(57)【要約】【課題】所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる撮像モジュールを提供すること。【解決手段】受光した光を光電変換処理する固体撮像素子チップ２０と、固体撮像素子チップ２０を搭載する配線基板３０と、固体撮像素子チップ２０の受光面側に配置されるレンズ１０ａと、配線基板３０に保持されるとともに、レンズ１０ａを保持する鏡枠１０と、少なくとも固体撮像素子チップ２０の側面、鏡枠１０および配線基板３０に連結する熱伝導性樹脂４０と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光を光電変換処理する固体撮像素子チップと、
前記固体撮像素子チップを搭載する基板と、
前記固体撮像素子チップの受光面側に配置される光透過部材と、
前記基板に保持されるとともに、前記光透過部材を保持する鏡枠と、
少なくとも前記固体撮像素子チップの側面、前記鏡枠および前記基板に接触する熱伝導性部材と、
を備えたことを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記熱伝導性部材は、熱伝導性樹脂であって、
前記熱伝導性樹脂は、前記固体撮像素子チップの側面と前記鏡枠の壁面との間に充填されることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記基板は、前記固体撮像素子チップの搭載面上に電子素子または導電部材をさらに有し、
前記熱伝導性樹脂は、前記電子素子または前記導電部材を包埋することを特徴とする請求項２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記熱伝導性部材の厚さは、前記固体撮像素子チップの厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記固体撮像素子チップは、略板状をなし、
前記固体撮像素子チップの有効画素領域の外側に、該固体撮像素子チップの板厚方向に延出した壁構造を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記壁構造は、前記固体撮像素子チップと別体に形成された部材を、前記固体撮像素子チップの受光面に配置したものであることを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記壁構造は、前記固体撮像素子チップの上面に熱、空気、または紫外線により硬化する高分子材料を配置したものであることを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項８】
前記壁構造は、前記固体撮像素子チップを製造する工程において形成されることを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項９】
前記壁構造は、前記固体撮像素子チップの前記有効画素領域の形成面から外側に向かって傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
前記熱伝導性部材は、光線不透過性を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
前記熱伝導性部材は、前記基板に形成された貫通孔の開口を塞ぐことを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１２】
前記熱伝導性部材は、前記固体撮像素子チップの受光面のうち、有効画素領域を除く領域に接触することを特徴とする請求項１０に記載の撮像モジュール。
【請求項１３】
前記熱伝導性部材に接触する伝熱部材をさらに有し、
前記基板、前記光透過部材、前記鏡枠および前記伝熱部材によって空間を形成し、
前記伝熱部材は、前記空間から外側に延出することを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項１４】
前記基板、前記光透過部材および前記鏡枠によって形成される空間の外側の前記鏡枠の側面に当接する伝熱部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項１５】
前記固体撮像素子チップは、光電変換素子部と周辺回路部とが積層されてなる積層構造であり、
前記熱伝導性部材は、前記固体撮像素子チップの前記周辺回路部に接触することを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項１６】
受光した光を光電変換処理する固体撮像素子チップと、
前記固体撮像素子チップを搭載する基板と、
前記基板に保持される保持部材と、
前記保持部材に保持されるとともに、前記固体撮像素子チップの受光面に配置されて光を透過するカバーガラスと、
少なくとも前記固体撮像素子チップの側面、前記保持部材および前記基板に連結する熱伝導性部材と、
前記基板に保持されるとともに、レンズを保持し、前記固体撮像チップ、前記保持部材および前記カバーガラスを、前記基板、前記レンズとによって形成する内部空間内に内包する鏡枠と、
を備えたことを特徴とする撮像モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像用の複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力可能である撮像モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラ等の撮像装置における動画像の撮影において、高精細化、高フレームレート化が進んでいる。この撮像装置が備える撮像モジュールは、例えば、光透過性を有するレンズを保持する鏡枠と、撮像用の複数の画素を有し、この画素がレンズを介して受光して光電変換処理した電気信号を映像信号として出力する撮像素子（固体撮像素子チップ）と、鏡枠を保持し、固体撮像素子チップを実装する配線基板と、からなる。撮像モジュールにおいて、固体撮像素子チップは、レンズを保持する鏡枠と配線基板とによってパッケージングされている。また、レンズに代えて、固体撮像素子チップをカバーするカバーガラスを用いる場合もある。この場合、カバーガラスはカバーガラスホルダーに保持される。
【０００３】
ここで、固体撮像素子チップには、光を受光する受光面上に複数のマイクロレンズが設けられ、このマイクロレンズによって光を集光することによって撮像素子の感度を向上させている。また、撮像モジュールにおいて、固体撮像素子チップとレンズとの間の空間や、カバーガラスを保持するカバーガラスホルダーに代えて、マイクロレンズの上面を透明樹脂などによって覆うことで固体撮像素子チップのパッケージングを行うものがある（例えば、特許文献１参照）。固体撮像素子チップを透明樹脂などによってパッケージングすることによって、撮像モジュールの軽量化を図ることができる。
【０００４】
ところで、近年、撮像モジュール内の固体撮像素子チップが、信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施すＡ／Ｄ変換器や、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換されたデジタル信号に対して処理を施すデジタル信号処理部も備えるようになり、高集積化が進むことによって固体撮像素子チップの発熱量が増えている。この発熱による熱雑音によってノイズが増大して取得する画像の画質が低下するため、このノイズを抑制するという観点から固体撮像素子チップに対して、より高い放熱性能が求められている。
【０００５】
これに対し、撮像モジュールなどで発生した熱の放熱を効率的に行う技術として、例えば、半導体チップの背面に金属体（半田）を配設し、半導体チップで発生した熱を直接金属体が熱伝導して放熱する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０６４３０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１が開示する技術では、透明樹脂によってマイクロレンズアレイでの屈折率の差が確保できずに集光効率が低下し、固体撮像素子チップの受光部が受光する光量が低下してしまうという欠点があった。
【０００８】
また、特許文献２が開示する技術は、撮像モジュールとこの撮像モジュールを保持する基板との間で熱を伝達するものであり、撮像モジュール内において固体撮像素子チップで発生した熱を積極的に外部に放熱する構成を有しておらず、撮像モジュールの内部における放熱に関しては考慮されていなかった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる撮像モジュール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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像モジュールは、受光した光を光電変換処理する固体撮像素子チップと、前記固体撮像素子チップを搭載する基板と、前記固体撮像素子チップの受光面側に配置される光透過部材と、前記基板に保持されるとともに、前記光透過部材を保持する鏡枠と、少なくとも前記固体撮像素子チップの側面、前記鏡枠および前記基板に接触する熱伝導性部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記熱伝導性部材は、熱伝導性樹脂であって、前記熱伝導性樹脂は、前記固体撮像素子チップの側面と前記鏡枠の壁面との間に充填されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記基板は、前記固体撮像素子チップの搭載面上に電子素子または導電部材をさらに有し、前記熱伝導性樹脂は、前記電子素子または前記導電部材を包埋することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記熱伝導性部材の厚さは、前記固体撮像素子チップの厚さよりも厚いことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記固体撮像素子チップは、略板状をなし、前記固体撮像素子チップの有効画素領域の外側に、該固体撮像素子チップの板厚方向に延出した壁構造を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記壁構造は、前記固体撮像素子チップと別体に形成された部材を、前記固体撮像素子チップの受光面に配置したものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記壁構造は、前記固体撮像素子チップの上面に熱、空気、または紫外線により硬化する高分子材料を配置したものであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記壁構造は、前記固体撮像素子チップを製造する工程において形成されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記壁構造は、前記固体撮像素子チップの前記有効画素領域の形成面から外側に向かって傾斜した傾斜面を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記熱伝導性部材は、光線不透過性を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記熱伝導性部材は、前記基板に形成された貫通孔の開口を塞ぐことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記熱伝導性部材は、前記固体撮像素子チップの受光面のうち、有効画素領域を除く領域に接触することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記熱伝導性部材に接触する伝熱部材をさらに有し、前記基板、前記光透過部材、前記鏡枠および前記伝熱部材によって空間を形成し、前記伝熱部材は、前記空間から外側に延出することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記基板、前記光透過部材および前記鏡枠によって形成される空間の外側の前記鏡枠の側面に当接する伝熱部材をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、上記の発明において、前記固体撮像素子チップは、光電変換素子部と周辺回路部とが積層されてなる積層構造であり、前記熱伝導性部材は、前記固体撮像素子チップの前記周辺回路部に当接することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明にかかる撮像モジュールは、受光した光を光電変換処理する固体撮像素子チップと、前記固体撮像素子チップを搭載する基板と、前記基板に保持される保持部材と、前記保持部材に保持されるとともに、前記固体撮像素子チップの受光面に配置されて光を透過するカバーガラスと、少なくとも前記固体撮像素子チップの側面、前記保持部材および前記基板に連結する熱伝導性部材と、前記基板に保持されるとともに、レンズを保持し、前記固体撮像チップ、前記保持部材および前記カバーガラスを、前記基板、前記レンズとによって形成する内部空間内に内包する鏡枠と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、撮像モジュール内において、固体撮像素子チップ、鏡枠および基板の間に熱伝導性樹脂を配設して、固体撮像素子チップにおいて発生した熱を、熱伝導性樹脂を介して鏡枠または基板に伝達して外部に放熱するようにしたので、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる撮像モジュールの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１の変形例１−１にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１の変形例１−２にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１の変形例１−３にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかる撮像モジュールの概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかる撮像モジュールの製造方法を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２の変形例２−１にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２の変形例２−２にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２の変形例２−３にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、図９のＡ−Ａ線断面に応じた撮像モジュールの要部の構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２の変形例２−４にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態４にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像用の複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力可能である撮像モジュールについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる撮像モジュール１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、撮像モジュール１は、レンズ１０ａ（光透過部材）を保持する鏡枠１０と、撮像用の複数の画素を有し、この画素がそれぞれ光電変換処理した後の信号を映像信号として出力する固体撮像素子チップ２０と、固体撮像素子チップ２０が実装され、固体撮像素子チップ２０と外部の回路との間を電気的に接続する配線基板３０と、少なくとも空気と比して高い熱伝導性を有する熱伝導性樹脂４０（熱伝導性部材）と、を備える。
【００３０】
ここで、撮像モジュール１は、鏡枠１０と配線基板３０とによって形成される内部空間に固体撮像素子チップ２０が入れ込まれて接合された構造をなす。なお、固体撮像素子チップ２０は、受光面側がレンズ１０ａ側に向くように設けられている。
【００３１】
固体撮像素子チップ２０は、略板状をなし、光学系からの光を光電変換して信号を映像信号として出力する。具体的には、固体撮像素子チップ２０は、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードおよびフォトダイオードが蓄積した電荷を増幅する増幅器をそれぞれ有する複数の画素が２次元マトリックス状に配設された受光部および垂直走査回路を有する光電変換部と、光電変換部から出力された信号をアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換回路）して、所定の信号処理を行うデジタル信号処理部と、からなる。
【００３２】
また、固体撮像素子チップ２０は、受光側の表面であって、画素上に設けられ、外部の光を集光するマイクロレンズＭＬを有する。受光部において配設される画素のうち、実際の撮像する際に用いられる画素を有効画素、有効画素の周囲に設けられ、ノイズ補正用であって、遮光された画素を遮光画素としたとき、有効画素が配設される領域を有効画素領域Ｒｅ、有効画素領域Ｒｅの周囲に設けられ、遮光画素が配設される領域をオプティカルブラック領域ＯＢとする。マイクロレンズＭＬは、少なくとも有効画素領域Ｒｅの画素上に設けられている。
【００３３】
配線基板３０は、略板状をなし、少なくとも固体撮像素子チップ２０を実装し、鏡枠１０を保持する。また、配線基板３０の表面には、コンデンサ（電子素子）や、固体撮像素子チップ２０と信号の入出力を行なうためのボンディングパッド（図示せず）が設けられている。また、配線基板３０には、撮像モジュール１の外部との通信を行うインターフェイスであるＩ／Ｆコネクタが設けられるものであってもよい。このとき、配線基板３０は、上述したボンディングパッドに接続されるワイヤーＷ１，Ｗ２（導電部材）によって固体撮像素子チップ２０と電気的に接続している。
【００３４】
熱伝導性樹脂４０は、鏡枠１０、固体撮像素子チップ２０および配線基板３０が形成する内部空間であって、固体撮像素子チップ２０の側面側の空間に充填されて略環状をなして設けられ、鏡枠１０、固体撮像素子チップ２０および配線基板３０と接触している。熱伝導性樹脂４０は、固体撮像素子チップ２０で発生した熱を、鏡枠１０または配線基板３０側へ伝達する。熱伝導性樹脂４０は、絶縁性の樹脂にダイヤモンドフィラーが添加されたものが挙げられる。熱伝導樹脂４０は、絶縁性を有するとともに、８Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率であることが好ましい。また、絶縁性の樹脂としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂が挙げられる。熱伝導性樹脂４０として、具体的には、ＴＣＡ４１０５（シーマ電子株式会社製）、ジーマ・イナス（住友大阪セメント株式会社製）などが挙げられる。
【００３５】
このとき、熱伝導樹脂４０は、固体撮像素子チップ２０で発生した熱を吸熱するとともに、鏡枠１０側に伝達する。鏡枠１０は、熱伝導樹脂４０から伝達された熱を、外部に放出する。また、熱伝導性樹脂４０のダイヤモンドフィラーの添加位置を調節することによって伝達経路を調整することも可能である。なお、固体撮像素子チップ２０の受光に影響を考慮し、熱伝導性樹脂４０は、遮光する（光線不透過性）もの、例えば黒色であることが好ましい。これにより、後述するスルーホールＴＨ１（貫通孔）を介して鏡枠１０内に固体撮像素子チップ２０が受光する光以外の光の進入を防止することができる。このとき、熱伝導性樹脂４０は、スルーホールＴＨ１の開口を塞いでいる。
【００３６】
また、配線基板３０には、熱伝導樹脂４０の配設位置に応じて設けられ、板厚方向に貫通する貫通孔であるスルーホールＴＨ１が複数形成されている。これにより、熱伝導性樹脂４０が固体撮像素子チップ２０から伝達した熱を、スルーホールＴＨ１または配線基板３０を介して外部に放熱する。
【００３７】
ここで、レンズ１０ａと固体撮像素子チップ２０（受光部）の間は、空気層からなる空間領域が形成されている。これにより、透明樹脂を介して受光する場合と比して、マイクロレンズＭＬが集光する集光効率を高い水準のものとして確保することができる。
【００３８】
以上説明した本実施の形態１によれば、撮像モジュール内において、固体撮像素子チップと鏡枠との間に熱伝導性樹脂を配設して、固体撮像素子チップにおいて発生した熱を、熱伝導性樹脂を介して鏡枠に伝達して外部に放熱するようにしたので、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる。
【００３９】
図２は、本実施の形態１の変形例１−１にかかる撮像モジュール１ａの構成を示す模式図である。上述した実施の形態１では、固体撮像素子チップ２０で発生した熱を、熱伝導性樹脂４０によって鏡枠１０および配線基板３０に伝達し、外部に放熱するものとして説明したが、配線基板３０と同様の形状をなす配線基板３０ａの固体撮像素子チップ２０の実装面と反対側（外部側）の面に放熱部材４１を設けて、配線基板３０ａの熱を放熱部材４１から放出するものであってもよい。
【００４０】
放熱部材４１は、固体撮像素子チップ２０で発生した熱を、配線基板３０ａを介して外部側へ放熱する。放熱部材４１は、金属材料からなる板状部材である。なお、金属材料は、配線基板３０ａを構成する材料と比して、熱伝導率の大きいものであれば適用可能である。
【００４１】
このとき、配線基板３０ａには、上述した熱伝導性樹脂４０の配設位置に応じた位置に設けられるスルーホールＴＨ１のほか、放熱部材４１の配設位置に、板厚方向に貫通するスルーホールＴＨ２が設けられている。このスルーホールＴＨ２によって、固体撮像素子チップ２０と配線基板３０ａとの間の熱効率を向上させることができる。
【００４２】
なお、配線基板３０ａと放熱部材４１との間に熱伝導性ペーストを配設し、この熱伝導性ペーストによって両者が固着されていることが好ましい。熱伝導ペーストは、配線基板３０ａを構成する材料と比して熱伝導率の大きい金属または樹脂、若しくは、熱伝導率の大きい金属粉を含む樹脂等であれば適用可能である。
【００４３】
ここで、近年では、撮像モジュール１が組み込まれる機器の小型化に対する市場要求と半導体の微細化の進化によって固体撮像素子チップ２０上の回路間隔も狭められ、上述した光電変換部と、光電変換部からのアナログ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路を含むデジタル信号処理部との境界領域の距離もとても小さくなってきている。このため、撮像モジュール１の組立て加工処理の精度もこれに合わせて高めていくことが一段と困難となる一方で、放熱経路を分離し熱的なショートを回避することも必要となってくる。熱的にショートしてしまうと、光電変換部と比して相対的に発熱量（単位時間当たりの発熱量）の多いデジタル信号処理部から、光電変換部に熱が伝達される。このため、固体撮像素子チップ２０の光電変換部のデジタル信号処理部側の温度が上がり、配列された画素中のデジタル信号処理部側の画素において熱雑音によって画質が低下し、その結果、高画質で利用できる画面領域（画素領域）が小さくなってしまう。上述した問題に対して、デジタル信号処理部の熱が光電変換部に伝達しないような構成が望まれている。
【００４４】
この問題に対して、上述した実施の形態１や変形例１−１の構成において、固体撮像素子チップ２０のデジタル信号処理部に近い方の側面の熱伝導性樹脂４０または放熱部材４１の厚みを厚くするなどして対応することが可能である。
【００４５】
図３は、本実施の形態１の変形例１−２にかかる撮像モジュール１ｂの構成を示す模式図である。上述した実施の形態１では、固体撮像素子チップ２０が１部品でなるものとして説明したが、光電変換部とデジタル信号処理部とが別部品で分離され、この部品が積層されてなる積層構造である固体撮像素子チップ２０ａであってもよい。
【００４６】
固体撮像素子チップ２０ａは、略矩形をなし、光電変換部を有する第１部材２０ｂ（光電変換素子部）と、略矩形をなし、デジタル信号処理部を有する第２部材２０ｃ（周辺回路部）とを有し、第１部材２０ｂおよび第２部材２０ｃが積層されてなる。固体撮像素子チップ２０ａは、第１部材２０ｂの受光面側が外部に露出するように、上述した配線基板３０に実装される。第１部材２０ｂおよび第２部材２０ｃは、例えば、半田等によって電気的に接続されるとともに、樹脂（接着剤）等の固定部材（図示せず）によって固定される。
【００４７】
このとき、鏡枠１０、固体撮像素子チップ２０ａおよび配線基板３０が形成する内部空間であって、固体撮像素子チップ２０の側面側の空間に充填される熱伝導性樹脂４２は、少なくとも相対的に発熱量の多い第２部材２０ｃの側面を覆って接触するように設けられる。これにより、第２部材２０ｃで発生した熱を第１部材２０ｂ側ではなく、外部側（鏡枠１０および配線基板３０側）に伝達することができるため、第１部材２０ｂ（光電変換部）への熱伝達を抑制し、熱雑音が少なく、高い品質を維持して画像取得を行うことが可能となる。
【００４８】
換言すれば、上述した変形例１−２によれば、熱伝導性樹脂４２によって、高集積化されて多機能になり発熱量が増大した固体撮像素子チップ２０ａに対して光電変換部やアナログ信号処理部での温度を、発熱量がより大きな部分から分離して熱の回り込みを抑えて暗電流を低減することにより、ノイズの少ない高画質な画像を得ることができる。
【００４９】
図４は、本実施の形態１の変形例１−３にかかる撮像モジュール１ｃの構成を示す模式図である。上述した実施の形態１では、レンズ１０ａと固体撮像素子チップ２０との間が空気層であるものとして説明したが、レンズ１０ａと固体撮像素子チップ２０との間にカバーガラス１０ｂを配設した撮像モジュール１ｃであってもよい。
【００５０】
上述した変形例１−３によれば、上述した実施の形態１にかかる効果に加え、レンズ１０ａの損傷などによる外部の損傷が発生し、レンズ１０ａの欠片が飛散した場合であっても、カバーガラス１０ｂによって固体撮像素子チップ２０の損傷を防止することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
図５は、本実施の形態２にかかる撮像モジュール２の概略構成を示す模式図である。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では、固体撮像素子チップ２０の側面の一部を覆うように熱伝導性樹脂４０が設けられるものとして説明したが、本実施の形態２にかかる撮像モジュール２では、固体撮像素子チップ２０に流入防止部材５１（壁構造）を設けて、固体撮像素子チップ２０の上面外縁側においても熱伝導性樹脂を配設するものとして説明する。
【００５２】
流入防止部材５１は、略筒状をなし、固体撮像素子チップ２０の有効画素領域Ｒｅ以外の領域（本実施の形態２ではオプティカルブラック領域ＯＢ）であって、固体撮像素子チップ２０の上面で、有効画素領域Ｒｅを囲繞するように設けられる。このとき、流入防止部材５１は、固体撮像素子チップ２０の板厚方向に延出している。また、流入防止部材５１は、固体撮像素子チップ２０に対して接着剤で固定されるか、またはマイクロレンズＭＬ形成時に形成される。接着剤によって固定する場合は、固体撮像素子チップ２０および流入防止部材５１の対向する側の面に接着剤を塗布する、または固体撮像素子チップ２０に載置された流入防止部材５１に対して、接触箇所近傍の側面に接着剤を配設する。
【００５３】
ここで、流入防止部材５１は、少なくとも外表面が、光を反射しないように黒色などとすることが好ましい。流入防止部材５１の外表面が遮光性を有することによって、流入防止部材５１からの光の反射による固体撮像素子チップ２０の受光への影響を防止することができる。
【００５４】
図６は、本実施の形態２にかかる撮像モジュールの製造方法を示す模式図であって、固体撮像素子チップ２０に対して流入防止部材５１を配設する場合の配設方法を説明する図である。図６では、マイクロレンズＭＬ形成時（撮像素子製造時）に流入防止部材５１も形成される場合を説明する。まず、固体撮像素子チップ２０の受光面側にマイクロレンズＭＬに用いられるレンズ材料５００を形成する（図６（ａ））。その後、このレンズ材料５００に対してフォトリソグラフィ（露光）、エッチングを施して、流入防止部材５１の芯となる基部５０１を形成する（図６（ｂ））。
【００５５】
基部５０１を形成後、再びレンズ材料５１０を固体撮像素子チップ２０および基部５０１上に形成する（図６（ｃ））。その後、このレンズ材料５１０に対してフォトリソグラフィ（露光）、エッチングを施して、基部５０１を覆う被覆部５１０ａおよびマイクロレンズＭＬのもととなるレンズ加工部５１０ｂを形成する（図６（ｄ））。
【００５６】
被覆部５１０ａおよびレンズ加工部５１０ｂの形成後、熱処理によって、マイクロレンズＭＬの形成を行う。また、被覆部５１０ａにおいても、熱処理によって変形し、処理後被覆部５１０ｃが形成される。このとき、基部５０１と、処理後被覆部５１０ｃとが、流入防止部材５１をなす（図６（ｅ））。
【００５７】
なお、上述したレンズ材料５０１，５１０は、同一種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。このとき、レンズ材料５１０においては、マイクロレンズＭＬを形成する材料となる。また、流入防止部材５１は、上述したように、固体撮像素子チップ２０を製造する工程において形成されるものであってよいし、固体撮像素子チップ２０の製造と別体に形成された部材を固体撮像素子チップ２０の受光面側の面に配置したものであってもよい。
【００５８】
また、基部５０１と、処理後被覆部５１０ｃとからなる流入防止部材５１は、表面が黒色の塗料、樹脂によって覆われることが好ましい。
【００５９】
上述したように形成される流入防止部材５１によって、固体撮像素子チップ２０の側面側から熱伝導性樹脂４３を流し入れて固化させる際、固体撮像素子チップ２０の上面より高い位置まで熱伝導性樹脂４３を流入させた場合であっても、有効画素領域Ｒｅに熱伝導性樹脂４３が流れ込むことがない。ここで、配設した熱伝導性樹脂４３の厚さは、固体撮像素子チップ２０の厚さよりも厚い。これにより、熱伝導性樹脂４３を、固体撮像素子チップ２０の上面側まで配設するとともに、固体撮像素子チップ２０の受光面のうち、有効画素領域を除く領域に接触することができ、一段と効率のよい熱伝達を実現することが可能となる。
【００６０】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様、撮像モジュール内において、固体撮像素子チップと鏡枠との間に熱伝導性樹脂を配設して、固体撮像素子チップにおいて発生した熱を、熱伝導性樹脂を介して鏡枠に伝達して外部に放熱するようにしたので、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる。
【００６１】
また、本実施の形態２によれば、熱伝導性樹脂４３が、配線基板３０上のコンデンサや、ワイヤーＷ１，Ｗ２を包埋し、熱伝導性樹脂４３によってワイヤーＷ１，Ｗ２を固定することができるため、撮像モジュール２で発生する振動などによってワイヤーＷ１，Ｗ２の断線が起こることはなく、固体撮像素子チップ２０と配線基板３０との安定した接続状態を維持することができる。
【００６２】
図７は、本実施の形態２の変形例２−１にかかる撮像モジュール２ａの構成を示す模式図である。上述した実施の形態２では、筒状をなす流入防止部材５１が、固体撮像素子チップ２０の主面に対して直交する方向に延びているものとして説明したが、レンズ１０ａから入射する光、特に、有効画素領域Ｒｅの外側から有効画素領域Ｒｅに入射する光を、有効画素領域Ｒｅにおいて確実に受光するため、固体撮像素子チップ２０側からカバーガラス１０ａ側に向けて拡径した内部空間を形成する筒状の流入防止部材５２を用いるものであってもよい。
【００６３】
流入防止部材５２は、上述したように、固体撮像素子チップ２０側からレンズ１０ａ側に向けて拡径した内部空間であって、固体撮像素子チップ２０側の端部の内径は、有効画素領域Ｒｅよりも大きい。これにより、流入防止部材５２は、固体撮像素子チップ２０の有効画素領域Ｒｅ形成面から外側（レンズ１０ａ側）に向かって傾斜した傾斜面を有する。
【００６４】
上述した流入防止部材５２によって、固体撮像素子チップ２０の側面側から熱伝導性樹脂４４を流し入れて固化させる際、固体撮像素子チップ２０の上面より高い位置まで熱伝導性樹脂４４を流入させた場合であっても、有効画素領域Ｒｅに熱伝導性樹脂４４が流れ込むことがない。また、レンズ１０ａから固体撮像素子チップ２０に入射する光の受光可能範囲を一段と大きくすることができる。これにより、熱伝導性樹脂４４を、固体撮像素子チップ２０の上面側まで配設することができ、一段と効率のよい熱伝達および受光処理を実現することができる。
【００６５】
図８は、本実施の形態２の変形例２−２にかかる撮像モジュール２ｂの構成を示す模式図である。変形例２−２では、上述した実施の形態２の流入防止部材５１に代えて、配設する熱伝導樹脂４５と比して粘性の高い流入防止部材５３を用いる。
【００６６】
流入防止部材５３は、例えば、熱伝導性樹脂４５と比して粘性の高い樹脂からなる。また、流入防止部材５３は、使用する樹脂として、熱、空気または紫外線により硬化する高分子材料が挙げられる。これにより、固化前の熱伝導性樹脂４５を流し入れた際、固体撮像素子チップ２０の高さを越えた場合であっても、熱伝導性樹脂４５の有効画素領域Ｒｅへの流入を防止することができる。
【００６７】
図９は、本実施の形態２の変形例２−３にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す模式図である。図１０は、図９のＡ−Ａ線断面に応じた撮像モジュール２ｃの要部の構成を示す模式図である。上述した実施の形態２では、熱伝導性樹脂４３によって、固体撮像素子チップ２０で発生した熱を放熱するものとして説明したが、さらに、放熱部材４６（伝熱部材）を配設して、この放熱部材４６を介して外部に放熱するものであってもよい。
【００６８】
放熱部材４６は、配線基板３０の固体撮像素子チップ２０の実装面に所定のパターンを形成してなる略板状の部材である。放熱部材４６は、金属などの熱伝導性の高い材料を用いて形成される。なお、ワイヤーＷ１〜Ｗ４は、配線基板３０上に形成されるボンディングパッドＢＰ、および固体撮像素子チップ２０に設けられる入出力パッドＩＰと両端において接続している。また、ボンディングパッドＢＰは、上述したスルーホールＴＨ１の形成領域と異なる箇所に設けられることが好ましい。
【００６９】
放熱部材４６の形成パターンは、ワイヤーＷ２などと電気的に接続するボンディングパッドＢＰの形成領域を除く配線基板３０上に形成され、外周形状は、鏡枠１０の外周形状よりも大きいことが好ましい。これにより、放熱部材４６を、鏡枠１０の内部から外部に延びるものとすることができる。また、放熱部材４６は、ワイヤーＷ１〜Ｗ４および入出力パッドＩＰの配設領域と異なる領域、例えば、固体撮像素子チップ２０の角部にも設けられている。
【００７０】
上述した放熱部材４６は、配線基板３０上に配設されるとともに、反対側の面において、鏡枠１０が載置される。このとき、放熱部材４６と鏡枠１０とは、接着剤などによって固定される。また、放熱部材４６は、熱伝導性樹脂４７と接触し、鏡枠１０、レンズ１０ａ、配線基板３０および放熱部材４６によって形成された空間において、内部から外部に延出している。熱伝導性樹脂４７は、上述したように、固体撮像素子チップ２０の側面から上面の一部に配設されている。
【００７１】
以上説明した変形例２―３によれば、上述した実施の形態２と同様、固体撮像素子内において、撮像素子と鏡枠との間に熱伝導性樹脂を配設して、撮像素子において発生した熱を、熱伝導性樹脂を介して鏡枠に伝達して外部に放熱するようにしたので、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる。また、鏡枠の内部から外部に延びる放熱部材を設けることによって、放熱の効率化を一段と優れたものとすることができる。なお、本変形例２−３では、流入防止部材５１を有するものとして説明したが、実施の形態１のように、流入防止部材５１を有さない構成であっても適用可能である。
【００７２】
図１１は、本実施の形態２の変形例２−４にかかる撮像モジュール２ｄの構成を示す模式図である。上述した変形例２−３では、放熱部材４６が鏡枠１０の内部から外部に延びているものとして説明したが、この放熱部材４６に代えて、実施の形態２の鏡枠１０の外周に設けられる放熱部材４８（伝熱部材）を用いるものであってもよい。
【００７３】
放熱部材４８は、板状をなし、鏡枠１０の外周側面および配線基板３０の鏡枠１０の外部の側面にそれぞれ当接するように配設されている。これにより、上述した熱伝導樹脂４３が鏡枠１０および配線基板３０に伝達した熱を、放熱部材４８によって効率よく外部に放熱することができる。
【００７４】
なお、上述した熱伝導性樹脂４２〜４５，４７は、実施の形態１にかかる熱伝導性樹脂４０として挙げた材料と同様である。
【００７５】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３にかかる撮像モジュールの構成を示す模式図である。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。本実施の形態３では、固体撮像素子チップ２０を撮像モジュールとしての固体撮像素子３に適用するものとして説明する。
【００７６】
固体撮像素子３は、カバーガラス１１ａ（光透過部材）を保持するカバーガラスホルダー１１(鏡枠もしくは保持部材)と、上述した固体撮像素子チップ２０と、固体撮像素子チップ２０が実装され、固体撮像素子チップ２０と外部の回路との間を電気的に接続する配線基板３０ｂと、少なくとも空気と比して高い熱伝導性を有する熱伝導性樹脂６０と、を備える。
【００７７】
配線基板３０ｂは、略板状をなし、少なくとも固体撮像素子チップ２０を実装し、鏡枠１１を保持する。また、配線基板３０ｂの表面には、固体撮像素子チップ２０と信号の入出力を行なうためのボンディングパッド（図示せず）が設けられている。また、配線基板３０ｂには、撮像モジュール３の外部との通信を行うインターフェイスであるＩ／Ｆコネクタが設けられるものであってもよい。このとき、配線基板３０ｂは、上述したボンディングパッドに接続されるワイヤーＷ５，Ｗ６によって固体撮像素子チップ２０と電気的に接続している。
【００７８】
熱伝導性樹脂６０は、カバーガラスホルダー１１、固体撮像素子チップ２０および配線基板３０ｂが形成する内部空間であって、固体撮像素子チップ２０の側面側の空間に充填され、略環状をなして設けられている。また、熱伝導性樹脂６０は、上述した流入防止部材５１によって固化前の熱伝導性樹脂６０の流入が防止され、固化後、固体撮像素子チップ２０の上面の一部を覆うように設けられる。熱伝導性樹脂６０は、固体撮像素子チップ２０で発生した熱を、カバーガラスホルダー１１または配線基板３０ｂ側へ伝達する。なお、熱伝導性樹脂６０は、上述した熱伝導性樹脂４０と同様、絶縁性の樹脂にダイヤモンドフィラーが添加されたものが挙げられる。
【００７９】
以上説明した本実施の形態３によれば、上述した実施の形態１と同様、固体撮像素子内において、固体撮像素子チップと鏡枠との間に熱伝導性樹脂を配設して、固体撮像素子チップにおいて発生した熱を、熱伝導性樹脂を介して鏡枠に伝達して外部に放熱するようにしたので、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる。
【００８０】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４にかかる撮像モジュール４の構成を示す模式図である。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。本実施の形態４では、上述した実施の形態１および実施の形態３を組み合わせた撮像モジュールとして説明する。
【００８１】
図１３に示す撮像モジュール４は、上述した実施の形態１の鏡枠１０において、その内部に、上述した実施の形態３にかかる固体撮像素子３の構成のようなカバーガラスホルダー１１を設ける。すなわち、配線基板３０ｃに保持されるとともに、レンズ１０ａを保持する鏡枠１０は、固体撮像素子チップ２０、カバーガラスホルダー１１およびカバーガラス１１ａを、配線基板３０ｃ、レンズ１０ａとによって形成する内部空間内に内包する。固体撮像素子３と鏡枠１０とは、配線基板３０ｃに配設された放熱部材４９とそれぞれ接触している。なお、放熱部材４９は、上述した放熱部材４１，４６，４８と同様の材料からなる。
【００８２】
また、撮像モジュール４は、配線基板３０ｃに形成されたスルーホールＴＨ３によって放熱部材４９の熱を外部に放出することができる。また、撮像モジュール４は、配線基板３０ｃに形成されたスルーホールＴＨ４によって熱伝導性樹脂６０の熱を外部に放出することができる。
【００８３】
これにより、上述した固体撮像素子３の構成を内包する撮像モジュール４においても、固体撮像素子チップにおいて発生した熱を、熱伝導性樹脂および放熱部材を介して鏡枠１０に伝達して外部に放熱するようにしたので、所望の集光効率を確保するとともに、放熱の効率化を実現することができる。
【００８４】
なお、上述した実施の形態では、固体撮像素子や撮像モジュールを対象として説明したが、これらの構成は固体撮像素子に限らず、電子回路を内部で保持する情報処理装置などの電子装置に対して、その電子回路から発生する熱を放熱することに適用可能である。すなわち、上述した実施の形態１〜４に限らず、電子回路などを備え、発熱部分を有するものであって、発生した熱を放熱するものであれば、適用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，４  撮像モジュール
３  固体撮像素子
１０  鏡枠
１０ａ  レンズ
１０ｂ，１１ａ  カバーガラス
１１  カバーガラスホルダー
２０，２０ａ  固体撮像素子チップ
２０ｂ  第１部材
２０ｃ  第２部材
３０，３０ａ，３０ｂ  配線基板
４０，４２〜４５，４７，６０  熱伝導性樹脂
４１，４６，４８，４９  放熱部材
【図１】
2013223164.tif 000003
【図２】
2013223164.tif 000004
【図３】
2013223164.tif 000005
【図４】
2013223164.tif 000006
【図５】
2013223164.tif 000007
【図６】
2013223164.tif 000008
【図７】
2013223164.tif 000009
【図８】
2013223164.tif 000010
【図９】
2013223164.tif 000011
【図１０】
2013223164.tif 000012
【図１１】
2013223164.tif 000013
【図１２】
2013223164.tif 000014
【図１３】
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