JP2001257334A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents

固体撮像装置及びその製造方法

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JP2001257334A JP2000066214A JP2000066214A JP2001257334A JP 2001257334 A JP2001257334 A JP 2001257334A JP 2000066214 A JP2000066214 A JP 2000066214A JP 2000066214 A JP2000066214 A JP 2000066214A JP 2001257334 A JP2001257334 A JP 2001257334A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で小型化実装が可能で、且つウエ
ーハレベルで精度よく製造可能な気密封止部を備えた固
体撮像装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子チップ１に対して、受光部
２のみに穴空き部３を有するエボキシ系樹脂シート４を
接着剤５により接着し、エボキシ系樹脂シート４上に接
着剤５により平板部となる透明部材６を接着して、固体
撮像装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像素子チ
ップを気密封止して実装してなる固体撮像装置及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体撮像素子チップなどの受光セ
ンサチップを気密封止して実装してなる固体撮像装置と
しては、図７に示されるような構成のものが一般的であ
る。すなわち、固体撮像素子チップ101 をセラミックな
どからなるパッケージ102 にダイボンドし、ボンディン
グワイヤ103 を用いて固体撮像素子チップ101 とパッケ
ージ102 との所定の電気的接続を行った後、パッケージ
102 の縁部に設けた段部104 を用いて、素子チップ101
の表面との間に空間に設けてガラスリッド105 を接着し
て気密封止し、固体撮像装置を構成している。なお図７
において、106 は外部リードを示している。
【０００３】ところで、このような構成の固体撮像装置
において、パッケージ102 とガラスリッド105 を用いて
固体撮像素子チップ全体の気密封止を行うと、実装形状
が大きくなってしまい、小型実装を必要とする分野への
適用が困難であった。
【０００４】このような不具合を解消するものとして、
本件出願人は特開平７−２０２１５２号公報に示すよう
な構成の固体撮像装置を提案した。この固体撮像装置の
断面図を図８及び図９に示す。図８は、固体撮像素子チ
ップ101 上の受光エリアのみに、透明部材からなる平板
部107 とその下面縁部に一体形成された枠部108 とで構
成された封止部材により、気密封止を行ったものであ
り、透明部材としてはガラス，石英，サファイヤ又は透
明樹脂などが用いられている。一方、図９に示す固体撮
像装置は、気密封止部を一体形成するのではなく、平板
部109 と枠部110を接着して気密封止部を構成するよう
にしたものである。ここで、枠部110 はセラミック，ガ
ラス，シリコン等の無機物又はコバール，４２アロイ等
の金属を用いて構成してもよい。更に、固体撮像素子チ
ップ101 の表面に、エポキシ，フェノール，シリコンな
どの樹脂を印刷又はフォトリソ技術でパターン形成し
て、枠部を形成することも可能である。
【０００５】このように固体撮像装置を構成することに
より、小型化実装が可能になると共に、特にマイクロレ
ンズ付固体撮像装置においては、気密封止部の表面にフ
ィルタ，レンズ，プリズム等の光学部品を接着してもマ
イクロレンズの集光能力の低下を伴わない固体撮像装置
を実現することが可能になった。更に、気密封止部は、
固体撮像素子チップのウエーハ状態で全チップに一括し
て形成可能となり、製造方法においても簡単になった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来提案した固体撮像装置においても、次のような課題が
ある。まず、図８に示した一体形成の気密封止部の構造
では、ガラスなどの透明部材で平板部と枠部とを備えた
気密封止部を一体形成する必要があるが、加工面で精度
が要求されると共に、製造においても工数がかかるなど
の困難が予想される。
【０００７】また図９に示した平板部と枠部とを接着し
て気密封止部を構成する方式、特に樹脂をパターン形成
して枠部を構成する方式では、樹脂のパターン形成すな
わち樹脂のウエーハ上への塗布、印刷又はフォトリソ技
術、現像及びエッチングという工程が必要になる。した
がって、工程が増加してしまうという課題がある。
【０００８】更に、この手法において、より大きな問題
点が生じると考えられるのがマイクロレンズ付固体撮像
装置の場合である。これは、一般的にマイクロレンズも
樹脂で形成されているからである。例えば、樹脂をウエ
ーハ全面に塗布後、枠部のパターニング及びエッチング
は、樹脂が硬化しないうちに行う必要がある。しかし、
樹脂が硬化しないうちのエッチングでは、枠部となる樹
脂も除去部分と同様にエッチングされ、十分な枠部が形
成されない恐れがある。一方、樹脂が硬化してからのエ
ッチングでは、枠部に対しては所望の形状が形成される
ものの、マイクロレンズも樹脂であるため、不要部の樹
脂のエッチングと同時にマイクロレンズもエッチングさ
れる可能性もある。
【０００９】このように従来提案のものにおいては、小
型化実装及びウエーハ状態での全チップに一括形成が可
能であっても、製造方法又は気密封止部の信頼性に難点
があった。
【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、小型化実装が可能であると共に簡単な構成
で、且つウエーハレベルで製造可能な精度のよい、信頼
性のある気密封止部を備えた固体撮像装置及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。請求項毎
の目的を述べると、請求項１に係る発明は、簡単な構成
により小型化が可能な気密封止部を備えた固体撮像装置
を提供することを目的とする。請求項２に係る発明は、
接着剤を不要としてより簡単な構成による気密封止部を
備えた固体撮像装置を提供することを目的とする。請求
項３に係る発明は、固体撮像素子における不要光の遮蔽
効果を別個の遮光部材を設けることなく得られるように
した固体撮像装置を提供することを目的とする。請求項
４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る気
密封止部を備えた固体撮像装置において、固体撮像素子
チップと外部端子との最適な電気的接続構造を提供する
ことを目的とする。請求項５に係る発明は、固体撮像素
子チップへの合わせ精度のよい気密封止部を容易に形成
することが可能な固体撮像装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係わる発明は、固体撮像素子チップ上
に、透明部材からなる平板部と該平板部の下面縁部に接
着された枠部とで構成される気密封止部を設けた固体撮
像装置において、前記気密封止部の枠部がエポキシ系樹
脂シートで構成されていることを特徴とするものであ
る。このような構成により、簡単な構成で小型化が可能
な気密封止部を備えた固体撮像装置を実現することがで
きる。
【００１２】請求項２に係わる発明は、請求項１に係る
固体撮像装置において、前記気密封止部の枠部を構成す
るエポキシ系樹脂シートは、接着性を備えていることを
特徴とするものである。このような構成により、気密封
止部の形成において接着剤が不要となり、簡単な構成で
容易に作成可能となる。
【００１３】請求項３に係わる発明は、請求項１又は２
に係る固体撮像装置において、前記気密封止部の枠部を
構成するエポキシ系樹脂シートは、着色などによる遮光
機能を備えていることを特徴とするものである。このよ
うな構成により、枠部が不要な光を遮ることができ、別
個の遮光部材を設けることなく、迷光や固体撮像素子チ
ップ上での反射などによる悪影響を防ぐことができる。
【００１４】請求項４に係わる発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に係る固体撮像装置において、固体撮像素
子チップ上に設けた電極パッドから前記固体撮像素子チ
ップ側面あるいは裏面に亘って配線領域を形成し、該配
線領域に外部端子を電気的に接続できるように構成した
ことを特徴とするものである。このような構造により、
請求項１〜３のいずれか１項に係る固体撮像装置におい
て、固体撮像素子チップと外部端子との最適な電気的接
続構造を提供することができる。
【００１５】請求項５に係わる発明は、前記請求項１〜
４のいずれか１項に係る固体撮像装置の製造方法におい
て、透明部材からなる平板部と該平板部の下面縁部に接
着されたエポキシ系樹脂シートからなる枠部とで形成さ
れる気密封止部を、多数の固体撮像素子チップが形成さ
れたウェーハ全体にわたって一体的に形成する工程を備
えていることを特徴とするものである。このような工程
を用いることにより、ウエーハ状態での各固体撮像素子
チップに気密封止部を一括して形成することが可能とな
り、したがって固体撮像素子チップ上に精度の良い気密
封止部を備えた固体撮像装置を製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施の形態に
ついて説明する。図１及び図２は、本発明に係る固体撮
像装置の実施の形態を示す平面図及び断面図である。両
図において、１は固体撮像素子チップで、受光部２のみ
に穴空き部３をもったエポキシ系樹脂シート４が、接着
剤５により固体撮像素子チップ１に接着され、エポキシ
系樹脂シート４上には接着剤５により透明部材６が接着
され、固体撮像装置が構成されている。したがって、こ
の構成においてはエポキシ系樹脂シート４が枠部、透明
部材６が平板部となる気密封止部が形成されている。な
お図１において、７ａ，７ｂは固体撮像素子チップ１の
受光部２の周辺回路部である。
【００１７】ここで、エポキシ系樹脂シート４の穴空き
部３、すなわち被気密封止部は受光部２のみとしている
が、周辺回路部７ａ，７ｂを含む固体撮像素子チップ全
体（周縁部を除く）を被気密封止部としてもよく、エポ
キシ系樹脂シート４は被気密封止部の領域に対応した部
分にあらかじめ穴あけをしておく必要がある。平板部と
なる透明部材６としては、ガラス，石英，サファイヤ，
透明樹脂などが望ましい。枠部となるエポキシ系樹脂シ
ート４と、固体撮像素子チップ１及び平板部となる透明
部材６との接着には、エポキシ系あるいはシリコン系の
樹脂が適している。
【００１８】このような構成の固体撮像装置の製造方法
は非常に簡単であり、次にその概略の工程についてのみ
説明する。まず、図３に示すように、多数の固体撮像素
子チップが形成されたウエーハ８上に、各固体撮像素子
チップの所望の領域に対応する部分にあらかじめ穴あけ
して穴空き部３を設けた、ウエーハ全体に亘るエポキシ
系樹脂シート４ａを接着剤５を介して接着する。続い
て、図４に示すように、樹脂シート４ａ上全面に亘って
接着剤５を介して平板部となるガラスなどの透明部材６
ａを、ウエーハ全体に一体的に接着する。最後にスクラ
イブライン９に沿ってダイシングすることにより、図２
に示すような気密封止部をもった固体撮像素子チップが
完成する。
【００１９】ここで、固体撮像素子チップにはマイクロ
レンズあるいはカラーフィルタなどがオンチップで形成
されていてもよいし、貼り合わせ等によって形成されて
いてもよい。また、樹脂シート４ａのウエーハ８への接
着、及び平板部となる透明部材６ａの樹脂シート４ａへ
の接着については、固体撮像素子チップウエーハの製造
時におけるアライメントマークを利用することができ、
正確な位置合わせが可能となるため、固体撮像素子チッ
プ上に精度良く気密封止部を形成することができる。
【００２０】なお、本実施の形態では、枠部となるエポ
キシ系樹脂シートのウエーハへの接着、及びエポキシ系
樹脂シートへの平板部となる透明部材の接着については
接着剤を使用しているが、エポキシ系樹脂シートにあら
かじめ接着性を持たせておけば接着剤は不要となり、固
体撮像素子チップ、枠部となる樹脂シート及び平板部と
なる透明部材とが簡単に接着できる。したがって、より
簡単に気密封止部が形成可能となる。なお、接着性をも
つエポキシ系樹脂シートとしては、ガラス繊維層の両面
にエポキシ系樹脂を塗布してシート状に形成し、加熱加
圧により接着できるようにしたものが市販されており、
このような樹脂シートを用いることができる。
【００２１】更に、黒色など光を遮蔽するように着色し
たエポキシ系樹脂シートを使用すれば、気密封止部の枠
部となる樹脂シートが遮光部の役目を果たすことにな
り、固体撮像素子チップ上への不要な光を遮ることがで
きる。したがって、迷光や固体撮像素子チップ上での反
射などによる悪影響を防ぐことができる。
【００２２】次に、上記のように構成された固体撮像装
置の実装構成、及びパッド部からの電極の引出し構成に
ついて説明する。図５は実装構成例を示す図で、固体撮
像素子チップ１をパッケージ又は基板10にダイボンド
し、ボンディングワイヤ11を用いて固体撮像素子チップ
１のパッド部１ａとパッケージ又は基板10との所定の接
続を行って実装するものである。この構成のままでもよ
いが、図示のように気密封止部以外のボンディングワイ
ヤ接続部を含む周辺部を、封止樹脂12により樹脂封止し
てもよい。但し、この構造では、気密封止部の枠部とな
るエポキシ系樹脂シート４を固体撮像素子チップ１のパ
ッド部１ａを除いて形成する必要がある。ここで、パッ
ド部部分における樹脂シートの除去手法は、感光性のエ
ポキシ系樹脂シートを用いれば、図３に示したようにウ
エーハ上への樹脂シートの接着後、通常のフォトリソ技
術によりパターンニングしてエッチングなどにより簡単
に除去することができる。
【００２３】図６は、パッド部からの電極の引出し構成
例を示す図で、固体撮像素子チップ１上のパッド部１ａ
からチップ側面１ｂ若しくは裏面１ｃまで配線領域13を
形成し、更に裏面配線領域に新たな電極パッドを設け
て、バンプ等により基板などへ接続するようにしてもよ
い。このような配線領域13を形成する場合は、気密封止
部の枠部となる樹脂シート４のパッド部部分を除去する
必要はなく、受光エリアあるいはチップ全体が気密封止
されるようにパッド部上に亘って形成すればよい。又
は、チップ側面１ｂの配線領域13に図示しない外部リー
ドなどを接続して、外部端子との電気的接続を図っても
よい。
【００２４】このような構造とすることにより、パッケ
ージが不要となって各種基板、例えば信号処理回路など
が形成された回路基板などへの固体撮像素子チップの直
接の搭載が可能になる。更に、固体撮像素子チップ裏面
に設けた配線領域あるいは電極パッドなどにより、信号
発生回路や信号処理回路などが形成された半導体チップ
との貼り合わせ、接着が容易に行われる。したがって、
固体撮像素子、信号処理回路などが一体に形成される積
層構造の固体撮像装置も容易に製作可能となり、周辺回
路を含めた固体撮像装置のさらなる小型化が実現でき
る。
【００２５】なお、上記実施の形態で示した実装構成
例、及びパッド部からの電極の引出し構成例は一例にす
ぎず、これに限定されるものではなく、本発明の主旨に
沿うかぎりにおいて、他にも種々の構成例も可能である
ことは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１に係る発明によれば、簡単な構成で小型化
が可能な気密封止部を備えた固体撮像装置を実現するこ
とができる。また請求項２に係る発明によれば、接着剤
を不要としたり簡単な構成の気密封止部を備えた固体撮
像装置を提供することができる。また請求項３に係る発
明によれば、別個の遮光部材を設けることなく、迷光や
固体撮像素子チップ上での反射などによる悪影響を防止
することができる気密封止部を備えた固体撮像装置を提
供することができる。また請求項４に係る発明によれ
ば、固体撮像素子チップと外部端子との最適な電気的接
続構造が得られるようにした気密封止部を備えた固体撮
像装置を提供することができる。また請求項５に係る発
明によれば、ウエーハ状態での各固体撮像素子チップに
気密封止部を一括して形成するようにしているので、固
体撮像素子チップ上に精度のよい気密封止部を備えた固
体撮像装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施の形態を示す
平面図である。
【図２】図１に示した実施の形態の断面図である。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の実施の
形態を説明するための製造工程図である。
【図４】図３に示した製造工程に続く製造工程を示す図
である。
【図５】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の実装
態様例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置のパッ
ド部から電極の引出し態様例を示す図である。
【図７】従来の気密封止して実装した固体撮像装置の構
成例を示す図である。
【図８】先に提案した気密封止部を備えた固体撮像装置
の構成を示す図である。
【図９】先に提案した気密封止部を備えた固体撮像装置
の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 固体撮像素子チップ １ａ パッド部 １ｂ チップ側面 １ｃ チップ裏面 ２ 受光部 ３ 穴空き部 ４ エポキシ系樹脂シート ５ 接着剤 ６ 平板部となる透明部材 ７ａ，７ｂ 周辺回路部 ８ ウエーハ ９ スクライブライン 10 パッケージ又は基板 11 ボンディングワイヤ 12 封止樹脂 13 配線領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 憲治 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 EA20 HA01 HA02 HA24 HA30 5C024 CY47 CY48 EX23 EX24

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体撮像素子チップ上に、透明部材から
    なる平板部と該平板部の下面縁部に接着された枠部とで
    構成される気密封止部を設けた固体撮像装置において、
    前記気密封止部の枠部がエポキシ系樹脂シートで構成さ
    れていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記気密封止部の枠部を構成するエポキ
    シ系樹脂シートは、接着性を備えていることを特徴とす
    る請求項１に係る固体撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記気密封止部の枠部を構成するエポキ
    シ系樹脂シートは、着色などによる遮光機能を備えてい
    ることを特徴とする請求項１又は２に係る固体撮像装
    置。
  4. 【請求項４】 固体撮像素子チップ上に設けた電極パッ
    ドから前記固体撮像素子チップ側面あるいは裏面に亘っ
    て配線領域を形成し、該配線領域に外部端子を電気的に
    接続できるように構成したことを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれか１項に係る固体撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記請求項１〜４のいずれか１項に係る
    固体撮像装置の製造方法において、透明部材からなる平
    板部と該平板部の下面縁部に接着されたエポキシ系樹脂
    シートからなる枠部とで形成される気密封止部を、多数
    の固体撮像素子チップが形成されたウェーハ全体にわた
    って一体的に形成する工程を備えていることを特徴とす
    る固体撮像装置の製造方法。
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