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JP3410907B2 - 光電変換素子の実装装置およびその製造方法 - Google Patents

光電変換素子の実装装置およびその製造方法

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Publication number
JP3410907B2
JP3410907B2 JP23101796A JP23101796A JP3410907B2 JP 3410907 B2 JP3410907 B2 JP 3410907B2 JP 23101796 A JP23101796 A JP 23101796A JP 23101796 A JP23101796 A JP 23101796A JP 3410907 B2 JP3410907 B2 JP 3410907B2
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JP
Japan
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photoelectric conversion
conversion element
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optical member
light
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JP23101796A
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正信 木村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、より小型のカメ
ラ装置を実現するための光電変換素子の実装装置および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロカメラ装置を用いる医用
機器、産業用ロボットの分野では、カメラの小型・軽量
化が要望されており、撮像素子にワイヤボンディングを
用いてセラミックパッケージする一般的な実装装置か
ら、撮像素子を直接は配線基板に実装する小型の実装装
置が開発されている。
【０００３】図９に撮像素子であるＣＣＤを直接基板に
実装する、特開平７−９９２１４号に掲載された実装装
置を示す。まず、絶縁シート９１ａ上に銅リード９１ｂ
が形成された配線基板９１に（ステップ１）、光学ガラ
ス９２を紫外線硬化型の接着剤９３などで接着する（ス
テップ２，３）。次に、配線基板９１面のＣＣＤ９６と
接続する銅リード９１ｂに異方性導電ペースト９５が塗
布され（ステップ４）、電極部９６ａに金バンプ９６ｂ
が付着されたＣＣＤ９６と熱圧着により接続される（ス
テップ５）。
【０００４】このようにして配線基板９１に接続された
ＣＣＤ９６は、図１０に示すように、信号処理基板１０
１、カメラケーブル１０２、レンズ部１０３などを組み
合わせて筐体１０４に収納してマイクロカメラを完成す
る。
【０００５】ところで、上記した従来の撮像素子の実装
装置では、光学ガラス９２と配線基板９１を接着すると
きに発生するごみや接着剤のはみ出しによる画質上の問
題があった。
【０００６】つまり、図９に示した実装装置では、小型
化するため光学ガラス９２とＣＣＤ９６が大変近い位置
関係にある。たとえば、マイクロカメラを医用機器など
で用いる場合、使用する光学レンズは、広角で焦点深度
は深いため、図１１に示すように、光学ガラス９２面で
のごみ９７、接着剤９３のはみ出し９３ａはＣＣＤ９６
上に結像されＴＶ画像に表れることになる。
【０００７】上記した実装装置のステップ３で、光学ガ
ラス９２の内面に付着したごみ９７を、図１２（ａ）に
示すように綿棒１２１で取り除く場合、図１２（ｂ）に
示したように、接着した配線基板９１の周辺にごみが集
まる問題となる。また、接着剤のはみ出し９３ａは、接
着剤の塗布条件をコントロールし接着剤を保つことは大
変難しく、製造工程での歩留まりを悪くする。
【０００８】ごみの原因としては、配線基板９１の切断
面のごみ、光学ガラス９２の切断面のごみ、人的よるも
のなどである。また、１／４インチ４０万画素のＣＣＤ
などでは、１画素５μｍ以下であり、製造時での確認で
きる大きさはせいぜい５０μｍ程度である。従って、５
μｍ以下のごみを管理するのは大変難しい問題となって
いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の撮像素
子の実装装置においては、光学部材に付着したごみや接
着剤のはみ出し処理に、手間が掛かるばかりか、場合に
よっては完全に取れ切れずに、製品不良となる可能性も
あった。
【００１０】この発明は、簡単な構成により光学部材に
付着したごみや接着剤のはみ出しによる画質劣化の問題
を解決するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は上記した課題
を解決するために、この発明の光電変換素子の実装装置
では、光電変換素子と、透光部を形成し、該透光部に前
記光電変換素子の受光面に位置させて前記光電変換素子
とを電気的に接続した配線基板と、中央面部を高く、周
面部を低く形成し、前記中央面が前記配線基板上面と実
質的に同一面になるように前記中央面部を前記配線基板
の透光部に収容し、前記周面部を前記配線基板に接着し
た光学部材とからなることを特徴とする。
【００１２】また、光電変換素子と、透光部を形成し、
該透光部に前記光電変換素子の受光面に位置させて前記
光電変換素子とを電気的に接続した配線基板と、前記配
線基板の透光部に位置させて接着した第１の光学部材
と、前記配線基板の透光部に位置させてその上面が前記
配線基板上面と実質的に同一面になるように前記第１の
光学部材に貼着した第２の光学部材とからなることを特
徴とする。
【００１３】さらに、この発明の光電変換素子の実装装
置の製造方法では、光電変換素子の受光面を、配線基板
に形成された透光部に位置させて前記光電変換素子と前
記配線基板とを電気的に接続する第１の工程と、工学部
材の中央面部を高く、周面部を低く形成する第２の工程
と、前記第２の工程により形成された光学部材の中央面
部を、前記中央面が前記配線基板上面と実質的に同一面
になるように前記配線基板の透光部に収容し、前記周面
部を前記配線基板に接着する第３の工程とからなること
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の第１の実施の形態について説明するための説明
図である。図１において、１０１はＣＣＤであり、その
受光面にはマイクロレンズ１０２を形成してある。ＣＣ
Ｄ１０１のたとえば２辺に沿って複数の電極パッド１０
３を形成する。各電極パッド１０３には、バンプ１０４
が形成されている。
【００１５】ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)テープ１
０５は、図２に示すように、絶縁シート１０６上に、複
数の銅リード１０７を形成してなる。ＴＡＢテープ１０
５は、自由に折り曲げることが可能である。絶縁シート
１０６は、例えばポリイミド・ポリアミド・ポリエステ
ル、またはフェノール・ガラスエポキシ樹脂等と紙・ガ
ラス基材の複合基板からなる。絶縁シート１０６は、例
えば矩形の開口部１０８を有する。この開口部１０８
は、光を通過させるために形成する。
【００１６】絶縁シート１０６の銅リード１０７は、開
口部１０８の対向する２辺１０９、１１０の絶縁シート
１０６上に一定の間隔をもって形成されている。換言す
ると、隣接する銅リード１０７間には、常に絶縁シート
１０６が存在する。なお、開口部１０８の対向する２辺
１０９、１１０以外の他の２辺１１１、１１２の絶縁シ
ート１０６上には、銅リード１０６が形成されていない
が、これらの２辺１１１、１１２の絶縁シート１０６上
にも銅リード１０７を形成してもよい。
【００１７】光学ガラス１１３は、図３に示すように中
央平面部１１４は開口部１０８に収容可能な大きさと形
状をし、中央平面部１１４の周面部１１５は、中央平面
部１１４より低くし肉薄形状にしてある。中央平面部１
１４と周面部１１５の段差は、ＴＡＢテープ１０５の厚
みと同程度にしてある。
【００１８】このように構成された光学ガラス１１３の
周面部１１５に、接着剤１１６を塗布し、ＴＡＢテープ
１０５の開口部１０８に銅リード１０７が固着された反
対面から中央平面部１１４を装着し、光学ガラス１１３
とＴＡＢテープ１０５を接着する。このとき中央平面部
１１４とＴＡＢテープ１０４は、ほぼ同一平面上とな
る。
【００１９】従って、接着剤１１６のはみ出しや光学ガ
ラス１１３上にあるごみを、簡単にしかも確実に取り除
くことができる。なお、接着剤１１６を塗布する周面部
１１５は、接着効果を向上させるために粗面化するとよ
い。
【００２０】ＴＡＢテープ１０５の銅リード１０７は、
異方性導電膜１１７を介してＣＣＤ１０１とを電気的に
接続する。異方性導電膜１１７は、銅リード１０７が存
在する辺１０９，１１０に沿って形成するばかりでな
く、辺１０９、１１０以外の他の２辺１１１，１１２に
沿って形成する方がより好ましい。このように形成され
た異方性導電膜１１７は、電気的接続の機能の他に、Ｔ
ＡＢテープ１０５とＣＣＤ１０１とを機械的に接続する
機能及び開口部１０８等によって生じた中空部を外部か
ら封止する機能も有する。
【００２１】ＴＡＢテープ１０５に代え、自由に折り曲
げることができない基板を用いてもよい。これらの基板
は、黒色とした方がよい。これにより反射を防止でき、
不要輻射の入射を防止できる。この場合、黒色の材質の
基板を用いてもよいし、基板に黒色の塗料を塗布しても
よい。異方性導電膜１１７は黒色とした方がよい。これ
により反射を防止でき、不要輻射の入射を防止できる。
【００２２】光学ガラス１１３上には、異方性導電膜１
１７を覆うように封止樹脂１１８を形成する。封止樹脂
１１８は、例えばフェノールやエポキシ系の封止樹脂で
あって、例えば熱あるいは紫外線またはその併用で硬化
するタイプの封止樹脂が用いられる。封止樹脂１１８
は、ＴＡＢテープ１０５とＣＣＤ１０１との間の電気的
接続及び機械的接続を補強する。ただし、このＣＣＤ実
装装置では、封止樹脂１１８を省略してもよい。これ
は、異方性導電膜１１７が、封止樹脂１１８の機能を既
に有しているからである。封止樹脂１１８を省略すれ
ば、製造工程を簡略化できる。
【００２３】この実施の形態では、ＴＡＢテープ１０５
の開口部１０８に位置して光学ガラス１０９を接着剤を
用いて接続したときに、光学ガラス１０９とＴＡＢテー
プ１０５が同一平面となることから、光学ガラス１０９
に付着したごみや接着剤のはみ出しを簡単にしかも確実
に取り除くことができる。
【００２４】図４は図１に示した光電変換素子の実装装
置の製造方法を示す図である。まず、絶縁シート１０６
上に銅リード１０７をエッチング法等を用いて形成する
（ステップ４０１）。
【００２５】ステップ４０１で形成されたＴＡＢテープ
１０５の銅リード１０７が形成されていない面上に、ス
クリーン印刷等を用いて接着剤１１６を形成する（ステ
ップ４０２）。
【００２６】次に、中央平面部１１４を残し、その周面
を研磨して中央平面部１１４より厚みの薄い周面部１１
５を有した光学ガラス１１３を形成する（ステップ４０
３）。
【００２７】光学ガラス１１３の中央平面部１１４を、
ＴＡＢテープ１０５の開口部１０８に装着した状態で、
接着剤１１６を用いて光学ガラス１１３とＴＡＢテープ
１０５を接着する（ステップ４０４）。ステップ４０４
では、図５に示すように、押圧ツール５０１を用いて銅
リード１０７の上部から圧着し、光学ガラス１１３の裏
面より紫外線５０２を照射する。これにより、数秒〜数
十秒程度の短時間で、光学ガラス１１３とＴＡＢテープ
１０５とを接着することが可能である。
【００２８】ＴＡＢテープ１０５上に、スクリーン印刷
等を用いて異方性導電膜１１７を形成する（ステップ４
０５）。異方性導電膜１１７は、ペースト状の材料を用
い、ディスペンサ法またはスクリーン印刷法等により、
ＴＡＢテープ１０５上に塗布する。また、異方性導電膜
１１７は、額縁形のフィルム状の材料をＴＡＢテープ１
０５上に載せるようにしてもよい。
【００２９】次に、ＴＡＢテープ１０５と既にバンプ１
０４が形成されたＣＣＤ１０１とをＴＡＢテープ１０５
の銅リード１０７とバンプ１０４とを位置合わせをし
て、異方性導電膜１１７を介して接続する（ステップ４
０６）。異方性導電膜１１７による接続は、加熱及び加
圧によって行われる。異方性導電膜１１７は、例えばエ
ポキシ樹脂に、直径が１〜１０μｍ程度の金粒子を３〜
３０％程度分散させたものを使用する。
【００３０】最後に異方性導電膜１１７を覆うよう封止
樹脂１１８を加熱あるいは紫外線の照射、あるいはその
両方により形成する（ステップ４０７）。
【００３１】この実施例のＣＣＤ実装装置では、ステッ
プ４０４の段階で光学ガラス１１３の中央平面部１１４
とＴＡＢテープ１０５が同一平面上にあるため中央平面
部１１４に付着したごみや接着剤１１６のはみ出しを簡
単に取り除くことができる。さらに、光学ガラス１１３
の中央平面部１１４を、ＴＡＢテープ１０５の開口部１
０８に装着した状態で、接着剤１１６を用いて光学ガラ
ス１１３とＴＡＢテープ１０５を接着するので、確実な
位置合わせを行うことができる。
【００３２】次に図６の断面図を用い、この発明の第２
の実施の形態について説明する。図６はＴＡＢテープと
光学ガラスのみを示し、ＣＣＤおよびその接続の関係に
ついては省略してある。
【００３３】この実施の形態は、光学ガラス１１３ａの
中央平面部１１４と周面部１１５の段差部６１ある周面
部１１５に溝部６２を、中央平面部１１４を囲むように
して形成する。この溝部６２は光学ガラス１１３とＴＡ
Ｂテープ１０５を接着剤１１６で接続したときに、余分
な接着剤１１６をここに流し込ませることができる。
【００３４】このように、中央平面部１１４にはみ出し
がちな余分な接着剤１１６を溝部６２に流し込むことに
より、中央平面部１１４へのはみ出しを防止できる。中
央平面部１１４への接着剤１１６のはみ出しを防止でき
れば、中央平面部１１４に付着されるものはごみだけと
なり、これを取り除くことはより簡単な作業で済むこと
になる。
【００３５】図７、図８を用い、この発明の第３、第４
の実施の形態についてそれぞれ説明するが、この各実施
の形態も図６と同様に、ＣＣＤおよびその接続の関係に
ついては省略してある。
【００３６】第３の実施の形態である図７は、光学ガラ
ス１１３ｂの中央平面部１１４と周面部１１５の段差に
傾斜部７１を設けたものである。従って、ＴＡＢテープ
１０５の開口部１０８を中央平面部１１４に装着したと
きに、予め周面部１１５に付着した接着剤１１６がはみ
出した分の開口部１０８と傾斜部７１との間に形成され
た溝部７２に止まり、中央平面部１１４へのはみ出しを
防止することができる。
【００３７】このように、第３の実施の形態でも中央平
面部１１４への接着剤１１６のはみ出しを防止できれ
ば、中央平面部１１４に付着されるものはごみだけとな
り、これを取り除くことはより簡単な作業で済むことに
なる。
【００３８】第４の実施の形態である図８は、光学ガラ
ス１１３ｃａ上に、ＴＡＢテープ１０５の開口部１０８
と同形状でかつこれに装着可能な光学ガラス１１３ｃｂ
を貼り合わせたものである。
【００３９】この実施の形態の場合、光学ガラス１１３
ｃａ上に、光学ガラス１１３ｃｂを貼り合わせることに
より、開口部１０８に装着する光学ガラスの形状を実現
できるために、面倒な光学ガラスの研磨を単なる貼り合
わせだけで、ごみや接着剤のはみ出しを取り除くことが
簡単なものとなる、光学ガラスとＴＡＢテープの同一平
面化を実現できる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、光学部材に付着したごみ処理や接着剤のはみ出しに
より製品不良の対策を可能とし、製造の歩留まりの向上
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態について説明する
ための断面図。
【図２】図１に示すＴＡＢテープの斜視図。
【図３】図１に示す光学ガラスの斜視図。
【図４】この発明の第１の実施の形態に係るＣＣＤ実装
装置の工程図。
【図５】ＴＡＢテープと光学ガラスとの接着を説明する
ための説明図。
【図６】この発明の第２の実施の形態について説明する
ための断面図。
【図７】この発明の第３の実施の形態について説明する
ための断面図。
【図８】この発明の第４の実施の形態について説明する
ための断面図。
【図９】ＣＣＤを直接基板に実装する、従来の実装装置
について説明するための工程図。
【図１０】図９において直接基板に実装されたＣＣＤを
小型カメラに組み込まれた状態について説明するための
断面構造図。
【図１１】従来の問題点について説明するための説明
図。
【図１２】従来の問題点について説明するための説明
図。
【符号の説明】
１０１…ＣＣＤ、１０２…マイクロレンズ、１０３…電
極パッド、１０４…バンプ、１０５…ＴＡＢテープ、１
０６…絶縁シート、１０７…銅リード、１０８…開口
部、１１３…光学ガラス、１１４…中央平面部、１１５
…周面部、１１６…接着剤、１１７…異方性導電膜、１
１８…封止樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光電変換素子と、透光部を形成し、該透光
    部に前記光電変換素子の受光面に位置させて前記光電変
    換素子とを電気的に接続した配線基板と、中央面部より
    周面部を低く形成し、前記中央面が前記配線基板上面と
    実質的に同一面になるように前記中央面部を前記配線基
    板の透光部に収容し、前記周面部を前記配線基板に接着
    した光学部材とからなることを特徴とする光電変換素子
    の実装装置。
  2. 【請求項２】 前記光学部材に前記配線基板接合時の接
    着剤逃げ溝を形成したことを特徴とする請求項１記載の
    撮像素子の実装装置。
  3. 【請求項３】 前記光学部材の前記中央平面部と前記周
    面部との段差に傾斜部を持たせてなることを特徴とする
    請求項１記載の撮像素子の実装装置。
  4. 【請求項４】 前記光学部材の配線基板との接着面を粗
    面化したことを特徴とする請求項１記載の撮像素子の実
    装装置。
  5. 【請求項５】光電変換素子と、透光部を形成し、該透光
    部に前記光電変換素子の受光面に位置させて前記光電変
    換素子とを電気的に接続した配線基板と、前記配線基板
    の透光部に位置させて接着した第１の光学部材と、前記
    配線基板の透光部に位置させてその上面が前記配線基板
    上面と実質的に同一面になるように前記第１の光学部材
    に貼着した第２の光学部材とからなることを特徴とする
    光電変換素子の実装装置。
  6. 【請求項６】 前記光電変換素子と前記配線基板は異方
    性導電膜により電気的に接続してなることを特徴とする
    請求項１または５記載の光電変換素子の実装装置。
  7. 【請求項７】前記異方性導電膜は、光電変換素子の受光
    面を取り囲むように連続して環状に形成されていること
    を特徴とする請求項６記載の光電変換素子の実装装置。
  8. 【請求項８】 中央の平面部が周面部より厚みを持った
    光学部材を形成する第１の工程と、第１の工程で形成さ
    れた光学部材の中央平面部を、前記中央面が前記配線基
    板上面と実質的に同一面になるように、配線基板に形成
    された透光部に位置させて接着する第２の工程と、前記
    光電変換素子を前記配線基板に電気的に接続する第３の
    工程とからなることを特徴とする光電変換素子の実装装
    置の製造方法。
  9. 【請求項９】光電変換素子の受光面を、配線基板に形成
    された透光部に位置させて前記光電変換素子と前記配線
    基板とを電気的に接続する第１の工程と、光学部材の中
    央面部より周面部を低く形成する第２の工程と、前記第
    ２の工程により形成された光学部材の中央面部を、前記
    中央面が前記配線基板上面と実質的に同一面になるよう
    に前記配線基板の透光部に収容し、前記周面部を前記配
    線基板に接着する第３の工程とからなることを特徴とす
    る光電変換素子の実装装置の製造方法。
JP23101796A 1996-08-30 1996-08-30 光電変換素子の実装装置およびその製造方法 Expired - Lifetime JP3410907B2 (ja)

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TW086112404A TW406440B (en) 1996-08-30 1997-08-28 Mounting apparatus for photoelectric converting device and fabrication method thereof
CN97118577A CN1093986C (zh) 1996-08-30 1997-08-29 光电变换元件的安装装置及其制造方法
KR1019970042398A KR100264314B1 (ko) 1996-08-30 1997-08-29 광전 변환 소자의 실장 장치 및 그 제조 방법

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