专利名称：固态成像装置的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种固态成像装置，特别涉及能够抑制光斑和幻像的生成的固态成像
装置。
背景技术：
近年来，在固态成像装置中的图像传感器中同样，与其它半导体芯片相同地，由于前沿工艺的引入而使芯片缩小化趋于取得进展。因此，在设计图像传感器通过引线接合与基板连接的固态成像装置时，可以考虑将图像传感器设计成使得接合衬垫被配置在透镜有 效直径内。然而，在这种情况下，存在生成光斑或者幻像的危险，因为从透镜入射的光在与接合衬垫连接的线(金属线)的表面上反射，并进入图像传感器上的受光面。鉴于此，已公开了这样一种固态成像装置，其包括用于遮蔽来自透镜的光中向配置于图像传感器上的接合衬垫的周缘上入射的光(例如，JP-A-2006-222249(专利文献I))。根据以上方案，能够抑制由从透镜入射的光在与接合衬垫连接的金属线的表面上反射并进入图像传感器上的受光面而引起的光斑和幻像。在固态成像装置的制造工艺中，遮光构件在图像传感器中的位置相对于设计上的位置具有给定的波动。例如，如I的左侧所示，当图像传感器I的受光面Ia的端部与接合至IRCF(红外线截止滤光器)4的面对图像传感器I的表面上的遮光构件3的开口的边缘部之间的距离为“dl”时，由粗箭头表示的入射光被遮光构件3遮蔽而不到达金属线2。即使当入射光在遮光构件3的开口的边缘面上反射时，反射光也不到达图像传感器I的受光面la。假定图中由粗箭头表示的入射光是来自未示出的透镜的入射光中在图像传感器I上的入射角最大的光。此外，假定遮光构件3的开口的边缘面平行于透镜的光轴方向(图中从上向下的方向)。另一方面，如I的右侧所示，图像传感器I的受光面Ia的端部与遮光构件3的开口的边缘部之间的距离为“d2”，由粗箭头表示的入射光被遮光构件3遮蔽而不到达金属线2。然而，当入射光在遮光构件3的开口的边缘面上反射时，反射光进入图像传感器I上的受光面la。在该情况下，能够抑制由来自与接合衬垫连接的金属线2的表面的反射光引起的光斑或者幻像，然而，却因来自遮光构件3的开口的边缘面的反射光而引起光斑或者幻像。
发明内容
鉴于以上情况，希望的是抑制光斑和幻像的生成。本公开的一个实施例涉及一种固态成像装置，其包括光电地转换通过透镜取入的光的固态成像器件，和遮蔽从所述透镜向所述固态成像器件入射的光的一部分的遮光构件，其中，所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度大于入射到所述遮光构件的边缘面的光的入射角。所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度可以大于入射到所述遮光构件的边缘部的光中入射角最大的光的入射角。在所述固态成像器件的受光面的周缘部可以设置与连接至基板的金属线连接的衬垫，并且可能的是所述衬垫不配置在由所述固态成像器件的表面与所述遮光构件的边缘面的假想延长面之间的交点限定出的区域中靠近所述受光面的区域上。 所述固态成像器件的受光面接收从具有开口的基板的开口入射的光，并且可能的是所述开口的边缘面不与所述遮光构件的边缘面的假想延长面相交。所述固态成像装置还可以包括密封所述固态成像器件的受光面上的空隙的密封构件，其中，所述遮光构件可以设置在所述密封构件的面对所述透镜的表面或者面对所述固态成像器件的表面上。所述密封构件的侧面可以构造成不与所述遮光构件的边缘面的假想延长面相交。所述遮蔽构件可以通过在配置于光路上的光学滤光器上印刷一次或者多次印刷用材料而形成。根据本公开的实施例，遮光构件的边缘面与透镜的光轴方向之间形成的角度被允许大于入射到遮光构件的边缘部的光的入射角。根据本公开的实施例，能够抑制光斑和幻像的生成。
图I是用于说明在现有技术遮光构件的开口的边缘面上的反射的视图；图2是示出应用了本公开的固态成像器件的外部结构的示例的视图；图3是用于说明遮光构件的位置以及在其边缘面处形成的角度的视图；图4是用于说明遮光构件的位置以及在其边缘面处形成的角度的视图；图5是用于说明遮光构件的位置以及在其边缘面处形成的角度的视图；图6是用于说明形成遮光构件的工艺的流程图；图7是用于说明印刷作为遮光构件的印刷用材料的视图；图8是用于说明在倒装结构的基板的开口的边缘面上的反射的视图；图9是示出应用了本公开的倒装结构的固态成像装置的结构示例的视图；图10是示出倒装结构的固态成像装置的另一结构示例的视图；图11是示出实现了无腔的固态成像装置的结构示例的视图；图12是示出实现了无腔的固态成像装置的结构示例的视图；图13是示出实现了无腔的固态成像装置的结构示例的视图；图14是示出实现了无腔的固态成像装置的结构示例的视图；图15是遮光构件的开口的边缘部的周缘被折叠的固态成像装置的截面图；图16是用于说明入射光在遮光构件的折叠部的上表面处反射的条件的视图；图17是用于说明入射光在遮光构件的开口的边缘面处透射的条件的视图；图18A-18C示出了用于说明在遮光构件的开口的边缘面处形成的切割角度的值的图19是用于说明通过金属模具形成遮光构件的工艺的流程图；图20A和20B是用于说明通过金属模具形成遮光构件的视图；图21是用于说明通过金属模具形成遮光构件的视图；图22A和22B是用于说明通过金属模具形成遮光构件的视图；图23A-23C是用于说明通过金属模具形成遮光构件的视图；图24A和24B是用于说明通过金属模具形成遮光构件的视图。
具体实施例方式下面将参考
来本公开的实施例。说明将按下列顺序进行。I.引线接合结构的固态成像装置2.倒装结构的固态成像装置3.实现无腔化的固态成像装置的示例4.通过金属模具形成遮光构件的示例〈I.引线接合结构的固态成像装置〉[固态成像装置的外部结构]图2是示出根据应用了本公开的一个实施例的固态成像器件的结构的视图。图2的固态成像装置包括作为光学传感器的CMOS图像传感器10(以下简称为图像传感器10)、将图像传感器10电气地连接至未示出的基板的金属线11、安装在未示出的基板上的被动部件12和遮蔽从未示出的透镜向图像传感器10入射的光的一部分的遮光构件13。图像传感器10具有受光面10a，在像素基础上作为物理值检测与入射到受光面IOa的光量相对应的电荷量，其中在所述受光面IOa中以矩阵状态二维地配置有具有光电转换器件的单位像素(以下简称为像素)。在图像传感器10的除受光面IOa外的周缘部上配置有作为用于连接金属线11的端子的接合衬垫，并且与接合衬垫连接的金属线11通过引线接合(wire bonding)连接至未不出的基板。在图像传感器10中，接合衬垫的至少一部分配置在未示出的透镜的有效直径中。遮光构件13由具有给定粗度并着色为黑色的膜制成，具有开口，入射光通过该开口从未示出的透镜入射到图像传感器10的受光面10a。遮光构件13配置在透镜与图像传感器10之间的光路上，并且例如如图3-图5所示，接合至IRCF(红外线截止滤光器)31的面对图像传感器10的表面，所述IRCF31是包括有红外线吸收材料的光学滤光器。这是因为存在这样一种危险，即当遮光构件13接合至IRCF 31的面对透镜的表面(图中上侧)时，来自透镜的入射光在IRCF 31的下表面(面对图像传感器10的表面)上反射而成为杂散光，并引起光斑和幻像。来自透镜的入射光的大部分从遮光构件13的开口入射到图像传感器10的受光面10a，然而，来自透镜的入射光中将入射到配置在图像传感器10的周缘部的接合衬垫附近的入射光被遮光构件13遮蔽。因此，能够抑制由来自透镜的入射光在接合衬垫附近的金属线11的表面上反射并进入图像传感器10上的受光面IOa而引起的光斑和幻像。
此外，在遮光构件13的开口的边缘面处相对于透镜的光轴方向制成给定角度，入射到遮光构件13的开口的边缘部的入射光能够透过，而不会在边缘面上发生反射。将在遮光构件13的开口的边缘面处形成的角度可以由作为遮光构件13的膜通过金属模具模制而获得。[遮光构件的位置以及边缘面处形成的角度]这里，将参考图3-图5来说明遮光构件13相对于图像传感器10的位置以及将在遮光构件13的开口的边缘面处形成的角度。以下，遮光构件13的开口的边缘面将适当地简称为遮光构件13的边缘面。
遮光构件13相对于图像传感器10的位置会波动达一定程度，然而，图像传感器10被制造成使得该波动将处于一定范围内。图3-图5所示曲线是表示遮光构件13的边缘部(边缘面)的位置波动的分布曲线。也就是说，图4所示遮光构件13的位置表示设计上的位置，而而图3和图5所示遮光构件13的位置表示从设计上的位置偏移达最大误差O的位置。当来自透镜的主光线以一定入射角(CRA :主光线角度)入射到图像传感器10的受光面IOa时,与主光线相对应的上光线和下光线以相应的入射角入射。在图3中，与入射到受光面IOa的端部的主光线相对应的上光线未被遮光构件13遮蔽，并且主光线以及与主光线相对应的上光线和下光线将毫无例外地入射到受光面10a。在图5中，在不被遮光构件13遮蔽的情况下透过的下光线设定成不在金属线11上反射。也就是说，遮光构件13相对于图像传感器10的位置将是这样一个位置，在这里主光线以及与主光线相对应的上光线和下光线将在遮光构件13的开口的边缘部中毫无例外地入射到受光面10a，并且下光线不入射到接合衬垫(金属线11)。当遮光构件13的边缘面相对于透镜的光轴方向形成角度使得主光线、上光线和下光线中入射角最大的下光线透射穿过遮光构件13的开口的边缘部时，入射光不在遮光构件13的边缘面上反射。也就是说，遮光构件13的边缘面与透镜的光轴方向之间形成的角度(以下称为边缘面角度)可以是比入射到遮光构件13的开口的边缘部的下光线的入射角大的角度。也就是说，当边缘面角度为e M而下光线的入射角为0 L时，优选的是满足0 M >0L，如图5所示。当上光线的入射角0 U、受光面IOa的边缘部与接合衬垫之间的距离D以及IRCF 31与图像传感器10的表面之间的距离(空隙长度)G被使用时，下光线的入射角
9L表示为以下表达式(I)。9 L = arctan [tan 0 U+ {(D_2 o ) /G} ]. . . (I)因此，边缘面角度0 M将被给定成满足以下表达式(2)。 9 M > arctan [tan 0 U+ {(D_2 o ) /G} ]. . . (2)具体说，例如，当主光线的CRA为30度时，与主光线相对应的上光线和下光线的入射角为CRA的± 10度，因此，通过将包含裕度的边缘面角度确定为50度，下光线不在遮光构件13的边缘面上反射。此外，如上所述，透射穿过遮光构件13的开口的边缘部的下光线不入射到与接合衬垫连接的金属线11的表面。换言之，用于连接金属线11的接合衬垫设计成在图像传感器10的表面与遮光构件13的边缘面的假想延长面之间的交点所限定出的区域中不配置在靠近受光面IOa的区域上。根据上述结构，入射光不在遮光构件13的边缘面上反射，因此，能够抑制因来自遮光构件13的边缘面的反射光引起的光斑和幻像的生成。此外，透射穿过遮光构件13的开口的边缘部的下光线不在与接合衬垫连接的金属线11的表面上反射，因此，还能够抑制因来自金属线11的表面的反射光引起的光斑和幻像的生成。具体地，在背面受光型图像传感器中，随着主光线的CRA的增大，下光线的入射角也增大。遮光构件13的边缘面形成为与下光线的入射角相对应，从而抑制光斑和幻像的生成。由于在图像传感器10中即使当接合衬垫的至少一部分配置在透镜的有效直径中时，也能够抑制光斑和幻像的生成，因此，能够减小图像传感器10的芯片尺寸。因此，能够提高理论产出率，并且能够降低每一个芯片的成本。此外，接合衬垫能够在图像传感器10中配置于受光面IOa的附近，因此，图像传感器10的外围电路的规模也能够做小，这允许半导体芯片中的工艺世代(processgeneration)取得进展。作为结果，能够提供与电能消耗的降低和操作速度的提高相应的图像传感器。此外，由于能够减小图像传感器10的芯片尺寸，所以包括图像传感器10的相机模块的尺寸也能够得到减小，因此，本技术可以应用于对小型化有特别需求的带有相机的蜂窝电话。[用于遮光构件的材料]虽然遮光构件13在以上描述中是由着色为黑色的膜制成的，但是遮光构件13也可以由其它材料制成。具体说，例如，遮光构件13可以通过在IRCF 31上印刷印刷用材料而制成。印刷用材料是例如碳填料、以染料着色为黑色的环氧树脂或者丙烯酸类树脂、环氧/丙烯酸混合型树脂等，具有UV可固化性或者加热可固化性。印刷用材料可以是具有常温可固化性的树脂。作为以上印刷用材料的印刷方法，应用的是丝网印刷方法、喷墨印刷方法或者类似方法。[通过印刷形成遮光构件的工艺]这里，将参考图6的流程图来说明通过印刷形成遮光构件13的工艺。在步骤Sll中，将印刷用材料印刷在IRCF 31上。在步骤S12中，确定膜厚是否足够。当在步骤S12中判定膜厚不足够时，使印刷上的印刷用材料固化，然后工艺返回步骤S11，并再次印刷印刷用材料。另一方面，当判定膜厚足够时，使印刷上的印刷用材料固化，然后停止工艺。在印刷用材料具有UV可固化性的情况下，通过一次印刷将得到大约10 的膜厚，因此，可以通过三次或者四次印刷获得具有大约50 膜厚的遮光构件13。
当通过液体印刷用材料印刷遮光构件13时，遮光构件13的边缘面角度是作为由IRCF 31的润湿性决定的印刷用材料的接触角而获得的，其截面将如图7所示。边缘面角度可以通过在多次印刷中层叠印刷用材料的方式获得。
此外，遮光构件13可以通过例如在IRCF 31上沉积薄膜而形成。在该情况下，进行蚀刻，以便在相对于沉积的薄膜模造开口时实现侧面蚀刻(side etching)。以上说明了图像传感器通过引线接合连接(安装)在基板上的固态成像装置，以下将说明具有倒装(flip-chip)结构的固态成像装置。〈2.倒装结构的固态成像装置〉[倒装结构的现有技术固态成像装置]图8是示出倒装结构的现有技术固态成像装置的结构的视图。在图8所示固态成像装置中，CMOS图像传感器110 (以下简称为图像传感器110) 经由隆起112电气地连接至具有开口的基板111。图像传感器110与基板111之间通过隆起112形成的连接部被由环氧树脂等制成的下方填充物(UF) 113密封。在基板111的开口上，通过UV可固化粘结构件115(图9)接合有作为用于保护图像传感器110的受光面IlOa的上部的密封构件的密封玻璃114。UV可固化粘结构件115可以是加热可固化构件。密封玻璃114由透光的透明材料制成，并且图中由粗箭头表示的来自未示出的透镜的入射光经由密封玻璃114入射到图像传感器110的受光面110a。密封玻璃114可以是IRCF。在具有图8所示倒装结构的固态成像装置中，在密封玻璃114的面对受光面IlOa的表面与受光面IlOa之间形成有空隙。在该倒装结构中，受光面110a、基板111的开口和UF 113的边缘面定位成彼此比较靠近。因此，在经由密封玻璃114入射的入射光中，在基板111的开口或者UF 113的边缘面上被反射的反射光进入受光面110a，这可能导致光斑和幻像的生成。因此，如图9所示，通过如图9所示地将遮光构件131粘附至密封玻璃114，来自未示出的透镜的光中的入射到基板111的开口和UF 113的边缘面的光被遮光构件131遮蔽。[遮光构件向倒装结构的应用]图9是示出具有应用了本公开的一个实施例的倒装结构的固态成像装置的结构的视图。图9只示出了与图8的固态成像装置中由虚线方框围绕的部分相对应的部分的结构。在图9的固态成像装置中，与图8的固态成像装置的部件相对应的部件由相同符号表
/Jn o在图9中，遮光构件131由具有给定厚度并且着色为黑色的膜制成，并与图2的遮光构件13相似地具有供光从未不出的透镜向图像传感器110的受光面IlOa入射的开口。遮光构件131接合至密封玻璃114的面对图像传感器110的表面。遮光构件131在以上描述中由着色为黑色的膜制成，然而，遮光构件131也可以与上述遮光构件13相似地，由印刷在密封玻璃144上的印刷用材料制成，以及由沉积在密封玻璃上的薄膜制成。在主光线以一定CRA入射到图像传感器110的受光面IlOa的情况下，与主光线相对应的上光线和下光线也以相应的入射角入射。当遮光构件131的边缘面相对于透镜的光轴方向形成角度使得主光线、上光线和下光线中入射角最大的下光线透射穿过遮光构件131的开口的边缘部时，入射光不在遮光构件131的边缘面上反射。也就是说，遮光构件131的边缘面角度将大于入射到遮光构件131的开口的边缘部的下光线的入射角。此外，遮光构件131的宽度L设计成使得基板111的开口的边缘面和UF 113的边缘面不与遮光构件131的边缘面的假想延长面相交。也就是说，透射穿过遮光构件131的开口的边缘部的下光线不在基板111的开口的边缘面和UF 113的边缘面上反射。根据上述结构，入射光不在遮光构件131的边缘面上反射并且不在基板111的开口的边缘面和UF 113的边缘面上也反射，因此，能够抑制因来自遮光构件131的边缘面、基板111的开口的边缘面或者UF 113的边缘面的反射光引起的光斑和幻像的生成。虽然密封玻璃114和基板111的开口在图9中是通过粘结构件115接合在一起的，但是同样优选的是通过将具有粘结功能的材料用作遮光构件131，由遮光构件131来接合密封玻璃114与基板111的开口。虽 然遮光构件131在以上示例中是接合至密封玻璃114的面对图像传感器110的表面，然而，同样优选的是遮光构件131如图10所示接合至与密封玻璃114的面对图像传感器110的表面相反的表面(面对透镜的表面)。图像传感器的受光面在上述结构的固态成像装置中是暴露在空隙(以下称为空腔)中的，因此，图像传感器趋于受到灰尘的影响。鉴于此，提出了一种呈不具有空腔的结构(以下称为无腔结构)的固态成像装置，以减小灰尘在图像传感器的受光面中的影响。这里，将说明应用了本公开的无腔结构的固态成像装置的示例。<3.无腔结构的固态成像装置的示例>[引线接合结构的无腔固态成像装置]图11是示出实现了无腔的引线接合结构的固态成像装置的结构的视图。在图11的固态成像装置中，与图3等的固态成像装置的部件相对应的部件由相同符号表示。也就是说，图11的固态成像装置具有这样一种结构，其中在去除图3等的固态成像装置中的遮光构件13的同时，新设置了玻璃层211、遮光构件212和树脂层213。玻璃层211和树脂层213由透光的透明材料制成，其折射率高于空气。在图11的固态成像装置中，空腔被玻璃层211和树脂层213密封，从而实现了无腔结构。此外，遮光构件212接合至玻璃层211的下表面(面对图像传感器10的表面)。遮光构件212以与上述遮光构件13相同的材料和形状形成。遮光构件212的宽度(图中横向方向上的长度)设计成使得树脂层213的侧面不与遮光构件212的边缘面的假想延长面相交。也就是说，透射穿过遮光构件212的开口的边缘部的下光线不在树脂层213的侧面上反射。在制造工艺中，当遮光构件212接合至玻璃层211的下表面后，在晶片水平中相对于图像传感器10进行遮光构件212的定位，然后，将玻璃层211与树脂层213 —起接合至图像传感器10。接下来，进行切制(dicing)以获得单个片，然后，切割玻璃层211和树脂层213以暴露出接合衬垫部分。然后，清洁暴露出的接合衬垫部分，从而形成作为端子的接合衬垫。同样优选的是在图像传感器10形成为芯片后，将玻璃层211与树脂层213 —起接合至图像传感器10。在该情况下，清洁暴露出的接合衬垫部分的工艺可以省略。同样在如上所述地实现了无腔的引线接合结构的固态成像装置中，入射光不在遮光构件212的边缘面上反射，因此，能够抑制因来自遮光构件212的边缘面的反射光引起的光斑和幻像的生成。此外，透射穿过遮光构件212的边缘面部分的下光线不在树脂层213的侧面反射，因此，还能够抑制因来自树脂层213的侧面的反射光引起的光斑和幻像的生成。以上说明了遮光构件212被接合至玻璃层211的下表面的结构，同样优选的是应用遮光构件212被接合至玻璃层211的上表面的结构，如图12所示。在该情况下，遮光构件212可以在玻璃层211、树脂层213和图像传感器10接合在一起后接合至玻璃层211的上表面，因此，能够增大遮光构件212相对于图像传感器10的定位的精度。由于在图12中相对于玻璃层211难以使用润湿性来使遮光构件212的边缘面形成角度，所以将应用由着色为黑色的膜制成的遮光构件212。同样在图12的固态成像装置中，遮光构件212的宽度(图中横向方向上的长度)设计成使得玻璃层211的侧面和树脂层213的侧面不与遮光构件212的边缘面的假想延长面相交。也就是说，透射穿过遮光构件212的开口的边缘部的下光线不在玻璃层211的侧面和树脂层213的侧面上反射。[倒装结构的无腔固态成像装置]图13是示出实现了无腔的倒装结构的固态成像装置的结构的视图。在图13的固态成像装置中，与图8或图9的固态成像装置的部件相对应的部件由相同符号表示。 也就是说，图13的固态成像装置具有这样一种结构，其中在去除图8或图9的固态成像装置中的密封玻璃114和遮光构件131的同时，新设置了玻璃层311、遮光构件312和树脂层313。玻璃层311和树脂层313由透光的透明材料制成，其折射率高于空气。在图13的固态成像装置中，空腔被玻璃层311和树脂层313密封，从而实现了无腔结构。此外，遮光构件312接合至玻璃层311的下表面(面对图像传感器110的表面)。遮光构件312以与上述遮光构件131相同的材料和形状形成。遮光构件312的宽度(图中横向方向上的长度)设计成使得树脂层313的侧面不与遮光构件312的边缘面的假想延长面相交。也就是说，透射穿过遮光构件312的开口的边缘部的下光线不在树脂层313的侧面上反射。在制造工艺中，当遮光构件312接合至玻璃层311的下表面后，在晶片水平中相对于图像传感器110进行遮光构件312的定位，然后，将玻璃层311与树脂层313 —起接合至图像传感器110。然后，在图像传感器110中进行从前向后贯穿芯片的TSV(硅通孔)加工，从而实现CSP (芯片级封装)。同样在实现了无腔的倒装结构的固态成像装置中，入射光不在遮光构件312的边缘面上或者基板111的开口的边缘面和UF 113的边缘面上反射，因此，能够抑制因来自遮光构件312的边缘面或者基板111的开口和UF 113的边缘面的反射光引起的光斑和幻像的生成。以上说明了遮光构件312被接合至玻璃层311的下表面的结构，同样优选的是应用遮光构件312被接合至玻璃层311的上表面的结构，如图14所示。在该情况下，遮光构件312可以在玻璃层311、树脂层313和图像传感器110接合在一起后接合至玻璃层311的上表面，因此，能够增大遮光构件312相对于图像传感器110的定位的精度。由于在图14中相对于玻璃层311难以使用润湿性来使遮光构件312的边缘面形成角度，所以将应用由着色为黑色的膜制成的遮光构件312。同样在图14的固态成像装置中，遮光构件312的宽度(图中横向方向上的长度)设计成使得玻璃层311的侧面和树脂层313的侧面不与遮光构件312的边缘面的假想延长面相交。也就是说，透射穿过遮光构件312的开口的边缘部的下光线不在玻璃层311的侧面和树脂层313的侧面上反射。在以上描述中，遮光构件包括供从透镜向图像传感器的受光面入射的光透过的开口，然而，遮光构件也可以具有与引线接合结构中的金属线的配置或者倒装芯片结构中的基板的开口的形状相对应的结构/形状。例如，在图2的图像传感器10中的与金属线11连接的接合衬垫只配置在右侧的情况下，遮光构件13可以具有遮蔽接合衬垫的附近的形状。注意，在最近的相机模块中，随着相机模块的小型化，为了缩短焦距或者改善透镜的集光率的目的，与图像传感器的尺寸相比，透镜的有效直径变大。在这种情况下，来自透镜的入射光的入射角进一步变大，因此，有必要增大遮光构件的边缘面角度以与入射角相对应。例如，当来自透镜的入射光的入射角为45度时，有必要使遮光构件的边缘面角度增大成大于45度。在以上参考图6说明了作为形成具有边缘面角度的遮光构件的方法之一的在 IRCF上印刷印刷用材料的方法。然而，当遮光构件由金属模具模制而成时，例如，难以形成具有例如45度等大边缘面角度的遮光构件，边缘面角度最大将约为30度。因此，将说明通过金属模具形成具有大边缘面角度的遮光构件的示例。<4.通过金属模具形成遮光构件的示例〉如上所述，难以通过金属模具形成具有大边缘面角度的遮光构件，因此，以给定角度沿图像传感器的方向折叠从遮光构件的开口的边缘部起的一个给定范围，从而增大边缘面角度。[用于抑制光斑和幻像的生成的条件]图15是从遮光构件的开口的边缘部起的一个给定范围以给定角度沿图像传感器的方向被折叠的固态成像装置的截面图。在图15所示结构中，应该满足以下两个条件，以便抑制光斑和幻像的生成。(I)由来自透镜501的上光线A在遮光构件502的开口的边缘部的沿图像传感器503的方向被折叠的部分(以下称为折叠部)的上表面(面对透镜的表面)上反射所获得的反射光A'不进入图像传感器503。(2)来自透镜501的下光线B不在遮光构件502的开口的边缘面上反射，并透射穿过遮光构件502的开口。用于连接金属线504的接合衬垫配置成使得透射穿过遮光构件502的开口的下光线B不入射到衬垫上。这里，在以下描述中假定透镜501的有效直径为“R”，遮光构件502的开口直径为“L”，透镜501与遮光构件502之间的距离(焦距)为“H”，折叠部相对于遮光构件502的角度(以下称为折叠角度)为“ Y ”，而通过模制处理在遮光构件502的边缘面处形成的角度(以下称为切割角)为“小”。此外假定上光线A的入射角为-0 U，下光线B的入射角为0L，而边缘面角度(即，遮光构件502的边缘面与透镜501的光轴方向之间形成的角度)为9M。作为上光线A的入射角的“-0U”表示的是相对于光轴方向参考图5说明的上光线的入射角的相反侧的角度，因此，给予了的符号。首先，为了满足条件(1)，有必要使上光线A与反射光A'之间形成的角度小于90。- 9 U0也就是说，如图16所示，当在遮光构件502的折叠部的上表面上沿垂直方向给出线段OP时，上光线A与线段OP之间形成的角度Z AOP有必要满足以下表达式(3)。
Z AOP 彡(90。- 9 U)/2. . . (3)当在遮光构件502的折叠部的上表面上沿透镜501的光轴方向给出线段OQ时，线段OQ与线段OP之间形成的角度Z QOP满足以下表达式⑷。Z QOP ^ (90° - 0 U)/2+0 U = (90。+ 0 U)/2. . . (4)角度Z QOP等于折叠角度Y，并且上光线A的入射角-0U表示为arctan {(R-L)/2H}，因此，为了满足条件(I)则应该满足以下表达式(5)。y ^ [90° -arctan {(R-L)/2H} ]/2. (5)其次，为了满足以上条件(2)，应该满足0L彡0M，如图17所示。这里，下光线B的入射角e L表示为arctan {(R+U/2H}，因此，为了满足条件(2)，应该满足以下表达式
(6)。arctan {(R+L) /2H}... (6)如上所述，应该满足表达式(5)和表达式(6)，以满足条件(I)和条件(2)。注意，边缘面角度0M与折叠角度Y有必要满足0M> y的关系，应该在遮光构件502的边缘面处形成切割角以满足0M-Y (小。也就是说，当透镜的有效直径R、遮光构件502的开口直径L和焦距H通过以上表达式(5)和表达式(6)得到固定时，满足条件⑴和条件⑵的边缘面角度0 M和折叠角度Y得到固定，因此，在遮光构件502的边缘面处形成的切割角0的最小值能够得到固定。图18A-18C是说明在透镜的有效直径R、遮光构件502的开口直径L(遮光板的开口)和焦距H固定时切割角的值的范围的图。图18A示出了焦距H为8mm时的切割角小的值的范围，图18B示出了焦距H为6mm时的切割角小的值的范围。图18C示出了焦距H为4mm时的切割角小的值的范围。即使在焦距H减小并且透镜直径R增大时，切割角的值特别如图18C所示处于20° -30°的范围内，这是器件能够由金属模具形成时的值。也就是说，当在遮光构件的边缘部处设置了折叠部时，能够通过金属模具形成具有大边缘面角度的遮光构件，从而抑制光斑和幻像的生成。[通过金属模具形成遮光构件的工艺]下面，将参考图19-图24B说明通过金属模具形成遮光构件502的上述工艺。图19是说明通过金属模具形成遮光构件的工艺的流程图，而图20A和20B到图24A和24B是在形成遮光构件的工艺中加工出的遮光构件502等的截面图。首先，在步骤Slll中，在将成为遮光构件502的板材中形成开口和用于定位的引导孔。图20A所示遮光构件502是例如通过向例如聚酯等树脂中混合粉末碳所生成的板状构件。如图20B所示，通过金属模具551、552切割板状遮光构件502，以在一个表面(面对图像传感器的表面)上打开较宽，从而形成开口 502a。这时，同时形成引导孔502b。这里，在金属模具552中使用单刃刀片来切割开口 502a，以利用柔软性,从而形成具有大约30度切割角$的开口 502a。在步骤S112中，按压开口 502a，以在遮光构件502的开口 502a中形成折叠部。也就是说，如图21所示，通过金属模具561、562按压开口 502a，从而在遮光构件502的开口 502a中形成折叠部。这时，遮光构件502通过引导孔502b相对于金属模具561、562得到定位。在步骤SI 13中，形成用于在图像传感器上支承遮光构件502的粘结带。如图22A所示，粘结带581包括彼此层叠的保护带581a、粘结层581b和保护带581c。首先，如图22B所示，通过金属模具591、592在粘结带581中形成开口 581d、引导孔581e和切缝581f。其次，如图23A所示，通过形成于粘结带581中的切缝581f剥离粘结层581b和保护带581c的不必要的部分。然后，如图23B所示，向已剥离掉不必要部分的粘结带581的保护带581c附接另一保护带601,从而剥离保护带581c。以如上所述的方式，形成了图23C所示的粘结带581。返回图19的流程图，在步骤S114中使遮光构件502和粘结带581彼此接合。也就是说，如图24A所示，通过粘结层581b使遮光构件502的上表面(面对透镜的表面)与粘结层581彼此接合。然后，在步骤S115中，切割掉遮光构件502的不必要的部分。也就是说，如图24B所示，通过金属模具611、612切割与粘结带581接合的遮光构件502的包括引导孔502b的不必要的部分，从而形成遮光构件502的外形。 根据以上工艺，能够形成具有在开口处形成有折叠部并且在边缘面处形成有切割角的形状的遮光构件。可以通过蚀刻金属或者其它方法形成具有相似形状的遮光构件，然而，成本极高。另一方面，可以根据以上工艺通过金属模具切割和按压例如塑料等树脂材料来形成遮光构件，因此，能够廉价地以及大量地制造遮光构件，这能降低用于制造相机模块的成本。本公开并不局限于上述实施例，可以在不背离本公开的要旨的范围内进行各种修改。此外，本公开能够应用以下构造。(I) 一种固态成像装置，包括光电地转换通过透镜取入的光的固态成像器件，和遮蔽从所述透镜向所述固态成像器件入射的光的一部分的遮光构件，其中，所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度大于入射到所述遮光构件的边缘部的光的入射角。(2)如上述项(I)所述的固态成像装置，其中，所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度大于入射到所述遮光构件的边缘部的光中入射角最大的光的入射角。(3)如上述项⑴或⑵所述的固态成像装置，其中，在所述固态成像器件的受光面的周缘部设置与连接至基板的金属线连接的衬垫，并且所述衬垫不配置在由所述固态成像器件的表面与所述遮光构件的边缘面的假想延长面之间的交点限定出的区域中靠近所述受光面的区域上。 (4)如上述项⑴或⑵所述的固态成像装置，
其中，所述固态成像器件的受光面接收从具有开口的基板的开口入射的光，并且所述开口的边缘面不与所述遮光构件的边缘面的假想延长面相交。(5)如上述项(3)或(4)所述的固态成像装置，还包括密封所述固态成像器件的受光面上的空隙的密封构件，其中，所述遮光构件设置在所述密封构件的面对所述透镜的表面或者面对所述固态成像器件的表面上。
(6)如上述项(5)所述的固态成像装置，其中，所述密封构件的侧面不与所述遮光构件的边缘面的假想延长面相交。(7)如上述项⑵所述的固态成像装置，其中，所述遮蔽构件通过在配置于光路上的光学滤光器上印刷一次或者多次印刷用材料而形成。本公开包含与分别于2011年2月18日和2011年5月10日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-033690和JP 2011-105241所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。本领域的技术人员应该了解的是，在所附权利要求书或其等同方案的范围内，可根据设计要求和其它因素做出各种修改、组合、子组合和变更。
权利要求
1.一种固态成像装置，包括 光电地转换通过透镜取入的光的固态成像器件；和 遮蔽从所述透镜向所述固态成像器件入射的光的一部分的遮光构件， 其中，所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度大于入射到所述遮光构件的边缘部的光的入射角。
2.如权利要求I所述的固态成像装置，其中，所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度大于入射到所述遮光构件的边缘部的光中入射角最大的光的入射角。
3.如权利要求2所述的固态成像装置，其中， 在所述固态成像器件的受光面的周缘部设置与连接至基板的金属线连接的衬垫，并且 所述衬垫不配置在由所述固态成像器件的表面与所述遮光构件的边缘面的假想延长面之间的交点限定出的区域中靠近所述受光面的区域上。
4.如权利要求2所述的固态成像装置，其中， 所述固态成像器件的受光面接收从具有开口的基板的开口入射的光，并且 所述开口的边缘面不与所述遮光构件的边缘面的假想延长面相交。
5.如权利要求2所述的固态成像装置，还包括 密封所述固态成像器件的受光面上的空隙的密封构件， 其中，所述遮光构件设置在所述密封构件的面对所述透镜的表面或者面对所述固态成像器件的表面上。
6.如权利要求5所述的固态成像装置，其中，所述密封构件的侧面不与所述遮光构件的边缘面的假想延长面相交。
7.如权利要求2所述的固态成像装置，其中，所述遮蔽构件通过在配置于光路上的光学滤光器上印刷一次或者多次印刷用材料而形成。
全文摘要
一种固态成像装置，包括光电地转换通过透镜取入的光的固态成像器件；和遮蔽从所述透镜向所述固态成像器件入射的光的一部分的遮光构件，其中，所述遮光构件的边缘面与所述透镜的光轴方向之间形成的角度大于入射到所述遮光构件的边缘部的光的入射角。
文档编号H01L27/146GK102646690SQ20121003586
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月17日 优先权日2011年2月18日
发明者小林宽隆, 岩渕寿章, 清水正彦 申请人:索尼公司