JP3540281B2

JP3540281B2 - 撮像装置

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Publication number: JP3540281B2
Application number: JP2001026953A
Authority: JP
Inventors: 冨士夫田中; 政男中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: TW563359B; KR20020064662A; KR100494044B1; JP2002231916A; US20030128442A1; US7242433B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズ、固体撮像素子、周辺部品及び基板などを一体的に組み立てる事によって、小型化・薄型化した撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像装置としては、従来、ビデオカメラのようなサイズのものが一般的であり、携帯機器を中心とした情報家電の分野への搭載が望まれており、高機能で且つ小型化・薄型化されたものが要求されている。
【０００３】
そこで、特開平９−２８４６１７号公報の撮像装置およびその製造方法、撮像アダプタ装置、信号処理装置および信号処理方法、並びに情報処理装置および情報処理方法においては、撮像装置の小型化・薄型化に関する技術が開示されている。図２８は、特開平９−２８４６１７号公報に開示された撮像装置の概略の構成図である。図２９及び図３０は、従来の撮像装置の組み立て状態を示した概観図である。この撮像装置１０１は、次のように製造される。まず、基板１５１に対してダイボンド材を塗布した後、固体撮像素子１３１及び周辺ＩＣ１４１をダイボンド実装した後、ワイヤボンディングにより接続線を配線する事で、図２９に示した状態となる。次に、固体撮像素子１３１に対してレンズ１９１を装着する事で、図３０に示した状態となる。さらに、充填剤１８２を用いてホルダ１８１を基板１５１へ取り付ける事で、図２８に示したように撮像装置１０１は完成品となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−２８４６１７号公報に開示された従来の技術では、固体撮像素子を基板に対してベアチップ実装し、その周辺に周辺回路のＩＣを配置する事で、撮像装置の小型化、薄型化を図っていた。しかし、この方法は、薄型化には有意であるが、固体撮像素子周辺へ実装する周辺ＩＣの搭載領域を確保する必要がある。また、撮像装置は高機能になるほど搭載部品が増える為、撮像装置の小型化は困難であった。さらに、ベアチップ実装された固体撮像素子に対してレンズを取り付け、基板に対して充填剤によってホルダを取り付けていた事から、レンズとホルダを組み合わせる際に、高精度の組み合わせ技術が必要であった。その為、この組み合わせが不完全であると、ベアチップの十分な気密封止が行えず、撮像装置の信頼性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題点を解決する為に創作したものであり、組み立てが容易で量産性に優れ、且つ高機能で小型化・薄型化された撮像装置を提供する事を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【０００７】
(1) 固体撮像素子と、該固体撮像素子が出力する信号を処理する周辺ＩＣチップと、を少なくとも備え、光学レンズを取り付け可能なレンズホルダと、プリント配線基板と、が一体化された撮像装置において、
少なくとも一方の面に配線を有し、可視光を透過する材質または光学フィルタ加工された可視光を透過可能な材質で形成された透明基板を備え、
前記固体撮像素子は、受光面を前記透明基板に対向させて、前記透明基板が有する配線に接合された状態で、第１の封止材で封止され、
前記レンズホルダは、前記透明基板の固体撮像素子を接合した面の裏面側に取り付けられ、
前記周辺ＩＣチップは、前記固体撮像素子の受光面の裏面に接着され、
前記プリント配線基板は、前記透明基板に接続された前記固体撮像素子及び前記固体撮像素子に接着された前記周辺ＩＣチップを挿入可能な貫通孔を備え、
前記透明基板に接続された前記固体撮像素子及び前記固体撮像素子に接着された前記周辺ＩＣチップを前記プリント配線基板が有する前記貫通孔に挿入した状態で、前記透明基板が有する前記固体撮像素子が接合された配線と、前記プリント配線基板と、をバンプにより接続し、
前記周辺ＩＣチップと前記プリント配線基板とをワイヤにより接続したことを特徴とする。
【０００８】
この構成において、撮像装置は、少なくとも固体撮像素子と固体撮像素子が出力する信号を処理する周辺ＩＣチップと、少なくとも一方の面に配線を有し、可視光を透過する材質または光学フィルタ加工された可視光を透過可能な材質で形成された透明基板と、を備え、固体撮像素子は、所定の間隙を設けて受光面を透明基板に対向させて、透明基板が有する配線に接合された状態で、第１の封止材で封止され、光学レンズを取り付け可能なレンズホルダは、透明基板の固体撮像素子を接合した面の裏面側に取り付けられて、プリント配線基板とレンズホルダとが一体化されている。また、撮像装置の透明基板に接合された固体撮像素子の受光面の裏面に、周辺ＩＣチップは接着されている。さらに、撮像装置は、透明基板に接合された固体撮像素子及び固体撮像素子に接着された周辺ＩＣチップを挿入可能な貫通孔を備えたプリント配線基板を有し、透明基板に接合された固体撮像素子及び固体撮像素子に接着された周辺ＩＣチップをプリント配線基板が有する貫通孔に挿入した状態で、透明基板が有する固体撮像素子が接合された配線と、プリント配線基板と、がバンプにより接続され、周辺ＩＣチップとプリント配線基板とがワイヤにより接続される。したがって、固体撮像素子の受光面に透明基板を介して光学レンズにより結像させる事が可能となり、また、光学フィルタ加工された透明基板を使用した場合、撮像装置へ新たに光学フィルタを取り付けなくても良い。さらに、固体撮像素子は第１の封止材で封止されているので、受光領域にゴミなどが進入する事がなく、撮像装置の信頼性を向上させる事が可能となる。また、透明基板上に周辺ＩＣチップを直接実装する事なく、１つのＩＣ実装面積に固体撮像素子や周辺ＩＣチップなど複数のデバイスを実装するので、基板面積を小さくする事が可能となる。さらに、透明基板に接合された固体撮像素子及び固体撮像素子に接着された周辺ＩＣチップを、プリント配線基板が有する貫通孔に挿入した状態で、固体撮像素子が接合された配線とプリント配線基板とをバンプにより接続するので、撮像装置を薄型化する事が可能となる。
【０００９】
(2) 前記周辺ＩＣチップは、前記第１の封止材で前記固体撮像素子の受光面の裏面に接着されたことを特徴とする。
【００１０】
この構成において、撮像装置の透明基板に接合された固体撮像素子の受光面の裏面に、周辺ＩＣチップは第１の封止材で接着されている。したがって、透明基板上に周辺ＩＣチップを直接実装する事なく、１つのＩＣ実装面積に固体撮像素子や周辺ＩＣチップなど複数のデバイスを実装するので、基板面積を小さくする事が可能となる。また、接着剤を塗布する事なく、周辺ＩＣチップを固体撮像素子に接着する事が可能となる。
【００１１】
(3) 前記プリント配線基板の前記貫通孔に挿入した前記固体撮像素子、前記周辺ＩＣチップ及び前記ワイヤを第２の封止材で封止したことを特徴とする。
【００１２】
この構成において、撮像装置は、プリント配線基板の貫通孔に挿入した固体撮像素子、周辺ＩＣチップ及びワイヤが第２の封止材で封止される。したがって、透明基板が有する配線とプリント配線基板とをバンプにより接続した後に、透明基板上の固体撮像素子、周辺ＩＣチップ及び周辺ＩＣチップとプリント配線基板とを接続したワイヤを第２の封止材で封止するので、特別な治具を用いる事なく第２の封止材を塗布する事が可能となる。また、固体撮像装置は、周辺ＩＣチップ、及び周辺ＩＣチップとプリント配線基板とを接続したワイヤが封止されるので、撮像装置の信頼性が高くなる。
【００１９】
(4) 前記プリント配線基板は、前記透明基板が有する配線と前記プリント配線基板とを接続した面の裏面における前記貫通孔の周囲にザグリ部を有し、該ザグリ部は前記ワイヤが接続される端子を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この構成において、撮像装置のプリント配線基板は、透明基板が有する配線とプリント配線基板とを接続した面の裏面における貫通孔の周囲にザグリ部を有し、ザグリ部はワイヤが接続される端子を備えている。したがって、プリント配線基板の貫通孔に挿入した固体撮像素子、周辺ＩＣチップ及びワイヤを第２の封止材で確実に封止する事が可能となる。また、プリント配線基板の貫通孔は、第２の封止材が外部に漏れ出すの防止するダムの役割を果たす事が可能となる。
【００２１】
(5) 前記プリント配線基板の前記ザグリ部は、開口面積の異なる貫通孔を有した硬質基板とフレキシブル基板とを接着して形成されたことを特徴とする。
【００２２】
この構成において、開口面積の異なる貫通孔を有した硬質基板とフレキシブル基板とを接着する事により、ザグリ部は形成される。したがって、所望の断面形状のザグリ部を容易に得る事が可能となる。
【００２３】
(6) 前記レンズホルダは、前記透明基板へ取り付ける面に２段の階段状のザクリ部を有し、前記透明基板の側面を基準として、前記透明基板及び前記プリント配線基板に取り付けられたことを特徴とする。
【００２４】
この構成において、透明基板に取り付ける面に２段の階段状のザクリ部を有したレンズホルダは、透明基板の側面を基準として、透明基板及びプリント配線基板に取り付けられる。したがって、高精度な組み合わせ技術を用いる事なく、レンズホルダを透明基板帯プリント配線基板へ高精度に取り付ける事が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示した断面図である。撮像装置１は、透明基板１１、固体撮像素子３１、周辺ＩＣチップ４１、プリント配線基板５１、フレキシブルプリント配線基板（Flexible Printed Circuits ：以下、ＦＰＣと称する。）リード部５４、チップ部品５７、レンズホルダ８１、光学レンズであるレンズ９１によって構成される。
【００３６】
撮像装置１において、固体撮像素子３１は受光面を透明基板１１に対向させて（フェイスアップして）バンプ接続後に合金接合されており、撮像装置１で撮影した画像は、レンズ９１及び透明基板１１を介して固体撮像素子３１上に結像される。また、固体撮像素子３１は第１の封止材である熱硬化樹脂３２で封止され、固体撮像素子３１から出力された信号を処理するディジタル信号処理ＩＣなどの周辺ＩＣチップ４１は、固体撮像素子３１の受光面の裏面側に熱硬化樹脂３２で接着・積層されている。さらに、プリント配線基板５１に設けたザグリ部５３を有する貫通孔５２に、固体撮像素子３１及び周辺ＩＣチップ４１を挿入した状態で、透明基板１１とプリント配線基板５１とは、第１の金属材料であるＡｕワイヤバンプ２４でバンプ接続されている。加えて、プリント配線基板５１のザグリ部５３に設けられたリード電極と周辺ＩＣチップ４１とが、第２の金属材料であるワイヤ６１によりワイヤボンディング接続されている。また、このワイヤ６１、固体撮像素子３１及び周辺ＩＣチップ４１は、第２の封止材であるコート樹脂７１で封止されている。レンズホルダ８１は、透明基板１１の側面を基準として、透明基板１１の固体撮像素子３１を接合した面の裏面及びプリント配線基板５１に接着剤８２で取り付けられる。
【００３７】
したがって、本発明の撮像装置１は、上記の構成により、１つのデバイス実装面積で複数のデバイスを積層して実装する事が可能で、且つ固体撮像素子を二重に樹脂で覆う加工を施す為、信頼性が高く、また、組み立てが容易で量産性に優れ、高機能でより小型化・薄型化された小型撮像装置を、低コストで製造する事が可能となる。さらに、上記のように複数のデバイスを積層して実装するので、抵抗やコンデンサのようなチップ部品などをプリント配線基板５１の一方の面のみに実装することが可能となり、撮像装置１の底面にチップ部品を実装しなくてもよくなり、撮像装置１の取り扱いが容易となる。
【００３８】
以下、撮像装置１の組み立て手順について説明する。
【００３９】
(1) 図２は、透明基板の配線の構造を説明する為の斜視展開図である。図３は、配線を形成した透明基板の正面図である。図４は、大判の透明基板の外形を示した斜視図である。
【００４０】
まず、図２（Ａ）に示したように、板厚０．５ｍｍ〜０．７ｍｍのガラス等に代表される可視光を透過する材質の透明板９ａ、またはこの透明板に光学フィルタ処理を行ったもの（以下、光学フィルタと称する。）９ｂを用意する。そして、この透明板９ａまたは光学フィルタ９ｂ上において、固体撮像素子３１の受光領域となる部分１０を除いた領域に、ＣＶＤやスパッタリングによってＳｉＯ₂ 等の絶縁膜１２を形成する。さらに、絶縁膜１２上に配線となるＡｌ（アルミニウム）等の金属材料（第３の金属材料）を、スパッタリングにより１０００ｎｍ〜２０００ｎｍの厚みで成膜し、エッチング加工により配線１３を形成して、透明基板１１を作成する。
【００４１】
透明基板１１上において、２層構造で配線を形成する目的は、Ａｌ等の金属材料で形成した配線１３と、透明板９ａまたは光学フィルタ９ｂと、の間に絶縁膜１２の層を設ける事で、それぞれの密着性を高め、後の工程で形成するバンプの合金接合強度を確保する為である。したがって、２層構造の１層目になる絶縁膜の層は、密着性が得られるのであれば、図２（Ｂ）に示したように、下地として金属膜１２ｂを形成しても良い。なお、１層目に下地として金属膜１２ｂを形成した場合は、当然２層目の配線１３の形状と同一形状のパターンニングを行う必要がある。
【００４２】
また、配線１３のパターンは図３に示したように、複数の電気信号入出力端子である固体撮像素子接続用電極端子１４及び透明基板１１の外周部近傍に設けられた外部入出力電極端子１５をそれぞれ結線したものと、外部入出力電極端子１５の近傍に設けられた認識マーク１６と、から構成される。この認識マーク１６は、複数の製造工程で使用する。すなわち、後述する撮像装置１の製造工程におけるバンプボンディングでのパターン認識、固体撮像素子３１のフェイスダウン実装での認識、周辺ＩＣチップ４１のダイボンド及びプリント配線基板５１へのフリップチップ実装での認識に用いる。よって、認識マーク１６を固定して用いる事によって、より実装精度を高める事が可能となる。
【００４３】
上記の配線１３は、図４（Ａ）や図４（Ｂ）に示したように、四角形の外形形状を持つ大判の透明基板（以下、透明基板ウェハと称する。）１７や円形の外形形状を持つ透明基板ウェハ１８へマトリクス状に配置される。また、透明基板ウェハ１７や透明基板ウェハ１８は、後述するダイシング工程によって、複数の透明基板１１に切り分けられる。
【００４４】
(2) 〔突起電極形成工程〕図５は、透明基板に突起電極を形成時の斜視図、及び突起電極を設けた透明基板の側面図である。
【００４５】
次に、図５（Ａ）に示したように、透明基板ウェハ１７の個々の透明基板１１に設置された固体撮像素子接続用電極端子１４と外部入出力電極端子１５とに対して、Ａｕワイヤ２２によるＡｕボール２３をボンディングして、Ａｕワイヤバンプ（突起電極）２４を形成する。この時に形成するＡｕワイヤバンプ（以下、バンプと称する。）２４は、固体撮像素子３１をバンプ付透明基板１１へ接合する際に塑性変形させる。その為、固体撮像素子３１の受光面３１ｆに設けられているマイクロレンズが透明基板１１に接触しないように、マイクロレンズの高さよりも高い２０μｍ〜３０μｍ以上の高さで、バンプ２４を形成する。
【００４６】
ここで、固体撮像素子３１へバンプ２４を形成した場合、キャピラリ２１や超音波ホーンのハンドリングは固体撮像素子３１の受光面３１ｆで行われる為、固体撮像素子３１の受光領域に異物が付着する可能性がある。しかし、本発明では、透明基板１１側にバンプ形成を行う事で、固体撮像素子３１の受光面への異物付着の問題を防ぐ事ができる。また、透明基板１１に異物が付着したとしても、透明基板１１の表面状態は固体撮像素子３１の表面と比較して凹凸が少ない為、洗浄する事で簡単に付着異物を除去する事ができる。
【００４７】
(3) 〔撮像素子接合工程〕図６は、固体撮像素子を搭載した透明基板ウェハの斜視図である。図７は、固体撮像素子を搭載した透明基板の側面図である。
【００４８】
次に、透明基板ウェハ１７に形成されたバンプ２４に対して、固体撮像素子３１の実装を行う。図６及び図７に示したように、固体撮像素子３１の受光面を透明基板ウェハ１７のバンプ形成面１７ｆに対向させて（フェイスダウン）、バンプ２４上に固体撮像素子３１の電極端子を接触させる。この時、固体撮像素子３１の受光面３１ｆと透明基板１１との間には、所定の間隙３５が形成され、固体撮像素子３１の受光面３１ｆに設けられているマイクロレンズは、透明基板１１に接触しない。
【００４９】
そして、超音波接続工法によって、透明基板ウェハ１７の個々の透明基板１１と、固体撮像素子３１と、を合金接合する。固体撮像素子３１と透明基板１１との接続に超音波接続工法を用いるのは、低温接続及び高スループット（高歩留まり）を得る事が目的である。すなわち、透明基板側の配線を拡散係数の高いＡｌ材料で形成している事から、最大でも１２０℃程度の低温で容易に接合が可能である。また、超音波を印加するだけで合金が形成されて接合が完了される事から、高スループットを得る事が可能である。
【００５０】
(4) 〔撮像素子封止工程〕図８は、固体撮像素子を搭載した透明基板に樹脂を塗布する状態を示した側面図である。
【００５１】
次に、固体撮像素子３１の側面及び受光面の裏面３１ｂへ熱硬化性樹脂３２を塗布して、固体撮像素子３１を樹脂封止する。図８に示したように、熱硬化樹脂３２を塗布する際には、透明基板１７に形成した外部入出力端子用バンプ２６への熱硬化樹脂３２の付着を防止する為に、スクリーン印刷法を用いる。すなわち、所定の形状のマスク３３を透明基板１７上に載置する。そして、スキージ３４を用いて、熱硬化樹脂３２を塗布する。
【００５２】
固体撮像素子３１の側面に熱硬化樹脂３２を塗布する目的は、後工程で透明基板１７のダイシングを行う際に、切屑を含んだ水が固体撮像素子３１の受光領域(間隙３５）に進入する事を防ぐ為である。また、固体撮像素子３１の裏面に熱硬化樹脂３２を塗布する目的は、次工程で周辺ＩＣチップ４１のダイボンドを行う際に、この熱硬化樹脂３２をダイボンド材として使用する為である。
【００５３】
熱硬化性樹脂３２としては、２００〜３００Ｐａ・ｓ程度の高粘度で、チキソ性の性質を持ったものを適用する事で、固体撮像素子３１と透明基板１１との隙間へ回り込む樹脂量を制御する事が可能である。
【００５４】
(5) 〔周辺ＩＣ積層工程〕図９は、周辺ＩＣチップを搭載中の透明基板の斜視図である。図１０は、固体撮像素子に周辺ＩＣチップを搭載した透明基板の側面図である。
【００５５】
続いて、熱硬化樹脂３２が塗布された固体撮像素子３１の背面（受光面の裏面）へ、ディジタル信号処理ＩＣ等の周辺ＩＣチップ４１をフェイスアップした状態でダイボンド（積層）を行った後に、熱硬化樹脂３２の硬化を行い接着する。前工程で、固体撮像素子３１に塗布した熱硬化樹脂３２をダイボンド材として使用している為、図１０に示したように、ダイボンド後の熱硬化樹脂３２は、固体撮像素子３１の周囲を覆いつつ、周辺ＩＣチップ４１の裏面を固定する形状となる。なお、図１０には、固体撮像素子３１よりも周辺ＩＣチップ４１のサイズが大きい場合を一例として示しているが、周辺ＩＣチップ４１のサイズが固体撮像素子３１よりも小さい場合でも問題は無い。
【００５６】
(6) 図１１は、透明基板をダイシングする様子を示した斜視図である。次に、図１１に示したように、前工程で固体撮像素子３１及び周辺ＩＣチップ４１の実装が終わった透明基板ウェハ１７を、ダイシングブレード４２を用いて個片の透明基板１１に切り分ける。
【００５７】
(7) 図１２は、プリント配線基板の概観斜視図、及びプリント配線基板のＡ−Ａ’断面図である。図１３は、プリント配線基板にはんだペーストを塗布する位置を表した斜視図である。図１４は、プリント配線基板にチップ部品を搭載中の状態を示した斜視図である。
【００５８】
一方、図１２及び図１３に示したように、プリント配線基板５１の表面５１ｆから裏面５１ｂへ貫通孔５２を設け、裏面５１ｂ側にザグリ部５３を設けたプリント配線基板５１を用意する。このプリント配線基板５１の表面５１ｆには、透明基板１１を接続するランドと、抵抗やコンデンサ等のチップ部品を搭載するランド５８と、を設置する。また、プリント配線基板５１の裏面５１ｂには、ザグリ部５３に周辺ＩＣチップ４１をワイヤ線でワイヤボンド接続する為のリード電極（端子）を設置する。
【００５９】
図示しないが、プリント配線基板５１の構成としては、ザグリ部５３を備えていれば良い為、所定の開口面積を有する貫通孔が設けられた硬質基板に、硬質基板の貫通孔よりも開口面積の一回り大きい貫通孔が設けられたＦＰＣを貼り合わせる事で、所望の断面形状を得る事ができる。また、所定の開口面積を有する貫通孔が設けられたＦＰＣに、ＦＰＣの貫通孔よりも開口面積の一回り大きな貫通孔が設けられた硬質基板を貼り合わせても良い。
【００６０】
このプリント配線基板５１の表面５１ｆに抵抗やコンデンサ等のチップ部品５７を搭載するランド５８に対して、図１３に示したように、はんだペースト５６をスクリーン印刷法にて印刷する。そして、図１４に示したように、チップ部品５７をランド５８に対して搭載した後に、リフロを行う。
【００６１】
(8) 〔フリップチップ実装工程〕図１５は、透明基板をプリント配線基板へフリップチップ実装する様子を示した斜視図である。図１６は、透明基板をフリップチップ実装したプリント配線基板の断面図である。
【００６２】
次に、図１５に示したように、(6) で説明した工程において、ダイシングにより個片に切り分けられた固体撮像素子３１及び周辺ＩＣチップ４１を実装済みの透明基板１１をピックアップする。そして、前工程においてチップ部品が実装されたプリント配線基板５１の表面５１ｆへフリップチップ実装する。図１６に示したように、透明基板１１とプリント配線基板５１とを接合する為に、接合工法としては、ＡＣＰ（Anisortropic Conductive Paste ）接合を用いても良いし、超音波接続工法を用いても良い。但し、超音波接続工法を適用する場合は、透明基板１１とプリント配線基板５１との隙間へ、アンダフィルを注入する必要がある。
【００６３】
本工程によって、フェイスダウンになっていた固体撮像素子３１はフェイスアップになり、フェイスアップとなっていた周辺ＩＣチップ４１はフェイスダウンとなる。
【００６４】
(9) 図１７は、周辺ＩＣにワイヤボンディングを行っている様子を示した斜視図である。図１８は、ワイヤボンディングを行った透明基板及びプリント配線基板の断面図である。
【００６５】
次に、前工程で透明基板１１を実装したプリント配線基板５１を反転させると、図１７に示したようにザグリ部５３において、実装された周辺ＩＣチップ４１側が、フェイスアップ状態で上面となる。この状態で、周辺ＩＣチップ４１の電極端子と、ザグリ部５３に設置されたリード端子と、をワイヤ６１でワイヤボンディング接続すると、図１８に示した状態となる。
【００６６】
(10)図１９は、周辺ＩＣにコート樹脂を塗布する様子を示した斜視図である。図２０は、コート樹脂を塗布した透明基板及びプリント配線基板の断面図である。
【００６７】
続いて、図１９に示したように、ワイヤボンディングを行った周辺ＩＣチップ４１に対して、ディスペンサ７２でコート樹脂７１を塗布して硬化を行う。コート樹脂７１として、比較的低粘度で流動性の良いものを用いる事で、固体撮像素子３１周辺にもコート樹脂７１を回り込ませ、固体撮像素子３１を二重に樹脂封止する事で、高い信頼性の気密封止を得る事が可能になる。また、低粘度の樹脂を用いても、貫通孔５２はザグリ部５３を有する事から、ザグリ部５３の側面は、樹脂が溢れだすのを防止するダム（堤防）の役目を果たす。これにより、樹脂を多めに流し込んでも、図２０に示したように、サグリ部５３からコート樹脂が流れ出る事はない。
【００６８】
(11)〔レンズホルダ取り付け工程〕図２１は、レンズホルダの断面図である。図２２は、レンズホルダを透明基板及びプリント配線基板に取り付ける様子を示した斜視図ある。
【００６９】
次に、図２１に示したように、貫通孔８２を有し、貫通孔８２の上面側にレンズ挿入穴８５を備え、貫通孔８２の下面側に２段の階段状のザグリ部８３、ザグリ部８４を設けたレンズホルダ８１を用意する。
【００７０】
このザグリ部８３（１段目）を透明基板１１に落とし込む事で、透明基板１１の側面を基準とした高精度なレンズホルダ８１の取り付けを目的とする。また、ザグリ部８４（２段目）は、接着剤８２の逃げの役割を果たすものである。
【００７１】
図２２に示したように、透明基板１１の外周部及びプリント配線基板５１の外周部に接着剤８２を塗布したものへ、このレンズホルダ８１を取り付けて固定を行う。
【００７２】
(12)図２３は、レンズホルダにレンズを取り付ける様子を示した斜視図である。最後に、図２３に示したように、レンズホルダ８１へレンズ９１を取り付けることで、撮像装置１は完成する。以上が、基本的な撮像装置１の製造方法である。
【００７３】
図２４は、周辺ＩＣ上に同じ向きでもう１段別の周辺ＩＣを積層した様子を示した斜視図である。図２５は、ストレートタイプのＦＰＣリードを備えた撮像装置の外観斜視図である。図２６は、入出力端子部のみを設けたタイプのＦＰＣリードを備えた撮像装置の外観斜視図である。図２７は、曲げを設けたタイプのＦＰＣリードを備えた撮像装置の外観斜視図である。
【００７４】
なお、本説明では、固体撮像素子３１の裏面に周辺ＩＣチップ４１を背合わせで１チップ実装したが、図２４に示したように、周辺ＩＣチップ４１上に同じ向きで、もう１段別の周辺ＩＣチップ４３を積層する事も可能である。これにより、撮像装置１を高機能化する為に使用する部品が増加しても、撮像装置１のサイズを大型化しなくてもよい。
【００７５】
また、入出力リードに用いているＦＰＣリード部の形状を変える事で、図２５に示したようなストレートタイプ、図２６に示したよう様な入出力端子部のみを設けたタイプ、図２７に示したようにリード部５４ｂに曲げを設け入出力端子部の方向を変えたタイプなど、様々な形状に対応する事が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７７】
(1) 撮像装置は、少なくとも固体撮像素子と固体撮像素子が出力する信号を処理する周辺ＩＣチップと、少なくとも一方の面に配線を有し、可視光を透過する材質または光学フィルタ加工された可視光を透過可能な材質で形成された透明基板と、を備え、固体撮像素子は、所定の間隙を設けて受光面を透明基板に対向させて、透明基板が有する配線に接合された状態で、第１の封止材で封止され、光学レンズを取り付け可能なレンズホルダは、透明基板の固体撮像素子を接合した面の裏面側に取り付けられて、プリント配線基板とレンズホルダとが一体化されている。また、撮像装置の透明基板に接合された固体撮像素子の受光面の裏面に、周辺ＩＣチップは接着されている。さらに、撮像装置は、透明基板に接合された固体撮像素子及び固体撮像素子に接着された周辺ＩＣチップを挿入可能な貫通孔を備えたプリント配線基板を有し、透明基板に接合された固体撮像素子及び固体撮像素子に接着された周辺ＩＣチップをプリント配線基板が有する貫通孔に挿入した状態で、透明基板が有する固体撮像素子が接合された配線と、プリント配線基板と、がバンプにより接続され、周辺ＩＣチップとプリント配線基板とがワイヤにより接続される。そのため、固体撮像素子の受光面に透明基板を介して光学レンズにより結像させる事ができるとともに、光学フィルタ加工された透明基板を使用した場合、撮像装置へ新たに光学フィルタを取り付けなくても使用することができる。また、固体撮像素子は第１の封止材で封止されているので、受光領域にゴミなどが進入する事がなく、撮像装置の信頼性を向上させる事ができる。また、透明基板上に周辺ＩＣチップを直接実装する事なく、１つのＩＣ実装面積に固体撮像素子や周辺ＩＣチップなど複数のデバイスを実装するので、基板面積を小さくする事ができる。さらに、透明基板に接合された固体撮像素子及び固体撮像素子に接着された周辺ＩＣチップを、プリント配線基板が有する貫通孔に挿入した状態で、固体撮像素子が接合された配線とプリント配線基板とをバンプにより接続するので、撮像装置を薄型化する事ができる。
【００７８】
(2) 撮像装置の透明基板に接合された固体撮像素子の受光面の裏面に、周辺ＩＣチップは第１の封止材で接着されているので、透明基板上に周辺ＩＣチップを直接実装する事なく、１つのＩＣ実装面積に固体撮像素子や周辺ＩＣチップなど複数のデバイスを実装するので、基板面積を小さくする事ができ。また、接着剤を塗布する事なく、周辺ＩＣチップを固体撮像素子に接着する事ができる。
【００７９】
(3) 撮像装置は、プリント配線基板の貫通孔に挿入した固体撮像素子、周辺ＩＣチップ及びワイヤが第２の封止材で封止されるので、特別な治具を用いる事なく第２の封止材を塗布する事ができる。また、固体撮像装置は、周辺ＩＣチップ、及び周辺ＩＣチップとプリント配線基板とを接続したワイヤが封止されるので、撮像装置の信頼性を上げることができる。
【００８３】
(4) 撮像装置のプリント配線基板は、透明基板が有する配線とプリント配線基板とを接続した面の裏面における貫通孔の周囲にザグリ部を有し、ザグリ部はワイヤが接続される端子を備えているので、プリント配線基板の貫通孔に挿入した固体撮像素子、周辺ＩＣチップ及びワイヤを第２の封止材で確実に封止する事ができる。また、プリント配線基板の貫通孔は、第２の封止材が外部に漏れ出すの防止するダムの役割を持たす事ができる。
【００８４】
(5) 開口面積の異なる貫通孔を有した硬質基板とフレキシブル基板とを接着する事により、ザグリ部は形成されるので、所望の断面形状のザグリ部を容易に得る事ができる。
【００８５】
(6) 透明基板に取り付ける面に２段の階段状のザクリ部を有したレンズホルダは、透明基板の側面を基準として、前記透明基板及び前記プリント配線基板に取り付けられるため、高精度な組み合わせ技術を用いる事なく、レンズホルダを透明基板帯プリント配線基板へ高精度に取り付ける事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示した断面図である。
【図２】透明基板の配線の構造を説明する為の斜視展開図である。
【図３】配線を形成した透明基板の正面図である。
【図４】大判の透明基板の外形を示した斜視図である。
【図５】透明基板に突起電極を形成時の斜視図、及び突起電極を設けた透明基板の側面図である。
【図６】固体撮像素子を搭載した透明基板ウェハの斜視図である。
【図７】固体撮像素子を搭載した透明基板の側面図である。
【図８】固体撮像素子を搭載した透明基板に樹脂を塗布する状態を示した側面図である。
【図９】周辺ＩＣチップを搭載中の透明基板の斜視図である。
【図１０】固体撮像素子に周辺ＩＣチップを搭載した透明基板の側面図である。
【図１１】透明基板をダイシングする様子を示した斜視図である。
【図１２】プリント配線基板の概観斜視図、及びプリント配線基板のＡ−Ａ’断面図である。
【図１３】プリント配線基板にはんだペーストを塗布する位置を表した斜視図である。
【図１４】プリント配線基板にチップ部品を搭載中の状態を示した斜視図である。
【図１５】透明基板をプリント配線基板へフリップチップ実装する様子を示した斜視図である。
【図１６】透明基板をフリップチップ実装したプリント配線基板の断面図である。
【図１７】周辺ＩＣにワイヤボンディングを行っている様子を示した斜視図である。
【図１８】ワイヤボンディングを行った透明基板及びプリント配線基板の断面図である。
【図１９】周辺ＩＣにコート樹脂を塗布する様子を示した斜視図である。
【図２０】コート樹脂を塗布した透明基板及びプリント配線基板の断面図である。
【図２１】レンズホルダの断面図である。
【図２２】レンズホルダを透明基板及びプリント配線基板に取り付ける様子を示した斜視図ある。
【図２３】レンズホルダにレンズを取り付ける様子を示した斜視図である。
【図２４】周辺ＩＣ上に同じ向きでもう１段別の周辺ＩＣを積層した様子を示した斜視図である。
【図２５】ストレートタイプのＦＰＣリードを備えた撮像装置の外観斜視図である。
【図２６】入出力端子部のみを設けたタイプのＦＰＣリードを備えた撮像装置の外観斜視図である。
【図２７】曲げを設けたタイプのＦＰＣリードを備えた撮像装置の外観斜視図である。
【図２８】従来の撮像装置の概略の構成図である。
【図２９】従来の撮像装置の組み立て状態を示した概観図である。
【図３０】従来の撮像装置の組み立て状態を示した概観図である。
【符号の説明】
１−撮像装置
１１−透明基板
２４−Ａｕワイヤバンプ
３１−固体撮像素子
３２−熱硬化樹脂
４１−周辺ＩＣチップ
５１−プリント配線基板
５２−貫通孔
５３−ザグリ部
６１−ワイヤ
７１−コート樹脂
８１−レンズホルダ

Claims

固体撮像素子と、該固体撮像素子が出力する信号を処理する周辺ＩＣチップと、を少なくとも備え、光学レンズを取り付け可能なレンズホルダと、プリント配線基板と、が一体化された撮像装置において、
少なくとも一方の面に配線を有し、可視光を透過する材質または光学フィルタ加工された可視光を透過可能な材質で形成された透明基板を備え、
前記固体撮像素子は、受光面を前記透明基板に対向させて、前記透明基板が有する配線に接合された状態で、第１の封止材で封止され、
前記レンズホルダは、前記透明基板の固体撮像素子を接合した面の裏面側に取り付けられ、
前記周辺ＩＣチップは、前記固体撮像素子の受光面の裏面に接着され、
前記プリント配線基板は、前記透明基板に接続された前記固体撮像素子及び前記固体撮像素子に接着された前記周辺ＩＣチップを挿入可能な貫通孔を備え、
前記透明基板に接合された前記固体撮像素子及び前記固体撮像素子に接着された前記周辺ＩＣチップを前記プリント配線基板が有する前記貫通孔に挿入した状態で、前記透明基板が有する前記固体撮像素子が接合された配線と、前記プリント配線基板と、をバンプにより接続し、
前記周辺ＩＣチップと前記プリント配線基板とをワイヤにより接続したことを特徴とする撮像装置。
前記周辺ＩＣチップは、前記第１の封止材で前記固体撮像素子の受光面の裏面に接着されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記プリント配線基板の前記貫通孔に挿入した前記固体撮像素子、前記周辺ＩＣチップ及び前記ワイヤを第２の封止材で封止したことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記プリント配線基板は、前記透明基板が有する配線と前記プリント配線基板とを接続した面の裏面における前記貫通孔の周囲にザグリ部を有し、該ザグリ部は前記ワイヤが接続される端子を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
前記プリント配線基板の前記ザグリ部は、開口面積の異なる貫通孔を有した硬質基板とフレキシブル基板とを接着して形成されたことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記レンズホルダは、前記透明基板へ取り付ける面に２段の階段状のザクリ部を有し、前記透明基板の側面を基準として、前記透明基板及び前記プリント配線基板に取り付けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。