JP2006135318A - イメージセンサーアセンブリ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パッケージング過程で汚染を最小化することができるイメージセンサーアセンブリ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】イメージセンサーアセンブリ３００は、その表面に露出された受光回路３１２を有するイメージセンサー３１０と、その表面上の予め定められた領域を画定するように表面から突出される支持材３２５を備え、該支持材３２５が前記受光回路３１２を取り囲むようにイメージセンサー３１０の表面に付着される透明カバー３２０と、を含み、受光回路３１２は、透明カバー３２０によって覆われている。
【選択図】図３
【解決手段】イメージセンサーアセンブリ３００は、その表面に露出された受光回路３１２を有するイメージセンサー３１０と、その表面上の予め定められた領域を画定するように表面から突出される支持材３２５を備え、該支持材３２５が前記受光回路３１２を取り囲むようにイメージセンサー３１０の表面に付着される透明カバー３２０と、を含み、受光回路３１２は、透明カバー３２０によって覆われている。
【選択図】図３
Description
本発明はイメージセンサーに関するもので、特に、イメージを受信する受光回路（ｌｉｇｈｔ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）を有するイメージセンサーアセンブリ及びその製造方法に関するものである。
携帯電話用カメラモジュールは、ますます自動焦点機能、光学ズーム機能など多様な付加機能を有するように進化してきている。特に、デジタルカメラの水準は、高画素化が進んでいると同時に、サイズの面で小型化が要求されている。カメラモジュールに備えられるイメージセンサーをパッケージング（ｐａｃｋａｇｉｎｇ）する方式としては、大きく、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）方式、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式などがある。高画素カメラモジュールでは、工程が安定したＣＯＢ方式が主に使用される。１メガ（ｍｅｇａ）以下の低画素カメラモジュールでは、大量生産が容易なＣＯＦ方式が主に使用される。イメージセンサーのパッケージング過程は、イメージセンサーが外部と電気信号を交信するようにし、外部の衝撃に耐えられるようにイメージセンサーを密封する過程である。イメージセンサーは、映像信号を電気信号に変換する半導体チップとして、大きく、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーと、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーに分けられる。
図１は、従来のＣＯＦ方式を説明するための図である。ＣＯＦ方式は、受光回路１３５を有するイメージセンサー１３０の表面に外部接続端子であるバンプを形成する（バンピング（ｂｕｍｐｉｎｇ）と称する）。フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：以下、“ＦＰＣＢ”とする）１１０に備えられた孔（ｈｏｌｅ）１１５の上部を覆うように赤外線遮断フィルター（ｉｎｆｒａｒｅｄ ｃｕｔｏｆｆ ｆｉｌｔｅｒ）又はガラスのような透明カバー１４０をエポキシ（ｅｐｏｘｙ）でディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）してＦＰＣＢ１１０に付着する。孔１１５の下部周囲に配置された導電性接着剤であるＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）１２０とバンプが接触されるように、イメージセンサー１３０をＦＰＣＢ１１０の下部に付着させる（フリップチップボンディング（ｆｌｉｐ ｃｈｉｐ ｂｏｎｄｉｎｇ）と称する）。ＣＯＦ方式で、イメージセンサー１３０は、ＦＰＣＢ１１０の下部に付着させるため、この方式は小型化に有利である。ＣＯＦ方式は、自動化に難しさがあるが、３０万画素のＣＭＯＳイメージセンサーを有するカメラモジュールでは徐々に普遍的な生産方法で適用されている。
図２は、従来のＣＯＢ方式を説明するための図である。ＣＯＢ方式は、プリント回路基板２１０に受光回路を有するイメージセンサー２２０を付着する（ダイ接着（ｄｉｅ ａｔｔａｃｈｉｎｇ）と称する）。そして、この方式は、プリント回路基板２１０とイメージセンサー２２０をワイヤー２４０とパッド２３０を用いて電気的に接続する（ワイヤーボンディングと称する）。
しかしながら、上述した従来のパッケージング方式は、下記のような問題点がある。
第１に、ＣＯＦ方式は、ＦＰＣＢ１１０にイメージセンサー１３０の受光回路１３５がフリップチップボンディングするときに露出されるため、ボンディング歩留まり（ｂｏｎｄｉｎｇ ｙｉｅｌｄ）と関係なく、汚染による不良が発生する可能性が大きいという問題点があった。また、赤外線遮断フィルター又はガラスを付着する過程でも汚染に対して脆弱であるという問題点があった。
第２に、ＣＯＢ方式は、ワイヤーボンディング過程で、イメージセンサー２２０の受光回路が露出されるため、やはり汚染による不良可能性が高いという問題点があった。ＣＬＣＣ（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｌｅａｄｌｅｓｓ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ）タイプのように、イメージセンサー２２０をガラスで密封して該イメージセンサー２２０の汚染を防止することができるが、そのサイズが大きくなるという短所を有する。その結果、このような密封方法は、汚染に対して根本的な解決方法とならない問題がある。
したがって、本発明は上述した従来の問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、パッケージング過程で汚染を最小化することができるイメージセンサーアセンブリ及びその製造方法を提供することにある。
このような課題を解決するために、本発明は、イメージセンサーアセンブリであって、その表面に露出された受光回路を有するイメージセンサーと、その表面上の予め定められた領域を画定するように前記表面から突出される支持材を備え、前記支持材が前記受光回路を取り囲むように前記イメージセンサーの表面に付着される透明カバーと、を含み、前記受光回路は、前記透明カバーによって覆われることを特徴とする。
また、本発明は、イメージセンサーアセンブリの製造方法であって、（ａ）イメージ検出のための複数のイメージセンサーチップを有し、前記各チップはその表面に露出された受光回路を有するイメージセンサーウェハーを提供する段階と、（ｂ）各々その表面上に予め定められた領域を画定するように前記表面から突出された支持材を有する複数の透明カバーチップを提供する段階と、（ｃ）その支持材が該当受光回路を取り囲むように前記各透明カバーチップを前記イメージセンサーウェハーの表面に付着させることによって、前記透明カバーチップを用いて前記受光回路を密封させる段階と、（ｄ）前記イメージセンサーウェハーをチップ単位で切断する段階と、を含むことを特徴とする。
本発明によるイメージセンサーアセンブリは、透明カバーを用いて受光部を密封することで、以後のパッケージング過程、すなわち、ＣＯＢ方式のワイヤーボンディング過程又はＣＯＦ方式のフリップチップボンディング過程のうちのいずれかの過程を進行しても受光部の汚染を防止できる効果がある。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
下記する図面の説明において、同一の構成要素に対してできるだけ同一の参照符号及び参照番号を使用する。また、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が、本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
図３は、本発明の望ましい実施形態によるイメージセンサーアセンブリを示す図である。イメージセンサーアセンブリ３００は、イメージセンサー３１０と、透明カバー３２０と、を含む。
イメージセンサー３１０は、全体的に長方形板（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｐｌａｔｅ）形状を有し、その表面に露出される受光回路３１２と、該受光回路３１２の周囲に配列された複数の外部接続端子３１４とを有する。受光回路３１２は、四角形状で、イメージセンサー３１０の表面の中心部に位置する。外部接続端子３１４は、受光回路３１２の縁部から１ｍｍ離隔され、四角形状でイメージセンサー３１０の表面に配置される。また、外部接続端子３１４は、相互に予め定められた間隔で離隔されている。イメージセンサー３１０は、ＣＭＯＳイメージセンサー又はＣＣＤイメージセンサーであり、外部接続端子３１４はバンプ又はパッドであり得る。
透明カバー３２０は、全体的に長方形板形状を有し、その表面の四角形の中心部を画定するようにその表面から延長又は突出された四角フレーム形状の支持材（ｓｕｐｐｏｒｔ）３２５を有する。支持材３２５の一側は、四角形の断面形状を有し、５０μｍの幅と７０〜１００μｍの高さを有する。透明カバー３２０は、赤外線遮断フィルター又はガラスである。
図３に示すように、イメージセンサー３１０の受光回路３１２は、透明カバー３２０によって覆われており、密封される。透明カバー３２０の支持材３２５は、イメージセンサー３１０の受光回路３１２を取り囲むように接着剤である紫外線硬化性エポキシ３３０を用いてイメージセンサー３１０の表面に付着される。受光回路３１２の縁部と支持材３２５との間隔は４５０μｍで、支持材３２５と外部接続端子３１４との間隔は５００μｍである。支持材３２５の外側周囲は、通常の液状密封剤（ｌｉｑｕｉｄ ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）３４０を用いて密封される。密封剤３４０は、補助手段として、透明カバー３２０に加えて、受光回路３１２をより堅固に密封するためのものである。
図４〜図１４は、本発明の望ましい実施形態によるイメージセンサーアセンブリの製造方法を説明するための図である。この製造方法は、下記のように（ａ）〜（ｄ）過程を含む。
過程（ａ）は、イメージ検出のための複数のイメージセンサーチップを有し、各チップはその表面に露出された受光回路を有するイメージセンサーウェハーを提供する過程である。図４に、イメージセンサーウェハー４１０と、該イメージセンサーウェハー４１０を構成する複数のイメージセンサーチップ４２０と、を示す。各イメージセンサーチップ４２０は、全体的に長方形板形状を有し、その表面に露出される受光回路４２２と、受光回路４２２の周囲に配列される複数の外部接続端子４２４と、を含む。受光回路４２２は、四角形状で、イメージセンサーチップ４２０の表面の中心部に位置する。外部接続端子４２４は、受光回路４２２の縁部から１ｍｍ離隔されて四角形状でイメージセンサーチップ４２０の表面に配置される。また、外部接続端子４２４は、相互に予め定められた間隔で離隔されている。
過程（ｂ）は、各々その表面上の予め定められた領域を限定するように、その表面から突出された支持材を有する複数の透明カバーチップを提供する過程である。過程（ｂ）は、下記の（ｂ−１）〜（ｂ−６）のサブ過程を含む。
図５に示すように、過程（ｂ−１）は、複数の透明カバーチップ５２０で構成された透明カバーウェハー５１０を提供する過程である。
以下の過程は、理解の便宜のためにチップ単位で説明する。
図６に示すように、過程（ｂ−２）は、透明カバーチップ５２０にフォトレジスト５３０を塗布する過程である。
図７に示すように、過程（ｂ−３）は、四角フレーム形状を有するように、フォトレジスト５３０をパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）する過程である。
図８に示すように、過程（ｂ−４）は、パターニングされたフォトレジスト５３０を用いて透明カバーチップ５２０を蝕刻して四角フレーム形状の支持材５２５を形成する過程である。このとき、支持材５２５の一側部は四角形の断面形状を有し、５０μｍの幅と７０〜１００μｍの高さを有する。
図９に示すように、過程（ｂ−５）は、支持材５２５の上部に積層されたフォトレジスト５３０を除去する過程である。
以上の過程（ｂ−２）〜（ｂ−５）は、透明カバーチップ５２０が予め定められたパターンを有するように、写真蝕刻（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）する工程を細分して説明する。
図１０に示すように、過程（ｂ−６）は、上述した過程を経た透明カバーウェハー５１０をチップ単位で切断して独立された複数の透明カバーチップ５２０を得る過程（シンギュレーション（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｏｎ）過程と称する）である。
図１１は、図１０に示した透明カバーチップ５２０の支持材５２５の一側部をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて写真撮影したことを示す図である。
過程（ｃ）は、透明カバーチップ５２０を用いて受光回路４２２を密封させる過程である。この過程は、支持材５２５が該当受光回路４２２を取り囲むように各透明カバーチップ５２０の支持材５２５をイメージセンサーウェハー４１０の表面に付着させる。この過程（ｃ）は、下記のような（ｃ−１）〜（ｃ−４）のサブ過程を含む。
図１２に示すように、過程（ｃ−１）は、紫外線硬化性エポキシ６１０をディスペンシングする過程である。紫外線硬化性エポキシ６１０は、図４に示したイメージセンサーウェハー４１０の各イメージセンサーチップ４２０に対して該当受光回路４２２の縁部から４５０μｍ離隔された位置に四角フレーム形状で接着される。
紫外線硬化性エポキシ６１０の一側は、５０μｍの幅を有する。通常のディスペンシング装置は、２０〜５０μｍの幅でエポキシ流量が調節可能なため、支持材５２５の一側部の幅を５０μｍにすることに対する工程上の困難性はない。
図１３に示すように、過程（ｃ−２）は、図１０に示したような透明カバーチップ５２０をイメージセンサーウェハー４１０のイメージセンサーチップ４２０に付着させる過程である。各透明カバーチップ５２０の支持材５２５は、該当イメージセンサーチップ４２０の紫外線硬化性エポキシ６１０の上に置かれる。支持材５２５がイメージセンサーチップ４２０の受光回路４２２を取り囲むようにすることによって、受光回路４２２は透明カバーチップ５２０によって密封される。
過程（ｃ−３）は、紫外線硬化性エポキシ６１０に紫外線を照射することによって、紫外線硬化性エポキシ６１０を硬化させる過程である。
図１４に示すように、過程（ｃ−４）は、支持材５２５の外側周囲を通常の液体密封剤６２０を用いて密封する過程である。まず、支持材５２５の外側周囲に密封剤６２０をディスペンシングした後に、密封剤６２０を硬化させる。密封剤６２０が熱硬化性である場合には、密封剤６２０に熱を加えて硬化させる。通常のニードルタイプ（ｎｅｄｄｌｅ ｔｙｐｅ）のディスペンシング装置を使用すると、この密封剤６２０が外部接続端子４２４と接触することを防止するために、３５０μｍ程度の空間が必要である。また、ジェッティングタイプ（ｊｅｔｔｉｎｇ ｔｙｐｅ）のディスペンシング装置を使用すると、必要空間を１５０μｍ程度縮めることができる。したがって、外部接続端子４２４まで密封樹脂が拡散することは防ぐことができる。イメージセンサーチップ４２０の受光部４２２と外部接続端子４２４との間に１ｍｍ程度の空間があるので、パッケージング過程上の大きな困難性はない。
過程（ｄ）は、イメージセンサーウェハー４１０をチップ単位で切断（ｓａｗｉｎｇ）することで、複数のイメージセンサーアセンブリ７００を形成する過程である。
３００，７００ イメージセンサーアセンブリ
３１２，４２２ 受光回路
３１０ イメージセンサー
３２５ ５２５支持材
３２０ 透明カバー
３１２，４２２ 受光回路
３１０ イメージセンサー
３２５ ５２５支持材
３２０ 透明カバー
Claims (11)
- イメージセンサーアセンブリであって、
その表面に露出された受光回路を有するイメージセンサーと、
その表面上の予め定められた領域を画定するように前記表面から突出される支持材を備え、前記支持材が前記受光回路を取り囲むように前記イメージセンサーの表面に付着される透明カバーと、を含み、
前記受光回路は、前記透明カバーによって覆われることを特徴とするイメージセンサーアセンブリ。 - 前記イメージセンサーは、ＣＭＯＳイメージセンサー又はＣＣＤイメージセンサーであることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサーアセンブリ。
- 前記支持材は、四角フレーム形状を有することを特徴とする請求項１記載のイメージセンサーアセンブリ。
- 前記透明カバーは、赤外線遮断フィルター又はガラスであることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサーアセンブリ。
- 前記支持材は、紫外線硬化性エポキシを用いて前記イメージセンサーに付着されることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサーアセンブリ。
- 前記支持材の外側周囲は密封剤を用いて密封されることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサーアセンブリ。
- イメージセンサーアセンブリであって、
その表面に受光回路を有するイメージセンサーと、
その表面上の予め定められた領域を画定するように前記表面から延びた支持材を備え、前記支持材が前記受光回路を取り囲むように前記イメージセンサーの表面に付着される透明カバーと、を含み、
前記受光回路は前記透明カバーによって覆われることを特徴とするイメージセンサーアセンブリ。 - イメージセンサーアセンブリの製造方法であって、
（ａ）イメージ検出のための複数のイメージセンサーチップを有し、前記各チップはその表面に露出された受光回路を有するイメージセンサーウェハーを提供する段階と、
（ｂ）各々その表面上に予め定められた領域を画定するように前記表面から突出された支持材を有する複数の透明カバーチップを提供する段階と、
（ｃ）前記支持材が該当受光回路を取り囲むように前記各透明カバーチップを前記イメージセンサーウェハーの表面に付着させることによって、前記透明カバーチップを用いて前記受光回路を密封させる段階と、
（ｄ）前記イメージセンサーウェハーをチップ単位で切断する段階と、
を含むことを特徴とするイメージセンサーアセンブリの製造方法。 - 前記（ｂ）段階は、
（ｂ−１）透明カバーチップにフォトレジストを塗布する段階と、
（ｂ−２）前記フォトレジストが四角フレーム形状を有するように前記フォトレジストをパターニングする段階と、
（ｂ−３）前記パターニングされたフォトレジストを用いて前記透明カバーチップを蝕刻して四角フレーム形状の支持材を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項８記載のイメージセンサーアセンブリの製造方法。 - 前記（ｃ）段階は、
（ｃ−１）イメージセンサーウェハーの各イメージセンサーチップに対して該当受光回路の縁部から予め定められた距離で離隔された四角フレーム形状で接着剤をディスペンシングする過程と、
（ｃ−２）前記各支持材が該当イメージセンサーチップの接着剤上に置かれるように前記透明カバーチップを前記イメージセンサーウェハーのイメージセンサーチップに付着させる段階と、
を含むことを特徴とする請求項８記載のイメージセンサーアセンブリの製造方法。 - 前記（ｃ）段階は、
（ｃ−３）前記各支持材の外側周囲を、密封剤を用いて密封する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９記載のイメージセンサーアセンブリの製造方法。
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