(57)【要約】【課題】電子機器におけるさらなる大容量小型化および省電力化のニーズに応えることができるようにする。【解決手段】外部の基板との信号の送受信に係る無線通信のためのアンテナを有し、前記アンテナがシリコン層とはんだバンプとの間に配置された再配線層の配線として形成されるＣＳＰ（Chip Size Package）である。【選択図】図１
2014170811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の基板との信号の送受信に係る無線通信のためのアンテナを有し、
前記アンテナがシリコン層とはんだバンプとの間に配置された再配線層の配線として形成される
ＣＳＰ（Chip Size Package）。
【請求項２】
前記アンテナに接続される回路が前記ＣＳＰの内部に形成され、
前記アンテナを構成する前記再配線層の配線が、前記はんだバンプが形成されていない位置に形成される
請求項１に記載のＣＳＰ。
【請求項３】
前記アンテナに接続される回路が前記ＣＳＰの外部に形成され、
前記アンテナを構成する前記再配線層の配線の端部が、前記はんだバンプが形成されている位置に形成される
請求項１に記載のＣＳＰ。
【請求項４】
前記ＣＳＰは、実装基板上に載置され、
前記実装基板における前記アンテナを構成する再配線層に対応する位置が空洞化されてホールが設けられている
請求項１に記載のＣＳＰ。
【請求項５】
前記実装基板の前記ホールに対応する位置にホーン型アンテナが設けられている
請求項４に記載のＣＳＰ。
【請求項６】
イメージセンサとして構成される
請求項１に記載のＣＳＰ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ＣＳＰ（Chip Size Package）に関し、特に、電子機器におけるさらなる大容量小型化および省電力化のニーズに応えることができるようにするＣＳＰに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンなどの電子機器では、内部の通信の高速化に伴い、電子機器内部のデータ伝送に係る通信方式が有線通信から無線通信に変わりつつある。これにより、さらなる大容量データの広帯域を用いた通信の実現が期待されている。
【０００３】
電子機器内部の通信を無線で行うことにより、例えば、回路基板上の信号配線を大幅に削減することができ、基板の小型化、電源グランドの安定化処置による信号品質の向上など、多くのメリットを作りだすことが可能になる。
【０００４】
例えば、電子機器内部のデータ伝送に係る無線通信に使用される帯域としてミリ波帯が利用できるようになってきており、広帯域を用いた通信が実現されている。ミリ波帯での無線通信は、電波の減衰が生じやすいので通信距離は短くなるが、電子機器内通信に特化した超近距離の通信には適している。
【０００５】
一方で、無線通信ではアンテナを介して信号の送受信を行うが、アンテナの設置スペースをできるだけ小さくすることが重要である。
【０００６】
例えば、携帯電話の場合、最初は棒状のアンテナが備え付けられていたものが、アンテナが携帯に内蔵されるようになり、現在では携帯の内部のフレキケーブル配線上にアンテナを配置することで、省スペース化への変遷を経てきた。
【０００７】
また、センサ基板、撮像処理制御基板、通信基板が本体の軸方向に接続端子の間隔で積層され、高密度で電子部品を実装し、センサ基板、撮像処理制御基板の側面の一部が切り欠かれて、その切り欠き部分に沿って、通信基板と接続されたアンテナを配置する構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１によれば、撮像処理制御基板の裏面側が、ハンダボールによる接続端子を介して通信基板と接続され、通信基板の両面には、電子部品等が実装されて例えばブルートゥース方式の通信モジュールが形成されている。そして、ＣＭＯＳセンサで光電変換された画像の信号を通信基板を介して外部のユニットに送信したり、ユニットからの指令の信号を受けて、照明や撮像の周期を変更等できるようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−０６５５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年の電子機器の小型化、薄型化の進展はめざましく、内部の回路等の実装サイズのさらなる小型化が求められている。例えば、特許文献１の技術では、アンテナがセンサチップ等と分離して形成されるため、小型化には限界がある。
【００１１】
また、例えば、携帯電話機のように、数百メートル乃至数キロメートルの間隔で配置された基地局のセル内で、端末と基地局間の無線による送受信をする場合、端末のアンテナの配置を特段気にする必要はなかった。
【００１２】
しかしながら、ミリ波帯の電子機器内の無線通信においては、電波の指向性を考慮する必要があるので、アンテナの配置が重要となる。
【００１３】
さらに、アンテナの配置を定めるにあたっては、インダクタンスの大きさやアンテナ効率を高める形状などを考慮する必要があるが、例えば、フレキシブルフラットケーブルを利用したアンテナではインダクタンスの大きさやアンテナ効率の維持に限界がある。
【００１４】
本技術はこのような状況に鑑みて開示するものであり、電子機器におけるさらなる大容量小型化および省電力化のニーズに応えることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本技術の一側面は、外部の基板との信号の送受信に係る無線通信のためのアンテナを有し、前記アンテナがシリコン層とはんだバンプとの間に配置された再配線層の配線として形成されるＣＳＰ（Chip Size Package）である。
【００１６】
前記アンテナに接続される回路が前記ＣＳＰの内部に形成され、前記アンテナを構成する前記再配線層の配線が、前記はんだバンプが形成されていない位置に形成されるようにすることができる。
【００１７】
前記アンテナに接続される回路が前記ＣＳＰの外部に形成され、前記アンテナを構成する前記再配線層の配線の端部が、前記はんだバンプが形成されている位置に形成されるようにすることができる。
【００１８】
前記ＣＳＰは、実装基板上に載置され、前記実装基板における前記アンテナを構成する再配線層に対応する位置が空洞化されてホールが設けられているようにすることができる。
【００１９】
前記実装基板の前記ホールに対応する位置にホーンアンテナが設けられているようにすることができる。
【００２０】
イメージセンサとして構成されるようにすることができる。
【００２１】
本技術の一側面においては、外部の基板との信号の送受信に係る無線通信のためのアンテナを有し、前記アンテナがシリコン層とはんだバンプとの間に配置された再配線層の配線として形成される。
【発明の効果】
【００２２】
本技術によれば、電子機器におけるさらなる大容量小型化および省電力化のニーズに応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本技術の一実施の形態に係るイメージセンサの構成例を示す断面図である。
【図２】再配線層に形成されるアンテナの例を示す図である。
【図３】再配線層に形成されるアンテナと、はんだバンプとの位置関係の例を説明する図である。
【図４】再配線層に形成されるアンテナと、はんだバンプとの位置関係の別の例を説明する図である。
【図５】本技術を適用したイメージセンサを、実装基板に配置する場合の構成例を示す断面図である。
【図６】本技術を適用したイメージセンサを、実装基板に配置する場合の別の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、ここで開示する技術の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１は、本技術の一実施の形態に係るイメージセンサの構成例を示す断面図である。
【００２６】
同図に係るイメージセンサ１０は、いわゆるＣＳＰ（Chip Size Package）のイメージセンサとして構成され、積層型のセンサ基板２２上にリブ２３を形成し、オンチップレンズ（すなわち、ガラス２１）が配置されて構成されている。
【００２７】
センサ基板２２は、主にシリコン層３０および絶縁層２８により形成されており、シリコン層３０上にセンサ部３１が設けられている。絶縁層２８の下部には、はんだバンプ２７が突出するように形成されている。
【００２８】
はんだバンプ２７は、例えば、イメージセンサ１０と外部の回路基板を接続するために用いられる。
【００２９】
また、絶縁層２８の内部に、はんだバンプ２７とセンサ基板２２の表面の配線等とを接続するための金属製の再配線層２６が形成されている。この例では、絶縁層２８の内部に、再配線層２６および再配線層２９が設けられている。
【００３０】
再配線層２６は、貫通ビア２５−１を介してセンサ基板２２の表面のアルミパッド２４−１と接続され、再配線層２９は、貫通ビア２５−２を介してセンサ基板２２の表面のアルミパッド２４−２と接続されている。
【００３１】
近年、スマートフォンなどの電子機器では、内部の通信の高速化に伴い、電子機器内部のデータ伝送に係る通信方式が有線通信から無線通信に変わりつつある。これにより、さらなる大容量データの広帯域を用いた通信の実現が期待されている。
【００３２】
電子機器内部の通信を無線で行うことにより、例えば、回路基板上の信号配線を大幅に削減することができ、基板の小型化、電源グランドの安定化処置による信号品質の向上など、多くのメリットを作りだすことが可能になる。例えば、従来の高速有線通信で使用されていたフレキケーブルやプリント基板上の信号配線の多くが不要となる。また、有線通信の際の信号品質向上のためのインピーダンスマッチングの処置が不要となり、部品点数の削減、製造ばらつきへの懸念の払拭などが期待できる。
【００３３】
また、電子機器内部のデータ伝送に係る無線通信に使用される帯域としてミリ波帯が利用できるようになってきており広帯域を用いた通信が実現されている。ミリ波帯での無線通信は、電波の減衰が生じやすいので通信距離は短くなるが、電子機器内通信に特化した超近距離の通信には適している。例えば、信号処理回路などから出力される信号を、ミリ波帯の搬送波により変調した高周波信号を生成し、アンテナを介して基板間で送受信することが可能である。
【００３４】
一方で、無線通信ではアンテナを介して信号の送受信を行うが、アンテナの設置スペースをできるだけ小さくすることが重要である。
【００３５】
そこで、本技術では、ＣＳＰの再配線層にアンテナを形成する。例えば、再配線層２６にアンテナを形成する。
【００３６】
図２は、再配線層に形成されるアンテナの例を示す図である。同図には、再配線層２６上に形成されるアンテナとしての配線６１が示されている。なお、配線６１は、例えば、金属の薄膜などとして形成されることになり、図中右側の端部にマイナス端子６１ａとプラス端子６１ｂが示されている。
【００３７】
図２に示される構成の場合、マイナス端子６１ａとプラス端子６１ｂは、ＣＳＰの内部の回路であって、例えば、シリコン層３０に形成されるＲＦ回路に接続されるようになされている。ここで、ＲＦ回路は、例えば、無線通信において必要となる変調、復調などの機能を提供する回路とされる。すなわち、ＣＳＰとして構成されるイメージセンサ１０の内部でＲＦ回路およびアンテナが形成されることになる。このようにすることで、チップ面積を有効活用して小型化を図ることができる。
【００３８】
なお、図２の例では、矩形のループアンテナを形成する配線６１の形状が示されているが、例えば、線状アンテナや板状アンテナが形成されるようにしてもよい。
【００３９】
図３は、再配線層２６に形成されるアンテナと、はんだバンプ２７との位置関係の例を説明する図である。
【００４０】
上述したように、ＣＳＰとして構成されるイメージセンサ１０の内部でＲＦ回路およびアンテナが形成されるようにする場合、アンテナのマイナス端子６１ａとプラス端子６１ｂは、シリコン層３０に形成されるＲＦ回路に接続されるので、マイナス端子６１ａとプラス端子６１ｂをはんだバンプ２７に接続する必要がない。このため、図３に示されるように、はんだバンプ２７が形成されていない位置にアンテナが形成されるようにすればよい。
【００４１】
なお、説明を簡単にするために図３では同一平面上に表示されているが、実際には、アンテナを形成する配線とはんだバンプは、異なる層に形成されている。
【００４２】
図３の例では、ループアンテナを形成する再配線層の配線６１、線状アンテナを形成する再配線層の配線６２、および、板状アンテナを形成する再配線層の配線６３が示されている。配線６１乃至配線６３は、いずれも、はんだバンプ２７が形成されていない位置に形成されている。
【００４３】
あるいはまた、ＲＦ回路がＣＳＰの外部に配置されるようにしてもよい。このようにすることで、例えば、ＣＳＰの構成を簡単にすることができ、低コスト化を図ることができる。図４は、再配線層２６に形成されるアンテナと、はんだバンプ２７との位置関係の別の例を説明する図である。
【００４４】
ＣＳＰとして構成されるイメージセンサ１０の内部にアンテナが形成され、ＣＳＰの外部のＲＦ回路と接続されるようにする場合、アンテナのマイナス端子６１ａとプラス端子６１ｂをはんだバンプ２７に接続する必要がある。このため、図４に示されるように、はんだバンプ２７の位置にアンテナの端子が形成されるようにすればよい。
【００４５】
図４の例では、ループアンテナを形成する再配線層の配線７１、線状アンテナを形成する再配線層の配線７２、および、板状アンテナを形成する再配線層の配線７３が示されている。配線７１乃至配線７３においては、いずれも、アンテナの端子の位置がはんだバンプ２７が形成されている位置と等しくなるように形成されている。
【００４６】
このように、本技術では、再配線層２６にアンテナを形成するようにしたので、例えば、シリコン層３０の配線としてアンテナを形成する場合と比較して配線設計を簡素化することができる。
【００４７】
すなわち、シリコン層３０には、イメージセンサに係る各種の回路に用いられる配線が既に形成されており、このような配線のパターンに影響を与えないようにアンテナを形成することは難しい。これに対して本技術では、シリコン層３０の配線にとらわれることなく、自由にアンテナを配置することができ、また、チップの面積を有効活用して小型化を図ることが可能となる。
【００４８】
また、図１を参照して上述したように、イメージセンサ１０において無線通信による信号の入出力が可能となれば、例えば、製品選別の工程の際に、無線による選別作業を行えることが期待される。すなわち、非接触で導通テストなどを行ってＣＳＰの選別が行えるようになり、例えば、テストに係る工程を大幅に簡素化して低コスト化を実現でき、プローブによる針跡などに起因する製造歩留まりの低下を回避することもできる。
【００４９】
図５は、本技術を適用したイメージセンサ１０を、実装基板１１に配置する場合の構成例を示す断面図である。
【００５０】
図５の例では、実装基板１１上にＣＳＰとして構成されたイメージセンサ１０が配置されており、イメージセンサ１０と実装基板１１とは、はんだバンプ２７により電気的に接続されている。実装基板１１には、イメージセンサ１０以外のチップなどが適宜配置され、このようなチップとイメージセンサ１０とが実装基板１１に形成される配線などを介して電気的に接続される。
【００５１】
また、図５の例では、実装基板１１にホール１１ａが形成されている。ホール１１ａは、実装基板１１の一部を空洞化したものとされる。
【００５２】
上述したように、イメージセンサ１０のアンテナは再配線層２６に形成されているので、再配線層２６の位置に対応する部分にホール１１ａが形成されている。上述したように、実装基板１１には配線が形成されており、この配線は金属の薄膜などとして形成される。イメージセンサ１０のアンテナから出力される電波が実装基板１１に形成された配線などにより吸収されたり遮蔽されたりすることのないようホール１１ａが形成されている。
【００５３】
図５に示されるように、実装基板１１において、イメージセンサ１０のアンテナが形成される再配線層２６に対応する位置にホール１１ａを形成することにより無線通信の品質を向上させることができる。
【００５４】
図６は、本技術を適用したイメージセンサ１０を、実装基板１１に配置する場合の別の構成例を示す断面図である。
【００５５】
図６の例でも、図５の場合と同様に、実装基板１１上にＣＳＰとして構成されたイメージセンサ１０が配置されており、イメージセンサ１０と実装基板１１とは、はんだバンプ２７により電気的に接続されている。また、図５の場合と同様に、実装基板１１にホール１１ａが形成されている。
【００５６】
図６の例の場合、図５の場合とは異なり、ホール１１ａに対応する位置にホーンアンテナ１２が設けられている。ホーンアンテナ１２は、例えば、金属を材料として形成され、図中下に向かって開口する形状とされている。ホーンアンテナ１２を介して電波を送信することにより、電波の強度を高めたり、指向性を高めることが可能となる。
【００５７】
図６に示されるように、実装基板１１において、イメージセンサ１０のアンテナが形成される再配線層２６に対応する位置にホール１１ａを形成し、さらにホーンアンテナ１２を設けることにより無線通信の品質をさらに向上させることができ、また、無線通信の省電力化が可能となる。
【００５８】
以上においては、本技術を、ＣＳＰとして構成されたイメージセンサに適用する場合の例について説明したが、それ以外のチップに対しても本技術を適用することが可能である。
【００５９】
なお、本明細書において上述した一連の処理は、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００６０】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００６１】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【００６２】
（１）
外部の基板との信号の送受信に係る無線通信のためのアンテナを有し、
前記アンテナがシリコン層とはんだバンプとの間に配置された再配線層の配線として形成される
ＣＳＰ（Chip Size Package）。
（２）
前記アンテナに接続される回路が前記ＣＳＰの内部に形成され、
前記アンテナを構成する前記再配線層の配線が、前記はんだバンプが形成されていない位置に形成される
（１）に記載のＣＳＰ。
（３）
前記アンテナに接続される回路が前記ＣＳＰの外部に形成され、
前記アンテナを構成する前記再配線層の配線の端部が、前記はんだバンプが形成されている位置に形成される
（１）に記載のＣＳＰ。
（４）
前記ＣＳＰは、実装基板上に載置され、
前記実装基板における前記アンテナを構成する再配線層に対応する位置が空洞化されてホールが設けられている
（１）乃至（３）のいずれかに記載のＣＳＰ。
（５）
前記実装基板の前記ホールに対応する位置にホーン型アンテナが設けられている
（４）に記載のＣＳＰ。
（６）
イメージセンサとして構成される
（１）乃至（５）のいずれかに記載のＣＳＰ。
【符号の説明】
【００６３】
１０  イメージセンサ，  １１  実装基板，  １２  ホーンアンテナ，  １３  ガラス，  ２２  センサ基板，  ２３  リブ，  ２４−１，  ２４−２  アルミパッド，  ２５−１，  ２５−２  貫通ビア，  ２６  再配線層，  ２７  はんだバンプ，  ２８  絶縁層，  ２９  再配線層，  ３０  シリコン層，  ６１乃至６３  配線，  ７１乃至７３  配線
【図１】
2014170811.tif 000003
【図２】
2014170811.tif 000004
【図３】
2014170811.tif 000005
【図４】
2014170811.tif 000006
【図５】
2014170811.tif 000007
【図６】
2014170811.tif 000008