JP2020194854A - 固体撮像装置へ配線する製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像部の裏面側に配線端子を有する固体撮像装置において、配線端子に接続する配線を固体撮像装置の裏面に対して平行にした場合に固体撮像装置の上面から見た場合に、配線端子に接続された配線が、固体撮像装置からはみ出して大きな構造となる。そのため、配線端子に接続する配線を固体撮像装置の裏面に対して垂直に配線する配線方法および製造装置を提供する。【解決手段】配線端子に接続するための配線を固定する配線固定部と、固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部とを有し、配線固定部と固体撮像装置固定部が平行に配置され、配線は前記配線固定部に対して垂直を持って固定され、固体撮像装置の裏面は固体撮像装置固定部と平行に固定され、配線は固体撮像装置の裏面に対して垂直に配線固定部に固定された後に、配線固定部を固体撮像装置の裏面に対して平行を保った状態で近づけることで、固体撮像装置の裏面の配線端子と前期配線とを接続する。【選択図】図５
Description
本発明は、固体撮像装置の製造方法に関し、特に固体撮像装置の裏に配線する製造方法に関する。
従来の固体撮像装置への配線方法としては、固体撮像装置の配線としてはワイヤーボンディング（以下、ＷＢ）、およびボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡ）が提案されている。
図１は、従来の固体撮像装置におけるＷＢを用いた配線の断面図の例、図２は、従来の固体撮像装置におけるＢＧＡを用いた配線の断面図の例である。
図１のように、固体撮像装置１を回路基板２に実装する場合には、撮像部３の外側に設けられたセンサ端子４と基板上に設けられた基板端子５とをワイヤー６で配線するＷＢを用いた配線が一般的であった。
図２は、固体撮像装置のセンサ端子４が増えて高密度化した場合の配線方法として近年よく用いられるＢＧＡを用いた配線構造の断面図である。図１のセンサ端子４が増えた場合にはＷＢ配線では、一つのＷＢ配線をする場合に隣接する配線に接触するために、ＷＢによる配線密度に限界があった。図1でのＢＧＡを用いた配線を行うために、前記センサ端子４が基板裏面側まで貫通する貫通電極端子７となっている。前記貫通電極端子７の裏面側には、低温の熱で溶けやすい半田などの金属ボール８が形成されており、加熱により前記貫通電極端子７と前記基板端子５を容易に接続できる構成になっている。前記基板端子５には回路配線９が接続されて、周辺回路へ接続する構成となっている。
図３は、従来の固体撮像装置の裏面のＢＧＡを示す図の例である。固体撮像装置の裏面には、前記金属ボール８が縦横に５行５列のグリッドアレイ状態に並べられているため、この構造はボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）と呼ばれている。
図３は、従来の固体撮像装置の裏面のＢＧＡを示す図の例である。固体撮像装置の裏面には、前記金属ボール８が縦横に５行５列のグリッドアレイ状態に並べられているため、この構造はボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）と呼ばれている。
固体撮像装置にＢＧＡで配線する構成のものは、例えば特開２００７−３６４８１で報告されている。ＢＧＡを利用することで、固体撮像装置の裏面と回路基板とが、平行して接続されている。特開２０１５−５０８２９９の場合も、ＢＧＡを利用することで、光学式センサ装置の裏面と多芯電気導線とが、平行して接続されている。
上述のように、ＢＧＡを利用することで、回路基板または多芯電気導線と、固体撮像装置の裏面とが、平行して接続する場合は、
固体撮像装置の上面から見た場合に、回路基板や多芯電気導線が固体撮像装置から、はみ出して大きくなった構造となってしまう。
そのため、回路基板または多芯電気導線が付いた固体撮像装置を内蔵する内視鏡を作る場合には、回路基板または多芯電気導線の大きさによって内視鏡の直径が制限されることとなる。
固体撮像装置の上面から見た場合に、回路基板や多芯電気導線が固体撮像装置から、はみ出して大きくなった構造となってしまう。
そのため、回路基板または多芯電気導線が付いた固体撮像装置を内蔵する内視鏡を作る場合には、回路基板または多芯電気導線の大きさによって内視鏡の直径が制限されることとなる。
このように、内視鏡の直径が大きくならないためには、回路基板または多芯電気導線を、固体撮像装置と平行して置かないことが望ましい。
上述したことを鑑み、本発明は、回路基板を取り除き、内視鏡を小型化する固体撮像装置を提供することである。
上記目的を達成するために、撮像部を有する側を表面とした場合に、裏面側に配線端子を有する固体撮像装置において、前記配線端子に接続する配線を前記固体撮像装置の裏面に対して交わる角度を持って配線する製造方法および製造装置であって、
前記製造方法を行う製造装置は、前記配線端子に接続するための配線を固定する配線固定部と、前記固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部とを有し、前記配線固定部と前記固体撮像装置固定部が平行に配置され、前期配線は前記配線固定部に対して交わる角度を持って固定され、前記固体撮像装置の裏面は前記固体撮像装置固定部と平行に固定され、
前期配線は前記固体撮像装置の裏面に対して交わる方向に前記配線固定部に固定された後に、前記配線固定部を前記固体撮像装置の裏面に対して平行を保った状態で近づけることで、前記固体撮像装置の裏面の前期配線端子と前期配線とを接続することを特徴とする製造することを特徴とする。
前記製造方法を行う製造装置は、前記配線端子に接続するための配線を固定する配線固定部と、前記固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部とを有し、前記配線固定部と前記固体撮像装置固定部が平行に配置され、前期配線は前記配線固定部に対して交わる角度を持って固定され、前記固体撮像装置の裏面は前記固体撮像装置固定部と平行に固定され、
前期配線は前記固体撮像装置の裏面に対して交わる方向に前記配線固定部に固定された後に、前記配線固定部を前記固体撮像装置の裏面に対して平行を保った状態で近づけることで、前記固体撮像装置の裏面の前期配線端子と前期配線とを接続することを特徴とする製造することを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の配線製造方法を用いれば、固体撮像装置の上面から見た場合に、固体撮像装置の領域から、裏面側の配線端子に接続する配線が、はみ出さない配線を製造する方法を実現することができ、固体撮像装置を使ったカメラの小型化を実現できる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本発明の配線接続方法により完成した図である。配線１３は、先端配線部１０、金属むき出し配線部１１、配線カバー部１２から構成されている。
金属むき出し配線部１１の先端に、半田を付けた前記先端配線部１０が配置され、前記金属ボール８に接続されている。固体撮像装置へ配線される配線の大部分は、配線カバー部１２となっており、他の配線との接触を回避する構造となっている。配線１４は、配線１３と同様の構造となっている。
金属むき出し配線部１１の先端に、半田を付けた前記先端配線部１０が配置され、前記金属ボール８に接続されている。固体撮像装置へ配線される配線の大部分は、配線カバー部１２となっており、他の配線との接触を回避する構造となっている。配線１４は、配線１３と同様の構造となっている。
前記固体撮像装置１の裏面に前記配線１３を接続する方法として容易に考えられる方法としては、前記金属ボール８に対して、前記先端配線部１０を掴んで単純にＷＢ装置で配線する方法が考えられる。
しかしながら、図１で説明したように、前記固体撮像装置１の横方向寸法１５が小さくなった時に、前記配線１３と前記配線１４が接近するため、通常、前記撮像部３の表面の側に行われるＷＢによる配線接続方法が使えない。一般的には、通常のＷＢ装置は、前記先端配線部１０を掴んで金属ボール８に配線する。もしも前記横方向寸法１５が小さい場合には、最初に前記配線１３を前記金属ボール８にＷＢした後に、前記配線１４を前記金属ボール８にＷＢする時には、前記配線１４を掴んだＷＢ装置の部分が、前記配線１３または前記配線１３の前記金属ボール８に接触する可能性が高まり、前記配線１３の接続部を破壊することとなる。
しかしながら、図１で説明したように、前記固体撮像装置１の横方向寸法１５が小さくなった時に、前記配線１３と前記配線１４が接近するため、通常、前記撮像部３の表面の側に行われるＷＢによる配線接続方法が使えない。一般的には、通常のＷＢ装置は、前記先端配線部１０を掴んで金属ボール８に配線する。もしも前記横方向寸法１５が小さい場合には、最初に前記配線１３を前記金属ボール８にＷＢした後に、前記配線１４を前記金属ボール８にＷＢする時には、前記配線１４を掴んだＷＢ装置の部分が、前記配線１３または前記配線１３の前記金属ボール８に接触する可能性が高まり、前記配線１３の接続部を破壊することとなる。
図５は、本発明の配線接続方法を実現する配線接続装置１６の図である。前記配線接続装置１６は、前記配線１３と前記配線１４を固定する配線固定部１７と、固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部１７から構成されている。
前記配線固定部１７によって、前記配線１３と前記配線１４は、前記固体撮像装置１の裏面に対して、ほぼ垂直になるように固定されている。また前記固体撮像装置１は、前記固体撮像装置固定部１８で、前記配線接続装置１６に対して垂直に固定されている。
次に前記配線固定部１７を前記固体撮像装置１の裏面に対して平行を保ったままで配線固定部の移動方向１９に沿って徐々に移動する。同時に、前記配線１３と前記配線１４との、それぞれの前記先端配線部１０は、前記固体撮像装置１の裏面に対して垂直を保ったまま配線の移動方向２０へ移動する。最終的に、前記先端配線部１０は、それぞれの前記金属ボール８に接触することとなる。このように接触した後に、前記先端配線部１０と前記金属ボール８の領域を高温の雰囲気に置くことで、半田のような低温で溶解する前記金属ボール８は、前記先端配線部１０と結合して、配線が完了する。
次に前記配線固定部１７を前記固体撮像装置１の裏面に対して平行を保ったままで配線固定部の移動方向１９に沿って徐々に移動する。同時に、前記配線１３と前記配線１４との、それぞれの前記先端配線部１０は、前記固体撮像装置１の裏面に対して垂直を保ったまま配線の移動方向２０へ移動する。最終的に、前記先端配線部１０は、それぞれの前記金属ボール８に接触することとなる。このように接触した後に、前記先端配線部１０と前記金属ボール８の領域を高温の雰囲気に置くことで、半田のような低温で溶解する前記金属ボール８は、前記先端配線部１０と結合して、配線が完了する。
図６は、本発明の実施形態の配線接続方法における配線許容範囲を示す図である。
前記配線１３および前記配線１４は、前記固体撮像装置１の裏面に対して、できる限り垂直に保ちたいが、軟性内視鏡などに使う場合は、前記金属むき出し配線部１１が柔らかい場合がある。そのため、前記金属むき出し配線部１１および前記配線カバー部１２が垂直を保てなくて、９０度より傾いてしまう。もしも前記金属むき出し配線部１１および前記配線カバー部１２が傾いた場合には、前記金属ボール８と前記先端配線部１０が適切に接続できず、接触不良を起こしてしまう場合がある。
前記配線１３および前記配線１４は、前記固体撮像装置１の裏面に対して、できる限り垂直に保ちたいが、軟性内視鏡などに使う場合は、前記金属むき出し配線部１１が柔らかい場合がある。そのため、前記金属むき出し配線部１１および前記配線カバー部１２が垂直を保てなくて、９０度より傾いてしまう。もしも前記金属むき出し配線部１１および前記配線カバー部１２が傾いた場合には、前記金属ボール８と前記先端配線部１０が適切に接続できず、接触不良を起こしてしまう場合がある。
このように傾きの限界値は、前記金属ボール８の横幅２１と、前記先端配線部１０と前記金属むき出し配線部１１とを足した配線長２２と、の関係によって決まってくる。もしも前記配線２１の傾き角度が大きい場合には、前記先端配線部１０と前記金属ボール８が離れてしまい配線が不可能となる。
図７は、傾きの許容範囲を求めた図である。たとえば、前記金属ボール８の横幅２１が３０ｕｍで、前記先端配線部１０と前記金属むき出し配線部１１との合計の配線長２２が６０ｕｍの場合に、傾き角度２３は、およそ３０度となる。したがって、垂直から３０度以上傾くと前記金属ボール８と前記先端配線部１０が接触し難くなることがわかる。
したがって、なるべく前記傾き角度２３を少なくして、前記配線１３および前記配線１４が、前記固体撮像装置の裏面に対して、できる限り垂直に保つことが必要である。
一般的に、前記配線長２２は、前記金属ボール８の前記横幅２１の２倍以上取ることが好ましいため、傾き角度は３０度未満にすることにより、安定した配線接続を実現することができる。
一般的に、前記配線長２２は、前記金属ボール８の前記横幅２１の２倍以上取ることが好ましいため、傾き角度は３０度未満にすることにより、安定した配線接続を実現することができる。
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像装置の上面から見た場合に、固体撮像装置の裏面側の配線端子に接続する配線が、固体撮像装置の側面から、はみ出さない配線の製造方法を実現することができ、固体撮像装置を使ったカメラの小型化を実現できる。
本発明の固体撮像装置へ配線する製造方法は有用であり、固体撮像装置を使ったカメラの小型化を実現できるため、内視鏡や、狭い領域内を観察する産業用カメラを実現する製造方法としても有用である。また、この製造装置を利用することで、小型の撮像装置への裏面配線の自動化を実現でき、製造コストを大幅に低減して、内視鏡や産業カメラの市場拡大に大きく貢献することができる。また、内視鏡の低価格化が実現することで、使い捨てカメラ（ディスポーザルカメラ）の新規市場を拡大することができ、大変有用な装置となる。
１ 固体撮像装置
２ 回路基板
３ 撮像部
４ センサ端子
５ 基板端子
６ ワイヤー
７ 貫通電極端子
８ 金属ボール
９ 回路配線
１０ 先端配線部
１１ 金属むき出し配線部
１２ 配線カバー部
１３ 配線
１４ 配線
１５ 横方向寸法
１６ 配線接続装置
１７ 配線固定部
１８ 固体撮像装置固定部
１９ 配線固定部の移動方向
２０ 配線の移動方向
２１ 金属ボールの横幅
２２ 配線長
２３ 傾き角度
２ 回路基板
３ 撮像部
４ センサ端子
５ 基板端子
６ ワイヤー
７ 貫通電極端子
８ 金属ボール
９ 回路配線
１０ 先端配線部
１１ 金属むき出し配線部
１２ 配線カバー部
１３ 配線
１４ 配線
１５ 横方向寸法
１６ 配線接続装置
１７ 配線固定部
１８ 固体撮像装置固定部
１９ 配線固定部の移動方向
２０ 配線の移動方向
２１ 金属ボールの横幅
２２ 配線長
２３ 傾き角度
Claims (3)
- 撮像部を有する側を表面とした場合に、裏面側に配線端子を有する固体撮像装置において、前記配線端子に接続する配線を前記固体撮像装置の裏面に対して交わる角度を持って配線する製造方法および製造装置であって、
前記製造方法を行う製造装置は、前記配線端子に接続するための配線を固定する配線固定部と、前記固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部とを有し、前記配線固定部と前記固体撮像装置固定部が平行に配置され、前期配線は前記配線固定部に対して交わる角度を持って固定され、前記固体撮像装置の裏面は前記固体撮像装置固定部と平行に固定され、
前期配線は前記固体撮像装置の裏面に対して交わる方向に前記配線固定部に固定された後に、前記配線固定部を前記固体撮像装置の裏面に対して平行を保った状態で近づけることで、前記固体撮像装置の裏面の前期配線端子と前期配線とを接続することを特徴とする製造方法および製造装置。 - 撮像部を有する側を表面とした場合に、裏面側に配線端子を有する固体撮像装置において、前記配線端子に接続する配線を前記固体撮像装置の裏面に対して垂直を持って配線する製造方法および製造装置であって、
前記製造方法を行う製造装置は、前記配線端子に接続するための配線を固定する配線固定部と、前記固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部とを有し、前記配線固定部と前記固体撮像装置固定部が平行に配置され、前期配線は前記配線固定部に対して垂直を持って固定され、前記固体撮像装置の裏面は前記固体撮像装置固定部と平行に固定され、
前期配線は前記固体撮像装置の裏面に対して垂直に前記配線固定部に固定された後に、前記配線固定部を前記固体撮像装置の裏面に対して平行を保った状態で近づけることで、前記固体撮像装置の裏面の前期配線端子と前期配線とを接続することを特徴とする製造方法および製造装置。 - 撮像部を有する側を表面とした場合に、裏面側に配線端子を有する固体撮像装置において、前記配線端子に接続する配線を前記固体撮像装置の裏面に対して垂直な角度から３０度未満で傾いて配線する製造方法および製造装置であって、
前記製造方法を行う製造装置は、前記配線端子に接続するための配線を固定する配線固定部と、前記固体撮像装置を固定する固体撮像装置固定部とを有し、前記配線固定部と前記固体撮像装置固定部が平行に配置され、前期配線は前記配線固定部に対して垂直な角度から３０度未満で傾いて固定され、前記固体撮像装置の裏面は前記固体撮像装置固定部と平行に固定され、
前期配線は前記固体撮像装置の裏面に対して垂直な角度から３０度未満で傾いて前記配線固定部に固定された後に、前記配線固定部を前記固体撮像装置の裏面に対して平行を保った状態で近づけることで、前記固体撮像装置の裏面の前期配線端子と前期配線とを接続することを特徴とする製造方法および製造装置。
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| WO2016194074A1 (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、内視鏡システムおよび撮像装置の製造方法 |
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