JP2004253509A - 撮像素子モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂等の接着剤で、撮像素子チップを湾曲させて下地基材に固定する際に、接着剤の厚みを精密に制御することができる撮像素子モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】撮像素子モジュールの製造工程においては、撮像素子チップ１の反受光面に、スペーサ６を含有している接着剤４を塗布し、接着剤層を形成するる。次に、撮像素子チップ１の反受光面と下地基板５の湾曲部とが対向するようにして、下地基板５の上に撮像素子チップ１を位置合わせする。そして、加圧空気で撮像素子チップ１を下地基板５に向かって押圧して撮像素子チップ１と接着剤４とを同時に変形させ、撮像素子チップ１を、接着剤４を介して下地基板５の湾曲部に湾曲状態で密着させる。この後、接着剤４を硬化させ、撮像素子チップ１を湾曲状態で下地基板５に固定する。
【選択図】 図１
【解決手段】撮像素子モジュールの製造工程においては、撮像素子チップ１の反受光面に、スペーサ６を含有している接着剤４を塗布し、接着剤層を形成するる。次に、撮像素子チップ１の反受光面と下地基板５の湾曲部とが対向するようにして、下地基板５の上に撮像素子チップ１を位置合わせする。そして、加圧空気で撮像素子チップ１を下地基板５に向かって押圧して撮像素子チップ１と接着剤４とを同時に変形させ、撮像素子チップ１を、接着剤４を介して下地基板５の湾曲部に湾曲状態で密着させる。この後、接着剤４を硬化させ、撮像素子チップ１を湾曲状態で下地基板５に固定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下地基板の湾曲部に密着して固定されている湾曲した撮像素子チップを備えた撮像装置モジュールとその製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、医療用の内視鏡や携帯情報端末には、人工網膜チップやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などを備えた撮像素子モジュールが搭載されているが、この種の撮像素子モジュールでは、小型化や解像度の向上が強く求められている。しかし、従来の撮像素子モジュールでは、レンズの収差による影響を回避するため、レンズの数を多くしたり、いわゆるレンズずらしにより収差補正を行っている。このため、撮像素子モジュールの小型化や解像度の向上は、十分には達成されていない。
【０００３】
そこで、撮像素子チップを薄膜化し、受光部を湾曲させて凹形状にすることにより、レンズの数を低減して小型化を図るとともに解像度を向上させるようにした撮像素子モジュールが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。かかる撮像素子モジュールにおいて、撮像素子チップを湾曲させて実装する手法としては、撮像素子チップを、湾曲させることが可能な膜厚まで薄膜化し、湾曲形状を保持する基材上に接着剤などで固定するといった手法が用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献３には、底面に孔を有する凹形状のパッケージに、薄膜化された撮像素子チップを湾曲させて接着剤で固定するといった手法が開示されている。また、特許文献４には、撮像素子チップをエアで湾曲面を有する基材に押し付け、撮像素子チップを湾曲した状態で樹脂接着剤などで基材に固定するといった手法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０１−２０２９８９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１０８０７８号公報（段落［００１７］、図１）
【特許文献３】
特開２００１−１５６２７８号公報（段落［００１２］、図２）
【特許文献４】
特開２００１−２８４５６４号公報（段落［００３３］、図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、湾曲させた撮像素子チップの基材への固定には、簡易であることから、一般に、樹脂又は樹脂シート等の接着剤が用いられている。そして、かかる接着剤としては、通常、アミン、チオールなどを触媒として利用するエポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などの室温硬化型又は熱硬化型の接着剤が用いられている。また、紫外線照射により硬化する紫外線硬化接着剤や、硬化ではなく加熱による樹脂フローを利用した熱可塑性接着剤なども用いることが可能である。しかし、このような市販の接着剤をそのまま用いる場合、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、接着剤を用いた撮像素子の湾曲実装においては、湾曲後の形状、つまり湾曲面の寸法精度の均一性が非常に重要である。しかしながら、撮像素子チップを、湾曲構造をもつ基材に対して押圧ないし加圧して湾曲させ、撮像素子チップを基材に添わせる際に、撮像素子チップと基材との間に存在する樹脂接着剤が流動し、設計値どおりの湾曲率が得られないといった問題がある。また、接着剤層の膜厚が不均一となるので、撮像素子チップの表面に凹凸が発生し、設計値どおりの画像が得られないといった問題もある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、樹脂等の接着剤で、撮像素子チップを湾曲させて基材に固定する際に、接着剤の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは画像を実現することができる撮像素子モジュールないしその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる撮像素子モジュールの製造方法は、（ｉ）撮像素子チップの下地基板（下地基材）への取付面（反受光面）と、下地基板の湾曲部（湾曲面）の少なくとも一方に、スペーサを含有している樹脂層（接着剤層）を形成する工程と、（ｉｉ）撮像素子チップの上記取付面と下地基板の湾曲部とが対向するようにして、下地基板の上に撮像素子チップを位置合わせする工程と、（ｉｉｉ）撮像素子チップを下地基板に向かって押圧して撮像素子チップと樹脂層とを同時に変形させ、撮像素子チップを、樹脂層を介して下地基板の湾曲部に湾曲状態で密着させる工程と、（ｉｖ）撮像素子チップが樹脂層を介して下地基板の湾曲部に密着している状態で樹脂層を固化させ、撮像素子チップを下地基板に固定する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造方法を示しす図であり、より具体的には、スペーサを含んでいる接着剤で撮像素子チップを固定化するプロセスフローの主要な場面における撮像素子モジュールの断面を示している。
【００１１】
以下、図１を参照しつつ、実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造方法の全体像を説明する。
（１）撮像素子チップの位置合わせ
この撮像素子モジュールの製造工程においては、まず、薄膜化された撮像素子チップ１の、受光面とは反対側の広がり面、すなわち撮像素子チップ１の下地基板５への取付面（以下、この面を「反受光面」という。）に、スペーサ６を含有している接着剤４（樹脂接着剤）を塗布して接着剤層（樹脂層）を形成する。この接着剤４は、撮像素子チップ１と下地基板５とを固定するためのものである。スペーサ６は、撮像素子チップ１と下地基板５とに挟まれる接着剤４（接着剤層）の厚みを一定に保つために設けられている。
【００１２】
そして、撮像素子チップ１を、所定の凹状の湾曲部（湾曲面）備えた下地基板５の上の所定の位置に、撮像素子チップ１の反受光面と下地基板５の湾曲部とが対向するように位置合わせ（位置決め）する。この後、下地基板５の上に、下地基板５の一部と撮像素子チップ１とを覆うように、カバー２とシール３とを配置する。カバー２及びシール３は、撮像素子チップ１を空気で加圧するために設けられている。ここで、シール３は、空気で加圧する際に圧力が逃げないようにカバー２と下地基板５とを密着させるために設けられている。カバー２及びシール３の材料（材質）はとくには限定されるものではなく、空気加圧が可能であればどのような材料を用いてもよい。なお、下地基板５には、湾曲部のほぼ中心位置に、空気を抜くための貫通孔７が設けられている。
【００１３】
（２）撮像素子チップの貼り付け
撮像素子チップ１を位置合わせした後、カバー２とシール３と下地基板５とによって画成された空間部に、カバー２に設けられた穴から加圧空気を送り込み、撮像素子チップ１を下地基板５に向かって押圧（加圧）する。これにより、撮像素子チップ１と接着剤４とが同時に、下地基板の湾曲部に添う形状に変形し、接着剤４が下地基板５の湾曲部に密着する。かくして、撮像素子チップ１が、スペーサ６を含有している接着剤４を介して下地基板５の湾曲部に貼り付けられる。
【００１４】
（３）撮像素子チップの固定
撮像素子チップ１を下地基板５に貼り付けた後、撮像素子チップ１が接着剤４を介して下地基板５の湾曲部に密着している状態で、硬化処理手段８（加熱手段等）により接着剤４を硬化（固化）させ、撮像素子チップ１を下地基板５の湾曲部に固定する。
【００１５】
（４）撮像素子モジュールの完成
かくして、スペーサ６を含有している接着剤４により下地基板５の湾曲部に密着して固定されている湾曲した撮像素子チップ１を備えた撮像素子モジュールが完成する。
【００１６】
以下、この撮像素子モジュールの製造工程をより具体的に説明する。
この撮像素子モジュールの製造工程において、接着剤４（樹脂接着剤）としては、加熱により硬化する熱硬化性接着剤、紫外線などのエネルギ線の照射により硬化する紫外線硬化型接着剤、室温硬化型の接着剤、あるいは嫌気性の接着剤などを用いることができる。しかし、接着剤４は、これらに限定されるものではなく、撮像素子チップ１の湾曲形状を保持することができるものであれば、どのようなものでもよい。
【００１７】
接着剤４の形態（形状）は液状でもよく、またシートあるいはフィルムでもよい。ここでは、接着剤４を撮像素子チップ１の反受光面（裏面）に塗布することにより接着剤層を形成しているが、接着剤４を下地基板５に塗布して接着剤層を下地基板側に形成してもよい。また、接着面積もとくに限定されるものではなく、接着剤４が液状の場合は、撮像素子チップ１が下地基板５に固定ないし固着された後に余分な接着剤４が撮像素子チップ１の表面を汚染しない範囲で塗布すればよい。接着剤４が、シート状又はフィルム状の接着剤であれば、接着面積は、撮像素子チップ１のサイズより大きくてもよい。
【００１８】
接着剤４としては、例えば、紫外線硬化型接着剤であれば、Ｔｈｒｅｅｂｏｎｄ社製のアクリル系ＴＢ３０００、エポキシ系３１００、ＪＳＲ社製ＤＥＳＯＬＩＴＥなどを好適に用いることができる。ただし、ＵＶ硬化樹脂を用いる場合は、用いるＵＶ光に対して透明である基材、例えばアクリル樹脂などで成型された下地基板５を用いる必要がある。また、下地基板５を不透明基材であるアルミなどで形成する場合は、紫外線照射を必要としない接着剤を用いればよく、例えば、積水化学社製あるいは日東シンコー社製の熱硬化性樹脂又は熱可塑性の接着樹脂を用いることができる。
【００１９】
スペーサ６の材料（材質）は、とくには限定されず、例えば、樹脂、金属又はセラミックからなる粒子、あるいはこれらを混合した粒子（複合体）を用いることができる。接着剤４（接着剤層）へのスペーサ６の導入は、スペーサ６を接着剤４に予め混合して行うのが望ましい。しかし、予め撮像素子チップ１の反受光面又は下地基板５の湾曲部に、アルコール（例えば、エタノール、メタノール等）などの揮発性の高い有機溶剤中にスペーサ材料を混合した液（溶液）を塗布することによりスペーサ６を形成してもよい。また、接着剤４に粒子状のスペーサ６を混合するのではなく、撮像素子チップ１や下地基板５の上に、感光性樹脂などを用いて柱状のスペーサ（スペーサ部）を形成しておき、この後に接着剤４を塗布するようにしてもよい。
【００２０】
具体的には、例えば、スペーサ６として、積水化学社製のミクロパールなどを用いることができる。撮像素子チップ１の反受光面（裏面）や下地基板５に柱状のスペーサを形成する場合は、ＪＳＲ社製のオプトマーＰＣ・ＮＭなどを好適に用いることができ、対応するマスクと写真製版処理とを行うことによりスペーサを形成することができる。スペーサ６を含む接着剤４（接着剤層）の厚みは、とくには限定されるものではないが、撮像素子チップ１の膜厚よりも薄いのが望ましく、例えば１０μｍ以下であるのが望ましい。これに伴い、用いるスペーサ６の高さあるいは粒子の直径は１０μｍ以下であるのが望ましい。
【００２１】
また、スペーサ６を含む接着剤４（接着剤層）は、撮像素子チップ側に形成しても、また下地基板側に形成してもよい。なお、ここでは詳しい説明は省略するが、接着剤層の形成には、接着剤が液状樹脂である場合は、限定されるわけではないが、インクジェット方式、あるいはマイクロディスペンスなどを用いることができる。また、シート状の接着剤を用いる場合は、ラミネートプロセスや真空プレスプロセス等により、薄膜状の撮像素子チップ１を破損しないように貼り付ければよい。この後、接着剤４を伴った面を下地基板側に向けて、撮像素子チップ１の受光面（表面）側から加圧空気などで圧力を加えて、撮像素子チップ１と接着剤層とを同時に変形させ、撮像素子チップ１ないし接着剤層を下地基板５の湾曲部の形状の添わせて密着させる。
【００２２】
この実施の形態１では、下地基板５に、撮像素子チップ１と下地基板５との間の空気を逃がしたり、余分な接着剤４を逃がすための貫通孔７を形成しているが、この貫通孔７は必須のものではなく、必要に応じて設ければよい。このように、撮像素子チップ１を下地基板５に密着させた後、必要に応じて加圧状態を保持して接着剤４の硬化プロセスに応じた処理を行う。例えば、紫外線硬化型の接着剤を用いる場合は、下地基板側から接着面に紫外線を照射する。
【００２３】
また、熱硬化型の接着剤を用いる場合は、加熱処理を行う。なお、加熱などを必要としない室温硬化型の接着剤を用いる場合は、単純に加圧状態を保持するだけで、硬化反応を行わせる。接着剤４が十分に硬化し、撮像素子チップ１を湾曲状態で固定した後、加圧空気の供給を停止し、加圧のための治具を除去し、撮像素子チップ１が湾曲状態で下地基板５に固定された撮像素子モジュールを得る。
【００２４】
なお、この実施の形態１では、撮像素子チップ１を湾曲させて下地基板５に固定する手法を説明しているが、この手法は、半導体素子、薄膜磁気ヘッド、あるいはセンサなどを曲面状に実装する手法としても有効に用いることができる。
【００２５】
以上、実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤４で、撮像素子チップ１を湾曲させて下地基材５に固定する際に、スペーサ６により接着剤４の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００２６】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２を説明する。しかし、実施の形態２にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法の基本的な概念は、実施の形態１にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法と共通であり、実施の形態２は実施の形態１よりも、本発明をより具体的ないしはより特定的に説明するものである。したがって、実施の形態１における前記の説明は、基本的には実施の形態２にも当てはまるものである。このため、実施の形態１と重複する説明は適宜省略し、以下では、主として実施の形態２に特有の構成ないし特徴を説明する。なお、これは、後記の実施の形態３〜５についても同様である。
【００２７】
図２は、実施の形態２にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図２において、２１は撮像素子チップであり、２２はカバーであり、２３はシールであり、２４は接着剤（接着剤層）であり、２５は下地基板（アクリル樹脂基板）であり、２６はスペーサであり、２７は貫通孔であり、２８は紫外線である。
【００２８】
実施の形態２では、撮像素子チップ２１の膜厚は２０μｍであり、平面視における形状は、６ｍｍ×６ｍｍの矩形である。カバー２２及びシール２３は、実施の形態１と同様に撮像素子チップ２１を空気で加圧するためのものである。接着剤２４は、撮像素子チップ２１と下地基板２５（アクリル樹脂基板）とを固定するためのものである。下地基板２５は、アクリル樹脂で成型されたアクリル樹脂基板である。接着剤２４は、Ｔｈｒｅｅｂｏｎｄ社製の紫外線硬化型アクリル系接着剤ＴＢ３０５２Ｂであり、この接着剤２４に予めスペーサ２６が混合されている。スペーサ２６は、積水化学工業社製のミクロパールＳＰＳ（直径８μｍ）である。
【００２９】
実施の形態２では、マイクロディスペンサ（図示せず）を用いて、スペーサ２６を含有する接着剤２４を撮像素子チップ２１に塗布しておく。そして、撮像素子チップ２１を下地基板２５の所定の箇所に位置合わせした後、下地基板２５の一部と撮像素子チップ２１とを覆うように、カバー２２とシール２３とを配置する。次に、カバー２２に設けられた穴からカバー内に空気を送り込み、９８Ｎ／ｃｍ２（１０Ｋｇ／ｃｍ２）の加圧空気で撮像素子チップ２１を加圧し、撮像素子チップ２１を下地基板２５の湾曲部に添う形に変形させて、接着剤２４（接着剤層）を下地基板２５に密着させる。
【００３０】
次に、ＵＳＨＩＯ社製の紫外線照射装置スポットキュアＵＩＳ−５０１０１ＡＡを用いて、下地基板２５側から２０秒間だけ紫外線２８を照射し、接着剤２４を硬化させる。この後、カバー２２及びシール２３を取り除いて、撮像素子モジュールを得る。この撮像素子モジュールでは、接着剤２４層の厚みは９μｍであった。また、得られた撮像素子チップ２１の表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、±０．１μｍの精度の湾曲面が形成されていることが分かった。
【００３１】
以上、実施の形態２にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤２４で、撮像素子チップ２１を湾曲させて下地基材２５に固定する際に、スペーサ２６により接着剤２４の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００３２】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３を説明する。
図３は、実施の形態３にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図３において、３１は撮像素子チップであり、３２はスペーサであり、３３は接着剤シートであり、３４は加圧治具であり、３５はカバーであり、３６はシールであり、３７は下地基板（アルミ基板）であり、３８は排気であり、３９は加熱処理手段である。
【００３３】
実施の形態３では、撮像素子チップ３１の膜厚は２０μｍである。スペーサ３２は、積水化学工業社製ミクロパールＳＩ（シリカ、粒径８μｍ）である。接着剤シート３３（接着剤樹脂シート）は、日東シンコー社製熱可塑性接着剤Ｂ−ＲＬ７２（膜厚１０μｍ）である。図示していないが、エタノール中にスペーサ３２を分散させた液を、撮像素子チップ３１の反受光面（裏面）上にスプレー塗布し、６０℃で１０秒間乾燥させ、スペーサ粒子を撮像素子チップ３１の反受光面上に付着させた後、接着剤シート３３を７０℃で加熱しながら圧着し、チップシートを作製する。
【００３４】
次に、撮像素子チップ３１を、湾曲部を有する下地基板３７（アルミ基板）の所定の位置に位置合わせする。そして、加圧治具３４とシール３６とを備えたカバー３５で撮像素子チップ３１を覆い、カバー３５内の空気を真空ポンプ（図示せず）で１０−３ｔｏｒｒ程度になるように排気する。次に、排気したまま加圧治具３４で撮像素子チップ３１を徐々に湾曲させ、最大７８．４Ｎ／ｃｍ２（８Ｋｇ／ｃｍ２）の圧力で、撮像素子チップ３１ないし接着剤シート３３を下地基板３７（アルミ基板）の湾曲部に密着させる。
【００３５】
さらに、加熱処理手段３９により、７０℃で１０分間加熱した後、室温まで冷却することにより、撮像素子チップ３１を下地基板３７に湾曲させたまま固定し、撮像素子モジュールを得る。得られた撮像素子チップ３１の表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、±０．１μｍの精度の湾曲面が形成されていることが分かった。
【００３６】
以上、実施の形態３にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤シート３３で、撮像素子チップ３１を湾曲させて下地基材３７（アルミ基板）に固定する際に、スペーサ３２により接着剤シート３３の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００３７】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４を説明する。
図４は、実施の形態４にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図４において、４１は撮像素子チップであり、４２はスペーサであり、４３は接着剤シートであり、４４は加圧治具であり、４５はカバーであり、４６はシールであり、４７は下地基板（アルミ基板）であり、４８は排気であり、４９は加熱処理手段である。
【００３８】
実施の形態４では、撮像素子チップ４１の膜厚は２０μｍである。スペーサ４２は、積水化学工業社製ミクロパールＳＩ（シリカ、粒径８μｍ）である。接着剤樹脂シート４３は、日東シンコー社製熱可塑性接着剤（膜厚１０μｍ）である。図示していないが、エタノール中にスペーサ４２を分散させた液（溶液）を、撮像素子チップ４１の反受光面（裏面）上にスプレー塗布し、６０℃で１０秒間乾燥させ、スペーサ粒子を撮像素子チップ３１の反受光面上に付着させる。この後、積水化学工業社製の粘着剤シート５５１６（膜厚１０μｍ）を下地基板４７の湾曲部に形成する。
【００３９】
さらに、撮像素子チップ４１を、湾曲部を備えた下地基板４７（アルミ基板）の所定の箇所に位置合わせする。この後、加圧治具４４とシール４６とを備えたカバー４５で撮像素子チップ４１を覆い、カバー４５内の空気を真空ポンプ（図示せず）で１０−３ｔｏｒｒ程度になるように排気する。次に、排気したまま加圧治具４４で撮像素子チップ４１を徐々に湾曲させて、最大７８．４Ｎ／ｃｍ２（８Ｋｇ／ｃｍ２）の圧力で、撮像素子チップ４１ないし接着剤シート４３を、下地基板４７（アルミ基板）の湾曲部に密着させる。
【００４０】
さらに、加熱処理手段４９により、８０℃で１０分間加熱した後、室温まで冷却することにより、撮像素子チップ４１を下地基板４７に湾曲させたまま固定し、撮像素子モジュールを得る。また、得られた撮像素子チップ４１の表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、±０．１μｍの精度の湾曲面が形成されていることが分かった。
【００４１】
以上、実施の形態４にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤シート４３で、撮像素子チップ４１を湾曲させて下地基材４７（アルミ基板）に固定する際に、スペーサ４２により接着剤シート４３の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００４２】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５を説明する。
図５は、実施の形態５にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図５において、５１は撮像素子チップであり、５２はスペーサであり、５３は接着剤シートであり、５４は加圧治具であり、５５はカバーであり、５６はシールであり、５７は下地基板（アルミ基板）であり、５８は排気であり、５９は加熱処理手段である。
【００４３】
図５に示すように、実施の形態５では、粒子状のスペーサを用いるのではなく、撮像素子チップ５１の反受光面（裏面）に、感光性樹脂などを用いて、柱状のスペーサ５２（スペーサ部）を形成する。その他の点については、前記の実施の形態４と同一である。
【００４４】
以上、実施の形態５にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤シート５３で、撮像素子チップ５１を湾曲させて下地基材５７（アルミ基板）に固定する際に、撮像素子チップ５１自体に形成得されたスペーサ５２により接着剤シート５３の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００４５】
以下、本発明にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法との比較のため、若干の比較例を説明する。
比較例１．
比較例１では、接着剤をスペーサを含有しない紫外線硬化樹脂としたこと以外は、実施の形態２と同様のプロセスを用いて湾曲型の撮像素子モジュールを製造した。そして、得られた撮像素子チップの表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、素子表面の均一性は±２．０μｍであり、とくに中心部では湾曲率が大きく変化していることが分かった。
【００４６】
比較例２．
比較例２では、スペーサを付着させないこと以外は、実施の形態３と同様のプロセスを用いて湾曲型の撮像素子モジュールを製造した。そして、得られた撮像素子チップの表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、素子表面の均一性は±２．０μｍであることが分かった。
【００４７】
図６に、本発明の実施の形態２〜３にかかる撮像素子モジュールと、比較例１〜２にかかる撮像素子モジュールとについて、撮像素子チップを下地基板に固定した後における撮像素子チップの表面形状を、下地基板の湾曲部の表面形状とともに、模式的に示す。図６から明らかなとおり、本発明の実施の形態２〜３では、いずれも、撮像素子チップの表面は凹凸がなく滑らかであり、したがって撮像素子チップの厚さは均一であることがわかる。なお、比較例１〜２では、撮像素子チップの表面には凹凸があり、したがって撮像素子チップの厚さが不均一であることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像素子チップと下地基板とを接着固定化するための樹脂層中にスペーサを設けているので、樹脂層の膜厚を均一に保持することができ、湾曲した撮像素子チップの表面の均一性を向上させることができ、美しい画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態２〜３にかかる撮像素子モジュールと、比較例１〜２にかかる撮像素子モジュールとについて、撮像素子チップの表面形状を測定した結果を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 撮像素子チップ、 ２ チップを空気で加圧するためのカバー、 ３ シール、 ４ 接着剤、 ５ 湾曲部を備えた下地基板、 ６ 接着剤層に含まれているスペーサ、 ７ 下地基板に設けられた貫通孔、 ８ 硬化処理手段、 ２１ 撮像素子チップ、 ２２ カバー、 ２３ シール、 ２４ 接着剤、 ２５ 下地基板（アクリル樹脂基板）、 ２６ スペーサ、 ２７ 貫通孔、 ２８ 紫外線、 ３１ 撮像素子チップ、 ３２ スペーサ、 ３３ 接着剤シート、 ３４ 加圧治具、 ３５ カバー、 ３６ シール、 ３７ 下地基板（アルミ基板）、 ３８ 排気、 ３９ 加熱処理手段、 ４１ 撮像素子チップ、 ４２ スペーサ、 ４３ 接着剤シート、 ４４ 加圧治具、 ４５ カバー、 ４６ シール、 ４７ 下地基板（アルミ基板）、 ４８ 排気、 ４９ 加熱処理手段、 ５１ 撮像素子チップ、 ５２ スペーサ、 ５３ 接着剤シート、 ５４ 加圧治具、 ５５ カバー、 ５６ シール、 ５７ 下地基板（アルミ基板）、 ５８ 排気、 ５９ 加熱処理手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、下地基板の湾曲部に密着して固定されている湾曲した撮像素子チップを備えた撮像装置モジュールとその製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、医療用の内視鏡や携帯情報端末には、人工網膜チップやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などを備えた撮像素子モジュールが搭載されているが、この種の撮像素子モジュールでは、小型化や解像度の向上が強く求められている。しかし、従来の撮像素子モジュールでは、レンズの収差による影響を回避するため、レンズの数を多くしたり、いわゆるレンズずらしにより収差補正を行っている。このため、撮像素子モジュールの小型化や解像度の向上は、十分には達成されていない。
【０００３】
そこで、撮像素子チップを薄膜化し、受光部を湾曲させて凹形状にすることにより、レンズの数を低減して小型化を図るとともに解像度を向上させるようにした撮像素子モジュールが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。かかる撮像素子モジュールにおいて、撮像素子チップを湾曲させて実装する手法としては、撮像素子チップを、湾曲させることが可能な膜厚まで薄膜化し、湾曲形状を保持する基材上に接着剤などで固定するといった手法が用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献３には、底面に孔を有する凹形状のパッケージに、薄膜化された撮像素子チップを湾曲させて接着剤で固定するといった手法が開示されている。また、特許文献４には、撮像素子チップをエアで湾曲面を有する基材に押し付け、撮像素子チップを湾曲した状態で樹脂接着剤などで基材に固定するといった手法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０１−２０２９８９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１０８０７８号公報（段落［００１７］、図１）
【特許文献３】
特開２００１−１５６２７８号公報（段落［００１２］、図２）
【特許文献４】
特開２００１−２８４５６４号公報（段落［００３３］、図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、湾曲させた撮像素子チップの基材への固定には、簡易であることから、一般に、樹脂又は樹脂シート等の接着剤が用いられている。そして、かかる接着剤としては、通常、アミン、チオールなどを触媒として利用するエポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などの室温硬化型又は熱硬化型の接着剤が用いられている。また、紫外線照射により硬化する紫外線硬化接着剤や、硬化ではなく加熱による樹脂フローを利用した熱可塑性接着剤なども用いることが可能である。しかし、このような市販の接着剤をそのまま用いる場合、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、接着剤を用いた撮像素子の湾曲実装においては、湾曲後の形状、つまり湾曲面の寸法精度の均一性が非常に重要である。しかしながら、撮像素子チップを、湾曲構造をもつ基材に対して押圧ないし加圧して湾曲させ、撮像素子チップを基材に添わせる際に、撮像素子チップと基材との間に存在する樹脂接着剤が流動し、設計値どおりの湾曲率が得られないといった問題がある。また、接着剤層の膜厚が不均一となるので、撮像素子チップの表面に凹凸が発生し、設計値どおりの画像が得られないといった問題もある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、樹脂等の接着剤で、撮像素子チップを湾曲させて基材に固定する際に、接着剤の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは画像を実現することができる撮像素子モジュールないしその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる撮像素子モジュールの製造方法は、（ｉ）撮像素子チップの下地基板（下地基材）への取付面（反受光面）と、下地基板の湾曲部（湾曲面）の少なくとも一方に、スペーサを含有している樹脂層（接着剤層）を形成する工程と、（ｉｉ）撮像素子チップの上記取付面と下地基板の湾曲部とが対向するようにして、下地基板の上に撮像素子チップを位置合わせする工程と、（ｉｉｉ）撮像素子チップを下地基板に向かって押圧して撮像素子チップと樹脂層とを同時に変形させ、撮像素子チップを、樹脂層を介して下地基板の湾曲部に湾曲状態で密着させる工程と、（ｉｖ）撮像素子チップが樹脂層を介して下地基板の湾曲部に密着している状態で樹脂層を固化させ、撮像素子チップを下地基板に固定する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造方法を示しす図であり、より具体的には、スペーサを含んでいる接着剤で撮像素子チップを固定化するプロセスフローの主要な場面における撮像素子モジュールの断面を示している。
【００１１】
以下、図１を参照しつつ、実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造方法の全体像を説明する。
（１）撮像素子チップの位置合わせ
この撮像素子モジュールの製造工程においては、まず、薄膜化された撮像素子チップ１の、受光面とは反対側の広がり面、すなわち撮像素子チップ１の下地基板５への取付面（以下、この面を「反受光面」という。）に、スペーサ６を含有している接着剤４（樹脂接着剤）を塗布して接着剤層（樹脂層）を形成する。この接着剤４は、撮像素子チップ１と下地基板５とを固定するためのものである。スペーサ６は、撮像素子チップ１と下地基板５とに挟まれる接着剤４（接着剤層）の厚みを一定に保つために設けられている。
【００１２】
そして、撮像素子チップ１を、所定の凹状の湾曲部（湾曲面）備えた下地基板５の上の所定の位置に、撮像素子チップ１の反受光面と下地基板５の湾曲部とが対向するように位置合わせ（位置決め）する。この後、下地基板５の上に、下地基板５の一部と撮像素子チップ１とを覆うように、カバー２とシール３とを配置する。カバー２及びシール３は、撮像素子チップ１を空気で加圧するために設けられている。ここで、シール３は、空気で加圧する際に圧力が逃げないようにカバー２と下地基板５とを密着させるために設けられている。カバー２及びシール３の材料（材質）はとくには限定されるものではなく、空気加圧が可能であればどのような材料を用いてもよい。なお、下地基板５には、湾曲部のほぼ中心位置に、空気を抜くための貫通孔７が設けられている。
【００１３】
（２）撮像素子チップの貼り付け
撮像素子チップ１を位置合わせした後、カバー２とシール３と下地基板５とによって画成された空間部に、カバー２に設けられた穴から加圧空気を送り込み、撮像素子チップ１を下地基板５に向かって押圧（加圧）する。これにより、撮像素子チップ１と接着剤４とが同時に、下地基板の湾曲部に添う形状に変形し、接着剤４が下地基板５の湾曲部に密着する。かくして、撮像素子チップ１が、スペーサ６を含有している接着剤４を介して下地基板５の湾曲部に貼り付けられる。
【００１４】
（３）撮像素子チップの固定
撮像素子チップ１を下地基板５に貼り付けた後、撮像素子チップ１が接着剤４を介して下地基板５の湾曲部に密着している状態で、硬化処理手段８（加熱手段等）により接着剤４を硬化（固化）させ、撮像素子チップ１を下地基板５の湾曲部に固定する。
【００１５】
（４）撮像素子モジュールの完成
かくして、スペーサ６を含有している接着剤４により下地基板５の湾曲部に密着して固定されている湾曲した撮像素子チップ１を備えた撮像素子モジュールが完成する。
【００１６】
以下、この撮像素子モジュールの製造工程をより具体的に説明する。
この撮像素子モジュールの製造工程において、接着剤４（樹脂接着剤）としては、加熱により硬化する熱硬化性接着剤、紫外線などのエネルギ線の照射により硬化する紫外線硬化型接着剤、室温硬化型の接着剤、あるいは嫌気性の接着剤などを用いることができる。しかし、接着剤４は、これらに限定されるものではなく、撮像素子チップ１の湾曲形状を保持することができるものであれば、どのようなものでもよい。
【００１７】
接着剤４の形態（形状）は液状でもよく、またシートあるいはフィルムでもよい。ここでは、接着剤４を撮像素子チップ１の反受光面（裏面）に塗布することにより接着剤層を形成しているが、接着剤４を下地基板５に塗布して接着剤層を下地基板側に形成してもよい。また、接着面積もとくに限定されるものではなく、接着剤４が液状の場合は、撮像素子チップ１が下地基板５に固定ないし固着された後に余分な接着剤４が撮像素子チップ１の表面を汚染しない範囲で塗布すればよい。接着剤４が、シート状又はフィルム状の接着剤であれば、接着面積は、撮像素子チップ１のサイズより大きくてもよい。
【００１８】
接着剤４としては、例えば、紫外線硬化型接着剤であれば、Ｔｈｒｅｅｂｏｎｄ社製のアクリル系ＴＢ３０００、エポキシ系３１００、ＪＳＲ社製ＤＥＳＯＬＩＴＥなどを好適に用いることができる。ただし、ＵＶ硬化樹脂を用いる場合は、用いるＵＶ光に対して透明である基材、例えばアクリル樹脂などで成型された下地基板５を用いる必要がある。また、下地基板５を不透明基材であるアルミなどで形成する場合は、紫外線照射を必要としない接着剤を用いればよく、例えば、積水化学社製あるいは日東シンコー社製の熱硬化性樹脂又は熱可塑性の接着樹脂を用いることができる。
【００１９】
スペーサ６の材料（材質）は、とくには限定されず、例えば、樹脂、金属又はセラミックからなる粒子、あるいはこれらを混合した粒子（複合体）を用いることができる。接着剤４（接着剤層）へのスペーサ６の導入は、スペーサ６を接着剤４に予め混合して行うのが望ましい。しかし、予め撮像素子チップ１の反受光面又は下地基板５の湾曲部に、アルコール（例えば、エタノール、メタノール等）などの揮発性の高い有機溶剤中にスペーサ材料を混合した液（溶液）を塗布することによりスペーサ６を形成してもよい。また、接着剤４に粒子状のスペーサ６を混合するのではなく、撮像素子チップ１や下地基板５の上に、感光性樹脂などを用いて柱状のスペーサ（スペーサ部）を形成しておき、この後に接着剤４を塗布するようにしてもよい。
【００２０】
具体的には、例えば、スペーサ６として、積水化学社製のミクロパールなどを用いることができる。撮像素子チップ１の反受光面（裏面）や下地基板５に柱状のスペーサを形成する場合は、ＪＳＲ社製のオプトマーＰＣ・ＮＭなどを好適に用いることができ、対応するマスクと写真製版処理とを行うことによりスペーサを形成することができる。スペーサ６を含む接着剤４（接着剤層）の厚みは、とくには限定されるものではないが、撮像素子チップ１の膜厚よりも薄いのが望ましく、例えば１０μｍ以下であるのが望ましい。これに伴い、用いるスペーサ６の高さあるいは粒子の直径は１０μｍ以下であるのが望ましい。
【００２１】
また、スペーサ６を含む接着剤４（接着剤層）は、撮像素子チップ側に形成しても、また下地基板側に形成してもよい。なお、ここでは詳しい説明は省略するが、接着剤層の形成には、接着剤が液状樹脂である場合は、限定されるわけではないが、インクジェット方式、あるいはマイクロディスペンスなどを用いることができる。また、シート状の接着剤を用いる場合は、ラミネートプロセスや真空プレスプロセス等により、薄膜状の撮像素子チップ１を破損しないように貼り付ければよい。この後、接着剤４を伴った面を下地基板側に向けて、撮像素子チップ１の受光面（表面）側から加圧空気などで圧力を加えて、撮像素子チップ１と接着剤層とを同時に変形させ、撮像素子チップ１ないし接着剤層を下地基板５の湾曲部の形状の添わせて密着させる。
【００２２】
この実施の形態１では、下地基板５に、撮像素子チップ１と下地基板５との間の空気を逃がしたり、余分な接着剤４を逃がすための貫通孔７を形成しているが、この貫通孔７は必須のものではなく、必要に応じて設ければよい。このように、撮像素子チップ１を下地基板５に密着させた後、必要に応じて加圧状態を保持して接着剤４の硬化プロセスに応じた処理を行う。例えば、紫外線硬化型の接着剤を用いる場合は、下地基板側から接着面に紫外線を照射する。
【００２３】
また、熱硬化型の接着剤を用いる場合は、加熱処理を行う。なお、加熱などを必要としない室温硬化型の接着剤を用いる場合は、単純に加圧状態を保持するだけで、硬化反応を行わせる。接着剤４が十分に硬化し、撮像素子チップ１を湾曲状態で固定した後、加圧空気の供給を停止し、加圧のための治具を除去し、撮像素子チップ１が湾曲状態で下地基板５に固定された撮像素子モジュールを得る。
【００２４】
なお、この実施の形態１では、撮像素子チップ１を湾曲させて下地基板５に固定する手法を説明しているが、この手法は、半導体素子、薄膜磁気ヘッド、あるいはセンサなどを曲面状に実装する手法としても有効に用いることができる。
【００２５】
以上、実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤４で、撮像素子チップ１を湾曲させて下地基材５に固定する際に、スペーサ６により接着剤４の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００２６】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２を説明する。しかし、実施の形態２にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法の基本的な概念は、実施の形態１にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法と共通であり、実施の形態２は実施の形態１よりも、本発明をより具体的ないしはより特定的に説明するものである。したがって、実施の形態１における前記の説明は、基本的には実施の形態２にも当てはまるものである。このため、実施の形態１と重複する説明は適宜省略し、以下では、主として実施の形態２に特有の構成ないし特徴を説明する。なお、これは、後記の実施の形態３〜５についても同様である。
【００２７】
図２は、実施の形態２にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図２において、２１は撮像素子チップであり、２２はカバーであり、２３はシールであり、２４は接着剤（接着剤層）であり、２５は下地基板（アクリル樹脂基板）であり、２６はスペーサであり、２７は貫通孔であり、２８は紫外線である。
【００２８】
実施の形態２では、撮像素子チップ２１の膜厚は２０μｍであり、平面視における形状は、６ｍｍ×６ｍｍの矩形である。カバー２２及びシール２３は、実施の形態１と同様に撮像素子チップ２１を空気で加圧するためのものである。接着剤２４は、撮像素子チップ２１と下地基板２５（アクリル樹脂基板）とを固定するためのものである。下地基板２５は、アクリル樹脂で成型されたアクリル樹脂基板である。接着剤２４は、Ｔｈｒｅｅｂｏｎｄ社製の紫外線硬化型アクリル系接着剤ＴＢ３０５２Ｂであり、この接着剤２４に予めスペーサ２６が混合されている。スペーサ２６は、積水化学工業社製のミクロパールＳＰＳ（直径８μｍ）である。
【００２９】
実施の形態２では、マイクロディスペンサ（図示せず）を用いて、スペーサ２６を含有する接着剤２４を撮像素子チップ２１に塗布しておく。そして、撮像素子チップ２１を下地基板２５の所定の箇所に位置合わせした後、下地基板２５の一部と撮像素子チップ２１とを覆うように、カバー２２とシール２３とを配置する。次に、カバー２２に設けられた穴からカバー内に空気を送り込み、９８Ｎ／ｃｍ２（１０Ｋｇ／ｃｍ２）の加圧空気で撮像素子チップ２１を加圧し、撮像素子チップ２１を下地基板２５の湾曲部に添う形に変形させて、接着剤２４（接着剤層）を下地基板２５に密着させる。
【００３０】
次に、ＵＳＨＩＯ社製の紫外線照射装置スポットキュアＵＩＳ−５０１０１ＡＡを用いて、下地基板２５側から２０秒間だけ紫外線２８を照射し、接着剤２４を硬化させる。この後、カバー２２及びシール２３を取り除いて、撮像素子モジュールを得る。この撮像素子モジュールでは、接着剤２４層の厚みは９μｍであった。また、得られた撮像素子チップ２１の表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、±０．１μｍの精度の湾曲面が形成されていることが分かった。
【００３１】
以上、実施の形態２にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤２４で、撮像素子チップ２１を湾曲させて下地基材２５に固定する際に、スペーサ２６により接着剤２４の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００３２】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３を説明する。
図３は、実施の形態３にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図３において、３１は撮像素子チップであり、３２はスペーサであり、３３は接着剤シートであり、３４は加圧治具であり、３５はカバーであり、３６はシールであり、３７は下地基板（アルミ基板）であり、３８は排気であり、３９は加熱処理手段である。
【００３３】
実施の形態３では、撮像素子チップ３１の膜厚は２０μｍである。スペーサ３２は、積水化学工業社製ミクロパールＳＩ（シリカ、粒径８μｍ）である。接着剤シート３３（接着剤樹脂シート）は、日東シンコー社製熱可塑性接着剤Ｂ−ＲＬ７２（膜厚１０μｍ）である。図示していないが、エタノール中にスペーサ３２を分散させた液を、撮像素子チップ３１の反受光面（裏面）上にスプレー塗布し、６０℃で１０秒間乾燥させ、スペーサ粒子を撮像素子チップ３１の反受光面上に付着させた後、接着剤シート３３を７０℃で加熱しながら圧着し、チップシートを作製する。
【００３４】
次に、撮像素子チップ３１を、湾曲部を有する下地基板３７（アルミ基板）の所定の位置に位置合わせする。そして、加圧治具３４とシール３６とを備えたカバー３５で撮像素子チップ３１を覆い、カバー３５内の空気を真空ポンプ（図示せず）で１０−３ｔｏｒｒ程度になるように排気する。次に、排気したまま加圧治具３４で撮像素子チップ３１を徐々に湾曲させ、最大７８．４Ｎ／ｃｍ２（８Ｋｇ／ｃｍ２）の圧力で、撮像素子チップ３１ないし接着剤シート３３を下地基板３７（アルミ基板）の湾曲部に密着させる。
【００３５】
さらに、加熱処理手段３９により、７０℃で１０分間加熱した後、室温まで冷却することにより、撮像素子チップ３１を下地基板３７に湾曲させたまま固定し、撮像素子モジュールを得る。得られた撮像素子チップ３１の表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、±０．１μｍの精度の湾曲面が形成されていることが分かった。
【００３６】
以上、実施の形態３にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤シート３３で、撮像素子チップ３１を湾曲させて下地基材３７（アルミ基板）に固定する際に、スペーサ３２により接着剤シート３３の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００３７】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４を説明する。
図４は、実施の形態４にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図４において、４１は撮像素子チップであり、４２はスペーサであり、４３は接着剤シートであり、４４は加圧治具であり、４５はカバーであり、４６はシールであり、４７は下地基板（アルミ基板）であり、４８は排気であり、４９は加熱処理手段である。
【００３８】
実施の形態４では、撮像素子チップ４１の膜厚は２０μｍである。スペーサ４２は、積水化学工業社製ミクロパールＳＩ（シリカ、粒径８μｍ）である。接着剤樹脂シート４３は、日東シンコー社製熱可塑性接着剤（膜厚１０μｍ）である。図示していないが、エタノール中にスペーサ４２を分散させた液（溶液）を、撮像素子チップ４１の反受光面（裏面）上にスプレー塗布し、６０℃で１０秒間乾燥させ、スペーサ粒子を撮像素子チップ３１の反受光面上に付着させる。この後、積水化学工業社製の粘着剤シート５５１６（膜厚１０μｍ）を下地基板４７の湾曲部に形成する。
【００３９】
さらに、撮像素子チップ４１を、湾曲部を備えた下地基板４７（アルミ基板）の所定の箇所に位置合わせする。この後、加圧治具４４とシール４６とを備えたカバー４５で撮像素子チップ４１を覆い、カバー４５内の空気を真空ポンプ（図示せず）で１０−３ｔｏｒｒ程度になるように排気する。次に、排気したまま加圧治具４４で撮像素子チップ４１を徐々に湾曲させて、最大７８．４Ｎ／ｃｍ２（８Ｋｇ／ｃｍ２）の圧力で、撮像素子チップ４１ないし接着剤シート４３を、下地基板４７（アルミ基板）の湾曲部に密着させる。
【００４０】
さらに、加熱処理手段４９により、８０℃で１０分間加熱した後、室温まで冷却することにより、撮像素子チップ４１を下地基板４７に湾曲させたまま固定し、撮像素子モジュールを得る。また、得られた撮像素子チップ４１の表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、±０．１μｍの精度の湾曲面が形成されていることが分かった。
【００４１】
以上、実施の形態４にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤シート４３で、撮像素子チップ４１を湾曲させて下地基材４７（アルミ基板）に固定する際に、スペーサ４２により接着剤シート４３の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００４２】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５を説明する。
図５は、実施の形態５にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法を示す図である。図５において、５１は撮像素子チップであり、５２はスペーサであり、５３は接着剤シートであり、５４は加圧治具であり、５５はカバーであり、５６はシールであり、５７は下地基板（アルミ基板）であり、５８は排気であり、５９は加熱処理手段である。
【００４３】
図５に示すように、実施の形態５では、粒子状のスペーサを用いるのではなく、撮像素子チップ５１の反受光面（裏面）に、感光性樹脂などを用いて、柱状のスペーサ５２（スペーサ部）を形成する。その他の点については、前記の実施の形態４と同一である。
【００４４】
以上、実施の形態５にかかる撮像素子モジュールの製造方法によれば、接着剤シート５３で、撮像素子チップ５１を湾曲させて下地基材５７（アルミ基板）に固定する際に、撮像素子チップ５１自体に形成得されたスペーサ５２により接着剤シート５３の厚みを精密に制御することができ、ひいては設計値どおりの湾曲率ないしは良好な画像を実現することができる。
【００４５】
以下、本発明にかかる撮像素子モジュールないしその製造方法との比較のため、若干の比較例を説明する。
比較例１．
比較例１では、接着剤をスペーサを含有しない紫外線硬化樹脂としたこと以外は、実施の形態２と同様のプロセスを用いて湾曲型の撮像素子モジュールを製造した。そして、得られた撮像素子チップの表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、素子表面の均一性は±２．０μｍであり、とくに中心部では湾曲率が大きく変化していることが分かった。
【００４６】
比較例２．
比較例２では、スペーサを付着させないこと以外は、実施の形態３と同様のプロセスを用いて湾曲型の撮像素子モジュールを製造した。そして、得られた撮像素子チップの表面形状を、ＫＥＹＥＮＣＥ−ＬＫ０１０レーザ変位計で測定したところ、素子表面の均一性は±２．０μｍであることが分かった。
【００４７】
図６に、本発明の実施の形態２〜３にかかる撮像素子モジュールと、比較例１〜２にかかる撮像素子モジュールとについて、撮像素子チップを下地基板に固定した後における撮像素子チップの表面形状を、下地基板の湾曲部の表面形状とともに、模式的に示す。図６から明らかなとおり、本発明の実施の形態２〜３では、いずれも、撮像素子チップの表面は凹凸がなく滑らかであり、したがって撮像素子チップの厚さは均一であることがわかる。なお、比較例１〜２では、撮像素子チップの表面には凹凸があり、したがって撮像素子チップの厚さが不均一であることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像素子チップと下地基板とを接着固定化するための樹脂層中にスペーサを設けているので、樹脂層の膜厚を均一に保持することができ、湾曲した撮像素子チップの表面の均一性を向上させることができ、美しい画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかる撮像素子モジュールの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態２〜３にかかる撮像素子モジュールと、比較例１〜２にかかる撮像素子モジュールとについて、撮像素子チップの表面形状を測定した結果を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 撮像素子チップ、 ２ チップを空気で加圧するためのカバー、 ３ シール、 ４ 接着剤、 ５ 湾曲部を備えた下地基板、 ６ 接着剤層に含まれているスペーサ、 ７ 下地基板に設けられた貫通孔、 ８ 硬化処理手段、 ２１ 撮像素子チップ、 ２２ カバー、 ２３ シール、 ２４ 接着剤、 ２５ 下地基板（アクリル樹脂基板）、 ２６ スペーサ、 ２７ 貫通孔、 ２８ 紫外線、 ３１ 撮像素子チップ、 ３２ スペーサ、 ３３ 接着剤シート、 ３４ 加圧治具、 ３５ カバー、 ３６ シール、 ３７ 下地基板（アルミ基板）、 ３８ 排気、 ３９ 加熱処理手段、 ４１ 撮像素子チップ、 ４２ スペーサ、 ４３ 接着剤シート、 ４４ 加圧治具、 ４５ カバー、 ４６ シール、 ４７ 下地基板（アルミ基板）、 ４８ 排気、 ４９ 加熱処理手段、 ５１ 撮像素子チップ、 ５２ スペーサ、 ５３ 接着剤シート、 ５４ 加圧治具、 ５５ カバー、 ５６ シール、 ５７ 下地基板（アルミ基板）、 ５８ 排気、 ５９ 加熱処理手段。
Claims (5)
- 撮像素子チップの下地基板への取付面と、下地基板の湾曲部の少なくとも一方に、スペーサを含有している樹脂層を形成する工程と、
撮像素子チップの上記取付面と下地基板の湾曲部とが対向するようにして、下地基板の上に撮像素子チップを位置合わせする工程と、
撮像素子チップを下地基板に向かって押圧して撮像素子チップと樹脂層とを同時に変形させ、撮像素子チップを、樹脂層を介して下地基板の湾曲部に湾曲状態で密着させる工程と、
撮像素子チップが樹脂層を介して下地基板の湾曲部に密着している状態で樹脂層を固化させ、撮像素子チップを下地基板に固定する工程とを含むことを特徴とする撮像素子モジュールの製造方法。 - 樹脂、金属又はセラミックで形成されたスペーサを用いることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子モジュールの製造方法。
- 撮像素子チップの下地基板への取付面と、下地基板の湾曲部の少なくとも一方にスペーサを形成する工程と、
撮像素子チップの上記取付面と下地基板の湾曲部の少なくとも一方に樹脂層を形成する工程と、
撮像素子チップの上記取付面と下地基板の湾曲部とが対向するようにして、下地基板の上に撮像素子チップを位置合わせする工程と、
撮像素子チップを下地基板に向かって押圧して撮像素子チップと樹脂層とを同時に変形させ、撮像素子チップを、樹脂層を介して下地基板の湾曲部に湾曲状態で密着させる工程と、
撮像素子チップが樹脂層を介して下地基板の湾曲部に密着している状態で樹脂層を固化させ、撮像素子チップを下地基板に固定する工程とを含むことを特徴とする撮像素子モジュールの製造方法。 - 上記樹脂層を、接着剤又は粘着剤で形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像素子モジュールの製造方法。
- スペーサを含有している樹脂層により下地基板の湾曲部に密着して固定されている湾曲した撮像素子チップを備えていることを特徴とする撮像素子モジュール。
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