CN106031151A - 摄像装置和摄像装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

摄像装置(1)具有：摄像元件(10)，其在受光面(10SA)的外周部排列设置有多个凸点(14)；挠性配线板(20)，其具有多条内部引线(21)，这些内部引线(21)分别由前端部(21X)、弯曲部(21Y)和后端部(21Z)构成，前端部(21X)与凸点(14)压接接合，并且经由弯曲部(21Y)，后端部(21Z)与摄像元件(10)的侧面(10SS)平行配置，凸点(14)的受光部侧(14S1)的高度(H1)低于侧面侧(14S2)的高度(H2)，内部引线(21)根据凸点(14)的上表面形状而发生塑性变形。

Description

摄像装置和摄像装置的制造方法
技术领域
本发明涉及摄像装置和所述摄像装置的制造方法，该摄像装置具有：摄像元件，其在形成有受光部的受光面的外周部排列设置有与所述受光部连接的多个凸点；以及包括与所述多个凸点中的任意凸点分别连接的多条内部引线的挠性配线板。
背景技术
图1所示的固体摄像装置101在日本特开平5-115435号公报中被公开。固体摄像装置101具有形成有受光部的固体摄像元件110和基板120。基板120的内部引线121与作为固体摄像元件110的外部连接用的凸点的金属突起114连接。
固体摄像元件110由于内部引线121向与受光面110SA相反的方向呈大致直角弯折而为细径。并且，为防止内部引线121与固体摄像元件110接触而短路，在固体摄像元件110的侧面配设有绝缘板150。
然而，例如在配设于内窥镜的前端部的极小的固体摄像元件110的侧面上不易配设绝缘板150。此外，固体摄像装置101的外径会由于绝缘板150的厚度而相应增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-115435号公报
发明内容
发明欲解决的课题
本发明的实施方式的目的在于，提供一种呈大致直角弯折的内部引线与由半导体构成的摄像元件不会发生短路的摄像装置和所述摄像装置的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的实施方式的摄像装置具有：摄像元件，其在形成有受光部的受光面的外周部排列配设有与所述受光部连接的多个凸点；以及挠性配线板，其包括多条内部引线，这些多条内部引线分别由前端部、弯曲部和后端部构成，所述前端部与所述多个凸点中的任意凸点压接接合，并且经由所述弯曲部，所述后端部与所述摄像元件的侧面平行配置，所述凸点的受光部侧的高度低于侧面侧的高度，内部引线的所述弯曲部根据所述凸点的上表面形状而发生塑性变形。
另一个实施方式的摄像装置的制造方法包括：制作在形成有受光部的受光面的外周部排列设置有与所述受光部连接的多个凸点的摄像元件的工序；对凸点的受光部侧施加压力，使其塑性变形以使得所述受光部侧的高度低于侧面侧的高度的工序；制作包括多条内部引线的挠性配线板的工序；对配置于所述凸点的受光部侧的上方的内部引线的所述前端部施加压力，使得所述内部引线一边根据所述凸点的上表面形状发生塑性变形一边与所述凸点压接接合的工序；以及对所述内部引线进行弯曲，以使得其后端部与所述摄像元件的侧面平行配置的工序。
另一个实施方式的摄像装置的制造方法包括：制作在形成有受光部的受光面的外周部排列设置有与所述受光部连接的多个凸点的摄像元件的工序；制作包括多条内部引线的挠性配线板的工序；对配置于凸点的受光部侧的上方的所述前端部施加压力，使得内部引线和所述凸点一边发生变形一边被压接接合的工序；以及对所述内部引线进行弯曲，以使得其后端部与所述摄像元件的侧面平行配置的工序。
发明的效果
根据本发明的实施方式，可提供一种不会使呈大致直角弯折的内部引线与由半导体构成的摄像元件短路的摄像装置和所述摄像装置的制造方法。
附图说明
图1是现有的摄像装置的剖视图。
图2是本发明第1实施方式的摄像装置的立体图。
图3是本发明第1实施方式的摄像装置的接合部的立体图。
图4是本发明第1实施方式的摄像装置的接合部的沿着图3的IV-IV线的剖视图。
图5是本发明第1实施方式的摄像装置的凸点的立体图。
图6是本发明第1实施方式的摄像装置的制造方法的流程图。
图7A是用于说明本发明第1实施方式的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图7B是用于说明本发明第1实施方式的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图7C是用于说明本发明第1实施方式的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图8A是用于说明本发明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图8B是用于说明本发明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图8C是用于说明本发明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图9A是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图9B是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图10A是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图10B是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图10C是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图11A是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图11B是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的制造方法的剖视图。
图12是用于说明本发明第1实施方式的变形例的摄像装置的凸点的剖视图。
图13是本发明第2实施方式的摄像装置的制造方法的流程图。
图14A是用于说明本发明第2实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图14B是用于说明本发明第2实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图14C是用于说明本发明第2实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图15是用于说明本发明第2实施方式的变形例的摄像装置的制造方法的剖视图。
图16是用于说明本发明第2实施方式的变形例的摄像装置的制造方法的剖视图。
图17是用于说明本发明第2实施方式的变形例的摄像装置的制造方法的剖视图。
图18是用于说明本发明第2实施方式的变形例的摄像装置的制造方法的剖视图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
本实施方式的摄像装置1如图2至图4所示，具有摄像元件10和挠性配线板20。
摄像元件10是由硅等半导体构成的大致长方体的芯片。如后所述，通过切断将利用公知的半导体工艺形成有多个摄像元件的半导体晶片进行单片化，由此制作出摄像元件10。摄像元件10例如受光面10SA在500μm×500μm以上、1000μm×1000μm以下，厚度在100μm以上300μm以下。即，例如配设于内窥镜的前端部的摄像装置1的摄像元件10是超小型的。
在形成有受光部12的半导体芯片11的受光面10SA的外周部，沿着端边而排列设置有分别与受光部12连接的多个电极焊盘13。在电极焊盘13上配设有凸点14。受光部12与电极焊盘13通过内部布线13L而被电连接，也可以在形成电极焊盘13时同时通过表面布线而被连接。另外，以下的图中，有时省略内部配线13L和电极焊盘13的图示。
受光部12由CCD或CMOS摄像体等光电转换元件构成。凸点14是形成在厚度为1μm以上10μm以下的电极焊盘13上的凸形状的金属，例如是由金构成的金凸点。凸点14的高度优选在10μm以上100μm以下，直径优选在30μm以上100μm以下，以保证良好的接合强度
布线板20是将聚酰亚胺等挠性树脂作为基材22，并且具有由铜等构成的多个布线21L的挠性布线板。另外，布线21L配设于基材22的内部，但也可以配设于表面。并且布线板20可以为多层布线板，可以将芯片电容器等电子部件安装在表面上，也可以内置电子部件。
布线21L在布线板20的端面上从基材22突出而构成内部引线21。内部引线21也被称作悬空引线。例如，厚度为20μm以上50μm以下、长度为50μm以上500μm以下的内部引线21(布线21L)具备挠性，由于来自外部的应力而发生塑性变形。另外，内部引线21的长度处于不超过摄像元件10的厚度加上100μm的范围内，例如在摄像元件的厚度为100μm以上300μm以下的情况下，内部引线21的长度优选在200μm以上400μm以下。
如图3所示，内部引线21由前端部21X、弯曲部21Y和后端部21Z构成。即，将内部引线21的与凸点14压接接合的部分称作前端部21X，将从前端部21X起延伸设置且弯曲的部分称作弯曲部21Y，将从弯曲部21Y起延伸设置且与摄像元件10的侧面10SS平行地配置的部分称作后端部21Z。其中，为了说明而将前端部21X、弯曲部21Y和后端部21Z区分开，但它们是一体的，其边界并不明确
如上所述，弯曲部21Y由第1弯曲部21Y1和第2弯曲部21Y2构成，第1弯曲部21Y1以将前端部21X与凸点14的接合部作为起点而从摄像元件10的受光面10SA远离的方式朝上方弯曲，第2弯曲部21Y2以使得后端部21Z与摄像元件10的侧面10SS平行的方式弯曲。相对于受光面10SA，第1弯曲部21Y1呈凹形状，第2弯曲部21Y2呈凸形状。另外，如果设第1弯曲部21Y1的弯曲角度为θ1度，则第2弯曲部21Y2的弯曲角度θ2大约为(90－θ1)度。
并且，如图5所示，在与内部引线21接合前，凸点14的上表面存在台阶差，受光部侧14S1的高度H2低于侧面侧14S2的高度H1。换言之，凸点14存在高低差。
由于该凸点14的上表面形状(高低差)，因而如图4所示，内部引线21的弯曲部21Y相对于受光面10SA而言，后端部侧21Y2呈凸形状，而前端侧21Y1呈凹形状。换言之，内部引线21利用前端侧21Y1而在离开受光面10SA的方向上发生塑性变形。
因此，摄像装置1中，弯折为大致直角的内部引线21不会与摄像元件10的角部和侧面10SS接触。
如上所述，摄像装置具有：摄像元件，其在形成有受光部的受光面的外周部排列设置有与所述受光部连接的多个电极焊盘；以及挠性配线板，其包括分别与所述多个电极焊盘中的任意的电极焊盘连接的多条内部引线，所述多条内部引线的各条内部引线由前端部、弯曲部和后端部构成，所述前端部与所述电极焊盘连接，所述弯曲部由相对于所述受光面呈凹形状的第1弯曲部和凸形状的第2弯曲部构成，所述后端部与所述摄像元件的侧面平行配置。
摄像装置1中，内部引线21弯折为大致直角，与摄像元件10的侧面10SS大致平行地在受光面10SA的相反侧延伸设置，因此是细径。因此，摄像装置1配设于插入部的前端部上的内窥镜为细径而属于微创。
另外，如图2所示，摄像装置1中，摄像元件10中接合有1块配线板20。即，多个凸点14沿着1条端边而配设为1列。然而，摄像元件10上也可以接合多个配线板20。例如多个凸点14可以沿对置的2条端边配设为2列，而在摄像元件上接合2块配线板。
此外，摄像元件10的受光部12可以被玻璃罩覆盖，电极焊盘13、凸点14和内部引线21可以被密封树脂覆盖。
＜摄像装置的制造方法＞
下面，根据图6的流程图对摄像装置1的制造方法进行说明。
＜步骤S11＞
制作出如下的半导体晶片(未图示)，其在受光面上具有多个受光部以及排列设置于各个受光部的周围且与所述受光部连接的多个凸点。
凸点14例如为短柱凸点(stud bump)或电镀凸点等。如下制作短柱凸点：使用引线接合装置，将对金线的前端进行放电熔融而形成的金珠金属接合于电极焊盘13后将线切断。电镀凸点通过电镀法制作。
另外，在凸点14为短柱凸点的情况下，利用夹具进行按压加工而使得上表面为大致平坦。即，由作为较柔软的金属，例如金构成的凸点14通过外力而容易发生塑性变形。
＜步骤S12＞
将半导体晶片切断，从而制作出长方体的由半导体构成的半导体芯片11。半导体芯片11是在形成有受光部12的受光面10SA的外周部排列设置有与受光部12连接的多个凸点14的摄像元件10。
另外，在凸点14是短柱凸点等的情况下，可以在切断半导体晶片后配设凸点14。
＜步骤S13＞
如图7A和图7B所示，将压接接合用的压接夹具40按压于凸点14的上表面的受光部侧14S1。于是，如图7C所示，凸点14的受光部侧14S1的高度H2低于侧面侧14S2的高度H1，发生塑性变形。
压接夹具40优选为对排列设置的多个凸点14同时按压的棒状。进而，对压接夹具40使用加热棒，在按压时进行加热，从而能够以更低的温度使凸点14塑性变形。另外，将加热温度设定为例如100℃以上400℃以下，且低于凸点14的材料的熔点，因此凸点14不会熔融。还可以取代加热或在加热的基础上向压接夹具40施加超声波。
＜步骤S14＞
制作出规定规格的配线板20。从配线板20的端面突出多条内部引线21。多条内部引线21的配设间隔(间距)与摄像元件10的凸点14的配设间隔(间距)相同。也可以在从步骤S11至步骤S14的工序之前先制作配线板20。
＜步骤S15＞
如图8A所示，将内部引线21的前端部21X位置对准到凸点14的受光部侧14S1的正上方。
另外，凸点14的高度H1、受光部侧14S1的高度H2、凸点14的宽度D1、受光部侧14S1的宽度D2、侧面侧14S2的宽度D3可根据摄像装置1的规格而适当确定。
例如，凸点14的高度H1在10μm以上100μm以下，受光部侧14S1的高度H2在高度H1的90％以下10％以上。即，凸点14的上表面的台阶差ΔT在1μm以上90μm以下。此外，例如，凸点14的宽度D1在10μm以上100μm以下，受光部侧14S1的宽度D2在宽度D1的90％以下10％以上。根据凸点14的上表面形状，确定内部引线21的弯曲部21Y的弯曲形状。
如果处于所述范围内，则如后所述，即使将内部引线21弯折为大致直角，内部引线21与摄像元件10也不易接触。
如图8B所示，利用压接夹具40将内部引线21的前端部与凸点14的受光部侧14S1压接接合。此时，内部引线21与凸点14的侧面侧14S2(高度H1的部分)抵接，因此以接合端面作为基点，内部引线21相对于受光面10SA而塑性变形为凹形状。
内部引线21中，弯曲部21Y的前端侧21Y1根据凸点14的上表面形状而发生塑性变形，并且前端部21X与凸点14压接接合。另外，未被压接夹具40按压的凸点14的侧面侧14S2与内部引线21的界面接触，然而并非如被压接的凸点14的受光部侧14S1与内部引线21的界面那样牢固地接合。
另外，在凸点的塑性变形处理和压接处理中可使用相同的压接夹具。进而，在短柱凸点的上表面的平坦化处理中也可以使用相同的压接夹具。例如，使用相同的压接接合装置和相同的压接夹具，首先进行短柱凸点的上表面的平坦化处理，并且在进行了凸点的塑性变形处理后，能够接合内部引线21。另外，优选使用能够同时按压多个凸点和多条内部引线的棒状的压接夹具。
＜步骤S16＞
如图8C所示，内部引线21弯曲成使得后端部21Z与摄像元件10的侧面10SS大致平行配置。即，内部引线21的塑性变形成凹形状的弯曲部21Y的前端侧21Y1的后端部侧成为塑性变形为凸形状的弯曲部21Y的后端部侧21Y2。
另外，例如，可以在将棒状的弯曲夹具(未图示)插入到多条内部引线21与摄像元件10之间的状态下使内部引线21弯曲。
此外，在压接接合装置上设置了摄像元件10的状态下，可以利用压接夹具4 0一边压接一边使内部引线21弯曲为大致直角。如上所述，可以利用相同的压接接合装置来进行短柱凸点的上表面的平坦化处理、塑性变形处理和压接处理。因此，可以利用1个压接接合装置来处理到弯曲处理。
另外，接合后，可以利用密封树脂来密封接合部。进而，可以利用粘结剂等将挠性配线板20的基材22与摄像元件10的侧面10SS接合。此外，在内部引线21的后端部21Z较长的情况下，可以以覆盖侧面10SS的方式将后端部21Z进行树脂密封。
根据摄像元件10的制造方法，在使内部引线21弯曲为与摄像元件10的侧面10SS大致平行之前，利用塑性变形为凹形状的前端侧21Y1而使得内部引线21与摄像元件10的受光面10SA的距离变大，因此易于将内部引线21以不与摄像元件10接触的方式弯折为大致直角。
＜第1实施方式的变形例＞
上表面存在台阶差的凸点14的制造方法不限于利用压接接合用的压接夹具40来局部地进行塑性变形的方法。
例如图9A和图9B所示，可以利用切削夹具41切掉凸点14的一部分。
此外，如图10A所示，在利用蚀刻掩模42覆盖了凸点14后，如图10B所示，可以通过干蚀刻法进行各向异性蚀刻处理，也可以如图10C所示，通过湿蚀刻法进行各向同性蚀刻处理。
进而，如图11A和图11B所示，可以在凸点14A的上表面的侧面侧14S2还配设凸点14B。此外，图12所示的凸点14由高度不同的多个部件14A、14B构成。
此外，如果凸点14的上表面具有高低差，则可以相对于受光面10SA倾斜，也可以具有倾斜面和台阶差面。
变形例的摄像装置的凸点14的形状与实施方式的摄像装置1不同，然而同样凸点14的受光部侧14S1的高度H2低于侧面侧14S2的高度H1，因而具备与摄像装置1相同的效果。
＜第2实施方式＞
下面，对第2实施方式的摄像装置1A和摄像装置1A的制造方法进行说明。摄像装置1A和摄像装置1A的制造方法与摄像装置1和摄像装置1的制造方法类似，因此对相同功能的结构要素赋予相同符号并省略说明。
摄像装置1A的制造方法中，内部引线21和凸点14一边变形一边被压接接合。即，接合前的凸点14的上表面平坦而不存在高低差。
根据图13的流程图对摄像装置1A的制造方法进行说明。
＜步骤S21、S22、S23＞
与上述说明的摄像装置1的步骤S11、步骤S12、步骤S14大致相同。其中，不需要摄像装置1的制造方法中的凸点变形工序(步骤S13)。
＜步骤S24＞
摄像装置1A的压接接合工序中，如图14A所示，压接夹具40按压摄像元件10的凸点14的受光部侧14S1，侧面侧14S2被设置于未被按压的位置。
因此，如图14B所示，通过压接夹具40的按压，内部引线21和凸点14在发生塑性变形的同时被压接接合。
即，凸点14的受光部侧14S1的高度低于侧面侧14S2的高度。另一方面，内部引线21以与凸点14的受光部侧14S1的接合端面作为基点，相对于受光面10SA而塑性变形为凹形状。因此，与预先在上表面存在高低差的凸点进行接合的情况(第1实施方式、图8B等)同样地，内部引线21的后端部21Z远离受光面10SA。另外，未被压接夹具40按压的凸点14与内部引线21的界面相接触，然而未牢固地接合。
＜步骤S25＞
如图14C所示，内部引线21以使得后端部21Z与摄像元件10的侧面10SS大致平行配置的方式进行弯曲。
摄像装置1A的制造方法具备与摄像装置1的制造方法相同的效果，进而，由于无需在接合前形成上表面存在台阶差的凸点14，因而易于制造。
＜第2实施方式的变形例＞
内部引线21和凸点14同时发生塑性变形并压接接合的方法不限于使用压接面平坦的压接夹具40的方法。
图15所示的压接夹具40A的压接面倾斜。因此，凸点14一边使上表面相对于受光面10SA而塑性变形为倾斜面，一边与内部引线21接合。
图16所示的压接夹具40B的压接面存在台阶差。因此，凸点14一边使上表面塑性变形为台阶差面，一边与内部引线21接合。
图17所示的压接夹具40C在压接面存在台阶差。并且，凸点14的上表面整体被按压，从而一边发生塑性变形一边与内部引线21接合。
图18所示的压接夹具40D在压接面存在2级的台阶差。并且，凸点14的上表面整体被按压，从而一边发生塑性变形一边与内部引线21接合。
图17和图18所示的内部引线21中，凸点14的上表面的侧面侧14S2高于受光面侧14S1，因此内部引线21与受光面10SA之间的空间较大。
使用上述的各种压接夹具40A～40C的变形例的制造方法以及通过变形例的制造方法而制造出的摄像装置都具备与第2实施方式的制造方法和摄像装置同样的效果。
本发明不限于上述实施方式，可以在不改变本发明主旨的范围内进行各种变更、改变等。
本申请以2014年2月24日在日本提交申请的日本特愿2014-033081号和日本特愿2014-033083号作为优先权基础而申请，上述公开内容在本申请说明书、权利要求书和附图中进行引用。
标号说明
1…摄像装置，10…摄像元件，10SA…受光面，10SS…侧面，11…半导体芯片，12…受光部，13…电极焊盘，13L…内部配线，14…凸点，20…挠性配线板，21…内部引线，22…基材，40…压接夹具，41…切削夹具，42…蚀刻掩模，101…固体摄像装置。

Claims (12)

1.一种摄像装置，其特征在于，具有：
摄像元件，其在形成有受光部的受光面的外周部排列配设有与所述受光部连接的多个凸点；以及
挠性配线板，其包括多条内部引线，这多条内部引线分别由前端部、弯曲部和后端部构成，所述前端部与所述多个凸点中的任意凸点压接接合，并且经由所述弯曲部，所述后端部与所述摄像元件的侧面平行配置，
所述凸点的受光部侧的高度低于侧面侧的高度，
内部引线的所述弯曲部根据所述凸点的上表面形状而发生塑性变形。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述凸点的上表面具有台阶差。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述凸点的上表面相对于所述受光面倾斜。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述凸点由高度不同的多个部件构成。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述凸点的受光部侧利用来自外部的压力而发生塑性变形。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，
所述凸点的受光部侧在与所述内部引线接合前发生塑性变形。
7.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，
所述内部引线的前端侧和所述凸点的受光部侧在接合时发生塑性变形。
8.一种摄像装置的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
制作在形成有受光部的受光面的外周部排列设置有与所述受光部连接的多个凸点的摄像元件的工序；
对凸点的受光部侧施加压力，使其塑性变形以使得所述受光部侧的高度低于侧面侧的高度的工序；
制作包括多条内部引线的挠性配线板的工序；
对配置于所述凸点的受光部侧的上方的内部引线的所述前端部施加压力，使得所述内部引线一边根据所述凸点的上表面形状发生塑性变形一边与所述凸点压接接合的工序；以及
对所述内部引线进行弯曲，以使得其后端部与所述摄像元件的侧面平行配置的工序。
9.根据权利要求8所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
对所述凸点施加压力使其塑性变形的夹具是对所述内部引线和所述凸点进行压接接合的压接夹具。
10.根据权利要求9所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
利用棒状的所述压接夹具对所述多个凸点同时进行接合。
11.一种摄像装置的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
制作在形成有受光部的受光面的外周部排列设置有与所述受光部连接的多个凸点的摄像元件的工序；
制作包括多条内部引线的挠性配线板的工序；
对配置于凸点的受光部侧的上方的所述前端部施加压力，使得内部引线和所述凸点一边发生变形一边被压接接合的工序；以及
对所述内部引线进行弯曲，以使得其后端部与所述摄像元件的侧面平行配置的工序。
12.根据权利要求11所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，
利用棒状的所述压接夹具对所述多个凸点同时进行接合。
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