(57)【要約】【課題】受光面が非常に大きな割合を占めるイメージセンサにおいて保護ガラスを取り付け入出力信号の電極を露出させて信号処理基板の電極と直接接続させるために非常に小さな部分で接続を行う必要があった。そのため接続強度の低下など製品としての信頼性の低下を招く結果となった。【解決手段】本来イメージセンサの受光面保護の目的で取り付けていたガラスに電極と配線を形成しイメージセンサと信号処理基板間の電極の信号の送受信をガラス上の電極及び配線を通じて行うようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージセンサの受光面に貼り付けるガラスに導電材料にて配線と外部電極を形成しイメージセンサの電極とガラス表面上の配線を電気的に接続させて、そのガラスの電極と信号処理を行う基板電極も電気的に接続させてイメージセンサと信号処理の基板との信号の送受信をイメージセンサ受光面の保護を目的としたガラス上に形成した配線より行うことを特徴とした構造を持つイメージセンサ
【請求項２】
請求項１において用いるイメージセンサの電極とガラスの電極との接続はイメージセンサとガラスとの間隔を保持するためにイメージセンサ又はガラスの電極または双方を凸形状の電極として一方の金属を溶融させて接続、又は電極間に導通粒子を介在させて電気的導通を確保すると同時にガラスとイメージセンサ受光面との間隔を保持することを特徴とする構造を有したイメージセンサ
【請求項３】
請求項１においてガラス表面上に電気的導通性を有しない部材を形成してイメージセンサの受光面以外の部分に接触させてガラスとイメージセンサ受光面との間隔を保持することを特徴とする構造を有したイメージセンサ
【請求項４】
請求項１、２，３においてガラスとイメージセンサ間の空間にゴミや液体または多量の水分を含んだ空気が侵入してくることを防ぐためにシール材を取り付け防止するとともにそのシール材の塗布形状において外気と通じる孔を設けてガラスとイメージセンサ間の空間で露となった水分が蒸発して外気に逃げて行くようにしたことを特徴としたイメージセンサ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は半導体であるイメージセンサと信号処理を行う基板との信号送受信を行うためにイメージセンサと基板の電極間の電気的接合を行う構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来のイメージセンサはその受光面をゴミや外力から保護するために光を透過する材料として石英ガラスを図１７や図１８のように貼り付けていた。
そして光をガラスを通じて受光したイメージセンサからはワイヤボンディングやフィンガーリードを用いて信号処理基板の電極と接続を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来の実施例ではイメージセンサーの電極と信号処理を行う基板の電極を直接に配線材の金属ワイヤやフィンガーリードを接続させて電気的導通を行うために絶縁材料のガラスから露出させる必要があった。
さらにガラスとイメージセンサとの接着面積が小さくなるためイメージセンサのチップサイズに対して受光面積の大きいイメージセンサチップでは十分なガラスの接着強度を得ることが難しく更に接続部分もガラスの存在のため非常に小さな部分となり十分に熱や荷重を加えることが困難になる問題を有していた。その結果、接続の信頼性が低下する問題を有していた。
またイメージセンサーにマイクロレンズが設けてある場合、イメージセンサーチップとガラスとの間でマイクロレンズ保護のため空間を要する必要がありそのためガラスを接着する際には空間を確保する部材を別に設ける必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】イメージイメージセンサ受光面の保護を目的に貼り付けていたガラスに電気的導通が可能な配線を設けてイメージセンサの保護のみならずイメージセンサの電極と基板電極との電気的導通路としての橋渡しを行うようにする。
またガラスとイメージセンサ間の空間を維持するためにガラス電極上又はイメージセンサ電極上に突起の導電材料を用いたバンプ又は配線材料もしくは配線材の上に一定の厚みの絶縁材料を形成することで空間を確保できるようにする。
【発明の効果】
【０００５】ガラス表面上に配線を形成することでイメージセンサの電極を露出させる必要は無く受光面がチップサイズに対してその割合が大きくなっても信頼性に必要な接続面積を得ることが可能となった。
しかもガラス貼り付けと同時にイメージセンサ電極の電気的接続を外部電極まで導通させることが出来るため製造工程でガラス貼付と電極の接続を分けて行う必要がなく製造工程の短縮を行うことが出来た。
また凸型電極もしくは導通粒子を電極間に介在させることよりガラスとイメージセンサ間の空間を製造上安定的にかつ接続工程内で実施できるようになった。
しかも接続部分はガラスを通じて透過して観察することができるため接続性の検査を目視にて行うことができる利点を保持することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】ガラス表面上のイメージセンサ電極と接続する位置と信号処理基板の電極と接続する位置に電気的導通材料で電極を形成しその電極間にも導通材料で配線を形成する。
そしてイメージセンサ電極とガラス上の電極を接続しガラス上に形成した配線を通じて信号処理基板の電極まで電気的導通を実現する。
図１のようにイメージセンサーの受光側に面するガラス面においてイメージセンサ４の電極配置に合わせて導通材料で配線３０を設ける。配線材料はＩＴＯ，Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、半田などの金属をはじめとする導通材料を用いてＣＶＤ、蒸着、めっき又はインクジェット方式や印刷方式などの塗布手段を用いて配線を作成する。
配線形状はイメージセンサーチップの電極からチップの外側に伸びる形で図１のように配置する。配線の構造は単一の材料を用いて行ってもよいが接続の寿命・信頼性確保のため導電材料の多層の構造としても実現してもよい。
【実施例１】
【０００７】図１に示すようにまず加熱により硬化する接着剤を含んだ異方性導電材料６を用いてイメージセンサーチップ４と導通配線３０を設けたガラス１を接続する。
このときイメージセンサーチップ裏面より荷重と熱を加えて異方性導電材料の接着材を硬化させるとともに導電粒子をガラス電極とイメージセンサチップの電極間に接触させる。その後基板８の電極９とガラスの電極３を同じ異方性導電材料６にて基板側より熱と荷重を加えることにより基板電極とガラス電極間の接続を行う。
この結果、受光した画像のデータをイメージセンサーにより電気信号に変換して基板側へ画像のデータを電気信号として送信することが可能となる。
ガラスとイメージセンサまたは基板との接続を異方性導電材料で行う場合に導通性を良好に確保するためにＡｕ、Ａｌなどの金属を下地の配線材料の上にめっきや蒸着又は析出などの手法により設けたガラスの実施例を図４に示す。
【実施例２】
【０００８】図５と図６においてイメージセンサをガラスに接続する際に基板電極とガラス電極間の電気的導通を計る部分の異方性導電材料が熱により接続前に硬化することを防ぐためにイメージセンサとガラス接続の後に再度  異方性導電材料を貼付または塗布してから基板とガラスを接続した実施例２を示す。
【実施例３】
【０００９】図７は同じく基板とガラスの接続前にイメージセンサチップとガラスの接続の際に用いられる熱が伝導することを減少させるために空間を設けた実施例３を示す。
図７の実施例３を基板に接続した場合を示している。
【実施例４】
【００１０】図９及び図１０はガラスとチップ電極及び基板電極との接続を溶融する導通材料を用いて行う場合にその溶融する導通材料を配線の上に選択的に形成した構造を示したものである。
具体的な実施例としてイメージセンサ側の溶融する導電材料にＩｎ又はＳｎを設け【００１１】また溶融材料を精度よく所定の位置に設けるために、またイメージセンサ及び基板上の配線との短絡を防止するためにガラス上の配線に絶縁材料３１を設けて接続部分
【実施例５】
【００１２】図１１ではイメージセンサ受光面以外のイメージセンサの部分に接触する位置に１０−３００ｕｍぐらいの高さで配線の短絡防止の材料又は凸型の電極形成時の金属又は絶縁材料で形成した部分１９を用いてガラスとイメージセンサ間の空間を確保した実施例である。
【実施例６】
【００１３】図１２はガラスとイメージセンサとの接続を行った後に空間が出来るが粘度の高いシールド材２０をイメージセンサ周辺に塗布することによりゴミや水分の侵入を防ぎ、一部開口した孔２３より内部での結露を防ぐことが出来る実施例である。
ガラス上にイメージセンサとは接続するための配線以外に、結露した水分を蒸発させるヒータ２１も設けて容易に結露を消滅させることが出来る。
【実施例７】
【００１４】図１４及び図１５はガラス上の電極とイメージセンサの凸電極間を異方性導電材料６で接続して基板電極とガラスの電極とは半田ボールを用いて溶融する金属にて接続し露出した配線上には溶融した金属が広がらないようにソルダレジストのような絶縁材２５にて覆った構造とした本発明のガラス上の配線を利用した実施例８のイメージセンサを示したものである。
この実施例では前もってガラスに半田ボールを接続しておきその後イメージセンサをガラスに接続してその後基板上の電極に一括リフローによって溶融した半田ペースト２６にて基板上の電極と半田ボールを接続した実施例である。
この場合、１５０ｃ程度の加熱で接続が出来る異方性導電材料を使用し尚且つガラスが一括リフローの熱を遮断するためイメージセンサへの過度の加熱を防ぐことが出来る利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００１５】本発明のイメージセンサ構造は高さが非常に小さくまた信号処理基板とガラス上の配線を通じて行うため実装面積としては非常に小さくすることが可能で携帯電話のカメラ及びカメラサイズを小さくすることが要求される監視カメラなど広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】配線が形成されたガラスに異方性導電材料で接続されたイメージセンサの平面図
【図２】図１をＡＡ’で切断した断面図
【図３】図１で示されたイメージセンサが接続されたガラスを基板に接続した場合の断面図
【図４】配線上に金属がめっきされたガラス構造の図
【図５】イメージセンサの電極とガラス上の配線電極とを接続する異方導電材料のみが設けられたガラス
【図６】図５のあとに更に異方性導電材料が取り付けられて基板と接続されたイメージセンサ
【図７】基板電極接続用の異方性導電材料が接続前に熱硬化することを防ぐために分離して異方性導電材料が取り付けられたガラスとイメージセンサの構造図
【図８】図７のイメージセンサが取り付いたガラスを基板に接続した状態を示す断面図
【図９】イメージセンサ電極と基板電極に対してそれぞれ溶融して接続する異なった金属が形成された配線構造を持つガラス
【図１０】図９の配線構造を持つガラスを用いてイメージセンサと基板を接続した実施例の断面図
【図１１】ガラスとイメージセンサ間の空間を配線材料により確保した場合の断面図
【図１２】イメージセンサの廻りにガラスとイメージセンサ間の空間を覆うシール材を取り付けてガラス上にヒータ配線を形成した実施例の平面図
【図１３】図１２のＢＢ’にて切断した場合の断面図
【図１４】ガラスの基板電極との接続部分に半田ボールを取り付けガラスの配線上に短絡防止の絶縁材料を取り付けた実施例の平面図
【図１５】図１４のＣＣ’線にて切断した場合の断面図
【図１６】図１５の実施例を基板に実装した場合の実施例の構造図
【図１７】従来のワイヤボンディングを用いた場合のイメージセンサ組立状態を示す断面図
【図１８】従来のフィンガーリードを用いた場合のイメージセンサ組立状態を示す断面図
【符号の説明】
【００１７】１  ガラス
２  イメージセンサの電極と接続するガラス上の電極
３  基板上の電極と接続するガラス上の電極
４  イメージセンサ
５  イメージセンサ上の電極
６  異方性導電材料
７  受光する光
８  基板
９  基板上の電極配線
１０  ガラス上の電極配線を覆うめっき金属
１１  イメージセンサ電極接続用の異方性導電材料
１２  １１の異方性導電材料が硬化した後で取り付けられた異方性導電材料
１３  熱伝導を抑制するために設けられた隙間
１４  熱伝導を抑制するために分断されて取り付けられた異方性導電材料
１５  基板電極と溶融して接続する金属材料
１６  イメージセンサ電極と溶融して接続する金属材料
１７  基板電極と溶融して接続した金属材料
１８  イメージセンサ電極と溶融して接続した金属材料
１９  ガラスとイメージセンサ間の空間を保つための配線材料
２０  シールド材
２１  ガラス上のヒータ配線
２２  ヒータ配線の電極
２３  水蒸気逃がし孔
２４  半田ボール
２５  絶縁材
２６  半田ボールを保持するために溶融した金属材料
２７  基板電極上で溶融した半田ペースト
２８  イメージセンサの電極と基板電極とを接続するボンディングワイヤ
２９  フィンガーリード
３０  ガラス上の配線
３１  絶縁材料
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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