JPH10321825A - 固体撮像装置の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ厚やチップ厚のバラツキにより、
光学レンズの焦点位置に撮像チップの撮像面を精度良く
位置決めすることができなかった。 【解決手段】 パッケージ１の凹部２底面に一対の凸部
９，９を形成し、それぞれの上端面９ａ，９ａを光軸方
向の基準面として設定したうえで、撮像面３ａを基準に
撮像チップ３を保持するチップ吸着治具１０を上記基準
面（９ａ）に突き当ててパッケージ１に撮像チップ３を
実装するとともに、光学レンズ６を有するレンズ構体７
を同じく上記基準面（９ａ）に突き当ててパッケージ１
にレンズ構体７を実装することとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置のベ
ースとなるパッケージに撮像チップとレンズ構体を実装
する際に用いて好適な固体撮像装置の組立方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＣＤ(Charge Coupled Devic
e) センサ等に代表される固体撮像装置では、光学レン
ズを通して取り込まれた被写体の光学像を撮像チップの
撮像面で結像させることにより、所望の画像信号を得る
ようにしている。また近年においては、共通のパッケー
ジに撮像チップと光学レンズとを一体的に組み込んだ固
体撮像装置が開発されている。

【０００３】図４はこの種の固体撮像装置の構成例を示
す側断面図である。図４においては、パッケージ１の上
面に凹部（キャビティ）２が形成され、その凹部２内に
撮像チップ３が実装されている。この撮像チップ３は接
着剤４によってパッケージ１の凹部２底面に接合固定さ
れている。また、撮像チップ３は図示せぬボンディング
ワイヤ（金ワイヤ等）を介してリード５に電気的に接続
されている。一方、光学レンズ６はこれを支持する支持
体と一体になって断面略門型のレンズ構体７を構成して
いる。そしてレンズ構体７は、その光学レンズ６が撮像
チップ３の撮像面３ａと対向するよう、撮像チップ３を
跨ぐ状態でパッケージ１に実装されている。

【０００４】ここで従来においては、上記固体撮像装置
の組み立てに際して、図５に示すように、撮像チップ３
を保持するチップ保持具（不図示）の動作条件として、
パッケージ１を載置状態に支持するステージ８の上面８
ａから撮像チップ３の撮像面までの距離Ｈが規定値とな
るようにチップ保持具の昇降動作位置（下死点）を予め
設定しておき、実際の組み立て作業では、パッケージ１
をステージ８で支持する一方、撮像チップ３を保持する
チップ保持具をパッケージ１の上方に配置し、その状態
からチップ保持具を上記動作条件に従って下降させてパ
ッケージ１に撮像チップ３を実装し、その後、先の図４
に示すようにレンズ構体７をパッケージ１の凹部２底面
に突き当てて実装するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の組立方法においては、光軸方向における撮像チップ３
と光学レンズ６の相対距離がパッケージ厚Ｐｔ（図５）
やチップ厚Ｃｔ（図５）のバラツキ、さらにはチップ保
持具の繰り返し動作位置のバラツキにより変動するた
め、光学レンズ６の焦点位置に撮像チップ３の撮像面３
ａを精度良く位置決めすることができないという問題が
あった。

【０００６】この対策としては、パッケージ１に実装さ
れた撮像チップ３に対して光学レンズ６の位置を調整す
る方法として、例えば撮像チップ３で撮像した画像を見
ながら光学レンズ６の位置を変えたり、撮像チップ３の
撮像面３ａから光学レンズ６までの距離を測定し、その
測定距離が規定値となるように光学レンズ６の位置を変
えることで、撮像チップ３と光学レンズ６の間の焦点距
離を合わせる方法が採られている。しかしながら、この
ような方法では、焦点距離の調整に時間がかかるうえ、
高精度な測定装置を必要とするため、コストアップを招
いてしまう。

【０００７】そこで焦点距離の調整をなくすために、パ
ッケージ１に実装された撮像チップ３にレンズ構体７を
直に突き当てて組み付ける方法も提案されているが、こ
の方法では、レンズ構体７の接触によって撮像チップ３
に直に衝撃荷重が加わることから、その衝撃荷重に起因
して撮像チップ３の配線が損傷したり、撮像チップ３に
チッピングが発生したり、さらにはチッピングによる微
細なゴミが発生するなどの別の不具合があり、そのため
の対策を講じると結果的にコストアップを招いてしま
う。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、パッケージに実装された撮像チッ
プと、この撮像チップの撮像面に光学像を結像させるた
めの光学レンズを有し、その光学レンズが撮像チップの
撮像面と対向するようにパッケージに実装されたレンズ
構体とを備えた固体撮像装置の組立方法において、パッ
ケージのチップ実装面側に光軸方向の基準面を設定した
うえで、撮像面を基準に撮像チップを保持するチップ保
持具を上記基準面に突き当ててパッケージに撮像チップ
を実装するとともに、レンズ構体又は該レンズ構体を保
持するレンズ保持具を上記基準面に突き当ててパッケー
ジにレンズ構体を実装することとした。

【０００９】本発明に係る固体撮像装置の組立方法によ
れば、パッケージのチップ実装面側に光軸方向の基準面
を設定し、この基準面を共通の突き当て基準としてパッ
ケージに撮像チップとレンズ構体とを実装するようにし
たので、光軸方向においては、パッケージ厚やチップ厚
さのバラツキ、さらにはこれらを保持する保持具の繰り
返し動作位置のバラツキによらず、撮像チップと光学レ
ンズの相対距離を高精度に設定することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態
においては、上記従来技術で述べた各々の構成要素と相
対応する部分に同じ符号を付して説明することとする。
図１乃至図３は本発明に係る固体撮像装置の組立方法の
一実施形態を説明する図であり、このうち、図１はパッ
ケージに光軸方向の基準面を設定する際の具体例を示
し、図２及び図３はその基準面を利用した撮像チップと
レンズ構体の実装手順を示している。

【００１１】先ず、図１において、（ａ）は固体撮像装
置のベースとなるパッケージの平面図を示し、（ｂ）は
そのＸ−Ｘ断面図を示している。図示のように、パッケ
ージ１は平面視長方形に成形されており、その長辺側の
両側面には所定のピッチで複数のリード５が配設されて
いる。また、パッケージ１の上面には所定の深さをもっ
て凹部（キャビティ）２が形成され、この凹部２に撮像
チップ３が実装されるようになっている。

【００１２】ここで、パッケージ１の凹部２底面には、
撮像チップ３の実装領域よりも外側に位置するように一
対の凸部９，９が一体形成されている。これらの凸部
９，９は、チップ接合面となる凹部２底面を基準に互い
の突出寸法が同一で且つ撮像チップ３の厚み寸法よりも
大きくなるように形成されている。そして、パッケージ
１のチップ実装面側においては、各々の凸部９，９の上
端面９ａ，９ａが本発明に係る光軸方向（図中上下方
向）の基準面として設定されている。

【００１３】なお、図１に示すパッケージ形態では、一
対の凸部９，９を平面視長方形としているが、各々の凸
部９，９の平面形状は他の形状であってもよいことは勿
論、それ以外にも例えば、撮像チップ３の実装領域の周
辺部を囲むように凸部を環状に形成したり、上述した各
々の凸部９をその長手方向において複数に分割した形態
など、種々の形態を採用することができる。

【００１４】上述の如く光軸方向の基準面９ａ，９ａを
設定してなるパッケージ１に撮像チップ３を実装するに
あたっては、先ず、図２（ａ）に示すように、パッケー
ジ１を図示せぬステージにセットしたのち、パッケージ
１の凹部２底面にチップ実装領域にわたって適量の接着
剤４を塗布する。

【００１５】次に、図２（ｂ）に示すように、実装部品
となる撮像チップ３を、例えば真空引きを利用したチッ
プ吸着治具（チップ保持具）１０により保持しつつ、パ
ッケージ１の上方にチップ吸着治具１０を配置する。こ
こで、チップ吸着治具１０は、撮像チップ３を吸着する
ための吸着面１０ａを有するもので、その吸着面１０ａ
の中央部には撮像チップ３の平面寸法よりも小さな平面
寸法をもって凹み部１０ｂが形成され、この凹み部１０
ｂに連通したかたちで真空引き用の排気孔１０ｃが穿設
されている。

【００１６】上記構成からなるチップ吸着治具１０に対
しては、その吸着面１０ａに撮像面３ａが接する状態で
撮像チップ３が真空吸着され、これによって撮像面３ａ
を基準に撮像チップ３がチップ吸着治具１０に保持され
る。このとき、撮像チップ３における撮像面３ａのセン
サ領域（画素形成領域）は上記凹み部１０ｂの存在によ
って非接触状態に保持され、そのセンサ領域の周辺部の
みが吸着面１０ａに接した状態となる。

【００１７】次に、図３（ａ）に示すように、撮像チッ
プ３を保持したチップ吸着治具１０を下降させ、その吸
着面１０ａの両端部をパッケージ１側の凸部９の上端面
９ａ、即ち光軸方向の基準面に突き当てる。このとき、
撮像面３ａとは反対側に位置する撮像チップ３の裏面
が、先述の如くパッケージ１側に塗布された接着剤４に
押し付けられる。これにより、撮像チップ３は接着剤４
の接着作用によって凹部２底面に接合固定されるため、
この時点でチップ吸着治具１０側の真空引きを停止して
撮像チップ３を吸着状態から解放する。その後、チップ
吸着治具１０は元の高さまで上昇してから、パッケージ
１の上方から退避する。

【００１８】このようにパッケージ１に撮像チップ３を
実装することで、図３（ｂ）に示すように、光軸方向の
基準面となる凸部９の上端面９ａと撮像チップ３の撮像
面３ａとが図中破線で示す如く同一面上に配置された状
態となる。

【００１９】その後、撮像チップ３上の電極部（不図
示）とこれに対応するリード２とをボンディングワイヤ
（不図示）で接続したのち、図３（ｃ）に示すように、
光学レンズ６を有するレンズ構体７をパッケージ１に実
装する。このとき、断面略門型のレンズ構体７の脚部７
ａ，７ａをパッケージ１側の凸部９の上端面９ａ、即ち
光軸方向の基準面に突き当てた状態で、例えば接着等の
手段によりレンズ構体７を固定する。以上で、パッケー
ジ１に対する撮像チップ３とレンズ構体７の実装が完了
することになる。

【００２０】このように本実施形態においては、パッケ
ージ１のチップ実装面側に位置する凹部２底面に一対の
凸部９，９を形成し、それぞれの上端面９ａ，９ａを光
軸方向の基準面として設定するとともに、それらの基準
面（９ａ，９ａ）を共通の突き当て基準としてパッケー
ジ１に撮像チップ３とレンズ構体７とを実装するように
したので、光軸方向においては、パッケージ厚やチップ
厚のバラツキ等によらず、撮像チップ３と光学レンズ６
の相対距離を常に一定として部品実装を行うことができ
る。

【００２１】なお、上記実施形態においては、パッケー
ジ１の凹部２底面に一対の凸部９，９を形成し、それぞ
れの上端面９ａ，９ａを光軸方向の基準面として設定し
たが、本発明はこれに限らず、例えばチップ実装領域を
除くパッケージ１の凹部２底面をそのまま光軸方向の基
準面とする一方、上記凸部９と同等の凸部（不図示）を
チップ吸着治具１０のチャック面１０ａの周縁部に形成
し、そのチャック吸着治具１０の凸部を凹部２底面の基
準面に突き当ててパッケージ１に撮像チップ２を実装す
るようにしてもよい。但し、上記実施形態のように撮像
チップ３の撮像面３ａをチップ吸着治具１０の吸着面１
０ａで吸着保持し、その吸着面１０ａと同一平面をなす
治具面をパッケージ１側の基準面９ａに突き当てて実装
する方が、チップ吸着治具１０の加工精度の出しやすさ
という点で好適である。

【００２２】また、パッケージ１にレンズ構体７を実装
する際にも、そのレンズ構体７をパッケージ１側の基準
面（９ａ）に直に突き当てて実装する以外に、レンズ構
体７を保持するレンズ保持具（不図示）をパッケージ１
側の基準面（９ａ）に突き当てて実装するようにしても
よい。但し、この場合でも、上記実施形態のようにレン
ズ構体７をパッケージ１側に基準面（９ａ）に直に突き
当てて実装する方が、レンズ保持具の加工精度等によら
ず、レンズ構体７の光学レンズ６を高精度に位置決めで
きるため好適である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る固体撮
像装置の組立方法によれば、パッケージのチップ実装面
側に光軸方向の基準面を設定し、この基準面を共通の突
き当て基準としてパッケージに撮像チップとレンズ構体
とを実装するようにしたので、光軸方向においては、パ
ッケージ厚やチップ厚のバラツキ、さらにはこれらを保
持する保持具の繰り返し動作位置のバラツキによらず、
撮像チップと光学レンズの相対距離を高精度に設定する
ことができる。これにより、部品実装後においては、撮
像チップの撮像面から光学レンズまでの距離が常に一定
となるため、いちいち光学レンズの位置を変化させて焦
点距離を調整しなくても、光学レンズの焦点位置に撮像
チップの撮像面を精度良く位置決めすることが可能とな
る。その結果、焦点距離の調整に要する作業工数や治具
・測定器類等を削減できることから、高精度な部品実装
を実現した固体撮像装置をきわめて安価に提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の組立方法の一実施
形態を説明する図（その１）である。

【図２】本発明に係る固体撮像装置の組立方法の一実施
形態を説明する図（その２）である。

【図３】本発明に係る固体撮像装置の組立方法の一実施
形態を説明する図（その３）である。

【図４】固体撮像装置の構成例を示す側断面図である。

【図５】従来方法を説明するための要部拡大図である。

【符号の説明】

１ パッケージ ３ 撮像チップ ６ 光学レンズ
７ レンズ構体 ９ 凸部 ９ａ 基準面 １０ チップ吸着治具
（チップ保持具）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージに実装された撮像チップと、
   この撮像チップの撮像面に光学像を結像させるための光
   学レンズを有し、その光学レンズが前記撮像チップの撮
   像面と対向するように前記パッケージに実装されたレン
   ズ構体とを備えた固体撮像装置の組立方法において、 前記パッケージのチップ実装面側に光軸方向の基準面を
   設定し、 前記撮像面を基準に前記撮像チップを保持するチップ保
   持具を前記基準面に突き当てて前記パッケージに前記撮
   像チップを実装するとともに、 前記レンズ構体又は該レンズ構体を保持するレンズ保持
   具を前記基準面に突き当てて前記パッケージに前記レン
   ズ構体を実装することを特徴とする固体撮像装置の組立
   方法。