(57)【要約】【課題】  センサチップが正確にパッケージに載置された、高精度のイメージセンサを提供する。【解決手段】  イメージセンサの製造方法が、内部底面に吸着孔を有するとともに、内部底面に接着剤が塗布されたパッケージ基板を準備する工程と、吸着孔を覆うように、接着剤上にセンサチップを載置する載置工程と、吸着孔を介してセンサチップを吸引し、内部底面にセンサチップを固定する吸引工程と、接着剤を硬化させて、内部底面にセンサチップを接着する工程とを含む。【選択図】図１
2005260111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部底面に吸着孔を有するとともに、該内部底面に接着剤が塗布されたパッケージ基板を準備する工程と、
該吸着孔を覆うように、該接着剤上にセンサチップを載置する載置工程と、
該吸着孔を介して該センサチップを吸引し、該内部底面に該センサチップを固定する吸引工程と、
該接着剤を硬化させて、該内部底面に該センサチップを接着する工程とを含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
【請求項２】
上記載置工程が、該内部底面の法線方向から見た場合に、上記吸着孔が上記センサチップの重心に対して点対称となるように、該センサチップを載置する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記載置工程が、上記吸着孔を通るマニュピレータで上記センサチップを裏面から保持し、該接着剤上に載置する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
上記載置工程が、複数のセンサチップを順次載置する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
上記吸引工程が、上記センサチップに働く上記吸引力の中心が、該センサチップの重心と略一致するように、該センサチップを吸引する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
上記吸引工程が、上記吸着孔を介して、真空ラインで排気する工程であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
更に、上記吸着孔に接着剤を充填して、該接着剤で上記パッケージ基板にヒートシンクを接着する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
内部底面を貫通する吸着孔を備えたパッケージ基板と、
該吸着孔を覆うように、該内部底面に接着剤で固定されたセンサチップと、
該センサチップを覆うように、該パッケージ基板に載置された蓋部とを含み、
該内部底面の法線方向から見た場合に、該吸着孔が、該センサチップの重心に対して点対称に配置されたことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項９】
上記重心が、上記センサチップの対角線の交点であることを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
上記内部底面に、複数のセンサチップが固定されたことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１１】
更に、上記吸着孔に充填された接着剤と、該接着剤で上記パッケージ基板に接着されたヒートシンクとを含むことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１２】
内部底面に、センサチップを載置するセンサチップ領域を有し、該センサチップ領域に、該内部底面を貫通する吸着孔が設けられたことを特徴とするパッケージ。
【請求項１３】
上記センサチップ領域が略矩形であり、該センサチップ領域の対角線の交点に対して、上記吸着孔が点対称に配置されたことを特徴とする請求項１２に記載のパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサの製造方法およびその構造に関し、特に、マルチチップのイメージセンサの製造方法およびその構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサでは、１又は２以上のセンサチップがパッケージ内に配置されるが、イメージセンサから得られる画像の歪や解像度の低下を抑えるには、センサチップを精度良くパッケージ基板に配置する必要がある。
【０００３】
例えば、マルチチップのイメージセンサでは、パッケージ内部のセンサチップを配置する位置に、センサチップと略同じ大きさの窪みを設け、かかる窪みにセンサチップを嵌めこみ、樹脂で接着する。これにより、センサチップを正確な位置に固定している（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−７５７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる実装方法では、パッケージに窪みを形成する加工工程が別途必要となり、製造コストが高くなるという問題があった。
また、イメージセンサの画素ピッチが小さくなるに伴い、窪みの中でのセンサチップの位置ずれや傾きも、画像歪みの原因となるという問題もあった。特に、チッピングによりセンサチップが欠けた場合には、窪みの中でのセンサチップの位置のずれが大きくなっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、センサチップを高精度でパッケージに載置するイメージセンサの製造方法、およびかかる方法で製造されたメージセンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内部底面に吸着孔を有するとともに、内部底面に接着剤が塗布されたパッケージ基板を準備する工程と、吸着孔を覆うように、接着剤上にセンサチップを載置する載置工程と、吸着孔を介してセンサチップを吸引し、内部底面にセンサチップを固定する吸引工程と、接着剤を硬化させて、内部底面にセンサチップを接着する工程とを含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法である。
【０００７】
また、本発明は、内部底面を貫通する吸着孔を備えたパッケージ基板と、吸着孔を覆うように、内部底面に接着剤で固定されたセンサチップと、センサチップを覆うように、パッケージ基板に載置された蓋部とを含み、内部底面の法線方向から見た場合に、吸着孔が、センサチップの重心に対して点対称に配置されたことを特徴とするイメージセンサでもある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかるイメージセンサの製造方法では、位置ずれや傾きを起すことなくセンサチップを配置することができる。
【０００９】
また、本発明にかかるイメージセンサでは、高精度、高解像度の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本実施の形態にかかるリニアセンサの上面図である。また、図２は、図１のリニアセンサ１００をＩ−Ｉ方向に見た場合の断面図である。
【００１１】
リニアセンサ１００は、パッケージ基板１を含む。パッケージ基板１は、例えばセラミックから形成され、センサチップ２を搭載するダイパッド部１ａと、その周囲に設けられた側壁部１ｂとを有する。側壁部１ｂの内側には段差部１ｃが設けられている。
【００１２】
パッケージ基板１のダイパッド部１ａには、パッケージ基板１の裏面（図２では下側の面）まで貫通した吸着孔３が設けられている。それぞれの吸着孔３は略同一形状であり、後述するように、かかる吸着孔３を介してセンサチップが吸引される。吸引は、センサチップ２を吸引する吸引力の中心と、センサチップ２の重心（ここでは、センサチップ２の対角線の交点）とが略同一となる条件で行なわれる。
なお、かかる条件を満たす限り、吸着孔３の位置や形状、吸引力を変えてもかまわない。
【００１３】
図１に示すように、リニアセンサ１００では、将来的にセンサチップ２が搭載されるセンサチップ領域２ａの中心（センサチップ２の重心に相当）に対して点対称の位置に、略同一半径の吸着孔３が設けられている。それぞれの吸着孔３からの吸引力は略同一である。
【００１４】
また、センサチップ領域２ａには、センサチップ２を接着する接着剤４が設けられている。接着剤４には、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂が用いられる。
【００１５】
ダイパッド部１ａの上には、最終的には３つのセンサチップ２が載置されるが、ここでは、１つのセンサチップ２のみを記載する。破線で記載したセンサチップ領域２ａが、残りの２つのセンサチップを搭載する位置である。
【００１６】
センサチップ２には、ボンディングワイヤ（図示せず）で所定の配線が行なわれる。更に、段差部１ｃの上に蓋部（図示せず）が載置され、センサチップ２が覆われる。蓋部は、例えば、ガラスやゲルマ窓からなる。
【００１７】
なお、センサチップ２には、ＣＣＤチップの他、ＭＯＳ、ＣＭＤ等のチップも使用することができる。
【００１８】
次に、図１、２を参照しながら、リニアセンサ１００の製造方法について説明する。
かかる製造工程では、まず、パッケージ基板１が準備される。上述のように、パッケージ基板１は、内部底面であるダイパッド部１ａと、その周囲を囲む側壁部１ｂからなり、更に、側壁部１ｂには段差部１ｃが設けられている。パッケージ基板１には、予め吸着孔３を形成しておく。また、接着剤４も塗布しておく。
【００１９】
次に、図２に示すように、パッケージ基板１を台１５０の上に載置する。台１５０には排気ライン１５１、１５２が設けられている。パッケージ基板１の吸着孔３は、排気ライン１５２の端部に対応する位置に設けられており、吸着孔３を介して排気ライン１５２がセンサチップ２を吸引する。具体的には、ダイパッド部１ａにはアライメントマーク（図示せず）が設けられており、センサチップ２がアライメントマークにあうように配置される。
また、排気ライン１５１によりパッケージ基板１の裏面が吸引され、台１５０の上にパッケージ基板１が固定される。
【００２０】
次に、センサチップ２を、例えばマニュピレータ１５３で保持してセンサチップ領域２ａに運び載置する。載置した後、吸着孔３を介して排気ライン１５２でセンサチップ２の裏面を吸着し、ダイパッド部１ａのセンサチップ領域２ａにセンサチップを固定する。このように、３つのセンサチップ２をそれぞれ固定する。
【００２１】
次に、例えば１５０℃程度に加熱することにより、エポキシ樹脂からなる接着剤４を硬化させて、ダイパッド部１ａ上にセンサチップ２を固定する。台１５０は、加熱用のヒータを含むことが好ましい。
かかる接着工程では、加熱により接着剤３が流動化しても、パッケージ基板１およびセンサチップ２は吸着孔３を介して吸引されて固定されているため、センサチップ領域２ａからずれたり、傾いたりすることはない。
【００２２】
最後に、パッケージ基板１を台１５０から外し、ワイヤボンディング等を行なった後に、段差部１ｃの上に蓋（図示せず）を被せる。これにより３つのセンサチップ３を含むイメージセンサ１００が完成する。
【００２３】
本実施の形態にかかるイメージセンサ１００では、センサチップ２の位置ずれや傾きをほぼ無くすことができ、精度良くセンサチップ２を配置することができる。特に、センサチップ２の位置は、マニュピレータ１５３による配置誤差のみの精度で配置できる。
【００２４】
この結果、センサチップ２の位置ずれや傾きに起因する画像の乱れ等を防止できる。また、複数のセンサチップ２を含むマルチチップ型イメージセンサにおいて、隣接するセンサチップ２を精度良く並べることができ、つなぎ面での画像の乱れや解像度の低下を最小限に抑えることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態１、及び以下で述べる実施の形態２〜７において、イメージセンサには、ラインセンサ及びエリアセンサの双方が含まれる。
また、イメージセンサの構造は、１つのセンサチップのみを搭載したワンチップ型及び複数のチップを搭載するマルチチップ型の双方を含む。
【００２６】
実施の形態２．
図３は、全体が２００で表される、本実施の形態にかかるリニアセンサの上面図である。また、図４は、図３のリニアセンサ１００をIII−III方向に見た場合の断面図である。
【００２７】
リニアセンサ２００は、例えばセラミックからなるパッケージ基板１１を含む。パッケージ基板１１は、センサチップ１２を搭載するダイパッド部１１ａと、その周囲に設けられた側壁部１１ｂとを有し、更に側壁部１１ｂの内側には段差部１１ｃが設けられている。
【００２８】
パッケージ基板１１のダイパッド部１１ａには、吸着孔１３が設けられている。吸着孔１３は、それぞれのセンサチップ領域１２ａの略中央に、比較的大きな開口部をもって設けられている。吸着孔１３からの吸引は、センサチップ１２を吸引する吸引力の中心が、センサチップ１２の重心と略同一となる条件で行なわれる。
【００２９】
センサチップ領域１２ａには、例えばエポキシ樹脂からなる接着剤１４が設けられている。
【００３０】
リニアセンサ２００では、ヒータ１６１を備えた台１６０にパッケージ基板１１を搭載した後、マニュピレータ１６３が吸着孔１３を通ってセンサチップ１２を裏面から保持する。マニュピレータ１６３を用いて所定の位置にセンサチップ１２を載置した後、吸着孔１３を介して真空ライン１６２でセンサチップ１２を吸着して固定する。
【００３１】
かかる状態でヒータ１６１により接着剤１４を加熱、硬化させて、センサチップ１２をダイパッド部１１ａに固定する。
【００３２】
特に、センサチップ１２が、ＭＥＭＳ（Mechanical Electro Micro System）センサのようにチップ表面に触れることができないチップの場合に、かかるマニュピレータ１６３を用いることにより、センサチップ１２を裏面から保持することができる。
【００３３】
このように、本実施の形態にかかるセンサチップ２００では、センサチップ１２を精度良く配置することができ、画像の乱れ等を防止できる。特に、ＭＥＭＳセンサ等において、アセンブリ中のセンサの破損を防止できる。
【００３４】
実施の形態３．
図５は、全体が２５０で表される、実施の形態３にかかるリニアセンサの断面図であり、図３に示すIII−III方向に見た断面図である。
【００３５】
リニアセンサ２５０は、例えばセラミックからなるパッケージ基板２１を含み、パッケージ基板２１は、ダイパッド部２１ａと側壁部２１ｂとを有する。更に、側壁部２１ｂの内側には段差部２１ｃが設けられている。
【００３６】
リニアセンサ２５０では、上述のリニアセンサ２００と同様に、比較的開口部の大きな吸着孔２３が設けられ、かかる吸着孔２３からセンサチップ２２を吸引して固定しながら、センサチップ２２をパッケージ基板２１に固定する。
【００３７】
更に、吸着孔２３に、例えば銀ペーストのような熱伝導性の高い接着剤２５を充填し、センサチップ２２の裏面にヒートシンク２６を取り付ける。接着剤２５は、センサチップ２２とヒートシンク２６との間の膨張率の差に起因する歪の発生を緩和するために、硬度の高くない材料が好ましい。銀ペーストに代えて、シリコングリスやインジウムを用いても構わない。また、ヒートシンク２６は、例えばアルミニウムから形成される。
【００３８】
なお、ここでは、開口部の大きな吸着孔２３を用いてヒートシンク２６を取り付けたが、グリッド状に配置した複数の孔に、接着剤２５を充填してヒートシンク２６を取り付けても良い。
【００３９】
このように、本実施の形態にかかるイメージセンサ２５０では、センサチップ２２を精度良く配置することができ、画像の乱れ等を防止できる。また、赤外センサのような冷却を必要とするセンサチップ２２を用いる場合に、センサチップ２２を効率良く冷却できる。
【００４０】
実施の形態４．
図６は、全体が３００で表される、本実施の形態４にかかるイメージセンサの一部の上面図である。パッケージ基板３１は、ダイパッド部３１ａ、側壁部３１ｂ、及び段差部３１ｃを含む。
【００４１】
将来的にセンサチップが載置されるセンサチップ領域３２には、２つの吸着孔３３が設けられている。吸着孔３３は、センサチップ領域３２の中心点に対して、略点対称となるように配置されている。また、吸着孔３３の間及び両側に接着剤３４が設けられている。
【００４２】
かかる吸着孔３３と接着剤３４の配置とすることにより、センサチップを吸引する吸引力の中心と、センサチップの重心とが略同一となり、センサチップを傾めることなく吸着できる。
【００４３】
実施の形態５．
図７は、全体が４００で表される、本実施の形態５にかかるイメージセンサの一部の上面図である。パッケージ基板４１は、ダイパッド部４１ａ、側壁部４１ｂ、及び段差部４１ｃを含む。
【００４４】
将来的にセンサチップが載置されるセンサチップ領域４２には、中央に比較的開口部の大きな吸着孔４３が設けられている。略円形の吸着孔４３は、その中心が、センサチップ領域の中心になるように配置されている。また、吸着孔４３の両側に接着剤４４が設けられている。
【００４５】
かかる吸着孔４３と接着剤４４の配置とすることにより、センサチップを吸引する吸引力の中心と、センサチップの重心とが略同一となり、センサチップを傾めることなく吸着することができる。また、吸着孔４３を通って、マニュピレータ４５でセンサチップを裏面から保持できる。
【００４６】
実施の形態６．
図８は、全体が５００で表される、本実施の形態６にかかるイメージセンサの一部の上面図である。パッケージ基板５１は、ダイパッド部５１ａ、側壁部５１ｂ、及び段差部５１ｃを含む。
【００４７】
将来的にセンサチップが載置されるセンサチップ領域５２には、比較的開口部の大きな、略矩形の吸着孔５３が中央に設けられている。その周囲には、吸着孔５３を囲うように、接着剤５４が環状に設けられている。吸着孔５３は、その中心が、センサチップ領域５２の中心になるように配置されている。
【００４８】
かかる吸着孔５３と接着剤５４の配置とすることにより、センサチップを吸引する吸引力の中心と、センサチップの重心とが略同一となり、センサチップを傾めることなく吸着することができる。
また、吸着孔５３を通って、マニュピレータ５５でセンサチップを裏面から保持できる。
【００４９】
実施の形態７．
図９は、全体が６００で表される、本実施の形態７にかかるイメージセンサの一部の上面図である。パッケージ基板６１は、ダイパッド部６１ａ、側壁部６１ｂ、及び段差部６１ｃを含む。
【００５０】
将来的にセンサチップが載置されるセンサチップ領域６２には、中央の略矩形領域に接着剤６４が設けられている。その周囲には、接着剤６４を挟んで対称な位置に、４つの吸着孔６３が設けられている。
【００５１】
かかる吸着孔６３と接着剤６４の配置とすることにより、センサチップを吸引する吸引力の中心と、センサチップの重心とが略同一となり、センサチップを傾めることなく吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるイメージセンサの上面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるイメージセンサの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかるイメージセンサの上面図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかるイメージセンサの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかるイメージセンサの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４にかかるイメージセンサの上面図である。
【図７】本発明の実施の形態５にかかるイメージセンサの上面図である。
【図８】本発明の実施の形態６にかかるイメージセンサの上面図である。
【図９】本発明の実施の形態７にかかるイメージセンサの上面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  パッケージ基板、１ａ  ダイパッド部、１ｂ  側壁部、１ｃ  段差部、２センサチップ、３  吸着孔、４  接着剤、１００  イメージセンサ、１５０  台、１５１、１５２  排気ライン、１５３  マニュピレータ。
【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】
2005260111.tif 000007
【図６】
2005260111.tif 000008
【図７】
2005260111.tif 000009
【図８】
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【図９】
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