(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のセンサーチップから一つのイメージセンサーを構成するマルチチップ型イメージセンサーにおいて、センサーチップは接着剤を介して基板に接合されているが、接着剤の塗布位置のずれによるセンサーチップと基板との接着不良を抑制する。【解決手段】イメージセンサーは、溝３が設けられた基板２と、ニードル６により溝に塗布された接着剤４を介して基板に接合されるセンサーチップ５と、を有する。溝３は、基板２の表面から溝３の内部に向かい、基板２の表面に対して傾斜する傾斜面３aを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝が設けられた基板と、前記溝に塗布された接着剤を介して前記基板に接合されるセンサーチップと、を有するイメージセンサーにおいて、
前記溝は、前記基板の表面から前記溝の内部に向かい、前記基板の表面に対して傾斜する傾斜面を備えることを特徴とするイメージセンサー。
【請求項２】
前記溝は断面が略Ｖ字の形状である、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項３】
前記溝は前記基板の表面に沿う底面を備える、請求項１に記載のイメージセンサー。
【請求項４】
前記溝の底面と前記イメージセンサーとが当接している、請求項３に記載のイメージセンサー。
【請求項５】
前記溝の底面の幅は前記センサーチップの幅よりも大きい、請求項３または請求項４に記載のイメージセンサー。
【請求項６】
前記溝の底面の幅は前記溝の深さの３倍より小さい、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項７】
前記接着剤は粘度が３０Ｐａ・ｓ以下である、請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項８】
前記溝の開口幅はセンサーチップの幅より大きい、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項９】
前記溝の開口幅は０．１ｍｍ以上である、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項１０】
前記溝の開口幅は２ｍｍ以下である、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項１１】
前記溝の深さは０．５ｍｍ以下である、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項１２】
前記溝の深さは０．０５ｍｍ以上である、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項１３】
前記溝の傾斜面と前記溝の底部を通り前記基板の表面に沿う面とがなす内側の角度は１０°以上である、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項１４】
前記溝の傾斜面と前記溝の底部を通り前記基板の表面に沿う面とがなす内側の角度は８０°以下である、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載のイメージセンサー。
【請求項１５】
溝が設けられた基板と、前記溝に塗布された接着剤を介して前記基板に接合されセンサーチップと、を有するイメージセンサーの製造方法において、
前記基板の表面から前記溝の内部に向かい、前記基板の表面に対して傾斜する傾斜面を備える前記溝に接着剤を塗布する工程と、
前記基板の前記傾斜面に沿って前記接着剤が移動する工程と、
前記接着剤を介して前記基板と前記センサーチップとを接合する工程と、
を有することを特徴とするイメージセンサーの製造方法。
【請求項１６】
前記接着剤を塗布する工程では、ニードルを用いて接着剤を吐出し、
前記溝の開口幅は前記ニードルの幅よりも大きい、請求項１５に記載のイメージセンサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサーおよびセンサーチップ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のセンサーチップから一つのイメージセンサーを構成するマルチチップ型イメージセンサーが提案されている。マルチチップ型イメージセンサーは、複数のセンサーチップが基板上に配列されて構成されている。センサーチップは接着剤を介して基板に接合されている。複数のセンサーチップの各々の出力を順次マルチチップ型イメージセンサーの出力としていく。
【０００３】
このマルチチップ型イメージセンサーでは、画像の読み取りをより高精細にするため、基板上にセンサーチップ配置する際に、配列方向に交差する方向である副走査方向の配置ずれを小さくすることが求められている。そこで、特許文献１では、副走査方向の配置ずれを抑制するために、基板に溝を設け、溝内にセンサーチップを実装することで、配置ずれを最大でも溝の幅の大きさ以内となるように規制することを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ウエハからの取り個数増加のためのセンサーチップ短辺寸法の小型化や生産数の増加を狙った装置の高速化などの要因により、溝に塗布される接着剤の塗布位置のずれが生じる可能性がある。すなわち、センサーチップの小型化に合わせて配置ずれを規制するための溝の幅も細くする必要があるが、ニードルの製造バラつきやニードルを移動させるロボットの停止精度に起因して、溝に対して接着剤が所望の塗布位置からずれてしまう恐れがある。また、ディスペンサーで接着剤を塗布する際に、高速稼働に伴う接着剤の途切れ防止のため、通常はニードル径を太くして塗布される接着剤の幅を太くして安定した塗布量の確保を狙っている。しかし、高速で接着剤を塗布するために幅の細い溝に対して幅が太くされた接着剤を塗布することで、接着剤が所望の塗布位置からずれやすくなってしまう。
【０００６】
このように接着剤がずれて塗布されると、センサーチップと基板との接着不良が生じる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、接着剤の塗布位置のずれを抑制し、センサーチップと基板との接着不良を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のイメージセンサーは、溝が設けられた基板と、前記溝に塗布された接着剤を介して前記基板に接合されるセンサーチップと、を有するイメージセンサーにおいて、前記溝は、前記基板の表面から前記溝の内部に向かい、前記基板の表面に対して傾斜する傾斜面を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、接着剤の塗布位置のずれを抑制し、センサーチップと基板との接着不良を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】マルチチップ型イメージセンサーの平面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】センサーチップの実装工程を説明するための断面図
【図４】基板の溝形状を示す断面図
【図５】センサーチップ実装後の断面図
【図６】比較例のセンサーチップの実装工程を説明するための断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明におけるマルチチップ型イメージセンサー１の平面図である。マルチチップ型イメージセンサー１は、複数のセンサーチップ５が基板２上に配列されて構成されている。基板２に形成された溝３に複数のセンサーチップ５が配置されている。
【００１３】
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、基板２に形成された傾斜面３ａをもつ溝３に接着剤４が配置され、接着剤４を介して基板２とセンサーチップ５とが接合され、センサーチップ５が実装されている図である。
【００１４】
センサーチップ５を基板２に対して実装する際に、基板２とセンサーチップ５には、それぞれアライメントマークが設けられているため、相対位置のずれが生じる恐れは少ない。一方で、接着剤４を基板２に塗布する際には、ニードルの製造バラつきや塗布位置へニードルを移動させるロボットの停止精度などの要因から、接着剤４の塗布位置がずれてしまうことがある。特に、溝３の幅が小さい場合は、高速で溝３に対して所望の位置に接着剤４を塗布することが困難となってしまう。
【００１５】
図３は、図１におけるＡ−Ａ断面における、溝３に塗布された接着剤４を介してセンサーチップ５と基板２とを接着させるまでの工程を示す図である。まず、ニードル６から接着剤４を吐出し、溝３に対して接着剤４を塗布する（図３（ａ））。接着剤４は溝３の中央からずれた位置であり、溝３の傾斜面３ａに塗布されている（図３（ｂ））。接着剤４は、傾斜面３ａを矢印７の方向へ流れて溝３の中央へ配置された状態となる（図３（ｃ））。その後、接着剤４を介して基板２の溝３にセンサーチップ５を実装する（図３（ｄ）、図３（ｅ））。
【００１６】
このように、接着剤４が溝３に対する所望の塗布位置からずれて塗布された場合であっても、少なくとも接着剤４の一部が傾斜面３ａの上に塗布されることで、自重で接着剤４は溝３の中央方向へ移動する。これにより、接着剤４の塗布位置のずれを抑制することができ、センサーチップ５と基板２との接着不良を抑えることができる。
【００１７】
図４は、このような塗布位置ずれを抑えるための傾斜面を備える溝の形状の例を示している。図４（ａ）は断面が略Ｖ字形状の溝３である。図４（ｂ）は溝の底部がＲ形状である溝１３である。図４（ｃ）は溝の底面が平らである溝２３である。図４（ｄ）は左右非対称である溝３３である。本実施形態の傾斜面を持つ溝は、基板２の表面から溝の内部に向かって形成され、表面に対して傾斜する傾斜面を含む形状であれば、上述のような接着剤４の塗布位置のずれを抑制することができる。
【００１８】
なお、本発明で使用する基板２は特に制限されるものではないが、基材と銅箔、レジスト層を含む多層構造の一般的な基板２が使用できる。このような基板２において、レジスト層を感光性の材料を用いて形成し、溝３を形成するために深く掘る部分と浅く掘る部分を考慮したマスクを用いて、露光を行い、エッチングで不要部を除去することで、傾斜面を有する溝を形成できる。たとえば、図４（ａ）のような傾斜面３ａをもった略Ｖ字の溝３を形成するためには、溝３の中央となる部分の透過量が最も小さく、外側に向けて徐々に透過量が大きくなるようなマスクを使用し、露光、エッチングを行えばよい。なお、溝の形成方法としては、切削工具やブラストなどを用いて、直接基板を削り掘ってもよい。
【００１９】
次に、傾斜面をもつ溝の好ましい寸法について説明する。
【００２０】
まず、溝の開口幅Ｗ（図４（ａ）〜図４（ｄ））に関しては、溝内にセンサーチップ５を配置するため、センサーチップ５の幅よりも大きくする必要がある。したがって、開口幅Ｗは０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、塗布位置がずれても傾斜面上に接着剤４が塗布されるように、溝の開口幅Ｗは、広ければ広いほど好ましい。しかし、一般的に基板２上にはセンサーチップ５の他の実装部品や回路パターンが密集しているため、それらを避けることが求められる。そのため。開口幅Ｗは２ｍｍ以下であると溝を形成するスペースを確保しやすいため好ましい。また、溝の開口幅Ｗは、接着剤４を塗布するニードル６の径よりも大きい方がより塗布位置のズレに対応しやすくなり好適である。
【００２１】
次に、溝の深さＤ（図４（ａ）〜図４（ｄ））に関しては、一般的な基板２では溝を形成するレジスト層の下層には銅箔が配置されており、溝が銅箔まで到達すると電気的な不具合の発生が懸念されるため、レジスト層の厚み以下の深さであることが好ましい。実質的には、深さＤが０．５ｍｍ以下である浅い溝であることが好ましい。一方、溝の深さが浅すぎると接着剤４を収納する空間が小さくなってしまうため、少なくとも０．０５ｍｍ以上の深さであることが好ましい。
【００２２】
また、傾斜面の角度θ（図４（ａ）〜図４（ｄ））に関しては、溝の開口幅と溝の深さによって設計可能な角度の範囲が変わるものではあるが、θの範囲が３°〜８９°であることが好ましい。接着剤４の自重によって短時間で接着剤が移動するためには、θは１０°以上であることがより好ましい。θが１０°より小さいと、傾斜面としての効果が小さくなり、接着剤の流動に著しく時間を要してしまうためである。また、θは８０°以下であることがより好ましい。θが８０°より大きいと、溝の開口幅Ｗが小さくなり、塗布位置のずれを補足する幅が小さくなってしまうためである。なお、傾斜面の角度θとは、溝の傾斜面と溝の底部を通り基板２の表面に沿う面とがなす内側の角度である。
【００２３】
次に、傾斜面を利用して接着剤を自重で動かすために、好ましい接着剤の粘度について説明する。接着剤は、材料の種類を限定するものではないが、エポキシ系の樹脂ペーストが一般的であり、粘度としては５０Ｐａ・ｓ以下のものであれば流動性が期待できる。更に生産タクトを考慮して、速やかに傾斜面を流動させるには３０Ｐａ・ｓ以下であることが好適である。しかし、接着剤の粘度を３０Ｐａ・ｓ以下にするためには、フィラーなど接着剤に含まれる固形成分の量を削減する必要があり、その結果として、硬化後の接着剤の弾性が向上してしまう。硬化後の接着剤の弾性が向上すると、センサーチップ５を固定していても、ゴムのように揺れやすい状態となってしまうため、後工程のワイヤーボンディングのような溶着工程で不良を起こす原因となる可能性がある。
【００２４】
そこで、粘度が３０Ｐａ・ｓ以下の接着剤を使用する場合は、センサーチップ５の底面を接着剤で固定するよりも、基板２の溝２３の底面で直接支えるような図４（ｃ）の形状との組み合わせが好適となる。図４（ｃ）のような形状の溝２３であれば、図５に示すように、センサーチップ５を実装するとセンサーチップ５の底面が基板２の溝３の底面に当接した状態となる。これにより、ワイヤーボンディングの溶着時の振動を基板２の溝２３の底面で受け止めることができるようになるからである。よって、図４（ｃ）のような形状の溝２３では溝２３の底面の水平部の幅Ｆ（図４（ｃ））はセンサーチップ５の底面の幅よりも大きくすることが好ましい。
【００２５】
また、溝２３の底面の幅Ｆが大きすぎても、溝２３の中央が傾斜面から離れてしまい、接着剤４が中央へ流れ込むのに時間がかかってしまうため、溝２３の水平部の幅Ｆは溝２３の深さＤの３倍よりも小さいことが好ましい。これにより、接着剤４を水平方向へ流す際に、深さ、すなわち落差を利用して接着剤４の移動を助長することができる。
【００２６】
次に、センサーチップ５の実装について説明する。センサーチップ５は、一般的にシリコン製の直方体形状でその表面にセンサーの回路をもっている。このようなセンサーチップ５を基板２に形成された傾斜面をもつ溝３の中央にダイボンダーを用いて実装する。使用するダイボンダーに特に制限はないが、実装時に副走査方向（センサーチップ５の配列方向に交差する方向）の配置ずれを極力小さくするように、実装精度が２０μｍ以下の能力をもつダイボンダーであることがより好ましい。
【００２７】
また、ダイボンダーによるセンサーチップ５のＺ方向の実装位置、すなわち溝に対するセンサーチップ５の押し込み位置については以下のようにすることが好ましい。すなわち、図５のように溝２３の底面でセンサーチップ５を直接支える場合は、基板２の溝２３の底部の水平面に突き当たるまで押し込むことが好ましい。ただし、押し込むことによって、センサーチップ５の表面が接着剤４に埋没してしまうとセンサーの機能が働かなくなってしまうため、溝２３の深さＤよりも厚みの大きいセンサーチップ５を用いることが好ましい。
【００２８】
一方、図４（ａ）のように底部に水平面が形成されていないような溝３の場合は、溝３の傾斜面３ａの一部に、センサーチップ５の底面の角が当接した地点で押し込みを止めてもよい。あるいは、基板２と当接する手前の位置で止めて、接着剤４中に浮いたような位置で押し込みを終了してもよい。よって、このような溝形状では、センサーチップ５の表面が埋没する前に押し込みを止めればよいため、使用するセンサーチップ５の高さ（厚み）に制限はなくなる。しかし、接着剤４の表面張力や飛び跳ね等によりセンサーチップ５表面へ接着剤４の付着が懸念されることから、センサーチップ５の側面が接着剤４の上面よりも０．１ｍｍ以上は接着剤４に埋もれずに外に出ていることが好ましい。また、逆に押し込み位置が浅すぎて、センサーチップ５の側面と接着剤４とが接触している領域が少ないと接着後の強度が小さくなるため、センサーチップ５の側面が０．１ｍｍ以上接着剤４に埋もれていることが望ましい。以上のように、センサーチップ５を適正に押し込むことで、接着剤４が塗布位置からずれた場合に、接着剤４から遠い側のセンサーチップ５の側面にも近い側の側面にも接着剤４が配置された状態となり、接着不良を防ぐことができる。なお、センサーチップ５の側面とは、図１に示すセンサーチップの長手方向に沿い、互いに対向する側面のことをいう。
【００２９】
（実施例１）
基板２として、基材と銅箔、レジスト層からなる多層構造の一般的な基板２を使用した。ただし、レジスト層には傾斜面をもつ溝を形成させるために、感光性の材料と溝の中央から外側に向けて徐々に透過量が大きくなるようなグラデーションマスクを使用した。ＵＶを照射してエッチングを行い、傾斜面３ａをもつ溝３を有する図４（ａ）のような基板２を形成した。溝３の形状は、開口部の幅Ｗ＝０．５ｍｍ、深さＤ＝０．１ｍｍ、傾斜の角度θ＝６８°であった。この基板２に対してエポキシ接着剤を塗布した。その際、ディスペンサーとして武蔵エンジニアリング社製ショットマスターを、塗布ニードル６として径φ０．４のニードルを、接着剤４として粘度４０Ｐ・ｓのエポキシ接着剤を使用した。
【００３０】
接着剤４は、溝３の中央よりも０．２ｍｍほどずれた位置に塗布されたが、傾斜面３ａ上に着弾したため、５秒程度経つと自重で溝３の中央まで流動した。その後、センサーチップを実装し、断面を観察するとセンサーチップ５の底面及び、接着剤４の塗布位置から遠い側の側面にも、近い側の側面にも接着剤が配置されていた。
【００３１】
（実施例２）
本実施例では、実施例１に対して溝の形状の異なる基板２を用いた。図４（ｃ）のような底部に水平面を有する溝２３が形成された基板２を用いた。溝２３の形状は、開口部の幅Ｗ＝０．５ｍｍ、深さＤ＝０．１ｍｍ、水平面の幅Ｆ＝０．２４ｍｍ、傾斜の角度θ＝３６°であった。この基板２に対し、実施例１と同様の装置とニードル６を使用して、エポキシ接着剤を塗布した。接着剤４は１０Ｐ・ｓの粘度のものを使用した。接着剤４は、溝２３の中央よりも０．２ｍｍほどずれた位置に塗布されたが、傾斜面上に着弾したため、３秒程度経つとと自重で溝２３の中央の水平面まで流動した。その後、短辺の幅が０．２ｍｍのセンサーチップ５を基板２に突き当たるまで押し込んで実装した。断面を観察すると、図５のように塗布位置から遠い側の側面にも、近い側の側面に接着剤が配置されていた。また、センサーチップ５の底面と基板２の溝３の底面とが当接していた。この部品にワイヤーボンディングを行ったが溶着不良は発生しなかった。
【００３２】
（比較例１）
図６（ａ）のように傾斜面をもたない溝３０が形成された基板２０を用いて、センサーチップ５０の実装を行った。溝３０の形状は開口部の幅が０．３ｍｍ、深さが０．１５ｍｍ、傾斜はなく溝３０の底部から９０°の双璧となっていた。この基板２０に対し、実施例１と同様の装置とニードル６０を使用して、粘度４０Ｐ・ｓのエポキシ接着剤を塗布した。接着剤は、溝３０の中央よりも０．２ｍｍほどずれた位置に塗布されたが、そのままほとんど動かなかった。その後、センサーチップ５０を実装した（図６（ｂ））。図６（ｃ）に示す断面図のように、センサーチップ５０の塗布位置から遠い側の側面には接着剤が配置されていなかった。
【符号の説明】
【００３３】
１  イメージセンサー
２  基板
３  溝
４  接着剤
５  センサーチップ
【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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