JP2007067142A - センサーチップ用回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板にセンサーチップを固定しセンサーチップと基板とをワイヤーボンディング時に基板に掛る荷重によってセンサーチップの浮き上がりやペースト剥がれを防止する。
【解決手段】 センサーチップＳＴが載置されるダイヤパターン１１を基板１表面に突設し、載置されたセンサーチップＳＴに設けるワイヤーボンディング端子部ＳＴ１の下側となる基板１表面のダイヤパターン周囲部にはワイヤーボンディング保持突部１３を突設する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、センサーチップを固定する基板に関する。

固体撮像素子のようなセンサーチップは、基板に取付けた状態で歪みや撓み等によるセンサーチップのセンサー面の方向が変更してしまわないように、容易に歪みや撓みが起こりにくいセラミック基板等の回路基板に固定される。
具体的には、例えば、携帯電話に用いる小さなレンズ一体型のカメラモジュールでは、固体撮像素子であるセンサーチップを固定し、このセンサーチップ上にレンズを通った映像が映し出される。このセンサーチップは容易に動いては撮像ができないので、回路基板上にしっかりと固定しておく必要がある。
そこでセンサーチップの固定は、回路基板表面に形成した厚さ１０μｍ程度のダイヤパターン上に銀ペースト等によって接着するように固定していた。
以下に従来例を説明する。図６はセンサーチップを取付けた際の断面説明図であり、図７は従来の基板の構造を表す平面説明図である。
１００は回路基板であり複数層からなる。この回路基板１００表面には、固体撮像素子のようなセンサーチップ１１０を載置して固定するためのダイヤパターン１０１がエッチング処理によって形成されている。このダイヤパターン１０１は、１０μｍほどの厚みで回路基板１００表面から突出して凸状に設ける。又回路基板１００に載置されるセンサーチップ１１０の周囲部となる回路基板１００表面には、センサーチップ１１０と電気的に接続するワイヤーリングを施すための電極パターン１０２を設ける。電極パターン１０２も、ダイヤパターン１０１同様にエッチング処理によって形成される。

このように形成された回路基板１００のダイヤパターン１０１上にセンサーチップ１１０を載置する。この時センサーチップ１１０とダイヤパターン１０１との間には銀ペースト等の接着を目的とした処理が施されて、センサーチップ１１０はダイヤパターン１０１上に固定されることとなる。
次いで、センサーチップ１１０と回路基板１００とを電気的に接続してセンサーチップ１１０が受光した撮像信号を回路基板１００が受領するためのワイヤーボンディング１０３が施される。この時ワイヤーボンディング１０３が施されるセンサーチップ１１０にはワイヤーボンディング１０３用のワイヤーボンディング端子部１１１が設けてある。ワイヤーボンディング端子部１１１は、ワイヤーボンディング１０３の長さを短くする等の理由からセンサーチップ１１０表面の周縁部に設けられている。

上記従来例では、回路基板１００とセンサーチップ１１０とを電気的に接続するワイヤーボンディング１０３が施される際には自動機によって行われるが、自動機では、センサーチップ１１０のワイヤーボンディング端子部１１１を回路基板１００側へ押圧するようにしてワイヤー部１２０の一端をボンディングし、ワイヤー部１２０の他端を回路基板１００の電極パターン１０２と電気的に接続する。
しかしながら、ワイヤーボンディング１０３を施す際にセンサーチップ１１０のワイヤーボンディング端子部１１１部分を回路基板１００へ押圧すると、図６に表すように、センサーチップ１１０のワイヤーボンディング端子部１１１の裏面側が回路基板１００から浮いているため、センサーチップ１１０のワイヤーボンディング端子部１１１対向端側であるＡ部が浮き上がってしまい、銀ペースト等によって固定されているはずのセンサーチップ１１０が動いてしまうという問題点を有した。

そしてワイヤーボンディング端子部１１１はセンサーチップ１１０の周縁部に複数あるので、複数の各ワイヤーボンディング端子部１１１がワイヤーボンディングされるたびに押圧力による前記浮き上がろうとする力が働くので、一箇所にかかるワイヤーボンディング時の押圧力が小さくとも短時間に複数のワイヤーボンディング作業が繰返されることで、前記のようなセンサーチップ１１０の接着が不十分になったり浮き上がってしま現象が起きやすい。

そして、このようなセンサーチップ１１０の浮き上がりがあると、センサーチップ１１０のセンサ面とレンズとの距離が設計距離と異なってしまい、撮像ピントがずれてしまうという問題が発生し、カメラモジュールの不良が頻発してしまうという問題点を有した。極端に言えば、図６中におけるセンサーチップ１１０の左端側は右端側よりレンズ面に近くなるので、センサーチップ１１０の左右でのピントずれが発生してしまうという致命的な問題が発生してしまった。

又、センサーチップ１１０の左右端での高さに差異が無い状態でも、ワイヤーボンディング１０３時に、銀ペースト等によるダイヤパターン１０１への固定が甘いと、携帯電話等の製品に取付けて使用した際に、衝撃等によってセンサーチップ１１０の位置ずれが発生し、やはりピントずれ等が発生して良好な撮像ができなくなってしまったり、ワイヤーボンディング１０３が剥がれてしまうという問題点を有した。
更にまた、ワイヤーボンディング端子部１１１へのボンディングに際してセンサーチップ１１０をボンディングマシーン（図示せず）が押える際に荷重がかかり、該荷重によりセンサーチップ１１０自体が撓むあるいは揺れる等してしまい、ボンディング時にボンディング１０３が剥がれる等ボンディング性が低下してしまうという問題点を有した。

そこでこの発明は、

センサーチップが載置されるダイヤパターンを基板表面に突設し、載置されたセンサーチップに設けるワイヤーボンディング端子部の下側となる基板表面ダイヤパターン周囲部にはワイヤーボンディング保持突部を突設することを特徴とするセンサーチップ用回路基板、

を提供する。従って、ダイヤパターン上に載置されたセンサーチップの表面周囲部に設けられたワイヤーボンディング端子部と基板とをワイヤボンディングする際に、ワイヤボンディング時にセンサーチップへかかる上方から基板側への荷重をワイヤーボンディング保持突部が受け、センサーチップがダイヤパターン上で傾くことなく位置してワイヤーボンディングする。
又この発明では、ワイヤーボンディング保持突部の形成を、

回路基板に形成する配線パターンのメッキと同時に配線パターンの一部として形成するセンサーチップ用回路基板、

を提供するので、ワイヤーボンディング保持突部はセンサーチップ用回路基板に配線パターンを設ける工程に於て同時に設けることができる。

従ってこの発明では、基板上面より上方へ突出しているダイヤパターン上に載置固定されたセンサーチップの上面周囲部に設けるワイヤーボンディング端子部と基板に設けた電極パターンとをワイヤリングしてセンサーチップと基板とを電気的に接続する際に、下方にダイヤパターンが無いワイヤーボンディング端子部でのボンディング時にセンサーチップを下方へ押圧する荷重がかかるが、この荷重をワイヤーボンディング端子部の下側となる基板表面ダイヤパターン周囲部に突設したワイヤーボンディング保持突部が受けるので、ダイヤパターン上に載置固定したセンサーチップがこの荷重によって荷重の掛っている端部と対向する端部側等がダイヤパターンから浮き上がって外れてしまったり、或は銀ペースト等によるセンサーチップのダイヤパターンへの接着が甘くなってしまうというようなこと無く、センサーチップをしっかりとダイヤパターンへ載置固定した状態を保つことが可能となる。
又、ワイヤーボンディング保持突部を回路基板の配線パターンと同工程で形成することができるので、ワイヤーボンディング保持突部を別工程でわざわざ形成しなくともよく、ワイヤーボンディング保持突部を設けるための製造時間及び製造工程を必要としないので、ワイヤーボンディング保持突部を設けても従来の回路基板を製造する際の工程及び時間と変ることなく効率的に製造することが可能となる。

基板上面にセンサーチップの外形より稍小さなダイヤパターンをエッチング処理により厚さ約１０μｍ程度の凸状に形成する。該ダイヤパターンにセンサーチップを載置した時にセンサーチップの周囲部上面にあるワイヤーボンディング端子部の下方となる基板上面に、ダイヤパターンと同様にエッチング処理により厚さ約１０μｍの凸状となるようワイヤーボンディング保持突部を形成する。このワイヤーボンディング保持突部の厚さは、ダイヤパターンにセンサーチップが載置固定された際にセンサーチップの下面が当接する高さが望ましい。

このように構成するセンサーチップ用回路基板では、センサーチップを銀ペースト等によりダイヤパターンへ接着固定した際に、センサーチップのワイヤーボンディング端子部下面がワイヤーボンディング保持突部によって支持されるので、ワイヤーボンディング時にセンサーチップが基板面側へ押圧される荷重が加えられても、ワイヤーボンディング保持突部が該荷重を受ける。

以下にこの発明の実施例を図面に基づき説明する。図１はこの発明の実施例を表す縦中央断面説明図であり、図２はこの発明の平面説明図であり、図３はセンサーチップを載置した状態を表す縦中央断面説明図であり、図４はセンサーチップを載置した状態を表す平面説明図であり、図５は他の実施例を表す説明図である。

１は、この発明に係るセンサーチップ用回路基板である。センサーチップ用回路基板１は、携帯電話等で使用されるカメラモジュールに使用されている固体撮像素子であるセンサーチップＳＴを固定するための多層セラミック基板である。センサーチップ用回路基板１は、センサーチップＳＴを載置するためのダイヤパターン１１を設けると共に、ダイヤパターン１１の周囲部にはセンサーチップＳＴ下面と当接可能なワイヤーボンディング保持部１２を設ける。

ダイヤパターン１１は、センサーチップ用回路基板１の表面略中央に形成される。ダイヤパターン１１は、図１等に表すように上部にセンサーチップＳＴが載置固定されるセンサーチップ載置部でありセンサーチップＳＴの底面より小さな面積で設けられ、該回路基板１製造時のパターンエッチング等と同様の工程で形成し、１０μｍ程度の厚さとなるように形成される。ダイヤパターン１１は、センサーチップＳＴのグランドとして機能するので、良導状態を保てなければならないと共にセンサーチップＳＴを強固に固定できなければならないが、金メッキ等高価な材料により構成されるので、極力小さな面積で且つ安定して固定できる面積となるように設計される。更には、センサーチップＳＴとセンサーチップ用回路基板１とをワイヤーリングする際に邪魔とならずに且つ最小化できるよう、ダイヤパターン１１はセンサーチップＳＴの底面積より小さな面積で形成される。

このように形成するダイヤパターン１１には、図３に表すように、載置固定するセンサーチップＳＴとダイヤパターン１１との間に銀ペースト等の良導体接着剤を塗布した状態で焼き付けて載置固定される。

ここで、ダイヤパターン１１に載置されるセンサーチップＳＴについて説明する。
センサーチップＳＴは、図３及び図４に表すように、平面視略正方形をなす薄板状の固体撮像素子（ＣＭＯＳセンサ）であり、表面の周囲部にはセンサーチップ用回路基板１と電気的に接続するためのワイヤーリングを行うワイヤーボンディング端子部ＳＴ１が設けられている。又、表面略中央にはセンサー部ＳＴ２が設けられている。
ダイヤパターン１１には、このように構成されたセンサーチップＳＴが載置されることとなる。

センサーチップ用回路基板１には、センサーチップＳＴのワイヤーボンディング端子部ＳＴ１とワイヤリングすることで電気的に導通状態を保つためのワイヤリング電極パターン１２を複数設ける。ワイヤリング電極パターン１２は、センサーチップＳＴをダイヤパターン１１上に載置した際に、平面視でワイヤーボンディング端子部ＳＴ１の直ぐ外側となるセンサーチップ用回路基板１表面に設ける。ワイヤーボンディング端子部ＳＴ１及びワイヤリング電極パターン１２は、ワイヤボンディング時に導通接着材としての銀ペーストや半田等を施して導通状態を保持でき、自動機（図示せず）により金線からなるワイヤの両端がそれぞれに導通接着され、センサーチップＳＴがセンサーチップ用回路基板１と導通状態となる。

更に、センサーチップ用回路基板１にはワイヤーボンディング保持突部１３を設ける。ワイヤーボンディング保持突部１３は、ダイヤパターン１１にセンサーチップＳＴを設置固定した際にワイヤーボンディング端子部ＳＴ１の裏面側となるセンサーチップＳＴと対向するセンサーチップ用回路基板１上に、ダイヤパターン１１と同じか略同じ厚さに設ける。このワイヤーボンディング保持突部１３は、ダイヤパターン１１を形成するのと同様にセンサーチップ用回路基板１のエッチング処理等の工程によって形成する。図１及び図２では、ワイヤーボンディング保持突部１３はダイヤパターン１１の周囲を取り囲むように巡らせて形成しているが、図５に表すように、センサーチップＳＴ上にワイヤーボンディング端子部ＳＴ１が存在するセンサーチップＳＴ端部の下方のみ（図５（ａ））やセンサーチップＳＴの端部下方全体ではなく飛び石のように（図５（ｂ））設けても良い。

次いで、ワイヤーボンディング保持突部１３を設けたセンサーチップ用回路基板１へセンサーチップＳＴを載置する工程を説明する。
センサーチップ用回路基板１のダイヤパターン１１上には予め銀ペーストを塗布しておき、センサーチップＳＴを自動機により載置する。次いで銀ペーストによってセンサーチップＳＴをダイヤパターン１１上に固定するために銀ペーストを焼き付ける。これら工程はすべて自動機によって行われる。

次いで、銀ペーストによって固定されたダイヤパターン１１上のセンサーチップＳＴとセンサーチップ用回路基板１とを電気的に接続するため、センサーチップＳＴのワイヤーボンディング端子部ＳＴ１に金線からなるワイヤーＷを半田等の導通接着剤によって固定する。
この作業は自動機によって行われるが、ワイヤーボンディングする際には自動機がセンサーチップＳＴのワイヤーボンディング端子部ＳＴ１に荷重を掛け下方へ押圧するような力が加わる。
この荷重により、従来はワイヤーボンディングしているワイヤーボンディング端子部ＳＴ１と対向するセンサーチップＳＴの端部側が、ダイヤパターン１１のワイヤーボンディングをしている側端部を支点としてダイヤパターン１１とセンサーチップＳＴとの間の銀ペーストがめくれ上がってセンサーチップＳＴが浮き上がったり或は銀ペーストによる接着保持力が所定強度を得られなくなってしまうというような問題点を有したが、この実施例では、ワイヤーボンディング端子部ＳＴ１の下方にワイヤーボンディング保持突部１３が存在し、ワイヤーボンディング保持突部１３があるセンサーチップＳＴ端部は、自動機によるワイヤーボンディング時にこのワイヤーボンディング保持突部１３によって支持され荷重を支持することとなり、ワイヤーボンディングを施しているセンサーチップＳＴの端部と対向する側の端部が浮き上がる方向へ作用することはない。

センサーチップＳＴのワイヤーボンディング端子部ＳＴ１へワイヤーＷをボンディングした後自動機は、そのワイヤーＷの他端がセンサーチップ用回路基板１上の所定箇所であるワイヤリング電極パターン１２と接続するようにワイヤリングし且つ該ワイヤリング電極パターン１２とワイヤーＷをボンディングによって電気的に接続させる。

上記のようなワイヤリングの作業を自動機によって他のボンディング端子部ＳＴ１に施すことで、センサーチップＳＴをセンサーチップ用回路基板１へ固定するとともに電気的に接続する。

この発明によれば、固体撮像素子であるセンサーチップの基板への取付けに利用可能なので、携帯電話等の電子機器に取付けるレンズ一体型のカメラモジュールの製造等に利用可能であり、更には、基板上に載置固定する電子部品を基板とワイヤリングする際に利用可能である。

この発明の実施例を表す縦中央断面説明図 この発明の平面説明図 センサーチップを載置した状態を表す縦中央断面説明図 センサーチップを載置した状態を表す平面説明図 他の実施例を表す説明図 従来例を表す縦中央断面説明図 従来例を表す平面説明図

符号の説明

ＳＴ センサーチップ
ＳＴ１ ワイヤーボンディング端子部
ＳＴ２ センサー部
Ｗ ワイヤーＷ
１ センサーチップ用回路基板
１１ ダイヤパターン
１２ ワイヤリング電極パターン
１３ ワイヤーボンディング保持突部

Claims (2)

1. センサーチップが載置されるダイヤパターンを基板表面に突設し、載置されたセンサーチップに設けるワイヤーボンディング端子部の下側となる基板表面のダイヤパターン周囲部にはワイヤーボンディング保持突部を突設することを特徴とするセンサーチップ用回路基板。
2. 前記ワイヤーボンディング保持突部は、基板に形成する配線パターンのメッキと同時に配線パターンの一部として形成する請求項１に記載のセンサーチップ用回路基板。
   

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