半导体器件的制造方法 技术领域 本发明涉及一种半导体器件的制造方法， 尤其涉及一种适用于作为传感器模块的 半导体器件的制造方法的有效技术。
背景技术 在传感器模块中， 具有利用将光信号转换为电信号的光电转换装置的传感器模 块。所述传感器模块被用于各种用途， 例如被用于读取静脉图形的静脉认证用传感器等。
在日本特开 2007-117397 号公报 ( 专利文献 1) 中， 公开了一种与能够读取指纹或 静脉图形的光学式生物传感器相关的技术。
专利文献 1 ： 日本特开 2007-117397 号公报
发明内容 迄今为止的传感器模块 ( 以静脉认证传感器模块为例 ) 的结构是在传感器芯片 (CMOS 传感器芯片 ) 上隔开一定距离而配置光学元件 ( 透镜 )， 因此传感器模块的厚度 ( 安 装高度 ) 较大。
另一方面， 近年来， 逐渐要求传感器模块的薄型化， 因此我们对于专利文献 1 的内 容， 即在传感器芯片上直接粘合光学元件 ( 保护层 ) 的薄型的传感器模块进行了探讨。
通过本案发明人对此种薄型传感器模块的制造进行的研究， 结果发现以下问题。
即， 传感器芯片相对于光学元件的位置偏移。
如果加以详细说明， 在将光学元件固定 ( 配置 ) 到传感器芯片上时， 使用的是糊状 的粘合剂 ( 具有流动性的粘合剂 )， 因此可知， 即使相对于传感器芯片准确地配置了光学元 件， 但在所述粘合剂固化之前， 配置在传感器芯片上的光学元件仍会出现移动。
因此， 本专利申请发明人对以下方法进行了探讨， 即， 在利用接合工具保持好光学 元件的状态下对粘合剂进行加热， 使该粘合剂固化， 以实现即使使用糊状的粘合剂时， 光学 元件也不会出现移动的结果。结果， 虽然抑制了光学元件相对于传感器芯片的水平方向上 的位置偏移， 但同时也降低了固化后的粘合剂的透射率 ( 产生干涉条纹 )。
本案发明人对此又进行了研究， 结果发现原因如下， 即在粘合剂固化之前的期间， 接合工具的负荷仍被施加至所述粘合剂上的缘故。由此导致粘合剂的厚度产生偏差， 从而 使固化后的粘合剂形成干涉条纹。
如上所述， 在将光学元件粘合固定于传感器芯片的情况下， 不仅要应对水平方向 上的位置偏移， 还必须考虑到垂直方向 ( 厚度方向 ) 上的配置精度。
另外， 在所述专利文献 1 的技术中， 公开了隔着间隔物 (14) 将保护膜 (13b) 配置 到半导体层 (7) 上的方案， 但在由树脂构成的保护层 (13a) 完全固化之前， 已配置的保护膜 (13b) 的位置仍存在偏移的可能 ( 本项中括号内的符号对应于所述专利文献 1 的符号 )。
本发明的目的在于提供一种能够将光学元件高精度地配置 ( 固定 ) 到传感器芯片 上的技术。
另外， 本发明的目的还在于提供一种能够提高半导体器件的性能的技术。
本发明的所述内容及所述内容以外的目的和新特征在本说明书的描述及附图说 明中写明。
下面简要说明关于本专利申请书中所公开的发明中具有代表性的实施方式的概 要。
代表性的实施方式的半导体器件的制造方法是， 将具有表面的传感器芯片以面朝 上的方式安装到布线基板的上表面之后， 在传感器芯片的表面上的多个部位配置第一粘合 材料， 并通过使所述第一粘合材料固化， 从而在传感器芯片的表面形成多个具有粘合性的 第一间隔物， 所述表面具有形成有多个像素的传感器区域。 接着， 在传感器芯片的表面配置 糊状的第二粘合材料之后， 在对第一光学元件施加负荷的状态下， 隔着多个第一间隔物及 第二粘合材料将具有形成有多个光学区域的遮光层的第一光学元件配置到传感器芯片的 表面上。接下来， 在未对第一光学元件施加负荷的状态下通过使第二粘合材料固化将第一 光学元件进行固定。
下面简要说明关于本专利申请书中所公开的发明中根据具有代表性的实施方式 所得到的效果。
根据代表性的实施方式， 可将光学元件高精度地配置 ( 固定 ) 到传感器芯片上。
而且， 还可提高半导体器件的性能。 附图说明 图 1 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的平面图。
图 2 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的平面透视图。
图 3 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的剖面图 (A1-A1 剖面图 )。
图 4 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的剖面图 (B1-B1 剖面图 )。
图 5 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的剖面图 (C1-C1 剖面图 )。
图 6 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的局部放大剖面图。
图 7 所示的是本发明一实施方式的传感器模块中所用的传感器芯片的平面图。
图 8 所示的是本发明一实施方式的传感器模块中所用的光学元件的平面图。
图 9 所示的是本发明一实施方式的传感器模块中所用的光学元件的平面图。
图 10 所示的是本发明一实施方式的传感器模块中所用的传感器芯片及光学元件 的局部放大剖面图。
图 11 所示的是传感器芯片的受光元件、 光学元件的遮光层的开口部与光学元件 的透镜部的平面位置关系的说明图。
图 12 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的制造工序的制造工艺流程图。
图 13 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的制造工序中步骤 S5 的间隔物形 成工序的详细工艺流程图。
图 14 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的制造工序中步骤 S6 的光学元件 安装工序的详细工艺流程图。
图 15 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的制造工序中步骤 S7 的间隔物形 成工序的详细工艺流程图。
图 16 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的制造工序中步骤 S8 的光学元件 安装工序的详细工艺流程图。
图 17 所示的是制造本发明一实施方式的传感器模块时所用的布线基板的俯视 图。
图 18 所示的是制造本发明一实施方式的传感器模块时所用的布线基板的剖面图 (A1-A1 剖面图 )。
图 19 所示的是制造本发明一实施方式的传感器模块时所用的布线基板的剖面图 (B1-B1 剖面图 )。
图 20 所示的是制造本发明一实施方式的传感器模块时所用的布线基板的剖面图 (C1-C1 剖面图 )。
图 21 所示的是本发明一实施方式的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视 图 )。
图 22 所示的是与图 21 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 )。
图 23 所示的是与图 21 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 )。
图 24 所示的是与图 21 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面 图 25 所示的是图 21 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。 图 26 所示的是与图 25 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 27 所示的是与图 25 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 28 所示的是与图 25 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面 图 29 所示的是图 25 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。 图 30 所示的是与图 29 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 31 所示的是与图 29 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 32 所示的是与图 29 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面 图 33 所示的是图 29 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。 图 34 所示的是与图 33 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 35 所示的是与图 33 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 36 所示的是与图 33 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面图 )。
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图 )。图 37 所示的是与图 33 至图 36 相同的工序阶段中传感器芯片的平面图。 图 38 所示的是图 33 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。 图 39 所示的是与图 38 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 40 所示的是与图 38 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 41 所示的是与图 38 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面 图 42 所示的是图 38 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。 图 43 所示的是与图 42 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 44 所示的是与图 42 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 45 所示的是与图 42 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面图 )。
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图 )。 图 46 所示的是与图 42 至图 45 相同的工序阶段中传感器芯片及传感器芯片上的 光学元件的平面图 ( 俯视图 )。
图 47 所示的是与图 42 至图 45 相同的工序阶段中传感器芯片及传感器芯片上的 光学元件的层叠结构的局部放大剖面图。
图 48 所示的是步骤 S6b 的光学元件配置工序及步骤 S6c 的粘合材料固化工序的 说明图。
图 49 所示的是步骤 S6b 的光学元件配置工序及步骤 S6c 的粘合材料固化工序的 说明图。
图 50 所示的是步骤 S6b 的光学元件配置工序及步骤 S6c 的粘合材料固化工序的 说明图。
图 51 所示的是步骤 S6b 的光学元件配置工序及步骤 S6c 的粘合材料固化工序的 说明图。
图 52 所示的是图 42 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。
图 53 所示的是与图 52 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 )。
图 54 所示的是与图 52 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 )。
图 55 所示的是与图 52 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面 图 )。
图 56 所示的是与图 52 至图 55 相同的工序阶段中传感器芯片及传感器芯片上的 光学元件的平面图。
图 57 所示的是图 52 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。
图 58 所示的是与图 57 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 )。
图 59 所示的是与图 57 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 60 所示的是与图 57 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面 图 61 所示的是图 57 之后的传感器模块的制造工序中的平面图 ( 俯视图 )。 图 62 所示的是与图 61 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (A1-A1 剖面 图 63 所示的是与图 61 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (B1-B1 剖面 图 64 所示的是与图 61 相同的传感器模块的制造工序中的剖面图 (C1-C1 剖面图 )。
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图 )。 图 65 所示的是与图 61 至图 64 相同的工序阶段中传感器芯片及传感器芯片上的 光学元件的平面图 ( 俯视图 )。
图 66 所示的是与图 61 至图 64 相同的工序阶段中传感器芯片及传感器芯片上的 光学元件的层叠结构的局部放大剖面图。
图 67 所示的是步骤 S8b 的光学元件配置工序及步骤 S8c 的粘合材料固化工序的 图 68 所示的是步骤 S8b 的光学元件配置工序及步骤 S8c 的粘合材料固化工序的 图 69 所示的是步骤 S8b 的光学元件配置工序及步骤 S8c 的粘合材料固化工序的 图 70 所示的是步骤 S8b 的光学元件配置工序及步骤 S8c 的粘合材料固化工序的 图 71 所示的是使用本发明一实施方式的传感器模块的手指静脉认证装置的说明 图 72 所示的是形成有对准标记的传感器芯片的平面图。 图 73 所示的是形成有对准标记的光学元件的平面图。 图 74 所示的是形成有对准标记的光学元件的平面图。 符号说明 2 布线基板 2a 上表面 2b 下表面 3 传感器芯片 3a 表面 3b 背面 4 电子元件 5 光学元件 5a 表面 6 光学元件9说明图。
说明图。
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CN 102655157 A
说明书6/28 页6a 表面 7 封装部 10a、 10b、 10c 接合材料 11、 11a、 12、 12a 粘合材料 13 透镜部 14 基底层 15 遮光层 16 开口部 17 基底层 21 粘合材料 22 载台 22a 上表面 23 接合工具 23a 前端部 24 粘合材料 31 手指静脉认证装置 32 容器 33 红外滤波器 34 光源 36 手指 37 静脉 AL1、 AL2、 AL3 对准标记 BL 焊接导线 BW 焊线 CNT 连接器 MJ1 传感器模块 P1、 P2、 P3 间距 PD 焊盘电极 PH 受光元件 RG1、 RG2、 RG3、 RG4 区域 SD1、 SD2 边 SE 传感器面 SP1、 SP2 间隔物 TE1、 TE2、 TE3 端子具体实施方式
在以下实施方式中， 为了方便， 在必要时将几个部分或将实施方式分割来说明， 除 了需要特别说明的以外， 这些都不是彼此独立且无关系的， 而是与其它一部分或者全部的 变形例、 详细内容及补充说明等相互关联的。另外， 在以下实施方式中提及要素数等 ( 包括个数、 数值、 量、 范围等 ) 时， 除了特别说明及原理上已经明确限定了特定的数量等除外， 所 述的特定数并非指固定的数量， 而是可大于等于该特定数或可小于等于该特定数。 而且， 在 以下实施方式中， 除了特别说明及原理上已经明确了是必要时除外， 所述的构成要素 ( 包 括要素步骤等 ) 也并非是必须的要素。同样地， 在以下实施方式中提及的构成要素等的形 状、 位置关系等时， 除了特别说明时及原理上已经明确了并非如此时， 实质上包括与前述形 状等相近或者类似的。同理， 前述的数值及范围也同样包括与其相近的。
以下根据附图详细说明本发明的实施方式。为了说明实施方式的所有图中， 原则 上对具有同一功能的构件采用同一符号， 省略掉重复的说明。 另外， 在除了需要特别说明的 以外， 对具有同一或同样的部分原则上不进行重复说明。
另外， 在实施方式所用的图中， 为了使图面简单易懂， 有时会省略掉剖面图的剖面 线或者给平面图加上剖面线。
下面参照附图来说明本实施方式的传感器模块 ( 半导体器件 ) 及其制造工序。本 实施方式的传感器模块是作为静脉认证用 ( 例如手指静脉认证用 ) 的传感器模块等所使用 的传感器模块。也能够用于静脉认证以外的用途， 例如用于指纹识别用等。
< 关于传感器模块的结构 > 图 1 所示的是本发明一实施方式的传感器模块 ( 半导 体器件、 电子装置 )MJ1 的平面图， 图 2 所示的是传感器模块 MJ1 的平面透视图， 图 3 至图 5 所示的是传感器模块 MJ1 的剖面图 ( 侧剖面图 )， 图 6 所示的是传感器模块 MJ1 的局部放大 剖面图 ( 主要部分剖面图 )。图 7 所示的是传感器模块 MJ1 中所用的传感器芯片 3 的平面 图 ( 俯视图 )， 图 8 所示的是传感器模块 MJ1 中所用的光学元件 5 的平面图 ( 俯视图 )， 图 9 所示的是传感器模块 MJ1 中所用的光学元件 6 的平面图 ( 俯视图 )。图 10 所示的是传感 器模块 MJ1 中所用的传感器芯片 3、 光学元件 5 及光学元件 6 的局部放大剖面图 ( 主要部 分剖面图 )。图 11 所示的是传感器芯片 3 的受光元件 PH、 光学元件 5 的遮光层 15 的开口 部 16 与光学元件 5 的透镜部 13 的平面位置关系的说明图 ( 平面图 )。另外， 在图 2 中， 示 出了透视 ( 拆除 ) 了光学元件 5、 6 及封装部 7 的状态的传感器模块 MJ1 的平面图。而且， 图 3 对应于图 1 及图 2 的 A1-A1 线的位置处的剖面图， 图 4 对应于图 1 及图 2 的 B 1-B 1 线的位置处的剖面图， 图 5 对应于图 1 及图 2 的 C1-C 1 线的位置处的剖面图。图 6 所示的 是图 3 的局部放大剖面图， 示出了由图 3 中的虚线围成的区域 RG1 的放大图， 而图 6 也对应 于图 11 的 D4-D4 线的位置处的剖面图。图 7 中示出了传感器芯片 3 的整体平面图 ( 俯视 图 )， 同时还示出了其中的区域 RG2 的放大图。图 8 中示出了光学元件 5 的整体平面图 ( 俯 视图 )， 同时还示出了其中的区域 RG3 的放大图。图 9 中示出了光学元件 6 的整体平面图 ( 俯视图 )， 同时还示出了其中的区域 RG4 的放大图。图 10(c) 中示出了传感器芯片 3 的局 部放大剖面图 ( 主要部分剖面图 )， 图 10(b) 中示出了光学元件 5 的局部放大剖面图 ( 主 要部分剖面图 )， 图 10(a) 中示出了光学元件 6 的局部放大剖面图 ( 主要部分剖面图 )。图 10(c) 对应于图 7 的 D1-D1 线的位置处的剖面图， 图 10(b) 对应于图 8 的 D2-D2 线的位置处 的剖面图， 图 10(a) 对应于图 9 的 D3-D3 线的位置处的剖面图。而且， 图 10 的剖面图相当 于图 6 的剖面。而且， 图 8 中区域 RG3 的放大图的部分为平面图， 但为了便于理解， 对形成 有遮光层 15 的区域标注了点状的剖面线。
如图 1 至图 10 所示， 本实施方式的传感器模块 MJ1 具有 ： 布线基板 2 ； 安装于布线 基板 2 的上表面 2a 上的传感器芯片 3 及电子元件 4 ； 以及安装于传感器芯片 3 上的光学元件 5、 6。此外， 本实施方式的传感器模块 MJ1 具有 ： 多根焊线 BW， 所述多根焊线 BW 将传感器 芯片 3 的多个焊盘电极 PD 与布线基板 2 的多根焊接导线 BL 进行电连接 ； 覆盖所述多根焊 线 BW 的封装部 7 ； 以及安装于布线基板 2 的上表面 2a 的连接器 CNT。
布线基板 ( 基材 )2 具有彼此位于相反侧的两个主表面即上表面 ( 主表面、 表面、 传感器芯片安装面 )2a 与下表面 ( 背面 )2b， 上表面 2a 侧成为传感器芯片 3 及电子元件 4 安装侧的主表面 ( 传感器芯片安装面 )。 布线基板 2 例如为玻璃环氧系的树脂基板， 也可以 采用将由树脂材料层 ( 例如玻璃环氧系树脂材料层 ) 等构成的绝缘层与布线层 ( 导体层、 导体图形层 ) 交替层叠而成的多层布线结构 ( 即多层布线基板 )。在布线基板 2 的上表面 2a， 形成 ( 配置 ) 有多根焊接导线 ( 电极、 端子 )BL 及多个端子 ( 电极、 导电性焊区、 焊接导 线 )TE1、 TE2 作为电极。在布线基板 2 的上表面 2a 上安装的传感器芯片 3 的焊盘电极 ( 焊 盘、 电极、 端子 )PD 经由焊线 BW 电连接于布线基板 2 的上表面 2a 上形成的焊接导线 BL。焊 线 BW 例如由金 (Au) 线等的金属细线构成。
在布线基板 2 的上表面 2a 安装 ( 搭载 ) 有单个或多个电子元件 4， 所述电子元 件 4 例如为芯片电阻或芯片电容器等被动元件 ( 芯片元件 )、 或者 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ： 电可擦除只读存储器 ) 等形成有非易失性存 储器电路的存储器芯片 ( 存储器用半导体芯片 )。电子元件 4 中的芯片电阻或芯片电容器 等被动元件被焊接安装在布线基板 2 的上表面 2a 上， 存储器芯片隔着焊锡凸块 ( 凸块电 极 ) 等而以倒装芯片的方式安装在布线基板 2 的上表面 2a 上。即， 电子元件 4 的各电极分 别机械性地且电连接于布线基板 2 的上表面 2a 的各端子 TE1。图 1、 图 2 及图 4 中， 示出了 作为电子元件 4 的芯片电阻或芯片电容器等被动元件经由焊锡等接合材料 10b 而连接于布 线基板 2 的上表面 2a 的端子 TE1 的状态。布线基板 2 的上表面 2a 上安装的电子元件 4 的 种类和数量可根据需要进行各种变更。在布线基板 2 的上表面 2a， 形成有作为电子元件 4 连接用端子的多个端子 TE1， 各端子 TE1 由与布线基板 2 的上表面 2a 上形成的上述焊接导 线 BL 为同层的导体图形 ( 布线图形 ) 所形成。
传感器芯片 ( 摄像元件、 固态摄像元件、 半导体摄像元件 )3 是光传感器用半导体 芯片， 例如形成有 CMOS 影像传感器电路等传感器电路 ( 受光元件电路 )， 且具有形成传感器 电路的一侧的主表面即表面 ( 受光面、 受光元件形成面 )3a 和与表面 3a 为相反侧的主表面 即背面 3b。并且， 以传感器芯片 3 的背面 3b 与布线基板 2 相向 ( 安装、 粘合 ) 的方式， 将传 感器芯片 3 经由接合材料 ( 芯片焊接材料 )10a 而安装 ( 配置、 搭载、 面朝上焊接 ) 到布线 基板 2 的上表面 2a 上。传感器芯片 3 为半导体芯片， 因此传感器模块 MJ1 可视为半导体器 件。
传感器芯片 3 上形成的 CMOS 影像传感器电路是通过在半导体器件的制造工序中 使用的标准 CMOS 工艺而形成， 且具有传感器阵列 ( 受光元件区域 )。在传感器芯片 3 的表 面 3a 上， 设置着形成有传感器阵列的区域 ( 传感器区域 ) 即传感器面 ( 传感器区域、 受光 部、 传感器阵列区域 )SE 作为受光部。也可将传感器面 SE 视为传感器区域。传感器芯片 3 的平面形状为四边形 ( 更具体地说为长方形 )， 传感器面 SE 的平面形状也为四边形 ( 更具 体地说为长方形 )。
在传感器芯片 3 的传感器面 SE 上， 形成有多个受光元件 PH 作为多个像素。具体 而言， 由图 7 及图 10(c) 也可知， 在传感器芯片 3 的传感器面 SE 上， 沿着传感器芯片 3 的主表面而在纵横方向上 ( 即呈阵列状地 ) 有规则地排列配置着多个受光元件 ( 像素 )PH。各 受光元件 PH 是形成 CMOS 影像传感器电路的像素的部分， 具有将照入的光信号转换为电信 号的光电转换功能。因此， 可将受光元件 PH 视为像素。例如可使用光电二极管或光电晶体 管作为受光元件 PH。 而且， 传感器芯片 3 还可为具有对由传感器面 SE 获得的电信号进行处 理的模拟电路或 DSP(Digital Signal Processor ： 数字信号处理器 ) 电路等。
在传感器芯片 3 的传感器面 SE 上， 例如呈 100 行 ×150 列的阵列 ( 行列 ) 状地排 列 ( 配置 ) 有 15000 个受光元件 PH。另外， 传感器芯片 3 的传感器面 SE 上的受光元件 PH 的排列的行数及列数可根据需要变更。
而且， 图中虽未示出， 但在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 形成有表面保护膜 ( 保护绝 缘膜 ) 作为传感器芯片 3 最上层的绝缘膜。在所述表面保护膜上， 形成有受光元件 PH 用开 口部和焊盘电极 PD 用开口部。所述表面保护膜上的受光元件 PH 用开口部是以所述受光元 件 PH 露出于各受光元件 PH 的上部的方式而形成， 以使得光能够通过受光元件 PH 用开口部 而照向受光元件 PH。而且， 表面保护膜上的焊盘电极 PD 用开口部是以所述焊盘电极 PD 露 出于各焊盘电极 PD 的上部的方式而形成， 以使焊线 BW 能够连接于焊盘电极 PD。
在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 在除传感器面 SE 以外的区域形成 ( 配置 ) 有多个 焊盘电极 PD， 所述焊盘电极 PD 是传感器芯片 3 的 CMOS 影像传感器电路等的引出电极， 通过 焊线 BW 电连接于布线基板 2 的焊接导线 BL。焊盘电极 PD 配置在传感器芯片 3 的表面 3a 的外围部， 在图 2 及图 7 中， 沿着传感器芯片 3 的表面 3a 的边 SD1 而排列配置 ( 排列 ) 有 多个焊盘电极 PD。 在布线基板 2 的上表面 2a， 经由接合材料 10c 安装 ( 搭载、 配置 ) 有作为传感器模 块 MJ1 的外部端子 ( 外部连接端子 ) 作用的连接器 ( 连接器部 )CNT。连接器 CNT 具有作为 将传感器模块 MJ1( 所内置的电路 ) 与外部设备电连接的外部端子的作用。具体而言， 在布 线基板 2 的上表面 2a 上的沿着边 SD2 的位置， 形成有作为连接器 CNT 连接用端子的多个端 子 TE2， 连接器 CNT 电连接于所述多个端子 TE2。布线基板 2 的上表面 2a 的各端子 TE2 由 与布线基板 2 的上表面 2a 上形成的上述焊接导线 BL 及上述端子 TE1 同层的导体图形 ( 布 线图形 ) 所形成。
布线基板 2 的上表面 2a 的多根焊接导线 BL、 多个端子 TE1 及多个端子 TE2 经由布 线基板 2 的布线 ( 包括与焊接导线 BL 及端子 TE1、 TE2 同层的布线图形、 布线基板 2 的内部 布线图形或布线基板 2 的通孔 ) 根据需要彼此电连接。
连接器 CNT 具有多个端子 TE3， 连接器 CNT 的各端子 TE3 电连接于布线基板 2 的各 端子 TE2。因此， 连接器 CNT 的各端子 TE3 通过布线基板 2 的布线等电连接于传感器模块 MJ1 内的电路 ( 传感器芯片 3 或电子元件 4 的各电极 )。连接器 CNT 的各端子 TE3 电连接 于布线基板 2 的上表面 2a 的各端子 TE2， 并经由布线基板 2 的布线、 焊线 BW 或焊锡等而电 连接于传感器芯片 3 的焊盘电极 PD 或电子元件 4 的电极等。
在布线基板 2 的上表面 2a 上， 以覆盖多根焊线 BW 的方式形成有封装部 7。封装 部 7 例如由热固性树脂材料等树脂材料构成， 也可含有填充剂等。例如也可将环氧树脂或 硅酮树脂等用作封装部 7 用树脂材料。传感器芯片 3 的焊盘电极 PD 与焊线 BW 的连接部、 布线基板 2 的焊接导线 BL 与焊线 BW 的连接部以及焊线 BW 本身被封装部 7 封装而受到到 保护。
而且， 封装部 7 是以覆盖焊线 BW 的方式 ( 即不使焊线 BW 露出的方式 ) 而形成， 但 优选封装部 7 用树脂材料不被配置到传感器芯片 3 的传感器面 SE 上， 由此， 能够防止向传 感器芯片 3 的传感器面 SE 照射的光被封装部 7 用树脂材料阻挡 ( 遮挡 )。
在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 安装有光学元件 5、 6。其中， 光学元件 5 经由粘合材 料 ( 粘合材料层、 粘合剂、 粘合剂层 )11 安装 ( 配置 ) 并固定在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 光学元件 6 经由粘合材料 ( 粘合材料层、 粘合剂、 粘合剂层 )12 安装 ( 配置 ) 并固定在所述 光学元件 5 上。粘合材料 11 及粘合材料 12 为透光的透光性粘合材料 ( 即所谓的透明粘合 材料 )， 呈固化的状态。由于将粘合材料 11、 12 设为透光性的粘合材料 ( 透明粘合材料 )， 因此能够防止向传感器芯片 3 的传感器面 SE 照射的光被粘合材料 11、 12 阻挡 ( 遮挡 )。粘 合材料 11、 12 及后述的粘合材料 11a、 12a 具有透光性 ( 光的透射性 )， 因此为大致透明。
光学元件 5、 6 中， 上侧 ( 远离传感器芯片 3 的表面 3a 的一侧 ) 的光学元件 ( 微透 镜 )6 是具有透镜作用的光学元件。但是， 本实施方式中的光学元件 6 并非整体作为一个透 镜起作用， 而是具有多个透镜部 13。 光学元件 6 具有形成有多个透镜部 13 的一侧的主表面 即表面 ( 透镜部形成面 )6a 和与表面 6a 为相反侧的主表面即背面， 光学元件 6 的背面经由 粘合材料 12 而与光学元件 5 粘合。
光学元件 6 由透光的透光性材料 ( 透明材料 ) 形成。 通过图 9 及图 10(a) 可知， 在 光学元件 6 的表面 6a 上， 沿着光学元件 6 的主表面而在纵横方向上 ( 即呈阵列状地 ) 有规 则地排列形成 ( 配置 ) 有多个透镜部 13。在光学元件 6 的表面 6a 上呈阵列状配置的多个 透镜部 13 与在传感器芯片 3 的传感器面 SE 上呈阵列状配置的多个受光元件 PH 对应 ( 一一 对应 )， 传感器芯片 3 的传感器面 SE 上的受光元件 PH 的排列间距 ( 排列间隔 )P1 与光学元 件 6 的表面 6a 上的透镜部 13 的排列间距 ( 排列间隔 )P3 相同 ( 即 P1 ＝ P3)。
在光学元件 6 的表面 6a 上形成的多个透镜部 13 分别作为一个透镜起作用。即， 在光学元件 6 的表面 6a 上形成的多个透镜部 13 分别作为不同的透镜起作用。各透镜部 13 是将丙烯酸树脂等透光性材料 ( 透明材料 ) 加工成凸透镜状。
光学元件 6 例如可将平板状的玻璃部件 ( 玻璃基材、 玻璃板 ) 作为基底层 ( 基材 层 )14， 在所述具有透光性的基底层 14 的表面及背面 ( 所述表面及背面是彼此位于相反侧 的主表面 ) 中的所述表面 ( 基底层 14 的表面 ) 利用丙烯酸树脂等形成多个透镜部 13。此 时， 基底层 14 的厚度例如可设为 0.25mm 左右， 透镜部 13 的厚度 ( 透镜部 13 的中央部的厚 度 ) 可设为 40μm 左右。而且， 作为其他形态， 也可将基底层 14 替换为丙烯酸树脂， 由丙烯 酸树脂形成将基底层 14 和透镜部 13 合在一起的整个光学元件 6。通过将丙烯酸树脂用作 透镜部 13， 更易于对透镜部 13 进行加工。 丙烯酸树脂适合作为透镜部 13 的材料， 但耐热温 度相对较低， 为 90℃左右。
光学元件 5、 6 中的下侧 ( 靠近传感器芯片 3 的表面 3a 的一侧 ) 的光学元件 ( 遮光 材料 )5 是一种具有遮光材料作用的光学元件， 可防止 ( 遮蔽 ) 多余的光照向形成于传感器 芯片 3 的传感器面 SE 上的多个受光元件 PH。光学元件 5 包括形成有遮光层 ( 遮光膜 )15 的一侧的主表面即表面 ( 遮光膜形成面 )5a 和与表面 5a 为相反侧的主表面即背面， 光学元 件 5 的背面经由粘合材料 11 而与传感器芯片 3 的表面 3a 粘合， 光学元件 5 的表面 5a 经由 粘合材料 12 而与光学元件 6 的背面粘合。
在光学元件 5 的表面 5a 上形成有遮光层 15， 所述遮光层 15 形成在光学元件 5 的整个表面 5a 上， 在遮光层 15 上设有作为光学区域的多个开口部 ( 光学区域 )16。光学元件 5 中除了遮光层 15 以外的部分 ( 即基底层 17) 由透光的透光性材料 ( 透明材料 ) 形成， 另 一方面， 遮光层 15 由不透光 ( 即防止透光或反光 ) 的遮光性材料形成。因此， 各开口部 16 具有光学区域的作用， 可用作透光的区域。光学元件 5 包括具有多个开口部 16 作为光学区 域的遮光层 15， 能够防止来自斜向的光照向受光元件 PH。
光学元件 5 例如可将平板状的玻璃部件 ( 玻璃基材、 玻璃板 ) 作为基底层 ( 基材 层 )17， 在所述具有透光性的基底层 17 的表面及背面 ( 所述表面及背面是彼此位于相反侧 的主表面 ) 中的所述表面 ( 基底层 17 的表面 ) 上， 由铬 (Cr) 膜等金属膜形成遮光层 15。 此时， 基底层 17 的厚度例如可设为 150μm 左右， 遮光层 15 的厚度可设为数微米左右。
光学元件 5、 6 的平面形状及平面尺寸比传感器面 SE 稍大， 在传感器芯片 3 从下开 始依次安装有光学元件 5、 6 的状态下， 各光学元件 5、 6 在俯视时内包传感器面 SE 且使焊盘 电极 PD 露出。即， 在俯视时传感器面 SE 整体被光学元件 5 及光学元件 6 覆盖， 另一方面， 在俯视时， 焊盘电极 PD 为不与光学元件 5、 6 重合 ( 未被光学元件 5、 6 覆盖 ) 的状态。
光学元件 5 与光学元件 6 可采用大致相同的平面形状及平面尺寸。而且， 传感器 芯片 3 及传感器面 SE 各自的平面形状例如为四边形 ( 更具体地说为长方形 )， 此时， 光学元 件 5、 6 可为比传感器面 SE 稍大的四边形 ( 更具体说为长方形 )。而且， 各光学元件 5、 6可 采用所述光学元件的三条边 ( 除了焊盘电极 PD 侧的边以外的三条边 ) 与传感器芯片 3 的 三条边 ( 除了焊盘电极 PD 侧的边以外的三条边 ) 大致匹配的平面形状及平面尺寸， 由此， 既能确保间隔物 SP1、 SP2 的配置区域， 也有利于传感器模块的小面积化。
传感器模块 MJ1 中， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上经由粘合材料 11 安装有光学元 件 5， 在所述光学元件 5 上经由粘合材料 12 安装有光学元件 6， 由图 6 及图 11 可知， 传感器 芯片 3 的传感器面 SE 的各受光元件 PH、 光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 与光学元件 6 的各透镜部 13， 在平面观察 ( 即俯视 ) 时以重叠的方式而安装有光学元件 5、 6。因此， 使 得由光学元件 6 的各透镜部 13 汇集的光经由 ( 通过 ) 光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 而照向传感器芯片 3 的表面 3a 的传感器面 SE 的各受光元件 PH。
光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 具有以下作用 ： 即， 使由光学元件 6 的各透 镜部 13 汇集的光透过， 并照向传感器芯片 3 的表面 3a 的传感器面 SE 的各受光元件 PH。另 一方面， 光学元件 5 的遮光层 15 本身也具有以下作用 ： 即， 可防止光斜向 ( 从与传感器芯片 3 的表面 3a 垂直的方向以规定角度以上倾斜的方向 ) 照向半导体芯片 3 的表面 3a 的传感 器面 SE 上的各受光元件 PH。因此， 透过光学元件 6 的任意透镜部 13 后的光可透过位于所 述透镜部 13 正下方的开口部 16 而照向位于所述透镜部 13 正下方的受光元件 PH， 但无法射 到位于所述透镜部 13 正下方以外的受光元件 PH。由此， 可仅由一个透镜部 13 汇集的光照 向一个受光元件 PH。
传感器芯片 3 的传感器面 SE 上的受光元件 PH 的排列 ( 排列方式 )、 光学元件 5 的 表面 5a 上的遮光层 15 的开口部 16 的排列 ( 排列方式 ) 和光学元件 6 的表面 6a 上的透镜 部 13 的排列 ( 排列方式 ) 基本上相同。即， 传感器芯片 3 的传感器面 SE 上的受光元件 PH 的排列间距 ( 排列间隔 )P1、 光学元件 5 的表面 5a 上的遮光层 15 的开口部 16 的排列间距 ( 排列间隔 )P2 和光学元件 6 的表面 6a 上的透镜部 13 的排列间距 ( 排列间隔 )P3 相同 ( 即 P1 ＝ P2 ＝ P3)。这些排列间距 P1、 P2、 P3 例如可设为 100μm 左右 ( 此时为 P1 ＝ P2 ＝ P3 ＝100μm)。而且， 在传感器芯片 3 的传感器面 SE 上排列 ( 配置 ) 有 100 行 ×150 列的合计 15000 个受光元件 PH 的情况下， 与此对应地， 在光学元件 5 的表面 5a 的遮光层 15 上， 设有 100 行 ×150 列的合计 15000 个开口部 16， 在光学元件 6 的表面 6a 上， 设有 100 行 ×150 列的合计 15000 个透镜部 13。
因此， 在布线基板 2 上安装有传感器芯片 3， 在所述传感器芯片 3 上安装有光学元 件 5， 且在所述光学元件 5 上安装有光学元件 6 的传感器模块 MJ1 中， 传感器芯片 3 的传感 器面 SE 的各受光元件 PH、 光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 与光学元件 6 的透镜部 13 沿上下方向 ( 与传感器芯片 3 的表面 3a 垂直的方向 ) 而排列。优选传感器芯片 3 的传 感器面 SE 的各受光元件 PH 的中心线、 光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 的中心线与 光学元件 6 的透镜部 13 的中心线大致相同的情况。由此， 可使由光学元件 6 的各透镜部 13 汇集的光经由光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 而照向传感器芯片 3 的表面 3a 的传 感器面 SE 上的各受光元件 PH。
而且， 在传感器芯片 3 上安装有光学元件 5 的传感器模块 MJ1 中， 如图 6 及图 11 所示， 优选在平面观察 ( 即俯视 ) 时传感器芯片 3 的传感器面 SE 的各受光元件 PH 内包于 光学元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 中。这是为了防止应照向各受光元件 PH 的光被遮 光层 15 遮挡。因此， 优选光学元件 5 的表面 5a 上的遮光层 15 的各开口部 16 的尺寸比传 感器芯片 3 的表面 3a 的表面保护膜上的受光元件 PH 用各开口部 ( 形成在传感器芯片 3 的 表面保护膜上的开口部且形成在受光元件 PH 的上部并可使光照向受光元件 PH 的开口部 ) 的尺寸大。 此处， 开口部的尺寸在开口部为正方形的情况下对应于一边的长度， 在开口部为 圆形的情况下对应于圆的直径。例如， 可将光学元件 5 的表面 5a 上的遮光层 15 的各开口 部 16 设为直径或一边为 27μm 左右的圆形或矩形， 将传感器芯片 3 的表面保护膜上的受光 元件 PH 用各开口部设为直径或一边为 10μm 左右的圆形或矩形。
而且， 在传感器芯片 3 上安装有光学元件 5、 6 的传感器模块 MJ1 中， 如图 6 及图 11 所示， 优选在平面观察 ( 即俯视 ) 时传感器芯片 3 的传感器面 SE 的各受光元件 PH 及光学 元件 5 的遮光层 15 的各开口部 16 内包于光学元件 6 的各透镜部 13。
而且， 在本实施方式的传感器模块 MJ1 中， 光学元件 5 经由粘合材料 11 粘合在传 感器芯片 3 的表面 3a 上， 但在传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面之间， 不仅可存 在粘合材料 11， 也可存在多个间隔物 SP1。而且， 光学元件 6 经由粘合材料 12 粘合在光学 元件 5 的表面 5a 上， 但在光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间， 不仅可存在粘合 材料 12， 也可存在多个间隔物 SP2。
如下面所述， 间隔物 SP1 是为了决定传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面 之间的间隔以及在制造时临时固定光学元件 5 而设， 间隔物 SP1 虽也是由固化后的粘合材 料构成， 但是以与粘合材料 11 不同的工序形成。而且， 间隔物 SP2 是为了决定光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间的间隔以及在制造时临时固定光学元件 6 而设， 间隔物 SP2 虽也是由固化后的粘合材料构成， 但以与粘合材料 12 不同的工序形成。
< 关于传感器模块的制造工序 >
下面说明本实施方式的传感器模块 MJ1 的制造工序。
图 12 所示的是本实施方式的传感器模块 MJ1 的制造工序的制造工艺流程图。图 13 所示的是传感器模块 MJ1 的制造工序中步骤 S5 的间隔物 SP1 形成工序的详细工艺流程图。图 14 所示的是传感器模块 MJ1 的制造工序中步骤 S6 的光学元件安装工序的详细工艺 流程图。图 15 所示的是传感器模块 MJ1 的制造工序中步骤 S7 的间隔物 SP2 形成工序的详 细工艺流程图。图 16 所示的是传感器模块 MJ1 的制造工序中步骤 S8 的光学元件安装工序 的详细工艺流程图。图 17 所示的是传感器模块 MJ1 的制造时所用的布线基板 2 的平面图， 图 18 至图 20 所示的是其剖面图。图 17 的 A1-A1 线的剖面大致对应于图 18(A1-A1 剖面 图 )， 图 17 的 B 1-B 1 线的剖面大致对应于图 19(B1-B1 剖面图 )， 图 17 的 C1-C1 线的剖面 大致对应于图 20(C1-C1 剖面图 )。另外， 图 17 中的 A1-A1 线， B1-B1 线及 C1-C1 线的位置 分别对应于图 1 中的 A1-A1 线、 B1-B1 线及 C1-C1 线的位置。而且， 图 21 至图 70 所示的是 本实施方式的传感器模块 MJ1 的制造工序中的平面图或剖面图或者说明图。
在制造传感器模块 MJ1 时， 首先， 准备图 17 至图 20 所示的布线基板 2( 图 12 的步 骤 S1)。布线基板 2 的基本结构因已在上文进行了叙述， 因此不再进行详细说明。
简单地说就是， 如图 17 至图 20 所示， 布线基板 2 具有上表面 2a 及位于上表面 2a 相反侧的下表面 2b， 在布线基板 2 的上表面 2a 上形成有线焊用多根焊接导线 BL、 电子元件 4 连接用多个端子 TE1 和连接器 CNT 连接用多个端子 TE2 作为电极。
准备 ( 预备 ) 图 17 至图 20 所示的布线基板 2 之后， 如图 21 至图 24 所示， 在布线 基板 2 的上表面 2a 上安装 ( 搭载 ) 传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT( 图 12 的步骤 S2)。传感器芯片 3 的具体结构因已在上文进行了叙述， 因此不再进行重复说明。 此时， 图 21( 平面图 )、 图 22(A1-A1 剖面图 )、 图 23(B1-B1 剖面图 ) 及图 24(C1-C1 剖面图 ) 所示的是分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖 面图 )， 所示的是步骤 S2( 安装工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。
对步骤 S2 中的各种元件 ( 传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT) 的安装工序的 一例加以具体说明， 可按以下方式进行。
首先， 在布线基板 2 的上表面 2a 中预定安装传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT 的区域 ( 更具体地说就是在安装传感器芯片 3 时与传感器芯片 3 的背面 3b 相向的区域 和端子 TE1、 TE2 上的区域 ) 上涂敷或印刷接合材料 ( 焊锡等 )。接着， 在布线基板 2 的上 表面 2a， 安装传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT。此时， 将传感器芯片 3 以背面 3b 侧 朝向下方 ( 布线基板 2 侧 ) 而表面 3a 侧朝向上方的方式安装 ( 面朝上焊接 ) 到布线基板 2 的上表面 2a 上。即， 在步骤 S2 中， 传感器芯片 3 以传感器芯片 3 的背面 3b 与布线基板 2 的上表面 2a 相向的方式而安装到布线基板 2 的上表面 2a 上。而且， 在电子元件 4 包括存 储器芯片之类的半导体芯片的情况下， 所述半导体芯片以半导体芯片的焊锡凸块 ( 凸块电 极 ) 与端子 TE1 相向的方式而配置到布线基板 2 的上表面 2a 上。接着进行回流焊接处理 等， 将传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT 经由焊锡等接合材料固着 ( 固定 ) 到布线基 板 2 上。由此， 便可将传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT 安装 ( 搭载 ) 到布线基板 2 的上表面 2a 上。
而且， 也可使传感器芯片 3 的安装工序 ( 芯片焊接工序 ) 与电子元件 4 的安装工 序为不同工序， 此时， 对于用于安装传感器芯片 3 的接合材料 ( 芯片焊接材料 ) 与用于安装 电子元件 4 或连接器 CNT 的接合材料， 也可使用不同种类的接合材料。例如， 传感器芯片 3 用的芯片焊接材料可使用导电性膏剂型粘合材料 ( 例如银膏剂 ) 或绝缘性膏剂型粘合材料 等热固型的膏剂材料， 电子元件 4 及连接器 CNT 用的接合材料可使用焊锡。
通过步骤 S2 的安装工序， 传感器芯片 3 通过接合材料 ( 芯片焊接材料 )10a 而固 定 ( 固着 ) 在布线基板 2( 的上表面 2a)。而且， 对于电子元件 4 中的被动元件 ( 芯片元件 ) 而言， 所述被动元件 ( 芯片元件 ) 的电极经由接合材料 10b( 如焊锡 ) 被电连接及机械连接 ( 固定 ) 于布线基板 2 的端子 TE1。而且， 作为电子元件 4， 如果具有存储器芯片之类的半导 体芯片， 则所述半导体芯片的焊锡凸块将被电连接及机械连接 ( 固定 ) 于布线基板 2 的端 子 TE1。而且， 连接器 CNT 经由接合材料 10c( 例如焊锡 ) 被电连接及机械连接 ( 固定 ) 于 布线基板 2 的端子 TE2。
如上所述， 传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT 被安装并固定于布线基板 2 的 上表面 2a， 并且， 各电子元件 4 的各电极被电连接于布线基板 2 的上表面 2a 的应连接的各 端子 TE1， 连接器 CNT 的各端子 TE3 被电连接于布线基板 2 的各端子 TE2。
在步骤 S2 的各种元件 ( 传感器芯片 3、 电子元件 4 及连接器 CNT) 的安装工序之 后， 如图 25 至图 28 所示， 进行线焊工序， 经由多根焊线 BW 分别将传感器芯片 3 的表面 3a 的多个焊盘电极 PD 和布线基板 2 的上表面 2a 的多根焊接导线 BL 进行电连接 ( 图 12 的步 骤 S3)。此时， 各焊线 BW 的一个端部连接于传感器芯片 3 的焊盘电极 PD， 另一个端部连接 于布线基板 2 的焊接导线 BL。
图 25( 平面图 )、 图 26(A1-A1 剖面图 )、 图 27(B1-B1 剖面图 ) 及图 28(C1-C1 剖面 图 ) 分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所示 的是步骤 S3( 线焊工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。
在步骤 S3 的线焊工序之后， 如图 29 至图 32 所示， 在布线基板 2 的上表面 2a 上形 成封装部 7( 图 12 的步骤 S4)。
图 29( 平面图 )、 图 30(A1-A1 剖面图 )、 图 31(B1-B1 剖面图 ) 及图 32(C1-C1 剖面 图 ) 分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所示 的是步骤 S4( 封装部 7 形成工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。
步骤 S4 的封装部 7 形成工序例如可按以下方式进行。首先， 在布线基板 2 的上表 面 2a 上， 以覆盖多根焊线 BW 的方式向封装部 7 供给 ( 配置 ) 形成用材料 ( 树脂材料 )。所 述封装部 7 形成用材料 ( 树脂材料 ) 例如由热固性树脂材料等树脂材料构成， 也可含有填 充剂等。例如可将环氧树脂或硅酮树脂等用作封装部 7 形成用材料 ( 树脂材料 )。接下来 使封装部 7 形成用材料 ( 树脂材料 ) 固化。在封装部 7 形成用材料 ( 树脂材料 ) 为热固性 树脂的情况下， 可通过进行热处理 ( 加热处理 ) 来使封装部 7 形成用材料 ( 树脂材料 ) 固 化。由此， 形成由固化后的树脂材料 ( 封装部 7 形成用树脂材料 ) 构成的封装部 7。
在步骤 S4 中， 封装部 7 是以覆盖焊线 BW 的方式 ( 即不使焊线 BW 露出的方式 ) 而 形成。由此， 传感器芯片 3 的焊盘电极 PD 与焊线 BW 的连接部、 布线基板 2 的焊接导线 BL 与焊线 BW 的连接部以及焊线 BW 本身由封装部 7 封装而受到保护。
而且， 封装部 7 是以覆盖焊线 BW 的方式 ( 即不使焊线 BW 露出的方式 ) 而形成， 但 优选封装部 7 用树脂材料不被配置到传感器芯片 3 的传感器面 SE 上， 由此， 能够防止射向 传感器芯片 3 的传感器面 SE 的光被封装部 7 用树脂材料阻挡 ( 遮挡 )。
在步骤 S4 的封装部 7 形成工序之后， 如图 33 至图 37 所示， 在传感器芯片 3 的表 面 3a 形成间隔物 SP1( 图 12 的步骤 S5)。
图 33( 平面图 )、 图 34(A1-A1 剖面图 )、 图 35(B1-B1 剖面图 ) 及图 36(C1-C1 剖面图 ) 分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所示 的是步骤 S5( 间隔物 SP1 形成工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。而且， 图 37 对应于图 7， 所 示的是与图 33 至图 36 相同的工序阶段中传感器芯片 3 的平面图 ( 俯视图 )。另外， 图 37 中， 对上述封装部 7 及上述焊线 BW 进行了透视处理。
步骤 S5 的间隔物 SP1 形成工序可按以下方式进行。首先， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上的多个部位， 配置 ( 供给、 涂敷 ) 间隔物 SP1 形成用粘合材料 ( 粘合剂 )21( 图 13 的步 骤 S5a)。接着， 通过使所述粘合材料 21 固化， 在传感器芯片 3 的表面 3a 形成多个间隔物 SP1( 图 13 的步骤 S5b)。间隔物 SP1 由粘合材料 21 固化而成。间隔物 SP1 形成在传感器 芯片 3 的表面 3a 上预定安装光学元件 5 的区域的多个部位。
间隔物 SP1 是为了决定随后安装到传感器芯片 3 上的光学元件 5 的背面与传感器 芯片 3 的表面 3a 之间的间隔以及在固化后述的粘合材料 11a 之前临时固定光学元件 5 而 设。因此， 间隔物 SP1 必须具有用于临时固定光学元件 5 的粘合性 ( 粘性、 黏着性 )。
粘合材料 21 通过步骤 S5b 的固化工序而粘度变高。因此， 步骤 S5b 的粘合材料 21 固化工序可视为提高粘合材料 21 的粘度的处理。即， 如步骤 S5a 中在传感器芯片 3 的表面 3a 的多个部位配置粘合材料 21 时将所述粘合材料 21 的粘度设为粘度 ( 第一粘度 )V1， 并将 步骤 S5b 中固化后的粘合材料 21 的粘度即间隔物 SP1 的粘度设为粘度 ( 第二粘度 )V2 时， 粘度 ( 第二粘度 )V2 比粘度 ( 第一粘度 )V1 高 ( 即 V2 ＞ V1)。因此， 步骤 S5b 中形成的间 隔物 SP1( 即通过步骤 S5b 而固化后的粘合材料 21) 具有比在步骤 S5a 中配置在传感器芯 片 3 的表面 3a 上的阶段的粘合材料 21 的粘度 V1 高的粘度 V2， 且具有粘合性 ( 粘性、 黏着 性 )。
作为步骤 S5a 中配置在传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 21， 优选紫外线固化 型的粘合材料， 此时在步骤 S5b 中对传感器芯片 3 的表面 3a 的粘合材料 21 照射紫外线， 从 而使粘合材料 21 固化而形成间隔物 SP1。
而且， 紫外线固化型的粘合材料的暴露于 ( 接触 ) 空气的面即使照射紫外线也不 会完全固化， 易成为具有粘合性 ( 粘性、 黏着性 ) 的状态。因此， 优选使用紫外线固化型的 粘合材料来作为间隔物 SP1 形成用粘合材料 21， 且在上述步骤 S5b 中， 在传感器芯片 3 的表 面 3a 上配置的粘合材料 21 的表面与空气接触 ( 暴露于空气中 ) 的状态下对粘合材料 21 照射紫外线， 从而使粘合材料 21 固化而形成间隔物 SP1。 由此， 能够容易且确实地形成具有 临时固定光学元件 5 所需的粘合性 ( 粘性、 黏着性 ) 的间隔物 SP1。
而且， 步骤 S5a 中配置在传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 21 优选使用具有 一定程度的高粘性 ( 比后述的粘合材料 11a、 12a 的粘性高 ) 的粘合材料， 由此， 能够使得配 置在传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 21 在配置后难以沿横向 ( 平面方向、 与传感器 芯片 3 的表面 3a 平行的方向 ) 展开， 从而易形成规定形状 ( 高度 ) 的间隔物 SP1。
而且， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上优选间隔物 SP1 形成在避开传感器面 ( 传感器 区域 )SE 的位置 ( 传感器面 SE 的外侧 )。这可以通过在步骤 S5a 中， 将粘合材料 21 的配 置位置设为在传感器芯片 3 的表面 3a 上避开传感器面 SE 的位置 ( 传感器面 SE 的外侧 ) 而实现。由此， 可使间隔物 SP1 不影响光射向传感器面 SE 的受光元件 PH， 因此对于间隔物 SP1， 无须在意透光性等， 可将易于形成间隔物 SP1 的粘合材料用于粘合材料 21。
而且， 优选在俯视时间隔物 SP1 形成于的传感器芯片 3 的表面 3a 上的传感器面 SE的外围 ( 优选沿着传感器面 SE 的各边 ( 分别沿着四边 ) 形成 )。由此， 在之后在传感器芯 片 3 的表面 3a 上配置光学元件 5 时， 能够利用间隔物 SP1 来确定传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面之间的间隔， 从而能够利用间隔物 SP1 的高度来确定粘合材料 11 的层 的厚度。
而且， 如果在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 将多个间隔物 SP1 彼此平面相连 ( 一体 化 ) 且完全包围传感器面 SE 而一体形成， 则存在以下可能， 即， 无法确保将在后述的步骤 S6b 中配置光学元件 5 时将被吸入的空气从传感器芯片 3 与光学元件 5 之间排出到外部的 流路 ( 路径 )。因此， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上形成多个间隔物 SP1， 但优选在平面形状 为四边形的传感器面 SE 的各边 ( 四边的各边 ) 上各形成多个间隔物 SP1。此时， 优选各间 隔物 SP1 为局部地形成。由此， 不仅在传感器面 SE 的角部， 而且在各边也能够确保从传感 器芯片 3 与光学元件 5 之间将空气等排出到外部的流路 ( 路径 )， 从而能够抑制或防止在传 感器芯片 3 与光学元件 5 之间产生空洞。
在步骤 S5 的间隔物 SP1 形成工序之后， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上安装光学元 件 5( 图 12 的步骤 S6)。光学元件 5 的具体结构因已在上文进行了叙述， 因此不再进行重复 说明。
图 38( 平面图 )、 图 39(A1-A1 剖面图 )、 图 40(B1-B1 剖面图 ) 及图 41(C1-C1 剖 面图 ) 分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所 示的是步骤 S6a( 粘合材料 11a 配置工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。图 42( 平面图 )、 图 43(A1-A1 剖面图 )、 图 44(B1-B1 剖面图 ) 及图 45(C1-C1 剖面图 ) 分别对应于图 17( 平面 图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所示的是步骤 S6b( 光学元件 5 配 置工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。图 46 对应于图 37， 是与图 42 至图 45 相同的工序阶段中 传感器芯片 3 及传感器芯片 3 上的光学元件 5 的平面图 ( 俯视图 )。另外， 图 46 中， 对上述 封装部 7 及上述焊线 BW 进行了透视处理。而且， 图 47 是对应于图 46 的区域 RG3 中 D2-D2 线的位置处的剖面图， 所示的是与图 42 至图 45 相同的工序阶段中传感器芯片 3 及传感器 芯片 3 上的光学元件 5 层叠结构的局部放大剖面图 ( 主要部分剖面图 )。
步骤 S6 的光学元件 5 安装工序可按以下方式进行。 首先， 如图 38 至图 41 所示， 在 传感器芯片 3 的表面 3a 上的预定安装光学元件 5 的区域配置 ( 供给、 涂敷 ) 光学元件 5 粘 合用粘合材料 ( 粘合剂 )11a( 图 14 的步骤 S6a)。此时， 如果在传感器芯片 3 的表面 3a 堆 积或附着有异物， 则所配置的粘合材料 11a 的湿润性有可能降低 ( 不会湿扩展至传感器面 SE 的几乎整个区域上 )， 因此优选在配置粘合材料 11a 之前， 对所述传感器面 SE 照射等离 子体， 以洁净传感器面 SE。但是， 如果过度照射等离子体， 则有可能使传感器面 SE 受损， 因 此如果无异物堆积或附着， 则无需进行上述的等离子体清洁工序。另外， 所述粘合材料 11a 为糊状 ( 具有流动性 ) 的粘合材料。接着， 如图 42 至图 47 所示， 隔着间隔物 SP1 及粘合材 料 11a 将光学元件 5 配置 ( 搭载 ) 到传感器芯片 3 的表面 3a 上 ( 图 14 的步骤 S6b)。步骤 S6b 中， 以光学元件 5 的背面与传感器芯片 3 的表面 3a 相向的方式， 隔着间隔物 SP1 及粘合 材料 11a 将光学元件 5 配置 ( 搭载 ) 到传感器芯片 3 的表面 3a 上。接下来， 通过使所述粘 合材料 11a 固化， 从而将光学元件 5 固定 ( 固着 ) 在传感器芯片 3 上 ( 图 14 的步骤 S6c)。 固化后的粘合材料 11a 即为上述粘合材料 11。
由图 46 及图 47 可知， 步骤 S6b 中， 以光学元件 5 的遮光层 15 的多个开口部 16 与传感器芯片 3 的表面 3a( 传感器面 SE) 的多个受光元件 PH 分别重合 ( 俯视时重合 ) 的方 式， 隔着多个间隔物 SP1 及粘合材料 11a 将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上。
对于步骤 S6b 的光学元件 5 配置工序和步骤 S6c 的粘合材料 11a 固化工序， 参照 图 48 至图 51 进行更具体地说明。图 48 至图 51 是步骤 S6b 的光学元件 5 配置工序及步骤 S6c 的粘合材料 11a 固化工序的说明图， 所示的是相当于图 39 或图 43( 即 A1-A1 剖面图 ) 的剖面。
如图 48 所示， 到步骤 S6a 的粘合材料 11a 配置工序为止的布线基板 2 在进行步骤 S6b 的阶段， 被装载 ( 配置 ) 到载台 ( 装载台 )22 上。也可以在将布线基板 2 装载 ( 配置 ) 到载台 22 上的状态下进行步骤 S6a 的粘合材料 11a 配置工序， 或者在进行步骤 S6a 的粘合 材料 11a 配置工序之后将布线基板 2 装载 ( 配置 ) 到载台 22 上。以布线基板 2 的下表面 2b 与载台 22 的上表面 22a 相向的方式， 将布线基板 2 的上表面 2a 侧朝向上方， 将布线基板 2 装载 ( 配置 ) 到载台 22 的上表面 22a 上。
进行步骤 S6b 时， 如图 48 所示， 以接合工具 23 保持光学元件 5( 例如通过吸附进 行保持 )， 使由接合工具 23 保持的光学元件 5 从传感器芯片 3( 所述传感器芯片 3 通过接合 材料 10a 而固定于布线基板 2 上 ) 的上方朝向传感器芯片 3 的表面 3a 并下降。接着， 如图 49 所示， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 配置以接合工具 23 保持的光学元件 5。由此， 配置 在传感器面 SE 上的粘合材料 11a 湿扩展至传感器面 SE 的几乎整个区域上。接下来， 停止 ( 中止 ) 通过接合工具 23 对光学元件 5 进行保持 ( 例如通过吸附进行保持 )， 如图 50 所示 只使接合工具 23 上升 ( 即光学元件 5 不与接合工具 23 一同上升 )， 而光学元件 5 仍保留在 传感器芯片 3 上。随后， 如图 51 所示， 进行步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序， 使粘合材 料 11a 成为固化后的粘合材料 11。
本实施方式的步骤 S6b 中， 在对光学元件 5 施加负荷的状态下将光学元件 5 配置 到传感器芯片 3 的表面 3a 上， 另一方面， 在上述步骤 S6c 中， 在未对光学元件 5 施加负荷的 状态下使粘合材料 11a 固化。具体而言， 上述步骤 S6b 中， 将由接合工具 23 保持的光学元 件 5 隔着多个间隔物 SP 1 及粘合材料 11a 而配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上， 因此在上 述步骤 S6b 中， 是在对光学元件 5 施加因接合工具 23 而造成的负荷的状态下将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上。另一方面， 上述步骤 S6c 中， 在接合工具 23 与光学元件 5 分开的状态下使粘合材料 11a 固化， 因此在上述步骤 S6c 中， 是在未对光学元件 5 施加负 荷的状态下使粘合材料 11a 固化。
由于在步骤 S5 中形成的间隔物 SP1 具有粘合性， 因此在步骤 S6b 中配置到传感器 芯片 3 的表面 3a 上的光学元件 5 由间隔物 SP1( 间隔物 SP1 的粘合性 ) 临时固定， 并在所 述临时固定的状态下， 进行步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序。因此， 即使在步骤 S6c 的 粘合材料 11a 的固化工序中不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 5， 也能够防止光学 元件 5 沿水平方向移动。并且， 在步骤 S6c 中， 在不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元 件 5 而未对光学元件 5 施加负荷的状态下使粘合材料 11a 固化， 便可抑制或防止固化后的 粘合材料 11 产生干涉条纹， 从而能够抑制或防止粘合材料 11 的透射率下降。
如上所述， 粘合材料 11 必须具有透光性 ( 光的透射性、 透射光的性质 )， 以此才能 够防止射向传感器芯片 3 的上述受光元件 PH 的光被粘合材料 11 阻挡 ( 遮挡 )。因此， 作为 在步骤 S6a 中配置 ( 供给 ) 至传感器芯片 3 的表面 3a 的粘合材料 11a， 必须使用具有透光性的粘合材料。由于紫外线固化型的粘合材料具有透光性， 因此作为在步骤 S6a 中配置到 传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 11a， 可使用紫外线固化型的粘合材料， 但只要能够确 保透光性， 则也可使用热固型的粘合材料。
在步骤 S6c 中粘合材料 11a 的固化处理可为热处理 ( 粘合材料 11a 具有热固性的 情况 ) 或紫外线照射处理 ( 粘合材料 11a 具有紫外线固化性的情况 )。粘合材料 11a 也可 以使用兼具紫外线固化性和热固性这两种性质的粘合材料， 此时， 在步骤 S6c 中粘合材料 11a 的固化处理也采用热处理或紫外线照射处理中的任一种。
例如， 在步骤 S6c 中， 可通过约 120℃的温度加热 30 分左右来使粘合材料 11a 固 化。这可以通过将到步骤 S6b 为止的布线基板 2 配置到加热炉 ( 烤炉 ) 中实施加热而进行 固化。
另外， 在步骤 S6a 中， 优选在侧视时粘合材料 11a 比间隔物 SP1 更突出的方式配置 到传感器芯片 3 的表面 3a 上。即， 步骤 S6a 中配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材 料 11a 的高度 H2 高于间隔物 SP1 的高度 H1( 即 H2 ＞ H1)。此时， 间隔物 SP1 的高度 H1 及粘 合材料 11a 的高度 H2 如图 39 所示， 对应于与传感器芯片 3 的表面 3a 垂直方向的高度。如 前所述， 在步骤 S6b( 光学元件 5 配置工序 ) 中， 能够通过光学元件 5 的背面来铺展粘合材 料 11a， 从而能够使粘合材料 11a 均匀地涂布在传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背 面之间。间隔物 SP1 的高度 H1 例如可设为 20 ～ 40μm 左右。而且， 粘合材料 11a 的高度 H2 与间隔物 SP1 的高度 H1 之差 ( 即 “H2-H1” ) 例如可设为 100 ～ 200μm 左右。
在步骤 S6a 中， 更优选粘合材料 11a 配置在传感器芯片 3 的表面 3a 的传感器面 SE 的中央部， 在步骤 S6b( 光学元件 5 配置工序 ) 中， 通过光学元件 5 的背面来铺展粘合材料 11a。此时， 粘合材料 11a 并非配置在传感器面 SE 的整个面， 而是配置在比传感器面 SE 小 的面积 ( 区域 ) 上， 且粘合材料 11a 的配置区域被传感器面 SE 内包的状态 ( 但是， 粘合材 料 11a 的配置区域比传感器面 SE 小 )。由此， 通过将步骤 S6a 中的粘合材料 11a 的配置区 域限定为中央部， 能够缩短步骤 S6a( 粘合材料 11a 配置工序 ) 所需的时间， 而且， 易于控制 粘合材料 11a 的供给量， 并且在步骤 S6b 中配置光学元件 5 时粘合材料 11a 将被铺展， 从而 能够使粘合材料 11a 均匀地涂布在传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面之间。
为了在步骤 S6b( 光学元件 5 配置工序 ) 中易于通过光学元件 5 的背面来铺展粘 合材料 11a 而使粘合材料 11a 均匀地涂布在传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面 之间， 粘合材料 11a 优选粘度相对较低的粘合材料。另一方面， 如上所述， 间隔物 SP1 形成 用粘合材料 21 优选粘度相对较高的粘合材料， 以便在进行步骤 S5b 的固化处理之前难以流 动。因此， 在步骤 S6a 中配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 11a 的粘度， 优选比 步骤 S5a 中配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 21 的粘度低。由此， 既可获得步 骤 S6b 中的粘合材料 11a 的易流动性， 也可获得在步骤 S5a 后且在步骤 S5b 的固化处理之 前的期间的粘合材料 21 的难流动性的效果。
在步骤 S6a 中配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 11a 的粘度例如可设 为 3000 毫帕斯卡 / 秒 (mPa/ 秒 ) 左右， 另一方面， 在步骤 S5a 中配置到传感器芯片 3 的表 面 3a 上的粘合材料 21 的粘度例如可设为 30000 毫帕斯卡 / 秒 (mPa/ 秒 ) 左右。所述粘度 的值是利用旋转粘度计测量得到的。
而且， 在步骤 S6b 中， 将由接合工具 23 保持的光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上时， 优选在俯视时不与接合工具 23 的前端部 ( 接合工具 23 中接触光学元件 5 的 部分、 接合工具 23 中保持着光学元件 5 的部分 )23a 重合的位置上形成间隔物 SP1。另外， 在图 46 中， 以单点划线示出了保持光学元件 5 的接合工具 23 的前端部 23a 的位置。由此， 接合工具 23 造成的负荷难以传递到间隔物 SP1， 从而能够更确实地防止在步骤 S6b( 光学元 件 5 配置工序 ) 中间隔物 SP1 发生变形。因此， 能够通过间隔物 SP1 来确定在步骤 S6c 中 使粘合材料 11a 固化时的传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面之间的间隔， 从而能 够更确实地形成所需厚度的粘合材料 11 的层。
在步骤 S6 的光学元件 5 安装工序之后， 如图 52 至图 56 所示， 在光学元件 5 的表 面 5a 上形成间隔物 SP2( 图 12 的步骤 S7)。步骤 S7 的间隔物 SP2 形成工序除了在光学元 件 5 的表面 5a 形成间隔物 SP2 以外， 其他方面与上述步骤 S5 的间隔物 SP1 形成工序基本 相同。
图 52( 平面图 )、 图 53(A1-A1 剖面图 )、 图 54(B1-B1 剖面图 ) 及图 55(C1-C1 剖面 图 ) 分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所示 的是步骤 S7( 间隔物 SP2 形成工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。而且， 图 56 与图 37 或图 46 对应， 所示的是与图 52 至图 55 相同的工序阶段中传感器芯片 3 及传感器芯片 3 上的光学 元件 5 的平面图 ( 俯视图 )。另外， 图 56 中， 对上述封装部 7 及上述焊线 BW 进行了透视处 理。 步骤 S7 的间隔物 SP2 形成工序可按以下方式进行。首先， 在光学元件 5 的表面 5a 上的多个部位， 配置 ( 供给、 涂敷 ) 间隔物 SP2 形成用粘合材料 ( 粘合剂 )24( 图 15 的步骤 S7a)。接着， 通过使所述粘合材料 24 固化， 从而在光学元件 5 的表面 5a 形成多个间隔物 SP2( 图 15 的步骤 S7b)。间隔物 SP2 由粘合材料 24 固化而成。在光学元件 5 的表面 5a 上 的预定安装光学元件 6 的区域形成多个间隔物 SP2。
间隔物 SP2 是为了决定随后安装到光学元件 5 上的光学元件 6 的背面与光学元件 5 的表面 5a 之间的间隔以及在对后述的粘合材料 12a 进行固化之前临时固定光学元件 6 而 设的。因此， 间隔物 SP2 必须具有用于临时固定光学元件 6 的粘合性 ( 粘性、 黏着性 )。
粘合材料 24 通过步骤 S7b 的固化工序而粘度变高。因此， 步骤 S7b 的粘合材料 24 固化工序可视为提高粘合材料 24 的粘度的处理。即， 当在步骤 S7a 中在光学元件 5 的表面 5a 的多个部位配置粘合材料 24 时， 将所述粘合材料 24 的粘度设为粘度 ( 第三粘度 )V3， 将 步骤 S7b 中固化后的粘合材料 24 的粘度即间隔物 SP2 的粘度设为粘度 ( 第四粘度 )V4 时， 步骤 S7b 中形成的间隔 粘度 ( 第四粘度 )V4 比粘度 ( 第三粘度 )V3 高 ( 即 V4 ＞ V3)。因此， 物 SP2( 即通过步骤 S7b 进行固化的粘合材料 24) 具有具有粘合性 ( 粘性、 黏着性 ) 以及比 步骤 S7a 中配置在光学元件 5 的表面 5a 上的阶段的粘合材料 24 的粘度 V3 高的粘度 V4。
步骤 S7a 中配置在光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 24， 与上述粘合材料 21 同 样地， 优选紫外线固化型的粘合材料， 此时， 通过在步骤 S7b 中对光学元件 5 的表面 5a 的粘 合材料 24 照射紫外线， 从而使粘合材料 24 固化而形成间隔物 SP2。
另外， 紫外线固化型的粘合材料暴露于 ( 接触 ) 空气的面， 即使照射紫外线也不会 完全固化而是成为具有粘合性 ( 粘性、 黏着性 ) 的状态。因此， 优选使用紫外线固化型的粘 合材料来作为间隔物 SP2 形成用粘合材料 24， 且在上述步骤 S7b 中， 在光学元件 5 的表面 5a 上配置的粘合材料 24 的表面与空气接触 ( 暴露于空气中 ) 的状态下对粘合材料 24 照射
紫外线， 从而使粘合材料 24 固化而形成间隔物 SP2。 由此， 能够容易且确实地形成具有临时 固定光学元件 6 所需的粘合性 ( 粘性、 黏着性 ) 的间隔物 SP2。
而且， 步骤 S7a 中配置在光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 24， 与上述粘合材料 21 同样地， 优选使用具有一定程度的高粘性 ( 比粘合材料 11a、 12a 高的粘度 ) 的粘合材料， 由此， 能够使得配置在光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 24 在配置后难以沿横向 ( 平面 方向、 与光学元件 5 的表面 5a 平行的方向 ) 展开， 从而易形成规定形状 ( 高度 ) 的间隔物 SP2。
虽说间隔物 SP2 是形成在光学元件 5 的表面 5a 上， 但优选形成在俯视时不与传感 器面 ( 传感器区域 )SE 重合的位置上 ( 即间隔物 SP2 不与传感器面 SE 平面重合 )。可通过 在步骤 S7a 中， 将粘合材料 24 的配置位置设为在俯视时不与传感器面 ( 传感器区域 )SE 重 合的位置来实现。如前所述， 由于间隔物 SP2 不会影响射向传感器面 SE 的受光元件 PH 的 光， 因此无需注重间隔物 SP2 的透光性等， 所以可将易于确实形成间隔物 SP2 的粘合材料用 作粘合材料 24。另外， 在图 56 中， 以双点划线示出存在于光学元件 5 之下的传感器芯片 3 的传感器面 SE 的位置。
间隔物 SP2 优选在俯视时沿着光学元件 5 的表面 5a 的外围 ( 优选沿着光学元件 5 的表面 5a 的各边 ( 四边的各边 )) 而形成， 由此， 能够使间隔物 SP2 不与传感器面 SE 平面 重合， 从而能够确实获得上述效果。 而且， 在随后将光学元件 6 配置到光学元件 5 的表面 5a 上时， 能够通过间隔物 SP2 来确定光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间的间隔， 从而能够通过间隔物 SP2 的高度来确定粘合材料 12 的层的厚度。
而且， 如果在光学元件 5 的表面 5a 上， 将多个间隔物 SP2 彼此平面相连 ( 一体化 ) 且完全包围光学元件 5 的表面 5a 的外围而一体形成物， 则存在以下可能， 即， 无法确保将在 后述的步骤 S8b 中配置光学元件 6 时被吸入的空气从光学元件 5 与光学元件 6 之间排出到 外部的流路 ( 路径 )。因此， 在光学元件 5 的表面 5a 上形成多个间隔物 SP2， 但优选在平面 形状为四边形的光学元件 5 的各边 ( 四边的各边 ) 上各形成多个间隔物 SP2。此时， 优选各 间隔物 SP2 为局部地形成。由此， 不仅在光学元件 5 的角部， 而且在各边也能够确保从光学 元件 5 与光学元件 6 之间将空气等排出到外部的流路 ( 路径 )， 从而能够抑制或防止在光学 元件 5 与光学元件 6 之间产生空洞。
在步骤 S7 的间隔物 SP2 形成工序之后， 在光学元件 5 的表面 5a 上安装光学元件 6( 图 12 的步骤 S8)。光学元件 6 的具体结构因已在上文进行了叙述， 因此不再进行重复说 明。
图 57( 平面图 )、 图 58(A1-A1 剖面图 )、 图 59(B1-B1 剖面图 ) 及图 60(C1-C1 剖面 图 ) 是分别对应于图 17( 平面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所 示的是步骤 S8a( 粘合材料 12a 配置工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。而且， 图 61( 平面图 )、 图 62(A1-A1 剖面图 )、 图 63(B1-B1 剖面图 ) 及图 64(C1-C1 剖面图 ) 是分别对应于图 17( 平 面图 )、 图 18( 剖面图 )、 图 19( 剖面图 ) 及图 20( 剖面图 )， 所示的是步骤 S8b( 光学元件 6 配置工序 ) 的阶段 ( 状态 ) 的内容。而且， 图 65 对应于图 37、 图 46 及图 56， 所示的是与 图 61 至图 64 相同的工序阶段中传感器芯片 3 及传感器芯片 3 上的光学元件 5、 6 的平面图 ( 俯视图 )。另外， 图 65 中， 对上述封装部 7 及上述焊线 BW 进行了透视处理。而且， 图 66 是对应于图 65 的区域 RG4 中的 D3-D3 线的位置处的剖面图， 所示的是与图 61 至图 64 相同的工序阶段中传感器芯片 3、 传感器芯片 3 上的光学元件 5 和光学元件 5 上的光学元件 6 的 层叠结构的局部放大剖面图 ( 主要部分剖面图 )。
步骤 S8 的光学元件 6 安装工序可按以下方式进行。首先， 如图 57 至图 60 所示， 在光学元件 5 的表面 5a 上的预定安装光学元件 6 的区域， 配置 ( 供给、 涂敷 ) 光学元件 6 粘合用粘合材料 ( 粘合剂 )12a( 图 16 的步骤 S8a)。此时， 如果在光学元件 5 的表面 5a 堆 积或附着有异物， 则所配置的粘合材料 12a 的湿润性有可能降低 ( 不会湿扩展至光学元件 5 的表面 5a 的几乎整个区域上 )， 因此优选在配置粘合材料 12a 之前， 对所述光学元件 5 的 表面 5a 照射等离子体， 以洁净光学元件 5 的表面 5a。 但是， 如果过度照射等离子体， 则有可 能使光学元件 5 的表面 5a 受损， 因此如果无异物堆积或附着， 则无需进行上述的等离子体 清洁工序。另外， 所述粘合材料 12a 为糊状 ( 具有流动性 ) 的粘合材料。接着， 如图 61 至 图 66 所示， 隔着间隔物 SP2 及粘合材料 12a 将光学元件 6 配置 ( 搭载 ) 在光学元件 5 的表 面 5a 上 ( 图 16 的步骤 S8b)。步骤 S8b 中， 以光学元件 6 的背面与光学元件 5 的表面 5a 相 向的方式， 隔着间隔物 SP2 及粘合材料 12a 将光学元件 6 配置 ( 搭载 ) 到光学元件 5 的表 面 5a 上。接下来， 通过使所述粘合材料 12a 固化， 从而将光学元件 6 固定 ( 固着 ) 在光学 元件 5 上 ( 图 16 的步骤 S8c)。固化后的粘合材料 12a 即为上述粘合材料 12。
由图 65 及图 66 也可知， 步骤 S8b 中， 以光学元件 6 的多个透镜部 13 与光学元件 5 的遮光层 15 的多个开口部 16 分别重合 ( 俯视时重合 ) 的方式， 将光学元件 6 隔着多个 间隔物 SP2 及粘合材料 12a 而配置到光学元件 5 的表面 5a 上。另外， 光学元件 5 的遮光层 15 的多个开口部 16 与传感器芯片 3 的表面 3a( 传感器面 SE) 的多个受光元件 PH 分别重合 ( 俯视时重合 )， 因此光学元件 6 的多个透镜部 13 将与传感器芯片 3 的表面 3a( 传感器面 SE) 的多个受光元件 PH 分别重合 ( 俯视时重合 )。
对于步骤 S8b 的光学元件 6 配置工序和步骤 S8c 的粘合材料 12a 固化工序， 参照 图 67 至图 70 更具体地进行说明。图 67 至图 70 是步骤 S6b 的光学元件 6 配置工序及步骤 S6c 的粘合材料 12a 固化工序的说明图， 示出了相当于图 58 或图 62( 即 A1-A1 剖面图 ) 的 剖面。
如图 67 所示， 到步骤 S8a 的粘合材料 12a 配置工序为止的布线基板 2 在进行步骤 S8b 的阶段， 被装载 ( 配置 ) 到载台 ( 装载台 )22 上。步骤 S8 中使用的载台 22 既可与上述 步骤 S6 中使用的载台 22 相同， 也可不同。而且， 既可以在将布线基板 2 装载 ( 配置 ) 到载 台 22 上的状态下进行步骤 S8a 的粘合材料 12a 配置工序， 或者在进行步骤 S8a 的粘合材料 12a 配置工序后将布线基板 2 装载 ( 配置 ) 到载台 22 上。以布线基板 2 的下表面 2b 与载 台 22 的上表面 22a 相向的方式， 将布线基板 2 的上表面 2a 侧朝向上方， 将布线基板 2 装载 ( 配置 ) 到载台 22 的上表面 22a 上。
进行步骤 S8b 时， 如图 67 所示， 以接合工具 23 保持光学元件 6( 例如通过吸附进 行保持 )， 使由接合工具 23 保持的光学元件 6 从光学元件 5( 所述光学元件 5 通过接合材料 11 而固定于传感器芯片 3) 的上方朝向光学元件 5 的表面 5a 并下降。接着， 如图 68 所示， 在光学元件 5 的表面 5a 上， 配置由接合工具 23 保持的光学元件 6。由此， 配置在光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 12a 湿扩展至光学元件 5 的表面 5a 的几乎整个区域上。然后， 停止 ( 中止 ) 通过接合工具 23 对光学元件 6 进行保持 ( 例如通过吸附进行保持 )， 如图 69 所示只使接合工具 23 上升 ( 即光学元件 6 不与接合工具 23 一同上升 )， 而光学元件 6 仍保留配置在光学元件 5 上的状态。随后， 如图 70 所示， 进行步骤 S8c 的粘合材料 12a 的固化 工序， 使粘合材料 12a 成为固化后的粘合材料 12。
本实施方式的步骤 S8b 中， 在对光学元件 6 施加负荷的状态下将光学元件 6 配置 到光学元件 5 的表面 5a 上， 另一方面， 在上述步骤 S8c 中， 在未对光学元件 6 施加负荷的状 态下使粘合材料 12a 固化。具体而言， 上述步骤 S8b 中， 将由接合工具 23 保持的光学元件 6 隔着多个间隔物 SP2 及粘合材料 12a 而配置到光学元件 5 的表面 5a 上， 因此在上述步骤 S8b 中， 是在对光学元件 6 施加因接合工具 23 而造成的负荷的状态下将光学元件 6 配置到 光学元件 5 的表面 5a 上。另一方面， 上述步骤 S8c 中， 在接合工具 23 与光学元件 6 分开的 状态下使粘合材料 12a 固化， 因此在上述步骤 S8c 中， 是在未对光学元件 6 施加负荷的状态 下使粘合材料 12a 固化。
由于在步骤 S7 中形成的间隔物 SP2 具有粘合性， 因此在步骤 S8b 中配置到光学元 件 5 的表面 5a 上的光学元件 6 由间隔物 SP2( 间隔物 SP2 的粘合性 ) 临时固定， 在所述临 时固定的状态下， 进行步骤 S8c 的粘合材料 12a 的固化工序。因此， 即使在步骤 S8c 的粘合 材料 12a 的固化工序中不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 6， 也能够防止光学元件 6 沿水平方向移动。并且， 在步骤 S8c 中， 在不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 6 而 未对光学元件 6 施加负荷的状态下使粘合材料 12a 固化， 便可抑制或防止固化后的粘合材 料 12 产生干涉条纹， 从而能够抑制或防止粘合材料 12 的透射率下降。
如上所述， 粘合材料 12 必须具有透光性 ( 光的透射性、 透射光的性质 )， 以此才能 够防止射向传感器芯片 3 的上述受光元件 PH 的光被粘合材料 12 阻挡 ( 遮挡 )。因此， 作为 在步骤 S8a 中配置 ( 供给 ) 至光学元件 5 的表面 5a 的粘合材料 12a， 必须使用具有透光性 的粘合材料。由于紫外线固化型的粘合材料具有透光性， 因此作为在步骤 S8a 中配置到光 学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 12a， 可使用紫外线固化型的粘合材料， 但只要能够确保透 光性， 则也可使用热固型的粘合材料。
在步骤 S8c 中粘合材料 12a 的固化处理可为热处理 ( 粘合材料 12a 具有热固性的 情况 ) 或紫外线照射处理 ( 粘合材料 12a 具有紫外线固化性的情况 )。但是， 在光学元件 6 的至少一部分 ( 例如透镜部 13) 由丙烯酸树脂等树脂材料 ( 透明树脂 ) 形成的情况下， 为 了使光学元件 6 免受加热的影响， 步骤 S8c 中粘合材料 12a 的固化处理优选紫外线照射处 理而非热处理。这是因为， 在处理温度比光学元件 6 的耐热温度 ( 对于透镜部 13 等使用丙 烯酸树脂的情况下为 90℃左右 ) 低的热处理中， 难以使粘合材料 12a 充分固化， 因此优选通 过紫外线照射处理来使粘合材料 12a 固化。因此， 在步骤 S8a 中配置到光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 12a 优选紫外线固化型的粘合材料， 而步骤 S8c 中粘合材料 12a 的固化处 理优选紫外线照射处理。
另一方面， 即使光学元件 6 的至少一部分 ( 例如透镜部 13) 是由丙烯酸树脂等树 脂材料 ( 透明树脂 ) 形成， 由于在步骤 S6c 的阶段还未安装光学元件 6， 因此在步骤 S6c 中 可以通过比光学元件 6 的耐热温度更高温度的热处理使粘合材料 11a 固化。而且， 在步骤 S6c 中， 在通过热处理来使粘合材料 11a 固化的情况下， 具有以下优势， 即在粘合材料 11a 中 不存在照射不到紫外线 ( 受不到照射 ) 的部分， 换言之即是， 可进行稳定的固化处理。
因此， 在步骤 S6c 中优选通过热处理来使粘合材料 11a 固化， 另一方面， 在步骤 S8c 中， 由于考虑到光学元件 6 的耐热温度， 因而优选通过紫外线照射处理来使粘合材料 12a 固化。此时， 光学元件 6 的耐热温度也可以低于步骤 S6c 中的热处理的温度 ( 使粘合材料 11a 固化的加热温度 )。由此， 进行步骤 S6c( 粘合材料 11a 固化工序 ) 及步骤 S8c( 粘合材料 12a 固化工序 ) 时不会受到光学元件 6 的低耐热温度影响。
而且， 如果对上述步骤 S6a 中使用的粘合材料 11a 与在步骤 S8a 中使用的粘合材 料 12a 使用相同的 ( 同种的 ) 粘合材料， 则能够将共用的粘合材料用于粘合材料 11a 与粘 合材料 12a， 因此能够减少制造 ( 组装 ) 的工时。而且， 能够使用相同的制造装置 ( 粘合材 料涂敷装置 ) 来进行步骤 S6a 的粘合材料 11a 配置工序和步骤 S8a 的粘合材料 12a 配置工 序， 因此能够简化制造工序 ( 制造生产线 )， 也能够降低制造成本。而且， 如果对粘合材料 11a 与粘合材料 12a 使用兼具紫外线固化性和热固性这两种性质的粘合材料， 则步骤 S6c 中 粘合材料 11a 的固化处理可采用热处理， 而步骤 S8c 中粘合材料 12a 的固化处理可采用紫 外线照射处理。
在步骤 S8a 中， 优选在侧视时粘合材料 12a 比间隔物 SP2 更突出的方式而配置在 光学元件 5 的表面 5a 上。即， 在步骤 S8a 中， 配置到光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 12a 的高度 H4 高于间隔物 SP2 的高度 H3( 即 H4 ＞ H3)。如图 58 所示， 间隔物 SP2 的高度 H3 及粘合材料 12a 的高度 H4 对应于与光学元件 5 的表面 5a 垂直的方向的高度。如前所述， 在步骤 S8b( 光学元件 6 配置工序 ) 中， 能够通过光学元件 6 的背面来铺展粘合材料 12a， 从 而能够使粘合材料 12a 均匀地涂布在光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间。间 隔物 SP2 的高度 H3 例如可设为 20 ～ 40μm 左右。而且， 粘合材料 12a 的高度 H4 与间隔物 SP2 的高度 H3 之差 ( 即 “H4-H3” ) 例如可设为 100 ～ 200μm 左右。
在步骤 S8a 中， 更优选粘合材料 12a 配置在光学元件 5 的表面 5a 的中央部， 在步 骤 S8b( 光学元件 6 配置工序 ) 中， 通过光学元件 6 的背面来铺展粘合材料 12a。此时， 粘 合材料 12a 为配置在比光学元件 5 的表面 5a 小的面积 ( 区域 ) 上， 而非配置在光学元件 5 的表面 5a 的整个面上。如前所述， 通过将步骤 S8a 中的粘合材料 12a 的配置区域限定为中 央部， 能够缩短步骤 S8a( 粘合材料 12a 配置工序 ) 所需的时间， 而且， 更易于控制粘合材料 12a 的供给量， 并且在步骤 S8b 中配置光学元件 6 时粘合材料 12a 将被铺展， 从而能够使粘 合材料 12a 均匀地涂布在光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间。
而且， 为了在步骤 S8b( 光学元件 6 配置工序 ) 中易于通过光学元件 6 的背面来铺 展粘合材料 12a 而使粘合材料 12a 均匀地涂布在光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背 面之间， 粘合材料 12a 优选粘度相对较低的粘合材料。另一方面， 如上所述， 间隔物 SP2 形 成用粘合材料 24 优选粘度相对较高的粘合材料， 以便在进行步骤 S7b 的固化处理之前难以 流动。因此， 在步骤 S8a 中配置到光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 12a 的粘度， 优选比 在步骤 S7a 中配置到光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 24 的粘度低。由此， 既可获得步 骤 S8b 中的粘合材料 12a 的易流动性， 也可获得在步骤 S7a 之后且步骤 S7b 的固化处理之 前的期间的粘合材料 24 的难流动性的效果。
在步骤 S8a 中配置到光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 21a 的粘度例如可设为 3000 毫帕斯卡 / 秒 (mPa/ 秒 ) 左右， 另一方面， 在步骤 S7a 中配置到光学元件 5 的表面 5a 上的粘合材料 24 的粘度例如可设为 30000 毫帕斯卡 / 秒 (mPa/ 秒 ) 左右。所述粘度的值 是利用旋转粘度计测量得到。
而且， 在步骤 S8b 中， 将由接合工具 23 保持的光学元件 6 配置到光学元件 5 的表面 5a 上时， 优选在俯视时不与接合工具 23 的前端部 ( 接合工具 23 中接触光学元件 6 的部 分 )23a 重合的位置上形成间隔物 SP2。另外， 在图 65 中， 以单点划线示出了保持光学元件 6 的接合工具 23 的前端部 23a 的位置。由此， 接合工具 23 造成的负荷难以传递到间隔物 SP2， 从而能够更确实地防止在步骤 S8b( 光学元件 6 配置工序 ) 中间隔物 SP2 发生变形。 因 此， 能够通过间隔物 SP2 来确定在步骤 S8c 中使粘合材料 12a 固化时的光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间的间隔， 从而能够更确实地形成所需厚度的粘合材料 12 的层。
如上所述， 便可制出 ( 组装 ) 图 1 至图 11 所说明的本实施方式的传感器模块 MJ1。
< 关于传感器模块的使用例 >
图 71 所示的是使用传感器模块 MJ1 的手指静脉认证装置 ( 静脉认证用传感器 )31 的说明图。
图 71 所示的手指静脉认证装置 31 具有 ： 上述传感器模块 MJ1 ； 收容传感器模块 MJ1 的容器 32、 以位于传感器模块 MJ1 之上的方式而安装在容器 32 内的红外滤波器 33 ； 以 及安装在容器 32 内的光源 34。
下面对手指静脉认证装置 31 的使用原理进行简单说明， 将手指 36 置于 ( 放在 ) 手指静脉认证装置 31 上， 从光源 34 向手指 36 照射红外线， 并通过传感器模块 MJ1 的光学 元件 6 的上述多个透镜部 13 来接收所述散射后的光的反射， 再通过传感器芯片 3 的上述各 受光元件 PH 来检测由各透镜部 13 所汇集的光。由此， 便能够读取手指 36 的静脉 37 的图 形。 < 关于传感器模块的主要特征和效果 >
采用如下所述的、 与本实施方式不同结构的传感器模块结构的情况下， 即， 在传感 器芯片上没配置有光学元件 5、 6， 而在传感器芯片的上方与传感器芯片隔开一定距离仅配 置一个透镜， 利用传感器芯片来接收由所述一个透镜汇集的光的情况下， 因透镜的厚度变 厚且透镜的焦点距离变长， 因此传感器模块的厚度将相应地变厚。如果非要将其实现薄型 化， 则有可能产生图像的失真等。
本实施方式的传感器模块 MJ1 并非利用传感器芯片 3 来接收由一个透镜汇集的 光， 而是利用传感器芯片 3( 的受光元件 PH) 来接收由光学元件 6 的多个透镜部 13 分别汇集 的光。因此， 与利用传感器芯片 3 来接收由一个透镜汇集的光的情况相比， 本实施方式中， 能够减小透镜 ( 本实施方式中对应于透镜部 13) 的厚度及焦点距离， 从而能够缩短从透镜 ( 本实施方式中对应于透镜部 13) 的表面到传感器芯片 3 的距离。 因此， 本实施方式的传感 器模块 MJ1 采用在传感器芯片 3 上粘合光学元件 5( 进而在光学元件 5 上粘合光学元件 6) 的结构， 能够降低传感器模块 MJ1 的厚度， 从而能够实现传感器模块 MJ1 的薄型化。
本实施方式的传感器模块 MJ1 通过在传感器芯片 3 上配置光学元件 5， 且使所述光 学元件 5 具备遮光层 15， 所述遮光层 15 具有与传感器芯片 3 的多个受光元件 PH 对应的多 个开口部 16， 从而能够使传感器芯片 3 的多个受光元件 PH 各自只接收来自正上方的局部 光。由此， 能够防止多余的光照向传感器芯片 3 的受光元件 PH， 从而能够提高感光度。
另外， 本实施方式的传感器模块 MJ1 可适用于上述手指静脉认证装置 31 之类的静 脉认证用 ( 静脉识别用 ) 的传感器， 但也可用于其他各种传感器例如指纹识别用传感器等。
< 关于传感器模块的制造工序的主要特征和效果 >
在传感器芯片上利用粘合材料粘合光学元件的结构的传感器模块中， 能够降低传
感器模块整体的厚度， 但必须对传感器芯片的每个像素设置遮光层的光学区域 ( 对应于上 述开口部 16) 及透镜部 ( 对应于上述透镜部 13)。因此， 在本实施方式的传感器模块 MJ1 中， 也必须配合传感器芯片 3 的各像素 ( 各受光元件 PH) 来配置光学元件 5 的遮光层 15 的 各开口部 16 和光学元件 6 的各透镜部 13， 因此光学元件 5、 6 相对于传感器芯片 3 的位置偏 移的允许度变小。因此， 在制造传感器模块 MJ1 时， 可将光学元件 5、 6 高精度地安装到传感 器芯片 3 上。
因此， 本实施方式的步骤 S5 中， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上形成多个具有粘合性 的间隔物 SP1 之后， 在步骤 S6a 中在传感器芯片 3 的表面 3a 上配置糊状的粘合材料 11a， 在 步骤 S6b 中， 隔着多个间隔物 SP1 及粘合材料 11a 将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表 面 3a 上， 并且在步骤 S6c 中使粘合材料 11a 固化。
在步骤 S5 中形成的间隔物 SP1 具有粘合性， 在步骤 S6b 中， 隔着多个间隔物 SP 1 及粘合材料 11a 将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上， 因此配置在传感器芯片 3 的表面 3a 上的光学元件 5 由间隔物 SP1( 间隔物 SP1 的粘合性 ) 进行临时固定， 在所述临 时固定的状态下进行步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序。因此， 即便在步骤 S6c 中粘合 材料 11a 固化， 由于能够借助间隔物 SP 1 临时固定光学元件 5， 因此在从步骤 S6b 中将光 学元件 5 配置到传感器芯片 3 上之后到在步骤 S6c 中粘合材料 11a 的固化结束为止的期间 内， 能够抑制或防止光学元件 5 相对于传感器芯片 3 发生的移动 ( 沿水平方向移动 )。
本实施方式的步骤 S6b 是在对光学元件 5 施加负荷的状态下将光学元件 5 配置到 传感器芯片 3 的表面 3a 上， 而步骤 S6c 中是在未对光学元件 5 施加负荷的状态下使粘合材 料 11a 固化。
在与本实施方式不同， 省略了步骤 S5 的间隔物 SP1 形成工序的情况下， 在步骤 S6b 中将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上之后， 由于不存在临时固定光学元件 5 的 间隔物 SP1， 因此到步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序结束为止的期间内， 光学元件 5 有 可能发生移动。如上所述， 由于光学元件 5 相对于传感器芯片 3 的位置偏移的允许度较小， 因此在从步骤 S6b 的光学元件 5 的配置工序之后， 到步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序结 束为止的期间内必须防止光学元件 5 发生移动的现象。因此， 在与本实施方式不同的、 省略 了步骤 S5 的间隔物 SP1 形成工序的情况下， 考虑在步骤 S6b 中将光学元件 5 配置到传感器 芯片 3 的表面 3a 上之后， 以接合工具 23 等按住光学元件 5， 直到步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序结束为止， 以此来防止光学元件 5 的移动。但是， 在步骤 S6b 中将光学元件 5 配 置到传感器芯片 3 的表面 3a 上之后， 以接合工具 23 等按着光学元件 5， 直到步骤 S6c 的粘 合材料 11a 的固化工序结束为止的情况下， 会因对光学元件 5 的负荷而导致光学元件 5 与 传感器芯片 3 之间的粘合材料 11 的厚度产生偏差， 因而使固化后的粘合材料 11 产生干涉 条纹而导致粘合材料 11 的透射率下降的现象。
对此， 在本实施方式中， 在步骤 S6c 中， 并不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元 件 5， 而是在未对光学元件 5 施加负荷的状态下使粘合材料 11a 固化。在步骤 S6b 中将光学 元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上之后， 能够借助间隔物 SP1 将光学元件 5 临时固定， 因此即使在步骤 S6c 的粘合材料 11a 的固化工序中不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学 元件 5， 也能够防止光学元件 5 沿水平方向移动。并且， 在步骤 S6c 中， 在不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 5 且未对光学元件 5 施加负荷的状态下使粘合材料 11a 固化， 从而能够抑制或防止固化后的粘合材料 11 产生干涉条纹， 同时可抑制或防止粘合材料 11 的 透射率下降。
下面， 对于能够防止粘合材料 11 产生干涉条纹， 从而能够防止粘合材料 11 的透射 率下降的理由作更详细的说明。在步骤 S6a 中将光学元件 5 配置到传感器芯片 3a 上时， 接 合工具 23 的负荷会施加至光学元件 5， 且还经由光学元件 5 而传递至粘合材料 11a， 但在所 述阶段中， 粘合材料 11a 尚未开始固化， 通过使接合工具 23 与光学元件 5 分开， 对光学元件 5 施加的负荷将消失， 而经由光学元件 5 传递至粘合材料 11a 的负荷也将消失， 因此粘合材 料 11a 中产生的不均 ( 干涉条纹 ) 也将消失。并且， 在步骤 S6c 中实施粘合材料 11a 的固 化处理 ( 紫外线照射处理或热处理等 ) 的阶段中， 已未用接合工具 23 保持光学元件 5， 且光 学元件 5 未被施加负荷， 经由光学元件 5 传递至粘合材料 11a 的负荷也不存在， 因此在粘合 材料 11a 无不均 ( 干涉条纹 ) 的状态下使粘合材料 11a 固化。由此， 能够抑制或防止固化 后的粘合材料 11 产生不均 ( 干涉条纹 )， 从而能够抑制或防止粘合材料 11 的光的透射率下 降的现象。
在步骤 S6b 中将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上时， 传感器芯片 3 的 表面 3a 与光学元件 5 的背面之间的距离是由间隔物 SP1 的高度所决定的。并且， 在步骤 S6c 中， 并未用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 5， 而是在未对光学元件 5 施加负荷的 状态下使粘合材料 11a 固化。因此， 在步骤 S6c 中， 粘合材料 11a 在光学元件 5 未弯曲的状 态下固化， 因此固化后的粘合材料 11 的厚度与间隔物 SP1 的高度大致相同。间隔物 SP1 的 高度能够通过调整在步骤 S5a 中配置在传感器芯片 3 的表面 3a 上的各间隔物 SP1 的预定 形成位置的粘合材料 21 的量或粘度来控制。即， 通过在各间隔物 SP1 的预定形成位置以相 同的量来配置相同粘度的粘合材料， 能够形成大致相同高度的间隔物 SP 1。 由此， 也能够使 每个传感器模块 MJ1 的粘合材料 11 的厚度变得更均匀。
在与本实施方式不同， 不进行步骤 S5b 的固化工序而形成间隔物 SP1 的情况下 ( 对应于在传感器芯片 3 的表面 3a 配置粘合材料 21， 且不使其固化而直接作为间隔物 SP1 的情况 )， 间隔物 SP1 的粘度较低， 有可能难以利用间隔物 SP1 来确保传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面之间的间隔。
对此， 本实施方式中， 间隔物 SP1 是通过步骤 S5a( 粘合材料 21 配置工序 ) 及步骤 S5b( 粘合材料 21 固化工序 ) 而形成。通过步骤 S5b( 粘合材料 21 固化工序 ) 来提高在步 骤 S5a 中配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上的粘合材料 21 的粘度， 从而能够形成粘度比供给 时 ( 步骤 S5a 中供给至传感器芯片 3 的表面 3a 时 ) 的粘合材料 21 的粘度高的间隔物 SP1。 因此， 能够利用间隔物 SP1 来确保传感器芯片 3 的表面 3a 与光学元件 5 的背面之间的间隔， 从而能够确实地形成与间隔物 SP1 为同等程度的厚度的粘合材料 11 的层。而且， 只要在步 骤 S5a 中将具有比间隔物 SP1 的粘度 V2 低的粘度 V1 的粘合材料 21 供给 ( 配置 ) 到传感器 芯片 3 的表面 3a 即可， 因此， 在步骤 S5a 中， 易于进行粘合材料 21 的供给 ( 配置 )。
如上所述， 根据本实施方式， 能够高精度地将光学元件 5 配置 ( 固定 ) 到传感器芯 片 3 上。因而， 能够提高所制造的传感器模块 MJ1( 半导体器件 ) 的性能。
另外， 本文仅对步骤 S5( 间隔物 SP1 形成工序 ) 及步骤 S6( 光学元件 5 安装工序 ) 的特征及效果进行了说明， 但步骤 S7( 间隔物 SP2 形成工序 ) 及步骤 S8( 光学元件 6 安装 工序 ) 的方法也基本与此相同。下面进行简单说明， 在步骤 S7 中在光学元件 5 的表面 5a 上形成多个具有粘合性 的间隔物 SP2 之后， 在步骤 S8a 中在光学元件 5 的表面 5a 上配置糊状的粘合材料 12a， 在步 骤 S8b 中， 隔着多个间隔物 SP2 及粘合材料 12a 将光学元件 6 配置到光学元件 5 的表面 5a 上， 在步骤 S8c 中使粘合材料 12a 固化。并且， 在步骤 S8b 中， 在对光学元件 6 施加负荷的 状态下将光学元件 6 配置到光学元件 5 的表面 5a 上， 但在步骤 S8c 中， 在未对光学元件 6 施加负荷的状态下使粘合材料 12a 固化。因此， 与步骤 S6 中的光学元件 5 同样地， 光学元 件 6 能够由间隔物 SP2 临时固定， 因此即使在步骤 S8c 的粘合材料 12a 的固化工序中不用 接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 6， 也能够防止光学元件 6 沿水平方向移动。并且， 在 步骤 S8c 中， 在不用接合工具 23 等按着 ( 保持 ) 光学元件 6 且未对光学元件 6 施加负荷的 状态下使粘合材料 12a 固化， 能够抑制或防止固化后的粘合材料 12 产生干涉条纹， 从而能 够抑制或防止粘合材料 12 的透射率下降。粘合材料 12 不会产生干涉条纹的理由与粘合材 料 11 不会产生干涉条纹的理由基本相同。而且， 间隔物 SP2 是通过步骤 S7a( 粘合材料 24 配置工序 ) 及步骤 S7b( 粘合材料 24 固化工序 ) 而形成， 因此与间隔物 SP1 的情况同样， 可 通过间隔物 SP2 来确保光学元件 5 的表面 5a 与光学元件 6 的背面之间的间隔， 从而能够确 实地形成与间隔物 SP2 为同等程度厚度的粘合材料 12 的层， 而且， 更易于进行步骤 S7a 的 粘合材料 24 的供给。
如上所述， 根据本实施方式， 能够高精度地使光学元件 6 配置 ( 固定 ) 在光学元件 5 上。因而， 能够提高所制造的传感器模块 MJ1( 半导体器件 ) 的性能。
< 关于变形例 > 上述实施方式中， 对在传感器芯片 3 的表面 3a 上间隔物 SP1 形成 于传感器面 ( 传感器区域 )SE 的外侧的情况进行了说明， 但也可为其他形态 ( 变形例 )， 如 在传感器芯片 3 的表面 3a 上将间隔物 SP1 形成于传感器面 SE 上， 且可在光学元件 5 的表 面 5a 上， 将间隔物 SP2 形成于与传感器面 SE 平面重合 ( 俯视时重合 ) 的位置。但是， 在将 间隔物 SP1 形成于传感器面 SE 上的情况下， 如果形成的间隔物 SP1 不具有透光性， 则一部 分像素将照射不到光而导致传感器的性能下降， 而且， 在将间隔物 SP2 形成于与传感器面 SE 平面重合的位置的情况下， 如果形成的间隔物 SP2 不具有透光性， 则一部分像素将照射 不到光而导致传感器的性能下降。因此， 为避免传感器的性能下降， 在传感器芯片 3 的表面 3a 上优选间隔物 SP1 形成于避开传感器面 SE 的位置 ( 传感器面 SE 的外侧 )， 而且， 在光学 元件 5 的表面 5a 上优选间隔物 SP2 形成于不与传感器面 SE 平面重合 ( 俯视时不重合 ) 的 位置。
另外， 在所述其他形态 ( 变形例 ) 中， 在步骤 S6a、 S8a 中使用的粘合材料 11a、 12a 的粘度也可与在步骤 S5a、 S7a 中使用的间隔物形成用粘合材料 21、 24 的粘度相同 ( 同程 度 )。但是， 此时， 粘合材料 11a、 12a 的湿扩展性会下降， 在步骤 S6a 中必须用粘合材料 11a 预先配置 ( 涂敷 ) 于传感器面 SE 的大致整个面， 因此用于配置粘合材料 11a 的时间将变长， 而且， 还难以控制粘合材料 11a 的涂敷量 ( 易突出 )， 使用粘合材料 12a 时也同样。因此， 对 于在步骤 S6a、 S8a 中使用的粘合材料 11a、 12a， 优选使用上述实施方式中所述的粘度较低 者， 因而， 优选在步骤 S6a、 S8a 中使用的粘合材料 11a、 12a 的粘度比在步骤 S5a、 S7a 中使用 的间隔物形成用粘合材料 21、 24 的粘度低。
而且， 在步骤 S6b、 S8b 中， 也可使用对准标记进行安装。即， 在步骤 S6b 中， 基于分 别形成于传感器芯片 3 及光学元件 5 上的对准标记， 优选将光学元件 5 与传感器芯片 3 进行位置对准之后， 再将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 的表面 3a 上。而且， 在步骤 S8b 中， 基于分别形成于光学元件 5 及光学元件 6 上的对准标记， 优选将光学元件 6 与光学元件 5 进行位置对准之后， 再将光学元件 6 配置到光学元件 5 的表面 5a 上。下面， 进行具体说明。
图 72 是传感器芯片 3 的平面图 ( 俯视图 )， 图 73 是光学元件 5 的平面图 ( 俯视 图 )， 图 74 是光学元件 6 的平面图 ( 俯视图 )， 分别相当于图 7、 图 8 及图 9( 图 72 至图 74 中省略了图 7 至图 9 中所记载的放大图的部分的图示 )。在图 72 所示的传感器芯片 3 的表 面 3a 上形成有对准标记 AL1， 图 73 所示的光学元件 5 的表面 5a 上形成有对准标记 AL2， 图 74 所示的光学元件 6 的表面 6a 上形成有对准标记 AL3。
在步骤 S6b 中， 基于传感器芯片 3 上形成的对准标记 AL1 和光学元件 5 上形成的 对准标记 AL2， 将光学元件 5 与传感器芯片 3 进行位置对准之后， 将光学元件 5 配置到传感 器芯片 3 的表面 3a 上， 由此能够提高光学元件 5 相对于传感器芯片 3 的水平方向的位置精 度。基于对准标记 AL1、 AL2 将光学元件 5 配置到传感器芯片 3 上之后， 如上所述借助间隔 物 SP1 来临时固定光学元件 5， 在此状态下， 在步骤 S6c 中使粘合材料 11a 固化， 因此能够制 造直接反映出步骤 S6b 中基于对准标记 AL1、 AL2 的较高的位置精度 ( 光学元件 5 相对于传 感器芯片 3 的位置精度 ) 的传感器模块 MJ1。而且， 如果在传感器芯片 3 的表面 3a 上， 间隔 物 SP1 形成在不与对准标记 AL1 平面重合的位置则更佳， 由此， 能够排除间隔物 SP1 对于对 准标记 AL1 的识别的影响。
同样地， 在步骤 S8b 中， 基于光学元件 5 上形成的对准标记 AL2 和光学元件 6 上形 成的对准标记 AL3， 将光学元件 6 与光学元件 5 的位置对准之后， 再将光学元件 6 配置到光 学元件 5 的表面 5a 上， 由此能够提高光学元件 6 相对于光学元件 5 的水平方向的位置精 度。基于对准标记 AL2、 AL3 将光学元件 6 配置到光学元件 5 上之后， 如上所述借助间隔物 SP2 来临时固定光学元件 6， 在此状态下， 在步骤 S8c 中使粘合材料 12a 固化， 因此能够制造 直接反映出步骤 S8b 中基于对准标记 AL2、 AL3 的较高的位置精度 ( 光学元件 6 相对于光学 元件 5 的位置精度 ) 的传感器模块 MJ1。而且， 如果在光学元件 5 的表面 5a 上， 间隔物 SP2 形成在不与对准标记 AL2 平面重合的位置则更佳， 由此， 能够排除间隔物 SP2 对于对准标记 AL2 的识别的影响。
以上按照实施方式具体地说明了本案发明人所作的发明， 但是本发明并不受到所 述实施方式的限定， 在不超出其要旨的范围下能够进行种种变更， 在此无需赘言。
产业上的可利用性
本发明可有效适用于半导体器件的制造技术。