JP2010287619A - 固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の固体撮像装置は、撮像素子に固定されたカバー部材が、撮像素子の受光面に対して非垂直面、直立面を平板部側から順に有し、入射光の傾斜角をθA、非垂直面の任意の位置の傾斜角をθB、枠部の受光面からの高さをH、非垂直面の任意の位置の高さをH1、直立面の任意の位置の高さをH2、平面方向での画素領域の端部から枠部の内壁の直立面の上端までの距離をL1、平面方向での直立面の上端から下端までの距離をL1’としたとき、内壁の直立面の任意の位置において、H2tan(θA−2θC)≦L1+L1’、内壁の非垂直面の任意の位置において、Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦L1、θB>θCを満たす構成とした構成としたである。
【選択図】 図1
Description
そして、本発明の第2の観点は、複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、垂直面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθA、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθB、前記枠部の前記受光面からの高さをH、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをH1、前記垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをH2、前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の垂直面までの距離をL1としたとき、内壁の垂直面の任意の位置において、H2tanθA ≦L1 ・・・(1)’、かつ内壁の非垂直面の任意の位置において、Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦L1 ・・・(2)を満たす構成としたものである。
図1(b)において、有効画素領域21は、受光素子が配置された領域に対応する範囲であり、その表面は固体撮像素子2の受光面22である。
内壁の直立面の任意の位置において、
H2tan(θA−2θC)≦L1+L1’ ・・・(1)、
かつ内壁の非垂直面の任意の位置において
Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦L1・・・(2)、
θB>θC ・・・(3)
が成立するような内壁とすることが好適である。ここで、θAは受光面の垂線に対する入射光の傾斜角である。θBは入射光が照射される非垂直面Sの任意の位置(点R)における傾斜角(点Rにおける受光面の垂線に対する非垂直面Sの角度)である。θCは入射光が照射される直立面Uの任意の位置(点R)における傾斜角(点Rにおける受光面の垂線に対する直立面Uの角度)である。そして、枠部32の高さはH、高さHのうち非垂直面をH1、直立面の高さはH2、受光面と平行な方向での画素領域の端部から枠部の内壁の直立面の上端までの距離をL1、受光面と平行な方向での直立面の上端から下端までの距離をL1’とする。
内壁の垂直面の任意の位置において、
H2tanθA ≦L1 ・・・(1)’、
かつ内壁の非垂直面の任意の位置において
Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦L1 ・・・(2)、
が成立するような内壁とすることが好適である。ここで、式の各要素は、直立面を垂直面と読み替える以外は前述の説明と同様である。
図2(a)は、図1で説明したカバー部材3であり、枠部32の内壁の非垂直面Sは平面からなる1つの傾斜面を有する。図2(b)のカバー部材3は、非垂直面が2の平面からなる2つの傾斜面を有する。非垂直面Sは、これらに限定されず3以上の傾斜面が構成されていても良い。ただし、加工の容易性等を考慮すると、非垂直面Sが1の平面からなることが好ましい。また、枠部32の内壁の非垂直面Sに対して平板部側とは反対側の面は、垂直面Vである。垂直面Vは前述の通り直立面Uであってもよい。図2(c)のカバー部材3は、枠部32の内壁の非垂直面Sが曲面形状からなる傾斜面を有する。図2(d)(e)(f)はそれぞれ図2(a)(b)(c)に対応する平板部31と枠部32が一体に形成されたカバー部材3である。曲面からなる非垂直面は、光の進行方向に影響がない程度(数nm〜300nm)に凹凸を有していて良い。
図2(d)乃至図2(f)のカバー部材3は、ガラスや樹脂などの平板を、研磨やブラスト等の機械加工又はエッチング等の化学的加工によって形成することができる。
図4(a)は、第2の実施例を示す固体撮像装置の断面図であり、図4(b)は、図4(a)のB線内の拡大断面図である。
内壁の第一の面の任意の位置において、
H2tanθA ≦X1 ・・・(1)、
かつ内壁の非垂直面の任意の位置において
Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦X1 ・・・(2)、
が成立するような内壁とすることが好適である。ここで、θAは受光面の垂線に対する入射光の傾斜角である。θBは入射光が照射される非垂直面Sの任意の位置(点R)における傾斜角(点Rにおける受光面の垂線に対する非垂直面Sの角度)である。そして、枠部32の高さはH、高さHのうち非垂直面をH1、垂直面の高さはH2、有効画素領域21の端部から枠部の内壁の垂直面Vまでの距離をX1とする。
図6は、第4の実施例を示す固体撮像装置の断面図である。
図6の固体撮像装置1が第2の実施例の図4の固体撮像装置と異なる点は、マイクロレンズ23がカバー部材3の外側にも配置されていることである。また、カバー部材3の固体撮像素子2に面して固定された平面に対向する領域である固定領域はマイクロレンズを構成する材料が平坦な形状を有している。すなわち、カバー部材3に対向する固体撮像素子2との固定領域となる平坦部29を除いて、カバー部材3の枠部の内側(有効画素領域側)と外側にマイクロレンズが配置されている。このような構成によって、固体撮像素子2とカバー部材3とを接着剤で固定する際にはみ出した接着剤が、カバー部材3の外側の領域のマイクロレンズの凹凸による毛細管現象によってカバー部材3の外側に流れる。そのため、有効画素領域側への接着剤のはみ出しを低減することができ、画質低減の原因の一つとなる有効画素領域上への接着剤の浸透が低減できる。従って、有効画素領域への接着剤の浸透を低減するために固定領域と有効画素領域との距離を長くする必要が無くなるため、固体撮像装置1の小型化を実現することができる。
図7(a)及び図7(b)は、第5の実施例を示すカバー部材の断面図である。図7(c)は、第5の実施例を示す固体撮像装置の断面図であり、図7(d)は、図7(c)の固体撮像装置をパッケージングした固体撮像装置である。
図7(a)及び図7(b)のカバー部材が図2(a)で示したカバー部材と異なる点は、枠部が複数の部品から構成されていることである。図7(a)のカバー部材3は、平板部31と枠形状の部品32、33が一体構造であり、部品32の内壁が非垂直面Sを構成している。図7(b)のカバー部材3は、平板部31と部品32、33、34が一体構造であり、部品32、33の内壁が非垂直面Sを構成している。平板部と複数の部品のそれぞれは、樹脂35によって固定されている。樹脂35は枠形状の部品32、33より柔軟な樹脂から構成されている。
図7(a)や図7(b)で示されるカバー部材3を用いれば、固体撮像装置の周囲の温度変化があった場合でも、熱膨張係数の異なる固体撮像素子2とカバー部材3との剥離の可能性を低減することができる。なぜなら、温度変化による固体撮像素子2とカバー部材3の異なる伸び或いは縮みを樹脂35が吸収するからである。
2 固体撮像素子
3 カバー部材
21 有効画素領域
22 受光面
26 受光素子
30 空間部
31 平板部
32 枠部
Claims (11)
- 複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、
前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、
前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、
前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、直立面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθA、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθB、前記枠部の前記受光面からの高さをH、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをH1、前記直立面の任意の位置における前記受光面からの高さをH2、受光面と平行な方向での前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の直立面の上端までの距離をL1、受光面と平行な方向での直立面の上端から下端までの距離をL1’としたとき、
内壁の直立面の任意の位置において、
H2tan(θA−2θC)≦L1+L1’ ・・・(1)、
内壁の非垂直面の任意の位置において、
Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦L1 ・・・(2)、
θB>θC ・・・(3)
の関係式を満たす構成を備えていることを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、
前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、
前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、
前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、垂直面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθA、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθB、前記枠部の前記受光面からの高さをH、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをH1、前記垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをH2、前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の垂直面までの距離をL1としたとき、
内壁の垂直面の任意の位置において、
H2tanθA ≦L1 ・・・(1)’
内壁の非垂直面の任意の位置において、
Htan(θA−2θB)+(H1)tanθB ≦L1 ・・・(2)
の関係式を満たす構成を備えていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記非垂直面が曲面から構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記非垂直面が前記画素領域に対向する領域より外側に配置されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記撮像素子が前記画素領域の外側、且つ、前記枠部の内側に光吸収部材を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記撮像素子の前記画素領域の前記複数の受光素子の各々に集光するための凹凸部を有し、前記光吸収部材が前記凹凸部と同一層で構成されていることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記撮像素子が前記複数の受光素子の光入射側にカラーフィルタを有し、前記光吸収部材が前記カラーフィルタと同一層で構成されていることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記撮像素子の前記画素領域の前記複数の受光素子の各々に集光するための凹凸部を有し、前記撮像素子が前記枠部に対向する領域より外側に配置された凹凸部を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記カバー部材の枠部は、複数の部品と、前記複数の部品を固定するための樹脂と、を有し、前記樹脂は前記複数の部品より弾性係数が小さいことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記枠部の前記複数の部品のおのおのが枠形状を有することを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置。
- 前記撮像素子の前記カバー部材側とは反対側に固定された配線基板と、前記撮像素子と前記配線基板との間で信号を転送するための導電部と、前記カバー部材の周囲と前記導電部を封止する封止部材と、を有する請求項1乃至10のいずれかに記載の固体撮像装置。
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