光學(xué)裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了光學(xué)裝置及其制造方法。該方法包括在基板上方布置光敏器件，在光敏器件和基板之間設(shè)置粘合劑；通過(guò)使粘合劑固化來(lái)形成把基板和光敏器件結(jié)合起來(lái)的結(jié)合部件；在光敏器件上方布置透明板和密封部件；密封部件覆蓋光敏器件并位于透明板和基板之間；結(jié)合部件的彈性模量為1GPa以下。
【專利說(shuō)明】光學(xué)裝置及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光學(xué)裝置及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]日本專利特開N0.9-129780提出了一種制造集成電路封裝(光學(xué)裝置)的方法，其中，將光傳感器IC芯片固定在印刷電路板上并用透明樹脂覆蓋，透明樹脂由光學(xué)透明部件如玻璃部件覆蓋。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在日本專利特開N0.9-129780的制造方法中，位于光傳感器上的透明板如玻璃板因光學(xué)裝置制造過(guò)程中基板、透明樹脂等等產(chǎn)生的力而會(huì)翹曲。該翹曲使光學(xué)裝置的性能劣化。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了用于抑制在光學(xué)裝置的透明板中出現(xiàn)的翹曲的技術(shù)。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種制造光學(xué)裝置的方法，包括:在基板上方布置光敏器件，在光敏器件和基板之間設(shè)置有粘合劑；通過(guò)使粘合劑固化來(lái)形成把基板和光敏器件結(jié)合起來(lái)的結(jié)合部件；和在光敏器件上方布置透明板和密封部件，密封部件覆蓋光敏器件并位于透明板和基板之間，其中，結(jié)合部件的彈性模量為IGPa以下。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種光學(xué)裝置，包括:基板；通過(guò)結(jié)合部件固定在所述基板上的光敏器件；位于所述光敏器件上方的透明板；和位于所述透明板和所述基板之間并覆蓋所述光敏器件的密封部件，其中，所述結(jié)合部件的彈性模量為IGPa以下。
[0006]通過(guò)下面(參考附圖)對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是用于說(shuō)明根據(jù)一些實(shí)施例的光學(xué)裝置的布置示例的示意性剖視圖。
[0008]圖2A至2F是用于說(shuō)明根據(jù)一些實(shí)施例的光學(xué)裝置的制造方法示例的示意性剖視圖。
[0009]圖3A和3B是用于說(shuō)明在根據(jù)一些實(shí)施例的光學(xué)裝置中出現(xiàn)翹曲的示意性剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在各個(gè)實(shí)施例中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并將省略對(duì)其的重復(fù)描述。這些實(shí)施例能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修改或組合。
[0011]將參考圖1的示意性剖視圖描述根據(jù)一些實(shí)施例的光學(xué)裝置100的結(jié)構(gòu)。光學(xué)裝置100包括圖1示出的構(gòu)件。在下面的描述中，附圖上部是指各構(gòu)件的上側(cè)，附圖下部是指各構(gòu)件的下側(cè)。光學(xué)裝置100例如安裝在圖像捕獲裝置如照相機(jī)上。光敏器件110例如是光傳感器，該光傳感器基于已經(jīng)進(jìn)入光學(xué)裝置100且到達(dá)光敏器件110的受光面111的光通過(guò)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電信號(hào)。光敏器件110可以具有任何結(jié)構(gòu)，例如現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。光敏器件110例如可以是自動(dòng)對(duì)焦傳感器，其基于各光電二極管之間的位置關(guān)系來(lái)測(cè)量到光源的距離，這些光電二極管位于被柔性焦距透鏡組分成兩部分的光的焦點(diǎn)處?？商鎿Q地，光敏器件110可以是圖像傳感器，其使用布置成陣列的多個(gè)像素產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。光敏器件110可以是顯示器件。
[0012]通過(guò)結(jié)合部件130把光敏器件110固定在基板120的上表面。例如，結(jié)合部件130是樹脂。例如，通過(guò)使布置在光敏器件I1和基板120之間的液體粘合劑固化來(lái)形成結(jié)合部件130?；?20具有貫穿其的端子121。每個(gè)端子121包括位于基板120上表面的內(nèi)部部分121a、位于基板120下表面的外部部分121b以及位于形成在基板120上的通孔中并連接內(nèi)部部分121a和外部部分121b的連接部121c。端子121例如由導(dǎo)體如金屬構(gòu)成。每個(gè)端子121的內(nèi)部部分121a和光敏器件110的端子通過(guò)鍵合線140如細(xì)金屬線連接。端子121的外部部分121b是例如通過(guò)焊料將要安裝在接線板上的部分，因而用于連接其他器件。其他器件和光敏器件110通過(guò)端子121和鍵合線140電連接?；?20和端子121形成連接部件，該連接部件用于支撐光敏器件110，以及將光敏器件110電連接到其他器件。
[0013]光敏器件110、端子121的內(nèi)部部分121a和基板120的上表面被透明密封部件160覆蓋。配置成覆蓋和保護(hù)光敏器件I1的透明板150布置在密封部件160上。基板120的側(cè)面、密封部件160的側(cè)面以及透明板150的側(cè)面彼此齊平。透明板150例如由玻璃構(gòu)成。密封部件160例如由樹脂構(gòu)成。
[0014]接著將參考圖2A至2F描述光學(xué)裝置100的制造方法的示例。圖2A至2F是示出了制造光學(xué)裝置100的步驟的示意性剖視圖。首先，如圖2A所示，制備光敏器件110和具有端子121的基板200。在該步驟中，可以制備多個(gè)光敏器件110。例如，利用半導(dǎo)體工藝用硅晶片制造光敏器件，然后通過(guò)切片來(lái)分割晶片，這樣就制備出光敏器件110。端子121可以與多個(gè)光敏器件110中每一個(gè)光敏器件對(duì)應(yīng)地布置在基板200中。多個(gè)端子121例如在基板200中布置成矩陣。
[0015]如果基板200具有大的尺寸，則在布置透明板230 (后述)時(shí)光敏器件110和透明板230之間的距離不均勻性變大。另一方面，如果基板200具有小的尺寸，則從一個(gè)基板制造的光學(xué)裝置100的數(shù)量減少，導(dǎo)致成本增大。為了防止以上問題，在該步驟中制備的基板200的上表面的每個(gè)側(cè)邊的長(zhǎng)度為10mm(含)至200mm(含)。
[0016]之后，如圖2B所示，在每個(gè)光敏器件110和基板200之間注入粘合劑131的同時(shí)，把每個(gè)光敏器件I1布置在基板200上。例如，用分散方法、印刷方法等等將粘合劑131施加在基板200上。把由夾頭210輸送的光敏器件110放置于粘合劑131上。
[0017]如圖2C所示，使液體粘合劑131固化，以形成固態(tài)結(jié)合部件130，從而將光敏器件110固定在基板200上。例如，當(dāng)粘合劑131是熱固性樹脂時(shí)，使用烘箱、回流爐等等加熱粘合劑131使其固化。結(jié)合部件130的厚度例如是10至30 μ m?？紤]了形成結(jié)合部件130時(shí)粘合劑的固化收縮率的情況來(lái)設(shè)定要被施加的粘合劑131的厚度。結(jié)合部件130的線膨脹系數(shù)例如是40至400ppm/°C,例如150ppm/°C。
[0018]之后，如圖2C所示，通過(guò)鍵合線140把每個(gè)光敏器件110的端子和端子121的內(nèi)部部分121a連接起來(lái)。當(dāng)密封部件160是樹脂時(shí)，可以使用金線作為鍵合線140。在這種情況下，能夠通過(guò)樹脂防止鍵合線140腐蝕?？梢允褂玫寡b芯片連接來(lái)代替用鍵合線140進(jìn)行的連接。
[0019]之后，如圖2D所示，在基板200的上表面邊緣附近形成用于臨時(shí)固定的樹脂220。透明板230布置在樹脂220上，并被臨時(shí)固定。樹脂220的粘度設(shè)定為500mPa.s,以保持基板200和透明板230之間的間隔。透明板230形成了用作光學(xué)裝置100光入射面的表面。當(dāng)預(yù)先制備透明板230時(shí)，能夠改善光學(xué)裝置100的光入射面的平面度?？梢詫⒎婪瓷鋵尤鏏R涂層施加在透明板230的一個(gè)表面上，以提高光敏器件110的靈敏度。接著，用液體密封劑161填充基板200和透明板230之間的間隙。圖2D示出了將密封劑161注入到基板200和透明板230之間的中途狀態(tài)。密封劑161在接觸基板200、光敏器件110以及透明板230的同時(shí)填充基板200和透明板230之間的間隙。
[0020]之后，如圖2E所示，使注入到基板200和透明板230之間的密封劑161固化，從而形成固態(tài)密封部件160。當(dāng)光敏器件110是用于照相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦傳感器時(shí)，可以使用在可見光范圍內(nèi)透光率為90%以上的材料作為密封部件160。從光學(xué)特性的觀點(diǎn)來(lái)看，使用具有高透明度且不含有填料的樹脂作為密封部件160。密封劑161例如是熱固性樹脂或光固化樹脂，如紫外光(UV)固化樹脂。熱固會(huì)導(dǎo)致透明板230和基板200熱膨脹，增大鍵合線140斷開的可能性。因此，可以使用光固化來(lái)使密封劑161固化。當(dāng)使用光固化時(shí)，即使密封劑在臨時(shí)固化之后被加熱到一定程度，也能夠在低溫下使密封劑固化。這樣能夠抑制構(gòu)成部件的熱膨脹。當(dāng)為了光固化選擇能透過(guò)紫外線等的材料作為透明板230時(shí)，能夠借助透明板230使密封劑161固化。在上述的示例中，在布置了透明板230之后注入密封劑161。然而，可以在施加密封劑161之后放置透明板230。然而，為了抑制氣泡和異物的混入以及為了增加基板200和透明板230之間的平行度和間隔形成精度，可以在放置透明板230之后注入密封劑161。
[0021]之后，如圖2F所示，對(duì)每個(gè)光敏器件使用切割刀片240切割基板200、密封部件160以及透明板230，從而制造多個(gè)分割的光學(xué)裝置100。切割后基板200的各個(gè)部分變成光學(xué)裝置100的基板120。切割后透明板230的各個(gè)部分變成光學(xué)裝置100的透明板150。
[0022]接著將參考圖3A和3B描述導(dǎo)致光學(xué)裝置100的透明板150翹曲的因素。在圖3A示出的光學(xué)裝置100中，光敏器件110和基板120因在光敏器件110和基板120之間作用的力而向上翹曲。也就是說(shuō)，出現(xiàn)翹曲，使得在布置了光敏器件110的中央附近的部分向上突出。結(jié)果，透明板150也向上翹曲。在光敏器件110和基板120之間作用的力例如是由于光敏器件110的線膨脹系數(shù)和基板120的線膨脹系數(shù)之間的差異而產(chǎn)生的。例如，假定均處于膨脹狀態(tài)的光敏器件110和基板120被結(jié)合然后冷卻。在這種情況下，由于光敏器件110的收縮率和基板120的收縮率不同，因此具有較大線膨脹系數(shù)的物質(zhì)收縮更大并翹曲，從而朝具有較小線膨脹系數(shù)的物質(zhì)突出。這就是所謂的雙金屬效應(yīng)。
[0023]在圖3B示出的光學(xué)裝置100中，由于密封劑161固化導(dǎo)致體積收縮而產(chǎn)生的力使透明板150向上翹曲，以及使光敏器件110和基板120向下翹曲。下面將描述根據(jù)各實(shí)施例的光學(xué)裝置100及其制造方法，該光學(xué)裝置用于抑制上述因素引起的透明板150的翹曲。根據(jù)下面的實(shí)施例，每毫米的翹曲幅度在沿光敏器件110主面的方向上為2 μ m以下。如果不滿足該條件，則例如在沿光敏器件110主面的方向上每1mm的翹曲幅度超過(guò)20 μ m。這會(huì)使光學(xué)裝置100的性能大幅退化。
[0024]在一些實(shí)施例中，使用具有小彈性模量的結(jié)合部件130。在下面的描述中，彈性模量用楊氏模量定義。楊氏模量表示的彈性模量單位為Pa，其含義是數(shù)字越小材料越容易變形。通過(guò)測(cè)量用與實(shí)際光學(xué)裝置100中使用的結(jié)合部件130相同材料制成的部件(試驗(yàn)件)的彎曲能夠獲得彈性模量(楊氏模量)。注意，剪切模量的單位也是Pa。然而，在下面的描述中描述為彈性模量的所有數(shù)值都是楊氏模量。由于結(jié)合部件130的彈性模量小，因此通過(guò)結(jié)合部件130的變形能夠吸收因光敏器件110的線膨脹系數(shù)和基板200的線膨脹系數(shù)之間的差異產(chǎn)生的力，能夠抑制透明板150的翹曲。在一些實(shí)施例中，使用彈性模量在IGPa以下的結(jié)合部件130。如上所述地，當(dāng)使用彈性模量超過(guò)IGPa的結(jié)合部件130時(shí)，在光敏器件110中每1_的翹曲幅度幾乎不會(huì)在2μπι以下。當(dāng)為了進(jìn)行比較而使用彈性模量為2GPa的結(jié)合部件代替根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)合部件130時(shí)，在光學(xué)裝置100的性能中觀察到明顯的退化。結(jié)合部件130的彈性模量可以是0.5GPa以下(例如500MPa以下)。例如，在固化后變成結(jié)合部件130的粘合劑131的一個(gè)示例是雙馬來(lái)酰亞胺樹脂，其中，以35wt%(含)至45wt% (含)的范圍分散了 PTFE(聚四氟乙烯)填料。在這種情況下，結(jié)合部件130的彈性模量為300MPa。即使在使用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、硅樹脂時(shí)，結(jié)合部件130的彈性模量也可以設(shè)定為IGPa以下。然而，填料的材質(zhì)或量可被調(diào)節(jié)成將這里描述的樹脂的彈性模量設(shè)定為IGPa以下。例如，通過(guò)調(diào)整填料的材質(zhì)或量，環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂的彈性模量可以設(shè)定為2-3GPa或IGPa以下。這也適用于其它樹脂材料。填料可以是樹脂。含有金屬填料如Ag (銀)的樹脂膏幾乎不具有IGPa以下的彈性模量，當(dāng)結(jié)合部件130的彈性模量過(guò)低時(shí)，在如圖2E所示固化密封劑161時(shí)光敏器件110極有可能發(fā)生位置偏移。為了防止這種情況，在一些實(shí)施例中，使用彈性模量為0.05GPa以上的結(jié)合部件130。結(jié)合部件130的彈性模量可以為0.1GPa以上(例如，10MPa以上)。
[0025]在一些實(shí)施例中，使用具有低固化溫度的粘合劑131。當(dāng)使用在低溫下固化的粘合劑131時(shí)，基板200和光敏器件110可在膨脹量小的狀態(tài)下被結(jié)合。因此，冷卻后基板200和光敏器件110之間產(chǎn)生的力也變小。粘合劑131的固化溫度可以等于或小于基板200的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。粘合劑131可以在等于或小于基板200玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行固化。用于基板200的典型材料的線膨脹系數(shù)隨溫度的升高而增大。與等于或小于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg的溫度范圍中的線膨脹系數(shù)Ul)比較，在大于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度范圍中的線膨脹系數(shù)(α2)相對(duì)于溫度具有更大程度(斜率)的線膨脹系數(shù)增加。為此，當(dāng)為了固化粘合劑131進(jìn)行加熱而使溫度超過(guò)基板200的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)，基板200的線膨脹系數(shù)例如顯著地增加到將溫度加熱成等于或小于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)的線膨脹系數(shù)的四到五倍。結(jié)果，顯著膨脹的基板200被結(jié)合到光敏器件110上。冷卻之后產(chǎn)生較大的作用力，基板200顯著地翹曲。這種現(xiàn)象在基板200的材料是樹脂時(shí)是明顯的。由于用于光學(xué)裝置100的樹脂基板的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)例如為150°C至180°C，因此使用固化溫度例如為80°C (含)至150°C (含)的粘合劑131。粘合劑131的固化溫度可以比通過(guò)固化粘合劑131得到的結(jié)合部件130的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低，但是也可以更高。這是因?yàn)榻Y(jié)合部件130的彈性模量為IGPa以下，并且即使在高于結(jié)合部件130的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)，也能夠減小結(jié)合部件130的熱膨脹的影響。粘合劑131的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)可以是室溫以下或0°C以下。含有上述雙馬來(lái)酰亞胺樹脂的粘合劑131具有約_30°C的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
[0026]在一些實(shí)施例中，在圖2A的步驟中制備薄的光敏器件110。作為光敏器件110的厚度，例如采用多個(gè)部分的厚度的平均值。該多個(gè)部分例如是對(duì)應(yīng)于三條豎直線和三條水平線之間的3 X 3 = 9個(gè)交點(diǎn)的部分，三條豎直線和三條水平線將豎直尺寸和水平尺寸等分為四部分。這也可應(yīng)用于下述其他構(gòu)件的厚度。
[0027]如圖1所不,密封部件160中覆蓋光敏器件110的部分被稱為第一部分160a,密封部件160的除第一部分160a外的部分被稱為第二部分160b。第二部分160b覆蓋基板120的上表面和端子121的內(nèi)部部分121a。當(dāng)光敏器件110的上表面為矩形時(shí)，第一部分160a形成矩形柱，第二部分160b形成矩形管。如圖1所示，令hi為第一部分160a的厚度，h2為第二部分160b的厚度。
[0028]第一部分160a的厚度hi和第二部分160b的厚度h2之差越小，因密封部件160的固化導(dǎo)致的第一部分160a的收縮量和第二部分16b的收縮量之差越小。結(jié)果，因相對(duì)于作為支點(diǎn)的光敏器件110產(chǎn)生的力導(dǎo)致的透明板150的翹曲變小。因此，使用薄的光敏器件110能夠減少厚度hi和h2之差以及抑制透明板150的翹曲。另一方面，如果光敏器件110太薄，則加工光敏器件110的難度增加，并且產(chǎn)量降低。因此，在圖2A的步驟中，制備厚度例如為0.2mm(含)至0.3mm(含)的光敏器件110。典型的光敏器件110是由具有不同線膨脹系數(shù)的多種材料制成的。然而，光敏器件110的線膨脹系數(shù)可以與占光敏器件110體積50%以上的材料的線膨脹系數(shù)近似。例如，在包括形成在0.2mm厚硅基板上的0.0lmm厚的二氧化硅膜和0.0lmm厚的樹脂膜的光敏器件110中，硅的線膨脹系數(shù)可以看作是光敏器件110的線膨脹系數(shù)。
[0029]在一些實(shí)施例中，為了抑制因密封部件160的第一部分160a和第二部分160b之間的收縮量之差導(dǎo)致的透明板150的翹曲，減小密封部件160的第二部分160b的寬度。這可以削弱因第二部分160b的收縮而被透明板150接收的力并抑制透明板150的翹曲。第二部分160b的寬度對(duì)應(yīng)于從光敏器件110的邊緣到基板120的邊緣的距離。第二部分160b的寬度設(shè)定為2.5mm以下。要做到這一點(diǎn)，各光敏器件110以5.0mm以下的間隔布置。如果第二部分160b的寬度過(guò)窄，則相鄰光敏器件110之間的間隔變窄，各光敏器件110之間的空間不能充分地填充密封劑161，并且在圖2D的步驟中會(huì)形成間隙。這會(huì)降低光學(xué)裝置100的強(qiáng)度。為了防止這種情況，各光敏器件110之間的間隔可設(shè)定為0.5mm以上。在各光敏器件110之間形成的寬度為0.5mm的間隔對(duì)形成鍵合線140是足夠?qū)挼?。?dāng)在各光敏器件110之間的中點(diǎn)切割光敏器件110時(shí)，第二部分160b的寬度為0.25mm以上。也就是說(shuō)，在一些實(shí)施例中，在圖2B的步驟中，各光敏器件110以0.50mm至5.0mm的間隔布置在基板200上。當(dāng)在圖2F的步驟中進(jìn)行切割時(shí)，第二部分160b的寬度為0.25mm(含)至
2.5mm(含)。例如，當(dāng)光敏器件110上表面的長(zhǎng)邊具有5至20mm的長(zhǎng)度且短邊具有2.5至1mm的長(zhǎng)度時(shí)，實(shí)行上述布置和切割，使得基板120的上表面的長(zhǎng)邊具有6mm至30mm的長(zhǎng)度且短邊具有3.5至30mm的長(zhǎng)度。更具體地，當(dāng)光敏器件110上表面的長(zhǎng)邊具有11.6mm的長(zhǎng)度且短邊具有6.4mm的長(zhǎng)度時(shí)，實(shí)行上述布置和切割，使得基板120上表面的長(zhǎng)邊具有13.6mm的長(zhǎng)度且短邊具有9.3mm的長(zhǎng)度。
[0030]在一些實(shí)施例中，在圖2A的步驟中制備具有低剛性(即剛度)的基板200。基板200的剛性越小，因基板200的翹曲導(dǎo)致的透明板150的翹曲越小。此外，當(dāng)基板200的剛性低時(shí)，因密封部件160的體積收縮產(chǎn)生的力被基板200的變形吸收，并且能夠抑制施加給透明板150的力。一般來(lái)說(shuō)，已知物體的剛性為(物體的彈性模量)X (物體的厚度)3。在一些實(shí)施例中，令Es(GPa)為基板200的彈性模量、Ts (mm)為基板200的厚度，在圖2A的步驟中制備滿足(Es) X (Ts)3^ 2.5的基板200。如果基板200過(guò)薄，則加工性會(huì)降低并且產(chǎn)量降低?？梢灾苽浜穸葹?.2mm以上的基板200。例如，制備由彈性模量20至40GPA的玻璃環(huán)氧樹脂或BT樹脂構(gòu)成且厚度為0.3至0.5mm的基板200。
[0031]在一些實(shí)施例中，在圖2A的步驟中制備具有小線膨脹系數(shù)的基板200。如參考圖3A所描述地，光敏器件110和基板200的翹曲是光敏器件110的線膨脹系數(shù)和基板200的線膨脹系數(shù)之差異導(dǎo)致的。光敏器件110的線膨脹系數(shù)例如為I至5ppm/°C。當(dāng)光敏器件110的材料是硅時(shí)，線膨脹系數(shù)為2.6ppm/°C。當(dāng)使基板200的線膨脹系數(shù)與光敏器件110的線膨脹系數(shù)接近時(shí)，能夠抑制透明板150的翹曲。基板200的線膨脹系數(shù)可以比光敏器件110的線膨脹系數(shù)大。作為基板200的材料，線膨脹系數(shù)為5至50ppm/°C的樹脂是可用的。在一些實(shí)施例中，使用線膨脹系數(shù)為20ppm/°C的樹脂作為基板200的材料。在一些實(shí)施例中，使用線膨脹系數(shù)15ppm/°C的樹脂作為基板200的材料。
[0032]在一些實(shí)施例中，在圖2D的步驟中制備具有高剛性(即剛度)的透明板230。在一些實(shí)施例中，使用具有高彈性模量的材料作為透明板230。這能夠抑制透明板230的翹曲。透明板230的彈性模量可以比基板200的彈性模量高。這樣能夠使基板200比具有光入射面的透明板230更容易變形，以吸收光學(xué)裝置100的內(nèi)應(yīng)力并抑制光入射面的翹曲。例如，令Et(GPa)為透明板230的彈性模量、Tt (mm)為透明板230的厚度，則使用滿足(Et) X (Tt)3彡9的材料，因此，透明板230可以具有比基板200高的剛性，并且可以滿足(Es) X (Ts) 3< (Et) X (Tt)3。材料的示例是硼硅酸鹽玻璃、紅外截止玻璃、石英以及鈮酸鋰。例如，厚度為0.5mm的硼硅酸鹽玻璃板具有70GPa的彈性模量。當(dāng)透明板230厚時(shí)，光學(xué)裝置100的尺寸大。因此，透明板230的厚度設(shè)定為1.5mm以下。此外，透明板230的線膨脹系數(shù)可以是I至10ppm/°C，例如3.8ppm/°C。當(dāng)使用的基板200線膨脹系數(shù)高于透明板230和光敏器件110的線膨脹系數(shù)時(shí)，使用彈性模量為IGPa以下的結(jié)合構(gòu)件130可以顯著減少基板200的翹曲。
[0033]在一些實(shí)施例中，密封部件160的彈性模量為0.0lGPa以下。采用這種軟密封部件160有效地松弛透明板230和基板200之間的應(yīng)力。在一些實(shí)施例中，密封部件160的固化收縮率為2% (含)至5% (含)。密封部件160的線膨脹系數(shù)可以是80至320ppm/°C，例如 168ppm/°C。
[0034]在一些實(shí)施例中，密封部件160是紫外光固化樹脂。這能夠抑制因加熱時(shí)基板200和透明板230之間膨脹系數(shù)差導(dǎo)致的翹曲。為了防止密封部件160因紫外光固化時(shí)急劇固化收縮引起的扭曲，可以首先執(zhí)行200mJ以下的弱紫外線照射，然后執(zhí)行強(qiáng)紫外線照射。
[0035]如上所述地，當(dāng)采用上述方法中的至少一種并且滿足上述至少一種條件時(shí)，能夠抑制光學(xué)裝置100的透明板150的翹曲。例如，當(dāng)光敏器件110是自動(dòng)對(duì)焦傳感器時(shí)，通過(guò)抑制透明板150的翹曲能夠抑制光敏器件110中光電二極管的位置偏移并提高距離測(cè)量精度。例如，當(dāng)光敏器件110是用于圖像捕獲的光敏器件(圖像傳感器)時(shí)，通過(guò)抑制透明板150的翹曲能夠獲得失真小的高質(zhì)量圖像。
[0036]盡管已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。隨附權(quán)利要求的范圍應(yīng)給予最寬泛的解釋，以涵蓋所有修改、等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種制造光學(xué)裝置的方法，包括: 在基板上方布置光敏器件，在光敏器件和基板之間設(shè)置有粘合劑； 通過(guò)使粘合劑固化來(lái)形成把基板和光敏器件結(jié)合起來(lái)的結(jié)合部件；和 在光敏器件上方布置透明板和密封部件，密封部件覆蓋光敏器件并位于透明板和基板之間， 其中，結(jié)合部件的彈性模量為IGPa以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，透明板的彈性模量比基板的彈性模量高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，透明板的線膨脹系數(shù)比基板和光敏器件的線膨脹系數(shù)高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在布置透明板和密封部件時(shí)，在把透明板布置在光敏器件上方之后，將密封劑注入到透明板和基板之間，并通過(guò)使密封劑固化來(lái)形成密封部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，令Ts(mm)為基板的厚度，Es (GPa)為基板的彈性模量，Tt (mm)為透明板的厚度，Et(GPa)為透明板的彈性模量，則滿足(Es) X (Ts) 3〈 (Et) X (Tt)3O
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，令Ts(mm)為基板的厚度，Es (GPa)為基板的彈性模量，則滿足(Es) X (Ts)3彡2.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，令Tt(mm)為透明板的厚度，Et (GPa)為透明板的彈性模量，則滿足(Et) X (Tt)3彡9。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，粘合劑具有熱固性，粘合劑的固化溫度不超過(guò)基板的玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，密封部件的固化收縮率為2%以上、5%以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基板的線膨脹系數(shù)為20ppm/°C以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，結(jié)合部件的彈性模量為0.05GPa以上、0.5GPa以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，滿足以下條件中的至少一個(gè): (a)光敏器件的厚度為0.2mm以上、0.3mm以下， (b)透明板的厚度為1.5mm以下，以及 (c)基板的厚度為0.2mm以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，光敏器件是自動(dòng)對(duì)焦傳感器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在布置光敏器件時(shí)，在基板上方布置多個(gè)光敏器件， 該方法還包括對(duì)于多個(gè)光敏器件的每一個(gè)光敏器件切割基板、透明板和密封部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在切割前，基板每一側(cè)邊的長(zhǎng)度為200mm以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在切割時(shí)，在距光敏器件邊緣的距離為0.25mm以上、2.5mm以下的位置切割基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，粘合劑包括雙馬來(lái)酰亞胺樹脂，在雙馬來(lái)酰亞胺樹脂中，在35wt% (含)至45wt% (含)的范圍內(nèi)分散聚四氟乙烯的填料。
18.一種光學(xué)裝置，包括: 基板； 光敏器件，其通過(guò)結(jié)合部件而固定在所述基板上； 透明板，其位于所述光敏器件上方；和 密封部件，其位于所述透明板和所述基板之間并覆蓋所述光敏器件， 其中，所述結(jié)合部件的彈性模量為IGPa以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)裝置，其中，透明板的彈性模量比基板的彈性模量高。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)裝置，其中，結(jié)合部件的彈性模量為0.05GPa以上、.0.5GPa 以下。
【文檔編號(hào)】H01L31/0203GK104425632SQ201410404024
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】三宅高史 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社