(57)【要約】撮像装置１は、受光部１２が形成された受光面１０ＳＡの外周部に受光部１２と接続された複数の電極パッド１３が列設されている撮像素子１０と、それぞれが電極パッド１３と接続されている複数のインナーリード２１を含む配線板２０と、を具備する撮像装置１であって、それぞれのインナーリード２１が、先端部２１Ｘと屈曲部２１Ｙと後端部２１Ｚとからなり、先端部２１Ｘが電極パッド１３と接続されており、屈曲部２１Ｙが受光面１０ＳＡに対して凹形状の第１屈曲部２１Ｙ１と凸形状の第２屈曲部２１Ｙ２とからなり、後端部２１Ｚが撮像素子１０の側面１０ＳＳに平行に配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部が形成された受光面の外周部に、前記受光部と接続された複数の電極パッドが列設されている撮像素子と、
それぞれが前記複数の電極パッドのいずれかの電極パッドと接続された複数のインナーリードを含むフレキシブル配線板と、を具備する撮像装置であって、
前記複数のインナーリードのそれぞれのインナーリードが、先端部と屈曲部と後端部とからなり、前記先端部が前記電極パッドと接続されており、前記屈曲部が前記受光面に対して凹形状の第１屈曲部と凸形状の第２屈曲部とからなり、前記後端部が前記撮像素子の側面に平行に配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１屈曲部が前記撮像素子の受光面の上にあり、前記第２屈曲部が前記撮像素子の前記受光面より外側で、かつ、前記第１屈曲部よりも前記受光面からの高さが高い位置にあることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の電極パッドのそれぞれにバンプが配設されており、
前記バンプにインナーリードの前記先端部が圧着接合されてい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】
前記撮像素子の側面に、先端部が前記複数のインナーリードと当接している屈曲補助部材が接着されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子の前記受光面に配設された凸形状の絶縁性部材を具備し、
前記絶縁性部材と当接している前記屈曲部を介して、前記後端部が前記撮像素子の側面平行に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記絶縁性部材が、前記複数のインナーリードが当接している棒状であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記インナーリードが樹脂材料により封止されていることを特徴とする請求項３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】
前記インナーリードの長さが、２００μｍ以上４００μｍ以下であり、
前記撮像素子の厚さが、１００μｍ以上３００μｍ以下であり、
前記インナーリードの前記先端部の長さが、３０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子が、外周端部に沿って導電性材料からなるガードリングを前記受光面に有することを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数のインナーリードのうち接地電位のインナーリードが、前記ガードリングと接続されていることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数の受光部と、それぞれの受光部の周囲に列設された前記受光部と接続された複数の電極パッドと、を受光面に有する半導体ウエハが作製されるウエハ工程と、
前記半導体ウエハが切断され、前記受光部の外周部に前記複数の電極パッドが列設された撮像素子に個片化される切断工程と、
フレキシブル配線板の端面から突出している複数のインナーリードの先端部が、前記撮像素子の前記複数の電極パッドの電極パッドと、それぞれ接続される接合工程と、
前記複数のインナーリードが、それぞれの前記複数の電極パッドとの接続部を起点として前記受光面に対して傾斜した状態に塑性変形する第１屈曲工程と、
前記複数のインナーリードの後端部が前記撮像素子の側面と平行になるように、前記複数のインナーリードが折り曲げられ塑性変形する第２屈曲工程と、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１２】
前記第１屈曲工程および第２屈曲工程において、前記フレキシブル配線板の前記複数のインナーリードが突出している基板部が保持部に保持された状態で、前記保持部を移動することにより、前記複数のインナーリードの屈曲が同時に行われることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１屈曲工程と第２屈曲工程との間に、屈曲補助部材が、前記撮像素子の側面に沿って挿入され、先端が前記複数のインナーリードと当接する挿入工程を、具備し、
前記第２屈曲工程において、前記屈曲補助部材との当接箇所を頂点として前記複数のインナーリードが折り曲げられることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記挿入工程において、前記屈曲補助部材が前記撮像素子の側面に接着されることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１屈曲工程および第２屈曲工程において、前記フレキシブル配線板の前記複数のインナーリードが突出している基板部が保持部に保持された状態で、前記保持部を移動することにより、前記複数のインナーリードの屈曲が同時に行われることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記ウエハ工程において、前記受光部とバンプとを結ぶ各直線の延長上に凸形状の絶縁性部材が配設され、
前記第１屈曲工程において、前記インナーリードが前記絶縁部材と当接した状態で、後端部が前記撮像素子の側面に平行になるように折り曲げられることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
前記絶縁性部材が、複数の凸形状の絶縁性部材が連設した棒状であることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ウエハ工程において、前記切断工程の切断線のうち前記複数のバンプの列設方向と平行な切断線に沿って溝が形成され、さらに前記溝に絶縁材料を充填され、
前記切断工程において前記切断線に沿って切断されることを特徴とする請求項１６または請求項１７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、受光部が形成された受光面の外周部に、前記受光部と接続された複数の電極パッドが列設されている撮像素子と、前記複数の電極パッドのいずれかとそれぞれが接続されている複数のインナーリードを含むフレキシブル配線板と、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】
図１に示す固体撮像装置１０１が、日本国特開平５−１１５４３５号公報に開示されている。固体撮像装置１０１は、受光部が形成された固体撮像素子１１０と基板１２０とを具備する。基板１２０のインナーリード１２１は、固体撮像素子１１０の外部接続用のバンプである金属突起１１４と接続されている。【０００３】
固体撮像素子１１０は、インナーリード１２１が受光面１１０ＳＡと反対方向に略直角に折り曲げられているため細径である。そして、インナーリード１２１が固体撮像素子１１０と接触し短絡することを防止するために、固体撮像素子１１０の側面には絶縁板１５０が配設されている。【０００４】
しかし、例えば内視鏡の先端部に配設される極めて小さな固体撮像素子１１０の側面に絶縁板１５０を配設することは容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、略直角に折り曲げられたインナーリードと、半導体からなる撮像素子とが短絡することのない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】
【０００７】
本発明の実施形態の撮像装置は、受光部が形成された受光面の外周部に、前記受光部と接続された複数の電極パッドが列設されている撮像素子と、それぞれが前記複数の電極パッドのいずれかの電極パッドと接続された複数のインナーリードを含むフレキシブル配線板と、を具備する撮像装置であって、
前記複数のインナーリードのそれぞれのインナーリードが、先端部と屈曲部と後端部とからなり、前記先端部が前記電極パッドと接続されており、前記屈曲部が前記受光面に対して凹形状の第１屈曲部と凸形状の第２屈曲部とからなり、前記後端部が前記撮像素子の側面に平行に配置されている。【０００８】
また、別の実施形態の撮像装置の製造方法は、複数の受光部と、それぞれの受光部の周囲に列設された前記受光部と接続された複数の電極パッドと、を受光面に有する半導体ウエハが作製されるウエハ工程と、前記半導体ウエハが切断され、前記受光部の外周部に前記複数の電極パッドが列設された撮像素子に個片化される切断工程と、フレキシブル配線板の端面から突出している複数のインナーリードの先端部が、前記撮像素子の前記複数の電極パッドの電極パッドと、それぞれ接続される接合工程と、前記複数のインナーリードが、それぞれの前記複数の電極パッドとの接続部を起点として前記受光面に対して傾斜した状態に塑性変形する第１屈曲工程と、前記複数のインナーリードの後端部が前記撮像素子の側面と平行になるように、前記複数のインナーリードが折り曲げられ塑性変形する第２屈曲工程と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、略直角に折り曲げられたインナーリードと半導体からなる撮像素子とが短絡することのない撮像装置および前記撮像装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の撮像装置の断面図である。
【図２】第１実施形態の撮像装置の斜視図である。
【図３】第１実施形態の撮像装置の断面図である。
【図４】第１実施形態の撮像装置の製造方法のフローチャートである。
【図５Ａ】第１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５Ｂ】第１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５Ｃ】第１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５Ｄ】第１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５Ｅ】第１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６】第２実施形態の撮像装置の断面図である。
【図７】第３実施形態の撮像装置の斜視図である。
【図８】第４実施形態の撮像装置の斜視図である。
【図９】第４実施形態の撮像装置の断面図である。
【図１０】第４実施形態の撮像装置の絶縁部材を説明するための側面図である。
【図１１】第４実施形態の撮像装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第４実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３Ａ】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１３Ｂ】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１３Ｃ】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１４】第５実施形態の撮像装置の斜視図である。
【図１５】第６実施形態の撮像装置の斜視図である。
【図１６】第６実施形態の撮像装置の断面図である。
【図１７】第７実施形態の撮像装置の斜視図である。
【図１８Ａ】第７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１８Ｂ】第７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１８Ｃ】第７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７実施形態の変形例の撮像装置の断面図である。
【図２０】第７実施形態の変形例の撮像装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
本実施形態の撮像装置１は、図２および図３に示すように、撮像素子１０とフレキシブル配線板（以下、「配線板」という）２０とを具備する。撮像素子１０には、接着層３１を介して光学部材またはカバーガラス３０が接着されている。また、撮像素子１０と配線板２０との接合部は封止樹脂３２で覆われている。なお、点線で表示したカバーガラス３０、接着層３１、および封止樹脂３２は、説明を省略し図示しないことがある。また、撮像素子１０の受光面１０ＳＡの方向を上方向という。
【００１２】
撮像素子１０は、シリコン等の半導体からなる略直方体のチップである。後述するように、撮像素子１０は、公知の半導体プロセスにより複数の撮像素子が形成された半導体ウエハを切断により個片化することにより作製される。撮像素子１０は、例えば、受光面１０ＳＡが５００μｍ×５００μｍ以上１０００μｍ×１０００μｍ以下であり、厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下である。すなわち、例えば、内視鏡の先端部に配設される撮像装置１の撮像素子１０は超小型である。
【００１３】
受光部１２が形成された半導体チップ１１の受光面１０ＳＡの外周部には、それぞれが受光部１２と接続された複数の電極パッド１３が端辺に沿って列設されている。電極パッド１３の上にはバンプ１４が配設されている。受光部１２と電極パッド１３とは内部配線１３Ｌによって電気的に接続されているが、電極パッド１３形成時に同時に表面配線で接続されていてもよい。
【００１４】
受光部１２は、ＣＣＤ、またはＣＭＯＳ撮像体等の光電変換素子からなる。バンプ１４は、電極パッド１３の上に形成された、凸形状の金属、例えば、金からなる金バンプである。バンプ１４は良好な接合強度を担保するため、電極パッド１３を含めた高さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、径は、３０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
【００１５】
なお、撮像素子１０の受光面１０ＳＡには、外周端部に沿って銅等の導電性材料からなるガードリング１６が配設されている。超小型の撮像素子では、切断工程におけるチッピングが受光部１２に影響を及ぼすおそれがある。
【００１６】
後述するように、ガードリング１６は、ウエハ工程において、切断線にそって、半導体ウエハに配設される。そして、切断工程においてチッピングが発生しても受光部１２に影響が及ぶことを防止する効果を有する。ガードリング１６は、表面保護膜（不図示）の剥がれ防止、および、撮像素子１０Ｂの電気的シールド等の機能も有する。
【００１７】
一方、配線板２０は、ポリイミド等の可撓性樹脂を基材２２とし、銅等からなる複数の配線２１Ｌを有する可撓性配線板である。なお、配線２１Ｌは、基材２２の内部に配設されているが、表面に配設されていてもよい。また配線板２０は多層配線板でもよいし、チップコンデンサ等の電子部品が表面に実装されていてもよいし、電子部品が内蔵されていてもよい。
【００１８】
配線２１Ｌは、配線板２０の端面において基材２２から突出してインナーリード２１を構成している。インナーリード２１はフライングリードとよばれることもある。例えば、厚さが２０μｍ以上５０μｍ以下、長さが５０μｍ以上５００μｍ以下のインナーリード２１（配線２１Ｌ）は、可撓性を有し、外部からの応力により塑性変形する。なお、インナーリード２１の長さは、撮像素子１０の厚さプラス１００μｍを超えない範囲で、例えば、撮像素子の厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下の場合には、２００μｍ以上４００μｍ以下であるのが好ましい。
【００１９】
図３に示すように、インナーリード２１は、先端部２１Ｘと屈曲部２１Ｙと後端部２１Ｚとからなる。すなわち、インナーリード２１のバンプ１４と圧着接合されている部分を先端部２１Ｘといい、先端部２１Ｘから延設している屈曲している部分を屈曲部２１Ｙといい、屈曲部２１Ｙから延設している、撮像素子１０の側面１０ＳＳと平行に配置されている部分を後端部２１Ｚという。先端部２１Ｘの長さは、電極パッド１３の大きさと同等の３０μｍ以上１００μｍ以下である。なお、屈曲部２１Ｙと後端部２１Ｚとは、説明のため区分しているが一体であり、その境界は明確ではない。
【００２０】
屈曲部２１Ｙは、先端部２１Ｘとバンプ１４との接合部を起点として撮像素子１０の受光面１０ＳＡから乖離するように上方向に屈曲している第１屈曲部２１Ｙ１と、後端部２１Ｚが撮像素子１０の側面１０ＳＳと平行になるように屈曲している第２屈曲部２１Ｙ２とからなる。受光面１０ＳＡに対して第１屈曲部２１Ｙ１は凹形状であり、第２屈曲部２１Ｙ２は凸形状である。なお、第１屈曲部２１Ｙ１の屈曲角度をθ１度とすると、第２屈曲部２１Ｙ２の屈曲角度θ２は、約（９０−θ１）度である。
【００２１】
以上の説明のように、第１屈曲部２１Ｙ１は撮像素子１０の受光面１０ＳＡの上にあるが、第２屈曲部２１Ｙ２は受光面１０ＳＡより外側で、かつ、第１屈曲部２１Ｙ１よりも受光面１０ＳＡからの高さが高い位置にある。
【００２２】
インナーリード２１は、第１屈曲部２１Ｙ１が受光面１０ＳＡから乖離するように、接合部を起点として凹形状に屈曲しているため、撮像素子１０の、ガードリング１６、角部および側面１０ＳＳと接触することがない。
【００２３】
第１屈曲部２１Ｙ１の屈曲角度θ１は、１０度以上７０度以下が好ましく、３０度以上６０度以下が特に好ましい。ガードリング１６とインナーリード２１とが接触すると、受光部１２との信号の授受に問題が生じるが、前記範囲内であればインナーリード２１が、ガードリング１６等と接触するおそれがない。
【００２４】
なお、図２に示したように、撮像装置１では、撮像素子１０には、１つの配線板２０が接合されている。すなわち、複数のバンプ１４は１端辺に沿って１列に配設されている。しかし、撮像素子１０に複数の配線板２０が接合されていてもよい。例えば複数のバンプ１４が、対向する２端辺に沿って２列に配設されており、撮像素子に２つの配線板が接合されていてもよい。
【００２５】
撮像素子１０の電極パッド１３にバンプ１４が配設されておらず、インナーリード２１が電極パッド１３に直接、接続されていてもよい。
【００２６】
撮像装置１は、インナーリード２１が撮像素子１０の側面１０ＳＳに略平行に受光面１０ＳＡと反対側に延設されているため、細径である。このため、撮像装置１が挿入部の先端部に配設された内視鏡は細径で低侵襲である。
【００２７】
＜撮像装置１の製造方法＞
次に、撮像装置１の製造方法について図４のフローチャートに沿って説明する。
【００２８】
＜ステップＳ１１＞ウエハ工程
複数の受光部１２と、それぞれの受光部１２の周囲に列設された複数のバンプ１４およびガードリング１６を受光面１０ＳＡに有する、シリコン等からなる半導体ウエハ（不図示）が作製される。
【００２９】
バンプ１４は、例えば、スタッドバンプ、または、めっきバンプ等である。スタッドバンプは、ワイヤボンディング装置を用いて、金ワイヤの先端を放電溶融して形成した金ボールを電極パッド１３に金属接合した後にワイヤを切断することで作製される。
【００３０】
＜ステップＳ１２＞切断工程
半導体ウエハが、切断され、直方体の半導体からなる撮像素子１０が作製される。撮像素子１０は、受光部１２が形成された受光面１０ＳＡの外周部に、受光部１２と接続された複数のバンプ１４が列設されている半導体チップ１１である。
【００３１】
なお、バンプ１４がスタッドバンプの場合等には、半導体ウエハを切断後にバンプ１４を配設してもよい。
【００３２】
＜ステップＳ１３＞配線板工程
所定の仕様の配線板２０が作製される。配線板２０の端面からは複数のインナーリード２１が突出している。複数のインナーリード２１の配設間隔（ピッチ）は、撮像素子１０のバンプ１４の配設間隔（ピッチ）と同じである。なお、ステップＳ１１からステップＳ１２の工程よりも前に、配線板２０が作製されてもよい。
【００３３】
＜ステップＳ１４＞圧着工程
図５Ａに示すように、圧着治具４０により、インナーリード２１の先端部２１Ｘとバンプ１４とが、圧着接合される。なお、複数のバンプ１４と複数のインナーリードとを同時に処理できる棒状の圧着治具４０を用いることが好ましい。複数のバンプ１４を同時に押圧するのに必要な適切な幅の棒状の圧着治具４０が用いられるが、圧着治具４０の幅は撮像素子１０の幅に対し、±１００μｍ程度が好ましい。
【００３４】
さらに、圧着治具にヒートバーを用いて、押圧時に加熱することも好ましい。なお、加熱温度は、例えば１００℃以上４００℃以下で、かつバンプ１４の材料の融点未満に設定されるため、バンプ１４が溶融することはない。熱に替えて、または熱に加えて超音波が圧着治具に印加されてもよい。
【００３５】
なお、図５Ａ等に示すように配線板２０の基材２２の片面には、保持部材２９が仮止めされている。金属または剛性のある樹脂からなる保持部材２９は、例えば配線板２０の基材２２を吸着することで着脱自在に保持している。
【００３６】
＜ステップＳ１５＞第１屈曲工程
図５Ｂに示すように、保持部材２９が上方向に移動する。すなわち、保持部材２９とともに配線板２０の基材２２が上方向に移動する。すると、インナーリード２１は、バンプ１４との接合部を起点として受光面１０ＳＡに対して上方向に傾斜した状態に塑性変形する。
【００３７】
なお、接合信頼性担保のために、圧着接合装置に撮像素子１０をセットした状態で、圧着治具４０により接合部を圧着しながら屈曲されることが好ましい。または、接合部を封止樹脂で封止し、接合強度を高くした後に保持部材２９が上方向に移動してインナーリード２１を屈曲してもよい。
【００３８】
なお、インナーリード２１に負荷をかけないため、保持部材２９は直上方向（垂直方向）に移動するのではなく、撮像素子１０側に徐々に移動しながら上方向に移動することが好ましい。そして、インナーリード２１の後端である基材２２の端面が、接合部を中心として、円弧を描くように保持部材２９が移動することが、接合部に引っ張り応力も圧縮応力も印加されないため、特に好ましい。
【００３９】
インナーリード２１の後端部２１Ｚは、受光面１０ＳＡに対して凹形状の第１屈曲部２１Ｙ１により、受光面１０ＳＡから乖離する。
【００４０】
＜ステップＳ１６＞挿入工程
図５Ｃに示すように、屈曲補助部材５０が、撮像素子１０の側面１０ＳＳに沿って挿入され、先端がインナーリード２１と当接する。
【００４１】
なお、屈曲補助部材５０の受光面１０ＳＡからの突出量Ｈ１は、第１屈曲部２１Ｙの角度θと、第１屈曲部２１Ｙから端面までの距離とで規定されるが、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００４２】
屈曲補助部材５０は、複数のインナーリード２１と当接するように板状であるが、インナーリード２１との当接部、すなわち、先端は曲面であることが好ましい。
【００４３】
＜ステップＳ１７＞第２屈曲工程
図５Ｄに示すようにインナーリード２１の後端部２１Ｚ、すなわち、保持部材２９に保持された基材２２が撮像素子１０の側面１０ＳＳと平行になるように、複数のインナーリード２１が、屈曲補助部材５０との当接箇所を頂点として同時に折り曲げられる。すると、インナーリード２１は塑性変形し、凸形状の第２屈曲部２１Ｙ２が形成される。
【００４４】
屈曲補助部材５０があるために、インナーリード２１が撮像素子１０の、ガードリング１６、角部および側面１０ＳＳと接触することがない。
【００４５】
第２屈曲工程も第１屈曲工程と同じように、圧着治具４０により接合部を圧着しながら屈曲されることが好ましい。また、接合部が樹脂で封止された後に屈曲されてもよい。この場合、屈曲補助部材を使用しなくてもよい。
【００４６】
図５Ｅに示すように、第２屈曲工程が終わると、屈曲補助部材５０は撮像素子１０の側面１０ＳＳとインナーリード２１との間から取り去られる。また、撮像装置１は圧着接合装置から取り外され、保持部材２９が取り去られる。
【００４７】
なお、接合後に、接合部を封止樹脂で封止してもよい。さらに、フレキシブル配線板２０の基材２２を、撮像素子１０の側面１０ＳＳと接着剤等を介して接合してもよい。また、インナーリード２１の後端部２１Ｚが長い場合には、側面１０ＳＳを覆うように後端部２１Ｚを樹脂封止してもよい。
【００４８】
撮像素子１０の製造方法によれば、インナーリード２１を撮像素子１０の側面１０ＳＳと略平行に屈曲するときに屈曲補助部材５０があるため撮像素子１０と接触することのないように、略直角に折り曲げることが容易である。
【００４９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の撮像装置１Ａおよび撮像装置１Ａの製造方法は、撮像装置１等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００５０】
図６に示すように、撮像装置１Ａでは、屈曲補助部材５０が接着層５１を介して撮像素子１０の側面に接着されている。すなわち、撮像装置１Ａの製造方法では、挿入工程において、屈曲補助部材５０が撮像素子１０の側面１０ＳＳに接着される。
【００５１】
屈曲補助部材５０は、樹脂等の絶縁体からなる。なお、少なくともインナーリード２１と当接している先端部が絶縁体で覆われていれば屈曲補助部材５０は金属等の導体、またはシリコン等の半導体であってもよい。
【００５２】
撮像装置１Ａは撮像装置１の効果を有し、さらに屈曲補助部材５０が固定されているため、屈曲が容易であり、圧着接合装置から取り外した後も、インナーリード２１が撮像素子１０等と接触するおそれがない。
【００５３】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の撮像装置１Ｂおよび撮像装置１Ｂの製造方法は、撮像装置１等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００５４】
図７に示すように、撮像装置１Ｂでは、複数のインナーリード２１のうち接地電位のインナーリード２１Ｅが、ガードリング１６と圧着接合により接続されている。
【００５５】
撮像装置１Ｂは、ガードリング１６が接地電位となることによりシールド機能が強化される。そして、インナーリード２１Ｅを用いてガードリング１６を接地電位とできるため、製造が容易である。
【００５６】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の撮像装置１Ｃおよび撮像装置１Ｃの製造方法は、撮像装置１等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００５７】
図８から図１０に示すように撮像装置１Ｃでは、半導体チップ１１の受光面１０ＳＡには、受光部１２と各バンプ１４とを最短距離で結ぶ各直線の延長上に配設された複数の凸形状の樹脂等からなる絶縁性部材１５が配設されている。絶縁性部材１５は、インナーリード２１と撮像素子１０との接触を防止するための保護部材である。
【００５８】
絶縁性部材１５の高さＨ１は、バンプ１４の高さＨ０および端面からの位置により最適値が異なる。なお、図１０に示すように、ここで、バンプ１４の高さＨ０は、バンプ単体の高さではなく、バンプ１４の受光面１０ＳＡからの高さであり、電極パッド（ボンディングパッド）１３の厚さも考慮される。
【００５９】
バンプ１４の高さＨ１は、バンプ１４の頂点と、半導体チップ１１の角部とを結ぶ直線が、絶縁性部材１５の中心線と交差する点の受光面１０ＳＡからの高さＨ２の２倍以上、好ましくは３倍以上に設定される。高さＨ１は、高さＨ２の１０倍以下であれば、屈曲部２１Ｙが必要以上に大きく変形することがない。
【００６０】
例えば、バンプ１４の高さＨ０が１０μｍ以上１００μｍ以下の場合には、絶縁性部材１５の高さＨ１は、１μｍ以上であり、好ましくは、１０μｍ以上１５０μｍ以下である。
【００６１】
撮像装置１Ｃでも、撮像装置１等と同じように、屈曲部２１Ｙは、先端部２１Ｘとバンプ１４との接合部を起点として撮像素子１０の受光面１０ＳＡから乖離するように上方向に屈曲している第１屈曲部２１Ｙ１と、後端部２１Ｚが撮像素子１０の側面１０ＳＳと平行になるように屈曲している第２屈曲部２１Ｙ２とからなる。
【００６２】
撮像装置１Ｃでは、インナーリード２１の屈曲部２１Ｙは、絶縁性部材１５と当接している。このため、インナーリード２１は、略直角に折り曲げられているが、撮像素子１０の角部および側面１０ＳＳと接触することがない。
【００６３】
撮像装置１Ｃは、インナーリード２１が撮像素子１０の側面１０ＳＳに略平行に受光面１０ＳＡと反対側に延設されているため、細径である。このため、撮像装置１が挿入部の先端部に配設された内視鏡は細径で低侵襲である。
【００６４】
＜撮像装置１Ｃの製造方法＞
次に、撮像装置１Ｃの製造方法について図１１のフローチャートに沿って説明する。
【００６５】
＜ステップＳ２１＞ウエハ工程
図１２に示すように、複数の受光部１２と、それぞれの受光部１２の周囲に列設された複数のバンプ１４（電極パッド１３）および複数の絶縁性部材１５と、を受光面１０ＳＡに有する、シリコン等からなる半導体ウエハ１０Ｗが作製される。なお、図６において符号ＣＬは切断工程における切断線を示している。
【００６６】
バンプ１４は、例えば、スタッドバンプ、または、めっきバンプ等である。スタッドバンプは、ワイヤボンディング装置を用いて、金ワイヤの先端を放電溶融して形成した金ボールを電極パッド１３に金属接合した後にワイヤを切断することで作製される。
【００６７】
絶縁性部材１５は、すでに説明した所定の高さＨ０の凸形状であれば、直方体、柱状、円錐状、または三角錐状等の多面体であってよい。しかし絶縁性部材１５の上面は、曲面、例えば、半球形状であることが、当接するインナーリード２１を屈曲しやすいために好ましい。
【００６８】
絶縁性部材１５としては樹脂、セラミック、ガラス等の絶縁性を用いることができるが、加工しやすい樹脂が好ましい。樹脂としては、ポリイミド、アクリル、エポキシ、シリコーン、ＢＣＢ、またはゴム等を用いる。なお、絶縁性部材１５として、少なくともインナーリード２１と接触する部分が絶縁性材料で覆われている導電性材料を用いることもできる。
【００６９】
複数の撮像素子１０の複数の絶縁性部材１５は、ウエハ工程で一括して配設されることが好ましい。例えば、ノボラック系フォトレジストを直方体にパターニングした後に熱処理を行い半球状とし、さらに硬化処理することで、ベークライトからなる絶縁性部材１５を容易に配設できる。または、絶縁性部材１５は、ポリイミド樹脂等をパターニングして配設してもよい。
【００７０】
＜ステップＳ２２＞切断工程
半導体ウエハ１０Ｗが、切断され、直方体の半導体からなる撮像素子１０が作製される。撮像素子１０は、受光部１２が形成された受光面１０ＳＡの外周部に、受光部１２と接続された複数のバンプ１４および複数の絶縁性部材１５が列設されている半導体チップ１１である。
【００７１】
なお、バンプ１４がスタッドバンプの場合等には、半導体ウエハ１０Ｗを切断後にバンプ１４を配設してもよい。また、絶縁性部材１５も、撮像素子１０に個片化した後に配設してもよい。この場合には、絶縁性部材１５は、樹脂溶液を、ディスペンサーから滴下して配設してもよいし、インクジェット法等で配設してよい。
【００７２】
＜ステップＳ２３＞配線板工程
所定の仕様の配線板２０が作製される。配線板２０の端面からは複数のインナーリード２１が突出している。複数のインナーリード２１の配設間隔（ピッチ）は、撮像素子１０のバンプ１４の配設間隔（ピッチ）と同じである。なお、ステップＳ２１からステップＳ２４の工程よりも先に配線板２０が作製されてもよい。
【００７３】
＜ステップＳ２４＞圧着工程
図１３Ａに示すように、圧着治具４０により、インナーリード２１の先端部とバンプ１４とが、圧着接合される。なお、複数のバンプと複数のインナーリードとを同時に処理できる棒状の圧着治具を用いることが好ましい。
【００７４】
さらに、圧着治具にヒートバーを用いて、押圧時に加熱することも好ましい。なお、加熱温度は、例えば１００℃以上４００℃以下で、かつ、バンプ１４の材料の融点未満に設定されるため、バンプ１４が溶融することはない。熱に替えて、または熱に加えて超音波が圧着治具に印加されてもよい。
【００７５】
なお、図１３Ｂに示すように、絶縁性部材１５の高さＨ１がバンプ１４の高さＨ０よりも高い場合には、インナーリード２１は絶縁性部材１５と当接する。このため、インナーリード２１は接合端面を基点として、受光面１０ＳＡに対して凹形状に塑性変形する。
【００７６】
＜ステップＳ２５＞屈曲工程
図１３Ｃに示すように、インナーリード２１の後端部２１Ｚが、撮像素子１０の側面１０ＳＳと略平行に配置されるように屈曲される。
【００７７】
なお、圧着接合装置に撮像素子１０をセットした状態で、圧着治具４０により接合部を押圧しながらインナーリード２１を屈曲してもよい。
【００７８】
撮像素子１０の製造方法によれば、インナーリード２１を撮像素子１０の側面１０ＳＳと略平行に屈曲するときに絶縁性部材１５と当接するため、撮像素子１０と接触することのないように折り曲げることが容易である。
【００７９】
＜第５実施形態＞
第５実施形態の撮像装置１Ｄおよび撮像装置１Ｄの製造方法は、撮像装置１Ｃ等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００８０】
図１４に示すように、撮像装置１Ｄでは、絶縁性部材１５Ａは、複数のインナーリード２１が当接している棒状である。絶縁性部材１５Ａは、ガラスまたは樹脂等からなる棒状部材で、半導体チップ１１に、接着層１５Ａ１を介して固定されている。なお、絶縁性部材１５Ａとして、少なくともインナーリード２１と接触する部分が絶縁性材料で覆われている金属棒等の導電性材料を用いてもよい。
【００８１】
なお、棒状の絶縁性部材１５Ａを、撮像素子１０Ｄの側面１０ＳＳに配設してもよいし、角部に配設してもよい。
【００８２】
絶縁性部材１５Ａは、撮像装置１の絶縁性部材１５と同様に、ウエハ工程において配設しておくことが好ましい。例えば、複数の撮像装置にまたがる細長い絶縁性部材を半導体ウエハ１０Ｗに配設しておけば、切断工程において細長い絶縁性部材を、それぞれの撮像素子１０Ａの絶縁性部材１５Ａにできる。
【００８３】
撮像装置１Ｄは撮像装置１Ｃの効果を有し、さらに絶縁性部材１５Ａを１つ配設するだけなので製造が容易である。特に、ウエハ工程で絶縁性部材１５Ａを配設することで、より製造が容易である。
【００８４】
なお、インナーリード２１を屈曲した後に、絶縁性部材１５Ａを除去してもよい。
【００８５】
＜第６実施形態＞
第６実施形態の撮像装置１Ｅおよび撮像装置１Ｅの製造方法は、撮像装置１等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００８６】
図１５および図１６に示すように、撮像装置１Ｅの撮像素子１０Ｅは、撮像素子１０の外周端部に沿って銅等の導電性材料からなるガードリング１６を受光面１０ＳＡに有する。超小型の撮像素子では、切断工程におけるチッピングが受光部１２に影響を及ぼすおそれがある。
【００８７】
ガードリング１６は、ウエハ工程において、半導体ウエハ１０Ｗに切断線ＣＬにそって配設される。例えば、電極パッド１３を配設するときに、同じ材料を用いて同時にパターニングすることで、ガードリング１６を配設できる。
【００８８】
ガードリング１６は、切断工程においてチッピングが発生しても受光部１２に影響が及ぶことを防止する効果を有する。ガードリング１６は、表面保護膜（不図示）の剥がれ防止、および、撮像素子１０Ｂの電気的シールド等の機能も有する。
【００８９】
ここで、ガードリング１６とインナーリード２１とが接触すると、受光部１２との信号の授受に支障が生じる、しかし、撮像装置１Ｅでは、細長い棒状の絶縁性部材１５Ｂが、ガードリング１６を覆っているため、インナーリード２１がガードリング１６と接触するおそれがない。もちろん、絶縁性部材１５Ｂは、ガードリング１６の全周を覆っている必要は無く、インナーリード２１が当接する領域だけに配設されていればよい。
【００９０】
撮像装置１Ｅは撮像装置１Ｃ等の効果を有し、さらにガードリング１６を有するため信頼性が高い。
【００９１】
＜第７実施形態＞
第７実施形態の撮像装置１Ｆおよび撮像装置１Ｆの製造方法は、撮像装置１Ｃ等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００９２】
図１１に示すように、撮像装置１Ｆでは、半導体チップ１１Ｆの側面１０ＳＳの上部（角部）が、絶縁体からなる絶縁部１７である。すなわち、半導体チップ１１Ｆには切り欠き部１１Ｘがあり、切り欠き部１１Ｘが樹脂で充填されている。絶縁部１７は、例えば、絶縁性部材１５Ｂ等と同じ材料からなる。
【００９３】
撮像装置１Ｆは、撮像装置１Ｃ等の効果を有し、インナーリード２１が最も接触しやすい撮像素子１０Ｆの角部が絶縁部１７であるため、インナーリード２１と撮像素子１０とが短絡するおそれが、より小さい。
【００９４】
撮像装置１Ｆの撮像素子１０Ｆの切り欠き部１１Ｘおよび絶縁部１７は、ウエハ工程において作製される。すなわち、図１８Ａに示すように、ウエハ工程において、半導体ウエハ１０ＷＣの受光面１０ＳＡに、切断工程の切断線のうち複数のバンプ１４の列設方向と平行な切断線ＣＬに沿って溝１１ＣＸが形成される。溝１１ＣＸは、例えば、ハーフカットダイシングまたはエッチングにより形成される。そして、図１８Ｂに示すように、溝１１ＣＸに樹脂が充填され、硬化処理される。樹脂としては、絶縁性部材１５と同様の各種材料を用いる。
【００９５】
なお、樹脂は溝１１ＣＸの内部を完全に充填していなくてもよい。例えば、硬化時の収縮等により、溝１１ＣＸの内部の樹脂の表面が凹状であってもよい。
【００９６】
また、絶縁性部材１５を受光面１０ＳＡに配設するときに同時に同じ材料、例えば、フォトレジストを用いて、溝１１ＣＸに樹脂を充填してもよい。また、溝１１ＣＸに樹脂を充填するときに、溝１１ＣＸの上面以上に高く樹脂を配設することで、受光面１０ＳＡから凸形状の絶縁性部材１５としてもよい。
【００９７】
そして切断工程において、図１８２Ｃに示すように、切断線ＣＬに沿って切断されることにより、角部に切り欠き部１１Ｘがあり、その内部が樹脂で充填されている絶縁部１７である半導体チップ１１Ｆからなる撮像素子１０Ｆが作製される。
【００９８】
撮像装置１Ｆは、ウエハ工程において撮像素子１０Ｃの角部になる部分に絶縁部１７を配設しておくため、製造が容易である。また、絶縁部１７は撮像素子１０Ｆの外寸（外径）を大きくすることがないので、撮像装置１Ｆは小径である。
【００９９】
＜第７実施形態の変形例＞
図１９に示すように、第７実施形態の変形例の撮像装置１Ｇは、撮像装置１Ｆと類似しているが、受光面１０ＳＡに絶縁性部材を有していない。
【０１００】
すなわち、撮像装置１Ｇは、半導体チップ１１Ｇの角部に切り欠き部１１Ｘがあり、その内部が樹脂で充填されている絶縁部１７を有する。
【０１０１】
撮像装置１Ｇでは、インナーリード２１を角部と当接しながら、略直角に屈曲しても、インナーリード２１がガードリング１６と短絡するおそれがない。
【０１０２】
図２０は、撮像装置１Ｇの製造方法を説明するためのフローチャートである。なお、図１１に示した撮像装置１Ｃの製造方法のフローチャートとはウエハ工程Ｓ２１Ａが異なるだけであるであるので、それ以外の工程の説明は省略する。
【０１０３】
＜ステップＳ２１Ａ１＞
複数の受光部１２と、それぞれの受光部１２の周囲に列設された受光部１２等が半導体ウエハ１０ＷＣの受光面１０ＳＡに形成される。
【０１０４】
＜ステップＳ２１Ａ２＞
切断工程の切断線のうち複数のバンプ１４の列設方向と平行な切断線ＣＬに沿って受光面１０ＳＡに溝１１ＣＸが形成される。溝１１ＣＸの深さは、半導体ウエハ１０ＷＣの厚さ未満であればよい。
【０１０５】
＜ステップＳ２１Ａ３＞
溝１１ＣＸに樹脂からなる絶縁材料が充填される。
【０１０６】
＜ステップＳ２２＞
半導体ウエハが切断線ＣＬに沿って切断される。
【０１０７】
撮像装置１Ｇの製造方法では、複数の超小型の撮像素子１０Ｇの絶縁部１７をウエハ工程で同時に作製しておくため製造が容易である。
【０１０８】
本発明は上述した実施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。
【０１０９】
本出願は、２０１４年２月２４日に日本国に出願された特願２０１４−０３３０８０号および特願２０１４−０３３０８３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【符号の説明】
【０１１０】
１、１Ａ〜１Ｇ…撮像装置
１０…撮像素子
１０ＳＡ…受光面
１０ＳＳ…側面
１１…半導体チップ
１２…受光部
１３…電極パッド
１４…バンプ
１６…ガードリング
２０…配線板
２１…インナーリード
２１Ｘ…先端部
２１Ｙ…屈曲部
２１Ｙ１…第１屈曲部
２１Ｙ２…第２屈曲部
２１Ｚ…後端部
２２…基材
２９…保持部材
４０…圧着治具
５０…屈曲補助部材
【図１】
2015125776.tif 000003
【図２】
2015125776.tif 000004
【図３】
2015125776.tif 000005
【図４】
2015125776.tif 000006
【図５Ａ】
2015125776.tif 000007
【図５Ｂ】
2015125776.tif 000008
【図５Ｃ】
2015125776.tif 000009
【図５Ｄ】
2015125776.tif 000010
【図５Ｅ】
2015125776.tif 000011
【図６】
2015125776.tif 000012
【図７】
2015125776.tif 000013
【図８】
2015125776.tif 000014
【図９】
2015125776.tif 000015
【図１０】
2015125776.tif 000016
【図１１】
2015125776.tif 000017
【図１２】
2015125776.tif 000018
【図１３Ａ】
2015125776.tif 000019
【図１３Ｂ】
2015125776.tif 000020
【図１３Ｃ】
2015125776.tif 000021
【図１４】
2015125776.tif 000022
【図１５】
2015125776.tif 000023
【図１６】
2015125776.tif 000024
【図１７】
2015125776.tif 000025
【図１８Ａ】
2015125776.tif 000026
【図１８Ｂ】
2015125776.tif 000027
【図１８Ｃ】
2015125776.tif 000028
【図１９】
2015125776.tif 000029
【図２０】
2015125776.tif 000030
【国際調査報告】
2015125776.tif 000031
2015125776.tif 000032
2015125776.tif 000033
2015125776.tif 000034