イメージセンサー用の
さらにスリムなパッケージ

[2007年04月号]

By Sally Cole Johnson

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　米Tessera社がShellcase社とDigital Optics社を買収し、実際のパッケージ構造でもイメージの検出を可能にするポリマーで封止されたガラス-Si構造のウェーハレベルチップスケール・パッケージング(WLCSP)技術を開発した。「我々はShellcaseの技術を採用し、それをさらに進化させ、900μmから500μmとほぼに半減させた」とTessera事業開発マネージャMitch Reifel氏は述べる。「この小型化はイメージセンサーモジュール業界で重大な関心事だ」。

　カメラモジュールのメーカーは、2つのタイプの技術(図)に依存している。「第1の技術は、ベアチップがラミネート基板上に取り付けられ、ワイヤボンディングされ、それから筺体とレンズを載せるチップオンボード」とReifel氏は説明する。「第2の技術はチップスケールパッケージング(CSP)で、リフローが可能なパッケージに撮像素子を入れ、それをPCB(プリント基板)上にリフロー接合してから、筺体とレンズを載せる」。

図　チップオンボード(COB)技術は65％の市場占有率で業界を牽引し、チップスケール・パッケージング(CSP)が25～30％の市場占有率で後に続く
(出典：Tessera)

　同社の最新技術はCSPの一種で、その製造プロセスは次の4つの主要なステップから成り立っている。第1に、200mmウェーハと撮像素子が200mmのガラスカバーで接合される。いったん封止が完了すると、撮像素子の汚染はもはや重大な懸念ではなくなるため、これは重大なステップだ。

　第2のステップの間、半導体からボンドパッドまで研磨することにより「V」字のノッチが作られる。「ボンドパッドは裏面に露呈され、次に、経路設定とともに、ボンドパッドの裏面からチップの裏側に接点を作るためのスパッタリングプロセス用にメタルを固着する」。

　Reifel氏によると、ステップ3と4ではウェーハの裏面にはんだバンプを形成し、それからそれを個片化することを必要とする。「結果としてボールグリッドアレイ(BGA)の付いたCSPが完成する」と彼は付け加えた。

　この技術はキャビティフォーマットと非キャビティフォーマットの両方で使用できる。キャビティフォーマットでは、イメージ領域とカバーガラスの間に空間があり、マイクロレンズの使用が可能になる。非キャビティフォーマットでは、ガラスはじかにイメージセンサーに付けられる。

　そしてこの技術を使用することで、すべてウェーハレベルで行われることになる。「さらに多くのチップ数を得るために、ストリート(チップ間の幅)を約230μmから100μmに狭めた。ほぼ10％、コストが削減されたはずだ」 (Reifel氏)。

　もう一つの重大な変更は、JEDEC MSL2からMSL1に感湿信頼度が改善されたことである。これにより、信頼性基準がコンシューマ機器市場よりはるかに高くなり、厳しい自動車用途などにも使用できるようになる。

　「基本的に、パッケージをさらに小型化し、その信頼性を高め、それをさらに安価にしてきた。これらがパッケージング業界を動かす要因である」と Reifel氏は述べた。

　イメージセンサー市場及びこれらすべての超薄パッケージが向かう先の展望について、調査会社テクノ・システム・リサーチは、カメラ携帯の中のイメージセンサー単体の市場が2005年の4億1300万台から2009年の9億4000万台に2倍以上になると予想している。

　2010年に目を向けると、米iSuppli社は、携帯電話に対するイメージセンサーの出荷量は12億に急増すると予想されているが、携帯電話向けのイメージセンサーの収益は59億ドルに達すると予測している。また、同社は、近い将来、平均的なカメラ付き携帯電話のカメラ機能の画素数は2010年までに400～500万画素へと劇的に増加し、それは超薄型イメージセンサーに対する需要を刺激すると予測している。