JP2007165656A

JP2007165656A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2007165656A
Application number: JP2005360916A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ogawa; 俊彦小川
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】アオリ精度を高くして取り付けることができる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】固体撮像装置２を、固体撮像素子３が形成された半導体基板５と、固体撮像素子３の撮像面４を覆って保護するガラス板６と、このガラス板６を保持して撮像面４を密封するパッケージ７とから構成する。パッケージ７はパッケージ蓋１３とパッケージ底板１２とから構成する。半導体基板５はパッケージ７の外部に突出するようにし、この突出した部分の上面を位置決め基準面１０とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒に対して固体撮像装置を位置決めするための位置決め基準面を有する固体撮像装置に関する。

固体撮像装置を使用したデジタルカメラやビデオカメラなどの撮影機器が普及している。固体撮像装置を撮影機器内に取り付けるときには、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒に対して固体撮像装置を正確に位置決めすることが重要である。ここで、撮影レンズの光軸に垂直な面と、固体撮像装置の撮像面との平行度をできるだけ高くする（アオリ精度をできるだけ高くする）ことが好ましい。

従来においては、図６に示すように、パッケージ化された固体撮像装置１００を接着剤１０１によって実装基板１０２に接着し、この実装基板１０２の表面１０２ａをレンズ鏡筒１０３の端面１０３ａに突き当てて位置決めするのが一般的であった。固体撮像装置１００は、固体撮像素子１０４が形成された半導体基板１０５と、この半導体基板１０５を密封するパッケージ１０６とから構成されており、半導体基板１０５は接着剤１０７を介してパッケージ１０６の底部に固定されている（例えば、特許文献１参照）。

また、図７に示すように、固体撮像装置２００のパッケージ２０１の一部を突出させ、この突出部の上面２０１ａをレンズ鏡筒２０２の端面２０２ａに突き当てて位置決めする技術も知られている。固体撮像装置２００は、固体撮像素子２０３が形成された半導体基板２０４と、この半導体基板２０４を密封するパッケージ２０１とから構成されており、半導体基板２０４は接着剤２０５を介してパッケージ２０１の底部に固定されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−９４５３４号公報特開平５−４６０４６号公報

しかしながら、図６で示した前者の技術では、接着剤１０７の厚み及び接着剤１０１の厚みを要求されたものにすることが困難であるとともに、パッケージ１０６の平坦度を高くすることも容易ではなく、アオリ精度を高くすることが難しかった。また、図７で示した後者の技術では、パッケージ２０１の厚みのバラツキがアオリ精度に影響を及ぼすことがなくなるものの、接着剤２０５を介して半導体基板２０４を接着しているため、やはりアオリ精度を十分に高めることが難しかった。

本発明は、アオリ精度を高くしてレンズ鏡筒に位置決めすることができる固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、表面に固体撮像素子の撮像面が形成された半導体基板と、前記撮像面を覆って保護する透明板を保持するとともに前記撮像面を密封するパッケージとを有する固体撮像装置に関し、前記半導体基板の表面の一部領域は前記パッケージの外部に露呈しており、この一部領域を、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒に対して固体撮像装置を位置決めするための位置決め基準面として用いることを特徴とする。

前記パッケージは、前記半導体基板の裏面が接着されるパッケージ底板と、前記透明板を保持して前記撮像面を覆って前記パッケージ底板及び前記表面に接着されるパッケージ蓋とから構成され、前記半導体基板は前記パッケージ蓋の外部へ突出しており、この突出部分の表面を前記位置決め基準面として用いることが好ましい。前記半導体基板は、ある一方向の両端部が前記パッケージ蓋の外部へ突出しており、これらの突出部分の前記表面を前記位置決め基準面として用いることが好ましく、これにより、固体撮像装置が安定してレンズ鏡筒に取り付けることができる。

本発明の固体撮像装置によれば、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒に対して固体撮像装置を位置決めするための位置決め基準面が、固体撮像素子の撮像面と同一の面に形成されているため、撮影レンズの光軸に垂直な面と固体撮像装置の撮像面との平行度を高く、つまりアオリ精度を高くすることができる。

図１〜図３に示すように、固体撮像装置２は、上面（表面）５ａに固体撮像素子３の撮像面４が形成された半導体基板５と、撮像面４を覆って保護するガラス板６と、このガラス板６を保持するとともに撮像面４を密封するパッケージ７とを有している。なお、図２は図１のII−II線に沿って切断したときの断面図を示しており、図３は図１のIII−III線の沿って切断したときの断面図を示している。

半導体基板５は、シリコン製の半導体ウエハが矩形状に分割されたもので、上面５ａの中央部には固体撮像素子３の撮像面４が形成されている。撮像面４はマトリクス状に配置された多数個の受光素子によって構成されており、これらの受光素子に蓄積された電荷は電荷結合素子（ＣＣＤ）によって搬送される。各受光素子の上には、ＲＧＢのカラーフィルタやマイクロレンズが積層されている。なお、ＣＣＤイメージセンサに替えて、Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ等を用いることもできる。

半導体基板５は後述するパッケージ蓋１３の外部へ突出するようにされており、この突出部分の上面は位置決め基準面１０とされている。言い換えると、上面５ａの長手方向における両端部が位置決め基準面１０とされている。この位置決め基準面１０は、後述するレンズ鏡筒に固体撮像装置２を位置決めするためのものである。上面５ａの短手方向における両端部には、複数個の外部端子１１が設けられている。

パッケージ７は、パッケージ底板１２と、パッケージ蓋１３とから構成される。パッケージ底板１２の材料にはセラミックを用い、パッケージ蓋１３の材料にはプラスチックを用いているが、材料はこれに限定されず、例えばパッケージ底板１２の材料にプラスチックを用いてもよい。パッケージ底板１２は、半導体基板５の下面（裏面）５ｂに接着されている。パッケージ底板１２は、長手方向で半導体基板５と同じ長さにされ、短手方向で半導体基板５より長くされ少し突出するようにされている。パッケージ底板１２の短手方向で突出した部分の上面には複数の接続部１４が設けられ、パッケージ底板１２の下面には接続部１４に電気的に接続されたリード部（図示なし）が設けられている。接続部１４は、半導体基板５の外部端子１１と金属線１５を介して接続される。

パッケージ蓋１３は、箱状に形成され、下面が開口とされている。パッケージ蓋１３はガラス板６を保持しており、このガラス板６は撮像面４を覆うようにして配置される。パッケージ蓋１３は、撮像面４より一回り大きなサイズとされており、撮像面４、外部端子１１、金属線１５、及び接続部１４を覆って密封するとともに、位置決め基準面１０を露呈させて、パッケージ底板１２の上面１２ａ及び半導体基板５の表面に接着剤によって接着されている。パッケージ蓋１３には、半導体基板５の長手方向の両端部を挿通させるための開口１３ａが形成されている。

固体撮像装置２のパッケージング工程を以下で説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、半導体基板５とパッケージ底板１２とを準備し、半導体基板５の下面５ｂをパッケージ底板１２の上面１２ａに接着剤によって接着する。

次に、図４（Ｂ）に示すように、半導体基板５の外部端子１１と、パッケージ底板１２の接続部１４とに金属線１５をボンディングする。この後、図４（Ｃ）に示すように、パッケージ蓋１３を接着剤によってパッケージ底板１２の上面１２ａ及び半導体基板５の表面に接着する。以上の工程を経て固体撮像装置２のパッケージングが完了する。

図５を用いて、上記した固体撮像装置２を、撮影レンズ３０が組み込まれたレンズ鏡筒３１に取り付ける取付作業について説明する。固体撮像装置２は実装基板３２に実装され、この実装基板３２と共にレンズ鏡筒３１に取り付けられる。固体撮像装置２を取り付ける際には、まず、固体撮像装置２の位置決め基準面１０を、レンズ鏡筒３１のレンズ鏡筒側の位置決め基準面である端面３１ａに突き当てて位置決めを行う。次に、位置決め基準面１０を端面３１ａに突き当てた状態で、半導体基板５とレンズ鏡筒３１とを接着剤によって接着する。ここで、半導体基板５の替わりにパッケージ底板１２とレンズ鏡筒３１とを接着するようにしてもよいし、実装基板３２とレンズ鏡筒３１とを接着するようにしてもよい。

本発明の固体撮像装置２によれば、固体撮像装置２の位置決め基準面１０が撮像面４と同一の面に形成されているため、撮影レンズ３０の光軸３３に垂直な面と撮像面４との平行度を高く、つまりアオリ精度を高くして固体撮像装置２を取り付けることができる。

なお、上記実施形態では、固体撮像装置をレンズ鏡筒に直接に取り付ける例で説明を行ったが、固体撮像装置を、レンズ鏡筒が取り付けられたカメラ本体に取り付ける構成であってもよい。

上記実施形態では、半導体基板をパッケージの外部に突出させる例で説明を行ったが、半導体基板の表面の一部領域がパッケージの外部に露呈する構成であればよく、例えばパッケージ蓋にパッケージ内の密封性に影響を与えないようにして開口を形成し、この開口から半導体基板の表面の一部領域を露呈させ、この一部領域を位置決め基準面としてもよい。

固体撮像装置の外観斜視図である。図１のII−II線に沿って切断したときの固体撮像装置の断面図である。図１のIII−III線に沿って切断したときの固体撮像装置の断面図である。固体撮像装置のパッケージング工程を説明する説明図である。固体撮像装置の位置決め作業について説明する説明図である。従来における固体撮像装置の位置決め作業について説明する説明図である。従来における固体撮像装置の位置決め作業について説明する説明図である。

符号の説明

２固体撮像装置
３固体撮像素子
４撮像面
５半導体基板
７パッケージ
１０位置決め基準面
１２パッケージ底板
１３パッケージ蓋

Claims

表面に固体撮像素子の撮像面が形成された半導体基板と、前記撮像面を覆って保護する透明板を保持するとともに前記撮像面を密封するパッケージとを有する固体撮像装置において、
前記半導体基板の表面の一部領域は前記パッケージの外部に露呈しており、この一部領域を、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒に対して固体撮像装置を位置決めするための位置決め基準面として用いることを特徴とする固体撮像装置。
前記パッケージは、前記半導体基板の裏面が接着されるパッケージ底板と、前記透明板を保持して前記撮像面を覆って前記パッケージ底板及び前記表面に接着されるパッケージ蓋とから構成され、
前記半導体基板は前記パッケージ蓋の外部へ突出しており、この突出部分の前記表面を前記位置決め基準面として用いることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。