JP2005217890A - 撮像装置、撮像装置の製造方法、撮像素子、撮像素子の取付用基板及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子と基板の間の封止構造の簡略化を図る。
【解決手段】開口部１０を有する基板ＰＣと、基板ＰＣの裏面側に開口部１０と光電変換部２ａとを対向させて取り付けられた撮像素子２と、撮像素子２に入射光を集光する光学部材１と、を有する撮像装置１００である。光電変換部２ａを取り囲むように形成され、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることにより撮像素子２と基板ＰＣの間を封止する封止部３０を備える。封止部３０は、基板ＰＣの裏面から撮像素子２側に向けて突出して形成され、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることで撮像素子２の表面に当接するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器に搭載可能な撮像装置、撮像装置の製造方法、撮像素子、撮像素子の取付用基板及び撮像装置を内蔵した電子機器に関する。

従来、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載可能な小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、基板に設けられた撮像素子と、この撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化されて備えられたものがある。

近年、電子機器の更なる薄型化に伴い、撮像装置自体を薄型化するため、例えば、図１３に示す撮像装置２００のように、基板２０１に開口部２０１ａを形成し、基板２０１の裏面側にその開口部２０１ａから撮像領域２０２ａを露出させるように撮像素子２０２を備え、更に、光学部材Ｒを有する外枠体Ｃを基板２０１の表面側からその開口部２０１ａを通じて当接させるように備えることにより、基板２０１の厚み分、光学素子ＯＰＴ（光学部材Ｒ、外枠体Ｃ）の突出を抑えるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、上記特許文献１において、図１３に示すように、基板２０１と撮像素子２０２とは、バンプ２０３により電気的に接続されている。バンプ接続において、基板２０１側の開口部２０１ａの周囲に撮像素子２０２と接続されるボンディングパッドとしての回路パターン（図示省略）と、撮像素子２０２に設けられた接続端子（図示省略）とを、バンプ２０３を介して、接合する。
このバンプ接続の接合方法としては、例えば、超音波融着によって金属製端子同士を接合する方法の他、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）やＡＣＰ（異方性導電ペースト）等を用いて、接触式の電気的接合を行う方法もある。
特開２００１−２９２３５４号公報

ところで、上記特許文献１の場合、バンプ接続されている部分以外の部分は基板２０１と撮像素子２０２とが密着されておらず、空隙部（図示省略）が形成されている。このため、空隙部から埃や水分等が入り込むことを防止する必要があり、所定の樹脂等の封止剤２０４を撮像素子２０２の端部から充填することで当該撮像素子２０２の全周にわたって配置して、撮像素子２０２と基板２０１の間を封止するようになっている。
このように、撮像素子２０２と基板２０１の間を封止するためには、封止剤２０４を用いる必要があるので、撮像素子２０２と基板２０１の間の封止を簡便に行うことが困難となっている。また、封止剤２０４の充填は、基板２０１に対する撮像素子２０２の取り付け後に行う必要があることから、撮像装置２００の製造を簡便に行うことが困難となるといった問題もある。
さらに、上記の場合、撮像素子２０２と基板２０１との間を封止する際に基板２０１と撮像素子２０２との間に充填された封止剤２０４が、バンプ接続部分から撮像素子２０１の中央側に流出して撮像領域２０２ａに達すると、封止剤２０４により撮像領域２０２ａの一部が覆われて撮像できなくなり、さらに撮像可能な領域が減少してしまうといった問題も発生する。

本発明の課題は、撮像素子と基板の間の封止構造の簡略化を図ることができる撮像装置、撮像装置の製造方法、撮像素子、撮像素子の取付用基板及び撮像装置を内蔵した電子機器を提供することである。

請求項１に記載の発明は、光の通過部を有する基板と、前記基板の裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子に入射光を集光する光学部材と、を有する撮像装置であって、
前記撮像領域を取り囲むように形成され、前記基板に前記撮像素子が取り付けられることにより前記撮像素子と前記基板の間を封止する封止部を備え、
前記封止部は、前記基板の裏面及び前記撮像素子の表面のうちの少なくとも何れか一方から対向面側に向けて突出して形成され、前記基板に前記撮像素子が取り付けられることで前記対向面に当接するように構成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、撮像素子の撮像領域を取り囲むように、撮像素子の表面及び基板の裏面のうちの少なくとも何れか一方から対向面側に向けて突出して封止部が形成され、封止部は、基板に撮像素子が取り付けられることにより対向面に当接して撮像素子と基板の間を封止するので、撮像素子と基板の間を封止するために、基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達することにより撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
前記基板には、前記通過部として開口部が形成され、
前記撮像素子は、前記開口部から前記撮像領域を露出させるように前記基板に取り付けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、基板には、光の通過部として開口部が形成され、撮像素子は、開口部から撮像領域を露出させるように基板に取り付けられている。このような構成であっても、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、
前記封止部は、前記基板の裏面に前記開口部の縁部に沿って設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、封止部は基板の裏面に開口部の縁部に沿って設けられているので、撮像素子と基板の間の封止を適正に行うことができる。
また、例えば基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の固着剤が充填される場合であっても、封止部によって、固着剤が開口部側に流出することも適正に防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記撮像領域の周囲に設けられ、前記撮像素子が前記基板に取り付けられた状態で前記基板の裏面と前記撮像素子の表面とを離間させて電気的に接続する接続部材を備え、
前記封止部は、前記基板に前記撮像素子が取り付けられることで前記対向面に当接して変形することにより、前記接続部材の高さと略等しくなるように構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、封止部は、基板に撮像素子が取り付けられることで対向面に当接して変形することにより、基板の裏面と前記撮像素子の表面とを離間させて電気的に接続する接続部材の高さと略等しくなるので、撮像素子と基板の間の封止を適正に行うことができるとともに、基板と撮像素子の電気的接続も適正な状態に維持することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の撮像装置において、
前記封止部は、前記接続部材と前記撮像領域との間に設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、封止部は、接続部材と撮像素子の撮像領域との間に設けられている。このような構成であっても、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の撮像装置において、
前記封止部は、前記接続部材を挟んで前記撮像領域と反対側に設けられていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、封止部は、接続部材を挟んで撮像素子の撮像領域と反対側に設けられている。このような構成であっても、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記封止部は、樹脂から構成されていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、封止部は、樹脂から構成されているので、封止部の形成を簡便に行うことができる。
また、封止部は、基板の裏面及び撮像素子の表面の状態に応じて変形することとなって、例えば基板の裏面及び撮像素子の表面よりも硬度の低い樹脂から構成することで、基板に撮像素子が取り付けられた際に、封止部によって撮像素子の表面若しくは基板の裏面を傷つけてしまうことを防止することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記封止部は、通気性を有し、
前記撮像素子の端部側から当該撮像素子と前記基板を固着する固着剤が充填されていることを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、封止部は通気性を有するので、撮像素子の端部側から固着剤が充填された場合に、固着剤により封止部側に押される撮像素子と基板の間の空気は当該封止部内部を通過することとなり、撮像素子と基板の間に対する固着剤の充填を適正に行うことができる。
また、固着剤により撮像素子と基板の固着強度を高めることができるので、撮像素子及び基板の位置ずれを抑制することができ、撮像装置の信頼性を向上させることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記基板の前記封止部よりも端部側にガス抜き用の孔が形成され、
前記撮像素子の端部側から当該撮像素子と前記基板とを固着する固着剤が充填されていることを特徴としている。

請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜７に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、基板の封止部よりも端部側にガス抜き用の孔が形成されているので、撮像素子の端部側から固着剤が充填された場合に、固着剤により封止部側に押される撮像素子と基板の間の空気や固着剤から発生するガスはガス抜き用の孔から排出されることとなり、撮像素子と基板の間に対する固着剤の充填を適正に行うことができる。
また、固着剤により撮像素子と基板の固着強度を高めることができるので、撮像素子及び基板の位置ずれを抑制することができ、撮像装置の信頼性を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明は、光の通過部を有する基板と、前記基板の裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子に入射光を集光する光学部材と、を有する撮像装置の製造方法であって、
前記基板に前記撮像素子が取り付けられることにより前記撮像素子と前記基板の間を封止する封止部を、前記基板の裏面及び前記撮像素子の表面のうちの少なくとも何れか一方の面から対向面側に向けて突出し、且つ、前記撮像領域を取り囲むように形成する封止部形成工程と、
前記基板の裏面側に前記封止部が前記対向面に当接するように前記撮像素子の表面を取り付ける撮像素子取付工程と、
を有することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明によれば、基板に撮像素子が取り付けられることにより撮像素子と基板の間を封止する封止部を、基板の裏面及び撮像素子の表面のうちの少なくとも何れか一方の面から対向面側に向けて突出し、且つ、撮像領域を取り囲むように形成し、基板の裏面側に封止部が対向面に当接するように撮像素子の表面を取り付けるので、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達することにより撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の撮像装置の製造方法において、
前記封止部形成工程は、フォトリソグラフ、インクジェット、印刷及び電着のうちから選ばれる何れか一の方法により前記封止部を形成することを特徴としている。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、フォトリソグラフ、インクジェット、印刷及び電着のうちから選ばれる何れか一の方法を用いて、封止部の形成を適正に行うことができる。

請求項１２に記載の発明は、光の通過部を有する基板の裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて取り付けられる撮像素子であって、
前記撮像領域を取り囲むように形成され、前記基板に取り付けられることにより前記基板と当該撮像素子の間を封止する封止部を備え、
前記封止部は、当該撮像素子の表面から前記基板側に向けて突出して形成され、前記基板に取り付けられることで前記基板の裏面に当接するように構成されていることを特徴としている。

請求項１２に記載の発明によれば、撮像領域を取り囲むように、当該撮像素子の表面から基板側に向けて突出して封止部が形成され、封止部は、基板に取り付けられることによりこの基板の裏面に当接して当該撮像素子と基板の間を封止するので、撮像素子と基板の間を封止するために、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達して、撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項１３に記載の発明は、光の通過部を有し、裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて撮像素子が取り付けられる撮像素子の取付用基板であって、
前記撮像領域を取り囲むように形成され、前記撮像素子が取り付けられることにより前記撮像素子と当該基板の間を封止する封止部を備え、
前記封止部は、前記基板の裏面から前記撮像素子側に向けて突出して形成され、前記撮像素子が取り付けられることで前記撮像素子の表面に当接するように構成されていることを特徴としている。

請求項１３に記載の発明によれば、撮像素子の撮像領域を取り囲むように、当該基板の裏面から撮像素子側に向けて突出して封止部が形成され、封止部は、撮像素子が取り付けられることによりこの撮像素子の表面に当接して撮像素子と当該基板の間を封止するので、撮像素子と基板の間を封止するために、基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達して、撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項１４に記載の発明の電子機器は、
請求項１〜９の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えることを特徴としている。

請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜９の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えた電子機器であっても、請求項１〜９に記載の発明と同様に、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。

請求項１に記載の発明によれば、封止部は、基板に撮像素子が取り付けられることにより対向面に当接して撮像素子と基板の間を封止するので、撮像素子と基板の間を封止するために、基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達することにより撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、基板には、光の通過部として開口部が形成され、撮像素子は、開口部から撮像領域を露出させるように基板に取り付けられている。このような構成であっても、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、封止部は基板の裏面に開口部の縁部に沿って設けられているので、撮像素子と基板の間の封止を適正に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、撮像素子と基板の間の封止を適正に行うことができるとともに、基板と撮像素子の電気的接続も適正な状態に維持することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、封止部の形成を簡便に行うことができる。

請求項８に記載の発明によれば、撮像素子の端部側から固着剤が充填された場合に、固着剤により封止部側に押される撮像素子と基板の間の空気は当該封止部内部を通過することとなり、撮像素子と基板の間に対する固着剤の充填を適正に行うことができる。
また、固着剤により撮像素子と基板の固着強度を高めることができるので、撮像素子及び基板の位置ずれを抑制することができ、撮像装置の信頼性を向上させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、撮像素子の端部側から固着剤が充填された場合に、固着剤により封止部側に押される撮像素子と基板の間の空気や固着剤から発生するガスはガス抜き用の孔から排出されることとなり、撮像素子と基板の間に対する固着剤の充填を適正に行うことができる。
また、固着剤により撮像素子と基板の固着強度を高めることができるので、撮像素子及び基板の位置ずれを抑制することができ、撮像装置の信頼性を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達することにより撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、フォトリソグラフ、インクジェット、印刷及び電着のうちから選ばれる何れか一の方法を用いて、封止部の形成を適正に行うことができる。

請求項１２に記載の発明によれば、封止部は、基板に取り付けられることによりこの基板の裏面に当接して当該撮像素子と基板の間を封止するので、撮像素子と基板の間を封止するために、基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達して、撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、封止部は、撮像素子が取り付けられることによりこの撮像素子の表面に当接して撮像素子と当該基板の間を封止するので、撮像素子と基板の間を封止するために、基板に対する撮像素子の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板に対する撮像素子の取り付けとともに撮像素子と基板の間が封止されることとなる。従って、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。
また、基板に対する撮像素子の取り付け後に封止剤を充填する必要がなくなることから、撮像装置の製造工程も簡略化することができる。さらに、従来のように、撮像素子と基板との間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子の中央側に流出して撮像領域に達して、撮像領域に画素欠陥を生じさせ、さらに撮像領域を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜９に記載の発明と同様に、撮像素子と基板の間の封止構造を簡略化することができる。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
ここで、図１は、本発明を適用した一実施の形態として例示する撮像装置を示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線における撮像装置の一部省略断面図である。

図１及び図２に示すように、撮像装置１００は、開口部１０が形成された基板ＰＣと、その基板ＰＣの裏面側から開口部１０を塞ぐように備えられた撮像素子２と、基板ＰＣの表面側から開口部１０を通じて、その撮像素子２の表面である受光面に当接し、撮像素子２に集光させるための光学部材１と、この光学部材１に入射する光量を調節する絞り板３と、撮像素子２と開口部１０とを覆い隠す外枠部材としての鏡枠４と、鏡枠４に備えられた遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、遮光板５と光学部材１の間に備えられ、光学部材１を基板ＰＣ側へ押圧する押圧部材７と、光学部材１の位置決めを行うために基板ＰＣ上の所定位置に配置された位置決め電気部品８ａ、…等により構成されている。

撮像素子２は、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＣＤ型イメージセンサ等からなり、外形が略矩形薄板状に形成された部材である。また、撮像素子２の上面中央には、画素が２次元的に配列され、撮像領域としての矩形状の光電変換部２ａが形成されている。

以下に、撮像素子２の基板ＰＣに対する取り付け状態について、図３を参照して詳細に説明する。
ここで、図３（ａ）は、図１のIII−III線における撮像装置１００の一部省略断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における基板ＰＣ及び撮像素子２を上方から見て示した一部省略平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）における基板ＰＣ及び撮像素子２を下方から見て示した一部省略平面図である。なお、図３にあっては、光学部材１及び後述する接着剤Ｂ等の図示を省略している。

図３に示すように、撮像素子２は、基板ＰＣの裏面側に、開口部１０を介して基板ＰＣの表面側から光電変換部２ａが露出されるように取り付けられている。具体的には、基板ＰＣの裏面側に、光電変換部２ａの周囲に位置するように所定間隔を空けて複数設けられた接続部材としてのバンプ２０を介して、基板ＰＣの裏面と撮像素子２の表面とを離間させて撮像素子２が取り付けられている。
より詳細には、バンプ２０は、撮像素子２の端部の接続端子（図示略）に対応させて設けられており、バンプ２０の上面が基板ＰＣの裏面側に形成された裏面側配線Ｌ１に接合されている。これにより、バンプ２０を介して撮像素子２と基板ＰＣとは電気的に接続されている。

ここで、バンプ２０は、例えば、銅、ニッケル、金、パラジウムやこれらの合金、或いはこれらの金属から構成されている。また、バンプ２０としては、例えば、スタッドバンプ、メッキバンプ、蒸着バンプ等が挙げられる。さらに、バンプ２０と裏面側配線Ｌ１との接合方法としては、例えば、超音波融着の他、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）等が挙げられる。
そして、基板ＰＣに対する撮像素子２の取り付けに際し、基板ＰＣの裏面と撮像素子２の表面との間に、例えば２０μｍの間隔を形成するように、バンプ２０と裏面側配線Ｌ１とが接合される。即ち、基板ＰＣに撮像素子２全面を当接させる構成とした場合に、接点だけを接続させるのが困難となり、接点以外の部分には、基板ＰＣと撮像素子２との間に隙間が形成されることとなる。なお、隙間が狭くなりすぎると、基板ＰＣと撮像素子２の線膨張係数の差による応力が大きくなり、信頼性が低下し、一方で、隙間が広くなりすぎると、基板ＰＣと撮像素子２との接続性が悪化することとなる。

基板ＰＣとしては、例えばセラミック基板を適用可能であり、外形が平面視において略矩形状に形成されている。そして、基板ＰＣの裏面には、略矩形状に形成された開口部１０の縁部に沿って、当該基板ＰＣと撮像素子２の間を封止する封止部３０が設けられている。即ち、封止部３０は、バンプ２０と光電変換部２ａとの間にその光電変換部２ａを取り囲むように形成されている。

封止部３０は、基板ＰＣの裏面から撮像素子２の表面側に向けて突出して形成された部材であり、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることで撮像素子２の表面に当接するように構成されている。
また、封止部３０としては、例えば、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱・紫外線併用硬化型樹脂及び複合硬化型樹脂等を適用可能である。これにより、封止部３０の形成を簡便に行うことができるとともに、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられた際に、封止部３０によって撮像素子２の表面を傷つけてしまうといったことがなくなる。なお、封止部の形成方法については、後述する。

なお、基板ＰＣの表面側には、裏面側配線Ｌ１の一部と接続された表面側配線Ｌ２が設けられており、この表面側配線Ｌ２はフレキシブル基板Ｆの端部に接続されている。

また、基板ＰＣの裏面と撮像素子２の表面との間には、図２に示すように、撮像素子２の端部側から所定の樹脂からなる接着剤（固着剤）Ｂが充填されてなり、撮像素子２と基板ＰＣが固着されている。
この接着剤Ｂは、接着部位に充填後、接着部位の加熱や、接着部位への紫外線照射、その他の手段、又はこれらを複合的に行うことにより硬化させることが可能な樹脂等であって、一般的な熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱・紫外線併用硬化型接着剤、複合硬化型接着剤等である。
より詳細には、例えば、熱及び紫外線の照射のいずれであっても硬化可能な熱・紫外線併用硬化型接着剤（樹脂）として、例えば、スリーボンド３０１２（登録商標）、ワールドロックNo．８６３（登録商標）、等が挙げられる。その他の手段としての硬化剤、硬化促進剤で硬化が促進されるとともに、紫外線照射でも硬化可能な複合硬化型接着剤としては、硬化促進剤としてスリーボンド３０９５（登録商標）を使用するスリーボンド３００６（登録商標）等が挙げられる。

そして、接着剤Ｂが、基板ＰＣの裏面と撮像素子２の表面の間に充填されていることにより、基板ＰＣと撮像素子２との光軸方向と、該光軸方向と垂直な方向（以下、垂直方向という。）との双方において、基板ＰＣと撮像素子２との固着強度を大きくすることができる。これにより、撮像素子２及び基板ＰＣの位置ずれを抑制することができ、撮像装置１００の信頼性を向上させることができる。
さらに、封止部３０による外部からの埃や水分の封止機能をより向上させることができる。

光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図２に示すように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、下端に形成された４つの当接部（なお、図２にあっては、２つのみを図示している）１ｄと、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、当接部１ｄと上脚部１ｅとの間に形成された下脚部１ｆとを備えている。また、脚部１ｃの上端を塞ぐ板状の上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。そして、当接部１ｄは、基板ＰＣの開口部１０を通じて撮像素子２上の所定位置に当接する。
下脚部１ｆは、例えば図示は省略するが、水平断面視において円の外周の２点を結ぶ線（弦）によって切り欠かれた略Ｄ字形状となっており、被嵌合部を形成している。

また、上面部１ｂの上面であって、レンズ部１ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する絞り板３が接着剤Ｂにより固定されている。

光学部材１の外側には、遮光性のある素材からなり外枠部材を構成する鏡枠４が配置されている。鏡枠４には、図１に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。鏡枠４の上部４ｂの上端には、遮光板５が接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。遮光板５の中央の開口５ａの下方に、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ６が接着剤Ｂにより接合されている。そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材１１が構成されている。

また、下部４ａの下端部４ａａは、基板ＰＣ上に鏡枠４が取り付けられる際の接着部位となる箇所であって、鏡枠４の下部４ａが基板ＰＣ上に当接され取り付けられる際には、下部４ａの下端部４ａａと、基板ＰＣとの間に接着剤Ｂが充填されて固着される。
このように、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材１１とが密着して接合されているので、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材１１等に覆われる光学部材１や撮像素子２の表面は、環境外乱である埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれて保護される。
つまり、鏡枠４とカバー部材１１とで構成される外枠部材が、光学部材１や基板ＰＣの開口部１０、撮像素子２の表面を覆うことにより、撮像装置１００は、防塵、防湿の構造、光学部材１等の保護構造を有する。

また、図示は省略するが、鏡枠４の下部４ａと上部４ｂとの間の隔壁４ｃの内周面には、光学部材１の被嵌合部である下脚部１ｆに対応した嵌合部としてのＤ溝が形成されており、Ｄ溝に下脚部１ｆが密着的に嵌合している。このような下脚部１ｆとＤ溝との嵌合により、光学部材１は、例えば当該光学部材１のレンズ部１ａの光軸を中心とした回転が防止されるように、鏡枠４に位置規制されている。

また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているので、基板ＰＣの所定位置に、例えば、後述する位置決め電気部品８ａに基づき、鏡枠４を位置決めして配置することにより、基板ＰＣの所定位置に光学部材１を配置することができ、例えば、基板ＰＣに備えられた撮像素子２の光電変換部２ａの中心と、鏡枠４に嵌合された光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心を一致させるように備えることができる。
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているため、基板ＰＣの所定位置に鏡枠４が配置され、固定された状態においては、光学部材１は所定の位置からずれにくく、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心と、撮像素子２の光電変換部２ａの中心とが一致した状態を維持しやすい。

図２において、光学部材１と遮光板５との間には、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成された押圧部材７が配置されている。遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５により押圧部材７が押圧されて、この押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図２中において、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を撮像素子２に付勢する。ここで、遮光板５から下方の撮像素子２に向かう力が加わった際に、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。

位置決め電気部品８ａ、…は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２において、基板ＰＣ上の鏡枠４と開口部１０との間であって、鏡枠４に近接してこの鏡枠４の４隅に対応して配置されている。この位置決め電気部品８ａ、…は、鏡枠４を基板ＰＣ上に固着する際の固定位置の近傍にあり、鏡枠４の位置決め指標となる。
なお、位置決め電気部品８ａは、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１００に必要な電気部品であればよい。
また、基板ＰＣ上には、撮像装置１００を動作させ、画像処理を行うために必要な電気部品（図示略）を設けても良く、これにより、撮像装置１００を一つのユニットとして様々な電子機器に搭載しやすくなる。

次に、上記撮像装置１００の製造方法のうち、特に基板ＰＣに対する撮像素子２の取付処理について、図４〜図６を参照して説明する。
ここで、図４（ａ）〜（ｃ）は、撮像装置１００の製造工程を説明するための工程図であり、図５及び図６は、撮像装置１００の製造工程における接着剤の充填状態を説明するための図である。なお、接着剤Ｂとして、熱硬化型接着剤を用いるものとする。

まず、基板ＰＣの裏面側における開口部１０の縁部に沿って、所定の樹脂からなる封止部３０を形成する（封止部形成工程）。
この封止部３０の形成は、例えば、フォトリソグラフ、インクジェット、印刷及び電着のうちから選ばれる何れか一の方法により行われる。
なお、封止部３０の基板ＰＣの裏面からの突出長（高さ）は、例えば、バンプ接続における押し潰された状態のバンプ２０により規制される基板ＰＣと撮像素子２の離間距離と少なくとも略等しくなっている。

次に、基板ＰＣの開口部１０と撮像素子２の光電変換部２ａとを対向させるように、基板ＰＣの裏面側配線Ｌ１と撮像素子２の接続端子上に形成されたバンプ（スタッドバンプ）２０とを接合する（撮像素子取付工程；図４（ａ）及び図４（ｂ）参照。）。これにより、基板ＰＣの裏面に設けられた封止部３０の表面（図４における下面）が、撮像素子２の表面（図４における上面）に当接した状態となり、この封止部３０によって撮像素子２と基板ＰＣの間が封止された状態となる。

次いで、撮像素子２の端部側から撮像素子２と基板ＰＣとの間に接着剤Ｂを充填し、例えば、電熱ヒータ等の加熱装置（図示略）にて加熱することにより、充填された接着剤Ｂを硬化させる（図４（ｃ）参照）。
これにより、基板ＰＣと撮像素子２の取付処理が完了する。

ここで、撮像素子２と基板ＰＣの間に対する接着剤Ｂの充填を適正に行う上では、例えば、図５に示すように、封止部３０を通気性を有する素材（例えば、発砲ウレタン等）から形成して、接着剤Ｂにより封止部３０側に押し込まれる撮像素子２と基板ＰＣの間の空気を当該封止部３０内を通過させて排出するような構成としたり、図６に示すように、予め基板ＰＣの封止部３０よりも端部側に所定数のガス抜き用の孔１０ａを形成しておき、接着剤Ｂにより封止部３０側に押される撮像素子２と基板ＰＣの間の空気や固着剤から発生するガスをガス抜き用の孔１０ａから排出するような構成とすることが好ましい。なお、これら双方をともに適用しても良い。また、封止部３０が通気性を有する素材から構成されている場合、接着剤Ｂが充填されることにより、撮像素子２と基板ＰＣとの間が密封されるようになっている。
これにより、撮像素子２と基板ＰＣの間において隅々まで接着剤Ｂが行き渡ることとなり、接着剤Ｂの接触面積を増加させて、撮像素子と基板ＰＣとの固着強度を向上させることができる。

なお、上記接着剤Ｂの硬化処理は、接着剤Ｂが熱硬化型接着剤以外でも、例えば、紫外線硬化型又は熱・紫外線併用硬化型でもよい。この場合、加熱装置に替えて、又は加熱装置と併用して紫外線照射装置（図示なし）を接着剤Ｂの充填位置に照射することにより、接着剤Ｂを硬化させる構成であってもよい。

次に、上記撮像装置１００を一例として本発明の撮像装置を搭載した電子機器について説明する。
図７に示すように、電子機器は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面Ｄを有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。
このように、携帯電話機Ｔに薄型化された撮像装置１００を内蔵することにより、携帯電話機Ｔをより薄型化することができ、撮像対象との距離や撮像環境に対応させて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。
なお、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知であるため、説明を省略する。

以上のように、本実施の形態によれば、撮像素子２の光電変換部２ａを取り囲むように、即ち、基板ＰＣの裏面における開口部１０の縁部に沿うように、基板ＰＣの裏面から撮像素子２側に向けて突出して封止部３０が形成され、基板ＰＣに開口部１０から光電変換部２ａを露出させるように撮像素子２が取り付けられることにより、撮像素子２の表面に封止部３０が当接して撮像素子２と基板ＰＣの間が封止される。これにより、撮像素子２と基板ＰＣの間を封止するために、例えば基板ＰＣに対する撮像素子２の取り付け後に所定の封止剤を充填する必要がなくなる。つまり、基板ＰＣに対する撮像素子２の取り付けとともに撮像素子２と基板ＰＣの間が封止されることとなる。
従って、撮像素子２と基板ＰＣの間の封止構造並びに撮像装置１００の製造工程を簡略化することができる。
また、従来のように、撮像素子２と基板ＰＣとの間に充填された封止剤が、バンプ接続部分から撮像素子２の中央側に流出して光電変換部２ａに達して、光電変換部２ａに画素欠陥を生じさせ、さらに光電変換部２ａの面積を減少させてしまうといった問題の発生も防止することができる。

また、封止部３０の形成を、フォトリソグラフ、インクジェット、印刷及び電着のうちから選ばれる何れか一の方法を用いて行うので、当該封止部３０の寸法や配設位置の制御を適正に行うことができる。
さらに、撮像素子２の端部側から当該撮像素子２と基板ＰＣとを固着するための接着剤Ｂが充填されているので、この接着剤Ｂにより撮像素子２と基板ＰＣとの固着強度を向上させることができるとともに、撮像素子２と基板ＰＣの間の密封性をより高めた封止構造を提供することができる。

また、光学部材１や撮像素子２の表面は、鏡枠４とカバー部材１１等の外枠部材により覆われているので、光学部材１や撮像素子２は、撮像装置１００の外部からの埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれ、保護されるので、光学部材１や撮像素子２の状態に起因する撮像情報への影響を排除することができる。
さらに、基板ＰＣはセラミック基板であるので、この基板ＰＣに光の通過部として開口部１０を形成しても、その開口端部から塵等が発生しにくくなり、撮像素子２の撮像領域２ａに付着して撮像領域２ａに入射する光量が減少することを防止することができる。

以下に、撮像装置１００の各種構成部の変形例について、図８〜図１１を参照して説明する。
ここで、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本発明に係る封止部の変形例１を説明するための図であり、図９は、本発明に係る封止部の変形例２を説明するための図であり、図１０は、本発明に係る封止部の変形例３を説明するための図である。また、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、本発明に係る基板の変形例を説明するための図である。

＜封止部の変形例１＞
この変形例の封止部１３０は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることにより、封止部１３０の表面（図８における下面）が撮像素子２の表面（図８における上面）に当接して変形することにより、撮像素子２と基板ＰＣの離間距離を規制するバンプ２０の高さと略等しくなるように構成されている。従って、封止部１３０によって、撮像素子２と基板ＰＣの間の封止を適正に行うことができるとともに、基板ＰＣと撮像素子２の電気的接続も適正な状態に維持することができる。

＜封止部の変形例２＞
この変形例の封止部２３０は、図９に示すように、基板ＰＣの裏面ではなく撮像素子２の表面に光電変換部２ａを取り囲むように設けられており、この場合には、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることによって、封止部２３０の表面（図９における上面）は、基板ＰＣの裏面における開口部１０の縁部に当接するようになっている。

＜封止部の変形例３＞
この変形例の封止部３３０は、図１０に示すように、基板ＰＣの開口部１０の縁部及び撮像素子２の縁部に対向する部分の双方に基板側封止部３３０ａ及び素子側封止部３３０ｂとして設けられており、この場合には、基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることによって、基板側封止部３３０ａの表面（図１０における下面）と素子側封止部３３０ｂの表面（図１０における上面）とが当接するようになっている。

＜基板の変形例＞
この変形例の基板は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すように、光を透過させる基板ＰＣであり、この場合であっても、基板ＰＣの所定位置（光の通過部の少なくとも一部）と撮像素子２の光電変換部２ａとを対向させるように、当該基板ＰＣに撮像素子２が取り付けられることにより、封止部４３０により撮像素子２と基板ＰＣの間が封止された状態となるので、上述した開口部を有する基板ＰＣと同様に、撮像素子２と基板ＰＣの間の封止構造を簡略化することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施の形態では、バンプ２０と光電変換部２ａとの間に封止部３０を配設するような構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、図１２に示すように、封止部５３０を、バンプ２０を挟んで光電変換部２ａと反対側に設けるような構成であっても良い。

また、上記実施の形態では、電子機器として携帯電話機Ｔを例示したが、これに限られるものではなく、撮像装置１００を内蔵可能な電子機器であれば如何なるものであっても良いのは、勿論である。
さらに、上記実施の形態では、固着剤として接着剤Ｂを例示したが、これに限られるものではなく、撮像素子２と基板ＰＣとを固着可能なものであれば如何なるものであっても良い。

本発明を適用した一実施の形態として例示する撮像装置を示す斜視図である。 図１のII−II線における撮像装置の一部省略断面図である。 図１の撮像装置の基板と撮像素子の取り付け状態を説明するための図である。 図１の撮像装置の製造工程を説明するための工程図である。 図４の撮像装置の製造工程における接着剤の充填状態を説明するための図である。 図４の撮像装置の製造工程における接着剤の充填状態を説明するための図である。 本発明に係る撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。 本発明に係る封止部の変形例１を説明するための図である。 本発明に係る封止部の変形例２を説明するための図である。 本発明に係る封止部の変形例３を説明するための図である。 本発明に係る基板の変形例を説明するための図である。 本発明に係る封止部とバンプの配置を説明するための図である。 従来の撮像装置を示す斜視図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
２ 撮像素子
２ａ 光電変換部（撮像領域）
ＰＣ 基板（撮像素子の取付用基板）
１０ 開口部（通過部）
２０ バンプ（接続部材）
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 封止部
Ｂ 接着剤（固着剤）
Ｌ１ 裏面側配線
Ｔ 携帯電話機（電子機器）

Claims (14)

1. 光の通過部を有する基板と、前記基板の裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子に入射光を集光する光学部材と、を有する撮像装置であって、
   前記撮像領域を取り囲むように形成され、前記基板に前記撮像素子が取り付けられることにより前記撮像素子と前記基板の間を封止する封止部を備え、
   前記封止部は、前記基板の裏面及び前記撮像素子の表面のうちの少なくとも何れか一方から対向面側に向けて突出して形成され、前記基板に前記撮像素子が取り付けられることで前記対向面に当接するように構成されていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記基板には、前記通過部として開口部が形成され、
   前記撮像素子は、前記開口部から前記撮像領域を露出させるように前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記封止部は、前記基板の裏面に前記開口部の縁部に沿って設けられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像領域の周囲に設けられ、前記撮像素子が前記基板に取り付けられた状態で前記基板の裏面と前記撮像素子の表面とを離間させて電気的に接続する接続部材を備え、
   前記封止部は、前記基板に前記撮像素子が取り付けられることで前記対向面に当接して変形することにより、前記接続部材の高さと略等しくなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記封止部は、前記接続部材と前記撮像領域との間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記封止部は、前記接続部材を挟んで前記撮像領域と反対側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
7. 前記封止部は、樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置。
8. 前記封止部は、通気性を有し、
   前記撮像素子の端部側から当該撮像素子と前記基板を固着する固着剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置。
9. 前記基板の前記封止部よりも端部側にガス抜き用の孔が形成され、
   前記撮像素子の端部側から当該撮像素子と前記基板とを固着する固着剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の撮像装置。
10. 光の通過部を有する基板と、前記基板の裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて取り付けられた撮像素子と、前記撮像素子に入射光を集光する光学部材と、を有する撮像装置の製造方法であって、
    前記基板に前記撮像素子が取り付けられることにより前記撮像素子と前記基板の間を封止する封止部を、前記基板の裏面及び前記撮像素子の表面のうちの少なくとも何れか一方の面から対向面側に向けて突出し、且つ、前記撮像領域を取り囲むように形成する封止部形成工程と、
    前記基板の裏面側に前記封止部が前記対向面に当接するように前記撮像素子の表面を取り付ける撮像素子取付工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
11. 前記封止部形成工程は、フォトリソグラフ、インクジェット、印刷及び電着のうちから選ばれる何れか一の方法により前記封止部を形成することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置の製造方法。
12. 光の通過部を有する基板の裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて取り付けられる撮像素子であって、
    前記撮像領域を取り囲むように形成され、前記基板に取り付けられることにより前記基板と当該撮像素子の間を封止する封止部を備え、
    前記封止部は、当該撮像素子の表面から前記基板側に向けて突出して形成され、前記基板に取り付けられることで前記基板の裏面に当接するように構成されていることを特徴とする撮像素子。
13. 光の通過部を有し、裏面側に前記通過部の少なくとも一部と撮像領域とを対向させて撮像素子が取り付けられる撮像素子の取付用基板であって、
    前記撮像領域を取り囲むように形成され、前記撮像素子が取り付けられることにより前記撮像素子と当該基板の間を封止する封止部を備え、
    前記封止部は、前記基板の裏面から前記撮像素子側に向けて突出して形成され、前記撮像素子が取り付けられることで前記撮像素子の表面に当接するように構成されていることを特徴とする撮像素子の取付用基板。
14. 請求項１〜９の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えることを特徴とする電子機器。

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