JP2010177351A - 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】水または異物の侵入を防ぎつつ、信頼性の高い固体撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子の受光部を覆い、かつ、固体撮像素子との間に中空部が形成されるように設けられた平板状の透光性蓋部に、中空部と外部とを連通させる通気路が形成されている。そして、通気路は、矩形状の受光部における、少なくとも互いに隣接する２辺に沿って形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像素子を覆う透光性蓋部に、遮水機能を有する通気路が形成された固体撮像装置およびその固体撮像装置を備えた電子機器に関する。

エリアセンサまたはリニアセンサは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ （Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子を備えている。エリアセンサまたはリニアセンサは、セラミックまたはプラスチックを用いた中空パッケージ内に、固体撮像素子を密封状態で収納したものであり、外部から湿気やゴミなどが侵入しない構造となっている。

エリアセンサまたはリニアセンサを備えた従来の固体撮像装置は、固体撮像素子より大きい平面寸法を有する透光性蓋部を備えているため、固体撮像装置の構造を小型化するには限界があるという問題があった。また、従来の固体撮像装置の製造方法においては、固体撮像素子を個片化した後に、各固体撮像素子に透光性蓋部が装着されていた。このため、固体撮像素子の有効画素領域の表面が傷つくのを抑制または低減することが困難であった。その結果、固体撮像素子の不良率の低減に限界があるという問題があった。

そこで、特許文献１および２には、上述の問題を解決する固体撮像装置が開示されている。図１２は、特許文献１の固体撮像装置を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。図１４および図１５は、特許文献２の固体撮像装置を示す上面図である。

図１２（ａ）および（ｂ）のように、固体撮像装置１００は、固体撮像素子１１１の平面寸法以下の平面寸法を有する透光性蓋部１１２を備えている。この固体撮像装置１００では、透光性蓋部１１２が、固体撮像素子１１１の有効画素領域１１１ａに対向させて、固体撮像素子１１１の一面に接着されている。これにより、透光性蓋部１１２が、有効画素領域１１１ａを保護するため、有効画素領域１１１ａの表面に対する外部からの影響（湿気、ダストなど）を防ぐことが可能となる。さらに、固体撮像装置１００の小型化を図ることもできる。従って、信頼性および耐環境性が高く、サイズの小さい固体撮像装置１００を実現することができる。図１４の固体撮像装置２００および図１５の固体撮像装置３００も同様の構成となっている。

このような固体撮像装置１００，２００，３００の製造過程では、半導体ウエハ上に同時に形成された複数の固体撮像素子１１１を、ダイシングソー等により分割して個片化した後、個片化した固体撮像素子１１１の各々に、透光性蓋部１１２を搭載する方法、または、予め半導体ウエハ上に形成された複数の固体撮像素子１１１の各々に、透光性蓋部１１２を搭載した後、ダイシングソー等により半導体ウエハを分割して、固体撮像素子１１１を個片化する方法がとられる。

いずれの方法でも、半導体ウエハ上の固体撮像素子１１１をダイシングソー等により分割して個片化する。このため、分割の際には、発生する切りくずや熱を取り去るため、水をかけながら分割（切断）を行う。

しかし、この水が、固体撮像素子１１１の耐湿性劣化、および、透光性蓋部１１２内面の結露を引き起こす。このような不具合を防ぐためには、固体撮像装置１００，２００，３００の内部に水分を極力浸入させないこと、および、仮に水分が侵入した場合にも、すみやかに排出できることが必要になる。水分を排出できないと、例えば、固体撮像装置１００，２００，３００を樹脂封止する際の熱により、透光性蓋部１１２の内面に存在する内部空気（水分）が膨張する。その結果、透光性蓋部１１２と、透光性蓋部１１２を固体撮像素子１１１上に接着するための接着部１１６との間に、はがれや気泡が生じ、透光性蓋部１１２が剥がれる虞がある。

特許文献１および２の固体撮像装置１００，２００，３００には、このような水分の浸入対策が施されている。具体的には、特許文献１の固体撮像装置１００では、図１２（ａ）のように、透光性蓋部１１２を固体撮像素子１１１上に接着する接着部１１６に、通気路１１９が形成されている。そして、経路を長くしたり、外部から侵入した水またはほこりを、一旦ためる個所を設けたりするなどしている。例えば、図１３は、接着部１１６（通気路１１９）の平面図である。図１３では、この通気路１１９の形状が、複雑な迷路状になっている。このような通気路１１９により、水（液体）またはほこり等の異物が侵入しづらくなっている。

しかし、特許文献１の固体撮像装置１００の接着部１１６は、樹脂から構成されており、この樹脂は誘電体である。このため、接着部１１６に形成された迷路状の複雑なパターンの通気路１１９が、図示しない固体撮像素子１１１の回路（画像転送回路または信号処理回路など）に影響を及ぼす。つまり、通気路１１９が、撮像した画像にノイズまたはムラを生じさせる原因となる。

そこで、特許文献２の固体撮像装置２００，３００では、図１４のように固体撮像素子１１１の回路１１８を避けて通気路１１９が形成されるか、または、図１５のように固体撮像素子１１１の回路１１８を覆うように通気路１１９が形成されている。これにより、複雑なパターンの通気路１１９による、固体撮像素子１１１の回路１１８への影響をなくすことが可能となる。従って、通気路１１９が原因となって、撮像した画像にノイズまたはムラは生じない。

一方、特許文献３にも、特許文献１および２の固体撮像装置と同様の固体撮像装置が開示されている。図１６は、特許文献３の固体撮像装置の断面図である。具体的には、特許文献３の固体撮像装置４００は、固体撮像素子（光学チップ）４１１の有効画素領域（光学的部分）４１１ａを囲む凹部４１３を有する透光性蓋部（光透過性基板）４１２を備えている。図１７は、固体撮像装置４００に設けられた透光性蓋部４１２の斜視図である。
この固体撮像装置４００では、図１７のように、凹形状の透光性蓋部４１２の壁部分に、透光性蓋部４１２と固体撮像素子４１１との間の空間に連通する溝が形成されており、この溝が、上述した通気路４１９となっている。

特開２００５−３２２８０９号（公開日：２００５年１１月１７日） 特開２００８−３００６９５号（公開日：２００８年１２月１１日） 特開２００４−３４２９９２号（公開日：２００４年１２月２日）

しかしながら、従来の固体撮像装置では、通気路としての機能が不十分であるため、透光性蓋部が剥がれやすく、固体撮像装置の信頼性が低いという問題がある。

具体的には、特許文献１および２の固体撮像装置１００，２００，３００では、透光性蓋部１１２を固体撮像素子１１１上に接着する接着部１１６に、通気路１１９が形成されている。この接着部１１６は、硬化させて透光性蓋部１１２を接着する。つまり、硬化前の接着部１１６は軟弱であるため、硬化前の接着部１１６に透光性蓋部１１２を載置すると、透光性蓋部１１２の重みまたは装置の押さえつけ等によって、通気路１１９のパターンが押しつぶされる虞がある。その結果、接着部１１６によって通気路１１９が遮断されるため、透光性蓋部１１２と固体撮像素子１１１との間に形成された空間と、外部とが連通しなくなる。つまり、通気路１１９としての機能が不十分となり、透光性蓋部１１２が剥がれやすくなる。従って、固体撮像装置１００，２００，３００の信頼性が低くなる。

さらに、特許文献１および２の固体撮像装置１００，２００，３００では、透光性蓋部１１２の接着領域の外部に、通気路１１９が形成されている。このため、迷路構造の通気路１１９を形成するためだけに、必要以上に広いエリアの接着部１１６を設けなければならない。

一方、特許文献３の固体撮像装置４００では、透光性蓋部４１２に通気路４１９が形成されている。このため、特許文献３の通気路４１９は、特許文献１および２の固体撮像装置１００，２００，３００に形成された通気路１１９のように、通気路のパターンが押しつぶされることはない。

しかし、特許文献３の通気路は、単純な形状である。具体的には、図１７のように、この通気路４１９の両端は、最短距離で設けられており、その両端が直線状の経路によって結ばれた構造である。また、特許文献３には、通気路４１９の両端が、Ｓ字状あるいはＷ字状に蛇行した経路によって結ばれた構造、および、複数の通気路４１９が形成された構造も記載されている。しかし、このように通気路４１９を最短距離で結ぶと、経路の長さが短くなってしまい、水（液体）または異物が侵入しやすくなる。特に、通気路４１９が複数形成された場合は、特に、水（液体）または異物が侵入しやすくなる。従って、通気路４１９としての機能が不十分となり、透光性蓋部４１２が剥がれやすくなる。それゆえ、固体撮像装置４００の信頼性が低くなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、水または異物の侵入を防ぎつつ、信頼性の高い固体撮像装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。

本発明の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、固体撮像素子と、少なくとも固体撮像素子の受光部を覆い、かつ、固体撮像素子との間に中空部が形成されるように設けられた透光性蓋部と、固体撮像素子の受光部の周囲に形成され、透光性蓋部を固体撮像素子上に接着する接着部とを備え、上記透光性蓋部に、上記中空部と外部とを連通させる通気路が形成された固体撮像装置において、上記受光部は、矩形であり、上記透光性蓋部は、平板状であり、上記通気路は、上記受光部における、少なくとも互いに隣接する２辺に沿って形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、平板状の透光性蓋部に、中空部から外部に通じる通気路が形成されている。さらに、この通気路は、平面視矩形の受光部における、少なくとも互いに隣接する２辺にわたって形成されている。これにより、通気路の全長が長くなるため、通気路が遮水性を有するようになる。このため、通気路としての機能を十分に発揮する。従って、水または異物の侵入を防ぐことができる。それゆえ、透光性蓋部の剥離を防止し、信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記透光性蓋部は、透光性蓋部の表面が露出するように、封止樹脂により封止されていることが好ましい。

上記の構成によれば、封止樹脂が、透光性蓋部の表面が露出するように、透光性蓋部を封止している。これにより、封止樹脂が、接着部による固体撮像素子上への透光性蓋部の接着を補強する。従って、透光性蓋部の剥離を確実に防ぐことができる。

本発明の固体撮像装置では、上記通気路の内面が、凹凸形状になっていることが好ましい。

上記の構成によれば、通気路の内面が凹凸形状であるため、通気路の内径が不均一である。つまり、通気路の幅が不均一である。これにより、通気路の形状が複雑になる。従って、表面張力を加味して、水または異物の浸入を確実に防止することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記通気路は、上記受光部との対向面である透光性蓋部の裏面における、上記接着部と接する領域に形成されていてもよい。

上記の構成によれば、通気路が、透光性蓋部の裏面の接着部と接する領域に形成されている。これにより、通気路の底部が、接着部によって蓋をされた状態になる。従って、確実に水または異物の侵入を防ぐことができる。

本発明の固体撮像装置では、上記透光性蓋部の裏面と接着部との間に、通気路保護部材が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、透光性蓋部の裏面と接着部との間に通気路保護部材が設けられている。これにより、通気路の底部が、通気路保護部材によって蓋をされた状態になる。このため、接着部を構成する接着剤が、通気路内へ侵入しない。つまり、通気路が接着剤で塞がれない。従って、確実に水または異物の侵入を防ぐことができる。

本発明の固体撮像装置では、上記通気路は、上記透光性蓋部のおもて面に形成されており、通気路中に、透光性蓋部を厚さ方向に貫通し中空部に繋がる貫通孔が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、通気路が透光性蓋部のおもて面に形成されており、透光性蓋部の裏面には形成されていない。これにより、透光性蓋部の裏面の接着部と接する領域を広くすることができる。このため、透光性蓋部が固体撮像素子上に確実に接着され、透光性蓋部の剥離を防止することができる。従って、透光性蓋部と接着剤との間にはがれのない信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。

本発明の固体撮像装置では、上記透光性蓋部のおもて面に形成された通気路を覆う通気路保護部材が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、通気路の上部が、通気路保護部材によって蓋をされた状態になる。これにより、透光性蓋部のおもて面に通気路が形成された場合であっても、確実に水または異物の侵入を防ぐことができる。

本発明の固体撮像装置では、上記通気路は、１本であることが好ましい。

上記の構成によれば、透光性蓋部に１本の通気路が形成されている。これにより、水または異物の侵入を防ぎつつ、通気路の形成を容易にすることができる。

本発明の固体撮像装置では、上記通気路は、上記透光性蓋部を切削または化学処理することにより形成されたものであってもよい。

上記の構成によれば、切削または化学処理によって、通気路が形成されている。これにより、高精度に設計された通気路を形成することができる。

本発明の電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの固体撮像装置を備えていることを特徴としている。従って、水または異物の侵入を防ぎつつ、透光性蓋部の剥離を防止することができる、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

本発明の固体撮像装置は、以上のように、上記受光部は、矩形であり、上記透光性蓋部は、平板状であり、上記通気路は、上記受光部における、少なくとも互いに隣接する２辺に沿って形成されている構成である。従って、水または異物の侵入を防ぐことができる。それゆえ、透光性蓋部の剥離を防止し、信頼性の高い固体撮像装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明のカメラモジュールに設けられた透光性蓋部の裏面の平面図である。 本発明のカメラモジュールの断面図である。 図２のカメラモジュールにおける撮像部の断面図である。 図２のカメラモジュールにおける撮像部の一部を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１の破線部Ａにおける通気路の内部形状を示す断面図である。 図１の破線部Ｂで示される通気路の端部を示す斜視図である。 透光性蓋部と接着部との間に通気路保護部材が設けられた撮像部の断面図である。 図７の通気路保護部材の平面図である。 図７の別の通気路保護部材の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明のカメラモジュールに形成される通気路の形状を示す平面図である。 本発明のカメラモジュールに設けられた透光性蓋部の裏面の平面図である。 特許文献１の固体撮像装置を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 特許文献１の固体撮像装置に形成された接着部の平面図である。 特許文献２の固体撮像装置を示す上面図である。 特許文献２の別の固体撮像装置を示す上面図である。 特許文献３の固体撮像装置を示す断面図である。 特許文献３の固体撮像装置に設けられた透光性蓋部の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜１１に基づいて説明する。図２は、本実施形態のカメラモジュール１の断面図である。図３は、図２のカメラモジュール１における撮像部の断面図である。

図２のように、カメラモジュール１は、撮像部１０に、レンズ部２０が取り付けられ、これらが一体化された構成である。なお、説明の便宜上、レンズ部２０側を上方、撮像部１０側を下方とする。

レンズ部２０は、外部からの光を撮像部１０に導くものである。レンズ部２０は、撮像用のレンズ２１と、レンズホルダ２２とから構成されるレンズユニットである。レンズホルダ２２は、レンズ２１を保持する枠体である。レンズ２１は、レンズホルダ２２の中央上方に保持されている。

一方、図３は、撮像部１０の断面図である。撮像部１０は、レンズ部２０によって形成された被写体像を、電気信号に変換する。つまり、撮像部１０は、レンズ部２０から入射された入射光を光電変換する。具体的には、撮像部１０は、プリント配線基板（以下「配線基板」とする）１３上に、固体撮像素子１１が実装された構成である。

配線基板１３は、固体撮像素子１１と電気的に接続するための配線パターンが形成された基板である。配線基板１３の固体撮像素子１１実装面には、ワイヤーボンド端子１３ａが、その反対面（裏面）には、外部接続用電極１３ｂが、それぞれ設けられている。ワイヤーボンド端子１３ａと外部接続用電極１３ｂとは、互いに電気的に接続されている。これにより、配線基板１３は、固体撮像素子１１の電気信号を取り出すことが可能となる。配線基板１３は、例えば、プリント基板，またはセラミック基板などである。

固体撮像素子１１は、レンズ部２０で形成された被写体像を、電気信号に変換する。固体撮像素子１１は、ダイボンド材１７によって、配線基板１３のおもて面に固着されている。そして、固体撮像素子１１のパッド（図示せず）と、配線基板１３のワイヤーボンド端子１３ａとが、ワイヤ１５によって、電気的に接続される。これにより、配線基板１３と固体撮像素子１１とが、互いに電気的に接続される。なお、ダイボンド材１７は、ペースト状のものでもシート状のものでも構わない。

固体撮像素子１１は、半導体チップからなるイメージセンサである。具体的には、固体撮像素子１１は、半導体回路が形成された半導体基板（例えばシリコン単結晶基板）が平面視矩形形状に形成されたものである。固体撮像素子１１は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサ、ＶＭＩＳ（Threshold Voltage Modulation Image Sensor）である。

固体撮像素子１１の表面（上面）には、複数の画素がマトリクス状に配置された受光部１１ａが形成されている。受光部１１ａは、レンズ部２０から入射される光を結像する領域であり、画素エリア（撮像部）とも言い換えられる。撮像部１０の撮像面（受光面）は、この受光部１１ａである。固体撮像素子１１は、受光部１１ａに結像された被写体像を電気信号に変換して、アナログの画像信号として出力する。つまり、受光部１１ａで、光電変換が行われる。固体撮像素子１１の動作は、図示しないＤＳＰで制御され、固体撮像素子１１で生成された画像信号は、ＤＳＰで処理される。

透光性蓋部１２は、接着部１６を介して、固体撮像素子１１上に接着されている。透光性蓋部１２は、固体撮像素子１１の受光部１１ａに対向するとともに固体撮像素子１１との間に中空部（間隔）Ｓを有するように、配置されている。透光性蓋部１２は、平面視矩形状の受光部１１ａと離間して設けられ、少なくとも受光部１１ａを覆っていればよい。これにより、透光性蓋部１２が、受光部１１ａへの塵埃の浸入および付着などを防止する。また、透光性蓋部１２は、レンズ部２０とも離間して設けられている。なお、本実施形態では、透光性蓋部１２の固体撮像素子１１との対向面の面積は、固体撮像素子１１の受光部１１ａの面積よりも大きくなっている。透光性蓋部１２の外縁部には、図示しない溝が形成されている。この溝は、受光部１１ａに重ならないように、受光部１１ａの周囲に形成されている。後述のように、この溝は、中空部Ｓ内の結露防止、および、中空部Ｓ内への水（液体）または異物の侵入防止のために設けられた通気路となる。

透光性蓋部１２は、例えば、透光性を有するガラスや樹脂から構成されている。なお、透光性蓋部１２上（レンズ部２０側の面）には、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタが形成されていてもよい。これにより、透光性蓋部１２は、赤外線を遮断する機能も備えることになる。

接着部１６は、固体撮像素子１１上に透光性蓋部１２を接着するものである。接着部１６は、固体撮像素子１１の受光部１１ａの周囲に形成されている。これにより、上述のように、固体撮像素子１１の受光部１１ａは、透光性蓋部１２によって覆われる。

なお、接着部１６は、例えば、固体撮像素子１１上にシート状の接着剤を貼着した後、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理を施すパターンニングによって形成することができる。フォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部１６のパターンニングは高精度に行うことができ、また、シート状の接着剤を用いるため、接着部１６の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部１２を固体撮像素子１１の受光部１１ａに対して高精度に接着することができる。

撮像部１０では、このような配線基板１３上の各部材が、モールド樹脂１４により封止されている。すなわち、撮像部１０は、いわゆるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造である。また、撮像部１０では、固体撮像素子１１が、固体撮像素子１１と配線基板１３とを電気的に接続するワイヤ１５も含めて、モールド樹脂１４により封止されている。このため、撮像部１０は、超小型化、超薄型化に適した構成となっている。撮像部１０は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等の各種プラスチックパッケージであってもよい。

なお、モールド樹脂１４による封入は、撮像部１０の光透過領域以外の領域に対して行われている。従って、透光性蓋部１２の表面はモールド樹脂１４に覆われておらず、固体撮像素子１１の受光部１１ａには、光が到達する。

このような撮像部１０とレンズ部２０とは、固体撮像素子１１とレンズ２１との光学中心が重なる（一致する）ように、配置される。

撮像部１０では、モールド樹脂１４の表面の周縁部（外周部）に、段差部１８が形成されている。図３に示されるように、本実施形態の撮像部１０では、段差部１８は、モールド樹脂１４表面の周縁部全域に形成されている。なお、本実施形態では、段差部１８は、モールド樹脂１４が除去された切欠部である。段差部１８は、モールド成型されたモールド樹脂１４の部分を切削加工により形成できる。

一方、図２に示されるように、レンズホルダ２２の外側部には、下方（撮像部１０の方向）に突出して延びる、突起部２３が形成されている。突起部２３は、段差部１８に嵌合するような形状である。本実施形態では、段差部１８は、モールド樹脂１４の外周部全域に形成されているため、突起部２３も段差部１８に対応して、レンズホルダ２２の外周部全域に形成されている。また、突起部２３は、配線基板１３のサイズ（図２の基板サイズ）を越えないように形成されているため、レンズホルダ２２が配線基板１３からはみ出さない。

カメラモジュール１は、段差部１８と突起部２３とによって、撮像部１０とレンズ部２０とが接合されている。本実施形態では、段差部１８と突起部２３とは、図示しない接着剤により接合される。

カメラモジュール１では、固体撮像素子１１とレンズ２１との距離（焦点距離）が、所定値に設定されている。このため、段差部１８の深さ（高さ）は、その焦点距離に応じて設定される。また、突起部２３の長さも、焦点距離に応じて、段差部１８に嵌合するように設定される。これにより、カメラモジュール１では、撮像部１０とレンズ部２０との、光軸方向（縦方向；上下方向）の位置合わせが可能となる。

さらに、カメラモジュール１は、段差部１８と突起部２３との噛み合いにより、撮像部１０とレンズ部２０とが接合される。つまり、カメラモジュール１では、突起部２３が、段差部１８にフタをするようなっている。段差部１８と突起部２３とは、互いに嵌合するため、撮像部１０とレンズ部２０との、面方向（横方向；左右方向）の位置合わせも可能となる。

このように、本実施形態のカメラモジュール１では、段差部１８と突起部２３とによって、撮像部１０とレンズ部２０との位置合わせを、光軸方向およびモールド樹脂１４の面方向ともに行うことができるため、高精度位置合わせが可能となる。

このようなカメラモジュール１は、外部の光を、レンズ部２０から透光性蓋部１２を介して固体撮像素子１１に取り込む。取り込まれた光は、固体撮像素子１１の受光部１１ａに導かれ、受光部１１ａに被写体像が結像される。固体撮像素子１１は、その被写体像を電気信号に変換する。撮像部１０では、変換された電気信号に対し、各種処理（画像処理等）が施される。

ここで、カメラモジュール１の特徴部分について説明する。カメラモジュール１は、透光性蓋部１２に、遮水性を有する通気路が形成されていることに最大の特徴がある。図１は、カメラモジュール１に設けられた透光性蓋部１２の裏面図である。図４は、図２のカメラモジュール１における撮像部１０の一部を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は断面図である。なお、図１では、説明の都合上、固体撮像素子１１の受光部１１ａも示している。

具体的には、本実施形態では、図１のように、通気路１９は、透光性蓋部１２の裏面（受光部１１ａとの対向面）形成されている。通気路１９は、上述した固体撮像素子１１と透光性蓋部１２との間に形成された中空部Ｓと、外部とを連通させる機能を果たす。

通気路１９は、矩形状の受光部１１ａの３辺に跨って形成されている。これにより、通気路１９の全長が、特許文献３の通気路に比べて長くなるため、通気路１９がより高い遮水性を有するようになる。このため、通気路１９としての機能を十分に発揮する。従って、水または異物の侵入を防ぐことができる。それゆえ、透光性蓋部１２の剥離を防止し、信頼性の高いカメラモジュール１を提供することができる。

また、通気路１９は、図１のように、１本であっても、十分に水または異物の侵入を防ぐことができる。また、通気路１９が１本であれば、通気路１９の形成が容易である。

しかも、本実施形態のカメラモジュール１では、モールド樹脂１４が、透光性蓋部１２の表面が露出するように、透光性蓋部１２を封止している。これにより、モールド樹脂１４が、接着部１６による固体撮像素子１１上への透光性蓋部１２の接着を補強する。従って、カメラモジュール１がリフロー工程等の高温下に加熱されても、透光性蓋部１２の剥離を確実に防ぐことができる。

これに対し、図１６のように、特許文献３の固体撮像装置４００は、透光性蓋部４１２がモールド樹脂により封止されていない。つまり、透光性蓋部４１２は、接着層４１６のみによって、固体撮像素子４１１上に接着される。従って、リフロー工程等の高温下での加熱時に、透光性蓋部４１２が容易に剥離してしまう。このような透光性蓋部４１２の剥離を防ぐためには、透光性蓋部４１２と固体撮像素子４１１との間の空間内の熱膨張した気体を、速やかに外部に逃がす必要がある。従って、上述のように、通気路の両端を最短距離で設けたり、通気路の形状を単純にしたり、そのような通気路が複数必要にならせざるを得ない。しかし、このような構成では、水または異物が浸入しやすくなるため、本実施形態のカメラモジュール１に比べると、圧倒的に信頼性が低い上、透光性蓋部４１２も剥離しやすい。

このように、本実施形態の通気路１９は、ある程度の長さを有しており、中空部Ｓに対して１本である。このため、通気路１９の内径（幅）は、均一（等幅）であっても十分に遮水性を有する。しかし、通気路１９の内面は、凹凸形状になっていることが好ましい。図５の（ａ）〜（ｄ）は、通気路１９における、破線部Ａの内部形状を示す断面図である。図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、平坦な通気路１９の内面に、部分的に突起を形成することによって、通気路１９の内面を凹凸形状にすることができる。一方、図５の（ｃ）および（ｄ）に示すように、通気路１９自体を部分的にくびれさせて、通気路１９の幅（径）を狭くすることによっても、通気路１９の内面を凹凸形状にすることができる。このように、通気路１９の内面が凹凸形状であると、通気路１９の内径（幅）が不均一となる。これにより、通気路１９の形状が複雑になる。これにより、中空部Ｓ内の気圧と外部の気圧とのつり合いで通気路１９が遮水性を示すのに加え、気圧のつり合いによって浸入する水などの液体の表面張力を加味して、水または異物の浸入を確実に防止することができる。

また、上述のように、固体撮像素子１１上に透光性蓋部１２を接着する接着部１６は、受光部１１ａの周囲に形成されている。すなわち、図１では、受光部１１ａの周囲に示される１点鎖線の内側に受光部１１ａが配置される。一方、その１点鎖線の外側から、透光性蓋部１２の外縁の領域に、接着部１６が形成されている。つまり、この領域は、透光性蓋部１２が、接着部１６と接する領域である。通気路１９は、この領域内に形成されている。すなわち、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、通気路１９は、接着部１６上に形成されている。これにより、通気路１９の底部が、接着部１６によって蓋をされた状態になる。従って、確実に水または異物の侵入を防ぐことができる。

なお、通気路１９の受光部１１ａ側の端部は、中空部Ｓに繋がるため、接着部１６上には形成されていない。具体的には、図６は、図１の通気路１９における、破線部Ｂを示す斜視図である。図６において、破線部が接着部１６に覆われる（蓋をされる）部分であり、実線部分が接着部１６に覆われない部分である。つまり、実線で示すように、受光部１１ａ側の端部は、開口している。

このような通気路１９の形成方法は特に限定されるものではないが、透光性蓋部１２を切削または化学処理することにより、形成することができる。具体的には、通気路１９は、ＬＳＩ製造に用いられる公知の化学処理による方法、例えば、ウエットエッチングあるいはプラズマ（ドライ）エッチングにより形成することができる。また、昨今では切削においても、石英ガラスの溝加工で、幅１００μｍ深さ５０μｍの精度で加工が可能である（スズキプレシション株式会社等）。これにより、高精度に設計された通気路１９を形成することができる。

なお、通気路１９の経路長、幅、深さ等は、特に限定されるものではなく、任意に設定すればよい。例えば、経路長を長くするほど、確実に水または異物の侵入を防ぐことができる。

ここで、透光性蓋部１２の裏面の接着部１６と接する領域に通気路１９が形成されている場合、硬化前の軟弱な接着剤が、通気路１９に侵入して、通気路１９を塞ぐ虞がある。そこで、通気路１９と接着部１６との間に、通気路保護板３１を設けることが好ましい。図７は、通気路保護板３１が設けられた撮像部１０の断面図である。図８および図９は、通気路保護板３１の平面図である。

図７のように、通気路保護板３１は、透光性蓋部１２と同じ大きさである。通気路保護板３１は、図８のように、透光性蓋部１２を固体撮像素子１１上に接着する接着部１６と同様の形状であってもよい。すなわち、通気路保護板３１は、中央に開口３２が形成されており、この開口３２内に、受光部１１ａが配置されるようになっていてもよい。一方、図９のように、通気路保護板３１は、開口３２が形成されていない平板状であってもよい。この場合、受光部１１ａへ入射されるべき光を遮断しないように、透明基板などから通気路保護板３１を形成することが好ましい。

このように、透光性蓋部１２の裏面に通気路１９が形成されている場合には、透光性蓋部１２の裏面と接着部１６との間に通気路保護板３１が設けられていることが好ましい。これにより、通気路１９の底部が、通気路保護板３１によって蓋をされた状態になる。このため、接着部１６を構成する接着剤が、通気路１９内へ侵入しない。つまり、通気路１９が接着剤で塞がれない。従って、確実に水または異物の侵入を防ぐことができる。

なお、通気路１９の形状は、上述の例に限定されるものではなく、受光部１１ａにおける、少なくとも互いに隣接する２辺に沿って形成されていればよい。また、通気路１９は、その各辺の全長にわたって形成されている必要はなく、各辺の少なくとも一部にわたって連続的に形成されていればよい。例えば、図１０の（ａ）〜（ｃ）は、通気路１９の別の形状を示す平面図である。通気路１９は、図１０の（ａ）のように、矩形状の受光部１１ａの隣接する２辺に沿って形成することもできるし、図１０の（ｂ）のように、矩形状の受光部１１ａの４辺に沿って形成することもできるし、図１０の（ｃ）のように、受光部１１ａのほぼ全域に形成することもできる。これらの場合も、通気路１９は、受光部１１ａを避けて（重ならないように）形成されている。さらに、図１、図１０の（ａ）および（ｂ）では、通気路１９の両端を結ぶ直線が、接着部１６が形成されていない領域（１点鎖線の内部）を通るようになっている。

このような通気路１９であっても、通気路１９の全長を長くなるため、通気路１９としての機能を十分に発揮する。従って、水または異物の侵入を防ぐことができる。それゆえ、透光性蓋部１２の剥離を防止し、信頼性の高いカメラモジュール１を提供することができる。

また、通気路１９は、透光性蓋部１２の裏面に形成することに限定されるものではなく、透光性蓋部１２のおもて面に形成することもできる。図１１は、おもて面に通気路１９が形成された透光性蓋部１２の裏面の平面図である。透光性蓋部１２のおもて面に通気路１９を形成する場合、通気路１９中に、透光性蓋部１２を厚さ方向に貫通し中空部Ｓ（図示せず）に繋がる貫通孔１９ａを形成する。これにより、通気路１９が外部と中空部Ｓとを連通するようになる。このように、図１１では、通気路１９が透光性蓋部１２のおもて面に形成されており、透光性蓋部１２の裏面には形成されていない。これにより、透光性蓋部１２の裏面の接着部１６と接する領域を広くすることができる。このため、透光性蓋部１２が固体撮像素子１１上に確実に接着され、透光性蓋部１２の剥離を防止することができる。従って、透光性蓋部１２と接着部１６との間にはがれのない信頼性の高いカメラモジュール１を提供することができる。

なお、図１１の通気路１９の内部も、上述の図５のように、凹凸形状になっていることが好ましい。これにより、通気路１９の遮水性を高めることができる。

以上のように、本実施形態のカメラモジュールによれば、透光性蓋部１２に通気路が形成されている。このため、固体撮像素子１１の耐湿劣化や透光性蓋部１２内面に結露が発生するのを防止できる。さらに、カメラモジュール１を樹脂封止した際の熱で透光性蓋部１２の内部に存在する空気（水分）が膨張する等により、透光性蓋部１２が接着部１６から剥離するのを防ぐこともできる。従って、信頼性の高いカメラモジュールを提供することができる。

なお、カメラモジュール１は、透光性蓋部１２に通気路１９を形成する以外は、例えば、特開２００７−１４２０４２に記載の方法に準じて製造することができる。

本実施形態のカメラモジュール１は、携帯電話等の各種電子機器に搭載される。例えば、カメラモジュール１は、デジタルスチルカメラ，ビデオカメラ，防犯カメラ，または、携帯電話用・車両搭載用・インタホン用のカメラ等、種々の電子機器に好適に利用できる。

なお、本発明の固体撮像装置は、以下のように表現することができる。

〔１〕固体撮像素子と、該固体撮像素子を覆う透光性蓋部との間に中空部を有し、前記透光性蓋部に前記中空部から外部へ通じる通気路を形成している固体撮像装置において、前記通気路は遮水性を有することを特徴とする固体撮像装置。

〔２〕上記〔１〕の固体撮像装置において、通気路が、透光性蓋部の周縁近傍（すなわち接着部と透光性蓋部とが接している範囲内）の透光性蓋部側に形成されており、かつ、固体撮像の撮像面を囲むように形成されていることを特徴とする固体撮像装置。

〔３〕上記〔１〕または〔２〕に記載の固体撮像装置において、通気路の遮水性が、通気路の途中の幅員が狭くなる（くびれる）ことで実現されていることを特徴とする固体撮像装置。

〔４〕上記〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載の固体撮像装置において、上記通気路は、透光性蓋部を切削した溝で実現されていることを特徴とする固体撮像装置。

〔５〕上記〔１〕〜〔４〕のいずれか１つに記載の固体撮像装置において、上記通気路または溝は、切削（レーザー加工含む）または化学処理（ウエットエッチング、プラズマエッチング）で実現されていることを特徴とする固体撮像装置。

本発明によれば、経路長の長い通気路が透光性蓋部に形成されているため、固体撮像素子の耐湿性劣化、および、透光性蓋部内面の結露を防ぐことができる。さらに、固体撮像装置を樹脂封止した際の熱で、中空部（透光性蓋部と固体撮像素子との間の空間）内の空気（水分）が膨張するなどして、透光性蓋部が接着部から剥がれるのを防ぐこともできる。従って、信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。

本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

本発明は、特に、デジタルスチルカメラ，ビデオカメラ，防犯カメラ，または、携帯電話用・車両搭載用・インタホン用のカメラ等、種々の電子機器に好適に利用でき、水または異物の侵入を防ぎつつ、信頼性の高い固体撮像装置を実現することができる。

１ カメラモジュール（固体撮像装置）
１１ 固体撮像素子
１１ａ 受光部
１２ 透光性蓋部
１４ モールド樹脂（封止樹脂）
１６ 接着部
１９ 通気路
１９ａ 貫通孔
３１ 通気路保護板（通気路保護部材）
３３ 通気路保護板（通気路保護部材）
Ｓ 中空部

Claims (10)

1. 固体撮像素子と、
   少なくとも固体撮像素子の受光部を覆い、かつ、固体撮像素子との間に中空部が形成されるように設けられた透光性蓋部と、
   固体撮像素子の受光部の周囲に形成され、透光性蓋部を固体撮像素子上に接着する接着部とを備え、
   上記透光性蓋部に、上記中空部と外部とを連通させる通気路が形成された固体撮像装置において、
   上記受光部は、矩形であり
   上記透光性蓋部は、平板状であり、
   上記通気路は、上記受光部における、少なくとも互いに隣接する２辺に沿って形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 上記透光性蓋部は、透光性蓋部の表面が露出するように、封止樹脂により封止されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 上記通気路の内面が、凹凸形状になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 上記通気路は、上記受光部との対向面である透光性蓋部の裏面における、上記接着部と接する領域に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
5. 上記透光性蓋部の裏面と接着部との間に、通気路保護部材が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
6. 上記通気路は、上記透光性蓋部のおもて面に形成されており、通気路中に、透光性蓋部を厚さ方向に貫通し中空部に繋がる貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 上記透光性蓋部のおもて面に形成された通気路を覆う通気路保護部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 上記通気路は、１本であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
9. 上記通気路は、上記透光性蓋部を切削または化学処理することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。

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