JP2011238667A - 固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】封止樹脂のブリード現象やフラッシュ現象を生じさせることなく、また、ガラスリッドの割れも防げる固体撮像装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１２上に固体撮像素子１４を搭載する工程と、ガラスリッド１６の表面の周縁部に、所要幅を有する枠状弾性層３２を形成する工程と、ガラスリッド１６を固体撮像素子１４を覆うようにして接着剤１８によって固体撮像素子１４上に固定する工程と、固体撮像素子１４に設けられた端子と基板１２に設けられた端子との間をワイヤ２０によって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、ワイヤ２０およびガラスリッド１６の側面を封止樹脂２２で覆う樹脂封止工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、デジタルカメラ等に用いられる固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置に関する。
ＣＣＤ、ＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を搭載した固体撮像装置がある。
この固体撮像装置１０は、図９、図１０に示すように、基板１２上に固体撮像素子１４が搭載され、該固体撮像素子１４を覆ってガラスリッド１６が接着剤１８によって固体撮像素子１４上に固定され、固体撮像素子１４の周縁部に設けられた端子と、基板１２の周縁部に設けられた端子との間がワイヤ２０により電気的に接続され、該ワイヤ２０が封止樹脂２２により樹脂封止されたものが一般的である（特許文献１）。なお、基板１２の下面側には外部接続端子であるはんだバンプ（図示せず）等が設けられる。
特開２００７−１４１９５７号公報
上記固体撮像装置１０における封止樹脂２２は、ポッティングによるか金型による樹脂モールドによって形成される。
しかしながら、封止樹脂２２は、ワイヤ２０を封止込めたりガラスリッド１６の側面を覆うものであるが、ポッティングによるときは、封止樹脂２２がガラスリッド１６の表面周縁部上に這い上がる、いわゆるブリード現象が生じることが避けられなかった。
また、金型による樹脂モールドで樹脂封止を行う場合には、金型内に組み込む組立体２６、すなわち、基板１２、固体撮像素子１４およびガラスリッド１６を組み立てた組立体２６の高さ寸法に極めて高い精度が要求される。すなわち、組立体２６の高さが設定より低いと、金型のキャビティ面とガラスリッド１６表面との間に隙間が生じ、封止樹脂２２がガラスリッド１６表面上に樹脂バリ２４（図１０）として流入する、いわゆるフラッシュ現象が避けられない。逆に組立体２６の高さが設定よりも高いと、ガラスリッド１６がキャビティ内壁面に当接し、キャビティ内壁面からの加圧力によってガラスリッド１６に割れが生じるという不具合がある。組立体２６の全体の高さが、１．１〜１．２ｍｍ程度なので、基板１２、固体撮像素子１４、ガラスリッド１６の寸法のバラつきによって、組立体２６全体の高さ寸法にバラつきが生じ、上記いずれかの不具合が生じることは避けられなかった。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、封止樹脂のブリード現象やフラッシュ現象を生じさせることなく、また、ガラスリッドの割れも防げる固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置を提供するにある。
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、基板上に該基板よりも小型の固体撮像素子を搭載する工程と、該固体撮像素子よりも小型のガラスリッドの表面の周縁部に、所要幅を有する枠状弾性層を形成する工程と、前記ガラスリッドを前記枠状弾性層を外側にして、かつ前記固体撮像素子を覆うようにして接着剤によって前記固体撮像素子上に固定する工程と、前記ガラスリッドよりも外側の部位の前記固体撮像素子に設けられた端子と前記固体撮像素子よりも外側の部位の前記基板に設けられた端子との間をワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、該ワイヤおよび前記ガラスリッドの側面を封止樹脂で覆う樹脂封止工程とを含むことを特徴とする。
前記ガラスリッドとして、大判のガラス板に、所要大きさの前記枠状弾性層を、隣接する枠状弾性層との間に所要間隔の隙間があくように複数形成し、該隙間に沿ってガラスを切断することによって個片に形成したガラスリッドを用いると好適である。
前記隙間に沿ってガラスを切断することによって、切断されたガラスの最外周縁部に前記枠状弾性層によって覆われない段差部を形成し、前記樹脂封止工程では、該段差部上にも樹脂を埋めるようにしてもよい。
また、前記枠状弾性層を、ガラス板上に光硬化型樹脂を塗布し、該光硬化型樹脂を露光、現像処理することによって形成することができる。
前記樹脂封止工程を、金型を用いた樹脂モールドで行うことができる。あるいは、前記樹脂封止工程を、樹脂をポッティングするポッティングで行うことができる。
また本発明に係る固体撮像装置は、基板上に固体撮像素子が搭載され、該固体撮像素子を覆ってガラスリッドが接着剤によって前記固体撮像素子上に固定され、前記固体撮像素子の周縁部に設けられた端子と、前記基板の周縁部に設けられた端子との間がワイヤにより電気的に接続され、該ワイヤが封止樹脂により樹脂封止された固体撮像装置において、前記封止樹脂が、前記ガラスリッドの側面およびガラスリッドの上面の周縁部を所要幅に亘って覆っていることを特徴とする。
本発明によれば、ガラスリッド表面上への封止樹脂のブリード現象やフラッシュ現象の発生を効果的に防止でき、またガラスリッドの割れも防ぐことができる。
大判のガラス板上に枠状弾性層を形成した状態の説明図である。 大判のガラス板を個片のガラスリッドに切断する状態を示す説明図である。 個片のガラスリッドの平面図である。 個片のガラスリッドの正面図である。 組立体の説明断面図である。 モールド金型内に組立体を配置した状態を示す説明図である。 固体撮像装置の説明断面図である。 固体撮像装置の平面図である。 従来の固体撮像装置における組立体の説明図である。 従来の固体撮像装置の一例を示す説明断面図である。 ガラスリッド上に樹脂バリによるフラッシュ現象が生じた例を示す説明図である。
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図４はガラスリッド１６を作製する工程の説明図である。
まず、図１に示すように、ガラスリッド１６を複数枚（図１の例では１６枚）形成することができる大きさの大判のガラス板３０を用意する。作製するガラスリッド１６の１枚の大きさは、６〜７ｍｍ角程度である。
このガラス板３０に、紫外線硬化型のエポキシ樹脂等の光硬化型樹脂を全面に塗布し、所要のマスク（図示せず）を用いて露光し、次いで現像して、各ガラスリッド１６となる部位の周縁部に枠状弾性層３２を形成する（フォトリソグラフィ工程）。光硬化型の樹脂としては、所要の弾性と耐熱性を有するものを用いる。
枠状弾性層３２を作製する際、隣接する枠状弾性層３２との間に所要間隔（例えば０．４ｍｍ程度）の隙間３４があくように形成するとよい。
枠状弾性層３２は、厚みが０．１０〜０．１５ｍｍ程度、幅が０．３〜０．５ｍｍ程度となるようにする。
このように表面に枠状弾性層３２を形成したガラス板３０の裏面側にダイシングテープ３６を貼付し（図２）、隙間３４に沿ってダイス３８によりガラス板３０を切断し、個片のガラスリッド１６に形成する（図３、図４）。
枠状弾性層３２間の隙間３４の幅をダイス３８による切断幅よりも大きくすることによって、ガラスリッド１６の最外周縁部に枠状弾性層３２によって覆われない、例えば、幅０．１ｍｍ程度の段差部４０を形成することができる。
なお、隙間３４を設けず、弾性層とガラス板３０とをダイス３８によって同時に切断し、個片のガラスリッド１６の形成と枠状弾性層３２を形成するようにしてもよい。しかし、材質の異なる弾性層とガラス板とをダイス３８によって一時に切断すると、切断条件によっては、弾性層に切断バリが生じたり、あるいはガラスのエッジ部に微小な欠けが生じたりするおそれがある。したがって、隣接する枠状弾性層３２間に所要幅の隙間３４を設けて、ガラスのみを切断するようにすると好適である。また、段差部４０を形成すると、後記するように、該段差部４０上に封止樹脂が載るので、アンカー効果を生じるというメリットもある。
上記実施の形態では、光硬化型樹脂をガラス板３０の全面に塗布して、フォトリソグラフィ工程によって枠状弾性層３２を形成したが、光硬化型樹脂フィルムをガラス板３０に例えば熱圧着して固定するようにしてもよい。
このようなフォトリソグラフィ工程によらず、あらかじめ枠状に形成した枠状弾性層３２をガラス板３０に熱圧着することによって枠状弾性層３２としてもよい。
また、枠状弾性層３２の厚さや幅等は上記数値のものに限定されるものではない。
次に、上記ガラスリッド１６を用いた固体撮像装置１０の製造方法について説明する。
図５に示すように、基板１２上に固体撮像素子１４を適宜な接着剤を用いて固定する。基板１２は固体撮像素子１４よりも大きく、固体撮像素子１４よりも外側の露出している部位には端子（図示せず）が形成されている。
次に、固体撮像素子１４を覆うようにして、上記枠状弾性層３２を有するガラスリッド１６を、枠状弾性層３２が外側（上側）となるようにして、紫外線硬化型の接着剤１８によって固体撮像素子１４上に固定する。固体撮像素子１４とガラスリッド１６との間には接着剤１８をスペーサとして所要の空間が形成される。
固体撮像素子１４はガラスリッド１６よりも大きく、ガラスリッド１６より外側の露出している部位には端子（図示せず）が形成されている。
次いで、固体撮像素子１４の端子と基板１２の端子との間をワイヤ２０によって電気的に接続する。このようにして組立体２６を形成する。
この組立体２６を、図６に示すように、トランスファ成形機（図示せず）の上下金型４２、４４間に配置する。
なお、図５では組立体２６として１つの組立体のみを示しているが、実際は複数の基板がマトリクス状に作り込まれた基板シート４８を用い、この基板シート４８の各基板１２に、それぞれ固体撮像素子１４、ガラスリッド１６を組み込んだ組立体２６を用いる。この組立体２６を上下金型４２、４４間に配置するのである。なお、図６では、図面を間単にするために、全ての組立体でなく１つの組立体２６のみ図示している。上下金型４２、４４には、ワイヤ２０を樹脂封止するための所要キャビティ４６が形成されている。
次いで上下金型４２、４４を閉じる。
型閉じすると、ガラスリッド１６の表面上には、所要厚さの枠状弾性層３２が形成されているので、キャビティ４６内壁面が枠状弾性層３２に当接し、枠状弾性体３２を押圧した状態で型閉じがなされる。
製造上、基板１２、固体撮像素子１４、接着剤１８、ガラスリッド１６の各厚さに若干のバラつきが生じることは避けられないが、枠状弾性層３２の厚さが上記組立体２６側の厚さのバラつきを吸収してくれるよう、枠状弾性層３２の厚さが設定されている。
次いで、キャビティ内に溶融した封止樹脂を注入してワイヤ２０の樹脂封止を行う。
上記のように、型閉じした際に、キャビティ４６の内壁面と枠状弾性層３２との間が密に接触して隙間が生じることがないので、溶融した封止樹脂をキャビティ内に注入した際に、溶融した封止樹脂が隙間に進入するようなことがなく、フラッシュ現象（樹脂バリ）の発生を効果的に防止できる。また、キャビティ内壁面が枠状弾性層３２を介してガラスリッド１６に柔らかく当接するので、従来のように、組立体２６の高さが設定より高い場合に、キャビティ内壁面がガラスリッド１６に直接接触してガラスリッド１６に割れを発生させるというような不具合もない。
組立体２６の高さが設定よりも低い場合、高い場合のいずれであっても、その高さのバラつきを枠状弾性層３２が吸収してくれるのである。
樹脂モールド後、型開きし、組立体２６を金型内から取り出す。組立体の基板シート４８の下面側の所定端子上にはんだバンプ等の外部接続端子（図示せず）を取り付け、基板シート４８を各基板１２の個片に切断分離することによって、個々の固体撮像装置１０に完成される。
なお、５０は成形品を金型から容易に剥離できるようにするリリースフィルムである。リリースフィルム５０は必ずしも用いなくともよい。
上記実施の形態では、封止樹脂２２を金型を用いた樹脂モールドによって形成したが、封止樹脂２２をポッティングによって形成する場合にも、枠状弾性層３２がダムとして機能し、ポッティング樹脂がガラスリード１６の表面上にまで這い上がるようなことがなく、ブリード現象の発生を効果的に防止できる。
ガラスリード１６の最外周縁に前記したような段差部４０が生じている場合には、モールド樹脂あるいはポッティング樹脂が段差部４０を埋める状態となり、ガラスリッド１６のエッジ部を上面から押さえ込むような状態となって、ガラスリッド１６のアンカー効果が生じるとともに、ガラスリッド１６のエッジ部を完全に覆い隠すので、万が一エッジ部に微小な欠けが生じていても、微細な欠け片が落下してガラスリッド１６表面に付着するなどという不具合も解消できる。
なお、ガラスリード１６は、いわゆるガラスのみでなく、広く透明部材を含む概念で用いている。
また、枠状弾性層３２はガラスリッド１６上に残したままでもよいし、ガラスリッド１６上から剥離してしまってもよい。
１０ 固体撮像装置
１２ 基板
１４ 固体撮像素子
１６ ガラスリッド
１８ 接着剤
２０ ワイヤ
２２ 封止樹脂
２４ フラッシュ（樹脂バリ）
２６ 組立体
３０ ガラス板
３２ 枠状弾性層
３４ 隙間
３６ ダイシングテープ
３８ ダイス
４０ 段差部
４２ 上金型
４４ 下金型
４６ キャビティ
４８ 基板シート
５０ リリースフィルム

Claims (7)

  1. 固体撮像装置の製造方法において、
    基板上に該基板よりも小型の固体撮像素子を搭載する工程と、
    該固体撮像素子よりも小型のガラスリッドの表面の周縁部に、所要幅を有する枠状弾性層を形成する工程と、
    前記ガラスリッドを前記枠状弾性層を外側にして、かつ前記固体撮像素子を覆うようにして接着剤によって前記固体撮像素子上に固定する工程と、
    前記ガラスリッドよりも外側の部位の前記固体撮像素子に設けられた端子と前記固体撮像素子よりも外側の部位の前記基板に設けられた端子との間をワイヤによって電気的に接続するワイヤボンディング工程と、
    該ワイヤおよび前記ガラスリッドの側面を封止樹脂で覆う樹脂封止工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
  2. 前記ガラスリッドとして、大判のガラス板に、所要大きさの前記枠状弾性層を、隣接する枠状弾性層との間に所要隙間があくように複数形成し、該隙間に沿ってガラスを切断することによって個片に形成したガラスリッドを用いることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の製造方法。
  3. 前記隙間に沿ってガラスを切断することによって、切断されたガラスの最外周縁部に前記枠状弾性層によって覆われない段差部を形成し、前記樹脂封止工程では、該段差部上にも樹脂を埋めることを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の製造方法。
  4. 前記枠状弾性層を、ガラス板上に光硬化型樹脂を塗布し、該光硬化型樹脂を露光、現像処理することによって形成することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の固体撮像装置の製造方法。
  5. 前記樹脂封止工程は、金型を用いた樹脂モールド工程であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の固体撮像装置の製造方法。
  6. 前記樹脂封止工程は、樹脂をポッティングするポッティング工程であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の固体撮像装置の製造方法。
  7. 基板上に固体撮像素子が搭載され、該固体撮像素子を覆ってガラスリッドが接着剤によって前記固体撮像素子上に固定され、前記固体撮像素子の周縁部に設けられた端子と、前記基板の周縁部に設けられた端子との間がワイヤにより電気的に接続され、該ワイヤが封止樹脂により樹脂封止された固体撮像装置において、
    前記封止樹脂が、前記ガラスリッドの側面およびガラスリッドの上面の周縁部を所要幅に亘って覆っていることを特徴とする固体撮像装置。
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