(57)【要約】【課題】煩雑な補正を回避しながらも、受光特性に優れた撮像装置を製造する。【解決手段】基板２上に支持部材３ｂを載置する工程と、基板２上の露出箇所に接着剤を塗布する工程と、支持部材３ｂ及び接着剤の上に撮像素子４を載置する工程と、接着剤の硬化による接着層３ａで基板２と撮像素子４を連結する工程とによって、撮像装置１の製造を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に連結部を介して載置される撮像素子とを有し、
前記連結部が、前記撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、前記光軸の周辺に配置される支持部材とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記支持部材により、前記撮像素子の受光面が、前記光軸に対して略垂直に固定される
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記支持部材の、前記撮像素子または前記基板に接する面の少なくとも一部に、前記支持部材に比して粘性の高い接着膜が設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記基板の表面に、前記接着層の塗布領域となる凹領域が設けられ、
前記凹領域に隣接する凸領域が、前記支持部材となる
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記支持部材の厚さが、前記接着層の最大厚さと略等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮像装置を備える電子機器であって、
前記撮像装置が、
基板と、前記基板上に連結部を介して載置される撮像素子とを有し、前記連結部が、前記撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、前記光軸の周辺に配置される支持部材とを有する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
基板上に、支持部材を載置する工程と、
前記基板の上面のうち、前記支持部材に覆われない露出箇所に接着剤を塗布する工程と、
前記支持部材及び前記接着剤の上に、撮像素子を載置する工程と、
前記接着剤を硬化させて接着層を形成し、前記基板と前記撮像素子を連結する工程と、
を有する
ことを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記支持部材として、円状または多角形状の環構造を有する部材を用い、
前記接着剤を、前記基板の上面のうち、前記支持部材に囲まれる露出箇所に塗布する
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記支持部材を、複数用い、
前記接着剤を、前記基板の上面のうち、前記支持部材に挟まれる露出箇所に塗布する
ことを特徴とする請求項７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、この撮像装置を備える電子機器、及び撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置（固体撮像装置）は、デジタルスチルカメラ、デジタル一眼レフカメラ、デジタルビデオカメラなど、携帯端末をはじめとする各種電子機器の画像入力装置として知られ、広く用いられている。
撮像装置は、多数の画素（画素セル）が、２次元マトリクス状、例えばアレイ状に配置された構造を有する。画素は、少なくとも、光を電子に変換する光電変換素子（フォトダイオード）を含む撮像素子と、転送部とを有する。転送部は、例えばＣＣＤ（charged coupling device）型の撮像装置では、ＣＣＤ素子による垂直転送部と水平転送部を備え、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）型の撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）では、フォトダイオードからの電子を電圧に変換して増幅転送する増幅回路部を備える。
【０００３】
このような撮像装置においては、撮像素子の受光面が入射光の光軸に対して垂直となることが好ましいと考えられている。しかし、実際には各部品の精度やその組立精度の問題により、最終的に撮像素子に入射する光を歪のないものとするため、光軸方向に対する角度（アオリ）や回転及び位置などについての誤差を補正する必要が生じる。また、この場合、レンズや誤差を補正するために設けられる光学系の歪に起因する誤差をも考慮して最適化を図る必要がある。
【０００４】
これらの補正（最適化）は、撮像装置における画質向上のため、多数の撮像素子の受光特性が揃う（均一化される）ようになされなければならない。撮像素子の受光特性にむらがあると、本来の画像情報を得られなくなるからである。
しかしながら、基板上への撮像素子の実装は、接着剤の硬化（接着）によってなされるため、硬化するまで撮像素子の載置角度は不安定となる。そのため、図６に示すように、従来の撮像装置１０１においては、基板１０２の表面の、接着層１０３上の撮像素子１０４が光軸（破線図示）に対して傾きやすく、したがって多数の撮像素子間で載置角度が不揃いになりやすい。多数の撮像素子間で載置角度が不揃いであると、所謂平行度の精度が低下するとともに、撮像素子間で入射光に対する感度の差が生じ、受光特性にもむらが生じるため、深刻な問題となっている。
【０００５】
これらの補正（最適化）としては、様々な手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかし、この補正（最適化）については、撮像装置の製造における工数、つまり工程や手間を著しく増大させるにも関わらず、充分に歪の少ない光学系を形成することが実際には困難であるという指摘もなされている。
【特許文献１】特開２００５−０８６６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、優れた撮像装置と、この撮像装置を備える電子機器と、撮像装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、基板と、前記基板上に連結部を介して載置される撮像素子とを有し、前記連結部が、前記撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、前記光軸の周辺に配置される支持部材とを有することを特徴とする。
【０００８】
この撮像装置においては、撮像素子の載置角度を所望の位置角度で安定させることができる。よって、多数の撮像素子間での感度の個体差を抑制することができる。
【０００９】
本発明に係る電子機器は、撮像装置を備える電子機器であって、前記撮像装置が、基板と、前記基板上に連結部を介して載置される撮像素子とを有し、前記連結部が、前記撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、前記光軸の周辺に配置される支持部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
この電子機器においては、撮像素子の載置角度を所望の位置角度で安定させることができる。よって、多数の撮像素子間での感度の個体差を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る撮像装置の製造方法は、基板上に、支持部材を載置する工程と、前記基板の上面のうち、前記支持部材に覆われない露出箇所に接着剤を塗布する工程と、前記支持部材及び前記接着剤の上に、撮像素子を載置する工程と、前記接着剤を硬化させて接着層を形成し、前記基板と前記撮像素子を連結する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
この撮像装置の製造方法においては、撮像素子を硬化前の接着剤上に載置する前に、少なくとも接着剤より硬度の高い支持部材を配置して撮像素子を支持させる。よって、接着剤の硬化前でも、撮像素子を所望の位置角度で安定させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る撮像装置によれば、撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、光軸の周辺に配置される支持部材とを有する連結部によって、撮像素子が基板上に固定されることから、多数の撮像素子間での感度の個体差の抑制により、受光特性の劣化と、煩雑な補正とを、ともに回避することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る電子機器によれば、撮像素子において、撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、光軸の周辺に配置される支持部材とを有する連結部によって、撮像素子が基板上に固定されることから、多数の撮像素子間での感度の個体差の抑制により、撮像装置における、受光特性の劣化と、煩雑な補正とを、ともに回避することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る撮像装置の製造方法によれば、基板上に支持部材を載置する工程と、基板上の露出箇所に接着剤を塗布する工程と、支持部材及び接着剤の上に撮像素子を載置する工程と、接着剤の硬化による接着層で基板と撮像素子を連結する工程とを有することから、製造または設計における煩雑な補正を回避しながらも、受光特性に優れた撮像装置を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
＜撮像装置の実施の形態、及び電子機器の実施の形態＞
まず、本発明に係る撮像装置、及び本発明に係る電子機器の、実施の形態について、説明する。
図１に、本実施形態に係る撮像装置の要部の概略構成図を示す。なお、図１では、撮像装置を構成する多数の画素のうち１画素における、要部の断面図のみを図示する。
【００１８】
本実施形態に係る撮像装置１は、基板２上に、連結部３を介して撮像素子４が載置された構成を有する。連結部３は、撮像素子４に入射する光の光軸（破線図示）を含んで設けられる接着層３ａと、この光軸の周辺に配置される支持部材３ｂとを有する。
【００１９】
本実施形態においては、後述するように、支持部材３ｂによって、製造過程においても接着層３ａ上の撮像素子４が安定となる（傾き難くなる）。よって、図１に示すように、撮像素子４の受光面が、入射光の光軸に対して略垂直に固定される構成をとることが可能となる。
【００２０】
なお、支持部材３ｂは、接着層上の撮像素子を単純に支持する（所謂スペーサーとしての役割のみを果たす）ものでもよいが、単純な支持以外の役割を果たすものでもよい。例えば、この支持部材３ｂの、撮像素子４または基板２に接する面の少なくとも一部に、支持部材３ｂに比して粘性の高い接着膜が設けられる構成をとしてもよい。この場合、製造過程における撮像素子４の安定性つまり接着位置精度がより確実に向上し、製造終了後も、撮像素子４が基板２から剥離し難くなる。
【００２１】
また、支持部材３ｂの形状は、シート状でもよいし、より厚みの大きい板状や棒状などでもよい。支持部材３ｂの材料としては、樹脂をはじめとして様々な材料を選定し得るが、少なくとも接着層３ａに比して硬度の高いものが好ましい。自発的に形状が変化することなく、更に撮像素子の重量によっても変形することの無いものが、特に好ましいと考えられる。
【００２２】
本実施形態に係る撮像装置によれば、撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、光軸の周辺に配置される支持部材とを有する連結部によって、撮像素子が基板上に固定されることから、多数の撮像素子間での感度の個体差の抑制により、受光特性の劣化と、煩雑な補正とを、ともに回避することが可能となる。
【００２３】
また、本実施形態に係る撮像装置によれば、撮像素子４に関する外部との電気的接続が、ワイヤーボンディング技術などによって確保可能であるため、電気的接続のために特段の手間や技術を要することがない。したがって、本実施形態に係る撮像装置によれば、設備投資や技術開発に要するコストや煩雑さを回避することも可能となる。
また、本実施形態に係る撮像装置によれば、撮像素子の位置精度が向上するため、設計段階で撮像素子の位置情報を正確に把握することも可能となる。したがって、製造設備（例えばレンズや鏡筒等の光学系）の設計精度が高まり、開発から量産までに必要な研究の期間及びコストの低減が図られる。
【００２４】
なお、本実施形態に係る撮像装置１は、電子機器、例えばカメラモジュール、やモジュールを含む電子装置などに適用することができる。
図２に、本実施形態に係る電子機器（モジュール）の概略構成図を示す。
【００２５】
本実施形態に係る電子機器１０は、撮像装置１と、光学レンズ１１と、入出力部１２と、信号処理装置（ＤＳＰ；Digital Signal Processors）１３と、光学レンズ系制御用の中央演算装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）１４とが一体的に組み込まれたモジュールを含んで構成される。
なお、電子機器モジュールやカメラモジュール１５として、撮像装置１と光学レンズ系１１及び入出力部１２のみでモジュール１０を構成することもできる。また、撮像装置１、光学レンズ系１１、入出力部１２及び信号処理装置１３のみを備えたモジュール１０を構成することもできる。
【００２６】
本実施形態に係る電子機器によれば、撮像装置１において、撮像素子に入射する光の光軸を含んで設けられる接着層と、光軸の周辺に配置される支持部材とを有する連結部によって、撮像素子が基板上に固定されることから、多数の撮像素子間での個体差の抑制により、撮像装置における、受光特性の劣化と、煩雑な補正とを、ともに回避することが可能となる。
【００２７】
すなわち、本実施形態に係る、撮像装置を備える電子機器においては、前述したように、撮像装置における撮像素子の位置精度の向上によって、撮像装置の受光特性の安定的な向上が図られる。したがって、本実施形態に係る電子機器によれば、光学系の無調化や、得られる画像データの高画質化が可能となる。
また、本実施形態に係る電子機器においては、製造における期間及びコストの低減などが図られる。したがって、本実施形態に係る電子機器によれば、より少ない期間及びコストによって、より優れた電子機器（カメラモジュールなど）を構成することが可能となる。
【００２８】
＜撮像装置の製造方法の実施の形態＞
次に、本発明に係る撮像装置の製造方法の実施の形態について説明する。
本実施形態では、図１に示した前述の撮像装置１を製造する場合を例として、説明を行う。
図３Ａ〜図３Ｃは、それぞれ、本実施形態に係る撮像装置の製造方法の説明に供する、説明図（工程ごとの斜視図）である。
【００２９】
本実施形態に係る撮像装置の製造方法においては、まず、図３Ａに示すように、例えば半導体材料による基板２の上に、例えば樹脂による多角形状（本例では四角形状）の環構造を有する支持部材３ｂを載置する。
【００３０】
続いて、図３Ｂに示すように、基板２のうち、支持部材３ｂによって覆われずに露出する（本例では支持部材３ｂによって囲まれる領域に露出する）露出箇所に、接着剤を塗布して、最終的に硬化する接着層３ａを形成する。この硬化する接着層３ａと、予め設けた支持部材３ｂとによって、基板２と後述する撮像素子４とを連結する、連結部３を構成する。
【００３１】
続いて、図３Ｃに示すように、支持部材３ｂ及び接着層３ａの上に、撮像素子４を載置し、硬化する接着層３ａによって、基板２と撮像素子４とを連結する。
なお、支持部材３ｂの厚さは、最終的に基板２と撮像素子４との間に挟持される接着層３ａの厚さや、基板２からの撮像素子４の受光面（本例では上面）の高さなどに基づいて選定することが好ましい。また、接着層３ａの形成（接着強度や硬化時間など）を優先的に考慮して支持部材３ｂの厚さを選定することもできる。
また、この支持部材３ｂを、撮像素子４または基板２に接する面の少なくとも一部に、支持部材３ｂに比して粘性の高い接着膜が設けられる構成とすることにより、連結部３の全体で、撮像素子４を所定の位置角度で基板２上に固定すること（接着位置精度の向上）が可能となる。
【００３２】
本実施形態に係る撮像装置の製造方法によれば、基板上に支持部材を載置する工程と、前記基板上の露出箇所に接着剤を塗布する工程と、支持部材及び接着剤の上に撮像素子を載置する工程と、接着剤の硬化による接着層で基板と撮像素子を連結する工程とを有することから、煩雑な補正を回避しながらも、受光特性に優れた撮像装置を製造することが可能となる。
【００３３】
すなわち、本実施形態に係る撮像装置の製造方法によれば、装置内に多数設けられる画素において、撮像素子を基板に対して所定の角度で載置固定することが可能となる。したがって、多数の撮像素子間で載置角度を揃え（均一化し）、受光特性を安定的に向上させることが可能となる。
すなわち、この場合、所謂平行度の精度の低下を回避することが可能になるとともに、多数の撮像素子間での入射光に対する感度の差（受光特性のむら）を抑制することも可能となる。
【００３４】
本実施形態に係る撮像装置の製造方法においては、特に、支持部材の厚さを、接着層の性質を考慮して選定することが好ましい。例えば、接着層の最大厚さ（つまり撮像素子及び基板の間隔）と略等しい値に選定することにより、接着層による接着を充分に図りながら、所望の高さに撮像素子を保持して撮像装置を構成することが可能となる。
なお、載置角度については、一般に、撮像素子の上面（上面）が入射光の光軸に対して垂直であることが好ましいとされているため、この光軸に対して垂直な基板２の上面と平行な構成を図示しているが、受光特性において他の角度が許容される場合には、必ずしも光軸に垂直でなくとも良い。
【００３５】
以上、本発明に係る撮像装置、電子機器、及び撮像装置の製造方法の実施の形態について説明したが、この実施の形態の説明で挙げた使用材料及びその量、処理時間及び寸法などの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法形状及び配置関係も概略的なものである。すなわち、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
【００３６】
例えば、前述の実施形態では、環構造を有する支持部材として四角形状の部材を用いる例を説明したが、環構造を有する支持部材として、例えば図４Ａに示すような円状（或いは楕円状など）のものを用いてもよいし、図４Ｂに示すような三角形状をはじめとする他の多角形状のものを用いてもよい。
また、支持部材は必ずしも単体で環構造を有するものでなくともよく、例えば（図示しないが）、支持部材を複数用い、基板の上面のうち、複数の支持部材に挟まれる露出箇所に接着剤を塗布することによって撮像装置を製造してもよい。すなわち、支持部材は、最終的に設けられる接着層の周囲を必ずしも取り囲む形状でなくとも、その周辺に配置されていればよい。
【００３７】
また、例えば、前述の実施形態では、基板とは別に支持部材が設けられる場合を例として説明を行ったが、図５に示すように、基板の表面に接着層の塗布領域となる凹領域が設けられ、この凹領域に隣接する凸領域（つまり凹領域を下段とする段差の上段側）が、支持部材を兼ねる構成とすることもできる。
なお、基板におけるこの凹領域の形成は、基板内にエッチングストップ層を設けておき、このエッチングストップ層の上面までを異方性エッチングすることによって行うことができる。
【００３８】
これらの点に例示されるように、本発明は、前述の実施の形態に限られることなく、種々の変更及び変形をなされうる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る撮像装置の、一例の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る電子機器の、一例の構成を示す概略構成図である。
【図３】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係る撮像装置の製造方法の一例の説明に供する、説明図である。
【図４】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係る撮像装置の製造方法の一例の説明に供する、支持部材の説明図である。
【図５】本発明に係る撮像装置の、他の例の構成を示す概略断面図である。
【図６】従来の撮像装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・撮像装置、２・・・基板、３・・・連結部、３ａ・・・接着層、３ｂ・・・支持部材、４・・・撮像素子、１０・・・電子機器（モジュール）、１１・・・光学レンズ、１２・・・入出力部、１３・・・信号処理装置（Digital Signal Processors）、１４・・・中央演算装置（ＣＰＵ）、１５・・・モジュール、１６・・・モジュール、１０１・・・従来の撮像装置、１０２・・・基板、１０３ａ・・・接着層、１０４・・・撮像素子
【図１】
2008147582.tif 000003
【図２】
2008147582.tif 000004
【図３】
2008147582.tif 000005
【図４】
2008147582.tif 000006
【図５】
2008147582.tif 000007
【図６】
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