(57)【要約】【課題】信頼性の高い内視鏡用撮像装置１を提供する。【解決手段】内視鏡用撮像装置１は、受光面１０ＳＡと裏面１０ＳＢと第１の側面１０ＳＳとを有する撮像素子１０と、第１の主面２０ＳＡと第２の主面２０ＳＢと第２の側面２０ＳＳとを有する透明板２０と、撮像素子１０と透明板２０とを接着し、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がっている額縁状の露出部３１を外周部に有する透明樹脂３０と、透明樹脂３０の露出部３１を覆っている、透明樹脂３０よりも透湿性の低い保護膜４０と、を具備し、露出部３１の第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面に対する角度θ１、θ２が、いずれも４５度未満である。【選択図】図３
2019153698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面とを有し、前記裏面に、前記受光部と貫通配線を経由して接続された裏面電極が配設されている撮像素子と、
第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面とを有し、前記第２の主面が、前記受光面と同じ大きさの透明板と、
前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、４つの前記第１の側面および４つの前記第２の側面に広がっている額縁状の露出部を外周部に有する、透明樹脂と、
前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、を具備し、
前記露出部の４つの前記第１の側面および４つの前記第２の側面のそれぞれに対する角度が、いずれも４５度未満であることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【請求項２】
４つの前記第１の側面のそれぞれが、４つの前記第２の側面のそれぞれに対する角度が、９０度超１８０度未満であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項３】
受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されている撮像素子と、
第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さい透明板と、
前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、外周部に露出部を有する透明樹脂と、
前記透明樹脂の前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、
前記撮像素子の前記外部電極と接合されている接合電極を有する配線板と、を具備し、
前記透明板が、前記外部電極を覆っておらず、
１つの第１の側面を除く３つの前記第１の側面、４つの前記第２の側面および前記受光面に対する、前記露出部の角度が、いずれも４５度未満であることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【請求項４】
前記受光面の４つの角部のそれぞれに、切り欠きがあり、前記切り欠きは、深さが幅よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項５】
前記受光面の４つの角部のそれぞれに、前記角部の周辺とは異なり、水との親和性が前記透明樹脂と同じ領域があ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項に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項６】
受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されている撮像素子と、
第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さい透明板と、
前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、外周部に露出部を有する透明樹脂と、
前記透明樹脂の前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、
前記撮像素子の前記外部電極と接合されている接合電極を有する配線板と、を具備し、
前記透明板が、前記外部電極を覆っておらず、
前記保護膜が、前記露出部と、前記受光面の前記透明板に覆われていない領域のうち、前記外部電極と前記接合電極との接合界面を除く前記領域と、を覆っていることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【請求項７】
前記保護膜が、４つの前記第１の側面、および、４つの前記第２の側面を、覆っていることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項８】
前記透明樹脂の前記露出部が、３つの前記第１の側面、前記受光面、および、４つの前記第２の側面に広がっている額縁状であり、
前記露出部の、３つの前記第１の側面、前記受光面、および、４つの前記第２の側面のそれぞれに対する角度が、いずれも４５度未満であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項９】
３つの前記第１の側面のそれぞれが、３つの前記第２の側面のそれぞれに対する角度が、９０度超１８０度未満であることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡用撮像装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置を具備することを特徴とする内視鏡。
【請求項１１】
撮像素子と透明板と透明樹脂と保護膜と接合電極を有する配線板とを有する内視鏡用撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子は、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されており、
前記透明板は、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さく、
前記透明板を、前記外部電極を覆わないように前記受光面に前記透明樹脂によって接着する接着工程と、
前記透明樹脂の露出部と、前記外部電極の表面を含む、前記受光面の前記透明板に覆われていない領域とを、前記透明樹脂よりも透湿性の低い前記保護膜で覆う保護膜配設工程と、
前記撮像素子または前記配線板の少なくともいずれかに、超音波振動を印加することによって、前記接合電極と前記外部電極との接合界面の前記保護膜を剥離し、さらに、前記接合電極と前記外部電極とを接合する接合工程、とを具備することを特徴とする内視鏡用撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記保護膜配設工程において、前記保護膜が、４つの前記第１の側面、４つの前記第２の側面、および、前記第１の主面を覆うことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡用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、透明板を撮像素子の受光面に透明樹脂によって接着した内視鏡用撮像装置、透明板を撮像素子の受光面に透明樹脂によって接着した内視鏡用撮像装置を有する内視鏡、および、透明板を撮像素子の受光面に透明樹脂によって接着する内視鏡用撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、例えば、内視鏡の先端部に配設されて使用される。内視鏡の細径化は低侵襲化のため重要な課題であり、撮像装置の小型化が求められている。
【０００３】
なお、内視鏡の消毒滅菌方法として、オートクレーブ処理（高温高圧蒸気処理）が主流になりつつある。オートクレーブ処理は、煩雑な作業を伴わず、滅菌後にすぐに使用でき、しかもランニングコストが安い。しかし、オートクレーブ処理では、内視鏡全体が高湿状態にさらされる。
【０００４】
最初に、ウエハレベルパッケージング（ＷＬＰ）型の撮像装置について簡単に説明する。ＷＬＰ型の撮像装置は、複数の撮像素子を含む撮像ウエハとガラスウエハとを接着した接合ウエハを切断し個片化することによって作製されるため、小型化が容易である。ＷＬＰ型の撮像装置では、撮像素子の受光部が形成された受光面の全面がカバーガラスに覆われている。撮像素子の受光部は貫通配線を経由して、受光面と対向している裏面の裏面電極と接続されている。
【０００５】
一方、特開２００８−１１８５６８号公報には、受光部を覆っているカバーガラスが、受光面に配設されている外部電極を覆っていない撮像装置が開示されている。この撮像装置は、ＷＬＰ型の撮像装置と異なり貫通配線を形成する必要がない。
【０００６】
カバーガラスを撮像素子に接着するには、例えば、紫外線硬化型樹脂が用いられる。すなわち、液体の未硬化の透明樹脂が接着面に配設されてから、カバーガラスと撮像素子とが所定間隔に配置され、硬化処理が行われる。液体の樹脂が、カバーガラスと撮像素子との間の接着面から、はみ出して側面に樹脂が広がった場合には、硬化前にふきとったり、硬化後に研削加工が行われたりしていた。
【０００７】
ここで、透明樹脂は、透湿度が低くはない。このため、オートクレーブ処理において、透明樹脂を侵透した水分により、カバーガラスが曇ったり、カバーガラスと撮像素子との間の接着強度が低下したりして、信頼性が低下するおそれがあった。
【０００８】
特開平５−１８３１３７号公報には、透明樹脂の露出部に、透湿性の低い保護膜としてガラス膜を配設し、さらに保護膜を封止樹脂で封止した固体撮像装置が開示されている。
【０００９】
しかし、保護膜の膜厚を均一に形成することは容易ではない。保護膜の膜厚が薄い領域があると、その領域から水分が透明樹脂に侵透し、透明樹脂が曇ったり接着強度が低下したりするおそれがあった。
【００１０】
また、絶縁性の保護膜を配設する場合には、導電性部材との接合処理の前に、外部電極を覆う保護膜を除去する工程が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１１８５６８号公報
【特許文献２】特開平５−１８３１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の実施形態は、製造が容易で信頼性の高い内視鏡用撮像装置、製造が容易で信頼性の高い内視鏡、および、製造が容易で信頼性の高い内視鏡用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】
【００１３】
本発明の実施形態の内視鏡用撮像装置は、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面とを有し、前記裏面に、前記受光部と貫通配線を経由して接続された裏面電極が配設されている撮像素子と、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面とを有し、前記第２の主面が、前記受光面と同じ大きさの透明板と、前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、４つの前記第１の側面および４つの前記第２の側面に広がっている額縁状の露出部を外周部に有する、透明樹脂と、前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、を具備し、前記露出部の４つの前記第１の側面および４つの前記第２の側面のそれぞれに対する角度が、いずれも４５度未満である。
【００１４】
本発明の実施形態の内視鏡用撮像装置は、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されている撮像素子と、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さい透明板と、前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、外周部に露出部を有する透明樹脂と、前記透明樹脂の前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、前記撮像素子の前記外部電極と接合されている接合電極を有する配線板と、を具備し、前記透明板が、前記外部電極を覆っておらず、前記保護膜が、前記露出部と、前記受光面の前記透明板に覆われていない領域のうち、前記外部電極と前記接合電極との接合界面を除く前記領域と、を覆っている。
【００１５】
本発明の実施形態の内視鏡用撮像装置は、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されている撮像素子と、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さい透明板と、前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、外周部に露出部を有する透明樹脂と、前記透明樹脂の前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、前記撮像素子の前記外部電極と接合されている接合電極を有する配線板と、を具備し、前記透明板が、前記外部電極を覆っておらず、１つの第１の側面を除く３つの前記第１の側面、４つの前記第２の側面および前記受光面１０ＳＡに対する、露出部３１Ｅの角度が、いずれも４５度未満である。
【００１６】
本発明の実施形態の内視鏡は内視鏡用撮像装置を含み、前記内視鏡用撮像装置は、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面とを有し、前記裏面に、前記受光部と貫通配線を経由して接続された裏面電極が配設されている撮像素子と、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面とを有し、前記第２の主面が、前記受光面と同じ大きさの透明板と、前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、４つの前記第１の側面および４つの前記第２の側面に広がっている額縁状の露出部を外周部に有する、透明樹脂と、前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、を具備し、前記露出部の４つの前記第１の側面および４つの前記第２の側面のそれぞれに対する角度が、いずれも４５度未満である。
【００１７】
本発明の実施形態の内視鏡用撮像装置の製造方法は、撮像素子と透明板と透明樹脂と保護膜と接合電極を有する配線板とを有する内視鏡用撮像装置の製造方法であって、前記撮像素子は、受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されており、前記透明板は、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さく、前記透明板を、前記外部電極を覆わないように前記受光面に前記透明樹脂を経由して接着する接着工程と、前記透明樹脂の露出部と、前記外部電極の表面を含む、前記受光面の前記透明板に覆われていない領域とを、前記透明樹脂よりも透湿性の低い前記保護膜で覆う保護膜配設工程と、前記撮像素子または前記配線板の少なくともいずれかに、超音波振動を印加することによって、前記接合電極と前記外部電極との接合界面の前記保護膜を剥離し、さらに、前記接合電極と前記外部電極とを接合する接合工程、とを具備する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施形態によれば、製造が容易で信頼性の高い内視鏡用撮像装置、製造が容易で信頼性の高い内視鏡、および、製造が容易で信頼性の高い内視鏡用撮像装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の内視鏡用撮像装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態の内視鏡用撮像装置の図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】第１実施形態の内視鏡用撮像装置の図２のＩＩＩ部分の部分断面図である。
【図４】従来の内視鏡用撮像装置の部分断面図である。
【図５】従来の内視鏡用撮像装置の部分断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例１の内視鏡用撮像装置の部分断面図である。
【図７】第１実施形態の変形例２の内視鏡用撮像装置の部分断面図である。
【図８】第１実施形態の変形例３の内視鏡用撮像装置の撮像素子の斜視図である。
【図９】第１実施形態の変形例４の内視鏡用撮像装置の撮像素子の斜視図である。
【図１０】第２実施形態の内視鏡用撮像装置の斜視図である。
【図１１】第２実施形態の内視鏡用撮像装置の図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【図１２】第２実施形態の内視鏡用撮像装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の内視鏡用撮像装置の製造方法を説明するため断面図である。
【図１４】第２実施形態の内視鏡用撮像装置の製造方法を説明するため断面図である。
【図１５】第３実施形態の内視鏡の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
後述するように、本実施形態の内視鏡用撮像装置１（以下、「撮像装置１」という。）は、内視鏡９の挿入部９２の先端部９１に配設される（図１５参照）。撮像装置１は、内視鏡９の低侵襲化のため超小型で、光軸直交方向の断面の大きさが、例えば２ｍｍ角と極めて小さい。
【００２１】
＜内視鏡用撮像装置の構成＞
図１、図２および図３に示すように、撮像装置１は、撮像素子１０と、透明板であるカバーガラス２０と、撮像素子１０とカバーガラス２０とを接着している透明樹脂３０と、透明樹脂３０の露出部を覆っている保護膜４０と、を有する。
【００２２】
なお、図面は、いずれも模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略する場合がある。
【００２３】
撮像素子１０は、平面視矩形（光軸Ｏ（Ｚ軸）に直交する方向の断面が矩形）の直方体の半導体チップである。撮像素子１０は、受光面１０ＳＡと、受光面１０ＳＡと対向する裏面１０ＳＢと、４つの第１の側面１０ＳＳとを有する。
【００２４】
受光面１０ＳＡには、撮像光学系（不図示）が被写体像を結像する受光部１１が形成され、さらに、受光部１１と接続された複数の外部電極１２が配設されている。外部電極１２は貫通配線１３を経由して裏面１０ＳＢの裏面電極１４と接続されている。撮像素子１０は、複数の撮像素子１０を含む撮像ウエハの切断により作製される。
【００２５】
カバーガラス２０は、第１の主面２０ＳＡと、第１の主面２０ＳＡと対向する第２の主面２０ＳＢと、４つの第２の側面２０ＳＳとを有する直方体である。カバーガラス２０は、ガラスウエハの切断により作製されたガラスチップである。透明板は、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂からなる平板でもよい。
【００２６】
カバーガラス２０の第２の主面２０ＳＢは、撮像素子１０の受光面１０ＳＡに透明樹脂３０により接着されている。透明樹脂３０は、例えば、エポキシ系、アクリル系またはシリコーン系の透明な紫外線硬化樹脂である
【００２７】
撮像装置１は、撮像素子１０の受光面１０ＳＡとカバーガラス２０の第２の主面とが略同じ大きさ（光軸Ｏに直交する断面の外寸）である。このため、撮像装置１は、ＷＬＰ型の撮像装置と類似している。しかし、カバーガラス２０と撮像素子１０とは、それぞれが直方体のチップとして、第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとの間（接着面）に、未硬化で液体の透明樹脂３０を配設してから、硬化処理を行うことで接着されている。
【００２８】
チップの接着により作製される撮像装置１は、ＷＬＰ型の撮像装置と異なり、受光面１０ＳＡの外周と第２の主面２０ＳＢの外周とが完全には一致してはいない。言い替えれば、第１の側面１０ＳＳと第２の側面２０ＳＳとは、略同一平面上に配置されていればよい。
【００２９】
撮像装置１の製造工程では、液体の透明樹脂３０は、接着面に収容される量よりも、わずかに多くの量がディスペンサまたはインクジェット法により滴下される。接着面に収容される液体の透明樹脂３０の体積は、第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとの間の距離と、第２の主面２０ＳＢ（受光面１０ＳＡ）の面積との積である。
【００３０】
このため、第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとの間の距離が近接すると、第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとの間に収容されない過剰な透明樹脂３０は、両者の間から外に溢れだして、額縁状の露出部３１を形成する。言い替えれば、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳから突出している透明樹脂３０の外周部が露出部３１である。
【００３１】
紫外線硬化型の樹脂３０は、紫外光照射により硬化処理される。
【００３２】
図３は撮像装置１の一部分の光軸Ｏを含む断面図であるが、透明樹脂３０の露出部３１は、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳの全周にわたって広がっている。言い替えれば、露出部３１は、光軸Ｏを含む全ての断面においても、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がっている。
【００３３】
そして、保護膜４０は、透明樹脂３０の露出部３１を完全に覆うように配設されている。保護膜４０は、透明樹脂３０よりも透湿性が低い、例えば、ガラス膜である。ガラスからなる保護膜４０は、液体の金属アルコキシドを塗布し、２００℃以下の温度に加熱することによって配設される。
【００３４】
保護膜４０は、真空成膜法を用いて成膜された、ポリパラキシリレン膜、酸化シリコン膜、または窒化シリコン膜等でもよい
【００３５】
なお、撮像装置１では、保護膜４０は、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳを完全に覆っているが、少なくとも露出部３１を覆っていればよい。
【００３６】
オートクレーブ処理に対応するため、内視鏡用撮像装置１の保護膜４０は、膜厚が最も薄い領域でも、ＪＩＳ Ｚ ０２０８に定められる水蒸気透湿性試験における透湿度が、５ｇ／（ｍ２×ｄａｙ）以下であることが好ましい。しかし、凸部である露出部３１を覆う保護膜４０には、大きな膜厚分布が生じやすい。
【００３７】
例えば、図４に示す従来の撮像装置１０１では、透明樹脂３０の露出部３１は、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がっていない。すなわち、透明樹脂３０は第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳから突出しているが、露出部３１は表面張力により第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がっていない。
【００３８】
このため、露出部３１と側面１０ＳＳ、２０ＳＳとの境界領域を覆う保護膜４０の膜厚が厚くなり、逆に露出部３１の頂点領域を覆う保護膜４０の膜厚が薄くなる。
【００３９】
また、図５に示す従来の撮像装置１０２では、透明樹脂３０は第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとの間に完全に収容されている。このため、露出部３１と側面１０ＳＳ、２０ＳＳとの境界領域を覆う保護膜４０の膜厚が非常に薄い。
【００４０】
これに対して、図３に示した撮像装置１では、透明樹脂３０の露出部３１は、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がっている。さらに、第１の側面１０ＳＳが露出部３１と交差する角度θ１、および、第２の側面２０Ｓが露出部３１と交差する角度θ２が４５度未満である。
【００４１】
なお、角度θ１は、第１の側面１０ＳＳに直交しており、かつ、光軸Ｏと平行な断面（例えば、ＸＺ面、ＹＺ面）における第１の側面１０ＳＳが露出部３１の外面と交差する角度である。同様に、角度θ２は、第２の側面２０ＳＳに直交しており、かつ、光軸Ｏと平行な断面（例えば、ＸＺ面、ＹＺ面）における第２の側面２０ＳＳが露出部３１の外面と交差する角度である。
【００４２】
このため、露出部３１を覆う保護膜４０は、大きな膜厚分布がなく、透明樹脂３０への水の侵透が防止されている。なお、角度θ１および角度θ２は、３０度未満であることが、より好ましい。角度θ１および角度θ２の下限は、０度である。
【００４３】
すでに説明したように、従来の製造方法では、カバーガラス２０と撮像素子１０との間の接着面から、はみ出して側面に透明樹脂３０が広がった露出部は、硬化前にふきとったり、硬化後に研削加工が行われたりしていた。すなわち、透明樹脂３０が接着面から、はみ出さない方法が、好ましい製造方法であった。
【００４４】
これに対して、本発明の撮像装置１では、積極的に、接着面から、はみ出した額縁状の露出部３１を形成する。そして、４つの第１の側面１０ＳＳが露出部３１と交差する角度θ１、および、４つの第２の側面２０ＳＳが露出部３１と交差する角度θ２が、いずれの光軸Ｏを含む断面において４５度未満である。このため、撮像装置１では、容易に均一な膜厚の保護膜４０を配設できる。
【００４５】
透明樹脂３０に水が侵透し、透明樹脂３０が曇ったり接着強度が低下したりすることのない撮像装置１は、信頼性が高く、後述するように製造が容易である。
【００４６】
なお、撮像素子１０の裏面１０ＳＢに複数の半導体素子が積層された半導体積層体が接合されていてもよい。さらに、撮像素子１０と半導体積層体とが、一体のＷＬＰ型の撮像部であってもよい。
【００４７】
＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例１〜４の撮像装置１Ａ〜１Ｄについて説明する。撮像装置１Ａ〜１Ｄは、撮像装置１と類似し、同じ効果を有する。このため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００４８】
＜第１実施形態の変形例１、２＞
図６に示す変形例１の撮像装置１Ａでは、第１の側面１０ＳＳが第２の側面２０ＳＳに対する角度θ３（光軸Ｏを含む断面（ＸＺ面、ＹＺ面）における、透明樹脂３０を頂点とする角度）が、９０度超１８０度未満である。
【００４９】
すなわち、撮像素子１０は、光軸直交方向の断面積が、透明樹脂３０に向かって小さいため、第１の側面１０ＳＳが光軸Ｏに対して傾斜している。カバーガラス２０も、光軸直交方向の断面積が、透明樹脂３０に向かって小さいため、第２の側面２０ＳＳが光軸Ｏに対して傾斜している。
【００５０】
なお、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳが傾斜していない撮像装置１では、第１の側面１０ＳＳが第２の側面２０ＳＳに対する角度θ３は１８０度である。
【００５１】
これに対して、角度θ３が、９０度超１８０度未満の鈍角である撮像装置１Ａは、透明樹脂３０が第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がりやすく、かつ、角度θ１および角度θ２を、４５度未満とすることが容易である。特に角度θ３が１２０度超１５０度未満の場合には、角度θ１および角度θ２を、２０度未満とすることも容易である。撮像装置１Ａは、膜厚が均一な保護膜４０の配設が、撮像装置１よりも、容易である。
【００５２】
なお、図７に示す変形例２の撮像装置１Ｂでは、撮像素子１０の第１の側面１０ＳＳは光軸Ｏ（Ｚ軸）に対して平行であり、傾斜していない。しかし、第２の側面２０ＳＳが傾斜しているため、角度θ３は１８０度未満の約１２５度である。
【００５３】
すなわち、角度θ３が、９０度超１８０度未満であれば、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳが傾斜している必要は無い。
【００５４】
なお、角度θ３が９０度以下の撮像モジュールは、第１の主面２０ＳＡおよび裏面１０ＳＢの面積が大きいため、好ましくない。
【００５５】
第１の側面１０ＳＳが傾斜した撮像素子１０および第２の側面２０ＳＳが傾斜したカバーガラス２０は、ウエハを個片化（チップ化）するために用いるダイシングブレードの選択により、容易に作製できる。側面がウエハの主面に直交する仮想的な平面に対して両側面が傾斜しているダイシングブレードを用いて、ウエハを切断することにより作製されるチップの上面は下面よりも小さくなる。すなわち、側面が傾斜したチップ（撮像素子、カバーガラス）は、側面が傾斜したダイシングブレードを用いて容易に作製できる。
【００５６】
また、切断後に、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに、例えば、チッピング防止膜を配設してから、撮像素子１０とカバーガラス２０とを接着してもよい。この場合には、チッピング防止膜の表面を、第１の側面１０ＳＳまたは第２の側面２０ＳＳと見なすことができる。すなわち、チッピング防止膜の表面が光軸に対して傾斜していてもよい。
【００５７】
なお、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳは、接着面（露出部３１）の近傍だけが傾斜していてもよい。
【００５８】
＜第１実施形態の変形例３＞
撮像素子とカバーガラス２０との接着面の中で、最も剥離しやすのは光軸Ｏ（Ｚ軸）方向から見た際の角部、すなわち四隅である。このため、額縁状の露出部３１の中でも、角部における角度θ１、θ２が、他の部分（角部の周囲）における角度よりも小さいことが好ましい。このためには、周辺部と比べて角部は透明樹脂３０がより接着面から、はみ出した形状であることが好ましい。
【００５９】
図８に示す変形例３の撮像装置１Ｃの撮像素子１０Ｃは、受光面１０ＳＡの４つの角部に、それぞれ切り欠きＣ１０がある。例えば、切り欠きＣ１０は、深さ（ｄ）が１０μｍで、幅（ｗ）が５μｍである。
【００６０】
切り欠きＣ１０は、深さ（ｄ）が、幅（ｗ）よりも大きいため、第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとが近接すると、過剰な透明樹脂３０は、多くが切り欠きＣ１０に溢れだして、第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がりやすい。このため、角部には、周囲よりも、より多くの透明樹脂３０が接着面から、はみ出すことになり、結果、撮像装置１Ｃは第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに対する角度θ１、θ２が、角部において周囲よりも小さくなる。
【００６１】
＜第１実施形態の変形例４＞
図９に示す変形例４の撮像装置１Ｄの撮像素子１０Ｄは、受光面１０ＳＡの４つの角部に、それぞれパターニングされた親水性の膜１５が配設されている。例えば、酸化シリコンからなる膜１５の周辺の受光面１０ＳＡは、膜１５よりも疎水性のシリコンからなる。
【００６２】
透明樹脂３０は親水性であるため、第２の主面２０ＳＢと受光面１０ＳＡとが近接すると、過剰な透明樹脂３０は、親水性の膜１５が配設されている角部に向かって広がる。すると、透明樹脂３０は、最初に角部から溢れ出す。このため、透明樹脂３０は、特に角部の第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに広がりやすい。このため、角部には、周囲よりも、より多くの透明樹脂３０が接着面から、はみ出すことになり、結果、撮像装置１Ｄは第１の側面１０ＳＳおよび第２の側面２０ＳＳに対する角度θ１、θ２が、角部において周囲よりも小さい。
【００６３】
なお、受光面が親水性の場合には、角部の周辺に疎水性膜を配設しても、撮像装置１Ｄと同じ効果が得られる。
【００６４】
また、撮像素子の受光面１０ＳＡの角部に、撮像装置１Ｃと同じような切り欠きＣ１０があり、切り欠きＣ１０の底面が親水性の膜１５に覆われていてもよい。
【００６５】
例えば、撮像ウエハを複数の撮像素子に切断するときの基準線となる凹部であるスクライブラインの底面が、親水性の酸化シリコンであり、スクライブラインの周辺が、酸化シリコンよりも疎水性のシリコンであれば、角部だけに切り欠きを配設することが好ましい。
【００６６】
なお、透明樹脂３０が疎水性の場合には、角部に疎水性膜を配設するのが好ましいことは言うまでも無い。すなわち、受光面１０ＳＡの４つの角部のそれぞれに、角部の周辺とは異なり、水との親和性が透明樹脂３０と同じ領域があればよい。
【００６７】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の撮像装置１Ｅについて説明する。撮像装置１Ｅは、撮像装置１と類似している。このため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００６８】
図１０および図１１に示すように、撮像装置１Ｅは、撮像素子１０Ｅと、透明板であるカバーガラス２０と、透明樹脂３０Ｅと、絶縁性の保護膜４０Ｅと、配線板５０と、を具備する。
【００６９】
撮像素子１０Ｅは、撮像素子１０とは異なり、受光面１０ＳＡに受光部１１と接続された外部電極１２Ｅが配設されている。外部電極１２Ｅは、例えば、金スタッドバンプである。
【００７０】
撮像素子１０Ｅは、例えば、受光面１０ＳＡが、横２．０ｍｍ、縦１．８ｍｍ（面積：３．６ｍｍ２）であり、厚さ１００μｍである。カバーガラス２０は、例えば、第１の主面２０ＳＡが、横１．５ｍｍ、縦１．５ｍｍ（面積：２．２５ｍｍ２）であり、厚さは４００μｍである。
【００７１】
カバーガラス２０は、撮像素子１０の受光面１０ＳＡに受光部１１を覆い、外部電極１２Ｅを覆わないように、透明樹脂３０Ｅによって接着されている。すなわち、カバーガラス２０の４つの第２の側面２０ＳＳのうち、１つの第２の側面２０ＳＳ１は外部電極１２Ｅよりも受光部１１に近い位置に配置されている。言い替えれば、撮像素子１０の４つの第１の側面のうち、１つの第１の側面１０ＳＳ１は、第２の側面２０ＳＳ１と略同一平面上に配置されていない。
【００７２】
配線板５０は、撮像素子１０Ｅの外部電極１２と接合されている、例えば金からなる接合電極５２を有する。接合電極５２は、配線板の端面から突出しているフライングリードでもよい。
【００７３】
透明樹脂３０Ｅは透明樹脂３０と同じ紫外線硬化型樹脂であるが、外周形状が少し異なる。すなわち、撮像装置１Ｅでは、過剰に滴下された透明樹脂３０Ｅは、カバーガラス２０の４つの第２の側面２０ＳＳと、撮像素子１０Ｅの第１の側面１０ＳＳ１を除く３つの第１の側面１０ＳＳと、撮像素子１０Ｅの受光面１０ＳＡのカバーガラス２０に覆われていない領域と、に広がっている。
【００７４】
受光面１０ＳＡに溢れだした透明樹脂３０Ｅ（露出部３１Ｅ）を覆うように、保護膜４０Ｅを配設すると、保護膜４０Ｅは外部電極１２Ｅも覆ってしまう。すなわち、小型の撮像装置１Ｅでは、受光面１０ＳＡの透明樹脂３０Ｅを覆い、外部電極１２Ｅを覆わない保護膜を配設することは容易ではない。
【００７５】
しかし、撮像装置１Ｅでは、後述する製造方法により製造されるため、保護膜４０Ｅは、透明樹脂３０Ｅの露出部３１Ｅの全表面を覆っているだけでなく、受光面１０ＳＡのカバーガラス２０に覆われていない領域および外部電極１２Ｅの表面を覆っているが、外部電極１２Ｅと接合電極５２との接合界面だけは覆っていない。
【００７６】
言い替えれば、保護膜４０Ｅは、露出部３１Ｅと、受光面１０ＳＡのカバーガラス２０に覆われていない領域のうち、外部電極１２Ｅと接合電極５２との接合界面を除く全ての領域と、を覆っている。
【００７７】
撮像装置１Ｅは、透明樹脂３０Ｅの露出部３１Ｅだけでなく、外部電極１２Ｅの接合界面を除く表面が、保護膜４０Ｅに覆われているため、信頼性が高い。
【００７８】
なお、露出部３１Ｅの、第１の側面１０ＳＳ１を除く３つの第１の側面１０ＳＳ、４つの第２の側面２０ＳＳおよび受光面１０ＳＡに対する角度が、いずれも４５度未満であることが好ましいことは言うまでも無い。
【００７９】
さらに、第２の側面２０ＳＳ１を除く、３つの第２の側面２０ＳＳのそれぞれが、透明樹脂３０Ｅを挾んで近接している、第１の側面１０ＳＳ１を除く、３つの第１の側面１０ＳＳのそれぞれに対する角度が、９０度超１８０度未満であるとが好ましいことも言うまでも無い。なお、第２の側面２０ＳＳ１が受光面１０ＳＡに対する角度は、９０度超１２０度未満であることが好ましい。
【００８０】
また、撮像装置１Ｅと類似しているが、外部電極１２Ｅが保護膜４０Ｅで全く覆われていない撮像装置でも、露出部３１Ｅの形状は、信頼性改善に有効である。すなわち、以下に記載の撮像装置は撮像装置１と同じ効果を有する。
【００８１】
受光部が形成されている受光面と、前記受光面と対向する裏面と、４つの第１の側面と、を有し、前記受光面に外部電極が配設されている撮像素子と、
第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、４つの第２の側面と、を有し、前記第２の主面が、前記受光面よりも小さい透明板と、
前記撮像素子の前記受光面と前記透明板の前記第２の主面とを接着しており、外周部に露出部を有する透明樹脂と、
前記透明樹脂の前記露出部を覆っている、前記透明樹脂よりも透湿性の低い保護膜と、
前記撮像素子の前記外部電極と接合されている接合電極を有する配線板と、を具備し、
前記透明板が、前記外部電極を覆っておらず、
露出部３１Ｅの、１つの第１の側面を除く３つの前記第１の側面、４つの前記第２の側面および前記受光面１０ＳＡに対する角度が、いずれも４５度未満である。
【００８２】
＜撮像装置の製造方法＞
図１２のフローチャートにそって撮像装置１Ｅの製造方法を説明する。なお、説明を省略したが、撮像装置１の製造方法も撮像装置１Ｅの製造方法と類似している。
【００８３】
すでに説明したように、撮像装置１Ｅは、撮像素子１０Ｅと透明板であるカバーガラス２０と透明樹脂３０Ｅと保護膜４０Ｅと配線板５０とを有する。撮像素子１０Ｅは、受光部１１が形成されている受光面１０ＳＡと、受光面１０ＳＡと対向する裏面１０ＳＢと、４つの第１の側面１０ＳＳと、を有し、受光面１０ＳＡに外部電極１２Ｅが配設されている。カバーガラス２０は、第１の主面２０ＳＡと、第１の主面２０ＳＡと対向する第２の主面２０ＳＢと、４つの第２の側面２０ＳＳと、を有し、第２の主面２０ＳＢ（第１の主面２０ＳＡ）が、受光面１０ＳＡ（裏面１０ＳＢ）よりも小さい。
【００８４】
＜ステップＳ１０＞接着工程
カバーガラス２０が、外部電極１２Ｅを覆わないように受光面１０ＳＡに透明樹脂３０Ｅによって接着される。接着工程は、樹脂滴下工程（Ｓ１１）とカバーガラス配設工程（Ｓ１２）と硬化工程（Ｓ１３）とを含む。
【００８５】
撮像素子１０Ｅを作製するために、まず、シリコン等の半導体ウエハの受光面１０ＳＡに半導体製造技術を用いて、複数の受光部１１等を有する撮像ウエハが作製される。撮像ウエハは切断により撮像素子１０Ｅに個片化される。
【００８６】
撮像ウエハを、側面がウエハの主面に直交する仮想的な平面に対して傾斜しているダイシングブレートを用いて切断すれば、側面２０ＳＳが傾斜した撮像素子１０Ｅが作製できる。
【００８７】
撮像素子１０Ｅは、受光部１１と、受光部１１と接続された複数の外部電極１２Ｅと、を有する。なお、撮像素子１０Ｅには受光部１１に加えて信号処理回路等の半導体回路が形成されていてもよい。
【００８８】
カバーガラス２０は、ガラスウエハの切断により作製される。側面が傾斜しているダイシングブレートを用いて切断すれば、側面２０ＳＳが傾斜したカバーガラス２０が作製できる。
【００８９】
＜ステップＳ１１＞樹脂滴下工程
撮像素子１０Ｅの受光面１０ＳＡと、カバーガラス２０の第２の主面２０ＳＢとの間に未硬化の液体の透明樹脂３０Ｅが配設される。例えば、透明樹脂３０Ｅが、ディスペンサまたはインクジェット法を用いて、撮像素子１０Ｅの受光面１０ＳＡの受光部１１に配設される。
【００９０】
透明樹脂３０Ｅは、例えば、透明樹脂３０と同じ、エポキシ系、アクリル系またはシリコーン系の透明な紫外線硬化樹脂である
【００９１】
また、透明樹脂３０Ｅは、カバーガラス２０の第２の主面２０ＳＢに配設されてもよいし、撮像素子１０Ｅの受光部１１およびカバーガラス２０の第２の主面２０ＳＢに配設されてもよい。すなわち、透明樹脂３０Ｅは、受光部１１およびカバーガラス２０の第２の主面２０ＳＢの少なくともいずれかに配設される。
【００９２】
＜ステップＳ１２＞カバーガラス配設工程
撮像素子１０Ｅの受光面１０ＳＡに、カバーガラス２０が配設される。すなわち、まず、カバーガラス２０が、外部電極１２Ｅを覆わないように正確に面内方向（光軸直交方向）が位置決めされる。このとき、３組（第１の側面１０ＳＳと第２の側面２０ＳＳ）の各組の２側面が、それぞれ略同一平面上に位置決めされる。
【００９３】
そして、撮像素子１０Ｅの受光面１０ＳＡとカバーガラス２０の第２の主面２０ＳＢとの間が、所定の間隔に配置される。
【００９４】
例えば、撮像素子１０Ｅがステージに配置され、ＸＹＺ方向に移動可能な治具にカバーガラス２０が取り付けられる。ＸＹ方向の位置決めが行われた後に、Ｚ方向にカバーガラス２０が移動する。すると、過剰な透明樹脂３０Ｅは、カバーガラス２０の４つの第２の側面と、撮像素子１０Ｅの３つの第１の側面１０ＳＳと、撮像素子１０Ｅの受光面１０ＳＡとに広がり、露出部３１となる。
【００９５】
＜ステップＳ１３＞硬化工程
カバーガラス２０の第１の主面２０ＳＡから、紫外光が照射される。すると、透明樹脂３０Ｅが硬化し、カバーガラス２０と撮像素子１０Ｅとを接着する。
【００９６】
＜ステップＳ２０＞保護膜配設工程
図１３に示すように、保護膜４０Ｅが、少なくとも透明樹脂３０Ｅの露出部３１Ｅと、外部電極１２Ｅの表面を含む、受光面１０ＳＡのカバーガラス２０に覆われていない領域と、を覆うように配設される。
【００９７】
例えば、液体の金属アルコキシドを塗布し２００℃以下の温度に加熱することによって、ガラスからなる保護膜４０Ｅが配設される。すなわち、テトラエトキシシラン、テトライソポリポキシラン、トリメトキシイソブチルシラン等の金属アルコキシドは、加水分解反応によりガラス化する。市販されている、いわゆる常温液状ガラスを用いてもよい。
【００９８】
保護膜４０Ｅは、真空成膜法を用いて成膜されるポリパラキシリレン膜、窒化シリコン膜、または、酸化シリコン膜等であってもよい。
【００９９】
なお、保護膜４０Ｅは、４つの第１の側面１０ＳＳおよび４つの第２の側面２０ＳＳを完全に覆っていてもよい。また、保護膜４０Ｅは、撮像素子１０Ｅの裏面１０ＳＢを覆っていてもよい。さらに、保護膜４０Ｅが透明な場合には、カバーガラス２０の第１の主面２０ＳＡを覆っていてもよい。なお、保護膜４０Ｅが第１の主面２０ＳＡを覆っていると撮像装置１Ｅの特性が劣化する場合等には、保護膜４０Ｅの配設前に剥離容易なカバー層で第１の主面２０ＳＡを覆っておくことが好ましい。
【０１００】
＜ステップＳ３０＞接合工程
接合電極５２と外部電極１２Ｅとの接合界面には、絶縁性の保護膜４０Ｅがあるため、半田接合法および圧着接合法では、接合電極５２と外部電極１２Ｅとを接合することはできない。このため、接合工程の前に、接合界面の保護膜４０Ｅを剥離する工程が行われる。
【０１０１】
しかし、発明者は、超音波接合法を用いることで、保護膜４０Ｅの剥離工程と、接合電極５２と外部電極１２Ｅとの接合工程と、を１つの工程で連続して行えることを見出した。
【０１０２】
図１４に示すように、接合電極５２と外部電極１２Ｅとを押圧した状態で、撮像素子１０Ｅまたは配線板５０の少なくともいずれかに、超音波振動が印加されると、配線板５０の接合電極５２と撮像素子１０の外部電極１２Ｅとの接合界面の保護膜４０Ｅが剥離され、さらに、接合電極５２と外部電極１２Ｅとが接合される。
【０１０３】
すなわち、接合電極５２と外部電極１２Ｅとが接触し押圧された状態で、少なくとも一方が超音波振動（ＵＳ）すると、まず、接合界面の保護膜４０Ｅは、摩擦により剥離する。特に、厚さが１μｍ以下の保護膜４０Ｅは、容易に剥離する。そして、次に、接合電極５２および外部電極１２Ｅの表面が、例えば、金の場合には、金と金とは、容易に超音波接合される。
【０１０４】
なお、超音波振動に加えて接合界面に熱が印加されてもよい。また、振動周波数、振動強度、温度、および押圧圧力等の超音波印加条件が、保護膜剥離工程と接合工程とで異なっていてもよい。
【０１０５】
本実施形態の製造方法によれば、保護膜４０Ｅの剥離工程が不要のため、製造が容易である。さらに、外部電極１２Ｅも、接合界面を除く表面が、保護膜４０Ｅに覆われているため、信頼性が高い撮像装置１Ｄを製造できる。
【０１０６】
なお、第１実施形態の撮像装置１の製造方法においても、裏面電極１４が保護膜４０に覆われている場合には、第２実施形態の撮像装置の製造方法を用いて、裏面電極１４と他の導電部材とを接合できる。
【０１０７】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の内視鏡９について説明する。
【０１０８】
図１５に示すように、内視鏡９は、小型の撮像装置１（１Ａ〜１Ｅ）が先端部９１に配設された挿入部９２と、挿入部９２の基端部に配設された操作部９３と、操作部９３から延出するユニバーサルコード９４と、を具備する。ユニバーサルコード９４は、撮像装置１の配線板５０と接続されている。
【０１０９】
内視鏡９は、小型で高特性の撮像装置１（１Ａ〜１Ｅ）を先端部９１に具備するため、細径、高特性で、かつ製造が容易である。また、撮像装置１Ａ〜１Ｅを具備する内視鏡９Ａ〜９Ｅが、撮像装置１Ａ〜１Ｅの効果を有することは言うまでも無い。
【０１１０】
なお、内視鏡９は軟性鏡であるが、硬性鏡でもよい。また、実施形態の内視鏡９（９Ａ〜９Ｅ）は、撮像装置１（１Ａ〜１Ｅ）を具備していれば、カプセル型でもよいし、医療用でも工業用でもよい。
【０１１１】
本発明は上述した実施の形態および変形例等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】
【０１１２】
１、１Ａ〜１Ｅ…内視鏡用撮像装置
９、９Ａ〜９Ｅ…内視鏡
１０…撮像素子
１０ＳＡ…受光面
１２…外部電極
２０…透明板（カバーガラス）
２０ＳＡ…第１の主面
２０ＳＢ…第２の主面
２０ＳＳ…第２の側面
３０…透明樹脂
３１…露出部
４０…保護膜
５０…配線板
【図１】
2019153698.tif 000003
【図２】
2019153698.tif 000004
【図３】
2019153698.tif 000005
【図４】
2019153698.tif 000006
【図５】
2019153698.tif 000007
【図６】
2019153698.tif 000008
【図７】
2019153698.tif 000009
【図８】
2019153698.tif 000010
【図９】
2019153698.tif 000011
【図１０】
2019153698.tif 000012
【図１１】
2019153698.tif 000013
【図１２】
2019153698.tif 000014
【図１３】
2019153698.tif 000015
【図１４】
2019153698.tif 000016
【図１５】
2019153698.tif 000017