(57)【要約】【課題】接合部の強度試験が容易な撮像装置１Ａを提供する。【解決手段】撮像装置１Ａは、ベースフィルム２２に配設された複数のインナーリード２１からそれぞれ延設された複数のフライングリード２３を有する配線板２０と、それぞれのフライングリード２３の先端部と接合された複数の接合端子１２が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップ１０と、を具備し、ベースフィルム２２の端辺に形成された切り欠き部２４から突出している他のフライングリードよりも長いフライングリード２３Ｄと接合端子１２Ｄとの接合が破断している。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフィルムに配設された複数のインナーリードからそれぞれ延設された複数のフライングリードを有する配線板と、それぞれのフライングリードの先端部と接合された複数の接合端子が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップと、を具備する撮像装置であって、
前記ベースフィルムの端辺に形成された切り欠き部から突出している、他のフライングリードよりも長いフライングリードと、接合端子との、接合が破断していることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
ベースフィルムに配設されたインナーリードから延設された、他のフライングリードよりも長いフライングリードを含む複数のフライングリードの先端が、延設方向に直交する直線上にある配線板と、
それぞれが前記配線板の前記フライングリードの先端部と接合された接合端子が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップと、を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記ベースフィルムの前記切り欠き部の端面と前記撮像チップの端面との間の長さが、接合強度試験用の治具のフックの直径の２倍以上５倍以下であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記切り欠き部から突出している、他のフライングリードよりも長いフライングリードが、接合強度試験用のダミーリードであり、
前記ダミーリードと前記接合端子との接合不良が前記撮像チップの入出力信号に影響を及ぼさないことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
最外周のフライングリードが、前記ダミーリードであることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
端辺に平行な直線上に複数の接合端子が配設されている撮像チップが作製される工程と、
ベースフィルムにインナーリードが配設された配線板が作製される工程と、
前記配線板の前記ベースフィルムの端部が選択的に除去され前記インナーリードの先端部が前記ベースフィルムの端辺から突出したフライングリーになるときに、切り欠き部が形成されることで、他のフライングリードよりも長いフライングリードが形成される工程と、
前記撮像チップの接合端子と、前記配線板のフライングリードの先端部とが、接合される工程と、を具備することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記ベースフィルムの前記切り欠き部の端面と前記撮像チップの端面との間の長さが、接合強度試験用の治具のフックの直径の２倍以上５倍以下であることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項８】
他のフライングリードよりも長い前記フライングリードが、接合強度試験用のダミーリードであり、
前記ダミーリードと前記接合端子との接合不良が前記撮像チップの入出力信号に影響を及ぼさないことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項９】
最外周のフライングリードが、前記ダミーリードであることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置の接合強度試験方法であって、
他のフライングリードよりも長い前記フライングリードに、引張試験用治具のフックが引っ掛けられる工程と、
前記引張試験用治具を引き上げながら応力が測定されることで、接合部の強度が測定される工程と、を具備することを特徴とする撮像装置の接合強度試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像チップが配線板のフライングリードと接合されている撮像装置、前記撮像装置の製造方法、及び前記撮像装置の接合強度試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−２３１４００号公報には、半導体チップと信号を送受信するために、半導体チップのバンプと配線板のフライングリードとを接合することが開示されている。接合部の信頼性を担保するためには、実際に接合強度を測定する必要がある。接合強度試験を行うには、フライングリードに、引張試験用治具のフックを引っ掛ける必要がある。
【０００３】
しかし、装置の小型化等のためには、接合後に半導体チップの端面と配線板の端面との間の距離、すなわち、半導体チップと配線板との間のフライングリードの長さは短いほど好ましい。特に電子内視鏡用の撮像装置では小型化が強く要求されている。
【０００４】
このため、小型の撮像装置では、引張試験用治具のフックをフライングリードに引っ掛けることが容易ではなく、接合強度試験が容易ではない場合があった。
【０００５】
また、接合強度試験は破壊試験であるため、試験後の装置は製品として使用することができず、特に少量多品種生産の場合には、製造歩留まり低下の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３１４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、接合部の接合強度試験が容易な小型の撮像装置、前記撮像装置の製造方法、及び容易に行うことができる撮像装置の接合強度試験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】
【０００８】
本発明の実施形態の撮像装置は、ベースフィルムに配設された複数のインナーリードからそれぞれ延設された複数のフライングリードを有する配線板と、それぞれのフライングリードの先端部と接合された複数の接合端子が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップと、を具備する撮像装置であって、前記ベースフィルムの端辺に形成された切り欠き部から突出している、他のフライングリードよりも長いフライングリードと、接合端子との、接合が破断している。
【０００９】
また、別の実施形態の撮像装置は、ベースフィルムに配設されたインナーリードから延設された、他のフライングリードよりも長いフライングリードを含む複数のフライングリードの先端が、延設方向に直交する直線上にある配線板と、それぞれが前記配線板の前記フライングリードの先端部と接合された接合端子が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップと、を具備する。
【００１０】
また、別の実施形態の撮像装置の製造方法は、端辺に平行な直線上に複数の接合端子が配設されている撮像チップが作製される工程と、ベースフィルムにインナーリードが配設された配線板が作製される工程と、前記配線板の前記ベースフィルムの端部が選択的に除去され前記インナーリードの先端部が前記ベースフィルムの端辺から突出したフライングリーになるときに、切り欠き部が形成されることで、他のフライングリードよりも長いフライングリードが形成される工程と、前記撮像チップの接合端子と、前記配線板のフライングリードの先端部とが、接合される工程と、を具備する。
【００１１】
更に、別の実施形態の撮像装置の接合強度試験方法は、端辺に平行な直線上に複数の接合端子が配設されている撮像チップが作製される工程と、ベースフィルムにインナーリードが配設された配線板が作製される工程と、前記配線板の前記ベースフィルムの端部が選択的に除去され前記インナーリードの先端部が前記ベースフィルムの端辺から突出したフライングリーになるときに、切り欠き部が形成されることで、他のフライングリードよりも長いフライングリードが形成される工程と、前記撮像チップの接合端子と、前記配線板のフライングリードの先端部とが、接合される工程と、他のフライングリードよりも長い前記フライングリードに、引張試験用治具のフックが引っ掛けられる工程と、前記引張試験用治具を引き上げながら応力が測定されることで、接合部の強度が測定される工程と、を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接合部の接合強度試験が容易な小型の撮像装置、前記撮像装置の製造方法、及び容易に行うことができる撮像装置の接合強度試験方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の撮像装置の上面図である。
【図２】第１実施形態の撮像装置の図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】第１実施形態の撮像装置の製造方法及び撮像装置の接合強度試験方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための上面図である。
【図５】第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための上面図である。
【図６】第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための側面図である。
【図７】第１実施形態の撮像装置の接合強度試験方法を説明するための側面図である。
【図８】第１実施形態の撮像装置の接合強度試験方法を説明するための側面図である。
【図９】第２実施形態の撮像装置の上面図である。
【図１０】第２実施形態の撮像装置の上面図である。
【図１１】第２実施形態の撮像装置の図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、本実施形態の撮像装置１は、平面視矩形の撮像チップ１０と配線板２０とを具備する。シリコン等の半導体からなる撮像チップ１０の主面には、ＣＭＯＳイメージセンサ等からなる受光部１１が形成されており、更に、受光部１１と、それぞれの配線１３により接続された複数の接合端子１２が配設されている。複数の接合端子１２は、端辺に平行な直線Ｌ２上に列設されている。
【００１５】
配線板２０は、例えばポリイミド等の絶縁性樹脂からなるベースフィルム２２に、銅等の導体からなるインナーリード２１が配設されている。インナーリード２１のランド電極２１Ａにはチップ部品２５が実装されている。そして、インナーリード２１は絶縁性樹脂からなる保護層２６で覆われている。
【００１６】
インナーリード２１の端部からは長さＤのフライングリード２３が延設されている。後述するように、配線板の端部の、インナーリード２１は除去せずベースフィルム２２を除去することで、インナーリード２１の先端部がフライングリード２３になっている。すなわち、インナーリード２１とフライングリード２３とは一体不可分で同じ材料からなる。
【００１７】
撮像チップ１０の端面とベースフィルム２２の端面との間の端面間長さ（端面間距離）Ｇは短いほど、撮像装置の小型化が容易である。ここで、配線板２０のベースフィルム２２の端面の最外周部には切り欠き部２４が形成されている。このため、切り欠き部２４から突出しているフライングリード２３Ｄの長さＤ２は他のフライングリード２３の長さＤ１より長い。フライングリード２３Ｄは長さＤ２が長いため、撮像チップ１０の端面とベースフィルム２２の端面との間の長さ（Ｇ２）は、他のフライングリード２３の端面間長さＧ１よりも長い。このため、フライングリード２３Ｄには、引張試験用治具のフック３０（図７参照）を引っ掛けることが容易である。
【００１８】
このため、撮像装置１は、端面間長さＧ１が短く小型であるが、接合強度試験用のフライングリード２３Ｄは端面間長さＧ２が長いため接合強度試験が容易である。
【００１９】
次に、図３のフローチャートに沿って、撮像装置１の製造方法、及び接合強度試験方法について説明する。
【００２０】
＜ステップＳ１１＞
シリコン等からなる半導体ウエハに、公知の半導体製造技術を用いて、ＣＭＯＳイメージセンサからなる複数の略矩形の受光部１１が主面に形成される。受光部１１はＣＣＤ等であってもよい。そして、受光部１１と信号を送受信するために、それぞれが配線１３で受光部１１と接続された複数の接合端子１２が一列に配設される。
【００２１】
接合端子１２は、平坦な電極パッドにスタッドバンプ法により配設された金バンプである。バンプ形成方法としてめっき法でもよく、材質も、はんだ等でもよい。
【００２２】
そして、半導体ウエハを切断し個片化することで、複数の撮像チップ１０が作製される。なお、撮像チップ１０の受光部１１を覆うようにカバーガラス等が接着されていてもよい。
【００２３】
＜ステップＳ１２＞
図４に示すように、公知の配線板作製技術を用いて、ベースフィルム２２にインナーリード２１が配設された配線板２０Ｘが作製される。ベースフィルム２２の端面Ｌ１は長手方向に直交している。インナーリード２１には、ランド電極２１Ａが形成されている。ランド電極２１Ａ以外は保護層２６で覆われている。保護層２６及びランド電極２１Ａは形成されていなくともよい。
【００２４】
ベースフィルム２２として、ポリイミド、ポリエステル、又は液晶ポリマー（ＬＣＰ）等を用いることができる。インナーリード２１は銅配線であり、銅箔のエッチング法、又は銅めっき法等により配設される。
【００２５】
＜ステップＳ１３＞
図５に示すように、配線板２０Ｘのベースフィルム２２の端部のベースフィルム２２が選択的に除去されることで、インナーリード２１の先端部がベースフィルム２２の端辺から突出したフライングリード２３となる。ベースフィルム２２の選択的除去には、例えば溶剤を用いてエッチング法により行われる。すなわち、ベースフィルム２２を溶解するが、インナーリード２１には影響を及ぼさない有機溶剤が使用される。例えば、ベースフィルム２２がポリイミドからなりインナーリード２１が銅からなる場合、溶剤として非ヒドラジン系のアルカリ水溶液を用いてウェットエッチングを行う。
【００２６】
フライングリード２３形成部以外のベースフィルム２２の表面は、有機溶剤により溶解しないマスクが形成される。
【００２７】
ベースフィルム２２の端面Ｌ１は長手方向に直交していたため、複数のインナーリード２１の先端は、長手方向に直交する直線上にある。
【００２８】
フライングリード２３の形成時に、ベースフィルム２２は、インナーリード２１Ｄが配設されている外周部の端部に切り欠き部２４を形成するように除去される。このため、最外周のフライングリード２３Ｄの長さＤ２は、他のフライングリード２３よりも長い。
【００２９】
なお、切り欠き部２４から突出している接合強度試験用のフライングリード２３Ｄは２本以上あってもよい。
【００３０】
また、図５に示すように、ランド電極２１Ａに、コンデンサ、インダクタ、半導体チップ等が例えばはんだ接合により実装される。
【００３１】
なお、実施形態の説明では、配線板２０として、片面のみにインナーリード２１が配設された片面配線板を示しているが、両面配線板、又は多層配線板でもよい。
【００３２】
なお、ステップＳ１１の撮像チップ作製工程と、ステップＳ１２、Ｓ１３の配線板作製工程とは、順序が逆であってもよい。
【００３３】
また、撮像チップは、２以上の端面にそって、それぞれ複数の接合端子１２からなる接合端子群が配設されていてもよい。この場合には、次の接合工程で、それぞれの接合端子群に、それぞれの配線板が接合されるが、少なくとも１つの配線板に配線板２０のように切り欠き部２４が形成されていればよい。
【００３４】
＜ステップＳ１４＞
図６に示すように、撮像チップ１０の接合端子１２と配線板２０のフライングリード２３の先端部とが接合される。すなわち、複数のフライングリード２３（２３Ｄ）と複数の接合端子１２（１２Ｄ）とが位置合わせされ、一括ボンディング方式で熱圧着される。狭ピッチで配設されている接合端子１２と、配線板２０のインナーリード２１との位置あわせを行うことは容易ではない。しかし、インナーリード２１から延設されているフライングリード２３と接合端子１２との位置あわせは容易である。
【００３５】
ボンディング方法としては、フライングリード２３と接合端子１２とを１箇所ずつ接続するシングルポイントボンド方式でもよいし、超音波併用熱圧着方式等でもよい。
【００３６】
なお、少なくともフライングリード２３Ｄの一部が、撮像チップ１０の端面とベースフィルム２２の端面との間の空間にあり、引張試験用治具のフック３０（図７参照）をフライングリード２３Ｄに引っ掛けることができれば、ベースフィルム２２の一部が撮像チップ１０の上にあってもよい。この場合には、撮像チップ１０とベースフィルム２２とを接着固定できるため撮像装置の信頼性が向上する。
【００３７】
なお、この段階で、撮像装置１は完成品と見なすこともできる。
【００３８】
＜ステップＳ１５＞
撮像装置１では、接合部の信頼性を担保するための接合強度試験が、始業時検査又は抜き取り検査等として行われる。
【００３９】
接合強度試験は、図７に示すように、引張試験器の引張試験用治具のフック３０をフライングリード２３Ｄに引っ掛けた状態で、垂直方向に治具を徐々に移動しながら応力を測定することで行われる。
【００４０】
フック３０は先端部がフライングリード２３Ｄに引っ掛けやすいようにＪ字形状又はＬ字形状であり、例えば直径（幅）Ｗが５０μｍである。このため、フック３０を挿入するためには、撮像チップ１０の端面とベースフィルム２２の端面との間に、長さ（Ｇ２）が１００μｍ以上、幅が２５０μｍ以上の空間があることが好ましく、特に好ましくは長さ（Ｇ２）は１５０μｍ以上である。長さ（Ｇ２）は２５０μｍ超あっても効果は変わらない。すなわち、フック３０の直径（幅）Ｗに対し、フック３０を引っ掛けることのできるフライングリードの長さ（Ｇ２）は、２Ｗ以上５Ｗ以下が好ましい。一方、他のフライングリードの端面間長さ（Ｇ１）は小型化のため、０以上Ｗ以下であることが好ましい。
【００４１】
撮像チップ１０の端面とベースフィルム２２の端面との間の距離（長さ：Ｇ）は装置小型化のためには短いほど好ましい。撮像装置１では、フック３０を挿入するためのスペースが形成されているフライングリード２３Ｄを用いて試験を行うため、他のフライングリード２３の長さＧ１を短くできる。このため撮像装置１は小型である。
【００４２】
なお、切り欠き部２４、すなわち、インナーリード２１Ｄをベースフィルム２２の端辺の中央部に形成してもよいが、作業効率改善のために最外周部に形成することが好ましい。
【００４３】
図８に示すように、フック３０が徐々に引き上げられていくと、やがて、フライングリード２３Ｄと接合端子１２Ｄとの接合が破断する。この破断時の応力が接合強度である。なお、破断は、接合面が破断するだけでなく、接合強度が強い場合には、接合端子１２が配線板２０から破断したり、フライングリードが破断したりすることもある。
【００４４】
以上の説明のように、撮像装置１は、ベースフィルム２２より突出した複数のフライングリード２３を有する配線板２０と、複数のフライングリード２３とボンディングにより接続される接合端子１２を有する撮像チップ１０とを備え、ベースフィルム２２のフライングリード２３Ｄが突出している部分に切り欠き部２４が形成されている。
【００４５】
言い換えれば、撮像装置１は、ベースフィルム２２に配設されたインナーリード２１から延設された長さが他のフライングリード２３より長いフライングリード２３Ｄ、を含む複数のフライングリード２３の先端が、延設方向に直交する直線Ｌ１上にある配線板２０と、それぞれが配線板２０のフライングリード２３の先端部と接合された接合端子１２が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップ１０と、を具備する。
【００４６】
撮像装置１は、接合部の強度試験が容易である。すなわち、フライングリード２３Ｄが形成されたベースフィルム２２の一部にボンディングプル強度試験用スペースである切り欠き部２４を形成することによって、ボンディング強度容易に測定・確認できるので、確実な検査を確保することが可能になり、品質の安定・向上に寄与できる。
【００４７】
また、実施形態の撮像装置の製造方法によれば、接合部の接合強度試験が容易な、小型の撮像装置を製造できる。更に実施形態の撮像装置の接合強度試験方法は、容易に行うことができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の撮像装置１Ａは、撮像装置１と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００４９】
図１１に示すように、撮像装置１Ａでは、他のフライングリード２３よりも長いフライングリード２３Ｄ１は接合強度試験用のダミーリードである。本明細書においてダミーリードとは、接合端子１２Ｄ１との接合不良が撮像チップの入出力信号に影響を及ぼさないフライングリード２３である。配線板２０のフライングリード２３Ｄ１の先端部と、撮像チップ１０の接合端子１２Ｄ１とは、接合される。しかし、接合端子１２Ｄ１は受光部１１と接続されていない。なお接合端子１２Ｄ１（フライングリード２３Ｄ１）が、例えば、２本あるアース電位電極（電位線）のうちの１つであれば、受光部１１と接続されていてもよい。
【００５０】
撮像装置１Ａは、撮像装置１の効果を有し、更に破壊試験である接合強度試験を行った後も製品として使用できる。撮像装置１Ａは、接合強度試験を全数検査とすることで、信頼性を確実に担保できる。また、抜き取り試験を行っても歩留まりが低下することがない。
【００５１】
なお、図９及び図１０に示す撮像装置１Ａのように、試験後に接合部を含めたフライングリード２３が封止樹脂４０により封止されてもよい。もちろん、試験を行わなかった撮像装置１においても接合部等を封止樹脂４０により封止してもよい。
【００５２】
また、撮像チップ１０の受光部１１を覆うようにカバーガラスを接着した場合には、カバーガラスの側面まで封止樹脂４０が封止してもよい。なお、配線板２０の他端の接続電極（不図示）に信号ケーブルが、はんだ付けされてもよい。更に、撮像チップ１０の受光部１１の上部に、光学部品として、プリズム又はレンズ等が接着されていてもよい。
【００５３】
なお、撮像装置１Ｂは、ベースフィルム２２に配設された複数のインナーリード２１からそれぞれ延設された複数のフライングリード２３を有する配線板２０と、それぞれのフライングリード２３の先端部と接合された複数の接合端子１２が、端辺に平行な直線上に列設されている撮像チップ１０と、を具備し、ベースフィルム２２の端辺に形成された切り欠き部２４から突出しているため他のフライングリードよりも長いフライングリード２３Ｄ１と接合端子１２Ｄ１との接合部が破断している。
【００５４】
しかし、フライングリード２３Ｄ１が、接合端子１２Ｄ１との接合不良が撮像チップ１０の入出力信号に影響を及ぼさないダミーリードであるため、撮像装置１Ａは製品として使用可能である。
【００５５】
また、少なくとも１本がダミーリード２３Ｄ１であれば、残りの接合強度試験用の長いフライングリード２３Ｄが受光部１１と接続されていてもよい。
【００５６】
上記実施形態の撮像装置等は小型であり少量多品種生産に適しているため、特に電子内視鏡の先端部に配設する撮像装置等に用いることができる。
【００５７】
本発明は上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１Ａ…撮像装置、１０…撮像チップ、１１…受光部、１２、１２Ｄ…接合端子、１３…配線、２０…配線板、２１、２１Ｄ…インナーリード、２１Ａ…ランド電極、２３、２３Ｄ…フライングリード、２４…切り欠き部、２５…チップ部品、２６…保護層、３０…フック、４０…封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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