JP4490411B2 - The camera module - Google Patents

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Description

本発明は、ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ実装技術を適用した固体撮像装置と、その受光面の中心に結像させるための光学レンズとから構成される超小型のカメラモジュールに関するものである。   The present invention relates to an ultra-small camera module including a solid-state imaging device to which a wafer level chip size package mounting technology is applied and an optical lens for forming an image at the center of a light receiving surface thereof.

固体撮像装置チップは、半導体基板（以下、「ウェハー」という。）上に撮像素子とマイクロレンズなどの光学素子とを形成して、これ気密封止したものであり、ビデオカメラやデジタルカメラや携帯電話用のカメラなどの映像機器の受光センサーとして利用される。   A solid-state image pickup device chip is formed by forming an image pickup element and an optical element such as a microlens on a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a “wafer”), and is hermetically sealed. Used as a light receiving sensor for video equipment such as telephone cameras.

図３（ａ）は、従来のカメラモジュールに使用される代表的な固体撮像素子チップ（これを本明細書では「固体撮像素子が形成されたチップ」という。）の構造断面図の一例を模式的に示した図である。この固体撮像素子チップ１００には半導体基板Ｓの表面に受光面として機能する多数のフォトダイオード１０１が作り込まれ、各フォトダイオードに対応してマイクロレンズ１０２がカラーフィルター１０３を介して設けられている。そして、チップの周囲に設けられた多数の電極端子の一つ一つに、ワイヤーボンディング１０４を施して、これらがパッケージされる。   FIG. 3A schematically shows an example of a structural cross-sectional view of a typical solid-state image pickup device chip (this is referred to as “chip on which a solid-state image pickup device is formed”) used in a conventional camera module. FIG. In this solid-state imaging device chip 100, a large number of photodiodes 101 functioning as light receiving surfaces are formed on the surface of the semiconductor substrate S, and microlenses 102 are provided via color filters 103 corresponding to the respective photodiodes. . Then, wire bonding 104 is applied to each of a large number of electrode terminals provided around the chip, and these are packaged.

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す固体撮像素子チップ１００にレンズユニットを取り付けて完成したカメラモジュールの構造断面図の一例を模式的に示した図である。なお、同図の中央部を縦断する一点鎖線はレンズ１１６の光軸を示している。固体撮像素子チップ１００は回路基板１１０に取り付けられ、ＦＰＣＢ(Flexible Printing Circuit Board)と呼ばれるプリント配線１１１によって回路が構成され、ソケット１１２がこの回路のインターフェースとなる。   FIG. 3B is a diagram schematically showing an example of a structural cross-sectional view of a camera module completed by attaching a lens unit to the solid-state imaging device chip 100 shown in FIG. Note that an alternate long and short dash line that vertically cuts through the center of the figure indicates the optical axis of the lens 116. The solid-state imaging device chip 100 is attached to a circuit board 110, and a circuit is configured by a printed wiring 111 called an FPCB (Flexible Printing Circuit Board), and a socket 112 serves as an interface of this circuit.

固体撮像素子チップ１００の受光面上方には赤外線遮断フィルター１１３が設けられる。両者はチップ１００と共に回路基板１１０に取り付けられたレンズバレルホルダー（レンズバレル支持体）１１４によって固定される。レンズバレルホルダー１１４とレンズバレル（レンズ保持枠）１１５にはねじ溝が設けられており、両者は螺着固定される。   An infrared blocking filter 113 is provided above the light receiving surface of the solid-state image sensor chip 100. Both are fixed by a lens barrel holder (lens barrel support) 114 attached to the circuit board 110 together with the chip 100. The lens barrel holder 114 and the lens barrel (lens holding frame) 115 are provided with screw grooves, and both are fixed by screwing.

この組み立て工程の際には、集光レンズ１１６の光軸（図中の一点鎖線）が固体撮像素子チップ１００の受光面の中心と一致し、かつ、受光面が光軸に対して垂直に設置されること（光軸あわせ）が求められる。   During this assembly process, the optical axis (the one-dot chain line in the figure) of the condensing lens 116 coincides with the center of the light receiving surface of the solid-state imaging device chip 100, and the light receiving surface is installed perpendicular to the optical axis. To be performed (optical axis alignment) is required.

特開２００５−２８６４２２号公報JP 2005-286422 A

しかし、従来のパッケージ構造の固体撮像素子チップ１１０はレンズバレルホルダー１１４に対してすき間が多いため、カメラモジュール組み立ての際に光軸がずれやすく、これが製造工程での歩留まりを低下させる要因となっている。   However, since the solid-state imaging device chip 110 having the conventional package structure has a lot of gaps with respect to the lens barrel holder 114, the optical axis is likely to be shifted during the assembly of the camera module, which causes a decrease in the yield in the manufacturing process. Yes.

その理由は、ダイスボンダーによって基板上に固体撮像素子チップが装着される際に位置的なばらつきが生じやすく、これによって光軸がずれやすいためである。また、レンズバレルホルダーが基板上に装着される際にも位置的なばらつきが生じやすく、これも光軸がずれる要因の一つと考えられる。   The reason is that when the solid-state imaging device chip is mounted on the substrate by the die bonder, positional variations are likely to occur, and the optical axis is likely to be shifted. Also, when the lens barrel holder is mounted on the substrate, positional variations are likely to occur, which is considered to be one of the factors that cause the optical axis to deviate.

本発明は上記に鑑みなされたものであり、固体撮像素子チップをレンズバレルに取付ける際に光軸ずれが最小限に抑えられるようにすることを主たる技術的課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and has as its main technical problem to make it possible to minimize optical axis misalignment when a solid-state imaging device chip is attached to a lens barrel.

本発明にかかる第１のカメラモジュールは、受光面を備え、四方に面一かつ前記受光面に対して垂直な端面Ｔを有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像素子チップ１０と、前記固体撮像素子チップ１０の周囲を覆うと共に内部に前記受光面に対して水平な段部を具備する略筒状の外枠体２４（２４ａ，２４ｂ）とによって構成されたカメラモジュールであって、前記外枠体２４の一端に前記固体撮像素子チップ１０における前記受光面に集光される１つ又は複数のレンズ２６をその周縁部で中空に水平支持するレンズバレル２５が螺着固定され、他端に前記固体撮像素子チップ１０の面一の端面（Ｔ）が隙間無く嵌合され、かつ、前記固体撮像素子チップ１０の上面周縁部と前記段部とが接着剤によって固定されることによって前記レンズ２６の光軸が前記固体撮像素子チップの前記受光面の中心に垂直固定されることを特徴とする。 The first camera module according to the present invention includes a solid-state imaging device chip 10 having a wafer level chip size package structure including a light receiving surface, having an end surface T that is flush with all sides and perpendicular to the light receiving surface , A camera module that includes a substantially cylindrical outer frame body (24a, 24b) that covers the periphery of the solid-state image sensor chip and includes a step portion that is parallel to the light receiving surface. wherein one end of the outer frame body 24 solid-state imaging device lens barrel 25 that one or more lenses 26 are focused on the light receiving surface of the chip 10 to the hollow horizontally supported at its periphery is screwed fixed, the other end the end surface of the flush of the solid-state imaging device chip 10 (T) is fitted without a gap, and the top rim portion of the solid-state imaging device chip 10 and said stepped portion is fixed by the adhesive Wherein the optical axis of the lens 26 is Ru are vertically fixed to the center of the light receiving surface of the solid-state imaging element chip by the.

なお、本発明において、「受光面の中心」とは、フォトダイオード及びマイクロレンズから構成される矩形状の受光領域の対角中心部を指す。固体撮像素子チップには周辺回路やレジスタなどが設けられているため、受光面の中心は必ずしも固体撮像素子チップの中心にあるとは限らない。すなわち、光軸をあわせるとは、受光面の中心にレンズの光軸中心を一致させ、かつ受光面が光軸に対して垂直に固定されるように調整することに他ならない。   In the present invention, “the center of the light receiving surface” refers to a diagonal center portion of a rectangular light receiving region including a photodiode and a microlens. Since the solid-state image sensor chip is provided with peripheral circuits, registers, and the like, the center of the light receiving surface is not necessarily at the center of the solid-state image sensor chip. That is, aligning the optical axis is nothing but adjusting the optical axis center of the lens to coincide with the center of the light receiving surface and adjusting the light receiving surface to be fixed perpendicular to the optical axis.

ウェハーレベル・チップサイズ・パッケージは１枚の半導体ウェハー上に素子と配線工程を形成したのちに個片化する実装技術であり、スクライブラインに沿って切断された四方の端面Ｔには平坦な面（本明細書ではこれを「面一の端面」という。）が現れる。本発明においては、外枠体２４（２４ａ，２４ｂ）にレンズバレル２５が螺着固定された状態で光軸合わせが終了しているので、組み立て工程後に再び光軸合わせを行う必要がない。   Wafer level chip size package is a mounting technology that separates the elements after forming the elements and wiring process on a single semiconductor wafer, and is flat on the four end faces T cut along the scribe line. (In the present specification, this is referred to as “a flush end face”). In the present invention, since the optical axis alignment is completed in a state where the lens barrel 25 is screwed and fixed to the outer frame body 24 (24a, 24b), it is not necessary to perform the optical axis alignment again after the assembly process.

本発明にかかる第２のカメラモジュールは、受光面を備え、四方に面一かつ前記受光面に対して垂直な端面Ｔを有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像素子チップ１０と、前記固体撮像素子チップ１０の周囲を覆うと共に内部に前記受光面に対して水平な段部を具備する略筒状の外枠体２４とによって構成されたカメラモジュールであって、前記外枠体２４の一端に前記固体撮像素子チップ１０における前記受光面に集光される１つ又は複数のレンズ２６がその周縁部で中空に水平支持され他端に前記固体撮像素子チップ１０の面一の端面Ｔが隙間無く嵌合され、かつ、前記固体撮像素子チップ１０の上面周縁部と前記段部とが接着剤によって固定されることによって前記レンズ２６の光軸が前記固体撮像素子チップの前記受光面の中心に垂直固定されることを特徴とする。 The second camera module according to the present invention includes a solid-state imaging device chip 10 having a wafer level chip size package structure having a light receiving surface, having an end surface T that is flush with all sides and perpendicular to the light receiving surface , A camera module that includes a substantially cylindrical outer frame body 24 that covers the periphery of the solid-state image pickup device chip 10 and has a step portion that is parallel to the light receiving surface. one or more lenses 26 end face T of the flush of the solid-state imaging element chip 10 in the hollow other end is horizontally supported at its periphery is converged on the light receiving surface of the solid-state imaging device chip 10 to one end clearance fitted without and the solid-optical axis the solid-chip of the lens 26 by the said stepped portion and the top rim portion of the chip 10 is fixed by an adhesive Wherein the the center of the light receiving surface of the Ru is vertically fixed.

本発明にかかる第１又は第２のカメラモジュールにおける前記外枠体２４（２４ａ〜２４ｃ）は前記外枠体２４の内部における前記固体撮像素子チップ１０の上端部と接する部位に窪み２７が設けられていることが好ましい。窪みが設けられていると余分な接着剤を退避させることができるため、十分な量の接着剤を用いて接着することができる利点がある。   In the first or second camera module according to the present invention, the outer frame body 24 (24a to 24c) is provided with a recess 27 in a portion in contact with the upper end portion of the solid-state image sensor chip 10 inside the outer frame body 24. It is preferable. If the depression is provided, excess adhesive can be withdrawn, so that there is an advantage that bonding can be performed using a sufficient amount of adhesive.

なお、本発明にかかるカメラモジュールは本来的には光軸合わせが不要であるが、回路配置の都合等により受光面の中心がチップの中心からずれている場合など位置調整が必要となる場合には前記外枠体２４と前記端面Ｔとの間に位置調整枠１８が設けられるように構成してもよい。なお、位置調整枠１８はスペーサーとして機能させるものであり、それゆえ位置調整枠１８の形状（特に水平方向の厚み）は非対称であってもよい。   It should be noted that the camera module according to the present invention does not need to align the optical axis, but it is necessary to adjust the position when the center of the light receiving surface is deviated from the center of the chip due to the circuit arrangement. The position adjusting frame 18 may be provided between the outer frame body 24 and the end face T. The position adjustment frame 18 functions as a spacer. Therefore, the shape (particularly the thickness in the horizontal direction) of the position adjustment frame 18 may be asymmetric.

本発明に係るカメラモジュールは構造上組み立て工程時にも光軸がずれにくく、これによって組み立て工程時の歩留まりを最小限に抑えることができる。また、組立工程数を削減することができるメリットもある。   The camera module according to the present invention is structurally difficult to shift the optical axis even during the assembly process, thereby minimizing the yield during the assembly process. There is also an advantage that the number of assembly steps can be reduced.

（実施形態）
図１は、本発明に係る第１のカメラモジュールの構成を説明するための図であり、図１（ａ）は、本発明に係るカメラモジュールに使用される固体撮像素子チップの構造断面図を模式的に示した図である。この固体撮像素子チップ１０には半導体基板Ｓの表面に受光面として機能する多数のフォトダイオード１１が作り込まれ、各フォトダイオードに対応してマイクロレンズ１２がカラーフィルター１３を介して設けられている。 (Embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a first camera module according to the present invention, and FIG. 1A is a structural cross-sectional view of a solid-state imaging device chip used in the camera module according to the present invention. It is the figure shown typically. In this solid-state imaging device chip 10, a large number of photodiodes 11 functioning as light receiving surfaces are formed on the surface of the semiconductor substrate S, and microlenses 12 are provided via color filters 13 corresponding to the photodiodes. .

図１（ａ）より明らかなように、この固体撮像素子チップ１０は、ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ構造（特に、内部に貫通電極１５と半田ボール（ＢＧＡ又はＬＧＡ）１９を備えた３次元タイプのもので、「３Ｄ−ＣＳＰ」と呼ばれる）で構成されている。マイクロレンズ１２の上部に透明板１６が設けられ、この透明板１６は四方を囲うリブ１７によって支持されている。リブ１７は撮像素子チップ形成後に個片化するためのスクライブラインが設けられる部位であり、ウェハーの状態で全ての工程を完了した後にスクライブラインに沿ってダイシング工程を行う。リブ１７はチップ間を分離する役割を担うものであるが、個片化後には必ず面一の端面Ｔが現れることになる。（逆に、個片化後にダイシングによって得られる端面が面一でないという構造は、通常のウェハーレベル・チップサイズ・パッケージの製造工程から得られる構造としてはあり得ない。この点は極めて重要である。） As is clear from FIG. 1A, this solid-state imaging device chip 10 has a three-dimensional wafer level chip size package structure (in particular, a through electrode 15 and a solder ball (BGA or LGA) 19 inside). Type and called “3D-CSP”). A transparent plate 16 is provided on the microlens 12, and the transparent plate 16 is supported by ribs 17 surrounding the four sides. The rib 17 is a part where a scribe line for separating into individual pieces is formed after the imaging element chip is formed, and a dicing process is performed along the scribe line after completing all processes in a wafer state. The rib 17 plays a role of separating the chips, but a flat end face T always appears after separation. (Conversely, the structure in which the end faces obtained by dicing after singulation are not flush is not possible as a structure obtained from the manufacturing process of a normal wafer level chip size package. This point is extremely important. .)

図１（ｂ）は、この固体撮像素子チップ１０にレンズユニットを取り付けて完成したカメラモジュールの基本構成を示している。外枠体２４がレンズバレル２５に螺着される構成は従来と同様であるが、外枠体２４の下部が固体撮像素子チップ１０の四方の端面Ｔに設けられた位置調整枠１８に嵌合するように設けられている。位置調整枠１８は必須のものではなく、スペーサーとして機能させるための任意的な構成である。これは、固体撮像素子チップには受光部（受光面）のみならず、周辺回路なども同一基板上に作り込まれているため、チップの回路配置によっては受光面の中心が固体撮像素子チップの中心と一致しない場合もあるためである。   FIG. 1B shows a basic configuration of a camera module completed by attaching a lens unit to the solid-state image sensor chip 10. The configuration in which the outer frame body 24 is screwed to the lens barrel 25 is the same as in the prior art, but the lower part of the outer frame body 24 is fitted to the position adjustment frame 18 provided on the four end faces T of the solid-state image sensor chip 10. It is provided to do. The position adjustment frame 18 is not essential, and is an arbitrary configuration for functioning as a spacer. This is because not only the light receiving unit (light receiving surface) but also the peripheral circuits are formed on the same substrate in the solid-state image sensor chip, so that the center of the light-receiving surface may be the center of the solid-state image sensor chip depending on the circuit arrangement of the chip. This is because it may not coincide with the center.

位置調整枠１８が不要な場合はリブの切断面に当たる端面Ｔが直接外枠体２４と嵌合する。この意味において、位置調整枠は非対称であってもよい。また、固体撮像素子チップ１０の底部にはボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）などの半田ボール１９が設けられ、カメラモジュールは回路基板２０に取り付けられる。   When the position adjustment frame 18 is not necessary, the end surface T that contacts the cut surface of the rib is directly fitted to the outer frame body 24. In this sense, the position adjustment frame may be asymmetric. A solder ball 19 such as a ball grid array (BGA) is provided on the bottom of the solid-state imaging device chip 10, and the camera module is attached to the circuit board 20.

外枠体２４と固体撮像素子チップ１０とは接着剤によって固定される。このとき、余分な接着剤を退避させる空間として、窪み２７が設けられていてもよい。また、外枠体２４及び位置調整枠１８はいずれも遮光性のある材料で構成される。   The outer frame body 24 and the solid-state image sensor chip 10 are fixed by an adhesive. At this time, a recess 27 may be provided as a space for retracting excess adhesive. Both the outer frame body 24 and the position adjustment frame 18 are made of a light-shielding material.

このように、外枠体２４にカメラ全体の光軸が合うように設計された固体撮像素子チップ１０を固定する空間を設け、そこに固体撮像素子チップ１０を装填する構成を採用することにより、カメラ全体の光軸がずれにくくなる。   Thus, by providing a space for fixing the solid-state image sensor chip 10 designed so that the optical axis of the entire camera is aligned with the outer frame body 24 and adopting a configuration in which the solid-state image sensor chip 10 is loaded therein, The optical axis of the entire camera is difficult to shift.

ウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像素子チップに対してスクライブラインに沿って分離された矩形状のチップに四方を囲う保護枠を設けると機械的強度が増し、外部からの衝撃に対して強くなるだけでなく、側方部からの光を遮断するなどの利点があるが、本発明はさらに、その保護枠とレンズ（或いはレンズバレル）を支持するための外枠体とを一体化した構造とすることによって、レンズの光軸合わせを不要にしたところにその特徴がある。   When a protective frame that surrounds a rectangular chip separated along the scribe line is provided for a solid-state image sensor chip with a wafer level, chip size, and package structure, mechanical strength increases, and external shocks are prevented. In addition to being strong, there are advantages such as blocking light from the side, but the present invention further integrates the protective frame and the outer frame for supporting the lens (or lens barrel). The structure is characterized in that it eliminates the need to align the optical axis of the lens.

すなわち、図３（ｂ）に示すごとく固体撮像素子チップ１００の端面に多数のワイヤーボンディングが施された従来のパッケージの場合、レンズバレルホルダー１１４は回路基板に固定されてはいるが、固体撮像素子チップ１００とは固定されていない。このため、レンズバレルの組み立て工程の際に光軸がずれやすいという問題があった。しかし、本発明にかかるカメラモジュールの場合、ウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像素子チップは外枠体２４の下部に設けられた空間にぴったりと嵌り込むため、光軸がずれるという問題が発生しない。   That is, as shown in FIG. 3B, in the case of a conventional package in which a large number of wire bonds are applied to the end face of the solid-state image pickup device chip 100, the lens barrel holder 114 is fixed to the circuit board. The chip 100 is not fixed. For this reason, there has been a problem that the optical axis tends to shift during the assembly process of the lens barrel. However, in the case of the camera module according to the present invention, the solid-state imaging device chip having the wafer level, chip size, and package structure fits exactly in the space provided in the lower part of the outer frame body 24, and thus there is a problem that the optical axis is shifted. Does not occur.

（第１の変形例）
図２（ａ）は、本発明の実施形態の第１の変形例を示す図であり、赤外線遮断フィルター２３がレンズバレル側に設けられた構成を示している。なお、図１と同一の機能を示す部位には同一の符号が用いられている。この構成によると、赤外線遮断フィルターを外枠体２４ａ側に設ける必要がないので構成が簡素化される。 (First modification)
FIG. 2A is a diagram showing a first modification of the embodiment of the present invention, and shows a configuration in which the infrared blocking filter 23 is provided on the lens barrel side. In addition, the same code | symbol is used for the site | part which shows the same function as FIG. According to this structure, since it is not necessary to provide an infrared shielding filter on the outer frame body 24a side, the structure is simplified.

この場合も、カメラの光軸が固体撮像素子チップ１０の位置決めをする外枠体２４ｂによって決定されるので、予め光軸合わせを行うように設計しておくことにより、組み立て工程時に光軸がずれることがない。   Also in this case, since the optical axis of the camera is determined by the outer frame body 24b for positioning the solid-state imaging device chip 10, the optical axis is shifted during the assembly process by designing the optical axis in advance. There is nothing.

（第２の変形例）
図２（ｂ）は、本発明の実施形態の第２の変形例を示す図であり、レンズバレルと外枠体とが一体形成された構成を示している。なお、図１と同一の機能を示す部位には同一の符号が用いられている。従来は、レンズバレルと固体撮像素子チップとを別体に構成し、両者を螺着固定するものが一般的であったが、この実施形態では、レンズバレルが外枠体と一体成形された、いわばレンズバレルと一体化された特殊な構造の外枠体２４ｃが設けられていることが特徴である。 (Second modification)
FIG. 2B is a diagram showing a second modification of the embodiment of the present invention, and shows a configuration in which a lens barrel and an outer frame are integrally formed. In addition, the same code | symbol is used for the site | part which shows the same function as FIG. Conventionally, the lens barrel and the solid-state imaging device chip are configured separately and are generally screwed and fixed, but in this embodiment, the lens barrel is integrally formed with the outer frame, In other words, the outer frame body 24c having a special structure integrated with the lens barrel is provided.

このように、外枠体２４ｃがレンズバレルとも一体化されているので、光軸が一層ずれにくいことはもちろんのこと、ダイスボンダー等による組み立て工程も不要となるため組み立て工程が一層簡素化される。   As described above, since the outer frame 24c is integrated with the lens barrel, the optical axis is less likely to be displaced, and the assembly process using a die bonder or the like is not required, thereby further simplifying the assembly process. .

（その他の変形例）
本発明にかかるカメラモジュールは、ウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造を採用する固体撮像素子チップに適用される限りにおいて、特にその内部構造は限定されない。例えば、上記実施形態（変形例を含む）に示す固体撮像素子チップの構造は、いずれもマイクロレンズ１２の上面部に透明板１６が設けられたものである（図１（ａ）参照）。このリブ１７によって四方を囲まれた透明板とマイクロレンズの空間は、空気（屈折率＝１）で満たされているが、リブ１２及び透明板１６で空隙を設ける代わりに、マイクロレンズよりも相対的に屈折率が低い透明材料によってその空隙が充填されるように構成されていてもよい。特に、近年は屈折率の値が例えば２を超えるような、高屈折率材料でマイクロレンズを形成すると充填される透明材料の選択範囲が一層広がり、屈折率のより高い材料でも使用可能になる。 (Other variations)
The internal structure of the camera module according to the present invention is not particularly limited as long as it is applied to a solid-state imaging device chip adopting a wafer level chip size package structure. For example, all of the solid-state imaging device chip structures shown in the above-described embodiments (including modifications) are provided with a transparent plate 16 on the upper surface of the microlens 12 (see FIG. 1A). The space between the transparent plate and the microlens surrounded by the ribs 17 is filled with air (refractive index = 1), but instead of providing a gap with the ribs 12 and the transparent plate 16, it is more relative to the microlens. Alternatively, the gap may be filled with a transparent material having a low refractive index. In particular, in recent years, when a microlens is formed of a high refractive index material having a refractive index value exceeding 2, for example, the selection range of the transparent material to be filled is further expanded, and a material having a higher refractive index can be used.

透明材料はマイクロレンズよりも低屈折率の材料が選択される。具体的には、例えば、内部に微細な空孔を分散して含む熱硬化性の透明樹脂やＵＶ硬化性の透明樹脂を用いることが好ましい。これには、通常のスピンコート法で厚さ数μｍに保って、ウェハー（個片化前のウェハー）全面でほぼ均一になるように塗布形成し、比較的低温の熱硬化処理により空孔が膨張したまま硬化することで、実質的に屈折率が理論上は１．０乃至１．５未満（実際には屈折率１．１乃至１．４程度）の範囲の均質な透明樹脂を形成することができる。この低屈折率樹脂を用いると、マイクロレンズの集光効果をほとんど損なわずに高感度を保つことができる。   As the transparent material, a material having a refractive index lower than that of the microlens is selected. Specifically, for example, it is preferable to use a thermosetting transparent resin or a UV curable transparent resin containing fine pores dispersed therein. For this purpose, a normal spin coat method is used to maintain a thickness of several μm so that the entire surface of the wafer (wafer before singulation) is almost uniform, and pores are formed by a relatively low temperature thermosetting process. By curing while expanding, a homogeneous transparent resin having a refractive index in a range of theoretically less than 1.0 to 1.5 (in practice, a refractive index of about 1.1 to 1.4) is formed. be able to. When this low refractive index resin is used, high sensitivity can be maintained without substantially impairing the light collecting effect of the microlens.

さらに、低屈折率透明材料として実用的には、受光面上を覆う二酸化シリコン（ＳｉＯ２）あるいはマイクロレンズの材料の屈折率より低い屈折率の、例えば高集積度半導体集積回路装置（ＬＳＩ）で利用される多層配線の層間絶縁膜のような、より低誘電率の低密度誘電体あるいは高分子化合物などの粘性体で透光性のものが利用できることはもちろんであり、加えて、この低屈折率透明材料上に硬質透明樹脂などによる保護層を備える場合でも、各層間の屈折率差による光学特性損失は無視できる程度の微小なものである。 Further, practically as a low refractive index transparent material, for example, in a highly integrated semiconductor integrated circuit device (LSI) having a refractive index lower than that of silicon dioxide (SiO 2 ) or microlens material covering the light receiving surface. Of course, it is possible to use low-permittivity, such as low-density dielectrics or polymer compounds with lower dielectric constant, such as the interlayer insulation film of multilayer wiring, and in addition, this low refraction Even when a protective layer made of hard transparent resin or the like is provided on the transparent material, the optical characteristic loss due to the difference in refractive index between each layer is negligible.

その他、適用可能な透明材料としては、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ポーラスシリカ膜、有機無機ハイブリッド膜、高分子化合物などの透光性低密度誘電体膜であって、マイクロレンズよりも相対的に低屈折率のものであることが必要である。 Other applicable transparent materials include translucent low-density dielectric films such as silicon dioxide (SiO 2 ), porous silica films, organic-inorganic hybrid films, and polymer compounds, which are relatively in comparison to microlenses. It must be of low refractive index.

また、必要に応じて表面に赤外線遮断膜を積層形成することも可能である。その場合、図１（ｂ）、図２（ａ）及び（ｂ）に示す赤外線遮断フィルター２３は不要となる。   Moreover, it is also possible to laminate | stack the infrared rays shielding film on the surface as needed. In that case, the infrared shielding filter 23 shown in FIGS. 1B, 2A, and 2B is not necessary.

このように、装填すべき固体撮像素子チップ１０は、チップ完成後にダイシングによって個片化されるウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造のもの（但し四方の端面が面一のもの）であれば、特に限定されるものではない。   As described above, the solid-state imaging device chip 10 to be loaded has a wafer level chip size package structure that is separated into pieces by dicing after completion of the chip (however, the four end faces are flush), in particular. It is not limited.

ウェハーレベル・チップ・サイズ・パッケージ実装技術を適用した固体撮像装置を組み込んだ超小型のカメラモジュールは、カメラ機能付きの携帯電話など多くの機器に適用されるものであり、本発明は、その組み立て工程における光軸ずれを効果的に抑制することができる技術として、産業上の利用可能性は極めて大きい。   An ultra-small camera module incorporating a solid-state imaging device to which wafer level chip size package mounting technology is applied is applied to many devices such as a mobile phone with a camera function. Industrial applicability is extremely large as a technology that can effectively suppress the optical axis shift in the process.

図１（ａ）は、本発明に係るカメラモジュールに使用される固体撮像素子チップの構造断面図を模式的に示した図である。図１（ｂ）は、この固体撮像素子チップに、レンズユニットを取り付けて完成したカメラモジュールの基本構成を示している。FIG. 1A is a diagram schematically showing a structural cross-sectional view of a solid-state imaging device chip used in a camera module according to the present invention. FIG. 1B shows a basic configuration of a camera module completed by attaching a lens unit to the solid-state image sensor chip. 図２（ａ）は、本発明の実施形態の第１の変形例を示す図である。図２（ｂ）は、本発明の実施形態の第２の変形例を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing a first modification of the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a diagram showing a second modification of the embodiment of the present invention. 図３（ａ）は、従来のカメラモジュールに使用される代表的な固体撮像素子チップの構造断面図の一例を模式的に示した図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す固体撮像素子チップにレンズユニットを取り付けて完成したカメラモジュールの構造断面図の一例を模式的に示した図である。FIG. 3A is a diagram schematically showing an example of a structural cross-sectional view of a typical solid-state imaging device chip used in a conventional camera module. FIG. 3B is a diagram schematically showing an example of a structural cross-sectional view of a camera module completed by attaching a lens unit to the solid-state imaging device chip shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 固体撮像素子チップ
１２ マイクロレンズ
１５ 貫通電極
１８ 位置調整枠
２０ 回路基板
２４ 外枠体
２５ レンズバレル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solid-state image sensor chip | tip 12 Micro lens 15 Through electrode 18 Position adjustment frame 20 Circuit board 24 Outer frame body 25 Lens barrel

Claims (3)

受光面を備え、四方に面一かつ前記受光面に垂直な端面（Ｔ）を有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像素子チップ（１０）と、前記固体撮像素子チップ（１０）の周囲を覆うと共に内部に前記受光面に対して水平な段部を具備する略筒状の外枠体（２４）とによって構成されたカメラモジュールであって、
前記外枠体（２４）の一端に前記固体撮像素子チップ（１０）における前記受光面に集光される１つ又は複数のレンズ（２６）をその周縁部で中空に水平支持するレンズバレル（２５）が螺着固定されると共に前記外枠体（２４）の他端内側の垂直壁と前記端面（Ｔ）との間に位置調整枠（１８）が設けられ、
かつ、前記固体撮像素子チップ（１０）の上面周縁部と前記段部とが接着剤によって固定されることによって
前記レンズ（２６）の光軸が前記固体撮像素子チップの前記受光面の中心に垂直固定されることを特徴とするカメラモジュール。 A solid-state image sensor chip (10) having a wafer-level chip size package structure having a light-receiving surface and having end faces (T) that are flush with each other and perpendicular to the light-receiving surface, and the periphery of the solid-state image sensor chip (10) A substantially cylindrical outer frame body (24) having a step portion that is horizontal with respect to the light receiving surface and has a camera module.
A lens barrel (25) which horizontally supports one or more lenses (26) condensed on the light receiving surface of the solid-state imaging device chip (10) at one end of the outer frame (24) in a hollow manner at the peripheral edge thereof. ) position adjustment frame between the other end and the inside of the vertical walls said end face (T) and the screw-fixed Rutotomoni the outer frame member (24) (18) is provided,
In addition, the peripheral edge of the upper surface of the solid-state image sensor chip (10) and the step are fixed by an adhesive, so that the optical axis of the lens (26) is perpendicular to the center of the light-receiving surface of the solid-state image sensor chip. A camera module characterized by being fixed. 受光面を備え、四方に面一かつ前記受光面に垂直な端面（Ｔ）を有するウェハーレベル・チップサイズ・パッケージ構造の固体撮像素子チップ（１０）と、前記固体撮像素子チップ（１０）の周囲を覆うと共に内部に前記受光面に対して水平な段部を具備する略筒状の外枠体（２４）とによって構成されたカメラモジュールであって、
前記外枠体（２４）の一端に前記固体撮像素子チップ（１０）における前記受光面に集光される１つ又は複数のレンズ（２６）がその周縁部で中空に水平支持されると共に前記外枠体（２４）の他端内側の垂直壁と前記端面（Ｔ）との間に位置調整枠（１８）が設けられ、
かつ、前記固体撮像素子チップ（１０）の上面周縁部と前記段部とが接着剤によって固定されることによって
前記レンズ（２６）の光軸が前記固体撮像素子チップの前記受光面の中心に垂直固定されることを特徴とするカメラモジュール。 A solid-state image sensor chip (10) having a wafer-level chip size package structure having a light-receiving surface and having end faces (T) that are flush with each other and perpendicular to the light-receiving surface, and the periphery of the solid-state image sensor chip (10) A substantially cylindrical outer frame body (24) having a step portion that is horizontal with respect to the light-receiving surface and has a camera module.
The outer frame member at one end to said solid state imaging device chip one or more lenses (26) is hollow horizontally supported at its periphery Rutotomoni the outer is condensed on the light receiving surface in (10) (24) A position adjustment frame (18) is provided between the vertical wall inside the other end of the frame (24) and the end surface (T) ,
In addition, the peripheral edge of the upper surface of the solid-state image sensor chip (10) and the step are fixed by an adhesive, so that the optical axis of the lens (26) is perpendicular to the center of the light-receiving surface of the solid-state image sensor chip. A camera module characterized by being fixed. 前記外枠体（２４）の内部における前記固体撮像素子チップ（１０）の上端部と接する部位に窪み（２７）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラモジュール。 3. The camera module according to claim 1, wherein a recess (27) is provided in a portion in contact with the upper end portion of the solid-state imaging device chip (10) inside the outer frame body (24).
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