JP2002026068A - 固体撮像装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

固体撮像装置の製造方法及び製造装置

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JP2002026068A
JP2002026068A JP2000202421A JP2000202421A JP2002026068A JP 2002026068 A JP2002026068 A JP 2002026068A JP 2000202421 A JP2000202421 A JP 2000202421A JP 2000202421 A JP2000202421 A JP 2000202421A JP 2002026068 A JP2002026068 A JP 2002026068A
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imaging device
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bonding
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Yoshinori Shimamura
吉則 島村
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子チップと光学ガラスとの貼り合
わせ工程後において各基板の反りの発生を少なくする。 【解決手段】 1は固体撮像素子チップ、2はチップ1
の保護を目的とする光学ガラス、3は上記2枚の基板
1、2を貼り合わせて固定するための熱硬化接着剤、4
は電気的接続のためのTAB(Tape Automated Bondin
g)テープ、5は固体撮像素子チップ1の電極パッド上
に設けられたバンプ、6は固体撮像素子チップ1を保持
するためのチップチャック、7は光学ガラス2の上から
熱硬化接着剤部を押し付けて加圧するためのプレスディ
スク、8はチップ1を真空吸着するVacと反り矯正時
のプレッシャーの兼用ライン、9は光学ガラス2側の反
り矯正時のVacライン、10、11はカートリッジヒ
ーターである。この装置を用いれば、反りが軽減されて
平面度の優れた固体撮像素子を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の製
造方法及び製造装置に関し、特に、ビデオカメラ、デジ
タルスチルカメラ等に用いられる固体撮像装置の製造方
法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ビデオカメラ、デジタルスチルカ
メラ等の画像入力機器に用いられるCCD、CMOS等
の固体撮像素子は、シリコンウエハー等の半導体基板上
に形成されてセラミックパッケージ等に収納され、更に
ワイヤボンディングによりチップとリード間の電気的接
続がとられ、ガラス基板のキャップがパッケージ上に接
着されることにより、製造されている。
【0003】又、デジタルカメラ等の機器に対する小型
化の要求から、上述したCCD、CMOS等の固体撮像
装置の高密度化、薄型パッケージ化が必要とされ、特開
平07−099214号公報に開示されているような、
TAB(Tape Automated Bondin
g)テープを用いた固体撮像装置が知られている。
【0004】図3、図4は、それぞれ、TABテープを
用いた固体撮像装置の断面図及び分解斜視図である。銅
リード21と絶縁フィルム22とからなるTABテープ
4が、バンプ5を介して、超音波ワイヤボンディングで
固体撮像素子チップ1と接続されている。この固体撮像
素子チップ1と光学ガラス2とが、微小隙間を空けて熱
硬化接着剤3で貼り合わせられ、その微小隙間の最外周
部が封止樹脂23により封止されている。このようなT
ABテープを用いた固体撮像装置は、ワイヤボンディン
グを用いたセラミックパッケージに比べて小型で、薄型
に製造されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TAB
テープを用いた固体撮像素子にあっては、上述した、製
造時の固体撮像素子チップと光学ガラスとの貼り合わせ
工程後すなわち常温に戻った後に、この2枚の基板に反
りが発生することがある。この基板の反り量は、固体撮
像素子チップのサイズが大きくなるにしたがって増大す
る。基板に反りが発生すると固体撮像素子の受光面にも
反りが生じることになり、複数ある固体撮像素子の各受
光面に入射する光の角度が異なることとなる。したがっ
て、収差が生じて画質が劣化してしまうという問題が生
じる。
【0006】この問題を解決するためには、貼り合わせ
られた基板の常温状態での反りを少なくして、極力その
平面度をよくすることが必要である。
【0007】ここで、上述した2枚の基板の反りの発生
要因は、線膨張率とヤング率の異なる2枚の基板を熱硬
化接着剤を用いて加熱圧着状態で貼り合わせるため、温
度変化に比例したいわゆるバイメタル効果が発生するこ
とによると考えられる。
【0008】詳しくいうと、両基板の貼り合わせの際に
加熱するため、貼り合わせ工程後に両基板が冷えて常温
に戻ると、光学ガラスに比べて線膨張率(熱膨張率)の
大きい固体撮像素子の収縮が大きくなり、両基板が固体
撮像素子側に湾曲して、固体撮像装置に反りが発生す
る。
【0009】そこで、本発明は、固体撮像素子チップと
光学ガラスとを加熱圧着して貼り合わせる固体撮像素子
の製造方法及び製造装置において、貼り合わせ工程後に
おいても両基板に反りを発生させないことを課題として
いる。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の固体撮像装置の製造方法は、微小間隙をおい
て2枚の異種基板を熱硬化接着剤で熱圧着して貼り合わ
せた固体撮像装置の製造方法であって、貼り合わせ後に
発生する反りと逆方向の反りを発生させて上記2枚の異
種基板を貼り合わせる工程を含む。又、本発明の固体撮
像装置の製造方法においては、貼り合わせ後に発生する
応力と逆方向の応力を発生させて上記2枚の異種基板を
貼り合わせる工程を含んでもよい。
【0011】更に、上記課題を解決するための本発明の
固体撮像装置の製造装置は、微小間隙をおいて2枚の異
種基板を熱硬化接着剤で熱圧着して貼り合わせた固体撮
像装置の製造装置であって、貼り合わせ後に発生する反
りと逆方向の反りを発生させて上記2枚の異種基板を貼
り合わせる手段を備える。又、本発明の固体撮像装置の
製造装置においては、貼り合わせ後に発生する応力と逆
方向の応力を発生させて上記2枚の異種基板を貼り合わ
せる手段を備えてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。
【0013】(実施形態1)図1は、固体撮像装置及び
その製造装置の断面図である。固体撮像装置は、図3、
図4で示したものと同様に符号1〜5の部材からなって
いる。1は固体撮像素子チップ、2は固体撮像素子チッ
プ1の保護を目的とする光学ガラス、3は上記2枚の基
板1、2を貼り合わせて固定するための熱硬化接着剤、
4は電気的接続を目的とするTABテープ、5は固体撮
像素子チップ1の電極パッド上に設けられたバンプであ
る。
【0014】一方、製造装置は、符号6〜11の部材か
らなっている。6は固体撮像素子チップ1を保持するた
めのチップチャック、7は光学ガラス2の上から熱硬化
接着剤3部分を固体撮像素子チップ1側に押し付けて加
圧するためのプレスディスク、8は固体撮像素子チップ
1を真空吸着してチップチャック6上に保持させるため
の真空ポンプ(Vac)と固体撮像素子チップ1の反り
矯正時のプレッシャー(Prressure)の兼用ラ
イン、9は光学ガラス2側の反り矯正時の真空ポンプ
(Vac)ライン、10、11は上述した2枚の基板
1、2と熱硬化接着剤3とを加熱するためのカートリッ
ジヒーターである。
【0015】次に、上述した製造装置を用いた固体撮像
装置の製造方法について説明する。
【0016】固体撮像素子チップ1は、バンプ5によっ
て、超音波ワイヤボンディングでTABテープ4と接続
されている。
【0017】まず、固体撮像素子チップ1上の周辺部で
バンプ5の内側に、熱硬化接着剤3を塗布する。続い
て、チップチャック6の内部に設けられた兼用ライン8
の気体を図示しない真空ポンプで排気することにより、
固体撮像素子チップ1をチップチャック6上に保持す
る。次に、光学ガラス2を固体撮像素子チップ1上に載
せた後、カートリッジヒーター10を用いて所定の温度
に加熱する。その後、カートリッジヒーター11を用い
てプレスディスク7を所定の温度に加熱し、その加熱さ
れた状態のプレスディスク7を矢印方向から光学ガラス
2の上面に押し付けて加圧する。その際に、固体撮像素
子チップ1と光学ガラス2との間に図示しないスペーサ
ー等を挟んで、両基板1、2の間に所定の隙間を設け
る。
【0018】この状態で、事前に求めた熱解析シミュレ
ーションの算定結果、すなわち基板1、2の熱圧着貼り
合わせ処理前後の温度差及び基板1、2の線膨張率等の
材料物性値を用いて算定された反り量又は発生応力の値
及びそれらの向きを参考にして、それらと逆方向の反り
又は応力の発生が基板1、2に起こるように、兼用ライ
ン8のプレッシャーとVacライン9を介して負荷し、
両基板1、2の接着を行う。
【0019】以上説明した実施形態1によれば、常温に
戻った時点で通常発生する反りがキャンセルされて、反
りが低減された平面度のよい固体撮像装置が得られる。
【0020】尚、上述した実施形態1では、固体撮像素
子チップ1の真空ラインと反り矯正時のプレッシャーの
ラインとを兼用としたが、それぞれ独立でもかまわな
い。又、固体撮像素子チップ1と光学ガラス2の双方
に、算出された反りの値と逆方向の反りを与えたが、い
ずれか一方に与えるだけでもかまわない。
【0021】(実施形態2)図2は、固体撮像装置及び
その製造装置の断面図である。12は固体撮像素子チッ
プ1をチップチャック6上に真空吸着させるための真空
ポンプ溝(Vac溝)、13は基板1、2の貼り合わせ
処理前後で発生する反りと逆方向の反り又は応力を固体
撮像素子チップ1に機械的エネルギーで与えるための押
し上げ駒、14は押し上げ駒を駆動するためのエアーシ
リンダである。
【0022】図2において、図1に示したものと同符号
のものは、図1に示した部材と同一のものである。実施
形態2において、実施形態1と異なる点は、熱解析シミ
ュレーションで算定された反り量又は発生応力の値の逆
方向の反り又は応力を負荷する方法を、エアーシリンダ
14で駆動される押し上げ駒13で行うことである。
【0023】実施形態2によれば、実施形態1と同様
に、常温に戻った時点で通常発生する反りがキャンセル
されて、反りが低減された平面度のよい固体撮像装置が
得られる。
【0024】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、反りが低
減された平面度の優れた固体撮像装置の製作が可能にな
り、高品位な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による固体撮像装置の貼り合わせ製作工
程を示す実施形態1の説明図である。
【図2】本発明による固体撮像装置の張り合わせ製作工
程を示す実施形態2の説明図である。
【図3】TABテープを用いた固体撮像装置を説明する
ための断面図である。
【図4】TABテープを用いた固体撮像装置を説明する
ための分解斜視図である。
【符号の説明】
1 固体撮像素子チップ 2 光学ガラス 3 熱硬化接着剤 4 TABテープ 5 バンプ 6 チップチャック 7 プレスディスク 8 兼用ライン 9 Vacライン 10、11 カートリッジヒーター 12 Vac溝 13 押し上げ駒 14 エアーシリンダ 21 銅リード 22 絶縁フィルム 23 封止樹脂

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微小間隙をおいて2枚の異種基板を熱硬
    化接着剤で熱圧着して貼り合わせた固体撮像装置の製造
    方法であって、 貼り合わせ後に発生する反りと逆方向の反りを発生させ
    て前記2枚の異種基板を貼り合わせる工程を含むことを
    特徴とする固体撮像装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 微小間隙をおいて2枚の異種基板を熱硬
    化接着剤で熱圧着して貼り合わせた固体撮像装置の製造
    方法であって、 貼り合わせ後に発生する応力と逆方向の応力を発生させ
    て前記2枚の異種基板を貼り合わせる工程を含むことを
    特徴とする固体撮像装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記2枚の異種基板は、熱膨張係数が異
    なることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の固体
    撮像装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記2枚の異種基板は、ヤング率が異な
    ることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項
    に記載の固体撮像装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記2枚の異種基板は、固体撮像素子チ
    ップと透光性基板とであることを特徴とする請求項1〜
    請求項4のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 微小間隙をおいて2枚の異種基板を熱硬
    化接着剤で熱圧着して貼り合わせた固体撮像装置の製造
    装置であって、 貼り合わせ後に発生する反りと逆方向の反りを発生させ
    て前記2枚の異種基板を貼り合わせる手段を備えること
    を特徴とする固体撮像装置の製造装置。
  7. 【請求項7】 微小間隙をおいて2枚の異種基板を熱硬
    化接着剤で熱圧着して貼り合わせた固体撮像装置の製造
    装置であって、 貼り合わせ後に発生する応力と逆方向の応力を発生させ
    て前記2枚の異種基板を貼り合わせる手段を備えること
    を特徴とする固体撮像装置の製造装置。
  8. 【請求項8】 前記2枚の異種基板は、熱膨張係数が異
    なることを特徴とする請求項6又は請求項7記載の固体
    撮像装置の製造装置。
  9. 【請求項9】 前記2枚の異種基板は、ヤング率が異な
    ることを特徴とする請求項6〜請求項8のいずれか1項
    に記載の固体撮像装置の製造装置。
  10. 【請求項10】 前記2枚の異種基板は、固体撮像素子
    チップと透光性基板とであることを特徴とする請求項6
    〜請求項9のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造
    装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007073958A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Korea Advanced Inst Of Sci Technol イメージセンサモジュール用ウエハーレベルチップサイズのパッケージ及びその製造方法
JP2008159823A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置とその製造方法
JP2009290031A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Sharp Corp 電子素子ウェハモジュールおよびその製造方法、電子素子モジュール、電子情報機器
US10381314B2 (en) 2013-02-28 2019-08-13 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing mounting member and method of manufacturing electronic component

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