(57)【要約】【課題】簡単な方法で、ボンディングワイヤに影響を与えることなく、かつ、光学性能を損なうことなく、受光部の周辺部から受光部へのパーティクル移動を低減させることができる固体撮像装置を提供することを課題とする。【解決手段】受光部（４）を有する固体撮像素子（１）と、前記固体撮像素子を収納するパッケージ（２）と、前記固体撮像素子の上方に配置される透光性部材（３）と、前記パッケージに固定され、前記固体撮像素子の受光部と前記固体撮像素子の受光部の周辺部とを隔離する仕切り部材（５）とを有することを特徴とする固体撮像装置が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部を有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を収納するパッケージと、
前記固体撮像素子の上方に配置される透光性部材と、
前記パッケージに固定され、前記固体撮像素子の受光部と前記固体撮像素子の受光部の周辺部とを隔離する仕切り部材と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記仕切り部材は、パーティクルを粘着するための粘着剤を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記仕切り部材は、前記固体撮像素子の受光部側の面が前記固体撮像素子の受光部の面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記仕切り部材及び前記パッケージは、相互に段差形状によるはめ込みにより位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記仕切り部材は、前記透光性部材に対して段差形状によるはめ込みにより位置決めされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記固体撮像素子の受光部の周辺部は、前記固体撮像素子及び前記パッケージを電気的に接続するボンディングワイヤを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記固体撮像素子の受光部は、前記透光性部材及び前記仕切り部材により覆われ、
前記固体撮像素子の受光部の周辺部は、前記パッケージ及び前記仕切り部材により覆われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置に光を結像させるレンズと
を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を備えており、固体撮像素子の受光部に被写体からの光を取り込むことにより、画像信号を発生する。受光部にパーティクルが付着した場合、画像に黒いキズとして写りこんでしまい、不良品となってしまう。また、振動や衝撃によりパーティクルが移動することを考慮して、受光部だけでなく、受光部以外の部分にパーティクルが付着している場合でも、不良品となる可能性がある。受光部以外の部分とは、例えば固体撮像素子の受光部周辺、ボンディングワイヤ、あるいは、固体撮像素子を収納しているパッケージのキャビティ部である。その為に、パーティクル管理の負荷増大及びパーティクル起因の不良率増加が問題となっている。そこで、特許文献１に開示される技術が提案されている。特許文献１では、パッケージのキャビティ部に粘着材層を形成している。粘着材層を形成した事で、受光部周辺から受光部へのパーティクル移動を減らし、パーティクル管理にかかる負荷及びパーティクルに起因する不良率を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、パッケージのキャビティ部に粘着材層を形成する固体撮像装置の場合、以下の様な課題がある。パッケージのキャビティ部の側壁に粘着材層を均一に形成することが難しい。また、粘着材層を形成する際にボンディングワイヤを曲げたり、切断してしまう場合もある。また、粘着材層の形状によっては、粘着材層に当たって乱反射した光が、固体撮像素子の受光部に入射し、画像にゴーストを発生させる場合もある。また、ボンディングワイヤには、その複雑な形状に起因して、パーティクルが付着しやすいという特徴がある。これらのパーティクルを捕獲する為の粘着材層は、ボンディングワイヤの外側に配置されている為に、ボンディングワイヤから受光部へ直接移動するパーティクルに関しては捕獲能力が無く、上記と同様の画像欠陥を発生させる原因となっている。
【０００５】
本発明は、簡単な方法で、ボンディングワイヤに影響を与えることなく、かつ、光学性能を損なうことなく、受光部の周辺部から受光部へのパーティクル移動を低減させることができる固体撮像装置及びデジタルカメラ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】
【０００６】
本発明の固体撮像装置は、受光部を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を収納するパッケージと、前記固体撮像素子の上方に配置される透光性部材と、前記パッケージに固定され、前記固体撮像素子の受光部と前記固体撮像素子の受光部の周辺部とを隔離する仕切り部材とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、仕切り部材を設けることにより、固体撮像素子の受光部の周辺部から受光部へのパーティクルの移動を防ぐことができ、パーティクル管理にかかる負荷及びパーティクルに起因する不良率を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による固体撮像装置の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による固体撮像装置の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による固体撮像装置の断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態による固体撮像装置の断面図である。
【図７】本発明の第６の実施形態によるデジタルカメラの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の構成図である。図１は、上面から見た平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。本実施形態の固体撮像装置は、光電変換を行うＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子１と、固体撮像素子１を収納するパッケージ２と、固体撮像素子１とパッケージ２とを電気的に接続するボンディングワイヤ６を備える。固体撮像素子１は、受光部４を有する。また、仕切り部材５は、受光部４の周辺部を覆う様にパッケージ２に接着固定されている。受光部４の周辺部は、固体撮像素子１及びパッケージ２を電気的に接続するボンディングワイヤ６を有する。そして、仕切り部材５の上面には、受光部４を保護する為の透光性部材３が接着されている。透光性部材３は、固体撮像素子１の上方に配置される。受光部４は、仕切り部材５と透光性部材３によって、受光部４の周辺部と、空間的に分離される。受光部４は、透光性部材３及び仕切り部材５により覆われる。また、受光部４の周辺部も、仕切り部材５とパッケージ２によって、密閉されている。受光部４の周辺部は、パッケージ２及び仕切り部材５により覆われる。仕切り部材５は、パッケージ２に固定され、受光部４と受光部４の周辺部とを隔離する。本実施形態においては、仕切り部材５によって受光部４を受光部４の周辺部と隔離したことで、受光部４の周囲に存在するパーティクル、特に、ボンディングワイヤ６に付着したパーティクルが受光部４へ移動することを防止することができる。また、仕切り部材５は、あらかじめ最適な形状に成型しておき、パッケージ２に接着固定するだけで配置できるので、非常に簡単に実施できる。さらに、ボンディングワイヤ６に全く影響を与えないので、ボンディングワイヤ６を曲げたり、切断してしまう心配が無い。
【００１０】
また、本実施形態のもう一つの構造上の特徴としては、仕切り部材５をパッケージ２のみに接着固定した点にある。すなわち、固体撮像素子１の受光部４の周辺部には、ボンディングワイヤ６を接続する電極が形成されており、電極と受光部４との間隔は、一般的に０．５〜１．５ｍｍ程度と非常に狭い。このような狭い領域に仕切り部材を接着固定しようとすると、受光部４側に接着材がはみだしてしまい、受光能力を低下させてしまう。従って、本実施形態では、仕切り部材５をパッケージ２に接着固定するようにした事で、受光部４上では接着剤を使用する必要が無く、受光部４に接着剤がはみ出すといった様な品質トラブルを防止することができる。また、仕切り部材５の厚さが非常に薄い場合でも、パッケージ２に広い面積で接着固定できるので、衝撃、振動等によって位置ずれするようなことは無い。仕切り部材５の形状としては、パッケージ２に接着することができ、かつ受光部４とそれ以外の領域とを空間的に分離できる構造であれば特に限定は無く用いることができる。例えば図２に示すように、仕切り部材５の断面形状はＬ字形状である構造や、Ｌ字に近い構造であるものが加工しやすさや、コストの面から好適である。仕切り部材５の材質についても制限は無いが、成型しやすく、ある程度の剛性がある材料、例えば、プラスチック、金属が好適である。また、仕切り部材５の色についても、制限は無いが、光が反射しにくい色、例えば黒色が好適である。光が反射しにくい色にすることで、仕切り部材５での反射光が、受光部４に入射することを抑制し、ゴーストの発生を防止できる。パッケージ２は、例えば、アルミナ等のセラミック、あるいは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等のプラスチックから成る。透光性部材３は、例えば、ガラス、アクリル樹脂等から成る。ボンディングワイヤ５は、金線、アルミ線等から成る。
【００１１】
本実施形態の固体撮像装置は、非常に簡単な構成で、ボンディングワイヤ６等の他の部材を損傷することなく、受光部４の周辺部から受光部４へのパーティクル移動を防ぐことが可能である。
【００１２】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態による固体撮像装置の断面図である。固体撮像装置の平面図は、図１と同じである。本実施形態の固体撮像装置は、固体撮像素子１と、固体撮像素子１を収納するパッケージ２と、固体撮像素子１とパッケージ２とを電気的に接続するボンディングワイヤ６を備える。また、仕切り部材５が、受光部４の周辺部を覆う様にパッケージ２に接着されている。そして、仕切り部材５の上面には、受光部４を保護する為の透光性部材３が接着されている。仕切り部材５には、粘着材７が、仕切り部材５の受光部４側の面に形成されている。粘着剤７は、パーティクルを粘着する。これにより、仕切り部材５にパーティクルが付着していたとしても、パーティクルは、粘着材７に粘着（固着）される為、受光部４へ移動することがなく、さらに受光部４へのパーティクル移動を低減することが可能である。粘着材７は、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、等から成る。ホットメルト型粘着剤の場合は、加熱する事で粘着性を発現させ、パーティクルを固着させる。仕切り部材５に粘着材７を形成する方法は、成型前の平らな状態の仕切り部材５に、テープ状の粘着剤７を貼り付け、その後に仕切り部材５を最適な形状に成型することで、簡単に実現できる。あるいは、最初に仕切り部材５を成形しておいて、その後に粘着剤７を形成してもよい。いずれの方法においても、予め仕切り部材５に粘着剤７を形成しておくことができる為、粘着剤７形成時にボンディングワイヤ６を倒したり、切断したりすることを防止することができる。
【００１３】
本実施形態の固体撮像装置は、仕切り部材５に形成した粘着材７により、仕切り部材５自体に付着したパーティクルを固着させることができる。そのため、本実施形態の固体撮像装置は、受光部４の周辺部からだけでなく、仕切り部材５から受光部４へのパーティクル移動も防止することができる。
【００１４】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態による固体撮像装置の断面図である。固体撮像装置の平面図は、図１と同じである。本実施形態の固体撮像装置は、固体撮像素子１と、固体撮像素子１を収納するパッケージ２と、固体撮像素子１とパッケージ２とを電気的に接続するボンディングワイヤ６を備える。また、仕切り部材５が、受光部４の周辺部を覆う様にパッケージ２に接着されている。そして、仕切り部材５の上面には、受光部４を保護する為の透光性部材３が接着されている。仕切り部材５は、受光部４側の面が受光部４の面に対して傾斜している。本実施形態では、仕切り部材５を透光性部材３側から固体撮像素子１側に向かって内側に傾斜させることが特徴である。こうすることで、仕切り部材５で反射した光が受光部４に入射することを防止でき、ゴーストの発生を抑制することができる。仕切り部材５の傾斜角度は、受光部４に集光する入射光が仕切り部材５で遮られず、かつ、仕切り部材５の傾斜面での光反射によるゴーストが発生しないように設定される。具体的には、仕切り部材５は、垂直の状態から２０°〜５０°傾いた傾斜角度に設定するのが好適である。仕切り部材５の傾斜は、例えば、金型成型により容易に形成することが可能である。
【００１５】
本実施形態の固体撮像装置は、最適な傾斜形状を持つ仕切り部材５を配置するという簡易な構成で、光学性能を低下させること無く、受光部４の周辺部から受光部４へのパーティクル移動を防ぐことが可能である。
【００１６】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態による固体撮像装置の断面図である。固体撮像装置の平面図は、図１と同じである。本実施形態の固体撮像装置は、固体撮像素子１と、固体撮像素子１を収納するパッケージ２と、固体撮像素子１とパッケージ２とを電気的に接続するボンディングワイヤ６を備える。本実施形態では、パッケージ２の仕切り部材５側に位置決め手段としての段差形状部８を設けたことを特徴としている。すなわち、仕切り部材５が、受光部４の周辺部を覆う様にパッケージ２の段差形状部８にはめ合わされ、接着されている。そして、仕切り部材５の上面には、受光部４を保護する為の透光性部材３が接着されている。段差形状部８に、仕切り部材５をはめ合わせることができるので、仕切り部材５は容易に位置決めされると同時に、確実にボンディングワイヤ６への接触を防止することが可能となる。本実施形態では、パッケージ２に設けた段差形状部８を位置決め手段として用いたが、パッケージ２と仕切り部材５のいずれか一方もしくは両方に、はめ合い形状、例えば、突起と溝等を形成し、位置決め手段としても良い。また、位置決め手段の個数についても、少なくとも１箇所以上設けることで、その効果を発揮することができる。仕切り部材５及びパッケージ２は、相互に段差形状によるはめ込みにより位置決めされる。位置決め手段を備えた事で、カメラを用いた画像認識による位置合せ等の高度な位置合わせ手法を用いることなく、受光部４の周辺部にある電極と受光部４との間に仕切り部材５を精度良く配置することが可能である。よって、装置コストを低減することも可能である。
【００１７】
本実施形態の固体撮像装置は、パッケージ２に設けた位置決め手段により、仕切り部材５を所定位置に容易に配置する事ができる。
【００１８】
（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態による固体撮像装置の断面図である。固体撮像装置の平面図は、図１と同じである。本実施形態の固体撮像装置は、固体撮像素子１と、固体撮像素子１を収納するパッケージ２と、固体撮像素子１とパッケージ２とを電気的に接続するボンディングワイヤ６を備える。本実施形態では、仕切り部材５にも透光性部材３の位置決め手段として段差形状部９を設けたことを特徴とする。すなわち、仕切り部材５が、受光部４の周辺部を覆う様にパッケージ２の段差形状部８にはめ合わされ、接着されている。そして、仕切り部材５の段差形状部９に、受光部４を保護する為の透光性部材３が、はめ合わされ、接着されている。仕切り部材５は、透光性部材３に対して段差形状によるはめ込みにより位置決めされる。段差形状部９に、透光性部材３をはめ合わせることで、透光性部材３は容易に位置決めできる。
【００１９】
本実施形態の固体撮像装置は、位置決め手段として仕切り部材５に設けた段差形状部９により、透光性部材３を所定位置に容易に配置する事ができる。
【００２０】
（第６の実施形態）
図７は、本発明の第６の実施形態によるデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。デジタルカメラは、第１〜第５の実施形態のうちのいずれか１個の固体撮像装置５４を有する。５１はレンズ５２のプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリアである。５２は被写体の光学像を固体撮像装置５４に結像させるレンズである。５３はレンズ５２を通った光量を可変するための絞りである。５４はレンズ５２で結像された被写体を画像信号として取り込むための固体撮像装置である。５５は固体撮像装置５４より出力される画像信号の処理を行う撮像信号処理回路である。５６は撮像信号処理回路５５より出力される画像信号のアナログ−デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部である。５７はＡ／Ｄ変換部５６より出力された画像データに各種の補正を行ったりデータを圧縮する信号処理部である。５８は固体撮像装置５４、撮像信号処理回路５５、Ａ／Ｄ変換部５６、信号処理部５７に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部である。５９は各種演算とデジタルカメラ全体を制御する全体制御・演算部である。６０は画像データを一時的に記憶する為のメモリ部である。６１は記録媒体６２に記録または読み出しを行うためのインターフェース部である。６２は画像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。６３は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。
【００２１】
次に、前述の構成における撮影時のデジタルカメラの動作について説明する。バリア５１がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、更にＡ／Ｄ変換部５６などの撮像系回路の電源がオンされる。それから、露光量を制御する為に、全体制御・演算部５９は絞り５３を開放にし、固体撮像装置５４から撮像信号処理回路５５を介して出力された信号はＡ／Ｄ変換部５６で変換された後、信号処理部５７に入力される。そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部５９で行う。この測光を行った結果により明るさを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部５９は絞り５３を制御する。次に、固体撮像装置５４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算を全体制御・演算部５９で行う。その後、レンズ５２を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時は、再びレンズ５２を駆動し測距を行う。そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。露光が終了すると、固体撮像装置５４から撮像信号処理回路５５を介して出力された画像信号はＡ／Ｄ変換部５６でＡ／Ｄ変換され、信号処理部５７を通り全体制御・演算部５９によりメモリ部６０に書き込まれる。その後、メモリ部６０に蓄積されたデータは、全体制御・演算部６９の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部６１を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体６２に記録される。また、外部Ｉ／Ｆ部６３を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。
【００２２】
第１〜第６の実施形態によれば、仕切り部材を設けることにより、ボンディングワイヤ６に影響を与えることなく、かつ、光学性能を損なうことなく、固体撮像素子１の受光部４の周辺部から受光部４へのパーティクルの移動を防ぐことができる。これにより、パーティクル管理にかかる負荷及びパーティクルに起因する不良率を大幅に低減することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。上記の実施形態は、種々の組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  固体撮像素子、２  パッケージ、３  透光性部材、４  受光部、５  仕切り部材、６  ボンディングワイヤ、７  粘着材
【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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