固体摄像装置及其制造方法制造方法及图纸

提供一种固体摄像装置及其制造方法，该固体摄像装置是通过在覆盖晶片级相机组件的摄像元件表面的盖玻片上形成的遮光材料上利用掩模转印技术以高位置精度形成针孔开口部，并单片化而实现的以晶片级制造的针孔相机组件的固体摄像装置。开设有多个针孔而提供复眼的相机系统。而且，还可以使遮光材料的开口部截面形状成为锥形形状地改变透射特性，具有变迹滤镜效果。

Solid state imaging device and manufacturing method thereof

Provide a solid camera device and its manufacturing method, the solid camera device is formed by the shading material covering the wafer level camera component element on the surface of glass by using a mask transfer technology with a high degree of precision forming pinhole opening, solid pinhole camera components and single chip to realize the on wafer level manufacturing the image pickup device. Camera system for providing compound eye with multiple pinholes. In addition, the cross section shape of the opening of the shading material can be changed into a conical shape to change the transmission characteristic.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固体摄像装置及其制造方法，涉及以晶片级制造用来取得图像的光学系统的芯片尺寸封装类型的相机组件。
技术介绍
为了应对人口构成的高龄化、社会的放心和安全的要求，针对监视摄像头、监控摄像头、观察摄像头等的应用，相机组件的需求迅速地高涨起来。对于这些相机组件，为了降低系统成本而越来越要求降低相机组件的价格，为了提高相机安装的自由度而越来越要求相机组件的小型化。在专利文献1中公开了满足这样的小型化要求的相机组件。具体地，作为小型化对策之一，提出了通过形成透镜与摄像元件芯片成为一体型的晶片级相机组件，来实现相机组件的小型化。另外，为了满足廉价的要求，专利文献2的晶片级相机组件通过切割将用粘接部粘接透镜晶片和摄像元件晶片而成的构成分离成单片的相机组件。不使用透镜的相机组件已知的有针孔相机。专利文献3的特征在于，在中空封装框体的底部安装摄像元件，在框体上部形成保护板，在上述保护板中央部分用透明体构成针孔，针孔以外的保护板用遮光物质构成。在此，公开了通过改变针孔到传感器的距离来规定视角。专利文献4公开了为了定位成使针孔的位置来到摄像元件的曝光区域的中心而将形成有针孔的盖框体的突起部按压并定位到摄像元件芯片的端部的方法。一般地，在透镜系统的开口边缘尖锐的情况下，在光干涉的影响下，因被称为伪解像的高频分量而成为不自然的图像。已经公知为了防止它而使用被称为变迹滤镜的滤镜改善伪解像的方法，该滤镜构成为透射光量随着沿光轴垂直方向远离光轴中心而逐渐减少。在考虑了其处理的容易程度、光学设计上的自由度、对光学系统整体的性能产生的影响等的情况下，该变迹滤镜最好是不用电的平板滤镜。在专利文献5中，将用ND(中性密度)玻璃形成的平凹透镜和用折射率与ND玻璃相同的玻璃形成的平凸透镜粘合起来构成，就是该缘故。这样形成变迹滤镜时，需要提高滤镜的加工精度、装配精度、折射率精度，难度相当高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-63751号公报专利文献2:日本特开2010-93200号公报专利文献3:日本特开2007-300164号公报专利文献4:日本特开2008-124538号公报专利文献5:日本特开平9-236740号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)在专利文献1、2的相机组件中，由粘接部粘接透镜晶片和摄像元件晶片，仅通过切割来形成单片的相机组件。因此，如果透镜晶片的透镜特性有表面内的不均匀性，则存在不能针对每个摄像元件芯片来进行调整而产生相机组件的特性偏差的问题。另外，透镜晶片还必须制作模具，虽说是晶片级的，但是成本高。专利文献3、4的针孔相机不需要摄像用的透镜，有利于降低成本。然而，在安装针孔相机时，摄像元件芯片和针孔的对位只能机械地进行，如果部件精度变差，则有产生对位偏离的问题。为了消除该问题，在专利文献4中，使形成了针孔的部件的一部分与摄像元件芯片截面端部直接接触，进行了确保位置精度的设计，但是，可能会有芯片截面破损，存在有安装成品率下降的可能。在像专利文献4的图1(b)所示那样的针孔相机中，为了防止灰尘从针孔侵入，需要在开设于上表面的遮光板上的针孔的位置粘贴玻璃，而且还有因冲击而从玻璃端部掉落的碎片落到摄像元件的感光区域上而画质变差的可能。在针孔相机中，针孔的形成由模具的形成精度决定，有不能形成微小开口的问题。在针孔相机中，如果针孔的尺寸变大，则光路路径的宽度变大，难以取得高分辨率的图像。在专利文献3中，作为改变从摄像元件芯片的感光区域到针孔的位置来进行是在针孔相机下的广角还是望远的选择的方法，提出了准备改变了保持针孔的封装的壁的高度的相机组件，每次都以相机组件进行替换的方式。在这种情况下，有必须准备每次都改变了封装的壁的高度的成型模具，需要模具费用而成本无法降低的问题。在专利文献5中，存在有在形成变迹滤镜时需要提高滤镜的加工精度、装配精度、折射率精度，难度相当高，成本变高的问题。(用来解决问题的手段)为了解决上述问题，本专利技术的固体摄像装置中，形成在晶片的各芯片上的多个光电二极管与经由粘接剂粘贴在上述各芯片上的整个表面或一部分上的无凹凸的平坦的盖玻片一体地形成，上述一体地形成的上述芯片和上述盖玻片以同一截面被切断成各芯片，其中：在上述盖玻片的至少上部的一部分上形成遮光层，而且，在上述遮光层的一部分上有一处以上的未被遮光的针孔形的开口部，上述针孔形的开口部中，与上述芯片上的对位标记对位地形成开口部。(专利技术的效果)利用本专利技术的晶片级针孔相机组件，可以提供廉价的相机组件。即，不使用形成了透镜的昂贵的透镜晶片。在覆盖本专利技术的晶片级相机组件的摄像元件表面的、通常使用的无凹凸的平坦的廉价盖玻片上，直接涂敷遮光树脂，采用通常的IC制造中所使用的掩模转印技术，在形成在芯片内的摄像元件区域的预定的位置上，去除遮光树脂而形成针孔用的孔穴，仅此即可实现。该针孔的孔穴，可以以一般公知的针孔相机，不使用透镜，使被拍对象在摄像元件区域进行成像。能实现效果，而且，对于该针孔的位置，通过与每个芯片所配置的对位标记对位形成，可以与摄像元件的制造精度同样的高精度地形成。对于以往的形成了透镜的透镜晶片的对位精度，只有晶片间的对位精度，只能得到很粗糙的精度。因此，由于产生按每个芯片对位的对位精度偏差，所以光学特性差。在形成变迹滤镜时，通过以从开口部端部成为锥形形状的方式将图案与对每个芯片所配置的对位标记对位形成遮光树脂，可以高精度地形成。因此，可以使遮光率在开口径方向上高精度地变化。另外，在将传感器芯片晶片与无凹凸且平坦的盖玻片粘贴起来之后，在盖玻片的上部形成遮光树脂。然后，形成在遮光树脂的预定位置开设了针孔用的孔穴的半球面或者菲涅尔形的透镜。该透镜的形成可以通过与针对每个芯片配置的对位标记对位地形成透镜而实现高精度的对位。因此，可以大幅度地改善以往的使用了透镜晶片的相机组件的对位精度不足所造成的光学特性的劣化。附图说明图1(A)中的图1(a)～(d)是示出根据本专利技术的实施例1的晶片级针孔相机组件的制造方法的前半部分的图。图1(B)中的图1(e)～(g)是示出根据本专利技术的实施例1的晶片级针孔相机组件的制造方法的后半部分的图。图1(f’)、图1(g’)是根据实施例1的相机组件的立体图。图2(A)中的图2(a)～(d)是示出根据本专利技术的实施例2的晶片级针孔相机组件的制造方法的前半部分的图。图2(B)中的图2(e)～(h)是示出根据本专利技术的实施例2的晶片级针孔相机组件的制造方法的后半部分的图。图2(C)中的图2(i)、(j)是示出根据本专利技术的实施例2的晶片级针孔相机组件的制造方法的单片化以后的图。图2(j’)是根据实施例2的相机组件的立体图。图3是根据本专利技术的实施例1、2的相机组件的入射光的光路图。图4是说明根据本专利技术的实施方式的相机组件的入射角度和摄像元件的从感光部中心的位移量的图。图5中的图5(a)、(b)是示出根据本专利技术的实施例3的晶片级针孔相机组件的制造方法的图。图5(c)、(d)是根据实施例3的相机组件的立体图。图6中的图6(a)、(b)是示出根据本专利技术的实施例4的晶片级针孔相机组件的制造方法的图。图6(c)、(d)是根据实施例4的相机组件的立体图。图7中的图7(a)、(b)是示出根据本专利技术的实施例1～4的针孔部的截面形状和透射光分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，其特征在于：一体地形成有图像传感器晶片与盖玻片晶片，所述图像传感器晶片具有形成在晶片的各芯片区域内的多个光电二极管，所述盖玻片晶片无凹凸且平坦，经由粘接剂粘贴在所述各芯片上的整个表面或一部分上，所述一体地形成的所述图像传感器晶片和所述盖玻片晶片被切断成各芯片，在所述盖玻片晶片的各芯片上部的至少一部分上形成有遮光层，而且，形成在所述各芯片的上部的遮光层的一部分上有一处以上的未被遮光的针孔形的开口部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.17 JP 2014-1472431.一种固体摄像装置，其特征在于：一体地形成有图像传感器晶片与盖玻片晶片，所述图像传感器晶片具有形成在晶片的各芯片区域内的多个光电二极管，所述盖玻片晶片无凹凸且平坦，经由粘接剂粘贴在所述各芯片上的整个表面或一部分上，所述一体地形成的所述图像传感器晶片和所述盖玻片晶片被切断成各芯片，在所述盖玻片晶片的各芯片上部的至少一部分上形成有遮光层，而且，形成在所述各芯片的上部的遮光层的一部分上有一处以上的未被遮光的针孔形的开口部。2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：在所述盖玻片晶片的侧面还形成有遮光层。3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：所述针孔形的开口部以所述遮光层的膜厚朝着所述开口部变薄的方式形成为锥形形状。4.一种固体摄像装置，其特征在于：一体地形成有图像传感器晶片与盖玻片晶片，所述图像传感器晶片具有形成在晶片的各芯片区域内的多个光电二极管，所述盖玻片晶片无凹凸且平坦，经由粘接剂粘贴在所述各芯片上的整个表面或一部分上，所述一体地形成的所述图像传感器晶片和所述盖玻片晶片被切断成各芯片，在所述盖玻片晶片的各芯片上部的至少一部分上形成有遮光层，而且，在所述遮光层的一部分上有一处以上的未被遮光的针孔形的开口部，在所述未被遮光的各芯片上部的盖玻片的开口部的位置，用透明材料追加形成半球面或者菲涅尔透镜形状。5.一种固体摄像装置，其特征在于：一体地形成有形成在晶片的各芯片上的多个光电二极管、与经由粘接剂粘贴在所述各芯片上的整个表面或一部分上的所述晶片和盖玻片晶片，所述盖玻片晶片在各芯片上部的至少一部分上形成有遮光层，而且，形成在所述各芯片的上部的遮光层的一部分上形成有一处以上的未被遮光的针孔形的开口部，而且，把所述未被遮光的开口部的盖玻片加工成半球面或者菲涅尔透镜形状，所述一体地形成的所述晶片和所述盖玻片晶片被切断成单个的芯片。6.一种固体摄像装置的制造方法，其特征在于，包括以下工序：在半导体衬底上二维地形成了多个图像传感器芯片的图像传感器晶片上，在所述图像传感器晶片的感光部侧的一部分或整个表面上形成粘接材料，经由所述粘接材料粘贴所述图像传感器晶片与无凹凸且平坦的盖玻片晶片，在所述粘贴工序之后，在所述图像传感器晶片的背面形成外部电极，在所述盖玻片晶片上形成遮光膜，在所述遮光膜的预定位置，在各图像传感器芯片上形成一个以上的针孔形的开口部，以及通过切割把与所述盖玻片晶片粘贴起来的图像传感器晶片单片化。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：关根弘一，
申请(专利权)人：SETECH有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP