JP2008263550A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル配線板を使用して、高剛性と精度向上と高信頼性を持つ薄型の固体撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の固体撮像装置は、フレキシブル配線板と補強板と固体撮像素子基板と透光性部材と光学レンズとレンズ筐体からなる固体撮像装置であり、フレキシブル配線板と補強板は外形形状が同じで積層一体化されており、補強板には固体撮像素子基板を設置する際およびレンズ筐体を設置する際の基準として表裏から共通で使用するための位置決め用穴が形成され、開口部を塞ぐように透光性部材が設置され、位置決め用穴を共通基準として、固体撮像素子基板とレンズ筐体が開口部を挟んで対向設置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に係り、特に、監視カメラ、医療用カメラ、車載用カメラ、情報通信端末用カメラなどの固体撮像素子を用いて形成される小型の固体撮像装置およびその製造方法に関するものである。

近年、携帯電話、車載部品等で小型カメラの需要が急速に進展している。この種の小型カメラは固体撮像素子によりレンズなどの光学系を介して入力される画像を電気信号として出力する固体撮像装置が使用されている。そしてこの撮像装置の小型化、高性能化に伴い、カメラがより小型化し各方面での使用が増え、映像入力装置としての市場を広げている。従来の半導体撮像素子を用いた撮像装置は、レンズ、半導体撮像素子、その駆動回路および信号処理回路などを搭載したＬＳＩ等の部品を夫々筐体あるいは構造体に形成してこれらを組み合わせている。このような組み合わせによる実装構造は、平板上のプリント基板上に各素子を搭載することによって形成されていた。しかし、携帯電話等のさらなる薄型化への要求から個別のデバイスに対する薄型化への要求が年々高くなってきており、その要求に答えるために、フレキシブル配線板を用いたり、透光性部材に直接ＩＣをフリップチップ実装したりして、より薄い撮像装置とする試みが行われている。

例えば、特許文献１では、フレキシブル配線板を挟んで透光性部材と光電変換素子を対向配置した光電変換装置が開示されている。
特許文献１に開示されている図を図８に示す。透光性部材１０１がフレキシブル配線板１０２に接着剤１０３を介して接着されている。フレキシブル配線板１０２は、樹脂フィルム１０４に金属配線パターン１０５が配線されており、開口部１０６が開いている。透光性部材１０１および撮像素子１１２は開口部１０６を挟んで対向設置されている。撮像エリアにマイクロレンズ１１５が形成されている固体撮像素子１１２の電極パッド１１７にバンプ１１３があり、異方性導電膜１１１を介して、フレキシブル基板１０２の金属配線パターン１０５に電気接続されている。さらに封止樹脂１１６により、固体撮像素子１１２の接着強度を補強している。

特許文献２、３、４では、強度確保とフレキシブル基板の柔軟性に影響されない光軸調整のためにフレキシブル配線板と補強板を用いる構造が開示されている。特許文献５では、透光性部材を基板として直接配線パターンを形成し、ＩＣをフリップチップ実装する構造が開示されている。

特許第３２０７３１９号公報 特開２００１−７８０６４号公報 特開２００５−２７８０３５号公報 特開２００６−２００１４号公報 特開２００１−２０３９１３号公報

しかしながら、特許文献１に示される撮像装置においては、フレキシブル配線板のみで透光性部材と光電変換素子を保持するため、剛性を保つことができない。このため、携帯電話などの高い衝撃耐久性や押圧耐久性を要求するものに搭載した場合には、電気接続に問題が発生したり光軸がずれてしまったりということが起こってしまうという課題があった。

そこで、特許文献２、３、４に示される撮像装置においては補強板を用いて剛性の確保や光軸調整精度を高める方法が取られている。
特許文献２では、フレキシブル配線板の透光性部材側にレンズ筐体が支えられるように補強板が貼り付けてある。補強板の大きさはレンズ筐体と同じ程度の大きさで、フレキシブル基板の開口部の周囲に張り合わせ、光軸に対して直角な端面を設けた鏡筒と撮像素子の表面とがフレキシブル基板を挟んでいる。そのため、フレキシブル基板の両面が平行であることを利用して、鏡筒の端面に対して直角な光軸と撮像素子の光軸とを容易に一致させることができることが示されている。しかしながらこの場合、フレキシブル基板が柔軟性をもつことに起因して撮像素子や光学系の光軸にずれが生じ易く、この影響を受けないようにするために注意を必要とし、作業性が低下したり、また保持冶具を含めて作業工程の柔軟性に欠ける。また、補強板と開口部との貼り合わせにおいては、撮像エリアの確保のために精度良く張り合わせることが必要であり、光軸の精度の低下を招かないように十分に注意を要する。補強板を貼り付けた時の厚みバラツキはフレキシブル基板自身（ベースフィルム、銅箔、接着層、カバーフィルムなどの構成部材）に加え、接着層、補強板の厚さのバラツキによってその平行度が変わってしまうためである。このバラツキを抑制するためには、構成部品のコストが上昇するという課題も有している。このように作業性やコスト低減に課題があった。

また、特許文献３では、フレキシブル配線板の撮像素子側に補強板が貼り付けられており、補強板はフレキシブル配線板の外形よりも小さく形成されている。そのため撮像素子は、フレキシブル配線板に実装することができ、その受光部の周囲がフレキシブル配線板により被覆されている構造をとっている。さらに、フレキシブル配線板と補強板が重なっているところにレンズ筐体の位置決め用の係合穴が形成されている。この場合には、上記特許文献２と同様に補強板の貼り付けと位置合わせの困難性に加え、さらにレンズ筐体をフレキシブル配線板に押し付けているため、フレキシブル配線板の柔軟性による位置精度に課題があった。

特許文献４では、フレキシブル配線板の透光性部材側に補強板が貼り付けられている。窓材としての透光性部材とレンズ筐体を補強板に固定することで高剛性とレンズ筐体の安定的な位置も得られるとしている。しかしながら、特許文献２においても述べたように補強板のフレキシブル基板へ精度良く貼り付けることが困難であり、精度良くレンズと撮像素子の光軸合わせを行うことにも課題があった。

また、特許文献５に示される撮像装置では、透光性基板に配線パターンが直接形成されており、成膜やパターン形成を行うために透光性基板としてガラスが主に用いられている。光学ガラスは硬脆材料であるため、薄く構成すると割れが発生しやすく、製造時の歩留まりがよくない。このためコストの高騰を招くことになる。逆に強度を確保するためにある程度の厚さを有する透光性基板を用いると結果的に薄型化を阻害する要因となる。透光性基板を樹脂で構成しても、強度に対する耐性を確保できなくなるという課題を有している。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、固体撮像装置の薄型化が容易で、作業性良く組み立てることができ、高剛性および光軸合わせの高精度性を得ることが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。また、携帯電話等の小型化が可能な固体撮像装置を提供することができる。

本発明の固体撮像装置は、開口部を持つフレキシブル配線板と、前記フレキシブル配線板に積層一体化された補強板とで構成された積層基板と、前記積層基板の前記補強板側に開口部を塞ぐように設置された透光性部材と、前記積層基板の前記フレキシブル配線板側に設置された固体撮像素子基板とを具備し、前記補強板は固体撮像素子基板設置用の基準穴を具備しており、前記基準穴の周縁で、前記フレキシブル配線板側にも前記補強板が露出しており、前記基準穴を共通基準として、前記積層基板の両面で、固体撮像素子基板と、透光性部材が配置されたことを特徴とする。
上記構成により、フレキシブル基板と補強板が同じ外形寸法で積層構造をしており、固体撮像素子基板および透光性部材（あるいは光学レンズ）を搭載する際の基準穴が形成され、その周囲でフレキシブル配線板側に補強板の表面が露出しており、その基準穴を表裏から共通に用いて固体撮像素子基板、透光性部材を設置することができるもので、そのため、固体撮像装置の薄型化が容易で、作業性良く組み立てることができ、高剛性および光軸合わせの高精度性を得ることができる。その結果、携帯電話等の小型化が可能な優れた固体撮像装置を提供することができる。ここで固体撮像素子基板とはシリコン基板などの半導体基板上に固体撮像素子を形成した基板、主として個々のチップに分割したものをいう。また基準穴としては、周縁を壁で囲まれたいわゆる位置決め用の穴だけでなく、一部が外部に連通しているようないわゆる切込み部も含むものとする。さらに、基準穴を基準とした配線パターンや外形などを間接的に位置あわせに用いるようにしてもよい。

また本発明は、上記固体撮像装置において、前記補強板側には前記透光性部材及び光学レンズが装着されており、前記光学レンズと前記固体撮像素子基板とが、表裏から基準穴を共通基準として位置あわせされたものを含む。さらにまた透光性部材もこの基準穴を共通基準として位置あわせされるようにするのが望ましい。

本発明の固体撮像装置に用いる透光性部材を光学フィルタとしても良い。その結果、固体撮像素子への入射光の赤外線領域をカットして良好な撮像特性を得ることができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いる補強板を金属板としても良い。その結果、固体撮像装置の高剛性を得ることができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いるフレキシブル配線板の配線パターン接地部と金属板からなる補強板とが電気的に接続していても良い。その結果、電気特性の安定性を得ることができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いる透光性部材を設置する補強板の開口部周りの厚みが周囲よりも薄くなっていても良い。その結果、透光性部材の位置ずれを無くし、設置用の接着剤の拡がりも抑制することができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いるフレキシブル配線板からコネクタもしくは配線基板にて電気信号を取り出す電気経路を確保しても良い。その結果、フレキシブル配線板および補強板を必要最小限に小さくした上で、電気信号を取り出すことができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いるフレキシブル配線板上にチップ部品が搭載されていても良い。その結果、電気配線設計の自由度が高くなり、固体撮像素子の近傍にチップ部品をおくことができ、電気特性の最適化を図ることができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いる固体撮像素子の裏面から樹脂モールドを行うようにしても良い。その結果、固体撮像素子やチップ部品の実装強度を補強することができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いる固体撮像素子基板の裏面に遮光性膜が形成されていても良い。その結果、薄い固体撮像素子基板の場合に裏面からの光の透過によるノイズの発生を避けることができる。

また、前記遮光性膜は、前記固体撮像素子基板の裏面に形成された金属膜であってもよい。この構成により、薄型でより確実に裏面からの光を遮光することができる。

また、前記遮光性膜は、前記固体撮像素子基板の裏面に形成された遮光性の樹脂膜であってもよい。この構成により、形成が容易でかつ確実に裏面からの光を遮光することができる。

また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、フレキシブル配線板を補強板に貼り付け、貫通した開口部をもつ積層体を形成する工程と、前記積層体の外形を裁断する工程と、前記フレキシブル配線板を一部除去して前記補強板に到達するように基準穴を形成する工程と、前記基準穴を基準として前記フレキシブル基板の開口部を塞ぐように固体撮像素子基板を搭載する工程と、前記補強板の開口部を塞ぐように透光性部材を搭載する工程とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、補強板を用いることで、簡易に、高剛性を得ることができ、また、基準穴を用いたことで、高精度の光軸合わせ性を持つ固体撮像装置を製造することができる。ここで基準穴とは位置決め用穴をいい、周囲が壁で囲まれたいわゆる穴だけでなく、一部が壁をもたない、いわゆる切り込み部も含むものとする。

また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、さらに前記透光性部材の外側から前記基準穴または切り込み部を基準として位置決めを行い、光学レンズが搭載されているレンズ筐体を前記補強板に搭載する工程とを含む。

また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記積層体を形成する工程は、フレキシブル配線板を補強板に貼り付けた後、貫通した開口部を形成する工程を含む。
この構成によれば、フレキシブル配線板と補強板との位置あわせが不要となるため、製造が容易となる。

また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記積層体を形成する工程は、開口部を備えたフレキシブル配線板を、開口部を備えた補強板に、開口部同士が符合するように位置あわせを行う工程と、貼り付けを行う工程とを含む。
この構成によれば、フレキシブル配線板の開口部と補強板の開口部とを独立して形成するため、開口部の大きさが異なるように形成することも容易である。

また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記位置あわせを行う工程は、前記フレキシブル基板の開口部から、前記補強板の開口部の周縁部が露呈するように位置あわせを行う工程を含む。

また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、基準穴を形成する工程は、フレキシブル配線板および補強板をエッチングする工程を含む。
この構成により、精度の良い基準穴（または切り込み部）の位置精度を高めることができ、基準穴の周囲のフレキシブル配線板側に補強板の表面を露出することができる。

また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、固体撮像素子基板を搭載する工程は、前記固体撮像素子基板のバンプに導電性接着剤層を形成し、フレキシブル基板にフリップチップ実装し、接合部の周りに封止樹脂を注入する工程を含む。
例えば固体撮像素子基板の配線部にバンプを形成した後に導電性接着剤をバンプに転写して、フレキシブル基板にフリップチップ実装し、熱硬化により電気接合を確保し、接合部周りに封止樹脂を注入する実装方法を用いても良い。この構成によれば、固体撮像素子基板搭載部の熱変形も封止樹脂で吸収することができ、製造歩留まりが高くかつ使用時の温度変化にも対応可能な信頼性の高い電気特性を得ることができる。

本発明によれば固体撮像装置の薄型化が可能で、簡易に高剛性および位置精度の向上を図ることができ、信頼性の高い固体撮像装置を得ることができる。
また、本発明の固体撮像装置の製造方法を用いることにより、固体撮像装置の薄型化に際しても、容易に制御性よく、高精度で信頼性の高い固体撮像装置を製造することができる。その結果、携帯端末装置の薄型化も可能となる。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図である。図２は、本実施の形態１の固体撮像装置に用いられるフレキシブル配線板の上面図、図３は、本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図、図４は、本実施の形態１の固体撮像装置の斜視図、図５は、本実施の形態１の固体撮像装置の斜視図である。
図１および図５に示すように、この固体撮像装置は、開口部を持つフレキシブル配線板１と、このフレキシブル配線板１に積層一体化された補強板２とで構成された積層基板と、この積層基板の補強板２側に開口部を塞ぐように設置された透光性部材１４および光学レンズ１５と、この積層基板のフレキシブル配線板１側に設置された固体撮像素子基板１０とを具備し、この補強板２は固体撮像素子基板設置用の基準穴としての切り込み部３と位置決め穴５とを具備しており、この切り込み部３と位置決め穴５との周縁で、前記フレキシブル配線板１側にも補強板２が露出しており、これら２つの基準穴を共通基準として、積層基板の両面で、固体撮像素子基板と、透光性部材１４および光学レンズ１５（レンズ筐体１６）が配置されている。

本実施の形態では、フレキシブル配線板１と外形形状および大きさが同じ補強板２とを積層して貼り合わせることで一体化している。この場合のフレキシブル配線板１には２５μｍの厚さのポリイミド樹脂フィルムをフィルム基体（ベースフィルム）１ａとして用い、補強板２には１５０μｍの厚さのＳＵＳ板を用いた。そして、補強板２には基準穴としての切込み部３が形成されており、その周辺に補強板の露出部４を形成している。また、基準穴としての位置決め穴５があり、その周辺に補強板２の露出部６を形成している。つまり、基準穴としての切り込み部３および位置決め穴５は表からも裏からも補強板２で形成した形状が基準として認識できることになる。そして、開口部７が開けられており、その周辺には補強板２の露出部８を形成している。またこのフレキシブル配線板１は図２に上面図を示すように、フィルム基体１ａ上に金属配線パターン１ｂが形成されており、固体撮像素子基板１０が電気的に接続するように設置されている。フレキシブル配線板１上には金属配線パターン１ｂと接続するようにチップ部品１１やコネクタ１２が設置されている。また、金属配線パターン１ｂの接地部はＳＵＳの補強板２と電気接続がなされている。さらに、このとき用いた固体撮像素子基板１０は裏面に遮光膜として黒色のエポキシ樹脂膜（図示せず）を塗布したものを使用した。なおこの遮光膜としては、固体撮像素子基板１０の裏面に成膜されたタングステン薄膜などの金属膜であってもよい。

このような構成を持つことにより、フレキシブル基板１の薄さのメリットを活かしながら同じ外形を持つ補強板２による高強度性を確保することができる。また、基準穴としての切込み部３や位置決め穴５は、固体撮像素子基板１０を設置するときの基準となり、図３に示すように反対側にレンズ筐体１６を設置するときにも共通の基準として使用することができるため、固体撮像素子基板１０とレンズ１５との光軸を高精度で合わせることができる。補強板の露出部４を形成することによりフレキシブル配線板１のズレや端面における突起物等の基準認識の邪魔になるようなものを避けることができ、ＳＵＳ端面の高精度性での形状を確保することができる。また、開口部７周辺の補強板の露出部８も同様に固体撮像素子基板１０の撮像エリアに対する遮蔽物等の発生を抑制し、撮像エリアを高精度で確保することができる。フレキシブル配線板１の表面にチップ部品１１を搭載することにより、電気配線設計の自由度が高まる。つまり固体撮像素子近傍にチップ部品１１をおくことができ、電気特性の最適化を図ることができる。また、コネクタ１２をフレキシブル基板１上に搭載することにより固体撮像素子基板１０からの信号を外部に取り出すことができて、携帯機器との接続を自由に行うことができる。フレキシブル配線板１を補強板２よりも大きくしてそのままフレキシブル配線として使用した場合には、補強板２との段差部での強度不足が発生してしまう。この場合、コネクタ１２のかわりに、別のフレキシブル配線板を直接接続しても良い。また、金属配線パターン１ｂをＳＵＳの補強板２に電気接続しているので、ノイズ抑制や静電遮蔽を行うことができるので電気特性の安定性を得ることができる。さらに、固体撮像素子基板１０の裏面にタングステンなどの金属薄膜からなる遮光性膜が塗布されているので、固体撮像素子基板１０の裏面からの光入射による撮像信号のノイズを無くすことができる。

図３は、本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図であり、図１の固体撮像装置を裏面から見たものである。
フレキシブル配線板１と外形形状が同じ大きさの補強板２とを積層一体化しており、基準穴としての切込み部３と位置決め穴５とを形成している。そして、補強板２にも開口部７が開けてあり、その周辺には補強板２の全体厚みよりも薄い段差部１３を形成している。透光性部材１４をこの段差部１３に落とし込んで補強板２に設置する。透光性部材１４には、赤外線カットフィルタ機能を持つガラスを使用した。そして、光学レンズ１５と一体化したレンズ筐体１６には、基準突起部１７が形成されている。図に示している基準突起部１７は基準穴としての位置決め穴５に嵌合するものであり、切込み部３に嵌合する基準となる突起は図示していないが同様に形成されている。

このような構成を持つことにより、透光性部材１４の位置ずれを無くし、接着用の接着剤の余分なエリアへの拡がりも抑制しながら、透光性部材１４を開口部７を塞ぐように段差部１３へと接着することができる。また、レンズ筐体１６の基準突起部１７を基準穴としての位置決め穴５や基準穴としての切り込み部３へと嵌合することにより、反対側の固体撮像素子基板１０と共通の基準とすることができるため、高精度な光軸合わせを行うことができる。

図４は本実施の形態１の固体撮像装置の斜視図であり、図１と同じ側から見た図である。
フレキシブル配線板１と外形形状が同じ大きさの補強板２とを積層一体化しており、基準穴としての切込み部３と基準穴としての位置決め穴５を形成している。さらに固体撮像素子基板１０、チップ部品１１を覆うようにモールド樹脂１８を形成している。基準穴としての切込み部３を避けるようにモールド樹脂切込み部１９を形成している。また、コネクタ１１からフラットケーブルからなる配線ケーブル２０を引き出している。

このような構成をとることにより、固体撮像素子基板１０やチップ部品１１の部品脱落を防ぎ、強固に接着しておくことができる。また固体撮像素子基板１０の裏面にもモールド樹脂１８を形成することにより、固体撮像素子基板１０の裏面からの透過光によるノイズを抑制することができる。固体撮像素子基板１０の裏面からの透過光をより抑制するために固体撮像素子基板１０の裏面に前述したように遮光膜が形成されていても良い。モールド樹脂１８についてもモールド樹脂切込み部１９を確保するようにモールドすることにより、基準穴としての切り込み部３への遮蔽物の進入を無くすことができる。またコネクタ１２を避けてモールドすることによりレンズ筐体１６を搭載した後に配線ケーブル２０を取り付けることができる。事前に配線ケーブル２０を取り付けた場合には基準穴としての位置決め穴５を避けながらコネクタ１２と配線ケーブル２０の上までモールドして、配線ケーブルの接続補強を行っても良い。

図５は、本実施の形態１の固体撮像装置の斜視図であり、図３と同じ側から見た図である。
モールド樹脂１８が形成されたフレキシブル配線板１と補強板２の上からレンズ筐体１６が搭載されている。固体撮像素子基板１０の設置と同じ基準を用いているので、高精度の光軸合わせを行うことができる。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態の固体撮像装置の製造方法について説明する。
図６、図７は、本実施の形態２の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
図６(ａ)において、フレキシブル配線板１を構成するフレキシブル基材１ａにビアを通し、両面に金属層からなる配線パターン１ｂの配線を形成する。フレキシブル基材ａには２５μｍの厚さのポリイミドフィルムを使用した。この場合、多数個取りの配線パターン１ｂを一度に形成した。

図６（ｂ）において、補強板２をフレキシブル基板の全面に貼り付けた。補強板には、１５０μｍの厚さのＳＵＳ板を用いた。フレキシブル配線板１と補強板２の貼り付けには、導電性接着剤（図示せず）を用いて接着した。そのため、フレキシブル配線板１の配線の接地部とＳＵＳ板を用いた補強板２とが電気的に接続している。図示していないが、補強板２側で接地したくない配線パターンの表面には絶縁膜を形成している。

図６（ｃ）においては、フレキシブル配線板１と補強板２を積層一体化した後に外形をプレス裁断により個片に切り落とした。
図６（ｄ）においては、基準穴としての位置決め穴５または切込み部３および開口部７をエッチングにより穴を開け、穴部周りは補強板の露出部４、６を確保した。また開口部７の補強板２側には、透光性部材を搭載するための段差部１３を形成した。このようにして、本発明の固体撮像装置用の実装基板としての積層基板を作製した。

このようにして形成された積層基板を用い、図７（ａ）に示すように、補強板２の段差部１３に透光性部材１４を接着し、透光性部材１４に対向して開口部を塞ぐようにフレキシブル配線板１の金属配線パターン１ｂに固体撮像素子基板１０を設置した。固体撮像素子基板１０の電極（図示せず）上にバンプ１０ｂを形成し、その先端に導電性接着剤１０ｃを転写形成した。このときのバンプ１０ｂは金線で形成し、導電性接着剤１０ｃは銀ペーストとした。基準穴５を基準として固体撮像素子基板１０を金属配線パターン１ｂ上に設置した後に、導電性接着剤１ｃを加熱硬化した。

図７（ｂ）において、固体撮像素子基板１０の周りには、接続部の補強のために封止樹脂９を注入し、その後に加熱硬化を行った。続いて、チップ部品１１およびコネクタ１２は別途、金属配線パターン１ｂに半田接続した。
図７（ｃ）において、モールドを行い、モールド樹脂１８により各部品を覆って補強を行った。また、光学レンズ１５を搭載したレンズ筐体１６には、基準突起部１７が形成してあり、基準穴としての位置決め穴５に差し込むことにより嵌合した。また、配線ケーブル２０をコネクタ１２に接続した。
このようにして、図７（ｄ）に示すように固体撮像装置が製造される。
このような製造方法をとることにより、簡易に、薄型で、高剛性で、高精度と高信頼性の固体撮像装置を製造することができる。

また、本発明の固体撮像装置においては固体撮像素子基板の裏面からモールド樹脂１８で覆うことで、固体撮像素子やチップ部品の実装強度を補強することができる。

この構成によれば、フレキシブル基板と補強板が同じ外形寸法で積層構造をしており、固体撮像素子基板および透光性部材あるいは光学レンズを搭載する際の基準穴もしくは切込みが形成され、その周囲でフレキシブル配線板側に補強板の表面が露出しており、その基準穴を表裏から共通に用いて固体撮像素子基板、透光性部材を設置することができる。従って、固体撮像装置の薄型化が容易で、作業性良く組み立てることができ、高剛性および光軸合わせの高精度性を得ることができる。

また補強板側には光性部材及び光学レンズが装着されており、光学レンズと固体撮像素子基板とが、表裏から位置決め用の穴を共通基準として位置あわせを行うことができる。なおこの穴は貫通穴でなくても切り込みであってもよい。

また、上記実施の形態において、透光性部材として光学フィルタを用いるようにすれば、固体撮像素子基板への入射光の赤外線領域をカットして良好な撮像特性を得ることができる。

また、本発明の固体撮像装置に用いる透光性部材を設置する補強板の開口部周りの厚みが周囲よりも薄くなっていても良い。その結果、透光性部材の位置ずれを無くし、設置用の接着剤の拡がりも抑制することができる。

なお、固体撮像素子基板と光学レンズとの位置あわせの必要性についてはいうまでもないが、透光性部材と固体撮像素子基板との位置あわせも重要である。この理由について説明する。
光学レンズから出た光は固体撮像素子基板に向かって広がるように設計されており、正確には射出瞳位置から光が出てくるようになっている。このため、透光性部材１４で構成される光学フィルタの大きさとしては板状部材の開口に対して接着部分を加えた寸法が必要となる。また、フィルタはワークサイズ（分割前の板材）が蒸着装置の中で均一な成膜をするために制限があり、ワークサイズは70mm角程である。そしてワークサイズから製品にする際にダイヤモンドブレードなどでダイシングし分割するため、つまりワークサイズからの取り数でコストが決まることになる。そこで接着面積を含めてサイズを最小にすることでコストを圧縮することができる。また大きなフィルタを用いると、平面的にフィルタと固体撮像素子が重なることになる。固体撮像素子の中央部は有効撮像エリアと呼ばれ実際に光をフォトトランジスタ（Tr）で電気信号に光電変換する領域であり、この有効エリアの外側には周辺回路などがあり、その外側に配線用の電極が設けられている。従って、配線部分と光学フィルタが重なってくると厚さ方向（光軸方向）にそれぞれ配置するため厚さが厚くなってくる。以上の観点から、薄型化とコスト低減を実現するために小さなフィルタを用いるのが望ましく、したがって上述したように光線の有効範囲を確実にカバーするために透光性部材の精度が必要となる。

また、上述したように固体撮像装置に用いる固体撮像素子基板の裏面には遮光性膜が形成されていても良く、その結果、薄い固体撮像素子基板の場合に裏面からの光の透過によるノイズの発生を避けることができる。
この遮光性膜は、固体撮像素子基板の裏面に形成された金属膜であってもよい。この構成により、薄型でより確実に裏面からの光を遮光することができる。
また、この遮光性膜は、前記固体撮像素子基板の裏面に形成された遮光性の樹脂膜であってもよい。この構成により、形成が容易でかつ確実に裏面からの光を遮光することができる。

なお前記実施の形態では、フレキシブル配線板と補強板とは、貼り合わせてから開口部を形成したが、このとき、レーザなどで切断することにより、フレキシブル配線板の端縁を丸く形成することができ、屑の発生を防ぎ、撮像領域のコンタミを防ぐことができる。

以上説明してきたように、本発明の固体撮像装置およびその製造方法は、固体撮像装置の薄型化が可能で、簡易に高剛性と精度向上と信頼性の向上を図ることができることから、携帯電話などの小型携帯端末への適用が有用である。

本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図 本実施の形態１の固体撮像装置に用いられるフレキシブル配線板の上面図 本実施の形態１の固体撮像装置の分解斜視図 本実施の形態１の固体撮像装置の斜視図 本実施の形態１の固体撮像装置の斜視図 本実施の形態２の固体撮像装置の製造方法を示す固体撮像装置の断面図 本実施の形態２の固体撮像装置の製造方法を示す固体撮像装置の断面図 従来の固体撮像装置の断面図

符号の説明

１ フレキシブル配線板
１ａ フィルム基体
１ｂ 金属配線パターン
２ 補強板
３ 基準切込み部
４、６、８、 補強板の露出部
５ 基準穴
７ 開口部
９ 封止樹脂
１０ 固体撮像素子基板
１０ｂ バンプ
１０ｃ 導電性接着剤
１１ チップ部品
１２ コネクタ
１３ 段差部
１４ 透光性部材
１５ 光学レンズ
１６ レンズ筐体
１７ 基準突起部
１８ モールド樹脂
１９ モールド樹脂切込み部
２０ 配線ケーブル

Claims (19)

1. 開口部を持つフレキシブル配線板と、前記フレキシブル配線板に積層一体化された補強板とで構成された積層基板と、
   前記積層基板の前記補強板側に開口部を塞ぐように設置された透光性部材と、
   前記積層基板の前記フレキシブル配線板側に設置された固体撮像素子基板と、を具備し、
   前記補強板は固体撮像素子基板設置用の基準穴を具備しており、
   前記基準穴の周縁で、前記フレキシブル配線板側にも前記補強板が露出しており、前記基準穴を共通基準として、前記積層基板の両面で、固体撮像素子基板と、透光性部材が配置された固体撮像装置。
2. 請求項１に記載の固体撮像装置であって、
   前記補強板側には前記透光性部材及び光学レンズが装着されており、
   前記光学レンズと前記固体撮像素子基板とが、表裏から前記基準穴を共通基準として位置あわせされた固体撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の固体撮像装置であって、
   前記透光性部材は、光学フィルタである固体撮像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
   前記補強板が金属板である固体撮像装置。
5. 請求項４に記載の固体撮像装置であって、
   前記フレキシブル配線板の配線パターンの接地部が前記補強板に電気的に接続された固体撮像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
   前記透光性部材を設置する前記補強板の開口部周りの厚みが周囲よりも薄くなっており、肉薄部を構成する固体撮像装置。
7. 請求項１乃至６に記載の固体撮像装置であって、
   前記フレキシブル配線板の配線パターン上に、コネクタが実装された固体撮像装置。
8. 請求項１乃至７に記載の固体撮像装置であって、
   前記フレキシブル配線板の配線パターン上にチップ部品が搭載された固体撮像装置。
9. 請求項１乃至８に記載の固体撮像装置であって、
   前記固体撮像素子基板の裏面に樹脂モールドがなされた固体撮像装置。
10. 請求項１乃至９に記載の固体撮像装置であって、
    前記固体撮像素子基板の裏面に遮光性膜が形成された固体撮像装置。
11. 請求項１０に記載の固体撮像装置であって、
    前記遮光性膜は、前記固体撮像素子基板の裏面に形成された金属膜である固体撮像装置。
12. 請求項１０に記載の固体撮像装置であって、
    前記遮光性膜は、前記固体撮像素子基板の裏面に形成された遮光性の樹脂膜である固体撮像装置。
13. フレキシブル配線板を補強板に貼り付け、貫通した開口部をもつ積層体を形成する工程と、
    前記積層体の外形を裁断する工程と、
    前記フレキシブル配線板を一部除去して前記補強板に到達するように基準穴を形成する工程と、
    前記基準穴を基準として前記フレキシブル基板の開口部を塞ぐように固体撮像素子基板を搭載する工程と、
    前記補強板の開口部を塞ぐように透光性部材を搭載する工程とを具備した固体撮像素子の製造方法。
14. 請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    さらに前記透光性部材の外側から前記基準穴を基準として位置決めを行い、光学レンズが搭載されているレンズ筐体を前記補強板に搭載する工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
15. 請求項１３または１４に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記積層体を形成する工程は、フレキシブル配線板を補強板に貼り付けた後、貫通した開口部を形成する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
16. 請求項１３または１４に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記積層体を形成する工程は、開口部を備えたフレキシブル配線板を、開口部を備えた、補強板に、開口部同士が符合するように位置あわせを行う工程と、貼り付けを行う工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
17. 請求項１６に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    前記位置あわせを行う工程は、前記フレキシブル基板の開口部から前記補強板の開口部の周縁部が露呈するように、位置あわせを行う工程を含む固体撮像装置の製造方法。
18. 請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    基準穴または切り込み部を形成する工程が、フレキシブル配線板および補強板をエッチングする工程を含む固体撮像装置の製造方法。
19. 請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
    固体撮像素子基板を搭載する工程が、前記固体撮像素子基板のバンプに導電性接着剤層を形成し、フレキシブル基板にフリップチップ実装し、接合部の周りに封止樹脂を注入する工程を含む固体撮像装置の製造方法。

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