(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップと、
前記外部接続端子と接続された配線層を有し、可撓性を有する折り曲げ部において折り曲げられていることにより前記撮像素子チップの投影面積内に配置された配線板と、
フィルム状樹脂または液体状樹脂を用いて形成され、前記撮像素子チップと前記配線板とを接合する、外寸が前記撮像素子チップの外寸よりも小さい接合層と、を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像素子チップの側面に切り欠き部が形成されており、前記切り欠き部により前記撮像素子チップの前記第２の主面の外寸が前記第１の主面の外寸よりも小さく、前記切り欠き部に前記接合層の樹脂が侵入していないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子チップの前記第２の主面に前記接合層の大きさを規制する溝部が形成されており、前記溝部に前記接合層の樹脂が侵入していないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記配線板が、前記撮像素子チップと前記接合層を介して接合された接合部と、前記接合部から延設された折り曲げ部と、前記折り曲げ部から延設された延設部と、を有し、
前記折り曲げ部を所定角度で折り曲げるための補強部材を、さらに具備し、前記補強部材は、前記配線板の接合部に接合された面と前記延設部に当接した側面とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記配線板が、前記撮像素子チップと前記接合層を介して接合された接合部と、前記接合部から延設された折り曲げ部と、前記折り曲げ部から延設された延設部と、を有し、
前記折り曲げ部は、前記接合部の２つの端部からそれぞれ延設され、前記延設部は、前記折り曲げ部からそれぞれ延設されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子チップが、前記撮像素子と前記外部接続端子とを接続する、貫通配線または側面配線を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記接合層の外寸が、前記配線板の外寸よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
第１の主面に複数の撮像素子を有し、第２の主面にそれぞれの前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子基板を作製する撮像素子基板作製工程と、
前記撮像素子基板の前記第２の主面に、前記外部接続端子を含む形状にパターニングされた未硬化状態または半硬化状態の樹脂からなる接合層を形成する接合層形成工程と、
前記撮像素子基板を、前記接合層の外寸よりも大きい外寸の撮像素子チップに個片化する個片化工程と、
前記接合層を硬化処理することで、配線層を有する配線板の接合部を前記撮像素子チップに接合し、前記外部接続端子と前記配線層とを接続する接続工程と、
前記配線板の可撓性を有する折り曲げ部を折り曲げて、前記配線板を前記撮像素子チップの投影面内に配置する折り曲げ工程と、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９】
第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップを作製する撮像素子チップ作製工程と、
前記撮像素子チップの外寸より外寸の小さい、未硬化状態または半硬化状態の樹脂からなる接合層を配線板上に形成する接合層形成工程と、
前記接合層を硬化処理することで、配線層を有する前記配線板の接合面と前記撮像素子チップとを接合し、前記外部接続端子と前記配線層とを接続する接続工程と、
前記撮像素子チップの投影面内に配置されるように、前記配線板を、可撓性を有する折り曲げ部により折り曲げる折り曲げ工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップを作製する撮像素子チップ作製工程と、
前記撮像素子チップの投影面内に配置されるように、可撓性を有する折り曲げ部により折り曲げられた配線板を作製する配線板作製工程と、
前記配線板の配線層と前記外部接続端子とを、前記撮像素子チップの外寸よりも小さい外寸の未硬化状態または半硬化状態の樹脂からなる接合層を硬化処理することで、接合する接合工程と、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１１】
前記撮像素子チップの側面に切り欠き部を形成する切り欠き部形成工程を具備し、
前記切り欠き部により前記撮像素子チップは前記第２の主面の外寸が前記第１の主面の外寸よりも小さく、前記硬化処理のときに、前記切り欠き部に前記接合層の樹脂が侵入しないことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記撮像素子チップの前記第２の主面に、前記接合層の大きさを規制する溝部を形成する溝部形成工程を具備し、前記硬化処理のときに、前記溝部に前記接合層の樹脂が侵入しないことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記配線板が、前記撮像素子チップと前記接合層を介して接合された接合部と、前記接合部から延設された前記折り曲げ部と、前記折り曲げ部から延設された延設部と、を有し、
前記折り曲げ部を折り曲げる前に、前記折り曲げ部を所定角度で折り曲げるための補強部材を前記配線板の接合部と接合する工程をさらに具備することを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の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、固体撮像素子チップを具備する撮像装置および前記撮像装置の製造方法に関し、特にフリップチップ実装された固体撮像素子チップを具備する撮像装置および前記撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子チップを具備する撮像装置は、例えば電子内視鏡の先端部に配設されて使用される。電子内視鏡の先端部は患者の苦痛を和らげるために、細径化および短小化が重要な課題である。
【０００３】
図１に示すように、特開２０００−１９９８６３号公報には、撮像素子チップ１２０と、パターンフィルム１３０と、配線板１４０と、信号ケーブル１５０と、を有する撮像装置１０１が開示されている。そして、配線板１４０、配線板１４０に実装された電子部品１４６、および信号ケーブル１５０の端子部は、撮像素子チップ１２０の投影面内に納まっている。
【０００４】
図２に示すように配線板１４０は、垂直向きの基板１４０Ａと、基板１４０Ａに直交する水平向きの基板１４０ＢからなるＴ字形状の多層セラミック板である。そして、撮像素子１２３の外周部に設けられたボンディングパッド１２４と、撮像素子チップ１２０の背面に結合された垂直向きの基板１４０Ａに設けられたボンディングパッド（不図示）と、が配線パターンを形成したパターンフィルム１３０により接続されている。水平向きの基板１４０Ｂには電子部品１４６が実装されていると共に、端部に形成した端子部１４３に信号ケーブル１５０が接続されている。
【０００５】
しかし、撮像装置１０１では、パターンフィルム１３０が撮像素子チップ１２０の側面に配置されることによりパターンフィルム１３０の厚み分（数十μm〜数百μm）だけ撮像装置の外寸が大きくなり、撮像装置を有する電子内鏡の先端部細径化の障害となる、おそれがあった。そして撮像素子チップ１２０が、より小さくなると、パターンフィルム１３０の厚みの影響は、より顕著となる。
【０００６】
なお、特開２００１−１３６６２号公報には、入出力電極端子に導電性ポストを有する半導体素子を半硬化樹脂で覆った状態で回路基板に圧着／加熱するフリップチップ実装方法が開示されている。
【０００７】
しかし、半導体素子の接合面の全面を接合層である樹脂で覆っているので、半導体素子よりも大きいフレキシブル配線板を接合層を介して半導体素子と接合すると、フレキシブル配線板を折り曲げても、フレキシブル配線板を半導体素子の投影面内に収容することはできなかった。すなわち、フレキシブル配線板の投影面は、板厚および折り曲げ部の曲率半径の分だけ、半導体素子の投影面より大きくなってしまう。
【０００８】
すなわち、狭い空間内に撮像装置を配設することは容易ではないことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１９９８６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、狭い空間内に配設可能な撮像装置、および前記撮像装置の製造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】
【００１１】
本発明の一形態の撮像装置は、第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップと、前記外部接続端子と接続された配線層を有し、可撓性を有する折り曲げ部において折り曲げられていることにより前記撮像素子チップの投影面積内に配置された配線板と、フィルム状樹脂または液体状樹脂を用いて形成され、前記撮像素子チップと前記配線板とを接合する、外寸が前記撮像素子チップの外寸よりも小さい接合層と、を具備する。
【００１２】
また、本発明の別の一形態の撮像装置の製造方法は、第１の主面に複数の撮像素子を有し、第２の主面にそれぞれの前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子基板を作製する撮像素子基板作製工程と、前記撮像素子基板の前記第２の主面に、前記外部接続端子を含む形状にパターニングされた未硬化状態または半硬化状態の樹脂からなる接合層を形成する接合層形成工程と、前記撮像素子基板を、前記接合層の外寸よりも大きい外寸の撮像素子チップに個片化する個片化工程と、前記接合層を硬化処理することで、配線層を有する配線板の接合部を前記撮像素子チップに接合し、前記外部接続端子と前記配線層とを接続する接続工程と、前記配線板の可撓性を有する折り曲げ部を折り曲げて、前記配線板を前記撮像素子チップの投影面内に配置する折り曲げ工程と、を具備する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、狭い空間内に配設可能な撮像装置、および前記撮像装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】公知の撮像装置の構造を説明するための斜視図である。
【図２】公知の撮像装置の配線板の構造を説明するための分解図である。
【図３】第１実施形態の撮像装置の構造を説明するための断面図である。
【図４】第１実施形態の撮像装置の構造を説明するための分解図である。
【図５】第１実施形態の撮像装置の製造方法の撮像素子基板作製工程を説明するための第１の主面側から見たときの斜視図である。
【図６】第１実施形態の撮像装置の製造方法の撮像素子基板作製工程を説明するための第２の主面側から見たときの斜視図である。
【図７】第１実施形態の撮像装置の製造方法の接合層形成工程を説明するための第２の主面側から見たときの斜視図である。
【図８】第１実施形態の撮像装置の製造方法の個片化工程を説明するための第２の主面側から見たときの斜視図である。
【図９】第１実施形態の撮像装置の製造方法の接合工程を説明するための断面図である。
【図１０】第１実施形態の撮像装置の製造方法の接続工程を説明するための断面図である。
【図１１】第１実施形態の撮像装置の製造方法の折り曲げ工程を説明するための断面図である。
【図１２】第１実施形態の変形例１の撮像装置を説明するための断面図である。
【図１３】第１実施形態の変形例２の撮像装置を説明するための断面図である。
【図１４】第２実施形態の撮像装置を説明するための断面図である。
【図１５】第３実施形態の撮像装置を説明するための分解図である。
【図１６】第３実施形態の撮像装置を説明するための断面図である。
【図１７】第４実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】第５実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】第６実施形態の内視鏡の断面構造を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
図３および図４に示すように、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子チップ１０と、接合層２０と、配線板３０と、を具備する。そして撮像素子チップ１０は、接合層２０を介して配線板３０にフリップチップ実装されている。
【００１６】
なお、図面はいずれも説明のための模式図であり、例えば、断面図において厚く図示されている構成要素が、それよりも薄く図示されている構成要素よりも厚さが厚いとは限らない。また一部の構成要素を図示しない場合もある。
【００１７】
後述するように撮像素子チップ１０は、半導体基板であるシリコン基板を用いてウエハレベルで作製されている。そして、撮像素子チップ１０の第１の主面１４には撮像素子１１であるＣＯＭＳイメージセンサと、撮像素子１１と接続された接続端子１６と、が形成されている。撮像素子１１としてはＣＣＤ等でもよい。なお、撮像素子１１から接続端子１６までの配線は図示していない。
【００１８】
接続端子１６はＴＳＶ（Through-Silicon Via）等による貫通配線１２を介して第２の主面１５の外部接続端子１３と裏面配線１９を介して接続されている。
【００１９】
貫通配線１２は、第１の主面１４に形成した撮像素子１１の外周部に形成されるが、第２の主面１５の外部接続端子１３は、より内周側に配設することが好ましい。すなわち、外部接続端子１３の配設位置が撮像素子チップ１０外周に近い場合には配線板３０を撮像素子チップ１０の投影面１０Ｓに配設することが困難となる場合がある。このため、撮像素子チップ１０では、貫通配線１２形成部よりも内周側に外部接続端子１３を配設するために、裏面配線１９を用いている。
【００２０】
貫通配線１２と接続された、凸形状の外部接続端子１３は、金バンプ、銅バンプまたははんだバンプ等である。
【００２１】
配線板３０は、ポリイミド等の可撓性樹脂を基材とするフレキシブル多層配線板である。配線板３０は、接続部（接続パッド）３１を介して撮像素子チップ１０の外部接続端子１３と接続された、銅等からなる配線層３２、を有する。接続部３１は配線層３２の最外層の一部であってもよい。
【００２２】
そして、配線板３０は、折り曲げ部３０Ｙにより折り曲げられていることにより撮像素子チップ１０の投影面１０Ｓ内に配置されている。
【００２３】
なお、便宜上、配線板３０を、接合部３０Ｘ、折り曲げ部３０Ｙ、延設部３０Ｚ、と区分して表現するが、本実施の形態の配線板３０は１枚のフレキシブル配線板であり、前記区分の境界は明確に定義されるものではない。なお配線板は少なくとも折り曲げ部３０Ｙが可撓性を有していればよく、接合部３０Ｘ、および延設部３０Ｚを硬質基板で構成したリジッドフレキシブル配線板でもよい。リジッドフレキシブル配線板では、前記区分の境界は明確である。
【００２４】
ブロック４０は、配線板３０を折り曲げ部３０Ｙで折り曲げるときの補強部材である。ブロック４０はアルミニウム、または銅等の熱伝導率の高い金属材料またはポリカーボネート等の樹脂からなる。補強部材としての機能を有していればブロックではなく板材であってもよい。
【００２５】
配線板３０の延設部３０Ｚの配線層３２と接続されたケーブル４５は、撮像素子チップ１０と図示しない制御部および信号処理部等との間の信号等を伝達する。
【００２６】
配線板３０の延設部３０Ｚの内面には電子部品３３が実装されている。電子部品３３とはチップコンデンサ、チップ抵抗、信号処理ＩＣ、ドライバＩＣ、電源ＩＣ、ダイオード、コイル、またはリードスイッチ等から必要な部品が選定される。もちろん、電子部品３３が不要の場合には、実装する必要はない。
【００２７】
接合層２０は、例えば、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）からなり、接続端子１６と接続部３１とを電気的に接続すると共に、接続箇所の封止機能および接続箇所の補強機能を有する。接合層２０の厚さは接合空間に空洞等ができないように、外部接続端子１３の高さ以上であることが好ましい。このため、撮像素子チップ１０と配線板３０とは接合層２０を介して圧力を加えながら接合されている。圧着接合中に加温またはＵＶ光照射を行うことにより、はんだを溶解したり、樹脂を硬化したりしてもよい。
【００２８】
なお、撮像素子チップ１０の撮像素子１１上にはマイクロレンズが形成されていたり、さらにエアーギャップを介してカバーガラスが接合されていたりしてもよい。
【００２９】
そして、撮像装置１では、（撮像素子チップ投影面１０Ｓ）≧（配線板投影面３０Ｓ）≧接合層投影面２０Ｓ）となっている。言い換えれば、配線板３０は撮像素子チップ１０の投影面内に配置され、接合層２０は配線板３０の投影面内に配置されている。
【００３０】
なお、投影面とは撮像素子１１面と平行な面、言い換えれば第１の主面１４等と平行な面に対する垂直投影面である。
【００３１】
撮像装置１の断面積は撮像素子チップ１０の投影面であるために、撮像装置１は、狭い空間内に配設可能である。そして、撮像装置１が先端部に配設された内視鏡は、先端部の細径化が可能である。
【００３２】
次に、図５〜図１０を用いて撮像装置１の製造方法について説明する。
【００３３】
＜撮像素子基板作製工程＞
図５および図６に示すように、第１の主面１４に複数の撮像素子１１と、それぞれの撮像素子１１と接続された複数の接続端子１６とを有し、第２の主面１５にそれぞれの接続端子１６と接続された外部接続端子１３を有する、撮像素子基板１０Ｗ１が作製される。
【００３４】
図５および図６に示す撮像素子基板１０Ｗ１では、１枚のウエハ内に１０×１０のマトリックス状に配置された１００個の撮像素子１１と４００個の接続端子１６と４００個の外部接続端子１３とが作製されている。すなわち、１個の撮像素子１１が４個の接続端子１６を有し、それぞれの接続端子１６が、それぞれの外部接続端子１３と接続されている。
【００３５】
１枚の撮像素子基板１０Ｗ１に形成する撮像素子１１等の数は多いほど量産性に優れている。
【００３６】
接続端子１６は、シリコン基板を貫通する貫通配線１２（図３参照）を介して外部接続端子１３と、接続されている。貫通配線１２は貫通孔をウエットエッチングまたはドライエッチングにより形成した後に貫通孔の内面を導電化することにより作製される。貫通孔は第２の主面１５側から形成し、接続端子１６の裏面をエッチングストップ層とするビアホールであることが好ましい。貫通配線１２と外部接続端子１３との間は裏面配線１９により接続されている。
【００３７】
なお、貫通配線１２に替えて、後述する個片化工程等の後に、公知の側面配線等により接続端子１６と外部接続端子１３とを接続してもよい。また撮像素子基板１０Ｗ１は略円形であってもよい。
【００３８】
＜接合層形成工程＞
図７に示すように、撮像素子基板１０Ｗ１の第２の主面１５に、それぞれの撮像素子１１と接続された複数の外部接続端子１３を含む形状にパターニングされた接合層２０が形成される。すなわち複数の接合層２０がウエハレベルで一括してパターニング形成される。
【００３９】
すでに説明したように、１個の撮像素子１１は４個の外部接続端子１３と接続されているために、この４個の外部接続端子１３を覆う形状に、接合層２０はパターニングされている。複数の接合層２０を接合層群２０Ｗという。すなわち、接合層形成工程では接合層群２０Ｗが第２の主面１５に形成され接合層付き撮像素子基板１０Ｗ２が作製される。
【００４０】
例えば、異方性導電膜等のフィルムを用いて形成する接合層２０は、撮像素子基板１０Ｗ１の第２の主面１５の全面にフィルム状樹脂を接合後に、金属マスク層等を介してのエッチング処理またはアッシング処理等によりパターニングされる。
【００４１】
また、接合層２０として、非導電フィルム（ＮＣＦ：Non Conductive Film）等を用いてもよいし、フィルム状樹脂に替えてＮＣＰ（非導電樹脂ペースト）、ＡＣＰ（異方性導電樹脂ペースト）)、または、はんだ粒子含有樹脂等の液体状樹脂を用いてもよい。液体状樹脂を用いる場合には、マスキング後のエッチング処理等に替えて、インクジェット法またはスクリーン印刷法等を用いてもパターニングされた接合層２０を形成することができる。
【００４２】
なお、接合層２０が非導電材料の場合には、外部接続端子１３の領域をパターニングにより除去してもよい（図１５参照）。
【００４３】
接合層２０が硬化性樹脂を含有する場合、接合層２０形成時においては未硬化状態または半硬化状態であることが好ましい。後述する接合工程において、加熱またはＵＶ照射等による硬化処理を行うことにより、接続部３１と接続端子１６とを、より確実に接続しやすいからである。
【００４４】
なお、接合層２０の外形（投影形状）は、図４等に示した正方形である必要はなく、外部接続端子１３を含む形状であれば長方形または楕円形等であってもよい。例えば、撮像素子１１の外形が長方形の場合には接合層２０の外形も長方形であってもよい。
【００４５】
＜個片化工程＞
図８に示すように、接合層付き撮像素子基板１０Ｗ２が切断されて、個々の撮像素子チップ１Ｗ１に個片化される。接合層２０と接合層との間で切断されるために、撮像素子チップ１Ｗ１の第２の主面１５の中央部に接合層２０が形成されている。
【００４６】
個片化工程のウエハ切断処理にはワイヤーソー、ブレードダイシング装置、またはレーザーダイシング装置等を用いる。
【００４７】
＜接合工程＞
（接続工程）
図９および図１０に示すように、配線板３０の接続部３１と接続端子１６とが接合層２０を介して、接続される。このとき、確実に電気的に接続を行い、かつ、撮像素子チップ１０と配線板３０とを確実に物理的に接合するために、撮像素子チップ１０と配線板３０とを圧力をかけながら接合処理すること、すなわち圧着することが好ましい。
【００４８】
接合層２０の厚さは外部接続端子１３の高さよりも大きい。このために、図１０に示す圧着後の接合層投影面２０Ｓは、図９に示す圧着前の接合層投影面２０Ｓ０よりも大きくなっている。すなわち、接合層２０は側面側に広がっている。
【００４９】
なお、図９等では図示していないが、図３等に示すように配線板３０に電子部品３３を予め実装しておいてもよい。
【００５０】
（折り曲げ工程）
図１１に示すように、配線板３０を折り曲げて、配線板投影面３０Ｓを撮像素子チップ投影面１０Ｓ内に配置する。なお、折り曲げるときに、接合層２０へ応力がかかることを防止するために、ブロック４０の幅は接合層２０の幅よりも広いことが好ましい。
【００５１】
折り曲げ角度θｖが略９０度以下の場合に、配線板３０は撮像素子チップ投影面１０Ｓ内に配置されるが、折り曲げ角度θｖは、９０〜５０度が好ましい。なお、図１１においては配線板３０の左右が共に折り曲げられたＵの字型の場合を示しているが、一端が短く接合後においても投影面１０Ｓ内に配置されている配線板では、他端のみを折り曲げたＬ字型でもよい。
【００５２】
なお、折り曲げ部の曲率半径Ｒは、配線板３０の種類等により異なるが、例えば０．１ｍｍ程度である。そして接合層２０は圧着による投影面２０Ｓの拡大および折り曲げ部の曲率半径Ｒを考慮した形状および大きさにパターニングされている。
【００５３】
所定角度および所定位置で折り曲げするため、および折り曲げのときの接合部への応力低減のために、折り曲げる前に、ブロック接合工程においてブロック４０が配線板３０の接合部３０Ｘの裏面に接合される。また折り曲げ後にブロック４０と、ブロック４０と接している配線板３０の延設部３０Ｚとは、接合される。
【００５４】
なお、折り曲げた後の配線板３０の外側面と撮像素子チップの投影面１０Ｓとの間の空間に低背の電子部品３３を実装することも可能である。
【００５５】
＜ケーブル接続工程＞
配線板３０の延設部３０Ｚの配線層３２と、信号ケーブル４５とが接続される。ケーブル接続は、例えば、はんだ接合により行われる。
【００５６】
なお、ケーブル４５は可撓性を有するため、撮像装置１の細径化のために、ケーブル４５は全長にわたって撮像子チップの投影面１０Ｓ内の空間に配置されている必要はない。ケーブル４５は、少なくとも、配線板３０との接続部が投影面１０Ｓ内に配置されていればよい。
【００５７】
以上の説明のように、本実施形態の撮像装置１の製造方法は、第１の主面に複数の撮像素子を有し、第２の主面にそれぞれの前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子基板を作製する撮像素子基板作製工程と、前記撮像素子基板の前記第２の主面に、前記それぞれの撮像素子と接続された複数の前記外部接続端子を含む形状にパターニングされた接合層を形成する接合層形成工程と、前記撮像素子基板を、前記接合層よりも大きい外寸の撮像素子チップに個片化する個片化工程と、前記撮像素子チップの投影面内に配置される配線板の配線層と、前記外部接続端子と、を前記接合層を介して、接続する接合工程と、を具備する。
【００５８】
本実施形態によれば、狭い空間内に配設可能な撮像装置１を製造することができる。
【００５９】
＜第１実施形態の変形例１および変形例２＞
次に、第１実施形態の変形例１および変形例２について説明する。変形例は第１実施形態と類似しているので、類似した構成要素には符号の末尾にアルファベット１文字を付加し、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００６０】
図１２に示す第１実施形態の変形例１の撮像装置１Ａの接合層２０Ａの投影面は配線板３０の投影面と略一致している。また、図１３に示す第１実施形態の変形例２の撮像装置１Ｂの接合層２０Ｂの投影面は配線板３０の投影面より大きい。
【００６１】
しかし、撮像装置１Ａおよび撮像装置１Ｂは、接合層２０Ａ、２０Ｂの投影面および配線板３０の投影面が共に撮像素子チップ１０の投影面内である。
【００６２】
このため、本変形例の撮像装置１Ａ、撮像装置１Ｂおよび製造方法は、第１実施形態の撮像装置１等と同様の効果を有する。
【００６３】
なお、撮像装置１Ｂの製造方法では、配線板３０の接続部３１と撮像素子チップ１０の接続端子１６とを、例えば、はんだ接続した後に、接合面の隙間に液体状樹脂を流し込むことにより接合層２０Ｂを形成してもよい。
【００６４】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は第１実施形態等と類似しているので、類似した構成要素には符号の末尾にアルファベット１文字を付加し、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００６５】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示すように、第２実施形態の撮像装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、撮像素子チップ１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅの側面に、それぞれ切り欠き部１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅが形成され、第２の主面１５の外寸（投影面）を第１の主面１４の外寸（投影面）よりも小さくする、切り欠き部１７Ｃの断面は矩形であり、切り欠き部１７Ｄの断面はテーパー形状であり、切り欠き部１７Ｅの断面はスロープ（曲面）形状である。
【００６６】
本実施形態の撮像装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、接合工程における接合層２０の投影面２０Ｓの大きさが、切り欠き部１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅにより規制される。例えば、接合層２０を液体状樹脂で形成した場合には毛細管現象によって接合層２０は投影面積が大きくなり、圧着接合のときに加えられる圧力によっても接合層２０は大きくなる。しかし、接合層２０の大きさは切り欠き部１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅにより規制される。言い換えれば、接合層２０の広がりは切り欠き部１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅにより抑制される。
【００６７】
このため本実施形態の撮像装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅおよび製造方法は、第１実施形態の撮像装置１等が有する効果に加えて、より確実に接合層２０を所定の投影面内に形成することができる。このため、撮像装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、より確実に配線板３０を撮像素子チップ１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅの投影面内に配置することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は第１実施形態等と類似しているので類似した構成要素には、符号の末尾にアルファベット１文字を付加し、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００６９】
図１５および図１６（Ａ）に示すように、本実施形態の撮像装置１Ｆは、撮像素子チップ１０Ｆの第２の主面１５に、断面が矩形の溝部１８Ｆが形成されている。溝部１８Ｆは図１５に示すように、少なくとも配線板３０の折り曲げ部３０Ｙと平行位置に形成されていればよい。すなわち、Ｌ字型に折り曲げられる配線板を用いる場合には溝部１８Ｆは１本でよい。逆に溝部は、接合層２０を取り囲む形状であってもよい。
【００７０】
また、図１６（Ｂ）に示すように、撮像装置１Ｇの溝部１８Ｇは断面がＶ字型であり、図１６（Ｃ）に示すように、撮像装置１Ｈの溝部１８Ｈは断面がＵ字型である。なお、溝部１８Ｆ、１８Ｇ、１８Ｈは撮像素子チップ１０Ｆの第２の主面１５の端面まで形成されていても良い。
【００７１】
本実施形態の撮像装置１Ｆ、１Ｇ、１Ｈは、接合工程における接合層２０の投影面の大きさが溝部１８Ｆ、１８Ｇ、１８Ｈにより規制される。例えば、接合層２０を液体状樹脂で形成した場合に、毛細管現象によっても接合層２０は広がるが、大きさは溝部１８Ｆ、１８Ｇ、１８Ｈにより規制される
【００７２】
このため本実施形態の撮像装置１Ｆ、１Ｇ、１Ｈおよび製造方法は、第２実施形態の撮像装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ等が有する効果を有する。さらに、溝部１８Ｆ、１８Ｇ、１８Ｈはウエハレベルで形成可能であるため、第２実施形態の撮像装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅよりも製造が容易である。
【００７３】
なお、すでに説明したように、図１５に示した撮像装置１Ｆの接合層２０Ｆ１は、パターニングのときに、外部接続端子１３と接する領域が除去された孔２０Ｆ１となっている。
【００７４】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は第１実施形態等と類似しているので類似した構成要素には、符号の末尾にアルファベット１文字を付加し、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００７５】
第４実施形態の撮像装置１Ｊの構造は第１実施形態の撮像装置１と略同様である。しかし製造方法が異なる。
【００７６】
本実施形態の撮像装置１Ｊの製造方法は、第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップを作製する撮像素子チップ作製工程と、可撓性を有する配線板上に前記撮像素子チップの投影面内に配置可能な接合層を形成する接合層形成工程と、前記配線板の配線層と前記外部接続端子と前記接合層を介して接合する接合工程と、前記撮像素子チップの投影面内に配置されるように、前記配線板を折り曲げ部により折り曲げる折り曲げ工程と、を具備する。
【００７７】
すなわち、図１７に示すように、撮像素子チップ作製工程において、撮像素子チップ１０がすでに説明したウエハプロセスと同様の方法により作製される。一方、接合層形成工程において配線板３０上の接続部を含む領域に接合層２０が形成される。このとき、接合層２０は撮像素子チップ１０の投影面内に配置可能な形状、大きさである。
【００７８】
そして、接合層形成工程において撮像素子チップ１０と、接合層２０が形成された配線板３０と、が接合された後に、折り曲げ工程が行われる。
【００７９】
本実施形態の撮像装置１Ｊの製造方法は、第１実施形態の撮像装置１の製造方法と同様の効果を有する。
【００８０】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態は第１実施形態等と類似しているので類似した構成要素には、符号の末尾にアルファベット１文字を付加し、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００８１】
第５実施形態の撮像装置１Ｋの構造は第１実施形態の撮像装置１と略同様である。しかし製造方法が異なる。
【００８２】
本実施形態の撮像装置１Ｋの製造方法は、第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に前記撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップを作製する撮像素子チップ作製工程と、前記撮像素子チップの投影面内に配置されるように、折り曲げ部により折り曲げられた配線板を作製する配線板作製工程と、前記配線板の配線層と前記外部接続端子とを、前記撮像素子チップの投影面内に配置される接合層を介して接合する接合工程と、を具備する。
【００８３】
すなわち、図１８に示すように、撮像装置１Ｋの製造方法では接合工程の前に、配線板作製工程において配線板３０が折り曲げ部３０Ｙにおいて折り曲げられている。そして接合工程において、折り曲げられた配線板３０が、接合層２０を介して撮像素子チップ１０と接合される。
【００８４】
なお、接合層２０は、撮像素子チップ１０に形成されていてもよいし、配線板３０に形成されていてもよい。また、撮像素子チップ１と配線板３０との間に、所定の大きさに切断したフィルム状樹脂をはさんで圧着接合してもよい。
【００８５】
本実施形態の撮像装置１Ｋの製造方法は、第１実施形態の撮像装置１の製造方法と同様の効果を有する。
【００８６】
＜第６実施形態＞
次に、第３の実施の形態として、挿入部先端部に撮像装置１Ｌを組み込んだ内視鏡５０の撮像ユニットについて説明する。図１９において模式的に示している光学系５１と、撮像装置１Ｌとは枠部５２により光軸Ｏを中心に固定されている。なお撮像装置１Ｌの第１の主面には、製造中に撮像素子１１を保護する機能も有するガラス基板部３５が接合されている。
【００８７】
撮像装置１Ｌは細径、例えば直径３ｍｍのシールド枠５３の内部に収容されている。シールド枠５３の内部は高熱伝導率の非導電性樹脂充填剤５５により充填されている。ブロック４０配設後に折り曲げられた配線板３０の延設部３０Ｚには電子部品３３が実装されていると共に、後端部にはケーブル４５が接続されている。
撮像装置１Ｌは、すでに説明した撮像装置１と同様の構造である。
【００８８】
上記構造、すなわち、撮像装置１等を挿入部先端部に有する内視鏡５０は細径化が可能である。
【００８９】
本発明は上述した実施の形態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】
【００９０】
１、１Ａ〜１Ｌ…撮像装置、１０…撮像素子チップ、１０Ｓ…撮像素子チップ投影面、１０Ｗ１、１０Ｗ２…撮像素子基板、１１…撮像素子、１２…貫通配線、１３…外部接続端子、１４…第１の主面、１５…第２の主面、１６…接続端子、１７Ｃ〜１７Ｄ…切り欠き部、１８Ｆ〜１８Ｈ…溝部、１９…裏面配線、２０…接合層、２０Ｓ…接合層投影面、２０Ｗ…接合層群、３０…配線板、３０Ｓ…配線板投影面、３１…接続部、３２…配線層、３３…電子部品、４０…ブロック、４５…信号ケーブル、５０…内視鏡、１０１…撮像装置、１２０…撮像素子チップ、１２３…撮像素子、１２４…ボンディングパッド、１３０…パターンフィルム、１４０…配線板、１４３…端子部、１４６…電子部品、１５０…信号ケーブル
【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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【図１９】
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