图象拾取模块以及图象拾取设备制造技术

本发明专利技术提供一种图象拾取模块，该模块包括一个光敏元件阵列和一个用于将光线引导入所述的光敏元件阵列的光学元件的半导体芯片，其中光学元件包括一个成象单元，一个光遮蔽层以及一个形成于所述的半导体芯片与所述的光学元件之间但不包含在光的入射方向上的光遮蔽层的位置的粘接部，并且半导体芯片与光学元件通过粘接部被固定在一起。本发明专利技术也提供一种图象拾取模块包括一个位于半导体晶片上的光学元件，其中光学元件包括一个第一透镜以及一个第二透镜，其中第二透镜与第一透镜相应。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种图象拾取模块以及一种图象拾取设备，尤其是涉及一种集成了一个图象光学系统以及一个半导体芯片的图象拾取模块的结构。 相关的
技术介绍
在传统的小型图象拾取模块中，已经集成了一个图象透镜以及一个半导体芯片。作为小型图象拾取模块的例子，附图57A与附图57B示出了一种与日本专利申请特许公开No.09-027606中公开的距离测量模块相似的结构。附图57A和附图57B示出了一个透镜元件51以及一个COG(玻璃上的芯片)结构50，其中有一个半导体芯片54被放置于玻璃基底53的下表面上。透镜元件51是由塑料或者玻璃浇铸而成的，并且具有透镜51L，51R，用于形成两个图象从而利用三角法则测量到达物体的距离。而且，半导体芯片54也具有由光敏器件的一维阵列构成的光敏部分57L，57R，并且由透镜51L，51R传输的物体光线分别聚焦在光敏单元57L，57R上。在玻璃基底53的上表面，印刷了一层如图57B所示的模型的光遮蔽层55从而形成了一个遮光膜，并且在玻璃基底53的下表面形成了一个光遮蔽/传导元件56，用作半导体芯片54的连接终端以及用作外部终端。这样的COG结构允许省去诸如塑料的传感器组件，并且具有透镜的完整结构允许省去透镜筒，因此生产成本可以被保持相对较低。在另一方面，与COG结构相比，通过导线连接的半导体芯片的包将造的大而厚，并且造成了更高的成本。因此，这里建议一种使用热/紫外线可固化树脂粘接光敏单元的技术。附图58A到58H示意性的示出了表明图象拾取模块(半导体设备)的生产步骤的剖视图，公开于日本专利申请特许公开No.11-121653当中，其中附图58A是半导体芯片1的剖视图，以及附图58B是附图58A所示的从下面看的半导体芯片1的平面图。尤其是在生产过程中，首先要准备一个半导体芯片1，该芯片具有在其外部边缘附近的电极衬垫(连接衬垫)以及由在中央位置紧密裹在一起的微透镜构成的微透镜组3。电极衬垫由例如Al或者Cr构成，以及微透镜组3由例如塑料原料构成。半导体芯片1可以是例如包括一个光电传感器以及一个CCD的固态图象拾取设备。光电传感器可以由例如用于通过将微透镜组3从外部接收的光转换成能够被CCD传送的电信号从而产生一个图象信号的光电二极管构成。为了形成微透镜组3，首先要形成一个塑料薄膜，然后预定模式的保护膜就形成于其上。然后进行加热将保护膜的边角弄圆，这样就形成了微透镜。半导体芯片是通过已知的方法准备的。为了实现微透镜组3的聚光功能，需要将半导体芯片放置于玻璃基底之上，且在玻璃基底与半导体芯片的光敏元件之间形成一个中空的部分。下文将以使用金球以及导电树脂为例解释半导体芯片1与玻璃基底的连接。如图58C所示，一个例如大小为30-80μm的金球被球连接设备放置在半导体芯片1的电极衬垫2上。这样，如图58D所示，导电树脂5附着在金球4的下面的部分。导电树脂5，例如通过使用一个表面被导电树脂完全覆盖的调色板，可以附着在金球4上。导电树脂5由例如分散在环氧树脂中的银质微粒(银胶)构成。这样，如图58E所示，透明基底7(例如玻璃基底)的电极6通过金球4被连接在相应的半导体芯片1的电极衬垫2上，并且进行加热从而固化了导电树脂5，借此，透明基底7的电极6以及半导体芯片1的电极衬垫2以预定的方式电连接。执行的加热可以在例如100度到200度的条件下持续30分钟。电极6由例如Cr或Ni构成，并且通过蒸发、电镀或者喷溅形成在透明基底7之上，并且通过影印或者蚀刻成型。透明基底7由绝缘的透明材料例如玻璃，聚碳酸酯，聚酯或者(capton)构成，最好是玻璃。下文将介绍一个由玻璃构成的透明基底7的例子。如图58F所示，光遮蔽罩位于玻璃基底7的下表面相对的一侧，并且从玻璃基底7的下面辐射电磁波(例如紫外线)15。光遮蔽罩14具有一个预定的模式用于仅在包含微透镜3的区域传送电磁波15。电磁波15可以是例如紫外线，红外线，可见光或者X射线，并且最好是紫外线。下文将介绍使用紫外线作为电磁波15的情况。在紫外线光15的照射下，绝缘的热的-紫外线可固化树脂12就从毛细管11被提供到半导体芯片1与玻璃基底7之间的沟，例如在正常的温度下。热-紫外线可固化树脂12通过毛细现象从其尾部向其中央位置流入半导体芯片1与玻璃基底7之间的沟。热-紫外线可固化树脂12能够通过紫外线照射或者加热的方式固化或者被硬化。它流入不被紫外线光15照射的区域并且在紫外线光15可照射的区域被固化。结果是，热-紫外线可固化树脂12在紫外线光可照射的区域13与没有被紫外线光照射到的区域之间的边界被硬化。一旦热-紫外线可固化树脂12在这样的边界被硬化，它就不再流入紫外线光照射的区域13。但是，实际上，热-紫外线可固化树脂12的硬化需要一定的时间，它是在其稍稍流入紫外线可照射区域13以后被硬化的。半导体芯片1的电极衬垫2以及玻璃基底7的电极6通过金球4被连接起来，并且热-紫外线可固化树脂12完全覆盖了电极衬垫2和金球4以及一部分电极6。从毛细管11提供的热-紫外线可固化树脂12在其充分的进入半导体芯片1与玻璃基底7之间的沟以后终止。如图58F所示的紫外线光照射区域13当从上面看时是一个矩形区域，如图58H所示。但是，矩形区域的中央部分不需要紫外线的照射。以这样的方式，在半导体芯片1的微透镜组3和玻璃基底7之间就形成了一个中空的部分13，并且热-紫外线可固化树脂12就是这样形成的从而环绕这样的中空部分13。但是，在这种情况下，只有位于边界部分的热-紫外线可固化树脂12被硬化而且在没有被紫外线光15照射的区域的热-紫外线可固化树脂12没有被硬化。然后，如图58G所示，提供了一个加热器16用于硬化没有被紫外线光15照射到的区域的热-紫外线可固化树脂12。加热可以在例如80度的条件下进行5个小时。这样，通过加热在半导体芯片1与玻璃基底之间的整个区域内热-紫外线可固化树脂12被完全的硬化。如图58F所示的紫外线硬化可被称为预硬化而如图58G所示的热硬化可被称为主硬化。通过上面描述的过程，就完成了COG结构。附图58G是沿着附图58H的58G-58G线的剖视图，并且热-紫外线可固化树脂12被形成为环绕着中空部分13的形状。金球4电子的或机械地将半导体芯片1的电极衬垫2与玻璃基底7的电极6连接起来。但是，由于通过金球4的机械连接较弱，它被位于半导体芯片1与玻璃基底7之间的热-紫外线可固化树脂12加固。通过绝缘电连接的热-紫外线可固化树脂12没有改变半导体芯片1与玻璃基底7之间的电连接。通过上面描述的过程，包括微透镜的光敏单元被透明基底以及热-紫外线可固化树脂封存，因此，能够被保护起来防止灰尘的侵入以及由于空气中的潮湿使其退化。微透镜通常具有一个凸向光的入射方向的表面从而通过光-树脂或者光-玻璃分界面上的光的衍射，使入射光聚焦在小于微透镜的光敏器件上，从而提高了光敏元件的光接收效率。前面提到的专利申请也公开了批量生产上述的图象拾取模块的方法。附图59是透明基底(例如玻璃基底)7的平面图。玻璃基底7具有例如150mm的长度，150mm的宽度，1mm的厚度，并且被分成10*10的块，每一块都是15mm的长，15mm的宽，以及1mm的厚度。通过在每一块内都放置一个半导体芯片1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图象拾取模块，包括一个半导体芯片－该芯片包括一个光敏元件阵列－以及一个用于将光线引导入所述的光敏元件阵列的光学元件，其中所述的光学元件包括一个成象单元、一个光遮蔽层以及一个形成于所述的半导体芯片与所述的光学元件之间但不包含沿光的入射方向的所述光遮蔽层的粘接部，并且所述的半导体芯片与所述的光学元件通过所述的粘接部被固定在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：须田康夫，山崎亮，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]