JP2017037962A - イメージセンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】簡便且つ高精度な光学系の組み立てが可能となるイメージセンサモジュールの構造を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールは、複数の貫通孔及び採光部を有するインターポーザ基板と、インターポーザ基板の第１面側に固定されて配置され、採光部によって露出され、複数の光電変換素子が配置される受光面を有し、複数の貫通孔を介して外部回路に接続されるイメージセンサと、インターポーザ基板の第１面とは反対の第２面側に固定されて配置されたレンズユニットとを備える。【選択図】図１

Description

本発明はイメージセンサモジュールに関する。特に、携帯電子機器やタブレット端末に内蔵される固体撮像素子を用いたイメージセンサモジュールに関する。

携帯電子機器やタブレット端末に内蔵されるイメージセンサとして、固体撮像素子が広く知られている。固体撮像素子は、半導体チップ等に光電変換素子を有する画素を配列された受光面を有する。被写体が発した光をレンズ等の光学系によって受光面に結像させると、その像の光を、その明暗に応じた電荷量に変換し、電気信号を取得することによって出力画像を得ることができる。

近年、携帯電子機器の小型化、高品質化、及び高機能化が進み、これらの電子機器に搭載される固体撮像装置についても、小型化、高品質化、及び高精度化が強く求められている。

例えば特許文献１には、基板に搭載された固体撮像素子と、固体撮像素子に形成されたパッドと基板に形成されたリードとを電気的に接続するボンディングワイヤーと、固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、光透過性を有し固体撮像素子の撮像面と対向してフレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、フレーム部材は、光学部材側から撮像面に向けて延びる脚部を有し、パッドに接続されたボンディングワイヤーの端部が脚部により覆われた状態でフレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定される固体撮像装置が開示されている。

特開２０１２−２２２５４６号公報

固体撮像素子の受光面全域に被写体像を同一焦平面に結像させるには、レンズユニットが有するレンズ群の光軸と固体撮像素子の法線とが一致する必要がある。しかしながら、上記の構成においては、レンズユニット及び固体撮像素子の取り付け基準面として、同一の基板を用いているが、当該基板の平坦性については触れられていない。当該基板として、例えばガラスエポキシ基板を用いる場合、表面の平坦性を考慮すると、基板に接着固定される固体撮像素子である半導体チップの受光面の平行度の精度を確保し、かつ、レンズユニットの固定時に、レンズ系の光軸鉛直度の精度を基板表面を基準として確保して、組み立てる、煩雑な工程が必要となり、レンズユニットが有するレンズ群の光軸と固体撮像素子の法線とがずれることが懸念される。

本発明は、上記実情に鑑み、簡便且つ高精度な光学系の組み立てが可能となるイメージセンサモジュールの構造を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールは、複数の貫通孔及び採光部を有するインターポーザ基板と、インターポーザ基板の第１面側に固定されて配置され、採光部によって露出され、複数の光電変換素子が配置される受光面を有し、複数の貫通孔を介して外部回路に接続されるイメージセンサと、インターポーザ基板の第１面とは反対の第２面側に固定されて配置されたレンズユニットとを備える。

このような構成を有することによって、イメージセンサの受光面の法線と、レンズユニットに配置された撮像レンズ群の光軸とを高精度で一致させることができる。

レンズユニットは、少なくとも３本の支柱を有し、少なくとも３本の支柱の各々は、複数の貫通孔のいずれかに挿入されることを特徴とする。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板にレンズユニットを安定して固定することができ、また、イメージセンサモジュールの機械的強度が向上する。

レンズユニットは、撮像レンズ群、撮像レンズ群を固定して内装する撮像レンズ内装ケース、及び、複数のバネを介して撮像レンズ内装ケースを内装する撮像レンズ外装ケースを含み、少なくとも３本の支柱は、撮像レンズ外装ケースに固定されることを特徴とする。

このような構成を有することによって、このような構成を有することによって、イメージセンサの受光面の法線と、撮像レンズ群の光軸とを高精度で一致させることができる。

撮像レンズ内装ケースは、コイルに囲まれ、少なくとも３本の支柱は、そのうち少なくとも２本は導電性を有し、各々がコイルの両端に接続されることを特徴とする。

このような構成を有することによって、支柱がコイルに接続される配線を兼ねることができ、配線構造が単純になる。

少なくとも２本の支柱が挿入される貫通孔は、コンフォーマル導体を有することを特徴とする。

このような構成を有することによって、コイルと外部配線との接続を良好にすることができる。

インターポーザ基板は透光性を有し、レンズユニットは、採光部の側壁を覆う遮光部を有することを特徴とする。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板内への光の侵入を抑制することができ、フレアの発生を抑制することができる。

インターポーザ基板は透光性を有し、インターポーザ基板の表面及び側面と、前記複数の貫通孔の側壁とに形成された光吸収層を更に備える。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板内への光の侵入を抑制することができ、フレアの発生を抑制することができる。

光吸収層は、遮光性を有する金属である。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板内への光の侵入を抑制することができ、フレアの発生を抑制することができる。

光吸収層は、黒色樹脂である。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板内への光の侵入を抑制することができ、フレアの発生を抑制することができる。

インターポーザ基板は、シリコン基板から成ることを特徴とする。
このような構成を有することによって、インターポーザ基板内へ光が侵入することがないため、フレアが発生することはない。

複数の貫通孔のうち、イメージセンサに接続される貫通孔に設けられ、第１面側の端部は、第２面と平行な同一平面上に位置する複数の貫通電極を更に備え、インターポーザ基板の第１面は、同一平面よりも第２面側に位置することを特徴とする。

このような構成を有することによって、イメージセンサとインターポーザ基板が高精度で平行に配置され、製造工程における両者の位置合わせが容易になる。

インターポーザ基板は、第２面側に、複数の貫通電極の側壁を囲む凸部を有することを特徴とする。

このような構成を有することによって、イメージセンサとインターポーザ基板が高精度で平行に配置され、製造工程における両者の位置合わせが容易になる。

本発明によると、簡便且つ高精度な光学系の組み立てが可能となるイメージセンサモジュールの構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する分解断面図である。 本発明の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板部分を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板部分を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板部分を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

＜第１実施形態＞
図１乃至図５を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成を説明する断面図である。また、図２は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成を説明する分解断面図である。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、少なくとも、インターポーザ基板１０２と、イメージセンサ１０４と、レンズユニット１０６とを備える。本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、更に、放熱部材１３４と、モジュール外装ケース１３６と、メタルカバー１３８と、永久磁石１４０とを備えてもよい。

インターポーザ基板１０２は、複数の貫通孔１０８及び１０９及び採光部１０２ｃを有する。イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａ側に固定されて配置され、採光部１０２ｃによって露出され、複数の光電変換素子が配置される受光面１０４ａを有し、複数の貫通孔１０８を介して外部回路に接続される。レンズユニット１０６は、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａとは反対の第２面１０２ｂ側に固定されて配置される。

このような構成を有することによって、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とを高精度で一致させることができる。

イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とが一致していないと、例えばイメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａの中心部付近で被写体の像を良好に結像させたとしても、有効な受光面の中心部から離れた領域においては良好に結像させることができないといった表示不良の発生が懸念される。

放熱部材１３４は、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａとは反対の面に固定されて配置されている。モジュール外装ケース１３６は、凹部を有し、当該凹部内に少なくともイメージセンサ１０４及び放熱部材１３４が配置され、インターポーザ基板１０２に固定されて配置されている。メタルカバー１３８は、内部に永久磁石１４０が固定されて配置され、レンズユニット１０６を内装する。

図３は、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成を説明する斜視図である。また、図４は、本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の構成を説明する平面図である。

イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とを高精度で一致させるために、インターポーザ基板１０２としては、表面の平坦性が高く、両表面の平行度が高い基板を用いることが望ましい。インターポーザ基板１０２としては、透光性を有する基板であってもよく、透光性を有しない基板であってもよい。

透光性を有する基板としては、例えばガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミのシリケートガラス、ソーダガラス、チタン含有シリケートガラス等を用いることができる。

透光性を有さない基板としては、例えばシリコン（Ｓｉ）基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板等の半導体基板を用いることができる。透光性を有さない基板としては、また、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリイミド等に、透光性を有さない加工を施した樹脂基板を用いることができる。透光性を有さない基板としては、更に、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、アラミド繊維強化エポキシ樹脂等の繊維強化樹脂を用いることができる。

本実施形態においてはガラス基板を用いる。これによって、シリコン基板を用いる場合よりも安価にイメージセンサモジュール１００を提供することができる。

インターポーザ基板１０２が有する複数の貫通孔１０８の一部には貫通電極１１０が形成される。更に、平面視において、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａが配置される領域を開口する採光部１０２ｃを有する。本実施形態においては、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの周囲に貫通孔１０８及び１０９の一部が配置され、当該貫通孔の一部１０８に貫通電極１１０が形成される。更に、インターポーザ基板１０２の四隅付近もそれぞれ貫通孔１０９が設けられている。これらの貫通孔１０９は、後述するレンズユニット１０６が有する支柱１１８を挿入し、当該レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２に固定するために用いられる。また、後述するように、支柱１１８を挿入するための貫通孔１０９の数は４個に限られず、少なくとも３個が配置されていればよい。

図５は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００のインターポーザ基板１０２部分を説明する断面図である。特に、インターポーザ基板１０２が透光性を有する場合、インターポーザ基板１０２の表面及び側面と、複数の貫通孔１０８及び１０９の側壁とに形成され、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａを露出する光吸収層１１２を更に備えてもよい。ここで、インターポーザ基板１０２の表面及び側面とは、採光部１０２ｃの側壁も含まれる。換言すると、インターポーザ基板１０２の全ての表面及び側面に配置される光吸収層１１２を更に備えてもよい。複数の貫通電極１１０や、インターポーザ基板１０２の両面に配置される配線１４２等の金属は、透光性を有するインターポーザ基板１０２に接して配置されることは無く、光吸収層１１２を介してインターポーザ基板１０２に配置されることになる。つまり、製造工程においては、インターポーザ基板１０２の全ての表面を覆う光吸収層１１２を形成した後に、光吸収層１１２上に貫通電極１１０や配線１４２を形成する。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板１０２内への光の侵入を抑制することができ、フレアの発生を抑制することができる。光吸収層１１２を設けないと、インターポーザ基板１０２内に光が侵入することが懸念され、その場合、貫通電極１１０や配線１４２等の金属によって乱反射して迷光となり、フレアが発生する懸念がある。

光吸収層１１２の材料の一例としては、遮光性を有する金属である。金属としては、例えばニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。

以上のような遮光性を有する金属を用いた光吸収層１１２の形成方法の一例について説明する。先ず、複数のインターポーザ基板１０２が切り出される基板に、各々のインターポーザ基板１０２に配置される貫通孔１０８及び１０９と採光部１０２ｃとを形成する。

貫通孔１０８を形成する方法としては、レーザ照射、ウェットエッチング、ドライエッチング等を用いることができる。レーザ照射としては、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（基本波（波長：１０６４ｎｍ）、第２高調波（波長：５３２ｎｍ）、第３高調波（波長：３５５ｎｍ）等を用いることができる。）、フェムト秒レーザ等を用いることができる。ウェットエッチングとしては、フッ化水素（ＨＦ）を用いたウェットエッチング等を用いることができる。また、前述のレーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。ドライエッチングとしては、プラズマを用いたドライエッチング、ボッシュプロセスを用いたＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法等を用いることができる。

次いで、ダイシングによって各々のインターポーザ基板１０２に個片化する。次いで、個片化されたインターポーザ基板１０２について、無電解めっき法の前処理工程として、触媒を吸着させる。次いで、所定のめっき液に浸漬し、金属膜を形成する。次いで、レジスト剥離液に浸漬し、流水する。以上のような工程によって、遮光性を有する金属を用いた光吸収層１１２を形成することができる。

光吸収層１１２の材料の他の例としては、黒色樹脂である。

黒色樹脂としては、少なくとも、感光性樹脂組成物、光重合開始剤、顔料及び溶媒を含み、これらの組成を適宜合わせて黒色樹脂組成物とする。感光性樹脂組成物としては、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いることができる。また、感光性樹脂組成物としては、例えばアクリル系モノマー、オリゴマー、ポリマーを含有する感光性樹脂組成物を用いることができる。顔料としては、カーボンブラック、酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、その他混色した有機顔料等を用いることができる。

また、黒色樹脂としては、非感光性樹脂組成物に、顔料を分散させたものを用いることができる。非感光性樹脂組成物としては、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。顔料としては、カーボンブラックを分散させたものを用いることができる。また、アニリンブラック、アセチレンブラック、フタロシアニンブラック、チタンブラック等を顔料として分散してもよい。

黒色樹脂を用いた光吸収層１１２の形成方法の一例について説明する。先ず、複数のインターポーザ基板１０２が切り出される基板に、各々のインターポーザ基板１０２に配置される貫通孔１０８及び１０９と採光部１０２ｃとを形成する。次いで、ダイシングによって各々のインターポーザ基板１０２に個片化する。次いで、個片化されたインターポーザ基板１０２について、黒色樹脂に浸漬し、黒色化させる。次いで、剥離液に浸漬し、保護層を除去する。以上のような工程によって、黒色樹脂を用いた光吸収層１１２を形成することができる。

光吸収層１１２が形成された後に、貫通孔１０８を介してインターポーザ基板１０２の両面を導通する貫通電極１１０を形成する。貫通電極１１０の形成としては、例えば、充填めっき、スパッタリング又は蒸着、コンフォーマルめっき等の方法を用いることができる。

充填めっきは、インターポーザ基板１０２の一方の表面にシード層を成膜し、電解めっき法により、シード層上にめっき層を成長させる。このとき、当該一方の表面に塞めっき層（蓋めっき）を形成したのち、当該一方の表面から他方の表面に向かって、貫通孔１０８を充填するめっき層を成長させる。

スパッタリグ又は蒸着によれば、貫通孔１０８の側壁に金属層を形成することができる。このとき、これらの処理をインターポーザ基板１０２の両面から施せば、片面のみの処理に比べて、アスペクト比の大きい貫通孔１０８に対しても貫通電極１１０を形成することが可能となる。また、無電解めっき法により、貫通孔１０８の側壁に金属層を形成することもできる。

コンフォーマルめっきは、前述のスパッタリング又は蒸着によって貫通孔１０８の側壁に形成した金属層をシード層として、電解めっき法により、その上にめっき層を成長させる。

コンフォーマルめっきによって形成した貫通電極１１０は、貫通孔１０８の内部が中空であるため、樹脂等を用いて貫通孔１０８を充填してもよい。

本実施形態においては、複数の貫通電極１１０の、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａ側端部に配置された半田ボール１１６を介してイメージセンサ１０４が有する配線１４２と接続される。つまり、イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２に対してフリップチップ接続される。

レンズユニット１０６は、少なくとも３本の支柱１１８を有していてもよい。少なくとも３本の支柱１１８の各々は、前記複数の貫通孔１０９のいずれかに挿入されてもよい。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板１０２にレンズユニット１０６を安定して固定することができ、また、イメージセンサモジュール１００の機械的強度が向上する。支柱１１８が２本以下であると、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂを基準面として安定して固定することができず、機械的強度に劣ってしまう。

また、レンズユニット１０６は、撮像レンズ群１２０、撮像レンズ内装ケース１２２、及び、撮像レンズ外装ケース１２４、透明樹脂基板１２６、赤外線フィルタ１２８を含んでもよい。

撮像レンズ内装ケース１２２は、撮像レンズ群１２０を固定して内装している。また、撮像レンズ内装ケース１２２は、コイル１３０に囲まれている。コイル１３０は、撮像レンズ群１２０の位置を制御するために設けられている。コイル１３０に供給する電流を制御することによって、当該電流が誘発する磁場と永久磁石１４０との相互作用により、撮像レンズ群１２０の位置を制御する。少なくとも３本の支柱１１８は、そのうち少なくとも２本は導電性を有し、各々が当該コイル１３０の両端に接続されている。

このような構成を有することによって、支柱１１８がコイル１３０に接続される配線を兼ねることができ、配線構造が単純になる。

少なくとも２本の支柱１１８が挿入される貫通孔１０９は、コンフォーマル導体を有していてもよい。コンフォーマル導体は、貫通孔１０９の側壁に形成された貫通電極１１０であり、貫通孔１０９の内部は中空となる。中空となる複数の貫通孔１０９に、支柱１１８が挿入される。

このような構成を有することによって、コイル１３０と外部配線との接続を良好にすることができる。

撮像レンズ外装ケース１２４は、複数のバネ１３２を介して撮像レンズ内装ケース１２２を内装している。つまり、撮像レンズ内装ケース１２２は、バネ１３２を介して撮像レンズ内装ケース１２２に接続されて配置される。これによって、撮像レンズ内装ケース１２２は、コイル１３０に供給される電流を制御することによって、揺動可能に配置されている。少なくとも３本の支柱１１８は、撮像レンズ外装ケース１２４に固定されていてもよい。

赤外線フィルタ１２８は、本実施形態においては、レンズユニット１０６内に配置され、撮像レンズ群１２０の下部に固定されて配置されている。しかし、赤外線フィルタ１２８の配置はこれに限定されない。つまり、被写体からの光が撮像レンズ群１２０を通過し、その後に赤外線フィルタ１２８を通過する構成となっていればよい。他の例として、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａ側に固定されて配置されていてもよい。

以上、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成について説明した。本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００においては、イメージセンサ１０４及びレンズユニット１０６は、共にインターポーザ基板１０２を取り付け基準面として固定されて配置されている。

つまり、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、以上のような構成を有することによって、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とを高精度で一致させることができる。よって、イメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａ全域において被写体の像を均一に結像するよう制御することができる。

イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、撮像レンズ群１２０の光軸とが一致していないと、例えばイメージセンサ１０４の有効な受光面１０４ａの中心部付近で被写体の像を良好に結像したとしても、有効な受光面１０４ａの中心部から離れた領域においては良好に結像しないといった表示不良の発生が懸念される。

＜第２実施形態＞
図６及び図７を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００の構成について詳細に説明する。図６は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、インターポーザ基板１０２部分の構成のみが異なっている。図７は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００のインターポーザ基板１０２部分を説明する斜視図である。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００が有するインターポーザ基板１０２は、透光性を有しない基板を用いており、シリコン基板を用いる点で第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と相違している。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板１０２内へ光が侵入することがないため、フレアが発生することはない。

インターポーザ基板１０２として、透光性を有する基板を用いた場合、インターポーザ基板１０２に光が侵入することが懸念され、その場合、貫通電極１１０や配線１４２等の金属によって乱反射して迷光となり、フレアが発生する懸念がある。このような問題に対し、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００においては、光吸収層１１２を設けている。

しかしながら、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００においては光吸収層１１２を形成する必要が無く、製造工程が簡略化される。

＜第３実施形態＞
図８を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール３００の構成について詳細に説明する。図８は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール３００を説明する全体断面図である。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール３００は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、レンズユニット１０６の構成のみが異なっている。本実施形態に係るイメージセンサモジュール３００が有するレンズユニット１０６は、採光部１０２ｃの側壁を覆う遮光部１４６を有する点で第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と相違している。遮光部１４６は、レンズユニット１０６の撮像レンズ外装ケース１２４から延長され、インターポーザ基板１０２の採光部１０２ｃに嵌合するように配置されている。また、インターポーザ基板１０２に形成される光吸収層１１２は設けても設けなくてもよいが、本実施形態では設けない。

このような構成を有することによって、インターポーザ基板１０２内への光の侵入を抑制することができ、フレアの発生を抑制することができる。更に、光吸収層１１２を形成する必要が無く、製造工程が簡略化される。遮光部１４６を設けないと、インターポーザ基板１０２内に光が侵入することが懸念され、その場合、貫通電極１１０や配線１４２等の金属によって乱反射して迷光となり、フレアが発生する懸念がある。

＜第４実施形態＞
図９及び図１０を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００の構成について詳細に説明する。図９は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、インターポーザ基板１０２部分の構成のみが異なっている。図１０は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００のインターポーザ基板１０２部分を説明する断面図である。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００は、複数の貫通孔１０８及び１０９のうち、イメージセンサ１０４に接続される貫通孔１０８に設けられ、第１面１０２ａ側の端部は、第２面１０２ｂと平行な同一平面上に位置する複数の貫通電極１１０を備え、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａは、当該同一平面よりも第２面１０２ｂ側に位置する。

換言すると、本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００は、複数の貫通孔１０８及び１０９のうち、イメージセンサ１０４に接続される貫通孔１０８に設けられ、第１面１０２ａ側の端部は、インターポーザ基板１０２から突出し、第２面１０２ｂと平行な同一平面上に位置する複数の貫通電極１１０を備える。

つまり、インターポーザ基板１０２とイメージセンサ１０４とのフリップチップ接続において、両者は複数の突出した貫通電極のみで接続され、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａとイメージセンサ１０４とは接触しない。

このような構成を有することによって、イメージセンサ１０４とインターポーザ基板１０２が高精度で平行に配置され、製造工程における両者の位置合わせが容易になる。

面同士による接続の場合、例えば接続の工程において、両者の間に空気層等が生じてしまうと位置合わせのための制御が困難になり、歩留まりが低下する懸念がある。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００が有する貫通電極１１０の形成方法の一例について説明する。先ず、前述した方法を用いて、少なくとも貫通孔１０８及び１０９の側壁に光吸収層１１２を形成する。ここで、貫通電極１１０は、その端部が貫通孔１０８の開口端まで充填され、貫通電極１１０が形成されたインターポーザ基板１０２としては可能な限り平坦となるように形成することが望ましい。次いで、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａのみについて、貫通電極１１０を保護し、インターポーザ基板１０２のみをエッチングによって薄化する。

以上の工程によって、本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００が有する貫通電極１１０を形成することができる。これによって、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａの平坦性は劣化するものの、イメージセンサ１０４との接続に関わる複数の貫通電極１１０の端部が同一平面上に存在することは維持される。この方法によれば、フリップチップ接続に用いる半田ボール１１６を必要としない。更に、フォトマスク等を用いたパターニングを必要とせず、自己整合的に貫通電極１１０が形成されるために、製造工程が簡略化される。

尚、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較しながら説明をしたが、インターポーザ基板１０２としてはガラス基板に限られず、第２実施形態のように、シリコン基板を用いても構わない。更に、本実施形態に係るイメージセンサモジュール４００には、遮光部１４６を有する第３実施形態に係るイメージセンサモジュール３００を組み合わせることができる。

＜第５実施形態＞
図１１及び図１２を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００の構成について詳細に説明する。図１１は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００の構成を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００は、第４実施形態に係るイメージセンサモジュール４００と比較すると、インターポーザ基板１０２部分の構成のみが異なっている。図１２は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００のインターポーザ基板１０２部分を説明する断面図である。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００は、インターポーザ基板１０２は、第１面１０２ａ側に、複数の貫通電極１１０の側壁を囲む凸部を有している点で、第４実施形態に係るイメージセンサモジュール４００と相違している。

換言すると、複数の貫通孔１０８及び１０９のうち、イメージセンサ１０４に接続される貫通孔１０８に設けられ、第１面１０２ａ側の端部は、第２面１０２ｂと平行な同一平面上に位置する複数の貫通電極１１０とを更に備え、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａのうち、当該複数の貫通孔１０８の開口端部から所定の距離だけ離れた領域は、前記同一平面よりも前記第２面１０２ｂ側に位置する点で相違している。

つまり、インターポーザ基板１０２とイメージセンサ１０４とのフリップチップ接続において、両者は複数の突出した貫通電極のみを介して接続され、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａとイメージセンサ１０４とは接触しない。

このような構成を有することによって、イメージセンサ１０４とインターポーザ基板１０２が高精度で平行に配置され、製造工程における両者の位置合わせが容易になる。また、貫通電極１１０の側壁がインターポーザ基板１０２で保護されているため、貫通電極１１０が形成されたインターポーザ基板１０２の機械的強度が向上する。

面同士による接続の場合、例えば接続の工程において、両者の間に空気層等が生じてしまうと位置合わせのための制御が困難になり、歩留まりが低下する懸念がある。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００が有する貫通電極１１０の形成方法の一例について説明する。先ず、前述した方法を用いて、少なくとも貫通孔１０８及び１０９の側壁に光吸収層１１２を形成する。ここで、貫通電極１１０は、その端部が貫通孔１０８の開口端まで充填され、貫通電極１１０が形成されたインターポーザ基板１０２としては可能な限り平坦となるように形成することが望ましい。次いで、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａのみについて、貫通電極１１０及びその周辺部を保護するレジストを形成し、エッチングによって薄化する。

以上の工程によって、本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００が有する貫通電極１１０を形成することができる。これによって、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａの平坦性は劣化するものの、イメージセンサ１０４との接続に関わる複数の貫通電極１１０の端部が同一平面上に存在することは維持される。貫通孔１０８の周辺領域で、エッチングされずに保護されたインターポーザ基板１０２の領域も、同一平面上に存在する。この方法によれば、フリップチップ接続に用いる半田ボール１１６を必要としない。また、貫通電極１１０の側壁がインターポーザ基板１０２で保護されているため、貫通電極１１０が形成されたインターポーザ基板１０２の機械的強度が向上する。

尚、第４実施形態に係るイメージセンサモジュール４００と比較しながら説明をしたが、インターポーザ基板１０２としてはガラス基板に限られず、第２実施形態のように、シリコン基板を用いても構わない。更に、本実施形態に係るイメージセンサモジュール５００には、遮光部１４６を有する第３実施形態に係るイメージセンサモジュール３００を組み合わせることができる。

図１３は、本発明の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。上記のように製造されたイメージセンサモジュール１００乃至５００は、様々な応用製品に搭載される。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１０００、タブレット端末２０００、携帯電話３０００、スマートフォン４０００、デジタルビデオカメラ５０００、デジタルカメラ６０００等に搭載される。

なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００、２００、３００、４００、５００：イメージセンサモジュール
１０２：インターポーザ基板
１０２ａ：第１面
１０２ｂ：第２面
１０２ｃ：採光部
１０４：イメージセンサ
１０６：レンズユニット
１０８、１０９：貫通孔
１１０：貫通電極
１１２：光吸収層
１１６：半田ボール
１１８：支柱
１２０：撮像レンズ群
１２２：撮像レンズ内装ケース
１２４：撮像レンズ外装ケース
１２６：透明樹脂基板
１２８：赤外線フィルタ
１３０：コイル
１３２：バネ
１３４：放熱部材
１３６：モジュール外装ケース
１３８：メタルカバー
１４０：永久磁石
１４２：配線
１４４：ＦＰＣ
１４６：遮光部
１０００：ノート型パーソナルコンピュータ
２０００：タブレット端末
３０００：携帯電話
４０００：スマートフォン
５０００：デジタルビデオカメラ
６０００：デジタルカメラ

Claims (12)

1. 複数の貫通孔及び採光部を有するインターポーザ基板と、
   前記インターポーザ基板の第１面側に固定されて配置され、前記採光部によって露出され、複数の光電変換素子が配置される受光面を有し、前記複数の貫通孔を介して外部回路に接続されるイメージセンサと、
   前記インターポーザ基板の前記第１面とは反対の第２面側に固定されて配置されたレンズユニットとを備えるイメージセンサモジュール。
2. 前記レンズユニットは、少なくとも３本の支柱を有し、前記少なくとも３本の支柱の各々は、前記複数の貫通孔のいずれかに挿入されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
3. 前記レンズユニットは、
   撮像レンズ群、
   前記撮像レンズ群を固定して内装する撮像レンズ内装ケース、
   及び、複数のバネを介して前記撮像レンズ内装ケースを内装する撮像レンズ外装ケースを含み、
   前記少なくとも３本の支柱は、前記撮像レンズ外装ケースに固定されることを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサモジュール。
4. 前記撮像レンズ内装ケースは、コイルに囲まれ、
   前記少なくとも３本の支柱のうち少なくとも２本は、導電性を有し、各々が前記コイルの両端に接続されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサモジュール。
5. 前記少なくとも２本の支柱が挿入される貫通孔は、コンフォーマル導体を有することを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
6. 前記インターポーザ基板は透光性を有し、
   前記レンズユニットは、前記採光部の側壁を覆う遮光部を有することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
7. 前記インターポーザ基板は透光性を有し、
   前記インターポーザ基板の表面及び側面と、前記複数の貫通孔の側壁とに形成された光吸収層を更に備える請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
8. 前記光吸収層は、遮光性を有する金属であることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサモジュール。
9. 前記光吸収層は、黒色樹脂であることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサモジュール。
10. 前記インターポーザ基板は、シリコン基板から成ることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
11. 前記複数の貫通孔のうち、前記イメージセンサに接続される貫通孔に設けられ、前記第１面側の端部は、前記第２面と平行な同一平面上に位置する複数の貫通電極を更に備え、
    前記インターポーザ基板の第１面は、前記同一平面よりも前記第２面側に位置することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
12. 前記インターポーザ基板は、前記第１面側に、前記複数の貫通電極の側壁を囲む凸部を有することを特徴とする請求項１１に記載のイメージセンサモジュール。