专利名称:摄像部件的制作方法
技术领域:
本发明涉及摄像部件,详细而言,涉及摄像装置中装备的摄像部件。
背景技术:
近年来,在数码照相机等摄像装置中,根据摄像装置的像素数而使用多个(XD(电荷耦合元件、Charge Coupled Device)图像传感器、CMOS(互补型金属氧化膜半导体、 Complementary Metal Oxide Semiconductor) HK象7^gi-Mi象牛。这些摄像元件在高温下有时会发生产生噪声等不良情况。因此,正在研究在摄像元件中设置散热构件来抑制摄像元件的温度上升。更具体而言,例如提出了 在固态摄像装置中,在摄像元件的摄像面的背面设置由石墨片材构成的导热构件,并且在摄像元件的相对于摄像面的侧面以与该石墨片材接触的方式设置珀耳帖元件(Peltier device)等电子冷却元件以及散热构件(例如参照日本特开 2008-177917 号公报)。在日本特开2008-177917号公报记载的固态摄像装置中,在摄像元件的侧面侧配置电子冷却元件以及散热构件,并且,以电子冷却元件与摄像元件接触的方式配置厚度方向上的导热效率高的石墨片材作为导热构件,从而谋求散热性的提高及固态摄像装置的小型化。
发明内容
但是,由于日本特开2008-177917号公报中使用的石墨片材昂贵,所以具有成本方面差的问题。此外,有时摄像元件的感光度会随着温度条件而发生变化,因此,为了谋求其感光度的均勻化,要求降低温度不均(谋求温度的均勻化)。因此,本发明的目的在于,提供一种能够实现低成本化、及温度的均勻化且散热性优异的摄像部件。本发明的摄像部件的特征在于,其具备摄像元件,所述摄像元件具有光所入射的光入射面以及配置于所述光入射面的相反侧的背面;和,设置于所述背面、且用于散热由所述摄像元件产生的热的导热性片材,所述导热性片材含有片状的氮化硼颗粒,且所述导热性片材在与厚度方向正交的方向的导热率为4W/m · K以上。在这种摄像部件中,在摄像元件的配置于光入射面的相反侧的背面具备导热性片材,详细而言,具备含有片状的氮化硼颗粒、且在与厚度方向正交的方向(即面方向)的导热率为4W/m · K以上的导热性片材。因此,能够在面方向上均勻地扩散热,降低温度不均 (谋求温度的均勻化),并且能够确保优异的散热性,其结果是,能够实现感光度的提高。此外,这种导热性片材能够比石墨片材更廉价地制造,所以能够实现低成本化。此外,本发明的摄像部件优选为CMOS图像传感器。此外,本发明的摄像部件优选为背面照射型CMOS图像传感器。
本发明的摄像部件能够实现温度的均勻化,并且能够确保优异的散热性,进而,能够实现低成本化。
图1是本发明的摄像部件的一个实施方式的概略构成图。图2是用于说明图 1所示的摄像部件所具备的导热性片材的制造方法的工序图,(a)表示对混合物或层叠片材进行热压的工序,(b)表示将压制片材分割成多个的工序,(c)表示将分割片材层叠的工序。图3表示图2所示的导热性片材的立体图。图4是本发明的摄像部件的其他实施方式的概略构成图。图5示出了耐弯曲性试验的类型I的试验装置(耐弯曲性试验前)的立体图。图6示出了耐弯曲性试验的类型I的试验装置(耐弯曲性试验中)的立体图。
具体实施例方式图1是本发明的摄像部件的一个实施方式的概略构成图,图2是用于说明图1所示的摄像部件所具备的导热性片材的制造方法的工序图,图3是图2所示导热性片材的立体图。图1中,摄像部件1具备摄像元件2、和用于散热由摄像元件2产生的热的导热性片材3。摄像元件2是具备将接收的光转换成电信号的光电转换元件(后述的受光元件 10)的元件,在数码照相机和数码摄像机等摄像装置(未图示)中,根据其像素数而具备多个。作为摄像元件2,可列举出CXD图像传感器、表面照射型CMOS图像传感器、背面照射型CMOS图像传感器等CMOS图像传感器等,本实施方式中,作为摄像元件2,可以采用 CMOS图像传感器,详细而言,可以采用表面照射型CMOS图像传感器。这种摄像元件2具备聚光透镜4、滤色器5、电路基板6及受光基板7。聚光透镜4是以剖视呈近似半椭圆形的方式形成的透镜,其底面紧贴在滤色器5 上,并且上表面(曲面)露出,成为光所入射的光入射面。在摄像元件2中,按照与后述的绿滤镜5G、红滤镜5R及蓝滤镜5B对应的方式,设置有多个(3个)这种聚光透镜4。滤色器5以薄膜形成,具备绿滤镜5G、红滤镜5R及蓝滤镜5B。绿滤镜5G是在与绿色对应的波长区域的光的透射率高的透光膜,其对从聚光透镜4的光入射面入射的光进行分光,从而透射绿色光。红滤镜5R是在与红色对应的波长区域的光的透射率高的透光膜,其对从聚光透镜4的光入射面入射的光进行分光,从而透射红色光。蓝滤镜5B是在与蓝色对应的波长区域的光的透射率高的透光膜,其对从聚光透镜4的光入射面入射的光进行分光,从而透射蓝色光。这些绿滤镜5G、红滤镜5R及蓝滤镜5B可以通过公知的方法而制造,通过相邻配置,从而形成滤色器5。电路基板6具备绝缘层8、和埋设于绝缘层8中的导体图案9。绝缘层8由可透射光的透光性材料形成,为了使导体图案9绝缘而夹设在导体图案9之间。作为透光性材料,没有特别限制,可列举出例如氧化硅等,进而,可列举出在该氧化硅中添加例如磷、硼等而获得的添加氧化硅等。导体图案9例如由铝、铜等金属材料形成,详细而言,例如通过公知的印刷方法形成为规定图案,并埋设于绝缘层8中。为了传递受光元件10(后述)中获得的电信号,这种导体图案9与外部构件电连接。受光基板7是例如由有机硅树脂等构成的基板,按照与电路基板6接触的方式设置。此外,受光基板7含有受光元件10。受光元件10是将接收的光转换成电信号的光电转换元件,以剖视呈近似矩形的方式形成。与滤色器5相应地设置有多个(3个)这种受光元件10,各受光元件10按照与各滤色器5 (绿滤镜5G、红滤镜5R及蓝滤镜5B)相对的方式埋设于受光基板7中。此外,各受光元件10的一侧的面从受光基板7露出、且与各滤色器5 (绿滤镜5G、 红滤镜5R及蓝滤镜5B)的与一侧相对的另一侧的面(与电路基板6接触一侧的面)相对的方式配置。并且,这种受光基板7具备配置于光入射面的相反侧的背面,作为与聚光透镜4的光入射面侧的表面(受光基板7与电路基板6的接触面)相对的另一侧的面。受光基板7 的背面(摄像元件2的背面)形成为平面,该背面设置有导热性片材3。导热性片材3以平板形状形成,按照其表面紧贴在受光基板7的背面(摄像元件 2的背面)上的方式配置。这种导热性片材3含有氮化硼颗粒。具体而言,导热性片材3含有氮化硼(BN)颗粒作为必须成分,还含有例如树脂成分。氮化硼颗粒以片状(或者鳞片状)形成,在导热性片材3中以沿规定方向(后述) 取向的形态分散。氮化硼颗粒的长度方向长度(与板的厚度方向正交的方向上的最大长度)的平均值例如为1 100 μ m,优选为3 90 μ m。此外,氮化硼颗粒的长度方向长度的平均值为 5 μ m以上,优选为10 μm以上,进一步优选为20 μ m以上,特别优选为30 μ m以上,最优选为 40 μ m以上,通常,例如为100 μ m以下,优选为90 μ m以下。此外,氮化硼颗粒的厚度(在板的厚度方向的长度、即颗粒的宽度方向长度)的平均值例如为0. 01 20 μ m,优选为0. 1 15 μ m。此外,氮化硼颗粒的长宽比(长度方向长度/厚度)例如为2 10000,优选为 10 5000。此外,通过光散射法测定得到的氮化硼颗粒的平均粒径例如为5μπι以上,优选为10 μ m以上,进一步优选为20 μ m以上,特别优选为30 μ m以上,最优选为40 μ m以上,通常为100 μ m以下。另外,通过光散射法测定得到的平均粒径是指,通过动态光散射式粒度分布测定装置测定得到的体积平均粒径。
通过光散射法测定得到的氮化硼颗粒的平均粒径达不到上述范围时,有时导热性片材3变脆,处理性降低。此外,氮化硼颗粒的体积密度(JIS K 5101,表观密度)例如为0. 3 1. 5g/cm3, 优选为0. 5 1. Og/cm3。此外,氮化硼颗粒可以使用市售品或将其加工而得到的加工品。作为氮化硼颗粒的市售品,可列举出例如MomentivePerformance Materials Inc.制造的“PT”系列(例如 "PT-110"等)、昭和电工株式会社制造的“SHOBN UHP"系列(例如“SH0BNUHP-1”等)等。树脂成分能够分散氮化硼颗粒,即,是用于分散氮化硼颗粒的分散介质(基质), 可列举出例如热固化性树脂成分、热塑性树脂成分等树脂成分。作为热固化性树脂成分,可列举出例如环氧树脂、热固化性聚酰亚胺、酚醛树脂、 尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、有机硅树脂、热固化性聚氨酯树脂等。作为热塑性树脂成分,可列举出例如聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯_丙烯共聚物等)、丙烯酸类树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚醋酸乙烯酯、乙烯_醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚烯丙基砜(polyallylsulfone)、热塑性聚酰亚胺、热塑性聚氨酯树脂、聚氨基双马来酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、双马来酰亚胺三嗪树脂、聚甲基戊烯、氟树脂、液晶聚合物、烯烃-乙烯基醇共聚物、离聚物、聚芳酯、丙烯腈_乙烯_苯乙烯共聚物、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、丙烯腈_苯乙烯共聚物等。这些树脂成分可以单独使用或组合2种以上使用。热固化性树脂成分中,优选可列举出环氧树脂。环氧树脂在常温下可以是液态、半固态及固态中的任一形态。具体而言,作为环氧树脂,可列举出例如双酚型环氧树脂(例如双酚A型环氧树月旨、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、二聚酸改性双酚型环氧树脂等)、酚醛清漆型环氧树脂(例如线型酚醛清漆型环氧树脂、甲酚_线型酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂等)、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂(例如双芳基芴型环氧树脂等)、三苯基甲烷型环氧树脂(例如三羟基苯基甲烷型环氧树脂等)等芳香族系环氧树脂、 例如三环氧基丙基异氰脲酸酯(三缩水甘油基异氰脲酸酯)、乙内酰脲环氧树脂等含氮环的环氧树脂、例如脂肪族型环氧树脂、例如脂环式环氧树脂(例如双环环型环氧树脂等)、 例如缩水甘油醚型环氧树脂、例如缩水甘油胺型环氧树脂等。这些环氧树脂可以单独使用或组合2种以上使用。优选可列举出液态的环氧树脂和固态的环氧树脂的组合,进一步优选可列举出液态的芳香族系环氧树脂和固态的芳香族系环氧树脂的组合等。作为这样的组合,具体而言, 可列举出液态的双酚型环氧树脂和固态的三苯基甲烷型环氧树脂的组合、或者液态的双酚型环氧树脂和固态的双酚型环氧树脂的组合。
此外,作为环氧树脂,优选可列举出单独使用半固态的环氧树脂,进一步优选可列举出单独使用半固态的芳香族系环氧树脂。作为这样的环氧树脂,更具体而言,可列举出半固态的芴型环氧树脂。为液态的环氧树脂和固态的环氧树脂的组合、或者半固态的环氧树脂的情况下, 能够提高导热性片材3的高度差追随性(后述)。此外,环氧树脂的环氧当量例如为100 lOOOg/eqiv.,优选为160 700g/ eqiv.,软化温度(环球法)例如为80°C以下(具体而言,20 80°C ),优选为70°C以下(具体而言,25 70°C)。此外,环氧树脂在80°C下的熔融粘度例如为10 20000mPa · s,优选为50 15000mPa *s。当组合使用2种以上的环氧树脂时,将它们的混合物的熔融粘度设定在上述范围内。 此外,在组合使用常温下为固态的环氧树脂和常温下为液态的环氧树脂时,组合使用软化温度例如低于45°C、优选为35°C以下的第1环氧树脂和软化温度例如为45°C以上、优选为55°C以上的第2环氧树脂。由此,能够将树脂成分(混合物)的运动粘度(基于 JIS K 7233,后述)设定在所期望的范围内,能够提高导热性片材3的高度差追随性。此外,环氧树脂中例如可以含有固化剂及固化促进剂,制备成环氧树脂组合物。固化剂是通过加热能够使环氧树脂固化的潜伏性固化剂(环氧树脂固化剂),可列举出例如咪唑化合物、胺化合物、酸酐化合物、酰胺化合物、酰胼化合物、咪唑啉化合物等。此外,除上述以外,还可列举出酚类化合物、尿素化合物、多硫化物化合物等。作为咪唑化合物,可列举出例如2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、 2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等。作为胺化合物,可列举出例如乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等脂肪族多胺、例如间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等芳香族多胺等。作为酸酐化合物,可列举出例如邻苯二甲酸酐、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基-六氢邻苯二甲酸酐、甲基降冰片烯酸酐、均苯四甲酸酐、十二碳烯琥珀酸酐、二氯琥珀酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、六氟降冰片烯二酸酐等。作为酰胺化合物,可列举出例如双氰胺、多酰胺等。作为酰胼化合物,可列举出例如己二酸二酰胼等。作为咪唑啉化合物,可列举出例如甲基咪唑啉、2-乙基-4-甲基咪唑啉、乙基咪唑啉、异丙基咪唑啉、2,4-二甲基咪唑啉、苯基咪唑啉、i^一烷基咪唑啉、十七烷基咪唑啉、 2-苯基-4-甲基咪唑啉等。这些固化剂可以单独使用或组合2种以上使用。作为固化剂,优选可列举出咪唑化合物。作为固化促进剂,可列举出例如三乙烯二胺、三-2,4,6_ 二甲基氨基甲基苯酚等叔胺化合物、例如三苯基膦、四苯基鳞四苯基硼酸盐、四-正丁基鳞-ο,ο-二乙基二硫代磷酸酯等磷化合物、例如季铵盐化合物、例如有机金属盐化合物、例如它们的衍生物等。这些固化促进剂可以单独使用或组合2种以上使用。相对于100质量份环氧树脂,环氧树脂组合物中的固化剂的配合比例例如为 0. 5 50质量份,优选为1 10质量份,固化促进剂的配合比例例如为0. 1 10质量份,优选为0.2 5质量份。 根据需要,上述固化剂和/或固化促进剂可以制备成通过溶剂溶解和/或分散的溶剂溶液和/或溶剂分散液来使用。作为溶剂,可列举出例如丙酮、甲乙酮等酮类、例如醋酸乙酯等酯类、例如N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类等有机溶剂等。此外,作为溶剂,例如还可以列举出水、例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇类等水系溶剂。作为溶剂,优选为有机溶剂,进一步优选可列举出酮类、酰胺类。热塑性树脂成分中,优选可列举出聚烯烃。作为聚烯烃,优选可列举出聚乙烯、乙烯_丙烯共聚物。作为聚乙烯,可列举出例如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。作为乙烯-丙烯共聚物,可列举出例如乙烯及丙烯的、无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物等。这些聚烯烃可以单独使用或组合2种以上使用。此外,聚烯烃的重均分子量和/或数均分子量例如为1000 10000。此外,聚烯烃可以单独使用或组合多种使用。此外,基于JIS K 7233 (泡粘度计法)的运动粘度试验(温度25°C 士0. 5°C,溶剂丁基卡必醇,树脂成分(固体成分)浓度40质量% )测定得到的树脂成分的运动粘度例如为 0. 22X10-4 2. 00Xl(T4m7s,优选为 0. 3X IO"4 1. 9X l(T4m7s,进一步优选为0. 4X IO"4 1. 8X 10_4m2/s。此外,也可以将上述的运动粘度设定在例如0. 22 X IO"4 1. 00\10^12/8、优选为0. 3\10-4 0.9\10^12/8、进一步优选为0. 4X 1(Γ4 0. 8 X l(T4m2/
So树脂成分的运动粘度超过上述范围时,有时无法对导热性片材3赋予优异的柔软性及高度差追随性(后述)。另一方面,树脂成分的运动粘度达不到上述范围时,有时无法使氮化硼颗粒沿规定方向取向。另外,在基于JIS K 7233(泡粘度计法)的运动粘度试验中,通过比较树脂成分样品中的气泡的上升速度和标准样品(运动粘度已知)中的气泡的上升速度,将上升速度与树脂成分样品一致的标准样品的运动粘度判断为树脂成分的运动粘度,由此来测定树脂成分的运动粘度。并且,在导热性片材3中,氮化硼颗粒的体积基准的含有比例(固体成分,即氮化硼颗粒相对于树脂成分及氮化硼颗粒的总体积的体积百分比),例如为35体积%以上,优选为60体积%以上,优选为65体积%以上,通常,例如为95体积%以下,优选为90体积% 以下。氮化硼颗粒的体积基准的含有比例达不到上述范围时,有时无法使氮化硼颗粒在导热性片材3中沿规定方向取向。另一方面,氮化硼颗粒的体积基准的含有比例超过上述范围时,有时导热性片材3变脆,处理性及高度差追随性降低。此外,相对于形成导热性片材3的各成分(氮化硼颗粒及树脂成分)的总量(固体成分总量)100质量份,氮化硼颗粒的质量基准的配合比例例如为40 95质量份,优选为65 90质量份,相对于形成导热性片材3的各成分的总量100质量份,树脂成分的质量基准的配合比例例如为5 60质量份,优选为10 35质量份。另外,相对于树脂成分100质量份,氮化硼颗粒的质量基准的配合比例例如为60 1900质量份,优选为185 900质
量份。 此外,在组合使用2种环氧树脂(第1环氧树脂及第2环氧树脂)的情况下,第1 环氧树脂相对于第2环氧树脂的质量比例(第1环氧树脂的质量/第2环氧树脂的质量) 可以根据各环氧树脂(第1环氧树脂及第2环氧树脂)的软化温度等而适当设定,例如为 1/99 99/1,优选为 10/90 90/10。另外,树脂成分中除了包含上述各成分(聚合物)以外,还可以包含例如聚合物前体(例如包括低聚物在内的低分子量聚合物等)和/或单体。接着,对形成导热性片材3的方法进行说明。在该方法中,首先,按上述配合比例配合上述各成分,并进行搅拌混合来制备混合物。搅拌混合中,为了有效地将各成分混合,例如,可以将溶剂与上述各成分一起配合,或者,例如可以通过加热使树脂成分(优选为热塑性树脂成分)熔融。作为溶剂,可列举出与上述同样的有机溶剂。此外,将上述固化剂和/或固化促进剂制备成溶剂溶液和/或溶剂分散液时,在搅拌混合中可以不追加溶剂,而是直接将溶剂溶液和/或溶剂分散液的溶剂作为用于搅拌混合的混合溶剂来供于搅拌混合。或者,还可以在搅拌混合中追加溶剂作为混合溶剂。使用溶剂进行搅拌混合时,搅拌混合之后除去溶剂。为了除去溶剂,例如在室温下放置1 48小时,或者例如在40 100°C下加热 0. 5 3小时,或者例如在0. 001 50kPa的减压气氛下、20 60°C下加热0. 5 3小时。通过加热来使树脂成分熔融时,加热温度例如为树脂成分的软化温度附近的粘度或者超过该软化温度的温度,具体而言,为40 150°C,优选为70 140°C。接着,在该方法中,对所得混合物进行热压。具体而言,如图2 (a)所示,例如,根据需要,隔着2片脱模薄膜16对混合物进行热压,从而获得压制片材3A。热压的条件是,温度为例如50 150°C,优选为60 140°C,压力为例如1 IOOMPa,优选为5 50MPa,时间为例如0. 1 100分钟,优选为1 30分钟。进一步优选对混合物进行真空热压。真空热压中的真空度例如为1 lOOPa,优选为5 50Pa,温度、压力及时间与上述热压的温度、压力及时间相同。热压中的温度、压力和/或时间在上述范围外时,有时无法将导热性片材3的孔隙率P(后述)调整至所期望的值。通过热压而获得的压制片材3A的厚度例如为50 IOOOym,优选为100 800 μ m0接着,在该方法中,如图2(b)所示,将压制片材3Α分割成多个(例如4个),获得分割片材3Β (分割工序)。在压制片材3Α的分割中,按照沿厚度方向投影时分割成多个的方式,将压制片材3Α沿其厚度方向进行切割。并且,按照各分割片材3Β沿厚度方向投影时为同一形状的方式对压制片材3Α进行切割。接着,在该方法中,如图2 (c)所示,将各分割片材3Β沿厚度方向层叠,获得层叠片材3C (层叠工序)。然后,在该方法中,如图2(a)所示,对层叠片材3C进行热压(优选为真空热压)(热压工序)。热压的条件与上述混合物的热压的条件相同。热压后的层叠片材3C的厚度例如为Imm以下,优选为0. 8mm以下,通常为例如 0. 05匪以上,优选为0. 1匪以上。然后,参照图3,为了使导热性片材3中氮化硼颗粒14在树脂成分15中有效地沿规定方向取向,重复实施上述分割工序(图2(b))、层叠工序(图2(c))及热压工序(图 2 (a))这一连串的工序。重复次数没有特别限定,可以根据氮化硼颗粒的填充状态而适当设定,例如为1 10次,优选为2 7次。另外,在上述热压工序(图2(a))中,例如也可以通过多个压延辊等将混合物及层叠片材3C压延。由此,可以形成图2及图3所示的导热性片材3。所形成的导热性片材3的厚度例如为Imm以下,优选为0. 8mm以下,通常为例如 0. 05匪以上,优选为0. 1匪以上。此外,导热性片材3中的氮化硼颗粒14的体积基准的含有比例(固体成分、即氮化硼颗粒14相对于树脂成分15及氮化硼颗粒14的总体积的体积百分比)如上所述,例如为35体积%以上(优选为60体积%以上,进一步优选为75体积%以上),通常为95体积%以下(优选为90体积%以下)。氮化硼颗粒14的含有比例达不到上述范围时,有时无法使氮化硼颗粒14在导热性片材3中沿规定方向取向。此外,树脂成分15为热固化性树脂成分时,例如在未固化状态下重复实施上述分割工序(图2 (b))、层叠工序(图2 (c))及热压工序(图2 (a))这一连串的工序,直接获得作为未固化状态的导热性片材3。另外,未固化状态的导热性片材3在装备到摄像部件1中后,根据需要使其热固化。然后,在这样形成的导热性片材3中,如图3及其局部放大示意图所示,氮化硼颗粒14的长度方向LD沿着导热性片材3的与厚度方向TD交叉(正交)的面方向SD取向。此外,氮化硼颗粒14的长度方向LD相对于导热性片材3的面方向SD的角度的算术平均(氮化硼颗粒14相对于导热性片材的取向角度α),例如为25度以下,优选为20度以下,通常为0度以上。另外,氮化硼颗粒14相对于导热性片材3的取向角度α如下求得通过截面抛光机(Cross Section Polisher, CP)对导热性片材3沿厚度方向进行切割加工,用扫描型电子显微镜(SEM)以能够观察200个以上的氮化硼颗粒14的视野的倍率对由此出现的剖面拍摄照片,利用所得SEM照片,得到氮化硼颗粒14的长度方向LD与导热性片材3的面方向 SD(与厚度方向TD正交的方向)所成的倾斜角α,并算出其平均值。由此,导热性片材3的面方向SD的导热率为4W/m · K以上, 优选为5W/m · K以上, 更优选为10W/m · K以上,进一步优选为15W/m · K以上,特别优选为25W/m · K以上,通常为 200w/m · K 以下。另外,当树脂成分15为热固化性树脂成分时,导热性片材3的面方向SD的导热率在热固化的前后实质上相同。导热性片材3的面方向SD的导热率达不到上述范围时,有时由于面方向SD的导热性不充分而无法用于要求这种面方向SD的导热性的散热用途。
另外,导热性片材3的面方向SD的导热率通过脉冲加热法来测定。在脉冲加热法中,使用氙气闪光灯分析仪(XenonFlash Analyzer) “LFA-447型”(NETZSCH公司制造) 。此外,导热性片材3的厚度方向TD的导热率例如为0. 5 15W/m · K,优选为1 10ff/m · K。另外,导热性片材3的厚度方向TD的导热率通过脉冲加热法、激光闪光灯法或TWA法来测定。在脉冲加热法中,使用与上述同样的装置,在激光闪光灯法中,使用 "TC-9000" (ULVAC-RIKO, Inc.制造),在 TWA 法中,使用"ai-Phasemobile”(ai-Phase Co., Ltd.制造)。由此,导热性片材3的面方向SD的导热率与导热性片材3的厚度方向TD的导热率之比(面方向SD的导热率/厚度方向TD的导热率)例如为1.5以上,优选为3以上,进一步优选为4以上,通常为20以下。此外,导热性片材3中例如形成有孔隙(间隙),但图2中未图示。导热性片材3中的孔隙的比例、即孔隙率P可以通过氮化硼颗粒14的含有比例 (体积基准)、以及氮化硼颗粒14和树脂成分15的混合物的热压(图2 (a))的温度、压力和/或时间来调节,具体而言,通过将上述热压(图2(a))的温度、压力和/或时间设定在上述范围内来进行调节。导热性片材3中的孔隙率P例如为30体积%以下,优选为10体积%以下。上述孔隙率P例如如下测定首先,通过截面抛光机(CP)对导热性片材3沿厚度方向进行切割加工,用扫描型电子显微镜(SEM)以200倍观察由此出现的剖面,获得图像, 利用所得的图像,对孔隙部分和其以外的部分进行二值化处理,接着,算出孔隙部分与导热性片材3整体的截面积的面积比。另外,导热性片材3中,固化后的孔隙率P2相对于固化前的孔隙率Pl例如为 100%以下,优选为50%以下。在孔隙率P(Pl)的测定中,树脂成分15为热固化性树脂成分时,使用热固化前的导热性片材3。如果导热性片材3的孔隙率P在上述范围内,则能够提高导热性片材3的高度差追随性(后述)。此外,在基于JIS K 5600-5-1的圆筒形心轴法的耐弯曲性试验中,在下述试验条件下对导热性片材3进行评价时,优选观测不到断裂。试验条件试验装置类型I心轴直径IOmm弯曲角度90度以上导热性片材3的厚度0. 3mm另外,图5以及图6示出了类型I的试验装置的立体图,下面,说明类型I的试验
直ο在图5以及图6中,类型I的试验装置90包括第一平板91 ;第二平板92,其与第一平板91并列配置;以及心轴(旋转轴)93,其是为了使第一平板91与第二平板92相对转动而设置的。
第一平板91形成为大致矩形平板状。另外,在第一平板91的一个端部(可动端部)上设置有止挡件94。止挡件94在第一平板91的表面上以沿第一平板91的一个端部延伸的方式形成。第二平板92呈大致矩形平板状,以其一边与第一平板91的一边(与设有止挡件 94的那个端部相反一侧的另一端部(基端部)的一边)相邻的方式配置。心轴93以沿第一平板91和第二平板92的彼此相邻的一边延伸的方式形成。如图5所示,在开始耐弯曲性试验之前, 使该类型I的试验装置90的第一平板91 的表面与第二平板92的表面处于同一平面。并且,实施耐弯曲性试验时,将导热性片材3载置在第一平板91的表面和第二平板92的表面上。此外,将导热性片材3以其一个边与止挡件94抵接的方式载置。接着,如图6所示,使第一平板91与第二平板92相对转动。具体地说,使第一平板91的可动端部和第二平板92的可动端部以心轴93为中心转动规定角度。详细地说,使第一平板91和第二平板92以它们的可动端部的表面相接近(相对)的方式转动。由此,导热性片材3追随第一平板91和第二平板92的转动的同时以心轴93为中心弯曲。进一步优选的是,在上述试验条件下,将弯曲角度设定为180度时,导热性片材3 也观察不到断裂。另外,树脂成分15为热固化性树脂成分时,供于弯曲性试验的导热性片材3为半固化(B阶段状态)的导热性片材3。在上述弯曲角度下的耐弯曲性试验中,在导热性片材3上观察到断裂时,有时无法对导热性片材3赋予优异的柔软性。此外,在基于JIS K 7171(2008年)的三点弯曲试验中,在下述试验条件下对该导热性片材3进行评价时,例如观察不到断裂。试验条件试验片尺寸 20mm X 15mm支点间距离5_试验速度20mm/min (压头的压下速度)弯曲角度120度评价方法通过目视观察在上述试验条件下进行试验时,试验片的中央部有无裂缝等断裂。另外,在三点弯曲试验中,树脂成分15为热固化性树脂成分时,使用热固化前的导热性片材3。因此,由于该导热性片材3在上述三点弯曲试验中没有观察到断裂,所以高度差追随性优异。另外,高度差追随性是指,将导热性片材3设置于具有高度差的设置对象上时,以沿着该高度差紧贴的方式追随的特性。此外,导热性片材3上可以附着例如文字、记号等标记。即,导热性片材3的标记附着性优异。标记附着性是指,能够使上述标记可靠地附着在导热性片材3上的特性。具体而言,标记通过印刷或刻印等而附着(涂布、定影或固着)于导热性片材3 上。
作为印刷,例如可列举出喷墨印刷、凸版印刷、凹版印刷、激光印刷等。另外,通过喷墨印刷、凸版印刷或凹版印刷来印刷标记时,可以在导热性片材3的表面(印刷一侧的面)设置例如用于提高标记的定影性的墨定影层。 此外,通过激光印刷来印刷标记时,可以在导热性片材3的表面(印刷一侧的面) 设置例如用于提高标记的定影性的调色剂定影层。作为刻印,例如可列举出激光刻印、打刻等。此外,这样获得的导热性片材3通常具有绝缘性。并且,对于这样的摄像部件1的获得没有特别限制,例如,首先制造摄像元件2,然后,在所获得的摄像元件2的背面贴附导热性片材3。对摄像元件2的制造方法没有特别限制,可以采用公知的方法。更具体而言,例如,通过在受光基板7中利用公知的方法埋设受光元件10,接着, 依次层叠绝缘层8及导体图案9,从而在受光基板7上形成电路基板6。然后,在电路基板 6上载置滤色器5及聚光透镜4。由此能够获得摄像元件2,但未图示。接着,在该方法中,在所获得的摄像元件2的背面贴附导热性片材3。另外,此时,在导热性片材3中,树脂成分15为热固化性树脂成分时,优选在摄像元件2的背面贴附B阶段状态的导热性片材3。由此,可获得摄像部件1。此外,虽未图示,但在该摄像部件1中,在导热性片材3为B阶段状态时,可以根据需要将摄像部件1加热使得导热性片材3热固化。此外,热固化的时机及条件可以根据目的及用途而适当决定。进而,虽未图示,但在该摄像部件1中,可以根据需要进一步适当配置发散透镜、 光波导构件等。另外,这样的摄像部件1可以装备到数码照相机、数码摄像机等摄像装置中。另外,在摄像装置中,在摄像部件1中,从其光入射面(聚光透镜4的光入射面) 入射的光通过聚光透镜4而聚光,并透过滤色器5 (绿滤镜5G、红滤镜5R或蓝滤镜5B)和电路基板6的绝缘层8部分。由此,光到达受光基板7 (受光元件10)。到达受光基板7的光在受光元件10中转换成电信号,该电信号通过导体图案9而传递,用于未图示的外部构件中。此时,在摄像元件2中,有时在电路基板6或受光基板7等中产生热,而摄像元件2 有时会在高温下引起产生噪声等不良情况,此外,有时感光度随着该温度条件而发生变化。与此相对,摄像部件1在摄像元件2的配置于光入射面的相反侧的背面具备导热性片材3,详细而言,具备含有片状的氮化硼颗粒、且在与厚度方向正交的方向(即受光基板7的背面延伸的面方向)的导热率为4W/m*K以上的导热性片材3。因此,能够使由受光基板7的背面产生的热在面方向均勻地扩散,降低温度不均(谋求温度的均勻化),并且能够确保优异的散热性,其结果是,能够实现感光度的提高。此外,这样的导热性片材3可以比石墨片材更廉价地制造,所以能够实现低成本化。进而,石墨片材由于具有导电性,因此,在例如产生缺口等时,存在该碎片导致摄像装置的内部产生短路等不良情况。但是,这种导热性片材3由于为绝缘性,因此,即使在摄像装置(未图示)的内部产生缺口时,也能够防止短路的发生。图4是本发明的摄像部件1的其他实施方式的概略构成图。另外,对于与上述各部相对应的构件,图4中附上同一附图标记,并省略其详细说明。在上述说明中,作为摄像元件2,采用表面照射型CMOS图像传感器,也就是,在聚光透镜4及滤色器5下配置有电路基板6,在该电路基板6下配置有受光基板7的CMOS图像传感器,然而,作为摄像元件2,也可以采用例如公知的背面照射型CMOS图像传感器。更具体而言,在该实施方式中,如图4所示,在聚光透镜4及滤色器5下配置受光基板7,在该受光基板7下配置电路基板6。另外,此时,受光基板7通常由有机硅树脂等掘凿得到,可薄型化。并且,在该摄像部件1中,在电路基板6的背面(摄像元件2的背面)贴附导热性片材3。与上述同样,这样的摄像部件1也能够确保优异的散热性,并且能够实现温度的均勻化,进而,能够实现低成本化。在此基础上,在这样的摄像部件1中,由于摄像元件2为背面照射型CMOS图像传感器,因此能够提高光到达受光基板7 (受光元件10)的效率,实现感光度的提高。S卩,在摄像元件2为表面照射型CMOS图像传感器的摄像部件1 (参照图1)中,从光入射面入射的光在到达受光基板7 (受光元件10)之前透过电路基板6。因此,光被电路基板6内的导体图案9反射,有时无法充分确保光到达受光基板7 (受光元件10)的效率。但是,在摄像元件2为背面照射型CMOS图像传感器的摄像部件1 (参照图4)中, 从光入射面入射的光在透过电路基板6之前到达受光基板7 (受光元件10),所以能够抑制导体图案9对光的反射等,能够充分确保光到达受光基板7 (受光元件10)的效率。实施例以下示出实施例,对本发明进行更具体的说明,但本发明不受实施例的任何限定。制造例1(导热件片材的制造)配合13.42g PT-110(商品名,片状的氮化硼颗粒,平均粒径(光散射法)45μπι, Momentive Performance Materials Inc. ) >1. Og JER828 {Mm^, MW^ A MifflW 月旨,第1环氧树脂,液态,环氧当量184 194g/eqiV.,软化温度(环球法)低于25°C,熔融粘度(800C ) 70mPa · s, Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造)、以及 2. Og EPPN-501HY (商品名,三苯基甲烷型环氧树脂,第2环氧树脂,固态,环氧当量163 175g/eqiV.,软化温度 (环球法)57 63°C,日本化药株式会社制造)和固化剂(Curezol 2P4MHZ_PW(商品名,四国化成株式会社制造)的5质量%甲乙酮分散液)3g(固体成分0. 15g)(相对于环氧树脂 JER828及EPPN-501HY的总量为5质量% )并搅拌,在室温(23°C )下放置1晚,使甲乙酮 (固化剂的分散介质)挥发,制备成半固态的混合物。另外,在上述配合中,氮化硼颗粒相对于除固化剂以外的固体成分(即氮化硼颗粒和环氧树脂的固体成分)的总体积的体积百分比(体积% )为70体积%。接着,将所得到的混合物夹入经硅酮处理的两片脱模薄膜中,通过真空热压机在 80°C、IOPa的气氛(真空气氛)下、5吨的载荷(20MPa)下对其进行2分钟热压,从而获得厚度为0. 3mm的压制片材(参照图2 (a))。
然后,按照沿压制片材的厚度方向投影时被分割成多个的方式将所得到的压制片材切割,获得分割片材(参照图2 (b)),接着,将分割片材沿厚度方向层叠,获得层叠片材 (参照图2(c))。 接着,通过与上述同样的真空热压机,在与上述同样的条件下对所得到的层叠片材进行热压(参照图2 (a))。接着,将上述切割、层叠及热压这一连串的操作(参照图2)重复进行4次,得到厚度为0. 3mm的导热性片材(未固化(B阶段)状态)(参照图3)。制造例2 9及11 16依据表1 表3的配合配方及制造条件,与制造例1同样地进行处理,得到导热性片材。制造例10依据表2的配合配方,配合各成分(氮化硼颗粒及聚乙烯)并搅拌,从而制备混合物。即,在各成分的搅拌中,加热至130°C而使聚乙烯熔融。接着,将所得到的混合物夹入经硅酮处理的2片脱模薄膜中,通过真空热压机,在 120°C、10Pa的气氛(真空气氛)下、1吨的载荷(4MPa)下对其进行2分钟热压,从而获得厚度0. 3mm的压制片材(参照图2 (a))。然后,按照沿压制片材的厚度方向投影时被分割成多个的方式将所得到的压制片材切割,从而获得分割片材(参照图2(b)),接着,将分割片材沿厚度方向层叠,获得层叠片材(参照图2(c))。接着,通过与上述同样的真空热压机,在与上述同样的条件下对所得到的层叠片材进行热压(参照图2 (a))。接着,将上述切割、层叠及加压这一连串的操作(参照图2)重复进行4次,获得厚度为0. 3mm的导热性片材。实施例1在表面照射型图像传感器的、配置于光入射面的相反侧的背面,贴附制造例1中得到的未固化(B阶段)状态的导热性片材(参照图1)。然后,将它们在150°C下加热120 分钟,使导热性片材热固化,制造摄像部件。实施例2 16使用制造例2 16中得到的导热性片材,与实施例1同样地制造实施例2 16 的摄像部件。另外,使制造例10中获得的导热性片材在120°C下热熔合,以代替热固化。实施例17在背面照射型图像传感器的、配置于光入射面的相反侧的背面,贴附制造例1中得到的未固化(B阶段)状态的导热性片材(参照图1)。然后,将它们在150°C下加热120 分钟,从而使导热性片材热固化,制造摄像部件。实施例18 32使用制造例2 16中得到的导热性片材,与实施例17同样地制造实施例18 32 的摄像部件。另外,使制造例10中得到的导热性片材在120°C下热熔合,以代替热固化。
比较例1将实施例1中使用的表面照射型图像传感器作为摄像部件。另外,不在该摄像部件上贴附导热性片材。比较例2将实施例17中使用的背面照射型图像传感器作为摄像部件。另外,不在该摄像部件上贴附导热性片材。评价1.导热率测定制造例1 16中得到的导热性片材的导热率。即,通过使用氙气闪光灯分析仪“LFA-447型” (NETZSCH公司制造)的脉冲加热法来测定面方向(SD)上的导热率。其结果如表1 表3所示。2.散热件及温度不均使实施例1 32的摄像部件工作,然后用红外相机测定导热性片材的温度,结果确认到基本没有温度上升及温度不均。此外,使比较例1 2的摄像部件与上述同样地工作,然后用红外相机测定其背面的温度,结果确认到温度上升及温度不均。3.孔隙率(P)通过下述的测定方法测定制造例1 16的热固化前的导热性片材的孔隙率(Pl)。孔隙率的测定方法首先,通过截面抛光机(CP)对导热性片材沿厚度方向进行切割加工,用扫描型电子显微镜(SEM)以200倍观察由此出现的剖面,获得图像。然后,利用所得的图像,对孔隙部分和除其以外的部分进行二值化处理,算出孔隙部分与导热性片材整体的截面积的面积比。其结果如表1 表3所示。4.高度差追随性(三点弯曲试验)对于制造例1 16的热固化前的导热性片材,按照JIS K7171 (2008年)实施下述试验条件下的三点弯曲试验,按照下述的评价基准评价高度差追随性。其结果如表1 表3所示。试验条件试验片尺寸2(kimX 15謹支点间距离5mm试验速度20mm/min (压头的压下速度)弯曲角度120度评价基准◎完全未观察到断裂。〇基本未观察到断裂。X 明显观察到断裂。5.印刷标记可视性(印刷标记附着性基于喷墨印刷或激光印刷的标记附着性)在制造例1 16的导热性片材上通过喷墨印刷及激光印刷来印刷标记,并观察所述标记。其结果,可以看到,对于制造例1 16的导热性片材中的任一片材,基于喷墨印刷及激光印刷这两者的标记均良好,确认印刷标记附着性良好。表
权利要求
1.一种摄像部件,其特征在于,其具备摄像元件,所述摄像元件具有光所入射的光入射面以及配置于所述光入射面的相反侧的背面;和设置于所述背面、且用于散热由所述摄像元件产生的热的导热性片材, 所述导热性片材含有片状的氮化硼颗粒,所述导热性片材在与厚度方向正交的方向的导热率为4W/m · K以上。
2.根据权利要求1所述的摄像部件,其特征在于,所述摄像元件为CMOS图像传感器。
3.根据权利要求1所述的摄像部件,其特征在于,所述摄像元件为背面照射型CMOS图像传感器。
全文摘要
本发明涉及摄像部件,该摄像部件具备摄像元件,所述摄像元件具有光所入射的光入射面以及配置于所述光入射面的相反侧的背面;和设置于所述背面、且用于散热由所述摄像元件产生的热的导热性片材。所述导热性片材含有片状的氮化硼颗粒,所述导热性片材在与厚度方向正交的方向的导热率为4W/m·K以上。
文档编号H01L23/36GK102157538SQ201110034548
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月30日 优先权日2010年1月29日
发明者内山寿惠, 原和孝, 泉谷诚治, 福冈孝博 申请人:日东电工株式会社