JP2012095177A - 撮像素子パッケージ、撮像素子パッケージの製造方法、及び、電子機器 - Google Patents

撮像素子パッケージ、撮像素子パッケージの製造方法、及び、電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】パッケージの小型化、及び、ワイヤー接続部の信頼性の向上（品質向上）を図ることができるようにする。
【解決手段】撮像素子パッケージ１０Aにおいて、シールガラス等の光透過性を有する光学部材１６を支持する支持体１４を基板１２に取り付けるに当って、接着部１５により、ワイヤー１３及び当該ワイヤー１３のボンディング端子を封止しつつ支持体１４を基板１２に対して接着するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子パッケージ、撮像素子パッケージの製造方法、及び、電子機器に関する。
撮像素子パッケージは、基板上に撮像素子チップを実装し、当該撮像素子チップの周囲の基板周縁部に接着剤にて固定された支持体によってシールガラス等の光学部材を支持したパッケージ構造となっている。このパッケージ構造について、図２０を用いてより具体的に説明する。
図２０において、撮像素子チップ１０１は、撮像面１０１Aを上側にして基板１０２上に実装され、ワイヤー（ボンディングワイヤー／金線）１０３によって基板１０２と電気的に接続されている。基板１０２の外縁部には、支持体１０４が接着剤を用いた接着部１０５によって取り付けられている。支持体１０４は、シールガラス等の光透過性を有する光学部材１０６を基板１０２に対して支持している。
この種の撮像素子パッケージ１００では、従来、基板１０２上において、撮像素子チップ１０１の周囲にワイヤー１０３のボンディングエリアＡを設け、当該エリアＡの外側に支持体１０４を固定する接着エリアＢを設ける構成が採られていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−２１１４５１号公報
上述したように、基板１０２の外周部にワイヤーボンディングエリアＡを設け、更にその外側に支持体１０４の接着エリアＢを設ける構造の場合、撮像素子チップ１０１の周囲の基板周縁部として大きな面積を確保する必要があり、パッケージの小型化が難しい。また、撮像素子パッケージ１００の内部においてワイヤー１０３がむきだしになる構造となっているため、パッケージ内部への水分の浸入があると、ワイヤー１０３の接合部が腐食する場合があり、ワイヤー接続部の信頼性の低下（品質低下）を招くことになる。
そこで、本発明は、パッケージの小型化、及び、ワイヤー接続部の信頼性の向上（品質向上）を図ることができる撮像素子パッケージ、撮像素子パッケージの製造方法、及び、電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、
撮像素子チップと、
前記撮像素子チップが実装された基板と、
前記撮像素子チップの周囲の前記基板の周縁部で前記撮像素子チップと前記基板とを電気的に接続するワイヤーと、
前記基板に対して光学部材を支持する支持体と
を備えた撮像素子パッケージにおいて、
前記基板の周縁部の接着部により、前記ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止しつつ前記支持体を前記基板に対して接着する
構成を採っている。
上記構成の撮像素子パッケージにおいて、基板に対して支持体を接着する接着部がワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止するということは、当該接着部がワイヤーボンディングエリアを利用して設けられていることを意味する。そして、ワイヤーボンディングエリアを支持体の接着エリアとして利用することで、当該接着エリアを別途確保する必要がなくなる。しかも、ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子が接着部によって封止されているため、ワイヤー接続部への水分の浸入を防止できる。
本発明によれば、支持体の接着エリアを別途確保する必要がないため、その分だけパッケージの小型化を図ることができる。また、ワイヤー接続部への水分の浸入を防止できるため、ワイヤー接続部の信頼性の向上（品質向上）を図ることができる。
本発明の第１実施形態に係る撮像素子パッケージの第１方向に沿った断面構造を示す断面図である。 第１実施形態に係る撮像素子パッケージの第２方向に沿った断面構造を示す断面図である。 第１実施形態の変形例に係る撮像素子パッケージの第１方向に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る撮像素子パッケージの第１方向に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法についての説明図である。 支持体を平坦面にて基板に取り付ける構造における接着剤の状態についての説明図である。 第１実施形態に係る撮像素子パッケージにおける支持体と基板との接着部の構造についての説明図である。 排出構造１の第１例の説明に供する、支持体を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージの平面構造を示す平面図である。 支持体を取り付けた後の図８のＡ−Ａ´線に沿った矢視断面図である。 排出構造１の第２例の説明に供する、支持体を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージの平面構造を示す平面図である。 支持体を取り付けた後の図１０のＢ−Ｂ´線に沿った矢視断面図である。 排出構造２の第１例の説明に供する、支持体を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージの平面構造を示す平面図である。 支持体を取り付けた後の図１２のＣ−Ｃ´線に沿った矢視断面図である。 排出構造２の第１例において、接着剤を充填する際にかみ込んだ気体を逃がす流路を示す図である。 排出構造２の第２例の説明に供する、支持体を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージの平面構造を示す平面図である。 支持体を取り付けた後の図１２のＤ−Ｄ´線に沿った矢視断面図である。 排出構造２の第２例において、接着剤を充填する際にかみ込んだ気体を逃がす流路を示す図である。 スリット部を形成するための接着剤の塗布方法の一例についての説明図である。 本発明による電子機器の一例である撮像装置の回路系の構成例を示すブロック図である。 従来例に係る撮像素子パッケージについての説明に供する断面図である。
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（光学基準面を座面としてレンズユニットを取り付けるタイプ）
２．第２実施形態（レンズ鏡筒を直接搭載するタイプ）
３．撮像素子パッケージの製造方法
３−１．支持体の凹凸構造について
３−２．接着の際にかみ込んだ気体の排出構造について
４．電子機器（撮像装置）
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像素子パッケージの第１方向に沿った断面構造を示す断面図である。また、図２は、第１方向と直交する第２方向に沿った断面構造を示す断面図である。ここで、第１方向とは、撮像素子の画素配列における画素行の画素の配列方向（水平方向）を言い、第２方向とは、画素列の画素の配列方向（垂直方向）を言うものとする。
図１及び図２において、第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aは、後述する光学基準面を座面としてレンズユニットを取り付けるタイプのものである。以下に、第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aの具体的な構造について説明する。
ＩＣチップである撮像素子チップ１１は、撮像面１１Aを上側（光取込み側）にして基板１２上に実装されている。撮像素子チップ１１は、基板１２にパターン形成されたボンディング端子（図示せず）に対してワイヤー（ボンディングワイヤー／金線）１３によって電気的に接続されている。
基板１２には更にその周縁部に、当該基板１２に対して後述する光学部材を支持する支持体１４が取り付けられている。支持体１４を基板１２の周縁部に取り付けるに当っては、例えば接着剤が用いられる。そして、本実施形態では、接着剤を用いた接着部１５により、ワイヤー１３及び当該ワイヤー１３のボンディング端子を封止しつつ支持体１４を基板１２に対して接着する構成を採っている。
ここで、基板１２に対して支持体１４を接着する接着部１５がワイヤー１３及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止するということは、当該接着部１５がワイヤーボンディングエリアＡを利用して設けられていることを意味する。ワイヤーボンディングエリアＡとは、撮像素子チップ１１と基板１２上のボンディング端子とをワイヤー１３によって電気的に接続するのに必要な領域を言う。
そして、接着部１５はワイヤーボンディングエリアＡを利用して設けられている。より具体的には、図１及び図２から明らかなように、接着部１５はワイヤーボンディングエリアＡを含んで設けられている。これにより、ワイヤーボンディングエリアＡとは別に接着エリアＢを確保する必要がなくなる。本例では、図１及び図２から明らかなように、ワイヤーボンディングエリアＡよりも広い領域が接着エリアＢとなる。
支持体１４は、その中心部に貫通孔１４Aを有し、当該貫通孔１４Aの周縁部にてシールガラス等の光透過性を有する光学部材１６を基板１２に対して支持する。図１に示すように、支持体１４は、長手方向の端部に、レンズユニット（図示せず）を取り付けるための取付部１７A，１７Bを有している。取付部１７A，１７Bは、取付用ビス孔１８を有するとともに、その上面を光学基準面１９としている。
取付部１７A，１７Bに取り付けられるレンズユニットは、被写体からの入射光を撮像素子チップ１１の撮像面１１Aに集光するためのレンズ、及び、当該レンズを保持するレンズ鏡筒等を含んでいる。そして、支持体１４は、取付部１７A，１７Bの上面、即ち、光学基準面１９を座面としてレンズユニットをビス締めにて取り付けることによって当該レンズユニットを支持する。
また、支持体１４は、接着部１５に対応する底面（接着面）が凹凸部２０からなる。この凹凸部２０は、貫通孔１４Aの周縁に沿って設けられる凸部２０Aと、当該凸部２０Aの外側に設けられる凹部２０Bと、当該凹部２０Bの外側に設けられる凸部２０Cとから構成されている。
ここで、凹部２０Bよりも外側に設けられる凸部２０Cの端面、即ち、凹部２０Bと凸部２０Cとの境界面は傾斜面であることが望ましい。この凹凸部２０（２０A，２０B，２０C）は、特に、後述する撮像素子パッケージの製造方法で述べるように、基板１２に対して支持体１４を接着部１５にて接着する際に効果的な作用を為す。
上述したように、基板１２に対して支持体１４を取り付けるに当って、接着部１５により、ワイヤー１３及び当該ワイヤー１３のボンディング端子を封止しつつ支持体１４を基板１２に対して接着することで、先ず、撮像素子パッケージ１０Aの小型化を図ることができる。
具体的には、基板１２に対して支持体１４を接着する接着部１５が、ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止し、ワイヤーボンディングエリアＡを支持体１４の接着エリアＢとして利用することで、当該接着エリアＢを別途確保する必要がなくなる。従って、撮像素子パッケージ１０Aの小型化を図ることができる。
また、ワイヤー１３の腐食の抑制、耐落下衝撃性やワイヤー１３の耐洗浄性の向上等を図ることができるため、撮像素子パッケージ１０Aの品質を向上できる。具体的には、撮像素子チップ（ＩＣチップ）１１の周囲のワイヤーボンディング端子及びワイヤー１３の全てが、接着部１５によって封止されているため、ワイヤー接続部への水分の浸入を防止できる。これにより、ワイヤー１３やその接続部の腐食を抑制することができるため、より一層の信頼性の向上（品質向上）を図ることができる。
更に、図２０に示す従来構造に比較して、撮像面１１Aの外側のエリアと、ワイヤーボンディングエリアＡを含む基板エリアを支持体１４の接着エリアＢとして使用できるために、接着面積を大きく確保できる。これにより、接着性に有利になり、接着強度が上がるとともに落下衝撃に対して強くなる。
また、凹部２０Bの存在によって接着部１５の厚さを、平坦面の場合よりも厚くできるために、落下衝撃に対してより強くなる。しかも、ワイヤー１３及びその接続部の全てが接着部１５によって封止されているため、落下などによる衝撃があったとしても、ワイヤー１３の接続部の接触不良の発生を抑えることができる。
ところで、高（多）画素化が進むと、小さなゴミの存在も撮像素子パッケージ１０Aの不良に繋がる。そのため、一般的に、撮像素子パッケージ１０Aの製造段階では、組立てプロセス中に付着したゴミ等の不純物を除去するために、支持体１４の接着後で光学部品１６の接着前（即ち、撮像素子パッケージ１０Aの密閉前）のプロセスで洗浄工程が行われる。このゴミ洗浄工程では、一般的に、超音波液漬洗浄が行われる。
この超音波液漬洗浄において、図２０に示す従来構造の場合は、超音波の出力を上げ過ぎると、むきだし構造のワイヤー１０３に対して超音波がストレスを与えてしまい、ワイヤー１０３の断線や、接続部での接触不良を引き起こす懸念がある。そのため、超音波出力等の洗浄条件を自由に調整することができなかった。
これに対して、本実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aの場合は、ワイヤー１３が接着部１５によって保護された構造となっている。この構造によれば、超音波の出力を上げ過ぎたとしても、超音波がワイヤー１３に対して直接ストレスを与えるという問題が無くなるため、超音波出力等の洗浄条件を自由に調整することができるとともに、洗浄条件を最大限まで与えることができることになる。
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aは、取付部１７A，１７Bの上面を光学基準面とし、当該光学基準面を座面としてレンズユニットを取り付けるタイプのものである。これに対して、図３に示すように、支持体１４の上面を光学基準面とし、当該光学基準面を座面としてレンズユニットを取り付けるタイプの撮像素子パッケージ１０Bに対しても、第１実施形態の場合と同様に、本発明を適用することができる。
すなわち、第１実施形態の変形例に係る撮像素子パッケージ１０Bにおいても、接着部１５により、ワイヤー１３及び当該ワイヤー１３のボンディング端子を封止しつつ支持体１４を基板１２に対して接着することで、第１実施形態の場合と同様の作用、効果を得ることができる。
＜２．第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る撮像素子パッケージの第１方向に沿った断面構造を示す断面図であり、図中、図１と同等部位には同一符号を付して示している。
図４において、第２実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Cは、被写体からの入射光を撮像素子チップ１１の撮像面１１Aに集光するためのレンズ２１を保持するレンズ鏡筒２２を直接搭載するタイプのものである。以下に、第２実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Cの具体的な構造について説明する。
ＩＣチップである撮像素子チップ１１は、撮像面１１Aを上側（光取込み側）にして基板１２上に実装されている。撮像素子チップ１１は、基板１２に形成されたボンディング端子（図示せず）に対してワイヤー（ボンディングワイヤー／金線）１３によって電気的に接続されている。
基板１２には更にその周縁部に、当該基板１２に対してレンズ２１を保持するためのレンズ鏡筒２２が、光学部材を支持する支持体として取り付けられている。レンズ鏡筒２２を基板１２の周縁部に取り付けるに当っては、例えば接着剤が用いられる。そして、本実施形態では、接着剤を用いた接着部１５により、ワイヤー１３及び当該ワイヤー１３のボンディング端子を封止しつつレンズ鏡筒２２を基板１２に対して接着する構成を採っている。
ここで、接着部１５は、第１実施形態の場合と同様に、ワイヤーボンディングエリアＡを利用して設けられている。より具体的には、図４から明らかなように、接着部１５はワイヤーボンディングエリアＡを含んで設けられている。これにより、第１実施形態の場合と同様に、ワイヤーボンディングエリアＡとは別に接着エリアＢを確保する必要がなくなる。本例では、図４から明らかなように、ワイヤーボンディングエリアＡよりも広い領域が接着エリアＢとなる。
レンズ鏡筒２２はその中心部に貫通孔２２Aを有し、当該貫通孔２２Aの内壁部にて被写体からの入射光を撮像素子チップ１１の撮像面１１Aに集光するためのレンズ２１を支持（保持）する。レンズ鏡筒２２は、接着部１５に対応する底面（接着面）が凹凸部２０からなる。この凹凸部２０は、貫通孔１４Aの周縁に沿って設けられる凸部２０Aと、当該凸部２０Aの外側に設けられる凹部２０Bと、当該凹部２０Bの外側に設けられる凸部２０Cとを有する構成となっている。
ここで、凹部２０Bよりも外側に設けられる凸部２０Cの端面、即ち、凹部２０Bと凸部２０Cとの境界面は傾斜面であることが望ましい。この凹凸部２０（２０A，２０B，２０C）は、特に、後述する撮像素子パッケージの製造方法で述べるように、基板１２に対して支持体１４を接着部１５にて接着する際に効果的な作用を為す。
上述したように、基板１２に対してレンズ鏡筒２２を取り付けるに当って、接着部１５により、ワイヤー１３及び当該ワイヤー１３のボンディング端子を封止しつつレンズ鏡筒２２を基板１２に対して接着することで、第１実施形態の場合と同様に作用、効果を得ることができる。
すなわち、基板１２に対してレンズ鏡筒２２を接着する接着部１５が、ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止し、ワイヤーボンディングエリアＡを支持体１４の接着エリアＢとして利用することで、当該接着エリアＢを別途確保する必要がなくなる。従って、撮像素子パッケージ１０Cの小型化を図ることができる。
また、ワイヤー１３の腐食の抑制、耐落下衝撃性やワイヤー１３の耐洗浄性の向上等を図ることができるため、撮像素子パッケージ１０Cの品質を向上できる。具体的には、撮像素子チップ（ＩＣチップ）１１の周囲のワイヤーボンディング端子及びワイヤー１３の全てが、接着部１５によって封止されているため、ワイヤー接続部への水分の浸入を防止できる。これにより、ワイヤー１３やその接続部の腐食を抑制することができるため、より一層の信頼性の向上（品質向上）を図ることができる。
更に、撮像面１１Aの外側のエリアと、ワイヤーボンディングエリアＡを含む基板エリアを支持体１４の接着エリアＢとして使用できるため、接着面積を大きく確保できる。これにより、接着性に有利になり、接着強度が上がるとともに落下衝撃に対して強くなる。また、凹部２０Bの存在によって接着部１５の厚さを厚くできるため、落下衝撃に対してより強くなる。しかも、ワイヤー１３及びその接続部の全てが接着部１５によって封止されているため、落下などによる衝撃があったとしても、ワイヤー１３の接続部の接触不良の発生を抑えることができる。
また更に、本実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Cは、ワイヤー１３が接着部１５によって保護された構造となっているために、超音波液漬洗浄において、超音波の出力を上げ過ぎたとしても、超音波がワイヤー１３に直接ストレスを与えるという問題が無くなる。従って、超音波出力等の洗浄条件を自由に調整することができるとともに、洗浄条件を最大限まで与えることができることになる。
＜３．撮像素子パッケージの製造方法＞
次に、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法について説明する。ここでは、第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aを例に挙げてその製造方法について図５を用いて説明するものとする。
図５に示すように、支持体１４を図１と上下関係を逆にしてそのビス孔１８を固定ピン３１A，３１Bに挿入することによって固定した状態において、支持体１４の凹部２０Bに接着剤、例えば熱硬化性樹脂３２を塗布する。続いて、撮像面１１Aと支持体１４とを位置合わせしつつ、撮像素子チップ１１が実装された基板１２を降下させて支持体１４上に載置する。そして、基板１２の裏面側から、加熱ヒータ３３によって基板１２を介して熱硬化性樹脂３２を加熱することによって当該樹脂３２を硬化させる。
［３−１．支持体の凹凸構造について］
ここで、上述した支持体搭載プロセスにおける支持体１４の凹凸構造、即ち、支持体１４の凹凸部２０の作用、効果について説明する。
先ず、支持体１４が凹凸部２０を持たず、平坦面にて基板１２に対して接着剤によって取り付けられる場合について考察する。
支持体１４の平坦面上に熱硬化性樹脂３２を塗布し、しかる後、加熱ヒータ３３によって基板１２を介して熱硬化性樹脂３２を加熱すると、図６（Ａ）に示すように、平坦面であるが故に熱硬化性樹脂３２がワイヤー１３の外側に流れる。これにより、撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部に空洞３４が生じ易くなる。また、熱硬化性樹脂３２を低粘度化させても、図６（Ｂ）に示すように、熱硬化性樹脂３２が平坦面上に拡がってしまい、ワイヤー１３を封止できなくなってしまう。
このように、支持体１４をその平坦面にて基板１２に対して接着するようにすると、ワイヤー１３の部分への接着剤（熱硬化性樹脂３２）の充填性が悪くなる。そして、接着剤の充填性が悪いと、吸湿リフロー後に空洞を起点にクラックが発生し、落下衝撃時の接着剤の剥がれや、ワイヤー１３の接続部の剥がれを招く危険性がある。
これに対し、第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aにおける支持体１４は、その接着面が凹凸部２０となっている。前にも述べたが、図７（Ａ）に示すように、凹凸部２０は、貫通孔１４Aの周縁に沿って設けられる凸部（突起）２０Aと、当該凸部２０Aの外側に設けられる凹部２０Bと、当該凹部２０Bの外側に設けられる凸部２０Cとを有している。
ここで、凹部２０Bに連続し、当該凹部２０Bよりも外側に設けられる凸部２０Cの端面、即ち、凹部２０Bと凸部２０Cとの境界面は傾斜面２０Dであることが望ましい。この傾斜面２０Dは、ワイヤー１３の打ち下ろし部（傾斜部）と対向している。
このように、支持体１４の基板１２に対する接着面を凹凸構造とすることで、支持体１４を接着剤（熱硬化性樹脂）３２にて基板１２に接着する接着工程において、ワイヤー１３下の撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部へ接着剤３２を押し込むことができる。
特に、凹部２０Bと凸部２０Cとの境界面であって、ワイヤー１３の打ち下ろし部と対向する面が傾斜面２０Dであると、接着剤３２に対して図７（Ａ）に矢印で示す方向の力が作用するため、ワイヤー１３下へより確実に接着剤３２を押し込むことができる。これにより、ワイヤー１３下への接着剤３２の充填性を良くすることができるため、撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部に空洞が生じるのを回避できる。
ここで、支持体１４の凹凸構造、即ち、支持体１４の接着面に設けられた凹凸部２０の構造の詳細について、図７（Ｂ）を用いてより具体的に説明する。尚、図７（Ｂ）から明らかなように、撮像素子チップ１１は基板１２に対してダイペースト（ダイボンド用樹脂ペースト）３５によって接合されている。
図７（Ｂ）に示すように、支持体１４を基板１２に対して接着する接着部１５（接着剤３２）の周辺部を、３つのエリアＡ，Ｂ，Ｃに分ける。エリアＡでは、撮像素子チップ１１の撮像面１１Aに傷をつけないようにするために、撮像素子チップ１１と支持体１４とが接触しないことが望ましい。
エリアＢでは、ワイヤー１３を倒してショートさせないようにするために、ワイヤー１３と支持体１４とが接触しないことが望ましい。エリアＢでは更に、ワイヤー１３下へ接着剤３２をより効果的に押し込めるようにするために、支持体１４に角度を設けることが望ましい。この支持体１４に設ける角度が、凸部２０Cの傾斜面２０Dの角度となる。
エリアＣでは、６軸調整に影響を与えないようにするために、基板１２と支持体１４とが接触しないことが望ましい。
一例として、上述したエリアＡ，Ｂ，Ｃの各要件を満足するための各部位の寸法について例示する。
図７（Ｂ）において、エリアＡにおける撮像素子チップ１１の表面−支持体１４の凸部２０Aの頂面間の寸法をａ、エリアＢにおける基板１２の表面−支持体１４の凹部２０Bの底面間の寸法をｂ1、エリアＣにおける基板１２の表面−支持体１４の凸部２０Cの頂面間の寸法をｃとする。
また、支持体１４の凸部２０Aと凹部２０Bとの境界面−ワイヤー１３の撮像素子チップ１１側の立ち上がり間の寸法をｂ2、撮像素子チップ１１の端面−支持体１４の傾斜面２０Dの立ち上がり間の寸法をｂ3とする。更に、ワイヤー１３の打ち下ろし角度（打ち下ろし部（傾斜部）の角度）をθ、支持体１４の傾斜面２０Dの角度をｂとする。
そして、寸法ａ、寸法ｂ1、寸法ｂ2、寸法ｂ3、寸法ｃ、角度θ、及び、角度ｂを、一例として、次のように設定する。
寸法ａ＝６軸調整ばらつき（撮像面垂直方向）＋支持体１４の寸法ばらつき
寸法ｂ1＝寸法ａ＋撮像面１１Ａからワイヤー１３のトップまでの最大高さ
寸法ｂ2，ｂ3＝６軸調整ばらつき（撮像面水平方向）＋支持体１４の寸法ばらつき
角度ｂ＝角度θ
寸法ｃ＝寸法ａ＋ダイペースト３５の厚みばらつき
上記のような数値に設定することで、支持体１４と撮像素子チップ１１、基板１２、及び、ワイヤー１３とを干渉させずに、ワイヤー１３の打ち下ろし角度θに沿った角度ｂの傾斜面２０Dを含む凹凸部２０を設計することができる。また、傾斜面２０Dの角度ｂをワイヤー１３の打ち下ろし角度θとほぼ等しく設定することで、接着剤３２をワイヤー１３下へより確実に押し込むことができる。
［３−２．接着の際にかみ込んだ気体の排出構造について］
上述したように、支持体１４の凹凸構造によってワイヤー１３下への接着剤３２の充填性を良くすることができる。ところが、場合によっては、ワイヤー１３下へ接着剤３２を充填する際にかみ込んだ（閉じ込められた）気体は逃げ場がなくなり、撮像素子チップ１１の周囲、即ち、撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部にボイドとして残存する懸念がある。
この接着工程でかみ込んだ気体を排出する（逃がす）ために、以下に説明する２つの排出構造１，２を採るようにする。
（排出構造１の第１例）
図８は、排出構造１の第１例の説明に供する、支持体１４を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aの平面構造を示す平面図である。また、図９は、支持体１４を取り付けた後の図８のＡ−Ａ´線に沿った矢視断面図である。
撮像素子チップ１１は、基板１２に対してダイペースト３５によって固着される。このとき、本排出構造１の第１例の場合には、撮像素子チップ１１の全面に亘ってではなく、図８に破線の円で示す例えば４箇所、具体的には、撮像面（画素エリア）１１Aの４隅近傍に対応する４箇所のダイペースト塗布領域３６にて接合（固着）される。
これにより、図９から明らかなように、撮像素子チップ１１と基板１２との間に、ダイペースト３５の厚み分に対応する高さの空間（空洞）３７が、４箇所のダイペースト塗布領域３６を除いて形成される。より具体的には、空間３７は、撮像素子チップ１１の特に周縁全体及び中心部を含む上下左右方向の領域に亘って形成される。一方、基板１２には、空間３７が形成される領域内の任意の位置、例えば、撮像面（画素エリア）１１Aのほぼ中心に対応する位置にベント穴３８が排出部として穿設されている。
このように、撮像素子チップ１１と基板１２との間に空間３７を形成し、当該空間３７の領域内にベント穴３８を穿設することで、接着工程でワイヤー１３下へ接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を、空間３７を流路としてベント穴３８を通して排出することができる。これにより、かみ込んだ気体を撮像素子チップ１１の周囲、即ち、撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部にボイドとして残存させることがないため、ワイヤー１３下への接着剤の充填性をより向上できる。
（排出構造１の第２例）
図１０は、排出構造１の第２例の説明に供する、支持体１４を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aの平面構造を示す平面図である。また、図１１は、支持体１４を取り付けた後の図１０のＢ−Ｂ´線に沿った矢視断面図である。
本排出構造１の第２例の場合には、撮像素子チップ１１は、基板１２に対してダイペースト３５によって、撮像素子チップ１１の全面に亘ってではなく、図１０に破線の細長い楕円で示す例えば２箇所のダイペースト塗布領域３６にて固着される。具体的には、撮像面（画素エリア）１１Aの長手方向の両端近傍に対応する２箇所のダイペースト塗布領域３６にて接合（固着）される。
これにより、図１１から明らかなように、撮像素子チップ１１と基板１２との間に、ダイペースト３５の厚み分に対応する高さの空間３７が、２箇所のダイペースト塗布領域３６を除いて形成される。より具体的には、空間３７は、撮像素子チップ１１の特に周縁全体及び中央部を含む上下方向の領域全体に亘って形成される。一方、基板１２には、空間３７が形成される領域内の任意の位置、例えば、撮像面（画素エリア）１１Aの領域を外れた中央下方位置にベント穴３８が穿設されている。
このように、撮像素子チップ１１と基板１２との間に空間３７を形成し、当該空間３７の領域内にベント穴３８を穿設することで、すなわち、接着工程でワイヤー１３下へ接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を、空間３７を流路としてベント穴３８を通して排出することができる。これにより、排出構造１の第１例の場合と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、接着工程でかみ込んだ気体を撮像素子チップ１１の周囲、即ち、撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部にボイドとして残存させることがないため、ワイヤー１３下への接着剤の充填性をより向上できる。
（排出構造２の第１例）
図１２は、排出構造２の第１例の説明に供する、支持体１４を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aの平面構造を示す平面図である。また、図１３は、支持体１４を取り付けた後の図１２のＣ−Ｃ´線に沿った矢視断面図である。
本排出構造２の第１例の場合には、撮像素子チップ１１は、基板１２に対してダイペースト３５によって、撮像素子チップ１１の全面に亘ってではなく、少なくとも周縁部を残して、撮像面（画素エリア）１１Aよりも大きな面積のダイペースト塗布領域３６にて固着される。これにより、図１３から明らかなように、撮像素子チップ１１と基板１２との間の少なくとも撮像素子チップ１１の周縁部に、ダイペースト３５の厚み分に対応する高さの空間（空洞）３７が形成される。
一方、基板１２に対して支持体１４を取り付けるために当該支持体１４の接着面に塗布する接着剤（熱硬化性樹脂）３２については、その塗布方法を工夫することにより、環状に塗布される接着剤３２の一部にスリット部３９が排出部として形成される。接着剤３２は、支持体１４に塗布されるに当り、図１２に一点鎖線で囲んだ散点領域で示すように、ある幅をもって撮像素子チップ１１の周縁部に沿って当該周縁部を若干含むように矩形の環状に塗布される。スリット部３９を形成するための接着剤３２の具体的な塗布方法については後述する。
スリット部３９は、ワイヤー１３が存在しない部位に位置するように形成される。本例では、撮像素子チップ１１の上方の部位にスリット部３９が形成されるように接着剤３２の塗布が行われる。ここで、基板１２と支持体１４とを接着させる接着部１５（接着剤３２）の一部にスリット部３９が形成されたとしても、図１３から明らかなように、撮像素子チップ１１と支持体１４との間に接着剤３２が介在しているために、撮像面１１A上の空間は気密状態が保たれる。
このように、撮像素子チップ１１と基板１２との間に空間３７を形成し、環状に塗布される接着剤３２の一部にスリット部３９を形成することで、接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を、空間３７を流路としてスリット部３９を通して排出することができる。図１４に、接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を逃がす流路Ｒを太線の一点鎖線で示す。この流路でかみ込んだ気体を排出することにより、当該気体を撮像素子チップ１１の周囲、即ち、撮像素子チップ１１の端面と基板１２との角部にボイドとして残存させることがないため、ワイヤー１３下への接着剤の充填性をより向上できる。
（排出構造２の第２例）
図１５は、排出構造２の第２例の説明に供する、支持体１４を取り付ける前の第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aの平面構造を示す平面図である。また、図１６は、支持体１４を取り付けた後の図１５のＤ−Ｄ´線に沿った矢視断面図である。
本排出構造２の第２例の場合には、排出構造１の第１例の場合と同様に、撮像素子チップ１１は、図１５に破線の円で示す例えば４箇所、具体的には、撮像面（画素エリア）１１Aの４隅近傍に対応する４箇所のダイペースト塗布領域３６にて固着される。これにより、図１６から明らかなように、撮像素子チップ１１と基板１２との間に、ダイペースト３５の厚み分に対応する高さの空間３７が、撮像素子チップ１１の特に周縁全体及び中心部を含む上下左右方向の領域に亘って形成される。
一方、基板１２と支持体１４とを接着させる接着部１５（接着剤３２）に形成するスリット部３９については、基本的に、上記第１例の場合と同じである。但し、本例では、撮像素子チップ１１の下方の部位にスリット部３９が形成されるように接着剤３２の塗布が行われる。図１２と図１５との対比から明らかなように、本排出構造２の第２例の場合には、第１例の場合に比べて、空間３７の領域を大きくとることができ、その分接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を逃がす流路を大きく確保できる。図１７に、接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を逃がす流路Ｒを太線の一点鎖線で示す。
（スリット部を形成するための塗布方法）
続いて、排出構造２のスリット部３９を形成するための接着剤３２の具体的な塗布方法について説明する。接着剤３２の塗布には、例えば、エアディスペンス方式を用いるものとする。このエアディスペンス方式において、吐出ノズルを矩形状（口の字状）に移動させながら接着剤３２、例えば、熱硬化性樹脂を塗布する。
スリット部３９を形成するための接着剤３２の塗布方法の例として、次の３つの方法が考えられる。
塗布方法１：接着剤３２を環状に塗布する際に、塗布開始位置に対して塗布終了位置を若干手前にずらし、塗布開始位置と塗布終了位置との間にスリット部３９を形成する。
塗布方法２：接着剤３２を環状に塗布する際に、塗布スピードを特定の位置で上げることによってその位置にスリット部３９を形成する。
塗布方法３：接着剤３２を環状に塗布する際に、吐出ノズルからの吐出圧を特定の位置で下げることによってその位置にスリット部３９を形成する。
ここで、塗布方法１を例に挙げてより具体的に説明する。塗布方法１においては、図１８（Ａ）に示すように、支持体１４に対して吐出ノズルを矩形状（口の字状）に移動させる際に、位置Ｘから塗布を開始し、当該塗布開始位置Ｘの若干手前で塗布を終了する。これにより、塗布開始位置Ｘと塗布終了位置Ｙとの間に僅かな隙間が生じる。この隙間をスリット部３９とする。
ここで、図１８（Ｂ）に示すように、塗布開始位置Ｘと塗布終了位置Ｙとが離れ過ぎると、接着剤３２の始点側と終点側との間に形成されるスリット部３９の断面積が大きくなり過ぎるためＩ、撮像面１１A上の気密性が損なわれる。逆に、図１８（Ｃ）に示すように、塗布開始位置Ｘと塗布終了位置Ｙとが近過ぎると、スリット部３９が形成されず、接着工程でかみ込んだ気体を排出できなくなるためＩ、当該気体に起因してボイドが発生する。
塗布開始位置Ｘに対する塗布終了位置Ｙの最適な位置としては、図１８（Ｄ）に示すように、接着剤３２の始点側と終点側とが若干オーバーラップする状態が好ましい。具体的には、接着剤３２の始点側と終点側とのオーバーラップ部分の幅ｗ1としては、所定の塗布スピード及び所定の吐出圧の条件下での通常塗布幅ｗ2に対して０．３〜０．８倍程度が好ましいことが実験で確認されている。すなわち、このようにしてスリット部３９を形成することで、当該スリット部３９の作用により、撮像面１１A上の気密性を保ちつつ、接着剤３２を充填する際にかみ込んだ気体を確実に排出することができる。
以上では、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法について、第１実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Aを例に挙げてしたが、第１実施形態の変形例に係る撮像素子パッケージ１０B及び第２実施形態に係る撮像素子パッケージ１０Cについても基本的に同じである。
また、撮像素子チップ１１については、撮像素子がＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサに代表される電荷転送型撮像素子であるか、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサに代表されるＸ−Ｙアドレス型撮像素子であるかを問わない。
更に、本発明は、撮像素子パッケージへの適用に限られるものではなく、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態、即ち、撮像素子モジュールにも同様に適用可能である。
＜４．電子機器＞
本発明による撮像素子パッケージ（あるいは、撮像素子モジュール）は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、携帯電話機等の撮像機能を有する携帯端末装置など、画像取込部（光電変換部）に撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。
図１９は、本発明による電子機器、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の回路系の構成の一例を示すブロック図である。
図１９に示すように、本発明による撮像装置５０は、レンズ群５１等を含む光学系、撮像素子（撮像デバイス）５２、ＤＳＰ回路５３、フレームメモリ５４、表示装置５５、記録装置５６、操作系５７及び電源系５８等を有する。そして、ＤＳＰ回路５３、フレームメモリ５４、表示装置５５、記録装置５６、操作系５７及び電源系５８がバスライン５９を介して相互に接続されている。
レンズ群５１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像素子５２の撮像面上に結像する。撮像素子５２は、レンズ群５１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
表示装置５５は、液晶表示装置や有機ＥＬ(electro luminescence)表示装置等のパネル型表示装置からなり、撮像素子５２で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置５６は、撮像素子５２で撮像された動画または静止画を、ビデオテープやＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。
操作系５７は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系５８は、ＤＳＰ回路５３、フレームメモリ５４、表示装置５５、記録装置５６及び操作系５７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
上記の構成の撮像装置は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置として用いることができる。そして、当該撮像装置において、撮像素子５２として、先述した実施形態に係る撮像素子パッケージ（あるいは、撮像素子モジュール）を用いることで、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、先述した実施形態に係る撮像素子パッケージは、パッケージの小型化、及び、ワイヤー接続部の信頼性の向上（品質向上）できるため、撮像装置（電子機器）本体の小型化、及び、品質の向上を図ることができる。
１０A，１０B，１０C…撮像素子パッケージ、１１…撮像素子チップ、１２…基板、１３…ワイヤー、１４…支持体、１５…接着部、１６…光学部材、１９…光学基準面、２…凹凸部、３１A，３１B…固定ピン、３２…接着剤（熱硬化性樹脂）、３３…加熱ヒータ、３５…ダイペースト、３６…ダイペースト塗布領域、３７…空間（空洞）、３８…ベント穴、３９…スリット部

Claims (12)

  1. 撮像素子チップと、
    前記撮像素子チップが実装された基板と、
    前記撮像素子チップの周囲の前記基板の周縁部で前記撮像素子チップと前記基板とを電気的に接続するワイヤーと、
    前記基板に対して光学部材を支持する支持体と、
    前記基板の周縁部で前記ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止しつつ前記支持体を前記基板に対して接着する接着部と
    を備えた撮像素子パッケージ。
  2. 前記支持体は、前記基板に対して前記接着部によって接着される接着面が凹凸部からなる
    請求項１に記載の撮像素子パッケージ。
  3. 前記凹凸部において、凹部と凸部との境界面であって、前記ワイヤーの打ち下ろし部と対向する面が傾斜面である
    請求項２に記載の撮像素子パッケージ。
  4. 前記傾斜面の角度は、前記ワイヤーの打ち下ろし角度とほぼ等しい
    請求項３に記載の撮像素子パッケージ。
  5. 前記接着部によって前記支持体を前記基板に対して接着する際に、前記接着部と前記支持体と前記基板との間に閉じ込められる気体を排出する排出部を有する
    請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像素子パッケージ。
  6. 前記撮像素子チップは前記基板に対して部分的に接合され、その接合部以外の前記撮像素子チップと前記基板との間には空間が形成されており、
    前記排出部は、前記基板に形成されたベント穴を含み、前記接着部と前記支持体と前記基板との間に閉じ込められる気体を前記空間及び前記ベント穴を通して排出する
    請求項５に記載の撮像素子パッケージ。
  7. 前記撮像素子チップは、前記撮像素子チップの少なくとも周縁部において前記基板との間に空間が形成されるように当該基板に対して接合されており、
    前記接着部は、前記支持体に前記撮像素子チップの周縁に沿って環状に塗布される接着剤からなり、
    前記排出部は、前記環状に塗布される接着剤の一部に形成されたスリット部を含み、前記接着部と前記支持体と前記基板との間に閉じ込められる気体を前記空間及び前記スリット部を通して排出する
    請求項５に記載の撮像素子パッケージ。
  8. 前記スリット部は、前記接着剤を環状に塗布する際に、塗布開始位置に対して塗布終了位置を手前にずらすことによって前記塗布開始位置と前記塗布終了位置との間に形成される
    請求項７に記載の撮像素子パッケージ。
  9. 前記スリット部は、前記接着剤を環状に塗布する際に、塗布スピードを特定の位置で上げることによって当該特定の位置に形成される
    請求項７に記載の撮像素子パッケージ。
  10. 前記スリット部は、前記接着剤を環状に塗布する際に、吐出ノズルからの吐出圧を特定の位置で下げることによって当該特定の位置に形成される
    請求項７に記載の撮像素子パッケージ。
  11. 撮像素子チップと、
    前記撮像素子チップが実装された基板と、
    前記撮像素子チップの周囲の前記基板の周縁部で前記撮像素子チップと前記基板とを電気的に接続するワイヤーと、
    前記基板に対して光学部材を支持する支持体と
    を備える撮像素子パッケージの製造に当って、
    前記基板の周縁部で前記ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止しつつ前記支持体を前記基板に対して接着する
    撮像素子パッケージの製造方法。
  12. 撮像素子チップと、
    前記撮像素子チップが実装された基板と、
    前記撮像素子チップの周囲の前記基板の周縁部で前記撮像素子チップと前記基板とを電気的に接続するワイヤーと、
    前記基板に対して光学部材を支持する支持体と、
    前記基板の周縁部で前記ワイヤー及び当該ワイヤーのボンディング端子を封止しつつ前記支持体を前記基板に対して接着する接着部と
    を備えた撮像素子パッケージを有する電子機器。
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