(57)【要約】【課題】  撮像素子を基板に精度よく実装できる固体撮像装置を製造する方法を提供する。【解決手段】  片側の面に撮像素子９を搭載し、反対側の面に電子部品３０を搭載している基板２を含む固体撮像装置１の製造方法であって、前記撮像素子９を前記基板２に搭載した後に、前記電子部品３０を搭載して固体撮像装置を製造する方法である。本発明の製造方法によると、基板２に電子部品３０よりも先に撮像素子９を搭載するので、撮像素子９を位置精度よく搭載した固体撮像装置を製造できる。導電性接着剤３１を用いて前記電子部品３０を前記基板２に接続することが好ましい。【選択図】    図１
2006173248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側の面に撮像素子を搭載し、反対側の面に電子部品を搭載している基板を含む固体撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子を前記基板に搭載した後に、前記電子部品を搭載することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
導電性接着剤を用いて前記電子部品を前記基板に接合することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板に形成されている回路パターンの所定位置に接続用のバンプを設け、該バンプに前記撮像素子の端子を当接し、超音波接合により前記バンプと前記端子とを接合する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板には開口が設けられており、撮像領域が前記開口に対向するように前記撮像素子を前記基板に搭載することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記電子部品を前記基板の前記撮像素子に対応する位置に搭載することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板はフレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に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の製造方法に関する。より詳細には、基板に撮像素子を位置精度よく実装して固体撮像装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、携帯電話等の電子機器に組込まれて使用され、一般にレンズ、このレンズを保持する光学ユニット、レンズによって撮影画像が結像される撮像素子等が基板上に搭載された構造となっている。このような固体撮像装置では、基板に撮像素子を精度よく実装することが求められる。また、ＣＣＤ等の撮像素子は破損し易いマイクロレンズを有しているので、このマイクロレンズを損傷させないように配慮して製造を行うことが必要である。
【０００３】
そのため、例えば特許文献１で開示するように従来の固体撮像装置は撮像素子を配置する部分に開口を備えた基板を準備し、この基板の片面に電子部品を搭載した後に、反対面に撮像素子を接合している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、既に電子部品が配置されている基板に、後から撮像素子を実装しようとすると電子部品が邪魔となる。そのために撮像素子が基板に位置精度よく実装できず撮像素子が傾く等の問題が発生する。この問題は基板がフレキシブルプリント基板（以下、単にＦＰＣと称す）の場合や電子部品が撮像素子に接近して配置される場合に特に顕著なものとなる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、撮像素子を基板に精度よく実装して固体撮像装置を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、片側の面に撮像素子を搭載し、反対側の面に電子部品を搭載している基板を含む固体撮像装置の製造方法であって、前記撮像素子を前記基板に搭載した後に、前記電子部品を搭載する固体撮像装置の製造方法によって達成できる。本発明によると、基板に電子部品よりも先に撮像素子を搭載するので、撮像素子を位置精度よく搭載した固体撮像装置を製造できる。
【０００８】
また、導電性接着剤を用いて前記電子部品を前記基板に接合することができる。また、前記基板に形成されている回路パターンの所定位置に接続用のバンプを設け、該バンプに前記撮像素子の端子を当接し、超音波接合により前記バンプと前記端子とを接合する工程を含んでもよい。また、前記基板には開口が設けられており、撮像領域が前記開口に対向するように前記撮像素子を前記基板に搭載してもよい。また、前記電子部品を前記基板の前記撮像素子に対応する位置に搭載してもよい。さらに、前記基板はフレキシブルプリント基板であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、撮像素子が基板に位置精度よく実装されている固体撮像装置を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は固体撮像装置１の製造ステップを順に示した図である。図１（Ａ）から順に説明する。基板となるＦＰＣ２には撮像素子９を搭載する部分に撮像用の開口２ｃが形成されている。この開口２ｃに撮像領域９ａを対向させて撮像素子９がＦＰＣ２の下面側に搭載される。例えば、フリップチップ実装技術を用いてＦＰＣ２に形成されている回路パターン（不図示）に接合し、アンダーフィル等の接着剤１０ａで固定する。
【００１１】
次に、図１（Ｂ）で示す工程では、ＦＰＣ２の上面（撮像素子９を搭載する面とは逆の面）の撮像素子９に対応する位置に電子部品３０を搭載する。ＦＰＣ２の上面にも図示しない回路パターンが形成されている。所定の端子部（電極）に導電性接着剤３１（例えば、銀ペースト）を塗布して電子部品３０を搭載する。このようにＦＰＣ２に撮像素子９及び電子部品３０を搭載した状態で、例えば約１３０℃で約１時間加熱することにより導電性接着剤３１を溶融、固化してＦＰＣ２に電子部品３０を強固に接合する。
【００１２】
上記図１（Ａ）で示す工程では、従来のようにＦＰＣ２上に邪魔となる電子部品が存在しないので、撮像素子９を位置精度よく実装できる。また、図１（Ｂ）で示す工程では導電性接着剤３１を用いて電子部品３０をＦＰＣ２に接続するので、半田を用いる場合と比較して処理温度を低く抑えることができる。なお、一般に電子部品は半田を用いて基板に接合されている。電子部品を半田で接合するときには基板が約２５０℃以上の高温に晒されてしまう。このような基板に撮像素子が搭載されていると、半田接合の処理温度によって撮像素子のマイクロレンズが損傷する場合がある。そこで、先に示した特許文献１のように電子部品を基板に搭載した後に、撮像素子を基板に搭載することが一般的であった。しかし、本実施例の工程のように導電性接着剤３１を用いると半田の場合よりも低い処理温度で電子部品３０をＦＰＣ２に接合できる。よって、撮像素子９を電子部品３０よりも先にＦＰＣ２に搭載する製造工程を実現できる。
【００１３】
また、半田接合を採用した場合には、接合処理中に半田ボールやフラックスが飛散してＦＰＣ２の開口２ｃを通って撮像素子９の撮像領域９ａに付着する場合がある。この不具合を防止するために、特許文献１のようにＦＰＣ２の上面の開口２ｃを塞ぐ位置に透光部材を固定することも考えられるが、この場合には透光部材を固定する工程が別途必要となり、製造工程が煩雑になる。これに対して、本実施例の工程のように導電性接着剤３１を用いると半田の場合よりも低い処理温度で電子部品３０をＦＰＣ２に接合できるので、接合部材の飛散を防止して、撮像領域９ａに付着することを防止できる。よって、撮像素子９を電子部品３０よりも先にＦＰＣ２に搭載する製造工程を実現できる。
【００１４】
その後は、図１（Ｃ）で示すようにホルダ３に接着剤１０ｂを塗布して、ＦＰＣ２をホルダ３の下部に形成した脚部３ＢＴ内に接着する。そして、予めレンズ５，６，７を接着したレンズホルダ４とホルダ３とをＣＮ部分で螺合してピント調整を行い螺合部分に固定用の接着剤を塗布してホルダ３とレンズホルダ４とを固定する。そして、図１（Ｄ）で示す最後の工程では、脚部３ＢＴの内周面から接着剤１０ａ及び撮像素子９の側面に亘って他の接着剤１０ｃを塗布して固体撮像装置１が完成する。
【００１５】
図１（Ａ）で示しているＦＰＣ２上に撮像素子９が搭載されている構造体は、例えば図２〜図４で示す工程により製造できる。図２で示す工程では、ダイシング済みの撮像素子９と撮像用の開口２ｃを備えたＦＰＣ２を準備する。ＦＰＣ２上の回路パターン（図示せず）の所定位置にバンプ（例えば、金バンプ）１１を設ける。撮像素子９のパッド９ＰＡをＦＰＣ２のバンプ１１に当接させ、撮像素子９側から超音波をかけてバンプ１１と撮像素子９のパッド９ＰＡとを接合する。その後に、アンダーフィル１０ａを塗布して両者を固定する。この図２で示す方法は、ＦＰＣ２にバンプ１１を形成するので、撮像素子９にバンプ１１を形成する場合に対してバンプ１１の形成時またはバンプ１１を形成のための搬送時に撮像素子９の撮像領域９ａにゴミや傷をつくことを防止できる。また、撮像素子９を洗浄することを要さないので工程を簡素化して図１（Ａ）に示している構造体を製造できる。
【００１６】
図３で示す工程でも、図１（Ａ）に示している構造体を製造できる。図３で示す工程では、ダイシング前のウエハ状の撮像素子９（撮像素子チップ）のパッド９ＰＡにバンプ１１を設ける（バンピングする）。撮像素子９をダイシング工程で個片化する。撮像素子９を周知の処理によって洗浄し、撮像用の開口２ｃを備えたＦＰＣ２を準備する。ＦＰＣ２のパターンに撮像素子９のバンプ１１を当接させ、撮像素子９側から超音波をかけてバンプ１１とパターンとを接合する。その後に撮像素子９とＦＰＣ２との間にアンダーフィル１０ａを塗布して両者を固定する。この図３で示す方法はバンプ１１の形成時のゴミを取り除くための洗浄工程を含むので図２で示した工程よりも煩雑となるがバンプ１１の形成時のチップの位置決めを容易に行って図１（Ａ）に示している構造体を製造できる。
【００１７】
図４で示す工程でも、図１（Ａ）に示している構造体を製造できる。図４では示す工程では、ダイシング済みの撮像素子９のパッド９ＰＡにバンプ１１を設ける。撮像素子９を洗浄し、撮像用の開口２ｃを備えたＦＰＣ２を準備する。ＦＰＣ２のパターンを撮像素子９のバンプ１１に当接させ、撮像素子９側から超音波をかけてバンプ１１とパターンとを接合する。撮像素子９とＦＰＣ２との間にアンダーフィル１０ａを塗布して両者を固定する。この図４で示す方法は、バンプ１１の形成時のゴミを取り除くための洗浄工程を含むと共に、バンプ１１の形成時のチップの位置決めに時間が掛かることより、バンプ１１の形成時間が長くなる傾向がある。よって、図２、図３で示した工程より煩雑ではあるが、図１（Ａ）に示している構造体を製造できる。以上から図１（Ａ）で示す構造体は、図２〜図４で示す工程で製造できるが、図２で示す工程を採用することが望ましい。      
【００１８】
以下では上記で説明した製造方法によって製造することができる固体撮像装置１の具体的構造例について説明する。図５は固体撮像装置１の外観を示した図であり、図５（Ａ）は固体撮像装置１の平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。図６は図５（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図、また図７は図５（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１９】
図５で固体撮像装置１は、レンズ５等を保持するレンズホルダ４、このレンズホルダ４を支持するホルダ３等を含んで構成される光学ユニットと、外部装置（回路）と電気的に接続するためのＦＰＣ２とを備えている。レンズホルダ４は、図６で示すように内部に３枚のレンズ５、６、７を保持している。このレンズホルダ４はホルダ３により支持されている。ホルダ３は角筒形状の基部３ａと、この基部３ａ上に一体的に形成された円筒状の頭部３ｂとにより形成されている。図示は省略しているが、レンズホルダ４の外周面と円筒状頭部３ｂの内周面とにネジ部が形成されており互いに螺合している（図６のＣＮ参照）。
【００２０】
ホルダ３は、レンズ５、６、７よりも下側（被写体と反対側）に赤外光をカットするＩＲフィルタ等の光学フィルタ８を保持している。さらに、ホルダ３は光学フィルタ８の下側に撮像素子９を搭載したＦＰＣ２を保持している。
【００２１】
ここで、ＦＰＣ２とホルダ３との関係についてより詳細に説明する。固体撮像装置１で採用しているＦＰＣ２は、図５（Ｃ）で示すように外部装置（例えばカメラ）の回路側と接続するためにホルダ３の外側に延伸させた接続部２ｂと撮像素子９が搭載する素子搭載部２ａとを含んでいる。ＦＰＣ２の素子搭載部２ａは、撮像素子９と略同じ大きさにまで大きさ（面積）が縮小されている。ホルダ３の基部３ａの下端側（レンズ５〜７と反対側）は周壁状の脚部３ＢＴとなっている。ＦＰＣ２の素子搭載部２ａの上面には、撮像素子９との接続部分に対向する位置に、ホルダ３のレンズ５〜７の光軸に直交する面３ｃが当接している。これにより、撮像素子９とレンズ５〜７とをレンズ５〜７の光軸方向に位置決めできる。ＦＰＣ２の素子搭載部２ａはホルダ３の下部であって、脚部３ＢＴで囲まれる空間内に収納された状態となっている。そして、接続部２ｂはホルダ３から外部に引出された形態となっている。脚部３ＢＴには接続部２ｂを引出すための切欠３ＤＥが形成されている。接続部２ｂの端部には外部装置との接続用のコネクタ２１が固定されている。このように、素子搭載部２ａと接続部２ｂとを同一の基板２に形成したので、構成の簡略化を実現できる。また、ホルダ３に切欠３ＤＥを形成したので、接続部２ｂをホルダ３の外部に容易に引出すことができる。
【００２２】
上記素子搭載部２ａはホルダ３の脚部３ＢＴ内の大きさに対応した形状に成形されており、外周が脚部３ＢＴの内周面に当接している。よって、脚部３ＢＴの内側に素子搭載部２ａがちょうど嵌合した状態となって位置決めさている。以上の構成では、ホルダ３はレンズホルダ４を介してレンズ５〜７を一定位置に保持し、また素子搭載部２ａは所定位置に撮像素子９を保持する。そして、ホルダ３の脚部３ＢＴ内に素子搭載部２ａが嵌合されて位置合わせされている。よって、この固体撮像装置１はレンズ５〜７と撮像素子９とを光軸に直交する方向に正確に位置決めされた構造となる。
【００２３】
なお、固体撮像装置１では図６及び図７で示すように、素子搭載部２ａの下面側には不図示の回路パターンが形成されており、このパターンと撮像素子９が例えばフリップチップ接続されている。このように基板の下側に撮像素子９を配置すると高さ方向での小型化を図ることができる。撮像素子９が搭載される素子搭載部２ａの中央部には、撮像素子９の撮像領域９ａに対応して撮影用の開口２ｃが形成されている。素子搭載部２ａの上面（レンズ５〜７側の面）には電子部品３０を搭載できる。
【００２４】
また、ホルダ３の脚部３ＢＴの下端は撮像素子９の下面よりレンズ５〜７と反対側に突出するように形成されている。このようにホルダ３の脚部３ＢＴを長く設けておくと、撮像素子９を脚部３ＢＴで囲む空間内に完全に収納した構造を実現できる。このような構造とすると、撮像素子９が他の部品と接触して破損する等の事態を防止して撮像素子９を保護できる。
【００２５】
図８は、図６の円ＣＲ内を拡大して示した図である。ここでは接着剤１０ｃを用いてＦＰＣ２及び撮像素子９をホルダ３の脚部３ＢＴ内面に固定した状態を示している。ＦＰＣ２上に実装された撮像素子９の接続部周辺から側面に亘って、第１の接着剤となるアンダーフィル１０ａが塗布されＦＰＣ２と撮像素子９とが接続されている。このアンダーフィル（第１の接着剤）１０ａには毛細管現象等によって撮像素子９の撮像領域９ａに流れ込まない程度の粘性を備えたものを選択することが好ましい。
【００２６】
さらに、脚部３ＢＴの内周面からアンダーフィル１０ａ及び撮像素子９の側面に亘って撮像素子９の剥離を確実に防止するための第２の接着剤１０ｃが塗布されている。図５（Ｃ）では脚部３ＢＴの内面に塗布された接着剤１０ｃを図示している。接着剤１０ｃとして粘性が高いものを使用すると、盛り上った状態で固化したときにホルダ３の脚部３ＢＴの下端より下側（レンズ５〜７と反対側）に突出してしまう。このように接着剤１０ｃが突出すると、この接着剤１０ｃに他の部品が当たり、接着剤１０ｃを介して撮像素子９に外力が加わることになる。そこで、接着剤１０ｃは粘性が比較的低いものを使用することが好ましい。粘性が低い接着剤を用いることでレンズ５〜７側に流れ込み易くなるのでアンダーフィルとホルダ３との間に隙間が存在していた場合には、この隙間を充填することもできる。また、接着剤１０ｃとして、弾性力を有する材質、例えばゴム系のものを採用することがより好ましい。ゴム系の接着剤を用いると、弾性力によって脚部３ＢＴから撮像素子９に掛かる負荷を軽減することもできる。
【００２７】
また、ホルダ３の面３ｃとＦＰＣ２の素子搭載面２ａの上面との当接面には、第３の接着剤１０ｂが塗布され、互いに接着されている。なお、第３の接着剤１０ｂは、撮像に必要な入射光の有効領域に流れ込まないように、粘性が比較的高いものを使用することが好ましい。
【００２８】
以上で説明した固体撮像装置１の製造方法では、電子部品３０をＦＰＣ２に搭載する前に撮像素子９を実装するようにしたので、撮像素子９のＦＰＣ２上での実装精度がよくなる。また、処理温度が低い導電性接着剤３１を用いて電子部品３０をＦＰＣ２に接続するので撮像素子９を先に搭載したことによって発生する問題を回避できる。さらに、ＦＰＣ２に撮像素子９を搭載する際には先ずＦＰＣ２に接続用のバンプ１１を設け、このバンプ１１に撮像素子９の端子を当接して超音波接合することにより工程を簡素することもできる。
【００２９】
以上では、基板の一例として可撓性のあるＦＰＣ２を用いる場合を例示しているがエポキシ樹脂等で形成される硬質のプリント基板（ＰＣＢ：Ｐrinted  Circuit  Board）を用いてもよい。また、上記実施例では導電性接着剤として銀ペーストを用いて固体撮像装置を製造する場合を説明したが、金ペーストを用いてもよい。さらに、上記実施例ではより好ましい実施例として導電性接着剤を用いる場合を説明したが、ＡＣＦ（異方導電性フィルム）、ＡＣＰ（異方導電性ペースト）や半田等を用いて電子部品を基板に接続してもよい。上述したように、半田を用いる場合には半田ボールやフラックスがゴミとして発生するので、撮像素子９の撮像領域９ａへのゴミの侵入を防止するために基板２の開口２ｃを透光性のカバー部材で遮蔽して製造すればよい。
【００３０】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は固体撮像装置の製造ステップを順に示した図である。
【図２】図１（Ａ）で示しているＦＰＣ上に撮像素子が搭載されている構造体の製造工程を示した図である。
【図３】図１（Ａ）で示しているＦＰＣ上に撮像素子が搭載されている構造体の他の製造工程を示した図である。
【図４】図１（Ａ）で示しているＦＰＣ上に撮像素子が搭載されている構造体の他の製造工程を示した図である。
【図５】実施例の製造方法によって製造できる固体撮像装置の外観を示した図であり、（Ａ）は固体撮像装置の平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同底面図である。
【図６】図５（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】図５（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】図６の円ＣＲ内を拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１                  固体撮像装置
２                  ＦＰＣ（基板）
３                  ホルダ（レンズ保持部材）
３ａ                角筒状の基部
３ｂ                丸筒状の頭部
３ＢＴ              脚部
４                  レンズホルダ（レンズ保持部材）
５、６、７          レンズ
８                  フィルタ
９                  撮像素子
１０                接着剤
１０ａ      アンダーフィル（接着剤）
１０ｂ、１０ｃ      接着剤
３０                電子部品
３１                導電性接着剤
【図１】
2006173248.tif 000003
【図２】
2006173248.tif 000004
【図３】
2006173248.tif 000005
【図４】
2006173248.tif 000006
【図５】
2006173248.tif 000007
【図６】
2006173248.tif 000008
【図７】
2006173248.tif 000009
【図８】
2006173248.tif 000010