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Patent Searching and Data


Title:
IMAGING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/102575
Kind Code:
A1
Abstract:
There is provided an imaging device capable of easily shielding an imaging element. The imaging device comprises a conductive mirror frame, an element unit including an imaging element equipped with a photoelectric converter, and an imaging lens attached within the mirror frame and imaging a subject image on the photoelectric converter of the imaging element. The element unit has an exposed conductive member contactable to the mirror frame.

Inventors:
SAITO MASASHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/050333
Publication Date:
August 28, 2008
Filing Date:
January 15, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KONICA MINOLTA OPTO INC (JP)
SAITO MASASHI (JP)
International Classes:
H04N5/225; H01L27/14; H04N5/335
Foreign References:
JP2005176185A2005-06-30
JP2002314856A2002-10-25
JP2006005211A2006-01-05
JP2004229167A2004-08-12
JP2004200965A2004-07-15
Other References:
See also references of EP 2124432A4
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Claims:
 導電性の鏡枠と、
 光電変換部を備えた撮像素子を含む素子ユニットと、
 前記鏡枠内に取り付けられ、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、
 前記素子ユニットには前記鏡枠に接触可能な導電部材が露出していることを特徴とする撮像装置。
 前記素子ユニットは前記導電部材がインサートされていて前記撮像素子の裏面に取り付けられた樹脂板を有し、前記導電部材は前記樹脂板が切断されることにより露出することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像装置。
 前記導電部材は前記撮像装置のアースに接続されていることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の撮像装置。
 光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の裏面に取り付けられた樹脂板とを含む素子ユニットと、
 前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有し、
 前記樹脂板の内部には、前記撮像素子に取り付けられたときに前記撮像素子の端子に接触する導電部材がインサートされていることを特徴とする撮像装置。
 光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、を有する撮像装置の製造方法において、
 複数の前記撮像レンズを備えた撮像レンズアレイを形成する工程と、
 前記撮像レンズアレイの中の所定の撮像レンズを選択し、該所定の撮像レンズのみに前記撮像素子を接着して、装置組立体を形成する工程と、
 前記装置組立体を切断分離して撮像装置を形成する工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
Description:
撮像装置及び撮像装置の製造方

 本発明は、撮像装置に関し、特に携帯電 等の搭載に適した小型の撮像装置及びその 造方法に関する。

 近年、小型カメラが組み込まれた携帯電 機やハンディパソコン(携帯型パーソナルコ ンピュータ)の開発が進められている。例え 、小型カメラを備えた携帯電話機は、通話 の映像を内蔵の小型カメラにより撮像して 像データとして取り込み、通話相手にその 像データを送信することができる。このよ な小型カメラは、一般的にイメージセンサ レンズとにより構成される。すなわち、レ ズによりイメージセンサ上に光学的像を形 し、イメージセンサにより光学像に対応し 電気信号を生成することができる。

 ところで、携帯電話機やハンディパソコ はより一層の小型化が進められており、こ らに使用される小型カメラにも小型化が要 されている。このようなカメラへの小型化 要求を満足するために、レンズとイメージ ンサとを一体化して形成したカメラモジュ ルが開発されている。

 従来のカメラモジュールの製造方法によ ば、モールド工程→LFエッチング工程→PKG イシング工程→PKG搭載工程→センサチップ 載工程→洗浄工程→レンズ搭載工程→試験 程という一連の工程を行なうことにより小 カメラとしてのカメラモジュールを製造す ことが多い。

 より具体的に製造工程を説明するに、ま モールド工程では半導体チップを搭載した 板(リードフレーム(LF)と称する)上で半導体 ップをモールドすることによりカメラモジ ールの本体となるモールド成形体を形成す 。この際、製造効率を高めるために、複数 モールド成形体を一体的に形成することが 般的である。LFエッチング工程では外部端 として機能する部分のみを残してリードフ ームをエッチングにより除去する。これに り、モールド成形体の底面に突起状の端子 形成される。その後、パッケージ(PKG)ダイシ ング工程において、繋がって形成されている 複数のモールド成形体をダイシングして個片 化する。次に、PKG搭載工程において、個片化 されたモールド成形体はフレキシブル基板に 搭載され、センサチップ搭載工程において各 モールド成形体にセンサチップが搭載される 。その後、センサチップが搭載されたモール ド成形体を洗浄し、レンズ搭載工程において 、モールド成形体にレンズ部が搭載される。 最後にカメラモジュールの試験が行われ、カ メラモジュールの製造が完了する。

 上述のように、従来のカメラモジュールの 造方法によれば、LFエッチング後直ちにPKG イシングが行なわれ、モールド成形体は個 化される。このため、センサチップ搭載工 からレンズ搭載工程までの工程では、個片 されたモールド成形体(PKG単位)がフレキシブ ル基板に搭載された状態で行なわれる。すな わち、個片化されたモールド成形体の各々は フレキシブル基板に搭載されて固定された状 態で、フレキシブル基板と一体となった状態 でセンサチップやレンズホルダを搭載する工 程が進められる。したがって、センサチップ やレンズホルダを搭載する工程は個片化され たモールド成形体の各々に対して別個に行な われることとなる。このため、複数のモール ド成形体を一括してセンサチップやレンズホ ルダを搭載することはできず、製造工程が非 効率的であるといった問題があった。

特開2004-200965号公報

 これに対し特許文献1には、以下の工程で カメラモジュールを製造することが開示され ている。かかる従来技術の製造工程によれば 、まずイメージセンサ・チップが複数配置さ れて成るイメージセンサ・ウエハと、イメー ジセンサ・チップ大のレンズが複数配置され てウエハ形態を成したレンズアレイを準備す る。その後、イメージセンサ・ウエハの表面 にレンズアレイを貼り合わせる。更に、イメ ージセンサ・チップとレンズアレイとを切削 溝に沿って切断することにより、個々のカメ ラモジュールに分割する。これにより製造工 程を簡略化することができる。

 ところで、撮像素子は外部からのノイズ 影響を受けやすいため、導電性のシールド 周囲を囲う必要があるが、シールドの接地 どのようにして行うかという問題がある。 、特許文献1のカメラモジュールにおいては 、撮像素子と基板との接続を、撮像素子の表 面から裏面へと貫通する孔を通した再配線を 直接接続している。しかるに、一般的な半導 体ウエハは破損しやすいため、そのままでは カメラモジュールとして必要な接続強度を確 保することは困難である。これに対し、強度 を確保するためにウエハの厚さを増大させる と、配線用の貫通孔加工が困難となり、歩留 まりが悪くなってコストアップを招く恐れが ある。更に、レンズアレイ中のレンズと、ウ エハ中の撮像素子には、それぞれ不良品が混 じることもあるが、一方が不良品である場合 、他方が良品であったとしても、両者を貼り 合わせることで得られたカメラモジュールは 不良品となってしまうので、一律に貼り合わ せることは撮像装置の歩留まりを悪くさせる という問題がある。

 本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑 てなされたものであり、製造容易性を確保 つつ歩留まりを向上できる撮像装置及びそ 製造方法を提供することを目的とする。

 請求の範囲第1項に記載の撮像装置は、
 導電性の鏡枠と、
 光電変換部を備えた撮像素子を含む素子ユ ットと、
 前記鏡枠内に取り付けられ、前記撮像素子 前記光電変換部に被写体像を結像させる撮 レンズと、を有し、
 前記素子ユニットには前記鏡枠に接触可能 導電部材が露出していることを特徴とする

 本発明によれば、前記撮像装置は、導電 の鏡枠を有しているので、前記撮像素子に するシールド機能を有すると共に、コンパ トな構成を実現できる。更に、導電部材が 出しているので、前記導電性の鏡枠を前記 子ユニットに取り付けたときに、該導電部 に接触させることで電気的導通が創成され 該導電部材に接続された配線を基板などに 地させることで、前記鏡枠のシールド機能 発揮できる。

 請求の範囲第2項に記載の撮像装置は、
 前記素子ユニットは前記導電部材がインサ トされていて前記撮像素子の裏面に取り付 られた樹脂板を有し、前記導電部材は前記 脂板が切断されることにより露出すること 特徴とする。
本発明によれば、樹脂板に導電部材をインサ ートし、樹脂板を前記撮像素子の裏面に取り 付けた後に、撮像素子毎に前記樹脂板を切断 すると、導電部材が露出することになる。従 って、前記導電性の鏡枠と前記導電部材とを 導通させることができる。

 請求の範囲第3項に記載の撮像装置は、前記 切断面に露出した前記導電部材は、前記撮像 装置のアースに接続されていることを特徴と する。
本発明によれば、前記鏡枠によるシールド機 能を発揮することができる。

 請求の範囲第4項に記載の撮像装置は、
 光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像 子の裏面に取り付けられた樹脂板とを含む 子ユニットと、
 前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像 結像させる撮像レンズと、を有し、
 前記樹脂板の内部には、前記撮像素子に取 付けられたときに、前記撮像素子の端子に 触する導電部材がインサートされているこ を特徴とする。
一般的に、半導体ウエハに貫通孔を穿つため には、その厚さを薄くする方が有利である。 ところが、撮像素子が薄くなると剛性が低下 して、撮像レンズや鏡枠を支持することがで きなくなる。これに対し、前記樹脂板を前記 撮像素子に裏打ちした素子ユニットを形成す ることで、高い剛性を確保できる。ところが 、前記撮像素子に前記樹脂板を取り付けると 、そのままでは前記撮像素子を貫通して裏面 側に引き出された配線を、基板の配線に導通 させることができなくなる。

 本発明によれば、前記樹脂板の内部に導 部材をインサートすることによって、かか 導電部材を介して、前記撮像素子からの配 を基板の配線に導通させることができる。

 請求の範囲第5項に記載の撮像装置の製造方 法は、
 光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像 子の前記光電変換部に被写体像を結像させ 撮像レンズと、を有する撮像装置の製造方 において、
 複数の前記撮像レンズを備えた撮像レンズ レイを形成する工程と、
 前記撮像レンズアレイの中の所定の撮像レ ズを選択し、該所定の撮像レンズのみに前 撮像素子を接着して、装置組立体を形成す 工程と、
 前記装置組立体を切断分離して撮像装置を 成する工程と、を有することを特徴とする

 特許文献1に示す従来技術では、レンズアレ イ中のレンズと、ウエハ中の撮像素子には、 それぞれ不良品が混じることもあるが、一方 が不良品である場合、他方が良品であったと しても、両者を貼り合わせることで得られた カメラモジュールは不良品となり、歩留まり が悪くなる。
これに対して本発明によれば、一体で形成し てなる成形部材中の複数の撮像レンズにおい て、良品と不良品とを選別し、選別された良 品のみに対して、別個に形成された良品の撮 像素子のみを組み付けることで、歩留まりを 向上させることができる。

 本発明によれば、製造容易性を確保しつ 歩留まりを向上できる撮像装置及びその製 方法を提供することができる。

本実施の形態にかかる撮像装置50の断 図である。 撮像装置50の撮像レンズ周辺の拡大図 ある。 素子ユニットを製造する工程を示す図 ある。 図4(c)の矢印IV方向に見た図である。 選別された組み合わせを示す装置組立 ASYの断面図である。 選別された組み合わせを示す装置組立 ASYの斜視図である。 撮像レンズ群10と良品の素子ユニットEU とに、鏡枠56を組み付ける工程を示す図であ 。

符号の説明

 10 撮像レンズ群
 11 撮像レンズ
 11a フランジ
 12 絞り部材
 13 撮像レンズ
 13a フランジ
 14 遮光部材
 15 撮像レンズ
 15a フランジ
 16 遮光部材
 50 撮像装置
 51 イメージセンサ
 51a 光電変換部
 51b 信号処理回路部
 51c 貫通孔
 51d 導電部材
 54 樹脂板
 55 導電部材
 55A 導電部材
 56 鏡枠
 56a フランジ部
 57 カバーガラス
 ASY 装置組立体
 B 接着剤
 CG カバーガラス
 DB ダイシングブレード
 EB 導電性接着剤
 EU 素子ユニット
 HB ハンダボール
 ISW イメージセンサ・ウエハ
 L1 配線層
 L2 配線層
 LS1 撮像レンズアレイ
 LS2 撮像レンズアレイ
 LS3 撮像レンズアレイ
 LSY レンズ組立体
 RP 樹脂板
 S 開口絞り

 以下、本発明の実施の形態を図面に基づ て説明する。図1は、本実施の形態にかかる 撮像装置50の断面図である。図2は、図1に示 撮像装置50の撮像素子周辺を拡大して示す断 面図である。

 撮像装置50は、撮像素子としてのイメー センサ51を有する。図2において、イメージ ンサ51には、その受光側の平面の中央部に、 画素(光電変換素子)が2次元的に配置された、 受光部としての光電変換部51aが形成されてお り、その周囲には信号処理回路部51bが形成さ れている。かかる信号処理回路部51bは、詳細 は図示しないが、各画素を順次駆動し信号電 荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタ ル信号に変換するA/D変換部と、このデジタル 信号を用いて画像信号出力を形成する信号処 理部等が配置されており、これらは配線層L1 センサパッド(端子)を介して、外部と信号 授受を行えるようになっている。

 また、イメージセンサ51の受光側の平面( 面)から裏面にかけて貫通孔51cが形成されて いる。イメージセンサ51は、厚さが100μm程度 なるまで削られており、従って貫通孔51cを 成する際に破損等を生じる恐れは少ない。 通孔51c内に配置された導電部材51dを介して 表面側の配線層L1の一部と、裏面側の配線 L2の一部とが導通している。

 イメージセンサ51の裏面には、補強用の 脂板54が接着されている。樹脂板54は、複数 導電部材55をインサート成形している。導 部材55の上端は、イメージセンサ51の裏面側 配線層L2に接触しており、導電部材55の下端 側は、ハンダボールHBに接触している。ハン ボールHBは、撮像装置50ごと不図示の基板上 に載置した状態で高温のリフロー層を通過す ることで溶融し、基板の配線に対して電気的 導通を確立することとなる。これにより、基 板からイメージセンサ51までの配線を行える イメージセンサ51と樹脂板54とで、素子ユニ ットEUを構成する。

 イメージセンサ51は、光電変換部51aから 信号電荷をデジタルYUV信号等の画像信号等 変換し、導電部材55等を介して基板上の所定 の回路に出力する。ここで、Yは輝度信号、U( =R-Y)は赤と輝度との色差信号、V(=B―Y)は青と 度信号との色差信号である。なお、撮像素 は上記CMOS型のイメージセンサに限定される ものではなく、CCD等の他のものを使用しても 良い。

 次に、鏡枠56及び撮像レンズ10について説 明する。鉄などの導電部材からなる鏡枠56は 上端に円形内孔を形成したフランジ56aを有 、全体として筒状であって、内部に撮像レ ズ群10を収容してなる。鏡枠56の下端は、樹 脂板54の側面に嵌合して、導電性接着剤(ハン ダでも良い)により取り付けられている。こ で、詳細は後述するが、樹脂板54の側面には インサート成形された導電部材55Aが露出して おり、樹脂板54に嵌合した鏡枠56と導通する うになっている。尚、導電部材55Aは、それ は別に設けられ配線層L2を介して導電部材55A に接続された導電部材55Bと、それに接触する ハンダボールHBを介して、不図示の基板のア ス配線に接続されている。

 図1において、イメージセンサ51の上方に 、接着剤Bを介してカバーガラス(IRカットフ ィルタでも良い)57が載置されている。カバー ガラス57上には、撮像レンズ15がフランジ15a 突き当てるようにして載置され、その上に 環状の遮光部材14を介して撮像レンズ13がフ ンジ13aを突き当てるようにして載置され、 の上には環状の絞り部材12を介して撮像レ ズ11がフランジ11aを突き当てるようにして載 置されている。撮像レンズ11のフランジ11aと 枠56のフランジ部56aとの間には、環状の遮 部材16が配置されている。絞り部材12の内径 部分が、開口絞りSとなっている。

 本実施の形態によれば、薄いイメージセ サ51を補強する樹脂板54の内部に導電部材55 インサートすることによって、かかる導電 材55を介して、イメージセンサ51からの配線 を基板の配線に導通させることができるため 、ワイヤ結線が不要になって、省スペースを 実現できる撮像装置を提供できる。更に、接 地された導電部材55Aは、樹脂板54の側面に露 しており、樹脂板54に嵌合する鏡枠56に導通 するので、イメージセンサ51のシールド機能 容易に発揮できる。

 次に、本実施の形態にかかる撮像装置の 造方法について説明する。図3~7は撮像装置5 0の製造工程を示す図である。まず、ウエハ プロセスにより、複数のイメージセンサ51及 び配線層L1,L2がマトリクス状に配置されて成 イメージセンサ・ウエハISWが形成されてい ものとする。

 ここで、図3(a)に示すように、イメージセ ンサ・ウエハISWの上方に、ウエハ形状を呈し た大判のカバーガラス板CGを配置する。続い 、図3(b)に示すように、イメージセンサ・ウ エハISWの下部に、多数の導電部材55(55A,55Bを む)をインサート成形した樹脂板54を接合し 後、下面を研磨して所定の厚さにする。こ 段階で、イメージセンサ51を検査して、良品 の素子ユニットEUのみを選別するものとする その後、図3(c)に示すように、接着した部材 を不図示のダイシングブレードで切断して、 個々の素子ユニットEUを形成する。

 尚、図3(c)の素子ユニットEUを矢印IV方向 見た図4に示すように、隣接する素子ユニッ EUの境界上に、導電部材55Aが形成されてい ので、点線で示すように素子ユニットEUが切 断されると、その切断面に導電部材55Aが自然 に露出することとなる。

 次に、図5に示すように、遮光部材16と、 トリクス状に形成した撮像レンズ11を有す 撮像レンズアレイLS1と,絞り部材12と、マト クス状に形成した撮像レンズ13を有する撮像 レンズアレイLS2と,遮光部材14と、マトリクス 状に形成した撮像レンズ15を有する撮像レン アレイLS3とをこの順序で重ね合わせて接着 、成形部材としてのレンズ組立体LSYを形成 る。しかるに、レンズ組立体LSYにおいては 撮像レンズに不良品が混じることもある。 こで、組み立て前に撮像レンズ11、13,15を検 査して、いずれにも欠陥のない組み合わせを 選別する。ここでは、撮像レンズ11’に成形 陥が生じたものとする。

 更に、図5及び図6(a)に示すように、レン 組立体LSYにおける欠陥のない撮像レンズ11、 13,15の組み合わせのみに対応する位置に、選 した素子ユニットEUをそれぞれ配置して接 し、装置組立体ASYを形成する。その後、図5 び図6(b)に示すように、接着した装置組立体 ASYを、ダイシングブレードDBにより個々に切 分離する。このとき、欠陥のある撮像レン 11’を含む撮像レンズ群は廃却処分又はリ イクル処分とされるが、一般的に高価な素 ユニットEUを接着していないため、無駄が少 なくなる。

 このようにして、良品の撮像レンズ群10 、良品の素子ユニットEUのみを組み合わせた ものに対して、図7に示すように、レンズ側 ら鏡枠56を嵌合させ、導電性接着剤EBにより 通可能なように樹脂板54に固着することが きる。その後、導電部材55に対向してハンダ ボールHBを介在させた状態で、不図示の基板 に載置し、リフロー槽に搬送されることな 。

 以上、本発明を実施の形態を参照して説 してきたが、本発明は上記実施の形態に限 して解釈されるべきではなく、適宜変更・ 良が可能であることはもちろんである。撮 レンズは単レンズ構成でもよい。