(57)【要約】【課題】ゴーストの発生を抑制する。【解決手段】本光学モジュールにおいては、被写体を撮像するセンサと、センサより読み出された画素データを記憶する、センサが接合されたメモリチップとが設けられ、メモリチップは、フリップチップの接続部により基板と接続される。センサは、センサが接合されたメモリチップとワイヤにより接続することができる。また、センサは、基板の開口部に向かって突出するように、メモリチップに接合することができる。本技術は、カメラモジュールに適用することができる。【選択図】図３
2013232756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像するセンサと、
前記センサより読み出された画素データを記憶する、前記センサが接合されたメモリチップとを備え、
前記メモリチップと前記センサのチップサイズが異なり、前記センサが前記メモリチップの上部に重なっている
光学モジュール。
【請求項２】
前記メモリチップは、フリップチップの接続部により基板と接続されている
請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記センサは、前記センサが接合された前記メモリチップとワイヤにより接続されている
請求項２に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記センサは、前記メモリチップから前記基板の開口部に向かって突出するように、前記メモリチップに接合されている
請求項３に記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記フリップチップの接続部は、前記メモリチップの周辺を前記基板に接続している
請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記ワイヤの一端は、前記センサの前記開口部側の面の周辺に接続され、前記ワイヤの他端は、前記メモリチップの、前記フリップチップの接続部と前記センサの端面との間の領域に接続されている
請求項５に記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記センサは、積層センサである
請求項６に記載の光学モジュール。
【請求項８】
前記基板の、前記メモリチップの前記フリップチップの接続部が接続されている面と対向する面には、フィルタに向けて出射した光が前記フィルタを透過して前記センサに入射するように光を案内するレンズ保持する保持部材が接合されている
請求項７に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記メモリチップは、前記センサが重ねられていない方の面が、基板と接合されている
請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記基板の、前記メモリチップが接合されている面には、フィルタに向けて出射した光が前記フィルタを透過して前記センサに入射するように光を案内するレンズ保持する保持部材が接合されている
請求項９に記載の光学モジュール。
【請求項１１】
前記メモリチップは、前記センサが接合された面が、前記基板とワイヤにより接続されている
請求項１０に記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は光学モジュールに関し、特にゴーストの発生を抑制するようにした光学モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、携帯電話機、スマートフォン等に搭載されるカメラモジュールに代表される光学モジュールは、より小型化が図られている。図１は、このような従来の光学モジュール１の断面の原理的構成を示す図である。
【０００３】
図１に示される光学モジュール１においては、センサ１０が、ロジック部１１と受光部１２とにより構成されている。ロジック部１１には受光部１２より出力された画素データを処理する回路が形成されている。なお、受光部１２の表面に示されている突起は画素を表しており、図１においては簡単のため、３個のみが示されているが、実際には多数の画素が形成されている。
【０００４】
このセンサ１０は、その周辺がバンプ１３により基板１４にフリップチップ（Flip Chip）接続されている。基板１４の開口部１４Ａは、赤外線カットフィルタ（IRCF：Infrared Cut Filter）１５により閉じられている。基板１４にはまた、レンズ１７を保持する保持部材１６が接合されている。
【０００５】
以上の構成により、被写体からの光が、レンズ１７と赤外線カットフィルタ１５を介して受光部１２に入射する。受光部１２の画素により生成された画素データはロジック部１１の回路により処理され、外部に出力される。
【０００６】
センサ１０はフリップチップ接続されているので、ワイヤボンディングする場合に比べて、小型化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、ゴーストについて説明する。図２は、図１の光学モジュール１の光の反射の状態を表している。なお、図２に示されるように、レンズ１７とフィルタ１５（図１参照）を介して入射される光の一部は、基板１４の端面１４Ｄにより反射される。反射光の一部は、センサ１０に向かい、受光部１２により受光される。このように本来、レンズ１７とフィルタ１５を透過した光のみが受光部１２に直接入射すべきところ、反射光が入射すると、ノイズ成分が入射することになり、ゴーストと呼ばれる画像の異常が発生し易くなる。
【０００９】
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ゴーストの発生を抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の側面は、被写体を撮像するセンサと、前記センサより読み出された画素データを記憶する、前記センサが接合されたメモリチップとを備え、前記メモリチップと前記センサのチップサイズが異なり、前記センサが前記メモリチップの上部に重なっている光学モジュールである。
【００１１】
前記メモリチップは、フリップチップの接続部により基板と接続することができる。
【００１２】
前記センサは、前記センサが接合された前記メモリチップとワイヤにより接続することができる。
【００１３】
前記センサは、前記メモリチップから前記基板の開口部に向かって突出するように、前記メモリチップに接合することができる。
【００１４】
前記フリップチップの接続部は、前記メモリチップの周辺を前記基板に接続することができる。
【００１５】
前記ワイヤの一端は、前記センサの前記開口部側の面の周辺に接続され、前記ワイヤの他端は、前記メモリチップの、前記フリップチップの接続部と前記センサの端面との間の領域に接続することができる。
【００１６】
前記センサは、積層センサとすることができる。
【００１７】
前記基板の、前記メモリチップの前記フリップチップの接続部が接続されている面と対向する面には、フィルタに向けて出射した光が前記フィルタを透過して前記センサに入射するように光を案内するレンズ保持する保持部材を接合することができる。
【００１８】
前記メモリチップは、前記センサが重ねられていない方の面を、基板と接合することができる。
【００１９】
前記基板の、前記メモリチップが接合されている面には、フィルタに向けて出射した光が前記フィルタを透過して前記センサに入射するように光を案内するレンズ保持する保持部材が接合することができる。
【００２０】
前記メモリチップは、前記センサが接合された面を、前記基板とワイヤにより接続することができる。
【００２１】
本技術の側面においては、被写体を撮像するセンサと、センサより読み出された画素データを記憶する、センサが接合されたメモリチップとが設けられ、メモリチップとセンサのチップサイズが異なり、センサがメモリチップの上部に重ねられている。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本技術の側面によれば、ゴーストの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の光学モジュール１の断面の原理的構成を示す図である。
【図２】光学モジュール１の光の反射の状態を示す図である。
【図３】本技術の光学モジュール１０１の断面の構成を示す図である。
【図４】損傷の例を示す図である。
【図５】製造装置５０１の機能的構成を示すブロック図である。
【図６】光学モジュール１０１の製造方法を説明するフローチャートである。
【図７】図３の光学モジュール１０１の製造過程を説明する図である。
【図８】図３の光学モジュール１０１の光の反射の状態を示す図である。
【図９】本技術の他の光学モジュール１０１の断面の構成を示す図である。
【図１０】バックフォーカスを説明する図である。
【図１１】ワイヤ１２０の接続の状態を示す図である。
【図１２】図９の光学モジュール１０１の光の反射の状態を示す図である。
【図１３】放熱を説明する図である。
【図１４】図９の光学モジュール１０１の製造過程を説明する図である。
【図１５】本技術の他の光学モジュール１０１の断面の構成を示す図である。
【図１６】図１５の光学モジュール１０１の光の反射の状態を示す図である。
【図１７】図１５の光学モジュール１０１の製造方法を説明するフローチャートである。
【図１８】図１５の光学モジュール１０１の製造過程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（非積層センサを用いる場合）
［光学モジュールの構造］
［製造装置の構成］
［製造処理］
２．第２の実施の形態（積層センサを用いる場合）
［光学モジュールの構造］
［製造処理］
［変形例］
［製造処理］
３．［その他の構成］
【００２５】
＜１．第１の実施の形態（非積層センサを用いる場合）＞
［光学モジュールの構造］
図３は、本技術の光学モジュール１０１の断面の構成を示す図である。例えばカメラに装填されるカメラモジュールを構成する光学モジュール１０１においては、センサ１１０が、ロジック部１１１と受光部１１２とにより構成されている。ロジック部１１１には受光部１１２より出力された画素データを処理する回路が形成されている。受光部１１２は、ロジック部１１１のほぼ中央の上面側に形成されている。図３において受光部１１２の上面に半球状に示されている突起は、それぞれ赤、緑、青等の画素を構成する部分であり、対応する受光素子に光を収束するレンズを含んでいる。図３においては簡単のため、３個のみが示されているが、実際には画素は多数形成されている。
【００２６】
センサ１１０はメモリチップ１２２とサイズが異なっている。すなわち、センサ１１０はメモリチップ１２２よりサイズが小さく、ダイボンド材１２１によりメモリチップ１２２のほぼ中央の上面１２２Ｕに重なるように直接接合されている。メモリチップ１２２は、センサ１１０により撮像され、出力された画素データを記憶するメモリであり、例えばDRAM（Dynamic Random Access Memory）により構成される。
【００２７】
メモリチップ１２２はその周辺が、導電性材料としての例えば金（Au）のバンプ１１３により、基板１１４の図中下側の面１１４Ｂにパッド１１８を介してフリップチップ接続されている。フリップチップの接続部であるバンプ１１３は、補強のためアンダーフィル１１９を塗布して封止されている。
【００２８】
基板１１４のほぼ中央には、受光部１１２に光を入射させるための開口部１１４Ａが形成されている。センサ１１０は、メモリチップ１２２からこの開口部１１４Ａに向かって突出するように、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕに接合されている。つまりセンサ１１０はメモリチップ１２２よりサイズが小さいので、メモリチップ１２２とセンサ１０の間には、センサ１１０の厚さの分だけ段差が形成されている。基板１１４の図中上側の面１１４Ｃには、開口部１１４Ａを閉じるように、フィルタ１１５が接合されている。このフィルタ１１５は、受光部１１２に赤外線が入射するのを防止するとともに、受光部１１２の画素面へのダストの落下を防止する。
【００２９】
保持部材１１６と、保持部材１１６により保持されるレンズ１１７とによりレンズユニット１３１が構成されている。保持部材１１６は、基板１１４の面１１４Ｂと対向する面１１４Ｃに接合されている。
【００３０】
センサ１１０とメモリチップ１２２は、導電性材料としての例えば金などのワイヤ１２０により接続されている。ワイヤ１２０は、センサ１１０の開口部１１４Ａ側の面の周辺と、フリップチップ接続されたバンプ１１３とセンサ１１０の端面１１０Ａとの間のメモリチップ１２２の領域１２２Ａに接続されている。
【００３１】
なお、保持部材１１６内にレンズ１１７を稼働させるアクチュエータを設け、いわゆるオートフォーカス機能を持たせることもできる。
【００３２】
以上の構成により、被写体からの光が、レンズ１１７とフィルタ１１５を介して受光部１１２に入射する。受光部１１２により生成された画素データはロジック部１１１の回路により処理され、外部に出力される。
【００３３】
本構造では、メモリチップ１２２に対してフリップチップ接続するので、フリップチップ接続時に超音波振動を利用したとしても、メモリチップ１２２の基板１１４との接続部にクラックなどの損傷は発生しない。そして、センサ１１０とメモリチップ１２２には、接続に安定的なワイヤ１２０を接続しているので、接続構造的にロバストな構造設計となっており、接続品質が安定する。
【００３４】
すなわち、図１に示されるように、センサ１０のロジック部１１にフリップチップ接続すると、センサ１０が損傷を受ける場合がある。この点について、図４を参照して説明する。
【００３５】
センサ１０をフリップチップ接続するにはいくつかの方法がある。ハンダや銀（Ag）ペーストを介して接続する方法では、加熱時の熱によりセンサ１０上のレンズ（受光部１２の画素毎に存在するレンズ（図示せず））に損傷が発生することがある。金（Au）と金を圧接する方法でも、加熱を必要とするので、同様に、レンズに損傷が発生することがある。
【００３６】
低温で接続するフリップチップ接続の方法としては、金を超音波で短時間で接合する方法がある。しかしこの方法は、超音波接合時の振幅により、ロジック部１１のバンプ１３により接続される部分が損傷し易いという問題がある。
【００３７】
図４は、損傷の例を示す図である。図４Ａは、ロジック部１１のバンプ１３により接続された部分を点線で囲って示している。図４Ｂは、図４Ａの点線で囲まれた範囲を拡大して示している。図４Ｂに示されるように、ロジック部１１のバンプ１３により接続された部分には、低比誘電率膜（Low-K膜）３１が形成され、その上には層間膜３２が形成されている。バンプ１３を超音波振動により接合する処理は、センサ１０の周辺に位置する全てのバンプ１３に対して同時に行われる。その結果、この超音波振動に起因して、低比誘電率膜３１や層間膜３２に、クラック３３等の損傷が発生することがあるのである。
【００３８】
図３の光学モジュール１０１では、このような損傷が発生するおそれが少ない。
【００３９】
なお、図３の光学モジュール１０１のセンサ１１０として、図１のセンサ１０と同じ大きさのセンサを用いることができる。この場合、バンプ１１３を形成する領域を確保するため、メモリチップ１２２は、そのサイズ（図中横方向の長さ）をセンサ１１０より大きくする必要がある。そのため、レンズ１１７として図１のレンズ１７と同じ径のレンズを使用したとしても、保持部材１１６の外径を、図１の保持部材１６より大きくする必要がある。したがって、図３の光学モジュール１０１のモジュールサイズ（保持部材１１６の外径）Ｓ１１は、図１の光学モジュール１のモジュールサイズ（保持部材１６の外径）Ｓ１より大きくなる。
【００４０】
また、図３の光学モジュール１０１においては、図１の光学モジュール１に比べて、センサ１１０の厚さの分だけ、受光部１１２の位置がレンズ１１７に近くなる。従って、一般的には、保持部材１１６に保持されているレンズ１１７と受光部１１２までの距離であるバックフォーカスの長さＢＦ１１は、図１のレンズ１７と受光部１２までの距離であるバックフォーカスの長さＢＦ１より短くなる。
【００４１】
バックフォーカスが長いことは、一般的にレンズ１１７の焦点深度が深くなり、画素面とレンズユニット１３１の平行度に対して、製造バラツキを吸収し易くなり、低コストの製造プロセスを実現することができる。具体的にはレンズユニット１３１のチルト補正をしないままレンズユニット１３１を基板１１４に接着することが可能になる。すなわち、バックフォーカスの長さＢＦ１１をあまり短くすると不利になることがある。
【００４２】
そこで、バックフォーカスが必要な光学モジュールの場合は、必要に応じて、図３のバンプ１１３による接続部の長さ（メモリチップ１２２の上面１２２Ｕと基板１１４の下面１１４Ｂの距離）であるギャップＧ１１の長さを調整することができる。つまり、ギャップＧ１１の長さを、図１のバンプ１３による接続部の長さ（ロジック部１１の上面１１Ｕと基板１４の下面１４Ｂの距離）であるギャップＧ１の長さより長くすることができる。これにより、バックフォーカスの長さＢＦ１１を、バックフォーカスの長さＢＦ１と同等以上にすることができる。
【００４３】
なお、バックフォーカスについては、後述する図１０を参照してさらに詳細に説明する。
【００４４】
［製造装置の構成］
次に、上記した光学モジュール１０１の製造装置５０１について説明する。図５は、製造装置５０１の機能的構成を示すブロック図である。同図に示されるように、製造装置５０１は、準備部５１１、接続部５１２、および接合部５１３を有している。
【００４５】
準備部５１１は、所定の部材を用意する。接続部５１２は電気的接続等を行う。例えば、バンプの形成、フリップチップ接続、ワイヤボンディング等が行われる。接合部５１３は、センサ１１０を接合したり、フィルタ１１５やレンズユニット１３１を接着する。
【００４６】
［製造処理］
次に、図３の光学モジュール１０１の製造方法について説明する。図６は、光学モジュール１０１の製造方法を説明するフローチャートであり、図７は、図３の光学モジュール１０１の製造過程を説明する図である。
【００４７】
ステップＳ１において準備部５１１は、メモリチップ１２２等を用意する。勿論このとき、メモリチップ１２２以外の必要な部材が用意される。例えばセンサ１１０、基板１１４、フィルタ１１５、レンズユニット１３１等も用意される。ステップＳ２において接続部５１２は、図７Ａに示されるように、メモリチップ１２２の図の上側の面１２２Ｕの周辺に、バンプ１１３を形成する。例えば、金のワイヤでスタッドバンプが形成される。基板１１４の下面１１４Ｂとメモリチップ１２２の上面１２２Ｕとの距離である接続ギャップＧ１１は、必要に応じて多段にし、調整することも可能である。この実施の形態の場合、バンプ形成は、ダイシング済みのメモリチップ１２２に対して行われるが、ダイシング前のメモリのウエハーに対して行うこともできる。バンプをメッキで形成する場合には、ウエハーレベルで形成することが望ましい。
【００４８】
また、本製造方法では、メモリチップ１２２側にバンプ１１３を形成しているが、基板１１４側に形成してもよい。バンプ１１３を多段に形成する場合は、メモリチップ１２２と基板１１４の両方にバンプ１１３を形成してフリップチップ接続することも可能である。
【００４９】
ステップＳ３において接続部５１２は、フリップチップ接続する。すなわち、図７Ｂに示されるように、メモリチップ１２２がバンプ１１３を介して基板１１４の下面１１４Ｂに接続される。このとき超音波振動が利用され、メモリチップ１２２の周辺の全てのバンプ１１３が同時に接続される。メモリチップ１２２の周辺には、図４に示した低非誘電率膜３１や層間膜３２は形成されていないので、クラック等の損傷が発生するおそれは少ない。そしてバンプ１１３は、補強のためアンダーフィル１１９が塗布され、封止される。これにより、メモリチップ１２２はその周辺が、バンプ１１３により基板１１４の図中下側の面１１４Ｂにパッド１１８を介してフリップチップ接続される。
【００５０】
後にセンサ１１０がメモリチップ１２２上に搭載されるため、まだこの時、基板１１４の開口部１１４Ａは開口しておく必要がある。ダストがセンサ１１０の受光部１１２の画素面に乗ると、画質不良となるおそれがある。そのため、基板１１４として、開口部１１４Ａの端面からダストが出ない基板を選択する必要がある。そこで、基板１１４はセラミック基板か、ダスト発生防止のために、開口部１１４Ａの端面をコートした有機基板を用いるのが好ましい。
【００５１】
ステップＳ４において接合部５１３は、センサ１１０を接合する。すなわち、図７Ｃに示されるように、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕにダイボンド材１２１を介してセンサ１１０が接合される。
【００５２】
ステップＳ５において接続部５１２は、ワイヤボンドを行う。この状態が、図７Ｄに示されている。すなわち、例えばキャピラリ３０１（後述する図１１参照）により荷重が加えられ、ワイヤ１２０が、センサ１１０とメモリチップ１２２との間に接続される。詳細には、センサ１１０の開口部１１４Ａ側の面１１０Ｂの周辺と、フリップチップ接続されたバンプ１１３とセンサ１１０の端面１１０Ａとの間のメモリチップ１２２の領域１２２Ａに接続される。
【００５３】
ワイヤ１２０の接続時、荷重と超音波振動が加えられるが、この処理はワイヤ１２０に対して１本ずつ行われる。その結果、ロジック部１１１の低非誘電率膜３１や層間膜３２（図４参照）が損傷を受けるようなことは殆どない。
【００５４】
ステップＳ６において接合部５１３は、フィルタ１１５を接着する。すなわち、図７Ｅに示されるように、基板１１４の面１１４Ｃに、開口部１１４Ａを閉じるように、フィルタ１１５が接着される。
【００５５】
ステップＳ７において接合部５１３は、レンズユニット１３１を接着する。すなわち、図３に示されるように、レンズ１１７を保持する保持部材１１６の端部が、基板１１４の面１１４Ｃに接着される。
【００５６】
なお、以上の製造フローでは、メモリチップ１２２を基板１１４にフリップチップ接続した後に、センサ１１０をメモリチップ１２２にダイボンドとワイヤボンドするようにした。しかし、メモリチップ１２２にセンサ１１０をダイボンド、ワイヤボンドしてからメモリチップ１２２を基板１１４にフリップチップ接続するようにしてもよい。その場合は、ワイヤボンドのワイヤを変形しないようにハンドリングするようなコレットを用意する必要がある。
【００５７】
図８は、図３の光学モジュール１０１の光の反射の状態を表している。なお、図８においては、光を意味する矢印の幅は光量を表している。反射することにより光量は減衰するため、反射光の矢印の幅は入射光の幅より細くなっている。
【００５８】
図８に示されるように、レンズ１１７とフィルタ１１５（図３参照）を介して入射される光の一部も、基板１１４の端面１１４Ｄにより反射され、反射光の一部は、センサ１１０に向かう。しかし、センサ１１０が、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕから開口部１１４Ａの方向に突出していて、受光部２１２がメモリチップ１２２の上面１２２Ｕより上方に位置する。また、領域１２２Ａの分だけ、受光部１１２は端面１１４Ｄから離れている。
【００５９】
その結果、受光部１１２に入射する反射光の光量は、図２の受光部１２の場合に較べて少なくなる。つまり、光学モジュール１０１内で反射する光を受光部１１２に入射させないために、センサ１１０の厚さによる段差を利用し、反射光の一部をセンサ１１０の端面１１０Ａによりカットさせる。ワイヤ１２０により反射された光の一部が受光部１１２に入射するが、その量は少ない。したがって、図８に示される場合の方が、図２に示される場合より、ゴーストが発生するおそれは少なくなる。
【００６０】
＜２．第２の実施の形態（積層センサを用いる場合）＞
［光学モジュールの構造］
次に、第２の実施の形態について説明する。図９は、本技術の他の光学モジュール１０１の断面の構成を示す図である。図９に示される光学モジュール１０１の構成は、図３に示された光学モジュール１０１と基本的に同様である。すなわち、図３の光学モジュール１０１においては、センサ１１０が非積層センサで構成されていたが、図９の光学モジュール１０１は、センサ２１０が積層センサで構成されている点が、図３の場合と異なっている。非積層センサにおいては、図３に示されるように、光を受光し、対応する画素データを出力する受光部１１２が、受光部１１２が出力する画素データを処理するロジック部１１１と同じ平面上に形成されている。これに対して積層センサは、図９に示されるように、光を受光し、対応する画素データを出力する受光部２１２が、受光部２１２が出力する画素データを処理するロジック部２１１の上に積層された構造を有している。
【００６１】
センサ２１０は積層センサなので、ロジック部２１１の上に受光部２１２が形成されている。その結果、センサ２１０の厚さは、センサ１１０より厚くなるが、平面方向の大きさ（サイズ）は、非積層センサであるセンサ１１０より小さくなる。そのため、図９のレンズ１１７として図１のレンズ１７と同じサイズのレンズを使用した場合、保持部材１１６の径を、図１の保持部材１６と同じにすることができる。つまり、図９の光学モジュール１０１のモジュールサイズＳ２１は、図１の光学モジュール１のモジュールサイズＳ１と同等以下にすることができる。さらに図９の光学モジュール１０１のモジュールサイズＳ２１は、図３や後述する図１５の光学モジュール１０１のモジュールサイズＳ１１，Ｓ３１より小さくすることができる。
【００６２】
さらに本実施の形態でも、図３の場合と同様に、必要に応じて、ギャップＧ２１の長さを調整することができる。図１０は、バックフォーカスを説明する図である。図１０に示されるように、バンプ１１３による接続部の長さであるギャップＧ２１は、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕと基板１１４の下面１１４Ｂの距離である。このギャップＧ２１の長さを、図１のギャップＧ１の長さより長くし、バックフォーカスの長さＢＦ２１を、図１のバックフォーカスの長さＢＦ１と同等以上に調整することができる。
【００６３】
さらに、バックフォーカスの長さを調整するには、フリップチップ接続するギャップＧ２１を長くするだけでなく、それと合わせて、またはそれとは別に、センサ２１０の厚さをセンサ１１０（またはセンサ１０）より薄く研磨して対応することもできる。
【００６４】
図１の光学モジュール１のセンサ１０の構造では、センサ１０は、約100〜約200μm程度までの厚さまでしか薄くすることができなかった。それは、画素面は平坦であることがましいが、センサ１０の材料であるシリコンを薄くすると反りが発生し、レンズ１７のフォーカス外に受光部１２の画素面が位置してしまったり、反りにより解像度が落ちるなど画質が劣化するからである。
【００６５】
本技術の光学モジュール１０１の構造では、下に平坦度を保障するシリコンであるメモリチップ１２２が存在するため、センサ２１０側のシリコンの厚さを薄くすることができる。例えばシリコンの厚さを約30μmまで薄くすることが可能である。このように、センサ２１０をメモリチップ１２２に接合したことにより、センサ２１０の厚さの分だけバックフォーカスの距離が短くなった分の少なくとも一部を、センサ２１０を薄くすることで相殺することができる。総合的には、センサ２１０の厚さと、バンプ１１３の長さ（ギャップＧ２１の長さ）の少なくとも一方を調整することで、バックフォーカスの長さＢＦ２１を調整することができる。
【００６６】
ギャップＧ２１は、例えば、バンプ１１３を多段にして調整したり、バンプ１１３をメッキで作成する場合は、メッキの高さで調整することができる。バンプ１１３や導電性材料としての銀（Ag）ペーストのプリコートする量を増やして調整することもできる。
【００６７】
図１１は、ワイヤ１２０の接続の状態を示す図である。同図に示されるように、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕの、センサ２１０の端面２１０Ａと基板１１４の端面１１４Ｄの間の領域１２２Ａのパッド１１８Ａには、ワイヤ１２０の一端が接続される。ワイヤ１２０の他端は、センサ２１０のパッド１１８Ｂに接続される。
【００６８】
ワイヤ１２０の接続には、キャピラリ３０１が使用される。そのため、センサ２１０の端面２１０Ａとパッド１１８Ａの図中左側の端部までの距離Ｌ１と、基板１１４の図中左側の端面１１４Ｄからパッド１１８Ａの図中右側の端部までの距離Ｌ２は、キャピラリ３０１の大きさにより規定される。
【００６９】
図１１の上側には、図１の光学モジュール１の基板１４と、それに接合されたセンサ１０が比較のために示されている。基板１４の開口部１４Ａの径をＤ１１とする。センサ２１０として、領域１２２Ａにおいてキャピラリ３０１が使用できるサイズが小さい積層センサを用いることで、基板１１４の開口部１１４Ａの径Ｄ２１を、径Ｄ１１以下にすることが可能となる。すなわち、積層センサであるセンサ２１０をワイヤボンドのSiP（System in Package）構造にして、光学モジュール１０１のサイズを、光学モジュール１と同等以下にすることができる。
【００７０】
図１２は、図９の光学モジュール１０１の光の反射の状態を表している。なお、図１２においても、光を意味する矢印の幅は光量を表している。反射することにより光量は減衰するため、反射光の矢印の幅は入射光の幅より細くなっている。
【００７１】
図１２に示されるように、レンズ１１７とフィルタ１１５（図９参照）を介して入射される光の一部は、基板１１４の端面１１４Ｄにより反射され、反射光の一部は、センサ２１０に向かう。しかし、センサ２１０が、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕから開口部１１４Ａの方向に突出していて（センサ２１０とメモリチップ１２２の間に段差が形成されていて）、受光部２１２がメモリチップ１２２の上面１２２Ｕより上方に位置する。また、領域１２２Ａの分だけ、受光部２１２は端面１１４Ｄから離れている。
【００７２】
その結果、受光部２１２に入射する反射光の光量は、図２の受光部１２の場合に較べて少なくなる。つまり、光学モジュール１０１内で反射する光を受光部１１２に入射させないために、センサ２１０の厚さによる段差を利用し、反射光の一部をセンサ２１０の端面２１０Ａによりカットさせる。ワイヤ１２０により反射された光の一部が受光部２１２に入射するが、その量は少ない。したがって、図１２に示される場合の方が、図２に示される場合より、ゴーストが発生するおそれは少なくなる。
【００７３】
図１３は、放熱を説明する図である。同図に示されるように、センサ２１０により発生された熱は、メモリチップ１２２に伝達された後、さらにメモリチップ１２２から放熱される。したがって、センサ２１０の温度の上昇が抑制され、それにより画素データが熱により劣化することが抑制される。
【００７４】
また、メモリチップ１２２がセンサ２１０の直下にダイボンド材１２１を介して直接接合されているため、両者の間の配線距離、すなわちワイヤ１２０の長さを短くすることができる。その結果、センサ２１０からの画素データを高速にメモリチップ１２２に蓄積して、高速な画像処理が可能となる。これにより、例えば、グローバルシャッター、ダイナミックレンジ拡大などの画像処理が可能となる。なお、図９の光学モジュール１０１は、後述する図１５の光学モジュール１０１に較べて高速処理には有利である。それは図１５のように、ワイヤ１２０Ｂによりメモリチップ１２２と基板１１４を接続しないので、ワイヤ１２０Ｂの寄生容量による影響がないからである。
【００７５】
さらに図９の光学モジュール１０１は、図３の光学モジュール１０１と同様に、後述する図１５の光学モジュール１０１に較べて、基板１１４の厚さの分だけ高さを低くすることができる。
【００７６】
なお、以上の図９の実施の形態の効果は、図３の実施の形態においても、同様に発揮される。
【００７７】
［製造処理］
図９の光学モジュール１０１の製造方法について説明する。図１４は、図９の光学モジュール１０１の製造過程を説明する図である。図１４を図７と比較して明らかなように、図１４は、図７の非積層センサであるセンサ１１０を、積層センサであるセンナ２１０に変更した点のみが図７と異なっており、その他の工程は図７における場合と同様である。したがって、図９の光学モジュール１０１の製造装置と製造方法は、図５と図６に示した場合と基本的に同様である。
【００７８】
ステップＳ１において準備部５１１は、メモリチップ１２２等を用意する。勿論このとき、メモリチップ１２２以外の必要な部材が用意される。例えばセンサ２１０、基板１１４、フィルタ１１５、レンズユニット１３１等も用意される。ステップＳ２において接続部５１２は、図１４Ａに示されるように、メモリチップ１２２の図中の上側の面１２２Ｕの周辺に、バンプ１１３を形成する。例えば、金のワイヤでスタッドバンプが形成される。基板１１４の下面１１４Ｂとメモリチップ１２２の上面１２２Ｕとの距離である接続ギャップＧ２１は、必要に応じて多段にし、調整することも可能である。バンプ１１３の形成は、ダイシング済みのメモリチップ１２２に対して行ってもよいし、ダイシング前のメモリのウエハーに対して行うこともできる。バンプ１１３をメッキで形成する場合には、ウエハーレベルで形成することが望ましい。
【００７９】
また、本製造方法では、メモリチップ１２２側にバンプ１１３を形成しているが、基板１１４側に形成してもよい。バンプ１１３を多段に形成する場合は、メモリチップ１２２と基板１１４の両方にバンプ１１３を形成してフリップチップ接続することも可能である。
【００８０】
ステップＳ３において接続部５１２は、フリップチップ接続する。すなわち、図１４Ｂに示されるように、メモリチップ１２２がバンプ１１３を介して基板１１４の下面１１４Ｂに接続される。そしてバンプ１１３は、補強のためアンダーフィル１１９が塗布され、封止される。これにより、メモリチップ１２２はその周辺が、バンプ１１３により基板１１４の図中下側の面１１４Ｂにパッド１１８を介してフリップチップ接続される。
【００８１】
後にセンサ２１０がメモリチップ１２２上に搭載されるため、まだこの時、基板１１４の開口部１１４Ａは開口しておく必要がある。ダストがセンサ２１０の受光部２１２の画素面に乗ると、画質不良となるおそれがある。そのため、基板１１４として、開口部１１４Ａの端面からダストが出ない基板を選択する必要がある。そこで、基板１１４はセラミック基板か、ダスト発生防止のために、開口部１１４Ａの端面をコートした有機基板を用いるのが好ましい。
【００８２】
ステップＳ４において接合部５１３は、センサ２１０を接合する。すなわち、図１４Ｃに示されるように、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕにダイボンド材１２１を介してセンサ２１０が直接接合される。
【００８３】
ステップＳ５において接続部５１２は、ワイヤボンドを行う。この状態が、図１４Ｄに示されている。すなわち、キャピラリ３０１により荷重と超音波振動が加えられ、ワイヤ１２０が、センサ２１０の受光部２１２の周辺と、メモリチップ１２２の領域１２２Ａに接続される。
【００８４】
なお、ワイヤ１２０の接続時、荷重と超音波振動が加えられるが、この処理はワイヤ１２０に対して１本ずつ行われる。その結果、メモリチップ１２２が損傷を受けるようなことは殆どない。ただし、荷重と超音波によりもメモリチップ１２２の特性に影響が出るおそれもある。そこで、フリップチップ接続部と同様に、念のため、メモリチップ１２２上のワイヤボンディングするエリアは、メモリセルの形成を禁止し、配線層のみを形成する領域にしておくと、より安全である。
【００８５】
ステップＳ６において接合部５１３は、フィルタ１１５を接着する。すなわち、図１４Ｅに示されるように、基板１１４の面１１４Ｃに、開口部１１４Ａを閉じるように、フィルタ１１５が接着される。
【００８６】
ステップＳ７において接合部５１３は、レンズユニット１３１を接着する。すなわち、図９に示されるように、レンズ１１７を保持する保持部材１１６の端部が、基板１１４の面１１４Ｃに接着される。
【００８７】
なお、以上の製造フローでは、メモリチップ１２２を基板１１４にフリップチップ接続した後に、センサ２１０をメモリチップ１２２にダイボンドとワイヤボンドするようにした。しかし、メモリチップ１２２にセンサ２１０をダイボンド、ワイヤボンドしてからメモリチップ１２２を基板１１４にフリップチップ接続するようにしてもよい。その場合は、ワイヤボンドのワイヤを変形しないようにハンドリングするようなコレットを用意する必要がある。
【００８８】
［変形例］
以上においては、センサ１１０，２１０の損傷を防止するために、センサ１１０，２１０をメモリチップ１２２に接着し、そのメモリチップ１２２をバンプ１１３により基板１１４に接続するようにした。このバンプ１１３に代えて、ワイヤ１２０により接続することもできる。
【００８９】
図１５は、さらに他の光学モジュール１０１の断面の構成を示す図である。この光学モジュール１０１においては、センサ２１０がダイボンド材１２１を介して接合されたメモリチップ１２２が、さらに基板１１４に直接接合されている。そしてセンサ２１０とメモリチップ１２２の間がワイヤ１２０Ａにより接続されているだけでなく、メモリチップ１２２と基板１１４の間も、ワイヤ１２０Ｂにより接続されている。
【００９０】
したがって、図３と図９に示されるように、メモリチップ１２２と基板１１４を、バンプ１１３により接続させる場合に較べて、メモリチップ１２２の損傷のおそれをさらに低減することができる。
【００９１】
図１５の光学モジュール１０１は、バンプ１１３を利用せず、ワイヤボンディングのみが使用されるため、図３と図９の光学モジュール１０１に較べて、低コスト化を図ることができる。
【００９２】
図１６は、図１５の光学モジュール１０１の光の反射の状態を示す図である。図１６に示されるように、レンズ１１７とフィルタ１１５を介して入射される光の一部は、保持部材１１６の端面１１６Ｃにより反射され、反射光の一部は、センサ２１０に向かう。しかし、センサ２１０が、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕから開口部１１６Ｂの方向に突出していて（センサ２１０とメモリチップ１２２の間に段差が形成されていて）、受光部２１２がメモリチップ１２２の上面１２２Ｕより上方に位置する。また、領域１２２Ａの分だけ、受光部２１２は端面１１６Ｃから離れている。
【００９３】
その結果、受光部２１２に入射する反射光の光量は、図２の受光部１２の場合に較べて少なくなる。つまり、光学モジュール１０１内で反射する光を受光部２１２に入射させないために、センサ２１０の厚さによる段差を利用し、反射光の一部をセンサ２１０の端面２１０Ａによりカットさせる。ワイヤ１２０により反射された光の一部が受光部２１２に入射するが、その量は少ない。したがって、図１６に示される場合の方が、図２に示される場合より、ゴーストが発生するおそれは少なくなる。その結果、保持部材１１６の設計の制約が少なくなる。
【００９４】
［製造処理］
図１５の光学モジュール１０１の製造方法について、図１７と図１８を参照して説明する。図１７は、図１５の光学モジュール１０１の製造方法を説明するフローチャートである。図１８は、図１５の光学モジュール１０１の製造過程を説明する図である。なお、図１５の光学モジュール１０１の製造装置は、図５に示した場合と基本的に同様である。
【００９５】
ステップＳ５１において準備部５１１は、メモリチップ１２２等を用意する。勿論このとき、メモリチップ１２２以外の必要な部材が用意される。例えばセンサ２１０、基板１１４、フィルタ１１５、レンズユニット１３１等も用意される。
【００９６】
ステップＳ５２において接合部５１３は、センサ２１０を接合する。すなわち、図１８Ａに示されるように、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕにダイボンド材１２１を介してセンサ２１０が直接接合される。
【００９７】
ステップＳ５３において接合部５１３は、メモリチップ１２２を接合する。すなわち、図１８Ｂに示されるように、センサ２１０が接合されたメモリチップ１２２が、基板１１４の上面１１４Ｃにダイボンド材２５１を介して直接接合される。
【００９８】
ステップＳ５４において接続部５１２は、ワイヤボンドを行う。すなわち、図１８Ｃに示されるように、キャピラリ３０１により荷重と超音波振動が加えられ、ワイヤ１２０Ａが、センサ２１０の受光部２１２の周辺と、メモリチップ１２２の上面１２２Ｕに接続される。さらにセンサ２１０と基板１１４がワイヤ１２０Ｂにより接続される。
【００９９】
なお、ワイヤ１２０Ａ，１２０Ｂの接続時、荷重と超音波振動が加えられるが、この処理はワイヤ１２０に対して１本ずつ行われる。その結果、メモリチップ１２２が損傷を受けるようなことは殆どない。特に、図３と図９の光学モジュール１０１においては、メモリチップ１２２と基板１１４の間が、バンプ１１３により接続されていたが、図１５の光学モジュール１０１においては、メモリチップ１２２と基板１１４の間も、ワイヤ１２０により接続される。したがって、図３と図９の光学モジュール１０１に較べて、図１５の光学モジュール１０１の方が、より損傷を受け難くなる。ただし、念のため、メモリチップ１２２上のワイヤボンディングする領域１２２Ａは、メモリセルの形成を禁止し、配線層のみを形成する領域にしておくと、より安全である。
【０１００】
ステップＳ５５において接合部５１３は、フィルタ１１５を接着する。すなわち、図１８Ｄに示されるように、レンズユニット１３１の保持部材１１６の面１１６Ａに、保持部材１１６の光を透過する空間１１６Ｂを閉じるように、フィルタ１１５が接着される。
【０１０１】
ステップＳ５６において接合部５１３は、レンズユニット１３１を接着する。すなわち、図１５に示されるように、レンズ１１７を保持する保持部材１１６の端部が、基板１１４の面１１４Ｃに接着される。
【０１０２】
図１５の光学モジュール１０１も、図１の光学モジュール１において基板１４を延長し、そのどこかにメモリチップを接合する場合に較べて、ワイヤ１２０の長さを短くすることができ、高速処理が可能となる。この他、図１５の光学モジュール１０１においても、図３と図９の光学モジュール１０１と同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１０４】
３．［その他の構成］
本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）
被写体を撮像するセンサと、
前記センサより読み出された画素データを記憶する、前記センサが接合されたメモリチップとを備え、
前記メモリチップと前記センサのチップサイズが異なり、前記センサが前記メモリチップの上部に重なっている
光学モジュール。
（２）
前記メモリチップは、フリップチップの接続部により基板と接続されている
上記（１）に記載の光学モジュール。
（３）
前記センサは、前記センサが接合された前記メモリチップとワイヤにより接続されている
上記（１）または（２）に記載の光学モジュール。
（４）
前記センサは、前記メモリチップから前記基板の開口部に向かって突出するように、前記メモリチップに接合されている
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光学モジュール。
（５）
前記フリップチップの接続部は、前記メモリチップの周辺を前記基板に接続している
上記（２）乃至（４）のいずれかに記載の光学モジュール。
（６）
前記ワイヤの一端は、前記センサの前記開口部側の面の周辺に接続され、前記ワイヤの他端は、前記メモリチップの、前記フリップチップの接続部と前記センサの端面との間の領域に接続されている
上記（３）乃至（５）のいずれかに記載の光学モジュール。
（７）
前記センサは、積層センサである
上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の光学モジュール。
（８）
前記基板の、前記メモリチップの前記フリップチップの接続部が接続されている面と対向する面には、フィルタに向けて出射した光が前記フィルタを透過して前記センサに入射するように光を案内するレンズ保持する保持部材が接合されている
上記（２）乃至（７）のいずれかに記載の光学モジュール。
（９）
前記メモリチップは、前記センサが重ねられていない方の面が、基板と接合されている
上記（１）に記載の光学モジュール。
（１０）
前記基板の、前記メモリチップが接合されている面には、フィルタに向けて出射した光が前記フィルタを透過して前記センサに入射するように光を案内するレンズ保持する保持部材が接合されている
上記（９）に記載の光学モジュール。
（１１）
前記メモリチップは、前記センサが接合された面が、前記基板とワイヤにより接続されている
上記（９）または（１０）に記載の光学モジュール。
【符号の説明】
【０１０５】
１０１  光学モジュール，  １１０  センサ，  １１１  ロジック部，  １１２  受光部，  １１３  バンプ，  １１４  基板，  １１５  フィルタ，  １１６  保持部，  １１７  レンズ，  １１９  アンダーフィル，  １２０  ワイヤ，  １２１  ダイボンド材，  １２２  メモリチップ，  １３１  レンズユニット
【図１】
2013232756.tif 000003
【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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