(57)【要約】【課題】固体撮像素子と光学機構との位置合わせの精度の高い固体撮像装置およびそれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】本発明の固体撮像装置は、撮像面１１ａ上に、撮像部を避けて形成され、撮像面１１ａから光軸方向に突出した突起部１３と、突起部１３の少なくとも一部を格納する格納部３２とを備えており、突起部１３が格納部３２に格納されることで、固体撮像素子と光学機構との光軸位置合わせが行われる。【選択図】図１
2013165402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に外部の光を導く光学機構と、
前記光学機構を保持する筺体と、
前記固体撮像素子の撮像部を含む撮像面上に、撮像部を避けて形成され、撮像面から光軸方向に突出した突起部と、
前記筺体に形成され、前記突起部の少なくとも一部を格納する格納部とを備え、
前記突起部が格納部に格納されることで、前記固体撮像素子と光学機構との光軸位置合わせが行われていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記筺体は、前記撮像面との対向面から撮像面側に突出した突出部を備えており、
前記格納部は、前記突出部の先端部に形成されており、
前記突出部の光軸方向の長さが、前記固体撮像素子と光学機構との距離に等しい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】
前記突起部は、スタッドバンプとして構成されてい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】
前記固体撮像素子の撮像面に、互いに同列に配置された、入出力端子と、ＮＣ端子および接地端子の少なくとも一方とが形成されており、
前記突起部は、前記ＮＣ端子上または接地端子上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記突起部が形成されたＮＣ端子または接地端子が端部に配置されるように、前記入出力端子と、ＮＣ端子および接地端子の少なくとも一方とが配列されていることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記突起部の一部が露出した状態で、前記突起部が格納部に格納されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記格納部は、前記突起部に当接している一方、前記固体撮像素子の撮像面と離間して設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
上記スタッドバンプは、多層構造になっていることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像素子が実装された配線基板を備え、
前記筺体は、前記配線基板に接着されている一方、前記固体撮像素子に接着されていないことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記突起部は、スタッドバンプから構成されており、
前記固体撮像素子と配線基板とが、ワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置およびそれを備えた電子機器に関するものであり、より詳細には、例えば、カメラ付き携帯電話やディジタルスチルカメラ、セキュリティカメラなどの各種電子機器に好適に利用できる固体撮像装置およびその固体撮像装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に使用される撮像用カメラモジュールは、固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーＩＣ）、赤外線フィルタ、端子を有する配線基板、およびレンズとレンズ保持具が一体となった構造となっている。最近では、固体撮像素子のプロセスの微細化が進んでいる。このため、設計した所望の解像度を得るために、固体撮像素子の受光部分と光学部材との位置合わせ（光軸位置合わせ）が重要になっている。
【０００３】
昨今では樹脂成型の技術が進み、１００μｍ程度の精度で成型ができ、またスタッドバンプ（電極）成型精度が向上して５μｍ〜１０μｍ程度まで実現している背景がある。
【０００４】
これらを鑑み、特許文献１には、固体撮像素子と光学部材との位置合わせに関する技術が開示されている。
【０００５】
図１１は、特許文献１の固体撮像装置（カメラモジュール）２００の断面図である。固体撮像装置２００は、ホルダ２０２に収納されたレンズ２０３と、基板２０１上に配置された撮像素子２０４とを備えている。撮像素子２０４は、レンズ２０３に対し所定距離の位置に配置されている。ホルダ２０２は、基板２０１上に固着されると共に、撮像素子２０４の上方（光路上）に開口部２０６が形成された天板２０５と、撮像素子２０４方向に突出形成された突起体２０７とを一体的に有している。そして、ホルダ２０２の突起体２０７の下面が、撮像素子２０４の上面に当接した状態で、撮像素子２０４がレンズ２０３に対し所定距離の位置に配置される。
【０００６】
一方、図１２は、特許文献２の光学デバイス３００を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１に沿って切断した断面図である。光学デバイス３００は、固体撮像素子３０１と、固体撮像素子３０１の撮像領域３０２上に設けられた透明部材３０３とを透明接着剤３０４で接着されている。さらに、固体撮像素子３０１の撮像領域３０２より外側の位置で、かつ透明部材３０３の四辺のうちで少なくとも相互に対辺をなす辺のそれぞれに沿って、１個以上の支柱３０５が配置されている。この支柱３０５は、スタッドバンプから構成されており、透明部材３０３の位置ずれを防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４７７２９号公報（２００７年６月１４日公開）
【特許文献２】特開２００９−１５８８７３号公報（２００９年７月１６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の固体撮像装置は、撮像素子の平面方向の位置合わせがされていないため、光軸位置合わせの精度が低いという問題がある。
【０００９】
具体的には、図１１のように、特許文献１の固体撮像装置２００は、突起体２０７の下面を、撮像素子２０４の上面に当接させることによって、レンズ２０３と撮像素子２０４との距離が規定される。つまり、光軸方向の位置合わせが可能となる。しかし、このように突起体２０７を撮像素子２０４に当接させるだけでは、光軸に対し垂直方向の位置合わせ（撮像素子２０４の平面方向の位置合わせ）はできない。したがって、固体撮像装置２００は、レンズ２０３と撮像素子２０４との光軸位置合わせの精度が低くなる。
【００１０】
一方、上述のように、特許文献２の光学デバイス３００における支柱３０５は、透明部材３０３の位置ずれを防止するものである。つまり、支柱３０５は、固体撮像素子３０１（撮像領域３０２）と透明部材３０３との位置合わせには寄与するものの、レンズ（図示せず）と固体撮像素子３０１との光軸位置合わせには全く寄与しない。また、特許文献２には、固体撮像素子３０１とレンズとの光軸位置合わせに関する記載は一切ない。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、固体撮像素子と光学機構との位置合わせの精度の高い固体撮像装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、固体撮像素子と、前記固体撮像素子に外部の光を導く光学機構と、前記光学機構を保持する筺体と、前記固体撮像素子の撮像部を含む撮像面上に、撮像部を避けて形成され、撮像面から光軸方向に突出した突起部と、前記筺体に形成され、前記突起部の少なくとも一部を格納する格納部とを備え、前記突起部が格納部に格納されることで、前記固体撮像素子と光学機構との光軸位置合わせが行われていることを特徴としている。
【００１３】
上記の発明によれば、固体撮像素子の撮像面上に形成された突起部を基準にして、固体撮像素子と光学機構とが位置合わせされている。これにより、固体撮像素子と光学機構とが、光軸に対し垂直方向に（つまり撮像面の面内方向に）位置合わせされる。従って、固体撮像素子と光学機構との位置合わせ精度の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置では、前記筺体は、前記撮像面との対向面から撮像面側に突出した突出部を備えており、前記格納部は、前記突出部の先端部に形成されており、前記突出部の光軸方向の長さが、前記固体撮像素子と光学機構との距離に等しいことが好ましい。
【００１５】
上記の発明によれば、筺体に形成された突出部の光軸方向の長さが、固体撮像素子と光学機構との距離と同一になっている。これにより、突出部の光軸方向の長さによって、焦点距離が規定される。また、格納部は、突出部の先端部に形成されている。このため、突起部を格納部に格納することで、光軸方向にも、光軸方向に対して垂直方向にも、固体撮像素子と光学機構とが位置合わせされる。従って、固体撮像素子と光学機構との位置合わせ精度がより一層高い固体撮像装置を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る固体撮像装置では、前記突起部は、スタッドバンプとして構成されていることが好ましい。
【００１７】
上記の発明によれば、突起部が、ＩＣの実装プロセスまたはＬＳＩの製造プロセスにおいて汎用されているスタッドバンプとして構成されている。従って、既存の技術を用いて、突起部を容易に形成することができる。
【００１８】
また、スタッドバンプは、固体撮像素子の撮像面に設けられる主な回路と形状が異なる上、通常スタッドバンプは金色である。このため、スタッドバンプの視認性は高く、他の回路と区別しやすい。従って、固体撮像素子と光学機構との位置合わせを簡便かつ高精度に行うことができる。
【００１９】
本発明に係る固体撮像装置では、前記固体撮像素子の撮像面に、互いに同列に配置された、入出力端子と、ＮＣ端子および接地端子の少なくとも一方とが形成されており、前記突起部は、前記ＮＣ端子上または接地端子上に形成されていることが好ましい。
【００２０】
上記の発明によれば、突起部が、通常固体撮像素子に設けられた外部接続されない端子（ＮＣ端子または接地端子）上に形成されている。しかも、このＮＣ端子または接地端子は、入出力端子と同列に配置されている。このため、突起部を形成するためだけに、特別な端子レイアウトを検討したり、特別な端子を形成したりする必要がない。従って、簡易な構成で突起部を形成することができる。
【００２１】
本発明に係る固体撮像装置では、前記突起部が形成されたＮＣ端子または接地端子が端部に配置されるように、前記入出力端子と、ＮＣ端子および接地端子の少なくとも一方とが配列されていることが好ましい。
【００２２】
上記の発明によれば、撮像面上に配列された各端子のうち、端部に配置されたＮＣ端子上または接地端子上に、突起部が形成される。従って、突起部および格納部を容易に形成することができる。また、入出力端子の外部接続を妨げることなく突起部を形成することもできる。
【００２３】
本発明に係る固体撮像装置では、前記突起部の一部が露出した状態で、前記突起部が格納部に格納されていてもよい。
【００２４】
上記の発明によれば、固体撮像素子と光学機構とが位置合わせされた状態では、突起部の一部が格納部から一部露出している。これにより、格納部の内部に突起部全体が格納される場合に比べて、格納部の成型精度が低くなる。従って、筺体の製造コスト、ひいては固体撮像装置の製造コストを削減することができる。
【００２５】
本発明に係る固体撮像装置では、前記格納部は、前記突起部に当接している一方、前記固体撮像素子の撮像面と離間して設けられていてもよい。
【００２６】
上記の発明によれば、格納部が固体撮像素子の撮像面に当接していないため、固体撮像素子の誤作動や画像に不具合を生じさせるノイズの発生を防止することができる。一方、格納部は突起部に当接しているため、固体撮像素子と光学機構との光軸方向の位置合わせ精度は低下しない。
【００２７】
本発明に係る固体撮像装置では、上記スタッドバンプは、多層構造になっていることが好ましい。
【００２８】
上記の発明によれば、スタットバンプが多層構造であるため、スタッドバンプの光軸方向の長さ（スタッドバンプの厚さ）が、単層構造の場合よりも、長く（厚く）なる。つまり、格納部へ格納されるスタットバンプの長さが長く設定される。これにより、格納部への突起部の引っ掛りがよくなるため、突起部を確実に格納部に格納することができる。従って、固体撮像素子と光学機構との位置合わせを容易に行うことができる。また、位置合わせ後の位置ずれを防止することもできる。
【００２９】
本発明に係る固体撮像装置では、前記固体撮像素子が実装された配線基板を備え、前記筺体は、前記配線基板に接着されている一方、前記固体撮像素子に接着されていないことが好ましい。
【００３０】
上記の発明によれば、筺体が配線基板に接着されており、固体撮像素子には接着されていない。従って、接着剤に起因する固体撮像素子の誤作動を防ぐことができる。
【００３１】
本発明に係る固体撮像装置では、前記突起部は、スタッドバンプから構成されており、前記固体撮像素子と配線基板とが、ワイヤボンディングされていることが好ましい。
【００３２】
上記の発明によれば、突起部が、ＩＣの実装プロセスまたはＬＳＩの製造プロセスにおいて汎用されているスタッドバンプとして構成されている。従って、既存の技術を用いて、突起部を容易に形成することができる。
【００３３】
しかも、上記の発明によれば、固体撮像素子と配線基板とのワイヤボンディング時に、スタッドバンプを形成することができる。つまり、固体撮像素子および配線基板の電気的な接続と、突起部の形成とを共通の工程で実施することができる。従って、固体撮像装置の製造工程を簡素化することができる。
【００３４】
本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの固体撮像装置を備えることを特徴としている。従って、固体撮像素子と光学機構との位置合わせ精度の高い電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の固体撮像装置および電子機器は、突起部が格納部に格納されることで、前記固体撮像素子と光学機構との光軸位置合わせが行われている構成である。それゆえ、固体撮像素子と光学機構との位置合わせ精度の高い固体撮像装置および電子機器を提供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】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置における、固体撮像素子と突出部との当接部分の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置における、固体撮像素子の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置における、固体撮像素子と配線基板との接続例を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置における、ワイヤのボンディングおよびスタッドバンプの形成方法を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置における筺体を示し、（ａ）は固体撮像素子の入出力端子にワイヤボンディングが施されている方向から見た断面図、（ｂ）は（ａ）を図の上下方向を軸として９０度回転した方向から見た断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置における、筺体を固体撮像素子側から見た平面図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は筺体を固体撮像素子側から見た平面図、（ｂ）は格納部の断面図、（ｃ）は突起部の断面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は格納部の断面図、（ｂ）は固体撮像素子の入出力端子にワイヤボンディングが施されている方向から、図の上下方向を軸として９０度回転した方向から見た固体撮像装置の筺体の断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態に係る固体撮像装置の格納部の断面図である。
【図１１】特許文献１の固体撮像装置の断面図である。
【図１２】特許文献２の光学デバイスを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明の便宜上、同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００３８】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。
【００３９】
＜固体撮像装置１００＞
図２は、本実施形態に係る固体撮像装置１００の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、固体撮像装置１００は、固体撮像素子１、光学機構２、筺体３、透光性蓋部４、配線基板５を備えている。以下では、説明の便宜上、光学機構２側を上方、固体撮像素子１（配線基板５）側を下方とする。
【００４０】
固体撮像素子１は、配線基板５の中央部に配置されており、半導体回路が形成された半導体基板（例えばシリコン単結晶基板）が平面視矩形形状に形成されたものである。固体撮像素子１は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、ＶＭＩＳ（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）である。固体撮像素子１の上面（撮像面１１ａ）には、撮像部１１が形成されている。撮像部１１は、複数の受光素子（画素）がマトリクス状に配置されている。また、受光素子は、撮像部１１に結像された被写体像（透光性蓋部４を透過した光）を電気信号に変換する。
【００４１】
光学機構２は、外部からの光を撮像部１１に導くものである。図２に示すように、光学機構２は筺体３に保持されている。図２では、光学機構２は、１枚のレンズで示されている。しかし、光学機構２は、マクロ、ズーム、オートフォーカス等の可動部と複数のレンズとから構成されていてもよい。
【００４２】
筺体３は、光学機構２を内部に保持するものである。筺体３は固体撮像素子１と光学機構２との間を光が通過するために開口部３１を有する。つまり、開口部３１は、光路上に形成されている。筺体３は、撮像面１１ａとの対向面から撮像面１１ａ側に突出した突出部３４を備えている。さらに、筺体３は、配線基板５の上面に対向する面から撮像面１１ａ側に延びる周縁部３５を備えている。つまり、筺体３は、撮像面１１ａとの対向面から下方に突出部３４と周縁部３５とが形成されている。周縁部３５は、固体撮像素子１の外側に設けられているため、周縁部３５は、突出部３４よりも外側に配置されている。周縁部３５は、配線基板５の上面に、固体撮像素子１を包囲するように形成されている。突出部３４の底部は、固体撮像素子１の撮像面１１ａに当接する当接部３３となっている。筺体３は、接着剤からなる接着部３６によって配線基板５上に接着されている。一方、筺体３の突出部３４（当接部３３）と固体撮像素子１とは接着されていてもよいが、固体撮像装置１００では、筺体３の突出部３４（当接部３３）と固体撮像素子１とは接着されていない。
【００４３】
透光性蓋部４は、筺体３の開口部３１を塞ぐように配置され、撮像部１１と対向して配置される。透光性蓋部４が開口部３１を塞ぐことで、撮像部１１への塵埃の侵入や付着等を防止することができ、撮像部１１での不良の発生を防ぐことができる。透光性蓋部４は、透光性を有するガラスや樹脂などの透光性部材から構成されている。なお、透光性蓋部４には、撮像部１１に入射する赤外線をカットする赤外線カットフィルタ等の光学フィルタが形成されていてもよい。これにより、透光性蓋部４が、外部からの赤外線を遮断する機能を備えるようになる。
【００４４】
配線基板５は、固体撮像素子１の電気信号を取り出すものであり、図示しないパターニングされた配線を有する基板である。配線基板５は、例えば、プリント基板、ガラスエポキシ基板、またはセラミック基板などである。なお、配線基板５の下面（裏面）には、外部接続用の電極（図示せず）が形成されており、外部装置と電気的に接続することが可能となっている。図４は、本実施形態の固体撮像装置１００における、固体撮像素子１と配線基板５との接続例を示す平面図である。図４に示すように、この配線と固体撮像素子１とは、ボンディングワイヤにより接続されている。これにより、互いに電気信号の送受が可能となっている。
【００４５】
なお、配線基板５上には、固体撮像装置１００を駆動するための各種電子部品（図示せず）が搭載されていてもよい。このような電子部品は、例えば、固体撮像素子１の信号処理を行う信号処理回路である。具体的には、この信号処理回路は、固体撮像素子１の動作を制御し、固体撮像素子１から出力された信号を適宜処理して必要な信号を生成する制御部（画像処理装置）として機能する。例えば、信号処理回路は撮像部１１の受光素子により変換された電気信号を増幅処理し、その電気信号をアナログ信号として出力する増幅回路部（アナログ信号回路部）、そのアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換処理回路部、固体撮像素子１の動作を制御するドライバ部、デジタル化された画像信号に信号処理（主に画像の発色を良くしたり輪郭を強調してはっきりさせる）をするＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、プログラムに従って各種論理演算処理や前述した各部の操作を行うＣＰＵ、そのプログラムを格納するＲＯＭ、各処理過程のデータ等を格納するＲＡＭなどの電子部品を備えている。この電子部品には、抵抗やコンデンサも含まれる。
【００４６】
このような固体撮像装置１００は、外部からの光を、光学機構２および透光性蓋部４を介して内部に取り込み、固体撮像素子１の撮像部１１によりイメージ画像を受光する。
【００４７】
＜固体撮像装置１００の特徴的構成＞
（突起部１３）
図３は、固体撮像装置１００における、固体撮像素子１（撮像面１１ａ）の平面図である。図３は、撮像面１１ａを示している。図３のように、撮像面１１ａは矩形である。最近の固体撮像素子１は、入出力端子１２ａの数が少なくなっている。このため、例えば、図３に示すように、互いに対向する２辺に沿って、入出力端子１２ａと、位置合わせ用の固体撮像素子側端子１２とが設けられている。各辺の入出力端子１２ａと、位置合わせ用の固体撮像素子側端子１２とは、互いに同列に配置されている。固体撮像装置１００では、各辺の両端部の端子が、位置合わせ用の固体撮像素子側端子１２となっている。そして、各固体撮像素子側端子１２から、光軸方向に突起部１３が形成されている。突起部１３は、撮像部１１を避けて形成されている。なお、図３中の破線部は、筺体３の突出部３４の底部（当接部３３）が当接する領域を示している。
【００４８】
固体撮像装置１００では、突起部１３は、撮像面１１ａ上にスタッドバンプとして構成されている。しかし、突起部１３は、固体撮像素子１の撮像面１１ａから筺体３側へ突出する構成であれば、どのような材料で形成されていてもよい。スタッドバンプ以外にも、配線基板５とは別に用意したウエハ基板を柱状に切削して、撮像面１１ａに接着し突起部１３としてもよいし、撮像面１１ａを保護するカバーガラスを部分的に堆積させて突起部１３を形成してもよい。しかし、後述するように突起部１３は、スタッドバンプで形成することが好ましい。
【００４９】
（格納部３２）
図１は、本実施形態の固体撮像装置１００における、固体撮像素子１と突出部３４との当接部分の断面図である。図１に示すように、筺体３の突出部３４の底部には、撮像面１１ａに形成された突起部１３を格納する格納部３２が形成されている。図１では格納部３２には、突起部１３の全体を格納する（突起部１３を囲い込む）ような空間が形成されている。つまり、格納部３２は、突起部１３と略同形状の空間を有している。しかし、格納部３２は、突起部１３の少なくとも一部を格納できる空間が形成されていればよい。つまり、格納部３２は、突起部１３の少なくとも一部が収容されるようになっていればよい。
【００５０】
図６は、固体撮像装置１００の筺体３を示し、（ａ）は固体撮像素子１の入出力端子にワイヤボンディングが施されている方向から見た断面図、（ｂ）は（ａ）を図の上下方向を軸として９０度回転した方向から見た断面図である。図７は、固体撮像装置１００における、筺体３を固体撮像素子１側から見た平面図である。
【００５１】
図６および図７のように、本実施形態の固体撮像装置１００では、筺体３の突出部３４は、板状突出部として構成されている。すなわち、ワイヤボンディングしやすくするため、図６の（ａ）のように、入出力端子１２ａが形成されている領域には突出部３４が形成されておらず、図６の（ｂ）のように入出力端子１２ａが形成されていない領域には突出部３４が形成されている。さらに、突出部３４における撮像面１１ａとの当接部３３は、突起部１３が形成された部分のみ（格納部３２が形成された部分のみ）が、撮像面１１ａに当接するようになっている。これにより、固体撮像素子１上に当接する面積が小さくなっている。なお、突出部３４は、突起部１３が形成された部分のみに当接するように、柱状突出部であってもよい。
【００５２】
＜固体撮像素子１と光学機構２との位置合わせ＞
固体撮像装置１００は、固体撮像素子１と光学機構２との平面方向（光軸に対して垂直方向）の位置合わせ精度を高めることによって、固体撮像装置１００全体としての光軸位置合わせの精度を高めることを最大の特徴としている。
【００５３】
具体的には、図１に示すように、固体撮像装置１００では、撮像面１１ａの固体撮像素子側端子１２上に形成された突起部１３が格納部３２に格納されることで、固体撮像素子１と光学機構２との光軸位置合わせが行われるようになっている。すなわち、格納部３２が固体撮像素子１表面上の突起部１３を格納することで、固体撮像素子１に対する筺体３の平面方向の位置が固定される。これにより、突起部１３が格納部３２に格納されることで、固体撮像素子１の撮像部１１の中心（画素中心）と、筺体３に保持された光学機構２の中心（光軸）とが一致する。なお、固体撮像素子側端子１２は、固体撮像素子１内部の内部配線１４に接続されている。
【００５４】
＜固体撮像装置１００の効果＞
このように、固体撮像装置１００では、固体撮像素子１の撮像面１１ａ上に形成された突起部１３を基準にして、固体撮像素子１と光学機構２とが位置合わせされている。これにより、固体撮像素子１と光学機構２とが、光軸に対し垂直方向に（つまり撮像面１１ａの面内方向に）位置合わせされる。従って、固体撮像素子１と光学機構２との位置合わせ精度の高い固体撮像装置１００を提供することができる。
【００５５】
さらに、固体撮像装置１００では、格納部３２は、突出部３４の先端部に形成されており、突出部３４の光軸方向の長さが、固体撮像素子１と光学機構２との距離に等しくなっている。つまり、筺体３に形成された突出部３４の光軸方向の長さが、固体撮像素子１と光学機構２との距離と同一になっている。これにより、突出部３４の光軸方向の長さによって、焦点距離が規定される。また、格納部３２は、突出部３４の先端部に形成されている。このため、突起部１３を格納部３２に格納することで、光軸方向にも、光軸方向に対して垂直方向にも、固体撮像素子１と光学機構２とが位置合わせされる。従って、固体撮像素子１と光学機構２との位置合わせ精度がより一層高くなる。
【００５６】
また、固体撮像装置１００では、突起部１３は、スタッドバンプとして構成されている。すなわち、突起部１３が、ＩＣの実装プロセスまたはＬＳＩの製造プロセスにおいて汎用されているスタッドバンプとして構成されている。スタッドバンプは、従来外部への電気信号の受け渡しの役割をしていた端子上に形成されており、特殊な技術を導入することなく突起部１３を形成することができる。従って、既存の技術を用いて、突起部１３を容易に形成することができる。
【００５７】
また、スタッドバンプは、固体撮像素子１の撮像面１１ａに設けられる主な回路と形状が異なる。具体的には、スタッドバンプの外形（光軸方向で筺体３側から見た外形）は、円形である。一方、固体撮像素子１の撮像面１１ａのレイアウト内に配置される回路の外形は、矩形である場合が多い。しかも、通常スタッドバンプは金色である。このため、スタッドバンプの視認性は高く、他の回路と区別しやすい。従って、固体撮像素子１と光学機構２との位置合わせを簡便かつ高精度に行うことができる。このように、スタッドバンプは、固体撮像素子１（配線基板５）上に筺体３を搭載する時の目標、つまり位置合わせの基準として好適である。
【００５８】
スタッドバンプは、以下のようにして形成することができる。図５は、固体撮像装置１００における、ワイヤのボンディングおよびスタッドバンプの形成方法を示す概略図である。
【００５９】
図５にワイヤのボンディング及びスタッドバンプの形成方法を示す。ワイヤのボンディング及びスタッドバンプは、共通の工程を含む。まず、図５の（ａ）に示すように、ボンディング装置のキャピラリ７の先端に金ワイヤのボール８を形成する。金ワイヤのボールは、放電によって金ワイヤを溶解することで形成する。次に、図５の（ｂ）に示すように、金ワイヤのボール８を固体撮像素子側端子１２に打ち付け又は押さえ込み、さらに超音波振動をかけて、金ワイヤと固体撮像素子側端子１２とを圧着する。
【００６０】
その後、スタッドバンプを形成する場合、図５の（ｃ）に示すように金ワイヤを引き切る。金ワイヤを引き切る方法は、キャピラリ７を固定したまま金ワイヤを引っ張ってもよいし、金ワイヤとキャピラリ７を急速に引っ張ってもよい。キャピラリ７がリリースした後に金製のスタッドバンプが形成される。
【００６１】
一方、固体撮像素子１と配線基板５とをワイヤボンディングする場合、図５の（ａ）（ｂ）の工程は、同様である。ただし、図５の（ａ）における固体撮像素子側端子１２は、入出力端子１２ａ（図３参照）となる。次に、図５の（ｄ）に示すように、金ワイヤが切れないようにキャピラリ７をリリースする。入出力端子１２ａに圧着した金ワイヤのボール８と別方向の端を、配線基板側端子（図４参照、図５には図示せず）に押し付け、超音波振動をかけて、金ワイヤをなすりつけるように引き切る。
【００６２】
このように、固体撮像素子１と配線基板５とが、ワイヤボンディングされている場合、固体撮像素子１と配線基板５とのワイヤボンディング時に、スタッドバンプを形成することができる。つまり、固体撮像素子１および配線基板５の電気的な接続と、突起部１３の形成とを共通の工程で実施することができる。従って、固体撮像装置１００の製造工程を簡素化することができる。
【００６３】
一方、固体撮像装置１００において、突起部１３は、撮像面１１ａ上に撮像部１１を避けて形成されていれば特に限定されるものではない。図３に示すように、通常、固体撮像素子１の撮像面１１ａには、入出力端子１２ａのほかに、ＮＣ端子および接地端子（ＧＮＤ端子）が形成されている。ＮＣ（ＮＣ：Ｎｏｎ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）端子は、固体撮像素子１（ＩＣチップ）のテスト用などに用いられる端子であり、外部に接続されない端子である。ＧＮＤ端子も同様に外部に接続されない場合のある端子である。
【００６４】
突起部１３は、ＮＣ端子上または接地端子上に形成されていることが好ましい。すなわち、図３における固体撮像素子側端子１２は、ＮＣ端子または接地端子であることが好ましい。この場合、突起部１３が、通常固体撮像素子１に設けられた外部接続されない端子（固体撮像素子側端子１２：ＮＣ端子または接地端子）上に形成される。しかも、図３のように、固体撮像素子側端子１２（ＮＣ端子または接地端子）は、入出力端子１２ａと同列に配置されている。このため、突起部１３を形成するためだけに、特別な端子レイアウトを検討したり、特別な端子を形成したりする必要がない。従って、簡易な構成で突起部１３を形成することができる。なお、固体撮像素子側端子１２として、ＮＣ端子または接地端子を利用する場合、複数個あるＮＣ端子または使用しない接地端子から位置合わせに都合のよい任意の端子を選択すればよい。
【００６５】
なお、特許文献２では、撮像領域３０２を覆う透明部材３０３を支えるために、透明部材３０３の近傍に支柱３０５を形成する必要がある。さらに、支柱３０５が形成される電極パッド３０６ａも、当然、透明部材３０３の近傍に設けなければならない。このため、通常、固体撮像素子３０１の外縁部に形成される電極パッド３０６とは別に、支柱３０５を形成するための電極パッド３０６ａを設ける必要がある。しかし、ＩＣレイアウトにおいては、電極パッド３０６、３０６ａは、比較的大きな面積（２００μｍ×２００μｍ）が必要であるため、通常、イレギュラーな位置に電極パッド３０６ａを形成することができない。
【００６６】
また、電極パッド３０６は、ＩＣ出力端子として外部と接続される端子である。このため、外部からの静電気でＩＣ内部（固体撮像素子３０１内部）の回路が破壊されない様に保護回路を形成していたり、ワイヤをボンディングする（金線を電極パッド３０６に打ち付け超音波振動を掛ける）際の衝撃が影響を及ぼさない構造（ＩＣの内部回路から遠ざけている）となっていたりする。従って、電極パッド３０６は、静電気を速やかに外部へ逃がす（ＩＣ内部へ静電気を伝えにくくする）ために、固体撮像素子３０１の外縁部に形成される必要がある。この点からも、電極パッド３０６ａをイレギュラーな位置（固体撮像素子３０１の外縁部に設けられる電極パッド３０６とは異なる位置）に設けることは難しい。
【００６７】
また、固体撮像素子側端子１２の配置位置は、特に限定されるものではないが、図３のように、固体撮像素子側端子１２が、端部に配置されていることが好ましい。すなわち、突起部１３が形成された固体撮像素子側端子１２（ＮＣ端子または接地端子）が端部に配置されるように、入出力端子１２ａと、固体撮像素子側端子１２とが配列されていることが好ましい。言い換えれば、突起部１３は、撮像面１１ａ上のコーナー部に少なくとも２個形成されていることが好ましい。
【００６８】
この場合、撮像面１１ａ上に配列された各端子（入出力端子１２ａ、固体撮像素子側端子１２）のうち、端部に配置された固体撮像素子側端子１２上に、突起部１３が形成される。従って、突起部１３および格納部３２を容易に形成することができる。また、入出力端子１２ａの外部接続を妨げることなく（ワイヤボンディングを邪魔せずに）突起部１３を形成することもできる。
【００６９】
なお、固体撮像装置１００において、突起部１３は、ＮＣ端子または接地端子のような既存の端子上に形成するのではなく、別途形成した専用の端子（ダミーパッド）上に形成してもよい。
【００７０】
また、固体撮像装置１００では、筺体３の周縁部３５は、配線基板５に接着されている一方、固体撮像素子１の撮像面１１ａには接着されていない。つまり、筺体３が配線基板５に接着されており、固体撮像素子１には接着されていない。従って、接着部３６に起因する固体撮像素子の誤作動を防ぐことができる。また、周縁部３５は、固体撮像素子１を包囲しているため、撮像部１１への微小なゴミや異物の侵入および不要な光の侵入を防ぐことができる。
【００７１】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態について図８に基づいて説明する。図８の（ａ）は筺体３を固体撮像素子１側から見た平面図、（ｂ）は格納部３２の断面図、（ｃ）は突起部１３の断面図である。
【００７２】
第１の実施形態の固体撮像装置１００では、突出部３４の先端部に形成された格納部３２は、各突起部１３に対応するように形成されていた。さらに、各格納部３２は、突起部１３全体を収容するようになっていた。
【００７３】
これに対し、本実施形態に係る固体撮像装置は、図８のように、突出部３４の先端の格納部３２が切り欠き形状であり、格納部３２から突起部１３が一部露出している。この点が、第１の実施形態と異なる。
【００７４】
具体的には、図８の（ｃ）中のＷで示すように、突起部１３の直径は７０〜１２０μｍであるのが、現状の樹脂成型の限界である。このため、第１の実施形態のように、格納部３２が突起部１３全体を収容する形状であると、格納部３２の成型に高い精度が必要になる。その結果、筺体３の製造費が高価になる可能性がある。
【００７５】
そこで、本実施形態では、突起部１３の一部が露出した状態で、突起部１３が格納部３２に格納されている。すなわち、固体撮像素子１と光学機構２とが位置合わせされた状態では、突起部１３の一部が格納部３２から露出している。これにより、格納部３２の内部に突起部１３全体が格納される場合に比べて、格納部３２の成型精度が低くなる。従って、筺体３の製造コスト、ひいては固体撮像装置の製造コストを削減することができる。
【００７６】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態について図９に基づいて説明する。図９の（ａ）は格納部３２の断面図、（ｂ）固体撮像素子１の入出力端子にワイヤボンディングが施されている方向から図の上下方向を軸として９０度回転した方向から見た固体撮像装置の筺体３の断面図である。
【００７７】
本実施形態に係る固体撮像装置は、図９の（ａ）に示すように、当接部３３が突起部１３上で当接している点で、第１の実施形態と異なる。つまり、本実施形態の固体撮像装置では、格納部３２は、突起部１３に当接している一方、固体撮像素子１の撮像面１１ａと離間して設けられている。
【００７８】
固体撮像素子１は、ＩＣチップ上の部材であり、撮像面１１ａ上には、受光素子（撮像部）、受光素子で光から変換された電気信号を転送する回路、転送された電気信号を増幅する回路、およびこれら電気信号を処理（画像信号として画像の発色を良くしたり輪郭を強調してはっきりさせる）する回路が含まれる。これらの回路はアナログ動作をするため、固体撮像素子１の周辺の影響を受ける。特に撮像面１１ａに接触物があると、接触物の静電容量が接触した部分の回路に容量（コンデンサ）として付加される。通常樹脂封止されたパッケージであれば固体撮像素子１全体に均等に樹脂が接触するため、回路全体に均等に容量がかかるために比較的影響が顕在化しない。しかし、回路のある一部分に容量が付加されると一部分の回路に影響し、固体撮像素子１自体が誤動作しないまでも、撮像した画像に色ムラを生じたり、画像中に線状のノイズが生じる場合がある。
【００７９】
その他、固体撮像素子１の動作中に圧力が加わった場合、圧力が固体撮像素子１に変形を生じさせるが、この変形した箇所が固体撮像素子１の回路内のトランジスタに該当した場合、トランジスタが誤動作し、ひいては回路が誤動作する場合がある。
【００８０】
このため、本実施形態のように、格納部３２が固体撮像素子１の撮像面１１ａに当接していなければ、固体撮像素子１の誤作動や画像に不具合を生じさせるノイズの発生を防止することができる。また、固体撮像素子１表面上に、突出部３４の底部（当接部３３）を直接当接させると、当接した部分がＮａ又はＫ等の付着により汚染されている場合、固体撮像素子１に悪影響を及ぼすおそれがある。本実施形態では、当接部３３は、固体撮像素子１の撮像面１１ａ上に直接当接しないので、固体撮像素子１への影響を防ぐことができる。
【００８１】
一方、格納部３２は突起部１３に当接しているため、固体撮像素子１と光学機構２との光軸方向の位置合わせ精度は低下しない。
【００８２】
なお、第１の実施形態では、固体撮像素子１との当接がより小さくなるように、当接部３３は板状突起からさらに固体撮像素子１方向に突出していた（図６参照）。しかし、本実施形態では、図９の（ａ）に示すように、当接部３３は固体撮像素子１表面と直接当接しないので、突出部３４が板状突起であっても、さらに固体撮像素子１方向に突出させる必要はない。このため、本実施形態においては、図９の（ｂ）に示すように、突出部３４の底部は見かけ上、面一である。
【００８３】
また、図９の（ａ）において、突起部１３はスタッドバンプであるが、突起部１３上に当接部３３が当接できる形状であればスタッドバンプに限らない。図９の（ａ）に示されるスタッドバンプは端子側の大径部と大径部に続く先端側の小径部を有する断面凸形状をなしており、大径部上に当接部３３が当接している。
【００８４】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態について図１０に基づいて説明する。図１０は本実施形態に係る格納部３２の断面図である。
【００８５】
本実施形態に係る固体撮像装置は、突起部１３が、多層形成（図１０では２層形成）スタッドバンプから構成されている点で、第１の実施形態と異なる。
【００８６】
本実施形態では、スタットバンプ（突起部１３）が多層構造であるため、スタッドバンプの光軸方向の長さ（スタッドバンプの厚さ）が、単層構造の場合よりも、長く（厚く）なる。つまり、格納部３２へ格納されるスタットバンプの長さが長く設定される。これにより、格納部３２への突起部１３の引っ掛りがよくなるため、突起部１３を確実に格納部３２に格納することができる。従って、固体撮像素子１と光学機構２との位置合わせを容易に行うことができる。また、位置合わせ後の筺体３の位置ずれを防止することもできる。
【００８７】
多層構造のスタッドバンプを形成するには、図５の（ａ）〜（ｃ）に示す工程を複数回繰り返せばよい。例として２層構造のスタッドバンプの形成方法を以下に説明する。まず、図５の（ａ）〜（ｃ）に示す工程により、単層構造のスタッドバンプを形成する。その後、単層構造のスタッドバンプ上に、さらに図５の（ａ）（ｂ）に示す工程により、金ワイヤのボール８を圧着させる。そして、図５の（ｃ）に示すように金ワイヤを引き切る。キャピラリ７がリリースした後に２層構造のスタッドバンプが形成される。
【００８８】
以上のように、本発明によれば、固体撮像素子、配線基板、レンズ、透光性蓋部（ガラス基板）、及び筺体をパッケージにした固体撮像装置（カメラモジュール）において、及び、従来、外部への電気信号の受け渡しの役割をしていた電極（スタッドバンプ）を、レンズホルダの位置合わせのガイドとして利用する。これにより、撮像素子とレンズホルダ（即ちレンズ）の相対位置合わせを簡便な方法で精度よく行い、固体撮像装置を組み立てることができる。なお、レンズは、ズーム、オートフォーカスなどの光学機能を有していてもよい。また、本発明の固体撮像装置は、カメラ付き携帯電話やディジタルスチルカメラ、セキュリティカメラなどの各種電子機器に好適に利用できる。
【００８９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、例えば、カメラ付き携帯電話やディジタルスチルカメラ、セキュリティカメラなどの各種電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１      固体撮像素子
２      光学機構
３      筺体
５      配線基板
１１    撮像部
１１ａ  撮像面
１２    固体撮像素子側端子（ＮＣ端子または接地端子）
１２ａ  入出力端子
１３    突起部（スタッドバンプ）
３２    格納部
３４    突出部
１００  固体撮像装置
【図１】
2013165402.tif 000003
【図２】
2013165402.tif 000004
【図３】
2013165402.tif 000005
【図４】
2013165402.tif 000006
【図５】
2013165402.tif 000007
【図６】
2013165402.tif 000008
【図７】
2013165402.tif 000009
【図８】
2013165402.tif 000010
【図９】
2013165402.tif 000011
【図１０】
2013165402.tif 000012
【図１１】
2013165402.tif 000013
【図１２】
2013165402.tif 000014