JP2009171065A - Solid imaging apparatus, method for manufacturing solid imaging apparatus and photographing device using solid imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光素子が形成された固体撮像素子によって被写体の像を撮像する固体撮像装置、その製造方法、およびその固体撮像装置を用いた撮影装置に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device that captures an image of a subject using a solid-state imaging device on which a light-receiving element is formed, a manufacturing method thereof, and an imaging apparatus using the solid-state imaging device.
デジタルカメラおよびビデオカメラなどの撮影装置は、被写体からの光を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて被写体の画像データを形成する。撮影装置には、撮像レンズによって結像された被写体からの光を認識する撮像部である固体撮像装置が備えられている。固体撮像装置によって認識された光は、固体撮像装置内部の固体撮像素子によって電気信号に変換され、電気信号として出力される。出力された電気信号に基づいて撮影装置の処理部において被写体の画像が形成される。 An imaging device such as a digital camera or a video camera converts light from a subject into an electrical signal and forms image data of the subject based on the electrical signal. The imaging device includes a solid-state imaging device that is an imaging unit that recognizes light from a subject imaged by an imaging lens. The light recognized by the solid-state imaging device is converted into an electrical signal by a solid-state imaging device inside the solid-state imaging device and output as an electrical signal. An image of the subject is formed in the processing unit of the photographing apparatus based on the output electric signal.
上述のような固体撮像装置の従来の構成としては、固体撮像素子が平行平面板状の保護ガラスを備えたユニットケース内に収められている構成を挙げることができる。保護ガラスは、光の入射を妨げずに、塵および埃などのユニットケースへの異物の侵入、ならびに固体撮像装置の製造工程における固体撮像素子への他の部材の接触を防ぐ。つまり、保護ガラスは、異物の付着および物理的な原因による素子の破損といった、固体撮像素子に対する悪影響から固体撮像素子を保護する部材である。 As a conventional configuration of the solid-state imaging device as described above, a configuration in which the solid-state imaging device is housed in a unit case provided with a parallel flat plate-like protective glass can be exemplified. The protective glass prevents entry of foreign matter into the unit case such as dust and dust, and contact of other members with the solid-state imaging device in the manufacturing process of the solid-state imaging device without preventing light from entering. That is, the protective glass is a member that protects the solid-state imaging device from adverse effects on the solid-state imaging device, such as adhesion of foreign substances and damage to the device due to physical causes.
このような構成を有する固体撮像装置を撮影装置に適用した場合における、固体撮像素子に入射する光の角度について、図9を用いて説明する。 The angle of light incident on the solid-state imaging device when the solid-state imaging device having such a configuration is applied to the imaging apparatus will be described with reference to FIG.
図9に示すように、撮像レンズを透過した光は、保護ガラス101を介して固体撮像素子102に到達する。仮想線O−O’は、撮像レンズを透過した光の中心軸を表している。
As shown in FIG. 9, the light transmitted through the imaging lens reaches the solid-
固体撮像素子102に入射する光のうち、仮想線O−O’から離れた位置に入射する光ほど仮想線O−O’から外側へ広がるような角度を有する。光が保護ガラス101内に入射する際、内側に屈折されるが、保護ガラス101から出射する際、保護ガラス101への入射光と平行な光として出射される。つまり、固体撮像素子102の外側に位置するほど、仮想線O−O’から外側に離れるような角度を有する光が、固体撮像素子102に入射する。
Of the light incident on the solid-
入射光が仮想線O−O’から外側に離れるような角度を有していると、固体撮像素子102への入射効率が低下するため、光を効率的に電気信号に変換することが困難になる。
If the incident light has an angle that leaves the imaginary line OO ′ to the outside, the incident efficiency to the solid-
上述のような平行平面板状の保護ガラスを備えた固体撮像装置を撮影装置に適用し、この固体撮像装置を小型化および薄型化した場合には、必然的に、撮像レンズを透過した光が広角化する。光の広角化によって、固体撮像素子の中心部と周辺部との間における入射効率の差がさらに拡大するため、形成された画像を閲覧すると周辺部が極端に暗くなってしまうという問題が生じる。 When a solid-state imaging device having a parallel flat plate-like protective glass as described above is applied to an imaging device and the solid-state imaging device is reduced in size and thickness, inevitably light transmitted through the imaging lens is transmitted. Widen the angle. Due to the widening of the light, the difference in incident efficiency between the central portion and the peripheral portion of the solid-state imaging device is further enlarged, and thus there arises a problem that the peripheral portion becomes extremely dark when the formed image is viewed.
固体撮像素子の保護部材として透明な平行平面板状の部材を用いた場合には、このような問題の他に、以下のような問題が生じる。 When a transparent plane-parallel plate-like member is used as a protective member for the solid-state imaging device, the following problems occur in addition to such problems.
固体撮像素子として多く用いられるCCD(charge coupled device:電荷結合素子)およびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)デバイスは、比較的広い波長の光を電気信号に変換することができる。例えば、CCDおよびCMOSデバイスは、可視光領域のみならず近赤外領域(750〜2500nm)の波長を有する光を電気信号に変換することができる。 CCD (charge coupled device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) devices that are often used as solid-state imaging devices can convert light of a relatively wide wavelength into electrical signals. For example, CCD and CMOS devices can convert light having a wavelength not only in the visible light region but also in the near infrared region (750 to 2500 nm) into an electrical signal.
しかし、通常のカメラとして用いる場合、固体撮像素子が近赤外線を電気信号に変換することは、無意味であるだけでなく、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を引き起こす。このため、通常、ビデオカメラなどの光学系に赤外カットフィルタとして色ガラスなどを挿入することによって、入射光のうち、近赤外線がカットされる。近年、装置の低コスト化および小型化のために、赤外カットフィルタとして安価な誘電体多層膜を保護ガラスに形成することによって近赤外線を反射してカットする方法が多く採用されている。 However, when it is used as a normal camera, it is not meaningless that the solid-state imaging device converts near infrared rays into an electric signal, but it causes deterioration in image quality such as a decrease in resolution and image unevenness. For this reason, normally, near-infrared rays are cut out of incident light by inserting colored glass or the like as an infrared cut filter into an optical system such as a video camera. In recent years, in order to reduce the cost and size of an apparatus, a method of reflecting near infrared rays and cutting it by forming an inexpensive dielectric multilayer film as an infrared cut filter on a protective glass has been adopted.
ここで、誘電体多層膜は、入射する光の角度によって反射する光の波長の範囲が変化する角度依存性を有している。光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜が反射できる光の波長の範囲は、より短波長へシフトする。つまり、光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜は、近赤外線が有する波長よりも短い波長を有する光を反射し易くなる。言い換えると、光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜の赤外カットフィルタとしての機能が低下する。 Here, the dielectric multilayer film has an angle dependency in which the range of the wavelength of the reflected light changes depending on the angle of the incident light. As the incident angle of light increases, the wavelength range of light that can be reflected by the dielectric multilayer film shifts to a shorter wavelength. That is, the larger the incident angle of light, the more easily the dielectric multilayer film reflects light having a shorter wavelength than that of near infrared rays. In other words, the larger the incident angle of light, the lower the function of the dielectric multilayer film as an infrared cut filter.
このため、固体撮像素子によって変換された電気信号に基づいて形成された画像は、その中心部から周辺部へ向かうに従って青みが強くなる。よって、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を十分に防止することができなくなる。 For this reason, the image formed based on the electrical signal converted by the solid-state imaging device becomes bluish as it goes from the center to the periphery. Therefore, it is impossible to sufficiently prevent deterioration in image quality such as a decrease in resolution and image unevenness.
上述のような画像の周辺部における画質の劣化という問題を解決するために、保護ガラスの上部にレンズを形成した撮像素子ユニット(固体撮像装置)が特許文献1に開示されている。また、特許文献2には、樹脂製集束レンズを有する誘電体多層膜フィルタの製造方法および固体撮像デバイス(固体撮像装置)が開示されている。
In order to solve the above-described problem of deterioration in image quality in the peripheral portion of an image, an image sensor unit (solid-state imaging device) in which a lens is formed on the upper part of a protective glass is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1の固体撮像装置について図10を、特許文献2の誘電体多層膜フィルタの製造方法、およびその製造方法により製造された誘電体多層膜フィルタを使用した固体撮像装置について図11および図12を用いて説明する。
FIG. 10 shows the solid-state imaging device of Patent Document 1, FIG. 11 and FIG. 12 show the manufacturing method of the dielectric multilayer filter of
図10に示すように、特許文献1の固体撮像装置は、ユニットケース112、ユニットケース112内に配置されたセンサチップ114、センサチップ114上に形成されたレンズ部116、およびセンサチップ114を保護する保護ガラス115を備えている。この固体撮像装置の光の入射面側には、水晶の複屈折によって光線を2つに分光するための水晶フィルタ111および被写体からの光を結像するための撮像レンズ110が備えられている。仮想線Oは、結像レンズ110から入射する光の中心軸を表している。
As shown in FIG. 10, the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 protects the
ここで、レンズ部116は、センサチップ114を構成する複数の受光画素のそれぞれ1つに対して形成された、1つのマイクロレンズ116aから構成されている。保護ガラス115は、平板状のガラス板115aおよびレンズ部115bから構成されており、ガラス板115aおよびレンズ部115bは、一体形成されている。レンズ部115bは、ガラス板115aにおける光の入射面側に形成されている。保護ガラス115に形成されたレンズ部115bは、結像作用を有していないアフォーカル系のレンズ機能を有している。
Here, the
特許文献1の固体撮像装置は、レンズ部115bを備えているので、センサチップ114の周辺部に入射する光を、仮想線Oとほぼ平行になるように屈折させる。従って、センサチップ114の周辺部における光の入射効率の低下を抑制し、得られる画像全体の均一性を達成し得る。
Since the solid-state imaging device of Patent Document 1 includes the
また、図12に示すように、特許文献2の固体撮像装置130は、ユニットケース136、ユニットケース136内に配置されたセンサチップ135、およびセンサチップ135の上部に形成された誘電体多層膜フィルタ131を備えている。誘電体多層膜フィルタ131は、センサチップ135を保護する光透過性基板134、光透過性基板134の光入射側の面に形成された誘電体多層膜133および樹脂製集束レンズ132から構成されている。
As shown in FIG. 12, the solid-
固体撮像装置130の光の入射面側には、被写体からの光を結像するための光学系140が備えられている。矢印L0は、センサチップ135の中心部に入射する光の経路を示しており、矢印L2は、センサチップ135の外周付近に入射する光の経路を示している。
An
矢印L2上を進む光は、樹脂製集束レンズ132の光の入射面において、矢印L0とより平行に近くなるように屈折する。よって、樹脂製集束レンズ132から出射し、誘電体多層膜133に入射する光は、樹脂製集束レンズ132への入射前と比較して矢印L0を進む光と平行に近くなる。つまり、固体撮像装置130の外周付近に入射する光であっても、比較的垂直な角度で誘電体多層膜133に入射させることができる。
The light traveling on the arrow L2 is refracted so as to be more parallel to the arrow L0 on the light incident surface of the
このため、固体撮像装置130は、その外周付近に入射する光の角度を適切に補正することによって、不要な赤外線をカットすることができる。よって、画像全体の解像度の低下や色ムラを防止することができる。
For this reason, the solid-
ここで、図11に示すように、特許文献2の誘電体多層膜フィルタの製造方法は、S101〜S105のような製造プロセスを含んでいる。
Here, as shown in FIG. 11, the manufacturing method of the dielectric multilayer filter of
まず、大面積の光透過性基板134および凸面成形型137を準備する(S101)。光透過性基板134の一面には、予め誘電体多層膜133が形成されている。凸面成形型137には、樹脂製集束レンズ132の凸面を転写するための凹型キャビティ137aおよび平坦な形成面137bを有している。
First, a large-area light-transmitting
大面積の光透過性基板134と凸面成形型137とを重ね合わせる。光硬化性樹脂138は、光透過性基板134と凸面成形型137とを重ね合わせる前および後いずれかの状態で充填される。そして、光透過性基板134側から紫外線を照射することによって、光硬化性樹脂138を硬化させる(S102)。
A light-transmitting
紫外線照射後の透過性基板134から凸面成形型137を分離する(S103)。これによって、複数の樹脂製集束レンズ132が形成された透過性基板134(形成体)を作製することができる。
The
切断線139に沿って、複数の樹脂製集束レンズ132が形成された誘電体多層膜フィルタ131を切断する(S104)。
The
この結果、複数の誘電体多層膜フィルタ131を製造することができる(S105)。
As a result, a plurality of dielectric
以上のように、特許文献2の誘電体多層膜フィルタの製造方法を採用すれば、光の入射位置に関わらず効率的に近赤外線をカットし得る複数の誘電体多層膜フィルタ131を、一度の製造工程で簡便に製造することができる。さらに、レンズが光硬化性樹脂から構成されているため、ガラスを用いてレンズを形成した場合とは異なり、レンズ表面を所望の形状に成形することが容易である。
As described above, when the dielectric multilayer filter manufacturing method of
ここで、カメラ付き携帯電話およびPDA(Personal Digital Assistant)などの製品の小型化および薄型化を達成するために、これらに搭載するためのカメラモジュールは、小型化および薄型化の要求が高まっている。 Here, in order to achieve miniaturization and thinning of products such as camera-equipped mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants), there is an increasing demand for miniaturization and thinning of camera modules to be mounted on them. .
しかし、図10および図12に示した固体撮像装置においては、固体撮像素子を保護するための部材である保護ガラス115および誘電体多層膜フィルタ131を、固体撮像素子の平面寸法(サイズ)より大きく形成せざるを得ない。この理由を以下に説明する。
However, in the solid-state imaging device shown in FIGS. 10 and 12, the
撮影装置を用いて被写体の像を撮影するためには、固体撮像素子によって被写体からの光が変換された電気信号を、固体撮像装置の外部にある処理部へ出力する必要がある。当然、電気信号の出力には配線が必要である。この配線として、通常、ボンディングワイヤによって固体撮像素子と処理部とを接続する。このボンディングワイヤが固体撮像素子の外側に張り出すように接続することから、ユニットケースを固体撮像素子よりも十分大きく形成する必要がある。結果として、保護ガラス115および誘電体多層膜フィルタ131を大きくせざるを得ない。そのため、上述のような固体撮像装置は小型化に不向きな構造を有している。
In order to capture an image of a subject using an imaging device, it is necessary to output an electrical signal obtained by converting light from the subject by a solid-state imaging device to a processing unit outside the solid-state imaging device. Naturally, wiring is necessary for outputting electric signals. As this wiring, the solid-state imaging device and the processing unit are usually connected by a bonding wire. Since the bonding wires are connected so as to protrude outside the solid-state image sensor, the unit case needs to be formed sufficiently larger than the solid-state image sensor. As a result, the
さらに、ボンディングワイヤを保護ガラス115および誘電体多層膜フィルタ131などに接触させないためには、ユニットケースを十分高く形成する必要があるので、上述のような固体撮像装置は薄型化することも困難である。
Furthermore, in order not to bring the bonding wire into contact with the
ここで、小型化および薄型化が容易な光学装置用モジュールが特許文献3に開示されている。特許文献3の光学装置用モジュールの構造について、図13を用いて以下に説明する。
Here,
図13に示すように、特許文献3の光学装置用モジュールは、両面に複数の導体配線150が形成された配線基板142、配線基板142上に形成された画像処理用のDSP(Digital Signal Processor)144、スペーサ143を介してDSP144と接着された固体撮像装置141、配線基板142の一部や固体撮像装置141の側面を封止する封止樹脂148、封止樹脂148上に固定されたレンズ保持具152、および固体撮像装置141と対向して配置され、かつ固体撮像装置141への光路を画定する光路画定器として機能するレンズ151を備えている。
As shown in FIG. 13, the optical device module of
固体撮像装置141は、センサチップ146、センサチップ146の有効画素領域と対向するように配置された光透過性基板145、およびセンサチップ146と光透過性基板145とを接着する接着部147から構成されている。配線基板142とセンサチップ146とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ149が、接着部147の外側に接続されている。センサチップ146およびDSP144と配線基板142とは、ボンディングワイヤ149とを介して電気的に接続されている。さらに、センサチップ146上にある有効画素領域に沿って接着部147が配置されている。またさらに、センサチップ146の平面寸法より小さい平面寸法の光透過性基板145とセンサチップ146とが、接着部147を介して接着されている。
The solid-
平面寸法の小さい光透過性基板145を用いてセンサチップ146上にある有効画素領域を封止することができるため、光透過性基板145が配線したボンディングワイヤ149に干渉しない。よって、センサチップ146の近傍に光透過性基板145を配置し得る。
Since the effective pixel region on the
つまり、ボンディングワイヤ149と他の部材との接触を回避するための空間が不要になる。このような空間を設ける必要がなくなった分だけ、固体撮像装置141の小型化および薄型化が可能である。結果として、光学装置用モジュール全体の小型化および薄型化が容易である。
しかし、特許文献1および2の固体撮像装置を撮影装置に適用した場合には、以下のような問題が生じる。
However, when the solid-state imaging devices of
特許文献1および2おいて、レンズが形成された保護部材である、保護ガラス115および誘電体多層膜フィルタ131は、それぞれ、ユニットケース112および136を覆っている。保護ガラス115および誘電体多層膜フィルタ131を、それぞれ、固体撮像素子であるセンサチップ114および135と平行になるように取り付けなければ、固体撮像素子に入射する光束の中心軸と上記レンズの中心軸とが一致せず、大きな角度を有する、傾いた状態になる。2つの中心軸間の角度ずれは固体撮像素子に入射する光の収差を拡大させるため、形成された画像の歪みやぼやけの原因になる。保護ガラス115および誘電体多層膜フィルタ131を正確に取り付けるには、ユニットケース112および136の形状が高精度に形成されていることが重要である。しかし、ユニットケース112および136の形状を高精度化するには、製造工程におけるコストアップを避けることができない。
In
また、特許文献2の誘電体多層膜フィルタ131の製造方法において、光透過性基板134の一面または両面に誘電体多層膜133を形成した後、樹脂製集束レンズ132を形成することが記載されている。
In addition, in the manufacturing method of the
通常、誘電体多層膜は40層〜50層の多層膜から構成されているため、光透過性基板の一面のみに誘電体多層膜を形成した場合、誘電体多層膜の膜応力によって光透過性基板に反りが生じる。反りが生じたままの光透過性基板上に樹脂製集束レンズを形成すると、光透過性基板の反りが樹脂製集束レンズに伝わり、特に樹脂製集束レンズの周辺部が変形する。樹脂製集束レンズが変形すると、光の入射角を適切に補正することができなくなるので、樹脂製集束レンズの変形は製品の良品率を大きく低下させる。 Normally, the dielectric multilayer film is composed of 40 to 50 multilayer films. When the dielectric multilayer film is formed only on one surface of the light transmissive substrate, the light transmittance is caused by the film stress of the dielectric multilayer film. The substrate is warped. When the resin focusing lens is formed on the light transmissive substrate with warping, the warp of the light transmitting substrate is transmitted to the resin focusing lens, and in particular, the peripheral portion of the resin focusing lens is deformed. If the resin focusing lens is deformed, the incident angle of light cannot be properly corrected. Therefore, the deformation of the resin focusing lens greatly reduces the yield rate of products.
例えば、樹脂製集束レンズの形成前に、誘電体多層膜を形成した光透過性基板をダイシングによって小片化すれば、膜応力を開放する、または無視できる程度にまで軽減することができる。しかし、先にダイシングをおこなうと、製造工程の簡略化および低コスト化を実現することができなくなる。 For example, if the light-transmitting substrate on which the dielectric multilayer film is formed before the resin focusing lens is formed by dicing, the film stress can be released or reduced to a negligible level. However, if dicing is performed first, it becomes impossible to simplify the manufacturing process and reduce the cost.
また、光透過性基板の両面に誘電体多層膜を形成した場合には、両面に形成された誘電体多層膜の膜応力が互いに打ち消しあってくれるので、樹脂製集束レンズの形成後にダイシングをおこなってもよい。しかし、光透過性基板の固体撮像素子と対向する面に誘電体多層膜を形成すると、以下のような問題が生じる。 In addition, when the dielectric multilayer film is formed on both surfaces of the light-transmitting substrate, the film stress of the dielectric multilayer film formed on both surfaces cancels each other, so dicing is performed after the resin focusing lens is formed. May be. However, when a dielectric multilayer film is formed on the surface of the light transmissive substrate facing the solid-state imaging device, the following problems occur.
誘電体多層膜は、赤外線を反射する機能には影響しない程度のひび割れを無数に有している。誘電体多層膜は温度変化に影響を受け易いので、製造工程や実装後における装置の駆動によって生じる温度変化に伴って、ひび割れが拡大する可能性がある。ひび割れが拡大し、複数のひび割れが繋がることによって、赤外線を反射する機能にはほとんど影響しない程度の、膜の微小剥離が生じる。誘電体多層膜の微小剥離を起こした小片が有効画素領域上に付着すると、画像にしみを形成してしまう。 The dielectric multilayer film has countless cracks that do not affect the function of reflecting infrared rays. Since the dielectric multilayer film is easily affected by temperature changes, cracks may expand with temperature changes caused by the manufacturing process and driving of the device after mounting. When cracks are enlarged and a plurality of cracks are connected, micro-peeling of the film occurs to such an extent that it hardly affects the function of reflecting infrared rays. If a small piece that has caused micro-peeling of the dielectric multilayer film adheres to the effective pixel region, a stain is formed on the image.
すなわち、光透過性基板の両面に誘電体多層膜を形成した場合には、固体撮像装置の良品率および長期的な信頼性が低下する。さらに、光透過性基板の両面に誘電体多層膜を形成すると、当然のことながら、固体撮像装置の小型化および薄型化の妨げになる。 That is, when the dielectric multilayer film is formed on both surfaces of the light transmissive substrate, the yield rate and long-term reliability of the solid-state imaging device are lowered. Furthermore, if dielectric multilayer films are formed on both surfaces of the light-transmitting substrate, it is a matter of course that miniaturization and thinning of the solid-state imaging device are hindered.
ここで、図3に示す特許文献3の固体撮像装置141に特許文献1または特許文献2に記載の技術を適用すると、ユニットケース作製による作業の煩雑さやコストアップ、誘電体多層膜の微小剥離を解決すると同時に、固体撮像装置の小型化および薄型化を達成し得る。
Here, when the technique described in Patent Document 1 or
特許文献1や特許文献2の問題は、以下の(1)〜(3)の理由によって解決し得る。(1)光透過性基板を有効画素領域のサイズより若干大きくするだけでよいので、ボンディングワイヤと他の部材との接触を回避するための空間が不要になる、(2)上面にレンズが形成された光透過性基板と固体撮像素子とが非常に薄い接着部を介して固定されるので、入射光の中心軸とレンズの中心軸とが大きく傾くことがない、および(3)小片化された光透過性基板を用いているので、誘電体多層膜の膜応力によるレンズの変形が起こらない。
The problems of Patent Document 1 and
しかし、特許文献2の誘電体多層膜フィルタ131を特許文献3の固体撮像装置141に適用した場合には、以下のような問題が生じる。誘電体多層膜フィルタの端部が平坦な側壁を有しているため、この側壁において光が反射される。誘電体多層膜フィルタの端部付近に入射する光が、誘電体多層膜フィルタの側壁において反射され、有効画素領域上に画像の形成に不要な光として入射する。この結果、形成される画像の画質が低下する。
However, when the
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便かつ安価な方法を用いて、小型化および薄型化を達成し、かつ高い信頼性、耐環境性および性能を有する固体撮像装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to achieve downsizing and thinning using a simple and inexpensive method, and high reliability, environmental resistance and performance. It is providing the solid-state imaging device which has.
本発明の固体撮像装置は、上記課題を解決するために、有効画素領域が形成されている固体撮像素子と、上記有効画素領域と対向して配置されている透明基板と、少なくとも透明基板の側壁を覆う被覆樹脂と、上記透明基板の光入射側の面上に配置されている光学素子とを備えている固体撮像装置であって、上記光学素子に対する接着力が上記被覆樹脂よりも高い剥離防止手段が、上記被覆樹脂と上記光学素子との間に配置されており、上記剥離防止手段は、上記被覆樹脂および上記光学素子に接していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a solid-state imaging device according to the present invention has a solid-state imaging device in which an effective pixel region is formed, a transparent substrate disposed to face the effective pixel region, and at least a side wall of the transparent substrate. A solid-state imaging device comprising: a coating resin that covers the optical substrate; and an optical element disposed on a light incident side surface of the transparent substrate, wherein the adhesion to the optical element is higher than that of the coating resin. Means is disposed between the coating resin and the optical element, and the peeling preventing means is in contact with the coating resin and the optical element.
上記構成によれば、固体撮像素子上の有効画素領域と対向して配置された透明基板の側壁に設けられている被覆樹脂上に、光学素子の剥離を防止する剥離防止手段が設けられている。光学素子は、透明基板上に形成されている。剥離防止手段は、光学素子と被覆樹脂との間に挟まれて、かつ両者に接するように設けられている。すなわち、透明基板からはみ出して形成された光学素子は、被覆樹脂ではなく、剥離防止手段に接するようになる。剥離防止手段が設けられていない場合には、透明基板からはみ出した光学素子は、被覆樹脂に接することになる。剥離防止手段は、光学素子に対する接着力が上記被覆樹脂よりも高い。そのため、剥離防止手段と接している光学素子は、被覆樹脂と接しているときに比べ、剥がれが生じにくくなる。光学素子の剥がれが生じると、光学素子が変形し、所望の光学特性が得られなくなるという問題が生じる。したがって上記構成にすることにより、所望の光学特性が得られる信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。 According to the above configuration, the anti-peeling means for preventing the optical element from being peeled is provided on the coating resin provided on the side wall of the transparent substrate disposed to face the effective pixel region on the solid-state image sensor. . The optical element is formed on a transparent substrate. The peeling preventing means is provided so as to be sandwiched between and in contact with the optical element and the coating resin. That is, the optical element formed so as to protrude from the transparent substrate comes into contact with the peeling preventing means, not the coating resin. When the peeling prevention means is not provided, the optical element protruding from the transparent substrate comes into contact with the coating resin. The peeling preventing means has a higher adhesive force to the optical element than the coating resin. Therefore, the optical element that is in contact with the peeling prevention means is less likely to peel than when it is in contact with the coating resin. When the optical element is peeled off, the optical element is deformed, causing a problem that desired optical characteristics cannot be obtained. Therefore, with the above-described configuration, it is possible to provide a highly reliable solid-state imaging device that can obtain desired optical characteristics.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板は、上記固体撮像素子よりも平面寸法が小さいことが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, the transparent substrate preferably has a smaller planar dimension than the solid-state imaging element.
上記構成によれば、固体撮像素子を保護するための透明基板が、固体撮像素子よりも平面寸法が小さいため、固体撮像装置もそれに応じて小さくなる。そのため、小型化した固体撮像装置を提供することができる。さらに、固体撮像素子において変換された電気信号を外部へ出力するための配線を、透明基板と固体撮像素子とに挟まれた空間の外部に配置することができる。そのため、透明基板と固体撮像素子とをより近くに配置することができる。したがって、固体撮像装置を低背化(薄型化)することができる。 According to the above configuration, since the transparent substrate for protecting the solid-state imaging device has a smaller planar dimension than the solid-state imaging device, the solid-state imaging device is accordingly reduced. Therefore, a miniaturized solid-state imaging device can be provided. Furthermore, wiring for outputting an electrical signal converted in the solid-state imaging device to the outside can be arranged outside the space sandwiched between the transparent substrate and the solid-state imaging device. Therefore, the transparent substrate and the solid-state image sensor can be arranged closer. Accordingly, the solid-state imaging device can be reduced in height (thinned).
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板の光入射側の面を含む一部が、上記被覆樹脂から突出していることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that a part of the transparent substrate including the light incident side surface protrudes from the coating resin.
上記構成によれば、被覆樹脂を形成する際に、硬化前の流動化した被覆樹脂が透明基板上に流れ込み、透明基板上の有効画素領域の一部又は全部を覆ってしまうことを防ぐことができる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。 According to the above configuration, when forming the coating resin, it is possible to prevent the fluidized coating resin before curing from flowing onto the transparent substrate and covering part or all of the effective pixel region on the transparent substrate. it can. Thereby, the yield of a solid-state imaging device increases, and an inexpensive solid-state imaging device can be provided.
また、被覆樹脂上に剥離防止手段を配置したときに、剥離防止手段の上面と透明基板の上面とを同じ高さにすることができる。これにより、光学素子を形成する際に、光学素子材料の漏れを防ぐこともできる。 Further, when the peeling prevention means is disposed on the coating resin, the upper surface of the peeling prevention means and the upper surface of the transparent substrate can be made the same height. Thereby, when forming an optical element, the leakage of optical element material can also be prevented.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板の、上記被覆樹脂から突出している部分の高さが、10μm〜100μmであることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the height of the portion of the transparent substrate protruding from the coating resin is 10 μm to 100 μm.
上記構成によれば、透明基板の光入射側の面(上面)が、被覆樹脂の上面よりも10μm以上露出しているため、被覆樹脂を硬化形成する際に、硬化前の流動化した被覆樹脂が透明基板上に流れ込み、透明基板上の有効画素領域の一部又は全部を覆ってしまうことをさらに防ぐことができる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。また、透明基板が露出している部分を100μm以下にすることにより、透明基板と被覆樹脂との接着部分の減少を抑え、透明基板と被覆樹脂との接着不足が生じることを抑えることができる。これにより、外部からのストレスにより、透明基板と被覆樹脂との間に亀裂が入ることを抑えることができる。 According to the above configuration, since the light incident side surface (upper surface) of the transparent substrate is exposed 10 μm or more than the upper surface of the coating resin, the fluidized coating resin before curing is formed when the coating resin is cured. Can be further prevented from flowing over the transparent substrate and covering part or all of the effective pixel region on the transparent substrate. Thereby, the yield of a solid-state imaging device increases, and an inexpensive solid-state imaging device can be provided. In addition, by setting the exposed portion of the transparent substrate to 100 μm or less, it is possible to suppress a decrease in the adhesion portion between the transparent substrate and the coating resin, and to prevent insufficient adhesion between the transparent substrate and the coating resin. Thereby, it can suppress that a crack arises between a transparent substrate and coating resin by the stress from the outside.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の厚みが、上記被覆樹脂から突出している部分の高さと同じであることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the thickness of the peeling preventing means is the same as the height of the portion protruding from the coating resin.
流動体である材料を用いて光学素子を形成する場合には、透明基板の周囲に段差があると、毛細管力によって光学素子形成材料が漏れ出してしまう。この現象により、光学素子の形成に必要な形成材料が確保されず、光学素子の一部に窪み、気泡が発生し、所望の形状を得ることができないという問題が生じる。 When an optical element is formed using a material that is a fluid, if there is a step around the transparent substrate, the optical element forming material leaks out due to capillary force. Due to this phenomenon, a forming material necessary for forming the optical element is not secured, and a problem arises in that a recess is formed in a part of the optical element, bubbles are generated, and a desired shape cannot be obtained.
上記構成によれば、透明基板の上面と剥離防止手段の上面とが同じ高さになる。これにより、光学素子を透明基板上に形成する際に、透明基板の周囲の段差がなくなる。そのため、光学素子を形成する際に、光学素子形成材料の漏れを防止することもできる。したがって、所望の光学形状の光学素子を作製することが可能である。 According to the said structure, the upper surface of a transparent substrate and the upper surface of a peeling prevention means become the same height. Thereby, when the optical element is formed on the transparent substrate, the step around the transparent substrate is eliminated. Therefore, leakage of the optical element forming material can be prevented when forming the optical element. Therefore, an optical element having a desired optical shape can be manufactured.
なお、ここで同じ高さとは、完全に同じ高さの場合のほかに、完全に同じ高さの場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば、実質的に同じ高さである場合も含むこととする。 Note that the same height here means that, in addition to the case where the height is completely the same, the same height can be obtained as long as the same effect as the case where the height is completely the same can be achieved. To include.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の厚みが、上記被覆樹脂から突出している部分の高さよりも大きいことが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the thickness of the peeling preventing means is larger than the height of the portion protruding from the coating resin.
上記構成によれば、剥離防止手段の厚みは、被覆樹脂上面と透明基板上面との段差よりも大きい。このような剥離防止手段を設けることにより、上述した、光学素子形成時における流動体材料の漏れを無くすことができ、かつ、型の最外周を剥離防止手段に当てることができる。そのため、透明基板と型の内周型とがコンタクトすることで発生していた光学素子のチルト(傾き)が小さくなり、高性能な光学素子を作製することができる。 According to the said structure, the thickness of a peeling prevention means is larger than the level | step difference of coating resin upper surface and a transparent substrate upper surface. By providing such a peeling prevention means, the leakage of the fluid material at the time of forming the optical element described above can be eliminated, and the outermost periphery of the mold can be applied to the peeling prevention means. Therefore, the tilt (tilt) of the optical element generated by the contact between the transparent substrate and the inner peripheral mold of the mold is reduced, and a high-performance optical element can be manufactured.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段と上記透明基板との間に隙間が形成されていることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that a gap is formed between the peeling prevention means and the transparent substrate.
上記構成によれば、剥離防止手段と透明基板との間には、隙間が形成されている。そのため、光学素子形成時に誤って剥離防止手段がずれることによって有効画素領域の一部が隠れてしまうこと、または、剥離防止手段を被覆樹脂に固定する接着剤が透明基板上にはみ出すことによって有効画素領域の一部が隠れてしまうことを防ぐことができる。したがって、画像欠損といった製造上の課題を防ぐことができる。また、剥離防止手段の寸法に関する製造誤差の許容範囲が広がる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。 According to the said structure, the clearance gap is formed between the peeling prevention means and the transparent substrate. For this reason, when the optical element is formed, a part of the effective pixel area is hidden by accidentally shifting the peeling prevention unit, or the adhesive that fixes the peeling prevention unit to the coating resin protrudes onto the transparent substrate. It is possible to prevent part of the region from being hidden. Therefore, it is possible to prevent manufacturing problems such as image defects. In addition, the allowable range of manufacturing errors related to the dimensions of the peeling prevention means is widened. Thereby, the yield of a solid-state imaging device increases, and an inexpensive solid-state imaging device can be provided.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記光学素子の一部が、さらに上記被覆樹脂に接していることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that a part of the optical element is further in contact with the coating resin.
上記構成によれば、光学素子を形成する材料が、透明基板と剥離防止手段との間の空間にも充填されている。そのため、透明基板上部で内部反射を起こして有効画素領域に入射する光を、透明基板外に逃がすことができる。有効画素領域に入射する内部反射光を減少させることができ、迷光を少なくすることができる。これにより、画質の低下を防ぐことができる。 According to the said structure, the material which forms an optical element is filled also in the space between a transparent substrate and peeling prevention means. For this reason, light that is internally reflected on the transparent substrate and is incident on the effective pixel region can escape to the outside of the transparent substrate. Internal reflection light incident on the effective pixel region can be reduced, and stray light can be reduced. Thereby, it is possible to prevent the image quality from deteriorating.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の平面寸法が、自装置の平面寸法と一致することが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the planar dimension of the peeling preventing means coincides with the planar dimension of the own apparatus.
上記構成によれば、ダイシングにより個片化された固体撮像装置の外周部の被覆樹脂に生じ得る割れや欠けなどのダレを覆うように剥離防止手段が形成されている。そのため、被覆樹脂上面を完全に覆うことができ、本発明の固体撮像装置上に撮像用レンズをマウントしても、ダレなどにより発生する光学素子のチルトを防ぐことができる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。 According to the above configuration, the peeling preventing means is formed so as to cover the sagging such as cracks and chips that may occur in the coating resin on the outer peripheral portion of the solid-state imaging device separated by dicing. Therefore, the upper surface of the coating resin can be completely covered, and even if the imaging lens is mounted on the solid-state imaging device of the present invention, tilting of the optical element caused by sagging or the like can be prevented. Thereby, the yield of a solid-state imaging device increases, and an inexpensive solid-state imaging device can be provided.
なお、ここで一致するとは、完全に一致する場合のほかに、完全に一致する場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば、実質的に一致である場合も含むこととする。 Note that “matching” here includes not only the case of being completely matched but also the case of being substantially matched if an effect equivalent to the effect of being completely matched can be achieved.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の表面反射率が4%以下であることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the surface reflectance of the peeling preventing means is 4% or less.
上記構成によれば、剥離防止手段の表面反射率が4%以下であるため、透明基板外に逃がした迷光が、剥離防止手段において反射することを低下させることができる。それにより、剥離防止手段において反射して再び有効画素領域に入射する光を減少させることができ、迷光を少なくすることができる。これにより、画質の低下を防ぐことができる。 According to the said structure, since the surface reflectance of a peeling prevention means is 4% or less, it can reduce that the stray light which escaped outside the transparent substrate reflects in a peeling prevention means. Thereby, the light reflected by the peeling preventing means and incident again on the effective pixel region can be reduced, and stray light can be reduced. Thereby, it is possible to prevent the image quality from deteriorating.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記光学素子が、−60℃〜270℃の温度条件において、80%以上の可視光の透過率を有することが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the optical element has a visible light transmittance of 80% or more under a temperature condition of −60 ° C. to 270 ° C.
固体撮像装置は、リフロー処理によって半田を熔解および凝固させることによって、その外部接続端子とフレキシブルプリント基板(FPC:flexible printed circuits)などの基板上の配線とを接続し、基板に実装される。 The solid-state imaging device is mounted on a substrate by melting and solidifying the solder by a reflow process to connect the external connection terminal and wiring on a substrate such as a flexible printed circuit (FPC).
上記構成によれば、光学素子は、−60℃〜270℃の温度条件において、80%以上の可視光の透過率を有しているため、光学素子を実装したまま、光学素子の性質を低下させることなく、リフロー処理をおこなうことができる。そのため、低コストの固体撮像装置を提供することができる。 According to the above configuration, since the optical element has a visible light transmittance of 80% or more under the temperature condition of −60 ° C. to 270 ° C., the properties of the optical element are deteriorated while the optical element is mounted. The reflow process can be performed without causing it to occur. Therefore, a low-cost solid-state imaging device can be provided.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板の上記光学素子側の面には、赤外線の透過を防止する赤外線カット膜が設けられていることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that an infrared cut film for preventing infrared transmission is provided on the surface of the transparent substrate on the optical element side.
上記構成によれば、赤外線は透明基板に入射する前にカットされる。そのため、固体撮像装置は、画像の形成に不要な赤外線が有効画素領域に入射することを回避することができる。したがって、固体撮像装置が近赤外線を含む赤外線を電気信号に変換することによって生じていた、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を防ぐことができる。 According to the said structure, infrared rays are cut before injecting into a transparent substrate. Therefore, the solid-state imaging device can avoid the incidence of infrared rays that are unnecessary for image formation into the effective pixel region. Therefore, it is possible to prevent deterioration in image quality such as a decrease in resolution and image unevenness caused by the solid-state imaging device converting infrared rays including near infrared rays into electrical signals.
また、赤外線カット膜は、透明基板の光学素子側に設けられている。そのため、赤外線カット膜が剥がれても、有効画素領域に付着することはない。したがって、赤外線カット膜が剥離を起こしても、有効画素領域への付着によって生じる画質の低下を防ぐことができる。 The infrared cut film is provided on the optical element side of the transparent substrate. Therefore, even if the infrared cut film is peeled off, it does not adhere to the effective pixel region. Therefore, even if the infrared cut film is peeled off, it is possible to prevent a deterioration in image quality caused by adhesion to the effective pixel region.
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記赤外線カット膜の上記光学素子側の面には、シランカップリング処理が施されていることが好ましい。 Furthermore, in the solid-state imaging device of the present invention, it is preferable that the surface of the infrared cut film on the optical element side is subjected to silane coupling treatment.
シランカップリング処理を施すと、無機材料の部材と有機材料の部材との接着力を向上させることができる。そのため、赤外線カット膜および光学素子の何れか一方が無機材料であり、他方が有機材料である場合でも、上記構成によれば、赤外線カット膜と光学素子との接着力を向上させることができる。また、それにより、耐環境性能の高い固体撮像装置を提供することができる。 When the silane coupling treatment is performed, the adhesive force between the inorganic material member and the organic material member can be improved. Therefore, even when one of the infrared cut film and the optical element is an inorganic material and the other is an organic material, according to the above configuration, the adhesive force between the infrared cut film and the optical element can be improved. Thereby, a solid-state imaging device with high environmental resistance can be provided.
また、本発明の撮影装置は、上記固体撮像装置を備えていることを特徴とする。 Moreover, the imaging device of this invention is provided with the said solid-state imaging device.
上記構成を有することによって、簡便で安価な方法を用いて小型化および薄型化を達成し、かつ高い信頼性、耐環境性および性能を付与した撮影装置を提供することができる。 By having the above-described configuration, it is possible to provide a photographing apparatus that achieves downsizing and thinning using a simple and inexpensive method and that has high reliability, environmental resistance, and performance.
本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記課題を解決するために、固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置し、少なくとも上記透明基板の側壁を被覆樹脂により覆い、上記透明基板上に、型を用いて、光学素子形成樹脂から光学素子を形成する固体撮像装置の製造方法であって、上記型と上記被覆樹脂との間に形成される空間を塞ぐ閉塞手段を、上記光学素子の形成のときに、上記被覆樹脂上に配置することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention arranges a transparent substrate so as to face the effective pixel region of the solid-state imaging device, covers at least the side wall of the transparent substrate with a coating resin, A solid-state imaging device manufacturing method for forming an optical element from an optical element forming resin using a mold on a transparent substrate, the closing means for closing a space formed between the mold and the coating resin, When forming the optical element, the optical element is disposed on the coating resin.
なお、ここで閉塞手段とは、光学素子が形成されていない固体撮像装置上に、光学素子を形成するための型がセットされた際に、光学素子を形成する前の固体撮像装置と型とで形成される空間に対して、外部につながる抜け穴をふさぎ、充填された硬化前の流動化した光学素子形成樹脂が外部に漏れたり、外部の空気がこの充填された樹脂と触れたりしないように、上記空間を密閉する作用をもつ手段を指す。 Here, the closing means means the solid-state imaging device and the mold before forming the optical element when the mold for forming the optical element is set on the solid-state imaging apparatus on which the optical element is not formed. The space formed in is closed with a hole that leads to the outside so that the filled fluidized optical element forming resin before curing does not leak to the outside, or external air does not touch this filled resin. Means a means for sealing the space.
上記構成によれば、透明基板が、固体撮像素子の有効画素領域と対向して配置されており、少なくとも透明基板の側壁が被覆樹脂により覆われており、被覆樹脂上に閉塞手段が配置されており、透明基板上に光学素子が形成されている固体撮像装置を形成することができ、光学素子を形成する際に、閉塞手段により、光学素子を形成する樹脂が型と被覆樹脂との間の隙間から漏れることを防ぐことができる。これにより、光学素子の一部に窪みおよび気泡が発生することを抑制し、所望の光学素子の形状を有する固体撮像装置を提供することができる。 According to the above configuration, the transparent substrate is disposed so as to face the effective pixel region of the solid-state imaging device, at least the side wall of the transparent substrate is covered with the coating resin, and the blocking means is disposed on the coating resin. In addition, a solid-state imaging device in which an optical element is formed on a transparent substrate can be formed. When the optical element is formed, the resin that forms the optical element is placed between the mold and the coating resin by the closing means. It is possible to prevent leakage from the gap. Thereby, it can suppress that a hollow and a bubble generate | occur | produce in a part of optical element, and can provide the solid-state imaging device which has the shape of a desired optical element.
また、光学素子を形成する際に、光学素子を形成する光学素子形成樹脂が充填される空間を、閉塞手段により密閉することができる。これにより光学素子形成時に光学素子形成用樹脂が大気(酸素雰囲気)に触れることがなくなる。したがって、酸素により硬化阻害が起きる樹脂を選択することができるため、自由度のある設計をおこなうことができる。これにより高性能な固体撮像装置を製造することが可能となる。 Further, when the optical element is formed, the space filled with the optical element forming resin for forming the optical element can be sealed by the closing means. As a result, the optical element forming resin is not exposed to the air (oxygen atmosphere) when forming the optical element. Accordingly, since a resin that inhibits curing by oxygen can be selected, it is possible to design with flexibility. As a result, a high-performance solid-state imaging device can be manufactured.
さらに本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記光学素子の形成のときに、流動性を有するエネルギー硬化性樹脂を上記型に充填し、上記エネルギー硬化性樹脂充填後かつ上記閉塞手段配置後、上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することが好ましく、エネルギー硬化性樹脂としては、光エネルギー硬化性樹脂または熱エネルギー硬化性樹脂であることが好ましい。 Furthermore, in the method for producing a solid-state imaging device of the present invention, when forming the optical element, the mold is filled with an energy curable resin having fluidity, and after filling the energy curable resin and after disposing the closing means, The energy curable resin is preferably cured, and the energy curable resin is preferably a light energy curable resin or a thermal energy curable resin.
上記構成によれば、エネルギー硬化性樹脂を充填した型を用いて光学素子を形成することができる。このため、型の形状を変更することにより、例えば、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズおよび微細なレリーフ形状が施された回折レンズなど、所望の形状を有する光学素子の凸面を容易に形成することができる。 According to the said structure, an optical element can be formed using the type | mold with which energy curable resin was filled. Therefore, by changing the shape of the mold, for example, the convex surface of an optical element having a desired shape, such as an aspheric lens having power, a lens having a Fresnel shape, and a diffractive lens having a fine relief shape can be easily formed. Can be formed.
さらに本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記型および上記エネルギー硬化性樹脂が透明であり、上記型を介して、上記光学素子を形成すべき位置を確認しながら上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することが好ましい。 Furthermore, in the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the mold and the energy curable resin are transparent, and the energy curable resin is cured while confirming a position where the optical element is to be formed through the mold. It is preferable to do.
上記構成によれば、型に充填されるエネルギー硬化性樹脂と型とが透明であるため、エネルギー硬化性樹脂を充填した型を通して、固体撮像装置が有する有効画素領域の中心を視認することができる。つまり、カメラなどを用いて位置の確認をおこないながら、透明基板上の所望の位置に光学素子を形成することができる。このため、有効画素領域の中心の真上に光学素子の中心を正確に配置することができる。よって、固体撮像装置の生産歩留まりを向上させることができる。 According to the above configuration, since the energy curable resin and the mold filled in the mold are transparent, the center of the effective pixel area of the solid-state imaging device can be visually recognized through the mold filled with the energy curable resin. . That is, the optical element can be formed at a desired position on the transparent substrate while checking the position using a camera or the like. For this reason, the center of the optical element can be accurately arranged right above the center of the effective pixel region. Therefore, the production yield of the solid-state imaging device can be improved.
本発明に係る固体撮像装置は、以上のように、固体撮像素子上の有効画素領域に対向するように配置された透明基板と、少なくとも透明基板の側壁を覆う被覆樹脂上に、光学素子に対する接着力が被覆樹脂よりも高い剥離防止手段が設けられている。透明基板上に形成されている光学素子の、透明基板からはみ出している部分は、剥離防止手段上に形成されている。 As described above, the solid-state imaging device according to the present invention is bonded to the optical element on the transparent substrate disposed so as to face the effective pixel region on the solid-state imaging element and the coating resin covering at least the side wall of the transparent substrate. A peeling preventing means having a higher force than the coating resin is provided. The portion of the optical element formed on the transparent substrate that protrudes from the transparent substrate is formed on the peeling prevention means.
これにより、光学素子の剥がれを防止することができ、光学素子の変形を防止した信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。 Thereby, peeling of the optical element can be prevented, and a highly reliable solid-state imaging device that prevents deformation of the optical element can be provided.
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置し、少なくとも透明基板の側壁を被覆樹脂により覆い、透明基板上に光学素子を形成する方法であって、さらに、被覆樹脂上に、光学素子を形成する光学素子形成樹脂の漏れを防止する閉塞手段を配置する処理を含む製造方法である。これにより、所望の形状の光学素子を備える信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。 Further, in the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, a transparent substrate is disposed so as to face the effective pixel region of the solid-state imaging device, at least the side wall of the transparent substrate is covered with a coating resin, and the optical element is disposed on the transparent substrate. It is a manufacturing method, and further includes a process of disposing a blocking means for preventing leakage of the optical element forming resin for forming the optical element on the coating resin. Thereby, a highly reliable solid-state imaging device including an optical element having a desired shape can be provided.
〔実施の形態1〕
本発明に係る固体撮像装置の一実施形態について、図1〜図3に基づいて説明すれば以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
まず、本実施形態における固体撮像装置の構成について図1を用いて説明する。 First, the configuration of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1(a)は、固体撮像装置1Aの構成を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)のE−E’切断線において固体撮像装置1Aを切断した状態を示した断面図である。図1(d)は、図1(a)のF−F’切断線において固体撮像装置1Aを切断した状態を示した断面図である。
FIG. 1A is a plan view showing the configuration of the solid-
図1(b)および図1(d)に示すように、固体撮像装置1Aは、センサ基板2、センサ基板2の下部に配置されている外部接続端子10、センサ基板2上に配置されているセンサチップ3(固体撮像素子)、センサチップ3の有効画素領域3aと対向して配置されている透明基板5、センサチップ3と透明基板5とを平行に保持する保持部7、封止樹脂6(被覆樹脂)、スペーサ11A(剥離防止手段、閉塞手段)、および透明基板5上に配置されている樹脂製のレンズ4(光学素子)を備えている。
As shown in FIGS. 1B and 1D, the solid-state imaging device 1 </ b> A is disposed on the
有効画素領域3aは、センサチップ3の略中央に形成されており、その外側において有効画素領域3aを取り囲んで保持部7が配置されている。
The
有効画素領域3aは、対向する一組の辺が長さW1を有しており、他の一組の辺が長さW2を有しており、W1<W2の関係となっている。なお、本実施形態においては、有効画素領域3aが長方形である場合について説明しているが、有効画素領域3aの形状はこれに限定されるものではなく、必要に応じて、適宜変更すればよい。
In the
透明基板5は、有効画素領域3aと対向して配置されており、保持部7によってセンサチップ3と平行に保持されている。透明基板5がほぼ平行平面状であり、保持部7が均一な厚さを有する非常に薄い構成であるため、透明基板5の上面(図1(b)に示す上方の面)は、有効画素領域3aとほぼ平行である。ただし、透明基板5を大きな基板からダイシングして形成する際に生じ得る端部の割れおよび欠けなどによるダレは若干存在していてもよい。
The
透明基板5の上面サイズは、有効画素領域3aのサイズ(W1×W2)に保持部7の上面サイズを加えたものである。したがって、透明基板5の上面サイズは有効画素領域3aのサイズとほぼ同じであるが、有効画素領域3aのサイズよりも保持部7の分だけ大きい。また、透明基板5をボンディングワイヤ9と接触させないために、透明基板5の上面サイズは、センサ基板2の平面サイズよりも小さいことが好ましい。また、固体撮像装置1Aを小型化するために、センサチップ3の平面サイズよりも小さいことが好ましい。
The upper surface size of the
有効画素領域3aと透明基板5との間に形成される空気層8は、保持部7によって密閉されている。有効画素領域3aと透明基板5との間に形成される空気層8を密閉することにより、湿気、塵および埃などの侵入、ならびに製造工程において有効画素領域3aに他の部材および製造装置の部品などが接触することによって生じる有効画素領域3aの破損などを防ぎ、有効画素領域3aを保護している。保持部7は、センサチップ3と透明基板5との間に挟んだ熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって形成している。それにより、空気層8を完全に密閉している。
The
センサチップ3とセンサ基板2とは、ボンディングワイヤ9によって電気的に接続されている。すなわち、センサチップ3は、ボンディングワイヤ9、センサ基板2および外部接続端子10を介して、外部へ電気信号を出力することができる。ボンディングワイヤ9も封止樹脂6によって封止されている。したがって、封止樹脂6は、ボンディングワイヤ9同士の接触、およびボンディングワイヤ9の断線を防止している。
The
ここで、ボンディングワイヤ9は、センサチップ3の保持部7が配置されている領域よりも外側に接続されている。このため、透明基板5は、有効画素領域3aを覆うことができるだけの平面寸法(サイズ)を有していれば、有効画素領域3a全体を保護することができる。
Here, the
さらに、空気層8の内部には、ボンディングワイヤ9を配置する必要がない。そのため、保持部7の高さ、すなわち、センサチップ3と透明基板5との間隔は、透明基板5が有効画素領域3aに接触しない程度であればよい。したがって、センサチップ3と透明基板5との間隔を小さくすることができ、固体撮像装置1Aを小型化および薄型化(低背化)することができる。
Furthermore, it is not necessary to arrange the
透明基板5、保持部7およびセンサチップ3の側壁は封止樹脂6によって覆われており、センサ基板2の側壁および上面の一部も封止樹脂6によって覆われている。後述するように、封止樹脂6として不透明な樹脂を採用することにより、レンズ4を通過する光のみを有効画素領域3aに入射させることができる。光封止樹脂6は、センサ基板2、センサチップ3、透明基板5、保持部7、ボンディングワイヤ9を組み立てた後に、その周りに流し込むようにして形成される。この際、透明基板5の上面へ封止樹脂6の回り込みを防ぐために、封止樹脂6の上面は、透明基板5の上面よりも、下方に形成される。つまり、センサチップ3および透明基板5などを樹脂封止する際、過剰量の流動性を有する封止樹脂6を充填すると、透明基板5の上面に封止樹脂6が侵入し易くなる。そのために、樹脂封止において、流動性を有する封止樹脂6は、センサチップ3および透明基板5などの封止に必要な量よりも少なめに充填される。その結果、透明基板5の光入射側の面を含む一部が、封止樹脂6から突出し、透明基板5の側壁の一部が、封止樹脂6から露出する構成になる。
The side walls of the
封止樹脂6の上面から透明基板5の上面までの高さであるギャップ20A、すなわち、封止樹脂6から露出している透明基板5の側壁の高さは、10μm〜100μmであることが好ましい。露出している領域が10μmよりも小さい場合には、耐熱樹脂シートと透明基板5との間に流動化した封止樹脂が毛細管現象によりにじみ込み、透明基板5上面を覆ってしまう。また、透明基板5のとりうる最小の厚みは300μm程度であるため、露出している領域が100μmよりも大きい場合には、透明基板側面の2/3程度しか封止できなくなる。この場合には、透明基板5側壁と封止樹脂6との間の接着面積の減少による接着不足が生じてしまう。そのため、外部からのストレスにより透明基板5側壁と封止樹脂6との間に亀裂が入る虞がある。
The
固体撮像装置1Aにおいては、透明基板5の露出した側壁を取り囲むように封止樹脂6上にスペーサ11Aが配置されている。スペーサ11Aの厚さは、ギャップ20Aとほぼ同一である。そのため、スペーサ11Aの上面と透明基板5の上面とがほぼ同一の高さとなる。スペーサ11Aの外形平面サイズは、有効画素領域3aの対角方向以外の方向におけるレンズ4の外形以上である。また、透明基板5の平面サイズと同等以上のサイズの穴部がある。図1(a)に示す外形形状は、四角形であるが、レンズ4の外形以上の平面サイズで、かつ固体撮像装置1Aの外形平面サイズ内に収まる限り、四角形である必要はなく、例えば円形や楕円形など、適宜形を変更してもよい。
In the solid-state imaging device 1 </ b> A, a spacer 11 </ b> A is disposed on the sealing
固体撮像装置1Aが、スペーサ11Aを構成として含まないと、透明基板5の側壁の一部が封止樹脂6から露出したままである。この場合には、露出している側壁の一部における光の反射に伴い、有効画素領域3aへ入射する光の迷光が発生する。露出している側壁分に相当する厚みのスペーサ11Aを透明基板5の周囲に、透明基板5と接着させて固定することにより、接着した部分の屈折率変化を小さくすることができる。それにより、側壁における反射が少なくなり、光がスペーサ11Aまで届くようになる。スペーサ11Aの反射率が4%以下になる構成とすることにより、スペーサ11Aの反射を低下させることができる。反射率が4%以下となるスペーサの形成方法については後述する。
If the solid-state imaging device 1 </ b> A does not include the spacer 11 </ b> A as a configuration, a part of the side wall of the
また、スペーサ11Aの加工精度および透明基板5の加工精度の関係上、露出した透明基板5の側壁とスペーサ11Aとの間に、わずかな隙間が生じ接触しない部分も発生し得る。この場合に、スペーサ11Aを固定する際に使用する接着剤が、透明基板5とスペーサ11Aとの間の隙間に充填されるように構成されていてもよい。接着剤が充填されることによって、側壁での反射がなくなり、光がスペーサ11Aまで届くようになる。この場合には、スペーサ11Aを固定する接着剤を不透光性の材料で形成してもよい。
Further, due to the processing accuracy of the
透明基板5上には、レンズ4が形成されている。レンズ4は、有効画素領域3aに入射する光の角度を直角に近づくように補正するための構成である。上述したように、透明基板5の上面サイズと有効画素領域3aのサイズとはほぼ同一である。そのため、レンズ4の有効径内領域が有効画素領域に収まるようにレンズ4を形成すると、レンズ4の外周部の一部または全部が透明基板5からはみ出す構成となる。レンズ4の透明基板5からはみ出した領域は、スペーサ11Aと接している。本実施形態においては、レンズ4の外周部の一部が透明基板5からはみ出している構成となっており、レンズ4は、透明基板5およびスペーサ11Aにのみ接している。
A
スペーサ11Aを構成として含んでいない場合には、レンズ4の透明基板5からはみ出した領域は、封止樹脂6と接することとなる。このような場合には、以下のような問題が生じる。(1)金型を用いて封止樹脂6を圧縮形成した後にレンズ4を形成するため、レンズ4の形成時には、封止樹脂6が化学的に活性を有していない。そのために、レンズ4と封止樹脂6との接着力が小さくなり、レンズ4の端部の剥がれが生じ易くなる。(2)封止樹脂6の成形終了後に、封止樹脂6とそれを形成するための金型とが剥がれ易くなるように、封止樹脂6の表面には、離型剤が付着している。そのため、レンズ4の剥がれも生じ易くなる。(3)レンズ4と封止樹脂6とは、異なる樹脂によって形成されているので、熱膨張係数が互いに異なる。そのため、固体撮像装置1Aの実装工程における加熱冷却処理、および固体撮像装置1Aを内蔵した製品に使用する環境温度の変化によって、レンズ4の端部が封止樹脂6から剥がれ易くなる。レンズ4の端部が封止樹脂6から剥離することによって、レンズ4が変形し、所望の光学特性を得られなくなる。
When the spacer 11 </ b> A is not included as a configuration, the region of the
透明基板5の周囲の封止樹脂6上に、封止樹脂6を覆うスペーサ11Aを設けることにより、レンズ4の透明基板5からはみ出した領域が、スペーサ11Aと接することになる。
By providing the
スペーサ11Aとレンズ4との剥離を防止するために、レンズ4に対する接着力が封止樹脂6よりも高い構成となっている。スペーサ11Aの材料としては、成形性に富んだ金属が好ましい。例えば、安価なアルミ系や、銅および鉄系の材料を、エッチングや精密打ち抜きにより所望の形状のスペーサ11Aを形成することができる。また、エポキシ樹脂、変性アクリレート樹脂、およびナイロンなど、厚みが10μm〜100μmのフィルム状に加工できる樹脂を用いることが可能である。
In order to prevent separation between the spacer 11 </ b> A and the
また、後述するように、スペーサ11Aにシランカップリング処理を施すことによって、レンズ4との接着力を向上させてもよい。これにより上記の問題を回避することができる。
Further, as will be described later, the adhesion with the
次に、図1(c)を用いて、図1(b)に示すレンズ4の端部5Aについて説明する。レンズ4は、有効画素領域3aの対角間距離を光学有効径として設計されている。すなわち、レンズ4は、有効画素領域3aの中心を光学中心、直径を有効画素領域3aの対角間距離として、外形を円形上にして設計されている。レンズ4は凸レンズ形状であるため、E−E’で示す透明基板5の対角方向においては、レンズ4の稜線は、有効径外側近傍で透明基板5と交わる。したがって、透明基板5の四隅5A部分においては、レンズ4の外周部はスペーサ11Aと接していない。
Next, the
次に、図1(e)を用いて、図1(d)に示すレンズ4の端部4Aについて説明する。上述のように、レンズ4は、有効画素領域3aの対角間距離を光学有効径として設計されている。そのため、レンズ4の平面形状が透明基板5の平面形状よりも大きくなる。したがって、有効画素領域3aの対角方向以外の方向においては、レンズ4の端部は、スペーサ11A上に形成されている構成となっている。すなわち、スペーサ11Aを構成として含まない場合には、レンズ4の端部4Aにおいて、レンズ4が封止樹脂6上に形成されることになるため、上述した問題が生じることになる。
Next, the
以下に、固体撮像装置1Aの各構成についてより詳細に説明する。 Below, each structure of 1 A of solid-state imaging devices is demonstrated in detail.
透明基板5の側面から出射した光が、スペーサ11Aによって反射して有効画素領域3aに入射することを防ぐために、スペーサ11Aの表面反射率は、4%以下であることが好ましい。スペーサ11Aとして上記した金属を用いる場合には、表面に黒色系の塗料を塗ったり、黒染め処理およびアルマイト処理をおこなったりするなど、使用する金属に応じて適宜表面処理をおこなうことにより、表面反射率を4%以下にすることが可能である。またスペーサ11Aとして樹脂を用いる場合には、黒色の染料または顔料を内部に分散させることにより、不透光性を付与し、表面反射率を4%以下にすることが可能である。
In order to prevent the light emitted from the side surface of the
スペーサ11Aを封止樹脂6に固定する接着剤としては、例えば、変性アクリレート樹脂、メタクリレート複合樹脂、ポリシロキサン系樹脂、シリコンレジン、シリコンゴム、シリカ配合複合型エポキシ樹脂、透明ポリイミドなどを挙げることができる。これらの接着剤は透明であるが、黒色の染料または顔料を内部に分散させることにより、不透光性を容易に付与することができる。
Examples of the adhesive that fixes the
さらに、接着剤と封止樹脂6との接着力を強化するために、封止樹脂6の表面に、水酸基、カルボニル基、またはカルボキシル基を付与した後に、従来公知の種々のシランカップリング剤を付与し、シランカップリング処理をすることが好ましい。シランカップリング剤と接着剤との好ましい組み合わせとしては、例えば、以下の2通り:
(1)接着剤が、変性アクリレート樹脂またはメタクリレート複合樹脂であり、シランカップリング剤が、アミノ系またはメタクリロキシ系のシランカップリング剤である組み合わせ;および
(2)接着剤が、ポリシロキサン系樹脂、シリコンレジン、シリコンゴム、シリカ配合複合型エポキシ樹脂または透明ポリイミドであり、シランカップリング剤が、アミノ系またはエポキシ系のシランカップリング剤である組み合わせ
を挙げることができる。
Furthermore, in order to reinforce the adhesive force between the adhesive and the sealing
(1) A combination in which the adhesive is a modified acrylate resin or a methacrylate composite resin, and the silane coupling agent is an amino or methacryloxy silane coupling agent; and (2) the adhesive is a polysiloxane resin, A combination of silicon resin, silicon rubber, silica-containing composite type epoxy resin or transparent polyimide, and the silane coupling agent being an amino-based or epoxy-based silane coupling agent can be given.
封止樹脂6の表面に水酸基、カルボニル基およびカルボキシル基などの官能基を付与する方法としては、封止樹脂6の表面に対する、大気中でのコロナ放電、O2プラズマ処理およびCH4プラズマ処理を挙げることができる。
As a method for imparting a functional group such as a hydroxyl group, a carbonyl group, and a carboxyl group to the surface of the sealing
また、別の接着力の向上方法としては、封止樹脂6の表面に対して、Arプラズマ処理により封止樹脂6の表面を粗化する方法を挙げることができる。封止樹脂6の表面を粗化し微小な凹凸を作ることにより、接着剤と封止樹脂6との接触面積が大きくなる。また、封止樹脂6の表面の微小な凹凸に接着剤を食い込み、アンカー効果も生じる。
Further, as another method for improving the adhesive force, a method of roughening the surface of the sealing
また、接着剤とスペーサ11Aとの接着力を向上させる方法としては、スペーサ11Aが金属の場合には、スペーサ11Aに従来公知のシランカップリング処理を施す方法が挙げることができる。スペーサ11Aが樹脂の場合には、上述した大気中でのコロナ放電、O2プラズマ処理およびCH4プラズマ処理をおこなった後にシランカップリング処理をおこなう方法、およびArプラズマ処理によりスペーサ11Aの表面を粗化する方法を挙げることができる。
Further, as a method for improving the adhesive force between the adhesive and the
いずれにしてもスペーサ11Aの封止樹脂6への固定に際しては、スペーサ11Aの材料、使用する接着剤の材料、および封止樹脂6の材料を考慮し、上述した方法を適宜選択すればよい。
In any case, when the
また、スペーサ11Aの、レンズ4と接する部分に。シランカップリング剤を付与し、シランカップリング処理をおこなってもよい。これにより、スペーサ11Aとレンズ4との接着力を強化することができ、レンズ4の周辺部から発生しやすい剥がれの発生を抑制することができる。シランカップリング剤は、スペーサ11Aとレンズ4との化学的な接着力を向上し得るものであればよく、従来公知のシランカップリング剤の中から、スペーサ11Aおよびレンズ4を構成する材料の性質に合わせて、適宜選択すればよい。
Also, on the portion of the
レンズ4は、有効画素領域3aに入射する光の角度を直角に近づくように補正するための構成である。レンズ4は、凸レンズ状である。そのため、レンズ4に入射した光は屈折し、有効画素領域3aへの入射角が直角に近づくように補正される。光の入射する位置が、有効画素領域3aの中心から離れるほど、その光の角度は垂直から離れる。有効画素領域3aが入射光を認識し、電気信号に変換する効率は、入射光の角度が直角から離れるほど低くなるため、このような補正が必要になる。このため、有効画素領域3aの外周部における光の入射効率を高めるためには、有効画素領域3aの全面を覆っていることが好ましい。
The
本実施形態において、レンズ4は、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂を用いているが、これに限定されるものではない。レンズ4を構成する樹脂としては、例えば、紫外線を除く光の照射によって硬化する光硬化性樹脂であってもよく、また、熱エネルギーの付与によって硬化する熱硬化性樹脂であってもよい。本発明に係るレンズを構成する樹脂としては、エネルギーの付与によって硬化するエネルギー硬化性樹脂であり、硬化した後に光透過性を有する樹脂であれば従来公知の樹脂から適宜選択し得る。なお、本明細書において、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂を総称して「エネルギー硬化性樹脂」と記載する場合がある。
In the present embodiment, the
レンズ4は、エネルギー硬化性樹脂を型に充填し、型を透明基板5およびスペーサ11Aと接触させた状態で硬化させることによって形成されている。このため、レンズ4は、所望の形状に形成することが容易である。レンズ4の凸面の形状としては、レンズ4に入射する光を有効画素領域3aに垂直に出射し得るように補正する形状であればよく、球面または非球面であってもよい。例えば、レンズ4は、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズ、および微細なレリーフ形状が施された回折レンズとして形成されてもよい。
The
固体撮像装置1Aの製造工程には、加熱冷却処理が含まれている。加熱冷却処理により、レンズ4を構成する樹脂が変性した場合には、固体撮像装置1Aを適切に補正し得なくなる。したがって、レンズ4は、−60℃〜270℃の温度条件において、80%以上の可視光の透過率を有していることが好ましい。このような構成にすることにより、レンズ4が上記温度条件に曝された場合であっても、固体撮像装置1Aに入射する光を、固体撮像装置1Aにほぼ垂直に入射するように補正するというレンズ4の作用を維持し得る。
The manufacturing process of the solid-
ここで、レンズ4を形成しない場合には、通常、リフロー処理により半田を熔解および凝固させることによって、外部接続端子とFPCなどの基板上の配線とを接続し、固体撮像装置を基板に実装する。リフロー処理の後、固体撮像装置に光学レンズを搭載することによって撮影素子(カメラモジュール)を作製する。固体撮像装置のリフロー処理による実装は、例えば、固体撮像装置をフレキシブルプリント基板(FPC)などにマウントする場合には、無鉛半田リフロー実装工程を、図2に示すような温度プロファイルでおこなう。
Here, when the
上記条件を満たすレンズ4を形成するための樹脂としては、アルキル基、フェニル基、メチル基、およびメタクリル基の少なくとも一つを有するシリコーン樹脂、ならびに炭素骨格とシリコーン骨格とがハイブリッドされた有機無機ハイブリッドシリコン樹脂などのエネルギー硬化性樹脂を挙げることができる。
Examples of the resin for forming the
例示したような材料を用いてレンズ4を形成することによって、透明基板5上にレンズ4を形成した状態であっても、リフロー処理によって固体撮像装置1Aを基板に実装することができる。
By forming the
透明基板5は、平行平面板状の透明な部材であればよく、ガラスに限らず、樹脂などから構成されていてもよい。
The
透明基板5とレンズ4との接着力を向上させるために、透明基板5のレンズ4と接する面にシランカップリング剤が付与されていることが好ましい。透明基板5に付与するシランカップリング剤は、レンズ4との化学的な接着力を向上し得るものであればよく、従来公知のシランカップリング剤の中から、レンズ4を構成する樹脂の性質に合わせて、適宜選択すればよい。透明基板5とレンズ4との接着力を高めるシランカップリング剤としては、エポキシ系、およびアミノ系のシランカップリング剤が好ましい。
In order to improve the adhesive force between the
透明基板5へのシランカップリング剤の付与は、以下のようにおこなうことができる。まず、シランカップリング剤をイソプロピルアルコールなどの有機溶媒によって、1%程度に希釈する。希釈したシランカップリング剤に透明基板5の上面を浸漬(ディップ)する。シランカップリング剤をディップした透明基板5を乾燥させることによって、透明基板5にシランカップリング剤を付与することができる。なお、ここで、説明した方法以外にも従来公知の方法を用いて透明基板5にシランカップリング剤を付与することができる。
Application of the silane coupling agent to the
透明基板5とレンズ4との間には、赤外線の透過を防止する赤外線カットフィルタ(赤外線カット膜)が形成されていることが好ましい。カメラおよびビデオレコーダーカメラなどの撮影装置に固体撮像装置1Aを内蔵させる場合には、画像の形成に不要な赤外線がセンサチップ3へ入射することを回避することが好ましい。それにより、固体撮像装置1Aが近赤外線を含む赤外線を電気信号に変換することによって生じる、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を防ぐことができる。赤外線のセンサチップ3への入射を回避するためには、赤外線を反射させるか、吸収するか、またはその両方をおこなうかする必要がある。本実施形態においては、赤外線カットフィルタとして、赤外線を反射させるための誘電体多層膜が、透明基板5とレンズ4との間に形成されている。
It is preferable that an infrared cut filter (infrared cut film) for preventing infrared transmission is formed between the
赤外線反射の誘電体多層膜は、スパッタ法および蒸着法などによって、高い屈折率の層と低い屈折率の層とが交互に形成された多層膜である。 The infrared reflective dielectric multilayer film is a multilayer film in which high refractive index layers and low refractive index layers are alternately formed by sputtering or vapor deposition.
誘電体多層膜は、光の入射角に応じて、反射する光の波長の範囲が変化する。このため、レンズ4などの曲面上に誘電体多層膜を形成すると、中心付近と端部付近とにおいて反射する光の波長が異なるため、逆に画質の悪化につながる。このため、誘電体多層膜は、平坦な透明基板5上に形成することが好ましい。
In the dielectric multilayer film, the range of the wavelength of the reflected light changes according to the incident angle of the light. For this reason, when the dielectric multilayer film is formed on the curved surface of the
さらに、誘電体多層膜は、透明基板5のレンズ4が配置される面に製膜される。透明基板5の有効画素領域3aと対向する面に誘電体多層膜を形成すると、誘電体多層膜が剥離を起こした場合に、剥離した誘電体多層膜が有効画素領域3aに付着し、画質の低下を引き起こしてしまう。
Further, the dielectric multilayer film is formed on the surface of the
透明基板5のみに誘電体多層膜を形成すると、誘電体多層膜の膜応力によって、透明基板5に反りが生じる。しかし、大面積の透明基板5に誘電体多層膜を製膜した後に、透明基板5はダイシングによって小片に分割されるので、膜応力が開放(低下)し得る。このため、誘電体多層膜の形成による透明基板5の反りは、固体撮像装置1Aによって形成される画像の質を低下させることはない。
When the dielectric multilayer film is formed only on the
なお、誘電体多層膜のレンズ4を配置する側の面には、シランカップリング処理が施されていることが好ましい。シランカップリング剤により、無機材料である誘電体多層膜と有機材料であるレンズ4との接着力を向上させることができる。シランカップリング剤としては、誘電体多層膜とレンズ4との化学的な接着力を向上し得るものであればよく、従来公知のシランカップリング剤の中から、誘電体多層膜およびレンズ4を構成する材料の性質に合わせて、適宜選択すればよい。
In addition, it is preferable that the surface of the dielectric multilayer film on the side where the
封止樹脂6を構成する材料としては、従来公知の種々の樹脂から選択すればよく、例えば、溶融シリカを主成分(70%〜80%)とし、エポキシ樹脂などを含む混合物を用いることが可能である。なお、透明基板5以外の部材から有効画素領域3aに光が入射することがないように、封止樹脂6は不透明な材料から構成されていることが好ましい。
The material constituting the sealing
封止樹脂6を形成する方法としては、従来公知の種々の方法を採用すればよい。例えば、封止樹脂6の形成方法として、以下のような方法が可能である。まず、センサ基板2、センサチップ3、透明基板5、保持部7、ボンディングワイヤ9を組み立てた後に、透明基板5に耐熱樹脂シートを被せ、金型を用いて耐熱樹脂シート越しに透明基板5を加圧する。その状態で、透明基板5などの周りの空間に、流動化した封止樹脂を充填する。充填後、加熱により封止樹脂を硬化させて、封止樹脂6を形成する。
As a method for forming the sealing
センサチップ3の有効画素領域3a上には、マイクロレンズが形成されていることが好ましい。マイクロレンズが形成されている場合には、レンズ4から出射され(出射角度が補正され)有効画素領域3aに入射する光の角度を、マイクロレンズによってさらに補正することができる。したがって、固体撮像装置1Aの有効画素領域3aに入射する光をより最適な状態に補正することができる。
A microlens is preferably formed on the
なお、固体撮像装置1Aを撮影装置に適用する場合には、マイクロレンズの形成位置も考慮して、撮影装置全体の光学系(レンズ4、マイクロレンズ、および撮影用レンズ)の設計(形状および配置)をおこなうことが好ましい。
When the solid-
保持部7は、センサチップ3と透明基板5とを平行に保持し得る材料であればよく、例えば、接着性を有する部材など、従来公知の種々の材料から選択できる。なお、透明基板5以外の材料から有効画素領域3aに光が入射することがないように、保持部7は不透明な材料から構成されていることが好ましい。
The holding
センサ基板2は、絶縁性を有する平板状の構成であればよく、センサ基板2全体が絶縁性の材料から構成されていても、センサ基板2の表面が絶縁性を有しているものでもよい。センサ基板2を構成するための材料は、セラミックおよび樹脂など、従来公知の材料から選択できる。また、センサ基板2の表面に絶縁性を付与する方法は、従来公知の種々の方法を採用し得る。
The
〔実施の形態2〕
本発明の一実施形態である固体撮像装置1Aの製造方法について、図3に基づいて説明すれば以下の通りである。
[Embodiment 2]
A method for manufacturing the solid-
図3(a)および図3(b)は、固体撮像装置1Aの製造方法における各工程を説明する断面図である。
FIG. 3A and FIG. 3B are cross-sectional views illustrating each step in the method for manufacturing the solid-
図3(a)および図3(b)に示すように、固体撮像装置1Aを製造する工程は、S31〜S34およびS35〜S39の順におこなわれる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the process of manufacturing the solid-
マウンター(図示せず)のロッド27’を用いてバキュームチャックされた透明基板5を、レンズ4、透明基板5および封止樹脂6が形成されていない未完成の固体撮像装置12の保持部7に対してマウントする(S31)。
The
透明基板5をマウントした未完成の固体撮像装置12を高温化のチャンバー28内に入れて、透明基板5と保持部7とを接着する。保持部7を、例えば、熱硬化系のエポキシ材料により形成しておけば、100〜200℃程度の温度のチャンバー28内に1〜2時間入れておくことにより、保持部7が熱硬化する。それにより、透明基板5と保持部7との界面が接着する(S32)。保持部7の材料は、上記の材料に限らず従来公知の材料から選択できる。また、チャンバー28も電気炉など、公知の技術を使用すればよい。
The incomplete solid-state imaging device 12 mounted with the
次いで、封止樹脂6を形成するための金型29を、その内部を透明基板5に載せるように設置し、透明基板5を有する未完成の固体撮像装置12と金型29とで密閉空間を形成する。その後に、流動化した封止樹脂6’を、流動樹脂注入孔30から密閉空間に注入する(S33)。
Next, a
流動化した封止樹脂6’が硬化した後、金型29を離型し、レンズ4が形成されていない未完成の固体撮像装置1A’(以下、単に固体撮像装置1A’と称する)となる(S34)。封止樹脂6を上記材料とした場合には、200℃程度で30分〜1時間状態を保持すれば、流動化した封止樹脂6’が硬化し、封止樹脂6となる。
After the fluidized sealing
固体撮像装置1A’を、透明基板5が下方を向くように、マウンター(図示せず)のロッド27を用いて真空固定(バキュームキャッチング)する。バキュームキャッチングされた固体撮像装置1A’の封止樹脂6上に、スペーサ11Aを固定する(S35)。スペーサ11Aの固定に際しては、接着剤や粘着テープなどを用いて、封止樹脂6に固定すればよい。
The solid-state imaging device 1 </ b> A ′ is vacuum-fixed (vacuum catching) using a
透明な型26のレンズ4の表面形状を転写するために形成された窪みに流動性を有する光硬化性樹脂41(光学素子形成樹脂)を充填する(S36)。
A hollow formed to transfer the surface shape of the
ここで、本実施形態においては、レンズ4を構成する樹脂として、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂を例に説明しているが、エネルギー硬化性樹脂であれば、本発明の固体撮像装置の製造方法に適用することが可能であり、例えば、熱硬化性樹脂を用いることが可能である。
Here, in the present embodiment, as a resin constituting the
本実施形態においては、透明な型26を使用し、光硬化性樹脂41も透明であるため、カメラ28を用いて有効画素領域3aの形状(平面形状および中心の位置)を撮像することできる。したがって、カメラ28を用いて位置の確認をおこないながら、透明基板5上の所望の位置にレンズ4を形成することができる。
In this embodiment, since the
まず、カメラ28を用いて、透明な型26、光硬化性樹脂41および透明基板5を介して、有効画素領域3aの形状を撮像する。画像処理装置(図示せず)によって、撮像した有効画素領域3aの形状の画像処理をおこなう。この画像処理装置に予め認識させておいて透明な型26の中心と画像処理した有効画素領域の中心とをX軸方向およびY軸方向に位置合わせする(S37)。
First, the shape of the
ここで、透明基板5には、S37の工程よりも前に、シランカップリング処理が施されていてもよい。
Here, the
位置合わせの終了後、光硬化性樹脂41を充填した透明な型26を、透明基板5およびスペーサ11Aに接触させ、その状態で固定する。透明な型26を固定した後、UVランプ22を点灯し、紫外線照射をおこなう(S38)。これにより、透明な型26に充填された光硬化性樹脂41が硬化する。
After the alignment, the
透明な型26は、透明な型26の平端部が、透明基板5の四隅部分5Aに接触した状態で固定されている。すなわち、型26の平端部が、有効画素領域3aと平行になるように固定されている。これにより、レンズ4の中心を透過する光が、有効画素領域3aに対して、直角に入射するように、レンズ4を形成することができる。
The
S38において、光硬化性樹脂41は、透明な型26と、透明基板5と、スペーサ11Aとで密閉されている。これにより光硬化性樹脂41は大気に触れることがない。したがって、シリコーン樹脂など、酸素により硬化阻害が起きる樹脂を選択することができ、自由度のある設計をおこなうことができる。これにより高性能な固体撮像装置を製造することが可能となる。また、密閉されているため、光硬化性樹脂41が漏れることがない。そのため、レンズ4に窪みや気泡が発生することを防ぐことができる。
In S38, the
光硬化性樹脂41が十分に硬化しレンズ4が形成された後、透明な型26を固体撮像装置1Aから離型させる(S39)。
After the
なお、S35の工程は、S38の工程よりも前におこなわれればよく、例えば、S36の工程と同時におこなわれるものであってもよい。 In addition, the process of S35 should just be performed before the process of S38, for example, may be performed simultaneously with the process of S36.
本実施形態に係る製造方法を用いれば、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズ、および微細なレリーフ形状が施された回折レンズなど、複雑な形状を有するレンズ4を容易に形成することができる。さらに、レンズ4の中心が有効画素領域3aの中心と正確に対向するように位置合わせしながら、レンズ4を形成することができる。そのため、収差が小さく、かつ解像度の高い画像を形成することができる固体撮像装置1Aを提供することができる。
By using the manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to easily form a
〔実施の形態3〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図4に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態1において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, in order to explain the difference from the first embodiment, for the sake of convenience of explanation, members having the same functions as the members described in the first embodiment are denoted by the same member numbers, The description is omitted.
図4(a)は、固体撮像装置1Bの断面図であり、図4(b)は、図4(a)におけるレンズ4の端部4Bの拡大断面図である。
4A is a cross-sectional view of the solid-
図4(b)に示すように、スペーサ11Bと透明基板5との間全てにわたって、常にギャップ21(隙間)が存在している。また、レンズ4は、透明基板5、スペーサ11B、および封止樹脂6に接触して形成されている。
As shown in FIG. 4B, a gap 21 (gap) always exists between the spacer 11B and the
このように構成することにより、レンズ4を形成する樹脂の一部が封止樹脂6に接するため、実施の形態1に比べて、レンズ4が封止樹脂6から剥がれる可能性が出てくるが、ギャップ21をある程度まで小さくすれば、実用上問題はなくなる。この場合において、ギャップ21の幅(透明基板5とスペーサ11Bとの距離)は100μm以下であることが好ましい。また、実施の形態1に示したような透明基板5の側壁とスペーサ11Bとの隙間を、スペーサ11Bを封止樹脂6に固定する際に使用する接着剤(図示せず)ではなく、レンズ4を形成する透明樹脂材料によって充填できる。そのため、スペーサ11Bを封止樹脂6に固定する際に、接着剤が透明基板5の側面を越えて、上面にまではみ出てしまうといったことを防ぐことができる。また、接着剤の塗布管理を精密におこなう必要がなくなり、レンズ4を形成する同一工程でギャップ21を埋めることができる。そのため、工程数および個々の工程時間を削減することができる。また、透明基板5を内部に含めるための、スペーサ11Bの穴部の寸法精度を、実施の形態1に比べて緩くできる。そのため、スペーサ11Bを安価に製造することができ、その結果、固体撮像装置1Bを安価に製造することができる。
With this configuration, a part of the resin forming the
〔実施の形態4〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図5に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態1において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
Another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, in order to explain the difference from the first embodiment, for the sake of convenience of explanation, members having the same functions as the members described in the first embodiment are denoted by the same member numbers, The description is omitted.
図5(a)は、固体撮像装置1Cの断面図であり、図5(b)は、図5(a)中におけるレンズ4の端部4Cの拡大断面図である。
5A is a cross-sectional view of the solid-
図5(b)に示すように、固体撮像装置1Cでは、スペーサ11Cの厚さが、透明基板5の上面と封止樹脂6の上面との高さの差、すなわち、透明基板5の封止樹脂6から突出している部分の高さよりも大きい構成となっている。そのため、スペーサ11Cの上面が、透明基板5の上面よりもギャップ20Cの分だけ突出している。このような構成にすることにより、固体撮像装置1Cを製造する際に、レンズ4を形成するための型は、スペーサ11Cにのみ接触することになる。スペーサの上面の高さが透明基板5の上面の高さと同一であり、レンズ4を形成するための型が、透明基板5およびスペーサの両方に接する場合には、スペーサ11Cを製造する際にその厚みに誤差が生じると、型とスペーサとの間にわずかな隙間が生じ、そのわずかな隙間から、レンズ4形成時に流動化したレンズ材料が染み出してくるという問題が生じる。スペーサ11Cを上記構成とすることにより、わずかな隙間が生じることをなくし、レンズ材料の染み出しを防ぐことができる。
As shown in FIG. 5B, in the solid-
また、レンズ4を形成する際に、レンズ4を形成するための型の平端部は、スペーサ11Cにのみ接触している。そのため、型の平端部がスペーサおよび透明基板5の四隅と接触するよりも、発生する型のチルトが小さくなるため、高性能な光学素子を作製することができる。
Further, when the
〔実施の形態5〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図6に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態1において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
The following will describe another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention with reference to FIG. In this embodiment, in order to explain the difference from the first embodiment, for the sake of convenience of explanation, members having the same functions as the members described in the first embodiment are denoted by the same member numbers, The description is omitted.
図6は、固体撮像装置1Dの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the solid-
図6に示すように、レンズ4は、透明基板5およびスペーサ11D上に形成されており、有効画素領域3a内を完全に覆っている。また、断面におけるスペーサ11Dの幅は、一方がW3であり、他方がW4であり、W3<W4となっている。固体撮像装置1Dにおいては、有効画素領域3aの周囲に結露防止用溝および信号処理用の回路などが形成されているため(図示せず)、透明基板5の中心5軸’と、有効画素領域3aの中心軸とが一致していない構成となっている。レンズ4の中心軸4’と有効画素領域3aの中心軸とは一致している必要があるため、レンズ4の中心軸4’と透明基板5の中心軸5’とは、ずれた位置関係にある。スペーサの幅が左右で均一である場合には、レンズ4の外周部がスペーサからはみ出る領域が存在してしまう。固体撮像装置1Dにおいては、透明基板5の中心軸5’からみて、レンズ4の中心軸4’がある方向において、スペーサの幅がW4となっており、反対側のスペーサの幅がW3となるように非対称形状となっている。これにより、レンズ4の外周部がスペーサからはみ出るという問題を解決することができる。
As shown in FIG. 6, the
このように、スペーサ11Dは、レンズ4の中心軸が有効画素領域の中心軸と一致し、かつ、流動化したレンズ材料の流れ出しがないように、透明基板5および固体撮像装置の外形形状に応じて、適宜設計されることが好ましい。
As described above, the
〔実施の形態6〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図7に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態1において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 6]
The following will describe another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention with reference to FIG. In this embodiment, in order to explain the difference from the first embodiment, for the sake of convenience of explanation, members having the same functions as the members described in the first embodiment are denoted by the same member numbers, The description is omitted.
図7は、固体撮像装置1Eの断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the solid-
図7に示すように、レンズ4は、透明基板5およびスペーサ11E上に形成されており、有効画素領域3aの全領域を覆っている。スペーサ11Eの外周部は、固体撮像装置1Eの外周部(封止樹脂6の外周部)と一致し、封止樹脂6の上面を完全に覆っている。すなわちスペーサ11Eの外形寸法(平面寸法)が、固体撮像装置1Eの外形寸法と一致している。
As shown in FIG. 7, the
レンズ4が形成される前の固体撮像装置(図3に示す固体撮像装置1’)は、複数個一括して作製された後、ダイシングされて個片化される。このとき、ダイシングによって、固体撮像装置1’の外形周辺部分にわずかなダレが生じることがある。このような固体撮像装置1’上にレンズ4を形成した後、この固体撮像装置に対して撮像用レンズホルダなどを介して撮像用レンズを取り付けた場合には、撮像用レンズホルダがこのダレの部分に位置すると、撮像用レンズがチルトして(傾いて)、撮像用レンズの光軸と固体撮像装置の光軸とが一致しないことがある。
A plurality of solid-state imaging devices (solid-state imaging device 1 ′ shown in FIG. 3) before the
しかし、固体撮像装置1Eの構成にすることによって、スペーサ11Eがダレの部分を覆い隠すため、上述した撮像用レンズのチルトといった問題が生じず、固体撮像装置としての歩留まりを向上することができる。
However, with the configuration of the solid-
〔実施の形態7〕
本発明に係る撮影装置の一実施形態について、図8に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態1において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 7]
An embodiment of the photographing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first embodiment are given the same member numbers, and description thereof is omitted.
図8(a)は、固体撮像装置1Aを内蔵した撮影装置61Aの構成を示す断面図である。また、図8(b)は、固体撮像装置1Eを内蔵した撮影装置61Eの構成を示す断面図である。
FIG. 8A is a cross-sectional view illustrating a configuration of an
図8(a)に示すように、撮影装置61Aは、固体撮像装置1A、平板状の面と二つの凸面とを有している撮像用レンズ62、撮像用レンズ62の平板上の面を挟んで形成された遮光部63、ならびに撮像用レンズ62とセンサチップ3との光軸方向の距離を調節および固定するための撮像レンズホルダ64を備えている。
As shown in FIG. 8A, the
撮像用レンズ62は、固体撮像装置1Aに入射する光の光路を画定する光路画定器である。遮光部63は、撮像用レンズ62の絞りであり、かつ撮像用レンズ62に入射する光のうち、迷光の入射を抑制するものである。撮像レンズホルダ64は、封止樹脂6の外周部付近に形成されている。
The
なお、固体撮像装置1Aの底面に設けられた外部接続端子10は、配線基板上に形成された導体配線と電気的に接続されている(図示せず)。さらに、この導体配線は、導体配線上に接着された画像処理装置と電気的に接続されている(図示せず)。つまり、固体撮像装置1Aは、導体配線を介して、画像処理装置と電気的に接続されている。
The
撮像用レンズ62から入射した光は、レンズ4、透明基板5、空気層8を介して、センサチップ3上の有効画素領域3aに入射する。有効画素領域3aに入射した光は、電気信号に変換され、画像処理装置に送信される。画像処理装置は、受信した電気信号に基づいて画像を形成する。
The light incident from the
以上の構成より、撮影装置61Aは、固体撮像装置1Aと同様の機能および作用を有する。なお、撮影装置61Aは、固体撮像装置1Aの代わりに、固体撮像装置1Bまたは固体撮像装置1Cを備えていてもよい。
With the above configuration, the
また、図8(b)に示すように、撮影装置61Eは、固体撮像装置1Aの代わりに、固体撮像装置1Eを備えている。固体撮像装置1Aの代わりに、固体撮像装置1Eを備えている以外は、撮像装置61Aと同じである。撮像装置61Aでは、撮像用レンズ62とセンサチップ3との光軸方向の距離を調節および固定するための撮像レンズホルダ64が、直接、封止樹脂6上に設けられている。これに対し撮像装置61Eでは、スペーサ11Eが封止樹脂6の上面を全て覆っているため、撮像レンズホルダ64がスペーサ11Eと直接、コンタクトしている。このような構成により、ダイシングにより生じる固体撮像装置1Eの封止樹脂6の端面部分における部分的なダレによって撮像用レンズ62がチルトしてしまう可能性を減らすことができる。
As shown in FIG. 8B, the
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
なお、本発明の固体撮像装置は、以下の点を特徴点としていると換言することも可能である。すなわち、有効画素領域が形成された撮像素子と、該有効画素領域と対向するように配置された透明基板と、該透明基板の上面に対して段差が存在するように該撮像素子の一部および該透明基板の側面の一部を封止する封止樹脂と、一部が該封止樹脂上に接して配置されたスペーサと、該透明基板上に配置された光学素子と、を備えていることを特徴とする。また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、以下の点を特徴点としていると換言することも可能である。すなわち、少なくとも、固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置する工程と、少なくとも該固体撮像素子の一部および該透明基板の側壁を樹脂封止する工程と、スペーサを配置する工程と、少なくとも該透明基板上、および該スペーサの一部に、透明な樹脂から構成された光学素子を形成する工程とを包含することを特徴とする。 In addition, the solid-state imaging device of the present invention can also be described as having the following points as feature points. That is, an image pickup device in which an effective pixel region is formed, a transparent substrate disposed so as to face the effective pixel region, a part of the image pickup device such that there is a step with respect to the upper surface of the transparent substrate, and A sealing resin that seals a part of the side surface of the transparent substrate; a spacer that is partly disposed on the sealing resin; and an optical element that is disposed on the transparent substrate. It is characterized by that. In addition, it can be said that the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention has the following features. That is, at least a step of disposing a transparent substrate so as to face an effective pixel region of the solid-state image sensor, a step of resin-sealing at least a part of the solid-state image sensor and a side wall of the transparent substrate, and a spacer And a step of forming an optical element made of a transparent resin on at least the transparent substrate and a part of the spacer.
本発明によれば、簡便で安価な方法を用いて小型化および薄型化を達成し、かつ高い信頼性、耐環境性および性能を付与した固体撮像装置を提供することができる。そのため、被写体からの光に基づいて画像を形成するための光学機器全般に適用可能である。特に、携帯電話用のカメラモジュールおよびデジタルカメラなどに適用することが有効である。装置の小型・薄型化かつ広角化の用途に利用することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device that achieves downsizing and thinning using a simple and inexpensive method, and that has high reliability, environmental resistance, and performance. Therefore, the present invention can be applied to all optical devices for forming an image based on light from a subject. In particular, it is effective to apply to a camera module for a mobile phone and a digital camera. It can be used for the purpose of downsizing, thinning and widening the device.
1A〜1E 固体撮像装置
2 センサ基板
3 センサチップ(固体撮像素子)
3a 有効画素領域
4 レンズ(光学素子)
4A〜4E 領域
5 透明基板
5A 領域
6 封止樹脂(被覆樹脂)
7 保持部
8 空気層
9 ボンディングワイヤ
10 外部接続端子
11A〜11E スペーサ(剥離防止手段、閉塞手段)
20A、20C ギャップ
21 ギャップ(隙間)
22 UVランプ
26 透明な型(型)
27 ロッド
41 光硬化性樹脂(光学素子形成樹脂、エネルギー硬化性樹脂)
61A、61E 撮影装置
62 撮像用レンズ
63 遮光部
64 撮像レンズホルダ
1A to 1E Solid-
3a
4A to
7 Holding
20A,
22
27
61A,
Claims (18)
上記有効画素領域と対向して配置されている透明基板と、
少なくとも透明基板の側壁を覆う被覆樹脂と、
上記透明基板の光入射側の面上に配置されている光学素子とを備えている固体撮像装置であって、
上記光学素子に対する接着力が上記被覆樹脂よりも高い剥離防止手段が、上記被覆樹脂と上記光学素子との間に配置されており、
上記剥離防止手段は、上記被覆樹脂および上記光学素子に接していることを特徴とする固体撮像装置。 A solid-state imaging device in which an effective pixel region is formed;
A transparent substrate disposed opposite to the effective pixel region;
Coating resin covering at least the side wall of the transparent substrate;
A solid-state imaging device including an optical element disposed on a light incident side surface of the transparent substrate,
An anti-peeling means having higher adhesion to the optical element than the coating resin is disposed between the coating resin and the optical element,
The solid-state imaging device, wherein the peeling prevention means is in contact with the coating resin and the optical element.
少なくとも上記透明基板の側壁を被覆樹脂により覆い、
上記透明基板上に、型を用いて、光学素子形成樹脂から光学素子を形成する固体撮像装置の製造方法であって、
上記型と上記被覆樹脂との間に形成される空間を塞ぐ閉塞手段を、上記光学素子の形成のときに、上記被覆樹脂上に配置することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Place the transparent substrate so as to face the effective pixel area of the solid-state image sensor,
At least the side wall of the transparent substrate is covered with a coating resin,
A method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein a mold is used to form an optical element from an optical element forming resin on the transparent substrate,
A method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein a closing means for closing a space formed between the mold and the coating resin is disposed on the coating resin when the optical element is formed.
流動性を有するエネルギー硬化性樹脂を上記型に充填し、
上記エネルギー硬化性樹脂充填後かつ上記閉塞手段配置後、上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することを特徴とする請求項15に記載の固体撮像装置の製造方法。 When forming the optical element,
Fill the mold with an energy curable resin having fluidity,
16. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 15, wherein the energy curable resin is cured after the energy curable resin is filled and after the closing means is disposed.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013041941A (en) * | 2011-08-12 | 2013-02-28 | Sony Corp | Image pickup apparatus and camera module |
WO2018168482A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state image pickup device and electronic device |
JP2019533299A (en) * | 2016-08-01 | 2019-11-14 | ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 | Camera module, molded circuit board assembly thereof, mold photosensitive assembly and manufacturing method thereof |
US11569319B2 (en) | 2019-08-30 | 2023-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor apparatus having first and second bonding members, display apparatus, photoelectric conversion apparatus, electronic device, illumination apparatus, and moving body |
JP7379163B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-11-14 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Camera package, camera package manufacturing method, and electronic equipment |
-
2008
- 2008-01-11 JP JP2008005021A patent/JP2009171065A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013041941A (en) * | 2011-08-12 | 2013-02-28 | Sony Corp | Image pickup apparatus and camera module |
CN102956653A (en) * | 2011-08-12 | 2013-03-06 | 索尼公司 | Image pickup apparatus and camera module |
JP2019533299A (en) * | 2016-08-01 | 2019-11-14 | ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 | Camera module, molded circuit board assembly thereof, mold photosensitive assembly and manufacturing method thereof |
WO2018168482A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state image pickup device and electronic device |
US11231534B2 (en) | 2017-03-16 | 2022-01-25 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device and electronic apparatus |
JP7379163B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-11-14 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Camera package, camera package manufacturing method, and electronic equipment |
US11569319B2 (en) | 2019-08-30 | 2023-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor apparatus having first and second bonding members, display apparatus, photoelectric conversion apparatus, electronic device, illumination apparatus, and moving body |
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