(57)【要約】【課題】固体撮像装置の小型化・薄型化と、コストダウンとを両立する【解決手段】配線基板２は、多層配線基板であり、第二表面に載置される光学機器ユニットにより形成された被写体像を固体撮像素子１に導く透光領域８を有し、配線基板２の第一表面の透光領域８の周辺に固体撮像素子１のパッド電極と相対する接続ランド部が形成され、バンプ電極３を介して電気的に接続し、透光領域８を、配線基板２を構成する光学フィルタ層２ａによって形成した固体撮像装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、一面に撮像領域と外部接続電極とを有する固体撮像素子と、
透光領域を有し、該透光領域に撮像領域を向けて前記固体撮像素子を第一表面に実装する配線基板と、
前記固体撮像素子の外部接続電極と前記配線基板の電極とを電気的に接続する導電手段と、
前記配線基板の前記第一表面と反対側の第二表面に載置され、前記固体撮像素子に被写体像を形成する光学機器ユニットと、
を備える固体撮像装置において、
前記配線基板は、多層配線基板であり、その一つの層は、光学フィルタ層であって、
前記透光領域は、前記光学フィルタ層によって形成されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記光学フィルタ層は、赤外線除去機能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】
前記固体撮像素子は、前記配線基板にフリップチップ実装した後、封止樹脂で撮像領域を気密封止されることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記配線基板は、ガラエポ基板であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記配線基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置を小型化・薄型化する為に、固体撮像素子の様々なパッケージ方法が提案されている。
【０００３】
図５は、従来技術による撮像装置の断面図である。この撮像装置１１０では、厚さ１ｍｍ〜２ｍｍのガラスでなる透明板１０２ａの一方の面に蒸着金属あるいはスクリーン印刷によって形成された複数の導体パターンによって配線１０２ｂが設けられている。撮像素子１０１は、配線１０２ｂのそれぞれの内端にバンプ電極１０３と導電性接着剤（不図示）によって電気的に接続され、その受光面を透明板１０２ａに向けて固定されている。バンプ電極１０３はめっき法またはスタッドバンプ法によって金を材料として撮像素子１０１の表面に転写され、バンプ電極１０３と配線１０２ｂとの接続は直接圧着してもよいし、導電性接着剤を介して接着してもよい。撮像素子１０１の受光面にはフィルタ１０７が被着されている。撮像素子１０１の裏面からその周囲にかけてはエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの封止樹脂１０４で覆われ、撮像素子１０１の受光面と透明板１０２ａとの間の空間には不活性ガスである窒素ガスが封入され、密閉されている。（特許文献１参照）
【０００４】
図６は、従来技術における他の光電変換装置の断面図である。この光電変換装置２１０では、光学ガラス２０７の一方の面にＴＡＢテープ２０２を接着剤２０６により接着する。光学ガラス２０７は、光を透過する。光学ガラス２０７の厚さは光学設計で決定するが、例えば１ｍｍである。光学ガラス２０７として、赤外カットフィルタ等とローパスフィルタを積層したガラスを用いてもよい。ＴＡＢテープ２０２は、絶縁シート２０２ａ上に、複数の銅リード２０２ｂを形成してなる。ＴＡＢテープ２０２は、自由に折り曲げることが可能である。絶縁シート２０２ａは、例えばポリイミド・ポリアミド・ポリエステル、またはフェノール・ガラスエポキシ樹脂等と紙・ガラス基材の複合基板からなる。絶縁シート２０２ａは、例えば矩形の開口部２０８を有する。開口部２０８は、光学ガラス２０７を介して入光した光を通過させるために形成する。銅リード２０２ｂは、絶縁シート２０２ａ上に一定の間隔をもって形成されている。銅リード２０２ｂの厚さは、例えば３５μｍ程度である。ＴＡＢテープ２０２に代え、自由に折り曲げることができない基板を用いてもよい。接着剤２０６は、例えばエポキシアクリレート・変成アクリル・エポキシ等の接着剤であって、例えば熱や紫外線であるいはその両方によって硬化するタイプの接着剤が用いられる。ＴＡＢテープ２０２上には、異方性導電膜２０５を介してＣＣＤ２０１が接続されている。異方性導電膜２０５は、電気的接続の機能の他に、ＴＡＢテープ２０２とＣＣＤ２０１とを機械的に接続する機能及び開口部２０８等によって生じた中空部を外部から封止する機能も有する。ＣＣＤ２０１の電極パッド２０１ａには、バンプ２０３が形成されている。各銅リード２０２ｂとこれに対応したバンプ２０３とは、異方性導電膜２０５が含有する導電粒子を介して電気的に接続する。異方性導電膜２０５を覆うように封止樹脂２０４を形成する。封止樹脂２０４は、例えばフェノールやエポキシ系の封止樹脂であって、例えば熱あるいは紫外線またはその併用で硬化するタイプの封止樹脂が用いられる。封止樹脂２０４は、ＴＡＢテープ２０２とＣＣＤ２０１との間の電気的接続及び機械的接続を補強する。（特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６９８９号公報
【特許文献２】特許第３２０７３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５に示すように、透明板１０２ａに金属蒸着あるいはスクリーン印刷で配線１０２ｂを設けた場合、ガラスでなる透明板１０２ａの厚さ１ｍｍ〜２ｍｍが薄型化の妨げとなり、ガラスに配線を設ける為、コスト上、大きな負荷となる。
【０００７】
図６に示すように、ＴＡＢテープ２０２に光学ガラス２０７を接着し、ＣＣＤ２０１をバンプ接続した場合、前述の撮像装置と比較して、部品点数が増加し、ＣＣＤ２０１の受光面を封止するまでの工程が長くなり、製造コスト上、負荷となる。
【０００８】
本発明では、固体撮像装置の小型化・薄型化と、コストダウンとを両立する固体撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一面に撮像領域と外部接続電極とを有する固体撮像素子と、
透光領域を有し、該透光領域に撮像領域を向けて前記固体撮像素子を第一表面に実装する配線基板と、
前記固体撮像素子の外部接続電極と前記配線基板の電極とを電気的に接続する導電手段と、
前記配線基板の前記第一表面と反対側の第二表面に載置され、前記固体撮像素子に被写体像を形成する光学機器ユニットと、
を備える固体撮像装置において、
前記配線基板は、多層配線基板であり、その一つの層は、光学フィルタ層であって、
前記透光領域は、前記光学フィルタ層によって形成される固体撮像装置とする。
【００１０】
前記光学フィルタ層は、赤外線除去機能を有する赤外線除去層である固体撮像装置とする。
【００１１】
前記固体撮像素子は、前記配線基板にフリップチップ実装した後、封止樹脂で撮像領域を気密封止される固体撮像装置とする。
【００１２】
前記配線基板は、ガラエポ基板である固体撮像装置とする。
【００１３】
前記配線基板は、フレキシブル基板である固体撮像装置とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、ガラエポ基板やフレキシブル基板等の多層配線基板の一つの層である光学フィルタ層で、配線基板の透過領域を形成することで、部品点数を削減し、部材のコストを低減し、製造工程を簡略化することができ、配線基板の厚さ（例えば、０．６ｍｍ）程度に薄型化が可能となる。
【００１５】
さらに固体撮像素子を樹脂封止することで、固体撮像素子と配線基板との機械的な接続を補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明による固体撮像装置の斜視図である。
図２は、本発明による固体撮像装置の光学機器ユニットを取り外した要部断面図である。
図３は、本発明の実施例１における配線基板の構成を説明する概略断面図である。
図４は、本発明の実施例２における配線基板の構成を説明する概略断面図である。
【実施例１】
【００１８】
図１に示すように、固体撮像装置１０は、固体撮像素子(不図示)に被写体像を形成する少なくとも１つのレンズを内蔵する光学機器ユニット９を、固体撮像素子を実装した配線基板２に載置している。
【００１９】
図２に示すように、配線基板２は、第二表面に載置される光学機器ユニット（不図示）により形成された被写体像を固体撮像素子１に導く透光領域８を有し、配線基板２の第一表面の透光領域８の周辺に固体撮像素子１のパッド電極と相対する接続ランド部が形成され、バンプ電極３を介して電気的に接続される。電気的な接続手段としては、スタッドバンプと非導電性接着剤や、メッキバンプと導電性接着剤などが用いられる。
【００２０】
図３で示すように、実施例１における配線基板２は、上側から光学フィルタ層２ａ、配線層２ｄ、絶縁層２ｃ、配線層２ｄ、コア材２ｂ、配線層２ｄ、絶縁層２ｃ、配線層２ｄで構成された多層のガラエポ基板である。
【００２１】
配線基板２の透光領域８は、配線基板２を構成する光学フィルタ層２ａによって形成されており、配線基板２の第一表面に実装した固体撮像素子１と配線基板との電気的な接続部を封止樹脂４で封止することにより、固体撮像素子１の撮像領域を気密に封止する。尚、撮像領域の封止は、電気的な接続部だけを封止樹脂で封止する以外に、固体撮像素子１を、封止樹脂や封止部材で封止してもよい。
【００２２】
又、光学フィルタ層２ａは、赤外線除去機能等を有した樹脂シートよりなり、赤外線除去層とした場合、固体撮像装置を構成する赤外線除去フィルタが不要となる。
【００２３】
固体撮像素子１を実装した配線基板２の第二表面に、固体撮像素子１の撮像領域の中心と光学機器ユニット９の光軸とを一致させ、光学機器ユニット９を載置する。配線基板２と光学機器ユニット９との接着には、熱硬化型接着剤や光熱硬化型接着剤等(不図示)を使用する。
【００２４】
光学機器ユニット９は、固定焦点型に限らず、近接撮影と通常撮影との焦点切換え機能や、ズーム・オートフォーカス機能を有した光学機器ユニットを用いてもよい。
【実施例２】
【００２５】
又、図４で示すように、実施例２における配線基板２は、上側から配線層２ｄ、絶縁層２ｃ、光学フィルタ層２ａ、配線層２ｄ、コア材２ｂ、配線層２ｄ、絶縁層２ｃ、配線層２ｄで構成された多層のガラエポ基板であり、配線基板２の中間に光学フィルタ層２ａを配置してもよい。
【００２６】
光学フィルタ層２ａを配線基板２の中間に配置することで、配線基板２の第一表面と第二表面に、配線層２ｄを配置することが可能となり、チップコンデンサやチップ抵抗などの電子部品の実装や、光学機器ユニットとの電気的な接続が、配線基板２の両面において可能となる。
【００２７】
配線基板２は、ガラエポ基板に限らず、フレキシブル基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による固体撮像装置の斜視図
【図２】本発明による固体撮像装置の光学機器ユニットを取り外した要部断面図
【図３】本発明の実施例１における配線基板の構成を説明する概略断面図
【図４】本発明の実施例２における配線基板の構成を説明する概略断面図
【図５】従来技術による撮像装置の断面図
【図６】従来技術における他の光電変換装置の断面図
【符号の説明】
【００２９】
１        固体撮像素子
２        配線基板
２ａ      光学フィルタ層（赤外線除去層）
２ｂ      コア材
２ｃ      絶縁層
２ｄ      配線層
３        バンプ電極
４        封止樹脂
８        透光領域
９        光学機器ユニット
１０      固体撮像装置
１０１    撮像素子
１０２ａ  透明板
１０２ｂ  配線
１０３    バンプ電極
１０４    封止樹脂
１０７    フィルタ
１１０    撮像装置
２０１    ＣＣＤ
２０１ａ  電極パッド
２０２    ＴＡＢテープ
２０２ａ  絶縁シート
２０２ｂ  銅リード
２０３    バンプ
２０４    封止樹脂
２０５    異方性導電膜
２０６    接着剤
２０７    光学ガラス
２０８    開口部
２１０    光電変換装置
【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】
2008166521.tif 000007
【図６】
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