JP3836235B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置に係り、特に、小型化、薄型化を可能にする固体撮像装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア用の画像入力装置としてのカメラが脚光を浴びてきている。この種のカメラは、低価格で、単一のＤＣ電源で駆動される低消費電力のコンパクトなカメラが要望されている。殊に、その大きさは、これを搭載する機器の関係で、より薄型である必要がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来例について説明する。図２０は、従来の固体撮像装置の要部を示したものであり、１は固体撮像素子ユニットで、固体撮像素子チップとしてのＣＣＤチップ２をマウントしたＣＣＤパッケージ３、赤外線吸収フィルタ４、水晶ローパスフィルタ５、及び鏡筒６と一体型のレンズ７からなっている。８は両面に各種電子部品９を実装した多層の回路基板である。固体撮像素子ユニット１は、回路基板８の一方の面に、ＣＣＤパッケージ３から延びた外部接続端子により電気的、機械的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、ＣＣＤパッケージ３にレンズ７及び光学フィルタ４，５を積み重ねて構成される固体撮像素子ユニット１は、その高さが他の電子部品の高さに比べて高く、しかも前記従来の構成のものは、回路基板８の一方の面に実装されているため、実装基板の最大厚みとしては、固体撮像素子ユニット１の高さ（端子部を含む）、回路基板８の厚み、及び回路基板８の裏面に実装された最も高い部品９の高さを加えたものとなり、この厚みは、薄型を指向する上で大きな障害となっていた。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決しようとするものであり、固体撮像素子ユニットの高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなるようにし、薄型指向を大幅に前進させた固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、一主面に受光面を有する固体撮像素子チップと、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線手段と、前記固体撮像素子チップに入射する入射光を結像するための撮像レンズ及び光学フィルタを含む撮像光学系とからなる固体撮像素子ユニットと、
電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板とを備え、
前記固体撮像素子ユニットの光軸が前記回路基板に対して直角になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように前記固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を設定し、前記配線手段を前記回路基板へ接合してなることを特徴とするものである。
【０００７】
配線手段としては、貫通する開口を有するフィルムキャリアやリードフレームパッケージ、配線基板、あるいは樹脂配線パッケージを使用し、それらのリードの長さ、あるいは配線基板と回路基板との間を接続する金属ボールの大きさ、配線パッケージの厚みによって、回路基板に対する固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を適切に設定するものである。
【０００８】
この構成によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に設けた開口部に挿入し、回路基板の両面に実装した他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニットの高さを実質的に実装基板の最大厚みとすることができる。さらに、本発明では、従来のようなＣＣＤパッケージを使用することなく、裸の固体撮像素子チップを直接配線手段にボンディングするので、さらに厚みを減ずることができる。
【０００９】
また、本発明の他の固体撮像装置は、一主面に受光面を有する固体撮像素子チップと、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線手段と、前記固体撮像素子チップに入射する入射光を結像するための撮像レンズ、入射光を反射するプリズム及び光学フィルタを含む撮像光学系とからなる固体撮像素子ユニットと、
電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板とを備え、
前記回路基板に対し、前記プリズムに入射する入射光が直角で、前記プリズムで反射して固体撮像素子チップに入射する光が平行になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように前記固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を設定し、固定することを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に対して寝かせて配置し、回路基板に直角に入射する光をプリズムで反射させて固体撮像素子チップに入射させるようにしたので、実装基板の厚みをさらに薄くすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施の形態１)
図１は、本発明の実施の形態１における固体撮像装置の要部を示したものである。図１において、１１は固体撮像素子ユニットであり、一主面に受光面１２ａを有する固体撮像素子チップとしてのＣＣＤチップ１２、そのＣＣＤチップ１２の入出力信号を伝播する配線手段としてのフィルムキャリア１３、光学フィルタ等からなる透光部材１５、鏡筒１６と一体型でＣＣＤチップ１２に入射する入射光を結像するためのレンズ１７からなっている。１８は、各種電子部品１９を表裏両面に実装し、一部に貫通する開口部１８ａを有する多層の回路基板である。
【００１２】
ここで、固体撮像素子ユニット１１は、その光軸が回路基板１８の面に対して直角になるように、回路基板１８の開口部１８ａに挿入され、しかも、回路基板１８の表面及び裏面にそれぞれ実装された電子部品１９の高さを考慮して、その挿入方向の位置を任意に設定し、フィルムキャリア１３のリード１３ａの長さを決めて回路基板１８の接続ランドに接合する。また、固体撮像素子ユニット１１は、接着剤２６によって回路基板１８に機械的に固定される。
【００１３】
図２は、回路基板１８の下面に比較的高い電子部品１９が実装されているので、固体撮像素子ユニット１１を図１の場合よりさらに回路基板１８の下面側に突出させ、その分、フィルムキャリア１３のリード１３ａの長さを長くしてある。
【００１４】
回路基板１８に設ける開口部１８ａとしては、図６に示したように、基板の中程に形成した角形あるいは丸形等の開口部であってもよく、また、図７に示したように、基板の縁部を切り欠いたコの字形やＵ字形の開口部であってもよい。
【００１５】
図８は、フィルムキャリア１３に対するＣＣＤチップ１２の装着状態を示している。フィルムキャリア１３は、貫通する開口１３ｂを有し、この開口１３ｂにＣＣＤチップ１２の受光面１２ａを位置合わせする。そして、開口１３ｂに位置するリード（インナーリード）１３ｃの一端と、ＣＣＤ電極パッド１２ｂとをバンプ１２ｃを介した状態で接続する。さらに、フィルムキャリア１３とＣＣＤチップ１２の周囲との間に、例えばエポキシ樹脂等からなる封止剤１４を充填し、湿気等の外部雰囲気を遮断してＣＣＤチップ１２を保護するようにしている。
【００１６】
次に、本実施の形態１における固体撮像装置の製造方法を図９を用いて説明する。まず、図９（ａ）に示したように、ＣＣＤチップ１２の受光面１２ａ側に設けたバンプ１２ｃにフィルムキャリア１３のインナーリード１３ｃをボンディングツール２１により接合する。なお、この時、フィルムキャリア１３のリード（アウターリード）１３ａの長さは、実装した電子部品を含む回路基板の厚みとこれに装着する固体撮像素子ユニットの高さを考慮して、予め設定しておくのが好ましい。
【００１７】
次に、図９（ｂ）に示したように、フィルムキャリア１３とＣＣＤチップ１２の周囲との間にエポキシ樹脂等からなる封止剤１４をディスペンサー２２を用いて注入、充填する。
【００１８】
その後、図９（ｃ）に示したように、フィルムキャリア１３のＣＣＤチップ１２の装着側とは反対側に光学フィルタ等からなる透光部材１５を接着封止２０する。接着剤としては、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。この透光部材１５の接着封止２０で、ＣＣＤチップ１２の素子は封止され、外部雰囲気と遮断される。ここで、フィルムキャリア１３のリード１３ａは、図９（ｄ）に示したように、予め設定した固体撮像素子ユニット１１の回路基板１８への装着位置に応じて、透光部材１５側にフォーミングされる。
【００１９】
次に、図９（ｅ）に示したように、透光部材１５の上に、鏡筒１６と一体型の結像レンズ１７を接着する。この接着剤としては、透光部材１５の場合と同様に、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。このようにして固体撮像素子ユニット１１が組み立てられる。
【００２０】
次に、図９（ｆ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット１１を、その光軸が回路基板に対して直角になるように挿入する。固体撮像素子ユニット１１におけるフィルムキャリア１３のリード１３ａは、予め所定の長さでフォーミングされているので、図９（ｇ）に示したように、そのまま回路基板１８の所定のランドにはんだ付け２４され、その後、回路基板１８の開口部１８ａの縁部と透光部材１５、あるいはレンズの鏡筒１６の側面とを熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤２６で接着固定する。これにより、回路基板１８に対する固体撮像素子ユニット１１の実装工程が終了する。
【００２１】
以上のように構成された本実施の形態１によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット１１を、回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニット１１の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００２２】
なお、図３に示したように、電子部品を実装し、一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニット１１の光軸方向に複数段連結されていてもよい。回路基板１８間の電気的接続手段としては、例えば基板間を機械的に結合する結合手段に導電性のスペーサ２３を設けるようにしてもよい。
【００２３】
(実施の形態２)
図４は、本発明の実施の形態２における固体撮像装置の要部を示したものである。なお、図１のものと同一構成要素には同一符号を付してある。ここでは、配線手段として、貫通する開口（段付き）２５ｂを有するリードフレームパッケージ２５を用いた点に特徴を有し、開口２５ｂの内部に位置するリード２５ａの一端に、開口２５ｂに挿入されたＣＣＤチップ１２の電極が接続される。リードフレームパッケージ２５のリード２５ａの長さは、固体撮像素子ユニット２８の回路基板１８の固定位置により決定される。１４はリードフレームパッケージ２５の開口２５ｂに挿入されたＣＣＤチップ１２の周囲の間隙部に充填された封止剤である。
【００２４】
図１０は、本実施の形態２の製造方法を示したものである。図１０（ａ）に示すＣＣＤチップ１２を、図１０（ｂ）に示したように、リードフレームパッケージ２５にマウントし、バンプ１２ｃとリード２５ａとを接続する。なお、リード２５ａの長さは、回路基板への装着位置を考慮して予め設定しておく。ＣＣＤチップ１２の周囲とリードフレームパッケージ２５との間隙部には、図１０（ｃ）に示したように、ディスペンサー２２により封止剤１４を充填して封止する。
【００２５】
次に、図１０（ｄ）に示したように、リードフレームパッケージ２５のＣＣＤチップ１２の装着側とは反対側に光学フィルタ等からなる透光部材１５を接着封止２０する。接着剤としては、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。この透光部材１５の接着で、ＣＣＤチップ１２の素子は外部雰囲気と遮断され、保護される。
【００２６】
次に、図１０（ｅ）に示したように、透光部材１５の上に、鏡筒１６と一体型のレンズ１７を接着する。この接着剤としては、透光部材１５の場合と同様に、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。このようにして固体撮像素子ユニット２８が組み立てられる。
【００２７】
次に、図１０（ｆ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット２８を、その光軸が回路基板に対して直角になるように挿入する。固体撮像素子ユニット２８におけるリードフレームパッケージ２５のリード２５ａは、予め所定の長さで透光部材１５側にフォーミングされているので、そのまま、図１０（ｇ）に示したように、回路基板１８の所定のランドにはんだ付け２４され、固体撮像素子ユニット実装工程が終了する。
【００２８】
以上のように構成された本実施の形態２によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット２８を、回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニット２８の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００２９】
なお、リードフレームパッケージ２５を使用した場合でも、図３に示したように、電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニットの光軸方向に複数段連結されていてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
(実施の形態３)
図５は、本発明の実施の形態３における固体撮像装置の要部を示したものである。なお、図１のものと同一構成要素には同一符号を付してある。ここでは、配線手段として、貫通する開口３１ａを有する配線基板３１を用いた点に特徴を有し、開口３１ａに位置する配線（図示せず）に、開口３１ａに受光面を位置させたＣＣＤチップ１２の電極が接続される。配線基板３１の配線の他端と回路基板１８の配線との間は、金属ボール、例えばろうボール３２で接続される。固体撮像素子ユニット３３の回路基板１８への固定位置は、ろうボール３２の大きさ、あるいは配線基板３１の厚みにより決定される。１４は配線基板３１とＣＣＤチップ１２の周囲との間に充填された封止剤である。
【００３１】
図１１は、本実施の形態３の製造方法を示したものである。図１１（ａ）に示すＣＣＤチップ１２を、図１１（ｂ）に示したように、配線基板３１に装着する。即ち、ＣＣＤチップ１２のバンプ１２ｃと配線基板３１の開口３１ａ近傍に位置する配線（図示せず）とを接続する。そして、図１１（ｃ）に示したように、配線基板３１とＣＣＤチップ１２の周囲との間に封止剤１４を充填する。
【００３２】
次に、図１１（ｄ）に示したように、配線基板３１のＣＣＤチップ１２装着側とは反対側に光学フィルタ等からなる透光部材１５を接着封止２０し、さらに、その上に鏡筒１６と一体型の結像レンズ１７を接着する。接着剤としては、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。透光部材１５の接着封止２０で、ＣＣＤチップ１２の素子は外部雰囲気と遮断される。この状態で固体撮像素子ユニット３３が完成する。さらに、ＣＣＤチップ１２の電極が接続された配線基板３１の配線の他端（透光部材１５側の面に導出）には、回路基板の配線と接続するためのろうボール３２を載せ、はんだ付けにより接合する。
【００３３】
次に、図１１（ｅ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット３３を、その光軸が回路基板１８に対して直角になるように挿入し、回路基板１８の所定のランドに配線基板３１に載せたろうボール３２を接合する。これで、固体撮像素子ユニット実装工程が終了する。
【００３４】
以上のように構成された本実施の形態３によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット３３を回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、ろうボール３２の大きさ、あるいは配線基板３１の厚みを調整することにより、固体撮像素子ユニット３３の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態３においても、図３に示したように、電子部品を実装し、一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニットの光軸方向に複数段連結されていてもよい。
【００３６】
(実施の形態４)
図１２は、本発明の実施の形態４における固体撮像装置の要部を示したものである。なお、図１のものと同一構成要素には同一符号を付してある。図１２において、１２はＣＣＤチップであり、受光面１２ａ側に外部接続電極としてのバンプ１２ｃを有する。４１は樹脂配線パッケージであり、図１３に示したように、中央部に貫通する開口４１ａを有し、かつ厚さｔのフランジ部４１ｂを備えている。また所要の位置に配線導体４２が、例えばメッキ等の手段により形成されている。ここでは、樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａの対向する両側に、一方の面の開口４１ａの縁部から外壁に沿って他方の面の縁部まで延びた複数の配線導体４２が一定の間隔でそれぞれ配置されているが、開口４１ａを取り巻く四方の外壁に沿って配線導体が形成されていてもよい。樹脂配線パッケージ４１のＣＣＤチップ１２取付面とは反対側の面には、透光部材１５及び鏡筒１６と一体型のレンズ１７が接着されている。
【００３７】
図１４は、本実施の形態４の製造方法を示したものである。図１４（ａ）に示すＣＣＤチップ１２を、図１４（ｂ）に示したように、樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａに合わせて、バンプ１２ｃと配線導体４２とを接続する。次に、図１４（ｃ）に示したように、ＣＣＤチップ１２の周囲と樹脂配線パッケージ４１との間隙部に、ディスペンサー２２により封止剤１４を充填して封止する。
【００３８】
次に、図１４（ｄ）に示したように、樹脂配線パッケージ４１のＣＣＤチップ１２の装着側とは反対側に透光部材１５を接着封止２０する。この透光部材１５の接着で、ＣＣＤチップ１２の素子は外部雰囲気と遮断され保護される。次いで、図１４（ｅ）に示したように、透光部材１５の上に、鏡筒１６と一体型のレンズ１７を接着する。このようにして固体撮像素子ユニット４０が組み立てられる。
【００３９】
次に、図１４（ｆ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット４０を、その光軸が回路基板に対して直角になるように挿入し、フランジ部４１ｂを開口部１８ａの縁部に載せて、配線導体４２と回路基板１８の所定のランドとをはんだ付け２４して、固体撮像素子ユニット実装工程を終了する。
【００４０】
以上のように構成された本実施の形態４によれば、固体撮像素子ユニット４０の回路基板１８に対する固定位置は、樹脂配線パッケージ４１のフランジ部４１ｂの厚さｔによつて設定される。したがって、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット４０を、回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニット４０の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００４１】
図１５は、実施の形態４の変形例を示したもので、固体撮像素子ユニット４０を、回路基板１８の開口部１８ａに下側から挿入し、樹脂配線パッケージ４１の透光部材１５接着面側縁部を回路基板１８に当接させてはんだ付け２４したものである。つまり、図１２の場合と比較して、固体撮像素子ユニット４０を回路基板１８の裏面側に、フランジ部４１ｂの厚さｔだけ突出させて固定したものである。
【００４２】
このように、本実施の形態４によれば、フランジ部ないしは樹脂配線パッケージの全体の厚みによって固体撮像素子ユニットの固定位置を設定することができる。
【００４３】
図１６は、固体撮像素子ユニット４０において、ＣＣＤチップ１２の外周及び樹脂配線パッケージ４１の一部までを封止剤３７で被覆したものである。また、図１７は、ＣＣＤチップ１２の外周及び樹脂配線パッケージ４１の一部までを取り巻く金属ケース３８を設け、その金属ケース３８の内側に封止剤３７を充填したものである。このような構成にすることにより、ＣＣＤチップ１２に対する気密封止性能を一層高めることができる。
【００４４】
(実施の形態５)
図１８は、本発明の実施の形態５における固体撮像装置の要部を示したものである。ここでは、プリズム光学系を用いた構成で、薄型化を図るようにしたものである。
【００４５】
図１８において、１２はＣＣＤチップであり、受光面１２ａ側に外部接続電極としてのバンプ１２ｃを有する。４１は貫通する開口４１ａを有する樹脂配線パッケージであり、所要の位置に配線導体４２が、例えばメッキ等の手段により形成されている。１４は、ＣＣＤチップ１２を樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａに合わせて装着し、ＣＣＤチップ１２の周囲を封止する封止剤である。４４はＣＣＤチップ１２に入射する入射光を結像するためのレンズで、樹脂配線パッケージ４１に保持されている。４５は入射光の角度を変える三角プリズムであり、この三角プリズム４５とＣＣＤチップ１２との間に透光部材１５が配置されている。
【００４６】
樹脂配線パッケージ４１に、ＣＣＤチップ１２と、レンズ４４、三角プリズム４５及び透光部材１５からなる撮像光学系を装着して固体撮像素子ユニット４６が構成されている。この固体撮像素子ユニット４６は、回路基板１８に対して、レンズ４４に入射する入射光が直角で、三角プリズム４５で反射してＣＣＤチップ１２に入射する光が平行になるような向きで、回路基板１８の開口部１８ａに挿入され、配線導体４２が回路基板１８の所定のランドに対してはんだ付け２４され固定される。
【００４７】
図１９は、本実施の形態５の製造方法を示したもので、まず、図１９（ａ）に示したように、樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａに受光面１２ａを合わせてＣＣＤチップ１２を装着し、ＣＣＤチップ１２のバンプ１２ｃを配線導体４２に接続する。そして、図１９（ｂ）に示したように、ＣＣＤチップ１２の周囲に封止剤１４を充填し封止する。
【００４８】
次に、樹脂配線パッケージ４１の所定の位置にレンズ４４を装着し、また、三角プリズム４５及びこれに接着された透光部材１５を、レンズ４４とＣＣＤチップ１２との間に配置し、接着剤を用いて樹脂配線パッケージ４１に接着封止２０する。ＣＣＤチップ１２は、その接着封止２０と封止剤１４による封止で、外部雰囲気と遮断される。
【００４９】
以上のように構成された本実施の形態５によれば、高さの高い固体撮像素子ユニット４６を回路基板１８の開口部１８ａに寝かせて配置し、回路基板１８に直角に入射する光を三角プリズム４５で反射させてＣＣＤチップ１２に入射させることにより、従来のものに比べて実装基板の厚みを大幅に薄くすることが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜請求項９に記載の発明によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に設けた開口部に挿入し、回路基板の両面に実装した他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、実質的に固体撮像素子ユニットの高さを実装基板の最大厚みとすることができる。さらに、従来のようなＣＣＤパッケージを使用することなく、裸の固体撮像素子チップを直接配線手段にボンディングするので、さらに厚みを減ずることができ、大幅な薄型化を図ることができる。
【００５１】
また、請求項１０〜請求項１２に記載の発明によれば、高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に対して寝かせて配置し、回路基板に直角に入射する光をプリズムで反射させて固体撮像素子チップに入射させるようにしており、しかも、回路基板に設けた開口部に、適切な位置で固定するので、実装基板の厚みをさらに薄くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の要部の断面図
【図２】図１の固体撮像素子ユニットの位置を回路基板に実装した電子部品の高さに応じて基板の下側へずらせて固定した図
【図３】回路基板を複数枚積み重ねて構成した図
【図４】本発明の実施の形態２における固体撮像装置の要部の断面図
【図５】本発明の実施の形態３における固体撮像装置の要部の断面図
【図６】回路基板の中央付近に設けた開口部にＣＣＤチップを実装した例を示す斜視図
【図７】回路基板の縁部を切り欠いて設けた開口部にＣＣＤチップを実装した例を示す斜視図
【図８】図１のフィルムキャリアにＣＣＤチップを装着した状態を示す図
【図９】本発明の実施の形態１における製造方法を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２における製造方法を示す図
【図１１】本発明の実施の形態３における製造方法を示す図
【図１２】本発明の実施の形態４における固体撮像装置の要部の断面図
【図１３】図１２の樹脂配線パッケージの詳細な構成図
【図１４】本発明の実施の形態４における製造方法を示す図
【図１５】本発明の実施の形態４における変形例の要部の断面図
【図１６】本発明の実施の形態４における固体撮像素子ユニットの変形例を示す断面図
【図１７】本発明の実施の形態４における固体撮像素子ユニットの他の変形例を示す断面図
【図１８】本発明の実施の形態５における固体撮像装置の要部の断面図
【図１９】本発明の実施の形態５における製造方法を示す図
【図２０】従来例における固体撮像装置の要部の断面図
【符号の説明】
１１，２８，３３，４０，４６ 固体撮像素子ユニット
１２ ＣＣＤチップ
１２ａ 受光面
１２ｂ ＣＣＤ電極パッド
１２ｃ バンプ
１３ フィルムキャリア
１３ａ リード
１３ｂ，２５ｂ，３１ａ，４１ａ 開口
１４ 封止剤
１５ 透光部材
１６ 鏡筒
１７ レンズ
１８ 回路基板
１８ａ 開口部
１９ 電子部品
２０ 接着封止
２４ はんだ付け
２５ リードフレームパッケージ
２５ａ リード
２６ 接着剤
３１ 配線基板
３２ ろうボール
３７ 封止剤
３８ 金属ケース
４１ 樹脂配線パッケージ
４２ 配線導体
４４ レンズ
４５ 三角プリズム
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置に係り、特に、小型化、薄型化を可能にする固体撮像装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア用の画像入力装置としてのカメラが脚光を浴びてきている。この種のカメラは、低価格で、単一のＤＣ電源で駆動される低消費電力のコンパクトなカメラが要望されている。殊に、その大きさは、これを搭載する機器の関係で、より薄型である必要がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来例について説明する。図２０は、従来の固体撮像装置の要部を示したものであり、１は固体撮像素子ユニットで、固体撮像素子チップとしてのＣＣＤチップ２をマウントしたＣＣＤパッケージ３、赤外線吸収フィルタ４、水晶ローパスフィルタ５、及び鏡筒６と一体型のレンズ７からなっている。８は両面に各種電子部品９を実装した多層の回路基板である。固体撮像素子ユニット１は、回路基板８の一方の面に、ＣＣＤパッケージ３から延びた外部接続端子により電気的、機械的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、ＣＣＤパッケージ３にレンズ７及び光学フィルタ４，５を積み重ねて構成される固体撮像素子ユニット１は、その高さが他の電子部品の高さに比べて高く、しかも前記従来の構成のものは、回路基板８の一方の面に実装されているため、実装基板の最大厚みとしては、固体撮像素子ユニット１の高さ（端子部を含む）、回路基板８の厚み、及び回路基板８の裏面に実装された最も高い部品９の高さを加えたものとなり、この厚みは、薄型を指向する上で大きな障害となっていた。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決しようとするものであり、固体撮像素子ユニットの高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなるようにし、薄型指向を大幅に前進させた固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、一主面に受光面を有する固体撮像素子チップと、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線手段と、前記固体撮像素子チップに入射する入射光を結像するための撮像レンズ及び光学フィルタを含む撮像光学系とからなる固体撮像素子ユニットと、
電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板とを備え、
前記固体撮像素子ユニットの光軸が前記回路基板に対して直角になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように前記固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を設定し、前記配線手段を前記回路基板へ接合してなることを特徴とするものである。
【０００７】
配線手段としては、貫通する開口を有するフィルムキャリアやリードフレームパッケージ、配線基板、あるいは樹脂配線パッケージを使用し、それらのリードの長さ、あるいは配線基板と回路基板との間を接続する金属ボールの大きさ、配線パッケージの厚みによって、回路基板に対する固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を適切に設定するものである。
【０００８】
この構成によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に設けた開口部に挿入し、回路基板の両面に実装した他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニットの高さを実質的に実装基板の最大厚みとすることができる。さらに、本発明では、従来のようなＣＣＤパッケージを使用することなく、裸の固体撮像素子チップを直接配線手段にボンディングするので、さらに厚みを減ずることができる。
【０００９】
また、本発明の他の固体撮像装置は、一主面に受光面を有する固体撮像素子チップと、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線手段と、前記固体撮像素子チップに入射する入射光を結像するための撮像レンズ、入射光を反射するプリズム及び光学フィルタを含む撮像光学系とからなる固体撮像素子ユニットと、
電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板とを備え、
前記回路基板に対し、前記プリズムに入射する入射光が直角で、前記プリズムで反射して固体撮像素子チップに入射する光が平行になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように前記固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を設定し、固定することを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に対して寝かせて配置し、回路基板に直角に入射する光をプリズムで反射させて固体撮像素子チップに入射させるようにしたので、実装基板の厚みをさらに薄くすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施の形態１)
図１は、本発明の実施の形態１における固体撮像装置の要部を示したものである。図１において、１１は固体撮像素子ユニットであり、一主面に受光面１２ａを有する固体撮像素子チップとしてのＣＣＤチップ１２、そのＣＣＤチップ１２の入出力信号を伝播する配線手段としてのフィルムキャリア１３、光学フィルタ等からなる透光部材１５、鏡筒１６と一体型でＣＣＤチップ１２に入射する入射光を結像するためのレンズ１７からなっている。１８は、各種電子部品１９を表裏両面に実装し、一部に貫通する開口部１８ａを有する多層の回路基板である。
【００１２】
ここで、固体撮像素子ユニット１１は、その光軸が回路基板１８の面に対して直角になるように、回路基板１８の開口部１８ａに挿入され、しかも、回路基板１８の表面及び裏面にそれぞれ実装された電子部品１９の高さを考慮して、その挿入方向の位置を任意に設定し、フィルムキャリア１３のリード１３ａの長さを決めて回路基板１８の接続ランドに接合する。また、固体撮像素子ユニット１１は、接着剤２６によって回路基板１８に機械的に固定される。
【００１３】
図２は、回路基板１８の下面に比較的高い電子部品１９が実装されているので、固体撮像素子ユニット１１を図１の場合よりさらに回路基板１８の下面側に突出させ、その分、フィルムキャリア１３のリード１３ａの長さを長くしてある。
【００１４】
回路基板１８に設ける開口部１８ａとしては、図６に示したように、基板の中程に形成した角形あるいは丸形等の開口部であってもよく、また、図７に示したように、基板の縁部を切り欠いたコの字形やＵ字形の開口部であってもよい。
【００１５】
図８は、フィルムキャリア１３に対するＣＣＤチップ１２の装着状態を示している。フィルムキャリア１３は、貫通する開口１３ｂを有し、この開口１３ｂにＣＣＤチップ１２の受光面１２ａを位置合わせする。そして、開口１３ｂに位置するリード（インナーリード）１３ｃの一端と、ＣＣＤ電極パッド１２ｂとをバンプ１２ｃを介した状態で接続する。さらに、フィルムキャリア１３とＣＣＤチップ１２の周囲との間に、例えばエポキシ樹脂等からなる封止剤１４を充填し、湿気等の外部雰囲気を遮断してＣＣＤチップ１２を保護するようにしている。
【００１６】
次に、本実施の形態１における固体撮像装置の製造方法を図９を用いて説明する。まず、図９（ａ）に示したように、ＣＣＤチップ１２の受光面１２ａ側に設けたバンプ１２ｃにフィルムキャリア１３のインナーリード１３ｃをボンディングツール２１により接合する。なお、この時、フィルムキャリア１３のリード（アウターリード）１３ａの長さは、実装した電子部品を含む回路基板の厚みとこれに装着する固体撮像素子ユニットの高さを考慮して、予め設定しておくのが好ましい。
【００１７】
次に、図９（ｂ）に示したように、フィルムキャリア１３とＣＣＤチップ１２の周囲との間にエポキシ樹脂等からなる封止剤１４をディスペンサー２２を用いて注入、充填する。
【００１８】
その後、図９（ｃ）に示したように、フィルムキャリア１３のＣＣＤチップ１２の装着側とは反対側に光学フィルタ等からなる透光部材１５を接着封止２０する。接着剤としては、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。この透光部材１５の接着封止２０で、ＣＣＤチップ１２の素子は封止され、外部雰囲気と遮断される。ここで、フィルムキャリア１３のリード１３ａは、図９（ｄ）に示したように、予め設定した固体撮像素子ユニット１１の回路基板１８への装着位置に応じて、透光部材１５側にフォーミングされる。
【００１９】
次に、図９（ｅ）に示したように、透光部材１５の上に、鏡筒１６と一体型の結像レンズ１７を接着する。この接着剤としては、透光部材１５の場合と同様に、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。このようにして固体撮像素子ユニット１１が組み立てられる。
【００２０】
次に、図９（ｆ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット１１を、その光軸が回路基板に対して直角になるように挿入する。固体撮像素子ユニット１１におけるフィルムキャリア１３のリード１３ａは、予め所定の長さでフォーミングされているので、図９（ｇ）に示したように、そのまま回路基板１８の所定のランドにはんだ付け２４され、その後、回路基板１８の開口部１８ａの縁部と透光部材１５、あるいはレンズの鏡筒１６の側面とを熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤２６で接着固定する。これにより、回路基板１８に対する固体撮像素子ユニット１１の実装工程が終了する。
【００２１】
以上のように構成された本実施の形態１によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット１１を、回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニット１１の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００２２】
なお、図３に示したように、電子部品を実装し、一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニット１１の光軸方向に複数段連結されていてもよい。回路基板１８間の電気的接続手段としては、例えば基板間を機械的に結合する結合手段に導電性のスペーサ２３を設けるようにしてもよい。
【００２３】
(実施の形態２)
図４は、本発明の実施の形態２における固体撮像装置の要部を示したものである。なお、図１のものと同一構成要素には同一符号を付してある。ここでは、配線手段として、貫通する開口（段付き）２５ｂを有するリードフレームパッケージ２５を用いた点に特徴を有し、開口２５ｂの内部に位置するリード２５ａの一端に、開口２５ｂに挿入されたＣＣＤチップ１２の電極が接続される。リードフレームパッケージ２５のリード２５ａの長さは、固体撮像素子ユニット２８の回路基板１８の固定位置により決定される。１４はリードフレームパッケージ２５の開口２５ｂに挿入されたＣＣＤチップ１２の周囲の間隙部に充填された封止剤である。
【００２４】
図１０は、本実施の形態２の製造方法を示したものである。図１０（ａ）に示すＣＣＤチップ１２を、図１０（ｂ）に示したように、リードフレームパッケージ２５にマウントし、バンプ１２ｃとリード２５ａとを接続する。なお、リード２５ａの長さは、回路基板への装着位置を考慮して予め設定しておく。ＣＣＤチップ１２の周囲とリードフレームパッケージ２５との間隙部には、図１０（ｃ）に示したように、ディスペンサー２２により封止剤１４を充填して封止する。
【００２５】
次に、図１０（ｄ）に示したように、リードフレームパッケージ２５のＣＣＤチップ１２の装着側とは反対側に光学フィルタ等からなる透光部材１５を接着封止２０する。接着剤としては、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。この透光部材１５の接着で、ＣＣＤチップ１２の素子は外部雰囲気と遮断され、保護される。
【００２６】
次に、図１０（ｅ）に示したように、透光部材１５の上に、鏡筒１６と一体型のレンズ１７を接着する。この接着剤としては、透光部材１５の場合と同様に、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。このようにして固体撮像素子ユニット２８が組み立てられる。
【００２７】
次に、図１０（ｆ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット２８を、その光軸が回路基板に対して直角になるように挿入する。固体撮像素子ユニット２８におけるリードフレームパッケージ２５のリード２５ａは、予め所定の長さで透光部材１５側にフォーミングされているので、そのまま、図１０（ｇ）に示したように、回路基板１８の所定のランドにはんだ付け２４され、固体撮像素子ユニット実装工程が終了する。
【００２８】
以上のように構成された本実施の形態２によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット２８を、回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニット２８の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００２９】
なお、リードフレームパッケージ２５を使用した場合でも、図３に示したように、電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニットの光軸方向に複数段連結されていてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
(実施の形態３)
図５は、本発明の実施の形態３における固体撮像装置の要部を示したものである。なお、図１のものと同一構成要素には同一符号を付してある。ここでは、配線手段として、貫通する開口３１ａを有する配線基板３１を用いた点に特徴を有し、開口３１ａに位置する配線（図示せず）に、開口３１ａに受光面を位置させたＣＣＤチップ１２の電極が接続される。配線基板３１の配線の他端と回路基板１８の配線との間は、金属ボール、例えばろうボール３２で接続される。固体撮像素子ユニット３３の回路基板１８への固定位置は、ろうボール３２の大きさ、あるいは配線基板３１の厚みにより決定される。１４は配線基板３１とＣＣＤチップ１２の周囲との間に充填された封止剤である。
【００３１】
図１１は、本実施の形態３の製造方法を示したものである。図１１（ａ）に示すＣＣＤチップ１２を、図１１（ｂ）に示したように、配線基板３１に装着する。即ち、ＣＣＤチップ１２のバンプ１２ｃと配線基板３１の開口３１ａ近傍に位置する配線（図示せず）とを接続する。そして、図１１（ｃ）に示したように、配線基板３１とＣＣＤチップ１２の周囲との間に封止剤１４を充填する。
【００３２】
次に、図１１（ｄ）に示したように、配線基板３１のＣＣＤチップ１２装着側とは反対側に光学フィルタ等からなる透光部材１５を接着封止２０し、さらに、その上に鏡筒１６と一体型の結像レンズ１７を接着する。接着剤としては、加熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂が使用できる。透光部材１５の接着封止２０で、ＣＣＤチップ１２の素子は外部雰囲気と遮断される。この状態で固体撮像素子ユニット３３が完成する。さらに、ＣＣＤチップ１２の電極が接続された配線基板３１の配線の他端（透光部材１５側の面に導出）には、回路基板の配線と接続するためのろうボール３２を載せ、はんだ付けにより接合する。
【００３３】
次に、図１１（ｅ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット３３を、その光軸が回路基板１８に対して直角になるように挿入し、回路基板１８の所定のランドに配線基板３１に載せたろうボール３２を接合する。これで、固体撮像素子ユニット実装工程が終了する。
【００３４】
以上のように構成された本実施の形態３によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット３３を回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、ろうボール３２の大きさ、あるいは配線基板３１の厚みを調整することにより、固体撮像素子ユニット３３の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態３においても、図３に示したように、電子部品を実装し、一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニットの光軸方向に複数段連結されていてもよい。
【００３６】
(実施の形態４)
図１２は、本発明の実施の形態４における固体撮像装置の要部を示したものである。なお、図１のものと同一構成要素には同一符号を付してある。図１２において、１２はＣＣＤチップであり、受光面１２ａ側に外部接続電極としてのバンプ１２ｃを有する。４１は樹脂配線パッケージであり、図１３に示したように、中央部に貫通する開口４１ａを有し、かつ厚さｔのフランジ部４１ｂを備えている。また所要の位置に配線導体４２が、例えばメッキ等の手段により形成されている。ここでは、樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａの対向する両側に、一方の面の開口４１ａの縁部から外壁に沿って他方の面の縁部まで延びた複数の配線導体４２が一定の間隔でそれぞれ配置されているが、開口４１ａを取り巻く四方の外壁に沿って配線導体が形成されていてもよい。樹脂配線パッケージ４１のＣＣＤチップ１２取付面とは反対側の面には、透光部材１５及び鏡筒１６と一体型のレンズ１７が接着されている。
【００３７】
図１４は、本実施の形態４の製造方法を示したものである。図１４（ａ）に示すＣＣＤチップ１２を、図１４（ｂ）に示したように、樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａに合わせて、バンプ１２ｃと配線導体４２とを接続する。次に、図１４（ｃ）に示したように、ＣＣＤチップ１２の周囲と樹脂配線パッケージ４１との間隙部に、ディスペンサー２２により封止剤１４を充填して封止する。
【００３８】
次に、図１４（ｄ）に示したように、樹脂配線パッケージ４１のＣＣＤチップ１２の装着側とは反対側に透光部材１５を接着封止２０する。この透光部材１５の接着で、ＣＣＤチップ１２の素子は外部雰囲気と遮断され保護される。次いで、図１４（ｅ）に示したように、透光部材１５の上に、鏡筒１６と一体型のレンズ１７を接着する。このようにして固体撮像素子ユニット４０が組み立てられる。
【００３９】
次に、図１４（ｆ）に示したように、電子部品１９が両面に実装された回路基板１８の貫通する開口部１８ａに、固体撮像素子ユニット４０を、その光軸が回路基板に対して直角になるように挿入し、フランジ部４１ｂを開口部１８ａの縁部に載せて、配線導体４２と回路基板１８の所定のランドとをはんだ付け２４して、固体撮像素子ユニット実装工程を終了する。
【００４０】
以上のように構成された本実施の形態４によれば、固体撮像素子ユニット４０の回路基板１８に対する固定位置は、樹脂配線パッケージ４１のフランジ部４１ｂの厚さｔによつて設定される。したがって、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニット４０を、回路基板１８に形成した開口部１８ａの中に挿入し、回路基板１８に実装されている他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、固体撮像素子ユニット４０の高さが、実質的に実装基板の最大厚みとなり、従来の構成に比べて大幅に薄型化を図ることができる。
【００４１】
図１５は、実施の形態４の変形例を示したもので、固体撮像素子ユニット４０を、回路基板１８の開口部１８ａに下側から挿入し、樹脂配線パッケージ４１の透光部材１５接着面側縁部を回路基板１８に当接させてはんだ付け２４したものである。つまり、図１２の場合と比較して、固体撮像素子ユニット４０を回路基板１８の裏面側に、フランジ部４１ｂの厚さｔだけ突出させて固定したものである。
【００４２】
このように、本実施の形態４によれば、フランジ部ないしは樹脂配線パッケージの全体の厚みによって固体撮像素子ユニットの固定位置を設定することができる。
【００４３】
図１６は、固体撮像素子ユニット４０において、ＣＣＤチップ１２の外周及び樹脂配線パッケージ４１の一部までを封止剤３７で被覆したものである。また、図１７は、ＣＣＤチップ１２の外周及び樹脂配線パッケージ４１の一部までを取り巻く金属ケース３８を設け、その金属ケース３８の内側に封止剤３７を充填したものである。このような構成にすることにより、ＣＣＤチップ１２に対する気密封止性能を一層高めることができる。
【００４４】
(実施の形態５)
図１８は、本発明の実施の形態５における固体撮像装置の要部を示したものである。ここでは、プリズム光学系を用いた構成で、薄型化を図るようにしたものである。
【００４５】
図１８において、１２はＣＣＤチップであり、受光面１２ａ側に外部接続電極としてのバンプ１２ｃを有する。４１は貫通する開口４１ａを有する樹脂配線パッケージであり、所要の位置に配線導体４２が、例えばメッキ等の手段により形成されている。１４は、ＣＣＤチップ１２を樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａに合わせて装着し、ＣＣＤチップ１２の周囲を封止する封止剤である。４４はＣＣＤチップ１２に入射する入射光を結像するためのレンズで、樹脂配線パッケージ４１に保持されている。４５は入射光の角度を変える三角プリズムであり、この三角プリズム４５とＣＣＤチップ１２との間に透光部材１５が配置されている。
【００４６】
樹脂配線パッケージ４１に、ＣＣＤチップ１２と、レンズ４４、三角プリズム４５及び透光部材１５からなる撮像光学系を装着して固体撮像素子ユニット４６が構成されている。この固体撮像素子ユニット４６は、回路基板１８に対して、レンズ４４に入射する入射光が直角で、三角プリズム４５で反射してＣＣＤチップ１２に入射する光が平行になるような向きで、回路基板１８の開口部１８ａに挿入され、配線導体４２が回路基板１８の所定のランドに対してはんだ付け２４され固定される。
【００４７】
図１９は、本実施の形態５の製造方法を示したもので、まず、図１９（ａ）に示したように、樹脂配線パッケージ４１の開口４１ａに受光面１２ａを合わせてＣＣＤチップ１２を装着し、ＣＣＤチップ１２のバンプ１２ｃを配線導体４２に接続する。そして、図１９（ｂ）に示したように、ＣＣＤチップ１２の周囲に封止剤１４を充填し封止する。
【００４８】
次に、樹脂配線パッケージ４１の所定の位置にレンズ４４を装着し、また、三角プリズム４５及びこれに接着された透光部材１５を、レンズ４４とＣＣＤチップ１２との間に配置し、接着剤を用いて樹脂配線パッケージ４１に接着封止２０する。ＣＣＤチップ１２は、その接着封止２０と封止剤１４による封止で、外部雰囲気と遮断される。
【００４９】
以上のように構成された本実施の形態５によれば、高さの高い固体撮像素子ユニット４６を回路基板１８の開口部１８ａに寝かせて配置し、回路基板１８に直角に入射する光を三角プリズム４５で反射させてＣＣＤチップ１２に入射させることにより、従来のものに比べて実装基板の厚みを大幅に薄くすることが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜請求項９に記載の発明によれば、他の電子部品に比べて高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に設けた開口部に挿入し、回路基板の両面に実装した他の電子部品の高さを考慮して、適切な位置で固定するので、実質的に固体撮像素子ユニットの高さを実装基板の最大厚みとすることができる。さらに、従来のようなＣＣＤパッケージを使用することなく、裸の固体撮像素子チップを直接配線手段にボンディングするので、さらに厚みを減ずることができ、大幅な薄型化を図ることができる。
【００５１】
また、請求項１０〜請求項１２に記載の発明によれば、高さの高い固体撮像素子ユニットを回路基板に対して寝かせて配置し、回路基板に直角に入射する光をプリズムで反射させて固体撮像素子チップに入射させるようにしており、しかも、回路基板に設けた開口部に、適切な位置で固定するので、実装基板の厚みをさらに薄くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の要部の断面図
【図２】図１の固体撮像素子ユニットの位置を回路基板に実装した電子部品の高さに応じて基板の下側へずらせて固定した図
【図３】回路基板を複数枚積み重ねて構成した図
【図４】本発明の実施の形態２における固体撮像装置の要部の断面図
【図５】本発明の実施の形態３における固体撮像装置の要部の断面図
【図６】回路基板の中央付近に設けた開口部にＣＣＤチップを実装した例を示す斜視図
【図７】回路基板の縁部を切り欠いて設けた開口部にＣＣＤチップを実装した例を示す斜視図
【図８】図１のフィルムキャリアにＣＣＤチップを装着した状態を示す図
【図９】本発明の実施の形態１における製造方法を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２における製造方法を示す図
【図１１】本発明の実施の形態３における製造方法を示す図
【図１２】本発明の実施の形態４における固体撮像装置の要部の断面図
【図１３】図１２の樹脂配線パッケージの詳細な構成図
【図１４】本発明の実施の形態４における製造方法を示す図
【図１５】本発明の実施の形態４における変形例の要部の断面図
【図１６】本発明の実施の形態４における固体撮像素子ユニットの変形例を示す断面図
【図１７】本発明の実施の形態４における固体撮像素子ユニットの他の変形例を示す断面図
【図１８】本発明の実施の形態５における固体撮像装置の要部の断面図
【図１９】本発明の実施の形態５における製造方法を示す図
【図２０】従来例における固体撮像装置の要部の断面図
【符号の説明】
１１，２８，３３，４０，４６ 固体撮像素子ユニット
１２ ＣＣＤチップ
１２ａ 受光面
１２ｂ ＣＣＤ電極パッド
１２ｃ バンプ
１３ フィルムキャリア
１３ａ リード
１３ｂ，２５ｂ，３１ａ，４１ａ 開口
１４ 封止剤
１５ 透光部材
１６ 鏡筒
１７ レンズ
１８ 回路基板
１８ａ 開口部
１９ 電子部品
２０ 接着封止
２４ はんだ付け
２５ リードフレームパッケージ
２５ａ リード
２６ 接着剤
３１ 配線基板
３２ ろうボール
３７ 封止剤
３８ 金属ケース
４１ 樹脂配線パッケージ
４２ 配線導体
４４ レンズ
４５ 三角プリズム
Claims (12)
- 一主面に受光面を有する固体撮像素子チップと、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線手段と、前記固体撮像素子チップに入射する入射光を結像するための撮像レンズ及び光学フィルタを含む撮像光学系とからなる固体撮像素子ユニットと、
電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板とを備え、
前記固体撮像素子ユニットの光軸が前記回路基板に対して直角になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように前記固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を設定し、前記配線手段を前記回路基板へ接合してなることを特徴とする固体撮像装置。 - 配線手段は、貫通する開口を有するフィルムキャリアからなり、前記開口に位置するリードの一端と、前記開口に受光面が位置する固体撮像素子チップの電極とが接続されており、前記フィルムキャリアのリードの長さによって固体撮像素子ユニットの固定位置が設定されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
- 配線手段は、貫通する開口を有するリードフレームパッケージからなり、前記開口に位置するリードの一端と、前記開口に挿入された固体撮像素子チップの電極とが接続されており、前記リードフレームパッケージのリードの長さによって固体撮像素子ユニットの固定位置が設定されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
- 配線手段は、貫通する開口を有する配線基板からなり、前記開口に位置する配線の一端と、前記開口に受光面が位置する固体撮像素子チップの電極とが接続されており、前記配線基板の配線の他端と回路基板の配線との間を接続する金属ボールの大きさによって固体撮像素子ユニットの固定位置が設定されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
- 配線手段は、貫通する開口を有し回路導体を設けた樹脂配線パッケージからなり、前記開口に位置する配線導体の一端と、前記開口に受光面が位置する固体撮像素子チップの電極とが接続されており、前記樹脂配線パッケージの厚みによって固体撮像素子ユニットの固定位置が設定されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
- 樹脂配線パッケージに装着された固体撮像素子チップは、その外周が、前記樹脂配線パッケージの一部を含むように形成された封止樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
- 樹脂配線パッケージに装着された固体撮像素子チップは、その外周が、前記樹脂配線パッケージの一部を含むように形成された金属ケースにより取り巻かれ、その金属ケースと固体撮像素子チップとの間に封止樹脂が充填されていることを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
- 電子部品を実装し、一部に貫通する開口部を有する回路基板が、固体撮像素子ユニットの光軸方向に複数段連結されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
- 一部に貫通する開口部を有する回路基板に電子部品を実装する工程と、
実装した電子部品を含む回路基板の厚みとこれに装着する固体撮像素子ユニットの高さを考慮して予め接続部分の長さ若しくは厚さを設定した配線部材に、一主面に受光面を有する固体撮像素子チップを接合し封止する工程、前記配線部材に撮像レンズ及び光学フィルタを含む撮像光学系を接着し封止する工程からなる固体撮像素子ユニット組立工程と、
前記電子部品を実装した回路基板の前記開口部に、前記固体撮像素子ユニットの光軸が前記回路基板に対して直角になるように、前記固体撮像素子ユニットを挿入し、予め接続部分の長さ若しくは厚さを設定した前記配線部材を前記回路基板へ接合する工程とからなり、
前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。 - 一主面に受光面を有する固体撮像素子チップと、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線手段と、前記固体撮像素子チップに入射する入射光を結像するための撮像レンズ、入射光を反射するプリズム及び光学フィルタを含む撮像光学系とからなる固体撮像素子ユニットと、
電子部品を実装し一部に貫通する開口部を有する回路基板とを備え、
前記回路基板に対し、前記プリズムに入射する入射光が直角で、前記プリズムで反射して固体撮像素子チップに入射する光が平行になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように前記固体撮像素子ユニットの挿入方向の位置を設定し、固定することを特徴とする固体撮像装置。 - 配線手段は、貫通する開口を有し回路導体を設けた樹脂配線パッケージからなり、前記開口に位置する回路導体の一端と、前記開口に受光面が位置する固体撮像素子チップの電極とが接続されていることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置。
- 一部に貫通する開口部を有する回路基板に電子部品を実装する工程と、
一主面に受光面を有する固体撮像素子チップを、その固体撮像素子チップの入出力信号を伝播する配線部材に接続し封止する工程、前記配線部材に、撮像レンズ、プリズム及び光学フィルタを含む撮像光学系を接着し封止する工程からなる固体撮像素子ユニット組立工程と、
前記回路基板に対して、前記プリズムに入射する入射光が直角で、前記プリズムで反射した光が平行になるように、前記固体撮像素子ユニットを前記回路基板の前記開口部に挿入し、前記固体撮像素子ユニットを実装した実装基板の最大厚みが小さくなるように設定し、固定する工程と、
からなることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の製造方法。
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