cè)表面36C以梯狀方式形成，這樣側(cè)表面36C的表面積增加，以致增加了與密封樹脂26的接觸面積。在圖9B的透明構(gòu)件25E中，設(shè)置垂直部57，以除去在第一主平面25a側(cè)的、在邊緣部?jī)?nèi)一極薄部分的存在物。因此，能夠防止出現(xiàn)如芯片損壞，或者該邊緣部碎裂。
進(jìn)一步說(shuō)，在圖9C的透明構(gòu)件25F中，側(cè)表面36E是彎曲的，這樣增加了側(cè)表面36E的表面積，以致增加了與密封樹脂26的接觸面積。因此，通過(guò)使用透明構(gòu)件25D、25E或者25F，也能夠改善圖像捕捉設(shè)備20C的可靠性。在透明構(gòu)件25D至25F中，位于圖像捕捉元件22側(cè)的第一主平面25a的面積也大于位于外側(cè)的第二主平面25b的面積。
下面將對(duì)本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的第四具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖10是第四具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20D局部的橫截面圖，其中放大顯示透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A及其近處。在本具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20D中，在透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A上，設(shè)置如鎳(Ni)或者鉻(Cr)的吸光金屬涂層58。在該透明構(gòu)件25A中，位于圖像捕捉元件22側(cè)的第一主平面25a的面積大于位于外側(cè)面的第二主平面25b的面積。
可以通過(guò)將金屬箔附著于側(cè)表面36A上來(lái)形成該金屬涂層58?；蛘呤牵梢酝ㄟ^(guò)氣相沉積或者噴濺法將該金屬涂層58附著于該側(cè)表面36A上。在透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A設(shè)置具有吸光特性的金屬涂層58的結(jié)果是，進(jìn)入側(cè)表面36A的光被金屬涂層58吸收，從而減少被反射的光。另外，由于透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A是傾斜的表面，所以被反射的光傳播到圖像捕捉元件22的光接收表面30(光接收區(qū)域)的外面。因此，能夠更可靠地控制由于多余光而引起的光斑或者幻影的出現(xiàn)，從而能夠進(jìn)一步改善圖像捕捉設(shè)備20D的光特性。
下面將對(duì)本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的第五具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖11是第五具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20E的橫截面圖。在圖像捕捉設(shè)備20E中，透光粘合劑32設(shè)置在圖像捕捉元件22的光接收表面30上設(shè)置的微透鏡24與透明構(gòu)件25A之間。也就是說(shuō)，根據(jù)本具體實(shí)施例，透明構(gòu)件25A利用透光粘合劑32固定在圖像捕捉元件22的光接收表面30上。在透明構(gòu)件25A中，位于圖像捕捉元件22側(cè)的第一主平面25a的面積大于在外側(cè)上的第二主平面25b的面積。
在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，為透光粘合劑32選擇比微透鏡24的折射率低的材料，以增強(qiáng)其聚光特性。根據(jù)本具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20E，在圖像捕捉元件22和透明構(gòu)件25A之間不存在空隙，并且圖像捕捉元件22上面的部分由樹脂和玻璃形成。因此，在該圖像捕捉設(shè)備20E中，能夠進(jìn)一步增加抵抗來(lái)自上面外力的強(qiáng)度。
下面將對(duì)本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的第六具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖12是第六具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20F的橫截面圖。在本具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20F中，采用光透明樹脂(下文中稱為“透明密封樹脂60”)作為密封樹脂，并且透明構(gòu)件25A被密封(包含)在該透明密封樹脂60中。
在透明構(gòu)件25A中，位于圖像捕捉元件22側(cè)的第一主平面25a的面積大于在外側(cè)上的第二主平面25b的面積。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有填充料如玻璃光纖或者碳被添加到透明密封樹脂60中。
在透明密封樹脂60內(nèi)的密封的透明構(gòu)件25A中，構(gòu)成透明密封樹脂60的一部分的上密封部分60a，厚度均勻地形成在該透明構(gòu)件25A之上。從而，可防止透過(guò)透明構(gòu)件25A的入射光的入射特性的削弱。進(jìn)一步說(shuō)，即使由于熱膨脹產(chǎn)生的壓力作用于該透明構(gòu)件25A，該透明構(gòu)件25A也被保持在該透明密封樹脂60內(nèi)。因此，圖像捕捉設(shè)備20F能夠具有改善的可靠性。
下面將對(duì)本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備的第七具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖13是第七具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20G的橫截面圖。在本具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20G中，透明構(gòu)件25A被設(shè)置為其第一主平面25a直接與微透鏡24相接觸。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，透明構(gòu)件25A的第二主平面25b從密封樹脂26處暴露出來(lái)。
如圖14的放大圖所示，通過(guò)布置多個(gè)朝透明構(gòu)件25A的第一主平面25a的方向、基本成半球狀地突出的透鏡體24a來(lái)形成微透鏡24。進(jìn)一步說(shuō)，如圖15的放大圖所示，該微透鏡24設(shè)置在濾光器層33上，該濾光器層33設(shè)置在圖像捕捉元件22上。與圖像捕捉元件22的光接收表面30上形成的多個(gè)光電二極管34一一對(duì)應(yīng)地、布置單個(gè)透鏡體24a。也就是說(shuō)，形成的透鏡體24a在數(shù)量上大于或者等于光電二極管34的數(shù)量。
根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)，在透鏡體24a基本成半球狀的透鏡部分的頂端，透明構(gòu)件24A被透鏡體24a的透鏡部分與其的接觸點(diǎn)支撐。因此，基本上該透明構(gòu)件25A的全部的表面(第一主平面25a)由具有多個(gè)支撐點(diǎn)的微透鏡24(透鏡體24a)來(lái)支撐。但是，如圖15的放大圖所示，由于每一透鏡體24a包含曲面，所以在透明構(gòu)件25A與透鏡體24a之間，除了直接接觸的部分外，還存在空氣層55(折射率為1)。因此，每一透鏡體24a(折射率為1.55)與其周圍的空隙(折射率為1)之間在折射率上有很大的不同。從而，能夠確保透過(guò)透明構(gòu)件25A的入射光聚集到光電二極管區(qū)域。因此，可防止圖像捕捉設(shè)備20G的輸出特性被降低。
多個(gè)透鏡體24a支撐透明構(gòu)件25A。因此，可基本上防止所述透鏡體24a彼此所承受的負(fù)載或者重量不同。這樣，沒(méi)有特別地改變?nèi)我煌哥R體24a的光特性。因而，可防止圖像捕捉設(shè)備20G的光特性被降低。
下面將參考圖16A至圖16G，對(duì)制造本發(fā)明圖像捕捉設(shè)備的方法進(jìn)行描述，其中選取制造第五具體實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備20E的方法作為實(shí)施例。在本具體實(shí)施例中，多個(gè)圖像捕捉設(shè)備20E是以單一的過(guò)程形成的。因此，包含多個(gè)用以安裝圖像捕捉元件的、支撐基板23的大尺寸基板被用作一個(gè)基板。但是，為了圖示方便，在圖16A至圖16G中，顯示這樣的區(qū)域，該區(qū)域與使用該大尺寸基板形成的多個(gè)圖像捕捉設(shè)備20E之一相對(duì)應(yīng)，并在下文中將進(jìn)行描述。
根據(jù)本發(fā)明，如圖16A所示，首先使用管芯接合材料27，將圖像捕捉元件22(光接收元件)安裝并附著于玻璃環(huán)氧支撐基板23上。如果需要的話，該支撐基板23可以是多層的。預(yù)先將濾光器層和微透鏡24(圖11)設(shè)置在圖像捕捉元件22的光接收表面30上。
然后，如圖16B所示，使用透光粘合劑32，將透明構(gòu)件25A設(shè)置并附著于圖像捕捉元件22的微透鏡24(圖11)上。透明構(gòu)件25A由玻璃制成。根據(jù)本發(fā)明，位于圖像捕捉元件22側(cè)的該透明構(gòu)件25A的第一主平面25a的面積大于其在外側(cè)上的第二主平面25b的面積。該透明構(gòu)件25A的外圍的側(cè)表面36A與第一主平面25a成銳角θ傾斜。為透光粘合劑32選擇比微透鏡24(圖11)的折射率低的材料。
可以在將透明構(gòu)件25A附著于圖像捕捉元件22之后，執(zhí)行該圖像捕捉元件22與支撐基板23的接合(管芯接合)。為了防止會(huì)削弱光特性的異物附著于圖像捕捉設(shè)備22的微透鏡24(圖11)上，理想的是，盡可能早地覆蓋圖像捕捉元件22的光接收表面30。
下一步，當(dāng)將透明構(gòu)件25A固定在圖像捕捉元件22上時(shí)，如圖16C所示，通過(guò)線28將圖像捕捉元件22的電極襯墊與支撐基板23的對(duì)應(yīng)電極電連接。此時(shí)，由于透明構(gòu)件25A的側(cè)表面36A是傾斜的，所以能夠在使用接合毛細(xì)管執(zhí)行打線接合的時(shí)候，防止接合毛細(xì)管(圖4)與透明構(gòu)件25A相接觸。如此就不必減小透明構(gòu)件25A的尺寸，并且還能夠防止圖像捕捉元件22的芯片尺寸的增加。從而，可減小圖像捕捉設(shè)備20E的尺寸，并且能夠使該圖像捕捉設(shè)備20E具有良好的光特性。
當(dāng)完成打線接合時(shí)，將支撐基板23放在金屬模具44中，以模塑密封樹脂26，如圖16D所示。應(yīng)用傳遞模塑法作為模塑方法。該金屬模具44由上金屬模具45和下金屬模具46組成。將該支撐基板23放到該下金屬模具46中。
在上金屬模具45中形成空腔52。該空腔52的內(nèi)頂表面與透明構(gòu)件25A的上表面相接觸。對(duì)此，為防止該透明構(gòu)件25A與上金屬模具45的金屬部分相接觸，至少對(duì)上金屬模具45的與透明構(gòu)件25A相接觸的部分提供耐熱樹脂45A，。該耐熱樹脂45A的提供可防止出現(xiàn)透明構(gòu)件25A的表面(第二主平面25b)的損壞。作為耐熱樹脂45A，例如可使用杜邦公司(DuPontTM)的Vespel樹脂。將樹脂箱(resin pod)(圖中未示)與金屬模具44的樹脂入口50相連接，從而將密封樹脂26從樹脂箱中注入到金屬模具44內(nèi)部的空腔52中。
當(dāng)密封樹脂26硬化后，將支撐基板23從金屬模具44中取出。如圖16E所示，下一步，由焊接球形成的外部連接端子31形成在多個(gè)連接板上，所示多個(gè)連接板形成在支撐基板23的下表面上。然后，如圖16F所示，使用劃片機(jī)54，沿切割線A切割支撐基板23和密封樹脂26，這樣，大尺寸的基板就被分成多個(gè)圖像捕捉設(shè)備20E。通過(guò)上述過(guò)程，制造如圖16G所示的單個(gè)圖像捕捉設(shè)備20E。
根據(jù)這種制造方法，采用包含多個(gè)支撐基板23的大尺寸的基板，可同時(shí)制造多個(gè)圖像捕捉設(shè)備20E。但是，也可以采用制造單一圖像捕捉設(shè)備20E的方法。進(jìn)一步說(shuō)，上述制造方法也可以用來(lái)制造任意上述其它具體實(shí)施例中的圖像捕捉設(shè)備20A至20D、20F和20G。
本發(fā)明并不特定局限于所揭示的具體實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以作一些變化和修飾。
權(quán)利要求
1.一種圖像捕捉設(shè)備，其特征在于包括具有光接收表面的光接收元件；板狀透明構(gòu)件，設(shè)置在該光接收元件的該光接收表面上；以及樹脂，至少置于該板狀透明構(gòu)件的外圍，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于朝該光接收元件側(cè)的第一主平面，和相對(duì)該第一主平面的第二主平面，該第一主平面的面積大于該第二主平面的面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于該第一和第二主平面之間的側(cè)表面，該側(cè)表面是傾斜的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，在該板狀透明構(gòu)件的第一主平面和該側(cè)表面之間形成銳角，并且在該板狀透明構(gòu)件的第二主平面和該側(cè)表面之間形成鈍角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于該第一和第二主平面之間的側(cè)表面，該側(cè)表面上具有形成于其上的梯狀臺(tái)階。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于該第一和第二主平面之間的側(cè)表面，該側(cè)表面包含曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于該第一和第二主平面之間的側(cè)表面，該側(cè)表面是粗糙的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該板狀透明構(gòu)件包括位于該第一和第二主平面之間的側(cè)表面，該側(cè)表面具有置于其上的吸光涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，進(jìn)一步包括設(shè)置在該光接收元件的該光接收表面和該板狀透明構(gòu)件之間的透鏡構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該板狀透明構(gòu)件被設(shè)置為與該透鏡構(gòu)件直接接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中，該樹脂包括透明樹脂，并且被置于該板狀透明構(gòu)件的該第二主平面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像捕捉設(shè)備，其包括具有光接收表面的光接收元件，板狀透明構(gòu)件，設(shè)置在該光接收元件的光接收表面上，以及樹脂，至少置于該板狀透明構(gòu)件的外圍。該板狀透明構(gòu)件包括位于朝向該光接收元件側(cè)的第一主平面，以及相對(duì)該第一主平面的第二主平面。該第一主平面的面積大于該第二主平面的面積。使用本發(fā)明，能夠改善圖像捕捉設(shè)備的可靠性和光特性，減小圖像捕捉設(shè)備的尺寸，并防止在其制造過(guò)程中與接合毛細(xì)管相干擾。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1728396SQ20041010021
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者渡邊直行, 譽(yù)田敏幸, 芥川泰人, 森屋晉, 小林泉 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社