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JP4106003B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子が筐体内に搭載された構成の固体撮像装置の製造方法に関する。
固体撮像装置は、ビデオカメラやスチルカメラ等に広く用いられ、ＣＣＤ等の撮像素子を絶縁性材料からなる基台に搭載し、受光領域を透光板で覆ったパッケージの形態で提供される。装置の小型化のため、撮像素子は、ベアチップのままで基台に搭載される。そのような固体撮像装置の従来例として、特許文献１に記載の固体撮像装置について、図６を参照して説明する。
図６において、２１は基台であり、その上面に凹部が形成され、凹部の中央に撮像素子チップ２２が固定されている。基台２１にはリード端子２４が設けられ、そのリード側パッド２５と撮像素子チップ２２のボンディングパッド２３とが、金属線よりなるボンディングワイヤ２６によって接続されている。また基台２１の周縁部上面には、リブ２８が一体に形成され、その上部に、透明なシールガラス板２７が接合されて、撮像素子チップ２２を保護するためのパッケージが形成されている。
このような固体撮像装置は、図示されたようにシールガラス板２７の側を上方に向けた状態で回路基板上に搭載され、リード端子２４が、回路基板上の電極と接続するために用いられる。図示しないが、シールガラス板２７の上部には、撮像光学系が組み込まれた鏡筒が、撮像素子チップ２２に形成された受光領域との相互の位置関係に所定の精度を持たせて装着される。撮像動作の際は、鏡筒に組み込まれた撮像光学系を通して、被撮像対象からの光が受光領域に集光され、光電変換される。
特開平５−２６７６２９号公報
上記従来例の固体撮像装置は、基台２１の周縁部上面にリブ２８が一体に形成された筐体構造を有する。筐体を樹脂成形するための金型は、筐体の仕様に合わせて製品毎に作製しなければならず、製造コストを高くする一因となる。
そのため、より安価に作製できる配線基板を用い、配線基板上にリブを樹脂成形する工程を用いることが考えられる。しかしながら、配線基板上にリブを樹脂成形する場合、リブを成形する前後の、金属配線を有する配線基板と樹脂製のリブとの間の熱膨張の差異に起因して、筐体に反りや捩れのような変形を生じ易い。特に、複数個の固体撮像装置用の筐体を一括して製造する場合にこの問題は顕著である。
また、筐体の内部空間での入射光の散乱を抑制するために、リブにテーパを設ける場合がある。テーパの向きは、固体撮像装置の設計によって相違するが、基板面から離れるのに従ってリブの幅が大きくなる向きのテーパ（以下逆テーパと称する）を設ける場合、リブの樹脂成形に障害を生じる。すなわち、基台２１の周縁部上面にリブ２８が一体に形成された筐体構造の場合、あるいは配線基板上にリブを樹脂成形する場合のいずれであっても、金型における筐体の内部空間を形成する部分が、リブの逆テーパにより成型後の型抜きが困難になるからである。
以上のことを考慮して、本発明は、複数個の固体撮像装置を構成するための筐体を一括して作製する際の、配線基板と樹脂製のリブとの間の熱膨張の差異に起因する筐体の変形発生を回避し、変形を抑制して安価な筐体を作製することが可能な固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、簡単な工程により、リブに逆テーパを設けることを可能とした固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の固体撮像装置の製造方法は、絶縁性の樹脂からなる配線基板と、前記配線基板上に配置され内部空間を形成する枠状のリブと、前記配線基板と前記リブにより形成された筐体の前記内部空間から外部に亘って電気的な導出を行うための複数の配線部材と、前記内部空間内で前記配線基板上に固定された撮像素子と、前記リブの上端面に接合された透明板と、前記撮像素子の電極と前記各配線部材とを接続する金属細線とを備えた固体撮像装置を製造する方法である。
上記課題を解決するために、複数個の固体撮像装置を構成するための複数組の前記枠状のリブを集合させた格子状のリブ形成部材を樹脂成形し、複数個の前記配線基板に対応する領域を有し、前記各領域に前記複数の配線部材が設けられた集合配線基板を用意し、前記撮像素子を前記集合配線基板の前記各領域に固定して、前記撮像素子の電極と前記各配線部材とを前記金属細線により接続し、前記リブ形成部材の各格子内に前記撮像素子が配置されるように、前記リブ形成部材を前記集合配線基板面に対向させて接着材により前記集合配線基板面に接合し、前記透明板を前記リブ形成部材の上端面に接合し、前記各筐体毎に分離するように、前記リブ形成部材および前記集合配線基板を切断することを特徴とする。
上記の固体撮像装置の製造方法によれば、単独で樹脂成形したリブ形成部材を配線基板に接合させるので、配線基板と樹脂製のリブとの間の熱膨張の差異に起因する筐体の変形発生を回避することができ、安価な筐体を精度良く作製することが可能である。
また、リブ形成部材を単独で樹脂成形するので、リブに形成されるテーパが樹脂成形後の型抜きの障害となることはない。
本発明の固体撮像装置の製造方法において、透明板を接合する際に、複数個の筐体に亘る大きさの透明板をリブ形成部材の上端面に載置し、各筐体毎に切断する際に、透明板も一括して切断する工程を用いることができる。あるいは、透明板を接合する際に、各筐体に対して各々別個の透明板を、隣接する各透明板の端縁をリブ形成部材上に互いの間に隙間を形成して載置し、隙間の領域において各固体撮像装置を各個片に分離する工程を用いてもよい。
また、各リブの断面形状が上下方向にテーパを有するようにリブ形成部材を樹脂成形し、リブの幅が狭い側が配線基板に面するようにリブ形成部材を配線基板面に接合することにより、容易にリブに逆テーパを設けることができる。
以下、本発明の実施の形態における固体撮像装置の製造方法について、図面を参照して具体的に説明する。まず本実施の形態により製造される固体撮像装置の構造を図１〜３を参照して説明する。図１は固体撮像装置の断面図、図２は側面図である。図３は図２の下面を示す図である。
配線基板１は平板状であり、通常の配線基板に用いられる絶縁性の樹脂、例えばガラスエポキシ樹脂からなる。配線基板１上に撮像素子２が固定され、その撮像素子２を包囲するように、配線基板１上に矩形枠の平面形状を有するリブ３が接着材５ａにより接合されている。リブ３は、例えばエポキシ樹脂からなり、例えば０．３〜１．０ｍｍの高さを有する。リブ３の内側面は、配線基板１から離れるに従ってリブ３の幅が大きくなるように傾斜している。すなわち、リブ３に囲まれた内部空間が配線基板１から離れるに従って狭くなるように、リブ３の断面形状に逆テーパが付与されている。リブ３の傾斜の角度は、配線基板１面に直交する方向に対して２〜１２°の範囲とすることが望ましい。
リブ３の上面には、透光板４が接着剤５ｂにより接合されている。配線基板１、リブ３、および透光板４により、内部に空間を有するパッケージが形成され、その内部から外部に電気的な導出を行うための複数の配線６が形成されている。撮像素子２の電極（図示せず）と各配線６とを接続する金属細線７が、パッケージの空間内に設けられている。パッケージ全体の厚みは、２．０ｍｍ以下である。
配線６は、撮像素子２の搭載面に形成された内部電極６ａと、その裏面に形成された外部電極６ｂと、配線基板１の端面に形成された端面電極６ｃとからなる。外部電極６ｂは、内部電極６ａと対応する位置に配置されている。端面電極６ｃは、内部電極６ａと外部電極６ｂとを接続している。内部電極６ａ、外部電極６ｂ、および端面電極６ｃはいずれも、例えば、メッキにより形成することができる。図３に示すように、端面電極６ｃは、配線基板１の端面に形成された凹部１ａに配置されている。端面電極６ｃの表面は、配線基板１の端面と実質的に同一平面を形成しているか、または配線基板１の端面よりも窪んでいる。
配線基板１の両面における、内部電極６ａと外部電極６ｂの周囲の領域には、絶縁膜８ａ、８ｂが形成されている（図３には絶縁膜８ｂを図示せず）。外部電極６ｂの表面は、図示したように絶縁膜８ｂの表面よりも窪んでいるか、あるいは、絶縁膜８ｂの表面と実質的に同一平面を形成している。絶縁膜８ｂと外部電極６ｂとは、互いに重畳部分を有さないように配置されていても、外部電極６ｂの周縁部が絶縁膜８ｂと互いに重なり合うように配置されていてもよい。
パッケージの側面に対応する、配線基板１の端面、リブ３の側面および透明板４の端面は、実質的に同一平面を形成し、従ってパッケージ側面は平坦である。パッケージ側面は、例えば、製造工程において配線基板１の端面、リブ３の側面および透明板４の端面を一括して切断することにより、良好な平坦度に形成することができる。
以上の構成によれば、配線基板１は、簡素な配線基板を用いて形成され、配線基板１の上面から端面を経由して下面に至る範囲の配線６を、メッキにより容易に形成することができる。したがって、パッケージの小型化が容易である。
次に、上記構成の固体撮像装置を製造するための、本実施の形態における製造方法について、図４および５を参照して説明する。
先ず図４（ａ）に示すように、リブ形成部材１０を樹脂により成形する。リブ形成部材１０は、複数個の固体撮像装置を構成するための複数組の枠状のリブ３（図１参照）を集合させた形状を有する。その平面形状は、図５に示すように格子状である。リブ形成部材１０はそれのみ単独で、例えば金型を用いて樹脂成形される。また図４（ａ）に示すように、リブ形成部材１０における各リブの断面形状は、上下方向にテーパを有する。
また図４（ｂ）に示すように、複数個の配線基板１（図１参照）に対応する領域を有する集合配線基板１１を用意する。集合配線基板１１は、絶縁性の樹脂からなる平板状の基材１１ａに配線部材１２が形成されたものである。配線部材１２により、配線基板１に対応する各領域に各々複数の配線６（図１参照）を形成する。配線部材１２以外の部分の基材１１ａの上下面には、絶縁膜１３が形成されている。
配線部材１２は、基材１１ａの上下面に各々形成された上面導電層１２ａおよび下面導電層１２ｂを含む。上面導電層１２ａと下面導電層１２ｂは、上下方向において相互に対応する位置に配置され、基材１１ａを貫通して形成された貫通導電層１２ｃにより接続されている。これらの導電層は、通常用いられるどのような方法で形成してもよい。例えば、基材１１ａに貫通孔を形成して、メッキにより貫通導電層１２ｃを形成し、次に貫通導電層１２ｃの位置に合わせて上面導電層１２ａおよび下面導電層１２ｂをメッキにより形成することができる。
次に図４（ｃ）に示すように、配線基板１に対応する各領域内に撮像素子１４を固定して、撮像素子１４のパッド電極（図示せず）と各上面導電層１２ａとを金属細線１５により接続する。さらに、配線基板１に対応する各領域の境界に、接着材層１６ａを形成する。接着材層１６ａは、貫通導電層１２ｃの位置で上面導電層１２ａを横断するように配置する。
次に図４（ｄ）に示すように、リブ形成部材１０を接着材層１６ａの上に載置して、各格子内に撮像素子１４が配置されるように接着材層１６ａにより集合配線基板１１上に接合する。これによりリブ形成部材１０は、隣接する各固体撮像装置を構成するリブ３が一体に合体して配置された状態を形成し、後述する工程において、各固体撮像装置に個別に所属するように分割される。また、リブ形成部材１０は、リブ３の幅が狭い側が集合配線基板１１に面する向きに接合される。さらに、リブ形成部材１０の上面に接着材層１６ｂを形成する。
次に図４（ｅ）に示すように、リブ形成部材１０の上端面に接着材層１６ｂを介して透明板１７を載置し、透明板１７を接着材層１６ｂにより接合する。
次に図４（ｆ）に示すように、透明板１７、リブ形成部材１０および集合配線基板１１をダイシングブレード１８により切断して、各固体撮像装置を形成する個片に分離する。切断は、図４（ｆ）に示したとおり、集合配線基板１１に直交する方向であって、かつ平面形状において各リブ形成部材１０の幅を２分する方向に行う。その結果、リブ形成部材１０、上面導電層１２ａ、下面導電層１２ｂ、および貫通導電層１２ｃが２分され、各々別個の固体撮像装置におけるリブ３、内部電極６ａ、外部電極６ｂおよび端面電極６ｃを形成する。
この製造方法によれば、リブ形成部材１０を単独で樹脂成形した後、集合配線基板１１に接合するので、リブ形成部材１０を成形する前後の、金属配線を有する集合配線基板１１と樹脂製のリブ形成部材１０との間の熱膨張の差異に起因する筐体の変形を生じることはない。
またこの製造方法によれば、リブ３はリブ形成部材１０の半分の幅になり、小型化に有利である。また、透明板１７、リブ形成部材１０および集合配線基板１１を一括して切断することにより、配線基板１の端面、リブ３の側面および透明板４の端面が形成する平面は実質的に同一平面となり、良好な平坦度を得ることができる。
なお、以上の説明ではリブ３に逆テーパを設ける場合を例としたが、リブ３に逆テーパを設けない場合であっても、本実施の形態のようにリブ形成部材を単独で成型後、配線基板に接合することは同様に効果的である。
また、上述のように、透明板１７を複数個の筐体に亘る大きさとし、各筐体毎に切断する際に、透明板１７も一括して切断する方法に限らず、透明板１７を各筐体に対して各々別個のものとして用意し、隣接する各透明板１７の端縁をリブ形成部１０材上に互いの間に隙間を形成して載置し、その隙間の領域において各固体撮像装置を各個片に分離する方法を採ることもできる。
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、配線基板と樹脂製のリブとの間の熱膨張の差異に起因する筐体の変形発生を回避し、安価な筐体を作製することが可能であり、ビデオカメラやスチルカメラ等の製造に適用できる。
本発明の一実施の形態により製造される固体撮像装置の構成を示す断面図 図１の固体撮像装置の側面図 図２の底面図 本発明の一実施の形態における固体撮像装置の製造方法を示す断面図 同製造方法におけるリブ形成部材を示す平面図 従来例の固体撮像装置の断面図
符号の説明
１ 配線基板
１ａ 凹部
２ 撮像素子
３ リブ
４ 透光板
５ａ、５ｂ 接着剤
６ 配線
６ａ 内部電極
６ｂ 外部電極
６ｃ 端面電極
７ 金属細線
８ａ、８ｂ 絶縁膜
１０ リブ形成部材
１１ 集合配線基板
１１ａ 基材
１２ 配線部材
１２ａ 上面導電層
１２ｂ 下面導電層
１２ｃ 貫通導電層
１３ 絶縁膜
１４ 撮像素子
１５ 金属細線
１６ａ、１６ｂ 接着材
１７ 透明板
１８ ダイシングブレード
２１ 基台
２２ 撮像素子チップ
２３ ボンディングパッド
２４ リード端子
２５ リード側パッド
２６ ボンディングワイヤ
２７ シールガラス板
２８ リブ

Claims (4)

  1. 絶縁性の樹脂からなる配線基板と、前記配線基板上に配置され内部空間を形成する枠状のリブと、前記配線基板と前記リブにより形成された筐体の前記内部空間から外部に亘って電気的な導出を行うための複数の配線部材と、前記内部空間内で前記配線基板上に固定された撮像素子と、前記リブの上端面に接合された透明板と、前記撮像素子の電極と前記各配線部材とを接続する金属細線とを備えた固体撮像装置を製造する方法において、
    複数個の固体撮像装置を構成するための複数組の前記枠状のリブを集合させた格子状のリブ形成部材を樹脂成形し、
    複数個の前記配線基板に対応する領域を有し、前記各領域に前記複数の配線部材が設けられた集合配線基板を用意し、
    前記撮像素子を前記集合配線基板の前記各領域に固定して、前記撮像素子の電極と前記各配線部材とを前記金属細線により接続し、
    前記リブ形成部材の各格子内に前記撮像素子が配置されるように、前記リブ形成部材を前記集合配線基板面に対向させて接着材により前記集合配線基板面に接合し、
    前記透明板を前記リブ形成部材の上端面に接合し、
    前記各筐体毎に分離するように、前記リブ形成部材および前記集合配線基板を切断することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
  2. 前記透明板を接合する際に、複数個の前記筐体に亘る大きさの前記透明板を前記リブ形成部材の上端面に載置し、前記各筐体毎に切断する際に、前記透明板も一括して切断する請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
  3. 前記透明板を接合する際に、前記各筐体に対して各々別個の前記透明板を、隣接する前記各透明板の端縁を前記リブ形成部材上に互いの間に隙間を形成して載置し、前記隙間の領域において前記各固体撮像装置を各個片に分離する請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
  4. 前記各リブの断面形状が上下方向にテーパを有するように前記リブ形成部材を樹脂成形し、前記リブの幅が狭い側が前記配線基板に面するように前記リブ形成部材を前記配線基板面に接合する請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
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