JP2007019116A - 固体撮像装置とその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 固体撮像素子がパッケージの実装面にパッケージ裏面を基準にして平面精度よく実装された固体撮像装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 凹状の樹脂パッケージ３内の実装面３ａがその裏面に対して平面度が保たれ、実装面３ａに固体撮像素子４が撮像面を上にして実装された固体撮像装置において、固体撮像素子４は実装面３ａに対して、固体撮像素子４を所定高さに保持するダイボンドテープ８と，このダイボンドテープ８に干渉しないように塗布された接着剤９とによって接着された構造とする。これによれば、パッケージ３の実装面３ａがその裏面に対して平面度が保たれ、実装面３ａに実装された固体撮像素子４がダイボンドテープ８によって一定高さに保持される結果、固体撮像素子４の撮像面はパッケージ裏面に対して平面度が確保される。固体撮像素子４の接着強度は接着剤９によって確保される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話などに搭載される固体撮像装置とその製造方法に関するものである。
近年、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ（ムービー）、カメラ付携帯電話などでは、高画素、高画質化がますます進んでいる。このような中、これらの機器の組立てにおいては、搭載される固体撮像装置の固体撮像素子の撮像面と撮像レンズとの平面精度が非常に重要であり、その調整作業が煩雑化している。調整作業を軽減又は除くために、組立ての際の基準としている固体撮像装置のパッケージ裏面に対しての固体撮像素子の平面精度向上が求められている。
ところが、固体撮像素子をパッケージへ実装する際には、一般に熱硬化性樹脂などの液性の接着剤が使用されているため、固体撮像素子をパッケージへマウントする時及び接着剤の熱硬化時に固体撮像素子が傾きやすく、パッケージ裏面に対しての平面精度の向上は困難である。この対策として、固体撮像素子を紫外線硬化樹脂を接着剤としてパッケージへマウントし、素子上部を支持しつつ接着剤を硬化させることによって仮固定し、高さ位置決めを行う方法（例えば特許文献１参照）や、固体撮像素子を接着剤の代わりにダイボンドテープを用いて接着し、高さ位置決めを行う方法が提案されている。
特開平４−３７１６４号公報
しかし、固体撮像素子をパッケージへ実装する上記した従来の実装方法の内、固体撮像素子をその上部を支持しつつ紫外線硬化樹脂を介してパッケージに仮固定し、高さを位置決めする方法では、高さ面の基準がパッケージ裏面ではなく素子上部を支持する面になり、パッケージ裏面に対しての平面精度保証は困難である。
また固体撮像素子をダイボンドテープを介してパッケージに接着し、高さを位置決めする方法は、耐湿性の観点から適用できないときがある。たとえばパッケージの材料がセラミックなどであって吸湿性フィラーを含有できない場合、耐湿性を確保するために吸湿性フィラー入りの接着剤を使用する必要があるため、この実装構造は適用できない状況である。
本発明は上記問題を解決するもので、固体撮像素子がパッケージの実装面にパッケージ裏面を基準にして平面精度よく実装され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。
上記課題を解決するために本発明は、凹状のパッケージ内の実装面がその裏面に対して平面度が保たれ、前記パッケージの実装面に固体撮像素子が撮像面を上にして実装された固体撮像装置において、前記固体撮像素子はパッケージの実装面に対して、固体撮像素子を一定高さに保持するダイボンドテープとこのダイボンドテープに干渉しないように塗布された接着剤とによって接着された構造としたことを特徴とする。これによれば、パッケージの実装面がその裏面に対して平面度が保たれ、前記実装面に実装された固体撮像素子がダイボンドテープによって所定高さに保持される結果、固体撮像素子の撮像面はパッケージ裏面に対して平面度が確保される。固体撮像素子の接着強度は接着剤によって確保される。
接着剤は吸湿性フィラーを含有していてよい。吸湿性フィラーを含有させられないセラミックなどのパッケージを用いる場合などに、この接着剤内の吸湿性フィラーで耐湿性を確保できる。
また本発明は、凹状のパッケージにパッケージ裏面に対して平面度を保って形成された実装面に、固体撮像素子を撮像面を上にして実装して固体撮像装置を製造する際に、前記固体撮像素子の裏面に一定厚みのダイボンドテープを所望形状に形成する工程と、前記パッケージの実装面に前記ダイボンドテープに干渉しないように接着剤を塗布する工程と、前記ダイボンドテープが形成された固体撮像素子を前記接着剤が塗布されたパッケージの実装面にマウントする工程と、前記固体撮像素子がマウントされたパッケージに熱を加えてダイボンドテープと接着剤とを熱硬化させ、それにより固体撮像素子をパッケージの実装面に接着させる工程とを行うことを特徴とする。
ダイボンドテープは、基材上に一定厚みに成膜され、両面に粘着性を有し、ＵＶ照射により前記基材から剥離されるダイボンドテープ材料で形成することができる。
ダイボンドテープの硬化温度が接着剤の硬化温度よりも低いのが好ましい。ダイボンドテープが先に硬化するため、固体撮像素子は接着剤の硬化時に発生する位置変動の影響を受けることなく接着固定されることになり、安定した平面精度が得られるからである。
本発明の固体撮像装置は、パッケージへの固体撮像素子の実装をダイボンドテープと接着剤とを併用して行うもので、ダイボンドテープによって高さ位置決めできるため、パッケージの裏面を基準に平面精度良く実装することができ、かつ所定の接着強度は接着剤によって確保できる。接着剤中に吸湿性フィラーを含有させることも可能なので、吸湿性フィラーを含有させられないセラミックなどのパッケージにもこの構造を適用できる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態における固体撮像装置の断面図である。
図１に示す固体撮像装置において、金属リード１を有した、凹状に形成されたパッケージ３の実装面３ａに、固体撮像素子４が撮像面を上にしてダイボンディングされ、固体撮像素子４上の電極パッド（図示せず）と金属リード１とが金属細線５によってワイヤボンディングされ、樹脂パッケージ３の開口端に固体撮像素子４の撮像面を覆うようにカバーガラスなどの透明窓部材６が接着剤７により貼り付けられている。金属リード１は、たとえばタングステン、４２アロイ等の金属にニッケルメッキや金メッキを施したものであり、パッケージ３はセラミック材やエポキシ樹脂からなり、実装面３ａがその裏面に対して平面度が保たれている。固体撮像素子４はＣＣＤやＣＭＯＳ等であり、接着剤７はエポキシ樹脂などである。
この固体撮像装置が従来のものと相違するのは、固体撮像素子４を実装面３ａにダイボンディングするために、ダイボンドテープ８と接着剤９とが併用されている点である。
この固体撮像装置の製造方法を図２を参照しながら説明する。
まず固体撮像素子４の裏面の所望位置に、通常は周縁部に、所望形状のダイボンドテープ８を形成する。
そのために、図２（ａ）に示すように、ダイボンドテープ基材１０上に一定厚みに成膜されたダイボンドテープ材料８´を固体撮像素子４の裏面のほぼ全体に貼り付け、前記所望位置、所望形状に相応しない領域をＵＶ照射マスク１１で覆い、ＵＶ照射マスク１１，ダイボンドテープ基材１０の手前からＵＶ照射を行う。
次いで、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、マウント機構１２によって固体撮像素子４をピックアップすることで、固体撮像素子４の裏面の所望位置に所望形状のダイボンドテープ８を残す。
ここで、ダイボンドテープ基材１０は耐熱性プラスチックフィルムなどからなり、ダイボンドテープ材料８´はＵＶ硬化と熱硬化との両機能を備えた特殊接着材であって、ＵＶ照射された箇所はダイボンドテープ基材１０から容易に剥離可能となる。
その後に、図２（ｄ）に示すように、固体撮像素子４をパッケージ３の内底面である実装面３ａの所定位置にマウントする。このときには、パッケージ３の実装面３ａに予め接着剤９をディスペンサ等を用いて、固体撮像素子４のダイボンドテープ８に干渉しないように適当位置に適当量だけ塗布しておき、その上方から固体撮像素子４をマウントする。接着剤９としては、ダイボンドテープ８よりも硬化温度が高い銀ペーストなどの熱硬化型接着剤を用いる。
次いで、図２（ｅ）に示すように、固体撮像素子４がマウントされたパッケージ３に熱を加え、ダイボンドテープ８と接着剤９とを硬化させて、固体撮像素子４を実装する。このときには、ダイボンドテープ８と接着剤９との硬化温度の差異に基づいてダイボンドテープ８が先に硬化し、硬化したダイボンドテープ８によって固体撮像素子２が固定されることになり、固定された固体撮像素子２は、その後に接着剤９が硬化する時の位置変動の影響を受けないため、安定した平面精度が得られる。また硬化した接着剤９によって所定の接着強度が確保される。
最後に、図２（ｆ）に示すように、固体撮像素子４が実装されたパッケージ３の開口端に接着剤７を塗布して透明窓部材６を貼り付ける。
以上説明した本発明の固体撮像装置では、ダイボンドテープ８が良好な高さ精度と接着性とを有したスペーサとして機能することになり、固体撮像素子４を、パッケージ３の実装面３ａを基準に容易に精度良く高さ位置決めして接着ができる。したがって、パッケージ３の実装面３ａのパッケージ裏面に対する平面精度を確保しておくことで、固体撮像素子４をパッケージ裏面に対して平面精度良く実装できることになる。よって、デジタルスチルカメラ等を組み立てる際に固体撮像素子と撮像レンズとの平面調整が容易であり、コスト削減にも繋がる。
また接着剤９によって所定の接着強度を確保できるのであるが、吸湿性フィラーを含有できないセラミックパッケージなどを用いる場合は、接着剤９に周知の吸湿性フィラーを含有させておくことで耐湿性を確保することが可能になる。
ダイボンドテープ８と接着剤９については、様々な配置、形状を組み合わせることができる。図３〜図５にそのレイアウトを示す。各図は簡略化して示したもので、固体撮像素子４および透明窓部材６の外形は破線で示している。
図３に示した例では、ダイボンドテープ８は固体撮像素子４の１対の対辺のそれぞれに沿うように長方形に形成し、接着剤９は固体撮像素子４の中央部に対応するように実装面３ａに大きく楕円形に塗布している。
図４に示した例では、ダイボンドテープ８は固体撮像素子４の４隅にそれぞれ矩形に形成し、接着剤９は固体撮像素子４の中央部に対応するように実装面３ａに小円形に互いに間隔をおいて５箇所に塗布している。
図５に示した例では、ダイボンドテープ８は固体撮像素子４の４隅にそれぞれ小円形に形成し、接着剤９は固体撮像素子４の中央部に対応するように実装面３ａに大きく矩形に塗布している。
本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子をパッケージ裏面を基準として容易に平面精度良く実装可能となったものであり、撮像レンズとの平面精度が要求されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話などに特に有用である。
本発明の一実施形態における固体撮像装置の断面図 図１の固体撮像装置の製造方法を説明する工程断面図 図１の固体撮像装置におけるダイボンドテープと接着剤とのレイアウト図 図１の固体撮像装置におけるダイボンドテープと接着剤との他のレイアウト図 図１の固体撮像装置におけるダイボンドテープと接着剤とのさらに他のレイアウト図
符号の説明
３ 樹脂パッケージ
3a 実装面
４ 固体撮像素子
８ ダイボンドテープ
８´ ダイボンドテープ材料
９ 接着剤
10 ダイボンドテープ基材
11 ＵＶ照射マスク

Claims (5)

  1. 凹状のパッケージ内の実装面がその裏面に対して平面度が保たれ、前記パッケージの実装面に固体撮像素子が撮像面を上にして実装された固体撮像装置において、前記固体撮像素子はパッケージの実装面に対して、固体撮像素子を一定高さに保持するダイボンドテープとこのダイボンドテープに干渉しないように塗布された接着剤とによって接着された固体撮像装置。
  2. 接着剤が吸湿性フィラーを含有している請求項１記載の固体撮像装置。
  3. 凹状のパッケージにパッケージ裏面に対して平面度を保って形成された実装面に、固体撮像素子を撮像面を上にして実装して固体撮像装置を製造する際に、前記固体撮像素子の裏面に一定厚みのダイボンドテープを所望形状に形成する工程と、前記パッケージの実装面に前記ダイボンドテープに干渉しないように接着剤を塗布する工程と、前記ダイボンドテープが形成された固体撮像素子を前記接着剤が塗布されたパッケージの実装面にマウントする工程と、前記固体撮像素子がマウントされたパッケージに熱を加えてダイボンドテープと接着剤とを熱硬化させ、それにより固体撮像素子をパッケージの実装面に接着させる工程とを行う固体撮像装置の製造方法。
  4. ダイボンドテープは、基材上に一定厚みに成膜され、両面に粘着性を有し、ＵＶ照射により前記基材から剥離されるダイボンドテープ材料で形成される請求項３記載の固体撮像装置の製造方法。
  5. ダイボンドテープの硬化温度が接着剤の硬化温度よりも低い請求項３記載の固体撮像装置の製造方法。
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