JP2005347556A - Solid-state imaging element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子に関し、特に、受光素子表面にマイクロレンズが形成されている固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a solid-state image sensor, and more particularly to a solid-state image sensor in which a microlens is formed on the surface of a light-receiving element.
近年、CCD、CMOSセンサー等の固体撮像素子は、デジタルカメラの他、パソコン、携帯電話等にまで搭載されるようになっており、ますます小型化、薄型化の実装形態の要求が強まっている。 In recent years, solid-state imaging devices such as CCD and CMOS sensors have been mounted not only on digital cameras, but also on personal computers, mobile phones, etc., and there is an increasing demand for smaller and thinner mounting forms. .
これらの要求を満たすために、従来よりマイクロレンズ付きの固体撮像素子が提案されている。基板に搭載されたマイクロレンズ付きの固体撮像素子を図5及び図6に示す。図5は、固体撮像素子の平面図であり、図6は、基板とその基板に搭載された固体撮像素子を含む固体撮像装置の断面図である。これらの図において、マイクロレンズ103付きの固体撮像素子101は、固体撮像素子101の受光エリア102に対向した開口部106aを有する可撓性基板等からなる基板106上に搭載される。固体撮像素子101の電極パッド105は、異方導電性接着剤等の接着剤104により、バンプ104aを介して基板106の一方の面に形成された配線パターンに電気的に接続される。基板106の他方の面には、透光性部材107が接着される。
In order to satisfy these requirements, a solid-state imaging device with a microlens has been proposed. A solid-state imaging device with a microlens mounted on a substrate is shown in FIGS. FIG. 5 is a plan view of a solid-state imaging device, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device including a substrate and a solid-state imaging device mounted on the substrate. In these drawings, a solid-
これにより、固体撮像素子101の表面に形成されているマイクロレンズ103と透光性部材107との間に空間が形成されるが、この空間内に水分、粉塵などが入り込まないように、例えば特開平08−148666号公報に開示された固体撮像装置は、開口部106aの空間が気密封止された状態となるように構成されている。このような固体撮像装置は、装置全体が小型化及び薄型化が可能になるとともに、撮像領域上における結露や撮像劣化を防止して信頼性を確保できるなど多くの利点を有するものである。
As a result, a space is formed between the
ところが、上記特開平08−148666号公報に開示された固体撮像装置の構造の場合、受光エリア102を取り囲むように固体撮像素子101表面の全周囲を異方導電性接着剤等の接着剤104で接着するため、その異方導電性接着剤等の接着剤104が受光エリア102側にしみ出してしまうことがある。具体的には図7に示すように、接着材104がマイクロレンズ103の表面の複数の凸レンズ110の間の溝110aに、毛管現象により接着剤104が流れ込んで行ってしまう。特に、図5に示すように、固体撮像素子101の電極パッド108が2方向のみである場合、電極パッド108のない2方向にも異方導電性接着剤等の接着剤104を塗布せねばならず、この場合、この方向には配線パターンが無いため接着剤104が流れ出しやすく、歩留まりの確保が難しかった。
However, in the case of the structure of the solid-state imaging device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-148666, the entire periphery of the surface of the solid-
従って、上記の構造では異方導電性接着剤等の接着剤104の受光エリア102へのしみ出しによる歩留りの低下という問題があった。さらに、しみ出した接着剤104の影響により、固体撮像素子101の撮像特性が劣化してしまうという問題もあった。
Therefore, in the above structure, there is a problem in that the yield decreases due to the
また、従来の固体撮像素子101のマイクロレンズ103の形成範囲は、膜厚の均一化のために受光エリア102よりも大きめに形成されたカラーフィルタの形成範囲と慣例的にほぼ合わされており、有効受光エリア102の端部102aより4周とも外側に距離L1だけ、通常は200μm以上の距離だけ、ボンディング部とマイクロレンズ領域との距離が近い。よって、ボンディング部の接着剤104がしみ出した場合、図7に示すように、接着剤104がマイクロレンズ103の領域にまで到達しやすかった。一旦、接着剤104がマイクロレンズ103の表面にまで到達してしまうと、毛管現象により接着剤104が有効受光エリア102にまで広がってしまい、このことが接着剤104の受光エリア102へのしみ出しの大きな原因となっていた。
Further, the formation range of the
そこで、特開2002−124654号公報には、上記課題を解決するために、基板106の開口部106aの端面からマイクロレンズ領域までの距離を固体撮像素子101表面と基板106との間隔(接着剤104の厚さ)の2.5倍以上とする、固体撮像素子101表面や基板106の開口端部に堤防や溝を設ける、等の提案が開示されている。
しかし、特開2002−124654号公報に記載の固体撮像素子の場合、基板106の開口部106aを必要以上に大きく取るように構成すること、固体撮像素子101の表面の端部に堤防、溝等を設けること、等は、コストアップとなってしまう等の問題がある。さらに、特開2002−124654号公報に記載の提案によれば、チップサイズを小型化するという要求に反する。
However, in the case of the solid-state imaging device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-124654, the opening 106a of the
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、チップサイズの小型化を可能とし、さらに接着剤あるいは封止樹脂などが固体撮像素子の受光エリアへしみ出すのを防止して歩留まりの向上を図るともに、撮像特性の劣化を防止して高い信頼性と歩留まりを有する固体撮像素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and enables reduction in the chip size, and further prevents the adhesive or sealing resin from oozing out to the light receiving area of the solid-state imaging device and improves the yield. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having high reliability and yield by preventing deterioration of imaging characteristics.
上記課題を解決するため、請求項1に係わる発明は、受光素子面にマイクロレンズが形成された固体撮像素子において、該マイクロレンズの形成されている範囲が、少なくとも1辺において有効受光エリアの端面に略一致していることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に係わる発明は、受光素子表面にマイクロレンズが形成された固体撮像素子において、該マイクロレンズの形成されている範囲が、少なくとも1辺において有効受光エリアの端面より外側に画素10列分以下とされていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the solid-state imaging device in which the microlens is formed on the surface of the light receiving element, the range in which the microlens is formed corresponds to 10 columns of pixels outside the end face of the effective light receiving area on at least one side. It is characterized as follows.
以上のような構成により、チップサイズを小型化するとともに、接着剤あるいは封止部材の受光エリアへのしみ出しによる撮像特性への悪影響を防止して、高歩留まりで高信頼性の固体撮像装置が実現可能となる。 With the configuration as described above, the chip size is reduced, and the adverse effect on the imaging characteristics due to the seepage of the adhesive or the sealing member to the light receiving area is prevented, so that a solid-state imaging device with high yield and high reliability can be obtained. It becomes feasible.
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、接着剤あるいは封止樹脂の有効受光エリアへのしみ出しを防止して、撮像特性の劣化を防ぐと共に、小型、薄型で封止作業性の良い高歩留まり及び高信頼性の固体撮像素子を得ることできる。また、固体撮像素子のチップサイズ小型化することが可能となり、より小型の固体撮像素子が実現し得る。 As described above based on the embodiments, according to the present invention, it is possible to prevent the adhesive or sealing resin from seeping into the effective light receiving area, thereby preventing the deterioration of the imaging characteristics, and the small and thin sealing. A high-yield and high-reliability solid-state imaging device with good workability can be obtained. In addition, the chip size of the solid-state image sensor can be reduced, and a smaller solid-state image sensor can be realized.
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係わる固体撮像素子の平面図である。図2は、図1の固体撮像素子と基板を含む固体撮像装置の断面図である。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device including the solid-state imaging element and substrate of FIG.
図2において、半導体チップである、マイクロレンズ3付きの固体撮像素子1は、固体撮像素子1の有効受光エリア2に対向した開口部6aを有する可撓性基板等からなる基板6上に搭載される。固体撮像素子1の突起電極である電極パッド5は、異方導電性接着剤等の接着剤4により、バンプ4aを介して基板6の一方の面に形成された配線パターンに電気的に接続されている。基板6の他方の面には、透光性部材7が接着剤にて接着される。
In FIG. 2, a solid-
固体撮像素子1の表面に形成されているマイクロレンズ3と透光性部材7との間に空間が設けられているが、この空間内に水分、粉塵などが入り込まないように、固体撮像装置は、開口部6aの空間が気密封止された状態となるように、上述した接着剤4が有効受光エリア2の周囲に設けられている。なお、接着剤4の代わりに封止樹脂を用いてもよい。
A space is provided between the
また、基板6は可撓性基板に限らず、セラミック、ガラエポ、金属等の硬質基板でも良い。透光性部材7としては、ガラスは勿論のこと、塩化ビニールやアクリル等の透明樹脂や、ローパスフィルター、IRカットフィルター、レンズ、プリズム等の光学部材でも良い。
Further, the
さらにまた、電極パッド5は、ワイヤボンド方式で形成されたAu、Cu等のスタットバンプやメッキ方式で形成されたAu、Ag、Cu、In、ハンダ等のバンプの他、金属ボールや表面に金属メッキされた樹脂ボール、印刷等でパターン形成された導電性接着剤等でも良い。
Furthermore, the
ここで、マイクロレンズ3が形成されている範囲(以下、マイクロレンズ形成範囲という)R1が、少なくとも1辺において有効受光エリア2の範囲(以下、有効受光範囲という)R2に略一致している。言い換えると、有効受光エリア2の面に直交する方向から固体撮像素子1を見たときに、有効受光エリア2の縁部2aである有効受光範囲R2の縁部の少なくとも1辺は、マイクロレンズ形成範囲R1の縁部に略一致している。
Here, a range R1 in which the
なお、より詳細には、図1に示すように、マイクロレンズ形成範囲R1は、各辺において、有効受光範囲R2の縁部よりも、外側に画素10列分、あるいは画素9列分以下の寸法だけ大きい範囲を有する。当然に、画素10列分以下であれば少ないほどよく、可能であれば有効受光エリア2の端面に一致しているのがベストである。しかし、マイクロレンズ形成範囲R1の最外周端部ではマイクロレンズ3の形状不良が発生し易いため、画素5〜10列分程度までマイクロレンズ3を有効受光エリア2の外側まで形成しておく方が好ましい。
In more detail, as shown in FIG. 1, the microlens formation range R1 has dimensions of 10 pixels or 9 pixels or less outside the edge of the effective light receiving range R2 on each side. Only have a large range. Naturally, it is better that the number of pixels is 10 columns or less, and if possible, it is best to match the end face of the effective
図3は、マイクロレンズ形成範囲R1の縁部と有効受光範囲R2の縁部を説明するための図である。図4は、図2のBで示す部分の拡大断面図である。マイクロレンズ形成範囲R1が、有効受光範囲R2の4辺の各辺である各縁部と略一致する範囲を有しているが、図3及び図4に示すように、マイクロレンズ形成範囲R1は、有効受光範囲R2の4辺の各辺よりも外側にL1の距離だけ、有効受光範囲R2よりも大きい。このL1は、上述した画素10列分以下の長さである。 FIG. 3 is a diagram for explaining the edge of the microlens formation range R1 and the edge of the effective light receiving range R2. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by B in FIG. The microlens formation range R1 has a range that substantially coincides with each edge that is each of the four sides of the effective light receiving range R2, but as shown in FIGS. The effective light receiving range R2 is larger than the effective light receiving range R2 by a distance L1 outside the four sides. This L1 has a length of 10 pixels or less as described above.
例えば、1画素の大きさが5μmの場合、距離L1は、10画素分すなわち50μmである。よって、このような固体撮像装置によれば、電極パッド8とマイクロレンズ形成領域R1との距離が、上述した従来品に比べ、約150μmほど遠くなるため、電極パッド部の接着剤4がはみ出しても接着剤4がマイクロレンズ領域にまで到達し難くなる。したがって、接着剤4の有効受光エリア2へのしみ出しを防止することができ、固体撮像素子1の撮像特性の劣化を防止するとともに、高歩留まりで高信頼性のある固体撮像装置が実現できる。
For example, when the size of one pixel is 5 μm, the distance L1 is 10 pixels, that is, 50 μm. Therefore, according to such a solid-state imaging device, since the distance between the electrode pad 8 and the microlens formation region R1 is about 150 μm as compared with the conventional product described above, even if the adhesive 4 in the electrode pad portion protrudes. It becomes difficult for the adhesive 4 to reach the microlens region. Therefore, it is possible to prevent the adhesive 4 from seeping out into the effective
なお、図3に示すように、本実施の形態では、マイクロレンズ形成範囲R1の4辺が、有効受光範囲R2の縁部と略一致している例を説明したが、固体撮像素子1の電極パッド5が2方向のみ、あるいは1方向のみに設けられる場合であって、どうしても電極パッド5のある方向からは接着剤4がマイクロレンズ3まで到達し易くなってしまう。そのような場合は、電極パッド5のある2方向、あるいは1方向からの接着剤4のマイクロレンズ3への流れ込みを防止すればよいので、マイクロレンズ形成範囲R1の少なくとも2辺、あるいは1辺が、有効受光範囲R2の縁部と略一致していれば良い。さらに、1方向のみからの接着剤4の流れ込みを防止すればよい場合は、電極パッド5のある方向に対応するマイクロレンズ形成範囲R1の少なくとも1辺が、有効受光範囲R2の縁部と略一致していれば良い。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, an example in which the four sides of the microlens formation range R1 substantially coincide with the edge of the effective light receiving range R2 has been described. In the case where the
以上のように、本実施の形態によれば、接着剤あるいは封止樹脂の有効受光エリアへのしみ出しを防止して、撮像特性の劣化を防ぐと共に、小型、薄型で封止作業性の良い高歩留まり及び高信頼性の固体撮像素子を得ることできる。また、固体撮像素子のチップサイズ小型化することが可能となり、より小型の固体撮像素子が実現し得る。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the adhesive or the sealing resin from seeping out to the effective light receiving area, thereby preventing the deterioration of the imaging characteristics, and the small and thin structure with good sealing workability. A solid-state imaging device with high yield and high reliability can be obtained. In addition, the chip size of the solid-state image sensor can be reduced, and a smaller solid-state image sensor can be realized.
また、マイクロレンズ3の領域が狭くなるため、同じ有効受光エリアのサイズの固体撮像素子でも電極パッド部を有効受光エリア側により近づけられるので、チップサイズを小型化することが可能となり、より小型の固体撮像装置が実現できる。
Further, since the area of the
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 固体撮像素子、2 有効受光エリア、3 マイクロレンズ、4 接着剤、5 電極パッド、6 基板、6a 開口部、7 透光性部材
代理人 弁理士 伊 藤 進
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該マイクロレンズの形成されている範囲の少なくとも1辺は、前記固体撮像素子の有効受光エリアの縁部に略一致していることを特徴とする固体撮像素子。 A solid-state imaging device having a microlens formed on the surface of the light receiving element,
A solid-state imaging device, wherein at least one side of a range where the microlenses are formed substantially coincides with an edge of an effective light receiving area of the solid-state imaging device.
The at least one side substantially coincides with the edge of the effective light receiving area of the solid-state imaging device within a distance of 10 columns outside the edge of the effective light receiving area. Solid-state image sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004165985A JP2005347556A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Solid-state imaging element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004165985A JP2005347556A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Solid-state imaging element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005347556A true JP2005347556A (en) | 2005-12-15 |
Family
ID=35499634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004165985A Withdrawn JP2005347556A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Solid-state imaging element |
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Country | Link |
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2004
- 2004-06-03 JP JP2004165985A patent/JP2005347556A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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