(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像領域の周囲に電極パッドを設けてなる素子基板と、
表面側の配線を前記電極パッドに接続させて配置した状態で前記撮像領域に対向する開口部を備えたフレキシブルプリント配線基板と、
前記開口部内を中空にする状態で前記素子基板の撮像領域側に対向させて配置され接着剤を介して前記フレキシブルプリント配線基板の裏面側に貼り付けられた透明基板と、
前記開口部の周囲における前記素子基板と前記透明基板との間に充填された封止樹脂とを備え、
前記フレキシブルプリント配線基板と前記透明基板との間の接着剤は、前記電極パッドが配置されたパッド領域よりも外周側に設けられ、
前記フレキシブルプリント配線基板には、前記開口部の内周側から前記パッド領域に沿って切り込み部が設けられた
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記切り込み部は、前記パッド領域の両端側に設けられている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記素子基板における前記電極パッド上には突起電極が設けられ、
前記フレキシブルプリント配線基板の配線と、前記突起電極とが導電性ペーストによって電気的および機械的に接続されている
請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記フレキシブルプリント配線基板の開口部の周囲における前記素子基板と当該フレキシブルプリント基板との間には封止樹脂が充填されている
請求項１〜３の何れかに記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置に関し、特には撮像領域上に中空部を設けた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に固体撮像装置においては、その感度向上のため、撮像領域の受光面の上にオンチップレンズを設け、入射した光を受光面に集中させて効率的な集光をなすようにしている。このような固体撮像装置においては、撮像時の感度を保つために撮像領域上部を中空構造としている。
【０００３】
このような固体撮像装置としては、従来、例えば図４（１）の平面図及び図４（２）の断面図に示すものが知られている。これらの図に示す固体撮像装置は、素子基板１、フレキシブルプリント基板（以下フレキシブル基板と記す）２及び透明基板３を備えている。
【０００４】
素子基板１は、その表面側に受光センサを配列形成してなる撮像領域（例えばＣＣＤエリアセンサ）１１を有すると共に、この撮像領域１１の周囲に電極パッド１２を配列形成してなり、電極パッド１２上にはＡｕ（金）ボールバンプのような突起電極１３（断面図のみに図示）が形成されている。
【０００５】
また、フレキシブル基板２は、柔軟性を有する絶縁性フィルム上に配線２１（断面図のみに図示）を設けてなると共に、特に、素子基板１の撮像領域１１に対応する開口部２２を有している。配線２１は、例えばＣｕ配線にＮｉ（ニッケル）メッキやＡｕメッキを施してなる。このフレキシブル基板２は、例えば熱硬化性Ａｇペーストのような導電性ペースト４（断面図のみに図示）を介して配線２１の一端を突起電極１３に電気的、機械的に接続させた状態で、撮像領域１１に対して開口部２２が対向して配置される。また、フレキシブル基板２の一端側は、素子基板１の外側に延設されており、配線２１の他端側が信号処理を行う外部回路基板との接続を図るための外部リードとして、素子基板１よりも外側に延設されている。
【０００６】
そして、透明基板３は、フレキシブル基板２の開口部２２を塞ぐように、素子基板１の撮像領域１１に対向して配置され、これによって撮像領域１１上を中空部ａとしている。この透明基板３は、例えば光学ガラスからなり、接着剤（例えば熱硬化性エポキシ樹脂）５を介して、フレキシブル基板２の開口部２２を除く全面に対して貼り付けられている。
【０００７】
さらに、素子基板１と透明基板３との間に形成された中空部ａを封止するために、素子基板１とフレキシブル基板２との間には、開口部２２の全周に亘って封止樹脂（例えば熱硬化性エポキシ樹脂）６が充填され、さらにフレキシブル基板２の外周を覆う状態で透明基板３上に封止樹脂６が充填されている。
【０００８】
このように構成された固体撮像装置では、中空部ａ内が封止されているため、中空部ａ内への水分の浸入による結露の発生を防止することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４を用いて説明した構成の固体撮像装置では、外部環境の変化（例えば温度，湿度の上昇）によって、密閉状態にある中空部ａの内部圧力が上昇すると共に封止樹脂６が熱膨張する。これによって、断面図中に矢印で示すように、素子基板１と透明基板３とには、これらを外側に押し出す方向の応力が加わるため、各部材の接着部分においてはこれらを剥離させるような応力（以下、剥離応力と記す）が生じることになる。
【００１０】
特に、図５の要部拡大断面図に示すように、通常直径６０μｍ〜８０μｍ程度に形成される突起電極１３と配線２１との接続部分は、導電性ペースト４との間の接着面積が小さく、上記剥離応力が繰り返し加わることによって剥離が発生し易い。その中でも特に、導電性ペースト４−配線２１間においては、Ａｕバンプのような突起電極１３に対する導電性ペースト４の濡れ性と比較して、銅配線の表面にＮｉメッキやＡｕメッキを施してなる配線２１に対しての導電性ペースト４の濡れ性が劣るといった理由から、上記剥離応力が加わることによって剥がれが生じやすかった。
【００１１】
このため、厳しい使用環境下においては、素子基板１の電極パッド１２とフレキシブル基板２の配線２１との接続状態が不安定になり、固体撮像装置の長期信頼性を得ることができないといった問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、外部環境に依らず素子基板の電極パッドとフレキシブル基板上の配線との安定した接続状態を長期間確保できる固体撮像装置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】
このような目的を達成するための本発明の固体撮像装置は、撮像領域の周囲に電極パッドを設けてなる素子基板と、撮像領域側に対向して配置された透明基板との間に、配線が形成されたフレキシブル基板を挟んでなるものである。素子基板の電極パッドに対して配線を接続させる状態で配置されたフレキシブル基板には、撮像領域に対向する開口部が設けられており、これによって開口部内に中空部を形成している。さらに、フレキシブル基板と透明基板とは接着剤によって接着されており、開口部の周囲における素子基板と透明基板との間には封止樹脂が充填されている。そして特に、フレキシブル基板と透明基板との間の接着剤は、電極パッドが配置されたパッド領域よりも外周側に設けられていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成の固体撮像装置では、素子基板におけるパッド領域の外周側に対応するフレキシブル基板部分のみが接着剤によって透明基板に接着され、パッド領域から開口部側に対応するフレキシブル基板部分は透明基板に接着されずに素子基板側にのみ接着された状態になっている。このため、外部環境の変化によって、素子基板と透明基板との間に形成される中空部の内圧が上昇したり封止樹脂が膨張して素子基板と透明基板とを外側に押し出す応力が生じた場合、パッド領域に対応するフレキシブル基板部分が素子基板側に追従するように、当該フレキシブル基板が湾曲する。そして、この湾曲によって、パッド領域に対応する部分に加わる剥離応力が逃がされることになる。したがって、フレキシブル基板上の配線と素子基板表面の電極パッドとの接続部分に剥離応力が加わることはなく、配線と電極パッドとの接続状態が確保される。
【００１５】
また、上記構成の固体撮像装置において、フレキシブル基板に、開口部の内周側からパッド領域に沿った切り込み部を設けても良い。
【００１６】
このような切り込み部を設けることによって、パッド領域に対応するフレキシブル基板部分の湾曲性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の固体撮像装置を、図面に基づいて詳細に説明する。尚、従来の技術において図４及び図５を用いて説明したと同様の構成部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１（１）は第１実施形態の固体撮像装置の一部を切り欠いた平面図であり、図１（２）はそのＡ−Ａ’部分に対応する断面図である。また、図２は図１（２）の断面図における要部拡大断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示す固体撮像装置は、従来の固体撮像装置と同様に、撮像領域１１の周囲に電極パッド１２及び突起電極１３を設けてなる素子基板１、配線２１と開口部２２とを設けてなるフレキシブル基板２、及び透明基板３が備えられ、撮像領域１１上には中空部ａが設けられている。また、突起電極１３と配線２１とが導電性ペースト４によって電気的，機械的に接続され、フレキシブル基板２と透明基板３との間は接着剤５’によって接着されている。さらに、開口部２２の周囲における素子基板１と透明基板３との間、すなわち、素子基板１とフレキシブル基板２との間、及びフレキシブル基板２の外周を覆う状態で透明基板３上には、封止樹脂６が充填されている。
【００２０】
そして、これらの図に示す固体撮像装置が、図４や図５に示した固体撮像装置と異なるところは、接着剤５’の配置状態にある。すなわち、フレキシブル基板２と透明基板３とを接着するための接着剤５’は、素子基板１の電極パッド１２が設けられたパッド領域１４よりも外周側に設けられていることとする。このパッド領域１４は、複数の電極パッドが配列された領域を一まとめにした領域であることとする。
【００２１】
例えば、図１（１）の平面図に示したように、撮像領域１１の両側に複数の電極パッド１２が１列づつ配列されている場合、撮像領域１１の両側をそれぞれパッド領域１４とする。そして、接着剤５’は、このパッド領域１４よりも外周側において、開口部ａの全周に亘って透明基板３とフレキシブル基板２との間に連続して設けられていることとする。つまり、開口部ａの内周からパッド領域１４に亘ってのフレキシブル基板２部分は、透明基板３に対して接着させずに封止樹脂６と導電ペースト４とによって素子基板１側にのみ接着されることになる。ただし、接着剤５’は、透明基板３とフレキシブル基板２との間の接着力が確保される程度に、各部の幅が保たれていることとする。
【００２２】
さらにこの固体撮像装置は、電極パッド１２と接着剤５’との平面視的な間隔Ｗが、１００μｍ程度に保たれるように設計されていることとし、これによって、電極パッド１２に対して接着剤５’が重なることのないようにする。
【００２３】
このような構成の固体撮像装置によれば、電極パッド１２が配置されたパッド領域１４よりも外周側に対応するフレキシブル基板２部分のみが接着剤５’によって透明基板３に接着され、パッド領域１４及びその開口部２２側に対応するフレキシブル基板２部分は素子基板１側にのみ接着されることになる。このため、外部環境の変化によって中空部ａの内部圧力が上昇したり封止樹脂６が熱膨張することで、断面図中矢印に示すように素子基板１と透明基板３とを外側に押し出すような応力が生じた場合、図２に示したようにパッド領域１４に対応するフレキシブル基板２部分が素子基板１側に追従するように、当該フレキシブル基板２が湾曲する。
【００２４】
したがって、パッド領域１４に対応する部分においては、フレキシブル基板２の湾曲によって、上記の応力の発生によって各部材に加わる剥離応力が逃がされることになり、接着面積が小さく接着力の弱い導電性ペースト４に剥離応力が加わることを防止できる。この結果、導電性ペースト４を介して接続された配線２１と突起電極１３との接続状態が安定化し、フレキシブル基板２と素子基板１との接続状態を確保することが可能になる。
【００２５】
特に、銅配線の表面にＮｉメッキやＡｕメッキを施してなる配線２１に対しては、Ａｕバンプのような突起電極１３に対するよりも、導電性ペースト４の濡れ性が劣るため、導電性ペースト４−配線２１間では上記剥離応力が加わることによって剥がれが生じやすかった。しかし、導電性ペースト４に剥離応力が加わることが防止されるため、導電性ペースト４−配線２１間の接続状態が確保でき、この結果として配線２１−電極パッド１２間の接続状態を安定化させることが可能になるのである。以上の結果、使用環境によらず固体撮像装置の長期信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００２６】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の固体撮像装置の構成を示す一部切り欠き平面図である。この図に示す固体撮像装置と第１実施形態の固体撮像装置との異なることころは、フレキシブル基板２’の構成にあり、その他の構成は同様であることとする。
【００２７】
すなわち、この図に示す固体撮像装置のフレキシブル基板２’は、第１実施形態のフレキシブル基板（２）に切り込み部２３を設けた構成になっている。この切り込み部２３は、開口部２２の内周側からパッド領域１４に沿って、接着剤５’が設けられている部分に達する長さで設けられている。このため、このフレキシブル基板２’には、２列のパッド領域１４の各両端側にそれぞれ、合計４箇所の切り込み部２３が設けられることになる。
【００２８】
この切り込み部２３は、幅を有していても良く、また幅を有していなくても良い。
【００２９】
このような構成の固体撮像装置では、パッド領域１４に沿った切り込み部２３を設けたことによって、パッド領域１４に対応するフレキシブル基板２’部分の湾曲性が向上する。このため、第１実施形態の固体撮像装置と比較して、外部環境の変化によって中空部ａや封止樹脂６が膨張し、素子基板１と透明基板３とを外側に押し出す応力が生じた場合、パッド領域１４に対応する部分に加わる剥離応力をさらに逃がし易くなる。したがって、第１実施形態よりもさらに確実に、素子基板１とフレキシブル基板２との接続状態を安定化させることが可能になる。
【００３０】
以上説明した第１実施形態及び第２実施形態では、撮像領域１１の両側にパッド領域１４が設けられている場合を説明した。しかし、本発明の固体撮像装置はこれに限定されることはなく、例えば撮像領域１１の全周に亘ってパッド領域１４が配置された固体撮像装置や、撮像領域１１の一辺側にパッド領域１４が配置された固体撮像装置にも広く適用可能である。この場合、接着剤５’は、これらのパッド領域１４よりも外側に設けることとし、切り込み部２３を設ける場合には、各パッド領域１４に沿った各部に切り込み部２３を設けることとする。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の固体撮像装置によれば、撮像領域上に中空部を備えた固体撮像装置において、中空部の内圧が上昇したりその周囲の封止樹脂が膨張することによって素子基板と透明基板とを外側に押し出す応力が生じた場合、素子基板のパッド領域に対応するフレキシブル基板部分を素子基板側に追従させるように当該フレキシブル基板を湾曲させることができるため、フレキシブル基板上の配線と素子基板表面の電極パッドとの間に剥離応力が加わることを防止でき、配線と電極パッドとの接続状態を確保することが可能になる。この結果、外部環境に依らず素子基板の電極パッドとフレキシブル基板の配線との安定した接続状態を確保でき、厳しい使用環境下においても長期信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の固体撮像装置の構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】実施形態の固体撮像装置の構成を説明するための要部拡大断面図である。
【図３】第２実施形態の固体撮像装置の構成を説明するための平面図である。
【図４】従来の固体撮像装置の構成を説明するための平面図及び断面図である。
【図５】従来の課題を説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１…素子基板、２,２’…フレキシブル基板、３…支持基板、５…接着剤、６…封止樹脂、１１…撮像領域、１２…電極パッド、１４…パッド領域、２１…配線、２２…開口部、２３…切り込み部、ａ…中空部
【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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