(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便且つ高精度な光学系の組み立てが可能となるイメージセンサモジュールの構造を提供する。【解決手段】イメージセンサモジュール１００は、互いに対向する第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有し、透光性を有し、複数の第１貫通孔及び３個以上の第２貫通孔１０８ｂを含む複数の貫通孔を有する基板１０１、複数の第１貫通孔の各々に設けられた貫通電極１１０及び第１面１０１ａ又は前記第２面１０１ｂの少なくともいずれか一方に配置される多層配線層を有するインターポーザ基板１０２と、基板１０１の第１面１０１ａ側に配置され、基板１０１側に複数の光電変換素子が配列される受光面１０４ａを有し、インターポーザ基板１０２を介して外部回路に接続されるイメージセンサ１０４と、基板１０１の前記第２面１０１ｂ側に配置されるレンズユニット１０６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１面及び第２面を有し、平面視において第１領域を有し、透光性を有し、複数の第１貫通孔及び３個以上の第２貫通孔を含む複数の貫通孔を有する基板、
前記複数の第１貫通孔の各々に設けられた貫通電極、及び、
前記第１面又は前記第２面の少なくともいずれか一方に配置される多層配線層、及び、
平面視において前記第１領域の周りに配置され、断面視において前記第１面から前記第２面まで貫通して配置される少なくとも１つの遮光壁を有するインターポーザ基板と、
前記インターポーザ基板に対し、前記基板の前記第１面側に配置され、前記基板側に複数の光電変換素子が配列される受光面を有し、前記受光面は前記第１領域に重畳し、前記インターポーザ基板を介して外部回路に接続されるイメージセンサと、
前記インターポーザ基板に対し、前記基板の前記第２面側に配置されるレンズユニットとを備えたイメージセンサモジュール。
【請求項２】
前記多層配線層は、積層された複数の配線層を有し、
前記複数の配線層の各々は、平面視において前記受光面の外側に配置された配線及び前記配線を被覆する絶縁層を有する請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記配線を被覆する無機絶縁層及び前記無機絶縁層を被覆する有機絶縁層を有する請求項２に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項４】
前記複数の配線層の内少なくともいずれか一が有する有機絶縁層は、平面視において前記受光面を覆う請求項２に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項５】
前記受光面を覆う有機絶縁層は、赤外線を吸収する成分を含有する請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項６】
前記少なくとも１つの遮光壁は、平面視において前記受光面内に端を有する任意の半直線と交差するように配置された請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項７】
前記レンズユニットは、
撮像レンズ群、
前記撮像レンズ群を有する第１ケース、及び、
複数のバネを介して前記第１ケースと接合され、複数の支柱を有する第２ケースを有する請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項８】
前記複数の支柱の内少なくとも３本の支柱の各々は、前記第２貫通孔に挿入されている請求項７に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項９】
前記第１ケースは、前記第１ケースを囲むコイルを有し、
前記複数の支柱の内少なくとも２本の支柱は、導電性を有し、前記コイルと接続されている請求項８に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１０】
前記貫通電極は、コンフォーマル導体である請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１１】
前記インターポーザ基板は、前記基板の前記第２面側において、前記受光面の外側の領域に配置された光吸収層を更に有する請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１２】
前記光吸収層は、前記多層配線層を覆う請求項１１に記載のイメージセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はイメージセンサモジュールに関する。特に、携帯電子機器やタブレット端末に内蔵される固体撮像素子を用いたイメージセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電子機器やタブレット端末に内蔵されるイメージセンサとして、固体撮像素子が広く知られている。固体撮像素子は、半導体チップ等に光電変換素子を有する画素を配列された受光面を有する。被写体が発した光をレンズ等の光学系によって受光面に結像させると、その像の光を、その明暗に応じた電荷量に変換し、電気信号を取得することによって出力画像を得ることができる。
【０００３】
近年、携帯電子機器の小型化、高品質化、及び高機能化が進み、これらの電子機器に搭載される固体撮像装置についても、小型化、高品質化、及び高精度化が強く求められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、基板に搭載された固体撮像素子と、固体撮像素子に形成されたパッドと基板に形成されたリードとを電気的に接続するボンディングワイヤーと、固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、光透過性を有し固体撮像素子の撮像面と対向してフレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、フレーム部材は、光学部材側から撮像面に向けて延びる脚部を有し、パッドに接続されたボンディングワイヤーの端部が脚部により覆われた状態でフレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定される固体撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２２５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固体撮像素子の受光面全域に被写体像を同一焦平面に結像させるには、レンズユニットが有するレンズ群の光軸と固体撮像素子の法線とが一致する必要がある。しかしながら、上記の構成においては、レンズユニット及び固体撮像素子の取り付け基準面として、同一の基板を用いているが、当該基板の平坦性については触れられていない。当該基板として、例えばガラスエポキシ基板を用いる場合、表面の平坦性を考慮すると、基板に接着固定される固体撮像素子である半導体チップの受光面の平行度の精度を確保し、且つ、レンズユニットの固定時に、レンズ系の光軸鉛直度の精度を基板表面を基準として確保して、組み立てる、煩雑な工程が必要となり、レンズユニットが有するレンズ群の光軸と固体撮像素子の法線とがずれることが懸念される。
【０００７】
本開示は、上記実情に鑑み、簡便且つ高精度な光学系の組み立てが可能となるイメージセンサモジュールの構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態に係るイメージセンサモジュールは、互いに対向する第１面及び第２面を有し、透光性を有し、複数の第１貫通孔及び３個以上の第２貫通孔を含む複数の貫通孔を有する基板、前記複数の第１貫通孔の各々に設けられた貫通電極、及び、前記第１面又は前記第２面の少なくともいずれか一方に配置される多層配線層を有するインターポーザ基板と、前記基板の前記第１面側に配置され、前記基板側に複数の光電変換素子が配列される受光面を有し、前記インターポーザ基板を介して外部回路に接続されるイメージセンサと、前記基板の前記第２面側に配置されるレンズユニットとを備える。
【０００９】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記多層配線層は、積層された複数の配線層を有し、前記複数の配線層の各々は、平面視において前記受光面の外側に配置された配線及び前記配線を被覆する絶縁層を有する。
【００１０】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記絶縁層は、前記配線を被覆する無機絶縁層及び前記無機絶縁層を被覆する有機絶縁層を有する。
【００１１】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記複数の配線層の内少なくともいずれか一が有する有機絶縁層は、平面視において前記受光面を覆う。
【００１２】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記受光面を覆う有機絶縁層は、赤外線を吸収する成分を含有する。
【００１３】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記インターポーザ基板は、平面視において前記受光面の周りに配置され、断面視において前記第１面から前記第２面まで貫通して配置される少なくとも１つの遮光壁を更に有する。
【００１４】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記少なくとも１つの遮光壁は、平面視において前記受光面内に端を有する任意の半直線と交差するように配置される。
【００１５】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記レンズユニットは、撮像レンズ群、前記撮像レンズ群を有する第１ケース、及び、複数のバネを介して前記第１ケースと接合されている第２ケースを含み、前記第２ケースに設けられた複数の支柱を有する。
【００１６】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記複数の支柱の内少なくとも３本の支柱の各々は、前記第２貫通孔に挿入されている。
【００１７】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記第１ケースは、前記第１ケースを囲むコイルを有し、前記複数の支柱の内少なくとも２本の支柱は、導電性を有し、前記コイルと接続されている。
【００１８】
前記イメージセンサモジュールにおいて、前記貫通電極は、コンフォーマル導体である。
【発明の効果】
【００１９】
本開示によると、簡便且つ高精度な光学系の組み立てが可能となるイメージセンサモジュールの構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの概略構成を説明する断面図である。
【図２】本開示の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの概略構成を説明する分解断面図である。
【図３】本開示の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの概略構成を説明する断面図である。
【図４】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する斜視図である。
【図５】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図６】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図７】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図８】本開示の一実施形態に係るＣＭＯＳイメージセンサを説明する断面図である。
【図９】本開示の一実施形態に係る貫通電極の種類を説明する断面図である。
【図１０Ａ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｂ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｃ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｄ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｅ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｆ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｇ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｈ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｉ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｊ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１０Ｋ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。
【図１２】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１３】本開示の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの概略構成を説明する断面図である。
【図１４】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１５】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１６Ａ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１６Ｂ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１６Ｃ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１６Ｄ】本開示の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する断面図である。
【図１７】本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。
【図１８】本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００２２】
＜第１実施形態＞
［イメージセンサモジュールの概略構成］
図面を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の概略構成を説明する断面図である。図２は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の概略構成を説明する分解断面図である。図３は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の概略構成を説明する断面図である。図１及び図２は、イメージセンサモジュール１００の光軸を含む平面で切った断面を示している。図３は、図１のＡ−Ａ´を通り、イメージセンサモジュール１００の光軸に垂直な平面で切った断面を示している。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、インターポーザ基板１０２と、イメージセンサ１０４と、レンズユニット１０６と、放熱部材１３４と、第３ケース１３６と、永久磁石１４０と、カバー１３８とを備えている。
【００２４】
先ず、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成について図面を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成を説明する斜視図である。図５は、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成を説明する平面図である。図６は、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成を説明する断面図である。図７は、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成を説明する拡大断面図である。
【００２５】
図４乃至図７に示すように、インターポーザ基板１０２は、基板１０１、貫通電極１１０、多層配線層１１４、及び、少なくとも１つの遮光壁１１２を有している。尚、図４及び図５においては、多層配線層１１４を省略し、基板１０１、貫通電極１１０、及び、少なくとも１つの遮光壁１１２のみを示している。
【００２６】
基板１０１は、互いに対向する第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有し、複数の貫通孔１０８を有する。複数の貫通孔１０８の各々は、その目的によって幾つかに分類され、本実施形態においては２種に分類される。以下の説明においては、それらを区別する場合には、第１貫通孔１０８ａ又は第２貫通孔１０８ｂと呼称する。複数の貫通孔１０８は、複数の第１貫通孔１０８ａ及び３個以上の第２貫通孔１０８ｂを含む。
【００２７】
詳細は後述するが、複数の第１貫通孔１０８ａは、イメージセンサ１０４とＦＰＣ１４４等の外部回路とを電気的に接続するために、その内部に貫通電極１１０を形成するために設けられる。一方、３個以上の第２貫通孔１０８ｂは、レンズユニット１０６を基板１０１の第２面１０１ｂ側に配置するための支柱１２４ａを、その内部に挿入するために設けられる。
【００２８】
複数の貫通孔１０８は、平面視において、遮光壁１１２の外側に配置される。本実施形態においては、図４及び図５に示すように、複数の第１貫通孔１０８ａは、大まかに矩形の４辺に沿って配置されている。矩形の互いに対向する２つの長辺に沿って、それぞれ１９個の第１貫通孔１０８ａが配置され、互いに対向する２つの短辺に沿って、それぞれ１１個の第１貫通孔１０８ａが配置されている。矩形の各々の辺において、複数の第１貫通孔１０８ａは、２列に配置されている。更に、複数の第１貫通孔１０８ａは、ジグザグ状に配置されている。
【００２９】
後に幾つかの変形例を示すが、複数の第１貫通孔１０８ａの個数、レイアウト等についても本実施形態の構成に限られない。第１貫通孔１０８ａの個数については、イメージセンサモジュール１００と外部回路とを接続する配線を形成するために必要な数以上であればよい。平面視における複数の第１貫通孔１０８ａのレイアウトについては、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａに配置される複数の光電変換素子１０４ｂ（図８を用いて後述する）と重畳しなければよい。つまり、複数の第１貫通孔１０８ａは、平面視において受光面１０４ａの外側に配置されればよい。
【００３０】
一方、本実施形態においては、第２貫通孔１０８ｂの数は４個である。４個の第２貫通孔１０８ｂは、基板１０１の四隅近傍に配置されている。また、平面視における第２貫通孔１０８ｂの断面積は、第１貫通孔１０８ａの断面積よりも大きい態様を示している。本実施形態においては、第１貫通孔１０８ａ及び第２貫通孔１０８ｂの平面視における形状はいずれも円形である。しかし、複数の貫通孔１０８の各々の平面視における形状はこれに限られず、多角形等の多様な形状であっても構わない。
【００３１】
また、複数の第２貫通孔１０８ｂの個数、レイアウト、径等については以上の構成に限られるものではない。第２貫通孔１０８ｂの数については、詳細は後述するが、３個以上であれば足りる。平面視における複数の第２貫通孔１０８ｂのレイアウトは、１本の直線上に配置されず、且つ、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａに配置される複数の光電変換素子１０４ｂと重畳しなければよい。つまり、複数の第１貫通孔１０８ａは、平面視において受光面１０４ａの外側に配置される。第２貫通孔１０８ｂの径については、支柱１２４ａを挿入するために十分な径であればよい。支柱１２４ａは、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２に安定して配置するために十分な強度を有することが必要であることから、そのために十分な径が必要である。
【００３２】
基板１０１としては、その第１面１０１ａ側に配置されるイメージセンサ１０４の受光面１０４ａに、被写体で反射した光を入射させるため、透光性を有する基板１０１が用いられる。また、インターポーザ基板１０２の両表面は、レンズユニット１０６及びイメージセンサ１０４といった光学系の組み立て基準面を兼ねる。ここで、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とを高精度で一致させることが望ましい。そのため、インターポーザ基板１０２としては、両表面の平坦性が高く、かつ、両表面の平行度が高い基板１０１を用いることが望ましい。
【００３３】
そのような基板１０１としては、例えばガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダガラス、チタン含有シリケートガラス等の基板を用いることができる。他の基板１０１の例として、サファイア基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、酸化ジリコニア（ＺｒＯ2）基板等を用いることができる。また、これらの基板のうちのいずれかの組み合わせで積層された基板を用いることができる。
【００３４】
貫通電極１１０は、複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられている。本実施形態においては、貫通電極１１０は、複数の第１貫通孔１０８ａの各々の内部を充填している。貫通電極１１０は、基板１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂに設けられた多層配線層１１４の各々の最下層の配線層１１４ａの配線１１６と電気的に接続されている。
【００３５】
多層配線層１１４は、基板１０１の第１面１０１ａ又は前記第２面１０１ｂの少なくともいずれか一方に配置される。本実施形態においては、図６及び図７に示すように、基板１０１の第１面１０１ａ及び前記第２面１０１ｂに配置される。多層配線層１１４は、積層された複数の配線層１１４ａ、複数のビア１１６ｃ及び複数の電極パッド１１６ｄを有する。複数の配線層１１４ａの各々は、配線１１６及び配線１１６を被覆する絶縁層１１８を有する。
【００３６】
配線１１６は、受光面１０４ａに入射する光を遮断しないよう、平面視において受光面１０４ａの外側に配置されている。配線１１６は、複数種の導電層の積層構造であってもよく、単層構造であってもよい。本実施形態においては、複数の配線層１１４ａの各々が有する配線１１６は、第１導電層１１６ａ及び第２導電層１１６ｂを有する２層構造としている。配線１１６は、一般に、引っ張り応力を有する。
【００３７】
第１導電層１１６ａは、第２導電層１１６ｂの上に配置されている。第１導電層１１６ａの材料としては、電気抵抗が低い金属材料が好ましい。例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。また、アルミニウム−ネオジウム合金（Ａｌ−Ｎｄ）やアルミニウム−銅合金（Ａｌ−Ｃｕ）などのアルミニウム合金を使用することができる。
【００３８】
第２導電層１１６ｂは、第１導電層１１６ａの下に配置されている。第２導電層１１６ｂの材料としては、密着性や、第１導電層１１６ａに対するバリア性を有する材料を使用することが好ましい。例えば、第１導電層１１６ａとしてＣｕを使用した場合、第２導電層１１６ｂとしては、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、Ｃｒ（クロム）等を使用することができる。
【００３９】
絶縁層１１８は、無機絶縁層１１８ａ及び有機絶縁層１１８ｂを有する。無機絶縁層１１８ａは、配線１１６を被覆する。有機絶縁層１１８ｂは、無機絶縁層１１８ａを被覆する。
【００４０】
有機絶縁層１１８ｂの材料としては、引っ張り応力を有する有機絶縁材料が好ましい。有機絶縁層１１８ｂは、配線１１６によって形成された段差を緩和または平坦化し、また、誘電率が無機絶縁層１１８ａよりも低い材料であることが好ましく、例えば感光性ポリイミドなどの樹脂材料で形成されるとよい。有機絶縁層１１８ｂの膜厚は、少なくとも配線１１６によって形成される段差以上の膜厚であることが好ましく。また、配線１１６間の寄生容量を小さくするために、塗布工程において可能な限り厚く形成することが好ましい。具体的には、有機絶縁層１１８ｂの膜厚は、好ましくは４μｍ以上２４μｍ以下であるとよい。また、より好ましくは８μｍ以上２０μｍ以下であるとよい。また、感光性ポリイミドの代わりに、感光性アクリル、感光性シロキサン、感光性フェノール、感光性エポキシなどを使用することができる。その他にも、誘電率が低く、Ｃｕに対するバリア性を有するベンゾシクロブテンを使用してもよい。
【００４１】
また、感光性樹脂に限らず、非感光性樹脂を使用してもよい。非感光性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。上記の樹脂は単体で用いられてもよく、２種類以上の樹脂を組み合わせて用いられてもよい。また、上記の樹脂に、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等、無機フィラーを併用して用いてもよい。
【００４２】
複数の配線層１１４ａの各々が有する無機絶縁層１１８ａは、配線１１６を被覆する。無機絶縁層１１８ａとしては、圧縮応力を有することが好ましい。無機絶縁層１１８ａの材料としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯx）、窒化シリコン（ＳｉＮx）等、又はそれらを複数組み合わせた積層してもよい。本実施形態においては、無機絶縁層１１８ａは、第１無機絶縁層１１８ａ１及び第２無機絶縁層１１８ａ２を有する２層構造としている。
【００４３】
第１無機絶縁層１１８ａ１は、第２無機絶縁層１１８ａ２及びその上に設けられる有機絶縁層１１８ｂとの密着性がよい材料を使用することが好ましい。例えば、第１無機絶縁層１１８ａ１としては、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などを使用することができる。また、第１無機絶縁層１１８ａ１は被覆性の良い成膜条件で成膜することが好ましい。また、ＳｉＯxは、基板１０１の反りを調整及び信頼性向上のために一定以上の膜厚であることが好ましく、膜厚が厚すぎると有機絶縁層１１８ｂの応力との釣り合いが取れなくなるため一定以下の膜厚であることが好ましい。具体的には、ＳｉＯxの膜厚は、好ましくは１μｍ以上８μｍ以下であるとよい。また、より好ましくは２μｍ以上５μｍ以下であるとよい。
【００４４】
第１無機絶縁層１１８ａ１は、配線１１６によって形成された段差部において、ひび割れや、膜が粗な領域が発生しないようにすることが好ましい。例えば、第１無機絶縁層１１８ａ１は、成膜温度が高い条件で成膜することが望ましく、好ましくは２００℃以上であるとよい。より好ましくは、３００℃以上であるとよい。
【００４５】
第２無機絶縁層１１８ａ２は、第１導電層１１６ａに対するバリア性を有している材料を使用することが好ましい。換言すると、第２無機絶縁層１１８ａ２は、第１無機絶縁層１１８ａ１や有機絶縁層１１８ｂに比べて、第１導電層１１６ａの材料の拡散速度が遅い材料であることが好ましい。例えば、第１導電層１１６ａとしてＣｕを使用した場合、第２無機絶縁層１１８ａ２としては、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化炭化シリコン（ＳｉＣＮ）、炭素添加酸化シリコン（ＳｉＯＣ）等を使用することができる。また、第２無機絶縁層１１８ａ２は被覆性の良い成膜条件で成膜することが好ましい。また、第１導電層１１６ａとしてＣｕを使用し、第２無機絶縁層１１８ａ２としてＳｉＮxを使用した場合、Ｃｕの拡散防止機能を得るために一定以上の膜厚であることが好ましく、ＳｉＮxは比誘電率が７．５と高いため配線層１１４ａ間の寄生容量を抑制するために一定以下の膜厚にすることが好ましい。具体的には、ＳｉＮx膜の膜厚は、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるとよい。また、より好ましくは、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるとよい。
【００４６】
複数のビア１１６ｃは、複数の配線層１１４ａの内、互いに隣接する配線層１１４ａを接続する。本実施形態においては、複数のビア１１６ｃは、それぞれ同じ平面座標で積層された、所謂スタックビア構造を有している。換言すると、複数のビア１１６ｃは、平面視において互いに重畳する。ここで、重畳するビア１１６ｃは平面視において完全に重畳する構造に限定されず、例えば、ビア１１６ｃの一部が重畳した構造を含む。図７に示すスタックビア構造において、積層された全てのビア１１６ｃが平面視において互いに重畳した構造を例示したが、この構造に限定されず、少なくともある配線層１１４ａの上下に形成されたビア１１６ｃが平面視においた互いに重畳していればよい。
【００４７】
電極パッド１１６ｄは、最上層の配線層１１４ａの上に配置されている。本実施形態においては、電極パッド１１６ｄは、平面視において重畳する複数のビア１１６ｃの直上に配置されているが、これに限られない。
【００４８】
このような構成を有することによって、基板１０１の反りを補正しながら配線層１１４ａの多層化が可能になる。基板１０１の反り量が大きくなると、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とがずれてしまうことが懸念される。イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とが一致していないと、イメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａの中心部付近で被写体の像を良好に結像させたとしても、有効な受光面１０４ａの中心部から離れた領域においては良好に結像させることができないといった表示不良の発生が懸念される。
【００４９】
本実施形態によれば、圧縮応力を有する無機絶縁層１１８ａを複数の配線層１１４ａの各々に介在させるため、有機絶縁層１１８ｂ及び配線層１１４ａの引っ張り応力を相殺することができる。これによって、基板１０１の反りを補正しながら、何層にも及ぶ配線層１１４ａの多層化が可能になる。何層にも及ぶ配線層１１４ａの多層化が可能になると、配線デザイン、配線幅、配線密度等の制約が緩和され、それらの配置についての自由度が増し、イメージセンサモジュールの高性能化に繋がる。
【００５０】
尚、図７においては、３層の配線層１１４ａが積層された多層配線層１１４が、基板１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂに配置される例を示したが、これに限定されるものではない。上述の理由により、配線層１１４ａは、何層もの多層化が可能である。また、第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂに配置される多層配線層１１４の配線層１１４ａの積層数は異なっていてもよい。以上、本実施形態に係る多層配線層１１４の構成について説明した。
【００５１】
少なくとも１つの遮光壁１１２は、平面視においては受光面１０４ａの周りに配置されている。少なくとも１つの遮光壁１１２は、断面視においては第１面１０１ａから第２面１０１ｂまで貫通して配置されている。
【００５２】
ここで、遮光壁１１２は平面視において完全に閉じた周状に配置されるわけではなく、本実施形態においては４箇所にスリット１１２ｃが設けられている。つまり、遮光壁１１２は４箇所に分離されて配置されている。スリット１１２ｃとは、隣接した２つの遮光壁１１２の間に設けられた隙間であり、その実態は基板１０１の材料である。つまり、平面視において受光面１０４ａに重畳する基板１０１の領域は、受光面１０４ａの外側の基板１０１の領域と、スリット１１２ｃを介して接続されている。
【００５３】
このようなスリット１１２ｃを設けることによって、遮光壁１１２の形成が容易になる。具体的には、製造工程において、遮光壁１１２を埋め込むための貫通孔１０８を受光面１０４ａの周りに形成する際に、受光面１０４ａに重畳する基板１０１の領域が分離されて抜け落ちてしまうことを防ぐことができる。
【００５４】
このように、遮光壁１１２が受光面１０４ａの周りに配置される構成を有することによって、インターポーザ基板１０２内において受光面１０４ａの外側に侵入した光の乱反射による迷光がイメージセンサ１０４の受光面１０４ａに入射することを抑制することができる。これによって、迷光に伴うフレアの発生を抑制することができる。
【００５５】
更に、スリット１１２ｃを設けることによって、遮光壁１１２を埋め込むための貫通孔を、第１貫通孔１０８ａ及び第２貫通孔１０８ｂと同一の工程で形成することができる。更に、スリット１１２ｃを複数設けることによって、インターポーザ基板１０２の機械的強度を向上させることができる。
【００５６】
この例では、遮光壁１１２は矩形の周に沿って配置され、当該矩形の４個の頂点付近にスリット１１２ｃが設けられている。この例では、当該矩形の２本の長辺の各々の両端部にスリット１１２ｃが設けられている。尚、遮光壁１１２のレイアウトとしては、図４及び図５に示したものに限られるものではなく、後に他の幾つかの変形例を示す。
【００５７】
遮光壁１１２の材料の一例としては、遮光性を有する金属が挙げられる。遮光性を有する金属としては、例えばニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
【００５８】
遮光壁１１２の材料の他の一例としては、黒色樹脂が挙げられる。黒色樹脂としては、少なくとも、感光性樹脂組成物、光重合開始剤、顔料及び溶媒を含み、これらの組成を適宜合わせて黒色樹脂組成物とする。感光性樹脂組成物としては、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いることができる。感光性樹脂組成物としては、例えばアクリル系モノマー、オリゴマー、ポリマー、光開始剤、溶媒及び顔料を含有する感光性樹脂組成物を用いることができる。顔料としては、カーボンブラック、酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、その他混色した有機顔料等を用いることができる。
【００５９】
また、黒色樹脂としては、非感光性樹脂組成物に、顔料を分散させたものを用いることができる。非感光性樹脂組成物としては、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。顔料としては、カーボンブラックを分散させたものを用いることができる。また、アニリンブラック、アセチレンブラック、フタロシアニンブラック、チタンブラック等を顔料として分散してもよい。
【００６０】
イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２に対し、基板１０１の第１面１０１ａ側に配置される。イメージセンサ１０４は、基板１０１側に受光面１０４ａを有している。受光面１０４ａには、後に図８を用いて詳述するが、複数の光電変換素子１０４ｂが配列されている。複数の光電変換素子１０４ｂは、例えば行列状に配列される。光電変換素子１０４ｂとしては、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等を用いることができる。
【００６１】
イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２を介してＦＰＣ１４４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の外部回路に接続される。図６及び図７に示すように、本実施形態において、インターポーザ基板１０２は、基板１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂにおいて、遮光壁１１２の外側に多層配線層１１４が配置されている。第２面１０１ｂ側に配置された多層配線層１１４は、電極パッド１１６ｄを介してＦＰＣ１４４等の外部回路に接続される。
【００６２】
光電変換素子１０４ｂとしては、本実施形態においてはＣＯＭＳイメージセンサを用いる。図８は、本実施形態に係るＣＭＯＳイメージセンサの構成を説明する断面図である。本実施形態に係るＣＭＯＳイメージセンサは、フォトダイオード１４８、配線層１５０、カラーフィルタ１５２、及びマイクロレンズ１５４を有している。
【００６３】
フォトダイオード１４８は、入射した光を電荷に変換する。フォトダイオード１４８に光が入射すると、その一部がフォトダイオード１４８のＰＮ接合部近傍で電子・正孔対を生成される。このとき、フォトダイオード１４８に逆バイアスを印加しておくことによって、生成されたキャリア対の情報を電流として取り出すことができる。
【００６４】
配線層１５０は、本実施形態においては、フォトダイオード１４８の上の層に配置される。配線層１５０は、フォトダイオード１４８内で生成されたキャリア対の信号を検出するための配線及びトランジスタ等の素子を有している。これらの配線や素子等は、フォトダイオード１４８に効率的に外光を取り込むため、フォトダイオード１４８の上部を避けて配置されている。
【００６５】
カラーフィルタ１５２は、フォトダイオード１４８に入射する光の色を選択する。複数のＣＭＯＳイメージセンサの各々は、少なくとも３色のいずれかのカラーフィルタ１５２を有している。
【００６６】
マイクロレンズ１５４は、入射した光をフォトダイオード１４８に効率良く集光するために設けられる。集光の効率を向上させるため、マイクロレンズ１５４の下には、平坦化層１５６を設けてもよい。
【００６７】
以上、本実施形態に係るイメージセンサ１０４の受光面１０４ａに配置されたＣＭＯＳイメージセンサ１０４について説明した。
【００６８】
レンズユニット１０６は、インターポーザ基板１０２に対し、基板１０１の第２面１０１ｂ側に配置される。レンズユニット１０６は、撮像レンズ群１２０、第１ケース１２２、第２ケース１２４及び赤外線カットフィルタ１２８を有している。
【００６９】
撮像レンズ群１２０は、複数のレンズを含み、被写体が発してイメージセンサモジュール１００に入射した光をイメージセンサ１０４の受光面１０４ａ上に結像させる。
【００７０】
第１ケース１２２は、撮像レンズ群１２０を有する。本実施形態においては、第１ケース１２２は、撮像レンズ群１２０を内装している。図１乃至図３に示すように、第１ケース１２２は、円筒形の形状を有し、その側壁が、撮像レンズ群１２０が有する複数のレンズの周囲を支持している。また、第１ケース１２２には、コイル１３０が巻き付けられている。コイル１３０は、撮像レンズ群１２０の配置を制御するために設けられている。コイル１３０に供給する電流を制御することによって、当該電流が誘発する磁場と永久磁石１４０との相互作用により、撮像レンズ群１２０の配置を制御する。
【００７１】
第２ケース１２４は、第１ケース１２２と接合されている。本実施形態においては、第２ケース１２４は、複数のバネ１３２を介して第１ケース１２２と接合され、第１ケース１２２を内装している。これによって、第１ケース１２２は、コイル１３０に供給される電流を制御することによって、第２ケース１２４に対して揺動可能に配置される。第２ケース１２４は、本実施形態においては、四角柱状の形状を有している。第２ケース１２４の撮像レンズ群１２０に対向する側面には、外光をイメージセンサモジュール１００内に取り込むために透明樹脂基板１２６が用いられている。
【００７２】
第２ケース１２４は、複数の支柱１２４ａを有している。複数の支柱１２４ａの内少なくとも３本の支柱１２４ａの各々は、基板１０１の第２貫通孔１０８ｂに挿入されている。これによって、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２の第２面１０１ｂに着脱可能に配置することができる。
【００７３】
複数の支柱１２４ａの本数は、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２の第２面１０１ｂに安定して配置するため、３本以上であることが好ましい。平面視における複数の支柱１２４ａのレイアウトについては、１本の直線上に配置されず、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａに配置される複数の光電変換素子１０４ｂと重畳しなければよい。支柱１２４ａは、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２の第２面１０１ｂに安定して配置するために十分な強度を有することが必要であり、そのために十分な径が必要である。
【００７４】
複数の支柱１２４ａの内少なくとも２本の支柱１２４ａは、導電性を有する。当該２本の支柱１２４ａは、コイル１３０と接続されている。当該２本の支柱１２４ａは、コイル１３０の両端に接続されてもよい。当該２本の支柱１２４ａを介してコイル１３０に供給する電流を制御することによって、撮像レンズ群１２０の位置を制御する。
【００７５】
このような構成を有することによって、支柱１２４ａがコイル１３０に接続される配線を兼ねることができ、配線構造が単純になる。
【００７６】
赤外線カットフィルタ１２８は、撮像レンズ群１２０を透過して入射する光から赤外領域の光を吸収するフィルタである。本実施形態においては、赤外線カットフィルタ１２８は、レンズユニット１０６内に配置され、撮像レンズ群１２０の下部に配置されている。しかし、赤外線カットフィルタ１２８の配置はこれに限定されない。つまり、被写体からの光が撮像レンズ群１２０を通過し、その後に赤外線カットフィルタ１２８を通過する構成となっていればよい。他の例として、インターポーザ基板１０２の第１面１０１ａ側に固定されて配置されていてもよい。
【００７７】
以上、本実施形態に係るレンズユニット１０６の構成について説明した。このような構成を有することによって、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とを高精度で一致させることができる。
【００７８】
イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とが一致していないと、イメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａの中心部付近で被写体の像を良好に結像させたとしても、有効な受光面１０４ａの中心部から離れた領域においては良好に結像させることができないといった表示不良の発生が懸念される。
【００７９】
放熱部材１３４は、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａとは反対の面に固定されて配置されている。
【００８０】
第３ケース１３６は、凹部を有し、当該凹部内に少なくともイメージセンサ１０４及び放熱部材１３４が配置され、インターポーザ基板１０２に固定されて配置されている。
【００８１】
永久磁石１４０は、第２ケース１２４の外側に、コイル１３０を囲むように配置されている。本実施形態においては、第２ケース１２４の４個の側面の各々に、１個の永久磁石１４０が配置されている。尚、本実施形態の永久磁石１４０のレイアウトは一例であって、これに限られるものではない。
【００８２】
カバー１３８は、レンズユニット１０６及び永久磁石１４０を内装する。カバー１３８の材質としては、金属、セラミック等を用いることができる。
【００８３】
以上、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の概略構成について説明した。本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成によれば、インターポーザ基板１０２は光学系の組み立て基準面を兼ねる。これによって、簡便かつ高精度な光学系の組み立てが可能になる。つまり、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とを簡便かつ高精度で一致させることができる。
【００８４】
［貫通電極及び遮光壁を形成する方法］
次いで、基板１０１に、複数の貫通電極１１０及び少なくとも１つの遮光壁１１２を形成する方法について説明する。
【００８５】
先ず、第１貫通孔１０８ａ、第２貫通孔１０８ｂ及び遮光壁１１２を埋め込むための貫通孔を形成する。これらの貫通孔は、レーザ照射、ウェットエッチング、ドライエッチング等を用いて、同一の工程で形成することができる。レーザ照射としては、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（基本波（波長：１０６４ｎｍ）、第２高調波（波長：５３２ｎｍ）、第３高調波（波長：３５５ｎｍ）等を用いることができる。）、フェムト秒レーザ、炭酸ガスレーザ等を用いることができる。
【００８６】
ウェットエッチングとしては、フッ化水素（ＨＦ）、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、硝酸（ＨＮＯ3）、塩酸（ＨＣｌ）のいずれか、又はこれらのうちの混合物を用いたウェットエッチング等を用いることができる。また、前述のレーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。つまり、レーザ照射によってインターポーザ基板１０２の貫通孔形成領域に変質層を形成し、ＨＦに浸漬することによって当該変質層をエッチングすることができる。ドライエッチングとしては、プラズマを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、ボッシュプロセスを用いたＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  ＲＩＥ）法、サンドブラスト法、レーザアブレーション等のレーザ加工等を用いることができる。
【００８７】
次いで、前述の工程によって形成された複数の貫通孔の内、第１貫通孔１０８ａに、貫通電極１１０を形成する方法について説明する。貫通電極１１０を形成する方法としては、例えば、充填めっき、スパッタリング又は蒸着、コンフォーマルめっき等の方法を用いることができる。これらの方法を用いて形成された貫通電極１１０について、図９を用いて説明する。図９の上段に示された（ａ１）〜（ｄ１）は、上記の方法によって形成された各々の貫通電極１１０の断面図であり、下段に示された（ａ２）〜（ｄ２）は、各々の貫通電極１１０の上面図である。
【００８８】
図９の（ａ１）及び図９の（ａ２）は、それぞれ、充填めっきによって形成された貫通電極１１０ａの断面図及び上面図である。充填めっきは、貫通孔１０８が形成された基板１０１の一方側からシード層を成膜し、電解めっき法により、シード層上にめっき層を成長させ、貫通孔１０８の一方の開口端を塞ぐ（所謂蓋めっきを形成する）。そして、蓋めっきをシードとした電解めっき法により、貫通孔１０８の内部を充填するめっき層を成長させる。
【００８９】
図９の（ｂ１）及び図９の（ｂ２）は、それぞれ、スパッタリング又は蒸着によって形成された貫通電極１１０ｂの断面図及び上面図である。図９の（ｂ１）及び図９の（ｂ２）に示す貫通電極１１０ｂは、貫通孔の側壁に設けられており、貫通電極１１０ｂの内部は空洞になっている。スパッタリング又は蒸着によれば、貫通孔１０８の側壁に金属層を形成することができる。このとき、これらの処理をインターポーザ基板１０２の両面から施せば、片面のみの処理に比べて、アスペクト比の大きい貫通孔１０８に対しても貫通電極１１０を形成することが可能となる。また、無電解めっき法により、貫通孔１０８の側壁に金属層を形成することもできる。
【００９０】
図９の（ｃ１）及び図９の（ｃ２）は、それぞれ、コンフォーマルめっきによって形成された貫通電極１１０ｃの断面図及び上面図である。図９の（ｃ１）及び図９の（ｃ２）に示す貫通電極１１０ｃは、上記の貫通電極１１０ｂと同様に貫通電極１１０ｃの内部に空洞が設けられている。コンフォーマルめっきは、前述のスパッタリング、蒸着又は無電解めっきによって貫通孔１０８の側壁に形成した金属層をシード層として、電解めっき法により、その上に内部に空洞が設けられためっき層を成長させる。
【００９１】
コンフォーマルめっきによって形成した貫通電極１１０は、貫通孔１０８の内部が中空であるため、樹脂等を用いて貫通孔１０８を充填してもよい。図９の（ｄ１）及び図９の（ｄ２）はそれぞれ、コンフォーマルめっきによって形成された貫通電極１１０ｃに樹脂１４６を充填した貫通電極１１０ｄの断面図及び上面図である。
【００９２】
次いで、遮光壁１１２を配置するための溝状の貫通孔の内部に、遮光壁１１２の材料を充填する。遮光壁１１２の材料としては、例えば、遮光性を有する金属又は黒色樹脂等を用いることができる。
【００９３】
金属としては、例えばニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。また、遮光壁１１２の材料が遮光性を有する金属である場合、上述した貫通電極１１０と同一の材料を用いてもよく、それらと同一の工程で形成してもよい。
【００９４】
黒色樹脂としては、少なくとも、感光性樹脂組成物、光重合開始剤、顔料及び溶媒を含み、これらの組成を適宜合わせて黒色樹脂組成物とする。感光性樹脂組成物としては、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いることができる。また、感光性樹脂組成物としては、例えばアクリル系モノマー、オリゴマー、ポリマーを含有する感光性樹脂組成物を用いることができる。顔料としては、カーボンブラック、酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、その他混色した有機顔料等を用いることができる。また、黒色樹脂としては、非感光性樹脂組成物に、顔料を分散させたものを用いることができる。非感光性樹脂組成物としては、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。顔料としては、カーボンブラックを分散させたものを用いることができる。また、アニリンブラック、アセチレンブラック、フタロシアニンブラック、チタンブラック等を顔料として分散してもよい。
【００９５】
以上、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００について説明した。本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００においては、イメージセンサ１０４及びレンズユニット１０６は、共にインターポーザ基板１０２を取り付け基準面として配置されている。
【００９６】
以上のような構成を有することによって、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とを簡便かつ高精度で一致させることができる。よって、イメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａ全域において被写体の像を均一に結像するよう制御することができる。
【００９７】
更に、本実施形態に係るイメージセンサモジュールが有する多層配線層１１４は、圧縮応力を有する無機絶縁層１１８ａを複数の配線層１１４ａの各々に介在させるため、有機絶縁層１１８ｂ及び配線層１１４ａの引っ張り応力を相殺することができる。これによって、基板１０１の反りを補正しながら、何層にも及ぶ配線層１１４ａの多層化が可能になる。
【００９８】
本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、以上のような構成を有することによって、基板１０１の反りを抑制することができる。これによって、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とがずれてしまうことを抑制することができる。よって、イメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａ全域において被写体の像を均一に結像するよう制御することができる。
【００９９】
＜変形例＞
本実施形態に係るイメージセンサモジュールの幾つかの変形例について図面を用いて説明する。ここでは特に、インターポーザ基板１０２における少なくとも１つの遮光壁１１２及び複数の貫通孔１０８のレイアウトの変形例について説明する。図１０Ａ乃至図１０Ｋは、少なくとも１つの遮光壁１１２及び複数の貫通孔１０８のレイアウトの変形例について説明する上面図である。
【０１００】
図１０Ａに示したレイアウトは、遮光壁１１２は矩形の周に沿って配置され、当該矩形の４個の頂点付近にスリット１１２ｃが設けられている点では、図５に示した本実施形態に係るレイアウトと同様である。図５の例では、当該矩形の２本の短辺の各々の両端部にスリット１１２ｃが設けられている点で図１０Ａの例と異なっている。遮光壁１１２が矩形の周に沿って配置される場合、特に図１０Ａの例のように長辺にスリット１１２ｃが配置されると、図５のように短辺にスリット１１２ｃが配置される場合と比較して、インターポーザ基板１０２の機械的強度が高くなる効果がある。
【０１０１】
図１０Ｂ及び図１０Ｃに示したレイアウトはそれぞれ、図５及び図１０Ａに示したレイアウトに対し、平面視において、４箇所のスリット１１２ｃの各々の近傍に更に遮光壁１１２が設けられている。このように、平面視において、スリット１１２ｃの近傍に遮光壁１１２を更に設けることによって、受光面１０４ａに迷光が入射することを防止することができる。つまり、遮光壁１１２を更に設けることによって、図５及び図１０Ａと比較して、受光面１０４ａに迷光が入射することを防止する効果が大きくなる。
【０１０２】
ここで、複数の貫通孔１０８及び遮光壁１１２の好ましいレイアウトについて、図１０Ｂを用いて更に詳細に説明する。以下では説明の便宜上、平面視において基板１０１が受光面１０４ａに重畳する領域を第１領域と呼び、第１領域の外側の領域を第２領域と呼ぶことがある。
【０１０３】
少なくとも１つの遮光壁１１２は、平面視において第１領域内（受光面１０４ａ内）に端を有する任意の半直線と交差するように配置されている。遮光壁１１２のレイアウトがこのような条件を満たすことによって、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。図１０Ｂにおいては、第１領域内に端を有する３本の半直線（半直線Ａ1Ａ1´、Ａ2Ａ2´及びＡ3Ａ3´）を例示している。いずれの半直線も遮光壁１１２と交差している。
【０１０４】
更に、少なくとも１つの遮光壁１１２は、平面視において第１領域内（受光面１０４ａ内）に一端を有し、複数の貫通孔１０８の各々の内部に他端を有する任意の線分ｌと交差するように配置されている。遮光壁１１２及び複数の貫通孔１０８のレイアウトがこのような条件を満たすことによって、第１領域内（受光面１０４ａ内）の外側、且つ遮光壁１１２の外側に複数の貫通孔１０８が配置される。更に、インターポーザ基板１０２内において遮光壁１１２の外側で発生した迷光が、複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。図１０Ｂにおいては、第１領域内に一端を有し、複数の貫通孔１０８の内１つに内部に他端を有する３本の線分（Ｂ1Ｂ1´、Ｂ2Ｂ2´及びＢ3Ｂ3´）を例示している。いずれの線分も遮光壁１１２と交差している。
【０１０５】
図１０Ｄに示したレイアウトは、遮光壁１１２は４箇所に設けられている。遮光壁１１２は矩形の周に沿って配置され、当該矩形の２つの頂点付近にスリット１１２ｃが設けられている。更に、当該２箇所のスリット１１２ｃの各々の近傍に更に遮光壁１１２が設けられている。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１０６】
図１０Ｅに示したレイアウトは、遮光壁１１２は４箇所に設けられている。遮光壁１１２は矩形の周に沿って配置され、当該矩形の対向する長辺の各々の１箇所にスリット１１２ｃが設けられている。更に、当該２箇所のスリット１１２ｃの各々の近傍に更に遮光壁１１２が設けられている。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１０７】
図１０Ｆに示したレイアウトは、遮光壁１１２は２箇所に設けられている。遮光壁１１２は矩形の周に沿って配置され、当該矩形の１つの頂点付近にスリット１１２ｃが設けられている。更に、当該スリット１１２ｃの近傍に更に遮光壁１１２が設けられている。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１０８】
図１０Ｇに示したレイアウトは、遮光壁１１２は４箇所に設けられている。遮光壁１１２は矩形の各々の１辺に沿って配置されている。更に、対向する短辺に沿って配置された遮光壁１１２の各々は、頂点近傍で当該矩形の内側に屈曲し、屈曲した部分は長辺に平行に延びている。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１０９】
図１０Ｈに示したレイアウトは、遮光壁１１２は２箇所に設けられている。２箇所の遮光壁１１２の各々はそれぞれ、矩形の１つの長辺及び残りの３辺に沿って配置されている。更に、３辺に沿って配置された遮光壁１１２は、頂点近傍で当該矩形の内側に屈曲し、屈曲した部分は長辺に平行に延びている。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１１０】
図１０Ｉに示したレイアウトは、遮光壁１１２は１箇所に設けられている。遮光壁１１２は、矩形の周に沿って配置されている。更に、１つの長辺の両端から延びた遮光壁１１２の一部が、当該長辺の一部において互いに対向している。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１１１】
図１０Ｊに示したレイアウトは、遮光壁１１２は４箇所に設けられている。遮光壁１１２は、円周に沿って配置されている。更に、３時の方向及び９時の方向の２箇所にスリット１１２ｃが設けられている。更に、当該２箇所のスリット１１２ｃの各々の近傍に更に遮光壁１１２が設けられている。このようなレイアウトを用いても、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側で発生した迷光が遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができ、更に当該迷光が複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０で乱反射し、遮光壁１１２の内側に侵入する経路を遮断することができる。
【０１１２】
図１０Ｋに示したレイアウトは、遮光壁１１２は４箇所に設けられている。遮光壁１１２は矩形の周に沿って配置され、当該矩形の４つの頂点付近にスリット１１２ｃが設けられている。この例では、基板１０１面内の片側半分に第１領域が設けられている。他の片側半分は、他の用途に用いてもよい。他の用途の例としては、他のイメージセンサ１０４を更に設け、１つの基板１０１で２つのイメージセンサ１０４を作製してもよい。このとき、イメージセンサ１０４においては２箇所に受光面１０４ａを設け、基板１０１においては両側半分の各々を遮光壁１１２で囲んでもよい。
【０１１３】
以上、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の幾つかの変形例について説明した。本実施形態に係るインターポーザによれば、受光面１０４ａの周りに遮光壁を配置することによって、インターポーザ基板１０２内において受光面１０４ａの外側に侵入した光の乱反射による迷光がイメージセンサ１０４の受光面１０４ａに入射することを抑制することができる。これによって、迷光に伴うフレアの発生を抑制することができる。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
図面を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成について詳細に説明する。図１１は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールが備えるインターポーザ基板１０２の構成を説明する平面図である。図１２は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールが備えるインターポーザ基板１０２の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、インターポーザ基板１０２における複数の貫通孔１０８のレイアウトが異なっている。
【０１１５】
図１１に示すように、本実施形態に係るイメージセンサモジュールにおいては、複数の第１貫通孔１０８ａは、受光面１０４ａに重畳する領域の外の領域においてほぼ均一に配置されている。
【０１１６】
複数の第１貫通孔１０８ａの各々には、貫通電極１１０が設けられている。ここで、図１２に示すように、複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０は、電気的に独立している貫通電極１１０ｅがあってもよい。つまり、複数の第１貫通孔１０８ａの各々に設けられた貫通電極１１０の全てがイメージセンサ１０４と外部回路とを接続するために寄与しなくてもよい。
【０１１７】
複数の第１貫通孔１０８ａを均一に配置し、各々に貫通電極１１０を設けることによって、基板１０１の反りを抑制することができる。平面視において貫通電極１１０の密集度の偏りが顕著になると、貫通電極１１０に起因する応力によって基板１０１に反りが発生することが懸念される。
【０１１８】
基板１０１の反り量が大きくなると、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とがずれてしまうことが懸念される。イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とが一致していないと、イメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａの中心部付近で被写体の像を良好に結像させたとしても、有効な受光面１０４ａの中心部から離れた領域においては良好に結像させることができないといった表示不良の発生が懸念される。
【０１１９】
本実施形態においては、上記のような構成を有することによって、貫通電極１１０を設けることに起因する基板１０１の反りを抑えることができ、受光面１０４ａの全領域で良好に結像させることができる。
【０１２０】
尚、本実施形態のように電気的に独立した貫通電極１１０ｅを設けて基板１０１の反りを抑制するのではなく、必要数の貫通電極１１０のみを均一に配置することによって基板１０１の反りを抑制してもよい。
【０１２１】
＜第３実施形態＞
図面を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成について詳細に説明する。図１３は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール３００の概略構成を説明する断面図である。図１４は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールが備えるインターポーザ基板１０２の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、図１３に示すように、第２ケース１２４に赤外線カットフィルタ１２８が設けられていない点と、第２ケース１２４に脚部１２４ｂが設けられている点とで異なっている。更に、図１４に示すように、基板１０１の受光面１０４ａに重畳する領域に有機絶縁層１１８ｂが設けられている点で異なっている。
【０１２２】
脚部１２４ｂはまず、第２ケース１２４の下部から内側に延び、平面視において遮光壁１１２と重畳する位置から下方へ屈曲し、インターポーザ基板１０２に向かって延びている。脚部１２４ｂは平面視において受光面１０４ａを囲むように設けられている。換言すると、脚部１２４ｂの平面視における形状は、受光面１０４ａを囲む枠状である。脚部１２４ｂには遮光性を有する材料が用いられる。
【０１２３】
図１３に示すように、脚部１２４ｂは、遮光性接着剤１２５を介して遮光壁１１２に接続されている。脚部１２４ｂと遮光壁１１２とを遮光性接着剤１２５を用いて接続することで、脚部１２４ｂと遮光壁１１２との間から遮光壁１１２の外側の領域に光が漏れることを抑制することができる。遮光性接着剤１２５として、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、チオール系などの有機材料の樹脂成分のものにおいて、反射率抑制材としてカーボンブラック等の顔料を添加して黒系の着色を施したものを用いることができる。接着剤の硬化方法としては、熱硬化あるいは紫外線硬化が可能なものであってもよく、常温で乾燥できるものであってもよい。なお、遮光性接着剤１２５を介さずに、脚部１２４ｂと遮光壁１１２とが直接接触していてもよい。
【０１２４】
一方、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２のように、複数の配線層１１４ａの内少なくともいずれか一が有する有機絶縁層１１８ｂは、平面視において受光面１０４ａを覆ってもよい。本実施形態においては、基板１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂに設けられた多層配線層１１４において、最下層の配線層１１４ａが有する有機絶縁層１１８ｂが受光面１０４ａにまで延長され、受光面１０４ａを覆っている。このような構成を有することによって、基板１０１の表面を保護することができる。
【０１２５】
このとき、受光面１０４ａを覆う有機絶縁層１１８ｂ又は基板１０１のいずれか少なくとも一方は、赤外線を吸収する成分を含有してもよい。赤外線を吸収する成分としては、例えば酸化銅（ＣｕＯ）が挙げられる。ＣｕＯを有機絶縁層１１８ｂに含有させることによって、可視光領域である４００ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長領域の光を透過させ、近赤外域である５５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の波長領域の光を効果的に吸収することができる。これによって、インターポーザ基板１０２は、赤外線カットフィルタの機能を兼ねる。
【０１２６】
このような性質を有する基板１０１の材料の一例として、リン酸塩ガラスや弗リン酸塩ガラスに酸化銅（ＣｕＯ）を添加したガラスを用いることができる。具体的には、基板１０１として、Ｐ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、及びＣｕＯを含む基板を用いることができる。
【０１２７】
このような構成によれば、本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、インターポーザ基板１０２が赤外線カットフィルタ１２８の機能を兼ねるため、赤外線カットフィルタ１２８を設ける必要が無い。これによって、イメージセンサモジュール１００を低背化することができる。
【０１２８】
尚、この例に限られず、基板１０１が受光面１０４ａに重畳する領域には、インターポーザ基板１０２の透光率が許容範囲内であれば、更に透光性を有する層を設けてもよい。
【０１２９】
＜第４実施形態＞
図面を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成について詳細に説明する。図１５は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールが備えるインターポーザ基板１０２の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると貫通電極１１０の構成が異なっている。
【０１３０】
本実施形態においては、貫通電極１１０は、コンフォーマルめっきに絶縁材料が埋め込まれた構成を有している。絶縁材料とは、例えば有機樹脂材料を用いることができる。このような貫通電極１１０を形成する方法は前述の通りである。
【０１３１】
＜第５実施形態＞
図面を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成について詳細に説明する。図１６Ａは、本実施形態に係るイメージセンサモジュールが備えるインターポーザ基板１０２の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、インターポーザ基板１０２が、光吸収層１１３を更に有する点で異なっている。
【０１３２】
本実施形態においては、光吸収層１１３は、基板１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂ上において、平面視においては受光面の外側の領域に配置されている。つまり、光吸収層１１３は、基板１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂに配置され、受光面の領域を光が透過するように配置されている。また、断面視においては、光吸収層１１３は多層配線層１１４を覆うように設けられている。更に、光吸収層１１３は、インターポーザ基板１０２の側面及び複数の第２貫通孔の側壁にも設けられている。
【０１３３】
このような構成を有することによって、イメージセンサモジュールの外部から入射した光が、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側に侵入することを抑制することができる。これによって、遮光壁１１２の外側での迷光の発生が抑制され、迷光に伴うフレアの発生を抑制することができる。光吸収層１１３の材料としては、遮光壁１１１と同様に、前述の黒色樹脂又は金属を用いることができる。
【０１３４】
尚、光吸収層１１３の構成は図１６Ａに示したものに限られない。光吸収層１１３の他の幾つかの例を図１６Ｂ、図１６Ｃ及び図１６Ｄに示す。
【０１３５】
図１６Ｂに示す構成は、図１６Ａに示した構成と比較すると、光吸収層１１３が基板１０１の第２面１０１ｂ側のみに設けられている点で異なっている。このような構成によっても、イメージセンサモジュールの外部から入射した光が、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側に侵入することを抑制することができる。
【０１３６】
図１６Ｃに示す構成は、図１６Ａに示した構成と比較すると、光吸収層１１３が基板１０１と多層配線層１１４との間に設けられている点で異なっている。更に、この例では、光吸収層１１３は、複数の第１貫通孔及び複数の第２貫通孔の側壁にも設けられている。このような構成によっても、イメージセンサモジュールの外部から入射した光が、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側に侵入することを抑制することができる。
【０１３７】
図１６Ｄに示す構成は、図１６Ｃに示した構成と比較すると、光吸収層１１３が基板１０１の第２面１０１ｂ側のみに設けられている点で異なっている。このような構成によっても、イメージセンサモジュールの外部から入射した光が、インターポーザ基板１０２の遮光壁１１２の外側に侵入することを抑制することができる。
【０１３８】
＜他の実施形態＞
図１７及び図１８は、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。上述の本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールは、様々な応用製品に搭載されることができる。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１０００、タブレット端末２０００、携帯電話３０００、スマートフォン４０００、デジタルビデオカメラ５０００、デジタルカメラ６０００等に搭載される。また、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュール３００ａ及び３００ｂが２個搭載されたデュアルカメラを有するスマートフォン４１００等にも適用することができる。この例では、スマートフォン４１００の背面にデュアルカメラが備えられた態様を示している。従来のような、一つの撮像素子のみから成るスマートフォンに搭載されるカメラは、撮像素子のサイズの制約に起因して被写界深度が非常に深くなってしまうという課題があった。そこで、二つの撮像素子を有するデュアルカメラをスマートフォンに搭載することによって、異なる二つの条件で画像を記録して撮影後に合成し、例えば一眼レフカメラと同等の被写界深度の調整が可能になる。更に、イメージセンサモジュール３００ａ及び３００ｂは２個に限られず、３個以上搭載されてもよい。ここで、複数のイメージセンサモジュールは、図示のスマートフォン４１００のような横方向に一列に並べられた態様に限らず、縦方向に並べられてもよく、不規則な配置であってもよい。また、複数のイメージセンサモジュールの間隔に制限は無く、スマートフォンの両サイド近傍に配置されてもよく、対角近傍に配置されてもよい。更に、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュール３００は、腕時計にも搭載されてもよい。腕時計７０００は、竜頭７０１０の近傍にイメージセンサモジュール３００が搭載される態様を示している。腕時計７１００は、バンドの近傍（１２時の方向）にイメージセンサモジュール３００が搭載される態様を示している。腕時計７２００は、表示パネルにイメージセンサモジュール３００が搭載される態様を示している。そして、腕時計７３００のように、腕時計７０００の配置と反対の側面、つまり竜頭７０１０が配置された側面と反対側の側面にイメージセンサモジュール３００が搭載されてもよい。尚、本開示は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１３９】
１００、３００、３００ａ、３００ｂ：イメージセンサモジュール  １０１：基板  １０１ａ：第１面  １０１ｂ：第２面  １０２：インターポーザ基板  １０４：イメージセンサ  １０４ａ：受光面  １０４ｂ：光電変換素子  １０６：レンズユニット  １０８：貫通孔  １０８ａ：第１貫通孔  １０８ｂ：第２貫通孔  １１０：貫通電極  １１２：遮光壁  １１２ｃ：スリット  １１３：光吸収層  １１４：多層配線層  １１４ａ：配線層  １１６：配線  １１６ａ：第１導電層  １１６ｂ：第２導電層  １１６ｃ：ビア  １１６ｄ：電極パッド  １１８：絶縁層  １１８ａ：無機絶縁層  １１８ａ１：第１無機絶縁層  １１８ａ２：第２無機絶縁層  １１８ｂ：有機絶縁層  １２０：撮像レンズ群  １２２：第１ケース  １２４：第２ケース  １２４ａ：支柱  １２６：透明樹脂基板  １２８：赤外線カットフィルタ  １３０：コイル  １３２：バネ  １３４：放熱部材  １３６：第３ケース  １３８：カバー  １４０：永久磁石  １４４：ＦＰＣ  １４６：樹脂  １４８：フォトダイオード  １５０：配線層  １５２：カラーフィルタ  １５４：マイクロレンズ  １５６：平坦化層  １０００：ノート型パーソナルコンピュータ  ２０００：タブレット端末  ３０００：携帯電話  ４０００、４１００：スマートフォン  ５０００：デジタルビデオカメラ  ６０００：デジタルカメラ  ７０００、７１００、７２００：腕時計  ７０１０：竜頭
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１０Ｉ】
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【図１０Ｊ】
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【図１０Ｋ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７】
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【図１８】
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