JP2010021283A - Solid state imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Yasushi Nakagiri
康司 中桐
Takahiko Yagi
能彦 八木
Michio Yoshino
道朗 吉野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state imaging device of high rigidity and precision, having a range finding characteristic with a plurality of adjoining imaging elements. <P>SOLUTION: The imaging elements wherein a plurality of separated imaging regions adjoin each other to be one body on a single semiconductor substrate, are mounted on a translucent glass substrate with electric wiring which includes a through-hole, cut, or groove so that the region where insulating sealing resin is formed between a semiconductor substrate and the glass substrate communicates with the outside. So, a plurality of adjoining imaging elements are flip-chip mounted on the glass substrate, added with injection of sealing resin for reinforcement. Thus, a small and high precision compound-eye camera is assembled with well workability, resulting in high rigidity and high precision in collimation. As a result, an excellent solid state imaging device is provided which allows range finding and monitoring, without requiring a large space. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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り、特に複数の撮像素子を搭載して、測距等の付加価値を持つ固体撮像装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof, and in particular, a small-sized solid-state imaging device formed using a solid-state imaging device such as a surveillance camera, a medical camera, an in-vehicle camera, an information communication terminal camera, and the like. The present invention relates to a manufacturing method, and more particularly, to a solid-state imaging device having a plurality of imaging elements and having added value such as distance measurement and a manufacturing method thereof.

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には、固体撮像素子を用い、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。さらに、複眼レンズ構成にして、測距機能を持つといった付加機能をも備えたものが開発されてきている。   In recent years, the demand for small cameras for mobile phones, in-vehicle components, etc. has been rapidly increasing. This type of small camera uses a solid-state imaging device that uses a solid-state imaging device and outputs an image input via an optical system such as a lens as an electrical signal. With the downsizing and high performance of this image pickup apparatus, the camera has become smaller and the use in various fields has increased, expanding the market as a video input apparatus. In a conventional image pickup apparatus using a semiconductor image pickup device, components such as an LSI on which a lens, a semiconductor image pickup device, a driving circuit thereof, a signal processing circuit, and the like are mounted are respectively formed in a housing or a structure and combined. Furthermore, a compound eye lens structure having an additional function such as a distance measuring function has been developed.

特に、この複眼レンズでの測距の場合には、小型化においては高精度性が要求される。そうしたなかで、特許文献1や特許文献2に示されるように単一の半導体基板上に2個の撮像素子を持つ小型ステレオ構造が提案されている。これらのように単一の半導体基板上に隣接した2個の撮像素子を一体として使用することにより、2個の撮像素子の平行性や光軸間距離の基線長に関して、非常に高精度性を得ることが出来る。また、通常単一で使用されている撮像素子を2個一体化で使用することにより、通常のカメラとしての機能を持ちながら、さらに測距機能を持つといったメリットがある。さらに、特許文献2では、通常は1個ずつウェハーから切り出されている半導体チップを2個一体にして切り出すことにすれば、現状のセンサーのスペックをそのまま活用できる点についても言及されている。特許文献1および2では、そのような撮像素子をステレオカメラ用に用いることに関しては記載されているが、その撮像素子の実装構造、実装方法に関しては詳細が記述されておらず、通常の1個片の撮像素子では4辺に電極パッドが存在し、切り出しエリアを出来るだけ狭くするので、隣接するエリアには多数の電極パッドが密集し、それらの電気信号の引き出しをどのように行うかが課題となっている。   In particular, in the case of distance measurement using this compound eye lens, high accuracy is required for miniaturization. Under such circumstances, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, a small stereo structure having two image sensors on a single semiconductor substrate has been proposed. By using two adjacent image sensors on a single semiconductor substrate as a single unit, it is possible to achieve extremely high accuracy with respect to the parallelism of the two image sensors and the baseline length of the distance between the optical axes. Can be obtained. In addition, by using two image sensors that are normally used in a single unit, there is a merit that a distance measuring function is provided while having a function as a normal camera. Furthermore, Patent Document 2 also mentions that if two semiconductor chips, which are usually cut out from a wafer one by one, are cut out together, the current sensor specifications can be used as they are. Patent Documents 1 and 2 describe the use of such an image pickup device for a stereo camera, but do not describe details of the mounting structure and mounting method of the image pickup device. In one image sensor, there are electrode pads on four sides, and the cut-out area is made as narrow as possible, so there are many electrode pads in the adjacent area, and how to extract the electric signals It has become.

一方、特許文献3においても、2個の撮像領域が隣接した半導体チップに関する記載があり、こちらは、より高精度性を満足するための具体的な方法として、該半導体チップを透光性のガラス基板にフリップチップ実装する方法が示されている。こちらで用いる半導体チップは特許文献1および特許文献2に対して、測距用に特化した1次元配列チップを2個並列配置したものを使用しており、配線パッド数も少ない。   On the other hand, Patent Document 3 also describes a semiconductor chip in which two image pickup regions are adjacent to each other. This is a specific method for satisfying higher accuracy. A method of flip chip mounting to a substrate is shown. The semiconductor chip used here is one in which two one-dimensional array chips specialized for distance measurement are arranged in parallel to Patent Document 1 and Patent Document 2, and the number of wiring pads is small.

特開平9−74572号公報JP-A-9-74572 特開2007−322128号公報JP 2007-322128 A 特開平9−27606号公報JP-A-9-27606

しかしながら、特許文献1、2に示される撮像装置においては、撮像素子を2個並列した構造のメリットは記載されているものの、実際に作製する場合は種々の課題がある。例えば、単に並列に撮像素子を設置するだけでは、レンズとの光軸を合わせるのは困難であり、せっかくの高精度測距性を活かしきれていない。また、従来実装方法としてのワイヤーボンディング法による実装の場合に、実際には横方向に多数のパッドが存在する場合には、隣接した撮像素子間に多数存在する電極パッドから、撮像領域に重ならずにワイヤーの引き回しをすることは困難である。   However, in the imaging apparatuses disclosed in Patent Documents 1 and 2, although the merit of the structure in which two imaging elements are arranged in parallel is described, there are various problems when actually manufactured. For example, it is difficult to align the optical axis with the lens simply by installing the image sensor in parallel, and it has not been able to make full use of the high precision distance measurement. Also, in the case of mounting by the wire bonding method as the conventional mounting method, if there are actually a large number of pads in the horizontal direction, the number of electrode pads existing between adjacent image sensors overlaps the imaging area. It is difficult to route the wire without it.

また、特許文献3においては、具体的な材料とフリップチップ実装に関して記述が行われている。しかし、この文献中で示されているのは1次元配列の撮像素子であり、電極パッド数が少ないために、上記したような困難性が無い。しかし、1次元配列の2個配列の撮像素子の場合には、測距対象物が決まっていて、単純に距離だけを測定する用途としては使用可能であるが、2次元配列ではないためにカメラとしての画像を映し出すことが出来ない。カメラとしての機能を持った上で、測距機能を持つためには、撮像素子を1次元配列素子ではなく、2次元配列素子が必要であり、その場合、パッド数が急増するため、Auバンプの周りに接続部材としてAgペーストを用いただけでは強度を確保することが出来ず、不良発生の要因となる。そして、通常行われているような封止樹脂により周囲の強度確保を行うために封止樹脂を注入したとしても、撮像領域への樹脂漏れ出しや、撮像素子間の電極パッドの密集状況により樹脂が進入しない、という課題がある。   Patent Document 3 describes specific materials and flip chip mounting. However, what is shown in this document is a one-dimensional array of image sensors, and since there are few electrode pads, there is no difficulty as described above. However, in the case of the two-dimensional image sensor of the one-dimensional array, the object to be measured is fixed and can be used as an application for simply measuring the distance. The image cannot be projected. In order to have a distance measuring function while having a function as a camera, an image sensor is not a one-dimensional array element, but a two-dimensional array element is required. In this case, since the number of pads increases rapidly, an Au bump If only Ag paste is used as a connecting member around the wire, the strength cannot be ensured, which causes a defect. Even if the sealing resin is injected to ensure the strength of the surroundings with a sealing resin as is normally done, the resin leaks into the imaging region or the electrode pad between the imaging elements is densely packed. There is a problem that does not enter.

図14に、ガラス基板上へ実装する2個一体型の撮像素子の例を示す。
ガラス基板101には、電極パッド103、104が形成されており、電極パッド103と電極パッド104は、それぞれがガラス基板101表面上で配線されて電気接続されている。電極パッド103は固体撮像素子105との接続用であり、電極パッド104は固体撮像素子105の信号を外部に取り出すプリント配線基板との電気接続用である。固体撮像素子105は、撮像領域106が2個一体化された状態となっている。そして、裏面の電気配線パッド上に金属バンプが形成され(図示せず)、電極パッド103に実装される。このときに、固体撮像素子105の密着強度と電気接続信頼性を確保するために絶縁性封止樹脂を注入することが望ましい。しかし、このままの状態で注入すると撮像領域に絶縁性封止樹脂が漏れ出してしまったり、隣接する撮像領域間の狭い領域において空気の逃げ道が無いために絶縁性封止樹脂(図示せず)が入り込んでいかないというような問題が発生していた。そのため、結果的に、撮像領域が良好で、強度があり、電気接続信頼性が高い測距機能を持つ固体撮像装置の製造が困難であった。特に、測距機能と高信頼性が要求される、車載用のカメラへの適用は非常に困難であるという課題が発生していた。
FIG. 14 shows an example of a two-piece integrated image sensor mounted on a glass substrate.
Electrode pads 103 and 104 are formed on the glass substrate 101, and the electrode pads 103 and the electrode pads 104 are wired and electrically connected on the surface of the glass substrate 101, respectively. The electrode pad 103 is used for connection with the solid-state image sensor 105, and the electrode pad 104 is used for electrical connection with a printed wiring board that extracts the signal of the solid-state image sensor 105 to the outside. The solid-state imaging device 105 is in a state where two imaging regions 106 are integrated. Then, metal bumps (not shown) are formed on the electrical wiring pads on the back surface and mounted on the electrode pads 103. At this time, it is desirable to inject an insulating sealing resin in order to ensure the adhesion strength and electrical connection reliability of the solid-state imaging device 105. However, when injected as it is, the insulating sealing resin leaks into the imaging region, or there is no air escape path in a narrow region between adjacent imaging regions, so that the insulating sealing resin (not shown) is used. There was a problem of not getting in. As a result, it has been difficult to manufacture a solid-state imaging device having a ranging function with a good imaging area, strength, and high electrical connection reliability. In particular, there has been a problem that application to an in-vehicle camera that requires a ranging function and high reliability is very difficult.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、小型で、場所を取ることなく、監視が可能となる優れた固体撮像装置を提供することを目的とする。
特に、隣接する複数の撮像素子を基板上にフリップチップ実装したうえで、補強のための封止樹脂注入を行うことが出来、小型で高精度の複眼カメラを、作業性良く組み立てることができ、高強度性および光軸合わせの高精度性を得ることの可能な固体撮像装置およびその実装方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an excellent solid-state imaging device that is small in size and can be monitored without taking up space.
In particular, it is possible to inject a sealing resin for reinforcement after flip-chip mounting a plurality of adjacent image sensors on a substrate, and to assemble a compact and high-precision compound eye camera with good workability. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of obtaining high strength and high accuracy of optical axis alignment and a mounting method thereof.

本発明の固体撮像装置は、単一の半導体基板上に、所定の間隔を隔てて形成された複数の撮像領域を具備した撮像素子と、配線部を具備した透光性基板とが、前記撮像領域と前記透光性基板の配線部が対向するように、重ね合わされ、前記撮像素子と前記配線部とが、電気接続部を介して電気的に接続されるとともに、前記電気接続部の周囲を絶縁性封止樹脂で囲んだ固体撮像装置であって、前記半導体基板と前記透光性基板との間が、外部に連通するように、前記透光性基板が、貫通孔、凹溝または切り込みを有したことを特徴とする。
この構成により、半導体基板と透光性基板との間で絶縁性樹脂の形成される領域が、外部に連通するように、前記透光性基板が、貫通孔、凹溝または切り込みを有しているため、隣接する固体撮像素子において密集した電極パッド部にフリップチップ実装を行った後に、強度確保用に絶縁性封止樹脂を注入することが出来る。このため複数の撮像素子の透光性基板への密着強度を確保し、信頼性および高精度性が高い複数撮像素子構成の固体撮像素子を提供することができる。
In the solid-state imaging device of the present invention, the imaging device including a plurality of imaging regions formed at a predetermined interval on a single semiconductor substrate, and the translucent substrate including a wiring portion are the imaging devices. The image pickup element and the wiring part are electrically connected via an electrical connection part, and the area around the electrical connection part is overlapped so that the region and the wiring part of the translucent substrate are opposed to each other. A solid-state imaging device surrounded by an insulating sealing resin, wherein the translucent substrate has a through hole, a groove, or a cut so that the semiconductor substrate and the translucent substrate communicate with the outside. It is characterized by having.
With this configuration, the translucent substrate has a through hole, a concave groove, or a cut so that the region where the insulating resin is formed between the semiconductor substrate and the translucent substrate communicates with the outside. Therefore, after the flip-chip mounting is performed on the electrode pad portions that are closely packed in the adjacent solid-state imaging device, the insulating sealing resin can be injected for ensuring the strength. Therefore, it is possible to provide a solid-state imaging device having a configuration of a plurality of imaging devices that ensures the adhesion strength of the plurality of imaging devices to the light-transmitting substrate and has high reliability and high accuracy.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記絶縁性封止樹脂は、撮像領域を避けて形成されることを特徴としている。
この構成により、密着強度補強用の絶縁性封止樹脂が撮像機能を妨げることは無い。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the insulating sealing resin is formed so as to avoid an imaging region.
With this configuration, the insulating sealing resin for reinforcing the adhesion strength does not hinder the imaging function.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記撮像領域は2個であることを特徴としている。
この構成により、シンプルに三角法により2個の撮像素子の平行な光軸と短い基線長を利用して短距離に対する高精度な測距特性を得ることが出来る。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the number of the imaging regions is two.
With this configuration, it is possible to obtain highly accurate distance measurement characteristics for a short distance by using the parallel optical axes and the short base line lengths of the two image sensors simply by trigonometry.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、2個の撮像領域間部と相対する透光性基板領域に貫通孔、切り込み、または、凹溝が設けられていることを特徴としている。
この構成により、電極パッドが一番密集している領域においても端子接続の補強に必要な絶縁性封止樹脂を十分に供給することが出来る。
In the solid-state imaging device according to the present invention, a through-hole, a cut, or a concave groove is provided in the translucent substrate region facing the portion between the two imaging regions.
With this configuration, the insulating sealing resin necessary for reinforcing the terminal connection can be sufficiently supplied even in the region where the electrode pads are most densely packed.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記透光性基板表面に光学フィルタ膜が形成されていることを特徴としている。
この構成により、光学特性を向上させることが出来る。
In the solid-state imaging device according to the present invention, an optical filter film is formed on the surface of the translucent substrate.
With this configuration, optical characteristics can be improved.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記透光性基板表面に反射防止膜が形成されていることを特徴としている。
この構成により、光学特性を向上させることが出来る。
In the solid-state imaging device according to the present invention, an antireflection film is formed on the surface of the translucent substrate.
With this configuration, optical characteristics can be improved.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、複数の離間した前記撮像領域に応じて同数のレンズが、前記透光性のガラス基板の前記撮像素子の設置されていない側の表面を基準とした筐体に設置されていることを特徴としている。
この構成により、すべての撮像素子から精度の高い有効な光学情報を得ることが出来る。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, the same number of lenses according to a plurality of spaced imaging regions is based on the surface of the translucent glass substrate on which the imaging element is not installed. It is characterized by being installed in a housing.
With this configuration, effective optical information with high accuracy can be obtained from all the image sensors.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、2個の撮像領域に対して、2個のレンズが前記筐体に設置されていることを特徴としている。
この構成により、シンプルに三角法により2個の撮像素子の平行な光軸と短い基線長を利用して短距離に対する高精度な測距特性を得ることが出来る。
Further, the present invention is characterized in that, in the solid-state imaging device, two lenses are installed in the housing for two imaging regions.
With this configuration, it is possible to obtain highly accurate distance measurement characteristics for a short distance by using the parallel optical axes and the short base line lengths of the two image sensors simply by trigonometry.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記レンズと前記撮像素子間の距離が一定となり、隣接する各一対のレンズ−撮像素子間に光が漏れない遮光壁が設けられている鏡筒が具備されていることを特徴としている。
この構成により、各撮像素子における光学情報を一定化することが出来、各撮像素子に隣接するレンズからの余分な光が入射するような不要情報を入力することなく、高精度な画像情報と情報処理を行うことが出来る。
In the solid-state imaging device according to the present invention, a lens barrel in which a distance between the lens and the imaging element is constant and a light-shielding wall that prevents light from leaking between each pair of adjacent lenses and the imaging element is provided. It is characterized by being provided.
With this configuration, optical information in each image sensor can be made constant, and high-precision image information and information can be obtained without inputting unnecessary information such that extra light from a lens adjacent to each image sensor enters. Processing can be performed.

また、本発明は、上記固体撮像装置において、前記透光性基板から電気接続部を介して回路基板に接続されていることを特徴としている。
この構成により、撮像素子からの情報を有効に処理する電気回路へと信号情報を入力することが出来る。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the light-transmitting substrate is connected to a circuit board through an electrical connection portion.
With this configuration, signal information can be input to an electric circuit that effectively processes information from the image sensor.

本発明の固体撮像装置の製造方法は、単一の半導体基板上に、所定の間隔を隔てて形成された複数の撮像領域を具備した撮像素子の端子部にバンプを形成する工程と、前記バンプに導電性接着剤を供給する工程と、配線部を具備し、前記撮像領域間に相当する領域に、貫通孔、切り込みまたは凹溝を具備した透光性基板を用意する工程と、前記導電性接着剤が付着した前記バンプを、前記透光性基板に形成された配線部上に実装して電気的接続部を構成するとともに、前記撮像素子と前記透光性基板を一体化する工程と、前記導電性接着剤を硬化する工程と、前記透光性基板側にマスクにより撮像領域のみに紫外線を照射しながら硬化した前記導電性接着剤の周囲に絶縁性封止樹脂を注入する工程と、注入されて未硬化状態の前記絶縁性封止樹脂を硬化する工程とを具備したことを特徴としている。
この構成により、複数の撮像素子の透光性基板への密着強度を確保し、信頼性および高精度性が高い複数撮像素子構成の固体撮像素子を製造することが出来る。
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a step of forming a bump on a terminal portion of an imaging device having a plurality of imaging regions formed at a predetermined interval on a single semiconductor substrate, and the bump A step of supplying a conductive adhesive to the substrate, a step of providing a translucent substrate having a wiring portion and having a through hole, a notch or a groove in a region corresponding to the imaging region, and the conductive Mounting the bumps to which the adhesive is attached on the wiring part formed on the translucent substrate to form an electrical connection unit, and integrating the imaging element and the translucent substrate; A step of curing the conductive adhesive, a step of injecting an insulating sealing resin around the conductive adhesive cured while irradiating only the imaging region with a mask on the translucent substrate side, Insulated sealing in an uncured state when injected It is characterized by comprising a step of curing the fat.
With this configuration, it is possible to secure the adhesion strength of the plurality of image sensors to the light-transmitting substrate and manufacture a solid-state image sensor having a plurality of image sensor configurations with high reliability and high accuracy.

また、本発明の他の固体撮像装置の製造方法は、前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、紫外線硬化型の封止樹脂を用いることにより撮像領域に拡がると同時に照射している紫外線光により硬化して撮像領域周囲に硬化した封止樹脂がダム状に形成されることを特徴としている。
この構成により、密着強度補強用の絶縁性封止樹脂が撮像領域に漏れ出すことがなく、撮像機能を妨げることは無い。
Further, according to another method of manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, in the step of injecting the insulating sealing resin, by using an ultraviolet curable sealing resin, the imaging region is expanded and simultaneously irradiated with ultraviolet light. It is characterized in that the sealing resin cured and cured around the imaging region is formed in a dam shape.
With this configuration, the insulating sealing resin for reinforcing the adhesion strength does not leak into the imaging region and does not hinder the imaging function.

また、本発明の他の固体撮像装置の製造方法は、前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、貫通孔、切り込み、または、凹溝から前記撮像素子と前記透光性のガラス基板間にある空気を抜きながら前記絶縁性封止樹脂を注入することを特徴としている。
この構成により、電極パッドが密集している領域においても有効に絶縁性封止樹脂を注入することが出来る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the insulating sealing resin is injected between the imaging element and the translucent glass substrate through a through hole, a cut, or a concave groove. The insulating sealing resin is injected while venting air.
With this configuration, the insulating sealing resin can be effectively injected even in a region where the electrode pads are densely packed.

また、本発明の他の固体撮像装置の製造方法は、前記未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化する工程で、前記マスクを取り除き、全面に紫外線を照射することにより未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化させることを特徴としている。
この構成により、絶縁性封止樹脂が撮像領域に漏れ出さないようにダム状の硬化物を形成した後に、残りの未硬化状態の絶縁性封止樹脂全体を硬化させることが出来る。
In another method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, in the step of curing the uncured insulating sealing resin, the mask is removed, and the entire surface is irradiated with ultraviolet rays so that the uncured insulating property is removed. It is characterized by curing the sealing resin.
With this configuration, after the dam-shaped cured product is formed so that the insulating sealing resin does not leak into the imaging region, the remaining uncured insulating sealing resin can be cured.

また、本発明の他の固体撮像装置の製造方法は、前記未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化する工程で、熱硬化により未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化させることを特徴としている。
この構成により、絶縁性封止樹脂が撮像領域に漏れ出さないようにダム状の硬化物を形成した後に、残りの未硬化状態の絶縁性封止樹脂全体を硬化させることが出来る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the uncured insulating sealing resin is cured by thermal curing in the step of curing the uncured insulating sealing resin. Yes.
With this configuration, after the dam-shaped cured product is formed so that the insulating sealing resin does not leak into the imaging region, the remaining uncured insulating sealing resin can be cured.

また、本発明の他の固体撮像装置の製造方法は、前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、紫外線照射に対するマスクが撮像領域とその周囲の一部を照射する形状となっており、撮像領域の周囲に一部に抜けがあるダムを形成することを特徴としている。
この構成により、未硬化状態の絶縁性封止樹脂を熱硬化する場合に内圧が高まった場合に内部の気体を逃がす経路を確保し、絶縁性封止樹脂の硬化時に無用の力が加わることが無く、良好な硬化状態を確保することが出来る。
Further, in another method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, in the step of injecting the insulating sealing resin, a mask for ultraviolet irradiation irradiates the imaging region and a part of the periphery thereof. It is characterized by the formation of a dam with a part of the gap around it.
With this configuration, when the internal pressure is increased when the uncured insulating sealing resin is heat-cured, a path for releasing the internal gas is secured, and unnecessary force is applied when the insulating sealing resin is cured. And a good cured state can be secured.

また、前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、注入終了後に貫通孔、切り込み、または、凹溝から不足分の絶縁性封止樹脂を追加注入することを特徴としている。
この構成により、絶縁性封止樹脂の注入時に電極パッドの密集エリアで樹脂不足が発生した場合でも、追加注入することにより、必要な部分に封止樹脂を供給することが出来る。
In addition, in the step of injecting the insulating sealing resin, a deficient amount of the insulating sealing resin is additionally injected from the through hole, the cut, or the concave groove after the injection is completed.
With this configuration, even when the resin shortage occurs in the dense area of the electrode pad when the insulating sealing resin is injected, the sealing resin can be supplied to a necessary portion by additionally injecting.

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、隣接する複数の撮像素子を透光性基板上にフリップチップ実装したうえで、補強のための封止樹脂注入を行うことが出来、小型で高精度の複眼カメラを、作業性良く組み立てることができ、高強度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、場所を取らずに測距、監視が可能となる優れた固体撮像装置を提供することができる。   As described above, by using the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention, a plurality of adjacent imaging elements are flip-chip mounted on a light-transmitting substrate, and then sealing resin is injected for reinforcement. Thus, a compact and high-precision compound eye camera can be assembled with good workability, and high strength and high accuracy of optical axis alignment can be obtained. As a result, it is possible to provide an excellent solid-state imaging device capable of measuring and monitoring without taking up space.

本発明によれば、高強度、高精度で、複数の撮像素子による測距、監視が可能となる優れた固体撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an excellent solid-state imaging device capable of measuring and monitoring with a plurality of imaging elements with high strength and high accuracy.

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)
実施の形態1を図1から図5に基づいて説明する。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
The first embodiment will be described with reference to FIGS.

本発明の実施の形態1の固体撮像装置は、図1乃至5に示すように、半導体基板としてのシリコン基板上に、所定の間隔を隔てて形成された2個の撮像領域6を具備した固体撮像素子5と、配線部を具備した透光性基板としての透光性のガラス基板1とが、前記撮像領域5と前記ガラス基板1の配線部C1が対向するように、重ね合わされ、固体撮像素子5と前記配線部C1とが、電気接続部14(ガラス基板の電極パッド3と固体撮像素子のバンプ15との接続部)を介して電気的に接続されるとともに、前記電気接続部14の周囲を絶縁性封止樹脂7で囲んだ固体撮像装置であって、前記半導体基板とガラス基板1との間で前記絶縁性封止樹脂の形成される領域が、外部に連通するように、前記ガラス基板1が、貫通孔2を有したことを特徴とする。   As shown in FIGS. 1 to 5, the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention includes a solid-state imaging device having two imaging regions 6 formed on a silicon substrate as a semiconductor substrate at a predetermined interval. The imaging element 5 and the translucent glass substrate 1 as a translucent substrate provided with a wiring part are overlapped so that the imaging region 5 and the wiring part C1 of the glass substrate 1 face each other, and solid-state imaging The element 5 and the wiring part C1 are electrically connected via an electrical connection part 14 (a connection part between the electrode pad 3 of the glass substrate and the bump 15 of the solid-state imaging device), and the electrical connection part 14 A solid-state imaging device having a periphery surrounded by an insulating sealing resin 7, wherein the region where the insulating sealing resin is formed between the semiconductor substrate and the glass substrate 1 communicates with the outside. The glass substrate 1 has a through hole 2. It is a sign.

図1は、本実施の形態1の固体撮像装置の部分分解斜視図である。ここでは、透光性基板としての透光性のガラス基板1に貫通孔2、および電極パッド3、4が形成されており、電極パッド3と電極パッド4は、それぞれがガラス基板1表面上で配線されて電気接続されている。電極パッド3は固体撮像素子5との接続用であり、固体撮像素子5の各撮像領域6の周りに形成される金属バンプ15に対応して設けられており、各撮像領域6から直接配線接続できるようになっている。また、電極パッド4は固体撮像素子5の信号を外部に取り出すプリント配線基板との電気接続用である。固体撮像素子5は、前述したように同一基板上に撮像領域6が2個形成された構造となっている。そして、固体撮像素子(基板)5の裏面の電気配線パッド(図示)せず上に金属バンプ15が形成され(図示せず)、電極パッド3に実装される。このときに、固体撮像素子5の密着強度と電気接続信頼性を確保するためにこの金属バンプ15と電極パッド3との接続部14の周りに絶縁性封止樹脂7を注入する。   FIG. 1 is a partially exploded perspective view of the solid-state imaging device according to the first embodiment. Here, a through-hole 2 and electrode pads 3 and 4 are formed in a translucent glass substrate 1 as a translucent substrate, and each of the electrode pad 3 and the electrode pad 4 is on the surface of the glass substrate 1. Wired and electrically connected. The electrode pads 3 are for connection to the solid-state image pickup device 5 and are provided corresponding to the metal bumps 15 formed around the respective image pickup regions 6 of the solid-state image pickup device 5. It can be done. The electrode pad 4 is for electrical connection with a printed wiring board that takes out the signal of the solid-state imaging device 5 to the outside. As described above, the solid-state imaging device 5 has a structure in which two imaging regions 6 are formed on the same substrate. Then, metal bumps 15 (not shown) are formed on the back surface of the solid-state imaging device (substrate) 5 without electrical wiring pads (not shown) and mounted on the electrode pads 3. At this time, insulative sealing resin 7 is injected around the connection portion 14 between the metal bump 15 and the electrode pad 3 in order to ensure the adhesion strength and electrical connection reliability of the solid-state imaging device 5.

透光性のガラス基板1がそのままの板状であれば、隣接する撮像領域間の狭い領域において空気の逃げ道が無いために絶縁性封止樹脂(図5の7)が入り込んでいかないという不都合が発生してしまうが、貫通孔2が形成されているために、空気の逃げ道となり、隣接する撮像領域間の狭い領域にも絶縁性封止樹脂7の侵入が可能となる。   If the translucent glass substrate 1 is in the form of a plate, the insulating sealing resin (7 in FIG. 5) does not enter because there is no air escape path in a narrow region between adjacent imaging regions. However, since the through hole 2 is formed, it becomes an air escape path, and the insulating sealing resin 7 can enter the narrow area between the adjacent imaging areas.

図2は、本実施の形態1の固体撮像装置の部分組立図である。
透光性のガラス基板1上に固体撮像素子5が実装され、絶縁性封止樹脂7が注入されている。絶縁性封止樹脂7は、撮像領域へ漏れ出すことなく、固体撮像素子5の金属バンプ15の接続部14の周囲を取り囲んで、密着強度を確保している。また、電極パッド4上には、半田ボール8が取り付けられている。
FIG. 2 is a partial assembly diagram of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
A solid-state imaging device 5 is mounted on a light-transmitting glass substrate 1 and an insulating sealing resin 7 is injected. The insulating sealing resin 7 surrounds the periphery of the connection portion 14 of the metal bump 15 of the solid-state imaging device 5 without leaking to the imaging region, and ensures adhesion strength. A solder ball 8 is attached on the electrode pad 4.

図3は、本実施の形態1の固体撮像装置の部分分解斜視図である。
固体撮像素子5が実装され半田ボール8が取り付けられた透光性のガラス基板1は、反転してプリント配線基板9に半田実装され、アンダーフィル10により強度補強されている。透光性のガラス基板1に形成されている貫通孔2は、空気の逃げ道としての役割を果たし、前工程で注入した絶縁性封止樹脂7が露出している。この状態で上部から複数のレンズ11が設置されているレンズ筐体12を準備する。レンズ筐体12には、遮光壁13が形成されている。このレンズ筐体12を、透光性のガラス基板1の固体撮像素子5が実装されていない側の表面を基準面として装着し、プリント配線基板9と一体化して固体撮像装置が完成する。
FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
The translucent glass substrate 1 on which the solid-state imaging device 5 is mounted and the solder balls 8 are attached is inverted and solder-mounted on the printed wiring board 9, and the strength is reinforced by the underfill 10. The through-hole 2 formed in the translucent glass substrate 1 serves as an air escape path, and the insulating sealing resin 7 injected in the previous step is exposed. In this state, a lens housing 12 in which a plurality of lenses 11 are installed from above is prepared. A light shielding wall 13 is formed in the lens housing 12. The lens casing 12 is mounted with the surface of the translucent glass substrate 1 on the side where the solid-state imaging element 5 is not mounted as a reference plane, and is integrated with the printed wiring board 9 to complete a solid-state imaging device.

なお、本実施の形態では、ハンダボールによるプリント配線基板への直接的な半田実装としたが、固体撮像素子の厚みに応じて、導電部材を間に介在させた間接的な導通方法を用いてもよい。またプリント配線基板側を削ったり貫通穴を空ける方法を用いるようにしてもよい。   In the present embodiment, solder is directly mounted on a printed wiring board by solder balls. However, an indirect conduction method in which a conductive member is interposed is used according to the thickness of the solid-state imaging device. Also good. Further, a method of cutting the printed wiring board side or making a through hole may be used.

図4は、本実施の形態1の固体撮像装置の組立完成図である。図5は、本実施の形態1の固体撮像装置の組立て完成図の断面図である。
プリント配線基板9の表面に半田ボール8を介して、透光性のガラス基板1が実装されており、半田ボール8の周囲はアンダーフィル10により強度補強されている。透光性のガラス基板1には、2個一体となった撮像領域6を持つ固体撮像素子5が電気接続部14を介して実装され、その周囲には絶縁性封止樹脂7が不足無く注入硬化されている。透光性のガラス基板1に形成された貫通孔2により内部空気の逃げ道が確保され、最終的に絶縁封止樹脂7が貫通孔2内にも入り込んで硬化している。また、絶縁封止樹脂7は、後述する本発明の製造方法により、固体撮像素子5の撮像領域6へ漏れ出していない。
FIG. 4 is an assembled view of the solid-state imaging device according to the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the completed assembly of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
A translucent glass substrate 1 is mounted on the surface of the printed wiring board 9 via solder balls 8, and the periphery of the solder balls 8 is reinforced by an underfill 10. A solid-state image pickup device 5 having an image pickup region 6 integrated with two pieces is mounted on the translucent glass substrate 1 through an electrical connection portion 14, and an insulating sealing resin 7 is injected without any shortage around the solid-state image pickup device 5. It is cured. An internal air escape path is secured by the through-hole 2 formed in the translucent glass substrate 1, and the insulating sealing resin 7 finally enters the through-hole 2 and is cured. Further, the insulating sealing resin 7 does not leak into the imaging region 6 of the solid-state imaging device 5 by the manufacturing method of the present invention described later.

さらに、2個のレンズ11が設置されているレンズ筐体12が透光性のガラス基板1の固体撮像素子5が実装されていない側の表面を基準として装着されている。そして、2個の撮像領域6間の光を遮る遮光壁13が設けられている。   Furthermore, the lens housing 12 in which the two lenses 11 are installed is mounted with reference to the surface of the translucent glass substrate 1 on which the solid-state imaging device 5 is not mounted. A light shielding wall 13 that blocks light between the two imaging regions 6 is provided.

このような構造を持っているために、複眼のレンズ11における光学情報は、遮光壁13により、それぞれの光が隣に漏れることなく、透光性のガラス基板1からの距離を精度良く一定として、これもまた精度良く透光性のガラス基板1に実装された固体撮像素子5のそれぞれの撮像領域6に入射される。2個の撮像領域6は単一の半導体基板上に形成されているので高精度な基線長を持っている。結果として、非常に高精度な測距特性を持つことが出来る。さらに、固体撮像素子5と透光性のガラス基板1間の密着強度および透光性のガラス基板1とプリント配線基板9間の密着強度は絶縁性接着剤7及びアンダーフィル10により十分補強され強度を確保している。また固体撮像素子5とガラス基板1との接続は、固体撮像素子5内で配線の引き回しを行なうことなく、各撮像領域に対応して各撮像領域の周りに設けられた電極配線パッド(図示せず)に設けられた金属バンプ15を介して行なわれるため、各撮像領域6からガラス基板1上の配線部に直接接続できるようになっているため、固体撮像素子基板(チップ)の周縁部にバンプが集中することもなく、無駄な配線の引き回しに起因するノイズも抑制することが可能となる。   Due to such a structure, the optical information in the compound eye lens 11 can be accurately and uniformly set the distance from the translucent glass substrate 1 by the light shielding wall 13 without leaking each light next to it. This is also incident on each imaging region 6 of the solid-state imaging device 5 mounted on the translucent glass substrate 1 with high accuracy. Since the two imaging regions 6 are formed on a single semiconductor substrate, they have a highly accurate baseline length. As a result, it is possible to have a highly accurate ranging characteristic. Further, the adhesion strength between the solid-state imaging device 5 and the translucent glass substrate 1 and the adhesion strength between the translucent glass substrate 1 and the printed wiring board 9 are sufficiently reinforced by the insulating adhesive 7 and the underfill 10. Is secured. Further, the connection between the solid-state imaging device 5 and the glass substrate 1 is performed by connecting electrode wiring pads (not shown) around each imaging region corresponding to each imaging region without performing wiring in the solid-state imaging device 5. Since each of the imaging regions 6 can be directly connected to the wiring portion on the glass substrate 1, it can be connected to the peripheral portion of the solid-state imaging device substrate (chip). Bumps are not concentrated, and noise caused by unnecessary wiring routing can be suppressed.

すなわち、本発明を実施することにより、撮像特性が良好で高精度な測距特性を持ち、高強度性により電気接続信頼性が高い固体撮像装置を得ることが出来る。特に、測距機能と高信頼性が要求される、車載用のカメラへの適用に効果がある。   That is, by implementing the present invention, it is possible to obtain a solid-state imaging device having good imaging characteristics, high-precision ranging characteristics, and high electrical connection reliability due to high strength. In particular, it is effective for application to an in-vehicle camera that requires a ranging function and high reliability.

なお、透光性のガラス基板1には、光学フィルター膜、あるいは反射防止膜を形成したものを用いても構わない。その場合には、より光学特性を向上させることが出来る。   In addition, you may use for the translucent glass substrate 1 what formed the optical filter film or the antireflection film. In that case, the optical characteristics can be further improved.

(実施の形態2)
図6は、本実施の形態2の固体撮像装置の部分分解斜視図である。
透光性のガラス基板1には切り込み2Aが形成されている。これは、実施の形態1における貫通孔2と同様の空気の逃げ道確保用に形成されたものである。それ以外の部分は、前記実施の形態1の固体撮像装置と同様であるため、ここでは説明を省略する。
このような構造をとることにより、貫通孔の形成が困難な場合等にも対応することが出来る。そして、結果として実施の形態1と同様の効果が得られることは言うまでもない。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a partially exploded perspective view of the solid-state imaging device according to the second embodiment.
The translucent glass substrate 1 is provided with a cut 2A. This is formed for securing the air escape path similar to the through hole 2 in the first embodiment. Since other parts are the same as those of the solid-state imaging device of the first embodiment, description thereof is omitted here.
By adopting such a structure, it is possible to cope with a case where it is difficult to form a through hole. As a result, it goes without saying that the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(実施の形態3)
図7は、本実施の形態3の固体撮像装置の部分分解斜視図である。
透光性のガラス基板1には凹溝2Bが形成されている。これは、実施の形態1および2における貫通孔2および切り込み2と同様の空気の逃げ道確保用に形成されたものである。それ以外の部分は、前記実施の形態1の固体撮像装置と同様であるため、ここでは説明を省略する。
このような構造をとることにより、貫通孔の形成が困難な場合等にも対応することが出来る。そして、結果として実施の形態1と同様の効果が得られることは言うまでもない。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a partially exploded perspective view of the solid-state imaging device according to the third embodiment.
A concave groove 2B is formed in the translucent glass substrate 1. This is formed for securing an air escape path similar to the through hole 2 and the notch 2 in the first and second embodiments. Since other parts are the same as those of the solid-state imaging device of the first embodiment, description thereof is omitted here.
By adopting such a structure, it is possible to cope with a case where it is difficult to form a through hole. As a result, it goes without saying that the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、本実施の形態1〜3では、空気の逃げ道確保部を撮像エリア間としたが、封止樹脂の粘度や塗布方法に応じてそれ以外の部分に導通孔、切り込み、凹部を形成するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the air escape path securing portion is between the imaging areas. However, depending on the viscosity of the sealing resin and the coating method, a conduction hole, a cut, and a recess are formed in other portions. It may be.

(実施の形態4)
図8、図9は、本実施の形態4の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。図10は、本実施の形態4の固体撮像装置の製造方法を示す平面模式図である。図11は、本実施の形態4の固体撮像装置の製造方法に使用する紫外線照射時のマスクの平面図である。
(Embodiment 4)
8 and 9 are cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the fourth embodiment. FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the fourth embodiment. FIG. 11 is a plan view of a mask at the time of ultraviolet irradiation used in the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the fourth embodiment.

まず、図8(a)に示すように、2個の撮像領域6をもつ固体撮像素子5の各撮像領域6の周囲にある電極パッド上に金属バンプ15を形成する。   First, as shown in FIG. 8A, metal bumps 15 are formed on the electrode pads around each imaging region 6 of the solid-state imaging device 5 having two imaging regions 6.

次に、図8(b)に示すように、固体撮像素子5の金属バンプ15の表面に導電性接着剤16を付着させる。そして、貫通孔2および電極パッド3、4が形成された透光性のガラス基板1の電極パッド3に導電性接着剤16が付着した固体撮像素子5を実装する。その後、固体撮像素子5を実装した状態で導電性接着剤16を熱硬化する。   Next, as shown in FIG. 8B, a conductive adhesive 16 is attached to the surface of the metal bump 15 of the solid-state imaging device 5. Then, the solid-state imaging device 5 in which the conductive adhesive 16 is attached is mounted on the electrode pad 3 of the translucent glass substrate 1 on which the through hole 2 and the electrode pads 3 and 4 are formed. Thereafter, the conductive adhesive 16 is thermally cured with the solid-state imaging device 5 mounted.

続いて、図8(c)および図10に示すように、図11に示すマスク17を準備して、撮像領域6に紫外線を照射しながら絶縁性封止樹脂7を注入する。このときに使用している絶縁性封止樹脂7が紫外線硬化性なので、注入して絶縁性封止樹脂7が内部に侵入し、マスク17の開口部から入射する紫外線に照射されると同時に、その部分だけ樹脂硬化が進行する。そして、図10に示す樹脂硬化部18が形成される。   Subsequently, as shown in FIGS. 8C and 10, the mask 17 shown in FIG. 11 is prepared, and the insulating sealing resin 7 is injected while irradiating the imaging region 6 with ultraviolet rays. Since the insulating sealing resin 7 used at this time is ultraviolet curable, the insulating sealing resin 7 is injected and enters the inside, and is irradiated with the ultraviolet rays incident from the opening of the mask 17, Resin curing proceeds only in that part. And the resin hardening part 18 shown in FIG. 10 is formed.

これにより、樹脂硬化部18が撮像領域6の周囲に形成されるので、撮像領域6に絶縁性封止樹脂7が漏れ出すことが無い。また、透光性のガラス基板1には、貫通孔2が形成されているので、注入された絶縁性封止樹脂7の空気の逃げ道が確保されており、樹脂硬化部18が形成されても途中で絶縁性封止樹脂7が注入されなくなるということもなく、隣接した撮像領域6間の狭い領域にも絶縁性封止樹脂7を行き渡らせることが出来る。絶縁性封止樹脂7を十分注入し、撮像領域6の周囲に樹脂硬化部18が十分形成されたら、樹脂注入を中止し、マスクを取り除く。そうすることにより、未硬化部分の絶縁性封止樹脂7全体を、透光性のガラス基板1を通して紫外線照射し、未硬化であった絶縁性封止樹脂7をすべて硬化させる。   Thereby, since the resin hardening part 18 is formed around the imaging region 6, the insulating sealing resin 7 does not leak into the imaging region 6. Moreover, since the through-hole 2 is formed in the translucent glass substrate 1, the escape route for the air of the injected insulating sealing resin 7 is secured, and even if the resin cured portion 18 is formed. The insulating sealing resin 7 can be spread over a narrow region between the adjacent imaging regions 6 without the insulating sealing resin 7 not being injected halfway. When the insulating sealing resin 7 is sufficiently injected and the resin cured portion 18 is sufficiently formed around the imaging region 6, the resin injection is stopped and the mask is removed. By doing so, the whole uncured insulating sealing resin 7 is irradiated with ultraviolet rays through the translucent glass substrate 1, and all the uncured insulating sealing resin 7 is cured.

そして、図8(d)に示すように、電極パッド4上に半田ボール8を形成する。
その後、図9(a)に示すように、プリント配線基板9上に固体撮像素子5を実装した透光性のガラス基板1を半田実装し、アンダーフィル10で補強する。
Then, as shown in FIG. 8D, solder balls 8 are formed on the electrode pads 4.
Thereafter, as shown in FIG. 9A, the translucent glass substrate 1 on which the solid-state imaging device 5 is mounted is solder-mounted on the printed wiring board 9 and reinforced with the underfill 10.

最後に、図9(b)に示すように、レンズ11が設置されているレンズ筐体12を透光性のガラス基板1の固体撮像素子5の実装されていない側の表面を基準として位置あわせを行い、装着する。   Finally, as shown in FIG. 9B, the lens housing 12 in which the lens 11 is installed is aligned with respect to the surface of the translucent glass substrate 1 on which the solid-state imaging device 5 is not mounted. And install.

このような製造方法を用いることにより、撮像特性が良好で高精度な測距特性を持ち、高強度性により電気接続信頼性が高い固体撮像装置を製造することが可能となる。   By using such a manufacturing method, it is possible to manufacture a solid-state imaging device having good imaging characteristics, high-precision ranging characteristics, and high electrical connection reliability due to high strength.

(実施の形態5)
図12は、本実施の形態5の固体撮像装置の製造方法を示す平面模式図である。図13は、本実施の形態5の固体撮像装置の製造方法に使用する紫外線照射時のマスクの平面図である。
まず、図8(a)、(b)に示す工程にて、実施の形態4と同様に製造して、撮像素子5を透光性のガラス基板1に実装する。
(Embodiment 5)
FIG. 12 is a schematic plan view illustrating a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the fifth embodiment. FIG. 13 is a plan view of a mask at the time of ultraviolet irradiation used in the method for manufacturing the solid-state imaging device of the fifth embodiment.
First, in the steps shown in FIGS. 8A and 8B, the image sensor 5 is mounted on the translucent glass substrate 1 in the same manner as in the fourth embodiment.

続いて、紫外線照射を行いながら絶縁性封止樹脂7を注入する工程で、図12に示す撮像領域6から外部への空気抜き溝19を確保するために、図13に示すマスク20を使用する。図11に示す空気抜き溝19が形成されることにより、未硬化の封止樹脂を熱処理により全体を硬化させる方法を取ることができる。また、空気抜き溝19の存在により、絶縁性封止樹脂7の注入性も良好となり、絶縁性封止樹脂7の材料選択、材料設計の選択の幅が拡がるといった効果も奏することが出来る。   Subsequently, in the step of injecting the insulating sealing resin 7 while performing ultraviolet irradiation, the mask 20 shown in FIG. 13 is used in order to secure the air vent groove 19 from the imaging region 6 shown in FIG. 12 to the outside. By forming the air vent groove 19 shown in FIG. 11, it is possible to take a method of curing the entire uncured sealing resin by heat treatment. In addition, the presence of the air vent groove 19 improves the injectability of the insulating sealing resin 7, and the effects of widening the selection of the material for the insulating sealing resin 7 and the selection of the material design can be achieved.

その後の製造方法は、実施の形態4の場合と同様であり、実施の形態4の製造方法と同様な効果を得ることが出来る。   The subsequent manufacturing method is the same as in the case of the fourth embodiment, and the same effect as the manufacturing method of the fourth embodiment can be obtained.

なお、本発明の実施の形態では、半導体基板上に2個の撮像領域を集積形成した固体撮像素子を使用して説明したが、3個以上の複数の撮像領域を半導体基板上に一体形成し、より撮像特性を向上させて、付加価値を向上させた固体撮像装置に関しても本発明を適用することにより、高精度、高信頼性を持つ個体撮像装置とその製造方法を得ることが出来る。   In the embodiment of the present invention, a solid-state imaging device in which two imaging regions are integrated and formed on a semiconductor substrate has been described. However, three or more imaging regions are integrally formed on a semiconductor substrate. By applying the present invention also to a solid-state imaging device with improved imaging characteristics and improved added value, it is possible to obtain an individual imaging device with high accuracy and high reliability and a method for manufacturing the same.

このとき、撮像領域ごとに周りに電極配線パッドを形成してバンプを形成してもよいし、多数の撮像領域を配列した場合には適宜電極配線パッドの形成領域を調整し、複数の撮像領域ごとに電極配線パッドを形成するなどの方法も適用可能である。   At this time, an electrode wiring pad may be formed around each imaging region to form a bump. When a large number of imaging regions are arranged, the electrode wiring pad forming region is adjusted as appropriate, and a plurality of imaging regions are formed. It is also possible to apply a method such as forming an electrode wiring pad every time.

また、前記実施の形態では、透光性基板としてガラス基板を用いたが、ガラスに限定されることなく、樹脂製の透光性基板を用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the glass substrate was used as a translucent board | substrate, you may use a resin-made translucent board | substrate, without being limited to glass.

本発明の固体撮像装置とその製造方法は、撮像特性が良好で高精度な測距特性を持ち、高強度性により電気接続信頼性が高い固体撮像装置置が得られ、またその製造方法を提供することが出来、産業上の利用可能性が高く、有用な発明である。   The solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention provide a solid-state imaging device having good imaging characteristics, high-precision ranging characteristics, high electrical connection reliability due to high strength, and a manufacturing method thereof This is a useful invention with high industrial applicability.

本実施の形態1の固体撮像装置の部分分解斜視図Partially exploded perspective view of the solid-state imaging device of Embodiment 1 本実施の形態1の固体撮像装置の部分組立図Partial assembly diagram of solid-state imaging device according to Embodiment 1 本実施の形態1の固体撮像装置の部分分解斜視図Partially exploded perspective view of the solid-state imaging device of Embodiment 1 本実施の形態1の固体撮像装置の組立て完成図Assembly completed drawing of solid-state imaging device of Embodiment 1 本実施の形態1の固体撮像装置の組立て完成図の断面図Sectional drawing of the assembly completion figure of the solid-state imaging device of this Embodiment 1 本実施の形態2の固体撮像装置の部分分解斜視図Partially exploded perspective view of the solid-state imaging device of the second embodiment 本実施の形態3の固体撮像装置の部分分解斜視図Partially exploded perspective view of the solid-state imaging device of Embodiment 3 本実施の形態4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Sectional drawing of the solid-state imaging device which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device of this Embodiment 4 本実施の形態4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Sectional drawing of the solid-state imaging device which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device of this Embodiment 4 本実施の形態4の固体撮像装置の製造方法を示す平面模式図Plane schematic diagram showing the method for manufacturing the solid-state imaging device of the fourth embodiment 本実施の形態4の固体撮像装置の製造方法に使用する紫外線照射時のマスクの平面図Plan view of a mask at the time of ultraviolet irradiation used in the manufacturing method of the solid-state imaging device of the fourth embodiment 本実施の形態5の固体撮像装置の製造方法を示す平面模式図断面図Plane schematic diagram sectional view showing the method for manufacturing the solid-state imaging device of the fifth embodiment 本実施の形態5の固体撮像装置の製造方法に使用する紫外線照射時のマスクの平面図Plan view of a mask at the time of ultraviolet irradiation used in the method for manufacturing the solid-state imaging device of the fifth embodiment 従来の固体撮像装置の分解斜視図Exploded perspective view of a conventional solid-state imaging device

符号の説明Explanation of symbols

1 透光性のガラス基板
2 貫通孔
2A 切り込み
2B 凹溝
3、4 電極パッド
5 固体撮像素子
6 撮像領域
7 絶縁性封止樹脂
8 半田ボール
9 プリント配線基板
10 アンダーフィル
11 レンズ
12 レンズ筐体
13 遮光板
14 電気接続部
15 金属バンプ
16 導電性接着剤
17、20 マスク
18 樹脂硬化部
19 空気抜き溝
1 Translucent glass substrate 2 Through-hole
2A Cut 2B Concave groove 3, 4 Electrode pad 5 Solid-state imaging device 6 Imaging region 7 Insulating sealing resin
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Solder ball 9 Printed wiring board 10 Underfill 11 Lens 12 Lens housing 13 Light shielding plate 14 Electrical connection part 15 Metal bump 16 Conductive adhesive 17, 20 Mask 18 Resin hardening part 19 Air vent groove

Claims (17)

単一の半導体基板上に、所定の間隔を隔てて形成された複数の撮像領域を具備した撮像素子と、配線部を具備した透光性基板とが、前記撮像領域と前記透光性基板の配線部が対向するように、重ね合わされ、前記撮像素子と前記配線部とが、電気接続部を介して電気的に接続されるとともに、前記電気接続部の周囲を絶縁性封止樹脂で囲んだ固体撮像装置であって、
前記半導体基板と前記透光性基板との間が、外部に連通するように、前記透光性基板が、貫通孔、切り込み、または、凹溝を有した固体撮像装置。
An imaging element having a plurality of imaging regions formed at a predetermined interval on a single semiconductor substrate, and a translucent substrate having a wiring portion are formed by the imaging region and the translucent substrate. The imaging unit and the wiring unit are electrically connected via an electrical connection unit and the periphery of the electrical connection unit is surrounded by an insulating sealing resin so that the wiring units are opposed to each other. A solid-state imaging device,
A solid-state imaging device in which the translucent substrate has a through hole, a cut, or a concave groove so that the semiconductor substrate and the translucent substrate communicate with the outside.
請求項1に記載の固体撮像装置であって、
前記絶縁性封止樹脂は、前記撮像領域を避けて形成された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The insulating sealing resin is a solid-state imaging device formed so as to avoid the imaging region.
請求項1または2に記載の固体撮像装置であって、
前記撮像領域は2個である固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1 or 2,
The solid-state imaging device having two imaging regions.
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、
前記撮像領域のうち隣接する2個の撮像領域で挟まれた撮像領域間部と相対する領域で、前記透光性基板が領域に貫通孔、切り込み、または、凹溝を具備した固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3,
A solid-state imaging device in which the translucent substrate has a through-hole, a cut, or a groove in a region facing a portion between imaging regions sandwiched between two adjacent imaging regions in the imaging region.
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、
前記透光性基板は、ガラス基板であって、
前記ガラス基板表面に光学フィルタ膜が形成された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4,
The translucent substrate is a glass substrate,
A solid-state imaging device in which an optical filter film is formed on the surface of the glass substrate.
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、
前記透光性基板は、ガラス基板であって、
前記ガラス基板表面に反射防止膜が形成された固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4,
The translucent substrate is a glass substrate,
A solid-state imaging device in which an antireflection film is formed on the glass substrate surface.
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、
複数の離間した前記撮像領域に応じて同数のレンズが、前記透光性基板の前記撮像素子の設置されていない側の表面に配設された筐体に設置されている固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 6,
A solid-state imaging device in which the same number of lenses according to a plurality of spaced-apart imaging regions is installed in a casing disposed on the surface of the translucent substrate where the imaging element is not installed.
請求項7に記載の固体撮像装置であって、
2個の前記撮像領域に対して、2個の前記レンズが前記筐体に設置されている固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 7,
A solid-state imaging device in which two lenses are installed in the housing for two imaging regions.
請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記レンズと前記撮像素子間の距離が一定となり、隣接する各一対のレンズ−撮像素子間の漏光を防止するための遮光壁が設けられた鏡筒を具備した固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 8,
A solid-state imaging device including a lens barrel in which a distance between the lens and the imaging element is constant and a light shielding wall is provided to prevent light leakage between each pair of adjacent lenses and the imaging element.
請求項1乃至9のいずれかに記載の固体撮像装置であって、
前記透光性基板から前記電気接続部を介して前記回路基板に電気的接続がなされている固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 9,
A solid-state imaging device in which electrical connection is made from the translucent substrate to the circuit board via the electrical connection portion.
単一の半導体基板上に、所定の間隔を隔てて形成された複数の撮像領域を具備した撮像素子の端子部にバンプを形成する工程と、
前記バンプに導電性接着剤を供給する工程と、
配線部を具備し、前記撮像領域間に相当する領域に、貫通孔、切り込みまたは凹溝を具備した透光性基板を用意する工程と、
前記導電性接着剤が付着した前記バンプを、前記透光性基板に形成された配線部上に実装して電気的接続部を構成するとともに、前記撮像素子と前記透光性基板を一体化する工程と、
前記導電性接着剤を硬化する工程と、
前記透光性基板側にマスクにより撮像領域のみに紫外線を照射しながら硬化した前記導電性接着剤の周囲に絶縁性封止樹脂を注入する工程と、
注入されて未硬化状態の前記絶縁性封止樹脂を硬化する工程とを具備した固体撮像装置の製造方法。
Forming a bump on a terminal portion of an image pickup device having a plurality of image pickup regions formed at a predetermined interval on a single semiconductor substrate; and
Supplying a conductive adhesive to the bump;
A step of providing a translucent substrate having a wiring portion and having a through hole, a cut, or a groove in a region corresponding to the imaging region;
The bumps to which the conductive adhesive is attached are mounted on a wiring portion formed on the light-transmitting substrate to form an electrical connection portion, and the imaging element and the light-transmitting substrate are integrated. Process,
Curing the conductive adhesive;
Injecting an insulating sealing resin around the conductive adhesive cured while irradiating only the imaging region with ultraviolet rays by a mask on the translucent substrate side;
And a step of curing the insulative sealing resin that has been injected and has not yet been cured.
請求項11に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、紫外線硬化型の封止樹脂を用いることにより撮像領域に拡がると同時に照射している紫外線光により硬化して撮像領域周囲に硬化した封止樹脂がダム状に形成される固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 11,
In the step of injecting the insulating sealing resin, the sealing resin that spreads in the imaging region by using an ultraviolet curable sealing resin and is cured by the irradiated ultraviolet light and cured around the imaging region is a dam shape. A method for manufacturing a solid-state imaging device formed on the substrate.
請求項11または12に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、貫通孔、切り込み、または、凹溝から前記撮像素子と前記透光性のガラス基板間にある空気を抜きながら前記絶縁性封止樹脂を注入するようにした固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 11 or 12,
In the step of injecting the insulating sealing resin, the insulating sealing resin is injected while bleeding air between the imaging element and the translucent glass substrate from a through hole, a notch, or a concave groove. Method for manufacturing a solid-state imaging device.
請求項11乃至13のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化する工程で、前記マスクを取り除き、全面に紫外線を照射することにより未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化させる固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to any one of claims 11 to 13,
In the step of curing the uncured insulating sealing resin, the method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the mask is removed and the entire surface is irradiated with ultraviolet rays to cure the uncured insulating sealing resin.
請求項11乃至13のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化する工程で、熱硬化により未硬化状態の絶縁性封止樹脂を硬化させる固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to any one of claims 11 to 13,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the uncured insulating sealing resin is cured by heat curing in the step of curing the uncured insulating sealing resin.
請求項11乃至15のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、紫外線照射に対するマスクが撮像領域とその周囲の一部を照射する形状となっており、撮像領域の周囲に一部に抜けがあるダムを形成する固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to any one of claims 11 to 15,
In the step of injecting the insulating sealing resin, the mask for ultraviolet irradiation is shaped to irradiate the imaging region and a part of the periphery of the imaging region, and forms a dam with a part of the periphery of the imaging region. Device manufacturing method.
請求項11乃至16のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記絶縁性封止樹脂の注入工程において、注入終了後に貫通孔、切り込み、または、凹溝から不足分の絶縁性封止樹脂を追加注入する固体撮像装置の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to any one of claims 11 to 16,
A method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein in the step of injecting the insulating sealing resin, a short amount of the insulating sealing resin is additionally injected from a through hole, a cut, or a concave groove after the injection is completed.
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