JP2005116628A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂の流出を防止するとともに位置ずれを防止し、撮像特性に優れた固体撮像装置を提供する。製造工程の簡略化をはかる。電気的接続及び機械的接続を確実にするとともに、固体撮像素子の接着品質の向上をはかる。
【解決手段】貫通開口部１を有し、配線回路部２を備えた絶縁性基板３と、前記貫通開口部１に装着された固体撮像素子５と、前記固体撮像素子５から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部を塞ぐように配設された透光性部材８とを具備してなり、前記絶縁性基板３の前記配線回路部に対して前記固体撮像素子５を電気的に接続すると共にその周囲が樹脂層４を介して固着せしめられており、前記樹脂層のうち前記貫通開口部に臨む領域が壁状の光硬化層４Ｓを構成するとともに残る領域が熱硬化層を構成してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に係り、特に、監視カメラ、医療用カメラ、車載用カメラなどの半導体撮像素子を用いて形成される小型の固体撮像装置における撮像エリアへの樹脂の染み出し防止に関するものである。

近年、この種の撮像装置は、レンズなどの光学系を介して入力される画像を電気信号として出力するものである。そしてこの撮像装置の小型化、高性能化に伴い、カメラも小型化され、各方面で使用されてきており、映像の入力装置としての市場を広げている。

従来の半導体撮像素子を用いた撮像装置は、レンズ、半導体撮像素子、その駆動回路および信号処理回路などを搭載したＬＳＩ等の部品を夫々筐体あるいは構造体に形成してこれらを組み合わせている。このような組み合わせによる実装構造のひとつに、平板状のプリント基板上に各素子部品を搭載することによって形成されるものがある。

そこで、装置の更なる小型化をはかるために、ＣＣＤ，ＣＭＯＳなどの撮像素子をベアチップ方式で実装したものが提案されている。実装基板は、撮像素子の撮像エリアの性能を阻害することなく外部レンズに取り出すことができるように、撮像エリアを臨むように実装基板に開口部を設けるか、撮像エリア部が透明体となるように形成される。
この一例として、対向する第１および第２の主面に連通した開口部を有し、複数のリードを備えた配線基板に、固体撮像素子を実装した、固体撮像装置が提案されている（特許文献１）。この例では、図８に一例を示すように、貫通開口部１０１を有するとともに配線パターン１０２を形成した配線基板１０３の開口部を連続して取り囲むように絶縁性接着剤１０４を形成し、フェースダウンで固体撮像素子チップ１０５を接合している。そしてこの配線基板の貫通開口部１０１を臨むように接着剤１０７を介して透光性基板１０８が接合されている。

そしてこの場合、固体撮像素子チップ１０５のバンプ１０６が前記配線パターンと電気的に接続しており、両者の位置合わせは極めて重要である。
従来、異方性導電性樹脂（ＡＣＦやＡＣＰ）、あるいは絶縁性樹脂（ＮＣＦやＮＣＰ）を用いた熱圧接法による実装方法がとられている。
しかしながら熱硬化による樹脂硬化方法では、樹脂が硬化前に撮像エリアに流れ出し、これが撮像の障害となるという問題が発生している。

またこの問題を防止するために、本来配線を必要としない領域にダミー配線パターンを形成し、ダミー配線パターンをダムにして樹脂の流れ出しを防止する方法が提案されている。しかしながら、このようなダミー配線パターンは導体パターンであるため、放熱性も高い。従って熱圧接に際し、放熱性を高める結果となり、熱圧接に際し、より大きな熱量を必要とすることになる。従って必要な加熱温度・時間を、このようなダムのない場合に比べ、加熱温度を高く設定したり、時間を長く設定したりする必要がある。これはＣＣＤやＣＭＯＳの耐熱性や、実装生産性に影響が大きい。

また、本出願人は、チップと配線パターンとを接合した後、この接合部に、紫外線（ＵＶ）照射をしながらＵＶ硬化性の付加された絶縁性樹脂を流し込むという方法を提案している（特許文献２）。
この方法では、先にチップと配線パターンとの接合を行い、この後絶縁性樹脂を流し込むという方法がとられるため、使用する樹脂は低粘度化が必須であり、また濡れによる広がりが大きいため必要以上に樹脂を供給する必要がある。
また電気的接続と樹脂による接合とが２段階で行われるため、生産性が十分でない。
また、電気的接続のなされた接合部の接合を保持するため、熱歪の少ない条件下で加熱しなければならず、熱硬化を低温でゆっくり行う必要がある。
また電気的接続を保持した状態で絶縁性樹脂による接合を行う必要があるため、可撓性基板では接合が外れてしまうおそれがあるなど多くの制約があった。

特許第３２０７３１９号公報 特開平１１−２２０１１５号公報

このように、従来の実装方法では、実装時における接着性樹脂の流出により、ＣＣＤなどのベアチップの汚染を招くことがある。
そして樹脂の流出を防止するために配線パターンでダムを形成しようとすると、熱圧着時に熱の流出を招き熱効率が悪く、十分な接合が出来ないという問題がある。
また、電気的接続後、樹脂の流し込みを行う場合には生産性が十分でなく、絶縁性樹脂の硬化時に電気的接続の脱落を招きやすいという問題がある。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、樹脂の流出を防止するとともに位置ずれを防止し、撮像特性に優れた固体撮像装置を提供することを目的とする。
また製造工程の簡略化をはかることを目的とする。
また、固体撮像素子の電気的接続及び機械的接続を確実にするとともに、固体撮像素子の接着品質の向上をはかることを目的とする。

そこで本発明では、貫通開口部を有し、配線回路部を備えた基板と、前記貫通開口部に装着された固体撮像素子とを具備し、前記基板の前記配線回路部に対して前記固体撮像素子が電気的に接続され、この電気的に接続された部分の周囲が樹脂層を介して固着されており、前記樹脂層のうち前記貫通開口部に臨む領域が壁状に光硬化され、残る領域が熱硬化されている。

この構成により、樹脂層の貫通開口部に臨む領域が壁状に光硬化されており、この光硬化された樹脂層がダムとなって樹脂の流出を防止しているため、樹脂の染み出しなしに、信頼性の高い実装構造を得ることが可能となる。また、貫通開口部に緻密で均一なＵＶ硬化層が形成されるため、水分の浸入経路を絶ち、長寿命で信頼性の高いものとなる。また樹脂の流出により応力集中を伴う形状となるのを回避でき、より高い接続信頼性を得ることが可能となる。

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記固体撮像素子から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部を塞ぐように配設された透光性部材を具備し、前記基板は絶縁性基板であり、前記配線回路部は、前記絶縁性基板上の前記固体撮像素子の装着される部分にその一部が露呈せしめられた配線パターンを有するとともに、前記固体撮像素子は前記回路部の前記配線パターンにフェースダウンで直接接続されている。
またこの配線回路部は、前記絶縁性基板上の前記固体撮像素子の装着される部分にその一部が露呈せしめられた配線パターンを有する多層配線構造であってもよい。
この構成により、所望の配線パターンを具備した固体撮像装置を小型化することが可能となる。

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記基板は、遮光性基板である。
この構成により、裏面から光を照射するのみで貫通開口部の周縁にのみ選択的に光照射を行うことができ、上記壁状の光硬化された領域を容易に作業性よく形成することが可能となる。

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記樹脂層はＵＶ硬化性及び熱硬化性を具備した樹脂で構成される。
この構成により、ＵＶ照射により極めて容易にダムとなるＵＶ硬化層を形成することができ、またこの後加熱により良好に熱硬化させることができる。

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記樹脂層はＵＶ硬化性の付加された熱硬化性アクリル樹脂で構成される。

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記樹脂層はＵＶ硬化性の付加された熱硬化性エポキシ樹脂で構成される。

さらにまた、ベース樹脂として、Ｐｂフリーはんだリフロー条件にも耐える、耐熱性に優れたエポキシ樹脂を用い、温度が２００±５０℃、時間が１〜３０secの加熱条件で、熱圧接方式により電極間接続と電極周辺の封止を可能とする熱硬化型の硬化系、例えば、重付加型の酸無水物系や触媒型のアニオン重合系（アミン、イミダゾールなど）の硬化樹脂を用いるのが望ましい。そしてこのベース樹脂にＵＶ硬化系樹脂として、触媒型のカチオン重合系の硬化樹脂を付加する。

また、本発明では、上記固体撮像装置において、前記基板が、信号処理回路の集積化された半導体基板である。
この構成により、チップ部品の搭載が不要でかつ小型化薄型化が可能となり、しかも実装後ダイシングすることにより個々の部品に分割するいわゆるＣＳＰ工程での形成が容易となる。

また、本発明は、中央部に貫通開口部を有し、配線回路部を有する基板に、前記貫通開口部を臨むように樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層を介して固体撮像素子を装着する固体撮像素子装着工程と、前記絶縁性基板側から前記貫通開口部を介して紫外線（ＵＶ）を照射し、前記樹脂層のうち、前記貫通開口部を臨むように形成された領域を硬化してＵＶ硬化層を形成する工程と、前記固体撮像素子と前記配線回路部とが電気的に接続するように加圧しつつ前記樹脂層を加熱し、前記固体撮像素子を前記配線回路部に熱圧着する工程とを含む。
この構成により、貫通開口部を介してＵＶ硬化を行うことにより、マスクを新たに形成することなく、貫通開口部を臨むＵＶ硬化層を形成することができる。そして熱圧着を行うことによりこのＵＶ硬化層がダムとなり、樹脂の流出を防止することができ、容易に作業性よく信頼性の高い接合を実現することが可能となる。また、電気的接合と機械的接合が同一工程で実現され得るため、信頼性の高いものとなる。

また、本発明は、前記固体撮像装置の製造方法において、前記熱圧着する工程の後、前記基板の前記貫通開口部を塞ぐように透光性部材を装着する透光性部材装着工程を含む。
この構成により、固体撮像素子を実装後、透光性部材を接合しているため、固体撮像素子圧着時に発生するガスを効率よく逃がすことができる。

また、本発明は、前記固体撮像装置の製造方法において、前記固体撮像素子装着工程に先立ち、配線層を有する前記基板の貫通開口部を塞ぐように透光性部材を装着する透光性部材装着工程を含む。
この構成により、上記効果に加え、固体撮像素子実装後の熱工程が少なくなり、素子特性の劣化を防止することができる。

また、本発明は、前記固体撮像装置の製造方法において、前記基板は遮光性基板である。
この構成により、貫通開口部を介して光硬化処理を行うことによりダムを形成する際、自己整合的に良好な壁状のＵＶ硬化層を形成することができる。

また、本発明は、前記固体撮像装置の製造方法において、前記基板は透光性基板である。
この構成により、光硬化処理を行うことによりダムを形成する際、設計が極めて容易となる。

また、本発明は、前記固体撮像装置の製造方法において、前記ＵＶ硬化層を形成する工程に先立ち、前記基板に遮光性部材を装着する工程を含む。
この構成により、透光性基板を用いる場合にも容易に作業性よくダムを形成することができる。

また、本発明は、前記固体撮像装置の製造方法において、前記ＵＶ硬化層を形成する工程は、前記配線回路部の接合部に開口する遮光性部材をマスクとしてＵＶ照射を行い、前記配線回路部をマスクとして少なくとも一部を自己整合的にＵＶ硬化する工程である。
この方法によれば、配線回路部をマスクとして利用するため自己整合的にＵＶ硬化層のエッジが形成されるため、マスク精度が不要でありながらも、樹脂の染み出しを高精度に実現することができる。
なお、ここで貫通開口部とは、形状的な開口のみならず、透光性窓も含むものとする。

本発明によれば、貫通開口部からのＵＶ照射により形成されたＵＶ硬化層をダムとして、熱圧着により電気的接続と機械的接続とを同時に実現するようにしているため、作業性の向上をはかるとともに信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態１の固体撮像装置の要部説明図を図１に示す。
この固体撮像装置は、固体撮像素子チップ５を配設するに際し、ＵＶ硬化性の付加された熱硬化性樹脂層４を用いて絶縁性基板の貫通開口部１を臨む領域に固着してなるもので、先にこの貫通開口部から光照射を行い、壁状にＵＶ硬化することによりＵＶ硬化層４Ｓを形成し、これをダムとして、熱硬化性樹脂を硬化させることにより、熱硬化層４Ｈを形成し撮像エリアとなる貫通開口部への樹脂の流れ出しを防止するものである。

すなわち、この固体撮像装置は、貫通開口部１を有し、配線回路部を備えた遮光性の絶縁性基板３と、この貫通開口部１に装着された固体撮像素子チップ５と、固体撮像素子チップ５から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部１を塞ぐように配設された透光性部材としてのガラス基板８とを具備し、この絶縁性基板３の配線回路部に対して固体撮像素子チップ５を電気的に接続すると共にその周囲が、ＵＶ硬化性の付加された熱硬化性樹脂からなる樹脂層４を介して固着せしめられており、この樹脂層のうち貫通開口部１に臨む領域が壁状のＵＶ硬化層４Ｓを構成し、その内側に残る領域が熱硬化層４Ｈを構成してなる。

ここでこの絶縁性基板３は、中央に１辺３ｍｍの角型の貫通開口部１を有し、スクリーン印刷法で形成された膜厚２０μｍ程度の銅パターンからなる配線パターン２を表面及び裏面に形成してなるポリフタルアミド樹脂からなる板厚１００μｍの遮光性基板で構成されている。
また、この絶縁性基板の他方の面側には透光性のガラス基板８からなるＩＲフィルタおよびレンズ鏡筒１０が形成されている。一方このレンズ鏡筒１０の周りにはＩ／Ｏコネクタ１１、コンデンサや抵抗などのチップ部品１２、制御ＭＣＭ１３等が固着されている。

この絶縁性樹脂は、重付加型の酸無水物系や触媒型のアニオン重合系（アミン、イミダゾール）などの硬化樹脂に、触媒型のカチオン重合系の硬化樹脂を付加してなるものである。ここで触媒としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ガリウムランプなどの主波長で、１００〜１０００ｍＷ／ｃｍ²の照度を当て、照射量で、１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ²で硬化が成り立つ触媒量を添加するのが望ましい。また、ＵＶ硬化された領域は、この樹脂層を加熱する際に、熱流動により、応力破壊しない膜厚・硬度にすることが望ましい。更に膜厚・硬度は、電極との接合に影響しないものである必要がある。具体的には、上記ＵＶ照射で硬化厚み５０±２５μｍ、硬度は、実装するＩＣのパシベーション膜を破壊しない硬度を上限に設計を行う。

また、ＩＣパシッベーションを破壊しない上限硬度で、樹脂層を熱圧着する際に膜が破れる場合は、熱圧着時にもＵＶ照射することで、破壊して出てきた樹脂をＵＶ硬化すれば、より確実に接合することができる。この場合、熱圧着温度はＵＶ硬化性触媒がガス化しない温度で行う必要がある。これにより、ＵＶ硬化した状態から、熱硬化による実装を行った場合、従来の熱硬化性樹脂実装と同じ接続信頼性を得ることができかつ、ＵＶ硬化した膜が絶縁性樹脂の流れ出しを防ぐため固体撮像装置の撮像特性を良好に維持することができる。

また、従来の絶縁性樹脂のみの場合は、絶縁性樹脂の供給形状と同一の波打ったフィレット形状となることが多いが、開口部に均一で緻密なＵＶ硬化層膜が形成されるので、水分の浸入経路を絶つことができ耐湿性の向上をはかることができる。また、応力集中を伴う形状を回避することができ、より高い接続信頼性を得ることが可能となる。
ここで光学フィルタを構成する透光性のガラス基板３は水晶屈折板で構成され、接着剤を介して周縁部で絶縁性基板１に固定されている。

次に、この固体撮像装置の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、ポリフタルアミド樹脂からなる遮光性の絶縁性基板３を用意し、中央に１辺３ｍｍの角型の貫通開口部１を形成するとともに、スクリーン印刷法によって膜厚２０μｍ程度の銅パターンからなる配線パターン２を形成する。なおこの銅パターンの表面は熱圧着法に適したＮｉ、Ａｕめっきであることが望ましい。
続いて、図２（ｂ）に示すように、この絶縁性基板の配線パターンの一部を覆うように上述した絶縁性樹脂を塗布し樹脂層４を形成する。
こののち、薄膜を挟むように積層して薄膜コンデンサを形成したり、配線パターン間に抵抗体薄膜を配置し、薄膜抵抗体を形成したり、さらには必要に応じてチップ部品を接続する。

さらに図２（ｃ）に示すように、この絶縁性基板３表面の配線パターン２に、固体撮像素子チップ５のバンプ６が接するように、配置し、樹脂の熱硬化温度を上まわらない温度で加熱するとともに若干加圧して仮固定し、貫通開口部１を介して絶縁性基板３側からＵＶ照射を行う。ここでＵＶ照射の条件は、このＵＶ硬化層４Ｓが壁厚５０μｍ程度となるように、使用する樹脂層および固体撮像素子チップに応じて決定するようにすればよい。

この後図２（ｄ）に示すように、この絶縁性基板３表面の配線パターン２に、固体撮像素子チップ５のバンプ６が当接するように、ツールＴで加熱しつつ加圧する。
そして、２００℃１０秒程度の熱圧着処理を行い、配線パターンとバンプとの接続を
確実化し、半導体チップと絶縁性基板との接合を確実にする。このとき加熱加圧と同時に
ＵＶ照射を行うようにしてもよい。なお、熱圧着処理については１５０℃３０秒、２５０度１秒程度でもよい。

そして、熱圧着用のツールＴを外し、図２（ｅ）に示すように接続がなされる。

一方、水晶板の表面に所望の屈折率を有する多層構造の誘電体薄膜を蒸着し誘電体干渉フィルタからなるガラス基板８からなる透光性部材としての光学フィルタを形成する。
そして、絶縁性基板３の固体撮像素子チップ搭載面に対向する面側に、貫通開口部１を塞ぐように、光学フィルタ（８）を貼着する。

続いて、絶縁性基板３にコネクタ１１、コンデンサ、抵抗などのチップ部品１２、制御ＭＣＭ１３などを接続し、最後に、レンズ鏡筒１０を、図示しない接着性樹脂によって絶縁性基板３または光学フィルタとしてのガラス基板８に接続し図１に示した固体撮像装置が形成される。

このようにして形成された固体撮像装置では、貫通開口部１を臨むように所定の厚さで形成された壁状のＵＶ硬化層４Ｓによって樹脂の流れ出しを確実に防止することができるため確実で信頼性の高い接続が可能となる。

また、固体撮像素子を配線パターン上に装着（仮固定）と同時に、ＵＶ照射を行い、ダムとなるＵＶ硬化層４Ｓを形成し、仮固定したのち、熱圧着によりバンプと配線パターンとの電気的接続と、機械的接合とを同時に行うようにしているため、生産性が高い。
また、ダムの存在により、十分に加熱し樹脂の流動性を高めた上で加圧することができ、確実な接続が可能となり、固体撮像素子の配線回路部との接続の確実性を高めることができる。

また、固体撮像素子の配線パターンへの位置決めに際しても、粘度の高い樹脂を用いて仮固定するようにすれば、熱圧着工程間出に位置ずれが発生することもない。
また、仮固定なしに一括固定するようにしてもよいことはいうまでもない。

また、絶縁性基板への貫通開口部の形成に際しては、レーザ加工等を用いればよい。また配線回路部の形成に際しても、スクリーン印刷法に限定されることなく、スパッタリングあるいはメッキ等を用いるようにしてもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２の固体撮像装置の製造工程について説明する。
前記実施の形態１では、固体撮像素子チップを装着後、透光性部材としてのガラス基板８を形成したが、本実施の形態ではガラス基板を先に装着する。

次に、この固体撮像装置の製造方法について説明する。
まず、前記実施の形態１と同様に、遮光性の絶縁性基板３を用意し、貫通開口部１を形成するとともに、配線パターン２を形成した後、この絶縁性基板３の貫通開口部１を塞ぐように、固体撮像素子チップ搭載面に対向する面側に、光学フィルタ３を貼着する（図３（ａ））。
続いて、図３（ｂ）に示すように、この絶縁性基板の配線パターンの一部を覆うように上述した絶縁性樹脂を塗布し樹脂層４を形成する。

さらに図３（ｃ）に示すように、前記実施の形態１と同様に、この絶縁性基板３表面の配線パターン２に、固体撮像素子チップ５のバンプ６が接するように配置し、若干加圧して仮固定し、貫通開口部１を介して絶縁性基板３側からＵＶ照射を行い、壁状のＵＶ硬化層４Ｓを形成する。

この後前記実施の形態１と同様にして、図３（ｄ）に示すように、この絶縁性基板３表面の配線パターン２に、固体撮像素子チップ５が当接するように、ツールＴで加熱しつつ加圧する。

そして、熱圧着用のツールＴを外し、図３（ｅ）に示すように接続がなされ、図１に示した固体撮像装置が形成される。

この方法によっても前記実施の形態１と同様に、ＵＶ硬化層４Ｓによって樹脂の流れ出しを確実に防止することができるため確実で信頼性の高い接続が可能となる。
またこの方法によれば、上記効果に加えて、固体撮像素子チップが、ガラス基板(透光性部材)８の固着に際して発生するガスによる汚染を防止することができる。

さらにここでは固体撮像素子実装時に発生する、内部ガスを抜くことができるように、貫通開口部１に通じる貫通孔を光学フィルタの一部または光学フィルタ接着部などに形成しておくのが望ましい。他部については、上記第１の実施の形態と同様に形成されている。

（実施の形態３）
前記実施の形態では、遮光性の絶縁性基板を用いた場合について説明したが、この例では透光性の絶縁性基板を用いた場合について説明する。
この場合、図２（ｃ）、（ｄ）および図３（ｃ）、（ｄ）に相当するＵＶ照射工程において、図４に示すように貫通開口部に相当する領域に開口Ｏを有する金属製の遮光マスクＭを装着した状態でＵＶ照射を行う点が異なるのみである。
この方法によっても絶縁性基板を自由に選択することができ、しかも遮光マスクを装着するのみでよいため作業性も向上する。
なお、この場合、透光性基板１３は貫通開口部をもたない透光性基板であってもよい。

（実施の形態４）
前記実施の形態では、周辺回路を構成するチップ部品を形成したハイブリッド基板を用いたが、この例では、回路部品を集積化したシリコン基板を貼り合わせたり、このシリコン基板を基板として用いるなど半導体基板２３を用いてもよい。また図５に示すように多層配線基板を用いてもよい。
これにより、小型化をはかることができるとともに、実装後ダイシングをするいわゆるチップサイズパッケージとして実装することも可能となる。

製造に際しても、所望の素子領域を形成してなる半導体基板２３を形成し、この半導体基板２３上に固体撮像素子基板、および光学フィルタとなる透光性基板を接合し、最後にダイシングラインにしたがってダイシングし、固体撮像装置を得るようにすることも可能である。

（実施の形態５）
また前記実施の形態では、樹脂層は、貫通開口部を形成した後、１工程の塗布によって形成したが、本実施の形態では、貫通開口部に対応する領域に感光性樹脂を塗布形成した後、貫通開口部を開口し、この貫通開口部を介して、ＵＶ照射をし、ＵＶ硬化レジスト層１４Ｓからなるダムを形成した後、熱硬化性樹脂層１４Ｈを形成する。

この状態で固体撮像素子チップ５を装着し、前記実施の形態２の図２（ｄ）に示した工程と同様にして、熱圧着を行う。すなわち図６（ａ）に示すように、膜厚２０μｍ程度のめっき層からなる配線パターン２の形成された板厚１００μｍ程度の遮光性の絶縁性基板３の表面に、膜厚５０μｍ程度の感光性フォトレジスト１４Ｒを塗布し、打ち抜きまたはケミカルエッチングにより貫通開口部１を形成する。ここで感光性樹脂膜としては、ポリイミド、エポキシ、ウレタン変成エポキシなどを用いる、

そして図６（ｂ）に示すように、この貫通開口部１を介して遮光性基板の裏面側から光照射を行いＵＶ硬化層１４Ｓを形成する。
さらに図６（ｃ）に示すように、このＵＶ硬化層１４Ｓをダムとして、この内側に熱硬化性樹脂層１４Ｎを塗布する。この熱硬化性樹脂層としてはエポキシ、ウレタン変成エポキシ等を用いる。

このようにして、ＵＶ硬化層１４Ｓをダムとして内側に熱硬化性樹脂層１４Ｎを形成した絶縁性基板３の貫通開口部１に臨む配線パターン２に、固体撮像素子チップ５のバンプ６が接するように、配置し、前記実施の形態１及び２と同様に、熱圧着を行う。

このようにして形成された固体撮像装置では、貫通開口部１を臨むように所定の厚さで形成された壁状のＵＶ硬化層１４Ｓによって樹脂の流れ出しを確実に防止することができるため確実で信頼性の高い接続が可能となる。
また本実施の形態では、ＵＶ硬化性樹脂層と熱硬化性樹脂層とを別に形成したが、ＵＶ硬化層にも若干の熱硬化性物質を含有させるようにしてもより良好な固定が可能となる。

（実施の形態６）
また前記実施の形態５では、ＵＶ硬化層の形成に際し、遮光性の絶縁性基板を用い、この絶縁性基板に形成された貫通開口部を介して光照射をすることにより実現したが、この例では、フィルムキャリアなどの透光性基板を使用した例について説明する。
この方法では、前記実施の形態１乃至４と同様に、ＵＶ硬化性の付加された熱硬化性の樹脂を用いた感光性の樹脂テープを用い、配線パターンおよび遮光マスクＭ１をマスクとして接合すべき領域にＵＶ硬化層１９Ｓと化した樹脂層とその内側に熱硬化樹脂層を形成した樹脂層のパターンを接合領域に形成するものである。

まず、銅箔を貼着したフィルム基板を出発材料としフォトリソグラフィを用いて銅箔をパターニングすることにより、銅パターンからなる配線パターン１２を形成する。そして、この透光性基板１３に感光性の樹脂テープ１９を貼着する。
そして図７（ａ）に示すように、固体撮像素子チップのバンプに対応する領域に開口Ｏを有する金属製の遮光マスクＭ１を装着した状態でＵＶ照射を行う。
これにより図７（ｂ）に示すように、開口Ｏに相当する領域の感光性樹脂テープ１９が硬化せしめられ、ＵＶ硬化層１９Ｓからなるダムが形成される。このとき、配線パターン１２上の感光性の樹脂テープ１９は配線パターン１２によって遮光され、そのまま樹脂層１９Ｎとして残る。

この状態で、貫通開口部１を打ち抜きにより形成し、前記実施の形態と同様に、固体撮像素子チップを搭載し熱圧着することにより、樹脂層１９Ｎは良好に流動化され、熱硬化によって強固な接合状態を形成する。

この方法によっても絶縁性基板を自由に選択することができ、しかも遮光マスクを装着するのみでよいため作業性も向上する。また、配線パターン１２を遮光マスクとして使用し、配線パターン１２上の樹脂層がＵＶ硬化するのを防ぐことができるため、自己整合的にＵＶ硬化層が形成され、信頼性の高い接続を実現することが可能となる。
この方法によれば、配線パターンをマスクの一部に用いるため、高度のマスク精度は不要であり、容易に高精度の微細パターン構造を形成することができる。

なお、貫通開口部を打ち抜きによって形成したが、この貫通開口部は不要である場合もある。この場合はこの貫通開口部に相当する領域に対応して樹脂テープに孔を形成しておくようにすればよい。

また実施の形態では透光性部材として光学フィルタを用いたが光学フィルタに限定されることなく、透光性の封止部材、レンズなど適宜変形可能である。

また、前記実施の形態では、固体撮像素子チップについて説明したが、これに限定されることなく、通常のＩＣチップなど、中空実装の必要な半導体チップにも適用可能であることはいうまでもない。

本発明の固体撮像装置は、貫通開口部からのＵＶ照射により形成されたＵＶ硬化層をダムとして、熱圧着により電気的接続と機械的接続とを同時に実現するようにしているため、作業性が良好でかつ信頼性の高いことから、カメラとして、光通信分野に限定されることなく、ＣＤ、ＤＶＤなどの読み取り素子、複写機の読み取り素子、医療機器あるいはドアホンなど、種々の光学機器への適用が可能である。

本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の第２の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の第３の実施の形態における固体撮像装置を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態における固体撮像装置を示す断面図である。 本実施の形態５の固体設像装置の製造工程を示す断面図である。 本実施の形態６の固体撮像装置の製造工程を示す断面図である。 従来例の固体撮像装置を示す要部説明図である。

符号の説明

１ 貫通開口部
２ 配線パターン
３ 絶縁性基板
４ 樹脂層
４Ｓ ＵＶ硬化層
４Ｈ 熱硬化層
５ 固体撮像素子
６ バンプ
８ 光学フィルタ（透光性部材）
１０ 鏡筒

Claims (13)

1. 貫通開口部を有し、配線回路部を備えた基板と、
   前記貫通開口部に装着された固体撮像素子とを具備し、
   前記基板の前記配線回路部に対して前記固体撮像素子が電気的に接続され、
   この電気的に接続された部分の周囲が樹脂層を介して固着されており、
   前記樹脂層のうち前記貫通開口部に臨む領域が壁状に光硬化され、
   残る領域が熱硬化されている固体撮像装置。
2. 請求項１に記載の固体撮像装置であって、
   前記固体撮像素子から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部を塞ぐように配設された透光性部材を具備し、
   前記基板は、絶縁性基板であり、
   前記配線回路部は、前記絶縁性基板上の前記固体撮像素子の装着される部分にその一部が露呈せしめられた配線パターンを有し、
   前記固体撮像素子は前記回路部の前記配線パターンにフェースダウンで直接接続されている固体撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の固体撮像装置であって、
   前記基板は、遮光性基板である固体撮像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
   前記樹脂層は紫外線（ＵＶ）硬化性及び熱硬化性を具備した樹脂で構成される固体撮像装置。
5. 請求項４に記載の固体撮像装置であって、
   前記樹脂層は紫外線硬化性の付加された熱硬化性アクリル樹脂で構成される固体撮像装置。
6. 請求項４に記載の固体撮像装置であって、
   前記樹脂層はＵＶ硬化性の付加された熱硬化性エポキシ樹脂で構成される固体撮像装置。
7. 請求項１に記載の固体撮像装置であって、
   前記基板は、信号処理回路の集積化された半導体基板である固体撮像装置。
8. 中央部に貫通開口部を有し、配線回路部を有する基板に、前記貫通開口部を臨むように樹脂層を形成する工程と、
   前記樹脂層を介して固体撮像素子を装着する固体撮像素子装着工程と、
   前記基板側から前記貫通開口部を介して紫外線を照射し、前記樹脂層のうち、前記貫通開口部を臨むように形成された領域を硬化してＵＶ硬化層を形成する工程と、
   前記固体撮像素子と前記配線回路部とが電気的に接続するように加圧しつつ前記樹脂層を加熱し、前記固体撮像素子を前記配線回路部に熱圧着する工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
9. 請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
   前記熱圧着する工程の後、
   前記基板の前記貫通開口部を塞ぐように透光性部材を装着する透光性部材装着工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
10. 請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記固体撮像素子装着工程に先立ち、
    配線層を有する前記基板の貫通開口部を塞ぐように透光性部材を装着する透光性部材装着工程を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
11. 請求項８乃至１０のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記基板は遮光性基板である固体撮像装置の製造方法。
12. 請求項８乃至１０のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記基板は透光性基板であって、
    前記ＵＶ硬化層を形成する工程に先立ち、前記基板に前記貫通開口部に対応した位置に開口を有する遮光性部材を装着する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
13. 請求項１２に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記ＵＶ硬化層を形成する工程は、前記配線回路部の接合部に開口する遮光性部材をマスクとしてＵＶ照射を行い、前記配線回路部をマスクとして少なくとも一部を自己整合的にＵＶ硬化する工程である固体撮像装置の製造方法。

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