KR100510625B1 - 고체 촬상 소자의 제조 방법 - Google Patents

고체 촬상 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR100510625B1
KR100510625B1 KR10-2002-0048081A KR20020048081A KR100510625B1 KR 100510625 B1 KR100510625 B1 KR 100510625B1 KR 20020048081 A KR20020048081 A KR 20020048081A KR 100510625 B1 KR100510625 B1 KR 100510625B1
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시노미야고지
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

가요성 배선판에 고체 촬상 소자와 하우징에 유지된 광학 렌즈를 구비한 고체 촬상 장치에 있어서, 소용량이며 고정밀도의 고체 촬상 장치를 획득한다.
하우징을 가요성 배선판에 고정하는 공정에서, 하우징과 가요성 배선판의 위치 조정부와 고정부를 분리하여 설치하고, 하우징 고정 후에 위치 조정부를 고체 촬상 장치로부터 분리하여 제조한다.

Description

고체 촬상 소자의 제조 방법{METHOD FOR MAKING A SOLID-STATE IMAGING DEVICE}
본 발명은 가요성 배선판에 고체 촬상 소자 및 하우징에 유지된 광학 렌즈를 구비한 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 고정밀도의 조립을 가능하게 하며, 또한 소형화를 실현하는 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 기술의 일례로서, 고체 촬상 소자와 광학 렌즈를 구비하고, 가요성 배선판(이하 FPC라 약칭함)에 상기 고체 촬상 소자와 IC 부품을 각각 플립 칩(flip chip) 접속하여 구성한 고체 촬상 장치의 외관도를 도 18에 도시한다. 도 18에 있어서, 참조부호(101)는 가요성 배선판(FPC), 참조부호(101a)는 FPC 리드부, 참조부호(103)는 FPC의 외부 접속 단자, 참조부호(104)는 고정 스탠드, 참조부호(104a)는 고정 스탠드 위치 조정부, 참조부호(5)는 고정 캡, 참조부호(8)는 스로틀(throttle)부, 참조부호(13)는 하우징이다. 여기서, 고정 스탠드 위치 조정부(104a)는 FPC(101)와 고정 스탠드(104)를 양호한 정밀도로 고정하기 위한 것이다.
또한, 도 18의 고체 촬상 장치의 단면도를 도 17에 도시한다. 도 17에 있어서, 참조부호(104)는 고정 스탠드로 광학 필터(7)를 유지하면서, FPC(101)에 접착 고정되어 있다. 또한, 참조부호(5)는 고정 캡으로 광학 렌즈(6)를 유지하면서, 고정 스탠드(104)와 핀트 조정을 위한 가동 상태로 설치되어 있다. 여기서 고정 스탠드(104)와 고정 캡(5)에 의해 광학 렌즈(6) 및 광학 필터(7)를 유지하는 하우징(13)을 구성하고 있다. 또한, 참조부호(9)는 고체 촬상 소자로 참조부호(11)의 플립 칩 전극 접속부를 통해 FPC(101)의 배선에 접속되고, 참조부호(10)는 IC 부품으로 참조부호(11)의 플립 칩 전극 접속부를 통해 FPC(101)의 배선에 접속되어 있다. 또한 참조부호(12)는 칩 부품으로 FPC(101)의 배선에 접속되어 있다. 참조부호(114)는 FPC(101)의 개구부이다. 또한 여기서, 참조부호(15)는 접착제로 고체 촬상 소자(9)와 IC 부품(10)을 접착하는 동시에, FPC(101)의 굽혀진 상태를 고정하고 있다.
또한, 도 11 내지 도 16을 사용하여 종래의 기술의 일례를 상세하게 설명한다.
도 11은 종래의 고체 촬상 장치를 구성하는 FPC(101)의 전개도를 도시하고 있다. 여기서, 참조부호(101a)는 FPC 리드부, 참조부호(101b)는 FPC 굽힘 위치, 참조부호(114)는 FPC의 개구부, 참조부호(121)는 FPC의 위치 조정 홀을 도시하고 있다. 여기서, FPC의 위치 조정 홀(121)은 FPC의 개구부(114)에 인접하여 설치된다.
도 12는 종래의 고체 촬상 장치를 구성하는 FPC(101)에 고체 촬상 소자(9), IC 부품(10), 칩 부품(12)을 실장한 전개도를 도시하고 있다. 여기서, FPC의 위치 조정 홀(121)이 고체 촬상 소자(9), 칩 부품(12)에 인접하여 설치된다.
도 13은 상기 도 12에 도시한 실장 완료한 FPC(101)의 앞뒷면을 역전시킨 이면 전개도를 도시하고 있다. 그 위에 도 14에 도시한 광학계 유닛인 고정 스탠드(104)를 탑재하여, 참조부호(121)의 FPC의 위치 조정 홀을 사용하여 설치한다. 도 14는 고정 스탠드(104)의 형상을 도시하는 도면이다. 여기서, 참조부호(104a)는 고정 스탠드 위치 조정부, 참조부호(104b)는 고정 스탠드 위치 조정 돌기부, 참조부호(5)는 고정 캡, 참조부호(8)는 스로틀부이다. 여기서, 상기 도 13의 참조부호(121)의 홀에 상기 도 14의 참조부호(104b)의 돌기부를 하방으로 삽입하고, 참조부호(104)의 고정 스탠드를 탑재하여 설치한다.
도 15는 실장 완료한 FPC(101)에 고정 스탠드(104)를 탑재하여 설치한 도면으로서, 도면에 도시하고 있지 않지만 접촉부에는 접착제를 사용하여 고정하고 있다.
도 16은 상기 도 15의 참조부호(101b)의 굽힘 위치에서 FPC를 절곡하여, 접착제로 고정한 형상을 도시한 종래의 고체 촬상 장치의 도면이다.
다음에 종래의 기술의 일예로서, 도 17과 도 18을 사용하여, 종래의 동작에 대하여 설명한다. 스로틀부(8)를 통과한 광은 광학 렌즈(6)를 통과하고, 계속해서 광학 필터(7)를 통해 고체 촬상 소자(9)의 촬상 영역에 조사되어 결상한다. 결상된 촬상 정보는 전기 신호로 변환되어 고체 촬상 소자(9)의 플립 칩 전극 접속부(11)를 통해 FPC(101)에 전기적으로 접속되며, FPC(101)의 배선을 거치고, IC 부품(10)의 플립 칩 전극 접속부(11)를 통해 IC 부품(10)으로 촬상 신호가 송출되고, 신호 처리된 전기 신호는 다시 플립 칩 전극 접속부(11)를 통해 FPC(101)에 전기적으로 접속되어, FPC 리드부(101a)를 통해 FPC의 외부 접속 단자(103)로부터 촬상 전기 신호를 선택적으로 송출하도록 구성되어 있다.
종래의 고체 촬상 장치는 이상과 같이 구성되어 있고, 도 12와 도 17에 도시한 바와 같이 고체 촬상 소자(9)에 인접하여 위치 조정 홀(121)이 존재하기 때문에, 고체 촬상 소자(9)의 플립 칩 접속부(11)로부터 FPC(101)상의 외부 접속 단자(103)에 접속되는 배선의 배치에 있어서, 상기 위치 조정 홀(121)을 회피하여 배선을 통과시켜야 하고, 상기 FPC(101)상의 배선 공간을 넓게 확보할 필요가 있었다. 따라서, FPC(101)가 큰 면적을 필요로 하게 되어, 고체 촬상 장치의 소형화를 도모하는 것에 문제가 있었다.
또한 마찬가지로 고체 촬상 소자(9)의 플립 칩 접속부(11) 근처에 칩 부품(12)을 배치하여 배선을 접속할 필요가 있고, 이 칩 부품(12)의 장착 위치가 상기 위치 조정 홀(121)에 인접하게 되어, 칩 부품(12)을 배치할 때 상기 위치 조정 홀(121)을 회피하여 배치하여서 배선해야 하므로 FPC(101)상의 칩 부품(12)의 배치 공간과 칩 부품(12)의 배선 공간을 넓게 확보할 필요가 있었다.
여기서, 고체 촬상 소자(9)의 근처에 칩 부품(12)을 배치하여 배선을 접속할 필요가 있는 이유는, 칩 부품(12)에 바이패스 콘덴서의 기능을 갖게 하기 때문에 가능한 한 고체 촬상 소자(9)의 플립 칩 접속부(11)에 최단으로 배선 접속하면 할수록 바이패스 특성이 양호하게 되어, 결과적으로 보다 훌륭한 촬상 화상을 획득할 수 있다는 것에 기인한다.
또한, 고체 촬상 장치의 소형화를 진행시켜 가면, 상기 위치 조정 홀(121)의 두 개의 홀의 거리가 짧아져, 광학계 유닛(104)의 설치 정밀도가 저하하는 문제가 있었다. 따라서, 고정 스탠드(104)의 설치 정밀도를 높이고자 하면, 상기 위치 조정 홀(121)의 두 개의 홀의 거리를 크게 설정하는 편이 좋지만, 상기 FPC(101)가 넓은 면적이 되어 고체 촬상 장치의 소형화에 반하여 문제였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 성립된 것으로, 고성능의 촬상 기능을 유지하면서 상기 FPC(101)의 면적을 작게 억제하여 고체 촬상 장치의 소형화(소용적화)를 도모하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법은, 위치 조정 홀을 갖는 배선판을 준비하는 공정과, 촬상 화소 영역을 갖는 고체 촬상 소자를 준비하는 공정과, 배선판상에 고체 촬상 소자를 접속하는 공정과, 광학 렌즈를 유지하고, 위치 설정 돌기부를 갖는 하우징을 준비하는 공정과, 배선판상에 접속된 고체 촬상 소자의 촬상 화소 영역상에 광학 렌즈가 위치하도록 하우징의 위치 조정 돌기부를 배선판의 위치 조정 홀에 삽입하고, 하우징을 상기 배선판상에 접착제로 고정하는 공정과, 하우징을 고정하는 공정후에, 하우징의 광학 렌즈를 유지하는 부분으로부터 위치 조정 돌기부가 형성된 부분을 절단하고, 또한 배선판의 고체 촬상 소자가 접속된 부분으로부터 위치 조정 홀이 형성된 부분을 절단하는 공정을 갖는 것이다.또한, 배선판은 폴리이미드를 사용한 배선판인 것이다.또한, 하우징은 스탠드와, 스탠드로부터 돌출하는 위치 조정부를 갖고, 위치 조정 돌기부는 위치 조정부의 하부로 돌출하여 있는 것이다.또한, 배선판은 가요성 배선판이고, 가요성 배선판을 절곡하는 공정을 갖는 것이다. 또한, 절단하는 공정에 있어서, 하우징의 절단면과, 배선판의 절단면이 일면으로 되어 있는 것이다.
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(실시 형태 1)
이하, 본 발명의 실시 형태 1을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 있어서의 고체 촬상 장치의 가요성 배선판(FPC)의 전개도를 도시한다. 여기서 참조부호(1)는 폴리이미드 등의 필름 재료를 사용한 FPC로, 여기서는 평면으로 전개한 상태를 도시하고 있고, 이 FPC(1)에는 프린트 배선(도면에는 생략됨)이 실시되고 있다. 또한, 참조부호(1a)는 FPC(1)의 일부에 설치한 FPC 리드부, 참조부호(1b)는 FPC(1)의 일부에 설치한 FPC 굽힘 위치, 참조부호(3)는 FPC(1)의 일단부에 설치한 외부 접속 단자, 참조부호(14)는 FPC(1)의 일부에 설치한 상기 고체 촬상 장치의 촬상용 광이 통과하기 위해 FPC(1)에 장방형 홀을 낸 개구부, 참조부호(21)는 FPC(1)의 일부에 설치한 상기 고체 촬상 장치의 하우징(광학계 유닛)을 설치할 때에 위치 조정에 사용하는 FPC(1)에 홀을 낸 위치 조정 홀이다.
다음에, 도 2는 도 1의 FPC(1)에 전자 부품을 실장하여 평면으로 전개한 도면을 도시하고 있고, FPC(1)에 실시된 프린트 배선(도면에는 생략됨)에 상기 전자 부품이 전기적으로 접속된 상태를 도시하고 있다. 여기서, 도 2의 FPC(1)에는 피사체를 촬상하는 고체 촬상 소자(9)가 도 1의 개구부(14)에 피복되도록 촬상 화소 영역을 하부로 하여 플립 칩이 실장된 상태를 도시하고 있다. 또한, FPC(1)에는 IC 부품(반도체 칩)(10)이 플립 칩 실장되고, 칩 부품(칩 콘덴서 등)(12)중 3개가 실장된 상태를 도시하고 있다.
다음에 도 3은 도 2의 실장 완료한 FPC(1)를 이면에서 본 상태를 도시하고 있다. 여기서는 일면 프린트 배선의 경우이기 때문에 도 3에 도시한 면측에 프린트 배선은 없다.
도 4는 본 발명에 의한 하우징(광학계 유닛)(13)의 외형도이다. 여기서, 참조부호(4)는 고정 스탠드이고, 중간에는 광학 필터[적외선 컷 필터(cut filter)]를 내장하고 있으며, 참조부호(4a)는 고정 스탠드 위치 조정부, 참조부호(4b)는 고정 스탠드 위치 조정 돌기부이고, 참조부호(4a)의 부분이 길게 되어 있다. 이 길다란 고정 스탠드 위치 조정부(4a)에서 고정 스탠드 위치 조정 돌기부(4b)에 인접한 부분이 「위치 조정하는 부분」으로 되고, 이 고정 스탠드 위치 조정부(4a)의 고정 스탠드(4)에 인접한 부분이 「고정되는 부분」으로 된다.
다음에 도 5는 도 3의 실장 완료한 FPC(1)의 이면에 도 4의 하우징(광학계 유닛)(13)을 탑재하고 FPC(1)의 위치 조정 홀(21)에 고정 스탠드 위치 조정 돌기부(4b)를 하방으로 삽입하여 접착제로 고정하여, FPC(1)에 하우징(광학계 유닛)(13)을 설치한 상태의 전개도를 도시하고 있다.
다음에 도 6은 도 5의 실장 완료한 FPC(1)에 하우징(광학계 유닛)(13)을 설치한 상태에서, FPC(1)와 고정 스탠드 위치 조정부(4a)의 부분을 FPC(1)의 외형 라인을 따라 절단하고, 고정 스탠드 위치 조정 돌기부(4b)와 위치 조정 홀(21)의 부분을 절단한 상태의 전개도를 도시하고 있다. 여기서, 참조부호(22)의 굵은 선 부분은 FPC(1)와 고정 스탠드(4)의 절단 부분을 강조하여 도시하고 있고, FPC/고정 스탠드 절단부(22)이다.
다음에 도 7은 도 6에 도시된 FPC(1)의 FPC 굽힘 위치(1b)에서 굽혀진 상태를 도시하고 있다. 이 때의 굽혀지기 전의 단면도가 도 8에, 굽혀진 후의 단면도가 도 9에 각각 도시되어 있다. 도 6 내지 도 9에 있어서, 참조부호(8)는 스로틀부, 참조부호(6)는 광학 렌즈, 참조부호(5)는 고정 캡이고, 이들은 참조부호(4)의 고정 스탠드에 탑재되고, 이 고정 스탠드(4)는 접착제로 FPC(1)에 고정된다. 또한, 고체 촬상 소자(9)는 플립 칩 접속부(11)를 통해 전기적으로 FPC(1)에 접속되고, 마찬가지로 IC 부품(10)도 플립 칩 접속부(11)를 통해 전기적으로 FPC(1)에 접속되며, 또한 상기 플립 칩 접속부(11)의 주변에는 언더필이 유입되고, FPC(1)와 고체 촬상 소자(9)의 간극, FPC(1)와 IC 부품(10)의 간극, 이들 간극에도 언더필이 유입되어 가열 처리로 경화시켜 고정되어 있다. 여기서, 칩 부품(12)은 FPC(1)에 전기적으로 땜납 접속되어 있고, 고체 촬상 소자(9)의 이면과 IC 부품(10)의 이면은 접착제(15)로 접착 고정되어 FPC(1)는 굽혀진 상태로 고정되며, 그 외관도를 도 10에 도시한다.
도 10은 본 발명에 의한 외관도로, 참조부호(4a)의 측면 부분과 참조부호(1)의 단면 부분이 일치하여, 하나의 면으로 되어 있는 곳을 주시할 필요가 있다. 여기서 참조부호(4a)는 고정 스탠드 위치 조정부, 참조부호(1)는 FPC로써, 도 6의 굵은 선(22)으로 절단하여 제조되었기 때문에 절단면은 일면으로 된다.
또한 도 9는 실시 형태 1에 의한 고체 촬상 장치의 단면도로, 참조부호(5)는 고정 캡으로 광학 렌즈(6)를 유지하면서, 고정 스탠드(4)와 초점 조정을 위해 가동 상태로 설치되어 있다. 여기서, 고정 스탠드(4)와 고정 캡(5)에 의해 광학 렌즈(6) 및 광학 필터(7)를 유지하는 하우징(13)을 구성하고 있다. 이 고정 스탠드(4)와 고정 캡(5)은 스로틀부(8)로부터 입사되는 광이 광학 필터(7)를 통과하여 고체 촬상 소자(9)상에 초점이 맺히도록 조정하기 위해서 가동 상태로 되어 있지만, 물론 고정 초점의 경우에는 가동 상태일 필요는 없다. 또한, 그 가동 방법도 단순히 결합에 의한 활주 기구일 수도 있고 나사 방식일 수도 있다. 일반적으로는 핀트 조정이 실시된 후, 상기 초점 조정의 가동 부분은 반고정 접착제로 고정되고, 초점 조정 고정의 고체 촬상 장치로 되는 경우가 많다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 위치 조정 홀을 갖는 배선판을 준비하는 공정과, 촬상 화소 영역을 갖는 고체 촬상 소자를 준비하는 공정과, 상기 배선판상에 상기 고체 촬상 소자를 접속하는 공정과, 광학 렌즈를 유지하고, 위치 설정 돌기부를 갖는 하우징을 준비하는 공정과, 상기 배선판상에 접속된 고체 촬상 소자의 촬상 화소 영역상에 상기 광학 렌즈가 위치하도록 상기 하우징의 위치 조정 돌기부를 상기 배선판의 위치 조정 홀에 삽입하고, 상기 하우징을 상기 배선판상에 접착제로 고정하는 공정과, 상기 하우징을 고정하는 공정후에, 상기 하우징의 광학 렌즈를 유지하는 부분으로부터 상기 위치 조정 돌기부가 형성된 부분을 절단하고, 또한 상기 배선판의 고체 촬상 소자가 접속된 부분으로부터 상기 위치 조정 홀이 형성된 부분을 절단하는 공정을 가짐으로써, FPC의 배선 영역을 효과적으로 사용할 수 있어, 고성능의 촬상 기능을 유지하면서 고체 촬상 장치의 소형화(소용적화)를 도모할 수 있다.
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도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 FPC의 전개도,
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 실장 완료한 FPC의 전개도,
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 실장 완료한 FPC의 이면 전개도,
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 하우징(광학계 유닛)의 외형도,
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 FPC에 하우징(광학계 유닛)을 부착한 전개도,
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 절단 부분을 도시하는 FPC의 전개도,
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 고체 촬상 장치의 외관도,
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 고체 촬상 장치의 전개 단면도,
도 9는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 고체 촬상 장치의 단면도,
도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 고체 촬상 장치의 외관도,
도 11은 종래의 FPC의 전개도,
도 12는 종래의 실장 완료한 FPC의 전개도,
도 13은 종래의 실장 완료한 FPC의 이면 전개도,
도 14는 종래의 하우징(광학계 유닛)의 외형도,
도 15는 종래의 FPC에 종래의 하우징(광학계 유닛)을 설치한 전개도,
도 16은 종래의 고체 촬상 장치의 도면,
도 17은 종래의 고체 촬상 장치의 단면도,
도 18은 종래의 고체 촬상 장치의 외관도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 가요성 배선판(FPC) 1a : FPC 리드부
1b : FPC 굽힘 위치 3 : 외부 접속 단자
4 : 고정 스탠드 4a : 고정 스탠드 위치 조정부
4b : 고정 스탠드 위치 조정 돌기부
5 : 고정 캡 6 : 광학 렌즈
7 : 광학 필터 8 : 스로틀부
9 : 고체 촬상 소자 10 : IC 부품
11 : 플립 칩(flip chip) 접속부
12 : 칩 부품 13 : 하우징(광학계 유닛)
14 : 개구부 15 : 접착제
21 : 위치 조정 홀 22 : FPC/고정 스탠드 절단부
101 : 종래의 FPC 101a : 종래의 FPC 리드부
101b : 종래의 FPC 굽힘 위치
103 : 종래의 FPC의 외부 접속 단자
104 : 종래의 고정 스탠드
104a : 종래의 고정 스탠드 위치 조정부
104b : 종래의 고정 스탠드 위치 조정 돌기부
114 : 종래 FPC의 개구부 121 : 종래 FPC의 위치 조정 홀

Claims (10)

  1. 삭제
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  6. 위치 조정 홀을 갖는 배선판을 준비하는 공정과,
    촬상 화소 영역을 갖는 고체 촬상 소자를 준비하는 공정과,
    상기 배선판상에 상기 고체 촬상 소자를 접속하는 공정과,
    광학 렌즈를 유지하고, 위치 설정 돌기부를 갖는 하우징을 준비하는 공정과,
    상기 배선판상에 접속된 고체 촬상 소자의 촬상 화소 영역상에 상기 광학 렌즈가 위치하도록 상기 하우징의 위치 조정 돌기부를 상기 배선판의 위치 조정 홀에 삽입하고, 상기 하우징을 상기 배선판상에 접착제로 고정하는 공정과,
    상기 하우징을 고정하는 공정후에, 상기 하우징의 광학 렌즈를 유지하는 부분으로부터 상기 위치 조정 돌기부가 형성된 부분을 절단하고, 또한 상기 배선판의 고체 촬상 소자가 접속된 부분으로부터 상기 위치 조정 홀이 형성된 부분을 절단하는 공정을 갖는
    고체 촬상 소자의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배선판은 폴리이미드를 사용한 배선판인 것을 특징으로 하는
    고체 촬상 소자의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징은 스탠드와, 상기 스탠드로부터 돌출하는 위치 조정부를 갖고, 상기 위치 조정 돌기부는 상기 위치 조정부의 하부로 돌출하여 있는 것을 특징으로 하는
    고체 촬상 소자의 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 배선판은 가요성 배선판이고, 상기 가요성 배선판을 절곡하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    고체 촬상 소자의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 절단하는 공정에 있어서, 상기 하우징의 절단면과, 상기 배선판의 절단면이 일면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는
    고체 촬상 소자의 제조 방법.
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