专利名称：光学装置用模块和光学装置用模块的制造方法
技术领域：
本发明涉及光学装置用模块和光学装置用模块的制造方法，该光学装置用模块具有固体摄像元件和划定去往形成在固体摄像元件的一个面上的有效象素区的光路的光路划定器。
背景技术：
最近，正在开展对装在数码照相机和带照相功能的便携式电话机等光学装置中的光学装置用模块的开发(例如，参照特开2002-182270号公报)图1是表示现有的光学装置用模块的构成的截面图。图中的30是布线基板，在布线基板30的两个面上形成导体布线31的图形。在布线基板30的两个面上形成的导体布线31相互在布线基板30的内部适当地连接。在布线基板30上粘接(键合)DSP(数字信号处理器)32。在DSP32的平面上粘接作为片状绝缘性粘接剂的衬垫33，在衬垫33上粘接固体摄像元件34。利用键合线32w使DSP32的各接线端子与导体布线31电连接，固体摄像元件34的各接线端子利用键合线34w与导体布线31电连接。
透镜夹具主体35呈筒状，在其一端的内侧周围具有保持透镜37的焦点调整器36，另一端与布线基板30的一个面粘接。在透镜夹具主体35的透镜37和固体摄像元件34之间，粘接进行滤光处理的光学滤光器38，用来遮蔽入射光中的红外线。焦点调整器36呈螺纹状嵌入透镜夹具主体35中，焦点调整器36通过转动改变其与透镜夹具主体35的相对位置。透镜37以布线基板30的与透镜夹具主体35粘接的一个面为基准，利用透镜夹具主体35和焦点调整器36(以下，称作透镜夹具)来进行定位。
光学装置用模块所具有的布线基板30的尺寸(特别是厚度方向的尺寸)在规格值范围内。但是，布线基板30因制造偏差而具有翘曲和挠曲等。此外，在透镜夹具主体35粘接后，也存在这样的翘曲和挠曲等。即，在透镜37的定位时，因作为定位基准的布线基板30的翘曲和挠曲等原因，有时，从透镜37到固体摄像元件34的光学距离和透镜37的焦距f不一致。
图2到图4是表示现有的光学装置用模块的问题点的说明图，各图示出光学装置用模块的截面。
图2示出布线基板30的中央部变成凸起状态的情况。虽然透镜37和布线基板30的中央部及配置在布线基板30的中央部的固体摄像元件34保持平行，但因布线基板30的两端相对中央呈凹陷的状态，故粘接在布线基板30上的透镜夹具主体35相对布线基板30的中央部呈向下方移动的状态。即，成为透镜37的定位基准向下方移动的状态。因此，透镜37和固体摄像元件34的光学距离与透镜37的焦距f不一致，变成f-Δf(Δf是布线基板30的厚度方向的变形量)。
在这样的情况下，为了使透镜37和固体摄像元件34之间的光学距离与透镜37的焦距f一致，转动焦点调整器36，将透镜37和固体摄像元件34之间的光学距离调整到透镜37的焦距f上。即，利用焦点调整器36进行相当于变形量Δf的调整，使固体摄像元件34位于透镜37的焦距f的位置上。
图3示出布线基板30的中央部变成凹陷状态的情况。虽然透镜37和布线基板30的中央部及固体摄像元件34保持平行，但因布线基板30的两端相对中央呈凸起的状态，故粘接在布线基板30上的透镜夹具主体35相对布线基板30的中央部呈向上方移动的状态。即，变成透镜37的定位基准向上方移动的状态。因此，透镜37和固体摄像元件34的光学距离与透镜37的焦距f不一致，变成f+Δf(Δf是布线基板30的厚度方向的变形量)。因此，有必要利用焦点调整器36进行相当于变形量Δf的调整，使固体摄像元件34位于透镜37的焦距f的位置上。
如上所述，现有的光学装置用模块以布线基板30作为透镜37的定位基准，将透镜夹具主体35粘接在布线基板30上，所以，因布线基板30的翘曲和挠曲等制造偏差的原因，透镜37和固体摄像元件34之间的光学距离和透镜37的焦距f不一致。
结果，在各光学装置用模块中，将透镜37和固体摄像元件34之间的光学距离调整到透镜37的焦距f的调整工序是必要的，需要昂贵的调整用设备和操作人员。此外，调整要求操作人员操作熟练。进而，透镜夹具需要透镜夹具主体35和焦点调整器36这样2个机构部件，使透镜夹具、进而使光学装置用模块小型化存在结构上的困难。另外，由于是机构部件，故难以大量生产，透镜夹具的生产成本在光学装置用模块的生产成本中占很高的比例，从而带来生产成本的提高。
另一方面，图4示出布线基板30的板厚变成因地点而异的状态的情况。如图所示，在布线基板30的图中右端板厚厚，在图中左端板厚薄，左右两端的板厚不同，即使是这样的情况，假设例如布线基板30是10mm左右的矩形，布线基板30两端间产生的板厚的差为±0.01mm左右，则布线基板30的板厚在规格之内。
但是，当将透镜夹具主体35粘接在布线基板30上时，透镜夹具相对布线基板30和固体摄像元件34变成倾斜固定的状态。结果，在透镜37的光轴和固体摄像元件34的垂直轴之间会产生角度θ的偏差，固体摄像元件34不能正确地接收透过透镜37的入射光。即，被拍摄体的图像不能正确地投影在固体摄像元件34上。
进而，现有的光学装置用模块利用键合线32w和键合线34w对DSP32的各接线端子、固体摄像元件34的各接线端子及导体布线31进行电连接。因此，需要键合线32w、键合线34w和用来配置与它们连接的导体布线31的衬垫。
具体地说，在DSP32和固体摄像元件34之间以及在固体摄像元件34和光学滤光器38之间，必须留出可对键合线32w和键合线34w进行布线的空间，此外，在布线基板30的DSP32和固体摄像元件34的周边部必须有可配置导体布线31的空间。结果，光学装置用模块的尺寸、例如固体摄像元件34的端部和透镜夹具主体35的内壁之间的距离A加大，招致光学装置用模块的大型化。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种光学装置用模块和光学装置用模块的制造方法，该光学装置用模块具有将透光性盖部粘接在固体摄像元件上的粘接部和使透光性盖部与光路划定器结合的结合部，通过在固体摄像元件上形成贯通电极去实现小型化。
本发明的另一个目的在于提供一种光学装置用模块，通过结合部的粘接或使透光性盖部的平面尺寸比固体摄像元件的平面尺寸小，使其更加小型化。
本发明的又一个目的在于提供一种光学装置用模块，通过利用光路划定器去保持透镜，可以不需要用来使透镜和固体摄像元件之间的光学距离和透镜的焦距一致的调整工序。
本发明的再另一个目的在于提供光学装置用模块，通过具有形成了贯通电极的图像处理装置，使其更加小型化。
本发明的光学装置用模块包括一个面具有有效象素区的固体摄像元件和具有划定去往上述有效象素区的光路的光路划定器，其特征在于具有贯通上述固体摄像元件的贯通电极、将与上述有效象素区面对面配置的透光性盖部粘接在上述固体摄像元件上的粘接部、和使上述透光性盖部与上述光路划定器结合的结合部。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述结合部将上述透光性盖部和上述光路划定器粘接在一起。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述透光性盖部具有比上述固体摄像元件的上述一个面的平面尺寸小的平面尺寸。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述粘接部包含感光性粘接剂。
本发明的光学装置用模块的特征在于在上述有效象素区和透光性盖部之间形成空间，上述粘接部在上述一个面的有效象素区的外围部形成。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述粘接部是密封上述外围部的结构。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述光路划定器保持与上述有效象素区面对面配置的透镜。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述固体摄像元件粘接在与布线基板粘接的图像处理装置的平面部上。
本发明的光学装置用模块的特征在于上述贯通电极和贯通上述图像处理装置的贯通电极连接。
本发明的光学装置用模块的制造方法是包括一个面具有有效象素区的固体摄像元件和划定去往上述有效象素区的光路的光路划定器的光学装置用模块的制造方法，其特征在于具有在上述固体摄像元件上形成贯通电极的工序、将与上述有效象素区面对面配置的透光性盖部粘接在上述固体摄像元件上的工序、和使上述透光性盖部与上述光路划定器结合的工序。
在本发明中，在一个面具有有效象素区的板状固体摄像元件上形成贯通电极。此外，利用粘接部将与有效象素区面对面配置的透光性盖部和固体摄像元件粘接。进而，利用结合部使划定去往有效象素区的光路的光路划定器和透光性盖部结合。
此外，在本发明中，利用结合部将光路划定器和透光性盖部粘接。
在本发明中，透光性盖部的平面尺寸(例如，对固体摄像元件的投影面积)比固体摄像元件的一个面的平面尺寸(投影面积)小。但是，透光性盖部的平面尺寸必须不低于有效象素区的平面尺寸。
在本发明中，粘接固体摄像元件和透光性盖部的粘接部包含感光性粘接剂。这样的粘接部例如是使将感光性粘接剂和热固化树脂混合后的粘接剂固化后形成的。
在本发明中，粘接固体摄像元件和透光性盖部的粘接部在固体摄像元件的一个面的有效象素区的外围部形成，此外，固体摄像元件和透光性盖部粘接后并不完全紧贴在一起，而在有效象素区和透光性盖部之间形成空间。
在本发明中，粘接固体摄像元件和透光性盖部的粘接部在固体摄像元件的一个面的有效象素区的外围部形成，进而，将有效象素区的外围部密封。
在本发明中，光路划定器保持与固体摄像元件的一个面的有效象素区面对面配置的透镜。
在本发明中，包括具有粘接了固体摄像元件的平面部的图像处理装置和与图像处理装置粘接的布线基板。图像处理装置例如控制固体摄像元件的工作，或接收固体摄像元件经贯通电极输出的电信号，处理已接收的电信号，并将处理后的电信号输出给布线基板。
在本发明中，包括具有粘接了固体摄像元件的平面部的图像处理装置和与图像处理装置粘接的布线基板。此外，还具有贯通图像处理装置的贯通电极，固体摄像元件的贯通电极和图像处理装置的贯通电极进行电连接。图像处理装置例如经图像处理装置和固体摄像元件各自的贯通电极向固体摄像元件输入控制固体摄像元件的工作的控制信号。此外，图像处理装置接收由固体摄像元件经图像处理装置和固体摄像元件各自的贯通电极输出的电信号，处理已接收的电信号，并经图像处理装置的贯通电极向布线基板输出处理后的电信号。
若按照本发明的光学装置用模块及光学装置用模块的制造方法，在一个面具有有效象素区的固体摄像元件上形成贯通电极。因此，可以使用贯通电极将固体摄像元件安装在光学装置用模块的外部或光学装置用模块的内部的电极、引线等(例如布线基板)上。结果，因不必使用象另外需要布线用衬垫的引线键合那样的布线装置将固体摄像元件安装在布线基板上，故可以使光学装置用模块小型化。
此外，利用粘接部将与有效象素区面对面配置的透光性盖部粘接在固体摄像元件上。因此，可以利用透光性盖部将固体摄像元件所具有的有效象素区覆盖。结果，可以保护有效象素区，使其避免与例如外部物体接触。进而，透光性盖部和固体摄像元件的粘接与使用粘接之外的手段(例如，在透光性盖部和固体摄像元件之间插入适当的结合材料使其结合)使透光性盖部和固体摄像元件结合的情况相比，结构简单，制造工序也简单。
此外，进而利用结合部使划定去往有效象素区的光路的光路划定器和透光性盖部结合。因透光性盖部和固体摄像元件粘接形成一体，故与光路划定器和透光性盖部分别设置或透光性盖部和固体摄像元件分别设置的光学装置用模块相比，更能实现小型化。
若按照本发明的光学装置用模块，利用结合部使光路划定器和透光性盖部粘接。光路划定器和透光性盖部的粘接与使用粘接之外的手段(例如，螺纹结合)使光路划定器和透光性盖部结合的情况相比，结构简单，制造工序也简单，可以减小光路划定器和透光性盖部之间的距离，使光学装置用模块小型化。进而，当用粘接剂密封光路划定器和透光性盖部之间的空间时，可以在光路划定器内将固体摄像元件密封使其免受外部环境的影响。
若按照本发明的光学装置用模块，透光性盖部将有效象素区覆盖，而且，尺寸比固体摄像元件小。因此，可以保证透光性盖部对有效象素区的保护功能，可以实现光学装置用模块的小型化，特别是在作为照相机模块使用的情况下，可以使照相机更加小型化。
若按照本发明的光学装置用模块，粘接固体摄像元件和透光性盖部的粘接部包含感光性粘接剂。因此，使用光蚀刻技术在固体摄像元件或透光性盖部上形成感光性粘接剂或包含感光性粘接剂的粘接剂图形，并使其固化，由此可以容易形成粘接部，且精度高，效率高。
若按照本发明的光学装置用模块，粘接固体摄像元件和透光性盖部的粘接部在固体摄像元件的一个面的有效象素区的外围部形成。此外，固体摄像元件和透光性盖部粘接后并不完全紧贴在一起，而在有效象素区和透光性盖部之间形成空间。结果，射向光学装置用模块的入射光只透过从透过透光性盖部后到达有效象素区之间的空间，不透过例如粘接部。假如，当在有效象素区和透光性盖部之间形成粘接部时，因入射光透过粘接部而产生衰减、散射等光的损失。即，本发明的光学装置用模块与有效象素区上具有粘接部的光学装置用模块相比，在光学上是有利的。
若按照本发明的光学装置用模块，粘接固体摄像元件和透光性盖部的粘接部将固体摄像元件的一个面的有效象素区的外围部密封。因此，粘接部将固体摄像元件和透光性盖部之间密封，可以防止湿气侵入有效象素区和粉尘(垃圾、切屑等)的附着等。结果，可以提高固体摄像元件的可靠性，进而可以提高光学装置用模块的可靠性。此外，在固体摄像元件和透光性盖部粘接之后不需要另外对有效象素区进行保护，所以，可以使光学装置用模块的制造工序简单，可以降低制造成本。
若按照本发明的光学装置用模块，光路划定器保持与固体摄像元件的一个面的有效象素区面对面配置的透镜。此外，光路划定器利用结合部与透光性盖部结合，透光性盖部与有效象素区面对面配置，并通过粘接部粘接在固体摄像元件上。因此，可以使用透光性盖部作为被光路划定器保持的透镜的定位基准。
这时，可以使透镜和固体摄像元件之间的位置关系得以准确而精密地固定。即，可以以透光性盖部为基准使透镜和固体摄像元件的光学距离和透镜的焦距准确一致，此外，可以使透镜和固体摄像元件平行配置，即，使透镜的光轴和固体摄像元件(具体地说是有效象素区)相对表面的垂直轴准确一致。进而，即使布线基板变形，也不必调整固体摄像元件和透镜之间的光学距离。此外，即使布线基板的板厚不一致，也可以使透镜的光轴和固体摄像元件的垂直轴保持一致。结果，可以将被拍摄体的图像正确地投影在固体摄像元件上。
因此，本发明的光学装置用模块不需要过去的光学装置用模块所需要的用来调整透镜和固体摄像元件的光学距离的焦点调整器，此外，也不需要使用焦点调整器的调整工序。进而，因不需要焦点调整器，故可以减少构成部件数，可以使光学装置用模块小型化(轻而薄)。此外，因不需要使用焦点调整器的调整工序，故可以简化制造设备和制造工序，提高成品率，降低材料费和生产成本，从而降低产品价格。
若按照本发明的光学装置用模块，通过粘接将布线基板、图像处理装置、固体摄像元件和透光性盖部层叠，使透光性盖部和光路划定器结合在一起，所以，可以使光学装置用模块小型化。此外，因不必使用像另外需要布线用衬垫的引线键合那样的布线装置将固体摄像元件安装在布线基板上，故可以使光学装置用模块小型化。
若按照本发明的光学装置用模块，通过粘接将布线基板、已形成贯通电极的图像处理装置、已形成与图像处理装置的贯通电极连接的贯通电极的固体摄像元件和透光性盖部层叠，使透光性盖部和光路划定器结合在一起，所以，可以使光学装置用模块小型化。此外，因不必使用象另外需要布线用衬垫的引线键合那样的布线装置将固体摄像元件和图像处理装置安装在布线基板上，故可以使光学装置用模块更加小型化，如此等等，使本发明产生明显的效果。
通过下面的附图和详细说明，可以进一步明确本发明的内容和特征。
图1是表示现有的光学装置用模块的构成的截面图。
图2是反映现有的光学装置用模块的一个问题的说明图。
图3是反映现有的光学装置用模块的另一个问题的说明图。
图4是反映现有的光学装置用模块的又一个问题的说明图。
图5是表示本发明的光学装置用模块的构成的截面图。
图6是表示本发明的光学装置用模块具有的摄像部的一个构成的平面图。
图7是表示本发明的光学装置用模块具有的摄像部的一个构成的截面图。
图8是表示本发明的光学装置用模块具有的摄像部的另一构成的平面图。
图9是表示本发明的光学装置用模块具有的摄像部的另一构成的截面图。
图10A、10B和10C是本发明的光学装置用模块的制造方法的说明图。
图11是本发明的光学装置用模块的制造方法的说明图。
图12是本发明的光学装置用模块的制造方法的说明图。
图13是本发明的光学装置用模块的制造方法的说明图。
图14是本发明的光学装置用模块的制造方法的说明图。
图15是表示本发明的光学装置用模块的效果的一个说明图。
图16是表示本发明的光学装置用模块的效果的另一个说明图。
图17是表示本发明的光学装置用模块的效果的又一个说明图。
具体实施例方式
下面，根据示出本实施方式的附图详细说明本发明。在本实施方式中，举例示出透镜一体型光学装置用模块，但本发明并不限于此。
图5是表示本发明的光学装置用模块20的构成的截面图。此外，图6是表示光学装置用模块20具有的摄像部100的一个构成的平面图，图7是图6中的II-II线的截面图。省略表示光学装置用模块20的构成的平面图(与图5对应的平面图)。
摄像部100具有矩形板状的固体摄像元件1和经粘接部4对固体摄像元件1层叠的矩形板状的透光性盖部5。固体摄像元件1在一个面的中央部形成用来进行光电变换的有效象素区2。以下，将形成固体摄像元件1的有效象素区2的面称作表面，另一面称作背面。此外，将透光性盖部5的固体摄像元件1一侧的面称作背面，另一面称作表面。
在固体摄像元件1上形成贯通固体摄像元件1的多个贯通电极3、3、…，作为用来将在有效象素区2光电变换后的电信号向外部取出的接线端子。贯通电极3、3、…使用象铜那样的导电材料，与有效象素区2相隔适当的距离，将有效象素区2包围。此外，贯通电极3、3、…之间也隔开适当的距离。这样的贯通电极3、3、…的个数和配置可根据对有效象素区2布线的必要性来设定。
透光性盖部5由玻璃、合成树脂等透光材料构成，通过与有效象素区2面对面配置，从而将有效象素区2覆盖。因此透光性盖部5可以防止出现象有效象素区2与例如外部物体接触而受到损伤那样的麻烦。此外，透光性盖部5的平面尺寸(大小)比固体摄像元件1的表面的平面尺寸(大小)小。因此，可以谋求摄像部100(进而光学装置用模块20)的小型化，特别是当作为照相机模块时，可以构成携带性好的小型化照相机。
粘接部4使用将感光性粘接剂和热固化树脂混合后的粘接剂。此外，粘接部4形成在有效象素区2的整个外围部，相对于固体摄像元件1的表面其位置比形成贯通电极3、3、…的位置更靠近有效象素区2而且与有效象素区2隔开。进而，粘接部4相对于透光性盖部5的背面形成在透光性盖部5的整个周围部。这样的粘接部4通过将固体摄像元件1和透光性盖部5之间密封，可以将有效象素区2的外围部完全密封。因此，当固体摄像元件1和透光性盖部5粘接后，可以防止因湿气侵入有效象素区2和粉尘的侵入附着等而使有效象素区2出现问题，可以提高制造成品率，并提高固体摄像元件1(进而，光学装置用模块20)的可靠性。
进而，有效象素区2上不形成粘接部4，因此，密封的固体摄像元件1和透光性盖部5之间形成空间。即，有效象素区2和透光性盖部5之间没有插入粘接部4。结果，从外部向光学装置用模块20入射的入射光通过透光性盖部5后，到达有效象素区2，不会因入射到粘接部4而发生衰减、散射等光的损失。固体摄像元件1将入射光输入到其内部，利用配置在有效象素区2的有效象素(受光元件)进行光接受(光检测)。在固体摄像元件1中，因贯通电极3使固体摄像元件1的表面和背面电连接，故固体摄像元件1中由光电变换产生的电信号经贯通电极3向固体摄像元件1的外部输出。
再有，也可以在透光性盖部5的表面形成红外线遮蔽膜，使透光性盖部5增加遮蔽从外部入射的红外线的作为光学滤光器的功能。安装有这样的透光性盖部5的固体摄像元件1适合作为装在照相机、摄像机等光学装置中的固体摄像元件1。此外，透光性盖部5也可以形成彩色滤光器。
图8是表示摄像部100的另一构成的平面图，图9是图8的IV-IV线的截面图。图8和图9所示的摄像部100基本上是和图6、图7所示的摄像部100一样构成，但取代透光性盖部5而具有平面尺寸(图中横方向的尺寸)比固体摄像元件1大的透光性盖部51。这样的摄像部100例如在有必要粘接平面尺寸比固体摄像元件1大的透光性盖部51的情况下使用。下面，说明具有图6、图7所示的摄像部100的象图5所示那样的光学装置用模块20。
光学装置用模块20除摄像部100之外，还有作为图像处理装置的DSP8、布线基板6和划定去往形成在摄像部100的固体摄像元件1上的有效象素区2的光路的光路划定器10。布线基板6在其两面形成导体布线图形7，导体布线7在布线基板6的内部相互适当连接。
DSP8是板状半导体芯片，贯通DSP8还形成有多个贯通电极14、14、…，使其从DSP8的两个面稍微突出一点。贯通电极14、14、…使用象铜那样的导电材料，贯通电极14、14、…的个数和配置与固体摄像元件1的贯通电极3、3、…及导体布线7对应。这里，贯通电极14、14、…的突出高度例如比现有的光学装置用模块具有的键合线的高度低。贯通电极14、14、…的突出部分在图5和后述的图12到图17中，只示出固体摄像元件1的一个面(以下称作DSP8的表面)的突出部分，另一面(DSP8的背面)的突出部分未图示。
固体摄像元件1的背面和DSP8的表面(平面部)通过粘接部9粘接，固体摄像元件1的贯通电极3、3、…和DSP8的贯通电极14、14、…电连接。此外，DSP8的背面和布线基板6的一个面(以下称作布线基板6的表面)通过粘接部15粘接，DSP8的贯通电极14、14、…和布线基板6的表面形成的导体布线7电连接。如上所述，固体摄像元件1(进而摄像部100)、DSP8和布线基板6通过粘接部9、15层叠。
DSP8经贯通电极14、14、…和贯通电极3、3、…向固体摄像元件1传送控制信号，并作为图像处理装置控制固体摄像元件1的工作。此外，DSP8经贯通电极14、14、…接收由固体摄像元件1经贯通电极3、3、…输出的电信号，对接收的电信号进行处理，并经贯通电极14、14、…将处理后的电信号向导体布线7输出。此外，DSP8输出的电信号经导体布线7向外部输出。
光路划定器10呈筒状，其内部容纳有DSP8和摄像部100。光路划定器10的一端开口被摄像部100的透光性盖部5从内部一侧封闭，另一端开口被层叠了DSP8和摄像部100的布线基板6从外部封闭。这时，光路划定器10和透光性盖部5在结合部11中结合。结合部11使光路划定器10的内壁和透光性盖部5的表面周围部粘接，将光路划定器10和透光性盖部5之间密封。
此外，这时，光路划定器10和布线基板6经调整部12隔开适当的距离再结合。调整部12利用粘接剂将光路划定器10的端部和布线基板6的表面周围粘接，将光路划定器10和布线基板6之间密封，但粘接剂固化后仍有一定的柔软性。因此，在布线基板6有翘曲、挠曲等，或对布线基板6产生翘曲、挠曲等情况下，调整部12自动调整光路划定器10的端部和布线基板6的表面之间的距离。这里，从结合部11到布线基板6的距离比从结合部11到调整部12一侧的光路划定器10的端部的距离长。因此，当不设调整部12时，光路划定器10的端部到布线基板6的表面之间存在空隙。调整部12将该空隙密封。
这样，因光路划定器10和透光性盖部5之间以及光路划定器10和布线基板6之间被密封，故DSP8和固体摄像元件1被光路划定器10密封，使其免受外部环境的破损。即，光路划定器10除了光路划定功能之外，还具有对DSP8和固体摄像元件1的保护功能。
此外，光路划定器10在其一端开口的内侧周围将透镜13保持，使透镜13经透光性盖部5与固体摄像元件1的有效象素区2面对面配置。即，光路划定器10具有透镜保持功能。这时，从透镜13到固体摄像元件1的光学距离和透镜13的焦距f一致。再有，光路划定器10也可以具有快门功能。
以上那样的光学装置用模块20因在固体摄像元件1和DSP8上形成贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…，故不需要形成键合线。因此，不必在固体摄像元件1、DSP8和布线基板6的层叠结构上再设置键合线配置用的衬垫。结果，光学装置用模块20的尺寸、例如固体摄像元件1的端部和光路划定器10的内壁之间的距离a变小。此外，因不必例如通过在固体摄像元件1和DSP8之间插入衬垫来设置键合线配置用衬垫，故可以缩短固体摄像元件1和DSP8之间的距离。
进而，粘接在固体摄像元件1上的透光性盖部5和光路划定器10在结合部11中结合。结果，与固体摄像元件1和透光性盖部5未粘接的光学装置用模块及透光性盖部5和光路划定器10未结合的光学装置用模块相比，可以使光学装置用模块薄型化且可以省去衬垫。
再有，DSP8也可以是不设置贯通电极14、14、…而象过去那样，使用键合线使其与导体布线7连接的结构。这时，因对固体摄像元件1不设置键合线，故可以得到比现有的光学装置用模块更小的光学装置用模块20。此外，除DSP8和导体布线7之外，也可以对布线基板6的表面设置像电阻器那样的无源元件。
图10A到图10C是光学装置用模块20的制造方法的说明图，示出光学装置用模块20具有的摄像部100的制造工序的截面图。摄像部100可以逐个制造，也可以在半导体晶片上同时制造多个摄像部100。下面，主要就1个摄像部100的制造工序进行说明。
首先，在由硅形成的半导体衬底的一个面上形成有效象素区2，使半导体衬底变成固体摄像元件1(图10A)。其次，在固体摄像元件1上，离开有效象素区2，从固体摄像元件1的表面到背面贯穿形成贯通电极3、3、…(图10B)。贯通电极3、3、…通过在固体摄像元件1上形成贯通孔再对贯通孔的内部堆积象铜那样的金属材料来形成。金属材料的堆积通过电镀、或印刷和固化来进行。再有，也可以在比固体摄像元件1厚的半导体衬底的表面设置不贯通的孔，在设置的孔中堆积金属材料，然后，对半导体衬底进行研磨，除去背面侧的半导体，由此，形成固体摄像元件1和贯通电极3、3、…。
进而，在有效象素区2的整个外围部涂敷粘接剂40(图10C)。粘接剂40是通过将感光性粘接剂(例如作为丙烯系树脂的UV固化树脂)和热固化树脂(例如环氧树脂)混合后的粘接剂均匀地涂敷在固体摄像元件1的表面上之后，使用光蚀刻技术做成图形后形成的。这里，当多个固体摄像元件1、1、…处于半导体晶片的状态时，同时对各固体摄像元件1、1、…涂敷粘接剂40、40、…。因此，可以有效地涂敷粘接剂40、40、…。
最后，在粘接剂40上放置透光性盖部5，使粘接剂40固化后形成粘接部4，由此，形成摄像部100(图7)。
因热固化树脂和感光性粘接剂混合后的粘接剂具有感光性，故粘接剂40的构图通过利用光刻技术进行暴光和显像等处理，由此容易实现且精度高。结果，即使除固体摄像元件1的表面的有效象素区2之外的区域很窄，也可以以很高的精度形成粘接部4。再有，作为粘接部4的形成方法，除了使用光刻技术的方法之外，还有利用印刷法对粘接剂构图的方法、采用分配(dispense)法对粘接剂构图的方法、以及使用已形成框状的粘接片的方法等，必要时，可以适当选择任何一种方法。
再有，也可以按照在透光性盖部5的背面涂敷粘接部40，再将已涂敷粘接部40的透光性盖部5安装在固体摄像元件1上的顺序。这时，在多个透光性盖部5、5、…还处在逐个切断前的透过性板材(透光性盖部5的原材)的状态下，对多个透光性盖部5、5、…的每一个同时涂敷粘接剂40、40、…，由此，可以提高涂敷粘接剂40、40、…的效率。
此外，在本实施方式中，对固体摄像元件1逐个粘接透光性盖部5，但当多个固体摄像元件1、1、…处于晶片状态时，通过使透光性板材(透光性盖部5的原材)与固体摄像元件1、1、…面对面配置，再同时粘接固体摄像元件1、1、…和透光性板材，并与固体摄像元件1对应切断透光性板材，由此形成各摄像部100。
图11到图14是光学装置用模块20的制造方法的说明图，示出光学装置用模块20的各个制造工序的截面图。图中21是多联布线基板，多联布线基板21是将和多个光学装置用模块20、20、…一一对应的布线基板6、6、…呈矩阵状或长条状连接形成的布线基板。当使用多联布线基板21时，可以使其与各布线基板6对应，同时制造光学装置用模块20。这时，可以提高光学装置用模块20、20、…的制造效率，此外使光学装置用模块20、20、…的特性均匀。
多联布线基板21利用分割线6a被划分为与各布线基板6对应的区域，最后被分割线6a分割，分离成各布线基板6(各光学装置用模块20)。下面，说明使用多联布线基板21同时制造多个光学装置用模块20、20、…的工序。再有，也可以不使用多联布线基板21，利用当初就一个一个分离开的单个布线基板6来制造光学装置用模块20。
首先，作为多联布线基板21，准备为了维持机械强度而具有0.05～2.00mm左右厚的陶瓷基板、玻璃环氧树脂基板、氧化铝基板等，在多联布线基板21的两个面上形成与各布线基板6对应的导体布线7的图形(图11)。导体布线7可以与目标光学装置用模块20、20、…的规格对应适当设计，在一个布线基板6的两个面上形成的导体布线7在布线基板6的内部相互连接(未图示)。对其他的布线基板6、6、…，可以同时进行同样的处理。下面，就1个布线基板6的制造工序进行说明。
通过粘接部15将在导体布线7形成后的布线基板6的表面上形成了贯通电极14、14、…的DSP8粘接，由此，将DSP8安装到布线基板6(图12)。首先，预先在DSP8上形成从其两个面上适当突出来的多个贯通电极14、14、…。这里，贯通电极14、14、…的突出部分与贯通电极3、3、…或导体布线7接触，以便实现电连接。再有，也可以不在贯通电极14、14、…上设置突出部分，而在贯通电极3、3、…和导体布线7上设置突出部分。
其次，将呈片状的导电性各向异性的粘接剂放置在布线基板6的表面，并在放置的导电性各向异性的粘接剂上，与DSP8的贯通电极14、14、…和布线基板6的表面上的导体布线7的位置配合，放置DSP8。最后，对DSP8和布线基板6加压，使贯通电极14、14、…和布线基板6接触，从而，使贯通电极14、14、…和布线基板6电连接，进而，使导电性各向异性的粘接剂固化，形成粘接部15，将DSP8和布线基板6固定。
DSP8安装后，通过经粘接部9在DSP8的表面粘接摄像部100，从而实现将固体摄像元件1安装在布线基板6(图13)。首先，将呈片状的导电性各向异性的粘接剂放置在DSP8的表面，并在放置的导电性各向异性的粘接剂上，与固体摄像元件1的贯通电极3、3、…和DSP8的贯通电极14、14、…的位置配合，放置摄像部100。其次，对DSP8和摄像部100加压，使贯通电极14、14、…和贯通电极3、3、…接触，实现电连接，进而，使导电性各向异性的粘接剂固化，形成粘接部9，将DSP8和固体摄像元件1固定。
在安装固体摄像元件1时，固体摄像元件1已封装并形成摄像部100。因此，在制造光学装置用模块20时，可以防止有效象素区2的破损和粉尘的附着等，结果，即使在清洁度低的生成环境下，也可以提高光学装置用模块20的制造成品率，提高光学装置用模块20的可靠性。进而，因不必对有效象素区2另外进行保护，故光学装置用模块20的制造简单，可以降低光学装置用模块20的制造成本。
再有，当DSP8的贯通电极14、14、…和布线基板6的导体布线7的位置不一致时，有必要通过对至少一方进行重新布线，在连接前使两者一致。此外，当固体摄像元件1的贯通电极3、3、…和DSP8的贯通电极14、14、…的位置不一致时，同样有必要在连接前使两者一致。
固体摄像元件1安装后，安装光路划定器10，形成光学装置用模块20(图14)，这时，首先，准备一端预先和透镜13安装成一体的筒状光路划定器10。其次，在透光性盖部5的表面的周围部涂敷粘接剂，使透镜13相对透光性盖部5适当定位后，使透光性盖部5的表面和光路划定器10的内侧周围接触，使粘接剂固化形成结合部11。这里，为了减小结合部11的厚度，在透光性盖部5上涂敷的粘接剂使用粘度调好了的合成树脂(例如环氧树脂)，以便能对透光性盖部5涂敷薄薄的一层粘接剂。再有，也可以与透光性盖部5的形状对应，使用预先形成为口字形的框的片状粘接剂。
当利用结合部11使透光性盖部5和光路划定器结合时，从透镜13到固体摄像元件1(有效象素区2)的光学距离和透镜的焦距f一致。此外，在光路划定器10的另一端和布线基板6之间设计适当的空隙。因此，最后，对该空隙注入粘接剂再使其固化，作为调整部12。再有，也可以按照在透光性盖部5和布线基板6双方涂敷粘接剂，再安装光路划定器10的顺序。
如上所述，在多联布线基板21上，与各布线基板6、6、…对应形成多个光学装置用模块20、20、…。然后，使用切块、刻模(router)、冲压模具等沿分割线6a、6a、…对多联布线基板21进行分割(切断)，通过个体化处理，形成各光学装置用模块20(图5)。
在本实施方式中，从结合部11到布线基板6的距离比从结合部11到调整部12一侧的光路划定器10的端部的距离长，所以，在光路划定器10安装时，可以防止因光路划定器10的端部和布线基板6先接触而不能使光路划定器10的内侧周围与透光性盖部5充分接触或接近，使光路划定器10和透光性盖部5之间产生空隙、粘接不良和剥离等现象。
再有，本实施方式中的布线基板6是从外部将光路划定器10的开口封闭的结构，但是，布线基板6也可以是被容纳在光路划定器10之内并从内部将光路划定器10的开口封闭的结构。这时，因光路划定器10和布线基板6不接触，故可以使光路划定器10的内侧周围与透光性盖部5可靠地接触或接近。但是，当将光学装置用模块20安装在平面的布线基板上时，必须至少使布线基板6的背面的导体布线7露出到光路划定器10的外部。
此外，在本实施方式中，因安装和透镜13形成一体的光路划定器10，故与透镜13和光路划定器10分开的情况相比，可以使光学装置用模块小型化，可以省略将透镜13安装在光路划定器10上的工序。进而，可以使透镜13和固体摄像元件1的定位简化，使其更加精密，因此，可以使光学装置用模块的光学特性均一化。
再有，作为光路划定器10，也可以不逐个安装与布线基板6对应的光路划定器10，而安装将和多联布线基板21对应的多个光路划定器10、10、…相互连接的多联光路划定器，然后再逐个进行分离。此外，当透镜13和光路划定器10原来是分开的、再用别的办法将它们组装在一起时，可以对每一个光学装置用模块20改变透镜13的规格，并可以提高光学装置用模块20的通用性。
此外，结合部11中的结合手段不限于粘接，也可以利用例如螺纹配合(螺合)、嵌入机构等使透光性盖部5和光路划定器10相互配合。即，只要能将透光性盖部5(的表面)作为透镜13的定位基准，使透光性盖部5和光路划定器10结合，什么样的结合方法都可以。此外，光路划定器10可以是既能保持透镜13又能与透光性盖部5结合的结构。本实施方式中的光学装置用模块20只要具有光路划定器10就可以，不必象现有的光学装置用模块那样，需要由光路划定器和焦点调整器构成的透镜夹具。因此，光学装置用模块20的结构简单，可以实现小型化(重量轻)和低成本化。
在本实施方式中，在布线基板6的两个面上形成导体布线7。这时，可以从布线基板6的背面取出用来与外部连接的接线端子，所以，提高了光学装置用模块20的安装密度。再有，导体布线7也可以在布线基板6的一个面上形成。
此外，本实施方式的DSP8是半导体芯片，但不限于此，半导体芯片也可以是树脂密封的芯片尺寸的封装。这时，作为DSP8主体的半导体芯片利用树脂密封进行保护，所以，在光学装置用模块20制造时，可以防止DSP8主体破损和附着粉尘等，可以提高光学装置用模块20的制造成品率，提高光学装置用模块20的可靠性。进而，因不必另外对DSP8进行保护，故光学装置用模块20的制造简单。但是，具有半导体芯片DSP8的光学装置用模块20比具有芯片尺寸封装的DSP8的光学装置用模块20，更能小型化。
再有，当将贯通电极14、14、…和导体布线7或贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…连接时，也可以代替导电性各向异性的粘接剂而使用绝缘性粘接剂，但这时必须使贯通电极14、14、…和导体布线7之间或贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…之间不会因残留粘接剂而产生接触不良。此外，也可以不在布线基板6或DSP8的粘接剂上放置DSP8或固体摄像元件1，而在将贯通电极14、14、…和导体布线7或贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…电连接之后，在DSP8和布线基板6之间或固体摄像元件1和DSP8之间注入粘接剂。这时，注入的粘接剂也可以是绝缘性粘接剂。
进而，也可以利用象焊接凸起那样的倒装芯片键合将贯通电极14、14、…和导体布线7或贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…连接。这时，DSP8的贯通电极14、14、…不必突出来。首先，在贯通电极14、14、…、贯通电极3、3、…或导体布线7上形成焊接凸起或焊锡膏，其次，对贯通电极14、14、…和导体布线7或贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…进行定位后，进行熔融连接。最后，在贯通电极14、14、…和导体布线7之间或贯通电极3、3、…和贯通电极14、14、…之间注入粘接剂，再使其固化，形成粘接部15或粘接部9。这时，粘接剂可以使用绝缘性粘接剂。
图15到图17是表示光学装置用模块20的效果的说明图，示出光学装置用模块20的截面。虽然图示的布线基板6有翘曲和挠曲等，但布线基板6的板厚还是在规格之内。
图15示出布线基板6的中央部呈凸出状态的情况。这时，布线基板6的两端相对中央变成凹陷状态，所以，调整部12在图中上下方向被放大。此外，图16示出布线基板6的中央部呈凹陷状态的情况。这时，布线基板6的两端相对中央变成凸出状态，所以，调整部12在图中上下方向被缩小。另一方面，在图15所示的状态和图16所示的状态的情况下，透光性盖部5和光路划定器10都在结合部11中结合。因此，透镜13和固体摄像元件1之间的光学距离维持和透镜的焦距f一致，且透镜13和固体摄像元件1保持平行。
即，即使布线基板6变形，透镜13的焦点位置也不变，所以，不必调整透镜13相对固体摄像元件1的位置。此外，透镜13的光轴和固体摄像元件1的垂直轴一致，且透镜13和固体摄像元件1保持平行，所以，被拍摄体的图像能正确地投影在固体摄像元件1上。
图17示出布线基板6的板厚因地点而异的状态。例如，当布线基板6的图中的右上端的板厚较厚，左上端的板厚薄，左右两端不同时，因布线基板6的左端相对中央呈凹陷状态，故调整部12在图中上下方向被放大，因布线基板6的右端相对中央呈凸出状态，故调整部12在图中上下方向被缩小。另一方面，透光性盖部5和光路划定器10在结合部11结合。因此，透镜13和固体摄像元件1之间的光学距离维持和透镜的焦距f一致，且透镜13和固体摄像元件1保持平行。
即，即使布线基板6的板厚因地点而异，透镜13的焦点位置也不变，所以，不必调整透镜13相对固体摄像元件1的位置。此外，透镜13的光轴和固体摄像元件1的垂直轴一致，且透镜13和固体摄像元件1保持平行，所以，被拍摄体的图像能正确地投影在固体摄像元件1上。
如上所述，因调整部12放大或缩小，故可以减小因布线基板6的板厚的离散或变形而产生的应力。结果，可以防止产生的应力向结合部11、粘接部4、粘接部9或粘接部15传播，从而破坏结合或粘接，使各部分相互剥离，最后使光学装置用模块20被破坏。再有，当调整部12是空隙时，可以进一步减小因布线基板6的板厚的离散或变形而产生的应力。
权利要求
1.一种光学装置用模块，其特征在于，包括一个面具有有效象素区的固体摄像元件；划定去往上述有效象素区的光路的光路划定器；贯通上述固体摄像元件的贯通电极；与上述有效象素区面对面配置的透光性盖部；将上述透光性盖部粘接在上述固体摄像元件上的粘接部；使上述透光性盖部与上述光路划定器结合的结合部。
2.权利要求1记载的光学装置用模块，其特征在于上述结合部将上述透光性盖部和上述光路划定器粘接在一起。
3.权利要求1或2记载的光学装置用模块，其特征在于上述透光性盖部具有比上述固体摄像元件的上述一个面的平面尺寸小的平面尺寸。
4.权利要求1或2记载的光学装置用模块，其特征在于上述粘接部包含感光性粘接剂。
5.权利要求1或2记载的光学装置用模块，其特征在于在上述有效象素区和透光性盖部之间形成空间，上述粘接部在上述一个面的有效象素区的外围部形成。
6.权利要求5记载的光学装置用模块，其特征在于上述粘接部是将上述外围部密封的结构。
7.权利要求1或2记载的光学装置用模块，其特征在于上述光路划定器保持与上述有效象素区面对面配置的透镜。
8.权利要求1或2记载的光学装置用模块，其特征在于上述固体摄像元件粘接在与布线基板粘接的图像处理装置的平面部上。
9.权利要求8记载的光学装置用模块，其特征在于上述贯通电极和贯通上述图像处理装置的贯通电极连接。
10.一种光学装置用模块的制造方法，该光学装置用模块包括一个面具有有效象素区的固体摄像元件和划定去往上述有效象素区的光路的光路划定器，其特征在于具有在上述固体摄像元件上形成贯通电极的工序；将与上述有效象素区面对面配置的透光性盖部粘接在上述固体摄像元件上的工序；使上述光路划定器结合到上述透光性盖部上的工序。
全文摘要
通过粘接部在布线基板上层叠并形成了贯通电极的DSP；以及通过粘接部在DSP上层叠、形成贯通电极和有效象素区、且与有效象素区面对面配置的透光性盖部通过粘接部粘接在其上的固体摄像元件被容纳在保持透镜且划定去往有效象素区的光路的光路划定器内，透光性盖部通过结合部与光路划定器结合。
文档编号H04N5/335GK1648707SQ200510006330
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月26日 优先权日2004年1月27日
发明者木村敏夫 申请人:夏普株式会社