JP4147171B2 - 固体撮像装置およびその製造方法 - 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、およびそ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が設けられ、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の側を上方にむ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においては、シールガラス板２７は、リブ２８の上端面に接着材により接合される。従って、リブ２８の内側のシールガラス板２７の内面に接着材が少しはみ出すことは避け難い。はみ出した接着材により入射光が遮断あるいは散乱されるため、撮像素子チップ２２の受光面に入射する光に好ましくない影響が及ぶおそれがある。
また、従来の固体撮像装置の製造工程において、リブ２８は、基台２１と一体に成形されるため、必然的に、シールガラス板２７はリブ２８の上端面に接着材により接合されることになる。従って、上述のように、はみ出した接着材による影響を避け難い。
以上のことを考慮して、本発明は、リブとシールガラス板等の透光板との間に、接着材を介在させることなくパッケージが構成され、入射光に対する影響を軽減することが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。また、そのような構造の固体撮像装置を容易に量産可能な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た枠状のリブと、前記リブの上端面に配置された透光板と、前記配線基板と前記リブにより形成された筐体の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る。前記リブは、前記透光板の面上に接着材を介さずに直接樹脂成形されており、前記リブの下端は前記撮像素子が固定された前記配線基板と同じ面上に前記接着材を介して接合されている。
本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記構成の固体撮像装置を製造する方法であって、複数個の前記固体撮像装置に相当する領域を有する前記透光板の面上に、各前記固体撮像装置を構成する複数組の前記リブを形成するためのリブ形成部材を、接着材を介さずに直接樹脂成形し、各前記固体撮像装置に相当する領域を複数有する前記配線基板に前記複数の配線部材が各々配置された配線基板部材を用意し、前記撮像素子を各々の前記配線基板に相当する領域内に固定して、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、前記リブ形成部材が前記配線基板部材に面し、前記リブ形成部材が形成する各枠内に前記撮像素子が配置されるように前記透光板と前記配線基板部材を対向させて、前記接着材を介して前記リブ形成部材の下端を前記撮像素子が配置された前記配線基板部材の同じ面上に接合し、前記配線基板部材および前記透光板を切断して、前記各固体撮像装置を各個片に分離することを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の構成によれば、リブが透明板面に直接樹脂成形され、間に接着材が介在しない。従って、接着材により接合した場合のように、リブの内側にはみ出した接着材による入射光に対する影響が回避され、良好な受光状態を得ることができる。
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、リブと透明板面の間に接着材が介在しない構造を容易に作製可能である。
本発明の固体撮像装置において、前記配線基板の端面、前記リブの外側面および前記透光板の端面は、前記配線基板の面に直交する同一平面上にあることが好ましい。また、前記リブの幅が前記配線基板側で小さくなるように、前記リブの内側面が傾斜を有することが好ましい。それにより、リブの内側面が配線基板から逆テーパをもって立ち上がった状態になり、リブの内側面による入射光の反射が、撮像機能に実質的な悪影響を与えることを抑制することができる。その場合、前記リブの傾斜の角度は、前記配線基板面に直交する方向に対して２〜１２°の範囲であることが好ましい。また、前記透光板はガラス板であることが好ましい。
本発明の固体撮像装置の製造方法において、好ましくは、前記リブ形成部材を格子状に形成し、前記配線基板部材および前記透光板を切断する際に、前記各リブ形成部材をその幅を２分する方向に切断する。それにより、リブはリブ形成部材の半分の幅になり、小型化に有利である。また、基材、リブ形成部材および透明板を一括して切断することにより、配線基板の端面、リブの側面および透明板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。
また、前記透光板の面上にリブ形成部材を樹脂成形する際に、前記リブ形成部材の幅が、前記透光板の面から離れるほど小さくなるように、前記リブ形成部材の側面を傾斜させて形成することができる。それにより、完成後のリブの側面に容易に逆テーパを与えることが可能である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における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が設けられている。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の上面には、透光板４が設けられている。リブ３は、透光板４の面上に直接樹脂成形されて透光板４と一体になっている。従って、リブ３の下端面が、接着剤５により配線基板１上に接合されている。配線基板１、リブ３、および透光板４により、内部空間を有するパッケージが形成され、その内部空間から外部に電気的な導出を行うための複数の配線６が配置されている。各配線６と撮像素子２の電極（図示せず）とは、パッケージの空間内で金属細線７により接続されている。パッケージ全体の厚みは、通常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。
パッケージの各側面に対応する、配線基板１の端面、リブ３の外側面および透明板４の端面は、実質的に同一平面内にあり、平坦なパッケージ側面を形成している。このパッケージ側面は、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、良好な平坦度の平面を形成することができる。また、リブ３の内側面は、配線基板１の面に対して傾斜を有する。その傾斜は、内部空間が配線基板１側で広がる向きに設定されている。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°の範囲である。この傾斜は、リブ３の内側面により入射光が不都合に反射されることを抑制するために設けられる。リブ３の内側面による反射の影響を更に軽減するためには、リブ３の内側面に、梨地またはシボを形成してもよい。
以上の構成によれば、リブ３が透明板４面に直接樹脂成形され、間に接着材が介在しない。従って、接着材により接合された場合のように、リブ３の内側の透明板４の内面に接着材がはみ出すことはなく、入射光に対する悪影響が回避され、良好な受光状態を得ることができる。
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１に示した構造の固体撮像装置を製造する方法であり、これについて、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、絶縁性の樹脂からなる平板状の基材１０を用意する。基材１０は、その一部領域に配線６（図１参照）を形成するための配線形成部材１１が形成され、残りの領域の上下面に絶縁膜１２が形成されている。配線形成部材１１は、基材１０の上下面に各々形成された上面導電層１１ａおよび下面導電層１１ｂを含む。上面導電層１１ａと下面導電層１１ｂ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１０を貫通して形成された貫通導電層１１ｃ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１０に貫通孔を形成して、メッキにより貫通導電層１１ｃを形成し、次に貫通導電層１１ｃの位置に合わせて上面導電層１１ａおよび下面導電層１１ｂをメッキにより形成することができる。
基材１０は、複数個の固体撮像装置を形成可能な大きさを有する（図４には一部のみ図示）。配線形成部材１１は、複数個の固体撮像装置に対応させて複数組形成する。
次に図４（ｂ）に示すように、基材１０に対応する面積を有する透明板１４上に、リブ形成部材１３を樹脂成形により、接着材を用いることなく直接形成する。リブ形成部材１３は、各固体撮像装置に対応する各領域の境界を形成し、最終的には各固体撮像装置のリブ３（図１参照）になる。リブ形成部材１３の断面形状は、透明板１４から離れるに従い幅が狭くなるように側面が傾斜を有する。透明板１４上に格子状に樹脂成形されたリブ形成部材１３の平面形状の一例を、図５に示す。リブ形成部材１３を樹脂成形により形成する際には、樹脂成形用の金型と基材１０の間に例えばポリイミドのシートを介在させて、樹脂フラッシュバリの発生を抑制することができる。
次に図４（ｃ）に示すように、各固体撮像装置に対応する領域内に撮像素子１５を固定して、撮像素子１５のパッド電極（図示せず）と各上面導電層１１ａとを金属細線１６により接続する。さらに、基材１０におけるリブ形成部材１３に対応する面に接着材１７を塗布する。次に図４（ｄ）に示すように、透明板１４を、リブ形成部材１３を下に向けて基材１０上に載置し、リブ形成部材１３の下端面を接着材１７に当接させて接合する。
次に図４（ｅ）に示すように、基材１０、リブ形成部材１３および透明板１４を、ダイシングブレード１８により切断して、図４（ｆ）に示すように、各固体撮像装置を形成する個片に分離する。切断は、図４（ｅ）に示したとおり、基材１０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１３の幅を２分する方向に行う。その結果、リブ形成部材１３、上面導電層１１ａ、下面導電層１１ｂ、および貫通導電層１１ｃ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３と透明板４面の間に接着材が介在しない構造を容易に作製することができる。また、基材１０、リブ形成部材１３および透明板１４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。パッケージ側面が平坦であることにより、光学系を収容した鏡筒を装着する際、パッケージ側面と鏡筒の内面の当接により鏡筒を位置決めして、高い位置精度を確保することができる。さらに、配線基板１として、簡素な配線基板を用いることができ、パッケージを小型かつ安価に形成することが可能である。
本発明の固体撮像装置は、リブとシールガラス板等の透光板との間に、接着材を介在させることなくパッケージが構成され、入射光に対する影響を軽減することが可能であり、ビデオカメラやスチルカメラ等に好適である。
本発明の実施の形態１におけ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の固体撮像装置の底面図 本発明の実施の形態２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
２ 撮像素子
３ リブ
４ 透光板
５ 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 基材
１１ 配線形成部材
１１ａ 上面導電層
１１ｂ 下面導電層
１１ｃ 貫通導電層
１２ 絶縁膜
１３ リブ形成部材
１４ 透明板
１５ 撮像素子
１６ 金属細線
１７ 接着材
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 (8)

  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た枠状のリブと、前記リブの上端面に配置された透光板と、前記配線基板と前記リブにより形成された筐体の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において、
    前記リブは、前記透光板の面上に接着材を介さずに直接樹脂成形されており、前記リブの下端は前記撮像素子が固定された前記配線基板と同じ面上に前記接着材を介して接合されていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 前記配線基板の端面、前記リブの外側面および前記透光板の端面は、前記配線基板の面に直交する同一平面上にある請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記リブの幅が前記配線基板側で小さくなるように、前記リブの内側面が傾斜を有する請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 前記リブの傾斜の角度は、前記配線基板面に直交する方向に対して２〜１２°の範囲である請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 前記透光板はガラス板である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の固体撮像装置。
  6. 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た枠状のリブと、前記リブの上端面に配置された透光板と、前記配線基板と前記リブにより形成された筐体の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、
    複数個の前記固体撮像装置に相当する領域を有する前記透光板の面上に、各前記固体撮像装置を構成する複数組の前記リブを形成するためのリブ形成部材を、接着材を介さずに直接樹脂成形し、
    各前記固体撮像装置に相当する領域を複数有する前記配線基板に前記複数の配線部材が各々配置された配線基板部材を用意し、前記撮像素子を各々の前記配線基板に相当する領域内に固定して、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、
    前記リブ形成部材が前記配線基板部材に面し、前記リブ形成部材が形成する各枠内に前記撮像素子が配置されるように前記透光板と前記配線基板部材を対向させて、前記接着材を介して前記リブ形成部材の下端を前記撮像素子が配置された前記配線基板部材の同じ面上に接合し、
    前記配線基板部材および前記透光板を切断して、前記各固体撮像装置を各個片に分離することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
  7. 前記リブ形成部材を格子状に形成し、前記配線基板部材および前記透光板を切断する際に、前記各リブ形成部材をその幅を２分する方向に切断する請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
  8. 前記透光板の面上にリブ形成部材を樹脂成形する際に、前記リブ形成部材の幅が、前記透光板の面から離れるほど小さくなるように、前記リブ形成部材の側面を傾斜させて形成する請求項７に記載の固体撮像装置の製造方法。
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