JP4038070B2 - 固体撮像素子とその製造方法及び固定方法、及び撮像装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決め付属部材を持つ固体撮像素子の製造方法及びレンズ鏡筒への固定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
CCDセンサ等の固体撮像素子は、予め配線を形成したパッケージに組み込まれ、固体撮像装置として使用される。固体撮像素子は、プリズムとの間で入射光線の透過路上での位置ズレが生じると、光線の結合位置と固体撮像素子の受光位置がズレて正確な信号が得られなくなる。
【0003】
このため、位置ズレを回避するための固体撮像装置の固定方法が、特開平9−74523号公報に開示されている。基板に載置した固体撮像装置とプリズムを光透過路上で対峙させ、プリズムケースに植立させ固定した4本の支持ピンの先端部をそれぞれ固体撮像装置を載置した基板の4隅に設けたスルーホールに挿入し、隙間に半田を流し込んで支持ピンと基板を接合して固定している。
【0004】
また、上記例における支持ピンと基板との接合の際に生じる位置ズレを改良した特開2000−350105号公報記載の発明が知られている。
【0005】
しかしながら、これら先行発明は、固体撮像装置の位置決めをプリズムケースと基板との間に支持ピンを介在させたり、プリズムブロックと撮像装置取り付けベースとの間に支持ピンや連接部材を介在させて行なっているので、位置合わせの精度の点で難があった。
【0006】
また、特開2001−28431号公報記載の発明は、固体撮像素子を固定したパッケージのコーナー又は側端部に設けられた切り欠き部に、位置決め治具の突出部を当接させてパッケージの位置決めを行なうことが開示されている。
【0007】
他に、特開2000−134528号公報に示すように撮像素子の出力をモニターしながら撮像素子の位置決めをする方法も知られているが調整に手間取るという欠点があった。
【0008】
固体撮像装置を用いたカメラにおいて、固体撮像装置を位置決めして固定する場合に、レンズの光軸と固体撮像素子の設計上の光軸とが一致しないと感度ムラにより特性が劣化するおそれがある。
【0009】
このため、従来は、固体撮像素子とパッケージとの間の位置決めと、レンズブロックとパッケージとの間の位置決めとを精度良く行なう必要があり、位置合わせ動作を煩雑化させていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このような固体撮像装置を用いたカメラは、通常、レンズブロックと固体撮像素子との位置合わせを固体撮像装置のパッケージを基準として行なっている。そのため、固体撮像素子をパッケージに取り付けるときの位置決めと、パッケージをレンズ鏡筒に取り付けるときのレンズブロックとの位置決めとを簡略化し、しかも精度良く行なわれることが望まれていた。
【0011】
本発明は、上記課題を解決するため、パッケージを用いずに固体撮像素子を構成するガラス層と付属部材との間で相互の位置決めを行なった後、付属部材を光学系レンズ鏡筒に集光レンズの光軸と固体撮像素子の受光素子の光軸とを一致させて装着する固体撮像素子の製造方法及び固定方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の固体撮像素子の製造方法は、受光面を設けたウエハの上下両面にシールド用ガラス層と強化用ガラス層とを貼り合わせてなる固体撮像素子の製造方法において、
前記シールド用ガラス層の前記ウエハに対向する面であって、前記受光素子の直上を外す位置に一対の溝を形成する工程と、
前記ウエハの一面と前記シールド用ガラス層とを重ね合わせて接着し、シールド用ガラス層の両側面のそれぞれに、前記一対の溝に対応する一対の開口を形成する工程と、
前記ウエハの他面と強化用ガラス層とを重ね合わせて接着する工程と、
前記シールド用ガラス層の両側面に対向した一対の付属部材のそれぞれに設けた一対の突起体を前記一対の開口から前記溝内に挿入し、シールド用ガラス層の側面と付属部材とを当接させたとき、シールド用ガラス層の側面を付属部材の横方向(X方向)の位置合わせ基準面とし、付属部材の突起体が挿入されて溝内で接する面を付属部材の縦方向(Y方向)及び垂直方向(Z方向)の基準面としてシールド用ガラス層と付属部材との位置決めをする工程とを含んでいる。
【0013】
また、本発明の固体撮像素子を固定する方法は、請求項1記載の固体撮像素子の一対の付属部材を用いて、該固体撮像素子をレンズ鏡筒に固定するようにしたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1は、CCDセンサ等の固体撮像素子を製造するための一工程を示す概念図である。例えばシリコンから成るウエハ1上には、複数個のチップ2が格子状に配置され、図示上方からシールド用ガラス層3を貼り合わせ、下方からは補強用ガラス層4を貼り合わせる。後に、ウエハ1及びガラス層3,4をダイシングすることで、チップごとの個々の固体撮像素子を製造する。
【0015】
図2は、単位固体撮像素子の製造工程におけるシールド用ガラス層3を加工する工程を示す図である。シールド用ガラス層3を加工して溝を形成する手段としては、ダイシングとエッチングとがある。ダイシングによって溝を形成する場合には、シールド用ガラス層3の一方の表面をカッター5を移動させながら切り欠き、平行で直線状の複数本の溝6を形成する。
【0016】
図3は、シールド用ガラス層3の表面に形成された複数の溝6の配置を示す図である。平行な一対の溝6aの幅間隔は、ウエハ1と重ね合わされたときにウエハ1上の一つのチップ2を構成する受光面の幅より幅広に決められる。隣接する一対の溝6b,6cの幅間隔も同様である。
【0017】
図4は、溝6の一形状を示すシールド用ガラス層3の断面図である。溝6は、三角形状をしている。また、三角形状の他に、図5に示すように、台形形状の溝30としてもよいし、これらに限定されず他の形状を用いてもよい。
【0018】
複数の溝6が形成されたシールド用ガラス層3は、図1に示すようにウエハ1と貼り合わされるが、ウエハ1とシールド用ガラス層3との貼り合わせを正確に行なうために、両者に基準マークを形成するとよい。溝6をダイシング加工で形成した場合には、図6に示すように、シールド用ガラス層3側に溝6と交差する線条32を形成し、この線条32と溝6との交点を貼り合せ用の基準マーク7とする。また、ウエハ1側にも対応する基準マークを予め形成しておき、両者のマークが重なり合うようにウエハ1とシールド用ガラス層3とを貼り合せる。
【0019】
また、シールド用ガラス層3の溝6をエッチング加工で形成する場合には、図7に示すように、溝6を形成する際に、ガラス層3の表面に位置決め用のマーク8をエッチング加工で所定の位置に形成しておくとよい。
【0020】
シールド用ガラス層3とウエハ1とを貼り合せる前に、図8に示すように、シールド用ガラス層3の溝6の表面に沿って接着剤をはじくフッ素系のコート9を施す。図9はシールド用ガラス層3とウエハ1とを貼り合せた状態を示す部分的断面図である。シールド用ガラス層3とウエハ1とは、接着剤10を介して接着されるが溝6の周辺は、コート9によって接着剤10がはじかれるので、溝6が埋まることはない。
【0021】
図10は、本発明の固体撮像素子20の一実施形態を示す側面図である。固体撮像素子20は、受光面11を有するウエハ1の上下面をシールド用ガラス層3と補強用ガラス層4で挟んで貼り合せた構成である。固体撮像素子20の側面には。シールド用ガラス層3に設けられた溝6からなる一対の開口12が、受光面11を挟むように配置されている。補強用ガラス層4の面には、リードに接続される複数の接点13が配設される。
【0022】
図11は、本発明の固体撮像素子20の一実施形態を透過的に示す斜視図である。シールド用ガラス層3に形成された一対の溝6は、透光路にある受光面11の直上を外れた位置で平面的に受光面11を挟んだ位置に設けられている。前記一対の溝6に対応する一対の開口12は、シールド用ガラス層3の両側面のそれぞれに形成される。
【0023】
固体撮像素子20の両側面には、付属部材14が装着される。付属部材14は、一側面に一対の突起体15が取り付けられている。これらの突起体15は、固体撮像素子20の側面の一対の開口12にそれぞれ挿入される。突起体15を開口12に挿入すると、図12に示すように、シールド用ガラス層3の側面と付属部材14とが当接する。このとき、シールド用ガラス層3の側面が付属部材14の横方向(X方向)の取り付け基準面となり、シールド用ガラス層3と付属部材14とのX方向の位置決めがなされる。
【0024】
また、一対の突起体15が一対の溝6と嵌合されたとき、付属部材14の一対の突起体15が溝6内で接する面を付属部材14の縦方向(Y方向)及び垂直方向(Z方向)の基準面としてシールド用ガラス層3と付属部材14とのY方向及びZ方向の位置決めがなされる。
【0025】
一対の付属部材14には、固体撮像素子20を中心にして略対称に孔16が設けられている。図13は、位置決めされた固体撮像素子20を集光レンズを支持するレンズ台に固定する工程を示す図である。
【0026】
集光レンズ18を内蔵するレンズ鏡筒21は、レンズ台22に支持される。レンズ台22には、一対のネジ孔23が、レンズ鏡筒21を中心にして、集光レンズ18の光軸に対して対称の位置に形成される。固体撮像素子20に装着された一対の付属部材14に設けられた孔16と、レンズ台22に設けた一対のネジ孔23との位置を合致させ、ネジ24で両者をネジ止めして固定する。
【0027】
このとき、固体撮像素子20は、付属部材14とX,Y方向及びZ方向に位置決めされており、付属部材14とレンズ台22のネジ孔23の位置でネジ止めすれば集光レンズ18の光軸と固体撮像素子20の受光面11の光軸とは、一致することになる。
【0028】
なお、付属部材14を用いて固体撮像素子20をレンズ鏡筒21に取り付けたが、付属部材14は固体撮像素子20の位置決め及び仮止めにのみ使用してもよい。この場合、付属部材14を使用して固体撮像素子20をレンズ鏡筒21に位置決め及び仮止めし、別の固定部材で固体撮像素子20を固定した後に、付属部材14のみを取り外すこともできる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の固体撮像素子の製造方法及び固定方法によれば、レンズ鏡筒と固体撮像素子との位置合わせを固体撮像素子を設置するパッケージを用いずに、固体撮像素子と、固体撮像素子に装着した付属部材との間で予め位置合わせをした後、付属部材を直接、レンズ鏡筒の支持台に装着し、集光レンズの光軸と固体撮像素子の受光面の光軸とを一致させて固定させることができる。その結果、従来の固体撮像素子を取り付けるときのパッケージの位置決めと、レンズブロックとの位置合わせするときのパッケージの位置決めとの二重の位置合わせ動作を簡略化でき、しかも精度良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像素子を製造するための一工程を示す概念図である。
【図2】本発明の単位固体撮像素子の一製造工程を示す図である。
【図3】本発明の固体撮像素子を構成するガラス層の表面に形成された複数の溝の配置を示す図である。
【図4】本発明の固体撮像素子のガラス層に形成された溝の一形状を示す断面図である。
【図5】本発明の固体撮像素子のガラス層に形成された溝の他の形状を示す断面図である。
【図6】本発明の固体撮像素子のガラス層にダイシング加工で溝を形成する場合に用いる基準マーキングを示す図である。
【図7】本発明の固体撮像素子のガラス層にエッチング加工で溝を形成する場合に用いる基準マーキングを示す図である。
【図8】本発明の固体撮像素子のガラス層の溝の表面にコーティングを施した例を示す部分的断面図である。
【図9】本発明の固体撮像素子のガラス層とウエハとを貼り合せた状態を示す部分的断面図である。
【図10】本発明の固体撮像素子の一実施形態を示す側面図である。
【図11】本発明の固体撮像素子と付属部材との位置決めをするため両者を装着する工程を示す図である。
【図12】図12に示す固体撮像素子に付属部材を装着して、両者の位置決めをする工程を説明する図である。
【図13】本発明の固体撮像素子を集光レンズを内蔵するレンズ台に固定する工程を示す図である。
【符号の説明】
1 ウエハ
3 シールド用ガラス層
4 補強用ガラス層
6 溝
12 開口
14 付属部材
15 突起体
21 レンズ鏡筒
22 レンズ台

Claims (5)

  1. 受光面を設けたウエハの上面にシールド用ガラス層を貼り合わせてなる固体撮像素子の製造方法において、
    前記シールド用ガラス層の前記ウエハに対向する面であって、前記受光面の直上を外す位置に平行な一対の溝を形成する工程と、
    前記ウエハの一面と前記シールド用ガラス層とを重ね合わせて接着し、シールド用ガラス層の両側面のそれぞれに、前記一対の溝に対応する一対の開口を形成する工程と、
    前記シールド用ガラス層の両側面に対向した一対の付属部材のそれぞれに設けた一対の突起体を前記一対の開口から前記溝内に挿入し、シールド用ガラス層の側面と付属部材とを当接させたとき、シールド用ガラス層の側面を付属部材の横方向(X方向)の位置合わせ基準面とし、付属部材の突起体が挿入されて溝内で接する面を付属部材の縦方向(Y方向)及び垂直方向(Z方向)の基準面としてシールド用ガラス層と付属部材との位置決めをする工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
  2. 前記付属部材は、板状であり、一側面に前記一対の突起体が設けられ、取付用の孔が形成されていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の製造方法。
  3. 前記請求項2記載の製造方法により製造された固体撮像素子の固定方法において、
    前記取付用の孔を用いて前記付属部材をレンズ鏡筒に取り付けることにより、前記固体撮像素子が前記レンズ鏡筒に固定されることを特徴とする固体撮像素子の固定方法。
  4. 上面に受光面が設けられたウエハと、
    前記ウエハの上面に接合されて前記受光面を覆うシールド用ガラス層と、
    前記シールド用ガラス層の一方の側面と、この一方の側面に対面する他方の側面とにそれぞれ設けられた平行な一対の開口と、
    前記一対の開口に挿入される一対の突起体が一側面に設けられ、取付用の孔が形成された一対の板状の付属部材を備えることを特徴とする固体撮像素子。
  5. レンズを内蔵するレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を支持するレンズ台と、前記レンズ台に前記取付用の孔を用いて前記付属部材が固定される前記請求項記載の固体撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
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