JPS6362267A - レンズ付きモジユ−ルの製造方法 - Google Patents
レンズ付きモジユ−ルの製造方法Info
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- JPS6362267A JPS6362267A JP61206482A JP20648286A JPS6362267A JP S6362267 A JPS6362267 A JP S6362267A JP 61206482 A JP61206482 A JP 61206482A JP 20648286 A JP20648286 A JP 20648286A JP S6362267 A JPS6362267 A JP S6362267A
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- H01L31/02—Details
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- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
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- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子デバイス素子と光学レンズとを組み合せ固
着したレンズ付きモジュールを製造する方法に関し、特
にCOD (電荷結合素子)等のアレイセンサとレンズ
アレイとの組合せ実装に好適な方法に関する。
着したレンズ付きモジュールを製造する方法に関し、特
にCOD (電荷結合素子)等のアレイセンサとレンズ
アレイとの組合せ実装に好適な方法に関する。
COD等のりニアアレイセンサはスチルカメラ、ビデオ
カメラ等の焦点位置検出のためのセンサとして実用化さ
れている。この種のアレイセンサを用いた焦点位置検出
は、撮影カメラレンズを通っり光の一部をコンデンサレ
ンズで絞’)、C0DIJニアアレイセンサの各ビット
上に集光結像させて感度の向上を図っている。そして上
記のCODアレイセンサとセンサへの集光用レンズは一
体に固着し、ユニット化して装&に組み込まれ、このセ
ンサユニットは従来第3図に示す工程で製作されていた
。
カメラ等の焦点位置検出のためのセンサとして実用化さ
れている。この種のアレイセンサを用いた焦点位置検出
は、撮影カメラレンズを通っり光の一部をコンデンサレ
ンズで絞’)、C0DIJニアアレイセンサの各ビット
上に集光結像させて感度の向上を図っている。そして上
記のCODアレイセンサとセンサへの集光用レンズは一
体に固着し、ユニット化して装&に組み込まれ、このセ
ンサユニットは従来第3図に示す工程で製作されていた
。
まず、セラミックチップキャリアコのチップボンディン
グパッド3部分に、CCDチップlを銀ペーストダで固
着する。
グパッド3部分に、CCDチップlを銀ペーストダで固
着する。
次いでチップキャリア上のワイヤボンディングペデスタ
ルjとOCDチップl上の外部接続用パッドとを金ワイ
ヤ6で接続する。
ルjとOCDチップl上の外部接続用パッドとを金ワイ
ヤ6で接続する。
次にCODチップ/上にレンズアレイチップ7をアライ
メントして透明樹脂層!で接着する。このレンズアレイ
チップ7は、ガラス等の透明基板に、多数のマイクロレ
ンズをCCDアレイのビット配列に対応させて形成した
ものである。レンズアレイチップ7の接合後、チップボ
ンディングパッド3上の素子全体を覆い且つ赤外成分の
光をカットするためのフィルタ(IRフィルタ)窓9が
設け1られたキップIOをかぶせてチップキャリア2と
の間を接着封止してCOD七ンサユニツ)//が完成す
るO 〔発明が解決しようとする問題点〕 CCDセンサユニットで性能に最も大きな影響を与える
のはレンズアレイとCODセンサの受光部との位置合せ
精度、およびレンズ面とCCD七ンセンサ面との平行度
である。そしてCCDアレイチップが、数ミリメートル
角といった非常に小さいものである場合、従来方法では
これに組み合せる単一のレンズアレイチップも極めて小
さいものとなり、このため取り扱いが難しく上述したレ
ンズとセンサとの位置合せ及び平行度出し作業が困難で
、これらの精度不良がセンサユニットの特性不良、歩留
り低下の主原因となっていた。
メントして透明樹脂層!で接着する。このレンズアレイ
チップ7は、ガラス等の透明基板に、多数のマイクロレ
ンズをCCDアレイのビット配列に対応させて形成した
ものである。レンズアレイチップ7の接合後、チップボ
ンディングパッド3上の素子全体を覆い且つ赤外成分の
光をカットするためのフィルタ(IRフィルタ)窓9が
設け1られたキップIOをかぶせてチップキャリア2と
の間を接着封止してCOD七ンサユニツ)//が完成す
るO 〔発明が解決しようとする問題点〕 CCDセンサユニットで性能に最も大きな影響を与える
のはレンズアレイとCODセンサの受光部との位置合せ
精度、およびレンズ面とCCD七ンセンサ面との平行度
である。そしてCCDアレイチップが、数ミリメートル
角といった非常に小さいものである場合、従来方法では
これに組み合せる単一のレンズアレイチップも極めて小
さいものとなり、このため取り扱いが難しく上述したレ
ンズとセンサとの位置合せ及び平行度出し作業が困難で
、これらの精度不良がセンサユニットの特性不良、歩留
り低下の主原因となっていた。
CCDアレイ等の電子デバイス素子とこの素子に集光す
るためのレンズアレイとを組合せ固着したレンズ付きモ
ジュールを製作するに当り、単位モジュールを成す前記
素子を多数形成したウェハーと、透明基板内に前記素子
と同じ間隔配列でレンズアレイを多数埋め込み形したレ
ンズ基板とを接合した後単位モジュールに切断するよう
にした。
るためのレンズアレイとを組合せ固着したレンズ付きモ
ジュールを製作するに当り、単位モジュールを成す前記
素子を多数形成したウェハーと、透明基板内に前記素子
と同じ間隔配列でレンズアレイを多数埋め込み形したレ
ンズ基板とを接合した後単位モジュールに切断するよう
にした。
上記の方法によれば、多数のモジュール分のレンズアレ
イを形成した寸法の大なレンズ基板、及び同様に多数の
電子デバイス素子を形成した大寸法のウェハーの状態で
アライメントし、接合するようにしているので、部品の
取り扱いが容易であるとともに、特殊なアライメント装
置を必要とせず在来のマスクアライナを用いて極めて高
精度で位置合せ及び接合面間の平行出しを行なうことが
できる。そして接合後所期の大きさに切断分離して得ら
れるレンズ付きモジュールは、例えば前述のCCDアレ
イセンサユニットであれば、従来方法でノCODアレイ
チップと同様にしてチップボンディングパッドへの接着
、ワイヤボンディング、キャップ封止等の組立てを行な
う。本発明方法によれば、特性が良好で且つ安定した品
質のレンズ付き素子を安価なコストで量産することがで
きる。
イを形成した寸法の大なレンズ基板、及び同様に多数の
電子デバイス素子を形成した大寸法のウェハーの状態で
アライメントし、接合するようにしているので、部品の
取り扱いが容易であるとともに、特殊なアライメント装
置を必要とせず在来のマスクアライナを用いて極めて高
精度で位置合せ及び接合面間の平行出しを行なうことが
できる。そして接合後所期の大きさに切断分離して得ら
れるレンズ付きモジュールは、例えば前述のCCDアレ
イセンサユニットであれば、従来方法でノCODアレイ
チップと同様にしてチップボンディングパッドへの接着
、ワイヤボンディング、キャップ封止等の組立てを行な
う。本発明方法によれば、特性が良好で且つ安定した品
質のレンズ付き素子を安価なコストで量産することがで
きる。
以下本発明を第1図ないし第1I図に示した実施例に基
づいて詳細に説明する。
づいて詳細に説明する。
図示例は本発明を、CCDアレイセンサに適用した例で
あり、まず第1図に示すように、多数のモジュール分の
レンズアレイ20群を一定間隔をおいて配列形成したレ
ンズ基板−7を用意する。
あり、まず第1図に示すように、多数のモジュール分の
レンズアレイ20群を一定間隔をおいて配列形成したレ
ンズ基板−7を用意する。
1つのレンズアレイ20は、後に接合されるCCDアレ
イの受光部と同間隔で多数のマイクロレンズ2OA・・
・・・・を埋め込み形成して構成されている。
イの受光部と同間隔で多数のマイクロレンズ2OA・・
・・・・を埋め込み形成して構成されている。
上記のようなレンズ基板21は、例えばガラス平板表面
を、上記のレンズ配列パターンの開口を設けた金属膜等
のマスク材で被覆し、この開口を通してTCOs、Li
などの基板ガラスの屈折率を増大させるイオンを拡散さ
せ、拡散イオンの濃度分布に基づく屈折率勾配でレンズ
2OA・・・・・・を形成することにより製作できる。
を、上記のレンズ配列パターンの開口を設けた金属膜等
のマスク材で被覆し、この開口を通してTCOs、Li
などの基板ガラスの屈折率を増大させるイオンを拡散さ
せ、拡散イオンの濃度分布に基づく屈折率勾配でレンズ
2OA・・・・・・を形成することにより製作できる。
次にレンズ基板21のうち、CCDアレイセンサの外部
回路と接続するためのボンディングパッド領域と接触す
る部分に孔2コを設ける。この孔明は加工は、例えば孔
22部分以外のレンズ基板面をホトレジストで保護被覆
し、両面マスクアライナでバターニングを行ない、HF
’:H2O−/ : /のエッチャントを用いてレンズ
基板2/の両面側から同時にエツチングを行なう方法で
実施できる。
回路と接続するためのボンディングパッド領域と接触す
る部分に孔2コを設ける。この孔明は加工は、例えば孔
22部分以外のレンズ基板面をホトレジストで保護被覆
し、両面マスクアライナでバターニングを行ない、HF
’:H2O−/ : /のエッチャントを用いてレンズ
基板2/の両面側から同時にエツチングを行なう方法で
実施できる。
また精度さえ出れば超音波カッタ等の機械的手段も用い
ることができる。
ることができる。
次いで、孔明けを行なったレンズ基板21を、CODア
レイセンサウェハーコ3に透明接着剤で接合する。この
ウェハー23には単一のモジュールを構成するCCDア
レイ受光部21を、前記レンズ基板におけるレンズアレ
イ20と同間隔配列で多数形成しである。両者2/、2
3の接着作業はマスクアライナを用い、レンズ基板21
には予め印刷法によりIOam程度の紫外線硬化樹脂を
塗布した後マスクアライナのマスクホルダに吸着させる
。
レイセンサウェハーコ3に透明接着剤で接合する。この
ウェハー23には単一のモジュールを構成するCCDア
レイ受光部21を、前記レンズ基板におけるレンズアレ
イ20と同間隔配列で多数形成しである。両者2/、2
3の接着作業はマスクアライナを用い、レンズ基板21
には予め印刷法によりIOam程度の紫外線硬化樹脂を
塗布した後マスクアライナのマスクホルダに吸着させる
。
またマスクアライナのウェハーホルダにはCODセンサ
アレイウェハーコ3を吸着させる。
アレイウェハーコ3を吸着させる。
次にレンズ基板21とウェハーコ3の合せマークあるい
はレンズ及び受光部自体を利用しでアライメントした後
接触させ、紫外線硬化樹脂を露光硬化させる。
はレンズ及び受光部自体を利用しでアライメントした後
接触させ、紫外線硬化樹脂を露光硬化させる。
上記の方法を用いることにより、接合後のレンズとCO
Dの位置合せ精度は±1μm1まだ合せ面の平行度はウ
ェハ両端における接着剤層の厚み差で5μm以内を実現
することができた。
Dの位置合せ精度は±1μm1まだ合せ面の平行度はウ
ェハ両端における接着剤層の厚み差で5μm以内を実現
することができた。
次に、上記のようにして作製したレンズ・ウェハー接合
体コjを各単一モジュールコロ・・・・・・に切断分離
する。このようにして得られたレンズ付きモジュールコ
ロは、第3図に斜視図で示すように、CODアレイ七ン
サチップ27上に、屈折l勾配型のレンズアレイ−〇を
有するレンズ板2gが積M接合され、且つCCDアレイ
七ンサチップλ7のボンディングパッド領域27Aでレ
ンズ板チップ2rが切り欠かれていて該領域が露出して
いる構造を成している。このモジュール26を用いて、
後は従来方法と同様にしてセンサユニットに組み立てる
。すなわち第V図に示すように、セラミック製チップキ
ャリア30上のチップボンディングパッド31部分に、
銀ペーストN32を介してモジュールコロを固着し、チ
ップキャリア30上のワイヤボンディングペデスタル3
’lと、上記モジュールコロの上面に露出している外部
接続用パッドとを金ワイヤ3jで接続する。この後、I
Rフィルタ窓37付きキャップ36をチップキャリア上
のセンサ部分Kかぶせ、両者間を接着封止してCCDセ
ンサユニットダOとする。
体コjを各単一モジュールコロ・・・・・・に切断分離
する。このようにして得られたレンズ付きモジュールコ
ロは、第3図に斜視図で示すように、CODアレイ七ン
サチップ27上に、屈折l勾配型のレンズアレイ−〇を
有するレンズ板2gが積M接合され、且つCCDアレイ
七ンサチップλ7のボンディングパッド領域27Aでレ
ンズ板チップ2rが切り欠かれていて該領域が露出して
いる構造を成している。このモジュール26を用いて、
後は従来方法と同様にしてセンサユニットに組み立てる
。すなわち第V図に示すように、セラミック製チップキ
ャリア30上のチップボンディングパッド31部分に、
銀ペーストN32を介してモジュールコロを固着し、チ
ップキャリア30上のワイヤボンディングペデスタル3
’lと、上記モジュールコロの上面に露出している外部
接続用パッドとを金ワイヤ3jで接続する。この後、I
Rフィルタ窓37付きキャップ36をチップキャリア上
のセンサ部分Kかぶせ、両者間を接着封止してCCDセ
ンサユニットダOとする。
以上本発明をCODアレイセンサに適用した例について
説明したが、本発明は一般に電子デバイス素子と、この
素子に集光するためのレンズアレイとを一体化したユニ
ットを製造する場合に広く適用することができる。
説明したが、本発明は一般に電子デバイス素子と、この
素子に集光するためのレンズアレイとを一体化したユニ
ットを製造する場合に広く適用することができる。
本発明方法によれば、レンズ及び電子デバイス素子を共
に多数形成されたウェハーの段階でアラ 仏イメント、
接合するため、マスクアライナ等の高精度の位置合せ及
び平行出し機能をもつ装置による実装が可能となり、レ
ンズと受光面の合せ精度が±1μm前後、且つ単一チッ
プ状態での合せ部の平行度が1μm以下という極めて高
い組立て精度を実現できるようになった。
に多数形成されたウェハーの段階でアラ 仏イメント、
接合するため、マスクアライナ等の高精度の位置合せ及
び平行出し機能をもつ装置による実装が可能となり、レ
ンズと受光面の合せ精度が±1μm前後、且つ単一チッ
プ状態での合せ部の平行度が1μm以下という極めて高
い組立て精度を実現できるようになった。
、また従来方法のように微小レンズアレイチップを微小
CODアレイチップに高精度で組み着ける作業に要して
いた時間が大幅に短縮される結果、実施例で述べたボン
ディングパッド領域露出用の孔明ケエッチングをレンズ
基板ガラスに行なう工程を付加しても、全体の組立時間
をl/コ以下に短縮化でき、且つ精度が安定するため製
造歩留も大きく向上する。
CODアレイチップに高精度で組み着ける作業に要して
いた時間が大幅に短縮される結果、実施例で述べたボン
ディングパッド領域露出用の孔明ケエッチングをレンズ
基板ガラスに行なう工程を付加しても、全体の組立時間
をl/コ以下に短縮化でき、且つ精度が安定するため製
造歩留も大きく向上する。
さらにチップキャリアとレンズアレイの平行度も向上し
、その結果、センサモジュールを他の光学系と組み合せ
る場合にも調整範囲が非常に小さくなり、この工程での
作業時間も大きく短縮化できる。
、その結果、センサモジュールを他の光学系と組み合せ
る場合にも調整範囲が非常に小さくなり、この工程での
作業時間も大きく短縮化できる。
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示し、第1図
はレンズ基板の平面図、第2図はレンズ基板とOCDア
レイウェハーとの接合体の断面図、第3図は第2図の接
合体を切断して得られるレンズ付きモジュールを示す斜
視図、第1図(イ)〜()→は上記モジュールを用いて
センサユニットを組み立てる工程を示す断面図、第5゛
図(イ)〜(@は従来の七ンサユニット組み立て方法を
示す断面図である。 20・・・・・・レンズアレイ JOA・・・・・・レ
ンズ21・・・・・・レンズ基板 22・・山・孔 部
23・・・・・・CCDセンサアレイウェハーコダ・・
・・・・受光@ 23;・・・・・・接合体 コロ・
・・・・・モジュール 27・・・・・・センサチップ
27A・・・・・・ボンディングパッド領域 it・
・・・・・レンズ板チップ30・・・・・・チップキャ
リア 3/・・・・・・チップボンディングバソド 3
コ・・・・・・銀ペースト3tI・・・・・・ワイヤボ
ンディングペデスタル3s・・・・・・ワイヤ 36・
・・用キップ37・・・・・・IRフィルタ窓I10・
・・・・・センサユニット第1図 第2図
はレンズ基板の平面図、第2図はレンズ基板とOCDア
レイウェハーとの接合体の断面図、第3図は第2図の接
合体を切断して得られるレンズ付きモジュールを示す斜
視図、第1図(イ)〜()→は上記モジュールを用いて
センサユニットを組み立てる工程を示す断面図、第5゛
図(イ)〜(@は従来の七ンサユニット組み立て方法を
示す断面図である。 20・・・・・・レンズアレイ JOA・・・・・・レ
ンズ21・・・・・・レンズ基板 22・・山・孔 部
23・・・・・・CCDセンサアレイウェハーコダ・・
・・・・受光@ 23;・・・・・・接合体 コロ・
・・・・・モジュール 27・・・・・・センサチップ
27A・・・・・・ボンディングパッド領域 it・
・・・・・レンズ板チップ30・・・・・・チップキャ
リア 3/・・・・・・チップボンディングバソド 3
コ・・・・・・銀ペースト3tI・・・・・・ワイヤボ
ンディングペデスタル3s・・・・・・ワイヤ 36・
・・用キップ37・・・・・・IRフィルタ窓I10・
・・・・・センサユニット第1図 第2図
Claims (2)
- (1)電子デバイス素子とこの素子に集光するためのレ
ンズアレイとを組合せ固着したレンズ付きモジュールを
製作するに当り、単位モジュールを成す前記素子を多数
形成したウェハーと、透明基板内に前記素子と同じ間隔
配列でレンズアレイを多数埋め込み形成したレンズ基板
とを接合した後単位モジュールに切断することを特徴と
するレンズ付きモジュールの製造方法。 - (2)特許請求の範囲第1項において、前記接合前に、
各電子デバイス素子のボンディングパッド領域に対応す
るレンズ基板の部分にそれぞれ孔部を予め設けるレンズ
付きモジュールの製造方法
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ID=16524104
Family Applications (1)
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