JP2008187554A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多層配線基板に設ける凹部の内周部から漏出する光を遮光した固体撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像素子と該撮像素子を実装した回路基板と、該回路基板を覆う筐体と、該筐体内部に具備されたレンズとを有する固体撮像装置において、回路基板は多層配線基板２１からなり、該多層配線基板２１は撮像素子１２を収納する凹部１５を有し、該凹部１５の底面１５ａと撮像素子１２との間、及び凹部１５の内周部１３、１４と撮像素子１２の外周部１２ａとの間に遮光性を有する遮光性部材１０ａ、１０ｂが充填されてなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は固体撮像装置に関し、特に携帯電話機等の携帯機器に搭載される固体撮像装置に関する。

携帯電話機等の携帯機器に搭載される固体撮像装置は更なる小型化が要請されている。従来技術における固体撮像装置は、回路基板の上面に撮像素子の外形よりもやや大きい形状の凹部を設け、この凹部に撮像素子が収納されている。この場合、回路基板としては、厚さが０．６ｍｍ程度の絶縁板が採用されるが、凹部の深さが０．３〜０．４ｍｍであるとすると、凹部底面の厚さが０．２〜０．３ｍｍと薄くなり、この凹部底面から光が透過して遮光性が低下するという問題があった。この対策として凹部の底面に遮光性を有する部材を設けた例が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）。

図２は、特許文献１に開示されている従来例における固体撮像装置の構成を示す断面図である。図２に示すように、従来例における固体撮像装置は撮像素子２と該撮像素子２を実装した回路基板１と回路基板１を覆う筐体３と筐体３内部に具備されたレンズ７とを備えている。回路基板１の上面には、撮像素子２を収納するための凹部５が形成してある。凹部５内に収納されている撮像素子２の上面中央には、受光部４が位置し、撮像素子２の端子部（図示略）と回路基板１の接続端子部（図示略）とは、図示されていない回路パターンにより接続されている。凹部５は、撮像素子２の平面形状より僅かに大きい平面形状で、深さは撮像素子２の厚さにほぼ等しい深さに形成されている。さらに、凹部５の底面と撮像素子２の底面との間に遮光性を有するアンダーフィル８を充填し、回路基板１の薄くなっている部分の遮光性を向上させたものである。

特開２００５−４５６３５号公報（第３−４頁、第２図）

しかしながら、固体撮像装置の性能の向上と小型化の要求により、回路基板として多層配線基板が用いられるようになっている。図３は多層配線基板に撮像素子を配置するための凹部を設けた例を示す断面図である。図３に示すように多層配線基板１１に凹部５を設けた場合、凹部５の底面部だけでなく、凹部５の内周部においても多層配線基板１１を構成し積層されている基板１１ａ、１１ｂの間及び基板１１ｂ、１１ｃの間からも光が漏出するおそれがあり遮光性に問題があった。
また、凹部５の側面から発生する塵が撮像素子２の受光面４に付着するおそれがあった。
さらに、従来技術における固体撮像装置では裏面より約３００ｇｆの点加重でフォーカスズレの不具合が発生する等、信頼性に問題があった。

（発明の目的）
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、多層配線基板に設ける凹部の内周部と前記撮像素子の外周部との間に遮光性を有する遮光性部材を充填することによって凹部の内周部から漏出する光を遮光するとともに凹部の側面から発生する塵が撮像素子の受光面に付着するのを防止し、あわせて耐衝撃性の向上等信頼性を確保し、且つ小型の固体撮像装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明の固体撮像装置は、撮像素子と該撮像素子を実装した回路基板と、該回路基板を覆う筐体と、該筐体内部に具備されたレンズとを有する固体撮像装置において、回路基板は多層配線基板からなり、該多層配線基板は撮像素子を収納する凹部を有し、該凹部の底面と撮像素子との間、及び凹部の内周部と撮像素子の外周部との間に遮光性を有する遮光性部材が充填されてなることを特徴とする。

また、凹部は底面側に位置する第１の内周部と、開放側に位置し該第１の内周部に比較して内径が大きい第２の内周部と、第１の内周部と第２の内周部との境界に設ける段部とを有し、第１の内周部は撮像素子の案内部であることを特徴とする。

また、段部に接続端子部を有し、該接続端子部と撮像素子の端子部とがボンディングワイヤーで電気的に接続され、該ボンディングワイヤーが遮光性部材により封止されてなることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、多層配線基板に設ける凹部の内周部と撮像素子の外周部との間に遮光性を有する遮光性部材を充填することによって凹部の内周部から漏出する光を遮光するとともに、充填した遮光性部材がボンディングワイヤーの封止を兼ねることにより信頼性を確保し且つ小型の固体撮像装置を実現することが出来る。
また、凹部の側面から発生する塵が撮像素子の受光面に付着するのを防止することができるとともに、耐衝撃性を向上させることが出来る。

図１は本発明の実施形態における固体撮像装置を示す図である。本実施形態における固体撮像装置の基本的な構造は従来例と類似しているため従来例と同様の構成要素については、同一番号を付与し説明は省略する。以下、図に基づいて具体的実施例について説明する。

図１は本実施例における固体撮像装置を示す概略で、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）における固体撮像装置の一部を示す断面図である。本実施例における固体撮像装置の基本構造は従来例と類似するが以下簡単に説明する。図１に示すように本実施例における固体撮像装置は撮像素子１２と該撮像素子１２を実装した回路基板としての多層配線基板２１と、この多層配線基板２１を覆う筐体３と、筐体３内部に具備されたレンズ７とを備えている。多層配線基板２１は、第１の基板２１ａ、第２の基板２１ｂ、第３の基板２１ｃが順次積層配置されている。

また、多層配線基板２１の上面には撮像素子１２を収納するための凹部１５が形成されており、凹部１５はその底面側に位置する第１の内周部１３と、開放側に位置し第１の内周部１３に比較して内径が大きい第２の内周部１４と、第１の内周部１３と第２の内周部１４との境界に設ける段部１６とを備えている。凹部１５の底面１５ａは第１の基板２１ａで形成され、第１の内周部１３は第２の基板２１ｂに形成され、第２の内周部１４は第３の基板２１ｃに形成され、段部１６は第２の基板２１ｂの上面となっている。

凹部１５内に収納されている撮像素子１２の上面中央には受光部４が位置し、受光部４の両側に端子部１７ａ、１７ｂが形成されている。また、凹部１５の段部１６には撮像素子１２の端子部１７ａ、１７ｂに対応する位置にそれぞれ接続端子部１８ａ、１８ｂが設けられている。さらに、撮像素子１２の端子部１７ａ、１７ｂと接続端子部１８ａ、１８ｂとは、ボンディングワイヤー１９ａ、１９ｂによりそれぞれ接続されている。なお、凹部１５の深さは、撮像素子１２を収納した状態で第２の基板２１ｂの上面と撮像素子１２の上面とがほぼ一致するように設定されている。

凹部１５の第１の内周部１３は、撮像素子１２の平面形状より僅かに大きい平面形状で、深さは撮像素子１２の厚さに比較して小さい値に設定する。これによって第１の内周部１３は撮像素子１２の案内部の役割を果たし、撮像素子１２を凹部１５内に収納するときの位置決めとなり、撮像素子１２を所定の位置に配置することができる。さらに、凹部１５の底面１５ａと撮像素子１２の底面との間に遮光性を有する遮光性部材１０ａを充填し、多層配線基板２１の薄くなっている部分、即ち凹部１５の底面部の遮光性を向上させている。

凹部１５の第２の内周部１４は、撮像素子１２の平面形状より大きい平面形状に設定されている。この第２内周部１４の内部及び第１の内周部と撮像素子１２の外周部１２ａとの間に遮光性を有する遮光性部材１０ｂを充填する。これによって多層配線基板２１を構成する第１、第２、第３の基板２１ａ、２１ｂ、２１ｃ同士の隙間が遮光され、凹部１５の第１、第２の内周部１３、１４から漏出する光を遮光することができる。さらに、遮光性部材１０ｂは撮像素子１２の受光部４を除く上面を覆うように形成されており、これによってボンディングワイヤー１９ａ、１９ｂを封止し、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
なお、本実施例においては、遮光性部材１０ａ、１０ｂとして熱硬化型の黒色ペースト状のエポキシ樹脂を用いた。

次に、本実施例における固体撮像装置の遮光性部材１０の充填方法について簡単に説明する。まず多層配線基板２１の凹部１５の底面１５ａ、即ち第１の内周部１３の内部に所定の量の遮光性部材１０ａを充填する。充填量は凹部１５の底面１５ａ全てが覆われる量とする。次に凹部１５の第１の内周部１３を案内として撮像素子１２を凹部１５に配置し遮光性部材１０ａを介して固定する。このとき、遮光性部材１０ａは凹部１５の底面１５ａと撮像素子１２の底部とで押圧され第１の内周部１３と撮像素子１２との間にも遮光性部材１０ａが充填される。これによって、多層配線基板２１の凹部１５の底面１５ａが黒色の遮光性部材１０ａで覆われるると共に、第１の基板２１ａと第２の基板２１ｂとの隙間が塞がれ、この隙間から漏れる光を遮光することができる。なお、遮光性部材１０ａとしては黒色ペースト状のエポキシ樹脂を用い、これを７０℃で６０分間から１８０℃で３０分間程度の範囲で加熱して硬化させた。また、撮像素子１２を凹部１５に固定するときは撮像素子１２の上面と第２の基板２１ｂの上面とがほぼ一致するように調整しておく。

次に、撮像素子１２の端子部１７ａ、１７ｂと、凹部１５の段部１６に設けた接続端子部１８ａ、１８ｂとを、ボンディングワイヤー１９ａ、１９ｂによりそれぞれ電気的に接続する。その後、凹部１５の第２の内周部１４の内部及び第１の内周部１３と撮像素子１２の外周部１２ａの隙間に遮光性部材１０ｂを充填する。さらに、遮光性部材１０ｂを撮像素子１２の受光部４を除く上面及び多層配線基板２１の一部を覆うように形成し、これによってボンディングワイヤー１９ａ、１９ｂを封止する。遮光性部材１０ｂは前述の遮光性部材１０ａと同様に硬化させることにより撮像素子１２の装着が完了する。これによって、第２の基板２１ｂと第３の基板２１ｃとの隙間が塞がれ、この隙間から漏れる光を遮光することができる。このように多層配線基板２１の凹部１５の底面１５ａ、第１の内周部１３と撮像素子１２の外周部１２ａの隙間及び第２の内周部１４の内部が黒色のエポキシ樹脂からなる遮光性部材１０ａ、１０ｂで覆われるため多層配線基板２１の遮光性が向上する。

以上のように本実施例によれば、多層配線基板２１に設ける凹部１５の底面１５ａと撮像素子の底部との間と、多層配線基板２１に設ける凹部１５の第２の内周部１４の内部及び第１の内周部と撮像素子１２の外周部１２ａとの間に遮光性を有する遮光性部材１０ａ、１０ｂを充填することによって凹部１５の底面１５ａ及び第１、第２の内周部１３、１４から漏出する光を遮光することができる。さらに、充填した遮光性部材１０ｂがボンディングワイヤー１９ａ、１９ｂの封止を兼ねることにより電気的接続の信頼性を確保し且つ小型の固体撮像装置を実現することが出来る。
また、凹部１５の側面から発生する塵が撮像素子１２の受光面４に付着するのを防止することができる。
さらに、裏面より約１．５ｋｇｆまでの点加重に対してもフォーカスズレの不具合の発生を防止し、従来技に対して約５倍の点加重に耐えることが可能となり耐衝撃性を向上させることが出来る。

なお、本実施例においては、多層配線基板が３層構造である例で説明したが、この形状に限定されるではなく必要に応じて適宜設定することができる。
また、遮光性部材として黒色のエポキシ樹脂を用いた場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、必要に応じて各種の樹脂材料を用いることができる。
また、凹部に段部を設けた例で説明したが、この形状に限定されるではなく段部の無い凹部の場合でも同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例における固体撮像装置を示す概略図で、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）における固体撮像装置の一部を示す断面図である。 従来技術における固体撮像装置を示す概略断面図である。 従来技術における固体撮像装置の他の例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 回路基板
２ 撮像素子
３ 筐体
４ 受光部
５ 凹部
７ レンズ
８ アンダーフィル
１０ａ、１０ｂ 遮光性部材
１１ 多層配線基板
１２ 撮像素子
１２ａ 撮像素子の外周部
１３ 第１の内周部
１４ 第２の内周部
１５ 凹部
１５ａ 凹部の底面
１６ 段部
１７ａ、１７ｂ 端子部
１８ａ、１８ｂ 接続端子部
１９ａ、１９ｂ ボンディングワイヤー
２１ 多層配線基板
２１ａ 第１の基板
２１ｂ 第２の基板
２１ｃ 第３の基板

Claims (3)

1. 撮像素子と該撮像素子を実装した回路基板と、該回路基板を覆う筐体と、該筐体内部に具備されたレンズとを有する固体撮像装置において、前記回路基板は多層配線基板からなり、該多層配線基板は前記撮像素子を収納する凹部を有し、該凹部の底面と前記撮像素子との間、及び前記凹部の内周部と前記撮像素子の外周部との間に遮光性を有する遮光性部材が充填されてなることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記凹部は底面側に位置する第１の内周部と、開放側に位置し該第１の内周部に比較して内径が大きい第２の内周部と、前記第１の内周部と前記第２の内周部との境界に設ける段部とを有し、前記第１の内周部は前記撮像素子の案内部であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記段部に接続端子部を有し、該接続端子部と前記撮像素子の端子部とがボンディングワイヤーで電気的に接続され、該ボンディングワイヤーが前記遮光性部材により封止されてなることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
   
   

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