JP4486914B2 - 固体撮像素子のダイボンド方法及びその装置 - Google Patents

固体撮像素子のダイボンド方法及びその装置 Download PDF

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Description

本発明は固体撮像素子のダイボンド方法及びその装置に係り、特に、基準面に対して固体撮像素子を平行にダイボンドすることができるダイボンド方法及びその装置に関する。
固体撮像素子を箱形パッケージの底面にダイボンドする場合、固体撮像素子が傾いてしまう場合がある。この傾きを防止するため、下記特許文献１では、パッケージの底面と固体撮像素子裏面との間に入れるダイボンド材（接着材）の逃げ部を設け、ダイボンド材が盛り上がることで固体撮像素子が傾いてしまわないようにしている。
しかし、固体撮像素子を収納する箱形パッケージは、図７に示す様に、薄いセラミック板１の上に枠形状のセラミック板２，３，４を重ねることで形成されるのが普通である。このように製造されたセラミック製パッケージ１０は、図７に示すように底面（ダイアタッチ面：以下、ダイアタッチ面１と述べたときは、セラミック板１の表面を指すものとする。）が完全な平面となることはなく、図８に示すように歪んだ状態になることが多い。この底面の歪みａは、例えば４０ミクロン程度ある。また、この歪みにより、セラミック製パッケージ１０の上面（透明ガラス板を貼る面）にも歪みｂが生じる。
この様なセラミック製パッケージ１０を、図９に示す様に、キャリア１１上に載置し、コレット１２で固体撮像素子１３を吸着搬送し、セラミック製パッケージ１０の底面（ダイアタッチ面）１の固体撮像素子１３の四隅に整合する位置に夫々等量の銀ペースト１４を置いて固体撮像素子１３をダイボンドすると、固体撮像素子１３は、歪んだダイアタッチ面１に平行となるようにダイボンドされる。
このセラミック製パッケージ１０の開口部を、図１０に示す様に、透明ガラス板１５で封止し、更にカメラモジュール化するためにカメラモジュールのプリント基板２０にセラミック製パッケージ１０の上端面を貼り付けると、この上端面にも図８に示す歪みｂが存在しこれが底面１の歪みａと異なるため、上端面すなわちこのカメラモジュールにおける基準面と、固体撮像素子１３との間には、角度θの傾斜が発生してしまう。
斯かるカメラモジュールを例えばデジタルカメラに実装する場合、図１１に示す様に、プリント基板２０がカメラレンズ２１に平行となるように取り付けることになる。しかし、カメラレンズ２１に対して固体撮像素子１３が斜めになっているので、固体撮像素子１３の位置によって入射距離Ａ，Ｂが異なってしまい、鮮明な画像出力が不可能になる。
この不具合を回避するには、カメラモジュールの実装時にカメラレンズ２１に対して固体撮像素子１３が平行となるように微妙な調整が必要になり、多大な調整時間がかかり、カメラの製造コストの増大を招いてしまうと共に、調整不可となるカメラモジュールは不良品になってしまう。
特開２００１―２９８０３２号公報
上述したように、固体撮像素子を収納するセラミック製パッケージは多層板構造のため、固体撮像素子のダイアタッチ面に歪みが生じてしまう。この歪みに起因して固体撮像素子がセラミック製パッケージの上面（基準面）に対して斜めにダイボンドされてしまうと、鮮明な画像が撮像されないという問題が生じる。また、基準面に対して斜めにダイボンドされた固体撮像素子がカメラレンズに対して平行になる様に調整するのに時間がかかってしまうという問題がある。
本発明の目的は、セラミック製パッケージのダイアタッチ面に反り等の歪みが発生していても、セラミック製パッケージの基準面に対して固体撮像素子を平行にダイボンドすることができるダイボンド方法及びその装置を提供することにある。
本発明の固体撮像素子のダイポンド方法は、固体撮像素子をダイボンドするパッケージをパッケージ底面側から押上ユニットで押し上げ、該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージの基準面である上端面をパッケージ固定板で止め、前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた前記パッケージのダイアタッチ面の高さを該パッケージの上方に設けた高さ測定器で計測し、該高さ測定器と前記ダイアタッチ面との距離として計測された該ダイアタッチ面の複数箇所毎の高さに応じ高い箇所は少なく低い箇所は多くの接着材を塗布し、前記ダイアタッチ面に塗布された接着材に固体撮像素子の裏面を押し付け接着することで、該固体撮像素子を前記基準面に平行に接着することを特徴とする。
本発明の固体撮像素子のダイボンド方法は、前記パッケージは多層板構造のセラミック製であることを特徴とする。
本発明の固体撮像素子のダイボンド方法は、前記ダイボンドを複数の接着箇所で行うときの各接着箇所に塗布する接着材の量を前記計測したデータに基づいて計算し、各接着箇所に塗布された接着材の頂点位置を結ぶ平面が前記パッケージ固定板と平行になるように制御することを特徴とする。
本発明の固体撮像素子のダイボンド装置は、固体撮像素子をダイボンドするパッケージをパッケージ底面側から押し上げる押上ユニットと、該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージの基準面である上端面を止めるパッケージ固定板と、前記パッケージの上方に設けられ前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた該パッケージのダイアタッチ面までの距離を該ダイヤタッチ面の高さとして計測する計測手段と、該計測手段により計測された前記ダイアタッチ面の複数箇所毎の高さに応じ高い箇所には少なく低い箇所には多くの接着材を塗布する接着材塗布手段と、前記ダイアタッチ面に塗布された接着材に固体撮像素子の裏面を押し付け該固体撮像素子を前記基準面に平行に接着するコレットとを備えることを特徴とする。
本発明の固体撮像素子のダイボンド装置は、前記パッケージは多層板構造のセラミック製であることを特徴とする。
本発明の固体撮像素子のダイボンド装置は、前記ダイボンドを複数の接着箇所で行うときの各接着箇所に塗布する接着材の量を前記計測手段の計測データに基づいて計算し、各接着箇所に塗布された接着材の頂点位置を結ぶ平面が前記パッケージ固定板と平行になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、セラミック製パッケージのダイアタッチ面に反り等の歪みが発生していても、容易且つ安定的に、セラミック製パッケージの基準面に対して固体撮像素子を平行にダイボンドすることができる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るダイボンド装置の概略構成図である。このダイボンド装置３０は、図８に示すセラミック製パッケージ１０を次々と搬送するキャリア３１と、個々のセラミック製パッケージ１０の上端面を抑えるパッケージ固定板３２と、個々のセラミック製パッケージ１０の裏面に当接され該セラミック製パッケージ１０をパッケージ固定板３２に押し付ける押上ユニット３３と、ダイボンド装置３０の入力段位置のセラミック製パッケージ１０上方に設けられたレーザ変位計（あるいは高さ測定器）３４と、ダイボンド装置３０の中段位置のセラミック製パッケージ１０上方に設けられたシリンダ動作ユニット３５及びシリンダ動作ユニット３５からダイアタッチ面に塗布される銀ペーストを供給するディスペンスコントローラ３６と、ダイボンド装置３０の最終段位置のセラミック製パッケージ１０上方に設けられたコレット３７とを備える。
図２は、ダイボンド装置３０の入力段位置における動作説明図である。入力段位置では、押し上げユニット３３がセラミック製パッケージ１０をパッケージ固定板３２に所定圧力で押し付ける。
押上ユニット３３の先端部には、ボール体３３ａと、このボール体３３ａをセラミック製パッケージ１０側に付勢する弾設バネ３３ｂが収納されており、セラミック製パッケージ１０の底面が歪んでいても、ボール体３３ａが回転してセラミック製パッケージ１０の裏面を傷付けることなく押し上げることができる様になっている。この押し上げ状態で、レーザ変位計（あるいは高さ測定器）３４が、セラミック製パッケージ１０の底面すなわちダイアタッチ面１の複数箇所の所の高さを計測し、この計測値を図示しないパーソナルコンピュータ等の制御装置に出力する。
図３は、ダイボンド装置３０の中段位置における動作説明図である。キャリア３１により中段位置まで運ばれたセラミック製パッケージ１０に対して、上記制御装置はシリンダ動作ユニット３５に制御指令を与え、レーザ変位計３４が計測した高さに応じた量の銀ペーストをダイアタッチ面１に塗布する。
即ち、本実施形態のダイボンド装置３０では、レーザ変位計３４とダイアタッチ面１との間の距離が短い箇所（高さが高い所）には薄く銀ペースト４０ａを塗布し、レーザ変位計３４とダイアタッチ面１との距離が長い箇所（高さが低い所）には厚く銀ペースト４０ｂを塗布する。
本実施形態では、固体撮像素子１３の４隅を銀ペーストでダイアタッチ面１に接着するため、図４に示す様に、４箇所に銀ペーストを塗布するが、各銀ペースト４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの盛り上がった頂点位置を結ぶ平面４１が、パッケージ固定板３２と平行になるように、制御装置がレーザ変位計３４の測定データに基づいて各銀ペースト４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの塗布量，高さを計算して求める。
図５は、ダイボンド装置３０の最終段位置における動作説明図である。最終段位置まで運ばれたセラミック製パッケージ１０に対して、コレット３７が固体撮像素子１３を吸着して搬送する。また、押上ユニット３３がセラミック製パッケージ１０を裏面から所定圧力で押し上げる。この状態で、ダイアタッチ面１に塗布された各銀ペースト４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの上から平行に固体撮像素子１３を、ダイアタッチ面１より下になるように押し付ける。実際には、固体撮像素子１３がダイアタッチ面１より下になることはなく、このコレット３７の押し下げ力は、コレット３７の押し込みバネ３７ａによって吸収される。尚、このコレット３７の押し下げ力は、押上ユニット３３の押し上げ力より小さい。
この結果、固体撮像素子１３は、基準面（セラミック製パッケージ１０の上端面すなわちパッケージ固定板３２の面）と平行にダイアタッチ面１に接着されることになる。このため、図６に示す様に、セラミック製パッケージ１０の上端面をカメラモジュールのプリント基板２０に接着すれば、カメラの撮影レンズ２１に対して固体撮像素子１３が平行となり、微妙な調整を行わなくても、鮮明な画像を撮像することが可能となる。
本発明によれば、固体撮像素子をダイボンドするパッケージのアタッチ面が歪んでいても固体撮像素子を基準面に対して平行にダイボンドできるため、固体撮像素子のダイボンド装置として有用である。
本発明の一実施形態に係るダイボンド装置の概略構成図である。 図１に示すダイボンド装置の入力段位置における動作説明図である。 図１に示すダイボンド装置の中段位置における動作説明図である。 図１に示すダイボンド装置でダイアタッチ面に塗布した銀ペーストの状態を示す図である。 図１に示すダイボンド装置の最終段位置における動作説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイボンド装置で製造した固体撮像素子パッケージの動作説明図である。 理想的なセラミック製パッケージの断面模式図である。 実際のセラミック製パッケージの断面模式図である。 歪んだセラミック製パッケージに固体撮像素子をダイボンドするところを示す図である。 図９に示す固体撮像素子パッケージをカメラモジュール化するためにプリント基板に取り付けた状態を示す図である。 図１０の状態（レンズに対して固体撮像素子が斜めになっている）における不具合説明図である。
符号の説明
１ セラミック板（ダイアタッチ面）
２，３，４ 枠型セラミック板
１０ セラミック製パッケージ
１３ 固体撮像素子
２１ 撮影レンズ
３０ ダイボンド装置
３１ キャリア
３２ パッケージ固定板
３３ 押上ユニット
３４ レーザ変位計（または高さ測定器）
３５ 銀ペースト塗布用のシリンダ動作ユニット
３７ コレット

Claims (6)

  1. 固体撮像素子をダイボンドするパッケージをパッケージ底面側から押上ユニットで押し上げ、該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージの基準面である上端面をパッケージ固定板で止め、前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた前記パッケージのダイアタッチ面の高さを該パッケージの上方に設けた高さ測定器で計測し、該高さ測定器と前記ダイアタッチ面との距離として計測された該ダイアタッチ面の複数箇所毎の高さに応じ高い箇所は少なく低い箇所は多くの接着材を塗布し、前記ダイアタッチ面に塗布された接着材に固体撮像素子の裏面を押し付け接着することで、該固体撮像素子を前記基準面に平行に接着することを特徴とする固体撮像素子のダイボンド方法。
  2. 前記パッケージは多層板構造のセラミック製であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子のダイボンド方法。
  3. 前記ダイボンドを複数の接着箇所で行うときの各接着箇所に塗布する接着材の量を前記計測したデータに基づいて計算し、各接着箇所に塗布された接着材の頂点位置を結ぶ平面が前記パッケージ固定板と平行になるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像素子のダイボンド方法。
  4. 固体撮像素子をダイボンドするパッケージをパッケージ底面側から押し上げる押上ユニットと、該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージの基準面である上端面を止めるパッケージ固定板と、前記パッケージの上方に設けられ前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた該パッケージのダイアタッチ面までの距離を該ダイヤタッチ面の高さとして計測する計測手段と、該計測手段により計測された前記ダイアタッチ面の複数箇所毎の高さに応じ高い箇所には少なく低い箇所には多くの接着材を塗布する接着材塗布手段と、前記ダイアタッチ面に塗布された接着材に固体撮像素子の裏面を押し付け該固体撮像素子を前記基準面に平行に接着するコレットとを備えることを特徴とする固体撮像素子のダイボンド装置。
  5. 前記パッケージは多層板構造のセラミック製であることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子のダイボンド装置。
  6. 前記ダイボンドを複数の接着箇所で行うときの各接着箇所に塗布する接着材の量を前記計測手段の計測データに基づいて計算し、各接着箇所に塗布された接着材の頂点位置を結ぶ平面が前記パッケージ固定板と平行になるように制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の固体撮像素子のダイボンド装置。
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