(57)【要約】【課題】光学素子上に透明部材が貼り付けられる構造において、透明部材が接着剤により硬化接着する前に光学素子と相対位置ずれすることを防止し、安価で小型、薄型でかつ高品質の光学デバイスを実現する。【解決手段】固体撮像素子１４と、撮像領域１５上の透明部材１１とを透明接着剤１３で接着し、固体撮像素子１４の撮像領域１５より外側の位置で、かつ透明部材１１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５０を配置し、支柱５０で透明部材１１の位置ずれを防止する。【選択図】図１
2009158873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に活性領域と周辺回路領域と電極パッドとを備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、前記光学素子の主面において前記活性領域より外側の位置に少なくとも３個を配置し、かつ前記透明部材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個以上を配置する支柱とを有し、前記支柱は、前記透明部材の前記光学素子に対向する面に接触する平面部を有し、かつ前記透明部材の四方側面のいずれかに接触する側面部を有して前記透明部材を支持することを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記支柱は、前記電極パッドに圧着形成するスタッドバンプからなることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記透明部材は透明導電性材料にてコーティングし、前記支柱は導電性材料で形成し、前記支柱を前記光学素子の前記電極パッド上に設けてなり、前記支柱により前記透明部材を保持して前記透明部材の外表面と前記電極とを電気的に導通させたことを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項４】
主面に活性領域と周辺回路領域と電極パッドとを備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、前記光学素子の主面において前記活性領域より外側の位置に少なくとも４個を配置し、かつ前記透明部材の四辺のそれぞれに沿って１個以上を配置する支柱とを有し、前記支柱は前記透明部材の四方側面のいずれかに接触する側面部を有し、前記透明部材の両側に配置した前記支柱の側面部の相互間に前記透明部材を内包することを特徴とする光学デバイス。
【請求項５】
主面に活性領域と周辺回路領域とを有し、主面と相反する裏面に前記周辺回路領域に電気的に接続する電極を備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、光学素子の主面に対向する前記透明部材の裏面上において前記光学素子の最外形より外側の位置に少なくとも４個を配置し、かつ前記光学素子の四辺のそれぞれに沿って１個以上を配置する支柱とを有し、前記支柱は前記光学素子の四方側面のいずれかに接触する側面部を有し、前記光学素子の両側に配置した前記支柱の側面部の相互間に前記光学素子を内包することを特徴とする光学デバイス。
【請求項６】
前記透明部材の側面と前記透明部材の周囲における前記光学素子の主面の一部と前記光学素子の側面とを覆って封止樹脂層を成形したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
主面に活性領域と周辺回路領域と電極パッドとを備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、前記光学素子の主面において前記活性領域より外側の位置で前記透明部材を支持する複数の支柱とを備えた光学デバイスの製造方法であって、前記電極パッドの上にスタッドバンプを圧着形成して前記支柱となすことを特徴とする光学デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記スタッドバンプにキャピラリーの先端の角柱形状部を押し当て、前記スタッドバンプに前記透明部材に接触する少なくとも２面を形成することを特徴とする請求項７に記載の光学デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュール、携帯電話、デジタルスチルカメラ、および医療用内視鏡スコープ等に使用する光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、薄型化、かつ軽量化とともに半導体装置の高密度実装化の要求が強くなっている。さらに、微細加工技術の進歩による半導体素子の高集積化とあいまって、チップサイズパッケージあるいはベアチップの半導体素子を直接実装する、いわゆるチップ実装技術が提案されている。このような動向は、光学デバイスにおいても同様であり、種々の構成が示されている。
【０００３】
例えば、固体撮像装置において固体撮像素子の撮像領域のマイクロレンズ上に透明部材を低屈折率の接着剤で直接貼り合わせたり、あるいは特開２００６−１３５３１８号に記載するものがある。
【０００４】
これは、図１１に示すようなものである。ＣＭＯＳイメージセンサー又はＣＣＤイメージセンサーであるイメージセンサーアセンブリ３００は、イメージセンサー３１０と透明カバー３２０を有し、イメージセンサー３１０はその表面に露出する受光回路３１２とこの受光回路３１２の周囲に配列した複数の外部接続端子３１４とを有する。
【０００５】
受光回路３１２はイメージセンサー３１０の表面の中心部に位置し、外部接続端子３１４は受光回路３１２の縁部から離隔させてイメージセンサー３１０の表面に配置しており、外部接続端子３１４の相互間は予め定められた間隔で離隔させている。
【０００６】
受光回路３１２は透明カバー３２０で覆って密封しており、透明カバー３２０は四角フレーム形状の支持材３２５を有し、支持材３２５がイメージセンサー３１０の受光回路３１２を取り囲み、接着剤である紫外線硬化性エポキシ３３０を用いてイメージセンサー３１０の表面に付着させている。支持材３２５の外側周囲は通常の液状密封剤３４０を用いて密封してあり、密封剤３４０は補助手段として透明カバー３２０に加えて受光回路３１２をより堅固に密封するためのものである。
【０００７】
これらの方法によれば、従来の凹型中空構造の固体撮像装置に対して、固体撮像素子上に直接透明部材が貼り付けられており、また透明部材を接着すためのスペースも不要であるため、低コストで、かつ小型・薄型の固体撮像装置を実現できるとしている。
【特許文献１】特開２００６−１３５３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の構造では、凹型中空構造の固体撮像装置に比べて、撮像領域に対する透明部材の外形寸法が大幅に小さいので、透明部材の外周部のチッピングが画像へ映り込んだり、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによって画像不良が発生するなどの不具合が起こるおそれがある。
【０００９】
また、特許文献１では、透明部材に設けた支持材を固体撮像素子上に載せて透明接着剤で接着したり、また別の工法としては低屈折率の接着剤の上に直接透明部材を載せたりする方法が提案されている。
【００１０】
ここで、特許文献１に記載した光学デバイスの一般的な製造工程としては以下のものがある。
（ａ）イメージセンサーウエハの表面上に予め定められた領域を画定するように前記表面から突出された支持材に透明部材を提供する段階
（ｂ）その支持材が該当受光回路を取り囲むように前記各透明カバーチップを前記イメージセンサーウエハの表面に付着させることによって、前記透明カバーチップを用いて前記受光回路を密封させる段階
（ｃ）前記透明カバーチップに接着剤を塗布し硬化する段階
（ｄ）前記イメージセンサーウエハをチップ単位で切断する段階
また、別の工程として以下のものがある。
（ａ）イメージセンサーウエハの表面上に低屈折率の接着剤を塗布する段階
（ｂ）イメージセンサーウエハ上の各受光回路に対して透明部材を付着させ受光回路を密封後、接着材を硬化させる段階
（ｃ）前記イメージセンサーウエハをチップ単位で切断する段階
しかし、このような従来の製造工程には次にあげる課題がある。通常イメージセンサーと透明部材を封着もしくは接着する樹脂には、ＵＶ接着剤と呼ばれるＵＶ硬化型接着剤が使用される。このＵＶ硬化型接着剤は硬化するまで数十秒から数分かかるため複数個まとめてＵＶ照射して硬化する必要がある。また、この樹脂は透明部材をボイド無しで封着するために低粘度のものが通常使用される。
【００１１】
しかしながら、透明部材をＡ光学素子に設置した後に、隣接するＢ光学素子に透明部材を設置するためにイメージセンサーウエハをＡ光学素子からＢ光学素子へピッチ移動させる場合に、先に設置したＡ光学素子から透明部材が位置ずれする場合がある。この位置ずれは、特に生産性を上げるためにＡ光学素子からＢ光学素子へのピッチ移動時間短縮を行なうと顕著に発生する。
【００１２】
また、ピッチ移動以外にもＵＶ硬化するために別工程へ透明部材設置済みイメージセンサーウエハを搬送する場合などでも同様である。また、透明樹脂は液体であるため搭載した透明部材が傾きを持って設置された場合に、透明部材の自重により水平に戻ろうとする力にて移動してしまう場合もある。これは樹脂の粘度、量、温度、放置時間にも依存するが、１００μｍから３００μｍ程度設置後移動してしまう場合もある。
【００１３】
この状態では、光学素子の撮像領域に対して透明部材を最小寸法に構成することで光学デバイスの小型化を図ったり、生産性向上を図るために光学素子の搬送速度を向上させることは困難である。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するものであり、透明部材と光学素子の相対位置ずれを抑制し、低コストで小型化された光学デバイスおよび光学デバイスの製造方法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】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の光学デバイスは、主面に活性領域と周辺回路領域と電極パッドとを備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、前記光学素子の主面において前記活性領域より外側の位置に少なくとも３個を配置し、かつ前記透明部材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個以上を配置する支柱とを有し、前記支柱は、前記透明部材の前記光学素子に対向する面に接触する平面部を有し、かつ前記透明部材の四方側面のいずれかに接触する側面部を有して前記透明部材を支持することを特徴とする。
【００１６】
上記した構成により、透明部材に接触する支柱により透明部材の設置位置が位置ずれすることを防ぐことができ、かつ透明部材を設置したときに安定させることが可能となり、光学デバイスにおいて透明部材は透明接着材が硬化するまでに位置ずれることがなくなり、製造不良を防止することができ、透明部材の外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良を防止することを考慮して、最小寸法の透明部材にすることが可能となり、安価で、小型、薄型でかつ高品質の光学デバイスが安定して生産することができる。
【００１７】
また、前記透明部材は透明導電性材料にてコーティングし、前記支柱は導電性材料で形成し、前記支柱を前記光学素子の前記電極パッド上に設けてなり、前記支柱により前記透明部材を保持して前記透明部材の外表面と前記電極とを電気的に導通させたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の光学デバイスは、主面に活性領域と周辺回路領域と電極パッドとを備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、前記光学素子の主面において前記活性領域より外側の位置に少なくとも４個を配置し、かつ前記透明部材の四辺のそれぞれに沿って１個以上を配置する支柱とを有し、前記支柱は前記透明部材の四方側面のいずれかに接触する側面部を有し、前記透明部材の両側に配置した前記支柱の側面部の相互間に前記透明部材を内包することを特徴とする。
【００１９】
本発明の光学デバイスは、主面に活性領域と周辺回路領域とを有し、主面と相反する裏面に前記周辺回路領域に電気的に接続する電極を備えた光学素子と、前記活性領域上に透明接着剤で接着した透明部材と、光学素子の主面に対向する前記透明部材の裏面上において前記光学素子の最外形より外側の位置に少なくとも４個を配置し、かつ前記光学素子の四辺のそれぞれに沿って１個以上を配置する支柱とを有し、前記支柱は前記光学素子の四方側面のいずれかに接触する側面部を有し、前記光学素子の両側に配置した前記支柱の側面部の相互間に前記光学素子を内包することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光学デバイスの構造によれば、透明部材は接着剤が硬化するまでに支柱で規制している範囲外へ位置ずれることがなくなるため、透明部材の外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良を防止することを考慮して、最小寸法の透明部材にすることが可能となる。また、透明部材を光学素子上に載せる製造工程において、高速搬送移動や製造時の扱いが容易となり、製造の歩留を向上させることが出来、また透明部材の搭載精度も高精度化できるため、安価で小型、薄型でかつ高品質の光学デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において参照する図におけるそれぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状と異なる。また、光学素子上の電極の個数や裏面電極の個数も実際とは異なり、図示しやすい個数としている。
【００２２】
さらに、以下に説明する実施の形態では、光学デバイスとして固体撮像装置を例にとり、光学素子の活性領域である撮像領域は固体撮像素子の撮像領域として説明していく。ここでは、固体撮像装置は、カメラモジュール、携帯電話、デジタルスチルカメラ、および医療用内視鏡スコープ等に使用するものである。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）でのＡ１−Ａ１線に沿った断面図、（ｃ）は支柱の側面図である。
【００２３】
以下、図１を参照して本実施の形態の固体撮像装置１の構成を説明する。なお、図１（ａ）では、本実施の形態の固体撮像装置１の構成をわかりやすくするために低屈折率材１２、接着剤１３および透明部材１１の一部を除去した状態を示している。
【００２４】
光学デバイスをなす固体撮像装置１は、光学素子をなす固体撮像素子１４の中央部にマイクロレンズ２２を備えた活性領域をなす撮像領域１５を配置し、その外周に撮像領域１５からの電気信号を外部回路に転送するための配線からなる周辺回路領域１６を配置し、最外周には各配線の電気信号を外部回路へ取り出すための複数の電極パッド３２が配置してある。
【００２５】
また、撮像領域１５を覆うようにしてマイクロレンズ２２より屈折率の小さい低屈折率材１２が形成してあり、その上には透明部材１１が撮像領域１５を覆うようにして透明の接着剤１３で接着してある。配線終端の各電極パッド３２は、固体撮像素子１４を実装基板やパッケージに搭載した後に、実装基板のランドやパッケージのインナーリードに金属細線で接続する。
【００２６】
本実施の形態の固体撮像装置１を構成する透明部材１１は、例えばクラウンガラスでもよいし、硼珪酸クラウンガラス、重クラウンガラス、軽フリントガラス、フリントガラス、重フリントガラス、溶融石英等のガラス系材料であるか、水晶、アルミナ等の結晶系材料であるか、エポキシ、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリスチレン等の樹脂系の材料であってもよい。さらに、透明部材１１は、０．２ｍｍから０．７ｍｍの厚みのものが好ましいが、これに限定されるものではない。また、この透明部材１１の外形寸法公差は一般に±１０μｍである。
【００２７】
この透明部材１１の４隅の各角に対して２個の支柱５０を配置しており、各支柱５０は透明部材１１を乗せる平面を有し、２個の支柱５０で透明部材１１の角を挟んでいる。
以下に、この支柱の形状を詳しく説明する。この支柱５０は固体撮像素子１４の撮像領域１５を有する主面に配置している。支柱５０は、透明部材１１の下面（光学素子に対向する面）に接触する平面部と、透明部材１１の側面に接触する側面部とを有する凸形状をなし、凸形状の平面図と側面部とで透明部材１１が上下および左右前後へずれることを防止する。
【００２８】
透明部材１１の外形寸法公差は±１０μｍであるので、支柱５０に設ける透明部材１１の下面を受ける平面部の長さは２０〜４０μｍ程度とする。また、透明部材１１と固体撮像素子１４の主面との隙間が３〜２０μｍの間隔となるように、支柱５０の高さＨ１は３〜２０μｍとする。
【００２９】
また、対向する支柱５０の相互間に透明部材１１を内包する内寸は透明部材１１の最外形寸法プラス２０〜４０μｍが最適であるが、透明部材１１の搭載精度が許容できる範囲で任意に変更しても良い。
【００３０】
また、支柱５０の形状は図２に示す何れの形状でもよく、透明部材１１の下面を受ける平面部と透明部材１１の側面に接触する側面部とを有して、透明部材１１の位置ずれを抑制できる凸形状の部位を設けていればよく、材質も金属、樹脂などであって限定されるものはない。形状も円柱形、四角柱などの制約は無く、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、角部に丸みのある多段形状であっても良く、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、多段円柱形状であっても良く、図２（ｅ）、（ｆ）に示すように、多段角柱形状であっても良く、図２（ｇ）、（ｈ）に示すように、中央に一条の凸部を有する形状であっても良く、図２（ｉ）、（ｊ）に示すように、一側部に段差を有する階段形状であっても良い。
【００３１】
本実施の形態では、支柱５０は半導体素子のフリップチップ接合等に用いられるスタッドバンプで構成しているが、同等の形状を有していれば特にスタッドバンプで構成する制約はない。
【００３２】
固体撮像素子１４の表面の所定位置には電極パッド３２を設けており、電極パッド３２はアルミニウム（Ａｌ）からなる配線層をパターニングして形成したものである。支柱５０は電極パッド３２上に固着してあり、９９％程度の純度の高い金（Ａｕ）製のスタッドバンプからなる。支柱（スタッドバンプ）５０は根元側の大径部５１と、大径部５１に続く先端側の小径部５２を有する断面凸形状をなす。
【００３３】
この支柱（スタッドバンプ）５０の形成及び固体撮像素子１４への固着は、金ワイヤを電極パッド３２にボンディングすることによって行う。すなわち、図示しないボンディング装置により、そのキャピラリの先端から所定寸法延出した金ワイヤの端部にボールを形成し、このボールを電極パッド３２の上面に熱および超音波振動によりキャピラリで圧着し、さらにクランパによって金ワイヤをひきちぎる。このときの金ワイヤのひきちぎり残骸であるテール５３の長はＭＡＸ１０μｍ程度であり、透明部材１１の高さに対して十分低く問題にはならない。
【００３４】
このように金ワイヤのボールを熱および超音波振動により圧着することで電極パッド３２の上に大径部５１を形成し、またキャピラリの先端部分に残った金ワイヤによって小径部５２を形成する。このとき、支柱（スタッドバンプ）５０のＨ１はキャピラリにてボールを圧着する荷重にて決定される。
【００３５】
通常、大径部５１が直径１００μｍの場合に、キャピラリにより３０ｇｆにて加圧するとＨ１は１０μｍ程度となる。また、透明部材１１の側面に接触して透明部材１１の位置ずれを抑制する小径部５２の高さＨ２は、透明部材１１の反り量が一般に５μｍ程度であるので最低５μｍ以上とし、上限は透明部材１１より高くなければ良い。
【００３６】
また、支柱（スタッドバンプ）５０の形成位置精度は一般的に±５μｍ以下である。従って、透明部材１１の外形寸法精度±１０μｍ、支柱（スタッドバンプ）５０の形成位置精度±５μｍ、これに透明部材１１の側面と支柱（スタッドバンプ）５０の小径５２との隙間が片側で１０μｍとして両端で２０μｍとなり、固体撮像素子１４の撮像領域１５に対して搭載する透明部材１１の相対位置ずれ量はレンジで４０μｍ以下とすることができる。
【００３７】
ところで、透明部材１１の外形寸法は撮像領域１５の外形より片側４０μｍ以上の外側に位置する必要がある。理由は、透明部材１１の最小チッピング量を３０μｍ（ａ）とし、ガラスの最小厚みを２００μｍ（ｂ）とし、外側からの入射光の最小入射角を５°（ｃ）とし、透明部材１１の屈折率を１．５（θ２）とし、空気中の屈折率を１（θ１）とし、部材と組立公差の最小を理想の０とした場合に、透明部材１１の入射角はスネルの法則よりｓｉｎ−１（ｎ１・ｓｉｎθ１／ｎ２）＝３．３３１°となる。よって、外側入射光を撮像領域１５に到達させるために、透明部材１１の外形寸法を撮像領域１５から大きくする寸法は、ｔａｎθ２・ｂ＝１２μｍ（ｄ）となる。更に透明部材１１のチッピング量を考慮すると（ａ）＋（ｄ）＝４２μｍ以上に撮像領域１５より大きくする必要がある。
【００３８】
これに透明部材１１と固体撮像素子１４の相対的な位置ずれ量をレンジで４０μｍとすることで、透明部材１１の外形寸法の最小寸法は、撮像領域１５の外形と、プラス透明部材１１の端面に必要な寸法４２μｍと、透明部材１１の相対位置ずれ量のレンジ４０μｍとからなり、理論値で撮像領域外形にプラス１２４μｍで構成することが可能となる。
【００３９】
次に、本発明に係る光学デバイスの製造方法を説明する。
（ａ）固体撮像素子（光学素子）１４をマトリクス上に形成したイメージセンサーウエハに対して透明部材支持用の支柱（スタッドバンプ）５０をイメージセンサーウエハ上に形成する。
（ｂ）イメージセンサーウエハの表面上に低屈折率の接着剤１３を塗布する。
（ｃ）イメージセンサーウエハ上の各撮像領域１５に対して配置する透明部材１１を支柱（スタッドバンプ）５０の上に設置して撮像領域１５を密封する。
（ｄ）接着材１３を硬化させる。
（ｅ）イメージセンサーウエハをチップ単位で切断する。
以上の工程にて光学デバイスは製造される。
【００４０】
本構成とすることにより、本発明の光学デバイスである固体撮像装置１の製造工程では、接着剤１３が硬化するまでの間において、透明部材１１が支柱５０で規制している範囲外へ位置ずれすることがなくなる。
【００４１】
そのため、透明部材１１の外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良の防止等を考慮して、最小寸法の透明部材１１にすることが可能となる。
【００４２】
また、固体撮像素子１４の上に透明部材１１を載せる製造工程において、固体撮像素子１４の高速搬送移動や製造時の取り扱いが容易となり、製造の歩留を向上させることが出来、また透明部材１１の搭載精度を高精度にできるので安価で小型、かつ高品質の光学デバイスを実現することができる。
【００４３】
また、図３に示すように、透明部材１１の側面を遮光樹脂４４で覆うパッケージにすることにより、更に光学的に優れた構造となる。図３では、電極パッド３２とインナーリード４３はワイヤ４２で接続してあり、外部端子４５は半田ボールで形成した表面実装タイプである。ここでは、基板４６の上に固体撮像装置１を固着して遮光樹脂４４を成型しているが、このパッケージ構造に限定されることはなく、リードフレームを使用したモールド成型タイプのＳＯＰ、ＱＦＰ、ＳＯＮ、ＱＦＮやセラミックパッケージに遮光樹脂を成形したＬＣＣタイプなど多様な構造に使用できる。
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１線に沿った断面図、（ｃ）は支柱の側面図である。
【００４４】
以下、図４を参照して本実施の形態の固体撮像装置１の構成を説明する。なお、図４（ａ）では、固体撮像装置１の構成をわかりやすくするために低屈折率材１２、接着剤１３および透明部材１１ａの一部を除去した状態を示している。
【００４５】
先の第１の実施の形態と同様に、本実施の形態の光学デバイスである固体撮像装置１は、光学素子をなす固体撮像素子１４の中央部にマイクロレンズ２２を備えた活性領域をなす撮像領域１５を配置し、その外周に撮像領域１５からの電気信号を外部回路に転送するための配線からなる周辺回路領域１６を配置し、最外周には各配線の電気信号を外部回路へ取り出すための複数の電極パッド３２が配置してある。また、撮像領域１５を覆うようにマイクロレンズ２２より屈折率の小さい低屈折率材１２が形成してある。
【００４６】
ここで、本実施の形態では、低屈折率材１２の上に外表面を導電性材料にてコーティングした透明部材１１ａが撮像領域１５を覆うようにして透明の接着剤１３で接着してある。電極パッド３２に配置された配線終端の各電極パッド３２は、固体撮像素子１４が実装基板やパッケージに搭載された後、実装基板のランドやパッケージのインナーリードに金属細線で接続される。
【００４７】
本実施の形態の固体撮像装置１を構成する透明部材１１ａは、先の第１の実施の形態と同様に、例えばクラウンガラスでもよいし、硼珪酸クラウンガラス、重クラウンガラス、軽フリントガラス、フリントガラス、重フリントガラス、溶融石英等のガラス系材料でも良いし、水晶、アルミナ等の結晶系材料でも良いし、エポキシ、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリオレフィンあるいはポリスチレン等の樹脂系の材料であっても良い。
【００４８】
本実施の形態では、透明材料１１ａは例えばポリエチレンを基材とする導電性材料にて外表面をコーティングしてなる。さらに透明部材１１ａは、０．２ｍｍから０．７ｍｍの厚みのものが好ましいがこれに限定されるものではない。また、この透明部材１１ａの外形寸法公差は一般に±１０μｍである。
【００４９】
先の第１の実施の形態と同様に、本実施の形態では、透明部材１１ａの４隅の各角に対して２個の支柱５０を配置しており、各支柱５０は透明部材１１ａを乗せる平面を有し、２個の支柱５０で透明部材１１ａの角を挟んでいる。
【００５０】
以下に、この支柱５０の形状を詳しく説明する。この支柱５０は固体撮像素子１４の撮像領域１５を有する主面に配置している。支柱５０は、透明部材１１ａの下面（光学素子に対向する面）に接触する平面部と、透明部材１１ａの側面に接触する側面部とを有する凸形状をなし、凸形状の平面図と側面部とで透明部材１１ａが上下および左右前後へずれることを防止する。本実施の形態２では、支柱５０が導電性を有する材料、例えば金等の材料からなる。
【００５１】
一般に、固体撮像装置は透明部材１１ａの表面にゴミが付着すると品質の低下を招くが、本実施の形態２では透明部材１１ａの外表面を導電性コーティングし、かつ透明部材１１ａを保持する支柱５０も導電性材料とし、かつ透明部材１１ａが支柱５０を介して固体撮像素子１４の電極パッド３２へ導通し、図示していないが固体撮像素子１４の実装において電極パッド３２がグランドラインへ電気接続することで、透明部材１１ａの表面電荷をグランドラインへ逃がすことが可能となる。
【００５２】
よって、固体撮像素子１４の組立工程において透明部材１１ａをクリーニングペーパー等でクリーニングする際に発生する透明部材１１ａの表面の静電気を除電することができ、ダストの再付着を防ぐことができる。
【００５３】
透明部材１１ａの外形寸法公差は±１０μｍであるので、支柱５０に設ける透明部材１１ａの下面を受ける平面部長さは２０〜４０μｍ程度とする。また、透明部材１１と固体撮像素子１４の主面との隙間が３〜１０μｍの間隔となるように、支柱５０の高さＨ１は３〜１０μｍとする。
【００５４】
また、対向する支柱５０の相互間に透明部材１１ａを内包する内寸は透明部材１１ａの最外形寸法プラス２０〜４０μｍが最適であるが、透明部材１１ａの搭載精度が許容できる範囲で任意に変更しても良い。
【００５５】
また、支柱５０の形状は、先の第１の実施の形態と同様に、図２に示す何れの形状でもよく、透明部材１１ａの下面を受ける平面部と透明部材１１ａの側面に接触する側面部とを有して、透明部材１１ａの位置ずれを抑制できる凸形状の部位を設けていれば良い。
【００５６】
このような構成とすることにより、固体撮像装置１の製造工程において、透明部材１１ａは接着剤１３が硬化するまでに支柱５０で規制している範囲外へ位置ずれすることがなくなる。そのため透明部材１１ａの外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良を防止することを考慮して、最小寸法の透明部材１１ａにすることが可能となる。
【００５７】
また、固体撮像素子１４の上に透明部材１１ａを載せる製造工程において、固体撮像素子の高速搬送移動や製造時の取り扱いが容易となり、製造の歩留を向上させることが出来、また透明部材１１ａの搭載精度も高精度にできるので、安価で小型、かつ高品質の光学デバイスを実現することができる。
【００５８】
また、図３に示すように、先の第１の実施の形態と同様に、透明部材１１の側面を遮光樹脂４４で覆ってパッケージにすることにより、更に光学的に優れた構造となる。また、図３では、電極パッド３２とインナーリード４３はワイヤ４２で接続してあり、外部端子４５は半田ボールで形成した表面実装タイプである。ここでは、基板４６の上に固体撮像装置１を固着して遮光樹脂４４を成型しているが、このパッケージ構造に限定されることはなく、リードフレームを使用したモールド成型タイプのＳＯＰ、ＱＦＰ、ＳＯＮ、ＱＦＮやセラミックパッケージに遮光樹脂を成形したＬＣＣタイプなど多様な構造に使用できる。
【００５９】
そして、本実施の形態２では、いずれのパッケージにおいても透明部材１１ａの外部表面がパッケージ内部の配線を通じて電気的接続されており、透明部材１１ａの表面電荷をグランドラインへ逃がすことが可能となる。
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。
【００６０】
以下、図５を参照して本実施の形態の固体撮像装置１の構成を説明する。本実施の形態では、先の第１の実施の形態で説明した構成における支柱５０の配置を変更したものであり、支柱５０の数の削減と透明部材１１の設置の安定化を図った形状を示している。
【００６１】
本実施の形態は、支柱５０の配置以外は先の第１の実施の形態と同じ構成であるので、同じ構成要素には同符号を付してその説明を省略し、支柱５０の配置構成についてのみ説明する。
【００６２】
本実施の形態は、透明部材１１の一辺を介して隣接する２つの隅とその２つの隅に共通する対辺にあたる辺にのみ支柱５０を設けた固体撮像装置１である。このように、２つの隅を支柱５０で挟み、かつその２つの隅の対辺の１箇所のみに支柱５０を設けたので、支柱５０の数が５個になって支柱５０の作成コスト、時間の短縮を図ることができる。
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。
【００６３】
以下、図６を参照して本実施の形態の固体撮像装置１の構成を説明する。なお、図６（ａ）では、固体撮像装置１の構成をわかりやすくするために低屈折率材１２、接着剤１３および透明部材１１の一部を除去した状態を示している。
【００６４】
先の第１の実施の形態と同様に、本実施の形態の固体撮像装置１は、光学素子をなす固体撮像素子１４の中央部にマイクロレンズ２２を備えた活性領域をなす撮像領域１５を配置し、その外周に撮像領域１５からの電気信号を外部回路に転送するための配線からなる周辺回路領域１６を配置し、最外周には各配線の電気信号を外部回路へ取り出すための複数の電極パッド３２が配置している。
【００６５】
また、撮像領域１５を覆うようにしてマイクロレンズ２２より屈折率の小さい低屈折率材１２が形成してあり、その上には透明部材１１が撮像領域１５を覆うようにして透明の接着剤１３で接着してある。配線終端の各電極パッド３２は、固体撮像素子１４が実装基板やパッケージに搭載された後、実装基板のランドやパッケージのインナーリードに金属細線で接続される。
【００６６】
本実施の形態の固体撮像装置１を構成する透明部材１１は、先の第１の実施の形態と同様で、例えばクラウンガラスでもよいし、硼珪酸クラウンガラス、重クラウンガラス、軽フリントガラス、フリントガラス、重フリントガラス、溶融石英等のガラス系材料でも良いし、水晶、アルミナ等の結晶系材料でも良いし、エポキシ、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリオレフィンあるいはポリスチレン等の樹脂系の材料であっても良い。さらに、透明部材１１は、０．２ｍｍから０．７ｍｍの厚みのものが好ましいがこれに限定されることはない。また、この透明部材１１の外形寸法公差は一般に±１０μｍである。
【００６７】
本実施の形態では、透明部材１１の２つ隅に対応するそれぞれの位置に支柱５０ａを配置し、その２つの隅に共通の対辺の中央部に対応する位置に支柱５０ｂを配置し、合計３箇所の位置に対して支柱５０ａ、５０ｂを配置しており、支柱５０ａ、５０ｂは固体撮像素子１４の撮像領域１５を有する主面上に設け、支柱５０ａ、５０ｂに透明部材１１を乗せている。
【００６８】
透明部材１１の２つの隅に対応する２つの支柱５０ａは、透明部材１１の下面に接触する平面部を有し、且つ透明部材１１の隅における２つの側面に接触することが可能なＬ字状をなす側面部を有し、側面部が平面部に対して垂直に切り立った角度９０°の扇形状の段差を有する。残りの１つの支柱５０ｂが透明部材の下面に接する平面部を有し、且つ透明部材１１の一つの側面に接触することが可能な側面部を有し、側面部が平面部に対して垂直に切り立っている。
【００６９】
この合計３つの支柱５０ａ、５０ｂにより透明部材１１を支持する構成では、透明部材１１が左右、上下、前後に移動したとしても、透明部材１１と固体撮像素子１４の撮像領域１５との相対的な位置ずれ量は、透明部材１１の側面が支柱５０ａ、５０ｂに接触する範囲内となり、大きな位置ずれを防止することができる。
【００７０】
透明部材１１の外形寸法公差が±１０μｍであるので、透明部材１１の一辺の途中を支持する支柱５０ｂに設ける透明部材１１の下面を受ける平面部の長さＬ１は２０〜４０μｍ程度となる。
【００７１】
また、透明部材１１と固体撮像素子１４の主面との隙間が３〜１０μｍの間隔となるように、支柱５０の高さＨ０は３〜１０μｍとする。また、支柱５０の相互間に透明部材１１ａを内包する内寸は透明部材１１ａの最外形寸法プラス２０〜４０μｍが最適であるが、透明部材１１ａの搭載精度が許容できる範囲で任意に変更しても良い。
【００７２】
本実施の形態では、支柱５０ａ、５０ｂを半導体素子のフリップチップ接合等に用いられる金スタッドバンプで構成している。固体撮像素子１４の表面の所定位置にはアルミニウム（Ａｌ）からなる配線層をパターニングして形成した電極パッド３２を設けている。また、電極パッド３２の上に、９９％程度の純度の高い金（Ａｕ）製のスタッドバンプ５０を固着している。支柱（スタッドバンプ）５０ａ、５０ｂは根元の大径５１と、先端の小径５２に形成された断面凸形状をなすものとなっている。
【００７３】
この支柱（スタッドバンプ）５０ａ、５０ｂの形成及び固体撮像素子１４への固着は、金ワイヤを電極パッド３２にボンディングすることによって行なう。すなわち図示しないボンディング装置により、そのキャピラリの先端から所定寸法延出した金ワイヤの端部にボールを形成し、このボールを電極パッド３２の上面に熱および超音波振動にてキャピラリ６１で圧着し、さらにクランパによって金ワイヤをひきちぎる。
【００７４】
このときの金ワイヤのひきちぎり残骸であるテール５３の長さはＭＡＸ１０μｍ程度であり、透明部材１１の高さに対して十分に低いので問題にはならない。このように金ワイヤのボールを熱および超音波振動により圧着することで電極パッド３２の上に大径５１を形成する。また、キャピラリの先端部分に残った金ワイヤによって先端部の小径５２が形成される。
【００７５】
このスタッドバンプへ本実施の形態の支柱形状を形成する。この支柱形状の刻印形成方法を、図７を用いて説明する。図７の（ａ）、（ｂ）は金ワイヤを圧着するキャピラリの断面とスタッドバンプの側面を示す図である。
【００７６】
図７（ａ）に示すように、キャピラリ６１は先端が四角柱形状をなし、このキャピラリ６１を利用して通常のスタッドバンプを形成する。図７（ｃ）は、キャピラリ６１を先端から見た平面図である。
【００７７】
次に、図７（ｂ）に示すように、スタッドバンプを形成した後に、圧着形成したスタッドバンプ５０の大径５２へキャピラリ６１の先端の四角柱形状部の角部５４を押し付け加圧する。この刻印動作にて大径５２に角度９０°の扇形状の段差５５が刻印される。
【００７８】
次に、キャピラリ６１による角部５４を利用したスタッドバンプへの刻印により、支柱５０ａの形状は透明部材１１の下面に接触する平面部を有し、且つ透明部材１１の２つの側面に接触する側面部を有する支柱５０ａとなる。
【００７９】
同様にして、キャピラリ６１の先端の辺部５６を利用して刻印すると透明部材１１の下面に接触する平面部を有し、且つ透明部材１１の１つの側面に接触する側面部を有する支柱５０ｂを形成できる。このとき、支柱５０ａ、５０ｂにおけるＨ０の高さは通常３〜１０μｍである。またＨ１’の高さは透明部材１１の反り量が通常５μｍであるので、最低１０μｍ以上とするが、これはＨ０の設定高さにより任意に変更でき、また透明部材１１よりもテール５３が高くない範囲であれば良い。
【００８０】
キャピラリ６１の刻印位置精度は一般的に±５μｍ以下である。従って、本発明では、透明部材１１の位置ずれの範囲が、透明部材１１の外形寸法精度±１０μｍと、スタッドバンプへの刻印形成位置精度±５μｍと、透明部材１１の側面とキャピラリ６１による刻印にて形成した側面との隙間２０μｍ（片側で１０μｍとして両端で２０μｍ）とを合わせたものとなり、固体撮像素子１４の撮像領域１５に対して透明部材１１の相対的位置ずれ量はレンジで４０μｍ以下とすることができる。
【００８１】
また、３個の支柱５０ａ、５０ｂにて透明部材１１を支持することが可能となり、支柱形成のためのコストと製作時間の短縮が図れる。また、透明部材を３点支持することになるので、３個の支柱５０ａ、５０ｂの各々のＨ０高さにばらつきがあっても支柱５０ａ、５０ｂに設置された透明部材１１の安定性が向上する効果もある。
【００８２】
しかしながら、支柱５０ａ、５０ｂの個数は最低３個とするものであり、透明部材１１の位置ずれを規制するために、必要に応じて個数を増やしても良く、例えば透明部材１１の４隅対して各４個設置しても良く、または支柱５０ｂを各辺に２個、４辺で計８個でも良く、支柱５０ａ、支柱５０ｂの組み合わせにも制約は無い。
【００８３】
本実施の形態では、キャピラリー６１の先端を四角柱にて表現している。しかし、キャピラリー６１の先端形状は、透明部材１１の側面に接触し、透明部材１１の位置ずれを規制できる面をスタッドバンプに形成できる形状であれば良く、例えば８角柱等の多角柱でも良い。
【００８４】
このような構成とすることにより、本実施の形態の固体撮像装置１の製造工程では、透明部材１１は、接着剤１３が硬化するまでに支柱５０ａ、５０ｂで規制している範囲外へ位置ずれすることがなくなる。
【００８５】
このため、透明部材１１の外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良を防止することを考慮して、最小寸法の透明部材１１にすることが可能となる。
【００８６】
また、固体撮像素子１４の上に透明部材１１を載せる製造工程において、固体撮像素子１４の高速搬送移動や製造時の取り扱いが容易となり、製造の歩留を向上させることが出来、また透明部材１１の搭載精度も高精度化できるので、安価で小型、かつ高品質の光学デバイスを実現することができる。
【００８７】
また、先の第１の実施の形態と同様に、図３に示すように、透明部材１１の側面を遮光樹脂４４で覆うパッケージにすることにより、更に光学的に優れた構造となる。また、図３では、電極パッド３２とインナーリード４３はワイヤ４２で接続してあり、外部端子４５は半田ボールで形成した表面実装タイプである。ここでは、基板４６の上に固体撮像装置１を固着して遮光樹脂４４を成型しているが、このパッケージ構造に限定されることはなく、リードフレームを使用したモールド成型タイプのＳＯＰ、ＱＦＰ、ＳＯＮ、ＱＦＮやセラミックパッケージに遮光樹脂を成形したＬＣＣタイプなど多様な構造に使用できる。
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１線に沿った断面図、（ｃ）は支柱６０の側面図である。
【００８８】
以下、図８を参照して本実施の形態の固体撮像装置１の構成を説明する。なお、図８（ａ）では、固体撮像装置１の構成をわかりやすくするために、低屈折率材１２、接着剤１３および透明部材１１の一部を除去した状態を示している。
【００８９】
先の第１の実施の形態と同様に、本実施の形態の固体撮像装置１は、中央部にマイクロレンズ２２を備えた撮像領域１５を配置し、その外周に撮像領域１５からの電気信号を外部回路に転送するための配線からなる周辺回路領域１６を配置し、最外周には各配線の電気信号を外部回路へ取り出すための複数の電極パッド３２が配置してある。
【００９０】
また、撮像領域１５を覆うようにしてマイクロレンズ２２より屈折率の小さい低屈折率材１２が形成してあり、その上には透明部材１１が撮像領域１５を覆うようにして透明の接着剤１３で接着してある。配線終端の各電極パッド３２は、固体撮像素子１４が実装基板やパッケージに搭載された後、実装基板のランドやパッケージのインナーリードに金属細線で接続される。
【００９１】
先の第１の実施の形態と同様に、本実施の形態の固体撮像装置１を構成する透明部材１１は、例えばクラウンガラスでもよいし、硼珪酸クラウンガラス、重クラウンガラス、軽フリントガラス、フリントガラス、重フリントガラス、溶融石英等のガラス系材料でも良いし、水晶、アルミナ等の結晶系材料でも良いし、エポキシ、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリオレフィンあるいはポリスチレン等の樹脂系の材料であっても良い。さらに透明部材１１は、０．２ｍｍから０．７ｍｍの厚みのものが好ましいが、これに限定されるものではない。またこの透明部材１１の外形寸法公差は一般に±１０μｍである。
【００９２】
本実施の形態では、この透明部材１１の各４辺を固体撮像素子１４の主面に設けた最低４個の支柱６０で挟み込んでいる。この柱の形状を以下に詳しく説明する。この支柱６０は透明部材１１の側面に接触する側面部を有し、透明部材１１が左右前後へ位置ずれすることを防止できる凸形状をなし、固体撮像素子１４の撮像領域１５を有する主面に配置している。
【００９３】
支柱６０の相互間に透明部材１１を内包する内寸は透明部材１１の最外形寸法プラス２０〜４０μｍが最適であるが、透明部材１１の搭載精度が許容できる範囲で任意に変更しても良い。
【００９４】
支柱６０の形状は透明部材１１の位置ずれを抑制できる凸の部位を設けていればよく、材質も金属、樹脂など不問であり、形状も円柱形、四角柱などの制約は無い。
本実施の形態において、支柱６０は半導体素子のフリップチップ接合等に用いられるスタッドバンプで構成しているが、同等の形状を有していれば特にスタッドバンプで構成しなければならない制約はない。
【００９５】
電極パッド３２は、固体撮像素子１４の表面の所定位置にアルミニウム（Ａｌ）からなる配線層をパターニングして形成してなる。電極パッド３２上に９９％程度の純度の高い金（Ａｕ）製の支柱（スタッドバンプ）６０を固着している。
【００９６】
この支柱（スタッドバンプ）６０は、先の第１の実施の形態と同様に、図８（ｃ）に示すように、根元の大径５１と、先端の小径５２とからなる断面凸形状をなすものであり、この支柱（スタッドバンプ）６０の形成及び固体撮像素子１４への固着は、金ワイヤを電極パッド３２にボンディングすることによって行われている。
【００９７】
つまり、図示しないボンディング装置により、そのキャピラリの先端から所定寸法延出した金ワイヤの端部にボールを形成し、このボールを電極パッド３２の上面に熱および超音波振動によりキャピラリで圧着し、さらにクランパによって金ワイヤをひきちぎる。
【００９８】
このときの金ワイヤのひきちぎり残骸であるテール５３の長はＭＡＸ１０μｍ程度であり、透明部材１１の高さに対して十分低く問題にはならない。
このように金ワイヤのボールを熱および超音波振動にて圧着することで電極パッド３２上に大径５１が形成され、またキャピラリの先端部分に残った金ワイヤによって先端部の小径５２が形成される。
【００９９】
このとき、支柱（スタッドバンプ）６０のＨ１はキャピラリにてボールを圧着する荷重にて決定される。このＨ１は透明部材１１の位置ずれを防ぐために透明部材１１の側面に接触することができる高さを有していれば特に制約は無いが、通常最低高さは１０から３０μｍである。
【０１００】
通常スタッドバンプの大径精度は設定値に対して±１０μｍであり、スタッドバンプの設置精度は±５μｍであるので、支柱６０の相互間に透明部材１１を内包する内寸を透明部材１１の最大許容外形プラス２０μｍに設定することで、固体撮像素子１４の撮像領域１５に対して搭載する透明部材１１の相対的な位置ずれ量はレンジで４０μｍ以下とすることができる。
【０１０１】
このような構成とすることにより、本実施の形態の固体撮像装置１の製造工程では、透明部材１１は、接着剤１３が硬化するまでに支柱６０、６０で規制している範囲外へ位置ずれることがなくなる。
【０１０２】
そのため、透明部材１１の外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良を防止することを考慮して、最小寸法の透明部材にすることが可能となる。
【０１０３】
また、固体撮像素子１４の上に透明部材１１を載せる製造工程において、固体撮像素子１４の高速搬送移動や製造時の取り扱いが容易となり、製造の歩留を向上させることが出来、また透明部材１１の搭載精度も高精度化できるため、安価で小型、かつ高品質の固体撮像素子を実現することができる。
【０１０４】
また、先の第１の実施の形態と同様に、図３に示すように、透明部材１１の側面を遮光樹脂４４で覆うパッケージにすることにより、更に光学的に優れた構造となる。また、図３では、電極パッド３２とインナーリード４３はワイヤ４２で接続してあり、外部端子４５は半田ボールで形成した表面実装タイプである。ここでは、基板４６の上に固体撮像装置１を固着して遮光樹脂４４を成型しているが、このパッケージ構造に限定されることはなく、リードフレームを使用したモールド成型タイプのＳＯＰ、ＱＦＰ、ＳＯＮ、ＱＦＮやセラミックパッケージに遮光樹脂を成形したＬＣＣタイプなど多様な構造に使用できる。
（第６の実施の形態）
図９は、本発明の第６の実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。
【０１０５】
以下、図９を参照して本実施の形態の固体撮像装置１の構成を説明する。なお、図９（ａ）では、固体撮像装置１の構成をわかりやすくするために低屈折率材１２、接着剤１３および透明部材１１の一部を除去した状態を示している。
【０１０６】
図９において、本実施の形態は、第５の実施の形態における構成の固体撮像装置１において、透明部材１１と固体撮像素子１４の間に支持台３１を設けるものである。この支持台３１は固体撮像素子１４の撮像領域１５の全周を囲んでも良いし、対向する２辺のみに構成されていても良く、３辺でも良い。
【０１０７】
本実施の形態の場合にも第５の実施の形態と同様に固体撮像素子１４の撮像領域１５に対して搭載する透明部材１１の相対的な位置ずれ量はレンジで４０μｍ以下とすることができる。
（第７の実施の形態）
図１０は、本発明の第７の実施の形態にかかる固体撮像装置２の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ１線に沿った断面図、（ｃ）は支柱の側面図である。
【０１０８】
以下、図１０を参照して本実施の形態の固体撮像装置２の構成を説明する。なお、図１０（ａ）では、固体撮像装置２の構成をわかりやすくするために低屈折率材１２、接着剤１３および透明部材１１の一部を除去した状態を示している。
【０１０９】
本実施の形態の固体撮像装置２は、固体撮像素子１４の主面上に複数の画素を縦横に整列させた撮像領域１５と、撮像領域１５の外周部の周辺回路領域１６と、周辺回路領域１６の外周部の配線終端を配置する端子領域１７と、撮像領域１５上を覆って配置する透明部材１１と、固体撮像素子１４の裏面上に複数のランド２１を配置してなる裏面電極領域と、各ランド２１上に接合する導電性電極２０とを備えている。
【０１１０】
なお、固体撮像素子１４は裏面のランド２１上を除いて両面を絶縁膜３３で覆っている。撮像領域１５では各画素上にマイクロレンズ２２を形成しており、マイクロレンズ２２上にはマイクロレンズ２２より屈折率の小さい透明樹脂の低屈折率材１２を形成している。さらに、撮像領域１５上には、撮像領域１５を覆う透明部材１１が低屈折率材１２の層の上に透明の接着剤１３で接着してある。
【０１１１】
固体撮像素子１４の主面上の端子領域１７に配置した配線終端の各端子１８は、裏面上のランド２１に繋がる裏面配線１９の終端と、固体撮像素子１４を貫通して導体を充填してなる貫通導体２３を介して接続している。
【０１１２】
そして、導電性電極２０は、例えばハンダボールでも良いし、あるいは表面に導電性被膜を形成した樹脂ボールでも良い。ハンダボールの場合には、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｚｎ−Ｂｉ系等、種々の組成のハンダ材料を用いることができる。
【０１１３】
ハンダボールを導電性電極２０とした場合には、回路基板にハンダ付け実装することができるが、導電性接着剤を用いて実装しても良い。また、導電性樹脂ボールを用いる場合にも、ハンダ付けあるいは導電性接着剤による接着のいずれであっても良い。透明部材１１の材質と厚みは、第１の実施の形態と同様である。
【０１１４】
透明部材１１の裏面（下面）側には、固体撮像素子１４の対角の２つの隅を挟み込む最低４個の支柱６０を設けている。この支柱６０の側面部は固体撮像素子１４の側面に接触することができ、固体撮像素子１４の側面に接触することで、固体撮像素子１４に対する透明部材１４の左右前後への位置ずれを防止できる。
【０１１５】
この支柱６０の形状を以下に詳しく説明する。この支柱６０は、固体撮像素子１４の側面に接触する側面部を有し、透明部材１１の左右前後への位置ずれを防止できる凸形状をなし、透明部材１１の下面（固体撮像素子１４の撮像領域１５を有する主面に対向する面）に有している。
【０１１６】
この支柱６０の相互間において固体撮像素子１４を内包する内寸は固体撮像素子１４の最外形寸法プラス２０〜４０μｍが最適であるが、固体撮像素子１４の搭載精度が許容できる範囲で任意に変更しても良い。支柱６０の形状は透明部材１１の位置ずれを抑制するために、固体撮像素子１４の側面に接触できる凸の部位を設けていれば良く、材質も金属、樹脂など不問であり、形状も円柱形、四角柱などの制約は無い。
【０１１７】
先の第１の実施の形態と同様に、本実施の形態において、支柱６０は半導体素子のフリップチップ接合等に用いられる金バンプで構成している。透明部材１１の表面の所定位置にはアルミニウム（Ａｌ）でなる配線層をパターニングして形成した電極パッド３２を設けている。
【０１１８】
この電極パッド３２上に９９％程度の純度の高い金（Ａｕ）製の支柱（スタッドバンプ）６０を固着している。支柱（スタッドバンプ）６０は、根元の大径５１と、先端の小径５２とからなり断面凸形状をなしている。
【０１１９】
この支柱（スタッドバンプ）６０の形成及び透明部材１１への固着は、金ワイヤを電極パッド３２にボンディングすることによって行なう。すなわち図示しないボンディング装置により、そのキャピラリの先端から所定寸法延出した金ワイヤの端部にボールを形成し、このボールを電極パッド３２上面に熱および超音波振動によりキャピラリで圧着し、さらにクランパによって金ワイヤをひきちぎる。
【０１２０】
このように金ワイヤのボールを熱および超音波振動にて圧着することで電極パッド３２上に大径５１を形成し、キャピラリの先端部分に残った金ワイヤによって先端部の小径５２を形成する。このときのスタッドバンプのＨ１はキャピラリにてボールを圧着する荷重にて決定される。このＨ１は透明部材１１の位置ずれを防ぐために透明部材１１の側面に接触することができる高さを有していれば特に制約は無いが、通常透明部材１１の反り量を考慮し最低高さは１０から３０μｍである。
【０１２１】
通常スタッドバンプの大径精度は設定値に対して±１０μｍであり、スタッドバンプの設置精度は±５μｍであるので、支柱６０の相互間において透明部材１１を内包する内寸を透明部材１１の最大許容外形プラス２０μｍに設定することで、固体撮像素子１４の撮像領域１５に対して搭載する透明部材１１の相対的な位置ずれ量はレンジで４０μｍ以下とすることができる。
【０１２２】
このような構成とすることにより、本実施の形態の固体撮像装置２の製造工程において、透明部材１１は接着剤１３が硬化するまでに支柱６０で規制している範囲外へ位置ずれすることがなくなる。そのため透明部材１１の外周部へチッピングの画像が映り込むことや、外側からの入射光の入射エリアを十分確保できないことによる画像不良を防止することを考慮して、最小寸法の透明部材にすることが可能となる。
【０１２３】
また、固体撮像素子１４の上に透明部材１１を載せる製造工程において、固体撮像素子１４の高速搬送移動や製造時の取り扱いが容易となり、製造の歩留を向上させることが出来、また透明部材１１の搭載精度も高精度化できるので、安価で小型、かつ高品質の光学デバイスを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明にかかる光学デバイスによれば、安価で小型・薄型でかつ高品質な光学デバイスおよびカメラモジュールを提供することができるので、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯カメラモジュール、その他のカメラモジュールの小型、薄型化及びコスト削減に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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、（ｃ）は支柱の側面図
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる支柱形状の他の実施例を示す模式図
【図３】本発明に係る固体撮像装置を搭載したパッケージの断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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、（ｃ）は支柱の側面図
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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
【図６】本発明の第４の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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、（ｃ）は支柱５０ｂの平面図、（ｄ）は支柱５０ｂの側面図、（ｅ）は支柱５０ａの平面図、（ｆ）は支柱５０ａの側面図
【図７】（ａ）は本発明の第４の実施の形態にかかるスタッドバンプをキャピラリにて形成している説明図、（ｂ）は本発明の第４の実施の形態にかかるスタッドバンプへキャピラリにて刻印を実施している説明図、（ｃ）はキャピラリの先端の平面図
【図８】本発明の第５の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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、（ｃ）は支柱の側面図
【図９】本発明の第６の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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
【図１０】本発明の第７の実施の形態にかかる固体撮像装置を示し、（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、（ｃ）は支柱の側面図
【図１１】従来の固体撮像装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
【０１２６】
１、２  固体撮像装置（光学デバイス）
１１    透明部材
１２    低屈折率材
１３    接着剤
１４    固体撮像素子
１５    撮像領域
１６    周辺回路領域
１７    端子領域
１８    端子
１９    裏面配線
２０    導電性電極
２１    ランド
３１    支持台
３２    電極パッド
３３    絶縁膜
４２    ワイヤ
４３    インナーリード
４４    遮光樹脂
４６    基板
５０、６０  支柱
６１    キャピラリ
【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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