专利名称：图像拾取装置及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种图像拾取(pickup)装置和一种生产该图像拾取装置的方法，并且特别地涉及一种具有光接收元件的图像拾取装置和一种生产该图像拾取装置的方法，在该光接收元件的光接收表面上设有透明板。
背景技术：
日本公开专利申请号No.62-67863(例如，第4页和图2)(下文中称作″参考文献1″)，日本公开专利申请号No.5-13738(例如，第2、3页和图1)(下文中称为″参考文献2″)，以及日本公开专利申请号No.5-41506(例如，第3页和图3)(下文中称为“参考文献3”)公开了利用一种CCD或CMOS成像传感器作为图像拾取元件(或者光接收元件)的图像拾取装置，其中该图像拾取元件容纳于一封装中，并且一透明玻璃板被置于图像拾取元件上，以允许外部的光经过玻璃板进入到图像处理拾取元件中。
在参考文献1中，半导体基板(substrate)21安装于引线路(lead line)26上，并且半导体基板21的一电极经过接合引线(bonding wire)25而连接于与引线路26；玻璃板22被置于半导体基板21的上表面(光接收表面)上；以及半导体基板21、引线路26、半导体基板21的电极、接合引线25等通过使用一包含黑色素并且用作光吸收材料的树脂23来密封，以露出玻璃板22的表面。
在参考文献1中，环绕玻璃板22涂敷密封树脂23以密封该封装。然而，在密封工艺中，密封树脂23可能延伸到玻璃板22的表面，即光接收表面，并且可能阻碍光进入半导体基板21，由此导致光接收元件收到的光量减少。
在参考文献1中公开了另一实施例，其中另一玻璃板27被置于玻璃板22上，在该结构中，玻璃板27位于玻璃板22和树脂23二者上，并且与玻璃板22接合。然而在该结构中，类似于前实施例，树脂23还流向玻璃板22的表面，这就阻碍光进入到半导体基板21上，从而导致光接收元件收到的光量减少。
在参考文献2中，片上(on-chip)透镜3和透明玻璃板7设于实心(solid)图像拾取元件2上，且衬垫(spacer)9设于透明玻璃板7和片上透镜3之间，并且透明树脂8被涂敷以覆盖透明玻璃板7。
在该结构中，因为透明玻璃板7被透明树脂8覆盖，所以在透明树脂8上几乎不出现光吸收。然而，因为树脂8表面不平坦，但是其上具有精细凹陷和凸起，所以入射光被散射和反射，导致入射光的损失。
为了改善通过塑模而形成的透明树脂8表面的平坦度，通常可尝试改善用于塑模透明树脂8的模具的平滑度(换句话说，减少模具粗糙度)或者在塑模之后研磨透明树脂8的表面。然而装配费用由于这些处理而升高。
在参考文献3中，微透镜4和玻璃板7设置于实心图像拾取元件1上，且透明树脂5在玻璃板7和微透镜4之间，并且涂敷透明树脂6以覆盖玻璃板7。
在该结构中，因为透明玻璃板7被透明树脂6覆盖，所以即使在延伸透明树脂6时，仍然不会阻碍光线进入光接收元件。
为使透明树脂有高透光特性，需要玻璃纤维或碳颗粒或其他装填物不被添加于透明树脂中。然而，透明树脂的热膨胀系数由此增加，并且其结果是，当密封该封装时，或者当在安装该封装到电子设备上期间加热该封装时，透明树脂可能变形。由于透明树脂的变形，半导体器件也变形，例如器件弯曲，并且这会施加巨大压力于玻璃板7、微透镜4以及实心图像拾取元件1上，从而降低图像拾取装置的性能。
概括有待解决的问题，在参考文献1公开的技术中，环绕玻璃板22涂敷密封树脂23用于密封，但是在密封过程中，密封树脂23可能延伸到作为光接收部分的玻璃板22表面，并且可能阻碍光进入到半导体基板21中，导致光接收元件收到的光量减少。
即使当附加的玻璃板27置于玻璃板22上时，如参考文献1的另一实施例中所公开的，其中该玻璃板27位于玻璃板22和树脂23二者上，并且与玻璃板22接合，这些问题仍然存在，即树脂23流向玻璃板22的表面，阻碍光进入到半导体基板21上，并且导致光接收元件收到的光量减少。
在参考文献2所公开的技术中，因为透明玻璃板7被透明树脂8掩盖，所以光吸收在透明树脂8中几乎不发生，但是由于树脂8表面的精细不平，入射光被散射和反射，导致入射光的损失。
在参考文献3公开的技术中，为使透明树脂具有高透光特性，需要玻璃纤维或碳微粒或其他装填物不被添加于透明树脂中。为此，树脂的热膨胀系数增加，并且当密封该封装时，或者当在安装该封装到电子装置器件加热该封装时，透明树脂可能变形；该变形可能进一步导致半导体器件的变形(例如器件弯曲)，并且进一步施加巨大压力于玻璃板7、微透镜4和实心图像拾取元件1上，从而降低图像拾取装置的性能。
发明内容
本发明的一般目的是解决相关技术的一个或多个问题。
本发明的更具体目的是提供一种图像拾取装置，其利用透明树脂以保证光入射高性能，几乎没有透明树脂热膨胀所引起的变形，因而具有高图像拾取性能。
按照本发明的第一方案，提供一种图像拾取装置，包括具有光接收表面的图像拾取元件；设置于该图像拾取元件的光接收表面上的第一透明板；密封该图像拾取元件和该第一透明板的透明树脂；以及设置于该透明树脂上以面向该第一透明板的第二透明板。
作为实施例，该第二透明板的面积大于该第一透明板的面积。
作为实施例，该第一透明板被设置为，在该第一透明板和该图像拾取元件之间具有空气层。
作为实施例，透光粘合材料被设置于该第一透明板和该图像拾取元件之间。
作为实施例，该第一透明板与该图像拾取元件的光接收表面上所形成的透镜相接触。
作为实施例，该第二透明板与该第一透明板相接触。
按照本发明，因为该第二透明板起到增强构件的作用，所以该图像拾取装置不会变形。
按照本发明的第二方案，提供一种图像拾取装置，包括具有光接收表面的图像拾取元件；设置于该图像拾取元件的光接收表面上的透明板；以及密封该图像拾取元件和该透明板的透明树脂。该透明板与该图像拾取元件的光接收表面上所形成的透镜相接触。
作为实施例，该透明板通过利用粘合材料而被固定于该图像拾取元件上；以及一凹槽被形成于涂有该粘合材料的该透明板和该图像拾取元件上一区域中的至少一个中。
作为实施例，该透明板通过利用粘合材料而被固定于该图像拾取元件上；以及一防水(hydrophobic)构件被设置于涂有该粘合材料的该透明板和该图像拾取元件上一区域中的至少一个上；按照本发明的第三方案，提供一种生产图像拾取装置的方法。该方法包括步骤在基板上设置图像拾取元件；在该图像拾取元件上设置第一透明板；连接该图像拾取元件与该基板上所安置的电极；安置第二透明板于模具中，并且安置其上设置有该图像拾取元件和该第一透明板的该基板，使得该第一透明板面向该第二透明板；以及以透明树脂密封该图像拾取元件和该第一透明板的周围。
从参考附图而给出的优选实施例的如下具体描述中，本发明的这些和其他目的、特征及优点将更明显。
图1是根据本发明第一实施例的图像拾取装置的剖面图；图2是根据本发明第二实施例的图像拾取装置的剖面图；图3是根据本发明第三实施例的图像拾取装置的剖面图；图4是根据本发明第四实施例的图像拾取装置的剖面图；图5是根据本发明第五实施例的图像拾取装置的剖面图；图6是根据本发明第六实施例的图像拾取装置的剖面图；图7是图示生产根据本发明第七实施例的图像拾取装置的方法的剖面图；
图8是续图7的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法；图9是续图8的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法；图10是续图9的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法；图11是续图10的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法；图12是续图11的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法；图13是续图12的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法；图14是根据本发明第八实施例的图像拾取装置160的剖面图；图15是图14中箭头B1所示图像拾取装置160的一部分的放大剖面图。
图16是图14和15中图像拾取装置160的一透镜体13a的放大剖面图；图17是根据本发明第九实施例的图像拾取装置的剖面图；图18是图17中箭头B2所示图像拾取装置的一部分的放大剖面图；图19是根据本发明第十实施例的图像拾取装置的一部分的放大剖面图；图20是根据本发明第十一实施例的图像拾取装置的放大剖面图，图示图像拾取装置的一部分，透明板和微透镜在该部分彼此相对；图21是根据第十一实施例的图像拾取装置的一部分的平面图，图示衬垫布局的实例；以及图22是根据第十一实施例的图像拾取装置的一部分的平面图，图示衬垫布局的另一实例。
具体实施例方式
下面参考附图，解释本发明的具体实施例。
第一实施例图1是根据本发明第一实施例的图像拾取装置100的剖面图；如图1所示，图像拾取装置100包含图像拾取元件(光接收元件)11、基板12、微透镜13、第一透明板14、透明树脂15、第二透明板16和外部连接端子17。
图像拾取元件11的上表面是光接收表面18，并且图像拾取元件11经过芯片接合(die-bonding)材料19而安装和固定于基板12上。尽管在图1上未示出，许多光电二极管以矩阵方式被置于图像拾取元件11的光接收表面18上，并且微透镜13经由未示出的滤色层而置于光电二极管上。
例如，该滤色层由添加有特定色素的光阻材料(感光树脂)形成，并且对应于这些光电二极管而被分割。每个的这些分段被染为红色、绿色或蓝色，即三原色，并且染色的这些分段依序设置。
例如，通过光蚀刻和回流或者通过转移(transfer)，微透镜13由正光阻材料形成，在与光电二极管相对应的同时，在其上形成有许多近似半球状的透镜体13a的集合。各个单独的透镜体13a将入射光聚集到对应光二极管的光接收部分。
例如，基板12是由玻璃环氧树脂形成的多层电路板，并且电路和用于夹层连接的通孔(未示出)形成于表面上或基板12内。在其上设有图像拾取元件11的基板12的表面上，设置接合片(未示出)用于引线连接，并且在基板12的相对表面上设有焊盘(land)(未示出)。基板12还被称为″插入体(interposer)″。
经由金线20，图像拾取元件11的电极与基板12上表面上的接合片电连接。在基板12下表面的焊盘上，形成有外部连接端子17，例如焊球。换句话说，图像拾取元件11的电极经过引线20与外部连接端子17电连接，且电路和互连通孔形成于基板12中。
例如，由透明玻璃形成的第一透明板14设置于图像拾取元件11的光接收表面18上，其间设有衬垫21，并且涂敷透明树脂15以覆盖第一透明板14。
在本实施例中，第二透明板16还设置于透明树脂15上，以面向第一透明板14，并且第二透明板16的面积比第一透明板14的面积大。例如，第二透明板16也由透明玻璃形成。第二透明板16固定在透明树脂15上。
在根据本实施例的图像拾取装置100中，如上所述，在图像拾取元件11的光接收表面18上，由透明玻璃形成的第一透明板14、由透明玻璃形成的透明树脂15和第二透明板16被设置于微透镜13上。
这里，对于术语″透明″，它是指材料相对于图像拾取元件11所接收的光是透明的，也就是说，如果图像拾取元件11工作于可见光波长区域中，术语″透明″是指该材料相对于可见光是透明的。
在根据本实施例的图像拾取装置100中，第一透明板14经由衬垫21而设置于图像拾取元件11上，在第一透明板14和微透镜13之间存在衬垫22，并且空气存在于衬垫22中。
微透镜13的聚光能力由微透镜13折射率之间的差异和沿着光路径在微透镜13入射侧上的材料所决定。这里，微透镜13入射侧上的材料是衬垫22中的空气。
例如，微透镜13的折射率一般大约是1.55，并且空气的折射率是1。清楚地，当空气存在于微透镜13周围(也就是说，当空气存在于微透镜13和第一透明板14之间)时，微透镜13能够获得它的最高聚光能力。
第一透明板14的外表面密封于透明树脂15中，也就是说，透明树脂15a存在于第一透明板14上方。
通过将第一透明板14密封于透明树脂15中，第一透明板14被可靠地支撑，由此防止第一透明板14的位置移动。此外，因为具有均匀厚度的透明树脂15a存在于第一透明板14上，能够改善进入到图像拾取元件11的光的性能。
例如，其中密封有第一透明板14的透明树脂15通过塑模树脂形成，并且保护图像拾取装置11和引线20。
这里，由于需要透明树脂15具有高透光能力即高透明度，不添加任何玻璃纤维或碳微粒或其他填充物的树脂被用来作为透明树脂15。结果，如上所述，透明树脂15具有大的热膨胀系数，并且在被加热或冷却时会膨胀或收缩。
另外，当经由引线20连接图像拾取元件11的电极与基板12上表面的接合片时，为了防止接合毛细管接触第一透明板14，第一透明板14的面积被设定为比图像拾取元件11的面积小。因此，当透明树脂15或基板112在被加热或冷却时膨胀或者收缩时，仅通过第一透明板14则难以吸收膨胀或收缩。
图像拾取装置100中元件的典型线性膨胀系数如下所示。
透明树脂1550-150×10-6(1/℃)，透明板14(玻璃)50-150×10-6(1/℃)，基板12(玻璃环氧基树脂)在XY方向上，10-20×10-6(1/℃)在Z方向上，100-250×10-6(1/℃)
在根据本实施例的图像拾取装置100中，如上所述，第二透明板16设置于覆盖第一透明板14的透明树脂15上。因为第二透明板16能够被设置而与引线接合工艺无关，所以能够设置第二透明板16，其具有比第一透明板14的面积更大的面积，即具有与基板12的面积相同的面积。
另外，因为第二透明板16由玻璃形成，它具有比基板12或透明树脂15更小的热膨胀系数，所以第二透明板16的厚度能够被任意指定，并且因而能够容易地获得需要的强度。因此，当基板12或透明树脂15由于加热而要膨胀时，第二透明板16限制这种热膨胀。结果，能够防止基板12或透明树脂15的热膨胀所引起的图像拾取装置100的弯曲，并且能够改善图像拾取装置100的可靠性。
第二透明板16的强度能够通过改变它的厚度来调整。具体地说，根据图像拾取装置100中所用的基板12或透明树脂15的热膨胀系数，能够适当地确定第二透明板16的最佳厚度。由此能够改善图像拾取装置100的可靠性，并且同时能够防止图像拾取装置100尺寸增加。
在本实施例，图像拾取装置100最外面的光接收区域由第二透明板16构成。因为第二透明板16可具有平坦表面，所以入射光的散射和反射几乎不发生，由此得到光入射的高性能(即高的光接收效率)。
根据实际应用，在第一透明板14的表面上和在第二透明板16的表面上形成AR(抗反射)涂层或IR(红外线放射)抗蚀涂层。
在优选实施例中，密封树脂15a(即“透明塑模树脂”)存在于第一透明板14和第二透明板16之间。在这种情况下，当凹陷和凸起存在于密封树脂15a和第二透明板16的接触表面上时，如果密封树脂15a和第二透明板16的折射率不同，则这些凹陷和凸起可起到透镜的作用并且降低光学特性。因此，在优选实施例中，优选地选择第二透明板16和密封树脂15a的材料，以使密封树脂15a的折射率与第二透明板16的折射率大致相等。
已经描述第二透明板16由玻璃形成，但是第二透明板16不限于这种材料。第二透明板16也可由具有高透明度(即高透光能力)、小的热膨胀系数和充分高强度的其他材料形成。例如，第二透明板16可由满足这些条件的树脂形成。
第二实施例图2是根据本发明第二实施例的图像拾取装置110的剖面图。
在本实施例的如下描述和附图中，以及在后续实施例中，相同的标号用于与第一实施例和图1中元件相似的元件，并且重复的描述被省略。
如图2所述，图像拾取装置110基本与图像拾取装置100相同，不同的是在本实施例的图像拾取装置110中，透光粘合剂201设置于第一透明板14和图像拾取元件11之间，以代替第一实施例中的空气层22。
为了改善聚光性能，透光粘合剂201这样的材料形成，该材料具有比微透镜13折射率更小的折射率。
按照本实施例，因为在透明树脂15中没有空隙，图像拾取装置110是树脂和玻璃材料的实心堆叠，这增加了图像拾取装置110反抗从上侧所作用的外力的强度。
第三实施例图3是根据本发明第三实施例的图像拾取装置120的剖面图。
如图3所述，在图像拾取装置120中，第一透明板14直接地设置于微透镜13上。
第一透明板14通过粘合剂301而固定于图像拾取元件11上。因为单独的微透镜体13a周围存在空间，所以空气可被引入于这些空间中。
按照本实施例，与透明树脂设置于第一透明板14和微透镜13之间的结构相比较，能够获得良好光学特性。另外，因为微透镜13直接制成第一透明板14，所以图像拾取装置120具有增加的反抗从上侧所作用的外力的强度。
为了方便，在微透镜13上直接设置第一透明板14的效果将在本发明的第八实施例中进行如下描述。
第四实施例图4是根据本发明第四实施例的图像拾取装置130的剖面图。
如图4所述，在图像拾取装置130中，第一透明板14的上表面14a相对于透明树脂15是暴露的，并且第一透明板14的上表面14a和透明树脂15的上表面15a在相同平面中。由于该结构，在第二透明板16与第一透明板14的上表面14a和透明树脂15的上表面15a均接触的同时，设置第二透明板16。
按照本实施例，因为空气或者树脂未设于第二透明板和第一透明板14之间，所以未发生入射光的折射，因此能够获得充分高的光学特性。
第五实施例图5是根据本发明第五实施例的图像拾取装置140的剖面图。
如图5所述，在图像拾取装置140中，在第二透明板16和透明树脂15之间的一部分接触区域中，形成包括凹陷和凸起的不平坦区域501，以增大第二透明板16和透明树脂15之间的接触区域。不平坦区域501的位置和面积被适当地确定，从而图像拾取元件11的光接收区域不被占据。
一般地，在常用图像拾取装置中，第二透明板16和透明树脂15具有不同的热膨胀系数。为此，当被加热或冷却时，第二透明板16和透明树脂15之间的接触表面会受到热膨胀系数差异所引起的压力。因为该压力在切变(shearing)方向上作用于第二透明板16和透明树脂15之间的接触表面，所以如果第二透明板16和透明树脂15之间的接触表面是平坦表面，则第二透明板16可能从透明树脂15分离。
然而，在本实施例中，因为在第二透明板16和透明树脂15之间的一部分接触区域中形成有包括凹陷和凸起的不平坦区域501，所以第二透明板16和透明树脂15之间的粘合强度会增加；因此尽管压力在切变方向上作用于第二透明板16和透明树脂15之间的接触表面，第二透明板16仍无法从透明树脂15分离。因此，本实施例的图像拾取装置140具有高可靠性。
第六实施例图6是根据本发明第六实施例的图像拾取装置150的剖面图。
如图6所述，在图像拾取装置150中，容纳透镜601的透镜筒602被安装在第二透明板16上。通过利用透镜夹具603，透镜筒602被附着于图像拾取装置150主体(包括第二透明板16)。
例如，透镜夹具603由添加有遮光填充物的树脂形成，以便只有穿过透镜601的入射光才被允许进入到图像拾取元件11中；未穿过透镜601的光无法到达图像拾取元件11。因此，未穿过透镜601的光所引起的噪声得以消除，并且防止会降低图像拾取元件11的光学特性的幻像或闪光。
另外，通过利用其中装有透镜筒602的透镜夹具603以遮蔽外部的光，图像拾取装置150的成本并未增加。
第七实施例在本实施例中，参考图7至13，描述制造根据本发明的图像拾取装置的方法。此外，在如下描述中，以第二实施例的图像拾取装置110作为实例。
在本实施例中，为了在一步骤中制造多个图像拾取装置110，利用大尺寸的基板701，其等效为多个基板12，在每个基板上设置和固定一图像拾取装置110。
图7是图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法的剖面图。
如图7所示，许多图像拾取元件11(光接收元件)通过芯片接合材料19而安装和固定于由玻璃环氧基树脂形成的多层基板701上。在各个图像拾取元件11的光接收表面上，滤色镜和微透镜(未示出)被预先设置。
图8是续图7的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法。
如图8所示，透光粘合剂201被用来将第一透明板14设置和固定于各个图像拾取元件11的微透镜上(未示出)。这里，第一透明板14例如由玻璃形成，并且透光粘合剂201由这样的材料形成，该材料具有比微透镜的折射率更小的透射率。另外，第一透明板14具有适当面积，从而第一透明板14能够覆盖图像拾取元件11的光接收区域，但是当利用引线连接图像拾取元件11的电极时，第一透明板14不会接触接合工具。
应当注意，在第一透明板14被附着于图像拾取元件11之后，可进行在基板12上芯片接合图像拾取元件11的步骤。为了防止降低光学特性的异物粘合到图像拾取元件11上的微透镜，优选地尽快覆盖图像拾取元件11的光接收表面。
图9是续图8的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法。
如图9所示，在图像拾取元件11(其上具有第一透明板14)被安装在基板12上之后，图像拾取元件11的电极经由引线20而与基板12上的电极电连接。在引线接合步骤之后，基板701被置于一用于塑模该透明树脂15的模具中。在本实施例中，采用压缩塑模以塑造透明树脂15。
图10是续图9的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法。
如图10所示，基板701(其上安装有制造中的图像拾取元件11)被置于模具550中，其被用于压缩塑模中。
在模具550里，在底座552上设置下层模具551，并且框构件553被设置在下层模具551周围。为了能够上下移动，框构件553由弹簧554支撑。上层模具555被置于下层模具551上和框构件553的上方，并且由弹簧556支撑以可上下移动。例如，弹簧554和556被电性操纵，并且可由未示出的控制装置驱动以膨胀和收缩。
在使用模具550的塑模工艺中，例如由PTFE(聚四氟乙烯)形成的离形膜(release film)557被设置于下层模具551的上表面上，然后玻璃板16A被设置于离形膜557上，用于形成第二透明板16。
接下来，熔合的透明树脂15A被置入于下层模具551和框构件553之间所形成的空腔558中直至一指定深度。
未示出的加热器被附着于底座552上，由此在空腔558中将透明树脂15A保持在熔合状态下。
基板701被预先保持于上层模具555中，且承载图像拾取元件11的基板701的表面面向下方，即图像拾取元件11上的第一透明板14面向玻璃板16A。
图11是续图10的剖面图，图示生产根据本实施例的图像拾取装置的方法。
如图11所示，为使基板701承载的图像拾取元件11陷入透明树脂15A中，弹簧554和556受到驱动以向下移动上层模具555。然后，在加热透明树脂15A的同时，为使空腔558中不出现空位，保持上层模具555被按住。
在透明树脂15A变硬之后，构成透明树脂15的塑模树脂盖被形成。然后，弹簧554和556受到驱动以向下移动框构件553和向上移动上层模具555。随后，移动基板701以将玻璃板16A、透明树脂15A从离形膜557分离。在该步骤中获得这样的结构，其中基板701所承载的图像拾取元件11被透明树脂15A覆盖，并且玻璃板16A被设置于透明树脂15A上。
图12是续图11的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法。
如图12所示，外部连接端子17，例如焊球，被形成于基板701背表面上的电极片上。
图13是续图12的剖面图，图示生产根据本发明的图像拾取装置的方法。
如图13所示，使用钻石轮划片机(dicing saw)559，沿着切划线A将基板701、透明树脂15A和玻璃板16A的叠层结构切割成多个图像拾取装置110，如图2所述。
根据制造本发明的图像拾取装置的方法，构成第二透明板16的玻璃板16A被预先设置于模具550中，然后用于密封的透明树脂15A被导入，并且其上设置有图像拾取元件11和第一透明板14的基板701被置入模具550中，以利用透明树脂15A密封图像拾取元件11和第一透明板14。
在本实施例中，在安装玻璃板16A(其变成第二透明板16)的同时，进行图像拾取元件11和第一透明板14的密封；因此，制造效果很高。
在本实施例中，已经描述在使用大基板701同时地制造多个图像拾取装置110，但本实施例不限于该方法。图像拾取装置110还可逐个地制造。另外，本实施例中所述方法也适用于制造其他先前实施例中所公开的图像拾取装置。
第八实施例图14是根据本发明第八实施例的图像拾取装置160的剖面图。
如图14所示，在图像拾取装置160中，透明板14直接地设置于微透镜13上。透明板14的主表面相对于密封树脂15是暴露的。应当注意，第二透明板16在本实施例中未出现。
图15是图14中箭头B1所示图像拾取装置160的一部分的放大剖面图。
如上所述，微透镜13包含具有大量近似半球形的透镜体13a的矩阵，其面向透明板14，即面向入射光。
图16是图14和15中图像拾取装置160的一透镜体13a的放大剖面图。
如图16所示，微透镜13设置于图像拾取元件11上，其间设有滤色层801。每个透镜体13a与图像拾取元件11的光接收表面上的相应光电二极管相一致。换句话说，透镜体13a的数目等于或大于光二极管802的数目。
在上面的结构中，透明板14与半球透镜体13a的顶部相接触，即处于点接触状态，并且这样被支撑。换句话说，整个透明板14在许多点被微透镜13(或者每个半球形透镜体13a)支撑。围绕透明板14涂敷粘合剂803，以固定于图像拾取元件11。为此，直到设置密封树脂15之后透明板14才在后续步骤中移动。
如上所述，在本实施例的图像拾取装置160中，透明板14被直接地设置于微透镜13的透镜体13a的顶端(所谓的点接触)。因为透镜体13a具有弯曲的表面，所以除了接触点之外，在透明板14和透镜体13a之间有空隙22，并且空气可被引入到空隙22中。
由于空隙22中的空气，透镜体13a和周围空间之间的折射率差异很大，并且穿过透明板14的光能够被可靠地聚焦在光电二极管上，防止图像拾取装置160的输出损失。
因为透明板14在许多点被大量透镜体13a支撑，所以施加在这些透镜体13a上的负载几乎是相同的，因而特定透镜体13a的光学特性的不规则不会发生，并且图像拾取装置160的性能没有出现降低。
第九实施例图17是根据本发明第九实施例的图像拾取装置170的剖面图。
图18是图17中箭头B2所示图像拾取装置170的一部分的放大剖面图。
如图17和18所示，图像拾取装置170的结构基本与图14中的图像电视摄像装置160的结构相同，不同的是在图像拾取装置170中，凹槽807在涂敷有粘合剂803之处形成于图像拾取元件11上(图17中箭头B2所示的图像拾取装置170的部分)，并且凹槽808在面向凹槽807的位置处(即涂敷有粘合剂803之处)形成于透明板14上。
如图18所示，透明板14直接设置于微透镜13上，并且在透明板14和图像拾取元件11之间有小的空隙806。
一般地，图像拾取元件11上透明板14周围的粘合剂803在被涂敷时是液态的。因为毛细管现象，粘合剂803可能流过空隙806并且到达微透镜13。如果该粘合剂803侵入微透镜13的光接收区域，则图像拾取元件11的光学特性可能下降。
在本实施例中，因为围绕微透镜13和图像拾取元件11的光接收区域，彼此相对的凹槽807和808被形成于图像拾取元件11和透明板14上，这些凹槽807和808可防止毛细管现象所引起的液态粘合剂803的流动，并且因而防止粘合剂803所引起的微透镜13光接收区域的污染。
除了防止毛细管现象所引起的液态粘合剂803的流动以外，凹槽807和808也用作粘合剂容器以收集液态粘合剂803。
因此，根据本实施例，可防止图像拾取装置170光学特性的降低。
如上所述，凹槽形成于图像拾取元件11和透明板14二者上，但是这些凹槽也可形成于图像拾取元件11或透明板14上。
第十实施例图19是根据本发明第十实施例的图像拾取装置的一部分的放大剖面图，具体来说，涂敷有粘合剂803的一部分，如图17中的箭头B2所示。
如图19所示，在根据本实施例的图像拾取装置中，代替凹槽807和808，防水材料层809设置于涂敷有粘合剂803的图像拾取元件11和透明板14上的相对位置处。
例如，防水材料可以是HMDS(六甲基二硅胺烷)(HexaMethylDiSilazane)，并且该材料可选择性地涂敷于图像拾取元件11和透明板14上涂敷有粘合剂的位置处，由此形成防水材料层809。
由于防水材料层809的防水性，可防止粘合剂803进入到透明板14和图像拾取元件11之间的空隙806中，因此防止粘合剂803对微透镜13光接收区域的污染，并且确保图像拾取装置的可靠性。
第十一实施例图20是根据本发明第十一实施例的图像拾取装置的放大剖面图，图示图像拾取装置的一部分，透明板14和微透镜13在该部分彼此相对。
如图20所示，在根据本实施例的图像拾取装置中，衬垫810被安置于透明板14和微透镜13之间，并且透明板14在微透镜13上被衬垫810支撑。
例如，衬垫810由光阻材料形成，每个衬垫具有比微透镜13的透镜体13a的高度更高一点。
图21是根据本实施例的图像拾取装置的一部分的平面图，图示衬垫810布局的实例。
如图21所示，衬垫810是柱形的，并且安排在相邻透镜体13a之间。
因为衬垫810，透明板14能够被可靠地支撑在图像拾起元件11上。另外，因为在衬垫810和微透镜13之间存在空隙，空气可进入这些空隙。因此，在透镜体13a和周围空间之间的折射率差异很大，并且入射光能够可靠地聚集到光电二极管上，防止图像拾取装置的输出损失。
图22是根据本实施例的图像拾取装置的一部分的平面图，图示衬垫811布局的另一实例。
如图22所示，衬垫811在相邻透镜体13a之间形成为墙壁状。由于衬垫811，透明板14能够被可靠地支撑在图像拾取元件11上，并且入射光能够可靠地聚集到光电二极管上。此外，因为墙壁状的衬垫811，所以光接收表面对应于各个光电二极管被分割，这可防止相邻光电二极管之间的干扰。
尽管参照为了阐述目的而选定的具体实施例，如上描述了本发明，但显然的是，本发明不限于这些实施例，不背离本发明的基本概念和范围，本领域的技术人员可做出多种改型。
根据本发明，可提供一种图像拾取装置，其具有高性能的光透性，并且具有微小变形，因而具有高图像拾取性能。
权利要求
1.一种图像拾取装置，包含具有光接收表面的图像拾取元件；设置于该图像拾取元件的光接收表面上的第一透明板；密封该图像拾取元件和该第一透明板的透明树脂；以及设置于该透明树脂上以面向该第一透明板的第二透明板。
2.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中该第二透明板的面积大于该第一透明板的面积。
3.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中该第一透明板被设置为，在该第一透明板和该图像拾取元件之间具有空气层。
4.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中透光粘合材料被设置于该第一透明板和该图像拾取元件之间。
5.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中该第一透明板与该图像拾取元件的光接收表面上所形成的透镜相接触。
6.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中该第二透明板与该第一透明板相接触。
7.一种图像拾取装置，包括具有光接收表面的图像拾取元件；设置于该图像拾取元件的光接收表面上的透明板；以及密封该图像拾取元件和该透明板的透明树脂；其中该透明板与该图像拾取元件的光接收表面上所形成的透镜相接触。
8.如权利要求7所述的图像拾取装置，其中该透明板通过利用粘合材料而被固定于该图像拾取元件上；以及一凹槽被形成于涂有该粘合材料的该透明板和该图像拾取元件上一区域中的至少一个中。
9.如权利要求7所述的图像拾取装置，其中该透明板通过利用粘合材料而被固定于该图像拾取元件上；以及一防水构件被设置于涂有该粘合材料的该透明板和该图像拾取元件上一区域中的至少一个上。
10.一种生产图像拾取装置的方法，包含步骤在基板上设置图像拾取元件；在该图像拾取元件上设置第一透明板；将该图像拾取元件与该基板上所安置的电极相连接；安置第二透明板于模具中，并且安置其上设置有该图像拾取元件和该第一透明板的该基板，使得该第一透明板面向该第二透明板；以及以透明树脂密封该图像拾取元件和该第一透明板的周围。
全文摘要
公开一种具有微小变形的图像拾取装置，该变形是由用于密封图像拾取元件的透明树脂的热膨胀所引起的。该图像拾取装置包括具有光接收表面的图像拾取元件；微透镜，用于将入射光聚集到该图像拾取元件；第一透明板，设置于图像拾取元件的光接收表面上，其间具有微透镜；密封图像拾取元件和第一透明板的透明树脂；以及第二透明板，设置于透明树脂上以面向第一透明板。
文档编号H04N5/335GK1713214SQ20041008802
公开日2005年12月28日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年6月15日
发明者渡边直行, 誉田敏幸, 芥川泰人, 森屋晋, 小林泉 申请人:富士通株式会社