WO2016166809A1 - 撮像モジュール、および撮像モジュールの製造方法 - Google Patents

撮像モジュール、および撮像モジュールの製造方法 Download PDF

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和也 前江田
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オリンパス株式会社
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    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device in which a plurality of electrode pads are arranged on an inclined surface that is inclined at an acute angle with respect to the light receiving surface, and each of the plurality of electrode pads of the imaging device is joined to the imaging device.
  • the present invention relates to an imaging module including a plurality of first joining electrodes arranged on an end, and a method for manufacturing the imaging module.
  • the imaging module manufactured by the wafer level CSP technology is small, for example, it greatly contributes to the diameter reduction of the endoscope.
  • a plurality of light receiving portions and a plurality of external electrodes connected to the respective light receiving portions are formed on the light receiving surface on the semiconductor wafer.
  • a glass wafer is bonded to the light receiving surface of the semiconductor wafer to produce a bonded wafer.
  • a through-wiring that reaches the facing surface facing the light receiving surface of the bonded wafer is formed.
  • the light receiving surface of the image pickup device of the image pickup module obtained by cutting the bonded wafer is covered with a cover glass.
  • the light receiving unit since the light receiving unit is connected to the electrode on the opposite surface via the through wiring, it can transmit and receive an electrical signal.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-75764 discloses an imaging module 101 shown in FIG.
  • a plurality of wirings are arranged in one through trench 110T in place of the plurality of through wirings.
  • the imaging module 101 includes an imaging element 110 to which a cover glass 130 is bonded by an adhesive layer 120, a wiring board 140, and a signal cable 150.
  • a plurality of electrode pads 113 each connected to the external electrode 113L of the light receiving surface 110SA are arranged on the inclined wall surface (inclined surface) 110SS of the through trench 110T.
  • the inclined surface 110SS is inclined at an acute first inclination angle ⁇ 1 with respect to the light receiving surface 10SA of the image sensor 110.
  • Each of the plurality of electrode pads 113 is bonded to the plurality of bonding electrodes 141 arranged at the end of the main surface 140SA of the wiring board 140 via the bumps 144. That is, the main surface 140SA of the wiring board 140 is inclined with respect to the facing surface 110SB of the image sensor 110.
  • the signal cable 150 is joined to the other end of the wiring board 140.
  • the imaging module 101 Since the imaging module 101 is fixed between the imaging element 110 and the wiring board 140 only by the joint portion, the mechanical strength is not high. For this reason, the imaging module 101 was easily damaged when handled, and there was a possibility that the yield was not high.
  • An imaging module is inclined at an acute first angle with respect to a light receiving surface on which a light receiving portion is formed, a facing surface facing the light receiving surface, and the light receiving surface.
  • An imaging device having a plurality of electrode pads arranged on the inclined surface, a transparent member bonded via an adhesive layer so as to cover the light receiving surface of the imaging device, and Each of the plurality of electrode pads of the image sensor that is disposed on the opposite surface side of the image sensor, and a plurality of joint electrodes that are joined to each other are arranged in parallel to the end side
  • An imaging module comprising: A holding portion that is an angle defining portion of a triangle having a first angle formed between the first side and the second side and that extends from the side surface of the wiring board, and the relative angle is set by the holding portion. And a resin member that fixes the facing surface of the image sensor and the tip of the main surface of the wiring board, which are defined by a first angle.
  • the method of manufacturing an imaging module is inclined at an acute first angle with respect to the light receiving surface on which the light receiving unit is formed, the opposing surface facing the light receiving surface, and the light receiving surface.
  • An imaging module comprising: a transparent member that is bonded; and a flexible wiring board in which bonding electrodes that are bonded to each of the plurality of electrode pads of the imaging element are arranged in parallel to an end side.
  • the wiring board includes a triangular holding portion having an angle formed by a first side and a second side extending from a side surface of the first angle, and the holding portion includes: A step of being bent so as to stand upright with respect to the main surface of the wiring board; The holding part is fixed in an upright state with a curable resin, the step of joining each of the plurality of electrode pads to the joining electrode, and the first side and the second side of the holding part are And a step of fixing the wiring board to the imaging element with a resin member in a state of being in contact with the facing surface.
  • an imaging module with a high yield and a method for manufacturing an imaging module with a high yield.
  • the imaging module 1 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and width of each member, the thickness ratio of each member, the number of electrode pads, the array pits, and the like are different from the actual ones. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ also in between drawings is contained. Further, some configurations, for example, the silicon oxide layer and the wiring on the surface of the silicon substrate are not shown.
  • the imaging module 1 includes an imaging element 10 made of a silicon substrate, a cover glass 30 that is a transparent member, a wiring board 40, and a signal cable 50.
  • the imaging device 10 has substantially the same configuration as the imaging device 110 of the conventional imaging module 101 described above.
  • the entire surface of the light receiving surface 10SA of the image sensor 10 is covered with a cover glass 30 with an adhesive layer 20 interposed therebetween.
  • a notch 10T On the facing surface 10SB side of the image sensor 10, there is a notch 10T having an inclined surface 10SS inclined at a first angle ⁇ 1 with respect to the light receiving surface 10SA as a wall surface.
  • the first angle ⁇ 1 is an acute angle.
  • the through trench formed by the etching process from the facing surface 10SB side of the bonded wafer becomes a notch 10T by cutting the bonded wafer.
  • the back surface of the external electrode 12 of the image sensor 10 is exposed on the bottom surface of the notch 10T.
  • a plurality of electrode pads 13 each electrically connected to the external electrode 12 are arranged in the inclined surface 10SS. For this reason, the electrode pad 13 is electrically connected to the light receiving unit 11.
  • the extending part of the wiring 13L may be the electrode pad 13.
  • a plurality of bonding electrodes 41 are arranged at the end of the main surface 40SA of the flat flexible wiring board 40, and the bonding electrodes 42 are arranged at the other end.
  • the bonding electrode 41 is bonded to the electrode pad 13 via the solder bump 44.
  • the joining electrode 42 is joined to the conducting wire 51 of the signal cable 50.
  • the joining electrode 41 and the joining electrode 42 are electrically connected via an electronic component 69 or wiring (not shown) mounted on the main surface 40SA.
  • the joining location of the 1st joining electrode 42 and the electrode pad 13 may be sealed with sealing resin.
  • sealing resin it may not be easy to sufficiently secure the mechanical strength with the sealing resin that fixes only the joint portion.
  • the wiring board 40 extends from the long side surface of the central wiring portion 40 ⁇ / b> L, the holding portions 40 ⁇ / b> W ⁇ b> 1 and 40 ⁇ / b> W ⁇ b> 2, the holding portions 40 ⁇ / b> W ⁇ b> 1 and 40 ⁇ / b> W ⁇ A resin member 65 disposed in a space surrounded by the portion 40L.
  • the wiring board 40 includes the two holding portions 40W1 and 40W2, only one of them may be included.
  • each of the two holding units 40W1 and 40W2 is referred to as a holding unit 40W.
  • the holding unit 40W is a triangular angle defining unit in which the angle formed by the first side L1 and the second side L2 is the first angle ⁇ 1.
  • the second side L ⁇ b> 2 of the holding unit 40 ⁇ / b> W is in contact with the tip of the facing surface 10 ⁇ / b> SB of the image sensor 10 and is fixed by the adhesive layer 60.
  • the holding unit 40W has been described as a triangular angle defining unit, but the shape is not limited to a triangular shape, and if the angle formed by two sides is the first angle ⁇ 1, it has four or more vertices.
  • the shape or the like, for example, a quadrangle or a fan shape may be used.
  • the holding unit 40W can stably define the relative angle between the imaging element 10 and the wiring board 40. If the length of the second side L2 is 80% or less of the length of the image sensor 10, the cable 50 connected to the wiring board 40 can be arranged in the projection plane of the image sensor 10.
  • the relative angle between the facing surface 10SB of the image sensor 10 and the tip of the main surface 40SA of the wiring board 40 is defined as a first angle ⁇ 1 by the holding portion 40W.
  • the image sensor 10 and the wiring board 40 are fixed at relative positions by a resin member 65 in addition to the adhesive layer 60.
  • the imaging element 10 and the wiring board 40 have a relative angle defined by the first angle ⁇ 1 by the holding portion 40W and are fixed by the resin member 65. For this reason, the imaging module 1 has high mechanical strength between the imaging element 10 and the wiring board 40, is less likely to be damaged by handling, and has a sufficiently high final yield.
  • the light receiving part 11 and the plurality of external electrodes 12 connected to the light receiving part 11 by wiring (not shown) on the light receiving surface 10SA of the silicon substrate (imaging element) 10 using a known semiconductor manufacturing technique. And are formed.
  • the external electrode 12 is made of a metal conductor such as copper or aluminum.
  • a cover glass 30 (glass wafer) is bonded to the light receiving surface 10SA via an adhesive layer 20.
  • the adhesive layer 20 is made of, for example, a transparent ultraviolet curable resin.
  • An etching mask made of, for example, a photoresist is disposed on the facing surface 10SB facing the light receiving surface 10SA of the silicon substrate. The etching mask has a substantially rectangular opening in the etching region, that is, immediately above the external electrode 12.
  • the silicon substrate is wet-etched using an alkaline solution such as KOH or TMAH from the facing surface 10SB side to form a trench penetrating the silicon substrate.
  • the trench is a wide via that penetrates the silicon substrate.
  • the groove becomes a notch 10T.
  • the wall surface of the notch 10T formed by anisotropic etching is an inclined surface 10SS having an acute angle ⁇ 1 with respect to the light receiving surface 10SA. And the opposing surface of the some external electrode 12 is exposed to the bottom face of the notch 10T.
  • the manufacturing method and the like of the grooves are disclosed in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-016623 by the applicant.
  • the electrode pad 13 is disposed on the inclined surface 10SS.
  • the electrode pad 13 is electrically connected to the external electrode 12 by a wiring 13L extending from the bottom surface of the notch 10T to the inclined surface 10SS.
  • the notch 10T may be formed by dry etching, physical etching, mechanical grinding, or the like.
  • holding portions 40W1 and 40W2 are extended from the side surfaces of both long sides of the central wiring portion 40L of the flat wiring board 40, respectively.
  • the holding unit 40W is a triangular angle defining unit in which the angle formed by the first side L1 and the second side L2 is the first angle ⁇ 1.
  • the wiring board 40 is a flexible wiring board whose base is polyimide, for example.
  • the wiring board 40 and the holding part 40W are comprised from the same base
  • the base of the wiring part 40L and the holding part 40W may be a non-flexible substrate made of glass epoxy resin or the like, but the part to be bent for bending as described later, that is, the wiring part 40L and the holding part 40W. Only the boundary area between the two must be flexible.
  • the wiring board 40 is preferably a flexible substrate in order to be accommodated in the projection plane of the image sensor 10.
  • Electronic components 69 such as a chip capacitor and a chip inductor are mounted on the main surface 40SA of the wiring portion 40L.
  • An electronic component may also be mounted on main surface 40SB facing main surface 40SA.
  • the holding parts 40W1 and 40W2 are bent so as to stand upright with respect to the main surface 40SA of the wiring board 40.
  • the flat wiring board 40 becomes a three-dimensional structure in the bending process.
  • the width of the wiring board 40 including the holding portions 40W1 and 40W2 only needs to be equal to or smaller than the width of the imaging element 10 in a bent state.
  • the curable resin 45 is preferably an ultraviolet curable resin.
  • Step S15> Joining The second side L2 of the holding portion 40W of the wiring board 40 is bonded to the tip portion of the facing surface 10SB of the imaging element 10 via the adhesive layer 60. At this time, each of the plurality of bonding electrodes 41 (solder bumps 44) arranged in the wiring board 40 comes into contact with each of the plurality of electrode pads 13 arranged in the imaging element 10.
  • the electrode pad 13 is bonded to the bonding electrode 41 via the solder bump 44.
  • the wiring board 40 may be bonded to the image sensor 10 after the electrode pad 13 and the bonding electrode 41 are solder-bonded.
  • Resin Injection A resin member 65 is injected into a space surrounded by the holding portions 40W1 and 40W2, the image pickup element 10, and the wiring portion 40L, and is cured.
  • the resin member 65 is, for example, a liquid thermosetting epoxy resin in an uncured state.
  • the image pickup module 1 has high mechanical strength between the image pickup device 10 and the wiring board 40, is less likely to be damaged by handling, and has a sufficiently high final yield.
  • the wiring board 40 located on the rear side (opposite side of the cover glass) of the imaging element 10 is a region overlapping the imaging element 10 when the imaging element 10 is viewed in plan from the thickness direction, that is, the imaging element.
  • the whole is located within 10 projection planes.
  • the entire wiring board 40L can be arranged in the projection plane of the image sensor 10 by being curved and deformed even if the length of the wiring board 40 is long.
  • the imaging module 1 has a small diameter because the wiring board 40 does not protrude outside the outer shape of the imaging element 10.
  • the holding portions 40W1 and 40W2 are extended from the side surfaces of both long sides of the central wiring portion 40L of the wiring board 40, but the holding portion is extended only from one side surface. May be. That is, the number of holding parts may be one.
  • an imaging module 1A according to the second embodiment and imaging modules 1B to 1D according to modifications of the second embodiment will be described.
  • the imaging modules 1A to 1D are similar to the imaging module 1 and have the same effects, and therefore, components having the same function are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the image pickup device 10A of the image pickup module 1A As shown in FIG. 6, in the image pickup device 10A of the image pickup module 1A, as with the image pickup device 110 of the conventional image pickup module 101 described above, through walls 10TA having both wall surfaces 10SS and 10ST are inclined are formed. Yes. That is, the cutting position of the bonded wafer is different from that of the image sensor 10. However, the basic configuration of the image sensor 10A is the same as that of the image sensor 10.
  • the joining electrode arranged on the end face is the flying lead 41A.
  • the flying lead 41A (referred to as an outer lead in the lead frame) is composed of a conductor wiring from which the insulating substrate of the wiring board 40A has been selectively removed.
  • the flying lead 41A can be easily bent and the solder bump 44 can be directly heated without passing through the substrate of the wiring board 40A.
  • the imaging module 1A is easier to manufacture than the imaging module 1.
  • the electronic component 69A is mounted on the main surface 40SA of the wiring board 40A, and the electronic components 69B and 69C are mounted on the main surface 40SB. Since the electronic component 69A is large, it protrudes from the region surrounded by the holding portions 40W1 and 40W2, and a part of the surface thereof is covered with the resin member 65.
  • the imaging module in which the holding unit defines the relative angle between the wiring board and the imaging device at the side of the wiring unit can mount a large electronic component on the wiring board.
  • 7A to 9B show a wiring board of an imaging module according to a modification of the second embodiment. 7A to 9B show the wiring boards very simply.
  • the wiring boards 40B to 40D of the first to third modifications produce a higher-performance solid by bending a planar wiring board many times like origami.
  • a wiring board 40B of the imaging module 1B of Modification 1 shown in FIG. 7A has a facing surface bonding portion 40X extending from one side of the holding portion 40W1.
  • the facing surface bonding portion 40X is further bent from the holding portion 40W1 to connect the holding portion 40W2 and the holding portion 40W1.
  • an extended portion may be further provided from the facing surface bonding portion 40X, and the extended portion may be bent and bonded to the holding portion 40W2.
  • the wiring board 40B has the facing surface bonding portion 40X bonded and fixed to the facing surface 10SB of the image sensor 10. For this reason, the relative angle between the image sensor 10 and the wiring board 40B is defined more stably.
  • a wiring board 40C of the imaging module 1C of Modification 2 shown in FIGS. 8A and 8B includes a facing surface bonding portion 40Y1 extending from the holding portion 40W1 and a facing surface bonding portion 40Y2 extending from the holding portion 40W2.
  • the wiring board 40 ⁇ / b> C has the facing surface bonding portions 40 ⁇ / b> Y ⁇ b> 1 and 40 ⁇ / b> Y ⁇ b> 2 bonded and fixed to the facing surface 10 ⁇ / b> SB of the image sensor 10. For this reason, the relative angle between the image sensor 10 and the wiring board 40C is defined more stably.
  • a wiring board 40D of the imaging module 1D of Modification 3 shown in FIGS. 9A and 9B includes a lid portion 40Z1 having a hole 40ZH extended from the holding portion 40W1 and a main surface adhesive portion 40Z2 extended from the lid portion 40Z1.
  • Have The hole 40ZH is an inlet for injecting the resin member 65.
  • the inlet may be formed in the holding part 40W1 or the holding part 40W2.
  • the wiring board 40D has the main surface bonding portion 40Z2 bonded and fixed to the main surface 40SB of the wiring portion 40L. For this reason, the holding
  • the lid 40Z1 and the main surface bonding portion 40Z2 of the modification 3 may be disposed on the wiring board 40B of the modification 1.
  • the wiring board of the modification is extended from the holding portion 40W bonded to the opposite surface bonding portion 40X extended from the holding portion 40W or the main surface 40SA bonded to the opposite surface 10SB. It has at least one of the main surface adhesion part 40Z2.
  • wiring board of the modified example has the same effect even when used in combination with the image sensor 10 of the first embodiment.

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Abstract

撮像モジュール１は、受光面１０ＳＡに対して鋭角の第１の角度θ１で傾斜している傾斜面１０ＳＳに複数の電極パッド１３が列設されている撮像素子１０と、撮像素子１０の複数の電極パッド１３のそれぞれと、それぞれが接合されている複数の接合電極４１が端辺に平行に列設されている可撓性の配線板４０と、を具備する撮像モジュール１であって、配線板４０の側面から延設された、第１の辺と第２の辺とがなす角度が第１の角度θ１の三角形の角度規定部である保持部４０Ｗと、保持部４０Ｗにより相対角度が第１の角度θ１に規定された、撮像素子１０と配線板４０とを固定している樹脂部材６５と、をさらに具備する。

Description

撮像モジュール、および撮像モジュールの製造方法
　本発明は、受光面に対して鋭角の傾斜角度で傾斜している傾斜面に複数の電極パッドが列設されている撮像素子と、前記撮像素子の前記複数の電極パッドのそれぞれと接合されている複数の第１の接合電極が端部に列設されている配線板と、を具備する撮像モジュール、および、前記撮像モジュールの製造方法に関する。
　ウエハレベルＣＳＰ技術により作製される撮像モジュールは小型であるため、例えば、内視鏡の細径化に大きく寄与している。
　ウエハレベルＣＳＰ型の撮像モジュールの製造方法では、最初に、半導体ウエハに、複数の受光部と、それぞれの受光部と接続された複数の外部電極が受光面に形成される。半導体ウエハの受光面にガラスウエハが接着されて接合ウエハが作製される。接合ウエハの受光面と対向する対向面に到達する貫通配線が形成される。
　接合ウエハの切断により得られた撮像モジュールの撮像素子の受光面はカバーガラスで覆われている。しかし、受光部は貫通配線を介して対向面の電極と接続されているため、電気信号を送受信できる。
　日本国特開２０１４－７５７６４号公報には、図１に示す撮像モジュール１０１が開示されている。撮像モジュール１０１は、複数の貫通配線に替えて、１つの貫通トレンチ１１０Ｔに複数の配線を配置している。
　撮像モジュール１０１は、カバーガラス１３０が接着層１２０により接着されている撮像素子１１０と、配線板１４０と、信号ケーブル１５０と、を有する。撮像素子１１０は貫通トレンチ１１０Ｔの傾斜している壁面（傾斜面）１１０ＳＳに、それぞれが受光面１１０ＳＡの外部電極１１３Ｌと接続されている複数の電極パッド１１３が列設されている。なお、傾斜面１１０ＳＳは撮像素子１１０の受光面１０ＳＡに対して鋭角の第１の傾斜角度θ１で傾斜している。
　複数の電極パッド１１３のそれぞれは、バンプ１４４を介して配線板１４０の主面１４０ＳＡの端部に列設された複数の接合電極１４１と接合されている。すなわち、配線板１４０は主面１４０ＳＡが、撮像素子１１０の対向面１１０ＳＢに対して傾斜している。そして、配線板１４０のもう一方の端部には信号ケーブル１５０が接合されている。
　撮像モジュール１０１は、撮像素子１１０と配線板１４０との間は接合部だけで固定されているため、機械的強度が高くはない。このため撮像モジュール１０１は、取り扱うときに破損しやすく、歩留まりが高くはないおそれがあった、
特開２０１４－０７５７６４号公報
　本発明は、歩留まりの高い撮像モジュールおよび歩留まりの高い撮像モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態の撮像モジュールは、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向している対向面と、前記受光面に対して鋭角の第１の角度で傾斜している傾斜面と、を有し、前記傾斜面に複数の電極パッドが列設されている撮像素子と、前記撮像素子の前記受光面を覆うように接着層を介して接着されている透明部材と前記撮像素子の前記対向面側に配置されている、前記撮像素子の前記複数の電極パッドのそれぞれと、それぞれが接合されている複数の接合電極が端辺に平行に列設されている可撓性の配線板と、を具備する撮像モジュールであって、
　前記配線板の側面から延設された、第１の辺と第２の辺とがなす角度が前記第１の角度の三角形の角度規定部である保持部と、前記保持部により相対角度が前記第１の角度に規定された、前記撮像素子の対向面と前記配線板の主面の先端部とを固定している樹脂部材と、をさらに具備する。
　また、別の実施形態の撮像モジュールの製造方法は、受光部が形成されている受光面と前記受光面と対向する対向面と前記受光面に対して鋭角の第１の角度で傾斜している傾斜面とを有し、前記傾斜面に前記受光部と接続されている複数の電極パッドが列設されている、撮像素子と、前記撮像素子の前記受光面を覆うように接着層を介して接着されている透明部材と前記撮像素子の前記複数の電極パッドのそれぞれと接合されている接合電極が端辺に平行に列設されている可撓性の配線板と、を具備する撮像モジュールの製造方法であって、前記配線板が、側面から延設された第１の辺と第２の辺とがなす角度が前記第１の角度の三角形の保持部と、を含み、前記保持部が前記配線板の主面に対して直立するように折り曲げられる工程と、前記保持部が硬化性樹脂により直立状態で固定される工程と、前記複数の電極パッドのそれぞれが、前記接合電極と接合される工程と、前記保持部の第１の辺および第２の辺が前記対向面と当接した状態で、前記撮像素子に前記配線板が樹脂部材により固定される工程と、を具備する。
　本発明によれば、歩留まりの高い撮像モジュールおよび歩留まりの高い撮像モジュールの製造方法を提供できる。
従来の撮像モジュールの斜視図である。 第１実施形態の撮像モジュールの斜視図である。 第１実施形態の撮像モジュールの断面図である。 第１実施形態の撮像モジュールの製造方法を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の撮像モジュールの配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 第１実施形態の撮像モジュールの配線板の製造方法を説明するための斜視図である。 第１実施形態の撮像モジュールの配線板の製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態の撮像モジュールの断面図である。 第２実施形態の変形例１の撮像モジュールの配線板の製造方法を説明するための上面図である。 第２実施形態の変形例１の撮像モジュールの配線板の斜視図である。 第２実施形態の変形例２の撮像モジュールの配線板の製造方法を説明するための上面図である。 第２実施形態の変形例２の撮像モジュールの配線板の斜視図である。 第２実施形態の変形例３の撮像モジュールの配線板の製造方法を説明するための上面図である。 第２実施形態の変形例３の撮像モジュールの配線板の斜視図である。
＜第１実施形態＞
　以下、図面を参照して本発明の第１実施形態の撮像モジュール１を説明する。尚、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、それぞれの部材の厚みの比率、電極パッドの数、配列ピットなどは現実のものとは異なる。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。さらに、一部の構成、例えば、シリコン基板の表面の酸化シリコン層および配線等は図示を省略している。
　図２および図３に示すように、撮像モジュール１は、シリコン基板からなる撮像素子１０と、透明部材であるカバーガラス３０と、配線板４０と、信号ケーブル５０と、を具備する。
　撮像素子１０は、すでに説明した従来の撮像モジュール１０１の撮像素子１１０と略同じ構成である。撮像素子１０の受光面１０ＳＡの全面は接着層２０を介してカバーガラス３０に覆われている。
　撮像素子１０の対向面１０ＳＢ側には、受光面１０ＳＡに対して第１の角度θ１に傾斜している傾斜面１０ＳＳを壁面とする切り欠き１０Ｔがある。第１の角度θ１は鋭角である。後述するように、接合ウエハの対向面１０ＳＢ側からのエッチング処理により形成された貫通トレンチが、接合ウエハの切断により、切り欠き１０Ｔとなる。
　切り欠き１０Ｔの底面には撮像素子１０の外部電極１２の裏面が露出している。そして、傾斜面１０ＳＳには、それぞれが外部電極１２と電気的に接続された複数の電極パッド１３が列設されている。このため、電極パッド１３は、受光部１１と電気的に接続されている。なお、配線１３Ｌの延設部が電極パッド１３であってもよい。
　一方、平板状の可撓性の配線板４０の主面４０ＳＡの端部には複数の接合電極４１が列設されており、もう１方の端部に接合電極４２が列設されている。接合電極４１は半田バンプ４４を介して電極パッド１３と接合されている。一方、接合電極４２は信号ケーブル５０の導線５１と接合されている。接合電極４１と接合電極４２とは、主面４０ＳＡに実装された電子部品６９または配線（不図示）を介して電気的に接続されている。
　なお、接合信頼性を高めるため、第１の接合電極４２と電極パッド１３との接合箇所は封止樹脂で封止されていてもよい。ただし、接合箇所だけを固定している封止樹脂では機械的強度は十分に担保することは易ではないことがある。
　これに対して、撮像モジュール１は、配線板４０が、中央の配線部４０Ｌの長辺の側面から、それぞれ延設された保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２と、保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２と撮像素子１０と配線部４０Ｌとで囲まれた空間に配設されている樹脂部材６５と、を具備する。
　なお、配線板４０は、２つの保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２を含んでいるが、どちらか１方だけを含んでいてもよい。また、以下、２つの保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２の、それぞれを保持部４０Ｗという。
　保持部４０Ｗは、第１の辺Ｌ１と第２の辺Ｌ２とがなす角度が第１の角度θ１の三角形の角度規定部である。保持部４０Ｗの第２の辺Ｌ２は撮像素子１０の対向面１０ＳＢの先端部に当接し接着層６０により固定されている。なお、ここで保持部４０Ｗは三角形の角度規定部として説明したが、形状は三角形に限定されず、２つの辺がなす角度が第１の角度θ１であれば、４つ以上の頂点を持った形状等、例えば、四角形であってもよいし、扇形等でもよい。
　保持部４０Ｗは、第２の辺Ｌ２の長さが、撮像素子１０の長さの２０％以上であれば、撮像素子１０と配線板４０との相対角度を安定して規定できる。また、第２の辺Ｌ２の長さが、撮像素子１０の長さの８０％以下であれば、配線板４０に接続されたケーブル５０を撮像素子１０の投影面内に配置できる。
　撮像素子１０の対向面１０ＳＢと配線板４０の主面４０ＳＡの先端部とは保持部４０Ｗにより相対角度が第１の角度θ１に規定されている。撮像素子１０と配線板４０とは接着層６０に加えて、樹脂部材６５により相対位置が固定されている。
　撮像モジュール１は、撮像素子１０と配線板４０とが保持部４０Ｗにより相対角度が第１の角度θ１に規定され、樹脂部材６５により固定されている。このため、撮像モジュール１は撮像素子１０と配線板４０との間の機械的強度が高く、取り扱いにより破損するおそれが小さく、最終歩留まりも十分に高い。
＜製造方法＞
　次に、図４に示すフローチャートにそって、撮像モジュール１の製造方法を説明する。なお、カバーガラス３０が接着された撮像素子１０は、接合ウエハの切断により作製されるが、以下は個々の撮像素子として説明する。
＜ステップＳ１１＞撮像素子作製
　シリコン基板（撮像素子）１０の受光面１０ＳＡに公知の半導体製造技術を用いて受光部１１と、受光部１１と配線（不図示）で接続された複数の外部電極１２と、が形成される。外部電極１２は、銅またはアルミニウム等の金属導体からなる。受光面１０ＳＡに接着層２０を介してカバーガラス３０（ガラスウエハ）が接着される。接着層２０は例えば透明の紫外線硬化型樹脂からなる。そして、シリコン基板の受光面１０ＳＡと対抗する対向面１０ＳＢに、例えば、フォトレジストからなるエッチングマスクが配設される。エッチングマスクには、エッチング領域、すなわち、外部電極１２の直上に略矩形の開口がある。
　シリコン基板が対向面１０ＳＢ側から、例えば、ＫＯＨまたはＴＭＡＨ等のアルカリ溶液を用いたウエットエッチング処理され、シリコン基板を貫通する溝（トレンチ）が形成される。溝はシリコン基板を貫通している幅広のビアである。溝の底面を長手方向に沿って切断されると、溝は切り欠き１０Ｔとなる。
　異方性エッチングにより形成された切り欠き１０Ｔの壁面は、受光面１０ＳＡに対して鋭角の所定角度θ１の傾斜面１０ＳＳとなる。そして、切り欠き１０Ｔの底面には複数の外部電極１２の対向面が露出している。なお、溝の製造方法等については、出願人が特開２００９－０１６６２３号公報に詳細に開示している。
　傾斜面１０ＳＳに電極パッド１３が配設される。電極パッド１３は、切り欠き１０Ｔの底面から傾斜面１０ＳＳまで延設された配線１３Ｌにより、外部電極１２と電気的に接続されている。
　なお、切り欠き１０Ｔは、ドライエッチング、物理的エッチングまたは機械的な研削等によって形成してもよい。
＜ステップＳ１２＞配線板作製
　図５Ａに示すように、平板状の配線板４０の中央の配線部４０Ｌの両長辺の側面からは、それぞれ保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２が延設されている。保持部４０Ｗは、第１の辺Ｌ１と第２の辺Ｌ２とがなす角度が第１の角度θ１の三角形の角度規定部である。
　配線板４０は、例えばポリイミドを基体とするフレキシブル配線板である。配線板４０と保持部４０Ｗとは同じ基体から構成されている。配線部４０Ｌ、保持部４０Ｗの基体としては、ガラスエポキシ樹脂等からなる非可撓性基板であってもよいが、後述する折り曲げのために、折り曲げられる部分、すなわち、配線部４０Ｌと保持部４０Ｗとの境界領域だけは可撓性でなければならない。
　なお、配線板４０は、撮像素子１０の投影面内に収容するためには、可撓性基板であることが好ましい。配線部４０Ｌの主面４０ＳＡにはチップコンデンサ、チップインダクタ等の電子部品６９が実装される。なお、主面４０ＳＡと対向する主面４０ＳＢにも電子部品が実装されていてもよい。
＜ステップＳ１３＞保持部折り曲げ
　図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２が配線板４０の主面４０ＳＡに対して直立するように折り曲げられる。平板状の配線板４０は折り曲げ工程において３次元の立体構成体となる。保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２を含めた配線板４０の幅は、折り曲げた状態で、撮像素子１０の幅以下であればよい。
＜ステップＳ１４＞保持部固定
　図５Ｃに示すように、保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２が硬化性樹脂４５により直立状態で固定される。硬化性樹脂４５としては紫外線硬化型樹脂が好ましい。
＜ステップＳ１５＞接合
　配線板４０の保持部４０Ｗの第２の辺Ｌ２が、撮像素子１０の対向面１０ＳＢの先端部に接着層６０を介して接着される。このとき、配線板４０に列設されている複数の接合電極４１（半田バンプ４４）のそれぞれが、撮像素子１０に列設されている複数の電極パッド１３のそれぞれと当接する。
　半田バンプ４４が加熱処理されると、電極パッド１３が接合電極４１と、半田バンプ４４を介して、接合される。
　なお、電極パッド１３と接合電極４１とを半田接合した後に、配線板４０を撮像素子１０に接着してもよい。
＜ステップＳ１６＞樹脂注入
　保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２と撮像素子１０と配線部４０Ｌとで囲まれた空間に樹脂部材６５が注入され、硬化処理される。樹脂部材６５は、例えば、未硬化状態では液体の熱硬化型のエポキシ樹脂である。
　なお、配線板４０には電子部品６９が実装されている。このため、電子部品６９の表面は、保持部４０Ｗの内側の樹脂部材６５に覆われ、保護される。
　上記製造方法で製造される撮像素子１０は、撮像モジュール１は撮像素子１０と配線板４０との間の機械的強度が高く、取り扱いにより破損するおそれが小さく、最終歩留まりも十分に高い。
　なお、撮像モジュール１は、撮像素子１０よりも後方側（カバーガラスと反対側）に位置する配線板４０は、撮像素子１０を厚み方向から平面視すると、撮像素子１０に重なる領域、すなわち撮像素子１０の投影面内に全体が位置している。特に、配線板４０の配線部４０Ｌが可撓性の場合には、配線板４０の長さが長くても湾曲変形することにより撮像素子１０の投影面内に全体を配置することができる。撮像モジュール１は、配線板４０が撮像素子１０の外形よりも外側にはみ出していないため、細径である。
　なお、撮像モジュール１では、配線板４０の中央の配線部４０Ｌの両長辺の側面から、それぞれ保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２が延設されていたが、一方の側面からだけ保持部が延設されていてもよい。すなわち、保持部は１つでもよい。
＜第２実施形態＞
　次に第２実施形態の撮像モジュール１Ａおよび第２実施形態の変形例の撮像モジュール１Ｂ～１Ｄについて説明する。なお、撮像モジュール１Ａ～１Ｄは、撮像モジュール１と類似し、同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図６に示すように、撮像モジュール１Ａの撮像素子１０Ａには、すでに説明した従来の撮像モジュール１０１の撮像素子１１０と同じように、両壁面１０ＳＳ、１０ＳＴが傾斜面の貫通トレンチ１０ＴＡが形成されている。すなわち、撮像素子１０とは接合ウエハの切断位置が異なる。しかし、撮像素子１０Ａの基本的構成は撮像素子１０と同じである。
　また、撮像モジュール１Ａの配線板４０Ａは、端面に列設されている接合電極がフライングリード４１Ａである。フライングリード４１Ａ（リードフレームではアウターリードとよばれている）は、配線板４０Ａの絶縁性基体が選択的に除去された導体配線からなる。
　フライングリード４１Ａは、容易に折り曲げることができるとともに、半田バンプ４４を配線板４０Ａの基体を介さないで直接加熱することができる。
　このため、撮像モジュール１Ａは、撮像モジュール１よりも製造が容易である。
　なお、配線板４０Ａの主面４０ＳＡには電子部品６９Ａが実装され、主面４０ＳＢにも電子部品６９Ｂ、６９Ｃが実装されている。電子部品６９Ａは大きいため、保持部４０Ｗ１、４０Ｗ２で囲まれた領域から突出しており、その表面の一部が樹脂部材６５に覆われている。保持部が配線部の側部で配線板と撮像素子との相対角度を規定している撮像モジュールは、大きな電子部品を配線板に実装することができる。
＜第２実施形態の変形例＞
　図７Ａから図９Ｂは、第２実施形態の変形例の撮像モジュールの配線板を示す。なお、図７Ａから図９Ｂは、配線板を極めて簡略に表示している。
　変形例１～３の配線板４０Ｂ～４０Ｄは、平面状態の配線板を、折り紙のように何回も折り曲げることで、より高機能の立体を作製する。
＜変形例１＞
　図７Ａに示す変形例１の撮像モジュール１Ｂの配線板４０Ｂは、保持部４０Ｗ１の一辺から延設された対向面接着部４０Ｘを有する。
　図７Ｂに示すように、対向面接着部４０Ｘは、保持部４０Ｗ１から更に折り曲げられて、保持部４０Ｗ２と保持部４０Ｗ１とをつないでいる。なお、対向面接着部４０Ｘから更に延設部を設けて延設部を折り曲げて保持部４０Ｗ２と接着してもよい。
　図示しないが、配線板４０Ｂは、対向面接着部４０Ｘが、撮像素子１０の対向面１０ＳＢに接着され固定される。このため、撮像素子１０と配線板４０Ｂとの相対角度はより安定に規定される。
＜変形例２＞
　図８Ａおよび図８Ｂに示す変形例２の撮像モジュール１Ｃの配線板４０Ｃは、保持部４０Ｗ１から延設された対向面接着部４０Ｙ１および保持部４０Ｗ２から延設された対向面接着部４０Ｙ２を有する。
　図示しないが、配線板４０Ｃは、対向面接着部４０Ｙ１、４０Ｙ２が、撮像素子１０の対向面１０ＳＢに接着され固定される。このため、撮像素子１０と配線板４０Ｃとの相対角度は、より安定に規定される。
＜変形例３＞
　図９Ａおよび図９Ｂに示す変形例３の撮像モジュール１Ｄの配線板４０Ｄは、保持部４０Ｗ１から延設された孔４０ＺＨのある蓋部４０Ｚ１と、蓋部４０Ｚ１から延設された主面接着部４０Ｚ２を有する。孔４０ＺＨは、樹脂部材６５を注入するための注入口である。注入口は、保持部４０Ｗ１または保持部４０Ｗ２に形成してもよい。
　図９Ｂに示すように、配線板４０Ｄは、主面接着部４０Ｚ２が、配線部４０Ｌの主面４０ＳＢに接着され固定される。このため、配線板４０Ｃの保持部４０Ｗはより安定に直立状態に維持される。
　なお、例えば、変形例１の配線板４０Ｂに変形例３の蓋部４０Ｚ１および主面接着部４０Ｚ２を配設してもよい。
　すなわち、変形例の配線板は、対向面１０ＳＢと接着されている、保持部４０Ｗから延設された対向面接着部４０Ｘ、または、主面４０ＳＡと接着されている、保持部４０Ｗから延設された主面接着部４０Ｚ２の少なくともいずれかを有する。
　なお、変形例の配線板は、第１実施形態の撮像素子１０と組み合わせて用いても同様の効果を有する。
　本発明は上述した実施形態、または変形例等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変、組み合わせ等ができる。
１、１Ａ～１Ｄ…撮像モジュール
１０…撮像素子
１０ＳＡ…受光面
１０ＳＢ…対向面
１０ＳＳ…傾斜面
１１…受光部
１３…電極パッド
２０…接着層
３０…カバーガラス
４０Ｌ…配線部
４０Ｗ…保持部
４０Ｘ、４０Ｙ１、４０Ｙ２…対向面接着部
４０Ｚ１…蓋部
４０Ｚ２…対向面接着部
４１…接合電極
４１Ａ…フライングリード
４２…接合電極
４４…半田バンプ
４５…硬化性樹脂
５０…信号ケーブル
６０…接着層
６５…樹脂部材
６９…電子部品

Claims (8)

  1. 　受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向している対向面と、前記受光面に対して鋭角の第１の角度で傾斜している傾斜面と、を有し、前記傾斜面に複数の電極パッドが列設されている撮像素子と、
    　前記撮像素子の前記受光面を覆うように接着層を介して接着されている透明部材と
    　前記撮像素子の前記対向面側に配置されている、前記撮像素子の前記複数の電極パッドのそれぞれと、それぞれが接合されている複数の接合電極が端辺に平行に列設されている可撓性の配線板と、を具備する撮像モジュールであって、
    　前記配線板の側面から延設された、第１の辺と第２の辺とがなす角度が前記第１の角度の三角形の角度規定部である保持部と、前記保持部により相対角度が前記第１の角度に規定された、前記撮像素子の対向面と前記配線板の主面の先端部とを固定している樹脂部材と、をさらに具備することを特徴とする撮像モジュール。
  2. 　前記保持部と前記配線板とは、同じ基体から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
  3. 　前記保持部が、前記配線板の両側面から、それぞれ延設されている前記角度規定部を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像モジュール。
  4. 　前記配線板が、前記対向面と接着されている、前記保持部から延設された対向面接着部、または、前記主面と接着されている、前記保持部から延設された主面接着部の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
  5. 　前記配線板の前記主面に電子部品が実装されており、
    　前記電子部品の表面の少なくとも一部が前記保持部の内側の前記樹脂部材に覆われていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
  6. 　前記保持部が、前記樹脂部材とは別の樹脂により前記主面に対して直立した状態で固定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
  7. 　前記配線板の前記複数の接合電極が、フライングリードであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
  8. 　受光部が形成されている受光面と前記受光面と対向する対向面と前記受光面に対して鋭角の第１の角度で傾斜している傾斜面とを有し、前記傾斜面に前記受光部と接続されている複数の電極パッドが列設されている、撮像素子と、
    　前記撮像素子の前記受光面を覆うように接着層を介して接着されている透明部材と
    　前記撮像素子の前記複数の電極パッドのそれぞれと接合されている接合電極が端辺に平行に列設されている可撓性の配線板と、を具備する撮像モジュールの製造方法であって、
    　前記配線板が、側面から延設された第１の辺と第２の辺とがなす角度が前記第１の角度の三角形の保持部と、を含み、
    　前記保持部が前記配線板の主面に対して直立するように折り曲げられる工程と、
    　前記保持部が硬化性樹脂により直立状態で固定される工程と、
    　前記複数の電極パッドのそれぞれが、前記接合電極と接合される工程と、
    　前記保持部の第１の辺および第２の辺が前記対向面と当接した状態で、前記撮像素子に前記配線板が樹脂部材により固定される工程と、を具備することを特徴とする撮像モジュールの製造方法。
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