(57)【要約】【課題】ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な撮像装置、およびその製造方法を提供する。【解決手段】撮像装置１は、受光素子ユニット２と、処理部３と、複数の接続体３０，４０と、を含む。接続体３０，４０は、半田を用いて形成されており、複数の受光素子ユニット２の第１電極１１と、処理部３の対応する第２電極２１とを接続する。接続体３０，４０は、膨らみ部３３，４３を含む。膨らみ部３３，４３は、対向方向Ｚ１と直交する直交方向Ｖ１に膨らんでいる。第１膨らみ部３３と、第２膨らみ部４３とは、対向方向Ｚ１における位置が異なるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受けた光に基づく電流を出力する複数の受光素子と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられた複数の第１電極と、を含む受光素子ユニットと、
複数の前記第１電極とは所定の対向方向に向かい合う複数の第２電極を有し、前記電流を処理する処理部と、
半田を用いて形成され、前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ接続する複数の接続体と、
を備える撮像装置であって、
各前記接続体は、前記第１電極から前記第２電極に向けて延びる第１部分と、前記第２電極から前記第１電極に向けて延びる第２部分と、前記第１部分および前記第２部分を繋ぎ前記対向方向と直交する直交方向に膨らむ膨らみ部と、を含み、
複数の前記接続体として、互いに隣接する第１接続体および第２接続体が設けられ、
前記第１接続体の前記膨らみ部としての第１膨らみ部と、前記第２接続体の前記膨らみ部としての第２膨らみ部とは、前記対向方向における位置が異なるように配置されている、撮像装置。
【請求項２】
前記第１接続体は、前記第２膨らみ部と前記直交方向に隣接して配置される第１断面積変化部を有し、
前記第２接続体は、前記第１膨らみ部と前記直交方向に隣接して配置される第２断面積変化部を有し、
前記第１断面積変化部および前記第２断面積変化部は、それぞれ、前記対向方向に沿って進むに従い、前記対向方向と直交する切断面における断面積が変化する形状を有している、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１断面積変化部は、前記受光素子ユニットから遠ざかるにしたがい先細りとなる形状を有し、
前記第２断面積変化部は、前記処理部から遠ざかるにしたがい先細りとなる形状を有している、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１接続体において、前記第１電極からの前記第１部分の高さは、前記第２電極からの前記第２部分の高さよりも大きく設定されており、
前記第２接続体において、前記第２電極からの前記第２部分の高さは、前記第１電極からの前記第１部分の高さよりも大きく設定されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１接続体の前記第１部分の基端部における、前記対向方向と直交する切断面の断面積は、前記第１接続体の前記第２部分の基端部における、前記対向方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定されており、
前記第２接続体の前記第２部分の基端部における、前記対向方向と直交する切断面の断面積は、前記第２接続体の前記第１部分の基端部における、前記対向方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１接続体および前記第２接続体は、前記受光素子ユニットの幅方向に交互に配置され、かつ、前記幅方向と直交する長さ方向に交互に配置されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記半田は、インジウムを含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記受光素子ユニットは、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を用いて形成されている、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
受けた光に基づく電流を出力する複数の受光素子と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられた複数の第１電極と、を含む受光素子ユニットと、
複数の前記第１電極とは所定の対向方向に向かい合う複数の第２電極を有し、前記電流を処理する処理部と、
半田を用いて形成され、前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ接続する複数の接続体と、
を備える撮像装置であって、
各前記接続体は、前記第１電極から前記第２電極に向けて延びる第１部分と、前記第２電極から前記第１電極に向けて延びる第２部分と、前記第１部分および前記第２部分を繋ぎ前記対向方向と直交する直交方向に膨らむ膨らみ部と、を含み、
前記膨らみ部は、前記第１部分を形成するための第１半田バンプと、前記第２部分を形成するための第２半田バンプとを加熱溶融により一体化させる際に、各前記半田バンプの先端部同士を潰すことで形成されており、
複数の前記接続体として、互いに隣接する第１接続体および第２接続体が設けられ、
前記第１接続体を形成するための前記第１半田バンプおよび前記第２半田バンプが接触する位置と、前記第２接続体を形成するための前記第１半田バンプおよび前記第２半田バンプが接触する位置とは、前記対向方向に関して異なっており、
前記第１接続体の前記膨らみ部としての第１膨らみ部と、前記第２接続体の前記膨らみ部としての第２膨らみ部とは、前記対向方向における位置が異なるように配置されている、撮像装置。
【請求項１０】
受光素子ユニットと処理部とを備える撮像装置の製造方法であって、
受けた光に基づく電流を出力する複数の受光素子と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられた複数の第１電極と、を含む受光素子ユニットに、複数の第１半田バンプを形成する工程と、
複数の第２電極を有し、前記電流を処理する処理部に、複数の第２半田バンプを形成する工程と、
複数の前記第１半田バンプと、複数の前記第２半田バンプとを接続する工程と、
を含み、
前記第１半田バンプを形成する工程では、隣接して配置される２つの前記第１電極の一方に、前記第１電極からの高さが所定の値に設定された第１低バンプを形成し、２つの前記第１電極の他方に、前記第１低バンプの高さよりも大きい高さを有する第１高バンプを形成し、
前記第２半田バンプを形成する工程では、隣接して配置される２つの前記第２電極の一方に、前記第２電極からの高さが所定の値に設定された第２低バンプを形成し、２つの前記第２電極の他方に、前記第２低バンプの高さよりも大きい高さを有する第２高バンプを形成し、
前記接続する工程では、前記受光素子ユニットと前記処理部とを向かい合わせた状態で、前記第１高バンプと前記第２低バンプとを加熱させつつ互いに接続することで第１接続体を形成し、前記第１低バンプと前記第２高バンプとを加熱させつつ互いに接続することで第２接続体を形成する、
撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１半田バンプを形成する工程では、２つの前記第１電極の双方に前記第１低バンプを形成した後に、２つの前記第１電極の一方にさらに半田を盛ることにより前記第１高バンプを形成し、
前記第２半田バンプを形成する工程では、２つの前記第２電極の双方に前記第２低バンプを形成した後に、２つの前記第２電極の一方にさらに半田を盛ることにより前記第２高バンプを形成する、請求項１０に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１高バンプ、前記第１低バンプ、前記第２高バンプ、および前記第２低バンプは、それぞれ、高さ方向に沿って進むに従い、前記高さ方向と直交する切断面での断面積が変化する形状に形成される、請求項１０または請求項１１に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１高バンプ、前記第１低バンプ、前記第２高バンプ、および前記第２低バンプは、それぞれ、先細りとなる形状を有するように形成される、請求項１２に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１高バンプの基端部における、前記高さ方向と直交する切断面の断面積は、前記第２低バンプの基端部における、前記高さ方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定され、
前記第２高バンプの基端部における、前記高さ方向と直交する切断面の断面積は、前記第１低バンプの基端部における、前記高さ方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定される、請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１高バンプ、前記第１低バンプ、前記第２高バンプ、および前記第２低バンプは、それぞれ、前記高さ方向と直交する切断面の形状が円形形状となるように形成され、
前記第２低バンプの先端面の直径は、前記第１高バンプの先端面の直径の１．５倍以上に設定され、
前記第１低バンプの先端面の直径は、前記第２高バンプの先端面の直径の１．５倍以上に設定される、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１高バンプの高さは、前記第２低バンプの高さの２倍以上に設定され、
前記第２高バンプの高さは、前記第１低バンプの高さの２倍以上に設定される、請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の、撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子と、当該受光素子からの電流を処理する処理部とを、半田を用いて接続する撮像装置、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−２７８８８４号公報（特許文献１）には、半導体チップを回路基板に実装するための方法が開示されている。具体的には、半導体チップと回路基板との間に、枠型のスペーサを配置する構成が開示されている。半導体チップの１つの面には、当該面の中央を取り囲むように複数のバンプ電極が設けられている。これらのバンプ電極の下方に、スペーサが配置されている。スペーサの上端面には、上記複数のバンプ電極に接続される複数の接続電極が形成されている。また、スペーサの下端面には、複数のバンプ電極が形成されており、これらスペーサの下端面のバンプ電極は、回路基板上に形成されたランド電極に接合されている。
【０００３】
また、特開平６−２３２２０３号公報（特許文献２）には、ＬＳＩ（Large Scale Integration）をフェイスダウンで電子回路基板に実装するフリップチップＬＳＩの実装構造が開示されている。特許文献２では、ＬＳＩと電子回路基板の間に、隣り合う半田バンプを区切る、絶縁性の材料でできた網状のスペーサが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７８８８４号公報（[要約]、図１）
【特許文献２】特開平６−２３２２０３号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体を有する撮像装置は、たとえば、複数の受光素子を有する受光素子ユニットと、複数の受光素子からの信号電流を処理する処理部と、を有している。受光素子ユニットは、複数の受光素子と、複数の受光素子のそれぞれに対応して形成された複数の電極とを有している。これら複数の電極は、処理部の表面に形成された複数の電極に、半田部を介して接続されている。これにより、受光素子が光を受けたことで発生した電流は、半田部を介して処理部へ出力される。
【０００６】
上記の構成を有する撮像装置を製造する際には、受光素子ユニットの電極と、処理部の電極とを半田接続する。これにより、半田部が形成される。半田部を形成する作業の前には、たとえば、受光素子ユニットの電極に半田バンプを形成しておくとともに、処理部の電極に半田バンプを形成しておく。そして、受光素子ユニットの半田バンプと、処理部の半田バンプとを、互いに向かい合わせた状態で接触させながら加熱する。これにより、受光素子ユニットの半田バンプと、処理部の半田バンプとが、溶融した状態で互いに繋がる。この際、受光素子ユニットの半田バンプと、処理部の半田バンプとは、互いに押しつけ合うように加圧される。このような半田接続工程を行うことにより、受光素子ユニットの半田バンプの先端と、処理部の半田バンプの先端とに潰れが生じる。その結果、受光素子ユニットの半田バンプの先端と、処理部の半田バンプの先端との間に、膨らんだ部分としての膨らみ部が形成される。このような膨らみ部は、複数の半田部において生じることとなる。このため、隣り合う半田部の膨らみ部同士が接触し、ショートを生じる場合がある。このようなショートが生じると、生成される画像データにおいて、画素抜けなどの画像不良を生じてしまう。よって、半田部の膨らみ部同士の接触を防止する必要がある。
【０００７】
このようなショートを防ぐために、たとえば、特許文献１の第３実施形態として開示されているスペーサ、または特許文献２に開示されている網状のスペーサを、受光素子ユニットと処理部との間に配置することが考えられる。このように構成することで、半田バンプの溶融時の潰れを抑制することが考えられる。しかしながら、撮像装置の受光素子において、通常、各電極は、数十μｍという微小なピッチで多数配置されており、スペーサを電極に対して正確に位置決めすることは難しい。その上、半田の潰れを抑制するための専用のスペーサが必要となる。このため、撮像装置の製造に手間およびコストがかかる。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な撮像装置、およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる撮像装置は、受けた光に基づく電流を出力する複数の受光素子と、複数の上記受光素子にそれぞれ対応して設けられた複数の第１電極と、を含む受光素子ユニットと、複数の上記第１電極とは所定の対向方向に向かい合う複数の第２電極を有し、上記電流を処理する処理部と、半田を用いて形成され、複数の上記第１電極および上記第２電極をそれぞれ接続する複数の接続体と、を備える。各上記接続体は、上記第１電極から上記第２電極に向けて延びる第１部分と、上記第２電極から上記第１電極に向けて延びる第２部分と、上記第１部分および上記第２部分を繋ぎ上記対向方向と直交する直交方向に膨らむ膨らみ部と、を含み、複数の上記接続体として、互いに隣接する第１接続体および第２接続体が設けられ、上記第１接続体の上記膨らみ部としての第１膨らみ部と、上記第２接続体の上記膨らみ部としての第２膨らみ部とは、上記対向方向における位置が異なるように配置されている。
【００１０】
このような構成によれば、受光素子ユニットと処理部とを半田接続する際に生じる部分としての、第１膨らみ部と、第２膨らみ部とを、対向方向の位置が異なるように配置している。これにより、受光素子ユニットと処理部とをフリップチップ実装する際に、第１膨らみ部と、第２膨らみ部との接触を抑制できる。よって、第１接続体と第２接続体との接触によるショートを抑制できる。また、対向方向に関して、第１膨らみ部の位置と、第２膨らみ部の位置と、を異ならせるという簡易な構成によって、第１接続体と第２接続体との接触を抑制できる。このため、第１接続体と第２接続体との接触を抑制するためのスペーサを用意する必要がない。したがって、スペーサを電極に対して正確に位置決めする必要はなく、また、スペーサが不要であり、撮像装置の製造にかかる手間およびコストを少なくできる。したがって、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な、撮像装置を実現できる。
【００１１】
（２）好ましくは、上記第１接続体は、上記第２膨らみ部と上記直交方向に隣接して配置される第１断面積変化部を有し、上記第２接続体は、上記第１記膨らみ部と上記直交方向に隣接して配置される第２断面積変化部を有し、上記第１断面積変化部および上記第２断面積変化部は、それぞれ、上記対向方向に沿って進むに従い、上記対向方向と直交する切断面における断面積が変化する形状を有している。
【００１２】
このように構成することで、第１断面積変化部は、対向方向に進むに従い先細りとなる形状を有している。すなわち、対向方向に進むにしたがい、第１断面積変化部の占めるスペースは、小さくなり、第２膨らみ部を配置可能なスペースが、より広くなる。よって、第２膨らみ部が第１接続体に接触することを、より確実に抑制できる。また、上記したのと同様に、第２断面積変化部は、対向方向に進むに従い先細りとなる形状を有している。すなわち、対向方向に進むにしたがい、第２断面積変化部の占めるスペースは、小さくなり、第１膨らみ部を配置可能なスペースが、より広くなる。よって、第１膨らみ部が第２接続体に接触することを、より確実に抑制できる。
【００１３】
（３）好ましくは、上記第１断面積変化部は、上記受光素子ユニットから遠ざかるにしたがい先細りとなる形状を有し、上記第２断面積変化部は、上記処理部から遠ざかるにしたがい先細りとなる形状を有している。
【００１４】
このように構成することで、受光素子ユニットと処理部との間の空間のうち、受光素子ユニットおよび処理部の双方から離隔した部分で、各断面積変化部の占めるスペースが小さくなる。よって、受光素子ユニットおよび処理部の双方から離隔した位置で、第１膨らみ部および第２膨らみ部を配置するスペースを広く確保できる。その結果、第１膨らみ部および第２膨らみ部の双方について、受光素子ユニットに接触することを抑制でき、かつ、処理部に接触することを抑制できる。これにより、第１接続体におけるショート、および第２接続体におけるショートを、より確実に抑制できる。
【００１５】
（４）好ましくは、上記第１接続体において、上記第１電極からの上記第１部分の高さは、上記第２電極からの上記第２部分の高さよりも大きく設定されており、上記第２接続体において、上記第２電極からの上記第２部分の高さは、上記第１電極からの上記第１部分の高さよりも大きく設定されている。
【００１６】
このように構成することで、第１膨らみ部と第２膨らみ部とを、対向方向の位置が異なるように配置する構成を、容易に実現できる。
【００１７】
（５）好ましくは、上記第１接続体の上記第１部分の基端部における、上記対向方向と直交する切断面の断面積は、上記第１接続体の上記第２部分の基端部における、上記対向方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定されており、上記第２接続体の上記第２部分の基端部における、上記対向方向と直交する切断面の断面積は、上記第２接続体の上記第１部分の基端部における、上記対向方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定されている。
【００１８】
このように構成することで、第１接続体の第１部分を細い形状に形成することができる。これにより、第１接続体の第１部分が、隣接する第２接続体に接触することを、より確実に抑制することができる。また、上記したのと同様に、第２接続体の第２部分を細い形状に形成することができる。これにより、第２接続体の第２部分が、隣接する第１接続体に接触することを、より確実に抑制することができる。
【００１９】
（６）好ましくは、上記第１接続体および上記第２接続体は、上記受光素子ユニットの幅方向に交互に配置され、かつ、上記幅方向と直交する長さ方向に交互に配置されている。
【００２０】
このように構成することで、撮像装置のいずれの電極においても、ショートが生じることを抑制できる。また、接続体として、第１接続体および第２接続体という、２種類の接続体を用いる構成であるので、接続体の種類が少なくて済む。よって、接続体の形成にかかる手間が少なくて済む。すなわち、撮像装置の製造にかかる手間が少なくて済む。
【００２１】
（７）好ましくは、上記半田は、インジウムを含む。
【００２２】
このように構成することで、接続体は、優れた柔軟性を有することとなる。よって、接続体は、熱に起因する大きな歪みに耐えることができる。これにより、半田部が、第１電極および第２電極から剥がれることを確実に抑制できる。このため、作成される画像データに関して、画素抜けなどの画像不良が生じることを抑制できる。しかも、前述したように、第１接続体と第２接続体との接触が、確実に抑制されている。よって、柔らかいインジウムを用いた場合でも、受光素子ユニットと処理部とを接続する際に、第１接続部と第２接続部とが接触することを、確実に抑制することができる。
【００２３】
（８）好ましくは、上記受光素子ユニットは、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を用いて形成されている。
【００２４】
このように構成することで、比較的柔らかい素材を用いて形成された受光素子ユニットには、柔軟性に優れた接続体が接続される。これにより、受光素子ユニットと接続体との間に大きな荷重が作用することを抑制できる。その結果、受光素子ユニットの故障の抑制を通じて、耐久性に優れた撮像装置を実現することができる。
【００２５】
（９）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる撮像装置は、受けた光に基づく電流を出力する複数の受光素子と、複数の上記受光素子にそれぞれ対応して設けられた複数の第１電極と、を含む受光素子ユニットと、複数の上記第１電極とは所定の対向方向に向かい合う複数の第２電極を有し、上記電流を処理する処理部と、半田を用いて形成され、上記第１電極および上記第２電極をそれぞれ接続する複数の接続体と、を備える。各上記接続体は、上記第１電極から上記第２電極に向けて延びる第１部分と、上記第２電極から上記第１電極に向けて延びる第２部分と、上記第１部分および上記第２部分を繋ぎ上記対向方向と直交する直交方向に膨らむ膨らみ部と、を含み、上記膨らみ部は、上記第１部分を形成するための第１半田バンプと、上記第２部分を形成するための第２半田バンプとを加熱溶融により一体化させる際に、各上記半田バンプの先端部同士を潰すことで形成されており、複数の上記接続体として、互いに隣接する第１接続体および第２接続体が設けられ、上記第１接続体を形成するための上記第１半田バンプおよび上記第２半田バンプが接触する位置と、上記第２接続体を形成するための上記第１半田バンプおよび上記第２半田バンプが接触する位置とは、上記対向方向に関して異なっており、上記第１接続体の上記膨らみ部としての第１膨らみ部と、上記第２接続体の上記膨らみ部としての第２膨らみ部とは、上記対向方向における位置が異なるように配置されている。
【００２６】
このような構成によれば、受光素子ユニットと処理部とを半田接続する際に生じる部分としての、第１膨らみ部と、第２膨らみ部とを、対向方向の位置が異なるように配置している。これにより、受光素子ユニットと処理部とをフリップチップ実装する際に、第１膨らみ部と、第２膨らみ部との接触を抑制できる。よって、第１接続体と第２接続体との接触によるショートを抑制できる。なお、第１膨らみ部および第２膨らみ部が形成されるのは、たとえば、以下のようにして撮像装置が製造されるからである。すなわち、撮像装置を製造する際には、各第１電極に第１半田バンプが形成された受光素子ユニットと、各第２電極に第２半田バンプが形成された処理部とを用意する。複数の第１半田バンプは、高さの異なる２つのバンプとしての第１高バンプおよび第１低バンプを含む。複数の第２半田バンプは、高さの異なる２つのバンプとしての第２高バンプおよび第２低バンプを含む。そして、第１高バンプと第２低バンプとを加圧した状態で溶融させて一体化することで、第１膨らみ部を有する第１接続体が形成される。また、第１低バンプと第２高バンプとを加圧した状態で溶融させて一体化することで、第２膨らみ部を有する第２接続体が形成される。以上のようにして、撮像装置が製造される。また、対向方向に関して、第１膨らみ部の位置と、第２膨らみ部の位置と、を異ならせるという簡易な構成によって、第１接続体と第２接続体との接触を抑制できる。このため、第１接続体と第２接続体との接触を抑制するためのスペーサを用意する必要がない。したがって、スペーサを電極に対して正確に位置決めする必要はなく、また、スペーサが不要であり、撮像装置の製造にかかる手間およびコストを少なくできる。したがって、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な、撮像装置を実現できる。
【００２７】
（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる撮像装置の製造方法は、受光素子ユニットと処理部とを備える撮像装置の製造方法であって、受けた光に基づく電流を出力する複数の受光素子と、複数の上記受光素子にそれぞれ対応して設けられた複数の第１電極と、を含む受光素子ユニットに、複数の第１半田バンプを形成する工程と、複数の第２電極を有し、上記電流を処理する処理部に、複数の第２半田バンプを形成する工程と、複数の上記第１半田バンプと、複数の上記第２半田バンプとを接続する工程と、を含む。上記第１半田バンプを形成する工程では、隣接して配置される２つの上記第１電極の一方に、上記第１電極からの高さが所定の値に設定された第１低バンプを形成し、２つの上記第１電極の他方に、上記第１低バンプの高さよりも大きい高さを有する第１高バンプを形成し、上記第２半田バンプを形成する工程では、隣接して配置される２つの上記第２電極の一方に、上記第２電極からの高さが所定の値に設定された第２低バンプを形成し、２つの上記第２電極の他方に、上記第２低バンプの高さよりも大きい高さを有する第２高バンプを形成し、上記接続する工程では、上記受光素子ユニットと上記処理部とを向かい合わせた状態で、上記第１高バンプと上記第２低バンプとを加熱させつつ互いに接続することで第１接続体を形成し、上記第１低バンプと上記第２高バンプとを加熱させつつ互いに接続することで第２接続体を形成する。
【００２８】
このような構成によると、接続する工程において、第１高バンプの先端部と、第２低バンプの先端部とは、膨らむように一体化し、その結果、第１膨らみ部が形成される。また、第１低バンプの先端部と、第２高バンプの先端部とは、膨らむように一体化し、その結果第２膨らみ部が形成される。そして、第１高バンプおよび第２低バンプの互いの接触位置と、第１低バンプおよび第２高バンプの互いの接触位置とは、受光素子ユニットと処理部とが対向する対向方向に関して異なるように設定されている。これにより、第１接続体の第１膨らみ部と、第２接続体の第２膨らみ部とを、上記対向方向の位置が異なるように配置できる。よって、第１膨らみ部と、第２膨らみ部との接触を抑制できるので、ショートを抑制できる。しかも、対向方向に関して、第１高バンプと第２低バンプとの接触位置と、第１低バンプと第２高バンプとの接触位置と、を異ならせるという簡易な構成である。このため、第１接続体と第２接続体との接触を抑制するためのスペーサを用意する必要がない。したがって、スペーサを電極に対して正確に位置決めする必要はなく、また、スペーサだが不要であり、撮像装置の製造にかかる手間およびコストを少なくできる。
【００２９】
したがって、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な、撮像装置の製造方法を実現できる。
【００３０】
（１１）好ましくは、上記第１半田バンプを形成する工程では、２つの上記第１電極の双方に上記第１低バンプを形成した後に、２つの上記第１電極の一方にさらに半田を盛ることにより上記第１高バンプを形成し、上記第２半田バンプを形成する工程では、２つの上記第２電極の双方に上記第２低バンプを形成した後に、２つの上記第２電極の一方にさらに半田を盛ることにより上記第２高バンプを形成する。
【００３１】
このように、第１半田バンプを形成する工程では、第１低バンプを形成することで、第１高バンプの一部も併せて形成することができる。また、第２半田バンプを形成する工程では、第２低バンプを形成することで、第２高バンプの一部も併せて形成することができる。
【００３２】
（１２）好ましくは、上記第１高バンプ、上記第１低バンプ、上記第２高バンプ、および上記第２低バンプは、それぞれ、高さ方向に沿って進むに従い、上記高さ方向と直交する切断面での断面積が変化する形状に形成される。
【００３３】
このように構成することで、第１高バンプ、第１低バンプ、第２高バンプ、および第２低バンプは、それぞれ、高さ方向に進むにしたがい、占有するスペースが小さくなる。その結果、接続体の膨らみ部を配置可能なスペースが、より広くなる。よって、接続体の膨らみ部が、隣接する接続体に接触することを、より確実に抑制できる。
【００３４】
（１３）好ましくは、上記第１高バンプ、上記第１低バンプ、上記第２高バンプ、および上記第２低バンプは、それぞれ、先細りとなる形状を有するように形成される。
【００３５】
このように構成することで、受光素子ユニットと処理部との間の空間のうち、受光素子ユニットおよび処理部の双方から離隔した位置で、第１高バンプ、第１低バンプ、第２高バンプ、および第２低バンプが占有するスペースを小さくできる。よって、受光素子ユニットおよび処理部の双方から離隔した位置で、接続体の膨らみ部を配置するスペースを広く確保できる。その結果、接続体の膨らみ部が、受光素子ユニットに接触することを抑制でき、かつ処理部に接触することを抑制できる。これにより、接続体におけるショートを、より確実に抑制できる。
【００３６】
（１４）好ましくは、上記第１高バンプの基端部における、上記高さ方向と直交する切断面の断面積は、上記第２低バンプの基端部における、上記高さ方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定され、上記第２高バンプの基端部における、上記高さ方向と直交する切断面の断面積は、上記第１高バンプの基端部における、上記高さ方向と直交する切断面の断面積よりも小さく設定される。
【００３７】
このように構成することで、第１接続体のうち、第１高バンプによって形成される第１部分を細い形状に形成することができる。これにより、第１接続体の第１部分が、隣接する第２膨らみ部に接触することを、より確実に抑制することができる。また、上記したのと同様に、第２接続体のうち、第２高バンプによって形成される第２部分を細い形状に形成することができる。これにより、第２接続体の第２部分が、隣接する第１膨らみ部に接触することを、より確実に抑制することができる。
【００３８】
（１５）好ましくは、上記第１高バンプ、上記第１低バンプ、上記第２高バンプ、および上記第２低バンプは、それぞれ、上記高さ方向と直交する切断面の形状が円形形状となるように形成され、上記第２低バンプの先端面の直径は、上記第１高バンプの先端面の直径の１．５倍以上に設定され、上記第１低バンプの先端面の直径は、上記第２高バンプの先端面の直径の１．５倍以上に設定される。
【００３９】
仮に、第２低バンプ、および第１高バンプの双方が、先端径の小さい先鋭な形状である場合、第２低バンプの先端面は、第１高バンプの先端面を安定して支持することができない。このため、第２低バンプの先端面と、第１高バンプの先端面とを接触させた状態では、第２低バンプに対して第１高バンプが滑り易く、第２低バンプに対する第１高バンプの位置が、ずれ易い。その結果、ショートが生じるおそれがある。これに対し、第２低バンプの先端面の直径を、第１高バンプの先端面の直径の１．５倍以上とすることにより、上記のようなショートを、より確実に抑制できる。具体的には、第２低バンプの先端面が、十分に大きな平坦な形状に形成される。よって、第２低バンプの先端面は、第１高バンプの先端面を安定して支持することができる。このため、第２低バンプの先端面と、第１高バンプの先端面とを接触させた状態では、第２低バンプに対して第１高バンプが滑り難く、第２低バンプに対する第１高バンプの位置が、ずれることを抑制できる。その結果、第１高バンプおよび第２低バンプの一体化によって形成される第１接続体と、第１低バンプおよび第２高バンプによって形成される第２接続体と、の接触の抑制を通じて、ショートの発生を抑制できる。また、第１低バンプの先端面の直径を、第２高バンプの先端面の直径の１．５倍以上とすることにより、上記したのと同様の理由で、第１接続体と第２接続体との間でショートが生じることを、より確実に抑制できる。
【００４０】
（１６）好ましくは、上記第１高バンプの高さは、上記第２低バンプの高さの２倍以上に設定され、上記第２高バンプの高さは、上記第１低バンプの高さの２倍以上に設定される。
【００４１】
このように構成することで、第１高バンプと第２低バンプとの接触位置と、第１低バンプと第２高バンプとの接触位置とを、受光素子ユニットと処理部とが対向する対向方向において、十分に離隔できる。よって、第１高バンプと第２低バンプとの溶融により形成される第１膨らみ部と、第２高バンプと第１低バンプとの溶融により形成される第２膨らみ部との接触を、より確実に抑制できる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な撮像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す側面図であり、一部を断面で示している。
【図２】撮像装置の主要部の側面図であり、一部を断面で示している。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う、撮像装置の模式的な断面図である。
【図４】受光素子ユニットに第１半田バンプを形成する工程を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は、第１半田バンプを形成する工程を順番に示している。
【図５】受光素子ユニットに第１半田バンプを形成する工程を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は、図４（ｄ）に示す工程以降の工程を順番に示している。
【図６】処理部に第２半田バンプを形成する工程を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は、第２半田バンプを形成する工程を順番に示している。
【図７】処理部に第２半田バンプを形成する工程を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は、図６（ｄ）に示す工程以降の工程を順番に示している。
【図８】第１半田バンプが形成された受光素子ユニットと、第２半田バンプが形成された処理部の側面図である。
【図９】受光素子ユニットと処理部とを接続する工程を説明するための模式的な側面図である。
【図１０】受光素子ユニットと処理部とを接続する工程を説明するための模式的な側面図であり、（ａ）および（ｂ）は、図９に示す工程以降の工程を示している。
【図１１】（ａ）は、本発明の変形例にかかる主要な構成を示す側面図であり、（ｂ）は、図１１（ａ）に示す第１接続体および第２接続体を形成するための第１高バンプ、第１低バンプ、第２高バンプ、および第２低バンプについて示す、主要部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［撮像装置の構成］
【００４５】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置１の概略構成を示す側面図であり、一部を断面で示している。
【００４６】
図１に示すように、撮像装置１は、受光素子ユニット２と、処理部３と、複数の接続体４と、を備えている。
【００４７】
撮像装置１は、化合物半導体としての受光素子ユニット２と、シリコン（処理部３）とが組み合わされたハイブリッド構造を有している。撮像装置１は、ケース６内に収容されている。
【００４８】
受光素子ユニット２は、センサチップなどを用いて形成されている。受光素子ユニット２は、撮影対象物からの光を受け、受けた光に基づく電流を処理部３へ出力する。処理部３は、受けた電流を電圧に変換し、当該電圧を、ケース６の外部へ出力する。ケース６の外部には、図示しないＡ／ＤコンバータおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）が設けられており、出力された電圧は、デジタル値に変換され、画像処理に用いられる。この撮像装置１は、たとえば、ハイパースペクトルカメラであり、撮影対象物のスペクトル情報を得るために用いられる。
【００４９】
撮像装置１を収容しているケース６は、たとえば、セラミックを用いて形成されている。ケース６は、上部が開放された箱形形状に形成されている。ケース６の上部には、透光部材７が配置されている。透光部材７は、たとえば、サファイアガラスを用いて形成されており、ケース６の上面を覆っている。ケース６内は、真空状態が維持されている。撮影対象物からの光は、透光部材７を透過し、受光素子ユニット２へ入射される。
【００５０】
また、ケース６内側の底部には、熱交換器８が配置されている。熱交換器８は、処理部３を支持している。熱交換器８は、処理部３および受光素子ユニット２を冷却するために設けられており、処理部３を、たとえば、零下数十度程度、本実施の形態では、零下６０度程度に冷却する。これにより、撮像装置１、特に、処理部３におけるノイズ電流が低減される。熱交換器８は、たとえば、ペルチェ素子を含んでいる。熱交換器８が処理部３から吸収した熱は、ケース６の外側に設けられた冷却フィンおよびファン（図示せず）などを用いて、ケース６の外部へ排出される。
【００５１】
受光素子ユニット２は、近赤外領域またはその周辺の波長の光を検出するように構成されており、たとえば、約１μｍ〜３μｍの波長の光を検出する。本実施の形態では、受光素子ユニット２は、長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、および厚みが数ｍｍ程度の、矩形の板状に形成されている。
【００５２】
受光素子ユニット２は、受光素子ユニット本体１０と、複数の第１電極１１と、を含んでいる。受光素子ユニット本体１０は、ｎ型ＩｎＰ基板１２と、バッファ層１３と、受光層１４と、拡散濃度分布調整層１５と、ＩｎＰキャップ層１６と、が積層された構成を有している。
【００５３】
受光層１４は、上記の波長の光を検出可能な感度を有する化合物半導体を用いて形成されている。このような化合物半導体として、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を例示することができる。ＩＩＩ−Ｖ族半導体として、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＮＰ、ＩｎＰＧａＡｓＮＳｂ、ＩｎＧａＡｓＮＰＳｂの単層、およびＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓＳｂやＧａＳｂ／ＩｎＡｓの多重量子井戸構造を例示することができる。本実施の形態では、受光層１４は、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi-Quantum Well）を有している。また、ＩｎＰ基板１２の一側面には、図示しない分光器が配置されている。拡散濃度分布調整層１５は、選択拡散でｐｎ接合を形成する際に拡散プロファイルを調整するための層で、必要に応じて設けられる。
【００５４】
このような構成を有する受光素子ユニット本体１０は、ｐ型領域を含む受光素子１８を、複数有している。各受光素子１８は、分光器を介してＩｎＰ基板１２へ入射された光を受け、受けた光に基づく電流を出力する。受光素子１８は、受光素子ユニット２にマトリクス状に形成されている。本実施の形態において、受光素子１８は、３２０×２５６個形成されており、受光素子ユニット２の画素数は、３２０×２５６≒８．２万である。なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、各受光素子１８および関連する構成について、模式的に拡大して図示している。
【００５５】
ＩｎＰキャップ層１６の一側面は、受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａを構成しており、処理部３と向かい合っている。この一側面１０ａに、第１電極１１が形成されている。第１電極１１は、半田接続に用いることが可能な金属を用いて薄膜状に形成されている。このような金属として、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などを例示することができる。
【００５６】
図２は、撮像装置１の主要部の側面図であり、一部を断面で示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う、撮像装置１の模式的な断面図である。図２および図３を参照して、第１電極１１は、複数の受光素子１８にそれぞれ対応して複数設けられている。すなわち、１つの受光素子１８毎に１つの第１電極１１が設けられている。各受光素子１８と、対応する第１電極１１とは、それぞれ、平面視したときの位置が揃えられており、電気的に接続されている。
【００５７】
第１電極１１は、受光素子ユニット２の長さ方向Ｘ１に数十μｍのピッチＰ１で配置されており、かつ、受光素子ユニット２の幅方向Ｙ１に数十μｍのピッチＰ２で配置されている。本実施の形態において、ピッチＰ１＝Ｐ２＝３０μｍであり、受光素子１８が正方格子状に配列されている。
【００５８】
処理部３は、ＲＯＩＣ（Read Out Integrated Circuit）などを用いて形成されている。このＲＯＩＣ３は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの半導体を用いて形成されており、受光素子ユニット２から受けた電流を処理する。処理部３は、受光素子ユニット２の下方に配置されており、処理部本体２０と、複数の第２電極２１と、を含んでいる。
【００５９】
処理部本体２０は、受光素子ユニット２からの電流を処理する処理回路２２を含んでいる。処理回路２２は、各受光素子１８からの電流を電圧に変換する。また、処理部３は、受光素子ユニット２と概ね同じ形状に形成されている。処理部本体２０の一側面２０ａは、受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａと対向方向Ｚ１に向かい合っている。対向方向Ｚ１とは、受光素子ユニット２と処理部３とが互いに対向する方向である。一側面２０ａには、第２電極２１が形成されている。
【００６０】
第２電極２１は、半田接続に用いることが可能な金属を用いて薄膜状に形成されている。このような金属として、金（Ａｕ）、およびアルミニウム（Ａｌ）を例示することができる。
【００６１】
第２電極２１は、複数の第１電極１１にそれぞれ対応して複数設けられている。すなわち、１つの第１電極１１毎に１つの第２電極２１が設けられている。各第１電極１１と、対応する第２電極２１とは、それぞれ、対向方向Ｚ１に向かい合っており、接続体４を介して電気的に接続されている。これにより、各受光素子１８からの電流は、対応する第１電極１１、接続体４、および第２電極２１を通り、処理部本体２０内の処理回路２２へ流れる。第２電極２１は、第１電極１１と同じ形状に形成されている。対向方向Ｚ１における、第１電極１１と第２電極２１との間の距離Ｄ５は、たとえば５μｍ〜６μｍ程度である。
【００６２】
次に、接続体４について、説明する。接続体４は、複数設けられており、各第１電極１１と対応する第２電極２１とを、それぞれ、機械的かつ電気的に接続する。
【００６３】
各接続体４は、インジウム（Ｉｎ）を含む半田材料を用いて形成されており、熱応力に起因する歪に対する柔軟性を有している。各接続体４の材料として、Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｉｎ−Ａｇ合金、および、実質的にＩｎが１００％の材料のいずれかを例示することができる。Ｉｎ合金として、Ｉｎ８５重量％〜９７．５重量％、Ｚｎ２．５重量％〜１５重量％のＩｎ−Ｚｎ合金、特に、Ｉｎ９６重量％−Ｚｎ４重量％の合金を例示することができる。なお、各上記金属の合計は、１００重量％を超えない。また、Ｉｎ−Ａｇ合金として、Ｉｎ９６％−Ａｇ３％の合金を例示することができる。
【００６４】
各接続体４は、対応する第１電極１１および第２電極２１に、溶融接合されている。各接続体４は、対向方向Ｚ１に延びている。対向方向Ｚ１は、各接続体４の高さ方向でもある。上記の構成を有する複数の接続体４として、第１接続体３０と、第２接続体４０とが設けられている。第１接続体３０および第２接続体４０は、それぞれ、複数設けられている。また、第１接続体３０と第２接続体４０とは、互いに隣接して配置されている。
【００６５】
第１接続体３０は、第１部分３１と、第２部分３２と、第１膨らみ部３３と、第１断面積変化部３４と、を含んでいる。また、第２接続体４０は、第１部分４１と、第２部分４２と、第２膨らみ部４３と、第２断面積変化部４４と、を有している。第１接続体３０と、第２接続体４０との違いは、対向方向Ｚ１に関して、第１膨らみ部３３の位置と、第２膨らみ部４３の位置と、が異なっている点にある。
【００６６】
第１接続体３０と、第２接続体４０とは、撮像装置１の長さ方向Ｘ１に交互に配置されている。また、第１接続体３０と、第２接続体４０とは、撮像装置１の幅方向Ｙ１に交互に配置されている。なお、長さ方向Ｘ１は、受光素子ユニット２の長さ方向でもあり、処理部３の長さ方向でもある。また、幅方向Ｙ１は、長さ方向Ｘ１および対向方向Ｚ１の双方と直交する方向をいう。幅方向Ｙ１は、受光素子ユニット２の幅方向でもあり、処理部３の幅方向でもある。
【００６７】
上記の構成により、第１接続体３０と、第２接続体４０とは、長さ方向Ｘ１に隣接するように配置されている。また、第１接続体３０と、第２接続体４０とは、幅方向Ｙ１に隣接するように配置されている。
【００６８】
なお、各第１接続体３０は、同様の構成を有している。また、各第２接続体４０は、同様の構成を有している。したがって、以下では、１つの第１接続体３０と、この第１接続体３０に隣接して配置される１つの第２接続体４０と、について、主に説明する。
【００６９】
第１接続体３０は、対向方向Ｚ１における中間部が、対向方向Ｚ１と直交する方向に膨らんだ形状を有している。
【００７０】
第１接続体３０の第１部分３１は、受光素子ユニット２の第１電極１１から、処理部３の第２電極２１に向けて延びる部分として設けられている。第１部分３１は、円錐台形状を有している。すなわち、第１部分３１は、対向方向Ｚ１に沿って第２電極２１側に進むに従い、先細りとなる形状を有している。第１部分３１は、対向方向Ｚ１と直交する切断面での形状が、円形形状である。また、第１部分３１は、対向方向Ｚ１に沿って第２電極２１側に進むにしたがい、対向方向Ｚ１と直交する切断面における断面積が変化している。
【００７１】
受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａに対する第１部分３１の外周面の角度θ１は、０度〜９０度の間に設定されている。本実施の形態では、角度θ１は、６０度程度に設定されている。本実施の形態では、第１部分３１の基端部の直径Ｄ１は、約１８μｍに設定されており、ピッチＰ１の６０％程度に設定されている。第１部分３１の基端部は、第１電極１１に結合されている。第１部分３１の一部が、第１断面積変化部３４を構成している。第１断面積変化部３４は、第２接続体４０の第２膨らみ部４３と直交方向Ｖ１に隣接して配置される部分として設けられている。直交方向Ｖ１とは、対向方向Ｚ１に直交する方向である。第１部分３１と対向方向Ｚ１に並ぶようにして、第２部分３２が配置されている。
【００７２】
第２部分３２は、処理部３の第２電極２１から、受光素子ユニット２の第１電極１１に向けて延びる部分として設けられている。第２部分３２は、円錐台形状を有している。すなわち、第２部分３２は、対向方向Ｚ１に沿って第１電極１１側に進むに従い、先細りとなる形状を有している。第２部分３２は、対向方向Ｚ１と直交する切断面での形状が、円形形状である。また、第２部分３２は、対向方向Ｚ１に沿って第１電極１１側に進むにしたがい、対向方向Ｚ１と直交する切断面における断面積が変化している。
【００７３】
処理部本体２０の一側面２０ａに対する第２部分３２の外周面の角度θ２は、０度〜９０度の間に設定されている。本実施の形態では、第２部分３２の外周面の角度θ２＝第１部分３１の外周面の角度θ１に設定されている。本実施の形態では、第２部分３２の基端部の直径Ｄ２＝第１部分３１の基端部の直径Ｄ１に設定されている。第２部分３２の基端部３２ａは、第２電極２１に結合されている。第２電極２１からの第２部分３２の高さＨ２は、第１電極１１からの第１部分３１の高さＨ１よりも小さく設定されている（Ｈ２＜Ｈ１）。第２部分３２の先端部と、第１部分３１の先端部との間に、第１膨らみ部３３が配置されている。
【００７４】
第１膨らみ部３３は、第１部分３１と第２部分３２とを繋いでいる。第１膨らみ部３３は、受光素子ユニット２と処理部３とを半田接続する際に形成される部分である。より具体的には、第１膨らみ部３３は、第１部分３１を形成するための第１高バンプ３１０（図８参照）と、第２部分３２を形成するための第２低バンプ３２０（図８参照）と、を互いに加圧および加熱溶融させる際に、形成される。第１高バンプ３１０、および第２低バンプ３２０のそれぞれの詳細な構成は、後述する。第２電極２１から第１膨らみ部３３までの距離は、第１電極１１から第１膨らみ部３３までの距離よりも小さい。
【００７５】
第１膨らみ部３３は、たとえば、直交方向Ｖ１に膨らんだ、扁平な球状に形成されており、直交方向Ｖ１に細長い。直交方向Ｖ１における第１膨らみ部３３の長さは、直交方向Ｖ１における第１部分３１の基端部の長さよりも大きく、かつ、直交方向Ｖ１における第２部分３２の基端部の長さよりも大きい。第１膨らみ部３３は、対向方向Ｚ１と直交する切断面での形状が、たとえば、円形状を有している。
【００７６】
上記の構成を有する第１接続体３０に隣接する第２接続体４０について、次に説明する。第２接続体４０は、対向方向Ｚ１における中間部が、対向方向Ｚ１と直交する方向に膨らんだ形状を有している。
【００７７】
第２接続体４０の第１部分４１は、受光素子ユニット２の第１電極１１から、処理部３の第２電極２１に向けて延びる部分として設けられている。第１部分４１は、円錐台形状を有している。すなわち、第１部分４１は、対向方向Ｚ１に沿って第２電極２１側に進むに従い、先細りとなる形状を有している。第１部分４１は、対向方向Ｚ１と直交する切断面での形状が、円形形状である。また、第１部分４１は、対向方向Ｚ１に沿って第２電極２１側に進むにしたがい、対向方向Ｚ１と直交する切断面における断面積が変化している。
【００７８】
受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａに対する第１部分４１の外周面の角度θ３は、０度〜９０度の間に設定されている。本実施の形態では、第１部分４１の外周面の角度θ３＝第１部分３１の外周面の角度θ１に設定されている。本実施の形態では、第１部分４１の基端部の直径Ｄ３＝第１部分３１の基端部の直径Ｄ１に設定されている。第１部分４１の基端部は、第１電極１１に結合されている。第１電極１１からの第１部分４１の高さＨ３は、第１部分３１の高さＨ１よりも小さく設定されている（Ｈ３＜Ｈ１）。本実施の形態では、第１部分４１の高さＨ３は、第２部分３２の高さＨ２と略同じに設定されている。第１部分４１と対向方向Ｚ１に並ぶようにして、第２部分４２が配置されている。
【００７９】
第２部分４２は、処理部３の第２電極２１から、受光素子ユニット２の第１電極１１に向けて延びる部分として設けられている。第２部分４２は、円錐台形状を有している。すなわち、第２部分４２は、対向方向Ｚ１に沿って第１電極１１側に進むに従い、先細りとなる形状を有している。第２部分４２は、対向方向Ｚ１と直交する切断面での形状が、円形形状である。また、第２部分４２は、対向方向Ｚ１に沿って第１電極１１側に進むにしたがい、対向方向Ｚ１と直交する切断面における断面積が変化している。
【００８０】
処理部本体２０の一側面２０ａに対する第２部分４２の外周面の角度θ４は、０度〜９０度の間に設定されている。本実施の形態では、第２部分４２の外周面の角度θ４＝第１部分４１の外周面の角度θ３＝第１部分３１の外周面の角度θ１に設定されている。本実施の形態では、第２部分４２の基端部の直径Ｄ４＝第１部分３１の基端部の直径Ｄ１に設定されている。第２部分４２の基端部４２ａは、第２電極２１に結合されている。第２電極２１からの第２部分４２の高さＨ４は、第１部分４１の高さＨ３よりも大きく設定されている（Ｈ４＞Ｈ３）。また、第２部分４２の高さＨ４は、第２部分３２の高さＨ２よりも大きく設定されており（Ｈ４＞Ｈ２）、第１部分３１の高さＨ１と略同じに設定されている。本実施の形態では、第２部分４２の一部が、第２断面積変化部４４を構成している。第２断面積変化部４４は、第１接続体３０の第１膨らみ部３３と直交方向Ｖ１に隣接して配置される部分として設けられている。第２部分４２の先端部と、第１部分４１の先端部との間に、第２膨らみ部４３が配置されている。
【００８１】
第２膨らみ部４３は、第１部分４１と第２部分４２とを繋いでいる。第２膨らみ部４３は、受光素子ユニット２と処理部３とを半田接続する際に形成される部分である。より具体的には、第２膨らみ部４３は、第１部分４１を形成するための第１低バンプ４１０（図８参照）と、第２部分４２を形成するための第２高バンプ４２０（図８参照）と、を互いに加圧および加熱溶融させる際に、形成される。第１低バンプ４１０、および第２高バンプ４２０のそれぞれの詳細な構成は、後述する。第２電極２１から第２膨らみ部４３までの距離は、第１電極１１から第２膨らみ部４３までの距離よりも大きい。
【００８２】
第２膨らみ部４３は、第１膨らみ部３３と同様の形状を有しており、たとえば、直交方向Ｖ１に膨らんだ、扁平な球状に形成されており、直交方向Ｖ１に細長い。直交方向Ｖ１における第２膨らみ部４３の長さは、直交方向Ｖ１における第１部分４１の基端部の長さより大きく、かつ、直交方向Ｖ１にける第２部分４２の基端部の長さよりも大きい。
【００８３】
第２膨らみ部４３と、第１膨らみ部３３とは、対向方向Ｚ１における位置が異なるように配置されている。より具体的には、第２膨らみ部４３の中心４３ａの位置と、第１膨らみ部３３の中心３３ａの位置とが、対向方向Ｚ１に関して互いに異なっている。本実施の形態では、第２膨らみ部４３の外周部と、第１膨らみ部３３の外周部とは、対向方向Ｚ１に並んでいる。しかしながら、第２膨らみ部４３の位置と、第１膨らみ部３３の位置とを、対向方向Ｚ１において異ならせている結果、第２膨らみ部４３と、第１膨らみ部３３とは、離隔しており、接触していない。
【００８４】
[撮像装置の製造方法]
撮像装置１を製造する際には、（１）受光素子ユニット２に第１半田バンプを形成する工程と、（２）処理部３に第２半田バンプを形成する工程と、（３）受光素子ユニット２の第１半田バンプと処理部３の第２半田バンプとをそれぞれ一体化する工程と、が行われる。以下、具体的に説明する。
【００８５】
[受光素子ユニットに第１半田バンプを形成する工程]
図４および図５は、受光素子ユニット２に第１半田バンプを形成する工程を説明するための模式図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、第１半田バンプを形成する工程を順番に示している。また、図５（ａ）〜図５（ｄ）は、図４（ｄ）に示す工程以降の工程を順番に示している。
【００８６】
図４（ａ）に示すように、受光素子ユニット２に第１半田バンプを形成する工程では、まず、受光素子ユニット２を準備する。
【００８７】
次に、図４（ｂ）に示すように、受光素子ユニット２の一側面１０ａにレジスト層５１を形成する。レジスト層５１は、たとえば、未硬化のレジスト組成物をロールコータなどにより一側面１０ａに塗布し、硬化させることで形成されている。レジスト組成物は、各第１電極１１を覆うように塗布される。
【００８８】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト層５１に、複数の開口５１ａを形成する。たとえば、レジスト層５１のうち、開口５１ａを形成する箇所に、光や電子線を部分的に照射し、その後、現像によって当該箇所を除去することで、開口５１ａが形成される。開口５１ａは、第１電極１１と対向する位置のそれぞれに形成されている。各開口５１ａによって、円錐台形状の空間が形成されている。
【００８９】
開口５１ａが形成された後、図４（ｄ）に示すように、各開口５１ａ内のそれぞれに、半田材料を蒸着などにより形成する。これにより、各第１電極１１の表面に第１低バンプ４１０が形成される。各第１低バンプ４１０は、円錐台形状を有している。
【００９０】
次に、図５（ａ）に示すように、レジスト層５２をさらに形成する。レジスト層５２は、レジスト層５１の材料と同様の材料を、ロールコータなどによりレジスト層５１の一側面に塗布し、硬化させることで形成されている。
【００９１】
次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト層５２に、複数の開口５２ａを形成する。たとえば、レジスト層５２のうち、開口５２ａを形成する箇所に、光や電子線を部分的に照射し、その後、現像によって当該箇所を除去することで、開口５２ａが形成される。開口５２ａは、隣り合う２つの第１低バンプ４１０のうちの一方に隣接して配置されている。これにより、開口５２ａに開放された第１低バンプ４１０と、レジスト層５２によって覆われている第１低バンプ４１０とは、受光素子ユニット２の長さ方向Ｘ１に交互に配置され、かつ、受光素子ユニット２の幅方向Ｙ１に交互に配置されている。各開口５２ａによって、円錐台形状の空間が形成されている。
【００９２】
次に、図５（ｃ）に示すように、各開口５２ａ内のそれぞれに、半田材料を蒸着などにより形成する。これにより、開口５２ａに連続する第１低バンプ４１０は、半田材料がさらに盛られ、第１高バンプ３１０となる。このようにして、一部の第１電極１１の表面に、第１高バンプ３１０が形成される。各第１高バンプ３１０は、円錐台形状を有している。
【００９３】
その後、図５（ｄ）に示すように、レジスト層５１，５２が除去される。これにより、受光素子ユニット２に第１低バンプ４１０および第１高バンプ３１０を形成する工程が、完了する。このような工程を経ることにより、隣接して配置される２つの第１電極１１，１１の一方に、第１電極１１からの高さが所定の値に設定された第１低バンプ４１０が形成される。また、上記２つの第１電極１１，１１の他方に、第１低バンプ４１０の高さよりも大きい高さを有する第１高バンプ３１０が形成される。このようにして、受光素子ユニット２に、複数の第１高バンプ３１０と、複数の第１低バンプ４１０とを含む、複数の第１半田バンプ１００が形成される。
【００９４】
［処理部に第２半田バンプを形成する工程］
図６および図７は、処理部３に第２半田バンプを形成する工程を説明するための模式図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第２半田バンプを形成する工程を順番に示している。また、図７（ａ）〜図７（ｄ）は、図６（ｄ）に示す工程以降の工程を順番に示している。
【００９５】
図６（ａ）に示すように、処理部３に半田バンプを形成する工程では、まず、処理部３を準備する。
【００９６】
次に、図６（ｂ）に示すように、処理部３の一側面２０ａにレジスト層５３を形成する。レジスト層５３は、たとえば、未硬化のレジスト組成物をロールコータなどにより一側面２０ａに塗布し、硬化させることで形成されている。レジスト組成物は、各第２電極２１を覆うように塗布される。
【００９７】
次に、図６（ｃ）に示すように、レジスト層５３に、複数の開口５３ａを形成する。たとえば、レジスト層５３のうち、開口５３ａを形成する箇所に、光や電子線を部分的に照射し、その後、現像によって当該箇所を除去することで、開口５３ａが形成される。開口５３ａは、第２電極２１と対向する位置のそれぞれに形成されている。各開口５３ａによって、円錐台形状の空間が形成されている。
【００９８】
開口５３ａが形成された後、図６（ｄ）に示すように、各開口５３ａ内のそれぞれに、半田材料を蒸着などにより形成する。これにより、各第２電極２１の表面に第２低バンプ３２０が形成される。各第２低バンプ３２０は、円錐台形状を有している。
【００９９】
次に、図７（ａ）に示すように、レジスト層５４をさらに形成する。レジスト層５４は、レジスト層５４の材料と同様の材料を、ロールコータなどによりレジスト層５３の一側面に塗布し、硬化させることで形成されている。
【０１００】
次に、図７（ｂ）に示すように、レジスト層５４に、複数の開口５４ａを形成する。たとえば、レジスト層５４のうち、開口５４ａを形成する箇所に、光や電子線を部分的に照射し、その後、現像によって当該箇所を除去することで、開口５４ａが形成される。開口５４ａは、隣り合う２つの第２低バンプ３２０のうちの一方に隣接して配置されている。これにより、開口５４ａに開放された第２低バンプ３２０と、レジスト層５４によって覆われている第２低バンプ３２０とは、処理部３の長さ方向Ｘ１に交互に配置され、かつ、処理部３の幅方向Ｙ１に交互に配置されている。各開口５４ａによって、円錐台形状の空間が形成されている。
【０１０１】
次に、図７（ｃ）に示すように、各開口５４ａ内のそれぞれに、半田材料を蒸着などにより形成する。これにより、開口５４ａに連続する第２低バンプ３２０は、半田材料がさらに盛られ、第２高バンプ４２０となる。このようにして、一部の第２電極２１の表面に、第２高バンプ４２０が形成される。各第２高バンプ４２０は、円錐台形状を有している。
【０１０２】
その後、図７（ｄ）に示すように、レジスト層５３，５４が除去される。これにより、処理部３に第２低バンプ３２０および第２高バンプ４２０を形成する工程が、完了する。このような工程を経ることにより、隣接して配置される２つの第２電極２１，２１の一方に、第２電極２１からの高さが所定の値に設定された第２低バンプ３２０が形成される。また、上記２つの第２電極２１，２１の他方に、第２低バンプ３２０の高さよりも大きい高さを有する第２高バンプ４２０が形成される。このようにして、処理部３に、複数の第２高バンプ４２０と、複数の第２低バンプ３２０とを含む、複数の第２半田バンプ２００が形成される。
【０１０３】
［第１半田バンプの構成、および第２半田バンプの構成］
図８は、第１半田バンプ１００が形成された受光素子ユニット２と、第２半田バンプ２００が形成された処理部３の側面図である。図８では、受光素子ユニット２と、処理部３とが、対向方向Ｚ１に離隔して向かい合った状態が示されている。
【０１０４】
図２および図８に示すように、第１高バンプ３１０は、第１接続体３０の第１部分３１を形成するための部材として設けられている。したがって、第１高バンプ３１０については、主に、第１部分３１と異なる点について説明し、第１部分３１と同様の構成についての詳細な説明は、省略する。
【０１０５】
第１高バンプ３１０は、円錐台形状に形成されている。第１高バンプ３１０の先端面は、受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａと平行な平坦面である。第１電極１１からの第１高バンプ３１０の高さは、所定の高さＨ１１に設定されている。この高さＨ１１は、たとえば、５μｍ〜１５μｍ程度に設定され、好ましくは、約８μｍ程度に設定される。第１高バンプ３１０の基端部の直径Ｄ１１１は、約１８μｍに設定されている。また、第１高バンプ３１０の先端面の直径Ｄ１１２は、約１０μｍに設定されている。このような寸法に形成されていることにより、第１高バンプ３１０は、比較的先鋭な形状を有している。上記の構成を有する第１高バンプ３１０は、第２低バンプ３２０と一体化されることにより、第１接続体３０の一部を構成する。
【０１０６】
第２低バンプ３２０は、第１接続体３０の第２部分３２を形成するための部材として設けられている。したがって、第２低バンプ３２０については、主に、第２部分３２と異なる点について説明し、第２部分３２と同様の構成についての詳細な説明は、省略する。
【０１０７】
第２低バンプ３２０は、円錐台形状に形成されている。第２低バンプ３２０の先端面は、処理部本体２０の一側面２０ａと平行な平坦面である。第２電極２１からの第２低バンプ３２０の高さは、所定の高さＨ１２に設定されている。この高さＨ１２は、たとえば、３μｍ程度に設定されている。第２低バンプ３２０の高さＨ１２よりも、第１高バンプ３１０の高さＨ１１が大きくなるように設定されている。好ましくは、第１高バンプ３１０の高さＨ１１は、第２低バンプ３２０の高さＨ１２の２倍以上に設定される。また、第１高バンプ３１０の高さＨ１１と第２低バンプ３２０の高さＨ１２の合計の値は、撮像装置１における第１電極１１と第２電極２１との間の距離Ｄ５よりも大きい（Ｈ１１＋Ｈ１２＞Ｄ５）。すなわち、第１接続体３０は、第１高バンプ３１０の先端部と、第２低バンプ３２０の先端部とが潰れるようにして一体化することで、形成される。本実施の形態では、第２低バンプ３２０の基端部の直径Ｄ１２１＝第１高バンプ３１０の基端部の直径Ｄ１１１に設定されている。また、第２低バンプ３２０の先端面の直径Ｄ１２２は、１５μｍ程度に設定されている。この直径Ｄ１２２は、第１高バンプ３１０の先端面の直径Ｄ１１２の１．５倍以上に設定されていることが好ましい。このような寸法に形成されていることにより、第２低バンプ３２０は、比較的扁平な形状を有している。上記の構成を有する第１高バンプ３１０および第２低バンプ３２０に隣接するようにして、第１低バンプ４１０および第２高バンプ４２０が配置されている。
【０１０８】
第１低バンプ４１０は、第２接続体４０の第１部分４１を形成するための部材として設けられている。したがって、第１低バンプ４１０については、主に、第１部分４１と異なる点について説明し、第１部分４１と同様の構成についての詳細な説明は、省略する。
【０１０９】
第１低バンプ４１０は、円錐台形状に形成されている。第１低バンプ４１０の先端面は、受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａと平行な平坦面である。第１電極１１からの第１低バンプ４１０の高さは、所定の高さＨ１３に設定されている。本実施の形態では、第１低バンプ４１０の高さＨ１３＝第２低バンプ３２０の高さＨ１２に設定される。本実施の形態では、第１低バンプ４１０の基端部の直径Ｄ１３１＝第１高バンプ３１０の基端部の直径Ｄ１１１に設定されている。また、本実施の形態では、第１低バンプ４１０の先端面の直径Ｄ１３２＝第２低バンプ３２０の先端面の直径Ｄ１２２に設定されている。この第１低バンプ４１０の先端面の直径Ｄ１３２は、第２高バンプ４２０の先端面の直径Ｄ１４２の１．５倍以上に設定されていることが好ましい。このような寸法に形成されていることにより、第１低バンプ４１０は、比較的扁平な形状を有している。上記の構成を有する第１低バンプ４１０は、第２高バンプ４２０と一体化されることにより、第２接続体４０の一部を構成する。
【０１１０】
第２高バンプ４２０は、第２接続体４０の第２部分４２を形成するための部材として設けられている。したがって、第２高バンプ４２０については、主に、第２部分４２と異なる点について説明し、第２部分４２と同様の構成についての詳細な説明は、省略する。
【０１１１】
第２高バンプ４２０は、円錐台形状に形成されている。第２高バンプ４２０の先端面は、処理部本体２０の一側面２０ａと平行な平坦面である。本実施の形態では、第２電極２１からの第２高バンプ４２０の高さＨ１４＝第１高バンプ３１０の高さＨ１１に設定されている。第２高バンプ４２０の高さＨ１４よりも、第１低バンプ４１０の高さＨ１３が大きくなるように設定されている。好ましくは、第２高バンプ４２０の高さＨ１４は、第１低バンプ４１０の高さＨ１３の２倍以上に設定される。また、第１低バンプ４１０の高さＨ１３と第２高バンプ４２０の高さＨ１４の合計の値は、撮像装置１における第１電極１１と第２電極２１との間の距離Ｄ５よりも大きい（Ｈ１３＋Ｈ１４＞Ｄ５）。すなわち、第２接続体４０は、第１低バンプ４１０の先端部と、第２高バンプ４２０の先端部とが潰れるようにして一体化することで、形成される。本実施の形態では、第２高バンプ４２０の基端部の直径Ｄ１４１＝第１低バンプ４１０の基端部の直径Ｄ１３１に設定されている。また、第２高バンプ４２０の先端面の直径Ｄ１４２＝第１高バンプの先端面の直径Ｄ１１２に設定されている。このような寸法に形成されていることにより、第２高バンプ４２０は、比較的先鋭な形状を有している。
【０１１２】
［受光素子ユニットの半田バンプと処理部の半田バンプとを一体化する工程］
次に、受光素子ユニット２の第１半田バンプ１００と、処理部３の第２半田バンプ２００とを一体化する工程について説明する。受光素子ユニット２の第１半田バンプ１００と、処理部３の第２半田バンプ２００とを一体化する際には、図９に示すように、受光素子ユニット２を、チップボンダ５７のツール５８で保持する。これとともに、処理部３を、チップボンダ５７のステージ５９で保持する。チップボンダ５７は、ツール５８およびステージ５９間の相対位置を変更可能な駆動機構を含んでいる。また、チップボンダ５７は、カメラ６０と、制御部６１とを有している。
【０１１３】
そして、チップボンダ５７によって、受光素子ユニット２の一側面１０ａと処理部３の一側面２０ａとを対向方向Ｚ１に沿って互いに向かい合わせる。この際、受光素子ユニット２と処理部３とは、対向方向Ｚ１に所定距離、離隔して配置される。また、この際、受光素子ユニット２および処理部３が、カメラ６０によって撮影される。
【０１１４】
カメラ６０が生成したデータは、制御部６１へ出力される。この制御部６１は、受光素子ユニット２の第１電極１１と、処理部３の第２電極２１との相対位置を認識する。そして、制御部６１は、各第１電極１１と、対応する第２電極２１の位置とが対向方向Ｚ１に真っ直ぐ向かい合うように、ツール５８およびステージ５９の相対位置を調整する。
【０１１５】
また、チップボンダ５７は、図示しないヒータなどを用いて、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０を加熱溶融させる。この場合、各バンプ３１０，４１０，３２０，４２０は、融点約１５６度を超える温度まで加熱される。本実施の形態において、各バンプ３１０，４１０，３２０，４２０は、約２５０度まで加熱される。
【０１１６】
次いで、ツール５８およびステージ５９間の距離が近づけられる。これにより、図１０（ａ）に示すように、第１高バンプ３１０および第２低バンプ３２０が、互いに、接触し、加圧される。これと同時に、第１低バンプ４１０および第２高バンプ４２０が、互いに、接触し、加圧される。
【０１１７】
これにより、第１高バンプ３１０の先端部および第２低バンプ３２０の先端部は、潰れるようにして互いに溶融する。その結果、第１高バンプ３１０の先端部および第２低バンプ３２０の先端部が膨らむように一体化し、図１０（ｂ）に示すように、第１膨らみ部３３が形成される。また、第１高バンプ３１０の一部が第１部分３１となり、第２低バンプ３２０の一部が第２部分３２となる。すなわち、第１接続体３０が形成される。
【０１１８】
また、第１低バンプ４１０の先端部および第２高バンプ４２０の先端部は、潰れるようにして互いに溶融する。これにより、第１低バンプ４１０の先端部および第２高バンプ４２０の先端部が膨らむように一体化し、図１０（ｂ）に示すように、第２膨らみ部４３が形成される。また、第１低バンプ４１０の一部が第１部分４１となり、第２高バンプ４２０の一部が第２部分４２となる。この際、第１接続体３０を形成するための第１高バンプ３１０および第２低バンプ３２０が接触する位置と、第２接続体４０を形成するための第１低バンプ４１０および第２高バンプ４２０が接触する位置とは、対向方向Ｚ１に関して異なっている。
【０１１９】
その後、チップボンダ５７による加熱が停止される。これにより、第１接続体３０および第２接続体４０などが、セ氏２０度程度の常温まで冷却され、撮像装置１が完成する。その後、撮像装置１は、前述したように、零下数十度の雰囲気下で使用される。
【０１２０】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、受光素子ユニット２と処理部３とを半田接続する際に生じる部分としての、第１膨らみ部３３と、第２膨らみ部４３とを、対向方向Ｚ１の位置が異なるように配置している。これにより、受光素子ユニット２と処理部３とをフリップチップ実装する際に、第１膨らみ部３３と、第２膨らみ部４３との接触を抑制できる。よって、第１接続体３０と第２接続体４０との接触によるショートを抑制できる。なお、第１膨らみ部３３および第２膨らみ部４３が形成されるのは、以下のようにして撮像装置１が製造されるからである。すなわち、撮像装置１を製造する際には、各第１電極１１に第１半田バンプ１００が形成された受光素子ユニット２と、各第２電極２１に第２半田バンプ２００が形成された処理部３と、を用意する。複数の第１半田バンプ１００は、高さの異なる２つのバンプとしての第１高バンプ３１０および第１低バンプ４１０を含む。複数の第２半田バンプ２００は、高さの異なる２つのバンプとしての第２高バンプ４２０および第２低バンプ３２０を含む。そして、第１高バンプ３１０と第２低バンプ３２０とを加圧した状態で溶融させて一体化することで、第１膨らみ部３３を有する第１接続体３０が形成される。また、第１低バンプ４１０と第２高バンプ４２０とを加圧した状態で溶融させて一体化することで、第２膨らみ部４３を有する第２接続体４０が形成される。以上のようにして、撮像装置１が製造される。また、対向方向Ｚ１に関して、第１膨らみ部３３の位置と、第２膨らみ部４３の位置と、を異ならせるという簡易な構成によって、第１接続体３０と第２接続体４０との接触を抑制できる。このため、第１接続体３０と第２接続体４０との接触を抑制するためのスペーサを用意する必要がない。したがって、スペーサを各電極１１，２１に対して正確に位置決めする必要はなく、また、スペーサが不要であり、撮像装置１の製造にかかる手間およびコストを少なくできる。したがって、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な、撮像装置１を実現できる。
【０１２１】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１接続体３０は、第２膨らみ部４３と直交方向Ｖ１に隣接して配置される第１断面積変化部３４を有する。第２接続体４０は、第１膨らみ部３３と直交方向Ｖ１に隣接して配置される第２断面積変化部４４を有する。第１断面積変化部３４および第２断面積変化部４４は、それぞれ、対向方向Ｚ１に沿って進むに従い、対向方向Ｚ１と直交する切断面における断面積が変化する形状を有している。このように構成することで、第１断面積変化部３４は、対向方向Ｚ１に沿って進むに従い先細りとなる形状を有している。すなわち、対向方向Ｚ１の一方に進むにしたがい、第１断面積変化部３４の占めるスペースは、小さくなり、第２膨らみ部４３を配置可能なスペースが、より広くなる。よって、第２膨らみ部４３が第１接続体３０に接触することを、より確実に抑制できる。また、上記したのと同様に、第２断面積変化部４４は、対向方向Ｚ１に沿って進むに従い先細りとなる形状を有している。すなわち、対向方向Ｚ１に進むにしたがい、第２断面積変化部４４の占めるスペースは、小さくなり、第１膨らみ部３３を配置可能なスペースが、より広くなる。よって、第１膨らみ部３３が第２接続体４０に接触することを、より確実に抑制できる。
【０１２２】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１断面積変化部３４は、受光素子ユニット２から遠ざかるにしたがい先細りとなる形状を有し、第２断面積変化部４４は、処理部３から遠ざかるにしたがい先細りとなる形状を有している。このように構成することで、受光素子ユニット２と処理部３との間の空間のうち、受光素子ユニット２および処理部３の双方から離隔した部分で、各断面積変化部３４，４４の占めるスペースが小さくなる。よって、受光素子ユニット２および処理部３の双方から離隔した位置で、第１膨らみ部３３および第２膨らみ部４３を配置するスペースを広く確保できる。その結果、第１膨らみ部３３および第２膨らみ部４３の双方について、受光素子ユニット２に接触することを抑制でき、かつ、処理部３に接触することを抑制できる。これにより、第１接続体３０におけるショート、および第２接続体４０におけるショートを、より確実に抑制できる。
【０１２３】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１接続体３０において、第１部分３１の高さＨ１は、第２部分３２の高さＨ２よりも大きく設定されている。また、第２接続体４０において、第２部分４２の高さＨ４は、第１部分４１の高さＨ３よりも大きく設定されている。このように構成することで、第１膨らみ部３３と第２膨らみ部４３とを、対向方向Ｚ１の位置が異なるように配置する構成を、容易に実現できる。
【０１２４】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１接続体３０および第２接続体４０は、受光素子ユニット本体１０の幅方向Ｙ１に交互に配置され、かつ、幅方向Ｙ１と直交する長さ方向Ｘ１に交互に配置されている。このように構成することで、撮像装置１のいずれの電極１１，２１においても、ショートが生じることを抑制できる。また、接続体として、第１接続体３０および第２接続体４０という、２種類の接続体を用いる構成であるので、接続体の種類が少なくて済む。よって、接続体４の形成にかかる手間が少なくて済む。すなわち、撮像装置１の製造にかかる手間が少なくて済む。
【０１２５】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、半田は、インジウムを含む。このように構成することで、接続体４は、優れた柔軟性を有することとなる。よって、接続体４は、熱に起因する大きな歪みに耐えることができる。これにより、接続体４が、第１電極１１および第２電極２１のそれぞれから剥がれることを確実に抑制できる。このため、作成される画像データに関して、画素抜けなどの画像不良が生じることを抑制できる。しかも、前述したように、第１接続体３０と第２接続体４０との接触が、確実に抑制されている。よって、柔らかいインジウムを用いた場合でも、受光素子ユニット２と処理部３とを接続する際に、第１接続体３０と第２接続体４０とが接触することを、確実に抑制することができる。
【０１２６】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、受光素子ユニット２は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を用いて形成されている。このように構成することで、比較的柔らかい素材を用いて形成された受光素子ユニット２には、柔軟性に優れた接続体３０，４０が接続される。これにより、受光素子ユニット２と接続体３０，４０との間に大きな荷重が作用することを抑制できる。その結果、受光素子ユニット２の故障の抑制を通じて、耐久性に優れた撮像装置１を実現することができる。
【０１２７】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１においては、受光素子ユニット２と処理部３とを半田接続する工程において、第１高バンプ３１０の先端部と、第２低バンプ３２０の先端部とは、膨らむように一体化する。その結果、第１膨らみ部３３が形成される。また、第１低バンプ４１０の先端部と、第２高バンプ４２０の先端部とは、膨らむように一体化する。その結果、第２膨らみ部４３が形成される。そして、第１高バンプ３１０および第２低バンプ３２０の互いの接触位置と、第１低バンプ４１０および第２高バンプ４２０の互いの接触位置とは、対向方向Ｚ１に関して異なるように設定されている。これにより、第１膨らみ部３３と、第２膨らみ部４３とを、対向方向Ｚ１の位置が異なるように配置できる。よって、第１膨らみ部３３と、第２膨らみ部４３との接触を抑制できるので、ショートを抑制できる。しかも、対向方向Ｚ１に関して、第１高バンプ３１０と第２低バンプ３２０との接触位置と、第１低バンプ４１０と第２高バンプ４２０との接触位置と、を異ならせるという簡易な構成である。このため、第１接続体３０と第２接続体４０との接触を抑制するためのスペーサを用意する必要がない。したがって、スペーサを電極に対して正確に位置決めする必要はなく、また、スペーサが不要であり、撮像装置１の製造にかかる手間およびコストを少なくできる。したがって、ショートの発生を抑制でき、さらには製造が容易でかつコスト安価な、撮像装置１の製造方法を実現できる。
【０１２８】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１においては、第１半田バンプ１００を形成する工程では、２つの第１電極１１，１１の双方に第１低バンプ４１０を形成した後に、２つの第１電極１１の一方にさらに半田を盛ることにより第１高バンプ３１０を形成する。また、第２半田バンプ２００を形成する工程では、２つの第２電極２１，２１の双方に第２低バンプ３２０を形成した後に、２つの第２電極２１の一方にさらに半田を盛ることにより第２高バンプ４２０を形成する。このように、受光素子ユニット２に第１半田バンプ１００を形成する工程では、第１低バンプ４１０を形成することで、第１高バンプ３１０の一部も併せて形成することができる。また、処理部３に第２半田バンプ２００を形成する工程では、第２低バンプ３２０を形成することで、第２高バンプ４２０の一部も併せて形成することができる。
【０１２９】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１においては、第１半田バンプ１００を形成する工程、および第２半田バンプ２００を形成する工程では、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０は、それぞれ、高さ方向と平行な高さ方向に沿って進むに従い、高さ方向と直交する切断面での断面積が変化する形状に形成される。このように構成することで、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０は、それぞれ、対向方向Ｚ１に沿って進むにしたがい、占有するスペースが小さくなる。その結果、膨らみ部３３，４３を配置可能なスペースが、より広くなる。よって、膨らみ部３３，４３が、隣接する接続体３０，４０に接触することを、より確実に抑制できる。
【０１３０】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１においては、第１半田バンプ１００を形成する工程、および第２半田バンプ２００を形成する工程では、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０は、それぞれ、先細りとなる形状を有するように形成される。このように構成することで、受光素子ユニット２と処理部３との間の空間のうち、受光素子ユニット２および処理部３の双方から離隔した位置で、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０が占有するスペースを小さくできる。よって、受光素子ユニット２および処理部３の双方から離隔した位置で、膨らみ部３３，４３を配置するスペースを広く確保できる。その結果、膨らみ部３３，４３が、受光素子ユニット２に接触することを抑制でき、かつ処理部３に接触することを抑制できる。これにより、接続体３０，４０におけるショートを、より確実に抑制できる。
【０１３１】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１においては、第１半田バンプ１００を形成する工程、および第２半田バンプ２００を形成する工程では、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０は、それぞれ、高さ方向と直交する切断面の形状が円形形状となるように形成される。また、第２低バンプ３２０の先端面の直径Ｄ１２２は、第１高バンプ３１０の先端面の直径Ｄ１１２の１．５倍以上に設定される。また、第１低バンプ４１０の先端面の直径Ｄ１３２は、第２高バンプ４２０の先端面の直径Ｄ１４２の１．５倍以上に設定される。
【０１３２】
仮に、第２低バンプ、および第１高バンプの双方が、先端径の小さい先鋭な形状である場合、第２低バンプの先端面は、第１高バンプの先端面を安定して支持することができない。このため、第２低バンプの先端面と、第１高バンプの先端面とを接触させた状態では、第２低バンプに対して第１高バンプが滑り易く、第２低バンプに対する第１高バンプの位置が、ずれ易い。その結果、ショートが生じるおそれがある。これに対し、本発明の実施の形態に係る撮像装置１においては、第２低バンプ３２０の先端面の直径Ｄ１２２を、第１高バンプ３１０の先端面の直径Ｄ１１２の１．５倍以上とすることにより、上記のようなショートを、より確実に抑制できる。具体的には、第２低バンプ３２０の先端面が、十分に大きな平坦な形状に形成される。よって、第２低バンプ３２０の先端面は、第１高バンプ３１０の先端面を安定して支持することができる。このため、第２低バンプ３２０の先端面と、第１高バンプ３１０の先端面とを接触させた状態では、第２低バンプ３２０に対して第１高バンプ３１０が滑り難く、第２低バンプ３２０に対する第１高バンプ３１０の位置が、ずれることを抑制できる。その結果、第１高バンプ３１０および第２低バンプ３２０の一体化によって形成される第１接続体３０と、第１低バンプ４１０および第２高バンプ４２０によって形成される第２接続体４０と、の接触の抑制を通じて、ショートの発生を抑制できる。また、第１低バンプ４１０の先端面の直径Ｄ１３２を、第２高バンプ４２０の先端面の直径Ｄ１４２の１．５倍以上としている。これにより、上記したのと同様の理由で、第１接続体３０と第２接続体４０との間でショートが生じることを、より確実に抑制できる。
【０１３３】
本発明の実施の形態に係る撮像装置１に関して、第１高バンプ３１０の高さＨ１１は、第２低バンプ３２０の高さＨ１２の２倍以上に設定される。また、第２高バンプ４２０の高さＨ１４は、第１低バンプ４１０の高さＨ１３の２倍以上に設定される。このように構成することで、第１高バンプ３１０と第２低バンプ３２０との接触位置と、第１低バンプ４１０と第２高バンプ４２０との接触位置とを、対向方向Ｚ１において、十分に離隔できる。よって、第１高バンプ３１０と第２低バンプ３２０との溶融により形成される第１膨らみ部３３と、第２高バンプ４２０と第１低バンプ４１０との溶融により形成される第２膨らみ部４３と、の接触を、より確実に抑制できる。
【０１３４】
［変形例］
本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１接続体３０の第１部分３１は、円錐台形状である構成を説明したが、これに限定するものではない。第１接続体３０の第１部分３１は、多角錐形状に形成されていてもよい。また、第１接続体３０の第１部分３１は、高さ方向に沿って当該第１部分３１の先端に向かうに従い、先太りとなる形状に形成されていてもよい。また、第１接続体３０の第１部分３１は、円柱状または多角柱状に形成されていてもよい。この場合、第１接続体３０の第１部分３１は、対向方向と直交する切断面の形状が一様である。また、第１接続体３０の第１部分３１のうち、基端側の一部が円柱状または多角柱状に形成され、先端側の一部が錐台形状に形成されていてもよい。第１接続体３０の第２部分３２、第２接続体４０の第１部分４１、および第２接続体４０の第２部分４２の形状についても、同様である。また、第１高バンプ３１０、第１低バンプ４１０、第２高バンプ４２０、および第２低バンプ３２０の形状も、同様である。
【０１３５】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、接続体４として、第１接続体３０と、第２接続体４０という、２種類の接続体を形成する構成を説明したが、これに限定するものではない。たとえば、接続体４として、３種類以上の接続体を形成してもよい。この場合、対向方向Ｚ１に関して、接続体４の膨らみ部の位置は、接続体４の種類毎に異なるように設定される。また、受光素子ユニット２の半田バンプ３１０，４１０、および処理部３の半田バンプ３２０，４２０は、各上記接続体４の形状に対応する形状に形成される。
【０１３６】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１膨らみ部３３は、第１部分３１と第２部分３２との間に配置され、第２膨らみ部４３は、第１部分４１と第２部分４２との間に配置される構成を説明したが、これに限定するものではない。たとえば、第１接続体３０において、第１膨らみ部３３が、第１部分３１または第２部分３２と重なるように配置されていてもよい。また、第２接続体４０において、第２膨らみ部４３が、第１部分４１または第２部分４２と重なるように配置されていてもよい。
【０１３７】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、第１接続体３０の第１部分３１の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積は、第１接続体３０の第２部分３２の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積と同じに設定されている。また、第２接続体４０の第１部分４１の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積は、第２接続体４０の第２部分４２の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積と同じに設定されている。しかしながら、これに限定するものではない。
【０１３８】
たとえば、図１１（ａ）に示すように、第１接続体３０Ａの第１部分３１Ａの基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積は、第１接続体３０Ａの第２部分３２の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積よりも小さく設定されていてもよい。また、第２接続体４０Ａの第２部分４２Ａの基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積は、第２接続体４０Ａの第１部分４１の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積よりも小さく設定されていてもよい。なお、変形例に関しては、上記実施の形態と異なる点について説明し、同様の構成には図に同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１３９】
受光素子ユニット２の一側面１０ａに対する第１部分３１Ａの外周面の角度θ１Ａは、処理部本体２０の一側面２０ａに対する第２部分３２の外周面の角度θ２より大きく設定される。また、処理部本体２０の一側面２０ａに対する第２部分４２Ａの外周面の角度θ４Ａは、受光素子ユニット本体１０の一側面１０ａに対する第１部分４１の外周面の角度θ３より大きく設定される。
【０１４０】
この場合、図１１（ｂ）に示すように、第１高バンプ３１０Ａの基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積は、第２低バンプ３２０の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積よりも小さく設定される。また、第２高バンプ４２０Ａの基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積は、第１低バンプ４１０の基端部における、対向方向Ｚ１と直交する切断面の断面積よりも小さく設定される。
【０１４１】
本発明の変形例に係る撮像装置１では、第１接続体３０Ａのうち、第１高バンプ３１０Ａによって形成される第１部分３１Ａを細い形状に形成することができる。これにより、第１接続体３０Ａの第１部分３１Ａが、隣接する第２接続体４０Ａの第２膨らみ部４３に接触することを、より確実に抑制することができる。また、上記したのと同様に、第２接続体４０Ａのうち、第２高バンプ４２０Ａによって形成される第２部分４２Ａを細い形状に形成することができる。これにより、第２接続体４０Ａの第２部分４２Ａが、隣接する第１接続体３０Ａの第１膨らみ部３３に接触することを、より確実に抑制することができる。
【０１４２】
また、本発明の実施の形態に係る撮像装置１では、処理部３は、受光素子ユニット２からの電流を電圧に変換し、当該電圧を、ケース６の外部のＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵへ出力する構成を説明したけれども、これに限定するものではない。たとえば、処理部３は、Ａ／ＤコンバータおよびＣＰＵを含んでいてもよい。
【０１４３】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４４】
１  撮像装置
２  受光素子ユニット
３  処理部
４  接続体
１１  第１電極
１８  受光素子
２１  第２電極
３０，３０Ａ  第１接続体
３１，３１Ａ，４１  第１部分
３２，４２，４２Ａ  第２部分
３３  第１膨らみ部
３４  第１断面積変化部
４０，４０Ａ  第２接続体
４３  第２膨らみ部
４４  第２断面積変化部
１００  第１半田バンプ
２００  第２半田バンプ
３１０，３１０Ａ  第１高バンプ
３２０  第２低バンプ
４１０  第１低バンプ
４２０，４２０Ａ  第２高バンプ
Ｄ１１２  第１高バンプの先端面の直径
Ｄ１２２  第２低バンプの先端面の直径
Ｄ１３２  第１低バンプの先端面の直径
Ｄ１４２  第２高バンプの先端面の直径
Ｈ１〜Ｈ４  高さ
Ｈ１１〜Ｈ１４  高さ
Ｖ１  直交方向
Ｘ１  長さ方向
Ｙ１  幅方向
Ｚ１  対向方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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