(57)【要約】【課題】  小型化可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  第１面に第１配線層を有する基板１０と、撮像素子を備え、基板１０の第１面上に導電性電極２５を介して配置され、撮像素子が出力する電気信号を前記導電性電極２５を介して第１配線層に出力するセンサーチップ２０と、センサーチップ２０の下部で、基板１０とセンサーチップ２０との間の領域の基板１０上に配置された電子部品３０と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に第１配線層を有する基板と、
撮像素子を備え、前記基板の前記第１面上に導電性電極を介して配置され、前記撮像素子が出力する電気信号を前記導電性電極を介して前記第１配線層に出力するセンサーチップと、
前記センサーチップの下部で、前記基板とセンサーチップとの間の領域の前記基板上に配置された電子部品と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記導電性電極の平面配置パターンが、前記電子部品を中心とする略中心対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記基板と前記センサーチップの間の領域に、前記電子部品と前記導電性電極を覆うように形成された封止樹脂をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
通電パターンが形成された基板上の所定の位置に電子部品を載置する工程と、
前記基板上に、前記通電パターンと対応するように導電性電極を介してセンサーチップを配置する工程と、
リフローにより前記基板上に前記電子部品と前記センサーチップを接続する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板と前記センサーチップの間の領域に、前記電子部品と前記導電性電極を覆うように封止樹脂を形成する工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に係り、特に小型化を図った固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子を備えた固体撮像装置が、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの電子機器に広く用いられている。近年、これらの電子機器の小型化に伴い、これらの電子機器に搭載される固体撮像装置の小型化が求められている。
【０００３】
通常、固体撮像装置には、撮像素子からの電気信号を処理するための電子部品が複数個搭載される。電子部品は、通常、撮像素子の周囲に配置されており、電子部品の搭載面積により固体撮像装置のサイズが左右される。このため、固体撮像装置の小型化のためには、電子部品を効率的に配置することが求められる。
【０００４】
電子部品を効率的に配置することにより固体撮像装置の小型化を図る技術として、固体撮像素子上の、画素領域を除く領域に電子部品を配置した固体撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５８９４９号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、小型化可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の固体撮像装置は、第１面に第１配線層を有する基板と、撮像素子を備え、前記基板の前記第１面上に導電性電極を介して配置され、前記撮像素子が出力する電気信号を前記導電性電極を介して前記第１配線層に出力するセンサーチップと、前記センサーチップの下部で、前記基板とセンサーチップとの間の領域の前記基板上に配置された電子部品と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様の固体撮像装置の製造方法は、通電パターンが形成された基板上の所定の位置に電子部品を載置する工程と、前記基板上に、前記通電パターンと対応するように導電性電極を介してセンサーチップを配置する工程と、リフローにより前記基板上に前記電子部品と前記センサーチップを接続する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型化可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る固体撮像装置の装置断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る固体撮像装置が備えるセンサーチップの断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る固体撮像装置が備える導電性電極の配置パターンを示す平面図である。
【図４ａ】本発明の実施例に係る固体撮像装置を製造する工程を説明する装置断面図である。
【図４ｂ】本発明の実施例に係る固体撮像装置を製造する工程を説明する装置断面図である。
【図４ｃ】本発明の実施例に係る固体撮像装置を製造する工程を説明する装置断面図である。
【図４ｄ】本発明の実施例に係る固体撮像装置を製造する工程を説明する装置断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る固体撮像装置の装置断面図である。図２は、本発明の実施例に係る固体撮像装置のセンサーチップの装置断面図である。
【００１３】
図１に示すように、固体撮像装置１は、基板１０と、センサーチップ２０と、電子部品３０と、ホルダ４０と、レンズユニット５０と、を有して構成される。基板１０とセンサーチップ２０の間の領域には、電子部品３０が配置される。さらに、基板１０とセンサーチップ２０の間の領域には、電子部品３０及び導電性電極２５を覆うように封止樹脂６０が形成されている。
【００１４】
基板１０には、表面に通電パターン（図示せず）が形成されている。基板１０は、例えば、ＲＦ−４（ガラスエポキシ）やセラミック等により構成されるプリント基板を想定する。基板１０は、固体撮像装置１の外部と電気信号を入出力するための再配線等の機能を有する。
【００１５】
センサーチップ２０は、導電性電極２５を介して、基板１０の通電パターン上に形成された導電性のパターン７０に接続される。これにより、センサーチップ２０は、導電性電極２５、パターン７０を介して、基板１０の表面に設けられた通電パターンに電気的に接続される。
【００１６】
電子部品３０は、基板１０とセンサーチップ２０の間の領域に配置され、導電性のパターン７０を介して基板１０の表面に設けられた通電パターンに接続される。電子部品３０は、例えば、電気抵抗、コンデンサ、インダクタ等の電子部品から構成され、例えば、通電パターンを介してセンサーチップ２０から入力する電気信号のノイズリダクションをする機能を有する。なお、図１には、模式的に電子部品３０の底部全面で導電性のパターン７０に接続されているように示されているが、通常、電子部品３０は底部に複数の電極（例えば、２本）を有するため、電極毎に分割された導電性パターンに接続されている。電極毎に分割された導電性パターンが、電子部品３０底部の導電性パターン７０を構成している。
【００１７】
ホルダ４０は、基板１０上に接着剤等により固定され、レンズユニット５０を支持する。レンズユニット５０は、１枚または複数枚のレンズにより構成され、外部からの光をセンサーチップ２０に集光する機能を有する。
【００１８】
次に、センサーチップ２０の構成について、図２を参照して説明する。図２は、本実施例のセンサーチップ２０の断面図である。本実施例では、センサーチップ２０の一例として、表面照射型のセンサーチップを用いるが、これに限定されず、裏面照射型のセンサーチップであってもよい。
【００１９】
センサーチップ２０は、撮像素子２２を備える。撮像素子２２の第１面（図２中の撮像素子２２の上面）には、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等から構成される画素領域２１が設けられている。また、撮像素子２２の第１面には、画素領域２１のフォトダイオードやトランジスタ等を結ぶ配線回路で構成される能動素子領域（図示せず）が設けられている。さらに、撮像素子２２の第１面には、画素領域２１、能動素子領域に電気的に接続され、電気信号の入出力や、電源の供給などを行う複数の電極（図示せず）が設けられている。撮像素子２２の第１面には、接着剤２３を介してカバーガラス２４が固定されている。
【００２０】
撮像素子２２には、撮像素子２２の第１面と第２面（図２中の撮像素子２２の下面）を貫通する貫通孔２７が設けられている。貫通孔２７内には貫通配線層２８が形成され、貫通配線層２８は、撮像素子２２の第１面に設けられた前述の複数の電極と第２面に設けられた導電性電極２５を電気的に接続する。貫通配線層２８と導電性電極２５の間には、再配線層２９が設けられ、再配線層２９を覆うように絶縁膜層２６が設けられる。撮像素子２２からの電気信号は、貫通配線層２８、再配線層２９を介して導電性電極２５に出力される。
【００２１】
次に、導電性電極２５の配置パターンについて図３を参照して説明する。図３は、本実施例に係る導電性電極の配置パターンを示す平面図である。図３は、図２に示すセンサーチップ２０を底部から見た図である。図３に破線で示す領域は、電子部品３０が配置される領域を模式的に示したものである。
【００２２】
前述のように、導電性電極２５は、貫通配線層２８、撮像素子２２の第１面に形成された電極と共に、画素領域２１と基板１０の表面に形成された通電パターンとを接続する。導電性電極２５は、図１から図３に示すように半田ボールであってもよいし、表面に導電性皮膜を形成した樹脂ボール、バンプ（スタッドバンプ）等であってもよい。導電性電極２５は、センサーチップ２０と、基板１０の間に、電子部品３０が配置できる空間を形成できる程度の厚み（垂直方向の高さ）を有することが望ましい。これにより、導電性電極２５により、センサーチップ２０と基板１０の間の領域に、電子部品３０を配置するのに十分な領域が形成される。
【００２３】
図３に示すように、電子部３０が形成される領域には、導電性電極２５は形成されず、導電性電極２５は、電子部品３０を中心に略中心対称に配置される。導電性電極２５は、センサーチップ２０の撮像素子２２と基板１０上の通電パターンとを電気的に接続する機能と伴に、センサーチップ２０を基板１０上に機械的に支持する機能を有する。このため、導電性電極２５を、電子部品３０を中心に略中心対称に配置することにより、センサーチップ２０に応力が加わりにくくなり、センサーチップ２０を基板１０に安定して支持することが可能となる。なお、図３には、電子部品３０が１つ配置される場合について示したが、例えば、電子部品が複数個配置される場合、又は電子部品が十字状に配置される場合についても、導電性電極２５を電子部品を中心に略中心対称に配置することが可能である。
【００２４】
また、封止樹脂６０が基板１０とセンサーチップ２０の間の領域に、電子部品３０及び導電性電極２５を覆うように形成されていることにより、後述するように基板１０にセンサーチップ２０及び電子部品３０をリフローにより接続する際に発生するダスト等を封止することが可能となる。封止樹脂６０は、例えば、エポキシ系樹脂、ビフェニル系樹脂、シリコン系樹脂である。従来のように、電子部品３０が基板１０とセンサーチップ２０の間の領域でない領域に配置されている場合には、電子部品３０と、導電性電極２５のリフロー時に発生するダストを別々に封止しなければならないが、本実施例によれば、基板１０とセンサーチップ２０の間の領域で、電子部品３０と導電性電極２５を一緒に封止することが可能となる。これにより、製造が容易にすることができる。
【００２５】
以上のように、本実施例の固体撮像装置１は、センサーチップ２０を、導電性電極２５を介して基板１０に接続し、センサーチップ２０と基板１０の間の領域に電子部品３０を配置する。これにより、電子部品３０を効率的に配置することが可能となり、固体撮像装置１の小型化が図れる。
【００２６】
次に、本実施例の固体撮像装置１の製造方法について、図４ａ〜図４ｄを参照して説明する。図４ａ〜図４ｄは、本実施例の固体撮像装置の製造工程を示す断面図である。
【００２７】
まず、図４ａに示すように、表面に通電パターンが形成された基板１０の表面に、図４ｂに示すように、所定のパターン７０（例えば、半田ペースト）を形成する。ここで、所定のパターンとは、導電性電極２５の配置に応じて種々のパターンが想定される。次いで、パターン７０上の所定の位置に電子部品３０を載置する。ここで、電子部品３０が載置される所定の位置とは、後の工程でセンサーチップ２０が載置されたときに、センサーチップ２０の下部の領域内となる位置である。また、図３に示したように、導電性電極２５を、電子部品３０を中心として略中心対称に配置する場合には、電子部品３０は、それに応じた位置に載置する。
【００２８】
次に、図４ｃに示すように、図２に示した構成を有するセンサーチップ２０を基板１０上に載置する。次いで、リフローすることにより、センサーチップ２０と電子部品３０とを、基板１０に機械的電気的に接続する。このとき、リフローによりパターン７０、導電性電極２５等よりダストが発生する。ダストは、例えば、半田が含有するフレックス等が、リフローされることにより発生する。このダストを、カメラの性能に影響を与えないように、洗浄により除去する。
【００２９】
次に、図４ｄに示すように、基板１０とセンサーチップ２０の間の領域に、電子部品３０及び導電性電極２５を覆うように、封止樹脂６０を形成する。これにより、洗浄により完全に除去することができなかったダストを、封止樹脂６０により封止することができる。このとき、電子部品３０及び導電性電極２５が共にセンサーチップ２０を基板１０の間にあるため、一度の封止樹脂で封止することができる。次いで、基板１０にホルダ４０を接着剤により固定する。さらに、ホルダ４０にレンズユニット５０を固定する。これにより、図１に示す固体撮像装置１が形成される。
【００３０】
なお、図４ａ〜図４ｄに示した固体撮像装置では、１つの固体撮像装置を形成する方法について説明したが、図４ａ〜図４ｄに示した製造方法により、半導体ウェア上に複数の固体撮像装置を形成し、ダイシングにより個片化することも可能である。
【００３１】
以上のように、本実施例の固体撮像装置１の製造方法によれば、基板１０とセンサーチップ２０の間の領域にある電子部品３０及び導電性電極２５を封止樹脂６０により封止することにより、一度の封止樹脂６０の形成により電子部品３０と導電性電極２５をリフローにより発生するダストを封止することが可能となる。
【００３２】
さらに、電子部品３０と導電性電極２５の基板１０への接続を同じリフロー工程により行う。これにより、従来のような、電子部品３０の接続と、導電性電極２５の接続を個別に行う場合よりも工程数を減らすことが可能となる。
【００３３】
なお、前述した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良されうると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１  固体撮像装置
１０  基板
２０  センサーチップ
２１  画素領域
２２  撮像素子
２３  接着剤
２４  カバーガラス
２５  導電性電極
２６  絶縁膜層
２７  貫通孔
２８  貫通配線層
２９  再配線層
３０  電子部品
４０  ホルダ
５０  レンズユニット
６０  封止樹脂
７０  パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2010268353.tif 000008
【図４ｄ】
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