制造固态图像传感器件的方法.pdf

本发明的目的是提高固态图像传感器件的可靠性和产品成品率。在布线基板的表面上方，安装传感器芯片和其中容纳有传感器芯片的透镜筒。用于保持透镜的透镜支架连接到透镜筒。在布线基板的背面上方，安装逻辑芯片、存储器芯片以及无源部件，并用密封树脂密封它们。透镜筒和透镜支架每个被形成螺纹。它们被热焊接，同时该螺纹被互相装配。通过锡－银型无铅焊料将无源部件键合到布线基板。在布线基板经历等离子体清洗处理之后，在布线基板上方安装传感器芯片，以及通过键合引线电连接传感器芯片的电极焊盘和布线基板的电极。

1.  一种固态图像传感器件，包括：
布线基板；
在所述布线基板的主表面上方安装的图像传感元件；
键合到所述布线基板的所述主表面以便覆盖所述图像传感元件的框架；以及
粘附到所述框架且在其中设有透镜的透镜支架；
其中所述透镜支架和所述框架被热焊接。

2.  根据权利要求1所述的固态图像传感器件，
其中通过其螺纹部分装配所述透镜支架和所述框架，并且热焊接所述透镜支架和所述框架的部分。

3.  一种固态图像传感器件，包括：
布线基板；
在所述布线基板的第一主表面上方安装的包括无源部件的电子部件；
在所述布线基板的所述第一主表面上方形成以便覆盖所述电子部件的密封部分；以及
在所述布线基板的第二主表面上方安装的图像传感元件，所述第二主表面在所述第一主表面的相对侧，
其中通过无铅焊料在所述布线基板的所述第一主表面上方安装所述无源部件。

4.  根据权利要求3所述的固态图像传感器件，
其中通过Sn-Ag焊料在所述布线基板的所述第一主表面上方安装所述无源部件。

5.  一种固态图像传感器件，包括：
布线基板；
在所述布线基板的主表面上方安装的图像传感元件；
键合到所述布线基板的所述主表面以便覆盖所述图像传感元件的框架；以及
粘附到所述框架且具有内设透镜的透镜支架，
其中所述框架的外壁和所述透镜支架的内壁的每个被形成螺纹并且所述螺纹被互相装配。

6.  根据权利要求5所述的固态图像传感器件，
其中所述框架具有第一柱形部分，所述第一柱形部分具有螺纹外壁；以及所述透镜支架具有第二柱形部分，所述第二柱形部分具有螺纹内壁，并且所述透镜支架装配在所述框架的所述第一柱形部分中，以及第三柱形部分位于所述第一和所述第二柱形部分的内部。

7.  一种固态图像传感器件，包括：
布线基板；
在所述布线基板的第一主表面上方安装的电子部件；
在所述布线基板的所述第一主表面上方形成以便覆盖所述电子部件的密封部分；
在所述布线基板的第二主表面上方安装的图像传感元件，所述第二主表面在所述第一主表面的相对侧；
键合到所述布线基板的所述第二主表面以便覆盖所述图像传感元件的框架；
键合到所述框架外部的所述布线基板的柔性基板；以及
布置以以其覆盖所述布线基板、所述密封部分和所述框架的导体盖件。

8.  根据权利要求7所述的固态图像传感器件，
其中所述导体盖件在所述柔性基板上方延伸，且电连接到所述柔性基板的接地布线图形。

9.  根据权利要求7所述的固态图像传感器件，
其中所述导体盖件由金属材料制成。

10.  根据权利要求7所述的固态图像传感器件，
其中在将所述固态图像传感器件安装到所述基板上时，所述导体盖件连接到地电位。

11.  一种固态图像传感器件的制造方法，包括以下步骤：
(a)使布线基板的主表面经历等离子体清洗处理；
在所述步骤(a)之后，(b)在所述布线基板的所述主表面上方安装图像传感器件；以及
(c)通过键合引线电键合所述图像传感元件的电极和所述布线基板的所述主表面上方的电极。

12.  根据权利要求11所述的固态图像传感器件的制造方法，
其中在所述步骤(a)中，使用氢气和氩气执行等离子体清洗处理。

13.  根据权利要求11所述的固态图像传感器件的制造方法，还包括以下步骤：
在所述步骤(b)之后但是在所述步骤(c)之前，(b1)进行湿法清洗处理。

14.  根据权利要求13所述的固态图像传感器件的制造方法，
其中在所述步骤(b1)中，使用氢氟醚执行所述湿法清洗处理。

15.  根据权利要求11所述的固态图像传感器件的制造方法，
其中在所述步骤(b)中，通过低温固化型热固性粘结剂材料在所述布线基板的所述主表面上方安装所述图像传感器件。

16.  根据权利要求15所述的固态图像传感器件的制造方法，还包括以下步骤：
在所述步骤(b)之后但是在所述步骤(c)之前，(b2)通过加热固化所述低温固化型热固性粘结剂材料，
其中所述步骤(b2)中的所述加热是80℃或更低。

17.  一种固态图像传感器件的制造方法，包括以下步骤：
(a)在布线基板的主表面上方安装图像传感元件；
(b)通过粘结剂材料在所述布线基板的所述主表面上方安装框架，以便覆盖所述图像传感元件；以及
(c)通过加热固化所述粘结剂材料，
其中所述框架具有用于从所述框架的内部到外部排放通过所述步骤(c)中的所述加热而膨胀的气体的孔。

18.  根据权利要求17所述的固态图像传感器件的制造方法，
其中所述框架具有柱形部分，以及在所述框架的所述柱形部分的外部形成所述孔。

19.  根据权利要求18所述的固态图像传感器件的制造方法，还包括以下步骤：
在所述步骤(c)之后，(d)用粘结剂材料阻塞所述框架的所述孔。

20.  根据权利要求17所述的固态图像传感器件的制造方法，
其中所述框架具有柱形部分，并且在所述框架的所述柱形部分的内部形成所述孔。

21.  根据权利要求20所述的固态图像传感器件的制造方法，还包括以下步骤：
在所述步骤(c)之后，(e)将其中设有透镜的透镜支架附加到所述框架的所述柱形部分。

22.  根据权利要求21所述的固态图像传感器件的制造方法，
其中在所述步骤(e)中，所述透镜支架附加到所述框架的所述柱形部分，而不填充所述孔，而是保持所述孔敞开。

23.  一种固态图像传感器件的制造方法，包括以下步骤：
(a)制备具有多个产品区的布线基板；
(b)在所述布线基板的主表面上方的每个产品区中安装图像传感元件；
(c)将框架键合到所述布线基板的所述主表面上方的所述产品区，以便覆盖所述图像传感元件；
(d)将保护膜共同地粘附到所述产品区的所述框架；以及
(e)将所述布线基板切割并分为具有粘附到每个产品区的所述框架的所述保护膜的所述产品区。

24.  一种固态图像传感器件的制造方法，包括以下步骤：
(a)制备布线基板；
(b)在所述布线基板的主表面上方安装图像传感元件；
(c)将框架键合到所述布线基板的所述主表面，以覆盖所述图像传感元件；
(d)将其中设有透镜的透镜支架附加到所述框架；以及
(e)热焊接所述透镜支架和所述框架。

制造固态图像传感器件的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2003年9月22日递交的日本专利申请No.2003-329700的优先权，由此将其内容通过参考引入本申请。
技术领域
本发明涉及一种固态图像传感器件及其制造方法，特别是涉及当应用于用于如蜂窝电话的移动通信装置的固态图像传感器件时有效的技术及其制造技术。
背景技术
固态图像传感器件是光电转换器，它根据像素的布置将来自图像的光信号转换为电信号。在固态图像传感器件的基板的主表面上方，安装了图像传感元件，其接受表面向上。在图像传感元件表面之上，以此顺序布置由框架支撑的滤光片和透镜。
在日本未审查的专利公开No.2003-169235中，描述了一种与图像传感器件相关的技术，该图像传感器件提供有一个柱形外壳；一个聚光透镜，该聚光透镜安装在外壳的一端上的开口上，以聚集从开口接收的光；以及一个其上装有传感元件的电路基板，传感元件安装在外壳的另一端的开口上并接收从聚光透镜捕捉的光。该电路基板装配在外壳的另一端的开口中，且该电路基板粘附到外壳的边界面。
在日本未审查的专利公开No.2003-172859中，描述一种与照相机模块相关的技术，该照相机模块配备了固态图像传感器件，具有用于将光引导到固态图像传感器件的透镜的透镜单元，用于支持固态图像传感器件的透镜支架以及还具有附着的透镜连接部分，以便可以调节透镜的位置，以使透镜和固态图像传感器件之间具有预定的焦距，以及用于屏蔽透镜支架的透镜连接部分的屏蔽帽和允许光进入透镜单元的透镜单元。
在日本未审查的专利公开No.2002-62462中，描述了一种透镜集成型固态图像传感器件的制造技术，该技术包括以下步骤：用透明基板或滤光片的一个表面(接受表面)作为参考平面，在另一表面上面向下安装一个固态图像传感器件；以及用接受表面作为参考平面，形成具有凹部的透镜支架，以在其中支撑透镜。
在日本未审查的专利公开No.2001-292365中，描述了一种与图像传感器件相关的技术，该器件由如下方式获得：在基板上方布置具有光接收部分的图像传感器件；用树脂形成用于密封连接装置的密封部分和用于开口光接收部分的侧壁部分，该连接装置用于将图像传感元件电连接到基板；以及固定用于支撑成像透镜的透镜筒，该成像透镜通过固定装置向由树脂制成的侧壁部分提供具有图像的光接收部分。
发明内容
通过本发明人的研究导致以下发现。
各种光学部件如图像传感元件、滤光片和透镜用于固态图像传感器件。如果一些外来物质粘附到它们，通过固态图像传感器件拍摄和显示的图像具有较差的质量。因此固态图像传感器件对各种麻烦如在它的制造步骤期间外来物质的侵入是敏感的，且由此降低固态图像传感器件可靠性和产品成品率。
本发明的一个目的是提供一个允许提高产品成品率的固态图像传感器件及其制造方法。
由这里的说明书和附图将使本发明的上述及其他目的和新颖性特点是显而易见的。
下面将简要地描述由本申请公开的本发明的典型例子。
在根据本发明的固态图像传感器件中，热焊接粘附到布线基板以覆盖图像传感元件的框架和其中设置了透镜的透镜支架。
在本发明的固态图像传感器件中，通过无铅焊料在布线基板上安装无源部件。
在本发明的固态图像传感器件中，将附着于布线基板以覆盖图像传感器件的外壁形成螺纹，以及具有螺纹内壁的透镜支架附着于框架的螺纹外壁。
在本发明的固态图像传感器件中，外表面覆有导电盖件。
根据本发明的固态图像传感器件的制造方法包括以下步骤：使布线基板经受等离子清洗处理，在布线基板上方安装图像传感元件，以及经由键合引线将图像传感元件的电极键合到布线基板的电极。
根据本发明地固态图像传感器件的另一个制造方法包括以下步骤：在安装框架，以通过键合材料覆盖布线基板上方的图像传感元件，并加热，以固化键合材料时，预先制成用于从框架的内部到外部排放通过加热膨胀了的气体。
根据本发明的固态图像传感器件的另一制造方法还包括以下步骤：将框架键合到布线基板的主表面上方的各个产品区以覆盖图像传感元件，穿过产品区的所有框架粘附保护膜薄片，以及通过切割将布线基板分为每个产品区，同时保护膜粘附到每个产品区的框架。
根据本发明的固态图像传感器件的再一制造方法包括以下步骤：将框架键合到布线基板，以覆盖图像传感元件，在框架上安装在其中设置了透镜的透镜支架，以及热焊接透镜支架和框架。
接下来将简要描述通过在此公开的发明中的典型发明可得到的优点。
通过热焊接键合到布线基板以覆盖图像传感元件的框架和其中设有透镜的透镜支架可以提高固态图像传感器件的产品成品率。
通过由无铅焊料将无源元件安装在布线基板上可以提高固态图像传感器件的产品成品率。
通过将键合到布线基板以覆盖图像传感元件的框架的外壁形成螺纹并在框架中安装具有螺纹内壁的透镜支架可以提高固态图像传感器件的产品成品率。
通过用导电盖件覆盖固态图像传感器件的外表面可以提高固态图像传感器件的性能。
通过以下方法可以提高固态图像传感器件的产品成品率：使布线基板经受等离子清洗处理，将图像传感元件安装在布线基板上方并通过键合引线将图像传感元件的电极电键合到布线基板的电极。
通过以下方法可以提高固态图像传感器件的产品成品率：在通过键合材料将框架安装在布线基板上方以覆盖图像传感元件，并加热以固化键合材料时，预先在框架中制成用于从框架的内部到外部排放通过加热膨胀了的气体的孔。
通过如下方式可以缩短制造固态图像传感器件所需的时间，将框架键合到布线基板的主表面上方的各个产品区以覆盖图像传感元件，穿过产品区的所有框架粘附保护膜薄片，以及通过切割将布线基板分为每个产品区，同时保护膜粘附到每个产品区的框架。
通过以下方法可以提高固态图像传感器件的产品成品率：将框架键合到布线基板上，以覆盖图像传感元件，在框架上方安装其中设有透镜的透镜支架以及热焊接透镜支架和框架。
附图说明
图1图示了根据发明的一个实施例的照相机模块结构的剖面图；
图2是根据发明的一个实施例用于照相机模块的制造步骤的布线基板表面的整体平面图；
图3是图2的布线基板背面的整体平面图；
图4是沿图2和图3的A-A线的布线基板的剖面图；
图5是在其制造步骤期间根据发明的一个实施例的照相机模块的整体平面图；
图6是图5的不完全侧视图；
图7是图5之后的制造步骤中的照相机模块的整体平面图；
图8是图7的不完全侧视图；
图9图示了在布线基板上方形成的密封树脂的整体平面图；
图10是图9的不完全侧视图；
图11是图9的不完全侧视图；
图12是图11之后的制造步骤中的照相机模块的不完全侧视图；
图13是图12之后的制造步骤中的照相机模块的不完全侧视图；
图14是图13之后的制造步骤中的照相机模块的不完全侧视图；
图15是制造步骤期间图14的整体平面图；
图16描绘了图12至图15的步骤的流程图；
图17是透镜筒的顶视图；
图18是透镜筒的底视图；
图19是透镜筒的侧视图；
图20是透镜筒的剖面图；
图21是透镜筒的不完全侧视图；
图22是透镜筒的不完全侧视图；
图23图示了在布线基板上方装载的透镜筒的平面图；
图24是图23的不完全侧视图；
图25是图23的不完全放大的平面图；
图26是图25的部分断面剖面图；
图27图示了将键合材料涂敷到透镜筒的涂敷步骤的示意图；
图28图示了横向观察图27时将粘结剂涂敷到透镜筒的涂敷步骤的示意图；
图29图示了在透镜筒的夹具上方布置的金属掩膜的不完全平面图。
图30是图29的不完全侧视图；
图31图示了将涂敷了键合材料的透镜筒键合到布线基板的键合步骤的示意图；
图32图示了将涂敷了键合材料的透镜筒键合到布线基板的键合步骤的示意图；
图33图示了用键合材料填充的孔的示意图；
图34图示了在透镜筒的柱体中布置的凹口部分的剖面图；
图35是图34的透镜筒的不完全平面图；
图36是其柱体中具有孔的透镜筒的剖面图；
图37是图36的透镜筒的不完全平面图；
图38是粘附了保护膜的透镜筒的整体平面图；
图39是图38的不完全侧视图；
图40图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图41图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图42图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图43图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图44图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图45图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图46图示了保护膜粘附步骤的示意图；
图47是在完全切片步骤之后，在表面侧上的布线基板的平面图；
图48是图47的不完全侧视图；
图49是图48之后的制造步骤期间的照相机模块的侧视图；
图50是图49之后的制造步骤期间的照相机模块的侧视图；
图51图示了将透镜支架安装到透镜筒的安装处理的示意图；
图52图示了将透镜支架安装到透镜筒的安装处理的示意图；
图53图示了根据本发明的另一个实施例的照相机结构的示意图；
图54图示了怎样用金属盖件覆盖照相机模块的方法的示意图；
图55是根据发明的又一实施例的照相机模块的侧视图；
图56是图55的照相机模块的顶视图；
图57是金属盖件的顶视图；
图58是金属盖件的侧视图；
图59是金属盖件的侧视图；
图60是金属盖件的侧视图；
图61是金属盖件的底视图；
图62是金属盖件的侧视图；
图63是金属盖件的侧视图；
图64是金属盖件的侧视图；
图65图示了将照相机模块安装到基板的一个安装例子的示意图；
图66图示了将照相机模块安装到基板的一个安装例子的示意图；
图67图示了将照相机模块安装到基板的一个安装例子的示意图；以及
图68图示了安装在基板上的照相机模块的顶视图。
具体实施方式
下面将基于附图具体描述发明的实施例。在用于描述下述实施例的所有附图中，具有同样功能的元件由同样的参考标记表示，且省略了重复的说明。在下面的实施例中，原则上不重复相同或相似部分的描述，除非另外的特殊需要。
在用于实施例的附图中，即使容易观察的平面图有时也给出阴影。
(实施例1)
下面参考附图描述本实施例的固态图像传感器件及其制造步骤。根据本实施例的固态图像传感器件是，例如，用于蜂窝电话、TV电话、PC照相机、PDA(个人数字助理；移动信息终端)、光鼠标、门电话、保安照相机、指纹识别仪或玩具的图像输入部分的照相机模块。
在本实施例中，本发明应用于支持CIF(通用立即格式)的110,000-像素CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器照相机模块。
图1图示了根据发明的一个实施例的固态图像传感器件结构的剖面图，亦即，照相机模块(固态图像传感器件)1。
如图1所示，本实施例的照相机模块1具有布线基板(电路基板、封装基板、多层布线基板)2、传感器芯片(图像传感元件、固态图像传感元件、半导体图像传感元件)3，其是用于光传感器的半导体芯片且安装在布线基板2的表面(表面上方将安装光学部件)2a上方、透镜筒(框架)4，透镜筒4键合(粘接)到布线基板2，以使传感器芯片3容纳在透镜筒4的内部、连接(附着)到透镜筒4的透镜支架(透镜支持部分、透镜Assy)5、支持或容纳于透镜支架5中的透镜(光学透镜)6、逻辑芯片7，逻辑芯片7是用于逻辑的半导体芯片且安装在布线基板2的背面(将安装系统部件的表面)2上方、存储芯片8，存储芯片8是用于存储的半导体芯片、无源部件(无源元件)9、以及密封树脂(密封部分、密封树脂部分)10，密封树脂10形成在布线基板2的背面2b上方，以便覆盖逻辑芯片7、存储芯片8和无源部件9。
布线基板2具有通过层叠例如由树脂材料层(例如，玻璃环氧树脂材料层)制成的绝缘层和布线层(导电层)获得的多层布线结构。安装在布线基板2的表面2a上方的传感器芯片3的电极焊盘(键合焊盘)3a通过键合引线11电连接到在布线基板2的表面2a上方形成的电极12。安装在布线基板2的反面2b上方的逻辑芯片7的电极焊盘(键合焊盘)7a和存储芯片8的电极焊盘(键合焊盘)8a通过键合引线13电连接到在布线基板2的背面2b上方形成的电极14，布线基板2的反面2b是表面2a的背面上的主表面。键合引线11和13各由，例如，金(Au)线制成。无源部件9通过由焊料制成的导电键合材料15安装在布线基板2的背面2b上方且电连接到在布线基板2的背面2b上方形成的电极14。
如果需要通过键合引线11和13、表面2a上方的导电层(导电图形)、布线基板的背面2b或里面、或在布线基板2中形成的通孔内部的未图示导体将传感器芯片3、逻辑芯片7、存储芯片8和无源部件9电连接。
在主表面(接受表面，其上方将形成光敏元件的表面)向上的布线基板2的表面2a上方安装传感器芯片3。通过CMOS工艺形成在传感器芯片3上方形成的CMOS图像传感器电路，CMOS工艺是半导体器件的制造步骤中的标准工艺，且该CMOS图像传感器电路具有传感器阵列(光敏元件区)和用于处理在传感器阵列中得到的电信号的模拟电路。使通过布置在传感器芯片3之上的透镜6聚集的光进入传感器芯片3的表面上的传感器阵列。该传感器阵列具有多个光敏元件，这些光敏感元件沿传感器芯片3的主表面规则地排成阵列。每个光敏元件构成CMOS图像传感器电路的一个像素且具有光电转换功能，亦即，具有将入射的光信号转变为电信号的功能。至于该光敏元件，使用例如光二极管或光三极管。该传感器芯片3具有沿其主表面的外围形成的多个电极焊盘3a。键合焊盘3a是传感器芯片3的CMOS图像传感器电路的引线电极且电连接到布线基板2的电极12并且经键合引线11互连。
安装在布线基板2的背面上的逻辑芯片7、存储芯片8和无源部件9是用于系统结构的电子部件，系统结构用于处理在传感器芯片3中主要获得的电信号或用于控制传感器芯片3的CMOS图像传感电路的操作。逻辑芯片7具有用于数字信号处理的运算电路，例如，在其上形成的DSP(数字信号处理器)以及用于高速处理从传感器芯片3发出的电信号的功能。存储芯片8具有非易失性存储电路，如在其上形成的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)。无源部件9是无源元件如电阻器元件或电容元件和可以用于它的芯片部件如芯片电阻器和芯片电容器。作为用于在布线基板2的背面2b上方装载(安装)无源部件9的粘结材料15，如下所述优选使用无铅焊料。更优选使用具有相对低熔点的锡-银焊料(例如，锡-银-铜焊料)。
在布线基板2的背面2b上方形成的密封树脂10由例如热固性树脂材料制成且它可以包含填充剂。用密封树脂10密封和保护逻辑芯片7、存储芯片8、无源部件9和焊接线13。
透镜筒4和透镜支架5由例如树脂材料如PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或塑性材料(绝缘材料)制成，且可以包含玻璃纤维。透镜筒4结合到布线基板2的表面2a，以便覆盖传感器芯片3。粘合表面4b通过键合材料粘附(固定)到布线基板2的表面2a，粘合表面4b是透镜筒4的底部底表面。在透镜筒4的柱体头部(圆柱部分)4a的侧边上，透镜支架5被粘贴，以阻挡透镜筒4的柱体头部4a的开口。透镜筒4的头部4a的内壁(内圆周的表面)和透镜支架5的下部的外壁(圆柱部分的外圆周表面)每个为螺旋形状。通过旋转透镜支架5以安装这些螺杆且由此将部分透镜支架5的一部分插入透镜筒4的头部4a的开口，透镜支架5连接(粘附)到透镜筒4。通过加热透镜筒4的一部分，以热焊接透镜筒4的头部4a和透镜支架5的螺杆(部分螺杆)，透镜支架5被固定到透镜筒4。
透镜筒4在其柱体内具有用于将其分为上部室和下部室的隔板4c。在该隔板4c的开口部分布置或保持IR滤光片(IR玻璃滤光片)16。该IR滤光片16用于传送可见光和阻止波长大于预定波长的不希望的红外辐射。IR滤光片16存在于传感器芯片3和透镜6之间，以便通过透镜6聚集照相机模块1外的光，穿过IR滤光片16，然后照射到传感器芯片3。传感器芯片3布置在透镜筒4的外壳部分4e内，透镜筒4的外壳部分4e被布线基板2的表面2a、透镜筒4的底部4d、隔板4c和IR滤光片16包围。外壳部分4e的平面尺寸大于透镜筒4的头部4a的平面尺寸。透镜6通过由例如铜制成的支持部件17安装或保持在透镜支架5内。
通过各向异性导电膜(ACF)22将柔性基板(柔性布线基板)21键合(粘结)到透镜筒4外部的布线基板2的表面2a。通过在弯曲强度优良的(柔性)基膜(绝缘膜)如聚酰亚胺或聚酯上方形成布线图形(导线图形)获得柔性基板21。通过各向异性导电膜22中的导体颗粒将形成在柔性基板21上方的布线图形(未图示)电连接到布线基板2的表面2a的端部(金属端部、连接端、连接器)24。如果需要，端部24经由布线基板2的表面2a、背面2b或内部上方的导体层(导线图形)或在布线基板2中形成的未图示的通孔中的导体电连接到布线基板2的表面2a上方的电极12或布线基板2的背面2b的电极14。换句话说，端部24经由布线基板2的互连电连接到照相机模块1中的电路且用作布线基板2的外部端子。在柔性基板21的端部形成的连接器25经由柔性基板21的布线图形(未图示)电连接到布线基板2的端部24且用作照相机模块1的外部端子(外部连接端子)。
接下来将描述根据本实施例的固态图像传感器件的制造步骤。
首先，准备如图2至4说明的布线基板2c(布线基板基)。图2是布线基板2c的表面(光部件将安装其上的表面)2a的平面图(整体平面图)。图3是背面(系统部件将安装其上的表面)的平面图(整体平面图)，该背面是对着图2中布线基板2c的表面2a的一侧；并且图4是图2和图3沿A-A线作的横剖面图。
布线基板2c是布线基板2的基础。在切割步骤中布线基板2c被切割并分为每个产品区(基板区)30，之后将描述对应于照相机模块1的布线基板2的切割步骤。布线基板2c具有排成阵列的多个(在图2或图3的例子中是48片)产品区(基板区域)30，以及每个产品区30是将形成照相机模块的区域(单元区)。布线基板2c具有多层布线结构，该多层布线结构例如具有交错层叠的绝缘层和布线层(导线层)，绝缘层由树脂材料层(如玻璃环氧树脂材料层)制成。例如通过减法工艺可以形成该布线基板。至于布线基板2c的布线材料例如可以使用铜(Cu)。
如图2所示，多个端部24在布线基板2c的表面2a的每个产品区30上方排列成一行。在布线基板2c的表面2a的每个产品区30上方，附加地布置其上将安装如上所述的传感器芯片3的芯片图形和将连接键合引线11的电极(阳线)12，但是在图2中为了便于读图没有图示它们。在布线基板2c的背面2b的每个产品区30上方布置将安装逻辑芯片7和存储芯片8的芯片图形和电极(阳线)14，键合引线13或无源部件9的电极将连接到电极(阳线)14，但是在图3中，为了便于读图没有图示它们。端部24，芯片图形和电极(阳线)每个由例如类似于上述布线材料的铜制成且例如用镍(Ni)或金(Au)电镀它们的表面。
布线基板2c在每个产品区30的附近具有叫做“轮毂孔”的多个通孔31。这些通孔31用于对准透镜筒4和布线基板2c。如之后所述，当通过将布置在透镜筒4上叫做“轮毂销”的定位销插入布线基板2c的通孔31中，对准透镜筒4和布线基板2c的相对平面位置时，透镜筒4可以键合到布线板2c上。这些通孔31布置在产品区30的外部。在一个产品区30中，对角地布置两个通孔31，以将产品区30夹入其间。类似于常规印刷电路板的通孔，用导体覆盖通孔31的内圆周表面和它的开口附近，该导体由与用于布线材料相同的材料制成。
在布线基板2c的每个表面2a和背面2b附近，例如形成平面矩形形状的多个导线图形32。布线基板2c的背面2b的一个侧边附近，例如，以规则间隔布置平坦矩形形状的多个导线图形33。布置该导线图形33以便在形成密封树脂10时便于从布线基板2c剥离和除去流道中固化的树脂(密封材料)。通过具有该导线图形33的线分开密封组。导线图形32和33由例如铜制成，且它们的表面镀有例如镍和金。在布线基板2c的斜对角，形成用来对准布线基板2c和制造设备的通孔34。
图5图示了根据本实施例的固态图像传感器件在其制造步骤期间的平面图(整体平面图)，这里该固态图像传感器件是照相机模块1；图6是其不完全侧视图；图7是在图5之后的制造步骤期间照相机模块1的平面图(整体平面图)；以及图8是其不完全侧视图。当从箭头XA的方向水平地观察图5和图7的布线基板2c时的不完全侧视图分别对应于图6和图8。为了便于理解，图6和8的侧视图图示了在布线基板2c的表面2a和背面2b上方形成的导体中在表面2a上方的端部24和电极12。然而图中省略了背面2b上方的电极14。
在准备如图2到图4所示的布线基板2c之后，通过导电键合材料15如焊料将无源部件9装载(安装)在布线基板2c的背面(其上将安装系统部件的表面)2b上方。具体的描述，通过在布线基板2c的电极(阳线)上进行焊料印刷，布线基板2c的电极(阳线)连接到无源部件9的电极，将无源部件9安装在焊料印刷的表面上方，然后执行焊料回流处理，经由由焊料制成的粘结材料15将无源部件9连接到布线基板2的背面2b上方的电极(阳线)。依照各种设计可以改变将安装在每个产品区30上方的无源部件9的种类和数量。
在本实施例中，优选使用无铅焊料作为无源部件的安装步骤中的焊接材料15。更优选具有相对低熔点的Sn-Ag焊料(例如，Sn-Ag-Cu焊料)。
当具有高熔点的Sn-Sb焊料用作焊接材料15，焊料回流温度变高(例如，大约290℃)并且在该焊料回流步骤期间分散的焊料可以粘附在布线基板2c的端部24上。这可以导致端部24之间短路，降低因此制造的照相机模块的可靠性并且减小照相机模块的产品成品率。
本实施例中，通过使用具有相对低熔点的Sn-Ag焊料作为用于安装无源部件的焊接材料15且在相对低温度(例如，大约230℃)下进行回流可以防止分散的焊料粘附到布线基板2c的端部24上。这能够提高照相机模块的可靠性和产品成品率。
在每个产品区30中，如图7和8所示，通过管芯键合材料(未图示)将逻辑芯片7和存储芯片8装载(安装)在布线基板2c的背面2b上方。逻辑芯片7和存储芯片8被安装在每个产品区30中，但为了简化图7和8的图示，逻辑芯片7和存储芯片8图示为一个半导体芯片。
然后通过引线键合步骤中的键合引线13将各产品区30的逻辑芯片7和存储芯片8(其中的电极焊盘7a和8a)电连接到布线基板2c的背面2b(其电极14)。
通过利用密封模具的铸模步骤(例如，转移铸模步骤)，在布线基板2的背面2b上方形成密封树脂10，以便用树脂覆盖逻辑芯片7、存储芯片8、无源部件9和键合引线13。密封树脂10由，例如，热固性树脂制成且可以包含填充剂。具有低固化收缩率(固化时的收缩性)的材料优选用作密封树脂10。更优选使用双环环氧树脂。
图9图示了通过该密封步骤在布线基板2c的背面2b上方形成的密封树脂10的平面图(整体平面图)；图10是从图9的箭头YA的方向水平地观察布线基板2c时的不完全侧视图；以及图11是从图9的箭头YA的方向水平地观察布线基板2c时的不完全侧视图。图9是平面图，但是为易于观察，由对角线标记密封树脂10。
至于密封方法，采用批量密封方法，在该批量密封方法中，多个产品区30的系统部件(逻辑芯片7、存储芯片8和无源部件9)以批量方式密封。然而，在本实施例中，布线基板2c上方的多个产品区30分为多个组，以及每个组的多个产品区30的系统部件以批量方式密封。在布线基板2c的背面2b上方通过密封树脂10以批量方式密封沿图9的第二方向Y布置的多个产品区30的系统部件，同时密封树脂被隔开，以避免它覆盖用于第一方向X对准的通孔31。因为形成密封树脂10以避免覆盖布线基板2c的背面2b上方的通孔31，所以在密封树脂10的形成期间，密封树脂10的材料不会从布线基板2c的背面2b向其表面2a流动。
另外，以分开的形式在布线基板2c的背面2b上方形成密封树脂10，以便与布线基板2c的背面2上方的所有产品区30的系统部件的整个密封相比，可以减轻由密封树脂10的收缩导致的对布线基板2c的压力，且因此可以减小由于压力引起的布线基板2c的翘曲或变形。而且，为了部分地缩小布线基板2c的背面2b上方的每个密封树脂10的长度方向上的中心的宽度，形成凹口35，以从密封树脂10的两个长边朝着其短侧边的中心延伸。这些凹口35对称形成在密封树脂10的两个长侧边中。它也形成在产品区30外的额外区域中。当密封树脂10为没有凹口35的带平坦形状时，具有由于密封树脂10收缩时的应力使布线基板2c朝着密封树脂10的纵向方向的中心翘曲的担心，但是减窄在布线基板2c的背面2b上方形成的密封树脂10的纵向的中心宽度，可以进一步减轻由于密封树脂10的收缩对布线基板2的应力，以及可以进一步减小应力引起的布线基板2c的翘曲或变形。
在该实施例中，具有低固化收缩率(固化时的收缩率)的材料用作密封树脂10。更优选使用双环环氧树脂。这使得可以减小固化时密封树脂10的收缩率且由于密封树脂10的收缩率减轻到布线基板2c的应力，导致由于应力另外发生的布线基板2c的翘曲或扭曲的减小。
通过半切割密封树脂10和布线基板2c在密封树脂10中形成沟槽被认为是用于减轻到布线基板2c的应力的措施。根据本发明人调查，通过在密封树脂10中不形成沟槽可以完全减轻到布线基板2c的应力，但是在该实施例中，通过在布线基板2c的背面2b上方以分开的形式形成密封树脂10，在密封树脂10中形成凹部35以及使用具有低固化收缩率(固化时的收缩率)的材料，优选双环环氧树脂，作为密封树脂10的材料。通过省略半切割密封树脂10和布线基板2c，可以省略产生外来物质(灰尘)的步骤以及可以减小制造步骤的数目。
在本实施例中，可以以上述方式减小布线基板2c的翘曲或扭曲，导致布线基板2c的平面化。布线基板中存在的翘曲或扭曲可以干扰在布线基板2c的表面(其上安装光学部分的表面)上方安装传感器芯片3之后的键合引线11的键合步骤中键合引线11的平稳键合。在本实施例中，另一方面，通过减小翘曲或扭曲可以平整布线基板2c，以便可以提高键合引线11的键合力。它导致照相机模块的产品成品率提高。此外，通过平整化布线基板2c，在透镜筒4和布线基板2c之间形成间隙可以防止透镜筒4粘附到布线基板2c，如之后所述。它还防止外来物质从布线基板2c(布线基板2)和透镜筒4之间的间隙侵入透镜筒4中。结果，可以抑制或防止外来物质粘附到传感器芯片3或IR滤光片16，以及又可以增加照相机模块的产品成品率。
图12至14是图11之后的制造步骤过程中照相机模块1的不完全侧视图。图15是图14的制造步骤过程中的整体平面图。图16是描述图12至15的步骤的流程图。
在形成如上所述的密封树脂10之后，布线基板2c的表面(其上方将安装光学部件的表面)2a经受等离子体清洗(等离子体处理)41，如图12所示(步骤S1)，布线基板2c的表面(其上将安装光学部件的表面)2a是与背面(其上方将安装系统部件的表面)2b相对侧的主表面。例如，布线基板2c的表面2a可以用98％氩气(Ar)和2％氢(H2)的混合气体经历等离子体清洗41。通过该等离子体清洗41，可以清洗布线基板2c的表面2a上方形成的电极12的表面以及可以增加键合引线11的键合力(引线键合性能)。在等离子体清洗41时，通过氩等离子体(氩离子)的物理作用如离子轰击可以除去附着于布线基板2c的表面2a上方的电极12表面的外来物质(有机物质)，同时通过氢等离子体的化学作用，如还原，可以除去布线基板2c表面2a上方的电极12表面的外来物质(氧化物等)。
如图13所示，传感器芯片3通过管芯键合材料42安装在每个产品区30中的布线基板2c的表面(其上方将安装芯片的未示图形)2a上方(步骤S2)。然后通过烘焙处理(热处理)固化管芯键合材料42，以将传感器芯片3固定到布线基板2c(步骤S3)。在该烘焙处理时当从管芯键合材料43释放气体(从管芯键合材料43产生排气)时，它可以污染传感器芯片3的表面。因此优选在烘焙处理时不排放(放气)大量气体的键合材料用作管芯键合材料42。
当在传感器芯片3的表面上存在外来物质和在高温下(约150°C)烘焙管芯键合材料42时，在该烘焙处理时，它们可能侵蚀传感器芯片3的表面。通过烧制不能容易地除去附着于传感器芯片3表面的外来物质，且在通过照相机模块拍摄和显示的图像中产生黑点。
在本实施例中，在相对低的温度下烘焙管芯键合材料42，例如在约60至70℃。管芯键合材料42的焙烘温度优选80℃或更低。这意味着通过在相对低的温度(例如，约60至70℃)下的烘焙(热处理)固化的键合材料(低温固化型热固性键合材料)用作管芯键合材料42。这使得可以在相对低的温度下烘焙管芯键合材料42，且即使外来物质附着到传感器芯片3的表面，也可以抑制或防止在烘焙管芯键合材料42时将它们侵蚀传感器芯片3的表面。因此可以抑制或防止导致照相机模块的产品成品率增加的损坏如黑点。管芯键合材料42的烘焙可以在相对低的温度下进行，由此可以减小烘焙时从管芯键合材料42放气，以及可以抑制或防止通过放气污染传感器芯片3的表面。这能够提高照相机模块的产品成品率。
如果该实施例中的管芯键合和等离子体清洗的顺序颠倒，且在传感器芯片3的管芯键合之后进行等离子体清洗41，那么在烘焙管芯键合材料42时附着于传感器芯片3表面的外来物质可以侵蚀传感器芯片3的表面。侵蚀传感器芯片3表面的外来物质不能容易地除去，且在通过照相机模块拍摄和显示的图像中产生黑点。
在该实施例中，另一方面，在如上所述的等离子体清洗41之后，管芯-键合传感器芯片3，由此在布线基板2c上方安装传感器芯片3。布线基板2c经历等离子体清洗41，而其上方不具有传感器芯片3，以便在等离子体清洗41时外来物质决不侵蚀传感器芯片3的表面。可以抑制或防止源于外来物质侵蚀传感器芯片3表面的黑点，以及可以提高照相机模块的产品成品率。此外，通过等离子体清洗41可以清洗布线基板2c的表面2a上方的电极12的表面，导致键合引线11与电极12的键合力增加。
例如通过粘结压敏粘结剂薄层(压敏胶粘带)至表面，然后从那里剥落它(步骤S4)，除去附着于传感器芯片3表面的外来物质(灰尘)。通过该压敏粘结剂薄层可以除去管芯键合材料42的烘焙处理之后附着于(没有侵蚀进)传感器芯片3表面的外来物质。在该实施例中，在相对低的温度下进行管芯键合材料42的烘焙处理，以便即使在管芯键合材料42的烘焙处理时发生外来物质侵蚀传感器芯片3的表面，侵蚀度也不是如此严重，且通过压敏粘结剂薄层可以除去侵蚀表面的外来物质。
然后执行使用HFE(氢氟醚)的清洗(湿法清洗)(步骤S5)，借此附着于电极12以及布线基板2的表面2a上方的传感器芯片3的表面的有机物质可以除去。通过使用HFE的湿法清洗处理可以有效地除去通过压敏粘结剂薄层不能除去的外来物质(例如，有机物质)。此外，HFE可以除去外来物质，而不会不利地影响传感器芯片3。
然后如图14和15所示执行引线键合步骤，以通过键合引线11将每个产品区30的传感器芯片3(其电极焊盘3a)电连接到布线基板2c的表面2a上方的电极12(步骤S6)。如上所述，执行了等离子体清洗处理4 1和使用HEF的清洗处理，因此可以增加键合引线11的键合力。因此可以增加键合引线11的连接可靠性。由此，可以提高照相机模块的可靠性和产品成品率。
然后制备如图17至20所示的透镜筒4。图17是透镜筒4的顶视图(整体平面图)；图18是透镜筒4的底视图(从背面观察的平面图)；以及图19是透镜筒4的侧视图。图20是透镜筒4的剖面图，且近似地对应于沿图17的线B-B的剖面图。
在透镜筒4的柱体中，安装了IR滤光片16。在该阶段，当从顶部观察时在透镜筒的两个相对的角部，以及当横向地观察时在透镜筒4的底部4d，用透镜筒4集成地形成沿布线基板2c的表面(其上方将安装光学部件的表面)2a几乎水平地延伸的突起51。突起51是用于透镜筒4的平坦位置和布线基板2c相对对准的部件以及在它们的背面上，形成相对于布线基板2c的表面2a垂直地延伸的定位销51a，定位销51a称作轮毂销。在透镜筒4中，形成贯穿柱体(外壳部分4e)的孔(通风孔、除气孔、排气孔)。如之后所述，布置该孔52，以便将通过在用于固化键合材料53的烘焙处理(热处理)时的热量在透镜筒4(其外壳部分4e)中膨胀了的气体(空气)排放(放出)到透镜筒4的外部，固化键合材料53用于透镜筒4和布线基板2c的键合。图21是透镜筒4的不完全剖面图，以及图示了孔52附近的区域。图21图示了孔52的一个例子，但是该孔不限于此，而是可以根据需要而改变。例如，可以采用如图22中图示的孔(根据另一实施例的透镜筒4的不完全剖面图)。
如图23至26所示，在每个产品区30，在布线基板2c的表面2a上方安装透镜筒4(通过键合材料53)，以便覆盖传感器芯片3。图23图示了在布线基板2c上安装的(粘结的)透镜筒4的平面图(整体平面图)。图24是当从图23的箭头XB的方向水平观察布线基板2c时布线基板2c的不完全侧视图；图25是图23的不完全放大的平面图；以及图26图示了对应于图25的线C-C的位置的局部截面的部分断面剖面图。图26的链式双-虚线L1是当在随后的步骤中将布线基板2c切割为照相机模块时的切割线。
在每个产品区30中，如从图26可以看到，以在透镜筒4(其外壳部分4e)中容纳传感器芯片3和键合引线11的方式在布线基板2c的表面上方安装透镜筒4。在透镜筒4中，保持IR滤光片16，以致当透镜筒4被键合到布线基板2c时它位于传感器芯片3之上方。用于将透镜筒4键合到布线基板2c的键合材料(键合材料53)优选由热固性键合材料制成。当在布线基板2c上方安装透镜筒4时，将热固性键合材料53涂敷到透镜筒4的粘附表面4b，接着将透镜筒4的突起51的定位销51a插入布线基板2c的通孔31中。这能够在布线基板2c的表面2a上方的每个产品区30中的适当位置布置透镜筒4。然后通过烘焙处理(热处理)固化键合材料53。
接下来将描述将透镜筒4键合到布线基板2c的方法的一个例子。图27是将键合材料53涂敷到透镜筒4的涂敷步骤的示意图(不完全侧视图)，用于将透镜筒4粘结到布线基板2c，而图28是当横向观察图27时键合材料53涂敷到透镜筒4的涂敷步骤的示意图。
如图27和28所示，在透镜筒夹具61的多个保持凹部62的每个中容纳或布置透镜筒4。透镜筒夹具61的保持凹部62每个具有对应于透镜筒4的外形状。在每个保持凹部62中容纳透镜筒4，同时向上旋转待粘附到透镜筒4的布线基板2c的粘合表面4b并通过真空抽吸等保持在凹部中或临时地固定到凹部上。然后在具有保持凹部62中支撑的透镜筒4的透镜筒夹具61的上表面上方放置金属掩膜63。
图29是在透镜筒夹具61上方布置的金属掩膜63的不完全平面图；以及图30是其不完全剖面图。沿图29的线D-D的剖面图基本上对应于图30。
金属掩膜63例如由金属材料制成且具有掩模部分63a、印刷区(涂敷区)63b以及通孔63c，掩模部分63a是金属板区，印刷区(涂敷区)63b是以网眼形式构图的区域，例如通过刻蚀构成掩模部分63a的金属板，以及透镜筒4的定位销51a从通孔63c突出。
金属掩膜63的掩模部分63a是没有开口部分的区域。在金属掩膜63的印刷区63b，以网眼形式保持金属材料部分63d。通过存在于印刷区63b中的大量微小开口，亦即金属材料部分63d之间的微小间隙(开口)63e，可以将键合材料涂敷(印刷)到在印刷区63b下面设置的透镜筒4的粘合表面4b。
在透镜筒夹具61上方放置金属掩膜63之后，如图27和28所示在金属掩膜63上涂敷预定量的键合材料53，以及通过涂刷器64的移动铺开，由此可以通过金属掩膜63将键合材料53有选择地涂敷(印刷)到透镜筒4的粘合表面4b。换句话说，通过涂刷器64将在金属掩膜63上移动的键合材料53粘附到透镜筒4的粘合表面4b，穿过以网眼形式构图的印刷区63b的微小开口(间隙)63e。这能够将键合材料53均匀涂敷在透镜筒4的背面的整个粘合表面4b。印刷区63b具有基本上对应于透镜筒4的粘合表面4b的形状，以便键合材料53可以有选择地仅涂敷到透镜筒4的粘合表面4b。透镜筒4的定位销51a通过在金属掩膜63中形成的通孔63c，从金属掩膜63的上表面突出约1mm。在键合材料53的涂敷步骤中，应该避免将键合材料53涂敷到这个定位销51a。
在涂敷键合材料53到透镜筒4的粘合表面4b之后，透镜筒4键合到布线基板2c的表面2a，布线基板2c的表面2a上方已经安装了传感器芯片3并已形成键合引线11。图31和32图示了透镜筒4键合到布线基板2c的键合步骤的示意图，键合材料53已经涂敷到透镜筒4。例如，如图31所示，布线基板2c的表面2a压紧由透镜筒夹具61保持的且涂敷了键合材料53的透镜筒4。然后执行烘焙处理(热处理)，布线基板2c的表面2a压紧透镜筒4的粘合表面4b，由此固化键合材料53并且将透镜筒4粘结(键合)到布线基板2c的表面2a。在固化键合材料53之后，从透镜筒夹具61移走粘附到布线基板2c的透镜筒4并且颠倒布线基板2c，由此可以获得如图32所示的结构。
在键合材料53的烘焙处理时，通过加热使透镜筒4(其外壳部分4e)中的空气(气体)膨胀。与该实施例不同，当在透镜筒4中不形成孔52时，通过烘焙处理在透镜筒4(其外壳部分4e)中膨胀了的空气从透镜筒4的粘合表面4b和布线基板2c的表面2a之间喷出，这可以引起键合材料53分散，以及在布线基板2c的表面2a上方的透镜筒4的外部附近区域布置的端部24上不可避免地淀积键合材料53。键合材料53粘结到端部24使得柔性基板21和端部24之间的电连接损坏，导致照相机模块的产品成品率降低。当通过从透镜筒4喷出膨胀空气在透镜筒4的粘合表面4b和布线基板2c的表面2a之间形成间隙时，在后续步骤中外来物质可以从间隙进入并粘附到传感器芯片3或IR滤光片16。粘附到传感器芯片3或IR滤光片16的外来物质使得通过照相机模块拍摄和显示的图像被损坏，以及降低照相机模块的产品成品率。
在该实施例中，在如上所述的透镜筒4中形成孔52。即使通过键合材料53的烘焙处理中的加热膨胀透镜筒4(其外壳部分4e)中的空气(气体)，膨胀的空气流过孔52并排出(释放)到透镜筒4(其外壳部分4e)的外面。这使得可以防止透镜筒4中膨胀的空气从透镜筒4的粘合表面4b和布线基板2c的表面2a之间喷出，以及还防止键合材料53附着于在布线基板2c的表面2a上方的透镜筒4的外部附近区域中布置的端部24。因此可以增加柔性基板21和端部24之间的电连接可靠性，以及还可以提高照相机模块的产品成品率。而且，在该实施例中，透镜筒4(其外壳部分4e)中膨胀的空气从孔52排出透镜筒4的外部，以便可以防止在透镜筒4的粘合表面4b和布线基板2c的表面2a之间形成间隙。还可以防止在后续步骤中透镜筒4中的外来物质侵入并粘附到传感器芯片3或IR滤光片16。这导致照相机模块的产品成品率提高。
在通过键合材料53的烘焙处理将透镜筒4固定到布线基板2c之后，用键合材料(粘结剂)71等填充孔52。图33图示了用键合材料71填充孔52的不完全剖面图，且它对应于图21。
作为填充透镜筒4的孔52的键合材料71，优选使用冷固化键合材料(粘结剂)或UV-固化键合材料(粘结剂)。孔52可以被该键合材料填充而不用热处理，这使得可以防止通过填充孔52时的加热另外发生的透镜筒4(其外壳部分4e)中膨胀的空气喷出，以及气密地密封透镜筒4的外壳部分4e。由于孔52被填充，可以防止在后续步骤中外来物质侵入透镜筒4中并粘附它们到传感器芯片3或IR滤光片16，导致照相机模块的产品成品率提高。至于键合材料71，更优选使用具有低于硅-基材料的渗水性的键合材料(例如，丙烯酸)。具有低渗水性的键合材料(粘结剂)的例子包括环氧基键合材料(粘结剂)以及丙烯酸键合材料(粘结剂)。但是使用环氧基键合材料需要用于固化的高温热处理。该高温热处理可能引起由于通过高温热处理在透镜筒4(其外壳部分4e)中膨胀的空气喷出而分散的键合材料53粘结到在布线基板2c的表面2a上方的透镜筒4的外部附近区域布置的端部24。这些暗示需要热固化处理的键合材料不是优选的，即使它具有低渗水性。
可以考虑用冷固化键合材料(换句话说，使用冷固化键合材料作为键合材料53)，将透镜筒4的粘合表面4b键合到布线基板2c。使用冷固化型键合材料作为用于透镜筒4的粘附的键合材料53使得在将键合材料涂敷到透镜筒4的粘合表面4b的涂敷步骤中的工作效率显著的退化，因为它应该通过使用掩模等均匀地涂敷透镜筒4的整个粘合表面4b。在该实施例中，另一方面，用热固性键合材料53将透镜筒4的粘合表面4b键合到布线基板2c，以便可以增加将键合材料53涂敷到透镜筒4的粘合表面4b的涂敷步骤中的工作效率。而且，在该实施例中，透镜筒4中的孔52可以制得相对较小，但是足以允许从那里放出(排出)气体(空气)。因此可以容易用键合材料71填充孔52，且即使使用冷固化键合材料、UV-固化键合材料或具有比硅基材料的渗水性低的键合材料(例如，丙烯酸)，也几乎不降低填充孔52的工作效率。
如果使得如图20和21所示的透镜筒4的外表面侧上的孔52的尺寸(例如，直径为0.9mm)大于透镜筒4的内表面侧上的孔52的尺寸(例如，直径为0.3mm)，那么可以用键合材料71从透镜筒4的外表面侧容易和紧密地填充孔52。
在该实施例中，在如图20和26所示的透镜筒4的柱体(柱形部分，头部4a)的外部布置用作排气孔(用于排放的孔)的孔52。在另一实施例中，可以在透镜筒4的柱体(在柱形部分或头部4a中)中布置排气孔。图34是透镜筒4的头部4a的剖面图，其中形成了用作排气孔的切口部分52a。以及图35是图34的透镜筒4的不完全平面图。图36是透镜筒4的头部4a的剖面图，其中形成了用作排气孔的孔52b。以及图37是图36的透镜筒4的不完全平面图。图34和36对应于图20的剖面图，而图35和37图示了从背面(底部)观察透镜筒4时IR滤光片16附近中的区域。
在如图34和35所示的透镜筒4中，在已经键合了IR滤光片16的透镜筒4的隔板4c的位置形成切口部分52a。即使通过键合材料53的烘焙处理时的加热膨胀了透镜筒4(其外壳部分4e)中的空气，流过切口部分52a的膨胀空气也可以被排放到(排出)透镜筒4的外部。如图36和37所示的透镜筒4，在透镜筒4的隔板4c中布置孔52b，代替如上所述的孔52。即使通过键合材料53的烘焙处理时的加热膨胀了透镜筒4中的空气，流过孔52b的膨胀空气也可以被排放到(排出)透镜筒4的外部。因此该孔52b可以产生与孔52相似的效果。
在该实施例中，如之后所述，在将保护膜81粘附到透镜筒4的头部4a之后，进行2c的切割处理。即使切口部分52a或孔52b形成为如图34至37所示的透镜筒4的柱体中(头部4a中)的排气孔，在布线基板2c的切割处理过程中外来物质(灰尘等)也不会流过切口部分52a或孔52b进入透镜筒4(其外壳部分4e)。而且，在发明中，切口部分52a防止进入柱体的(头部4a中的)灰尘容易到达传感器芯片3的表面上。通过形成切口部分52a，可以进一步阻止灰尘粘附到传感器芯片3的表面。在除去保护膜81之后，透镜支架5被粘附(安装)到透镜筒4的头部4a，同时保持透镜筒4的内部清洁。通过固定透镜支架5可以基本上防止外来物质侵入透镜筒4的内部。在粘附透镜支架5之后，因此几乎不会有外来物质(灰尘)流过切口部分52a或孔52b进入透镜筒4(其外壳部分4e)。当传感器芯片3具有抗湿气(水)的高寿命时，没有必要用键合材料71填充切口部分52a或孔52b。在此情况下，可以将透镜支架5安装到透镜筒4的头部4a，而不填充切口部分52a或孔52b，换言之切口或孔敞开。这些使得可以减小制造步骤数目。
当透镜筒4的隔板4c具有额外空间以在其中制成孔52b时，可以布置如图36和37所示的孔52b。当透镜筒4的隔板4c没有在其中制造具有用于排气的足够大尺寸的孔52b的空间时，可以在如图20所示的透镜筒4的柱体外部(头部4 a的外部)布置孔52，或可以布置如图34和35所示的切口部分52a。
在以上述方式将多个透镜筒4键合到布线基板2c的表面2a之后，将保护膜(保护带)81粘附到透镜筒4的头部4a，以便阻挡每个透镜筒4的头部4a的开口部分(上开口部分)，透镜筒4的头部4a是其上装载透镜支架5的部分。图38图示了用保护膜81粘结的透镜筒4的整体平面图；以及图39是从图38的箭头YB的方向水平地观察布线基板2c的不完全侧视图。保护膜81用来防止在后续步骤中外来物质从透镜筒4的上开口部分侵入透镜筒4(特别IR滤光片16的表面)。
接下来将描述将保护膜81粘附到透镜筒4的方法的一个例子。图40至46图示了在该实施例中保护膜81的粘附步骤的示意图。图40图示了其上方还没有放置保护膜81a的吸附台82的顶视图；图41是在吸附台82上方放置的保护膜81a的顶视图；图42图示了在吸附台82上放置的保护膜81a的侧视图；以及图43至46图示了图42之后的步骤的侧视图。为了便于理解，图42至46图示了吸附台82中的吸附孔85a和85b以及真空导管系统86a和86b的透视图。
通过使用如图40所示固定的保护膜粘附夹具，将保护膜81粘附到透镜筒4。如图41和42所示，围绕辊83卷绕的保护膜81a从辊83馈送并放置在具有向上的粘合表面(胶粘表面)的吸附台82上方。保护膜81a的在吸附台82相对侧或与之接触的表面没有粘性。
如图40所示，吸附台82具有用于切割保护膜81a的多个沟槽84。此外吸附台82具有用于吸附保护膜81a的多个吸附孔(开口)85a和多个吸附孔(开口)85b。吸附孔85a是用于吸附待粘附到透镜筒4的保护膜81a的一部分81b的孔，而吸附孔85b不同于用于吸附除待粘附到透镜筒4的一部分81b且是灰尘的保护膜81a的一部分81c的孔。吸附孔85a连接到真空导管系统(真空导管)86a，而吸附孔85b连接到真空导管系统(真空导管)86b。这两个真空导管系统85a和85b具有可以独立地控制的各个结构。在如41和42所示的从辊83馈送保护膜81a并放置的吸附台82上方之后，为两个真空导管系统86a和86b进行真空导管系统86a的抽真空(真空)87a和真空导管系统86b的抽真空(真空)87b，由此通过吸附孔85a和85b吸附在吸附台82上方放置的保护膜81并固定在吸附台82上。
如图43所示，通过使用例如多用途刀具(未图示)沿吸附台82的沟槽84切割保护膜81a。通过该切割步骤，将保护膜81a分为将粘附到每个透镜筒4的部分81b和除部分81b且是灰尘的部分81c。粘附到每个透镜筒4的保护膜81a的部分81b对应于上述保护膜81。通过吸附孔85a吸附将粘附到透镜筒4的保护膜81a的部分81b，而通过吸附孔85b吸附将是灰尘的部分81c。
如图44所示，在保护膜81(粘合表面)上方放置压紧夹具(卷绕夹持器)88。通过磁铁89固定压紧夹具88。压紧夹具88是用于保持不同于待粘附到透镜筒4的部分81b且将是灰尘的保护膜81a的部分81c的夹具。因此压紧夹具88不与待粘附到每个透镜筒4的保护膜81a的部分81b接触。
如图45所示，在保护膜81a上方放置具有键合到其处的透镜筒4的布线基板2c，同时将透镜筒4的头部转向下，由此保护膜81a的粘合表面接触透镜筒4的头部4a以及保护膜81a(其部分81b)粘附到透镜筒4的头部4a。
在停止真空导管系统85a的抽真空87a之后，如图46所示升高具有键合到其处的透镜筒4的布线基板2c。此时真空导管系统85b的抽真空87b仍继续。通过图43中的保护膜81a的切割步骤保护膜81将分成片。由于通过吸附孔85a的吸附终止，待粘附到每个透镜筒4的保护膜81a的部分81b，亦即与布线基板2 c和透镜筒4一起的保护膜81，与吸附台82分开，同时薄膜粘附到透镜筒4的头部4a。通过吸附孔85b吸附保护膜81a的部分81c并通过压紧夹具88稳固地保持以便它保持在吸附台82上，保护膜81a的部分81c不同于待粘附到透镜筒4的部分81b且将是灰尘的部分。在上述方法中，保护膜81可以共同地粘附到键合到布线基板2c的多个透镜筒4。
与该实施例不同，当保护膜81粘附到键合到布线基板2c的多个透镜筒4的每个时，制造时间增加且工作效率降低。在该实施例中，另一方面，保护膜81共同地粘附到键合到布线基板2c的多个透镜筒4，以便减小制造时间和可以增加工作效率。
在保护膜81粘附到如上所述的透镜筒4之后，布线基板2c经历如图47和48所示的完整切割处理，同时具有粘结到其处的保护膜81，由此布线基板2c分为每个产品区30。简而言之，布线基板2c完全分为每个布线基板2。图47是在该完整切割步骤之后在表面2a的侧边上的布线基板2c的平面图(整体平面图)；以及图48是从图47的箭头YC方向水平地观察的布线基板2c的不完全侧视图。切割线L1和L2是通过划片机沿该线切割布线基板2和密封树脂10的线。切割线L1沿图47的第二方向Y直线延伸，而切割线L2沿垂直于切割线L1的第一方向X直线延伸。在完全切片时，透镜筒4的突起51和定位销51a一起被切割。密封树脂10的侧边部分也被切割，由此几乎垂直于布线基板2的上和下表面(表面2a和背面2b)形成密封树脂10的侧面。通过这种完全切片处理(切割处理)获得照相机模块(照相机模块仍然制造)片1a。
图49是图48之后的制造步骤过程中照相机模块1的侧视图。在照相机模块片1a中，如图49所示，通过透镜筒4外部的各向异性导电薄膜22(在图49中未图示)将柔性基板21键合(粘结)到布线基板2，保护膜81仍然粘附到透镜筒。通过各向异性导电薄膜22将柔性基板21固定到布线基板2，以及柔性基板21的布线图形通过各向异性导电薄膜22中的导体颗粒电连接到布线基板2的表面2a上方的端部24。
图50是图49之后的制造步骤过程中照相机模块1的侧视图。如图50所示，在剥离保护膜81之后，将其中设有透镜6的透镜支架5粘附(装载)到透镜筒4的头部4a。透镜支架5的底部的外壁和透镜筒4的头部4a的内壁被形成螺纹。通过转动透镜支架5以将其部分插入到透镜筒4的头部4a的开口部分中，透镜支架5可以被安装到透镜筒4。然后进行聚焦(调整焦距)，以调整透镜6相对于传感器芯片3的高度。通过旋转透镜支架5，可以调整高度。聚焦之后是将透镜支架5固定到透镜筒4的固定处理。
图51和52图示了固定透镜支架5到透镜筒4的固定处理的示意图(不完全侧视图)。在该实施例中，通过热焊接将透镜支架5固定到透镜筒4。例如，如图51所示，热金属棒(镘刀)111压紧透镜筒4的头部4a的侧面。进入金属棒111的透镜筒4的头部4a的一部分以及透镜支架5在其内部的一部分通过加热熔融，并使它们互相焊接。当金属棒111与透镜筒4分开时，通过冷却固化通过金属棒111加热并熔化的透镜筒4和透镜支架5的部分。通过热焊接，由此将透镜筒4(其头部4a)固定到透镜支架5。图52图示了如图51所示的热金属棒111压紧透镜筒之后保持的固定的痕迹112(热焊接的痕迹)。通过固定的痕迹112处的焊接，透镜支架5被固定到透镜筒4。图52是从图51的侧面方向观察的示图。
可以考虑的另一种方法是使用用于将透镜筒4固定到透镜支架5的粘结剂(键合材料)。当使用一种成分的冷固化粘结剂时，键合(粘附)强度相对较弱，以及它不容易保持足够的扭矩强度。另一方面，两种成分的冷固化粘结剂具有较高的粘附强度，但是具有低的工作效率。它通过不希望的气味损坏工作环境。此外，一旦粘结剂固定，两个部分被混合，干扰均匀涂敷。当使用热固性粘结剂时，固化时的热量可以使透镜支架5中的透镜6变形。透镜6的变形降低照相机模块可靠性和产品成品率。
在该实施例中，通过热焊接固定透镜筒4和透镜支架5。这能够提高透镜筒4和透镜支架5之间的键合强度，并且因此保持高扭矩强度。在透镜支架5没有与透镜筒4很好的装配的情况下，它们可以被牢固地固定。因为可以通过使金属棒111压紧透镜筒而热焊接透镜筒4和透镜支架5，所以该方法具有高的工作效率，便于透镜支架5自动固定到透镜筒4的自动固定处理，以及能够减少步骤数目和缩短制造时间。因为通过局部加热热焊接透镜筒4和透镜支架5，所以透镜支架5中的透镜6不由加热改变其形状。因此该方法有助于增加照相机模块的可靠性和提高产品成品率。此外，它可以改进工作环境而不放出粘结剂的气味。
以此方式，制造(完成)该实施例的照相机模块1。
(实施例2)
图53图示了根据本发明的另一实施例的固态图像传感器件的结构的剖面图，例如，照相机模块(固态图像传感器件)1b。
该实施例的照相机模块1b具有与实施例1的照相机模块相似的结构，除透镜筒4和透镜支架5分别被透镜筒124和透镜支架125代替之外。除透镜筒124和透镜支架125之外将省略对该结构的描述。
可以通过用于实施例1的透镜筒4和透镜支架5的相似材料形成透镜筒124和透镜支架125，例如树脂材料如PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或塑性材料(绝缘材料)。类似于透镜筒4，透镜筒124键合到布线基板2的表面2a，以便覆盖传感器芯片3以及通过键合材料将粘合表面4b键合(粘结)到布线基板2的表面2a，粘合表面4b是透镜筒124的底部4d侧上的底表面。
在实施例1的透镜筒4中，柱形头部4a的内壁(内圆周表面)被形成螺纹，而在该实施例中，透镜筒124的柱形头部4a的外壁(外圆周表面)被形成螺纹。简而言之，透镜筒124的头部4a具有外螺纹(阳螺纹)结构。除此之外，透镜筒124具有与透镜筒4相似的结构。
透镜支架125被安装到透镜筒124的头部4a，以便阻挡透镜筒124的头部4a的开口。在实施例1中，透镜支架5下部的外壁(柱形部分的外圆周表面)被形成螺纹，而在该实施例中，透镜支架125的柱形部分透镜支架125a的内壁(内圆周表面)被形成螺纹。简而言之，透镜支架125具有内螺纹(阴螺纹)结构。
透镜筒124的头部4a的外壁(外圆周表面)和透镜支架125的柱形部分125a的内壁(内圆周表面)每个被形成螺纹。因此通过转动透镜支架125将透镜支架125附着于透镜筒124，以互相装配这些螺纹和将透镜筒124的部分头部4a插入透镜支架125的开口中。与实施例1一样，通过部分加热透镜支架125的柱形部分125a的侧面固定透镜筒124和透镜支架125，以焊接透镜支架125的部分柱形部分125a和透镜筒124的部分头部4a。
透镜支架125在其柱形部分125a的内部具有另一柱形部分(用于防止外来物质侵入柱体)125b。该柱形部分125b设置在透镜支架125粘附到其处的透镜筒124的头部4a内。当透镜支架125粘附到透镜筒124时，透镜筒124的头部4a进入透镜支架125的柱形部分125a和其内部的柱形部分125b之间。由例如铜制成的保持部件17连接到柱形部分125b以及通过该保持部件17，透镜6被固定或保持在透镜支架125中。通过透镜6聚集照相机模块1b外的光，穿过IR滤光片16并照射到传感器芯片3。
在聚焦调整中，存在当旋转透镜支架时，具有从螺纹(透镜筒和透镜支架的螺纹装配部分)出现外来物质(灰尘)的可能性。这些外来物质落在透镜筒的内部，粘附到IR滤光片16，且成为通过照相机模块拍摄和显示的图像中的污点损坏(如暗点损坏)的原因。
在该实施例中，透镜筒124的头部4a的外壁和透镜支架125的柱形部分125a的内壁每个被形成螺纹，以及透镜支架125被装配在透镜筒124中。换句话说，透镜筒124的头部4a具有外螺纹(阳螺纹)结构。即使从透镜筒124和透镜支架125的螺纹装配部分出现外来物质，它们也不会落入透镜筒124的内部，而是落在其外部。因此可以抑制或防止外来物质粘附到IR滤光片16，以及防止在通过照相机模块拍摄和显示的图像中产生污点损坏。此外，可以提高照相机模块的产品成品率。
此外，在该实施例中，在透镜筒124中安装透镜支架125之后，执行聚焦，通过类似于如上所述的实施例1的热焊接将透镜支架125固定到透镜筒124。与实施例1一样，例如通过压紧热金属棒111到透镜支架125的柱形部分125a的侧面，热焊接透镜支架125和透镜筒124，并且透镜支架125被固定到透镜筒124。
在该实施例中，可以完全防止外来物质(灰尘)侵入透镜筒124中，因为在透镜支架125中布置柱形部分125b，以便使它比透镜筒124的头部4a更靠内。在通过热焊接固定透镜支架125到透镜筒124时，通过柱形部分125b屏蔽热量，以便可以阻止热传导到透镜6。通过保持部件17可以产生到透镜6的热传导，但是在该实施例中，保持部件17不连接到将被热焊接的外柱形部分125a，而是连接到内柱形部分125b，以便可以阻止透镜6的热量。因此可以减小对透镜6的热损伤，以及可以更严格地防止透镜6变形，引起进一步提高照相机模块的产品成品率。
(实施例3)
该实施例的固态图像传感器件，例如通过用金属盖件(导体盖件)131和132覆盖实施例1的照相机模块1获得的照相机模块1c。
图54图示了怎样用金属盖件(金属帽，顶部盖件)131和金属盖件(金属帽，底部盖件)132覆盖照相机模块1的方法的示意图(侧视图)。图55是通过用金属盖件131和132覆盖照相机模块1形成的该实施例的照相机模块1c的侧视图，以及图56是其顶视图。图57是金属盖件131的上示图，以及图58至60是金属盖件131的侧视图，其中图58是从图56的箭头135a的方向观察金属盖件131的侧视图；图59是从图56的箭头135b的方向观察金属盖件131的侧视图；以及图60是从图56的箭头135c的方向观察金属盖件131的侧视图；图61是金属盖件132的底视图，以及图62至64是金属盖件132的侧视图，其中图62是从图56的箭头135a的方向观察金属盖件132的侧视图；图63是从图56的箭头135b的方向观察金属盖件132的侧视图；以及图64是从图56的箭头135c的方向观察金属盖件132的侧视图；该实施例的照相机模块具有与实施例1的照相机模块1相似的结构，除用金属盖件131和132覆盖照相机模块之外。除金属盖件131和132之外将省略对该结构的描述。
在透镜支架5被固定到透镜筒4之后，用金属盖件131和132覆盖照相机模块1。如图54所示，用金属盖件131从上面覆盖照相机模块1以及用金属盖件132从下面覆盖照相机模块1。金属盖件131具有能从上面覆盖照相机模块1的形状，而金属盖件132具有能从下面覆盖照相机模块1的形状。金属盖件131和132由导电材料(这里是金属材料如金属箔)制成以及可以由例如磷青铜形成。可以通过冲压或弯曲形成金属盖件131和132。
金属盖件131具有钩在具有钢板的金属盖件侧面上的夹具131a，而金属盖件132在其侧面上具有开口部分132a。当用金属盖件131和132覆盖照相机模块1时，在金属盖件132的开口部分132a中装配金属盖件131的夹具131a，由此可以固定金属盖件131和金属盖件132。
金属盖件131在其顶部具有开口部分131c以及当在照相机模块1上方放置金属盖件131时，透镜支架5(以及透镜筒4的头部4a)可以从该开口131c突出。此外，金属盖件131具有薄板(箔)部分131b，以及当用金属盖件131和132覆盖照相机模块1时，金属盖件131的薄板部分131b在从金属盖件131和132突出的柔性基板21上方延伸。在用金属盖件131和132覆盖照相机模块1之后，用焊料133等将薄板部分131b电连接到柔性基板21的GND布线图形(待连接到地电位的布线图形)，由此金属盖件131和132电连接到柔性基板21的GND布线图形。在上述方法中，可得到该实施例的照相机模块1c。作为另一实施例，可以用金属带覆盖照相机模块1。
在根据该实施例的照相机模块1c中，用导体覆盖除部分(透镜支架5和部分柔性基板21)之外的照相机模块1c的圆周(表面)，这里用金属盖件131和132。换句话说，用金属盖件131和132覆盖布线基板2、透镜筒4和密封树脂10的露出表面以及柔性基板21的上表面(部分)。这些金属盖件131和132电连接到柔性基板21的GND布线图形。当使用在电子设备(如蜂窝电话)上安装的照相机模块1c时，例如可以使用金属盖件131和132作为地电位。因此它们可以防止照相机模块1c中的高频波(噪声)不利地影响照相机模块1c外部的外围设备，以及还可以防止照相机模块1c外部的外围设备的高频波(噪声)不利地影响照相机模块1c的内部电路。因此具有这种盖件的照相机模块1c提高了性能。
图65至67图示了在基板(安装基板、外部基板、布线基板)141上安装本实施例的照相机模块1c的一个安装例子的示意图。图68图示了在基板141上安装的照相机模块1c的顶视图。图65对应于侧视图，图66对应于顶视图，以及图67是当从图66的箭头140方向观察基板141时的侧视图。
如图65至68所示，基板141具有在其上安装的金属容器142。金属容器142由导电材料如金属制成，以及具有允许从箭头140的方向在其中插入照相机模块1c的形状。当照相机模块1c被插入金属容器142中时，在金属容器142的上表面上布置从切口部分142a突出的透镜支架5，由此确定照相机模块1c的位置。金属容器142具有由导电材料(例如，类似于用于金属容器142的导电材料)制成的突起144，以及该突起144通过导电键合材料145如焊料电连接到基板141的接地图形(未图示)。因此金属容器142电连接到基板141的接地图形。在通过键合材料145安装(键合)在基板141上的金属容器142中，从箭头140的方向插入金属容器142以及在柔性基板21上布置的连接器150(对应于连接器2 5)连接到基板141上布置的连接器143。例如，连接器150被插入连接器143中，以连接连接器150和连接器143。连接器143电连接在基板141上方形成的布线图形(未图示)。连接器150作为照相机模块1c的外部端通过连接器143电连接到基板141的布线图形。
照相机模块1c的金属盖件131和132电连接到柔性基板21的GND布线图形，以及通过连接器150和连接器143电连接到基板141上方的接地图形。通过将照相机模块1c插入电连接到基板141的接地图形的金属容器142中，金属盖件131和132通过金属容器142和键合材料145电连接到基板141的接地图形。因此这使得可以将覆盖照相机模块的金属盖件131和132连接到接地电位，以及此外缩短从金属盖件131和132到基板141的接地图形的布线长度。因此，可以适当地防止照相机模块1c中的高频波(噪声)不利地影响照相机模块1c外部的外围设备，以及精确地防止照相机模块1c外部的外围设备的高频波(噪声)不利地影响照相机模块1c的内部电路。由此，照相机模块1c能够具有改进的性能。
该实施例可以应用于实施例2以及可以用金属盖件131和132覆盖照相机模块Ib。在此情况下，可得到与如上所述相似的优点。
基于其实施例具体地描述了由本发明人进行的本发明。但是应该注意本发明不局限于这些实施例以及不用说在不脱离本发明精神的范围内可以改进本发明。
在上述描述中，由本发明人进行的本发明应用于使用CMOS图像传感器的照相机模块，使用CMOS图像传感器的照相机模块是本发明的背景技术。本发明不局限于此，而是可以应用于其他照相机模块，如使用CCD(电荷耦合器件)图像传感器的照相机模块。
当本发明应用于用于移动通信装置如蜂窝电话的固态图像传感器件及其制造工艺时本发明是有效的。