JP4235138B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハレベルチップサイズパッケージ構造が用いられた固体撮像装置のトレーサビリティーの向上に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像装置を使用したデジタルカメラや、ビデオカメラ等が普及している。従来の固体撮像装置は、シリコン製の基板上にＣＣＤ等の固体撮像素子が設けられた半導体基板をセラミック等からなるパッケージにダイボンドし、ボンディングワイヤを用いて半導体基板とパッケージの端子とを電気的に接続した後、半導体基板を封止するように、透明なガラスで形成されたガラスリッドをパッケージに取り付けている。

固体撮像装置には、製造時にロット番号やシリアル番号等からなる製造番号が付与され、パッケージにその製造番号が印刷される。また、完成した固体撮像装置は、検査ラインに送られて、動作検査と、固体撮像素子の欠陥画素を探す傷検査とが実施される。検査を終了した固体撮像装置は、製造番号と、傷検査の結果を表わす傷データとが記載されたデータシートを添付されて出荷される。この固体撮像装置を組み込むデジタルカメラ等では、データシートに記録された傷データに基づいて、画像補正処理のパラメータが補正される。

また、固体撮像装置の非利用領域の固体撮像素子を利用してデータを記録するようにした撮像装置が発明されている（例えば、特許文献２参照）。この発明を利用して、固体撮像装置自体に製造番号や傷データを記録すれば、出荷時のデータシートが不要になるとともに、固体撮像装置が組み込まれたデジタルカメラ等の修理時にデータシートを参照する必要もなくなる。

従来の固体撮像装置よりも小型化された固体撮像装置として、ウエハレベルチップサイズパッケージ（以下、ＷＬＣＳＰと略称する）手法を用いた固体撮像装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。この固体撮像装置は、固体撮像素子が形成された半導体基板の上に、固体撮像素子を取り囲む枠形状のスペーサーを配置し、このスペーサーの上をカバーガラスで封止したもので、従来のセラミックパッケージを使用したものに比べて大幅に小型化することができる。

特開２００３−１２５１６７号公報 特開２００１−２５７３３４号公報

上記ＷＬＣＳＰタイプの固体撮像装置は、例えば、一辺が数ｍｍ程度と非常に小さいため、製造番号を印刷するスペースがなく、印刷できても肉眼では判読することができない。そのため、固体撮像装置とデータシートとの対応が取れなくなると、その固体撮像装置の製造履歴が分からなくなるという問題があった。

上記問題を解決するために、特許文献２記載の発明を利用して、ＷＬＣＳＰタイプの固体撮像装置の非利用領域の固体撮像素子に製造番号や傷データを記録することも考えられる。しかし、非常に小さいＷＬＣＳＰタイプの固体撮像装置からデータを読み出すには、この固体撮像装置をセットして接続端子にプローブ等を接続し、データを読み出す装置が必要となり、作業性及びコストの面から実用的ではない。

固体撮像装置等の半導体装置には、その取付方向が分かるように、多数の接続端子の中の基準となる一つを１番端子とし、この１番端子が容易に識別できるように、マークを印刷したり、装置自体に切欠を形成している。しかし、ＷＬＣＳＰタイプの固体撮像装置は非常に小さいため１番端子の位置を識別することが難しいという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためのもので、ＷＬＣＳＰタイプの固体撮像装置から簡単に製造番号や傷データ等を読み取れるようにし、かつ１番端子の位置が容易に識別できるようにすることを目的とする。

本発明の固体撮像装置は、スペーサーと半導体基板との間や、スペーサーと透明板との間にアンテナを配置し、半導体基板とスペーサーと透明板のいずれかに、アンテナと接続する無線通信回路と制御回路とメモリとを備えた無線通信用半導体装置を取り付け、無線によってメモリ内に記録されたデータを読み出すようにした。アンテナとしては、スペーサーの形状を利用して、固体撮像素子の周囲にループ状に配置した。更に、メモリには、固体撮像素子の製造データと検査データとのいずれか一方、または両方を記録した。

また、固体撮像装置に設けられた多数の接続端子の１番端子の近傍に無線通信用半導体装置を固定して、１番端子の識別に利用した。

本発明の固体撮像装置によれば、無線通信によって非接触でデータを読み出すことができるため、サイズが極めて小さなＷＬＣＳＰタイプの固体撮像装置であっても、簡単に、また低コストにデータを読み出すことができる。また、スペーサーを利用してアンテナを配置したので、アンテナの設置スペースのために固体撮像装置が大型化することはない。更に、アンテナを長くすることができるため、無線通信距離を長くすることができ、固体撮像装置が組み込まれた電子機器の外から固体撮像装置のデータを読み出すこともできる。また、無線通信用半導体装置を１番端子の近傍に配置したので、無線通信用半導体装置の出っ張り等により、容易に１番端子が識別できるようになる。

図１及び図２は、本発明を実施したＷＬＣＳＰ構造の固体撮像装置の外観形状を示す斜視図、及び要部断面図である。固体撮像装置２は、半導体基板３と、この半導体基板３上に接着剤８によって接合された枠形状のスペーサー４と、このスペーサー４の上に接合されてスペーサー４内を封止するカバーガラス５とからなる。

半導体基板３の上面には、固体撮像素子６と、この固体撮像素子６と電気的に接続された複数の接続端子７とが設けられている。固体撮像素子６は、例えば、多数のＣＣＤからなり、これらの上にはカラーフイルタやマイクロレンズ等が積層されている。接続端子７は、例えば、導電性材料を用いて半導体基板３の上に印刷により形成されている。また、各接続端子７と固体撮像素子６との間も同様に印刷によって配線が施されている。多数の接続端子７のうち、符号７ａが付されている接続端子は、固体撮像装置２の取付方向等の基準となる第１端子である。

スペーサー４には、無機材料、例えばシリコンが用いられており、固体撮像素子６を取り囲むロの字状に形成されている。カバーガラス５には、ＣＣＤのフォトダイオードの破壊を防止するために、透明なα線遮蔽ガラスが用いられている。固体撮像素子６とカバーガラス５との間の空隙は、マイクロレンズによる集光能力を低下させないために設けられている。

上記固体撮像装置２は、固体撮像素子６上に被写体画像を結像する撮影レンズや、撮像によって生成された画像データを記憶するメモリ、固体撮像装置２を制御する制御回路等とともに、デジタルカメラや携帯電話機等の小型電子機器に組み込まれる。ＷＬＣＳＰ構造の固体撮像装置２は、ベアチップ程度の大きさ及び薄さであるため、組み込まれる装置の小型化にも寄与することができる。

上記固体撮像装置２は、例えば、次のように製造される。まず、カバーガラス５の基材となる透明なガラス基板上にシリコンを積層し、フォトリソグラフィ技術，現像，エッチング等を用いて、ガラス基板上に多数のスペーサー４を形成する。次いで、スペーサー４の端面に接着剤を塗布し、多数の固体撮像素子６や接続端子７等が形成されたウエハと重ねて接合することにより、各固体撮像素子６をスペーサー４とガラス基板とで封止する。その後、ガラス基板とウエハとをダイシングして個片化すると、多数の固体撮像装置２が形成される。

スペーサー４の側面で、１番端子７ａの近傍には、無線通信用半導体装置、いわゆる無線タグ１０が接着剤等で貼り付けられている。無線タグ１０は、電磁波を媒体にして交信可能な小型の非接触型ＩＣメモリであり、周知のように、無線により各種の認証を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムの構成要素として広く普及しつつある。無線タグ１０は、一辺のサイズがコンマ数ｍｍ程度のものからあるため、ＷＬＣＳＰタイプの小型化された固体撮像装置２にも取り付けることができる。

なお、無線タグ１０を１番端子７ａの近傍に取り付けることによって、無線タグ１０を１番端子７ａを識別するためのマークとして利用することができる。無線タグ７ａは、スペーサー４の側面から出っ張っているため、固体撮像装置２を真上から見ても視認することができるので、固体撮像装置２の実装基板等への取付時に取り付けミスが発生することはない。

図３に示すように、無線タグ１０は、アンテナ１３を介してデータの無線通信を行なう無線通信回路１４と、データを記録するメモリ１５と、これらを制御する制御回路１６とを備えている。この無線タグ１０の電源は、アンテナ１３が受信した電波から電磁誘導によって発電することにより供給されるため、電池等が設けられていない。また、本実施形態で用いている無線タグ１０は、アンテナ外付けタイプであるため、アンテナ１３は無線タグ１０内には設けられていない。

スペーサー４の拡大断面図である図４、及びスペーサー４の平面図である図５に示すように、無線タグ１０のアンテナ１３は、スペーサー４と半導体基板３との間に設けられており、その形状は固体撮像素子６を取り囲むようにループ状にされている。このアンテナ１３は、前述したように、カバーガラス５の基材であるガラス基板にスペーサー４が形成された後で、スペーサー４の端面に導電性材料を用いて印刷等により形成される。スペーサー４への無線タグ１０の固着は、このアンテナ１３の形成時に行なってもよいし、固体撮像装置２の完成後に行なってもよい。無線タグ１０とアンテナ１３は、アンテナ１３の端部がスペーサー４の側面まで伸ばされることによって接続されている。

無線タグ１０のメモリ１５には、電源を供給しなくても記録したデータを保持することのできる不揮発性メモリ、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられている。図６及び図７のフローチャートに示すように、この無線タグ１０のメモリ１５には、例えば、固体撮像装置２の製造時に付与されるロット番号及びシリアル番号等の製造データと、固体撮像装置２の検査によって得られる傷データ等の検査データとが、製造ラインや検査ラインに配置された無線タグライタによって書き込まれる。

また、図８のフローチャートに示すように、無線タグ１０のメモリ１５に記録された傷データは、例えば、固体撮像装置２が組み込まれたデジタルカメラの出荷検査の前に、デジタルカメラの外から無線タグリーダによって読み出される。そして、データ記録用治具等を利用して、デジタルカメラの制御データ用メモリに傷データが書き込まれる。これにより、デジタルカメラにおいて、固体撮像装置２の傷データを画像補正処理のパラメータの一つとして利用することができる。また、デジタルカメラに固体撮像装置２が原因と思われる不良が発生した場合には、デジタルカメラの外から無線タグリーダによって固体撮像装置２の製造データを読み出すことにより、同ロットの固体撮像装置の不良発生状況等を簡単に調べることができる。

なお、上記実施形態では、スペーサー４の側面に無線タグ１０を取り付けたが、図９に符号２０〜２４で示すように、カバーガラス５のスペーサー４に対面する上面や側面、半導体基板３の上面や側面及び裏面に取り付けてもよい。また、符号２５で示すように、半導体基板３とスペーサー４とカバーガラス５とにまたがって接するように、サイズの大きな無線タグを設置してもよい。

また、半導体基板とスペーサーとの間にアンテナを配置したが、スペーサーとカバーガラスとの間や、カバーガラスの上面に配置してもよい。また、無線タグに対して、ロット番号，シリアル番号，傷データを記録したが、製造年月日，メーカー情報，出荷検査データ，保守サービスデータ，メーカーの連絡先，感度データ，型番，ＯＫ／ＮＧデータ等を適宜記録してもよい。

また、上記実施形態では、電磁誘導型の無線タグを使用したが、マイクロ波型の無線タグを使用してもよい。

固体撮像装置の外観形状を示す斜視図である。 固体撮像装置の要部断面図である。 無線タグの構成を示すブロック図である。 スペーサー近傍の要部断面図である。 スペーサーの平面図である。 固体撮像装置の製造ラインの製造データの記録手順を示すフローチャートである。 固体撮像装置の検査ラインの傷データの記録手順を示すフローチャートである。 デジタルカメラの検査ラインの傷データの読出及び記録手順を示すフローチャートである。 固体撮像装置への無線タグの取付可能な部位を示す説明図である。

符号の説明

２ 固体撮像装置
３ 半導体基板
４ スペーサー
５ カバーガラス
６ 固体撮像素子
７ 接続端子
７ａ １番端子
１０ 無線タグ
１３ アンテナ

Claims (4)

1. 固体撮像素子が形成された半導体基板の上に、固体撮像素子を取り囲む枠形状のスペーサーを配置し、このスペーサーの上を透明板で封止した固体撮像装置において、
   前記スペーサーと半導体基板との間、またはスペーサーと透明板との間にアンテナを配置し、前記半導体基板とスペーサーと透明板とのいずれかに、該アンテナと接続される無線通信回路と制御回路とメモリとを備えた無線通信用半導体装置を取り付けたことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記アンテナは、固体撮像素子の周囲にループ状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記メモリには、固体撮像素子の製造データと検査データとのいずれか一方、または両方が記録されることを特徴とする請求項１または２記載の固体撮像装置。
4. 前記無線通信用半導体装置は、固体撮像装置に設けられた多数の接続端子の基準となる１番端子の近傍に配置したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の固体撮像装置。

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