WO2013027464A1 - 撮像素子モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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resin
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chip
back surface
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濱田　秀
均 嶋村
善幸 ▲高▼瀬
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富士フイルム株式会社
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    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Definitions

  • the present invention relates to an image sensor module mounted on an electronic device such as a camera-equipped mobile phone and a method for manufacturing the same.
  • a photographing lens unit is provided in front of the light receiving surface of the image sensor module.
  • This imaging element module with a lens is attached to the inner surface on the back side of the casing of the electronic device, and is attached so that the tip of the photographing lens portion is flush with the surface of the casing. That is, conventionally, the entire thickness of the casing from the front side to the back side of the casing of the electronic device could be used for the camera.
  • an opening 51 is opened at a predetermined position of the flexible substrate 50, and an imaging element chip 52 is attached to the back surface side of the flexible substrate 50 with its light receiving surface facing the opening 51.
  • a cover glass 54 is attached to the front portion of the opening 51 of the flexible substrate 50 with an adhesive 55.
  • a photographing lens unit (not shown) is provided on the incident light side of the cover glass 54.
  • the distance t between the surface of the cover glass 54 and the surface of the image sensor chip 52 is short, the shadow of dust or the like attached to the surface of the cover glass 54 is removed from the image sensor chip 52. There is a problem of being reflected in the captured image. In order to avoid this problem, the distance t needs to be about 300 ⁇ m, for example.
  • the image pickup device chip 52 is attached to the flexible substrate 50 with high flexibility in a state where the fragile semiconductor substrate is exposed, and is easily damaged. For this reason, for example, when assembling the imaging device module in a narrow housing of an electronic device, it is necessary to provide a gap between the back surface of the imaging device chip 52 and the inner surface of the housing so that the imaging device chip 52 does not hit the housing and be damaged. There is a problem that the thickness of the casing of the electronic device must be increased by this gap.
  • FIG. 6 of Patent Document 1 discloses a conventional technique in which the back surface side of the imaging element chip is covered with a resin. In this way, by covering the back surface of the fragile image sensor chip with resin, even if an impact is applied to the image sensor chip, the risk of damage to the chip is reduced. However, by covering with resin, the thickness of the imaging element module becomes thicker by the amount of resin, making it difficult to accommodate in a narrow housing. For this reason, it is necessary to consider how thick the resin should be covered, but this Patent Document 1 does not consider that.
  • the object of the present invention is that even when the space is narrow and thin, the image pickup device chip can be assembled in the space without being damaged, the light receiving surface of the image pickup device chip can be kept clean, and shadows such as dust
  • An object of the present invention is to provide an imaging element module that is difficult to appear in a captured image and a method for manufacturing the same.
  • the image pickup device chip since the entire back surface of the image pickup device chip is covered with the resin film, even if the thickness of the image pickup device chip itself is reduced, the risk of breakage of the fragile material chip is reduced, and the image pickup device chip is brought into close contact with the electronic apparatus.
  • the module can be installed.
  • the second resin is prevented from flowing into the light-receiving surface side of the image sensor by the first resin (or a protective member instead). There is no risk of fouling with 2 resins.
  • FIG. 1 is an external view of a foldable mobile phone that is an example of an electronic device in which an imaging element module (camera module) according to an embodiment of the present invention is mounted. It is a longitudinal cross-sectional view of the camera module main body which concerns on one Embodiment of this invention mounted in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional image pick-up element module main body.
  • imaging element module camera module
  • FIGS. 1A and 1B are external views of a foldable mobile phone which is an example of a small electronic device equipped with an image sensor module according to an embodiment of the present invention.
  • this foldable mobile phone an upper case 3 to which a liquid crystal display unit 2 is attached and a lower case 5 to which a push button 4 or the like is attached are connected by a hinge unit 6 so as to be foldable.
  • the liquid crystal display unit 2 of the upper casing 3 is a large display device that covers most of the surface side of the upper casing 3, and a camera (imaging device) module is also assembled in the upper casing 3.
  • FIG. 1 (b) shows the back side of the mobile phone 1, and the photographing lens 8 of the camera is looking into the opening on the back side of the upper housing 3. That is, since the camera module is stored in the upper housing 3 so as to overlap the liquid crystal display unit 2, it is necessary to make the camera module thinner.
  • the camera module is composed of a camera module body and a photographing lens unit attached to the incident light side. Although the photographic lens portion has been made thinner, it is also necessary to make the camera module body thinner. Hereinafter, the camera module body will be described.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the camera module body 10.
  • a rectangular opening 12 for transmitting incident light is provided at a predetermined position of the hard wiring board 11 used in the camera module body 10 of the present embodiment.
  • a bare chip (imaging element chip) 13 of a solid-state imaging element is attached to the back side of the hard wiring substrate 11 by flitch chip bonding so that the light receiving surface of the imaging element can be viewed from the rectangular opening 12.
  • the gold bumps 14 are placed on the respective terminals around the imaging element chip 13 and are aligned with the back side wiring terminals around the rectangular opening 12 of the hard wiring board 11, respectively. Melt by sonic bonding. Thereby, the image sensor chip 13 and the wiring terminal of the hard wiring substrate 11 are mechanically and electrically connected. According to this method, connection at a low load and low temperature is possible, and the possibility of mechanical damage to the solid-state imaging device can be reduced.
  • the side surface between the solid-state imaging device 13 and the hard wiring board 11 is closed with a resin (hereinafter, this resin is referred to as a side fill resin).
  • this resin is referred to as a side fill resin.
  • the gap 18 on the lower side (the hard wiring board 11 side) around the imaging element chip 13 may be closed with a resin (hereinafter, this resin is referred to as an underfill resin). That is, the gap 18 may be closed by pouring the underfill resin into the gap 18 between the gold bumps 14 and curing it.
  • a resin hereinafter, this resin is referred to as an underfill resin.
  • the underfill resin it is necessary to use a resin material having a low surface tension and high fluidity because of flowing into the narrow gap 18 between the gold bumps 14, so that the underfill resin does not protrude from the light receiving surface of the image sensor. It is necessary to control the amount of resin.
  • a protective member is provided in advance so that the underfill resin does not flow out to the imaging element light receiving surface side. For example, a film having a high water repellency with respect to the underfill resin is applied to the peripheral frame of the light receiving surface, or a wall is provided.
  • a transparent glass substrate 15 is attached to the surface side of the hard wiring substrate 11 so as to cover the entire opening surface of the rectangular opening 12.
  • the glass substrate 15 uses an optical filter glass (such as an infrared cut filter or an optical low-pass filter), and is affixed with an ultraviolet curable resin or the like.
  • An internal space 16 formed between the light receiving surface of the image pickup device chip 13 and the optical filter glass 15 is sealed with the side fill resin, underfill resin, and the optical filter glass 15 so that dust or the like is contained inside. It ’s not going to get in.
  • the thickness of the hard wiring board 11 is preferably in the range of 0.15 mm to 1.0 mm. This thickness, the thickness of the optical filter glass 15, and the thickness of the molten gold bump 14 determine the distance t between the surface of the optical filter glass 15 and the light receiving surface of the solid-state imaging device chip 13. As the distance t increases, it is possible to reduce the possibility that shadows such as dust adhering to the surface of the optical filter glass 15 are reflected in the captured image.
  • the “hard” wiring board 11 is used. This is because a certain degree of “thickness” is ensured because it is hard. Further, since the imaging element chip 13 made of a semiconductor substrate made of a brittle material is attached, it is preferable that the wiring substrate 11 is “hard”, that is, has a certain degree of strength so as not to bend. Of course, it is also possible to use a thick flexible substrate as the wiring substrate 11 on the premise of handling to ensure flatness.
  • another electrical component for example, a driver circuit of a lens actuator
  • a surface mounting method to the back side of the hard wiring substrate 11, that is, the back side to which the imaging element chip 13 is attached.
  • the thickness (height) of the other electrical component 20 thinner than the thickness of the imaging element chip 13.
  • the thickness of the image sensor module 10 is not restricted by the thickness of the electrical component 20 and can be made to depend only on the thickness of the image sensor chip 13.
  • the surface mounting method of the electrical component 20 may be a general-purpose surface mounting method.
  • the electrical component 20 is sealed with the overcoat resin 30 in the same manner as the imaging element chip 13.
  • the thickness (height) may be thicker than that of the image sensor chip 13.
  • this electrical component may be surface-mounted on the surface side of the hard wiring board 11 (incident light side: the side on which the photographic lens unit is mounted). Thereby, it is not necessary to increase the thickness of the image sensor module 10 for an electrical component.
  • the flexible wiring board 22 is mechanically and electrically connected to the end of the hard wiring board 11.
  • the thickness of the flexible wiring board 22 is, for example, about 100 to 150 ⁇ m.
  • Use of the flexible wiring board 22 increases the degree of freedom of wiring connection between the image sensor module 10 and the mobile phone.
  • the hard wiring substrate 11 and the flexible wiring substrate 22 are mechanically and electrically connected using, for example, an anisotropic conductive adhesive material (ACF, ACP) 23.
  • ACF, ACP anisotropic conductive adhesive material
  • the anisotropic conductive adhesive 23 is suitable for connection of narrow pitch wiring.
  • the hard wiring board 11 and the flexible wiring board 22 may be connected using a solder pressure bonding method.
  • the solder crimping method can be connected at low cost.
  • the flexible wiring board 22 may be a flexible board based on polyimide or a flexible flat cable (FFC). If a flexible flat cable is used, the cost is reduced.
  • the flexible wiring board 22 is connected to the surface side of the hard wiring board 11 (the side to which the photographing lens unit of the photographing optical system is attached). By doing so, it is possible to connect the flexible wiring board 22 after the back side of the hard wiring board 11 is covered with the overcoat resin 30 and the imaging optical system is attached to the imaging element module 10. Become. In addition, since the flexible wiring board 22 can be attached later than the imaging optical system, the wiring form of the flexible wiring board 22 can be customized for each camera module delivery destination.
  • the image pickup device module and the manufacturing method thereof according to the embodiment are characterized in that an electrical component thicker than the thickness of the image pickup device chip is mounted on the surface side of the first wiring board by a surface mounting method.
  • the parallelism between the back surface of the second resin covering the entire back surface of the imaging device chip and the back surface of the first wiring board is 50 ⁇ m or less.

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Abstract

　第１配線基板１１の開口部１２の前面を透明基板１５で覆い、第１配線基板１１の開口部１２に受光面を臨ませて第１配線基板１１の裏面側に撮像素子チップ１３をフリップチップボンドする。撮像素子チップ１３の受光面の周囲と第１配線基板１１の開口部１２周辺部との間の接続端子１４間に形成された隙間１８を第１樹脂で埋め、撮像素子チップ１３の裏面全面且つ第１配線基板１１の裏面側を第２樹脂３０（３０ａ）で覆う。この裏面側の表面が透明基板１５の表面に対して略平行に導電部分の露出を第２樹脂３０で覆う。第１配線基板１１に第２配線基板２２を電気的，機械的に接続する。

Description

撮像素子モジュール及びその製造方法
　本発明は、カメラ付携帯電話機等の電子機器に搭載される撮像素子モジュール及びその製造方法に関する。
　特許文献１，２に記載されている様に、撮像素子モジュールを電子機器に搭載する場合、撮像素子モジュールの受光面前部に撮影レンズ部が設けられる。このレンズ付きの撮像素子モジュールは、電子機器の筐体裏面側の内面に取り付けられ、撮影レンズ部の先端が筐体表面と面一となるように取り付けられる。つまり、従来は、電子機器の筐体の表面側から裏面側までの筐体厚さ分を全てカメラ用として利用することができた。
　しかし、例えばカメラ付携帯電話機の様に、近年では多機能化，薄型化が進み、これら電子機器に撮像素子モジュールを搭載するスペースが小さく薄くなる傾向にある。カメラ付携帯電話機でいえば、液晶表示画面の大型化が進んだ結果、カメラと液晶表示部とを筐体内で重ねて取り付ける必要が生じ、カメラ用として利用できるのは、筐体厚さ分から液晶表示部の厚さを引いた薄いスペースとなっている。撮影レンズの薄型化も進んだが、撮像素子モジュール自体の厚さを薄くする必要がある。
　しかし、撮像素子モジュールは、単に薄くすると、ゴミなどが撮影画像に写り込んでしまう不具合が生じる。図３を用いてこの不具合を説明する。この図３は、特許文献３の図４と同じである。
　図３において、フレキシブル基板５０の所定位置には開口５１が開けられており、フレキシブル基板５０の裏面側に、撮像素子チップ５２がその受光面を開口５１に向けて取り付けられている。フレキシブル基板５０の開口５１の前部には、カバーガラス５４が接着材５５により貼り付けられている。このカバーガラス５４の入射光側に図示省略の撮影レンズ部が設けられる。
　この様な構造の撮像素子モジュールでは、カバーガラス５４の表面と撮像素子チップ５２の表面との間の距離ｔが短いと、カバーガラス５４の表面に付着した塵埃等の影が撮像素子チップ５２からの撮影画像中に映り込んでしまうという不具合がある。この不具合を避けるために、距離ｔとして例えば３００μｍ程度は必要である。
　図３に示す例では、撮像素子チップ５２は、脆い半導体基板が剥き出しの状態で可撓性の高いフレキシブル基板５０に取り付けられており、破損しやすい状態になっている。このため、例えば電子機器の狭い筐体内に撮像素子モジュールを組み付ける場合、撮像素子チップ５２の裏面と筐体内面との間に隙間を設け、撮像素子チップ５２が筐体に当たって破損しない様にする必要があり、この隙間分だけ、電子機器の筐体厚さを厚くしなければならないという問題がある。
　特許文献１の図６には、撮像素子チップの裏面側を樹脂で覆った従来技術が開示されている。この様に、脆い撮像素子チップの裏面を樹脂で覆うことで、衝撃が撮像素子チップに加えられても、チップが破損する虞は小さくなる。しかし、樹脂で覆うことにより、撮像素子モジュールの厚さは樹脂分だけ更に厚くなり、狭い筐体内に収納するのが困難となる。このため、どの程度の厚さの樹脂で覆えば良いかを考える必要があるが、この特許文献１にはその考察がない。
　また、特許文献１の図６に記載されている様に、撮像素子チップの裏面側を樹脂で覆った場合、この樹脂充填時に配線基板の開口周辺部と撮像素子チップ周辺部との間に形成される隙間から樹脂が受光面側に流れ込んで受光面を汚してしまう虞があるが、これについても特許文献１は考慮していない。撮像素子チップが大型であれば受光面周辺に樹脂がはみ出してもあまり問題ないが、撮像素子チップが小型化するほど問題となる。
日本国特開２００３―５１９７３号公報 日本国特開２００４―３３５７９４号公報 日本国特開２００７―１９４２７２号公報
　本発明の目的は、スペースが狭く薄い場合でも撮像素子チップが破損することなくこのスペース内に組み付けることができ、撮像素子チップの受光面を清浄に保つことができ、更に、塵埃等の影が撮影画像に映りにくい撮像素子モジュール及びその製造方法を提供することにある。
　本発明の撮像素子モジュール及びその製造方法は、第１配線基板に開口部を開け、該第１配線基板の前記開口部の前面を透明基板で覆い、該第１配線基板の前記開口部に受光面を臨ませて該第１配線基板の裏面側に撮像素子チップをフリップチップボンドし、該撮像素子チップの前記受光面の周囲と前記第１配線基板の前記開口部周辺部との間の電気接続部の接続端子間に形成された隙間を第１樹脂で埋め、前記撮像素子チップの裏面全面かつ前記第１配線基板の前記裏面側を第２樹脂で覆うことで、該裏面側の表面が前記透明基板の表面に対して略平行な平面となるように導電部分の該裏面側への露出を該第２樹脂で覆い、前記第１配線基板に第２配線基板を電気的，機械的に接続することを特徴とする。
　本発明によれば、撮像素子チップ裏面全面を樹脂膜で被うため、撮像素子チップ自体の厚さを薄くしても脆い材質のチップの破損の虞が小さくなると共に、電子機器内に密着させてモジュールを装着させることが可能となる。
　この様に、撮像素子チップを薄くすることで撮像素子モジュールの厚さを薄くできるため、撮像素子チップ前面側に設けるガラス基板までの距離をとることができ、ガラス基板表面に付着した塵埃等の影が撮影画像中に映り込まない距離が確保される。
　更に、第２樹脂で第１配線基板裏面側をオーバーコートする前に第１樹脂（あるいはこれに代わる保護部材）で第２樹脂が撮像素子受光面側に流れ込まないようするため、受光面が第２樹脂で汚損される虞がなくなる。
本発明の一実施形態に係る撮像素子モジュール（カメラモジュール）を搭載する電子機器の一例である折畳式携帯電話機の外観図である。 図１に搭載する本発明の一実施形態に係るカメラモジュール本体の縦断面図である。 従来の撮像素子モジュール本体の縦断面図である。
　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（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る撮像素子モジュールを搭載する小型電子機器の一例である折畳式携帯電話機の外観図である。この折畳式携帯電話機１は、液晶表示部２が取り付けられた上筐体３と、押しボタン４等が取り付けられた下筐体５とが、ヒンジ部６により折り畳み自在に連結されている。
　上筐体３の液晶表示部２は、上筐体３の表面側大部分を覆う大型表示装置からなり、この上筐体３内に、カメラ（撮像素子）モジュールも組み付けられる。図１（ｂ）は、携帯電話機１の裏面側を示しており、上筐体３の裏面側の開口部に、カメラの撮影レンズ８が覗いている。即ち、上筐体３内において、カメラモジュールは、液晶表示部２と重ねて収納されるため、カメラモジュールの厚さは、それだけ薄く構成する必要がある。
　カメラモジュールは、カメラモジュール本体と、その入射光側に取り付けられる撮影レンズ部とで構成される。撮影レンズ部の薄型化も図られているが、カメラモジュール本体の薄型化も必要となっている。以下、カメラモジュール本体について説明する。
　図２は、カメラモジュール本体１０の縦断面図である。本実施形態のカメラモジュール本体１０で用いる硬質配線基板１１の所定箇所には、入射光透過用の矩形開口部１２が設けられている。この矩形開口部１２から撮像素子受光面が覗くように、硬質配線基板１１の裏側に固体撮像素子のベアチップ（撮像素子チップ）１３がフリッチチップボンディングにより取り付けられる。
　例えば、撮像素子チップ１３の周囲の各端子に金バンプ１４を夫々載置しておき、これを硬質配線基板１１の矩形開口部１２周囲の裏面側配線端子に夫々整合させ、金バンプを例えば超音波接合法で溶融させる。これにより、撮像素子チップ１３と硬質配線基板１１の配線端子とが機械的及び電気的に接続される。この方法によれば、低荷重，低温での接続が可能となり、固体撮像素子への機械的損傷の可能性を小さくすることができる。
　金バンプを用いる代わりに、半田バンプを用いるＣ４（Controlled Collapse Chip Connection）接続法を用いても良い。このＣ４接続法は、後述する他の表面実装部品の接続と同時の接続作業が可能となり、低コスト化を図ることができる。
　フリップチップボンドディングにより撮像素子チップ１３を硬質配線基板１１の裏面側に取り付けても、隣接するバンプ間には隙間１８が空いている。撮像素子受光面側と撮像素子チップ１３の周辺部との間には隙間１８が存在すると、撮像素子チップ１３の裏面側を後述するオーバーコート用の樹脂（以下、オーバーコート樹脂という。）３０で覆ったとき、このオーバーコート樹脂３０が隙間１８を通して撮像素子受光面側にはみ出して来てしまう。このため、この金バンプ１４間の隙間１８を樹脂で予め塞いでおき、固体撮像素子チップ１３と硬質配線基板１１との間を密閉してしまう必要がある。
　この密閉を行うには、固体撮像素子１３の周囲の硬質配線基板１１との間の側面を樹脂（以下、この樹脂を、サイドフィル樹脂という。）で塞ぐのが良い。これにより、オーバーコート樹脂３０の撮像面への侵入を防止でき、また、カメラモジュール本体１０の裏面側の洗滌も可能となる。
　サイドフィル樹脂で塞ぐ代わりに、撮像素子チップ１３周囲の下側（硬質配線基板１１側）の隙間１８を、樹脂（以下、この樹脂をアンダーフィル樹脂という。）で塞いでも良い。つまり、アンダーフィル樹脂を金バンプ１４間の隙間１８に流し込み、硬化させることで隙間１８を塞ぐことでも良い。
　アンダーフィル樹脂としては、金バンプ１４間の狭い隙間１８に流し込む関係で表面張力の小さな流動性の高い樹脂材を使用する必要があり、アンダーフィル樹脂が撮像素子受光面にはみ出さないように、樹脂量を制御する必要がある。あるいは、撮像素子受光面側にアンダーフィル樹脂が流れ出さないように予め保護部材を設けておく。例えば受光面周辺枠にアンダーフィル樹脂に対して撥水性の高い膜を塗布しておいたり、壁を設けたりしておく。
　あるいは、異方性導電性接着材（ＡＣＦ，ＡＣＰ）を用いて固体撮像素子チップ１３と硬質配線基板１１との間の電気接続及び封止の両方を図っても良い。この接着材はペースト状のため封止性が良く、Ｃ４接続法に比べてフラックス洗滌が不要で、撮像素子チップ１３上の異物付着の原因を取り除き易いという利点がある。
　硬質配線基板１１としては、ＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramic）と言われる高温焼成積層セラミックス基板や、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）と言われる低温焼成積層セラミックス基板を用いると良い。後発異物の発生の可能性が小さいからである。勿論、コストの安いガラスエポキシ基材を用いた基板でも良い。この場合、矩形開口部１２の内周部に塵埃発生防止処理を施しておき、後発異物の発生を抑制するのが好ましい。好ましくは、光学的な反射を防止する材料を用いて塵埃発生防止処理を施し、更に、後発的な剥離等を発生しないものが良い。
　硬質配線基板１１の表面側には、矩形開口部１２の全開口面を覆う様に透明なガラス基板１５が取り付けられる。ガラス基板１５は、光学フィルタガラス（赤外線カットフィルタや光学的ローパスフィルタ等）を使用し、これを紫外線硬化樹脂等で貼り付ける。撮像素子チップ１３の受光面と光学フィルタガラス１５との間に形成される内部空間１６は、上記のサイドフィル樹脂，アンダーフィル樹脂と光学フィルタガラス１５とで密閉された状態となり、塵埃等が内部に入り込まない様になる。
　硬質配線基板１１の厚さとしては、０．１５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲のものを使用するのが良い。この厚さと、光学フィルタガラス１５の厚さと、溶融した金バンプ１４の厚さとが、光学フィルタガラス１５の表面と固体撮像素子チップ１３の受光面との距離ｔを決めることになる。この距離ｔが離れている方が、光学フィルタガラス１５の表面に付着した塵埃等の影が撮影画像中に映り込んでしまう虞を小さくできる。
　このため、本実施形態では、「硬質」の配線基板１１を用いている。これは、硬質であるため、或る程度の「厚み」が確保されるためである。また、脆い材質の半導体基板でなる撮像素子チップ１３を貼り付けるため、配線基板１１が曲がらない様に、「硬質」であること、即ち或る程度の強度があることが好ましい。勿論、平坦性を確保する取り扱いを前提として厚手のフレキシブル基板を配線基板１１として使用することも可能である。
　本実施形態では、硬質配線基板１１の裏面側すなわち撮像素子チップ１３を取り付けた裏面側に、他の電気部品（例えば、レンズアクチュエータのドライバ回路等）２０を表面実装法で取り付ける。この場合、撮像素子チップ１３の厚さより、他の電気部品２０の厚さ（高さ）を薄くするのが好ましい。これにより、撮像素子モジュール１０の厚さが、電気部品２０の厚さによって制約されることがなくなり、撮像素子チップ１３の厚さだけに依存させることができる。なお、電気部品２０の表面実装法は、汎用的な表面実装法で良い。この電気部品２０は、撮像素子チップ１３と同様に、オーバーコート樹脂３０で封止してしまう。オーバーコート樹脂３０でモジュールの裏面全面を封止するため、半導体製のベアチップ１３や配線基板の導体の端子，電気部品２０の配線端子等の導電部分の全てが裏面側に未露出となり、電子機器内の筐体に接触させて装着しても、ショートする虞がなくなり、信頼性強度を高めることができる。
　電気部品２０の種類によっては、その厚さ（高さ）が撮像素子チップ１３より厚くなる場合がある。その場合には、この電気部品は、硬質配線基板１１の表面側（入射光側：撮影レンズ部を装着する側）に表面実装すれば良い。これにより、撮像素子モジュール１０の厚さを電気部品のために厚くする必要がなくなる。
　硬質配線基板１１の端部には、可撓性配線基板２２が機械的，電気的に接続される。可撓性配線基板２２の厚さは、例えば、１００～１５０μｍ程度である。可撓性配線基板２２を用いることで、撮像素子モジュール１０と携帯電話機内での配線接続の自由度が高くなる。硬質配線基板１１と可撓性配線基板２２とは、例えば異方性導電接着材料（ＡＣＦ，ＡＣＰ）２３を用いて機械的，電気的に接続される。異方性導電接着材２３は、狭ピッチ配線の接続に好適である。
　あるいは、半田圧着法を用いて硬質配線基板１１と可撓性配線基板２２とを接続しても良い。半田圧着法は、低コストでの接続が可能である。可撓性配線基板２２は、ポリイミドを基材とするフレキシブル基板や、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を用いることができる。フレキシブルフラットケーブルを用いれば、低コストとなる。
　可撓性配線基板２２は、図示の実施形態では、硬質配線基板１１の表面側（撮影光学系の撮影レンズ部を取り付ける側）に接続される。この様にすることで、硬質配線基板１１の裏面側をオーバーコート樹脂３０で覆い、更に、撮像光学系を撮像素子モジュール１０に取り付けた後、可撓性配線基板２２を接続することが可能となる。また、可撓性配線基板２２を撮像光学系よりも後付けできるため、可撓性配線基板２２の配線形態を、カメラモジュール納品先毎にカスタマイズ可能となる。
　硬質配線基板１１の裏面側（撮像素子チップ１３を取り付けた側）は、オーバーコート樹脂３０で全面を封止する。この場合、ベアチップでなる撮像素子チップ１３の裏面全面を覆うオーバーコート樹脂３０ａが皮一枚（厚さ５～１００μｍ程度、好適には３０～５０μｍがよい。樹脂に混入されるフィラは、粒径が５～５０μｍ程度であるため、最薄でもフィラ１個分の厚さが必要である。上限１００μｍは、この程度あれば、撮像素子チップの機械的保護に十分過ぎる値となり、これ以上は必要ない。）となるようにする。これは、硬化する前の流動状態のオーバーコート樹脂材の、その表面張力，粘性が適当な材料を選択することで実現できる。
　撮像素子チップ１３の裏面全面をオーバーコート樹脂３０で覆うことで、脆い半導体チップである撮像素子チップ１３を保護することができる。電子機器の薄い筐体内に撮像素子モジュール１０を組み付ける場合、撮像素子モジュール１０の裏面を、筐体の内面（図１に示す例では、液晶表示装置の背面）に機械的に直接接触させる様に組み付けざるを得ない。
　また、撮像素子チップ１３は、撮像素子モジュール１０の厚さを薄くするために、１５０～２００μｍ程度まで裏面側を切削し薄くしている。撮像素子チップ１３の前面は、上述した様に、光学フィルタガラス１５の表面に付着した塵埃等の影が撮像画像中に映り込まないように或る程度の距離ｔをとる必要がある。そのため、撮像素子モジュール１０の厚さを薄くするには、撮像素子チップ１３自体の厚さを薄くすると共に、撮像素子チップ１３の裏面を覆うオーバーコート樹脂３０ａの厚さも薄くする必要がある。つまり、撮像素子チップ１３の受光面とオーバーコート樹脂３０ａ裏面までの距離ｄを薄くする必要がある。オーバーコート樹脂３０ａで撮像素子チップ１３の裏面全面を覆うことで、撮像素子チップ１３の破損の虞が小さくなり、撮像素子チップ１３を薄くでき、更に、撮像素子モジュール１０の電子機器内への組付作業も容易となる。
　撮像素子チップ１３の裏面を覆うオーバーコート樹脂３０ａの厚さが厚くなると、撮像素子モジュール１０の全体の厚さが厚くなり、狭い組付スペースに収まらなくなる。また、オーバーコート樹脂３０ａの厚さだけでなく、その平坦度，平行度も問題となり、これらが大きいと、撮像素子モジュール１０の全体の厚さが厚くなってしまう。
　そこで、本実施形態では、硬質配線基板１１の導電端子表面となる裏面側と、オーバーコート樹脂３０（３０ａ）の裏面（図１に示す液晶表示部の背面側に接触する面）との平行度を、５０μｍ以下、好適には３０μｍ以下にしている。これにより、撮像素子モジュール１０の厚さを薄くできると共に、可撓性配線基板２２を取り付けるときに使用する異方性導電接着材の圧着性も向上する。
　また、本実施形態では、オーバーコート樹脂３０（３０ａ）の裏面側の平坦度を、５０μｍ以下、好適には３０μｍ以下にしている。これにより、撮像素子モジュール１０の厚さを薄くできると共に、上記と同様に、異方性導電接着材の圧着性も向上する。
　可撓性配線基板２２は、硬質配線基板１１の裏面側すなわち撮像素子チップ１３を取り付けた側に接続しても良い。この場合には、可撓性配線基板２２の硬質配線基板１１への接続部は、オーバーコート樹脂３０で電気部品２０と一緒に封止してしまうのが良い。これにより、この接続部の機械的強度，電気的接続強度が向上する。
　オーバーコート樹脂３０（３０ａ）は、エポキシ系を基材とする樹脂が好ましく、その熱膨張係数が、２～２０ｐｐｍ／Ｋの範囲であるのが良い。オーバーコート樹脂３０の熱膨張係数と、特に、撮像素子チップ１３の熱膨張係数との違いが大き過ぎると、撮像素子モジュール１０の製造工程における熱履歴によって撮像素子チップ１３が損傷する虞があり、また、撮像素子モジュール１０の使用が長期間に渡ったときの信頼性が低下する虞があるためである。
　オーバーコート樹脂３０（３０ａ）だけで、撮像素子チップ１３との熱膨張係数差を所定値以下にできる材料を選択でき場合には、ガラスフィラをオーバーコート樹脂３０（３０ａ）に含有させることで、熱膨張係数差を小さくすることができる。この場合、含有させるガラスフィラの粒径は５μｍ～５０μｍが好ましい。
　図２には図示を省略したが、硬質配線基板１１の矩形開口部１２の周辺部には、少なくとも２箇所の孔又は凹部が設けられている。これらの孔又は凹部を基準位置として、撮影レンズを収納した筒状の撮影レンズ部を硬質配線基板１１に取り付ける。撮影レンズ部の取り付け位置決めは、硬質配線基板１１の外形位置を用いることもできる。撮影レンズ部を取り付ける前に、硬質配線基板１１の裏面側をオーバーコート樹脂３０で封止するが、このとき、オーバーコート樹脂３０が基準位置決め用の孔から漏れ出ない様に、金型ピンでこの孔を塞いでおく。
　撮影レンズ部の位置決め用の孔又は凹部の形成位置は、撮影レンズ部取り付け面側に設けられた基準位置用の銅箔パターンに対して公差±１００μｍ以内とするのが好適である。この銅箔パターン位置を基準として撮影レンズ部を組み立てる様にすれば、基準位置決め用の孔又は凹部の外形加工は不要となる。
　撮影レンズ部を硬質配線基板１１に取り付ける場合、硬質配線基板１１の表面側に設けた銅箔位置を基準とし、また、撮像素子チップ１３を硬質配線基板１１にフリップチップボンディングする場合、硬質配線基板１１の裏面に設けた銅箔位置を基準とする。このとき、硬質配線基板１１の表裏夫々の銅箔位置のずれ公差を、±７５μｍ以下にしておくことで、撮影レンズ部の撮像素子チップ１３に対する取り付け位置精度が許容範囲内となる。
　硬質配線基板１１の撮影レンズ部取付面側（表面側）に、撮影レンズのフォーカス位置調整用等のアクチュエータに接続する端子や、グラウンドシールド接続用の端子を設けておくのが良い。
　以上述べた撮像素子モジュール１０を製造する場合、シート状の硬質配線基板に二次元アレイ状に矩形開口部を開け、各々の矩形開口部の表面側に光学フィルタガラス１５を貼り付け、各々の矩形開口部の裏面側に撮像素子チップ１３をフリップチップボンディングすると共に撮像素子チップ１３の周囲を樹脂で封止し、更に、電気部品２０を硬質配線基板の裏面側に表面実装して裏面側全面をオーバーコート樹脂３０で覆う。また、各々のフィルタガラス上部に撮影レンズ部を取り付けた後、硬質配線基板をダイシングして個片化する。最後に、個々に分離された硬質配線基板に可撓性配線基板２２を接続して、撮像素子モジュール１０を完成させる。
　以上述べた様に、実施形態による撮像素子モジュール及びその製造方法は、第１配線基板に開口部を開け、該第１配線基板の前記開口部の前面を透明基板で覆い、該第１配線基板の前記開口部に受光面を臨ませて該第１配線基板の裏面側に撮像素子チップをフリップチップボンドし、該撮像素子チップの前記受光面の周囲と前記第１配線基板の前記開口部周辺部との間の電気接続部の接続端子間に形成された隙間を第１樹脂で埋め、前記撮像素子チップの裏面全面かつ前記第１配線基板の前記裏面側を第２樹脂で覆うことで、該裏面側の表面が前記透明基板の表面に対して略平行な平面となるように導電部分の該裏面側への露出を該第２樹脂で覆い、前記第１配線基板に第２配線基板を電気的，機械的に接続することを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記第１配線基板を硬質配線基板とし、前記第２配線基板を可撓性配線基板とすることを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記第２樹脂の前記撮像素子チップ裏面全面を覆う厚さを５～１００μｍの範囲とすることを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記第１配線基板の裏面側に表面実装法で装着し前記第２樹脂で封止する電気部品は、前記撮像素子チップの厚さより薄い電気部品とすることを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記撮像素子チップの厚さより厚い電気部品は前記第１配線基板の表面側に表面実装法で装着することを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記第１配線基板に対し前記第２配線基板を異方性導電接着材で接続することを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、ガラスフィラを含有する前記第２樹脂を用いることを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記撮像素子チップ裏面全面を覆う前記第２樹脂の裏面と前記第１配線基板の裏面との平行度が５０μｍ以下であることを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記第２樹脂の裏面側の平坦度が５０μｍ以下であることを特徴とする。
　また、実施形態の撮像素子モジュール及びその製造方法は、前記第１樹脂の代わりに、前記第２樹脂の充填時に該第２樹脂が前記撮像素子チップの受光面側にはみ出すのを阻止する保護部材を用いることを特徴とする。
　以上述べた実施形態によれば、撮像素子チップ裏面全面を樹脂膜で被いかつ裏面を透明基板の表面と略平行な平面としたため、撮像素子チップ自体の厚さを薄くしても脆い材質のチップの破損の虞が小さくなると共に、電子機器内に密着させて取り付けることが可能となり、電子機器の組み立てが容易となる。更に、第２樹脂で第１配線基板裏面側をオーバーコートする前に第１樹脂あるいは他の保護部材で第２樹脂が撮像素子受光面側に流れ込まないようにするため、受光面が第２樹脂で汚損される虞がなくなる。
　本発明に係る撮像素子モジュールは、薄くかつ撮像素子チップが破損しづらい構成のため、狭いスペースにも容易に組み付け可能となり、携帯電話機等の小型電子機器に取り付ける撮像素子モジュールとして有用である。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１１年８月１９日出願の日本特許出願（特願２０１１－１７９８５３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０　撮像素子モジュール（カメラモジュール）本体
１１　硬質配線基板
１２　矩形開口部
１３　撮像素子チップ（半導体チップ）
１４　フリップチップボンディングによる金バンプ
１５　光学フィルタガラス
１６　内部空間
１８　バンプ間の隙間
２０　電気部品
２２　可撓性配線基板
２３　異方性導電接着材

Claims (20)

  1. 　開口部が設けられた第１配線基板と、該第１配線基板の前記開口部の前面を覆って塞ぐ透明基板と、該第１配線基板の前記開口部に受光面を臨ませて該第１配線基板の裏面側にフリップチップボンドされた撮像素子チップと、該撮像素子チップの前記受光面の周囲と前記第１配線基板の前記開口部周辺部との間を電気接続する端子間に形成された隙間を埋める第１樹脂と、前記撮像素子チップの裏面全面を覆うと共に前記第１配線基板の前記裏面側を覆い導電部分の該裏面側への露出を覆う第２樹脂であって該裏面側の表面が前記透明基板の表面に対して略平行な平面となる第２樹脂と、前記第１配線基板に電気的，機械的に接続される第２配線基板とを備える撮像素子モジュール。
  2. 　請求項１に記載の撮像素子モジュールであって、前記第１配線基板は硬質配線基板であり、前記第２配線基板は可撓性配線基板である撮像素子モジュール。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の撮像素子モジュールであって、前記第２樹脂の前記撮像素子チップ裏面全面を覆う厚さが５～１００μｍの範囲である撮像素子モジュール。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記第１配線基板の裏面側に表面実装法で装着され前記第２樹脂で封止される電気部品の厚さが前記撮像素子チップの厚さより薄い撮像素子モジュール。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記第１配線基板の表面側に表面実装法で装着される電気部品の厚さが前記撮像素子チップの厚さより厚い撮像素子モジュール。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記第１配線基板に対し前記第２配線基板が異方性導電接着材で接続される撮像素子モジュール。
  7. 　請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記第２樹脂がガラスフィラを含有する撮像素子モジュール。
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記撮像素子チップ裏面全面を覆う前記第２樹脂の裏面と前記第１配線基板の裏面との平行度が５０μｍ以下である撮像素子モジュール。
  9. 　請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記第２樹脂の裏面側の平坦度が５０μｍ以下である撮像素子モジュール。
  10. 　請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールであって、前記第１樹脂の代わりに、前記第２樹脂の充填時に該第２樹脂が前記撮像素子チップの受光面側にはみ出すのを阻止する保護部材を設けた撮像素子モジュール。
  11. 　第１配線基板に開口部を開け、該第１配線基板の前記開口部の前面を透明基板で覆い、該第１配線基板の前記開口部に受光面を臨ませて該第１配線基板の裏面側に撮像素子チップをフリップチップボンドし、該撮像素子チップの前記受光面の周囲と前記第１配線基板の前記開口部周辺部との間の電気接続部の接続端子間に形成された隙間を第１樹脂で埋め、前記撮像素子チップの裏面全面かつ前記第１配線基板の前記裏面側を第２樹脂で覆うことで、該裏面側の表面が前記透明基板の表面に対して略平行な平面となるように導電部分の該裏面側への露出を該第２樹脂で覆い、前記第１配線基板に第２配線基板を電気的，機械的に接続する撮像素子モジュールの製造方法。
  12. 　請求項１１に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記第１配線基板を硬質配線基板とし、前記第２配線基板を可撓性配線基板とする撮像素子モジュールの製造方法。
  13. 　請求項１１又は請求項１２に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記第２樹脂の前記撮像素子チップの裏面全面を覆う厚さを５～１００μｍの範囲とする撮像素子モジュールの製造方法。
  14. 　請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記第１配線基板の裏面側に表面実装法で装着し前記第２樹脂で封止する電気部品は、前記撮像素子チップの厚さより薄い電気部品とする撮像素子モジュールの製造方法。
  15. 　請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記撮像素子チップの厚さより厚い電気部品は前記第１配線基板の表面側に表面実装法で装着する撮像素子モジュールの製造方法。
  16. 　請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記第１配線基板に対し前記第２配線基板を異方性導電接着材で接続する撮像素子モジュールの製造方法。
  17. 　請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、ガラスフィラを含有する前記第２樹脂を用いる撮像素子モジュールの製造方法。
  18. 　請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記撮像素子チップ裏面全面を覆う前記第２樹脂の裏面と前記第１配線基板の裏面との平行度が５０μｍ以下である撮像素子モジュールの製造方法。
  19. 　請求項１１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記第２樹脂の裏面側の平坦度が５０μｍ以下である撮像素子モジュールの製造方法。
  20. 　請求項１１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の撮像素子モジュールの製造方法であって、前記第１樹脂の代わりに、前記第２樹脂の充填時に該第２樹脂が前記撮像素子チップの受光面側にはみ出すのを阻止する保護部材を用いる撮像素子モジュールの製造方法。
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