JPS6158801B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体撮像素子上に色分離フイルター
を貼合せ一体化したカラー固体撮像素子板の製造
法に関し、更に詳しくは量産性に富んだ固体撮像
素子と色分離フイルターを一体化するカラー固体
撮像素子板の製造法に関する。

固体撮像素子にはフレーム転送方式CCD、イ
ンターライン転送方式CCD、MOS、BBD、
CID、PCD等各種あり開発が進められている。カ
ラー固体撮像装置をつくるにはカラー信号を得る
ため色分離が必要である。色分離を行なうために
は固体撮像素子を３ケ用いプリズム方式あるいは
ミラー方式により色分離する三板方式と、色分離
フイルターを用いて色分離する単板方式及びプリ
ズム方式あるいはミラー方式で輝度信号とクロマ
信号を分ける二板方式があるが、色分離フイルタ
ーは単板方式と二板方式に必要とされる。固体撮
像素子の各画素に対応してモザイク状あるいはス
トライプ状のフイルター素子をもつ色分離フイル
ターを配置させる方法としては前もつてガラス等
の透明支持体上に固体撮像素子の各画素に対応す
るようにフイルター素子を形成した色分離フイル
ターをリレーレンズを介して固体撮像素子上に結
像する方法（リレーレンズ法）、色分離フイルタ
ーを接着剤により固体撮像素子表面に貼合せる方
法（貼合せ法）及び固体撮像要子上に色分離フイ
ルターを直接加工し配置する方法（直接法）があ
る。本発明には上記貼合せ法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の固体撮像素子上に色分離フイルターを貼
合せて一体化するカラー固体撮像素子板の製造方
法としてインターライン転送方式CCDについて
一例を挙げて説明すると、まず、第１図ａに示す
如くチツプ化した固体撮像素子１と、第１図ｂに
示す如く固体撮像素子の各画素３（この方式では
感光性部分とレジスター部などの非感光性部分か
らなる）に対応するように（固体撮像素子の２画
素に１フイルター素子あるいは２画素に３フイル
ター素子が対応するようにしても良い）モザイク
状あるいはストライプ状にフイルター素子を形成
した色分離フイルターチツプ２を第１図ｃに示す
如く、接着剤７により画素とフイルター素子を正
確に位置合せを行ない固体撮像素子と色分離フイ
ルターチツプを貼合せて一体化しカラー固体撮像
素子板を作製する。第１図において各画素等を模
式的に書いたが、一般的には画素数は６万〜40万
個ある。

第１図ａに示した如く固体撮像素子１は上記画
素３の集合した受光部４とリードを取り出すため
のボンデイングパツト部５があるが、第１図ｂに
示す色分離フイルター２を貼合せる場合ボンデイ
ングパツト部５が色分離フイルター部におおわれ
てはならない。色分離フイルターの透明支持体８
のサイズはボンデイングパツト部５にはみださな
いように精度良く前もつて切断しておく必要があ
る。このように貼合せした後においてボンデイン
グパツト部５を露出させておく必要があるため色
分離フイルターを固体撮像素子１ケ分に切断した
後貼合せる必要がある。

尚、フレーム転送方式CCDでは固体撮像素子
は受光部、蓄積部、シフトレジスター部に分かれ
ているため、色分離用フイルターは受光部のみに
対応するように色分離フイルターを貼合せれば良
いことは言うまでもない。この場合においても色
分離用フイルターの貼り合せ後ボンデイングパツ
ト部を露出させておく必要がある。

一般に、固体撮像素子はSiの３インチウエハー
あるいは４インチウエハーを用いて通常のウエハ
ープロセスにより多数個固体撮像素子を配列して
製造する。また、色分離フイルターも３インチあ
るいは４インチサイズのガラス等の透明支持体上
に多数個配列して製造することができる。

従来、色分離フイルターと固体撮像素子を一体
化する方法としては加熱硬化タイプの接着剤、例
えばセメダイン（商品名）1565：硬化剤Ｄ＝10：
１（セメダイン(株)製）を用いて固体撮像素子上に
色分離フイルターを圧着状態で正確に位置合せ
し、この状態を治具で固定し加熱処理し接着剤層
を硬化させ一体化する方法がとられている。この
ような方法は加熱硬化タイプの接着剤により色分
離フイルターと固体撮像素子を貼り合せるため長
時間必要となり量産性を考えると大きな問題とな
る。さらに紫外線硬化タイプの接着剤により貼り
合せる方法も提案されているが、この方法は正確
に位置合せした状態で紫外線照射により短時間に
接着層を硬化させ一体化させることができる。た
だしこの方法には問題があり紫外線に色分離フイ
ルター側から照射する必要があるため、例えば
赤、緑、青の分光透過率特性をもつ色分離フイル
ターを用いる場合について説明すると赤フイルタ
ー部は紫外線を透過するが、緑及び青フイルター
部は紫外線を透過しないため接着剤層は青フイル
ター部あるいは外周部等の透明部のみ硬化する。
緑及び青フイルター部の下の接着層は未硬化の状
態のため固体撮像素子及び色分離フイルターに悪
影響を与える。特に色分離フイルターとして有機
染色フイルターを用いる場合は染料の退色等生じ
分光過率特性が変化してしまう。さらに青フイル
ター素子下の接着層は硬化により幾分であるが体
積収縮を生じると共に屈折率も増加するため、全
領域で考えると光学的に不均一となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明が解決しようとする問題点は色分
離フイルターと固体撮像素子の一体化を能率良く
行なうことができ、且つ有機染色フイルターを用
いても退色、変色を生ぜしめることのないカラー
固体撮像素子板の製造法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は上記の問題点を解決すべく研究の結
果、外周部を固定枠に固定した粘着テープ上に所
定の形状に切断した色分離フイルターチツプを色
分離フイルターの膜面が下になるように配列し、
次いで粘着テープの下側から色分離フイルターチ
ツプ中央部を突き上げ、色分離フイルターチツプ
の外周の一部を吸着し、且つ中央部は光を透過す
るように構成された吸着治具により色分離フイル
ターチツプを取り出し、次に固体撮像素子表面の
感光部領域に紫外線照射及び加熱により硬化する
接着剤を滴下し、吸着治具に吸着させた状態で色
分離フイルターチツプを色分離フイルターの膜面
を下にして固体撮像素子表面の所定位置に正確に
位置合せを行ない、次いで位置合せした状態で紫
外線を照射し接着剤層の一部領域を硬化させ、次
に吸着治具をとり除いてから加熱処理して前記一
部領域以外の接着剤層を硬化させることにより、
量産性良く、低コストで固体撮像素子板を製造す
ることができるのみならず有機染色フイルターを
用いても退色、変色の発生のない画像品質の良い
カラー固体撮像素子板を作製することができるこ
とを見い出し、かかる知見にもとづいて本発明の
製造法を完成したものである。

本発明のカラー固体撮像素子板の製造法は、外
周部を固定枠に固定した粘着テープ上に所定の形
状に切断した色分離フイルターチツプを色分離フ
イルターの膜面が下になるように配列する工程、
粘着テープの下側から色分離フイルターチツプ中
央部を突き上げ、色分離フイルターチツプの外周
の一部を吸着し、且つ中央部は光を透過するよう
に構成された吸着治具により色分離フイルターチ
ツプを取り出す工程、固体撮像素子表面の感光部
領域に紫外線照射及び加熱により硬化する接着剤
を滴下し、吸着治具に吸着させた状態で色分離フ
イルターチツプを色分離フイルターの膜面を下に
して固体撮像素子表面の所定位置に正確に位置合
せを行なう工程、前記位置合せをした状態で紫外
線を照射し接着剤層の一部領域を硬化させる工
程、及び吸着治具をとり除いてから加熱処理して
前記一部部領域以外の接着剤層を硬化させる工程
とからなる。

而して、本発明において、色分離フイルターの
作製はダイクロイツクフイルター、有機染色フイ
ルター等の公知の製造技術により作製することが
できる。

上記のような製造技術により、基板上に多数個
の色分離フイルターを配置したものを作製し、次
いでこのように作製した多数個の色分離フイルタ
ーを配置した基板と粘着テープを貼り合せる。こ
こで粘着テープとして日東電材(株)製、SPV−224
テープ（商品名）、米国、セミコンタクター・イ
クイツクメント・コーポレーシヨン（SEC社）
製、13673 Natural Cast Vinyl Film（商品名）
等を用いることができる。次いでダイシングソー
により切断するか、或はハーフカツト、或はスク
ライブ後にブレーキングして多数個の色分離フイ
ルターチツプに分割してから、次いでエクスパン
ダー装置により粘着テープを伸ばし、各色分離フ
イルターチツプ間の間隔を拡大すると共に粘着テ
ープを伸ばした状態で粘着テープの外周部に固定
枠を取り付けることにより、外周部を固定枠に固
定した粘着テープ上に所定の形状に切断した色分
離フイルターチツプを色分離フイルターの膜面が
下になるように配列したものを得ることができ
る。

次に本発明において、吸着治具として、真空ピ
ンセツトと称される、色分離フイルターの外周の
一部を吸着する機能を有し、且つ、中央部は光を
透過するように構成された治具を用いることがで
きる。

次に本発明において、接着剤としてアクリル
系、ウレタン系、エポキシ系、スチレン系、ポリ
エン系等の樹脂を主成分とし、紫外線硬化促進
剤、熱硬化促進剤を適宜含むもの、例えばポリエ
ン−チオールSTB−ベンゾピノコール系接着剤
を用いることができる。具体的には旭電化工業(株)
製の飽和ポリウレタン、ポリエステル系架橋剤に
よるRTC接着剤、WRグレース社製のUV／
HEAT接着剤などを用いることができる。

次に紫外線硬化は250Wの超高圧水銀灯を用い
て照度20mW/cmで５〜30秒照射することにより
行なうことができる。

次に加熱硬化については例えば120℃で加熱す
るばあい、30〜60分加熱することが必要である。

〔作用〕

本発明の製造法において固体撮像素子表面の感
光部領域に紫外線照射及び加熱により硬化する接
着剤を滴下し、吸着治具に吸着させた状態で色分
離フイルターチツプを色分離フイルターの膜面を
下にして固体撮像素子表面の所定位置に正確に位
置合せを行ない、次いで、前記位置合せをした状
態で、紫外線を色分離フイルターのガラス面側か
ら照射すると吸着治具により紫外線がしや断され
ないで紫外線の照射を受ける領域であつて且つ該
領域内の色分離フイルターの青フイルター素子下
の接着層部分のみが硬化され、それにより色分離
フイルターチツプが固体撮像素子に対して仮止め
される。そのようにして、固体撮像素子の各画素
に対応するように、或は固体撮像素子の２画素に
１フイルター素子あるいは２画素に３フイルター
素子が対応するように色分離フイルターチツプを
固体撮像素子面に仮止めしたのち、加熱処理して
全面的に硬化させることにより能率的に固体撮像
素子と色分離フイルターの一体化を能率的に行な
うことができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例につき、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

先ず、第２図に示す如く、３インチあるいは４
インチの透明ガラス基板上に色分離フイルターを
多数個配列したものを有機染色フイルター、或は
ダイクロイツクフイルターの公知の製造技術によ
り作製する。次いで、このように作製した多数個
の色分離フイルターを配置した基板と粘着テー
プ、日東電材(株)製、SPV−224テープ（商品名）
を貼り合せた後ダイシングソーにより切断して多
数個の色分離フイルターチツプに分割してから、
次いでエクスパンダー装置により粘着テープを伸
ばし、各色分離フイルターチツプ間の間隔を拡大
すると共に粘着テープを伸ばした状態で粘着テー
プの外周部に固定枠を取り付け、第３図に示す如
く、外周部を金属等の固定枠９に固定した粘着テ
ープ１０上に多数個の色分離フイルターチツプが
色分離フイルターの膜面が下になるようにして配
置されたものを得る。

次に第４図に示す様な通常のウエハ−プロセス
により作製したリードフレーム上にダイボンデイ
ング、ワイアーボンデイング、モールデイング等
を行ない、パツケージングした固体撮像素子１の
受光部上に色分離フイルターチツプを次のように
して貼り合せる。即ち、第５図の如く粘着テープ
１０の下側から色分離フイルターチツプの中央部
を所定形状の棒１１で突き上げ、色分離フイルタ
ーチツプの粘着テープへの接着面積を小さくして
取り出しやすくした後、色分離フイルターチツプ
の外周の一部を吸着する機能を有し、且つ中央部
が光透過性を有する所定形状の吸着治具１２によ
り色分離フイルターチツプを取り出す。次に第６
図に示すように固体撮像素子１の受光部上に紫外
線照射及び加熱により硬化する接着剤、旭電化工
業(株)製RTC−23接着剤を受光部の面積に応じた
量を滴下後吸着治具１２を吸着した色分離フイル
ターチツプ２を固体撮像素子の各画素と色分離フ
イルターの着色素子の位置が正確に合わせられる
ように位置合せを行なう。このように位置合せし
た状態で250Wの超高圧水銀灯を用いて色分離フ
イルターのガラス面側から照度20mW/cmの紫外
線を10秒照射して固体撮像素子上に色分離フイル
ターチツプを仮止めする。この状態では色分離フ
イルターの着色素子が第７図に示す如く赤
（Ｒ）、緑(G)、青(B)の分光透過率特性をもつ３色の
構成によるフイルターの場合は紫外線の照射を受
けた色分離フイルター領域の青フイルター素子(B)
下の接着層７ａのみが紫外線により硬化する。さ
らに色分離フイルターの外周部透明部がある場合
は吸着治具１２により紫外線がしや断されなかつ
た色分離フイルターの外周部領域の接着層が硬化
する。この状態で色分離フイルターチツプは固体
撮像素子に正確に位置合せられ、仮止めされる。

次いで吸着治具１２をとり除いてから90℃30分
加熱した後更に150℃60分加熱し、未硬化部７６
の接着層を硬化させて体積収縮の影響を受けるこ
となく光学的に均一に接着することができる。こ
こで90℃ 30minの加熱を加えないで150℃の加
熱を行なうと接着剤の体積収縮の影響が発生す
る。

次に第８図に示す如くウインドウ１３を用いて
気密封止し本発明のカラー固体撮像素子板を作製
することができる。

〔発明の効果〕

以上、詳記した通り、本発明のカラー固体撮像
素子板の製造法によれば固体撮像素子と色分離フ
イルターの一体化の工程が能率化できるだけでな
く、有機染色フイルターを用いても退色、変色の
発生がなく画像品質の良いカラー固体撮像素子板
を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは、従来のカラー固体撮像素
子板の製造法の各工程の構成を示すものであり、
第１図ａは、固体撮像素子の平面図、第１図ｂは
色分離フイルターの平面図、第１図ｃは、カラー
固体撮像素子板の構成を示す断面図であり、第２
図乃至第８図は、本発明のカラー固体撮像素子板
の製造法の各工程の構成を示すものであり、第２
図は色分離フイルターを示す平面図、第３図は粘
着テープ上に色分離フイルターを配置した構成を
示す断面図、第４図はパツケージングした固体撮
像素子の構成を示す断面図、第５図は、粘着テー
プから色分離フイルターチツプを取り出す構成を
示す断面図、第６図と第７図は、固体撮像素子上
に色分離フイルターチツプを貼り合わせた構成を
示す断面図、第８図は、本発明のカラー固体撮像
素子板の構成を示す断面図である。 １……固体撮像素子、２……色分離フイルター
チツプ、１０……粘着テープ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外周部を固定枠に固定した粘着テープ上に所
   定の形状に切断した色分離フイルターチツプを色
   分離フイルターの膜面が下になるように配列する
   工程、粘着テープの下側から色分離フイルターチ
   ツプ中央部を突き上げ、色分離フイルターチツプ
   の外周の一部を吸着し、且つ中央部は光を透過す
   るように構成された吸着冶具により色分離フイル
   ターチツプを取り出す工程、固体撮像素子表面の
   感光部領域に紫外線照射及び加熱により硬化する
   接着剤を滴下し、前記吸着治具に吸着させた状態
   で色分離フイルターチツプを色分離フイルターの
   膜面を下にして固体撮像素子表面の所定位置に正
   確に位置合せを行なう工程、前記位置合せをした
   状態で紫外線を照射し、接着剤層の一部領域を硬
   化させる工程、及び前記吸着治具をとり除いてか
   ら加熱処理して前記一部領域以外の接着剤層を硬
   化させる工程からなることを特徴としたカラー固
   体撮像素子板の製造法。