JP2008263551A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブル配線板を使用して、固体撮像装置の薄型化、小型化を行い、簡易に高剛性を持つ固体撮像装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の固体撮像装置は、開口部を持つ第1のフレキシブル配線板1と補強板2とを外形形状を同じくして積層一体化されており、透光性部材14と固体撮像素子基板10が開口部を塞ぐように対向設置し、チップ部品11が搭載された第2のフレキシブル配線板30とチップ部品11が搭載されていない第1のフレキシブル配線板1とが接合される。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の固体撮像装置は、開口部を持つ第1のフレキシブル配線板1と補強板2とを外形形状を同じくして積層一体化されており、透光性部材14と固体撮像素子基板10が開口部を塞ぐように対向設置し、チップ部品11が搭載された第2のフレキシブル配線板30とチップ部品11が搭載されていない第1のフレキシブル配線板1とが接合される。
【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として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、小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て、より薄く小型の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。また、特許文献2では、撮像素子とレンズ筐体が搭載された配線基板にフレキシブル配線板が直接接合されている構造が開示されている。
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では、配線基板とフレキシブル配線板の接合に異方導電性フィルムと接着剤を用いる点が示されている。異方導電性フィルムは配線基板との電気的接合を確保し、接着剤は接合強度を確保するために用いている。接着剤はその接着強度を高めるために、フレキシブル配線板の異方導電性フィルムが接していない部分から配線基板の異方導電性フィルムが接していない部分までを覆っている。
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、電気接続に問題が発生したり光軸がずれてしまうという課題があった。
また、特許文献2に示される撮像装置においては、フレキシブル配線板を配線基板に接合し接着剤で接合補強を行っているが、固体撮像素子が設置されている配線基板が薄くなっていないために固体撮像装置全体を薄くすることができず、また、接着剤を異方導電性フィルムが接していない部分から配線基板の異方導電性フィルムが接していない部分までを覆うように塗布するためには、個別の固体撮像装置に対して斜め方向からの接着剤塗布といった特別な工程が発生するという課題があった。また、チップ部品が固体撮像素子の搭載されている配線基板側に搭載されており、そのことによる工数の増加、配線基板へのリフロー熱履歴が加わり、熱変形が起こるという課題があった。
本発明は、組立作業性が良好で、高剛性を得ることができる固体撮像装置を提供することを目的とする。また、本発明は、工程の短縮化、設計自由度の向上、歩留まりの向上を図ることを目的とする。さらにまた、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を目的とする。
本発明の固体撮像装置は、開口部を持つ第1のフレキシブル配線板と、前記第1の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第1の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、開口部を持つ補強板と、前記第1のフレキシブル配線板に接合された第2のフレキシブル配線板とを具備したことを特徴とする。
この構成により、固体撮像装置の薄型化、小型化が容易で、作業性良く組み立てることができ、高剛性を得ることができる。
この構成により、固体撮像装置の薄型化、小型化が容易で、作業性良く組み立てることができ、高剛性を得ることができる。
また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記第2のフレキシブル配線板の配線パターン上に前記固体撮像素子基板以外の全てのチップ部品が搭載されたものを含む。
この構成により、第2のフレキシブル配線板に前記固体撮像素子基板以外の全てのチップ部品を搭載しており、固体撮像素子基板を搭載する基板である第1のフレキシブル配線板にはチップ部品を搭載していないので、リフロー工程による固体撮像素子基板の劣化もしくは第1のフレキシブル配線板の反りが発生することがなく固体撮像素子基板の実装が容易であり、工程の短縮化、設計自由度の向上、リペア対応性の向上を得ることができるという効果を有している。
この構成により、第2のフレキシブル配線板に前記固体撮像素子基板以外の全てのチップ部品を搭載しており、固体撮像素子基板を搭載する基板である第1のフレキシブル配線板にはチップ部品を搭載していないので、リフロー工程による固体撮像素子基板の劣化もしくは第1のフレキシブル配線板の反りが発生することがなく固体撮像素子基板の実装が容易であり、工程の短縮化、設計自由度の向上、リペア対応性の向上を得ることができるという効果を有している。
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、前記積層基板に形成された基準穴を表裏から共通基準として位置あわせされたものを含む。
この構成により、第1の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。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。
この構成により、第1の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。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がなされたものを含む。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がな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、電気的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固体撮像素子基板の裏面から樹脂モールドしていても良い。その結果、固体撮像素子基板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、本発明は、上記固体撮像装置において、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いるものを含む。
また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記第2のフレキシブル配線板上にコネクタが配設されたものを含む。
また、本発明は、上記固体撮像装置において、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ものを含む。
また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記固体撮像素子基板の裏面に遮光性膜が形成されたものを含む。
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、第1のフレキシブル配線板を補強板に貼り付ける工程と、外形をプレス裁断する工程と、前記第1のフレキシブル配線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、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、第2のフレキシブル配線板を第1のフレキシブル配線板に接合する工程とからなることを特徴としている。そのため簡易に、薄くかつ、小型でありながらも高剛性を持ち、配線延長の形状に高い自由度を持つ固体撮像装置を製造することができる。
また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記接合する工程に先立ち、前記第2のフレキシブル配線板にコネクタおよび前記固体撮像素子基板以外の全てのチップ部品を搭載する工程を含む。
また、本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記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、フレキシブル配線板にフリップチップ実装するとともに、接合部の周りに封止樹脂を注入する工程を含む。
この構成によれば、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、フレキシブル配線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。その結果、固体撮像素子基板搭載部での熱変形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。
この構成によれば、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、フレキシブル配線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。その結果、固体撮像素子基板搭載部での熱変形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。
このように、本発明の固体撮像装置およびその製造方法を用いることにより、固体撮像装置の薄型化、小型化が可能で、簡易に高剛性を持つ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、小型化も可能となる。
本発明によれば固体撮像装置の薄型化、小型化が可能で、簡易に高剛性を持つ固体撮像装置およびその製造方法を提供することができる。
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。
本発明の固体撮像装置は、図1に示すように、第1のフレキシブル配線板1に接合された第2のフレキシブル配線板30とを具備し、この第2のフレキシブル配線板30にチップ部品11およびコネクタ12を搭載したことを特徴とするものである。すなわち、この固体撮像装置は、開口部を持つ第1のフレキシブル配線板1と、この第1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、この積層基板の第1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。
(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。
本発明の固体撮像装置は、図1に示すように、第1のフレキシブル配線板1に接合された第2のフレキシブル配線板30とを具備し、この第2のフレキシブル配線板30にチップ部品11およびコネクタ12を搭載したことを特徴とするものである。すなわち、この固体撮像装置は、開口部を持つ第1のフレキシブル配線板1と、この第1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、この積層基板の第1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。
また、この例では、図1に示すように、開口部の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1a(ベースフィルム)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、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が形成されている。さらに、固体撮像素子基板10を電気的に接続するように第1のフレキシブル配線板1上に設置する。そして、延長板として第2のフレキシブル配線板30をフレキシブル配線板1上に電気的に接続した。この場合の接続には非導電性の接着剤を用いて接着を行い、第1のフレキシブル配線板1の配線パターンと延長板である第2のフレキシブル配線板30の配線パターン(図示せず)を直接接触させて導通させる方法を取った。この延長フレキシブル配線板30には、チップ部品11とコネクタ12が搭載されており、このコネクタ12により、携帯機器本体の配線基板(図示せず)と接続する。
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。フレキシブル配線板1には金属配線パターン1bが形成されており、固体撮像素子基板10を電気的に接続するように設置されている。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、基準穴としての切り込み部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、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と光学レンズ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、6を形成することにより第1の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。
開口部7周辺の補強板の露出部8は、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。また、コネクタ12を第2のフレキシブル基板30上に搭載することにより固体撮像素子基板10からの信号を第1のフレキシブル基板1およびこれに直接接続された第2のフレキシブル基板30を介して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。第1の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との段差部での折れ曲がりによる配線切れが発生してしまうことがあるため、このように分離状態から接続することが好ましい。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が行えるため、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の低減を図ることができる。
このような構成を持つことにより、第1のフレキシブル配線板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、第2のフレキシブル配線板30にチップ部品11とコネクタ12を別途準備することにより、本来のフレキシブル特性を活かしながら、自由度の高い延長ケーブル形状、コネクタ形状を選択することができる。また、チップ部品11やコネクタ12に不具合が発生しているかどうかを確認したうえで、第1のフレキシブル配線板1と接続することができるため、チップ部品11の不良の発生に起因して高価な固体撮像素子基板10ごと固体撮像装置がNGとなってしまうような事態を回避することができ、結果としてコストの低減を図ることができる。
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。
第1の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。30は第2のフレキシブル配線板である。
第1の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。30は第2のフレキシブル配線板である。
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、高精度の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。
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。
このような構成をとることにより、固体撮像素子基板10を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。
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。
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)
図6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、8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。
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、8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(図7(a))を用い、図7(b)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。このとき、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3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。続いて接続部の補強のために封止樹脂9を注入して加熱硬化した。また、別途延長板として第2のフレキシブル配線板30を準備し、チップ部品11とコネクタ12を半田接続しておいた。
そして図7(c)に示すように、延長板としての第2のフレキシブル配線板30を第1のフレキシブル配線板1に接合した。このときの接合には、非導電性接着剤(図示せず)を使用して接着を行い、第1のフレキシブル配線板1の配線パターン1bと延長板としての第2のフレキシブル配線板30の配線パターンを直接接触させて導通させる方法を取った。また、モールド樹脂18で固体撮像素子基板10を覆うことにより固体撮像素子10の接着強度を補強する。そして、光学レンズ15を搭載したレンズ筐体16を設置することにより固体撮像装置が完成する。
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、高精度と高信頼性を持ち、延長ケーブルに自由度の高い固体撮像装置を製造することができる。
また、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いるために、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、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みが増してくる。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。
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みが増してくる。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。
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、第1の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。
本発明の固体撮像装置は、薄型化、小型化が可能で、簡易に高剛性を持つことから、携帯電話などの携帯端末への使用に有効である。
1 第1の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
30 第2の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
30 第2のフレキシブル配線板
Claims (15)
- 開口部を持つ第1のフレキシブル配線板と、前記第1の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第1の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、開口部を持つ補強板と、
前記第1のフレキシブル配線板に接合された第2のフレキシブル配線板とを具備した固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置であって、
前記第2のフレキシブル配線板の配線パターン上に、前記固体撮像素子基板以外の全てのチップ部品が搭載された固体撮像装置。 - 請求項1または2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、前記積層基板に形成された基準穴を表裏から共通基準として位置あわせされた固体撮像装置。 - 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、
前記透光性部材は、光学フィルタである固体撮像装置。 - 請求項1乃至4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。 - 請求項5に記載の固体撮像装置であって、
前記第1の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。 - 請求項1乃至6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いる固体撮像装置。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記第2のフレキシブル配線板上にコネクタが配設された固体撮像装置。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 第1のフレキシブル配線板を補強板に貼り付ける工程と、
前記第1のフレキシブル配線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、
第2のフレキシブル配線板を第1のフレキシブル配線板に接合する工程とからなることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記接合する工程に先立ち、前記第2のフレキシブル配線板にコネクタおよび前記固体撮像素子基板以外の全てのチップ部品を搭載する工程を含む固体撮像装置の製造方法。 - 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、フレキシブル配線板にフリップチップ実装するとともに、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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