(57)【要約】【課題】固体撮像装置を薄型にするために製造工程が複雑になるという課題を解決する。【解決手段】固体撮像装置１は、固体撮像素（以下、素子）子２と、該素子２を一方の主面３ａに取付けた基板３と、基板３に取付けた素子２のマイクロレンズアレイ４を封止する透明板５と、素子２の接続パッド６および基板３の接続ランド６を結線するボンディングワイヤ８と、ボンディングワイヤ８を封止する樹脂封止材９と、を備えている。基板３は、素子２のマイクロレンズアレイ４を収容する受光用開口部１１と、素子２の接続パッド６を挿入するパッド用開口部１２を備え、受光用開口部１１内にマイクロレンズアレイ４を位置させ、パッド用開口部１２に接続パッド６を位置させた状態で素子を基板３の一方の主面３ａに取付け、基板３の他方の主面３ｂに受光用開口部１１を塞いだ状態で透明板５を接着した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子と、該固体撮像素子を一方の主面側に取付ける基板と、該基板に取付ける固体撮像素子の受光用マイクロレンズアレイを封止する透明板と、前記固体撮像素子の接続パッドおよび前記基板の接続ランドを結線するボンディングワイヤと、ボンディングワイヤを封止する樹脂封止材と、を備えた固体撮像装置において、
前記基板は、前記固体撮像素子のマイクロレンズアレイを収容する受光用開口部と、前記固体撮像素子の接続パッドを挿入する接続パッド用開口部を備え、
前記固体撮像素子は、前記マイクロレンズアレイを前記受光用開口部内に位置させ、前記接続パッドを前記接続パッド用開口部内に位置させて、前記基板の一方の主面に取付けられ、
前記透明板は、前記受光用開口部を塞いだ状態で前記基板の他方の主面に接着されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記樹脂封止材は、前記基板と透明板を接着する接着層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記樹脂封止材は、前記基板と透明板を接着する接着層および前記接続パッド用開口部の周縁部を被覆する被覆層を備えていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記受光用開口部と接続パッド用開口部は、一体化されて単一の開口部として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
固体撮像素子と、該固体撮像素子を一方の主面側に取付ける基板と、該基板に取付ける固体撮像素子の受光用マイクロレンズアレイを封止する透明板と、前記固体撮像素子の接続パッドおよび前記基板の接続ランドを結線するボンディングワイヤと、ボンディングワイヤを封止する樹脂封止材と、からなる固体撮像装置を備えた撮像装置において、
前記基板は、前記固体撮像素子のマイクロレンズアレイを収容する受光用開口部と、前記固体撮像素子の接続パッドを挿入する接続パッド用開口部を備え、
前記固体撮像素子は、前記マイクロレンズアレイを前記受光用開口部内に位置させ、前記接続パッドを前記接続パッド用開口部内に位置させて、前記基板の一方の主面に取付けられ、
前記透明板は、前記受光用開口部を塞いだ状態で前記基板の他方の主面に接着されていることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を使用した固体撮像装置及びこの固体撮像装置を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置に使用されるＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子は、個々の受光画素上にマイクロレンズを形成して小型、高画素化に伴なう受光画素面積の縮小による感度低下を補う工夫がなされている。
【０００３】
一方、上記固体撮像装置は、これを搭載する機器の薄型化に伴ない当然のことながら極力薄くすることが求められる。このため、従来のセラミックパッケージや樹脂モールドパッケージを使用したのでは、上記要求に応えることは困難であった。
【０００４】
そこで、マイクロレンズの形成された半導体イメージセンサチップをそのまま撮像装置を構成するプリント基板に実装し、その後に光学系を組立てて一体化することで小型薄型化を行うのが一般的であった。この場合、組立て工程中にマイクロレンズ上に塵埃が付着すると、受光画素への光りが遮断され、被写体画像データに支障をきたすという問題を発生させる場合がある。
【０００５】
この例として、マイクロレンズアレイ上にマイクロレンズより低屈折率の層を形成し、透明板をこの低屈折率の層上に配置したもの、マイクロレンズアレイ上にスペーサを介して透明板を配置し、マイクロレンズアレイと透明板の間を空気層としてものが開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、凹状に加工した透明板を、マイクロレンズアレイ上に配置し、マイクロレンズアレイと透明板の間を空気層としてものが開示されている。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１７８２号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の固体撮像装置は、撮像装置が完成されるまでの工程の初期段階からマイクロレンズアレイ部が透明板により覆われ、外気と隔絶されているため、種種の工程を経由してマイクロレンズ上に塵埃が付着することはなく、また、透明板上に付着しても容易に拭き取ることができる利点を有している。
【０００８】
しかし、マイクロレンズアレイ上に低屈折率の層を形成する方法では、低屈折率層の層厚管理が困難であることと、低屈折率の層を形成するための工程が増加し、コストアップを誘引するという問題点がある。
【０００９】
また、マイクロレンズアレイ上にスペーサを介して透明板を配置する方法では、スペーサを形成する工程、もしくはスペーサ部材及びその組み込みが、工程中に追加されることになり、上記と同様にコストアップを誘引するという問題点がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の固体撮像装置は、マイクロレンズアレイ上に、該マイクロレンズアレイと相対する面側の、上記受光画素群と重ならない位置に突起部が一体で形成された透明部材を配置することになり、透明部材形成のためのコストアップを誘引するという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑み、薄型を保ったまま、製造のための工程を増加させることなく、即ち低コストで固体撮像素子をパッケージングした固体撮像装置及びこの固体撮像装置を備えた撮像装置を得ることを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
固体撮像素子と、該固体撮像素子を一方の主面側に取付ける基板と、該基板に取付ける固体撮像素子の受光用マイクロレンズアレイを封止する透明板と、前記固体撮像素子の接続パッドおよび前記基板の接続ランドを結線するボンディングワイヤと、ボンディングワイヤを封止する樹脂封止材と、を備えた固体撮像装置において、
前記基板に、前記固体撮像素子のマイクロレンズアレイを収容する受光用開口部と、前記固体撮像素子の接続パッドを収容する接続パッド用開口部を設け、前記受光用開口部内にマイクロレンズアレイを位置させ、前記接続パッド用開口部に前記接続パッドを位置させた状態で前記固体撮像素子を前記基板の一方の主面に取付けると共に、前記基板の他方の主面に前記受光用開口部を塞いだ状態で前記透明板を接着した。そして、接続パッド用開口部を介して固体撮像素子の接続パッドおよび基板の接続ランドをボンディングワイヤで結線した。樹脂封止材に、基板と透明板を接着した接着層を設けた。また、樹脂封止材に、基板と透明板を接着した接着層および接続パッド用開口部の周縁部を被覆する被覆層を設けた。
【発明の効果】
【００１３】
基板の一方の主面に固体撮像素子を取付けることにより、該固体撮像素子のマイクロレンズアレイを、前記基板の受光用開口部内に収容する一方、前記基板の他方の主面側に透明板を取り付けて、前記受光用開口部を塞ぐことにより、固体撮像素子のマイクロレンズアレイを、前記受光用開口部内に封入して保護する。従って、マイクロレンズアレイを保護するためのスペーサを形成する工程、もしくはスペーサ部材およびその組み込みが必要なく、また、突起部が一体で形成された透明部材などを加工し接着する必要もない。これにより安価で工程追加もない薄型の固体撮像装置の実現が可能になる。
【００１４】
特に、前記樹脂封止材を使用して前記透明板を基板に接着することにより、透明板を基板に接着するための特別の接着剤を使用する必要がなくなる。従って、接着剤を供給し、硬化させる等の工程も不必要になり、より安価で薄型の固体撮像装置の実現が可能になる。さらに、前記樹脂封止材を形成する樹脂のチクソ性（粘弾性）を制御することにより透明板と基板の接着面を厚くすることが可能となり、マイクロレンズアレイと透明板の空間距離を十分に得ることで透明板に付着したゴミによる結像（画ノイズ）を抑制することが可能となる。また、前記樹脂封止材を使用して、前記基板の受光用開口部を覆うことにより、基板端面からのゴミの発生を抑えることが可能になる。この場合も、樹脂封止材を形成する樹脂のチクソ性（粘弾性）を制御することにより樹脂がマイクロレンズアレイに流れ込むのを防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の第１実施例の固体撮像装置１の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は固体撮像装置１の要部の分解斜視図、図４は図３の断面図を示す。
【００１６】
図１、図２に示すように、固体撮像装置１は、固体撮像素子２と、該固体撮像素子２を一方の主面側に取付ける基板３と、該基板３に取付けた固体撮像素子２の受光用のマイクロレンズアレイ４を封止する透明板５と、前記固体撮像素子２の接続パッド６および前記基板３の接続ランド７を結線するボンディングワイヤ８と、ボンディングワイヤ８を封止する樹脂封止材９と、を備えている。
【００１７】
図３、図４に示すように、前記固体撮像素子２は、前記基板３への取付け面２ａに前記受光用のマイクロレンズアレイ４と、前記接続パッド６を備えている。前記接続パッド６は、前記受光用のマイクロレンズアレイ４を囲むようにして前記取付け面２ａの周縁部に設けられている。
【００１８】
前記基板３は、前記マイクロレンズアレイ４が収容される（臨む）受光用開口部１１と、前記接続パッド６が収容される（臨む）接続パッド用開口部１２と、を備えている。前記接続パッド用開口部１２の外側縁部に沿って前記接続ランド７が設けられている。
【００１９】
前記透明板５は、前記固体撮像素子２を取付ける前記基板３の一方の主面（下面）３ａの反対側の主面（上面）３ｂに、前記受光用開口部１１を塞いだ状態で取付けられる。
【００２０】
図２に示すように、前記ボンディングワイヤ８は、一端部が前記固体撮像素子２の接続パッド６に接続され、他端部が前記基板３の接続ランド７に接続される。
【００２１】
前記樹脂封止材９は、前記接続パッド用開口部１２内に充填した状態で塗布されて前記ボンディングワイヤ８を封止している。前記樹脂封止材９の内周側の端部は、前記透明板５の外周面および前記接続パッド用開口部１２の内周面を覆っている。また、前記樹脂封止材９の外周側の端部は、前記接続パッド用開口部１２を跨いで前記基板３の上面に被さって（接触して）前記ボンディングワイヤ８の一端部と前記固体撮像素子２の接続パッド６との接続部を覆っている。なお、前記基板３の下面と前記固体撮像素子２の外周面との間にも必要に応じて補強用の樹脂材１０が設けられる。
【００２２】
次に、第１実施例の固体撮像装置１の製造方法を、図５〜図８Ａ〜Ｃを参照して説明する。先ず、図５及び図８Ａに示すように、前記受光用開口部１１内にマイクロレンズアレイ４を臨ませ、前記接続パッド用開口部１２に接続パッド６を臨ませた状態で基板３の下面に固体撮像素子２を接着する。
【００２３】
次に、図６及び図８Ｂに示すように、基板３の上面に透明板５を取付けて受光用開口部１１を塞ぎ、前記受光用開口部１１内を密閉して、前記マイクロレンズアレイ４を塵埃等から保護する。
【００２４】
次に、図７及び図８Ｃに示すように、前記固体撮像素子２の接続パッド６と前記基板３の接続ランド７をボンディングワイヤ８で接続する。そして、図２に示すように、前記接続パッド用開口部１２内に紫外線硬化樹脂等の樹脂を塗布、充填して、前記ボンディングワイヤ８を覆った状態で硬化させることにより樹脂封止材９を形成する。また、必要に応じて、前記基板３の下面側にも紫外線硬化樹脂等の樹脂を塗布して硬化させることにより補強用の樹脂材１０を形成して、第１実施例の固体撮像装置１が製造される。前記補強用の樹脂材１０は、前記樹脂封止材９を形成する樹脂の一部を基板３の下面側に延ばして前記樹脂封止材９と一体的に形成される。
【００２５】
図９は、第２実施例の固体撮像装置１を示す。この実施例においては、前記樹脂封止材９を形成する樹脂に、前記透明板５を前記基板３に接着する接着剤としての機能を持たせたものである。即ち、前記樹脂封止材９を形成する樹脂を接着層９ａとして前記基板３の上面の前記受光用開口部１１と前記接続パッド用開口部１２の間に塗布した後に、前記透明板５を重ね合わせて前記樹脂を硬化させることにより前記透明板５を前記樹脂により接着したものである。前記樹脂封止材９を形成する樹脂の一部を接着剤として使用して前記透明板５を基板３に接着するので、透明板５を基板３に接着するので、別途、特別の接着剤を使用する必要がなくなる。従って、接着剤を供給し、硬化させる等の工程も不必要になり、より安価で薄型の固体撮像装置の実現が可能になる。また、前記樹脂のチクソ性（粘弾性）を制御することにより、前記透明板５を前記基板３の接着層９ａを厚くすることが可能となり、マイクロレンズアレイ４と透明板５の空間距離を十分に得ることで透明板５に付着したゴミによる結像ノイズ（画ノイズ）を抑制することが可能になる。
【００２６】
図１０は、第３実施例の固体撮像装置１を示す。この実施例においては、前記樹脂封止材９を形成する樹脂で前記透明板５を前記基板３に接着するとともに、前記樹脂封止材９を形成する樹脂で前記受光用開口部１１の内周面と前記固体撮像素子２の上面の間を覆う被覆層９ｂを形成したものである。前記被覆層９ｂは、前記樹脂封止材９を形成する樹脂の一部を前記受光用開口部１１の内周面側に流下させる等の方法により形成される。前記樹脂のチクソ性（粘弾性）を制御することにより、流下した樹脂がマイクロレンズアレイ４に流れ込むのを防止することができる。第３実施例の固体撮像装置は、前記被覆層９ｂで基板３の受光用開口部１１の近辺を覆うので、受光用開口部１１の内周端面からのゴミの発生を確実に抑えることができる。
【００２７】
図１１は、第４実施例の固体撮像装置の要部を示す。この実施例においては、第１〜第３実施例における受光用開口部１１と接続パッド用開口部１２を一体化して単一の受光および接続パッド用開口部１３を形成した場合を示す。他の構成は、第１〜第３実施例の場合と略同じであるので、重複する説明は省略する。
【００２８】
図１２は、第５実施例の固体撮像装置の要部を示す。この実施例においては、前記第４実施例の場合と同様に、１〜第３実施例における受光用開口部１１と接続パッド用開口部１２を一体化して受光および接続パッド用開口部１３を形成するとともに、前記固体撮像素子２には対向する一対の辺に沿ってのみ接続パッド６を設けた場合を示す。他の構成は、第４実施例の場合と略同じであるので、重複する説明は省略する。
【００２９】
図１３は、前記固体撮像装置１を搭載した撮像装置２１を示す。撮像装置２１は、鏡筒２２を備えている。該鏡筒２２にはレンズ２３と、該レンズ２３に対向させた状態で前記第１〜第５実施例で説明した固体撮像装置１が取付けられている。撮像装置２１は、所謂カード型の薄型カメラやデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機等に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施例の固体撮像装置の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】第１実施例の固体撮像素子と基板と透明板の斜視図。
【図４】第１実施例の固体撮像素子と基板と透明板の断面図。
【図５】組付け工程を示す斜視図。
【図６】組付け工程を示す斜視図。
【図７】組付け工程を示す斜視図。
【図８】Ａ、Ｂ、Ｃは、組付け工程を示す断面図。
【図９】第２実施例の固体撮像装置の要部の断面図。
【図１０】第３実施例の固体撮像装置の要部の断面図。
【図１１】第４実施例の固体撮像装置の要部の斜視図。
【図１２】第５実施例の固体撮像装置の要部の斜視図。
【図１３】固体撮像装置を搭載した撮像装置の断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１…固体撮像装置、２…固体撮像素子、３…基板、４…マイクロレンズアレイ、５…透明板、６…接続パッド、７…接続ランド、８…ボンディングワイヤ、９…樹脂封止材、９ａ…接着層、９ｂ…被覆層、１０…補強用の樹脂材、１１…ボンディングワイヤ、１１…受光用開口部、１２…接続パッド用開口部、１３…受光および接続パッド用開口部。
【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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