JP2014103170A - 撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の製造不良の低減に有利な技術を提供する。
【解決手段】固体撮像素子および前記固体撮像素子を保持する基板を含む撮像基板と、枠部材とを結合して撮像装置を製造する。前記固体撮像素子のパッドと前記基板のランドとがワイヤーによって電気的に接続されている。前記枠部材は、第１部分と、前記第１部分よりも外側に位置する第２部分とを含む。前記製造方法は、前記ワイヤーが絶縁材料によって覆われるように、前記枠部材の前記第２部分と前記固体撮像素子および前記基板との間隙に前記絶縁材料を注入する工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置およびその製造方法ならびにカメラに関する。

特許文献１には、撮像素子パッケージおよびその製造方法が記載されている。この撮像素子パッケージは、撮像素子チップが実装された基板と支持体とを接着部によって結合して構成される。この接着部は、撮像素子チップと基板とを電気的に接続するワイヤーを覆いつつ基板と支持体とを結合している。この撮像素子パッケージは、支持体に接着剤としての熱硬化性樹脂を塗布した後に、支持体の上に基板を載せ、加熱ヒータによって熱硬化性樹脂を加熱して硬化させることによって製造される。

特開２０１２−０９５１７７号公報

上記の製造方法では、支持体の接着領域に対して正確に規定量の接着剤を塗布する必要があり、これが適切になされないと、接着不良または封止不良などの製造不良が発生する。したがって、高い歩留まりを得ることが難しい。

本発明は、撮像装置の製造不良の低減に有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、固体撮像素子および前記固体撮像素子を保持する基板を含む撮像基板と、枠部材とを結合して撮像装置を製造する製造方法に係り、前記固体撮像素子のパッドと前記基板のランドとがワイヤーによって電気的に接続され、前記枠部材は、第１部分と、前記第１部分よりも外側に位置する第２部分とを含み、前記製造方法は、前記ワイヤーが絶縁材料によって覆われるように、前記枠部材の前記第２部分と前記固体撮像素子および前記基板との間隙に前記絶縁材料を注入する工程を含む。

本発明によれば、撮像装置の製造不良の低減に有利な技術が提供される。

本発明の第１実施形態である撮像装置を模式的に示す図。 本発明の第２実施形態である撮像装置を模式的に示す図。 本発明の実施形態の撮像装置の製造方法を模式的に示す図。 本発明の実施形態の撮像装置の製造方法を模式的に示す図。 本発明の実施形態の撮像装置の製造方法を模式的に示す図。

図１に本発明の第１実施形態の撮像装置１００の構成が示されている。撮像装置１００は、撮像基板１０と枠部材３とを有する。撮像基板１０は、固体撮像素子１と、固体撮像素子１を保持する基板２とを含む。撮像装置１００はまた、固体撮像素子１と対向するように配置された透明部材４を含みうる。固体撮像素子１のパッド１１と基板２のランド１２とは、ワイヤー７によって電気的に接続されている。

枠部材３は、第１部分２０と、第１部分２０よりも外側に位置する第２部分３０とを有する。第１部分２０は、固体撮像素子１の撮像領域４０を取り囲むように配置されている。第２部分３０は、第１部分２０を取り囲むように配置されている。よって、第２部分３０は、固体撮像素子１の撮像領域４０を取り囲むように配置されている。枠部材３の全部または一部は金属で構成されることが好ましい。当該金属としては、例えば、４２アロイ、銅系金属またはＳＵＳ系金属を挙げることができる。

枠部材３の第１部分２０と固体撮像素子１の周辺領域とは、第１部材（接着材料）８によって結合されている。固体撮像素子１の周辺領域、即ち、第１材料８が接触する領域には、マイクロレンズおよびカラーフィルタが存在しないことが好ましい。当該領域は、第１部材８との結合強度を高めるために、無機材料（例えば、シリコン酸化物）が露出した領域であることが好ましい。

枠部材３の第１部分２０よりも外側に位置する第２部分３０と固体撮像素子１および基板２との間には、第２部材（絶縁材料）６が配され、かつ、ワイヤー７は、第２材料６によって覆われている。第２部材６は、撮像領域４０を取り囲むように配置され、枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１および基板２との間を封止し、固体撮像素子１を外部空間から遮断し保護する。第２材料６がワイヤー７を覆うように配置された構成によれば、ワイヤー７が配置された領域の外側に封止材が配置された構成と比較して、撮像装置１００を小型化することができる。

第１部材８と第２部材６とは、同じ材料で構成されてもよいし、互いに異なる材料で構成されてもよい。第１部材８は、例えば、エポキシ系接着剤で構成されうる。第２部材８は、例えば、エポキシ系接着剤またはシリコーン樹脂で構成されうる。基板２の外周端３７は、枠部材３の第２部分３０の外周端３３の内側に位置することが好ましい。このような位置関係によれば、撮像装置１００の製造工程において、枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１との間隙に対して、第２部材６を形成するための絶縁材料を注入することが容易である。第２部分３０は、第１部分２０よりも高さが低い底面３１と、底面３１の外側に配置された側面３２とを含みうる。側面３２は、傾斜面でありうる。基板２の外周端３７は、底面３１の外周端３５の内側に位置することが好ましい。このような位置関係によれば、第２部分３０の底面３１と基板２との間隔を第１部分２０と固体撮像素子１との間隔よりも大きくすることができる。これは、撮像基板１０と枠部材３との間に作用する応力を第２材料６によって吸収するために有利である。以上のような底面３１および側面３２を有する第２部分３０は、溝を有する構造として理解することもできる。

透明部材４は、固体撮像素子１と対向するように、枠部材３に対して第３部材（接着材料）５によって結合されうる。透明部材４は、固体撮像素子１に異物が付着することを防止するために有利である。第３部材５は、例えば、エポキシ系紫外線硬化型接着剤で構成されうる。透明部材４は、例えば、ガラスで構成されうる。透明部材４は、赤外線カットフィルタとしての機能を備えてもよい。

図２に本発明の第２実施形態の撮像装置１００’の構成が示されている。ここでは、冗長な説明を避けるために、第１に示す第１実施形態の撮像装置１００との相違点についてのみ説明する。第２実施形態の撮像装置１００’では、枠部材３に凹部３９が形成されていて、透明部材４は、凹部３９に嵌め込まれ、第３部材（接着材料）５によって凹部３９に結合されている。

以下、図３〜図５を参照しながら第１実施形態の撮像装置１００の製造方法を説明するが、この製造方法は、第２実施形態の撮像装置１００’の製造にも適用することができる。この製造方法では、撮像基板１０と枠部材３とを結合して撮像装置１００を製造する。

まず、図３（ａ）に示す第１工程では、枠部材３の第１部分２０と撮像基板１０の固体撮像素子１とを第１部材８によって結合する。第１工程では、典型的には、枠部材３の第１部分２０に未硬化状態の第１部材（接着材料）８を塗布し、第１部分２０に対して未硬化状態の第１部材８を介して撮像基板１０の固体撮像素子１の周辺領域を接触させ、未硬化状態の第１部材８を硬化させる。第１工程により、枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１および基板２とが対向し、枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１および基板２との間に間隙が形成された構造体が得られる。

次いで、図３（ｂ）に示す第２工程では、ワイヤー７が第２部材６によって覆われるように枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１および基板２との間隙に未硬化状態の第２部材（絶縁材料）６を注入し、該未硬化状態の第２部材６を硬化させる。これによって、第２部分３０と固体撮像素子１および基板２とが封止される。また、本実施形態では、第２部分３０と固体撮像素子１および基板２とが結合される。枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１および基板２との間への未硬化状態の第２部材６の注入には、例えば、シリンジ２００が用いられうる。枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１および基板２との間に間隙が形成された状態で当該間隙に未硬化状態の第２部材６を供給することによって、未硬化状態の第２部材６は、毛細管現象によって当該間隙に適量が吸引される。よって、第２部材６を配置すべき領域に対して隈なく未硬化状態の第２部材６を注入することができる。つまり、この方法によれば、固体撮像素子１の撮像領域４０を全周にわたって取り囲むように適量の未硬化状態の第２部材６が配置される。これによって、封止不良や接着不良を防止または低減することができる。

第１部材８の材料としては、第１工程に適用した材料が採用され、第２部材６の材料としては、第２工程に適した材料が採用されうる。第１部材８の材料は、枠部材３の第１部分２０を撮像基板１０の固体撮像素子１に対して位置決めした状態で枠部材３の第１部分２０を撮像基板１０の固体撮像素子１に結合することが容易な材料であればよい。第２部材６の材料は、前述の間隙に毛細管現象によって容易に吸引される材料であることが好ましい。もちろん、第１工程および第２工程の双方に適した材料であれば、第１部材８および第２部材６の材料として同一の材料を使用することもできる。第１部材８の材料は、例えば、エポキシ系接着剤でありうる。第２部材８の材料は、例えば、エポキシ系接着剤またはシリコーン樹脂でありうる。ここで、第１部材８および第２部材６の材料として同一の材料を使用する場合であっても、例えば、温度などを制御することによって、両者の粘度は互いに異ならせることができる。また、第１部材８の弾性率よりも第２部材６の弾性率が低いことが望ましい。このような材料を選ぶことで、接合した各部材にかかる応力を低減することができる。図１を参照しながら説明したように、基板２の外周端３７は、枠部材３の第２部分３０の外周端３３の内側に位置することが好ましい。このような位置関係によれば、第２工程において、枠部材３の第２部分３０と固体撮像素子１との間隙に第２材料６を注入することが容易である。

次いで、図４に示す第３工程では、透明部材４を固体撮像素子１と対向するように第３部材５によって枠部材３に結合する。第３部材５の材料としては、例えば、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用することができる。

次いで、図５に示す第４工程では、撮像装置１００をカメラの本体部分に組み込む。該本体部分は、マウント部２０２および光学部品２０１を含みうる。マウント部２０２には、位置決め部２０３が設けられている。枠部材３にも位置決め部１０１が設けられている。位置決め部２０３および位置決め部１０１を係合させることによって本体部分と撮像装置１００とを位置決めすることができる。本体部分と撮像装置１００との結合には、例えば、接着剤が使われてもよいし、ネジなどの締結部品が使われてもよい。

以下、上記の各実施形態に係る撮像装置１００、１００’の応用例として、該撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る撮像装置と、該撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含む。該処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、および、該Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。

Claims (17)

1. 固体撮像素子および前記固体撮像素子を保持する基板を含む撮像基板と、枠部材とを結合して撮像装置を製造する製造方法であって、
   前記固体撮像素子のパッドと前記基板のランドとがワイヤーによって電気的に接続され、
   前記枠部材は、第１部分と、前記第１部分よりも外側に位置する第２部分とを含み、
   前記製造方法は、前記ワイヤーが絶縁材料によって覆われるように、前記枠部材の前記第２部分と前記固体撮像素子および前記基板との間隙に前記絶縁材料を注入する工程を含む、
   ことを特徴とする撮像装置の製造方法。
2. 前記絶縁材料を注入する工程の前に、前記枠部材の前記第１部分と前記固体撮像素子とを接着材料によって結合する工程を有し、 前記絶縁材料と前記接着材料とが互いに異なる材料である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の製造方法。
3. 前記絶縁材料と前記接着材料とが互いに同じ材料である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の製造方法。
4. 前記基板と前記枠部材とが結合された状態において、前記第２部分の外周端の内側に前記基板の外周端が位置する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
5. 前記第２部分は、前記第１部分よりも高さが低い底面と、前記底面の外側に配置された側面とを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
6. 前記側面は、傾斜面である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置の製造方法。
7. 前記基板と前記枠部材とが結合された状態において、前記底面の外周端の内側に前記基板の外周端が位置する、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置の製造方法。
8. 前記第２部分は、前記固体撮像素子の撮像領域を取り囲んでいて、前記枠部材は、前記第２部分に溝を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
9. 透明部材を前記固体撮像素子と対向するように前記枠部材に結合する第３工程を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
10. 固体撮像素子および前記固体撮像素子を保持する基板を含む撮像基板と、枠部材とを有する撮像装置であって、
    前記固体撮像素子のパッドと前記基板のランドとがワイヤーによって電気的に接続され、
    前記枠部材の第１部分と前記固体撮像素子とが第１部材によって結合され、
    前記枠部材の前記第１部分よりも外側に位置する第２部分と前記固体撮像素子および前記基板とが、前記第１部材と異なる第２部材によって封止、かつ、前記ワイヤーが前記第２部材によって覆われている、
    ことを特徴とする撮像装置。
11. 前記第２部分の外周端の内側に前記基板の外周端が位置する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記第２部分は、前記第１部分よりも高さが低い底面と、前記底面の外側に配置された側面とを含む、
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像装置。
13. 前記側面は、傾斜面である、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
14. 前記底面の外周端の内側に前記基板の外周端が位置する、
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の撮像装置。
15. 前記第２部分は、前記固体撮像素子の撮像領域を取り囲んでいて、前記枠部材は、前記第２部分に溝を有する、
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像装置。
16. 固体撮像素子および前記固体撮像素子を保持する基板を含む撮像基板と、枠部材とを有する撮像装置であって、
    前記固体撮像素子のパッドと前記基板のランドとがワイヤーによって電気的に接続され、
    前記枠部材の第１部分と前記固体撮像素子との間に第１部材が配され、
    前記枠部材の前記第１部分よりも外側に位置する第２部分と前記固体撮像素子との間に第２部材が配され、かつ、前記ワイヤーが前記第２部材によって覆われ、
    前記第２部分の外周端の内側に前記基板の外周端が位置する、
    ことを特徴とする撮像装置。
17. 請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
    を備えることを特徴とするカメラ。