JP2003332545A - 固体撮像素子の固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子の位置合わせ及び固定を簡略化
し、精度よく行う。 【解決手段】 固体撮像素子６は、パッケージに組み込
まれておらず、外周面はダイシング後の状態のままとな
っている。固体撮像素子６の一端側は、レンズ鏡筒１７
内に形成された段差２０に収められ、段差２０内の各面
に当接される。固体撮像素子６の他端側は、挟持部材２
４によって上下面が挟み込まれる。挟持部材２４は、バ
ネ２３の付勢によって固体撮像素子６を段差２０の各面
に押し付け、水平方向での位置合わせを行う。レンズ鏡
筒１７の底面に取り付けられた抑え板２７は、固体撮像
素子６と挟持部材２４とを上方に押圧して段差２０及び
２１内の面に押し付け、上下方向での位置合わせと固定
とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パッケージに組み
込まずに使用する固体撮像素子の固定方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤセンサ等の固体撮像素子は、予め
配線を形成したパッケージに組み込まれ、固体撮像装置
として使用される。固体撮像素子は、プリズムとの間で
入射光線の透過路上での位置ズレが生じると、光線の結
合位置と固体撮像素子の受光位置がズレて正確な信号が
得られなくなる。

【０００３】このため、位置ズレを回避するための固体
撮像装置の固定方法が、特開平９−７４５２３号公報に
開示されている。基板に載置した固体撮像装置とプリズ
ムとを光透過路上で対峙させ、プリズムケースに植立さ
せ固定した４本の支持ピンの先端部を基板の４隅に設け
たスルーホールにそれぞれ挿入し、隙間に半田を流し込
んで支持ピンと基板を接合している。

【０００４】また、上記例における支持ピンと基板との
接合の際に生じる位置ズレを改良した特開２０００−３
５０１０５号公報記載の発明が知られている。

【０００５】しかしながら、これら先行発明は、固体撮
像装置の位置決めをプリズムケースと基板との間に支持
ピンを介在させたり、プリズムブロックと撮像装置取り
付けベースとの間に支持ピンや連接部材を介在させて行
なっているので、位置合わせの精度の点で難があった。

【０００６】また、特開２００１−２８４３１号公報記
載の発明は、固体撮像素子を固定したパッケージのコー
ナー又は側端部に設けられた切り欠き部に、位置決め治
具の突出部を当接させてパッケージの位置決めを行なう
ことが開示されている。

【０００７】他に、特開２０００−１３４５２８号公報
に示すように撮像素子の出力をモニターしながら撮像素
子の位置決めをする方法も知られているが、調整に手間
取るという欠点があった。

【０００８】固体撮像装置を用いたカメラにおいて、固
体撮像装置を位置決めして固定する場合に、レンズの光
軸と固体撮像素子の設計上の光軸とが一致しないと感度
ムラにより特性が劣化するおそれがある。

【０００９】このため、従来は、固体撮像素子とパッケ
ージとの間の位置決めと、レンズブロックとパッケージ
との間の位置決めとを精度良く行なう必要があり、位置
合わせ動作を煩雑化させていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような固体撮像装
置を用いたカメラは、通常、レンズブロックと固体撮像
素子との位置合わせをパッケージを基準として行なって
いる。そのため、固体撮像素子をパッケージに取り付け
るときの位置決めと、パッケージをレンズ鏡筒に取り付
けるときのレンズブロックとの位置決めとを簡略化し、
しかも精度良く行なわれることが望まれていた。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するため、パッ
ケージを用いずに固体撮像素子のチップそのものの周側
面部及び上面周縁部を位置合わせの基準として用い、光
学系レンズ鏡筒と固体撮像素子との位置合わせ動作を簡
略化することができ、しかも精度良く行なうことができ
る固体撮像素子の固定方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の固体撮像素子の固定方法は、集光レンズを
支持するレンズ鏡筒の内周側面に段差を形成する工程
と、固体撮像素子を前記レンズ鏡筒内に挿入し、配線が
設けられていない辺の上面及び側面を前記段差を構成す
る面にそれぞれ対向させる工程と、前記固体撮像素子を
横方向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に押圧す
ることによって、固体撮像素子の上面及び側面を前記段
差を構成する面にそれぞれ当接させて位置合わせを行な
い固定する工程とを用いたものである。

【００１３】また、段差内に固体撮像素子の配線が設け
られていない辺を挟み込む挟持部材を設け、この挟持部
材を横方向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に押
圧して、固体撮像素子の上面及び側面を前記段差を構成
する面にそれぞれ当接させて位置合わせを行なってもよ
い。

【００１４】更に、固体撮像素子の下面周縁に傾斜面を
形成し、この傾斜面のうち配線の設けられていない傾斜
面を押圧して、固体撮像素子の上面及び側面を前記段差
を構成する面にそれぞれ当接させて位置合わせを行なっ
てもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図１は、固体撮像素子、例
えばＣＣＤセンサを製造するための一工程を示す概念図
である。例えばシリコン基板からなるウエハ２の上面に
は、ホトダイオードや電荷結合素子，マイクロレンズな
どからなる複数個のチップが格子状に配置される。この
ウエハ２の上下面にガラス層３，４が張り合わされ、ウ
エハ２及びガラス層３，４をダイシングすることで固体
撮像素子が製造される。

【００１６】固体撮像素子を形成するダイシングは、数
十μｍ厚のダイヤモンドブレードを高速回転させてミク
ロン単位の精度で切断を行うので、固体撮像素子の周側
面は非常に高い寸法精度で形成される。

【００１７】図２及び図３は、上記方法により製造され
た固体撮像素子６の上面側斜視図及び底面側斜視図であ
る。固体撮像素子６は長方形であり、ガラス層３の上面
７は平滑面とされている。ガラス層４の底面８には、固
体撮像素子６を組み込んだ電子機器との接続に用いられ
る複数個の端子９が並設されている。これらの端子９
は、ウエハ２とガラス層３との間から、固体撮像素子６
の長辺の側面１０，１１を通って底面８まで延設された
配線１２に接続されている。この固体撮像素子６は、パ
ッケージに組み込まない状態で使用される。

【００１８】固体撮像素子６の短辺には配線が設けられ
ていないため、短辺の側面１４，１５及び短辺近傍の底
面８は平滑面とされている。また、長辺の側面１０，１
１の両端にも、配線の無い平滑面が存在している。

【００１９】次に、図４乃至図６を参照して、上述した
本発明の固体撮像素子６をカメラを構成するレンズ鏡筒
に位置合わせしながら固定する方法について説明する。
なお、以下で説明する固体撮像素子６は、図２及び図３
に示す固体撮像素子６と同一構成であり同一部分には同
一符号を付し、詳しい説明は省略する。

【００２０】レンズ鏡筒１７の垂直方向断面である図
４、及び水平方向断面である図５に示すように、レンズ
鏡筒１７は、入射光線の透過路上に撮影レンズ１８を収
納した筒体１９を螺合して固定する。レンズ鏡筒１７の
内周側面には、段差２０，２１が形成されている。

【００２１】段差２０は、撮影光軸に沿うＺ軸方向に直
交する面２０ａと、Ｙ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ直
交する面２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとから構成されてい
る。段差２１は、Ｚ軸方向に直交する面２１ａと、Ｙ軸
方向及びＸ軸方向にそれぞれ直交する面２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄとから構成されている。

【００２２】面２０ｂと面２１ｂとの間隔は、固体撮像
素子６の長辺方向の長さよりも長く形成されている。面
２０ｃと面２０ｄとの間隔と、面２１ｃと面２１ｄとの
間隔は、固体撮像素子６の短辺方向の長さ、すなわち面
１０と１１との間隔と同一とされている。なお、面２０
ｃと面２１ｃとの間と、面２０ｄと面２１ｄとの間は、
固体撮像素子６の配線１２との干渉を避けるために切り
欠かれている。

【００２３】段差２１内には、Ｙ軸方向に沿ってスライ
ド自在とされ、バネ２３によって段差２０に近づく方向
に付勢された挟持部材２４が組み込まれている。挟持部
材２４は、段差２１の面２１ａに摺接し、面２１ａに形
成された溝２１ｄに挿入される突起が形成された上挟持
片２４ａと、回動軸２４ｂによって上挟持片２４ａに対
して開閉自在に取り付けられた下挟持片軸２４ｃと、上
挟持片２４ａと下挟持片２４ｃとの間に組み込まれ、下
挟持片２４ｃを閉じる方向に付勢するバネ２４ｄとから
構成されている。

【００２４】上記レンズ鏡筒１７の段差２０内に固体撮
像素子６の一方の短辺を挿入し、段差２０の面２０ａ，
２０ｂに固体撮像素子６の面７，１５をそれぞれ対向さ
せ、る。固体撮像素子６の他方の短辺は、挟持部材２４
の上挟持辺２４ａと下挟持辺２４ｃとの間に挿入され、
面７，８が挟持部材２４によって挟み込まれる。また、
固体撮像素子６の長辺の面１０，１１は、段差２０の面
２０ｃ，２０ｄと、段差２１の面２１ｃ，２１ｄとに当
接される。これにより、固体撮像素子６のＸ軸方向がレ
ンズ鏡筒１７に位置決めされる。

【００２５】挟持部材２４は、バネ２３の付勢によって
固体撮像素子６を段差２０に向けて押圧する。これによ
り、固体撮像素子６の面１５が段差２０に当接して、Ｙ
軸方向の位置決めが行われる。

【００２６】次いで、図６に示すように、レンズ鏡筒１
７の底面に抑え板２７をネジ２８で固着し、固体撮像素
子６と挟持部材２４とに対してＺ軸方向からの押圧力を
加える。これにより、固体撮像素子６の上面７が段差２
０の面２０ａに当接され、挟持部材２４の上面が段差２
１の上面２１ａに当接され、Ｚ軸方向の位置決めと固体
撮像素子６の固定とが完了する。

【００２７】この実施形態によれば、撮影レンズ１８の
撮影光軸に対する固体撮像素子６の位置決め精度は、レ
ンズ鏡筒１７の段差２０，２１の寸法精度と、固体撮像
素子６のダイシング精度とによって決定されるので、ピ
ンや他の部材、パッケージ等を介していた従来例より
も、高精度に固体撮像素子６を位置決めすることができ
る。

【００２８】次に、固体撮像素子６の角部を用いて位置
合わせと固定とを行う実施例について説明する。レンズ
鏡筒１７の内周側面には、固体撮像素子６が収められる
段差３０が形成されている。この段差３０の隅部には、
固体撮像素子６の角部３１に対向する階段状の切欠段差
部３２が形成されている。この切欠段差部３２には、固
体撮像素子６の面１１，１５に当接する面３２ａ，３２
ｄが設けられている。

【００２９】段差３０の切欠段差部３２に対向する隅部
には、固体撮像素子６の角部３１の対角線上にある角部
３４を挟み込む挟持部材３５が移動自在に組み込まれて
いる。この挟持部材３５は、前述の実施形態の挟持部材
２４と同様に、固体撮像素子６の角部３４を上下方向で
挟み込み、バネ３６の付勢力によって固体撮像素子６を
角部３１に向けて押圧する。挟持部材３５には、固体撮
像素子６の面１０，１４に当接する面３５ａ，３５ｂが
設けられている。

【００３０】段差３０の上部で切欠段差部３２の上方と
挟持部材３５の上方とには、固体撮像素子６の上面７と
挟持部材３５の上面とが当接する面３０ａ，３０ｂがそ
れぞれ設けられている。

【００３１】レンズ鏡筒１７の段差３０内に固体撮像素
子６を挿入すると、挟持部材３５が固体撮像素子６の角
部３４の上下面を挟み込み、切欠段差部３２に向けて押
圧する。これにより、固体撮像素子６の面１１，１５が
切欠段差部３２の面３２ａ，３２ｄに当接される。ま
た、先の実施形態と同様に、抑え板をレンズ鏡筒１７の
底面に取り付けることで、固体撮像素子６の上面７が面
３５ａ，３５ｂに当接される。これにより、固体撮像素
子６がレンズ鏡筒１７内に位置決めして固定される。

【００３２】なお、レンズ鏡筒１７の内側面を直接、直
角に切り欠いて段差を形成したが、同一段差形状の部材
を予め作成し、レンズ鏡筒１７の内側に取り付けること
もできる。

【００３３】また、図８に示すように、下面周縁に傾斜
面４０ａ，４０ｂが形成された固体撮像素子４０をレン
ズ鏡筒４２内に固定する場合には、この傾斜面４０ａ，
４０ｂを押圧して位置決めと固定とを行うことができ
る。

【００３４】レンズ鏡筒４２内には、固体撮像素子４０
の上面４０ｃが当接される段差４５と、上面４０ｃ及び
配線の無い側面４０ｄが当接される段差４６とが設けら
れている。段差４５の下方には、固体撮像素子４０の傾
斜面４０ａに当接する傾斜面４７ａを有し、バネ４８の
付勢によって固体撮像素子４０を段差４６の方向に向け
て押圧する押圧部材４７が設けられている。また、段差
４６の下方には、固体撮像素子４０の傾斜面４０ｂに当
接する傾斜面５０ａを有し、レンズ鏡筒４２に設けられ
たネジ穴５１へのネジ５２の螺合によってＺ軸方向で移
動される固定部材５０とが設けられている。

【００３５】固体撮像素子４０は、レンズ鏡筒４２の段
差４５，４６内に挿入されると、押圧部材４７によって
傾斜面４０ａが押圧される。傾斜面４０が押圧された固
体撮像素子４０は、押圧部材４７の分力によって上面４
０ｃが段差４５及び４６の上面に当接され、側面４０ｄ
が段差４６の側面に当接される。次に、ネジ５２を締め
込んで固定部材５０の傾斜面５０ａを固体撮像素子４０
の傾斜面４０ｂに押し当てる。これにより、固体撮像素
子４０と段差４５及び４６との密着度が増し、固体撮像
素子４０の位置決めと固定とが完了する。

【００３６】なお、上記実施形態では、レンズ鏡筒への
固体撮像素子の取り付けを例に説明したが、本発明の固
定方法は、他の電子機器への取り付けにも用いることが
できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
素子のレンズ鏡体への固定方法によれば、パッケージに
組み込まれていない固体撮像素子の各面を位置合わせの
基準として用いたので、位置合わせ作業を簡略化し、し
かも精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像素子を製造するための一工程
を示す概念図である。

【図２】固体撮像素子の上面側斜視図である。

【図３】固体撮像素子の底面側斜視図である。

【図４】本発明の固体撮像素子が取り付けられるカメラ
のレンズ鏡筒の一形態を示す垂直方向断面図である。

【図５】レンズ鏡筒の水平方向断面図である。

【図６】レンズ鏡筒への固体撮像素子の固定状態を示す
断面図である。

【図７】固体撮像素子の固定方法の別の実施形態を示す
レンズ鏡筒の水平方向断面図である。

【図８】固体撮像素子の固定方法の更に別の実施形態を
示すレンズ鏡筒の垂直方向断面図である。

【符号の説明】

６ 固体撮像素子 １７ レンズ鏡筒 ２０，２１ 段差 ２４ 挟持部材 ２７ 抑え板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三沢 充史 埼玉県朝霞市泉水３−13−45 富士写真フ イルム株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AB01 GD03 HA02 HA03 HA05 HA14 HA23 HA24 HA25 HA29 HA31 HA40 5C024 AX01 CY49 EX22 EX42

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集光レンズを支持するレンズ鏡筒の内周
   側面に段差を形成する工程と、固体撮像素子を前記レン
   ズ鏡筒内に挿入し、配線が設けられていない辺の上面及
   び側面を前記段差を構成する面にそれぞれ対向させる工
   程と、前記固体撮像素子を横方向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂
   直方向（Ｚ方向）に押圧することによって、固体撮像素
   子の上面及び側面を前記段差を構成する面にそれぞれ当
   接させて位置合わせを行ない固定する工程と、を含むこ
   とを特徴とする固体撮像素子の固定方法。
2. 【請求項２】 前記段差内に固体撮像素子の配線が設け
   られていない辺を挟み込む挟持部材を設け、この挟持部
   材を横方向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に押
   圧して、固体撮像素子の上面及び側面を前記段差を構成
   する面にそれぞれ当接させて位置合わせを行なうことを
   特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の固定方法。
3. 【請求項３】 前記固体撮像素子の下面周縁に傾斜面を
   形成し、この傾斜面のうち配線の設けられていない傾斜
   面を押圧して、固体撮像素子の上面及び側面を前記段差
   を構成する面にそれぞれ当接させて位置合わせを行なう
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の固定方
   法。