JP2011118166A - 撮像装置および撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハレベルチップサイズパッケージ法を用いて製造された光学特性のよい撮像装置１を提供する。
【解決手段】レンズユニット４１を構成するレンズ部１２、２２を有する複数のレンズ基板部１１、２１と、ＣＣＤ３２を有するＣＣＤ基板部３１とが、接着層１９、２９を介して接合された撮像装置１であって、レンズ基板部１１、２１およびＣＣＤ基板部３１が、それぞれの接合面にＶ溝１３、２３、３３を有し、Ｖ溝に配設したビーズ５１、５２により、接合のときの基板間距離および基板面内方向の位置決めが行われている。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置および撮像装置の製造方法に関し、特にウエハレベルチップサイズパッケージ技術を用いて作成される撮像装置および前記撮像装置の製造方法に関する。

ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の固体撮像素子を有する撮像装置を具備した電子内視鏡、カメラ付き携帯電話、およびデジタルカメラ等が普及している。撮像装置は、固体撮像素子と、固体撮像素子に被写体の光学像を導光するレンズを有する撮像光学系と、から主要部が構成されている。

撮像装置を小型化し大量生産するために、ウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＣＳＰ）法を用いた撮像装置の製造方法が知られている。例えば、特開２００３−２０４０５３号公報には、ＣＣＤを有する半導体ウエハとレンズ等を有する基板とを接合後に切断することで個片化し、撮像装置を得る方法が開示されている。

ここで、ＷＣＳＰ法では接合するときの位置決めが重要である。特に光学素子が形成されている基板を接合する場合には、それぞれの光軸に対する位置決めはもちろん、基板間距離も厳密に制御しなければ、所望の光学特性の製品を製造することはできない。

このため特開２００３−９５７０８号公報には、凹形状のアライメントキーを有する基板と、凸形状のアライメントキーを有する基板とを、それぞれのアライメントキーを嵌合することにより、精度の高い位置決めを行う接合レンズアレイの製造方法が開示されている。

しかし、撮像素子とレンズアレイとを有する撮像装置をＷＣＳＰ法で作成するには、レンズアレイの製造よりも、さらに高い精度での位置決めを行わなければ、所望の高い光学特性の撮像装置を得ることができないことがあった。

特開２００３−２０４０５３号公報 特開２００３−９５７０８号公報

本発明は、ウエハレベルチップサイズパッケージ法を用いて製造された光学特性のよい撮像装置および前記撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の実施の形態の撮像装置は、撮像光学系を構成するレンズ部を有する複数のレンズ基板部と、撮像素子を有する撮像素子基板部とが、接着層を介して接合された撮像装置であって、前記レンズ基板部および前記撮像素子基板部とが、それぞれの接合面に凹部を有し、前記凹部に配設したビーズにより、接合のときの基板間距離および基板面内方向の位置決めが行われている。

また、本発明の別の実施の形態の撮像装置の製造方法は、撮像光学系を構成するレンズ部を有する複数のレンズ基板部と撮像素子を有する撮像素子基板部とが接着層を介して接合された撮像装置の製造方法であって、格子状に配置された複数の前記レンズ基板部を有する複数のレンズ基板を作成するレンズ基板作成工程と、前記格子状に配置された複数の前記撮像素子基板部を有する撮像素子基板を作成する撮像素子基板作成工程と、前記複数のレンズ基板または前記レンズ基板と前記撮像素子基板、のそれぞれの接合面の凹部に配設したビーズにより、基板間距離および基板面内方向の位置決めを行い、接着層を介して接合し、接合基板を作成する接合工程と、前記接合基板を個片化する個片化工程と、を具備する。

本発明によればウエハレベルチップサイズパッケージ法を用いて製造された光学特性のよい撮像装置および前記撮像装置の製造方法を提供できる。

第１の実施の形態の撮像装置の外観図である。 第１の実施の形態の撮像装置の断面構造を説明するための模式図である。 第１の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第１の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための分解斜視図である。 第１の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面模式図である。 第２の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための分解斜視図である。 第３の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための分解斜視図である。 第３の実施の形態の変形例１の撮像装置の製造方法を説明するための分解斜視図である。 第３の実施の形態の変形例２の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第３の実施の形態の変形例３の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第４の実施の形態の撮像装置の製造方法を説明するための上面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法について説明する。最初に本実施の形態の撮像装置１の構造について説明する。図１に示すように撮像装置１は、レンズ基板部１１とレンズ基板部２１とが接着層１９を介して接合された撮像光学系であるレンズユニット４１を有する。そしてレンズユニット４１は、撮像素子であるＣＣＤ３２（図２参照）を有する撮像素子基板部であるＣＣＤ基板部３１と接着層２９を介して接合されて、撮像装置１を構成している。なお、より高い光学特性が必要な撮像装置では、より多くの数のレンズ基板部が接合されているレンズユニットを用いてもよい。

撮像装置１は、後述するようにＷＣＳＰ法により複数の基板が接合された接合基板を個片化して製造されるために外形が四角柱状であり、その中央部に撮像光学系の光軸Ｏを有する。そして、それぞれの基板部の表面には接合のときの基板間距離および基板面内方向の位置決めを行うための凹部であるＶ溝１３、２３、３３が形成されている。なお、以下の構成要素を示す符号において、複数の同じ構成要素については数字の後にアルファベット１文字または、さらに数字を付して示す。例えばＶ溝２３Ｂ、Ｖ溝２３Ｂ１はＶ溝２３の一部である。

次に、図２は、図１に示した撮像装置１の断面構造を説明するための図である。なお図はいずれも説明のための模式図であり、厚さ方向の縮尺も構成要素により異なっている。例えば、厚く図示されている基板部が薄く図示されている基板部よりも厚いとは限らない。また、以下、基板の上面（おもて面）とは被写体側の面を、下面（裏面、）とは被写体と反対側の面を意味する。

図２に示すように、レンズ基板部１１は平凸レンズ部１２を有し、上面にＶ溝１３Ａを下面にＶ溝１３Ｂを有する。なお、レンズ基板部１１の上面のＶ溝１３Ａは撮像装置１では使用されていないため、以下では説明しない。レンズ基板部２１は凸凸レンズ部２２を有し、上面にＶ溝２３Ａを下面にＶ溝２３Ｂを有する。そして、撮像素子基板部であるＣＣＤ基板部３１は上面に撮像素子であるＣＣＤ３２とＶ溝３３Ａを有する。

レンズ基板部１１とレンズ基板部２１とは、Ｖ溝に配設したビーズ５２により基板間距離および基板面内方向の位置決めが同時に行われており、接着層１９を介して接合され、レンズユニット４１を構成している。そして、レンズユニット４１のレンズ基板部２１とＣＣＤ基板部３１とは、Ｖ溝に配設したビーズ５１により基板間距離および基板面内方向の位置決めが同時に行われており、接着層２９を介して接合され、撮像装置１を構成している。

ここで、それぞれのＶ溝の上端の幅は、それぞれのビーズの直径よりも小さい。かつ、接着層１９、２９は、撮像光学系の光路領域には配設されていない。このため、それぞれの接合された基板間の光路領域には空間が存在している。

次に、図３〜図５を用いて本実施の形態の撮像装置の製造方法について説明する。図３に示すように、撮像装置１の製造方法では、最初に、レンズ基板１０と、レンズ基板２０と、ＣＣＤ基板３０と、が作成され、接合工程において基板が接合されて接合基板４０が作成される。レンズ基板１０は、それぞれがレンズ部１２を有する複数のレンズ基板部１１が格子状に配置されている。レンズ基板２０は、それぞれがレンズ部２２を有する複数のレンズ基板部２１が、レンズ基板部１１と同じ配置の格子状に配置されている。ＣＣＤ基板３０は、それぞれがＣＣＤ３２を有する複数のＣＣＤ基板部３１が、レンズ基板部１１と同じ配置の格子状に配置されている。

レンズ基板１０およびレンズ基板２０は、例えば２つの金型の間に材料を流し込んだり、平板をプレス成型したりして作成される。

レンズ基板１０、２０の材料としては、透明材料であれば、ガラス、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル等を用いることができる。また単一の材料に限らず、例えば樹脂とガラスとの複合部材であってもよい。さらに、全てが透明材料から作成されている必要はなく、少なくとも撮像光学系の光路に相当する部分であるレンズ部１２、２２が透明材料で作成されていればよい。

ＣＣＤ基板３０としてシリコン基板を用いることにより、ＣＣＤ３２を内部に作成することができる。またシリコン単結晶基板を用いることにより後述するＶ溝形成のときに異方性エッチングにより所望の形状が容易に作成できる。なお撮像素子としてはＣＭＯＳ等を用いてもよいし、別途作成した撮像素子チップをＣＣＤ基板部３１に配設してもよい。

そして、レンズ基板１０とレンズ基板２０とＣＣＤ基板３０とが、接着層１９、２９を介して接合された接合基板４０を切断線Ｋに沿って切断することにより、それぞれの撮像装置１に個片化されている。

なお、図３の、ＣＣＤ基板３０に示すように、それぞれの基板の外周部は表示していない。また、図３においては、それぞれの基板に、撮像装置１のそれぞれの基板部が、８×９の格子状に配置された例を表示しているが、実際には１０×１０以上の格子状に配置されており、好ましくは２０×２０以上の格子状に配置されている。また図５においては、ビーズ５１、５２は図示していない。

次に図４および図５を用いて撮像装置１の製造方法について詳細に説明する。図４、図５はそれぞれの基板中の１個の撮像装置に相当する範囲を示している。レンズ基板部１１は下面にＶ溝１３Ｂ１〜１３Ｂ４を、有する。レンズ基板部２１は、上面にＶ溝２３Ａ１〜２３Ａ４を、下面にＶ溝２３Ｂ１〜２３Ｂ４を、有する。ＣＣＤ基板部３１は、上面にＶ溝３３Ａ１〜３３Ａ４を、有する。

レンズ基板部１１およびレンズ基板部２１のＶ溝はレンズ基板１０およびレンズ基板２０の作成のときにレンズ部１２、２２と同様に、例えばプレス成形により作成される。ＣＣＤ基板部３１のＶ溝は異方性エッチングにより作成される。すなわち、（１００）面を表面とするシリコン基板にＳｉＯ₂またはＳｉ₃Ｎ₄などのエッチング保護膜を成膜し、ＴＭＡＨまたはＫＯＨなどのアルカリ系水溶液を用いてエッチングを行うと（１１１）面を斜面とするＶ溝が作成される。

なお、本実施の形態の撮像装置１においては、それぞれの基板ごとのＶ溝は同じ形状であるが、接合面ごとに異なる形状のＶ溝を組み合わせるようにしてもよい。

そして、接合面のＶ溝とＶ溝の交差部の間には、それぞれ同じ大きさのビーズ５１Ａ〜５１Ｄ、５２Ａ〜５２Ｄ、が配設されている。例えば、レンズ基板部１１のＶ溝１３Ｂ１とＶ溝１３Ｂ３の交差部と、レンズ基板部２１のＶ溝２３Ａ１とＶ溝２３Ａ３の交差部と、の間にはビーズ５２Ａが配設されている。なお、ビーズ５１Ａ〜５１Ｄとビーズ５２Ａ〜５２Ｄとは基板間距離に応じて大きさが異なっていてもよい。

なお、ここでビーズとは、通し孔のついた球体ではなく、単に球状のボールを意味する。ビーズの形状は真球に近いほど好ましい。ビーズの材料としてはセラミック、ガラス、樹脂、シリコン、または金属等から適宜、選択することができるが、接着層１９、２９と熱膨張係数が類似している材料が好ましい。

接着層１９、２９は公知の接着剤を用いて作成することができるが、作業性の観点から紫外線硬化型接着剤が好ましい。なお接着層２９は透明である必要はない。レンズ基板１０、２０のレンズ部１２、２２以外の部分および接着層１９、２９が遮光材料により作成されている撮像装置は外乱光の影響を受けにくい。

レンズ部１２と、レンズ部２２と、ＣＣＤ３２の基板面内方向（ＸＹ方向）の位置決め、すなわち、それぞれの光軸を一致することは撮像装置１が所定の特性を得るためには不可欠である。撮像装置１では、それぞれの基板部が光軸Ｏとの相対関係が一義的に決定されるＶ溝の交差部を基準点として４個有する。すなわち、実際のＶ溝の交差部（クロスポイント）は所定の面積を有するため、厳密には「点（ポイント）」ではない。しかし、交差部にビーズを配設することにより、ビーズの中心点は交差部の中心点の直上（直下）に位置する。このため、撮像装置１の製造方法においては、交差部を基準「点」として基板面内方向（ＸＹ方向）の位置決めを行うことができる。

さらに、レンズ部１２と、レンズ部２２と、ＣＣＤ３２の間の距離、すなわち、レンズ基板１０と、レンズ基板２０と、ＣＣＤ基板３０の基板間の方向（Ｚ方向）の距離を所定の長さに位置決めすることは撮像装置１が所定の特性を得るためには不可欠である。撮像装置１では、それぞれの基板部が４個のビーズを介して接合されるために、基板間距離が、それぞれの基板部ごとに４箇所で正確に所定距離に設定される。

次に図５（Ａ）〜図５（Ｆ）を用いて、撮像装置１の基板の接合方法についてさらに説明する。
図５（Ａ）に示すように、上面にＣＣＤ３２とＶ溝３３Ａとが形成された複数のＣＣＤ基板部３１を有するＣＣＤ基板３０が撮像素子基板作成工程で作成される。ＣＣＤ基板３０は、（１００）面を表面とする単結晶シリコン基板を用いることが好ましく、この場合には異方性エッチングにより作成される、直交する方向のＶ溝が、ともに内壁面角７０．６度となる。

図５（Ｂ）に示すように各Ｖ溝交差部に、それぞれビーズ５１が配設される。 図５（Ｂ）は横方向から見た図であるためビーズは２個表示しているが、それぞれのＣＣＤ基板部３１には４個のビーズが配設される。

そして、図５（Ｃ）に示すように、ＣＣＤ基板部３１のＶ溝よりも外周部に接着剤２９Ａが塗布される。ここで、ビーズ５１に接着剤２９Ａが付着すると高さ方向（基板間距離）の位置決め精度が低下することがある。また接着剤２９Ａは接合する接合面の全面に塗布する必要はなく、公知の方法、例えばスクリーン印刷法、メタルマスク印刷法、またはインクジェット法等により所定の領域のみに塗布することが好ましい。

次に図５（Ｄ）に示す接合工程に先立って、第２レンズ基板作成工程にて、複数のレンズ基板部２１を有するレンズ基板２０が作成される。なお、第１レンズ基板作成工程にて、複数のレンズ基板部１１を有するレンズ基板１０が作成される。すなわち、単にレンズ基板作成工程という場合には第１レンズ基板作成工程および第２レンズ基板作成工程を意味しており、レンズ基板作成工程では複数のレンズ基板が作成される。

なお、接着剤２９Ａは、レンズ基板２０にも塗布してもよいし、ＣＣＤ基板３０とレンズ基板２０の両方に塗布してもよい。

そして、ＣＣＤ基板３０とレンズ基板２０とが未硬化の接着層２９とビーズ５１とを介して圧着された状態で、接着剤２９Ａの硬化処理が行われる。硬化処理は紫外線硬化型接着剤の場合には紫外線の照射処理であり、熱硬化型接着剤の場合には熱処理である。

以上のように、接合工程では、レンズ基板２０とＣＣＤ基板３０、のそれぞれの接合面の凹部であるＶ溝の交差部に配設したビーズ５１により、基板間距離および基板面内方向の位置決めが同時に行われ、接着層２９を介して接合が行われる。

撮像装置１では基板間距離はビーズ５１により決定されるために精度が高いが、より光学性能を高めるためには、より精度を上げる必要がある場合がある。この場合には、図５（Ｅ）に示すように、レーザ光Ｌを用いて基板間の距離を光学的に計測する計測工程が行われる。すなわちレーザ光Ｌを照射して反射光を計測することにより接合後の基板部間の距離が計測される。なお、計測精度向上のためにレンズ基板２０に、予め距離計測のための専用素子を形成しておいてもよい。

基板間距離の計測結果から所定の距離範囲にある場合には、当初から予定していた大きさのビーズが、次の接合面となるレンズ基板２０の上面のＶ溝交差部に配設される。これに対して基板間距離の計測結果から所定の距離範囲外だった場合には、次に配設するビーズの大きさ（直径）が選択工程において選択される。すなわち、基板間距離が所定の距離よりも短い場合には大きなビーズが選択され、基板間距離が所定の距離よりも長い場合には小さなビーズが選択される。そして選択されたビーズが次の接合面となるレンズ基板２０の上面のＶ溝交差部に配設される。例えば図５（Ｆ）においてビーズ５２Ａ１、５２Ｂ１は、ビーズ５１より大きいビーズ、または小さいビーズである場合がある。

ここで、基板部間の距離計測は接合基板の全ての交差部近傍で行い、次に配設するそれぞれのビーズを選択することで最も高い精度で撮像装置１を製造することができる。一方、基板の所定数の交差部近傍で基板部間の距離計測を行い、その計測結果に応じて、次に配設するそれぞれのビーズを選択してもよい。例えば、実際に計測した交差部の間に存在する交差部では、その中間の基板部間距離であると判断し、ビーズを選択してもよい。

以降の接合工程は、図５（Ｄ）からと同じであるため図示しないが、複数のレンズ基板であるレンズ基板２０およびレンズ基板１０のそれぞれの接合面の凹部に配設したビーズにより、基板間距離および基板面内方向の位置決めを行い、接着層１９を介して接合が行われる。

なお、本実施の形態の撮像装置１ではレンズユニット４１は２枚のレンズ基板１０、２０が接合されているが、３枚以上のレンズ基板を接合してもよい。この場合には、一の基板を他の一の基板と接合後に基板間距離を計測する計測工程と、計測工程の計測結果に応じて、次に接合する接合面に配設するビーズの大きさを選択するビーズ選択工程と、が繰り返して行われる。

接合工程が計測工程とビーズ選択工程とを有する製造方法を用いることにより、ある接合工程において基板間距離が所定の範囲外であっても、次の接合工程において、配設するビーズの大きさにより補正するため、完成した撮像装置１の精度が大きく劣化してしまうことを防止できる。

最後に、図示しないが、個片化工程において、接合基板４０が切断線Ｋに沿って切断されることにより、それぞれの撮像装置１に個片化される。個片化工程において、接合基板４０は固定用フィルム等（不図示）で固定した状態で、切断され個片化される。切断にはワイヤーソー、ブレードダイシング装置、またはレーザーダイシング装置等を用いることができる。そして、切断後に固定用フィルム等から撮像装置１が分離される。

以上の説明のように、撮像装置１はＷＣＳＰ技術を用いて製造されているため、大量に一括生産可能であり、高歩留まり、低コストが実現できる。また製造された撮像装置１は、基板間の接合のときに、正確に基板間距離および基板面内方向の位置決めが行われているために、光学特性がよい。さらに、接合工程において計測工程とビーズ選択工程とを有する場合には、製造された撮像装置１は、さらに光学特性がよい。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態の撮像装置１Ａおよび撮像装置１Ａの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置１Ａおよび撮像装置１Ａの製造方法は第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図６に示すように、撮像装置１Ａでは、レンズ基板１０Ａのレンズ基板部１１Ａおよびレンズ基板２０Ａのレンズ基板部２１ＡおよびＣＣＤ基板３０ＡのＣＣＤ基板部３１Ａは上部から観察したときの形状が円形の３個の貫通孔１４、２４、３４を有する。貫通孔１４、２４、３４の直径は接合面間に配設されるビーズ５１、５２の直径よりも小さい。

貫通孔開口部は所定の面積を有するため「点」ではない。しかし、撮像装置１Ａでは、貫通孔開口部にビーズ５１、５２を配設することにより、ビーズの中心点は貫通孔の中心点の直上（直下）に位置する。このため、貫通孔を基準「点」として基板面内方向の位置決めを行うことができる。

ＣＣＤ基板部３１Ａの貫通孔３４は、例えば等方性エッチングにより作成され、レンズ基板部１１Ａおよびレンズ基板部２１Ａの貫通孔１４、２４はレンズ部１２、２２と同様に例えばプレス成形により作成される。

なお貫通孔１４、２４、３４の替わりに、有底の凹部を形成してもよい。また貫通孔は上部から観察したときの形状が円形である必要はなく、矩形であってもよい。さらに貫通孔の内壁は基板面に対して垂直でなく、所定のテーパー角を有していてもよい。なお撮像装置１Ａの製造方法は、ほぼ撮像装置１の製造方法と同じである。

本実施の形態の撮像装置１Ａおよび撮像装置１Ａの製造方法は、撮像装置１および撮像装置１の製造方法と同様の効果を有し、さらに各基板部間に配設するビーズの数が３個と少ない。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態の撮像装置１Ｂおよび撮像装置１Ｂの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置１Ｂは第１の実施の形態の撮像装置１および第２の実施の形態の撮像装置１Ａと類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図７に示すように、撮像装置１Ｂでは、レンズ基板１０Ｂのレンズ基板部１１Ｂおよびレンズ基板２０Ｂのレンズ基板部２１ＢおよびＣＣＤ基板３０ＢのＣＣＤ基板部３１Ｂは、それぞれの面に２本のＶ溝と、前記Ｖ溝と直交する方向に配され、いずれかの前記Ｖ溝と公差する１本のＶ溝を有する。例えば、レンズ基板部２１Ｂの上面は、２本のＶ溝２３Ａ１、２３Ａ２と、Ｖ溝２３Ａ１、２３Ａ２と直交する方向に配され、Ｖ溝２３Ａ１と公差する１本のＶ溝２３Ａ５を有する。

ここで、Ｖ溝の交差部ではＶ溝に比べて基板面における開口部の大きさが大きい。すなわち、Ｖ溝の幅がＲのとき、交差部の開口部の最大長さは１．４１Ｒとなる。このため、撮像装置１Ｂでは基板部間の間隔を一定に設定するために交差部に配設するビーズ５１Ｅ、５２Ｅの大きさ（直径）を、溝部に配設するビーズ５１Ｂ〜５１Ｄ、５２Ｂ〜５２Ｄの大きさよりも大きいものを用いる。

すでに説明したようにＶ溝の交差部に配設されたビーズ５１Ｅ、５２Ｅは基準「点」として、接合のときの面内方向の位置決めの原点となる。図７において破線Ｓは原点を結ぶ直線を示している。これに対して溝部に配設されたビーズ５１Ｂ〜５１Ｄ、５２Ｂ〜５２Ｄは溝部上を移動可能である。基板内に格子状に配置された各基板部の位置は１枚の基板内に配設する基板部の数、言い換えれば基板サイズが大きくなるに従い、誤差が大きくなることがある。すると、接合する基板部の溝部に配設したビーズが、接合する他方の基板の溝部と嵌合しなくなるピッチずれが発生することがある。

撮像装置１Ｂでは基板サイズが大きくなっても、接合のときの、それぞれの基板部の基板面内方向の位置決めは、１個の基準点を原点として行われる。言い換えれば移動可能なビーズは誤差があっても、それに合わせて溝方向に移動可能な自由度を有する。このため、接合する基板部の溝部に配設したビーズが、接合する他方の基板の溝部と、確実に嵌合する。

以上の説明のように、撮像装置１Ｂは、それぞれの基板部が、、接合のときの基板面内方向の位置決めの原点となる、Ｖ溝の交差部を１つ有する。

本実施の形態の撮像装置１Ｂの製造方法は、撮像装置１の製造方法と同様の効果を有し、さらに基板部間の距離誤差が大きくなったとしても、精度よく、基板面内方向の位置決めを行うことができるため、光学特性のよい撮像装置を製造できる。すなわち撮像装置１Ｂは基板サイズが大きくなっても光学特性のよい撮像装置である。

＜第３の実施の形態の変形例１＞
次に、本発明の第３の実施の形態の変形例１の撮像装置１Ｃおよび撮像装置１Ｃの製造方法について説明する。本変形例の撮像装置１Ｃは第３の実施の形態の撮像装置１Ｂと類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図８に示すように、撮像装置１Ｃでは、レンズ基板１０Ｃのレンズ基板部１１Ｃおよびレンズ基板２０Ｃのレンズ基板部２１ＣおよびＣＣＤ基板３０ＣのＣＣＤ基板部３１Ｃは、それぞれの面に２本のＶ溝と、そのうちの１本のＶ溝上に１個の貫通孔１４、２４、３４とを有する。そして、それぞれのＶ溝に、それぞれ２個のビーズが配設され、そのうちの１個は貫通孔の開口部に配設されている。例えばＣＣＤ基板部３１Ｃでは、２本のＶ溝３３Ａ１、３３Ａ２と、そのうちの１本のＶ溝３３Ａ１上に１個の貫通孔３４とを有する。そして、それぞれのＶ溝３３Ａ１、３３Ａ２にそれぞれ２個のビーズ５１Ｂ、５１Ｅ、５１Ｃ、５１Ｄが配設され、そのうちの１個のビーズ５１Ｅは貫通孔３４に配設されている。

撮像装置１Ｃでは、貫通孔１４、２４、３４が、接合のときの基板面内方向の位置決めの原点である。撮像装置１Ｃは、それぞれの基板部が、基板面内方向の位置決めの原点となる、上部から観察したときの形状が円形の孔を１個有し、かつ移動の自由度を有する３個のビーズにより、接合のときの位置決めが行われる。

本変形例の撮像装置１Ｃ、および撮像装置１Ｃの製造方法は第３の実施の形態の撮像装置１Ｂ、および撮像装置１Ｂの製造方法が有する効果と同じ効果を有する。

＜第３の実施の形態の変形例２＞
次に、本発明の第３の実施の形態の変形例２の撮像装置１Ｄおよび撮像装置１Ｄの製造方法について説明する。本変形例の撮像装置１Ｄは第３の実施の形態の撮像装置１Ｂと類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図９に示すように、撮像装置１Ｄでは、それぞれの基板部は例示するＣＣＤ基板３０ＤのＣＣＤ基板部３１Ｄのように、それぞれの面に２本のＶ溝３３Ａ１、３３Ａ２と、そのうちの１本のＶ溝３３Ａ１と直交するＶ溝３３Ａ６とを有する。そしてＶ溝３３Ａ１、３３Ａ６の交差部に１個のビーズ５１Ｅが、一方のＶ溝３３Ａ２に２個のビーズ５１Ｃ、５１Ｄが配設されている。

撮像装置１Ｄでは、Ｖ溝交差部が、接合のときの基板面内方向の位置決めの原点である。撮像装置１Ｄは、それぞれの基板部が、、接合のときの基板面内方向の位置決めの原点となるＶ溝交差部を１個有し、かつ移動の自由度を有する２個のビーズにより位置決めが行われる。

本変形例の撮像装置１Ｄ、および撮像装置１Ｄの製造方法は第３の実施の形態の撮像装置１Ｂ、および撮像装置１Ｂの製造方法が有する効果と同じ効果を有する。

＜第３の実施の形態の変形例３＞
次に、本発明の第３の実施の形態の変形例３の撮像装置１Ｅおよび撮像装置１Ｅの製造方法について説明する。本変形例の撮像装置１Ｅは第３の実施の形態の撮像装置１Ｂと類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図１０に示すように、撮像装置１Ｅでは、それぞれの基板部は例示するＣＣＤ基板３０ＥのＣＣＤ基板部３１Ｅのように、それぞれの面に２本のＶ溝３３Ａ３、３３Ａ４と、１個の貫通孔３４Ｅとを有する。そして、Ｖ溝３３Ａ３、３３Ａ４にそれぞれ１個のビーズ５１Ｃ、５１Ｄが配設され、貫通孔３４Ｅに１個のビーズ５１Ａが配設されている。そして、ビーズ５１Ｃ、５１Ｄとビーズ５１Ａとは同じ大きさとなるように、貫通孔３４Ｅの開口部の直径が設計されている。

撮像装置１Ｅでは、貫通孔が、接合のときの基板面内方向の位置決めの原点である。撮像装置１Ｅは、それぞれの基板部が、、接合のときの基板面内方向の位置決めの原点となる貫通孔を１個有し、かつ移動の自由度を有する２個のビーズにより位置決めが行われる。

本変形例の撮像装置１Ｅおよび撮像装置１Ｅの製造方法は第３の実施の形態の撮像装置１Ｂ、および撮像装置１Ｂの製造方法が有する効果と同じ効果を有し、さらに同じ大きさのビーズを用いて、原点設定および自由度を有する溝部を基準とした設定が可能である。このため撮像装置１Ｅは製造のときの実装が容易である。

＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態の撮像装置１Ｆおよび撮像装置１Ｆの製造方法について説明する。本実施の形態の撮像装置１Ｆは第１の実施の形態の撮像装置１と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図１１は、それぞれがレンズ部２２を有するレンズ基板部２１Ｆが格子状に配置されたレンズ基板２０Ｆの上面図である。そして、レンズ基板２０Ｆにおいては、それぞれのレンズ基板部２１Ｆは伸縮自在な接続部２６により互いに接続されている。接続部２６は曲がり部を有する梁からなる構造であり、基板板面内方向の長さが外力により変化する。

なお接続部２６としては、伸縮自在であればよく、例えば、板厚の薄いメンブラン構造のフレーム部であってもよい。

すでに説明したように、基板サイズが大きくなると接合する基板部の溝部に配設したビーズが、接合する他方の基板の溝部と嵌合しなくなるビッチずれが発生することがある。すると撮像装置の精度が大きく低下し、光学性能が大きく劣化する。しかし、撮像装置１Ｆでは接続部２６が伸縮することにより、接合する基板部の溝部に配設したビーズが、接合する他方の基板の溝部と、確実に嵌合する。

本実施の形態の撮像装置１Ｆおよび撮像装置１Ｆの製造方法は第１の実施の形態の撮像装置１および撮像装置１の製造方法が有する効果を有し、さらに基板サイズが大きくなっても、不具合を生じがたい。

以上のように本発明は上述した実施の形態、変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。

１…撮像装置、１０…レンズ基板、１１…レンズ基板部、１２…レンズ部、１３…Ｖ溝、１４…貫通孔、１９…接着層、２０…レンズ基板、２１…レンズ基板部、２２…レンズ部、２３…Ｖ溝、２６…接続部、２９…接着層、２９Ａ…接着剤、３０…ＣＣＤ基板、３１…ＣＣＤ基板部、３２…ＣＣＤ、３３…Ｖ溝、３４…貫通孔、４０…接合基板、４１…レンズユニット、５１、５２…ビーズ、Ｌ…レーザ光、Ｏ…光軸

Claims (12)

1. 撮像光学系を構成するレンズ部を有する複数のレンズ基板部と、撮像素子を有する撮像素子基板部とが、接着層を介して接合された撮像装置であって、
   前記レンズ基板部および前記撮像素子基板部とが、それぞれの接合面に凹部を有し、
   前記凹部に配設したビーズにより、接合のときの基板間距離および基板面内方向の位置決めが行われていることを特徴とする撮像装置。
2. 格子状に配置された複数の前記レンズ基板部を有する複数のレンズ基板と、前記格子状に配置された複数の前記撮像素子基板部を有する撮像素子基板と、が前記接着層を介して接合された接合基板から個片化されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記凹部が、Ｖ溝または孔の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記それぞれの基板部が、前記基板面内方向の位置決めの原点となる、前記Ｖ溝の交差部または前記孔の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記それぞれの基板部が、前記基板面内方向の位置決めの原点となる、前記Ｖ溝の交差部または前記孔の少なくともいずれかを、それぞれの面に１個有することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記レンズ基板の前記複数のレンズ基板部が伸縮自在な接続部により互いに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 撮像光学系を構成するレンズ部を有する複数のレンズ基板部と撮像素子を有する撮像素子基板部とが接着層を介して接合された撮像装置の製造方法であって、
   格子状に配置された複数の前記レンズ基板部を有する複数のレンズ基板を作成するレンズ基板作成工程と、
   前記格子状に配置された複数の前記撮像素子基板部を有する撮像素子基板を作成する撮像素子基板作成工程と、
   前記複数のレンズ基板または前記レンズ基板と前記撮像素子基板、のそれぞれの接合面の凹部に配設したビーズにより、基板間距離および基板面内方向の位置決めを行い、接着層を介して接合し、接合基板を作成する接合工程と、
   前記接合基板を個片化する個片化工程と、を具備することを特徴とする撮像装置の製造方法。
8. 前記凹部が、Ｖ溝または孔の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の製造方法。
9. 前記それぞれの基板部が、前記基板面内方向の位置決めの原点となる、前記Ｖ溝の交差部または前記孔の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の製造方法。
10. 前記それぞれの基板部が、前記基板面内方向の位置決めの原点となる、前記Ｖ溝の交差部または前記孔の少なくともいずれかを１個有することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の製造方法。
11. 前記接合工程が、一の基板を他の一の基板と接合後に基板間距離を計測する計測工程と、
    前記計測工程の計測結果に応じて、次に接合する接合面に配設する前記ビーズの大きさを選択するビーズ選択工程と、を有することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
12. 前記レンズ基板の前記複数のレンズ基板部が伸縮自在な接続部により互いに接続されていることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。

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