(57)【要約】【課題】小型かつＣＣＤ１１の動作が安定した撮像装置１を提供する。【解決手段】ＣＣＤ１１と、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂと、レンズ７１、７２Ａ、７２Ｂと、を有する撮像装置１であって、ＣＣＤ１１を有するＣＣＤ基板部１０と、スペーサＡ基板部２０と、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂと、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂとが発生する熱を側壁面まで伝熱する伝熱部３２Ａ、３２Ｂと、を有するＬＥＤ基板部３０と、スペーサＢ基板部４０と、レンズ５１を有するレンズＡ基板部５０とスペーサ基板部６０と、レンズ７１、７２Ａ、７２Ｂを有するレンズ基板部７０と、が接合されており、側壁面に面状の放熱部８０Ａ、８０Ｂが形成されている。【選択図】図２
2011097294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、発光素子と、レンズと、を有する撮像装置であって、
前記発光素子と、前記発光素子が発生する熱を側壁面まで伝熱する伝熱部と、を有する発光素子基板部と、
スペーサを有するスペーサ基板部と、
前記レンズを有するレンズ基板部と、を具備し、
前記発光素子基板部と前記レンズ基板部とが前記スペーサ基板部を介して接合されており、
少なくとも前記発光素子基板部と前記スペーサ基板部とにより、前記側壁面に面状の放熱部が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
格子状に配置された複数の前記発光素子を有する発光素子基板と、前記格子状に配置された複数の前記レンズを有するレンズ基板とが、前記格子状に配置された複数の前記スペーサを有するスペーサ基板を介して接合された接合基板を切断し、個々の前記撮像素子に個片化したときの切断面の少なくとも一部が、前記放熱部であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
第２のスペーサを有する第２スペーサ基板部をさらに具備し、
前記撮像素子を有する撮像素子基板部が、前記発光素子基板部と前記第２スペーサ基板部を介して接合されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記発光素子基板部が、前記撮像素子を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記伝熱部および前記放熱部が、前記発光素子基板部の主要材料よりも熱伝導率の高い材料で形成されていることを特徴とする請求項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】
前記発光素子の照明光学系が、中央部に配設された前記撮像素子の撮像光学系の周辺部に配設されていることを特徴とする請求項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】
複数の前記発光素子を有し、
前記複数の撮像素子の照明光学系が、中央部に配設された前記撮像素子の撮像光学系の周辺部に対向するように配設されていることを特徴とする請求項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】
前記撮像装置が角柱形状であり、
前記複数の照明光学系が、前記角柱形状の角部のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置
【請求項９】
撮像素子と発光素子とレンズとを有する撮像装置の製造方法であって、
複数の発光素子と、それぞれの前記発光素子が発生する熱を伝熱するための複数の伝熱部と、前記伝熱部と接続された放熱部の一部を構成する発光素子基板放熱部と、が格子状に配置された発光素子基板を作成する発光素子基板作成工程と、
複数の第１スペーサと、前記放熱部の一部を構成する第１スペーサ基板放熱部と、が前記格子状に配置された第１スペーサ基板を作成する第１スペーサ基板作成工程と、
複数の前記レンズが前記格子状に配置されたレンズ基板を作成するレンズ基板作成工程と、
前記発光素子基板と前記レンズ基板とを、前記第１スペーサ基板を介して接合し、接合基板を作成する接合工程と、
前記接合基板を切断し、それぞれの撮像装置に個片化する個片化工程と、を具備し、
前記接合基板を切断した切断面の少なくとも一部が、前記放熱部の切断面であることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記発光素子基板作成工程において、複数の前記撮像素子を前記発光素子基板に前記格子状に配置することを特徴とする請求項９に記載の請求項撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
複数の前記撮像素子が前記格子状に配置された撮像素子基板を作成する撮像素子基板作成工程と、
複数の第２スペーサが前記格子状に配置された第２スペーサ基板を作成する第２スペーサ基板作成工程と、をさらに具備し、
前記接合工程において、前記撮像素子基板を、前記第２スペーサ基板を介して前記発光素子基板と接合することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記発光素子の照明光学系が、中央部に配設された前記撮像素子の撮像光学系の周辺部に配設されていることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
それぞれの前記撮像装置が、複数の前記発光素子を有し、
前記複数の発光素子の照明光学系が、中央部に配設された前記撮像素子の撮像光学系の周辺部に対向するように配設されていることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記個片化工程において、前記撮像装置が角柱形状に切断され、
前記撮像装置の前記照明光学系が、前記角柱形状の角部のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記発光素子基板作成工程において前記発光素子の発光素子基板貫通部を形成し、前記発光素子基板貫通部の内部を高熱伝導率材料を充填し、
前記スペーサ基板作成工程においてスペーサ基板貫通部を形成し、前記スペーサ基板貫通部の内部を前記高熱伝導率材料を充填し、
前記切断面の少なくとも一部が前記高熱伝導率材料の切断面であることを特徴とする請求項９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】
前記発光素子基板作成工程において前記発光素子の発光素子基板貫通部を形成し、
前記スペーサ基板作成工程においてスペーサ基板貫通部を形成し、
前記レンズ基板作成工程においてレンズ基板貫通部を形成し、
前記接合工程で接合された前記接合基板の前記の発光素子基板貫通部、スペーサ基板貫通部および前記レンズ基板貫通部に高熱伝導率材料を充填する充填工程と、をさらに具備し、
前記切断面の少なくとも一部が前記高熱伝導率材料の切断面であることを特徴とする請求項９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１７】
前記接合基板に、少なくとも前記伝熱部と接続する深さを有する溝部を形成する溝部形成工程と、
前記接合基板の前記溝部に、高熱伝導率材料を充填する充填工程と、をさらに具備し、
前記切断面の少なくとも一部が前記溝部に充填された前記高熱伝導率材料の切断面であることを特徴とする請求項９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像装置の製造方法に関し、特にウェハレベルチップサイズパッケージ技術を用いて作成され、照明部を有する撮像装置および前記撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を有する撮像装置を具備した電子内視鏡、カメラ付き携帯電話、およびデジタルカメラ等が普及している。撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子の受光部に被写体の光学像を入光させるレンズを具備する撮像光学系等と、から主要部が構成されている。
【０００３】
撮像装置を小型化し大量生産するために、ウェハレベルチップサイズパッケージ（ＷＣＳＰ）法を用いた撮像装置の製造方法が知られている。例えば、特開２００３−２０４０５３号公報には、ＣＣＤが作成された半導体ウエハとレンズ等を有する基板とを接合後に、切断することで個片化し、個々の撮像装置を得る方法が開示されている。
【０００４】
ここで、内視鏡等のように外光のない環境で被写体を撮像するには照明部が不可欠である。照明部として発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることができるが、小型の撮像装置においては、ＬＥＤを撮像素子と近接して配置すると、ＬＥＤが発生する熱により撮像素子の動作が不安定化することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、照明部を有し、撮像素子の動作が安定した小型の撮像装置、および前記撮像装置の製造方法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】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明の実施の形態の撮像素子は、撮像素子と、発光素子と、レンズと、を有する撮像装置であって、前記発光素子と、前記発光素子が発生する熱を側壁面まで伝熱する伝熱部と、を有する発光素子基板部と、スペーサを有するスペーサ基板部と、前記レンズを有するレンズ基板部と、を具備し、前記発光素子基板部と前記レンズ基板部とが前記スペーサ基板部を介して接合されており、少なくとも前記発光素子基板部と前記スペーサ基板部とにより、前記側壁面に面状の放熱部が形成されている。
【０００８】
また、本発明の別の実施の形態の撮像装置の製造方法は、撮像素子と発光素子とレンズとを有する撮像装置の製造方法であって、複数の発光素子と、それぞれの前記発光素子が発生する熱を伝熱するための複数の伝熱部と、前記伝熱部と接続された放熱部の一部を構成する発光素子基板放熱部と、が格子状に配置された発光素子基板を作成する発光素子基板作成工程と、複数の第１スペーサと、前記放熱部の一部を構成する第１スペーサ基板放熱部と、が前記格子状に配置された第１スペーサ基板を作成する第１スペーサ基板作成工程と、複数の前記レンズが前記格子状に配置されたレンズ基板を作成するレンズ基板作成工程と、前記発光素子基板と前記レンズ基板とを、前記第１スペーサ基板を介して接合し、接合基板を作成する接合工程と、前記接合基板を切断し、それぞれの撮像装置に個片化する個片化工程と、を具備し、前記接合基板を切断した切断面の少なくとも一部が、前記放熱部の切断面である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば照明部を有し、撮像素子の動作が安定した小型の撮像装置、および前記撮像装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態の撮像装置の外観図である。
【図２】第１の実施の形態の撮像装置の図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横方向から観察した場合の構造を示している。
【図３】第１の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための基板の積層構造を示した図である。
【図４】ＣＣＤ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図５】第１スペーサ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図６】ＬＥＤ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図７】第２スペーサ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図８】第１レンズ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図９】第３スペーサ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図１０】第２レンズ基板の構成を説明するための図であり、（Ａ）は上方向から、（Ｂ）は横方向から観察した場合の構造を示している。
【図１１】接合基板の構成を説明するための斜視図である。
【図１２】第１の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための接合基板を横方向から観察した場合の構造を示している。
【図１３】第２の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１４】第２の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１５】第２の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１６】第２の実施の形態の変形例の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１７】第３の実施の形態の撮像装置の外観図である。
【図１８】第４の実施の形態の撮像装置の横方向から観察した場合の構造を示している。
【図１９】第５の実施の形態の撮像装置の横方向から観察した場合の構造を示している。
【図２０】第５の実施の形態の撮像装置の裏面方向から観察した場合の構造を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法について説明する。最初に本実施の形態の撮像装置１の構造について説明する。図１および図２に示すように撮像装置１は、外形が四角柱状であり、後述するようにＷＣＳＰ法により複数の基板部が接合されている。撮像装置１は小型であるにも関わらず、撮像光学系だけでなく、照明光学系を具備する。すなわち、撮像装置１は、撮像素子であるＣＣＤ１１とレンズ５１、７１とからなる撮像素子の撮像光学系と、発光素子であるＬＥＤ３１Ａとレンズ７２Ａとからなる発光素子の照明光学系Ａと、ＬＥＤ３１Ｂとレンズ７２Ｂとからなる照明光学Ｂとを有する。
【００１２】
なお、以下、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂのそれぞれをいうときは、符号末尾のＡ、Ｂを削除して、ＬＥＤ３１といい、他の構成要素についても同様とする。また以下の図は説明のための模式図であり、厚さ方向の縮尺も構成要素により異なっている。すなわち、厚く図示されている基板等が薄く図示されている基板よりも厚いとは限らない。
【００１３】
図１に示すように、撮像装置１の上面のレンズＢ基板部７０の中央部には撮像光学系のレンズ７１が配置されている。一方、照明光学系Ａのレンズ７２Ａと照明光学系Ｂの７２ＢとはレンズＢ基板部７０の周辺部に対向するように配置されている。すなわち、複数の照明光学系が、中央部に配置された撮像光学系の外周部の外側に、対向するように配置されている。
【００１４】
撮像装置１は、撮像素子基板（以下「ＣＣＤ基板」ともいう）部１０と、スペーサＡ基板部２０と、発光素子基板（以下「ＣＣＤ基板」ともいう）部３０と、スペーサＢ基板部４０と、レンズＡ基板部５０、スペーサＣ基板部６０と、レンズＢ基板部７０と、が順に接合されている。そして撮像装置１は側面部にＬＥＤ３１Ａ、ＬＥＤ３１Ｂの発生する熱を放熱する面状の放熱部８０Ａ、８０Ｂを有する。
【００１５】
次に、図２を用いて撮像装置１の詳細な構造について説明する。ＣＣＤ基板部１０はＣＣＤ１１を有する。ＣＣＤ１１は貫通配線１３を介して背面の接続端子１２と接続されている。貫通配線１３はＣＣＤ基板部１０の貫通孔に導電材料が充填された構造を有する。
【００１６】
スペーサＡ基板部２０は撮像光学系の光路に相当する円筒形領域が空洞部２１となっている。スペーサ基板部は、前後の基板部の光軸方向の間隔を所定寸法に定める。
【００１７】
ＬＥＤ基板部３０は、例えば白色光源であるＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂを有するとともに、撮像光学系の光路に相当する領域が空洞部３３となっている。ＬＥＤ基板部３０はさらに、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂが発生する熱を撮像装置１の側壁面まで伝熱する伝熱部３２Ａ、３２Ｂを有する。ＬＥＤ３１Ａ、ＬＥＤ３１Ｂは、それぞれ貫通配線３４Ａ、３４Ｂを介して背面のそれぞれの接続端子３７Ａ、３７Ｂと接続されている。貫通配線３４はＣＣＤ基板部１０、スペーサＡ基板部２０、ＬＥＤ基板部３０の貫通孔に導電材料が充填された構造を有する。
【００１８】
スペーサＢ基板部４０は、撮像光学系の光路に相当する円筒形領域が空洞部４１となっているととともに、２組の撮像光学系の光路に相当する円筒形領域も空洞部４２Ａ、４２Ｂとなっている。
【００１９】
レンズＡ基板部５０は、撮像光学系のレンズ５１を有し、照明光学系の光路に相当する領域は平板状態となっている。なお、平板状態部に照明光学系のレンズを形成したり、空洞部を形成したりしてもよい。
【００２０】
スペーサＣ基板部６０は、撮像光学系の光路に相当する円筒形領域が空洞部６１となっているととともに、２組の撮像光学系の光路に相当する円筒形領域も空洞部６２Ａ、６２Ｂとなっている。レンズＢ基板部７０は、撮像光学系のレンズ７１と照明光学系のレンズ７２Ａ、７２Ｂとを有する。
【００２１】
そして、スペーサＡ基板部２０と、ＬＥＤ基板部３０と、スペーサＢ基板部４０と、レンズＡ基板部５０と、スペーサＣ基板部６０と、レンズＢ基板部７０とは、それぞれの外壁部に面状の放熱部８０Ａおよび８０Ｂを構成する、それぞれの放熱部を有している。
【００２２】
すでに説明したように、ＬＥＤは発熱素子であるため、ＣＣＤとともに有する小型の撮像装置においては、動作が不安定となり撮像画像が劣化することがある。しかし、撮像装置１では、ＬＥＤ３１が発生する熱が伝熱部３６を介して側壁面まで伝熱され、伝熱部３６と接続された放熱部８０から放熱される。放熱部８０は表面積が広い面状であるため放熱効率がよい。このため撮像装置１は小型で、かつ照明部を備えているが、ＣＣＤ１１がＬＥＤ３１が発生する熱の影響を受けにくいため動作が安定している。
【００２３】
また、後述するように撮像装置１はＷＣＳＰ技術を用いて製造されているため、大量に一括生産可能であり、高歩留まり、低コストが実現できる。撮像装置１は、小型で、かつ照明光学系を有するため、内視鏡、特にカプセル型内視鏡に好ましく用いることができる。
【００２４】
次に、図３〜図１２を用いて本発明の実施の形態の撮像装置の製造方法について説明する。図３に示すように、撮像装置１の製造方法では、ＣＣＤ基板１０Ａと、スペーサＡ基板２０Ａと、ＬＥＤ基板３０Ａと、スペーサＢ基板４０Ａと、レンズＡ基板５０Ａと、スペーサＣ基板６０Ａと、レンズＢ基板７０Ａと、を作成するそれぞれの基板作成工程が行われる。
【００２５】
なお、図３の最底面のＣＣＤ基板１０Ａに示すように、それぞれの基板の外周部は表示していない。また、図３においては、それぞれの基板に、撮像装置１のそれぞれの構成要素が、８×８の格子状に配置された例を表示しているが、実際には１０×１０以上の格子状に配置されており、好ましくは２０×２０以上の格子状に配置されている。また図３においては全ての構成要素を図示してはいない。そして、図４〜図１０において、破線Ｌは後述する個片化工程における切断線を示しており、それぞれの図は基板中の１個の撮像素子の領域を中心に示している。
【００２６】
図４に示すように、ＣＣＤ基板作成工程では撮像素子であるＣＣＤ１１と、発光素子である２個のＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂの貫通配線３４Ａ、３４Ｂの一部を構成する３４Ａ１、３４Ｂ１と、ＣＣＤ１１の貫通配線１３と、を有するＣＣＤ基板１０Ａが作成される。すでに説明したように貫通配線１３、３４Ａ、３４Ｂは貫通孔を形成した後、貫通孔の内部を導電材料で充填することにより作成される。ＣＣＤ１１は基板材料がシリコンの場合には、その内部に形成されていてもよいし、ＣＣＤ１１が形成されたチップを他の材料の基板、例えばプリント配線板の上に配置してもよい。なお撮像素子としては、ＣＣＤに限られるものではない。
【００２７】
図５に示すように、スペーサＡ基板作成工程では、撮像光学系の光路に相当する領域に空洞部２１を有するスペーサＡ基板２０Ａが作成される。スペーサＡ基板２０Ａは、貫通配線３４Ａ、３４Ｂの一部を構成する貫通配線３４Ａ２、３４Ｂ２と、放熱部８０Ａ、８０Ｂの一部を構成する凹部であるスペーサＡ基板放熱部８０Ａ１、８０Ｂ１と、を有する。スペーサＡ基板放熱部８０Ａ１、８０Ｂ１は貫通部であってもよいが、ＣＣＤ基板１０Ａへの伝熱をより抑制するためには凹部であることが好ましい。
【００２８】
なお、スペーサＡ基板放熱部８０Ａ１、８０Ｂ１はスペーサＡ基板作成工程において、凹部を形成し、さらに高熱伝導率材料を充填してもよいし、スペーサＡ基板作成工程においては凹部を形成するのみで、後述する接合工程後に高熱伝導率材料を充填してもよい。以下の各基板の、それぞれの放熱部においても同様である。
【００２９】
なお図５に示すように、スペーサＡ基板放熱部８０Ａ１は隣の撮像素子のスペーサＡ基板放熱部（８０Ａ２）と、スペーサＡ基板放熱部８０Ａ２は隣の撮像素子領域のスペーサＡ基板放熱部（８０Ａ１）と一体的に形成される。そして後述する個片化工程で切断線に沿って切断されると、一体であった放熱部は略中央部で２分割されて、それぞれの撮像素子の側壁部となる。
【００３０】
なお、高熱伝導率材料とは、基板、ここではスペーサＡ基板２０Ａ、の主要構成材料、例えば樹脂よりも熱伝導率が高い材料である銅、銀等の例えば金属材料を主成分とする。凹部に高熱伝導率材料を充填するには、いわゆる導電ペーストを用いてもよいし、いわゆるダマシンめっき法等を用いてもよい。導電ペーストは金属微粒子等を含有するペーストであり所定の温度（例えば７０℃〜１３０℃）の硬化処理により高熱伝導率材料に変化するものである。
【００３１】
次に図６に示すように、ＬＥＤ基板形成工程では、発光素子としてＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂを有するＬＥＤ基板３０Ａが作成される。なお発光素子はＬＥＤに限られるものではない。またＬＥＤ基板３０Ａは、撮像光学系の光路に相当する領域に空洞部３３を有する。さらに、ＬＥＤ基板３０Ａは、貫通配線３４Ａ、３４Ｂの一部を構成する貫通配線３４Ａ３、３４Ｂ３と、放熱部８０Ａ、８０Ｂの一部を構成するＬＥＤ基板放熱部８０Ａ２、８０Ｂ２と、を有する。
【００３２】
また、ＬＥＤ基板３０Ａは、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂが発生する熱を側壁面まで伝熱する伝熱部３２Ａ、３２Ｂを有する。伝熱部３２Ａ、３２Ｂも高熱伝導率材料により構成されているが、放熱部８０Ａ、８０Ｂとは異なる材料であってもよく、ＬＥＤ基板３０Ａとしてプリント配線板を用いる場合には伝熱部３２Ａ、３２Ｂとしては、その銅膜をパターニングして作成してもよい。もちろん、伝熱部３２Ａ、３２Ｂも放熱部８０と同様にＬＥＤ基板３０Ａに貫通孔または深い凹部を形成し高熱伝導率体を充填したものであってもよい。
【００３３】
配線３５Ａ、３５ＢはＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂの電極（不図示）と、貫通配線３４Ａ、３４Ｂとを接続する配線であり、ＬＥＤ基板３０Ａとしてプリント配線板を用いる場合には、その銅膜をパターニングして作成される。
【００３４】
なお、ＬＥＤ基板３０Ａの主要部を高熱伝導率体である金属またはシリコン等で形成し、全体を伝熱部、兼、ＬＥＤ基板放熱部としてもよい。この場合には金属等は導電性を有するため、貫通配線３４Ａ３、３４Ｂ３は貫通孔の内面に絶縁層を形成後に導体が充填され形成される。
【００３５】
次に、図７に示すようにスペーサＢ基板作成工程では、撮像光学系の光路に相当する領域に空洞部４１を、照明光学系の光路に相当する領域に空洞部４２Ａ、４２Ｂを有するスペーサＢ基板４０Ａが作成される。さらに、スペーサＢ基板４０Ａは、放熱部８０Ａ、８０Ｂの一部を構成するスペーサＢ放熱部８０Ａ３、８０Ｂ３と、を有する。
【００３６】
次に、図８に示すようにレンズＡ基板作成工程では、撮像光学系の光路に相当する領域にレンズ５１を有し、照明光学系の光路に相当する領域は平板の透明材料により構成されているレンズＡ基板５０Ａが作成される。さらに、レンズＡ基板５０Ａは、放熱部８０Ａ、８０Ｂの一部を構成するレンズＡ放熱部８０Ａ４、８０Ｂ４と、を有する。なお、レンズＡ基板５０Ａの照明光学系の光路に相当する領域は空洞部であってもよいし、所定形状のレンズであってもよい。
【００３７】
次に、図９に示すようにスペーサＣ基板作成工程では、撮像光学系の光路に相当する領域に空洞部６１を、照明光学系の光路に相当する領域に空洞部６２Ａ、６２Ｂを有するスペーサＣ基板６０Ａが作成される。さらに、スペーサＣ基板６０Ａは、放熱部８０Ａ、８０Ｂの一部を構成するスペーサＣ基板放熱部８０Ａ５、８０Ｂ５と、を有する。
【００３８】
次に、図１０に示すようにレンズＢ基板作成工程では、撮像光学系の光路に相当する領域にレンズ７１を有し、照明光学系の光路に相当する領域に、レンズ７２Ａ、７２Ｂを有するレンズＢ基板７０Ａが作成される。さらに、レンズＢ基板７０Ａは、放熱部８０Ａ、８０Ｂの一部を構成するレンズＢ基板放熱部８０Ａ５、８０Ｂ５と、を有する。
【００３９】
レンズＡ基板５０ＡおよびレンズＢ基板７０Ａは、例えば２つの金型の間に材料を流し込んだり、平板をプレス成型したりして作成される。レンズＡ基板５０ＡおよびレンズＢ基板７０Ａの材料としては、透明材料であれば、ガラス、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル等を用いることができる。また単一の材料に限らず、例えば樹脂とガラスとの複合部材であってもよい。さらに、全てが透明材料から作成されている必要はなく、少なくとも光学系の光路に相当する部分のみが透明材料で作成されていればよい。
【００４０】
なお、ＣＣＤ基板１０Ａ、スペーサＡ基板２０Ａ、ＬＥＤ基板３０Ａ、スペーサＢ基板４０Ａ、スペーサＣ基板６０Ａは、レンズＢ基板７０Ａ等と同様のシリコン、ガラス、または透明樹脂材料から作成してもよいが、透明である必要はなく、むしろ遮光材料が好ましく、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、金属、セラミック材料等から作成してもよい。
【００４１】
以上の説明のように撮像装置１の製造方法においては、ＣＣＤ基板作成工程と、スペーサＡ基板作成工程と、ＬＥＤ基板作成工程と、スペーサＢ基板作成工程と、レンズＡ基板作成工程と、スペーサＣ基板作成工程と、レンズＢ基板作成工程と、を具備する。もちろん、各基板作成工程の順序は順不同でよい。
【００４２】
そして、図１１に示すように、接合工程において、それぞれの基板が位置合わせされて接合され、接合基板２が作成される。接合工程では基板の接合面に接着剤が塗布される。接着剤としては公知の各種接着剤を用いることができる。特に、ＬＥＤ基板３０ＡとＣＣＤ基板１０Ａとの間の接合部には伝熱性の低い接着剤を用い、ＬＥＤ基板３０Ａとレンズ基板７０Ａとの間の接合部には伝熱性の高い接着剤を用いてもよい。
【００４３】
なお接着剤は接合する接合面の全面に塗布する必要はなく、公知の方法、例えばインクジェット法により所定の領域のみに塗布してもよい。また、位置決めのための凹部と凸部とからなるアライメントマーク部を、それぞれの基板に作成しておいてもよい。さらに必要に応じて、接着剤硬化後に接合基板の全体としての平面度調整等が行われる。なお、全ての基板を一度に接合する必要はなく、また接合する順番も下面または上面の基板から接合する必要もない。
【００４４】
そして接続端子形成工程において、接合基板２の裏面、すなわちＣＣＤ基板に公知の方法により接続端子１２、３７Ａ、３７Ｂが形成される。接続端子は撮像装置１を外部の配線板等と接続するためのバンプである。なお、接続端子形成工程は接合工程の前にＣＣＤ基板１０Ａに形成しておいてもよい。
【００４５】
なお、それぞれの基板作成のときに、基板ごとに、それぞれの放熱部に高熱伝導率材料を充填していない場合には、接合後の接合基板２の放熱部に高熱伝導率材料を充填する充填工程が行われる。言い換えれば、充填工程は接合工程の後に一括して行ってもよいし、それぞれの基板作成工程の中で行ってもよい。さらに接合工程において１枚の基板を接合するごとに充填工程を行ってもよい。
【００４６】
さらに貫通配線３４Ａ、３４Ｂ、貫通配線１３への導電材料の充填も、それぞれの基板作成工程の中で行ってもよいし、接合後に行ってもよい。
【００４７】
次に、図１１、図１２に示す切断線Ｌに沿って、接合基板２を切断し、それぞれの撮像装置１に個片化する個片化工程が行われる。なお、図１２は図１１に示した接合基板２のうち、３個の撮像装置１に相当する領域の断面構造を説明するための図である。
【００４８】
個片化工程において、接合基板２は固定用フィルム等（不図示）で固定した状態で、切断され個片化される。切断にはワイヤーソー、ブレードダイシング装置、またはレーザーダイシング装置等を用いることができる。そして、切断後に固定用フィルム等から個々の撮像装置１が分離される。
【００４９】
本実施の形態の撮像装置の製造方法では、図１１、図１２に示すように２方向の切断線Ｌのうちの一方が放熱部８０Ａ、８０Ｂに沿っている。ここで放熱部８０Ａは、放熱部８０Ａ１、８０Ａ２、８０Ａ３、８０Ａ４、８０Ａ５が積層されたものであり、放熱部８０Ｂは、放熱部８０Ｂ１、８０Ｂ２、８０Ｂ３、８０Ｂ４、８０Ｂ５が積層されたものである。
【００５０】
このため、切断後により個片化された撮像装置１の側壁面の一部は、放熱部８０の切断面となる。言い換えれば、切断面の少なくとも一部は高熱伝導率材料からなる平板状の放熱部８０である。
【００５１】
本実施の形態の撮像装置の製造方法はＷＣＳＰ法を用いているため、大量に一括生産可能であり、高歩留まり、低コストが実現できる。またすでに説明したように製造された撮像装置１は、照明部を有し、撮像素子の動作が安定した小型の撮像装置である。このため本実施の形態の撮像装置の製造方法によれば内視鏡、特にカプセル型内視鏡に好ましく用いることができる撮像素子を製造することができる。
【００５２】
なお、第１スペーサＡ基板２０にも、凹部の放熱部８０Ａではなく、貫通放熱部を形成してもよい。さらにはＣＣＤ基板１０Ａにも放熱部を形成してもよい。全ての基板が貫通放熱部を有する場合には、接合工程において第２レンズ基板７０ＡからＣＣＤ基板１０Ａに至る放熱部を有する接合基板が作成される。前記撮像装置の製造方法は、接合後に充填工程が行われる場合に、凹部ではなく、貫通孔に高熱伝導率材料を充填するために作業性がよい。なおＣＣＤ基板１０Ａには伝熱部がないため放熱部８０の熱はＣＣＤ１１には伝熱されにくい。
【００５３】
または、放熱部８０の熱のＣＣＤ１１への伝熱をより抑制するためには、充填工程において第２レンズ基板側から高熱伝導率材料を伝熱部３２と接合する深さまで充填し、ＣＣＤ基板側から低熱伝導率材料を伝熱部３２と接合しない深さまで充填してもよい。
【００５４】
なお、放熱部８０は、少なくともＬＥＤ基板部３０の側壁面とスペーサＣ基板部（スペーサ基板部）６０の側壁面とに面状に形成されていればよい。
【００５５】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態の撮像装置１Ｂおよび撮像装置１Ｂの製造方法について説明する。第２の実施の形態の撮像装置１Ｂおよび撮像装置１Ｂの製造方法は第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００５６】
第１の実施の形態の撮像装置１の製造方法では、それぞれの基板作成工程において、放熱部を作成していた。これに対して本実施の形態の撮像装置１Ｂの製造方法においては、それぞれの基板作成工程では放熱部を作成しない。
【００５７】
すなわち図１３に示すように、それぞれが放熱部を有していない、ＣＣＤ基板１０Ｂと、スペーサＡ基板２０Ｂと、ＬＥＤ基板３０Ｂと、スペーサＢ基板４０Ｂと、レンズＡ基板５０Ｂと、スペーサＣ基板６０Ｂと、レンズＢ基板７０Ｂと、が接合された接合基板２Ｂが接合工程において作成される。なお後述するように、ＬＥＤ基板３０Ｂの伝熱部３２Ｃは貫通孔に高熱伝導率材料８２が充填された厚い構造となっている。
【００５８】
そして、撮像装置１Ｂの製造方法は、個片化工程の前に、図１４に示すように接合基板２Ｂに溝部８１を形成する溝部形成工程と、図１５に示すように接合基板２Ｂの溝部８１に、高熱伝導率材料８２を充填する充填工程と、をさらに具備する。
【００５９】
溝部８１は、切断線Ｌに沿って表面のレンズＢ基板７０ＢからスペーサＡ基板２０Ｂの途中まで、いわゆるハーフカットすることにより作成される。
【００６０】
なお、溝部８１を形成し放熱部８０を形成する場合には、溝部８１に充填された高熱伝導率体８２と伝熱部との接触状態が特に重要である。すなわち、溝部８１の内面に、伝熱部の端部が十分に露出していなければ十分な接触状態が得られない。このため、図１３、図１４に示すようにＬＥＤ基板３０Ｂに貫通孔または深い凹部を形成し高熱伝導率体を充填した伝熱部３２Ｃが好ましい。伝熱部３２Ｃは、厚さが厚いために放熱部８０との接触面積が広いためである。
【００６１】
本実施の形態の撮像装置１Ｂおよび撮像装置１Ｂの製造方法は、第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法の効果に加えて、より単純な方法で製造できる。
【００６２】
なお、接合基板２Ｂを他の基板と接合し、溝部形成工程において接合基板２Ｂを完全に切断、すなわち、バー状態に個片化してから、充填工程を行ってもよい。
【００６３】
＜第２の実施の形態の変形例＞
次に、本発明の第２の実施の形態の変形例の撮像装置１Ｃおよび撮像装置１Ｃの製造方法について説明する。本変形例の撮像装置１Ｃの製造方法は第２の実施の形態の撮像装置１Ｂの製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００６４】
図１６に示すように、本変形例の撮像装置１Ｃの製造方法においては、接合工程後に、溝部形成工程において直交する２方向の溝部８１Ａ、８１Ｂが形成された接合基板２Ｃが作成される。そして、溝部８１Ａ、８１Ｂに高熱伝導率材料８２が充填される充填工程が行われる。その後、溝部８１Ａ、８１Ｂに沿って切断し、それぞれの撮像装置１Ｃに個片化される。このため、撮像装置１Ｃは、側壁の四面全てに放熱部が形成されている。
【００６５】
本変形例の撮像装置１Ｃは、第２の実施の形態の撮像装置１Ｂが有する効果に加えて、放熱効率がより高い。また本変形例の撮像装置１Ｃの製造は、放熱効率がより高い撮像装置１Ｃを作成することができる。
【００６６】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態の撮像装置１Ｄおよび撮像装置１Ｄの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置１Ｄの製造方法は第１の実施の形態の撮像装置１の製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００６７】
ＷＣＳＰ法を用いて製造された撮像装置は切断により個片化されるために、外形が四角柱となる。しかし撮像光学系の光路の断面、すなわち光軸に直交する面の形状は円形であるために、撮像装置の四隅の領域、すなわち上方から平面視した状態において、撮像素子の光学系の光路円の外の領域は、光学的に無効な領域であった。特に小型化が求められる例えば内視鏡、特にカプセル型内視鏡においては撮像装置として無駄な領域があることは問題であった。
【００６８】
図１７に示すように、撮像装置１Ｄは、上面から観察した場合の形状が略正方形であり、２つの発光素子の照明光学系（７２Ａ、７２Ｂ）が、中央部に配設された撮像素子の撮像光学系（７１）の周辺部、すなわち角柱形状の撮像装置１Ｄの角部に２つの照明光学系が、対向するように配設されている。撮像装置１Ｄは従来のＷＣＳＰ法を用いて製造された撮像装置では無駄な領域であった角部に照明光学系が配置されている。
【００６９】
そして、図１７に示すように、撮像装置１Ｄにおいては２つの照明光学系が角部に配置されているため、放熱部８３Ａ、８３Ｂも撮像装置１Ｄの角部の側壁面に形成されている。すなわち、放熱部８３Ａ、８３Ｂは、それぞれ２つの面にわたって形成されている。なお、放熱部８３Ａ、８３ＢはＣＣＤ基板部１０の直上まで、言い換えればスペーサＡ基板２０の全厚にわたって形成されている例を示している。
【００７０】
本実施の形態の撮像装置１Ｄは、第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法の効果に加えて、無駄な領域であった角部に照明光学系が配置されているため、小型でありながら照明部を有する。
【００７１】
なお、２組ではなく４組の照明光学系を、矩形の無駄な領域である４隅に配置してもよい。さらに撮像装置の形状は四角柱ではなく、六角柱以下の多角柱であってもよく、例えば六角柱の場合には６組の照明光学系を六隅に配置してもよい。
【００７２】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態の撮像装置１Ｅおよび撮像装置１Ｅの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置１Ｅおよび撮像装置１Ｅの製造方法は第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態の撮像装置１Ｅでは、ＬＥＤ基板がＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂだけでなく、ＣＣＤ１１Ｅも有する。言い換えれば、ＬＥＤ基板部３０ＥがＣＣＤ基板部を兼ねている。すなわち、図１８に示すように、撮像装置１ＥのＬＥＤ基板部３０Ｅは、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂ、ＣＣＤ１１Ｅを有している。ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂが発生した熱は伝熱部３２Ａ、３２Ｂを介してＣＣＤ１１Ｅとは反対方向に伝熱され、側壁面の放熱部８０から放熱される。
【００７４】
本実施の形態の撮像装置１Ｅは、第１の実施の形態の撮像装置１と同じ効果を有し、構造が簡単である。そして、本実施の形態の撮像装置１Ｅの製造方法は、第１の実施の形態の撮像装置１の製造方法よりも簡単である。
【００７５】
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態の撮像装置１Ｆおよび撮像装置１Ｆの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置１Ｆおよび撮像装置１Ｆの製造方法は第４の実施の形態の撮像装置１Ｅおよび撮像装置１Ｅの製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００７６】
図１９に示すように、本実施形態の撮像装置１Ｆは、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂの発生する熱を裏面に伝熱するための貫通伝熱部８５Ａ、８５Ｂを有している。そして、図２０に示すように、撮像装置１Ｆは、貫通伝熱部８５Ａ、８５Ｂと接続された面状の放熱部８４Ａ、８４Ｂを裏面に有している。なお、図１９においては、接続端子１２、３７Ａ、３７Ｂは表示していない。
【００７７】
撮像装置１Ｆでは、放熱部８０だけでなく放熱部８４からもＬＥＤ３１の熱が放熱されるため、第１の実施の形態の撮像装置１等が有する効果を有し、さらにＣＣＤ１１Ｅが熱の影響を受けにくい。
【００７８】
＜追加説明＞
本発明の撮像装置の基本構造、言い換えれば最小限の構成要素からなる構造は、ＣＣＤ基板部を兼ねたＬＥＤ基板部３０Ｅと、レンズＢ基板部（レンズ基板部）７０とがスペーサＣ基板（スペーサ基板）部６０を介して接合されている構造である。すなわち、第４の実施の形態の撮像装置１Ｅは撮像装置１等と比較すると積層基板数が少ないが、さらにスペーサＡ基板部４０および第１レンズＡ基板部５０は必須の構成要素ではない。
【００７９】
また、本発明の撮像装置の基本構造にもとづいて第１の実施の形態の撮像装置１を説明すると、撮像装置１は、ＬＥＤ基板部３０と、レンズＢ基板部（レンズ基板部）７０とが、スペーサＣ基板部（スペーサ基板部）６０を介して接合された基本構造を有している。そして、撮像装置１は、前記基本構造にＣＣＤ基板部１０がスペーサＡ基板部（第２スペーサ基板部）２０を介して接合されており、さらに付加的にスペーサＢ基板部（第３スペーサ基板部）４０を介してレンズＡ基板部（第２レンズ基板部）５０が接合されていると見なすことができる。
【００８０】
なお、より高い光学特性が必要な撮像装置では、撮像装置１よりも多くの数のレンズ基板部が、それぞれスペーサ基板部を介して接合されていてもよい。
【００８１】
以上のように本発明は上述した実施の形態、変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
【符号の説明】
【００８２】
１、１Ｂ〜１Ｆ…撮像装置、２、２Ｂ、２Ｃ…接合基板、１０…撮像素子基板部、１０Ａ…撮像素子基板、１２…接続端子、１３…貫通配線、２０…スペーサＡ基板部、２０Ａ…スペーサＡ基板、２１…空洞部、３０…発光素子基板部、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｅ…発光素子基板、３１…発光素子、３２…伝熱部、３３…空洞部、３４…貫通配線、３５Ａ…配線、３６…伝熱部、４０…スペーサＢ基板部、４０Ａ…スペーサＢ基板、４１、４２…空洞部、５０…レンズＡ基板部、５０Ａ…レンズＡ基板、５１…レンズ、６０…スペーサＣ基板部、６０Ａ…スペーサＣ基板、６１、６２…空洞部、７０…レンズＢ基板部、７０Ａ…レンズＢ基板、７１、７２…レンズ、８０…放熱部、８１…溝部、８３Ａ、８４、８４Ａ…放熱部、８５Ａ…貫通伝熱部
【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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【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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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