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【发明授权】玻璃中介层模块、成像装置和电子设备_索尼公司_201780009157.2 

申请/专利权人:索尼公司

申请日:2017-01-25

公开(公告)日:2022-11-18

公开(公告)号:CN108701696B

主分类号:H01L27/14

分类号:H01L27/14;H01L23/15;H01L23/29;H01L23/31;H04N5/369

优先权:["20160208 JP 2016-021536"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.11.18#授权;2019.03.05#实质审查的生效;2018.10.23#公开

摘要:本公开涉及一种能够减少制造期间的热膨胀导致的变形的发生的玻璃中介层模块、成像装置和电子设备。光透射部件充填在玻璃中介层与CMOS图像传感器CIS之间。由于通过这种配置能增强所述玻璃中介层的刚度,所以可以抑制CIS的偏转,并且还减少变形对于装备在所述玻璃中介层上的陀螺仪传感器等等的影响,并且因此能减少陀螺仪信号的错误检测。本公开能应用于玻璃中介层模块。

主权项:1.一种玻璃中介层模块,其包括:图像传感器,其配置成捕获图像,其中,所述图像传感器包括多个光接收部分,且在所述多个光接收部分之间的区域包括第一凸块连接;玻璃中介层,其在所述图像传感器上;绝缘层,其与所述玻璃中介层的第一表面相接触,其中,所述绝缘层包括第一布线层和第二布线层,所述第一布线层在所述绝缘层的第一表面上,所述第二布线层在所述绝缘层的第二表面上,所述绝缘层的所述第二表面与所述绝缘层的所述第一表面相对,所述第二布线层通过凸块电连接至所述图像传感器,所述第二布线层的第一部分在所述玻璃中介层的第一端部处,且所述玻璃中介层的所述第一表面面对所述图像传感器的所述多个光接收部分;物理传感器,其连接至所述第二布线层的所述第一部分;滤光片,其在所述图像传感器的所述多个光接收部分的每一者上;第一光透射部件,其在所述滤光片之间,在所述图像传感器的所述多个光接收部分的每一者上,且在所述玻璃中介层的所述第一表面上;红外线截止滤光片,其在所述玻璃中介层的第二表面上,其中,所述玻璃中介层的所述第二表面与所述玻璃中介层的所述第一表面相对;第二光透射部件,其在所述红外线截止滤光片上;和玻璃晶片级透镜,其在所述第二光透射部件上。

全文数据:玻璃中介层模块、成像装置和电子设备技术领域[0001]本公开涉及一种玻璃中介层模块、一种成像装置和一种电子设备,尤其涉及一种制造期间的热膨胀导致的变形减少的玻璃中介层模块、成像装置和电子设备。背景技术[0002]在现有技术的相机模块中,采用一种使用玻璃衬底玻璃中介层)以便保护光接收表面并减少接合时的热应力的结构参照专利文献1和2。[0003]引用文献列表[0004]专利文献[0005]专利文献1:日本专利4664372号[0006]专利文献2:日本特许公开2014-127472号专利申请发明内容[0007]本发明要解决的问题[0008]然而,根据专利文献1中公开的技术,在用于校正相机摇动导致的模糊的陀螺仪传感器与图像传感器一起安装在玻璃衬底上的情况下,在制造处理期间和使用期间可能会导致翘曲,因为玻璃衬底的线性膨胀系数不同于图像传感器和陀螺仪传感器中使用的硅,因而也会在安装后的陀螺仪传感器中导致变形。变形可能引起错误的陀螺仪信号,并且可能无法校正相机摇动导致的模糊。[0009]另外,在专利文献2中公开的技术中,芯片存储器芯片、逻辑芯片或互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器CIS芯片、微机电系统MEMS芯片等等设置在玻璃衬底的光接收表面上,并且用贯通电极连接至玻璃衬底背面上的衬底。因此,因为光接收表面暴露出来不与玻璃衬底接触,所以需要单独的保护玻璃衬底等等,并且在模块化时可能无法实现高度的减小。[0010]本公开是鉴于上述情形,并且在陀螺仪传感器与图像传感器一起安装在玻璃衬底上的情况下做出的,本发明的目的是实现:减少玻璃衬底与陀螺仪传感器和图像传感器中使用的硅之间的线性膨胀系数的差异导致的变形;和通过具有装备的芯片的光接收表面接触玻璃衬底的配置来减小高度。[0011]问题的解决方案[0012]根据本公开的一个实施例的玻璃中介层模块包括:图像传感器,其适配成捕获图像;玻璃中介层,其用面朝图像传感器的光接收表面的方式装备有图像传感器;和光透射部件,其充填在图像传感器的光接收表面和玻璃中介层之间。[0013]玻璃中介层可以装备有物理传感器。[0014]物理传感器可以布置在面朝通过柔性印刷电路FPC连接的玻璃中介层的端部同时夹着图像传感器的位置上。[0015]物理传感器可以包括线性膨胀系数为〇.7至6X10_sIT1的材料。[0016」用于自动对焦AF机构或光子图像稳定器0IS机构的驱动驱动器可以装备在玻璃中介层上。[0017]用于散热的衬垫可以装备在玻璃中介层上。[0018]玻璃晶片级透镜可以接合到玻璃中介层。[0019]红外线IR截止滤光片可以附接或涂覆到玻璃中介层。[0020]玻璃贯通孔可以形成在玻璃中介层中,并且传导部件可以形成在玻璃贯通孔的内壁上并且充填到玻璃贯通孔的内壁。[0021]玻璃贯通孔可以形成在玻璃中介层中,并且光吸收膜可以形成在玻璃贯通孔的内壁上,或者光吸收剂可以充填到玻璃贯通孔的内壁。[0022]形成有光吸收膜或充填有光吸收部件的玻璃贯通孔可以布置在离内部光接收表面比形成有传导部件或充填有传导部件的玻璃贯通孔布置的距离更近。[0023]图像传感器可以包括多个光接收部分。[0024]位于多个光接收部分之间的区域可以通过凸块连接被连接。[0025]再配线层可以形成在图像传感器的背面上。[0026]玻璃贯通孔或腔可以形成在玻璃中介层中。[0027]玻璃中介层可以是无碱玻璃。[0028]玻璃中介层可以包括线性膨胀系数为0.7至6X10-6K-1的材料。[0029]玻璃中介层可以包含阿贝数为40或更大的材料。_〇]光透射部件可以包含杨氏模量为0_1到l〇GPa的材料。[0031]光透射部件可以包含阿贝数为40或更大的材料。_2]玻璃中介层可以包含阿贝数为4〇或更大的材料,并且光透射部件可以包含阿贝数为25或更大的材料。[0033]光透射部件可以包含不含卤族元素的材料。[0034]根据本公开的数码相机、移动信息终端或车载相机装备有本公开的玻璃中介层模块。[0035]根据本公开的一个方面的成像装置是包括以下的成像装置:图像传感器,其适配成捕获图像;[0036]玻璃中介层,其以面朝图像传感器的光接收表面的方式装备有图像传感器;和光透射部件,其充填在图像传感器的光接收表面与玻璃中介层之间。[0037]根据本公开的一个方面的电子设备是包括以下的电子设备:图像传感器,其适配成捕获图像;玻璃中介层,其以面朝图像传感器的光接收表面的方式装备有图像传感器;和光透射部件,其充填在图像传感器的光接收表面与玻璃中介层之间。5°038]根据本公开的一个方面,图像传感器捕获图像,玻璃中介层以面朝图像传感器的光接收表面的方式装备有图像传感器,并且光透射部件充填在图像传感器的光接收表面与玻璃中介层之间。[0039]根据本公开的一个方面,可以减少玻璃中介层模块制造期间的热膨胀导致的变形的发生。[0040]本发明的有益效果如下:[0041]根据本公幵的一个方面,可以:减少玻璃衬底与陀螺仪传感器和图像传感器中使用的硅之间的线性膨胀系数的差异导致的变形,并且通过具有装备的芯片的光接收表面接触玻璃衬底的配置而实现高度的减小。附图说明[0042]图1是示出现有技术中使用玻璃衬底的相机模块的第一示例性配置的图。[0043]图2是示出现有技术中使用玻璃衬底的相机模块的第二示例性配置的图。[0044]图3是示出应用本公开的根据第一实施例的相机模块的示例性配置的图。[0045]图4是示出应用本公开的根据第二实施例的相机模块的示例性配置的图。[0046]图5是示出应用本公开的根据第三实施例的相机模块的示例性配置的图。[0047]图6是示出应用本公开的根据第四实施例的相机模块的示例性配置的图。[0048]图7是示出应用本公开的根据第五实施例的相机模块的示例性配置的图。[0049]图8是示出应用本公开的根据第六实施例的相机模块的示例性配置的图。[0050]图9是示出应用本公开的根据第七实施例的相机模块的示例性配置的图。[0051]图10是示出应用本公开的根据第八实施例的相机模块的示例性配置的图。[0052]图11是示出应用本公开的根据第九实施例的相机模块的示例性配置的图。[0053]图12是使用应用本公开的相机模块的成像装置的示例性配置。[0054]图13是示出应用本公开的相机模块的示例性使用的图。具体实施方式[0055]在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意,在本说明书和附图中,具有基本相同功能配置的构成元件将由相同的附图标记表示,并且将省略相同描述的重复。[0056]此外,请注意,说明将按以下顺序提供。[0057]1.现有技术的实施例[0058]2.第一实施例[0059]3.第二实施例[0060]4.第三实施例[0061]5.第四实施例[0062]6.第五实施例[0063]7.第六实施例[0064]8•第七实施例[0065]9.第八实施例[0066]10.第九实施例[0067]11.示例性应用[0068]«1.现有技术的实施例〉〉[0069]图1和图2是各包括对应于专利文献1和2的现有技术的第一和第二实施例的玻璃中介层模块的相机模块的示例性配置。[0070]在图1中,光从图的上侧向下入射。图像传感器D通过密封圈C和焊料凸块F连接到图中的透明衬底玻璃衬底A的下侧。图像传感器D设置成使得光接收表面E面朝入射光的入射方向。此外,半导体芯片元件LCRB装备在图中的透明衬底A的下部并且邻近图像传感器D。[0071]通过这种配置,光接收表面E可以由透明衬底A保护,并且可以减小接合时的热应力。[0072]然而,在具有图1的配置的情况下,可能由于透明衬底A和图像传感器D之间的热膨胀系数的差异而导致翘曲,并且例如,在半导体芯片元件B不是LCR而是陀螺仪传感器等的情况下,可能导致陀螺仪传感器的陀螺仪信号中的错误检测,并且存在不能输出适当的陀螺仪信号的可能性。[0073]因此,如图2所示,专利文献2中提出的配置是这样的配置,其中,在透明衬底玻璃衬底P的表面上具有端子的多个电子元件堆叠在树脂层N之间,同时将图中的半导体芯片元件L的上侧设置为光接收表面M,并且通过同时执行加热和负载施加而不进行焊料接合来堆叠和连接包括端子、焊料层和端子的多个层,然后一次焊料接合多个电子组件(端子之间),从而抑制树脂咬入树脂进入端子之间的空间,并且端子、焊料层和端子之间的连接状态消失的状态的发生。[0074]然而,在这种配置的情况下,半导体芯片元件L的光接收表面M没有连接到透明衬底P,因此,需要单独的保护透明层,因此,当模块化时有可能无法实现高度的减小。[0075]«2.第一实施例〉〉[0076]接下来,将参考图3描述应用本公开的玻璃中介层模块的相机模块。注意,图3的上部是相机模块的顶视图,而图3的下部是相机模块的左侧部分沿着图3中的线AA截取的横截面。[0077]相机模块11包括整体的玻璃中介层(IP31。玻璃IP31设有绝缘层55,其背表面的中心具有开口。[0078]绝缘层55分别在图3中的上表面部分和下表面部分上设有配线层54-1和54-2,并且这些配线层当中的配线层54-2经由凸块52电气连接到设置在背表面的中心的CMOS图像传感器CIS41。[0079]凸块52包含金Au等等,并且例如通过使用超声波的Au凸块接合被接合。或者,凸块52可以是Au凸块、焊料凸块、Cu芯凸块或其组合。[0080]CIS41具有设有彩色滤光片42的上表面部分,并且例如对应于R、G和B波长中的每一个的光在拜耳阵列中逐个像素地透过。[0081]玻璃IP31具有粘贴或涂覆有IR截止滤光片53的上表面,IR截止滤光片53只屏蔽具有对应于红外线光的波长的光。[0082]另外,玻璃IP31具有侧表面部分,侧表面部分设有光吸收部件56,光吸收部件56通过吸收从侧表面方向入射的光而抑制杂散光的入射。[0083]光透射部件51充填在玻璃IP31与CIS41其上表面上设有彩色滤光片42之间。[0084]玻璃IP31包含无碱玻璃等等并且具有与硅相似的线性膨胀系数。例如,对于线性膨胀系数为1到4.5X10_6IT1的硅,可以使用线性膨胀系数为0.7到6XH^OT1的材料,但是优选的是该线性膨胀系数在使用温度下接近硅的线性膨胀系数。[0085]对于光透射部件51,可以使用杨氏模量为0.1到1OGPa的材料,但是杨氏模量为lGPa或更大是优选的,因为可以抑制CIS41的翘曲,并且需要使用不含卤族元素的材质。[0086]玻璃IP31和光透射部件51各自的阿贝数可以是40或更大,但是阿贝数为55或更大是优选的,因为可以减少颜色分散。[0087]替代地,即使在光透射部件51的阿贝数是25或更大的情况下,通过根据色差消除条件对于玻璃IP31使用阿贝数为40或更大的材料来减少颜色分散。[0088]此外,玻璃IP31和光透射部件51各自的透射率是90%或更大,优选地是95%或更大。[0089]光吸收部件56是包括折射率材料和膜厚度受到控制的多层膜的防反射部件。[0090]因为光透射部件51因此充填在玻璃IP31与CIS41之间,所以可以增强整体刚度,外力几乎不会导致变形,并且可以保持CIS41的平坦性。[0091]另外,即使在与玻璃IP31的线性膨胀系数的差异导致CIS41的翘曲应力的情况下,因为受到填充的光透射部件51的支撑,所以可以保持CIS的平坦性。[0092][0109]上文中说明了通过在玻璃IP31与CIS41之间充填光透射部件51来增强刚度的相机模块11的示例,但是也可以通过进一步设置玻璃贯通孔TGV和在其内壁上形成或充填传导部件来增强刚度。[0110]图6示出了在玻璃IP中设置玻璃贯通孔TGV并且在其内壁上形成和充填传导部件的相机模块11的示例性配置。[0111]图6中的相机模块11的玻璃IP31设有玻璃贯通孔TGV,并且设有具有形成或充填到其内壁的传导部件的附接有传导部件91的TGV。[0112]如图6的上部部分中所示,各自附接有传导部件91的TGV以围绕CIS41的光接收表面的方式以相等的间隔或不相等的间隔布置,并且排列成多列。[0113]另外,诸如铜Cu或铝A1的金属还有多晶硅等等充填到传导部件TGV91中。[0114]使用这种配置,可以增强玻璃IP31的刚度,还可以增加配线布局的自由度。结果是,陀螺仪传感器43和FPC32不但可以连接到玻璃IP31的背表面,而且连接到图中它的上表面侧。[0115]一种玻璃中介层模块,其包括:[0174]图像传感器,其适配成捕获图像;[0175]玻璃中介层,其以面朝所述图像传感器的光接收表面的方式装备有所述图像传感器;[0176]光透射部件,其充填在所述图像传感器的所述光接收表面与所述玻璃中介层之间。[0177]根据所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层装备有物理传感器。[0178]根据所述的玻璃中介层模块,其中所述物理传感器布置在面朝通过柔性印刷线路板FPC连接的玻璃中介层的端部同时夹着图像传感器的位置上。[0179]根据所述的玻璃中介层模块,其中所述物理传感器包含线性膨胀系数为0.7到6X1^K—1的材料。[0180]根据〈1到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中用于自动对儒AF机构或光学图像稳定器0IS机构的驱动驱动器装备在所述玻璃中介层上。[0181]根据到〈5中任一项所述的玻璃中介层模块,其中用于散热的衬垫装备在所述玻璃中介层上。[0182]根据〈1到〈6中任一项所述的玻璃中介层模块,其中玻璃晶片级透镜接合到所述玻璃中介层。[0183]根据到〈7中任一项所述的玻璃中介层模块,其中红外线(IR截止滤光片附接或涂覆到所述玻璃中介层。[0184]〈9根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中玻璃贯通孔形成在所述玻璃中介层中,并且传导部件形成在所述玻璃贯通孔的内壁上或充填到所述玻璃贯通孔的内壁。[0185]根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中玻璃贯通孔形成在所述玻璃中介层中,并且光吸收膜形成在所述玻璃贯通孔的内壁上或者光吸收剂充填到所述玻璃贯通孔的内壁。[0186]根据所述的玻璃中介层模块,其中形成有所述光吸收膜或充填有所述光吸收部件的玻璃贯通孔布置在离内部光接收表面比形成有所述传导部件或充填有所述传导部件的玻璃贯通孔布置的距离更近。[0187]根据到〈11中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述图像传感器包括多个光接收部分。[0188]根据所述的玻璃中介层模块,其中位于所述多个光接收部分之间的区域通过凸块连接而被连接。[0189]根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中再配线层形成在所述图像传感器的背侧上。[0190]〈15根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中玻璃贯通孔或腔形成在所述玻璃中介层中。[0191]〈16根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层是无碱玻璃。[0192]根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层包含线性膨胀系数为0.7到6X10-6K-1的材料。[0193]〈18根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层包含阿贝数为4〇或更大的材料。[0194]〈19根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述光透射部件包含杨氏模量为〇•UUlOGPa的材料。[0195]根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述光透射部件包含阿贝数为40或更大的材料。[0196]根据〈1到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层包含阿贝数为40或更大的材料,并且所述光透射部件包含阿贝数为25或更大的材料。[0197]根据到中任一项所述的玻璃中介层模块,其中所述光透射部件包含不含卤族元素的材料。[0198]一种装备有根据所述的玻璃中介层模块的数码相机、移动信息终端或车载相机。[01"]—种成像装置,其包括:[0200]图像传感器,其适配成捕获图像;[0201]玻璃中介层,其以面朝所述图像传感器的光接收表面的方式装备有所述图像传感器;[0202]光透射部件,其充填在图像传感器的光接收表面与玻璃中介层之间。[0203]〈25—种电子设备,其包括:[0204]图像传感器,其适配成捕获图像;[0205]玻璃中介层,其以面朝图像传感器的光接收表面的方式装备有图像传感器;和[0206]光透射部件,其充填在图像传感器的光接收表面与玻璃中介层之间。[0207]参考符号列表[0208]11相机模块[0209]31玻璃IP[0210]32FPC[0211]41CIS[0212]42、42-1、42-2彩色滤光片[0213]51、51-1、51_2光透射部件[0214]52凸块[0215]53IR截止滤光片[0216]54、54-1、54-2配线层[0217]55绝缘层[0218]56光吸收部件[0219]57各向异性传导膜[0220]71玻璃晶片级透镜[0221]72光透射部件[0222]91附接有传导部件的TGV[0223]111附接有光吸收部件的TGV[0224]131涂层树脂配线[0225]132再配线层[0226]141CIS[0227]151TGV[0228]152腔。

权利要求:1.一种玻璃中介层模块,其包括:图像传感器,其配置成捕获图像;玻璃中介层,其以面朝所述图像传感器的光接收表面的方式装备有所述图像传感器;和光透射部件,其充填在所述图像传感器的所述光接收表面与所述玻璃中介层之间。2.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层装备有物理传感器。3.根据权利要求2所述的玻璃中介层模块,其中所述物理传感器布置在面朝通过柔性印刷线路板FPC连接的所述玻璃中介层的端部同时夹着所述图像传感器的位置上。4.根据权利要求2所述的玻璃中介层模块,其中所述物理传感器包含线性膨胀系数为0.7到6父10_61_1的材料。5.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中用于自动对焦AF机构或光学图像稳定器OIS机构的驱动驱动器装备在所述玻璃中介层上。6.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中用于散热的衬堅装备在所述玻璃中介层上。7.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中玻璃晶片级透镜接合到所述玻璃中介层。8.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中红外线(IR截止滤光片附接或涂覆到所述玻璃中介层。9.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中玻璃贯通孔形成在所述玻璃中介层中,并且传导部件形成在所述玻璃贯通孔的内壁上或充填到所述玻璃贯通孔的内壁。10.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中玻璃贯通孔形成在所述玻璃中介层中,并且光吸收膜形成在所述玻璃贯通孔的内壁上,或者光吸收剂充填到所述玻璃贯通孔的内壁。11.根据权利要求10所述的玻璃中介层模块,其中形成有所述光吸收膜或充填有所述光吸收部件的所述玻璃贯通孔布置在离内部光接收表面比形成有所述传导部件或充填有所述传导部件的所述玻璃贯通孔布置的距离更近。12.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述图像传感器包括多个光接收部分。13.根据权利要求12所述的玻璃中介层模块,其中位于所述多个光接收部分之间的区域通过凸块连接而被连接。14.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中再配线层形成在所述图像传感器的背侧上。15.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中玻璃贯通孔或腔形成在所述玻璃中介层中。16.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层是无碱玻璃。17.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层包含线性膨胀系数为0.7到6\10_6〇_1的材料。18.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层包含阿贝数为40或更大的材料。19.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述光透射部件包含杨氏模量为〇丄到lOGPa的材料。•2〇_根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述光透射部件包含阿贝数为4〇或更大的材料。21.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述玻璃中介层包含阿贝数为4〇或更大的材料,并且所述光透射部件包含阿贝数为25或更大的材料。22.根据权利要求1所述的玻璃中介层模块,其中所述光透射部件包含不含卤族元素的树料。23.—种装备有根据权利要求1所述的玻璃中介层模块的数码相机、移动信息终端或车载相机。24.—种成像装置,其包括:團像传感器,其配置成捕获图像;玻璃中介层,其以面朝所述图像传感器的光接收表面的方式装备有所述图像传感器;和光透射部件,其充填在所述图像传感器的所述光接收表面与所述玻璃中介层之间。25.—种电子设备,其包括:图像传感器,其配置成捕获图像;玻璃中介层,其以面朝所述图像传感器的光接收表面的方式装备有所述图像传感器;和光透射部件,其充填在所述图像传感器的所述光接收表面与所述玻璃中介层之间。

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