CN107431767A - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

摄像装置(1)具有：摄像元件(30)，其具有接收从受光面(30SA)入射的光的受光部(31)和配设在对置面(30SB)上的多个凸状电极(39)；光学系统(10)，其使光会聚在受光部(31)上；以及布线板(40)，其在主面(40SA)具有多个凸状电极(39)和分别与它们接合的多个接合端子(49)，其中，多个凸状电极(39)未配置在与形成有受光部(31)的区域对置的受光部对置区域内。

Description

摄像装置
技术领域
本发明涉及具备摄像元件和布线板的摄像装置，该摄像元件在与受光面对置的对置面上具有凸状电极，该布线板具有与所述凸状电极接合的接合端子。
背景技术
与摄像元件的平面观察尺寸大致相同的平面观察尺寸的CSP(Chip SizePackage：芯片尺寸封装)型摄像装置是小型的、特别是细径的，所以，用于电子内窥镜的前端部。
例如，在日本特开2007-36481号公报中公开了在摄像元件的受光面上粘接有玻璃罩的CSP型摄像装置。在CSP型摄像装置中，形成有受光部的受光面由玻璃罩覆盖，所以，在与受光面对置的对置面(背面)上配设有与受光部电连接的突起电极。而且，由焊料球或金凸块等构成的突起电极与电路基板的电极垫接合。在该摄像装置中，在对置面上呈格子状排列有多个突起电极。
但是，具备在对置面上具有突起电极的摄像元件的摄像装置在与电路基板接合的接合工序中有时成为不良品，有时制造成品率不高。并且，对摄像装置施加应力时，应力容易集中在突起电极与电路基板的接合部，成为降低可靠性的原因之一。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-36481号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的实施方式的目的在于，提供制造成品率较高、并且可靠性较高的摄像装置。
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，其具有接收从受光面入射的光的受光部和配设在与所述受光面对置的对置面上的多个凸状电极；光学系统，其使光会聚在所述受光部上；以及布线板，其在主面具有分别与多个凸状电极中的各个凸状电极接合的多个接合端子，其中，所述多个凸状电极未配置在与形成有所述受光部的区域对置的受光部对置区域内。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够提供制造成品率较高的摄像装置。
附图说明
图1是第1实施方式的摄像装置的分解图。
图2是第1实施方式的摄像装置的剖视图。
图3是第1实施方式的摄像装置的摄像元件的俯视图。
图4A是第1实施方式的变形例1的摄像装置的剖视图。
图4B是第1实施方式的变形例1的摄像装置的摄像元件的俯视图。
图5是第1实施方式的变形例2的摄像装置的摄像元件的俯视图。
图6是第1实施方式的变形例3的摄像装置的摄像元件的俯视图。
具体实施方式
<第1实施方式>
如图1～图3所示，本发明的第1实施方式的摄像装置1具有光学系统10、罩部件20、摄像元件30、布线板40。另外，在以下的说明中，基于各实施方式的附图是示意性的，应该留意到各部分的厚度与宽度的关系、各个部分的厚度的比率和相对角度等与现实不同，有时在附图的相互之间也包含彼此的尺寸关系和比率不同的部分。
由硅等半导体构成的摄像元件30是CCD或CMOS摄像元件等，形成有接收从受光面30SA入射的光的像素区域即受光部31。并且，在摄像元件30的受光部31的周围形成有对受光部31输出的模拟信号进行处理的模拟电路33、以及对数字化的信号进行处理的数字电路32。另外，受光部31也是模拟电路。另外，摄像元件30可以是表面照射型(FSI：Front-sideIllumination)，也可以是背面照射型(BSI：Back-side Illumination)。
在与摄像元件30的受光面30SA对置的对置面(背面)30SB上配设有多个凸状电极39。例如，凸状电极39的高度为5μm以上且100μm以下，直径为5μm以上且100μm。凸状电极39经由未图示的贯通布线等而与受光部31电连接。凸状电极39由焊料球或金凸块等构成。
罩部件20以不妨碍受光部31的受光的方式保护摄像元件30。罩部件20由具有光透射性的玻璃或树脂等光透射性部件构成。
光学系统10具有使来自被摄体的光会聚在受光部31上的透镜11、以及保持透镜11的框部件12。透镜11使来自被摄体的光会聚并成像在受光部31上。另外，光学系统10所具有的透镜11可以是单一透镜，也可以组合多个透镜。
布线板40由硬性布线板或柔性基板、或者它们的组合构成。布线板40在主面40SA具有多个接合端子49。多个接合端子49的配置对应于被接合的摄像元件30的多个凸状电极39的配置。
另外，如图2所示，在摄像元件30与布线板40之间配设有密封树脂45。
而且，发明人进行专心研究结果发现，在摄像元件30与布线板40的接合工序中产生像素缺陷等不良品的原因是凸状电极39对摄像元件30的受光部31赋予的应力，从而完成本发明。
在接合时，从布线板40对摄像元件30的对置面30SB施加的压力集中于凸状电极39的上表面(顶点)。于是，对接合端子49的下部施加较强的应力。当在接合端子49的下部形成受光部31时，有时由于应力而使光电转换后的信号的强度变化，或者使细微的受光像素破损。
当摄像元件30的厚度为1mm以下、特别是如背面照射型的摄像元件那样为50μm以下时，应力的影响显著。
另外，如果凸状电极39和接合端子49能够进行焊接，则接合工序简单。但是，热应力的影响也增加。
因此，如图3所示，在本发明的实施方式的摄像装置1中，5个凸状电极39未配置在与形成有受光部31的区域对置的对置面30SB的受光部对置区域内。
未在受光部对置区域内配置凸状电极39的摄像装置1大幅减少了在接合时产生不良。即，摄像装置1的成品率较高。
另外，为了进一步减少应力对受光部31的影响，优选3个以上的凸状电极39配置在以光学系统10的光轴O为中心的旋转对称位置。
如图3所示，在摄像装置1中，5个凸状电极39等间隔地配置在以光轴O为中心的旋转对称位置、即呈圆C的圆周状。换言之，5个凸状电极39配置在正五边形的顶点。当然，凸状电极39未配置在与受光部31和模拟电路31对置的模拟电路对置区域内。
当凸状电极39配置在以光轴O为中心的旋转对称位置时，能够使从凸状电极39施加给受光部31的应力均匀化。因此，摄像装置1的成品率更高，可靠性优良。
这里，如图3所示，在摄像装置1中，对置面30SB的外形形状的重心位置G从光轴O与对置面30SB交叉的点偏离。另外，重心位置G是矩形的摄像元件30的对置面30SB的对角线的交点。
在现有的CSP型摄像装置中，多个凸状电极39与光轴O的位置无关，均匀地配置在对置面30SB的整面上。与此相对，在摄像装置1中，为了使凸状电极39的应力均匀化，以光轴O、即受光部31的中心为基准来配置多个凸状电极39。
并且，如图1和图3所示，在摄像装置1中，光学系统10的框部件12的外形尺寸比罩部件20和摄像元件30的外形尺寸小。因此，在罩部件20的表面的一部分未配设框部件12。
即，光学系统10的框部件12以光轴O的位置、即多个凸状电极39的配置位置为基准配设。因此，施加给框部件12的横向的弯曲应力均等地施加给多个凸状电极39。因此，在摄像装置1中，多个凸状电极39与布线板40的连接可靠性优良。
<第1实施方式的变形例>
接着，对第1实施方式的摄像装置1的变形例的摄像装置进行说明。变形例的摄像装置与摄像装置1相似，具有与摄像装置1相同的效果，所以，对相同功能的结构要素标注相同标号并省略说明。
<变形例1>
如图4A和图4B所示，变形例1的摄像装置1A具有光学系统10A、摄像元件30A、布线板40A。这里，光学系统10A具有罩部件的功能。即，通过将包含多个光学系统10A的玻璃晶片粘接在包含多个摄像元件30A的半导体晶片上而得到的接合晶片的切断来制作摄像装置1A。通过晶片级光学法制作的摄像装置1A不具有仅以保护为目的的罩部件。
这里，在摄像装置1中，考虑来自接合端子49的应力，凸状电极39全部配置在与未形成复杂的半导体电路的无电路区域对置的无电路对置区域内。但是，在非常小、例如短边的长度为10mm以下、特别是5mm以下的摄像元件30中，不容易仅在无电路对置区域内配置必要数量的凸状电极39。
发明人发现，与模拟电路33相比，数字电路32不容易受到应力的影响。因此，在摄像装置1A中，凸状电极39配设在与对置面30SB的数字电路32对置的数字电路对置区域的一部分上。
换言之，在摄像装置1A中，凸状电极39未配置在与形成有模拟电路33的区域对置的模拟电路对置区域内，配置在与形成有数字电路32的区域对置的数字电路对置区域的至少一部分上。
摄像装置1A与摄像装置1相比，凸状电极39的配置的自由度较高，小型化容易。
另外，在背面照射型摄像元件的情况下，有时在受光部31的背面形成有信号输入输出用的模拟电路，在受光部对置区域以外不存在模拟对置区域。该情况下，摄像装置1A成为实质上与摄像装置1相同的结构。
并且，4个凸状电极39等间隔地配置在对置面30SB的模拟电路对置区域以外的区域、且以光轴O为中心的旋转对称位置、即呈圆CA的圆周状。4个凸状电极39配置在正方形的顶点。另外，在图4B中，光轴O与对置面30SB交叉的点和对置面30SB的外形形状的重心位置G一致。
另外，与摄像装置1相同，即使具有光学系统和罩部件，未在模拟电路对置区域内配置凸状电极39的摄像装置当然也具有与摄像装置1相同的效果，所述模拟电路对置区域与包含受光部31的形成有模拟电路33的区域对置。
<变形例2>
如图5所示，在变形例2的摄像装置1B中，代替变形例1的摄像装置1A的摄像元件30A而具有摄像元件30B。3个凸状电极39等间隔地配置在模拟电路对置区域以外的区域、且以光轴O为中心的旋转对称位置、即呈圆CB的圆周状。3个凸状电极39配置在正三角形的顶点。
当3个以上的凸状电极39配置在旋转对称位置时，能够使应力对受光部31的影响均等化。
因此，根据摄像元件的规格，在仅需要2个凸状电极39的情况下，通过配设不与受光部31连接的凸状电极或与其他凸状电极连接的虚设电极，制作具有3个以上的凸状电极39的摄像元件。虚设电极的尺寸当然与凸状电极39相同。
即，实施方式的摄像装置可以在多个凸状电极39中包含与其他凸状电极相同电位或不与所述受光部连接的虚设电极。
另外，凸状电极的数量越多，则应力越均匀。因此，即使是具有3个以上的凸状电极39的摄像元件，也优选进一步配设虚设电极。凸状电极39的数量优选为4个以上，特别优选为6个以上。凸状电极39的数量的上限根据对置面30SB的面积等而增减，但是，例如为12个以下。
<变形例3>
如图6所示，在变形例3的摄像装置1C中，代替变形例1的摄像装置1A的摄像元件30A而具有摄像元件30C，具有配置在以光轴O为中心的第1圆周CC1上的4个第1凸状电极39A、以及配置在第2圆周CC2上的4个第2凸状电极39B。
4个第1凸状电极39A和4个第2凸状电极39B分别旋转对称地配置。进而，第1凸状电极39A和第2凸状电极39B配置在离得最远的位置，使得针对受光部31的压力平均。
另外，第2凸状电极39B1是已经说明的虚设电极。即，第2凸状电极39B1是不与受光部31电连接的应力均匀化用的电极。
多个凸状电极39由配置在以光学系统的光轴O为中心的第1圆周上的3个以上的第1凸状电极39A和配置在第2圆周上的3个以上的第2凸状电极39B构成，在这样的摄像装置中，能够在狭小面积的对置面30SB中、且模拟电路对置区域以外的区域内配置更多的凸状电极。
另外，第1凸状电极39A的数量和第2凸状电极39B的数量可以不同。
当然，也可以在与第1圆周和第2圆周同心的第3圆周上进一步配置多个凸状电极。
本发明不限于上述实施方式和变形例等，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变更、组合和应用。
标号说明
1、1A～1C：摄像装置；10：光学系统；11：透镜；12：框部件；12：框部件；20：罩部件；30：摄像元件；30SB：对置面；31：受光部；32：数字电路；33：模拟电路；39：凸状电极；40：布线板。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种摄像装置，其具有：
摄像元件，其具有接收从受光面入射的光的受光部和配设在与所述受光面对置的对置面上的多个凸状电极；
光学系统，其使光会聚在所述受光部上；以及
布线板，其在主面具有分别与多个凸状电极中的各个凸状电极接合的多个接合端子，
所述摄像装置的特征在于，
所述多个凸状电极未配置在与形成有所述受光部的区域对置的受光部对置区域内，
所述摄像元件的厚度为50μm以下，
所述多个凸状电极为焊料。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
在所述摄像元件上形成有模拟电路和数字电路，
所述多个凸状电极未配置在与形成有所述模拟电路的区域对置的模拟电路对置区域内，而配置在与形成有所述数字电路的区域对置的数字电路对置区域的至少一部分上。
3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，
3个以上的所述多个凸状电极配置在以所述光学系统的光轴为中心的旋转对称位置。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个凸状电极由配置在以所述光学系统的光轴为中心的第1圆周上的3个以上的第1凸状电极、以及配置在第2圆周上的3个以上的第2凸状电极构成。
5.(修改后)根据权利要求1～4中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像元件的所述对置面的重心从所述光学系统的光轴与所述对置面交叉的点偏离。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述光学系统的框部件配设在与所述多个凸状电极的配设位置对置的所述受光面的外周区域的上部。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个凸状电极和所述多个接合端子被焊接。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个凸状电极包含与其他凸状电极相同电位或不与所述受光部连接的虚设电极。
9.(追加)根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述3个以上的所述多个凸状电极全部配置在以所述光学系统的光轴为中心的圆周上。
10.(追加)根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于，
奇数个所述多个凸状电极配置在所述圆周上。

Claims (8)

1.一种摄像装置，其具有：
摄像元件，其具有接收从受光面入射的光的受光部和配设在与所述受光面对置的对置面上的多个凸状电极；
光学系统，其使光会聚在所述受光部上；以及
布线板，其在主面具有分别与多个凸状电极中的各个凸状电极接合的多个接合端子，
所述摄像装置的特征在于，
所述多个凸状电极未配置在与形成有所述受光部的区域对置的受光部对置区域内。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
在所述摄像元件上形成有模拟电路和数字电路，
所述多个凸状电极未配置在与形成有所述模拟电路的区域对置的模拟电路对置区域内，而配置在与形成有所述数字电路的区域对置的数字电路对置区域的至少一部分上。
3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，
3个以上的所述多个凸状电极配置在以所述光学系统的光轴为中心的旋转对称位置。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个凸状电极由配置在以所述光学系统的光轴为中心的第1圆周上的3个以上的第1凸状电极、以及配置在第2圆周上的3个以上的第2凸状电极构成。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像元件的所述对置面的重心从所述光轴与所述对置面交叉的点偏离。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述光学系统的框部件配设在与所述多个凸状电极的配设位置对置的所述受光面的外周区域的上部。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个凸状电极和所述多个接合端子被焊接。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个凸状电极包含与其他凸状电极相同电位或不与所述受光部连接的虚设电极。
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