(57)【要約】  本発明は撮像素子を容易にシールド可能な撮像装置に関する。  本発明は、導電性の鏡枠と、光電変換部を備えた撮像素子を含む素子ユニットと、前記鏡枠内に取り付けられ、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、前記素子ユニットには前記鏡枠に接触可能な導電部材が露出していることを特徴とする。
2008102575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の鏡枠と、
光電変換部を備えた撮像素子を含む素子ユニットと、
前記鏡枠内に取り付けられ、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、
前記素子ユニットには前記鏡枠に接触可能な導電部材が露出していることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記素子ユニットは前記導電部材がインサートされていて前記撮像素子の裏面に取り付けられた樹脂板を有し、前記導電部材は前記樹脂板が切断されることにより露出することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記導電部材は前記撮像装置のアースに接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の撮像装置。
【請求項４】
光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の裏面に取り付けられた樹脂板とを含む素子ユニットと、
前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、
前記樹脂板の内部には、前記撮像素子に取り付けられたときに前記撮像素子の端子に接触する導電部材がインサートされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有する撮像装置の製造方法において、
複数の前記撮像レンズを備えた撮像レンズアレイを形成する工程と、
前記撮像レンズアレイの中の所定の撮像レンズを選択し、該所定の撮像レンズのみに前記撮像素子を接着して、装置組立体を形成する工程と、
前記装置組立体を切断分離して撮像装置を形成する工程と、
を有することを特徴とする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、撮像装置に関し、特に携帯電話等の搭載に適した小型の撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型カメラが組み込まれた携帯電話機やハンディパソコン(携帯型パーソナルコンピュータ)の開発が進められている。例えば、小型カメラを備えた携帯電話機は、通話者の映像を内蔵の小型カメラにより撮像して画像データとして取り込み、通話相手にその画像データを送信することができる。このような小型カメラは、一般的にイメージセンサとレンズとにより構成される。すなわち、レンズによりイメージセンサ上に光学的像を形成し、イメージセンサにより光学像に対応した電気信号を生成することができる。【０００３】
ところで、携帯電話機やハンディパソコンはより一層の小型化が進められており、これらに使用される小型カメラにも小型化が要求されている。このようなカメラへの小型化の要求を満足するために、レンズとイメージセンサとを一体化して形成したカメラモジュールが開発されている。【０００４】
従来のカメラモジュールの製造方法によれば、モールド工程→ＬＦエッチング工程→ＰＫＧダイシング工程→ＰＫＧ搭載工程→センサチップ搭載工程→洗浄工程→レンズ搭載工程→試験工程という一連の工程を行なうことにより小型カメラとしてのカメラモジュールを製造することが多い。【０００５】
より具体的に製造工程を説明するに、まずモールド工程では半導体チップを搭載した基板（リードフレーム（ＬＦ）と称する）上で半導体チップをモールドすることによりカメラモジュールの本体となるモールド成形体を形成する。この際、製造効率を高めるために、複数のモールド成形体を一体的に形成することが一般的である。ＬＦエッチング工程では外部端子として機能する部分のみを残してリードフレームをエッチングにより除去する。これにより、モールド成形体の底面に突起状の端子が形成される。その後、パッケージ（ＰＫＧ）ダイシング工程において、繋がって形成されている複数のモールド成形体をダイシングして個片化する。次に、ＰＫＧ搭載工程において、個片化されたモールド成形体はフレキシブル基板に搭載され、センサチップ搭載工程において各モールド成形体にセンサチップが搭載される。その後、センサチップが搭載されたモールド成形体を洗浄し、レンズ搭載工程において、モールド成形体にレンズ部が搭載される。最後にカメラモジュールの試験が行われ、カメラモジュールの製造が完了する。【０００６】
上述のように、従来のカメラモジュールの製造方法によれば、ＬＦエッチング後直ちにＰＫＧダイシングが行なわれ、モールド成形体は個片化される。このため、センサチップ搭載工程からレンズ搭載工程までの工程では、個片化されたモールド成形体（ＰＫＧ単位）がフレキシブル基板に搭載された状態で行なわれる。すなわち、個片化されたモールド成形体の各々はフレキシブル基板に搭載されて固定された状態で、フレキシブル基板と一体となった状態でセンサチップやレンズホルダを搭載する工程が進められる。したがって、センサチップやレンズホルダを搭載する工程は個片化されたモールド成形体の各々に対して別個に行なわれることとなる。このため、複数のモールド成形体を一括してセンサチップやレンズホルダを搭載することはできず、製造工程が非効率的であるといった問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２００９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対し特許文献１には、以下の工程でカメラモジュールを製造することが開示されている。かかる従来技術の製造工程によれば、まずイメージセンサ・チップが複数配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、イメージセンサ・チップ大のレンズが複数配置されてウエハ形態を成したレンズアレイを準備する。その後、イメージセンサ・ウエハの表面にレンズアレイを貼り合わせる。更に、イメージセンサ・チップとレンズアレイとを切削溝に沿って切断することにより、個々のカメラモジュールに分割する。これにより製造工程を簡略化することができる。【０００８】
ところで、撮像素子は外部からのノイズの影響を受けやすいため、導電性のシールドで周囲を囲う必要があるが、シールドの接地をどのようにして行うかという問題がある。又、特許文献１のカメラモジュールにおいては、撮像素子と基板との接続を、撮像素子の表面から裏面へと貫通する孔を通した再配線を直接接続している。しかるに、一般的な半導体ウエハは破損しやすいため、そのままではカメラモジュールとして必要な接続強度を確保することは困難である。これに対し、強度を確保するためにウエハの厚さを増大させると、配線用の貫通孔加工が困難となり、歩留まりが悪くなってコストアップを招く恐れがある。更に、レンズアレイ中のレンズと、ウエハ中の撮像素子には、それぞれ不良品が混じることもあるが、一方が不良品である場合、他方が良品であったとしても、両者を貼り合わせることで得られたカメラモジュールは不良品となってしまうので、一律に貼り合わせることは撮像装置の歩留まりを悪くさせるという問題がある。【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、製造容易性を確保しつつ歩留まりを向上できる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】
【００１０】
請求の範囲第１項に記載の撮像装置は、
導電性の鏡枠と、
光電変換部を備えた撮像素子を含む素子ユニットと、
前記鏡枠内に取り付けられ、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、
前記素子ユニットには前記鏡枠に接触可能な導電部材が露出していることを特徴とする。【００１１】
本発明によれば、前記撮像装置は、導電性の鏡枠を有しているので、前記撮像素子に対するシールド機能を有すると共に、コンパクトな構成を実現できる。更に、導電部材が露出しているので、前記導電性の鏡枠を前記素子ユニットに取り付けたときに、該導電部材に接触させることで電気的導通が創成され、該導電部材に接続された配線を基板などに接地させることで、前記鏡枠のシールド機能を発揮できる。【００１２】
請求の範囲第２項に記載の撮像装置は、
前記素子ユニットは前記導電部材がインサートされていて前記撮像素子の裏面に取り付けられた樹脂板を有し、前記導電部材は前記樹脂板が切断されることにより露出することを特徴とする。
本発明によれば、樹脂板に導電部材をインサートし、樹脂板を前記撮像素子の裏面に取り付けた後に、撮像素子毎に前記樹脂板を切断すると、導電部材が露出することになる。従って、前記導電性の鏡枠と前記導電部材とを導通させることができる。【００１３】
請求の範囲第３項に記載の撮像装置は、前記切断面に露出した前記導電部材は、前記撮像装置のアースに接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、前記鏡枠によるシールド機能を発揮することができる。【００１４】
請求の範囲第４項に記載の撮像装置は、
光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の裏面に取り付けられた樹脂板とを含む素子ユニットと、
前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、
前記樹脂板の内部には、前記撮像素子に取り付けられたときに、前記撮像素子の端子に接触する導電部材がインサートされていることを特徴とする。
一般的に、半導体ウエハに貫通孔を穿つためには、その厚さを薄くする方が有利である。ところが、撮像素子が薄くなると剛性が低下して、撮像レンズや鏡枠を支持することができなくなる。これに対し、前記樹脂板を前記撮像素子に裏打ちした素子ユニットを形成することで、高い剛性を確保できる。ところが、前記撮像素子に前記樹脂板を取り付けると、そのままでは前記撮像素子を貫通して裏面側に引き出された配線を、基板の配線に導通させることができなくなる。【００１５】
本発明によれば、前記樹脂板の内部に導電部材をインサートすることによって、かかる導電部材を介して、前記撮像素子からの配線を基板の配線に導通させることができる。【００１６】
請求の範囲第５項に記載の撮像装置の製造方法は、
光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有する撮像装置の製造方法において、
複数の前記撮像レンズを備えた撮像レンズアレイを形成する工程と、
前記撮像レンズアレイの中の所定の撮像レンズを選択し、該所定の撮像レンズのみに前記撮像素子を接着して、装置組立体を形成する工程と、
前記装置組立体を切断分離して撮像装置を形成する工程と、を有することを特徴とする。【００１７】
特許文献１に示す従来技術では、レンズアレイ中のレンズと、ウエハ中の撮像素子には、それぞれ不良品が混じることもあるが、一方が不良品である場合、他方が良品であったとしても、両者を貼り合わせることで得られたカメラモジュールは不良品となり、歩留まりが悪くなる。
これに対して本発明によれば、一体で形成してなる成形部材中の複数の撮像レンズにおいて、良品と不良品とを選別し、選別された良品のみに対して、別個に形成された良品の撮像素子のみを組み付けることで、歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造容易性を確保しつつ歩留まりを向上できる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】
【００１９】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置５０の断面図である。
【図２】撮像装置５０の撮像レンズ周辺の拡大図である。
【図３】素子ユニットを製造する工程を示す図である。
【図４】図４（ｃ）の矢印IV方向に見た図である。
【図５】選別された組み合わせを示す装置組立体ＡＳＹの断面図である。
【図６】選別された組み合わせを示す装置組立体ＡＳＹの斜視図である。
【図７】撮像レンズ群１０と良品の素子ユニットＥＵとに、鏡枠５６を組み付ける工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  撮像レンズ群
１１  撮像レンズ
１１ａ  フランジ
１２  絞り部材
１３  撮像レンズ
１３ａ  フランジ
１４  遮光部材
１５  撮像レンズ
１５ａ  フランジ
１６  遮光部材
５０  撮像装置
５１  イメージセンサ
５１ａ  光電変換部
５１ｂ  信号処理回路部
５１ｃ  貫通孔
５１ｄ  導電部材
５４  樹脂板
５５  導電部材
５５Ａ  導電部材
５６  鏡枠
５６ａ  フランジ部
５７  カバーガラス
ＡＳＹ  装置組立体
Ｂ  接着剤
ＣＧ  カバーガラス
ＤＢ  ダイシングブレード
ＥＢ  導電性接着剤
ＥＵ  素子ユニット
ＨＢ  ハンダボール
ＩＳＷ  イメージセンサ・ウエハ
Ｌ１  配線層
Ｌ２  配線層
ＬＳ１  撮像レンズアレイ
ＬＳ２  撮像レンズアレイ
ＬＳ３  撮像レンズアレイ
ＬＳＹ  レンズ組立体
ＲＰ  樹脂板
Ｓ  開口絞り
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置５０の断面図である。図２は、図１に示す撮像装置５０の撮像素子周辺を拡大して示す断面図である。【００２２】
撮像装置５０は、撮像素子としてのイメージセンサ５１を有する。図２において、イメージセンサ５１には、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部５１ａが形成されており、その周囲には信号処理回路部５１ｂが形成されている。かかる信号処理回路部５１ｂは、詳細は図示しないが、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等が配置されており、これらは配線層Ｌ１のセンサパッド（端子）を介して、外部と信号の授受を行えるようになっている。【００２３】
また、イメージセンサ５１の受光側の平面（表面）から裏面にかけて貫通孔５１ｃが形成されている。イメージセンサ５１は、厚さが１００μｍ程度になるまで削られており、従って貫通孔５１ｃを形成する際に破損等を生じる恐れは少ない。貫通孔５１ｃ内に配置された導電部材５１ｄを介して、表面側の配線層Ｌ１の一部と、裏面側の配線層Ｌ２の一部とが導通している。【００２４】
イメージセンサ５１の裏面には、補強用の樹脂板５４が接着されている。樹脂板５４は、複数の導電部材５５をインサート成形している。導電部材５５の上端は、イメージセンサ５１の裏面側の配線層Ｌ２に接触しており、導電部材５５の下端側は、ハンダボールＨＢに接触している。ハンダボールＨＢは、撮像装置５０ごと不図示の基板上に載置した状態で高温のリフロー層を通過することで溶融し、基板の配線に対して電気的導通を確立することとなる。これにより、基板からイメージセンサ５１までの配線を行える。イメージセンサ５１と樹脂板５４とで、素子ユニットＥＵを構成する。【００２５】
イメージセンサ５１は、光電変換部５１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、導電部材５５等を介して基板上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度との色差信号、Ｖ（＝Ｂ―Ｙ）は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。【００２６】
次に、鏡枠５６及び撮像レンズ１０について説明する。鉄などの導電部材からなる鏡枠５６は、上端に円形内孔を形成したフランジ５６ａを有し、全体として筒状であって、内部に撮像レンズ群１０を収容してなる。鏡枠５６の下端は、樹脂板５４の側面に嵌合して、導電性接着剤（ハンダでも良い）により取り付けられている。ここで、詳細は後述するが、樹脂板５４の側面にはインサート成形された導電部材５５Ａが露出しており、樹脂板５４に嵌合した鏡枠５６と導通するようになっている。尚、導電部材５５Ａは、それとは別に設けられ配線層Ｌ２を介して導電部材５５Ａに接続された導電部材５５Ｂと、それに接触するハンダボールＨＢを介して、不図示の基板のアース配線に接続されている。【００２７】
図１において、イメージセンサ５１の上方には、接着剤Ｂを介してカバーガラス（ＩＲカットフィルタでも良い）５７が載置されている。カバーガラス５７上には、撮像レンズ１５がフランジ１５ａを突き当てるようにして載置され、その上には環状の遮光部材１４を介して撮像レンズ１３がフランジ１３ａを突き当てるようにして載置され、その上には環状の絞り部材１２を介して撮像レンズ１１がフランジ１１ａを突き当てるようにして載置されている。撮像レンズ１１のフランジ１１ａと鏡枠５６のフランジ部５６ａとの間には、環状の遮光部材１６が配置されている。絞り部材１２の内径の部分が、開口絞りＳとなっている。【００２８】
本実施の形態によれば、薄いイメージセンサ５１を補強する樹脂板５４の内部に導電部材５５をインサートすることによって、かかる導電部材５５を介して、イメージセンサ５１からの配線を基板の配線に導通させることができるため、ワイヤ結線が不要になって、省スペースを実現できる撮像装置を提供できる。更に、接地された導電部材５５Ａは、樹脂板５４の側面に露出しており、樹脂板５４に嵌合する鏡枠５６に導通するので、イメージセンサ５１のシールド機能を容易に発揮できる。【００２９】
次に、本実施の形態にかかる撮像装置の製造方法について説明する。図３〜７は撮像装置５０の製造工程を示す図である。まず、ウエハープロセスにより、複数のイメージセンサ５１及び配線層Ｌ１，Ｌ２がマトリクス状に配置されて成るイメージセンサ・ウエハＩＳＷが形成されているものとする。【００３０】
ここで、図３（ａ）に示すように、イメージセンサ・ウエハＩＳＷの上方に、ウエハ形状を呈した大判のカバーガラス板ＣＧを配置する。続いて、図３（ｂ）に示すように、イメージセンサ・ウエハＩＳＷの下部に、多数の導電部材５５（５５Ａ，５５Ｂを含む）をインサート成形した樹脂板５４を接合した後、下面を研磨して所定の厚さにする。この段階で、イメージセンサ５１を検査して、良品の素子ユニットＥＵのみを選別するものとする。その後、図３（ｃ）に示すように、接着した部材を不図示のダイシングブレードで切断して、個々の素子ユニットＥＵを形成する。【００３１】
尚、図３（ｃ）の素子ユニットＥＵを矢印IV方向に見た図４に示すように、隣接する素子ユニットＥＵの境界上に、導電部材５５Ａが形成されているので、点線で示すように素子ユニットＥＵが切断されると、その切断面に導電部材５５Ａが自然に露出することとなる。【００３２】
次に、図５に示すように、遮光部材１６と、マトリクス状に形成した撮像レンズ１１を有する撮像レンズアレイＬＳ１と，絞り部材１２と、マトリクス状に形成した撮像レンズ１３を有する撮像レンズアレイＬＳ２と，遮光部材１４と、マトリクス状に形成した撮像レンズ１５を有する撮像レンズアレイＬＳ３とをこの順序で重ね合わせて接着し、成形部材としてのレンズ組立体ＬＳＹを形成する。しかるに、レンズ組立体ＬＳＹにおいては、撮像レンズに不良品が混じることもある。そこで、組み立て前に撮像レンズ１１、１３，１５を検査して、いずれにも欠陥のない組み合わせを選別する。ここでは、撮像レンズ１１’に成形欠陥が生じたものとする。【００３３】
更に、図５及び図６（ａ）に示すように、レンズ組立体ＬＳＹにおける欠陥のない撮像レンズ１１、１３，１５の組み合わせのみに対応する位置に、選別した素子ユニットＥＵをそれぞれ配置して接着し、装置組立体ＡＳＹを形成する。その後、図５及び図６（ｂ）に示すように、接着した装置組立体ＡＳＹを、ダイシングブレードＤＢにより個々に切断分離する。このとき、欠陥のある撮像レンズ１１’を含む撮像レンズ群は廃却処分又はリサイクル処分とされるが、一般的に高価な素子ユニットＥＵを接着していないため、無駄が少なくなる。【００３４】
このようにして、良品の撮像レンズ群１０と、良品の素子ユニットＥＵのみを組み合わせたものに対して、図７に示すように、レンズ側から鏡枠５６を嵌合させ、導電性接着剤ＥＢにより導通可能なように樹脂板５４に固着することができる。その後、導電部材５５に対向してハンダボールＨＢを介在させた状態で、不図示の基板上に載置し、リフロー槽に搬送されることなる。【００３５】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。撮像レンズは単レンズ構成でもよい。
【図６】
2008102575.tif 000003
【図１】
2008102575.tif 000004
【図２】
2008102575.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
2008102575.tif 000009
【国際調査報告】
2008102575.tif 000010
2008102575.tif 000011
2008102575.tif 000012
2008102575.tif 000013