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表1 ディスプレイフォーマット |
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超高解像度グラフィクスアレイ
(1.3 メガピクセル向け) |
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主にカメラ付き携帯電話の普及によってイメージセンサーの生産が近年急増した。これらのCMOSイメージセンサーがパッケージされたカメラモジュール技術は、ここ5年間で急速に発展した。しかし、この技術は標準的な組み立て技術と比較してかなり難しい。当面の課題は、半導体実装と光学技術の統合だ。また、標準的な組み立て工程で要求されている以上に厳しいパーティクル制御も課題となっている。組み立てメーカーは、設備の制御、装置や材料の選択、プロセス工程、ライン人員間における厳しいルールを定め、パーティクル制御の要求に対応しなければならない。しかし、業界はあまりにも急速な市場の拡大で試験や信頼性における標準を策定する時間も得られなかった。組み立てメーカーはセンサーメーカー、光学サプライヤー、OEMと協力してこの基準を定めなければならない。
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図2 一般的なメガピクセルカメラモジュールの断面図 |
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図3 130万画素のカメラモジュールの欠陥パレート |
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フレキシブル基板回路の装着プロセスは高温バー装置によって行われる。フレキシブル回路の取り付けはPbSn共晶などの一般的なはんだ合金を用いた表面実装技術で行われる。これらのはんだ合金はレンズが対応できない高温で融解する。最近のレンズのほとんどはプラスチックかガラスとプラスチックの組み合わせでできている。プラスチックレンズはすでに焦点が固定されているので、レンズ温度を最大使用温度以下に保ちながらフレキシブル基板の取り付けを実施することが重要である。もしレンズがフレキシブル基板の取り付け中に加熱された場合、モジュールは焦点があわなくなり、不合格または再加工が必要となる。
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表2 クリーンルーム要求 |
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■ ウェーハ・ガラスマウント ■ ガラス接着
■ ウェーハテープ除去 ■ ガラス接着キュア
■ ウェーハ・ガラスカット ■ マウント接着
■ ダイ接着 ■ マウント接着キュア
■ ダイ接着キュア ■ バレル挿入
■ ワイヤーボンド |
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■ スクリーン印刷 ■ レーザーマスク
■ 装着 ■ Singulation
■ リフロー ■ フレキシブル回路設置 |
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裏面研磨処理中にチップの上部表面に取り付けられたテープからパーティクルが発生することがある。一般的な裏面研磨テープはダイ接着の前にウェーハがウェット洗浄へと進む場合に使用される。ウェーハ切断処理においてSiパーティクルがパーティクル汚染の主な原因となる。切断中に普通の純水でクリーニングしても十分にSiダストを除去できなっている。このプロセス中にSiパーティクル汚染を低減するには2つのステップを踏む必要がある。まず、ウェーハに蓄積するSiダストを低減するため、切断処理を最適化すること。例えば、2パス切断プロセスの方が1パス切断よりもSiダストによる汚染が少ないことが分かっている。次に、ウェーハ切断後にウェットクリーニングを行うことでSiパーティクル汚染を低減することができる。チップ接着プロセスの前に切断されたウェーハの清浄度を検査しなければならない。
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図5 一般的なプロセスフロー |
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図6 脱イオン化通気と真空を用いた半自動ドライクリーニング装置 |
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モジュールフローとフレキシブル回路取り付けフローの残りはClass1万のクリーンルームで行う。センサーダイとIRフィルタがすでに搭載されているため、この時点でカメラモジュールはパーティクルにあまり影響を受けない。
IRフィルタの場合、パーティクルはIRコーティング材料から発生する可能性がある。コーティング材料とプロセス次第ではプロセス中や信頼性試験の状況下でフレークを発生させることもある。コーティング材料の完全性を確認するため、それぞれのメーカーのIRフィルタは実際のプロセスや信頼性試験の状況に対おいした環境で試験されなければならない。
イメージセンサー業界では、カメラモジュールの信頼性試験要求が不十分である。
