(57)【要約】【課題】コンパクトで高品位な画像を得られ、有効に低コストを実現する撮像装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】透光性部材１と、レンズ部２と、保持部材５と、光電変換素子１６とを有する。透光性部材１は保持部材５を介して光電変換素子１６と一体的に形成され、レンズ部２が透光性部材５に形成されている。レンズ部２は、透光性部材１の光電変換素子１６側に形成される。透光性部材１と保持部材５とは接着剤１５を介して接着され、且つレンズ部２と接着剤１５とは接触しない。【選択図】　　　　図１
2004096638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性部材と、レンズ部と、保持部材と、光電変換素子とを有する撮像装置であって、
前記透光性部材は前記保持部材を介して前記光電変換素子と一体的に形成され、前記レンズ部が前記透光性部材に形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記レンズ部は、前記透光性部材の前記光電変換素子側に形成されてい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】
前記透光性部材と前記保持部材とは接着剤を介して接着され、且つ前記レンズ部と前記接着剤とは接触しないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
透光性部材と、レンズ部と、保持部材と、光電変換素子と、配線基板とを有する撮像装置の製造方法であって、
前記配線基板と前記保持部材とを接着剤にて接着させる工程と、
前記配線基板と前記光電変換素子とを電気的に接続させる工程と、
前記保持部材に前記レンズ部が形成された前記透光性部材を接着剤にて接着させ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５】
透光性部材と、前記透光性部材を保持する保持部材と、配線基板と、前記透光性部材に前記配線基板を挟んで対向配置されると共に、前記配線基板に電気的に接続される光電変換素子とを備えた撮像装置であって、
前記透光性部材は前記光電変換素子と対向する側で、該透光性部材の一部分に形成されたレンズ部を備え、前記透光性部材は前記保持部材に接着剤を介して保持され、前記レンズ部と前記接着剤は接触しないことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記接着剤は前記レンズ部を取り囲む環状に形成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
第１の透光性部材と、該第１の透光性部材を保持する保持部材と、配線基板と、前記第１の透光性部材に前記配線基板を挟んで対向配置されると共に、前記配線基板に電気的に接続される光電変換素子とを備えた撮像装置であって、
前記第１の透光性部材と前記光電変換素子の間に前記第１の透光性部材部材とは異なる第２の透光性部材を備え、
前記光電変換素子の受光面に平行な平面において、前記第１の透光性部材の投影面積をＳ１、前記第２の透光性部材の投影面積をＳ２、前記光電変換素子外形の投影面積をＳ３、前記光電変換素子の受光領域の投影面積をＳ４とするとき、下記式で表される大小関係が成立することを特徴とする撮像装置。
Ｓ１≧Ｓ２≧Ｓ４またはＳ３≧Ｓ２≧Ｓ４
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換装置を有する撮像装置に関し、特に撮像装置の実装および構造等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサに撮像レンズを一体的に設けた小型の撮像装置が携帯電話や情報端末機器を中心に実用化されている。そして、携帯電話や情報端末機器の小型化に伴い、撮像装置の更なる小型化が求められている。その中でもＣＭＯＳセンサチップ、ＣＣＤセンサチップなどの光電変換素子を含むパッケージングは最も重要な技術である。
【０００３】
現行のセンサチップパッケージは、ワイヤボンディングを用いたセラミックパッケージが量産性に優れ安価な点で多用されている。しかし、小型化の観点から限界があり、各社共それに変わる実装法を開発中である。
【０００４】
図２０は、撮像装置における光電変換素子まわりのパッケージを示し、例えば特開平７−０９９２１４号公報に開示される光電変換装置である。図２０において、光学ガラス１０１の一方の面にＴＡＢテープ１０２を接着剤１０３により接着する。光学ガラス１０１は、光を透過する。なお、ＴＡＢテープ１０２は絶縁シート１０４上に複数の銅リード１０５を形成してなる。また、絶縁シート１０４は、例えば矩形の開口部１０６を有する。開口部１０６は、光学ガラス１０１を介して入光した光を通過させるために形成する。さらに、ＴＡＢテープ１０２上には、異方性導電膜１１１を介してＣＣＤ１１２が接続されている。
【０００５】
なお、図において１１７はＣＣＤ１１２に形成された電極パッド、１１３は各電極パッド１１７に形成されたバンプ、１１１は光学ガラス１０１上の異方性導電膜１１１を覆うように形成された封止樹脂、１１５はＣＣＤ１１２の受光面に形成されたマイクロレンズである。したがって、センサチップ１１２は、光学ガラス１０１、開口部１０６およびマイクロレンズ１１５を介して光を受光する。
【０００６】
図２１は、図２０に示したＴＡＢテープ１０２の斜視図である。ＴＡＢテープ１０２は、絶縁シート１０４上に複数の銅リード１０５を形成してなる。銅リード１０５は、開口部１０６の対向する２辺１０７，１０８の絶縁シート１０４上に一定の間隔をもって形成されている。すなわち、隣接する銅リード１０５間には、常に絶縁シート１０４が存在する。
【０００７】
図２２は、図２０に示したＴＡＢテープ１０２の平面図である。ＴＡＢテープ１０２上には、異方性導電膜１１１を介してＣＣＤ（センサチップ）１１２が接続されている。このように形成された異方性導電膜１１１は、電気的接続の機能の他に、ＴＡＢテープ１０２とセンサチップ１１２とを機械的に接続する機能および開口部１０６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。
【０００８】
図２３は、図２０に示したセンサチップ１１２の上面図である。センサチップ１１２の表面には銅リード１０５に対応して、センサチップ１１２の２辺に沿って電極パッド１１７が形成されている。
さらに、上述のセンサチップパッケージに、撮像レンズを保持する保持部材を介して光学ガラス１０１上に取り付けることにより、撮像レンズが一体的に設けられた撮像装置となる。
【０００９】
図２４は、特開平０９‐０２７６０６号公報に記載されたモジュール（撮像装置）の模式的断面図である。図２４に示すモジュールは、レンズ部３、鏡筒（保持部材）５および光電変換素子１０を有する。光電変換素子１０は、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ　ｏｎ　ｇｌａｓｓ　）の構成を有する。つまり、ガラス基板（透光性部材）１０１の下面に、半導体チップ１１２が取り付けられる。レンズ部３は、プラスチックまたはガラスで形成され、鏡筒５は、例えば黒色のプラスチックで構成され、左のレンズ３Ｌと右のレンズ３Ｒに入射される光をそれぞれ受光素子部７Ｌおよび７Ｒに導くための光路を有する。鏡筒２の内部は、レンズ３Ｌ，３Ｒに斜めに入射する光を直接受光素子部７Ｌ，７Ｒに反射させない構造であり、レンズ３Ｌ，３Ｒから入射する光による迷光を防止する。
【００１０】
ガラス基板１０１と鏡筒５は、接着剤（例えばＵＶ接着剤）で結合される。ガラス基板１０１の下面には、受光素子部７Ｌ，７Ｒを有する半導体チップ４が設けられる。受光素子部７Ｌ上には、左の像が結像され、受光素子部７Ｒ上には右の像が結像される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の撮像装置では、以下のような問題点が存在する。
▲１▼透光性部材１０１によりパッケージされた光電変換装置を用いるため、レンズ部３から受光領域（受光素子部７Ｌ，７Ｒ）への光路中に光学ガラス（透光性部材１０１）が存在し、そのために光学系全長が長くなってしまい小型化の観点から好ましくない。
▲２▼レンズ部３のピント調整を行うためには、鏡筒５が必要となり部品点数を増加させてしまう。
▲３▼従来例のような構成では、ピント調整を行うことは可能だが、レンズ部３の傾き調整を行うことができないため、高品質な画像を得ることが困難である。
▲４▼レンズ部３はプラスッチク部品のため周囲の環境変化に対する影響が大きく、高精度に位置を保持することが困難である。また、レンズ部３にガラスモールド成形を用いると極めて高価である。
▲５▼透光性部材１０１を用いた場合でも、センサチップ１１２の受光領域（受光素子部７Ｌ，７Ｒ）に対して光学ガラスの面積が大きく、一般的にパッケージ用の光学ガラスは通常の光学ガラスに比べて高価であるためコストの観点から好ましくない。
【００１２】
本発明はかかる実情に鑑み、コンパクトで高品位な画像を得られ、有効に低コストを実現する撮像装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の撮像装置は、透光性部材と、レンズ部と、保持部材と、光電変換素子とを有する撮像装置であって、前記透光性部材は前記保持部材を介して前記光電変換素子と一体的に形成され、前記レンズ部が前記透光性部材に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の撮像装置において、前記レンズ部は、前記透光性部材の前記光電変換素子側に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の撮像装置において、前記透光性部材と前記保持部材とは接着剤を介して接着され、且つ前記レンズ部と前記接着剤とは接触しないことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の撮像装置の製造方法は、透光性部材と、レンズ部と、保持部材と、光電変換素子と、配線基板とを有する撮像装置の形成方法であって、前記配線基板と前記保持部材とを接着剤にて接着させる工程と、前記配線基板と前記光電変換素子とを電気的に接続させる工程と、前記保持部材に前記レンズ部が形成された前記透光性部材を接着剤にて接着させる工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の撮像装置は、透光性部材と、前記透光性部材を保持する保持部材と、配線基板と、前記透光性部材に前記配線基板を挟んで対向配置されると共に、前記配線基板に電気的に接続される光電変換素子とを備えた撮像装置であって、前記透光性部材は前記光電変換素子と対向する側で、該透光性部材の一部分に形成されたレンズ部を備え、前記透光性部材は前記保持部材に接着剤を介して保持され、前記レンズ部と前記接着剤は接触しないことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の撮像装置において、前記接着剤は前記レンズ部を取り囲む環状に形成されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の撮像装置は、第１の透光性部材と、該第１の透光性部材を保持する保持部材と、配線基板と、前記第１の透光性部材に前記配線基板を挟んで対向配置されると共に、前記配線基板に電気的に接続される光電変換素子とを備えた撮像装置であって、前記第１の透光性部材と前記光電変換素子の間に前記第１の透光性部材部材とは異なる第２の透光性部材を備え、前記光電変換素子の受光面に平行な平面において、前記第１の透光性部材の投影面積をＳ１、前記第２の透光性部材の投影面積をＳ２、前記光電変換素子外形の投影面積をＳ３、前記光電変換素子の受光領域の投影面積をＳ４とするとき、下記式で表される大小関係が成立することを特徴とする。
Ｓ１≧Ｓ２≧Ｓ４またはＳ３≧Ｓ２≧Ｓ４
【００２０】
本発明の一態様によれば、透光性部材の一部に一体的にレンズ部を設け、透光性部材と保持部材を接着する構成としたので、対環境性を向上させると共に撮像装置を小型化することができる。さらには、透光性部材と保持部材の接着剤でレンズ部のピント調整、傾き調整を吸収することも可能となる。
【００２１】
また、本発明の別の態様によれば、光電変換素子をパッケージングする第２の透光性部材の大きさを必要最小限に小さくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基き、本発明の好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
まずここで、本発明の構成部材と実施形態との対応関係について説明する。実施形態における光学ガラス１が本発明の透光性部材もしくは第１の透光性部材、フレキシブル配線基板１２が配線基板、センサチップ１６が光電変換素子、レンズ部２がレンズ部、接着剤６が接着剤、防塵ガラス５６が第２の透光性部材、受光領域１７が受光領域にそれぞれ対応している。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す撮像装置の模式的断面図である。１は光学ガラス、２は光学ガラス１上に形成されたレンズ部、Ｌはレンズ部２の光軸である。光学ガラス１は、パッケージ用の光学ガラスとしての役割も兼ねるため、その材料はセンサチップのカバーガラスとして使用されているパッケージ用の光学ガラスを選択する必要がある。レンズ部２は、非球面部３とベース部４からなり、レプリカ成形などの手段により光学ガラス１上に容易に形成することが可能である。レプリカ成形を用いた場合、アクリルもしくはエポキシ製の光硬化型樹脂で成形されることが一般的である。なお、このようにして成形されたレンズ部２は、光学ガラス１との体積比差が大きいため、線膨張係数は光学ガラス１の特性が支配的であり、周囲の環境が変化しても高精度に非球面部３の形状を維持することができる。
【００２４】
５はレンズ部２が形成された光学ガラスを保持する保持部材であり、接着剤６により光学ガラス１が接着保持されている。一方、光学ガラス１の上面側には、赤外カット層７が多層膜コーティングにより形成されている。さらに、赤外カット層７の上面には円形開口部８を有する絞り層９が形成されている。絞り層９は印刷により容易に光学ガラス１上に形成することはできるが、液晶のブラックマトッリクス作製に用いられるフォトリソグラフィ工程を利用すれば、より高精度な円形開口を得ることが可能である。
【００２５】
図２（Ａ），（Ｂ）は、レンズ部２、赤外カット層７、絞り層９が光学ガラス１に形成された状態を上面側、下面側から見た図である。図２（Ａ）においては、絞り層９の円形開口部８が観察される。一方、図２（Ｂ）においては、レンズ部２の非球面部３とベース部４が光学ガラス１の中央付近に略円形となって形成されている。同図において点線で囲まれる領域は、図１の接着剤６と光学ガラス１の接着界面であり、レンズ部２を取り囲む環状に形成されている。さらに、接着剤６はレンズ部２には接触しないように形成されている。これは、接着剤６がレンズ部２に接触すると、周囲の環境が変化した際に、接着剤６が収縮、膨張してレンズ部２に無理な応力を与えてしまうからである。
【００２６】
図３は、保持部材５を斜め上方から見た斜視図である。保持部材５の中央部付近は貫通穴部１０が形成されており、レンズ部２の光路を確保している。貫通穴部１０は、図１に示すようにレンズ部２側からテーパー形状、ナイフエッジ構造となっており、ゴースト、フレアを極力低減するような構造となっている。また、保持部材５の上面側には、環状の土手部１１が形成されている。そして、接着剤６はこの土手部１１上に形成されるが、接着剤６の幅はこの土手部１１の幅により規制され、図２（Ｂ）に示すようにレンズ部２に接触しない構成となっている。
【００２７】
図１においてまた、１２はフレキシブル配線基板であり、ベース材の絶縁シート１３、銅箔パターン１４により構成されている。絶縁シート１３としては、一般的にポリイミド・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が用いられる。そして、フレキシブル配線基板１２は接着剤１５を介して、保持部材５に接着固定される。１６は受光領域１７を有するセンサチップであり、センサチップ１６の周辺部に設けられた電極パッド１８上には金バンプ１９が形成されている。そして、異方性導電ペースト２０を介してフレキシブル配線基板１２と電気的に接合される。
【００２８】
図４（Ａ），（Ｂ）は、フレキシブル配線基板１２とセンサチップ１６の接合を理解し易くするための図であり、図４（Ａ）はフレキシブル配線基板を図１において下面側から、図４（Ｂ）はセンサチップ１６を図１において上面側から見た図である。センサチップ１６の受光領域１７には、多数の画素部が形成され、それぞれの画素部毎にカラーフィルタ、マイクロレンズ、受光部を有し、ベイヤー配列のカラーフィルタ構成となっている（図示せず）。これらの図において、フレキシブル配線基板１２は中央に開口部２１を有し、レンズ部２の光路を確保している。そして、この開口部２１の四辺付近には複数の銅箔パターン１４が形成されている。一方、センサチップ１６にも銅箔パターン１４に対応して、複数の電極パッド１８が設けられている。この電極パッド１８上にはそれぞれ金バンプ１９が形成される。そして、銅箔パターン１４と金バンプ１９とを位置合わせして、異方性導電ペースト２０を介して電気的に接続される。
【００２９】
ここで、フレキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４のうち、配線を引き回しているのは上下の二辺のみであるが、左右の二辺にもダミーの銅箔パターン、電極パッドを設けるようにした。こうすることで、フレキシブル配線基板１２とセンサチップ１６の電気的接合の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
図４（Ａ），（Ｂ）において点線で囲まれた領域が異方性導電ペースト２０の広がる範囲であり、銅箔パターン１４の接合部、電極パッド１８の周囲を取り囲むように形成されている。したがって、異方性導電ペースト２０は、単に銅箔パターン１４と金バンプ１９の電気的接合を行うのみならず、電気的に接合された各金バンプ１９間の中空部を埋め、外気が内部に侵入してくるのを防ぐ役割も担っている。
【００３１】
図１においてまた、２２はセンサチップ１６まわりを封止している封止剤であり、センサチップ１６の表面が外気に触れ劣化するのを防ぐ役割を果たす。本実施形態では異方性導電ペースト２０により外気を遮断しているが、より信頼性を向上させるため封止剤２２により封止する構造とした。なお、その他の接着剤６および接着剤１５についても、撮像モジュール内部に外気が侵入するのを防ぐために完全に封止された構造となっている。本実施形態における撮像装置は、上記のように構成されている。
【００３２】
次に図５を用いて、撮像モジュールの製造プロセスについて説明する。なお、本実施形態の製造プロセスにおいては、図１に示した撮像装置の上下を反転させたフェイスダウン製造方法を用いる。
図５は、図１に示した撮像装置の製造プロセスを示す図である。まず、絶縁シート１３上に銅箔パターン１４をエッチング法等を用いて形成する（ステップ５０１）。
ステップ５０１で形成されたフレキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４が形成されていない面上に、スクリーン印刷等を用いて接着剤１５を形成する（ステップ５０２）。
【００３３】
次に、保持部材５とフレキシブル配線基板１２とを接着剤１５により接着する（ステップ５０３）。ステップ５０３では、接着剤１５として紫外線硬化・熱硬化併用型のものを用いる。これにより保持部材５をフレキシブル配線基板に押し当てた場合にフレキシブル配線基板１２の開口部２１にはみ出してくる接着剤１５を予め上下方光から貫通穴部１０、開口部２１を通して紫外線を照射することで、貫通穴部１０、開口部２１にはみ出してくる接着剤１５をブロックする。そして、高温下に所定時間置くことにより接着剤１５全体を完全硬化することが可能となる。なお、保持部材５はフレキシブル配線基板１２に加圧した状態で接着するため、保持部材５とフレキシブル配線基板１２間に存在する接着剤１５は数ミクロン程度の超微小厚となる。
【００３４】
次に、フレキシブル配線基板１２上に、スクリーン印刷法等を用いて異方性導電ペースト２０を形成する（ステップ５０４）。また、異方性導電ペースト２０の代わりに、額縁形のフィルム状の異方性導電膜をフレキシブル配線基板１２上に載せるようにしてもよい。次に、フレキシブル配線基板１２と既に金バンプ１９が形成されたセンサチップ１６とをフレキシブル配線基板の銅箔パターン１４の接合部と金バンプ１９とを位置合わせをして、異方性導電ペースト２０を介して接続する（ステップ５０５）。
【００３５】
異方性導電ペースト２０による接続は、加熱および加圧によって行われる。したがって、保持部材５のフレキシブル配線基板１２側の面２３において、異方性導電ペースト２０が形成される範囲と重なる領域については平面であることが望ましく、平面性も必要となる。したがって、面２３については貫通穴部１０を除くと全て平面としてある。
【００３６】
さらに、加圧する際には、センサチップ１６の裏面２４と、保持部材５の光学ガラス１側の面２５を治具などで押し付けるために、保持部材５の光学ガラス１側の面にもある程度の平面部が必要となる。本実施形態では、図３で示す土手部１１の上の面２５がこの面に相当し、光軸Ｌに垂直な平面において面２５と異方性導電ペースト２０の形成される範囲についてもほぼ重なるよう構成されている。そうすることで、加圧した際に発生する保持部材５の変形を低減することができ、異方性導電ペースト２０による接続の歩留まりを向上させることができる。ところで、異方性導電ペースト２０はエポキシ樹脂に、直径が１〜１０μｍ程度の金粒子を３〜３０％程度分散させたものを使用する。
【００３７】
次に、異方性導電ペースト２０を覆うよう封止剤２２を加熱あるいは紫外線の照射、あるいはその両方により形成する（ステップ５０６）。なお、フレキシブル配線基板１２とセンサチップ１６とを異方性導電ペースト２０により接続した後に、光学ガラス１とフレキシブル配線基板１２とを接着剤１５により接着してもよい。
【００３８】
次に、撮像装置全体の上下を反転させて保持部材５の土手部１１に接着剤６を塗布する（ステップ５０７）。図６は保持部材５の土手部１１上に接着剤６を塗布した様子を示し、図５のステップ５０７において上面側から見た図である。接着剤６は、スクリーン印刷、ディスペンサ法などにより形成される。接着剤６は環状の土手部１１に合わせて環状に形成するが、接着剤６には一部に切り欠き２６が形成されている。これは後述するステップ５０８の光学ガラス接着工程において、接着剤６に切り欠き２６がない場合撮像装置内部に密閉された空気の逃げ場がなく、温度上昇により密閉された空気が膨張した場合、予期しない箇所で接着剤６が破断し、そこから空気がもれてしまうからである。接着剤６としては紫外線硬化型のエポキシ系接着剤を使用する。
【００３９】
次に、光学ガラス１と保持部材５を接着する（ステップ５０８）。光学ガラス１には、予めレンズ部２、赤外カット層７、絞り層９が形成されている。そして、光学ガラス１を治具などでチャッキングし、レンズ部２のピント調整、傾き調整を行い、光学ガラス１の位置が確定した後に紫外線を照射し接着剤６を硬化させ、硬化終了後に治具のチャッキングを解放する。このとき光学ガラス１の上面側には赤外カット層７、絞り層９が形成されているため、紫外線は側面側から照射し、光学ガラス１の端面２７、接着剤６による光学ガラス１と土手部１１のギャップ２８を通過した紫外線によって接着剤６を硬化させる。接着剤６の厚みは、各部材の寸法公差、組立誤差を含んだ範囲で上記のような調整が可能な最少厚とした方がよい。これは、環境変化により接着剤６が収縮・膨張した際のレンズ部２とセンサチップ１６の相対的な位置関係を維持するためであり、接着剤６は比較的他の構成部材に比較して変化度合いの大きい部材でもある。
【００４０】
ここで、本実施形態において光学ガラス１上に形成されたレンズ部２は、図２（Ｂ）に示すように光学ガラス１の中央部付近のみである。もし、レンズ部２のベース部４が光学ガラスの全面に形成されていると、端面２７を通過した紫外線が接着剤６に照射されるのを阻害してしまう。これは、レンズ部２が樹脂材料で形成され、紫外線を透過しないという特性を有しているからである。このような理由からも、レンズ部２は光学ガラス１の中央部付近のみに形成し、接着剤６とは接触しない本実施形態のような構成は優れており、紫外線硬化型の接着剤を使用することも可能となる。
【００４１】
なお、レンズ部２のピント調整、傾き調整は、レンズ部２により所定のチャートをセンサチップ１６上に結像させ、センサチップ１６の画像信号を読み出すことで容易に行なうことができる。なお、ステップ５０８の時点で、フレキシブル配線基板１２はセンサチップ１６と電気的に接続されているので、画像信号はフレキシブル配線基板１２を介して読み出せばよい。また、レンズ部２のピント調整、傾き調整は未硬化の接着剤６を挟んだ状態で行い、その状態で光学ガラス１を微小ではあるが動かす必要があるので、接着剤６の粘度、濡れ性は重要である。しかしながら、一般的に接着剤の粘度はフィラーの含有率、種類を変更することで容易に変えることが可能なので、被着体である光学ガラス１、保持部材５の特性に応じて最適化すればよい。
【００４２】
最後に、図６に示す接着剤６の切り欠き２６を封止し、撮像装置が完成する（ステップ５０９）。この封止は図５に示すように側面からディスペンサのノズル２９を近接させ塗布する。このとき接着剤６のギャップ２８は微小であるため、毛細管現象を利用して容易に内部に接着剤を侵入させることが可能である。封止に用いる接着剤は、接着剤６と同じでよい。
【００４３】
なお、上記製造プロセスは半導体部品であるセンサチップ１６を扱うため、クリーンルーム内で製造される。また、上記製造プロセスのステップ５０７〜５０９は、撮像装置の上下を反転させたフェイスダウン製造方法を用いていないが、図７に示すように接着剤６を光学ガラス１側に形成すれば、フェイスダウン製造方法を利用することも可能である。
【００４４】
ところで、フレキシブル配線基板１２とセンサチップ１６の電気的接合は、本実施形態においては異方性導電ペースト２０を用いる。しかしながら、図８に示すように、フレキキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４とセンサチップ１６の電極パッド１８上に形成された金バンプ１９の電気的接続を、ボンディング用小型ヒーターツール３０を使用して１ピン毎に超音波併用熱圧着で行うようにしてもよい。この場合、図５に示すプロセスは保持部材５とセンサチップ１６の組立順番が入れ替わる。また、各金バンプ１９間の中空部は封止材２２で満たされることなる。
【００４５】
さらに、フレキシブル配線基板１２は、図中に示すように絶縁シート１３より銅箔パターン１４が開口部２１に飛び出た構造、いわゆるリードフレーム構造となっているため、保持部材５とフレキシブル配線基板１２を接着固定する際は、保持部材５として絶縁材料を選択する必要がある。もし、少しでも導電性のある材料を用いる場合は、銅箔パターン１４と保持部材５が接触しないように保持部材５のフレキシブル配線基板１２側に新たな絶縁シートを設けるなどの対策が必要となる。しかしながら、この製造方法ではフェイスダウンの製造工程が必要なくなり、さらには１ピンの接続に必要なタクトは数秒なので、電極パッド数が少ない場合は異方性導電ペースト２０を用いる場合よりもタクトを短縮できるというメリットがある。
【００４６】
以上のように第１の実施形態における撮像装置が製造される。したがって、小型化を実現すると共に、コスト面、環境性も向上した撮像装置を実現することが可能となる。
【００４７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、本発明を複眼レンズ型の撮像装置（例えば特開平２００１−７８２１３号参照）に応用した例である。この撮像装置は、色別に設けられた光学系を有し、色別に撮像された画像を合成することでカラー画像を生成することができる。そて、通常の光学系に比べて焦点距離を略１／２にできるという利点を持っている。したがって、本発明を組み合わせることによってより小型の撮像モジュールを実現できる。
【００４８】
以下の実施形態では、第１の実施形態と同じ機能の部材については同様の符号を用い、同様の構成を説明する場合には第１の実施形態の図を用いて説明する。図９は、本発明の第２の実施形態を示す撮像装置を側面側から見た模式的断面図である。光学ガラス１上には４眼レンズ部３２が形成され、それぞれ色別の光を結像する。なお、図９の断面図には４眼レンズのうち２眼のみが表現される。
【００４９】
図１０（Ａ）はこの光学ガラス１を下面側から見た図であり、４つの非球面部３３，３４，３５，３６と１つのベース部４を備える。そして、例えば非球面部３３が赤色、非球面部３４、３５が緑色、非球面部３６が青色に対応した非球面となっており、それぞれ色別の透過波長に合わせて最適化された形状となっている。そして、光学レンズ１の上面側には赤外カット層７、絞り層９の間に、４眼レンズ部３２に対応したカラーフィルタ層３７を備える。
【００５０】
図１０（Ｂ）は光学ガラス１を上面側からみた図であり、４眼レンズ部３２に対応した絞り層９の４つの開口部３８，３９，４０，４１が観察される。そして、図中点線で示す４つの四角がカラーフィルタ層３７のフィルタ部４２，４３，４４，４５である。ここで、非球面部３３が開口部３９、フィルタ部４３に、非球面部３４が開口部３８、フィルタ部４２に、非球面部３５が開口部４１、フィルタ部４５に、非球面部３６が開口部４０、フィルタ部４４にそれぞれ対応している。
【００５１】
図中、フィルタ部４２〜４５は開口部３８〜４１より大きく形成されている。これは、カラーフィルタ層３７が４眼レンズ部３２の瞳面近傍に形成されているため平面性が極めて重要であり、開口部３８〜４１ぎりぎりに形成すると周辺部のダレにより平面性が悪化してしまうためである。そして、カラーフィルタ層３７のフィルタ部４２〜４５以外の部分は、色フィルタ機能を有さない同材料で形成された平坦化層となっており、カラーフィルタ層３７の上面は図９に示すように平面となっている。したがって、その上面の絞り層９は、凹凸のない平面に形成することとなり、製造歩留まりを向上させることができる。
【００５２】
なお、本実施形態ではカラーフィルタ層３７を光学ガラス１側に設けたので、第１の実施形態のようにセンサチップ１６のマイクロレンズ下に設ける必要がない。したがって、マイクロレンズと受光部の間隔を近づけることが可能となり、マイクロレンズの集光範囲を広げることが可能となる。
【００５３】
ところで、このようなカラーフィルタ層３７は、液晶のカラーフィルタ製造に用いられるフォトリソグラフィ法を利用することで容易に製造できる。また、印刷などの手段によっても形成可能である。さらに、本実施形態では、光学ガラス１側から赤外カット層７、カラーフィルタ層３７、絞り層９の順序で形成したが、これに限定されることはなく、任意に変更可能である。
【００５４】
次に図１１は、本実施例のセンサチップ１６を上面側から見た図である。受光領域１７に、４眼レンズ部３２に対応した４の受光領域４６，４７，４８，４９を備える。各受光領域は僅かな隙間部５０を隔てて形成されている。そして、非球面部３３が受光領域４７に、非球面部３４が受光領域４６に、非球面部３５が受光領域４９に、非球面部３６が受光領域４８にそれぞれ対応している。
【００５５】
図１２は保持部材５を下面側から見た図であり、４眼レンズ部に対応した４つの貫通穴部５１，５２，５３，５４を備える。各貫通穴部は図９に示すように薄肉の壁部５５より仕切られており、例えば４眼レンズ部３２の非球面部３３を通過した光束が、隣接する受光領域４６，４９に漏れ込む光クロストークを防ぐ役割を担っている。そして、この壁部５５の下面（図１１中の斜線部）がセンサチップ１６の隙間部５０に対応している。なお、壁部５５は図９の断面に示すように、２つのテーパー形状で形成されているのは、ゴースト、フレア、光クロストークを防ぐと共に、機械的強度を保つためである。
【００５６】
以上説明した第２の実施形態の撮像装置構成において、第１の実施形態に比べて、より小型の撮像モジュールを実現することができる。なお、製造プロセスについては第１の実施形態と同様のため説明を省略する。
なお、本実施形態においても、第１の実施形態の図８で述べたような構成のフレキシブル配線基板１２、センサチップ１６のユニットも使用することはできる。
【００５７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態の撮像モジュールに、従来例に示すようなパッケージ用の光学ガラスを追加した例である。したがって、全ての製造プロセスをクリーンルームで行う必要がなく、クリーンルームによる製造工程と通常の環境下における製造工程の２つに分割することが可能であり、設備投資が巨額なクリーンルーム工程を削減する効果がある。
【００５８】
以下の実施形態では、第１および２の実施形態と同じ機能の部材については同様の符号を用い、同様の構成を説明する場合には第１および２の実施形態の図を用いて説明する。
図１３は、本発明の第３の実施形態を示す撮像装置を側面側から見た模式的断面図である。図１３において、保持部材５はセンサチップ１６上にゴミ等が進入するのを防ぐ防塵ガラス５６を保持し、接着剤５７によって接着固定されている。防塵ガラス５６は、センサのカバーガラスとして使用されているパッケージ用の光学ガラスを選択するのがよい。その場合、光学ガラス１は、安価な通常の光学ガラスを使用することができる。
【００５９】
図１４は、保持部材５に防塵ガラス５６が組み込まれた状態を上面側から見た図である。防塵ガラス５６は接着剤５７によって固定されているが、完全に接着剤５７によって封止される構造ではない。半導体封止用の接着剤は高価であり、しかも封止には大量の接着剤を必要とするため、本実施形態では防塵ガラス５６の役割を防塵のみに特化し、接着剤５７としては比較的安価な紫外線硬化型の接着剤を極少量使用できるような構成とした。しがって、コストダウンの効果がある。最終的な封止は光学ガラス１と保持部材５の接着剤６で行うため、外気の内部進入によるセンサチップ１６の劣化についても第１の実施形態と同等以上の効果がある。
【００６０】
また、図中点線で示す四角６０はセンサチップ１６の外形、６１は受光領域１７を示している。したがって、防塵ガラス５６の外形はセンサの受光領域１７より若干大きく、センサチップ１６の外形より小さくなっている。さらに点線で示す四角６２は光学ガラス１の外形を示し、防塵ガラス５６の外形よりも大きくなっている。したがって、センサチップの受光面に平行な平面において、光学ガラス１の投影面積をＳ１、防塵ガラス５６の投影面積をＳ２、センサチップ１６外形の投影面積をＳ３、センサチップ１６の受光領域１７の投影面積をＳ４とすると、下記式で表される大小関係が成立する。
Ｓ１≧Ｓ２≧Ｓ４またはＳ３≧Ｓ２≧Ｓ４
【００６１】
したがって、本実施形態においては、極めて高価なセンサチップパッケージ用の光学ガラスが必要である防塵ガラス５６の面積Ｓ２を必要最低限にする。さらに、面積の大きい光学ガラス１は安価な通常のガラス板用いることで、コストダウンの効果がある。
【００６２】
図１３においてまた、防塵ガラス５６の上面側には、フレア、ゴーストを防ぐための板状の絞り６３を設け、保持部材５に対して接着剤６４で接着固定されている。
図１５は、絞り６３を上面側から見た図である。絞り６３はレンズ部２の光束に対応した開口部６５を有している。また、接着剤６４としては、熱硬化型の接着剤を使用する。なお、この絞り６３は、防塵ガラス５６の上面側に印刷やフォトリソによって形成してもよい。
【００６３】
次に図１６を用いて、第３の実施形態の製造プロセスについて説明する。なお、図５のステップ５０１〜５０６までは、第１の実施形態と同様の製造プロセスのため説明は省略する。したがって、ステップ１５０１は図５のステップ５０６に相当し、保持部材５、フレキシブル配線基板１２、センサチップ１６が組み立てられた状態である。
【００６４】
次に、ステップ１５０２では防塵ガラス５６を保持部材５に対して接着固定する。防塵ガラス５６のセンサチップ面側には、予めスクリーン印刷法やディスペンサ法などにより接着剤５７を塗布しておき、治具などを使用して防塵ガラス５６を保持部材に押し当てた状態で、図中下方から紫外線を照射し接着剤５７を硬化させる。なお、防塵ガラス５６の保持部材５に対する位置決めは、図中上下方向については保持部材５に突き当てて、左右、手前奥方向については保持部材５の防塵ガラス５６取り付け部に投げ込みとする。
【００６５】
ここまでのプロセスがクリーンルーム内での作業が必要な工程となる。ステップ１５０３以下は通常の環境下での作業が可能な工程である。
【００６６】
ステップ１５０３では、次ステップで接着固定する絞り６３を接着するための接着剤６４をディスペンサにより塗布する。
次にステップ１５０４では絞り６３を保持部材５に治具などを用いて押し当て、接着固定する。このとき絞り６３は遮光部材で紫外線による硬化は困難であるため、前述したように接着剤６４としては熱硬化型の接着剤を使用する。そして、次のステップへ進むが、以降の工程は図５のステップ５０８〜５０９と同様であるため説明は省略する。
【００６７】
以上のプロセスで、第３の実施形態の撮像装置が製造される。本実施形態においては、第１の実施形態と比較して、クリーンルーム内での工程を削減したため、設備投資を削減できる効果がある。さらには、高価な防塵ガラス５６の大きさを必要最低限に小さくでき、小型化、コストダウンの効果もある。また、本実施形態においても、第１の実施形態において図８で述べたような構成のフレキシブル配線基板１２、センサチップ１６のユニットを使用することができる。
【００６８】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は第３の実施形態で説明した防塵ガラス５６を使用した構成を第２の実施形態の４眼レンズ部３２を使用した撮像装置（例えば特開平２００１−７８２１３号参照）に適用した例である。以下の実施形態では、第１〜３の実施形態と同じ機能の部材については同様の符号を用い、同様の構成を説明する場合には第１〜３の実施形態の図を用いて説明する。
【００６９】
図１７は、本発明の第４の実施形態を示す撮像装置を側面側から見た模式的断面図である。保持部材５には防塵ガラス５６、絞り６３が接着保持された構成となっている。本実施形態においては、防塵ガラス５６のセンサチップ１６側の面にカラーフィルタ層３７を備える。したがって、光学ガラス１の上面側に形成されるのは、赤外カット層７、絞り層９のみである。
【００７０】
図１８は、防塵ガラス５６をセンサチップ１６側から見た図である。そして、色別のフィルタ部４２，４３，４４，４５を備える。本実施形態においては、カラーフィルタ層３７の上側には何も形成しないため、平坦化処理を行う必要がない。したがって、コストダウンの効果がある。
【００７１】
なお、防塵ガラス５６のカラーフィルタ層３７が形成される面とは反対側の面、すなわち図１７における面７０には４眼レンズ部３２を通過した光束が、面７０上で反射しフレア、ゴーストを生じさせないために反射防止コーティング（図示せず）が施されている。また、この反射防止コーティングの代わりに、赤外カット層７を形成することによっても同等の効果は得られるが、本実施形態においては、樹脂で成形される４眼レンズ部３２を赤外線および紫外線から保護することを目的に光学ガラス１側に形成した。なお、赤外カット層７は一般的に紫外線を透過しないという特性も有している。
【００７２】
図１９は、絞り６３を上面側から見た図である。絞り６３には４眼レンズ部３２の図１０（Ａ）に示される４つの非球面部３３，３４，３５，３６に対応した４つの開口部７１，７２，７３，７４が形成されている。
【００７３】
以上が第４の実施形態における特有の構成であり、その他については同様であるため説明を省略する。なお、製造プロセスについても、第３の実施形態と同様であり説明を省略する。また、本実施形態においても、第１の実施形態の図８で述べたような構成のフレキシブル配線基板１２、センサチップ１６のユニットを使用することができる。
【００７４】
以上のように第４の実施形態の撮像装置においては、カラーフィルタ層３７を防塵ガラス５６上に形成したので平坦化処理を省くことができ、第２および３の実施形態の効果に加えて、大幅なコストダウンという効果も得られる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置によれば、以下のような効果が得られる。
▲１▼光学ガラス上に直接レンズ部を形成するので、光学系全長を短くすることが可能である。
▲２▼レンズ部のピント調整、倒れ調整を容易に行なうことができると共に、このような調整を含んでも部品点数を増加させることがない。
▲４▼樹脂で形成されたレンズ部は光学ガラスをベースとするため、その特性は光学ガラスが支配的であり、周囲の環境変化に対して高精度に位置、形状を維持することができる。
▲５▼センサチップパッケージ用の光学ガラス（実施形態では防塵ガラス）を用いても、光学ガラスの大きさを必要最低限に小さくすることができ、コストダウンの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す撮像装置の模式的断面図である。
【図２】（Ａ）は光学ガラスを上面側から見た図、（Ｂ）は光学ガラスを下面側から見た図である。
【図３】保持部材の斜視図である。
【図４】（Ａ）はフレキシブル配線基板を図１において下面側から見た図、（Ｂ）はセンサチップを図１において上面側から見た図である。
【図５】図１に示した撮像装置の製造プロセスを示す図である。
【図６】保持部材の土手部上に接着剤を塗布した様子を示し、図５のステップ５０７において上面側から見た図である。
【図７】接着剤を光学ガラス側に形成した例を示す図である。
【図８】銅箔パターンと金バンプの電気的接続をボンディング用小型ヒーターツールを使用した超音波併用熱圧着で行う例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す撮像装置の模式的断面図である。
【図１０】（Ａ）は第２の実施形態における光学ガラスを下面側から見た図、（Ｂ）は該光学ガラスを上面側から見た図である。
【図１１】第２の実施形態においてセンサチップを上面側から見た図である。
【図１２】第２の実施形態において保持部材を下面側から見た図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態を示す撮像装置の模式的断面図である。
【図１４】第３の実施形態において保持部材に防塵ガラスが組み込まれた状態を上面側から見た図である。
【図１５】第３の実施形態において絞りを上面側から見た図である。
【図１６】図１３に示した撮像装置の製造プロセスの一部を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態を示す撮像装置を側面側から見た模式的断面図である。
【図１８】第４の実施形態において防塵ガラスをセンサチップ側から見た図である。
【図１９】第４の実施形態において絞りを上面側から見た図である。
【図２０】従来例の光電変換装置を示す図である。
【図２１】従来例において絶縁シート上に複数の銅リードを形成してなるＴＡＢテープを示す図である。
【図２２】従来例においてＴＡＢテープ上に異方性導電膜を介してセンサチップが接続されている例を示す図である。
【図２３】従来例においてセンサチップの表面に形成された電極パッドを示す図である。
【図２４】従来の撮像装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
１　　光学ガラス
２　　レンズ部
５　　保持部材
６　　接着剤
７　　赤外カット層
９　　絞り層
１２　　フレキシブル配線基板
１５　　接着剤
１６　　センサチップ
１８　　電極パッド
１９　　金バンプ
２０　　異方性導電ペースト
２２　　封止材
３２　　４眼レンズ部
３７　　カラーフィルタ層
５６　　防塵ガラス
６３　　絞り
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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