JP5676171B2 - Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することのできる固体撮像装置およびその製造方法並びに電子機器に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, a method for manufacturing the same, and an electronic apparatus that can suppress malfunction of signal processing of a solid-state imaging device while alleviating problems that occur at four corners of a captured image.
固体撮像装置(カメラモジュール)は、カメラ付き携帯電話をはじめとする各種電子機器に搭載されている。固体撮像装置は、通常、固体撮像素子、信号処理装置(DSP)、レンズ、レンズ保持具、および鏡胴が、パッケージに集積されている。近年の固体撮像装置は、高画素化、高画質化、高機能化が進んできている。このため、カメラ付き携帯電話に組み込まれる固体撮像装置でさえ、ディジタルスチルカメラなどの撮像専用機と同等の画素数を有するようになってきている。 Solid-state imaging devices (camera modules) are mounted on various electronic devices such as mobile phones with cameras. In a solid-state imaging device, a solid-state imaging device, a signal processing device (DSP), a lens, a lens holder, and a lens barrel are usually integrated in a package. In recent years, solid-state imaging devices have increased in pixel count, image quality, and functionality. For this reason, even a solid-state imaging device incorporated in a camera-equipped mobile phone has come to have the same number of pixels as a dedicated imaging device such as a digital still camera.
固体撮像装置の高画素化、高画質化、高機能化を実現するために必要な条件は、固体撮像素子の光学的な中心(画素中心)と、レンズをはじめとする光学部品の光学的な中心とが光軸上に(同一直線上に)配置され、なおかつ、固体撮像素子の受光面と光軸とが直交することである。 The conditions necessary to achieve high pixel count, high image quality, and high functionality of solid-state imaging devices are the optical center (pixel center) of the solid-state imaging device and the optical components of the optical components such as lenses. The center is arranged on the optical axis (on the same straight line), and the light receiving surface of the solid-state imaging device and the optical axis are orthogonal to each other.
カメラ付き携帯電話に搭載される固体撮像装置は、搭載スペースの制約を受けるため、レンズ構成が簡単な上、焦点距離も短い。このため、画素中心とレンズの光学的な中心とが光軸上に配置されやすく、光軸は受光面に対して垂直に配置されやすい。つまり、上述の条件が満たされやすい。 Since a solid-state imaging device mounted on a camera-equipped mobile phone is limited by a mounting space, the lens configuration is simple and the focal length is short. For this reason, the pixel center and the optical center of the lens are easily arranged on the optical axis, and the optical axis is easily arranged perpendicular to the light receiving surface. That is, the above condition is easily satisfied.
しかし、通常の固体撮像素子は平板状である。このため、上述の条件が満たされた場合でも、単純に考えると、レンズの中心から固体撮像素子の画素中心までの距離と、レンズの中心から固体撮像素子の画素上の四隅までの距離とは異なる。その結果、固体撮像素子の画素中心にピントの合わせると、画素中心とその周囲についてはピントが合うのに対し、画素中心から離れた部分についてはピントがずれてしまう。さらに、レンズの中心と画素中心とを結ぶ直線は、固体撮像素子の受光面(画素平面)に対して直角(垂直)になるのに対し、画素中心から離れるにつれて、直角からずれる。つまり、レンズから出射された光線は、特に画素上の四隅において、直角からずれて入射する。従って、図16のように、平板状の固体撮像素子で撮像された画像は、特に画像の四隅(図中斜線部)に、ピンボケや、画像が暗くなる現象(シェーディング)が生じる。つまり、画像が劣化するという問題がある。 However, a normal solid-state image sensor has a flat plate shape. For this reason, even if the above-mentioned conditions are satisfied, simply considering, the distance from the center of the lens to the pixel center of the solid-state image sensor and the distance from the center of the lens to the four corners on the pixel of the solid-state image sensor are Different. As a result, when focusing on the pixel center of the solid-state imaging device, the pixel center and its surroundings are in focus, but the portion away from the pixel center is out of focus. Furthermore, the straight line connecting the center of the lens and the center of the pixel is perpendicular (perpendicular) to the light receiving surface (pixel plane) of the solid-state imaging device, but deviates from the right angle as the distance from the pixel center increases. In other words, the light rays emitted from the lens are incident from the right angle, particularly at the four corners on the pixel. Therefore, as shown in FIG. 16, an image picked up by a flat solid-state image pickup device has blurring and a phenomenon that the image becomes dark (shading) particularly at the four corners (shaded portions in the drawing). That is, there is a problem that the image deteriorates.
この問題は、複数枚のレンズを組み合わせることによって解決することが可能である。しかし、携帯電話等の携帯機器には、小型化および軽量化が特に要求される。このため、搭載スペース、重量、価格の各面で問題があるため、複数枚のレンズを組み合わせることは現実的には難しい。 This problem can be solved by combining a plurality of lenses. However, mobile devices such as mobile phones are particularly required to be small and light. For this reason, since there are problems in terms of mounting space, weight, and price, it is practically difficult to combine a plurality of lenses.
そこで、特許文献1および2には、この問題を解決するために、固体撮像素子を湾曲させ、レンズの中心と固体撮像素子の画素の四隅とを同一球面に配置する方法が記載されている。ただし、現状の技術では、球面状のシリコンウエハ上に固体撮像素子を形成するのは不可能である。このため、一旦、平面ウエハ上に形成された固体撮像素子を球面形状の基板の搭載面に添わせることによって、固体撮像素子を湾曲させている。図17は、特許文献1に記載の固体撮像装置の製造工程を示す断面図である。図18は、特許文献2に記載の固体撮像装置の断面図である。
In order to solve this problem,
具体的には、特許文献1に記載の方法では、図17の(a)ように、まず、基板101に形成された凹面湾曲部102に、接着剤103を塗布する。続いて、図17の(b)のように、接着剤103の上に、薄く研磨された平板の固体撮像素子104を配置する。次に、図17の(c)のように、伸展性シート105を基板101ないし凹面湾曲部102の上に配置する。さらに、基板101上の伸展性シート105にOリング106を配置し、このOリング106上に加圧部材107を配置する。続いて、図17の(d)のように、加圧部材107に形成されたガス導入穴109を通して、Oリング106によりシールされた閉空間108に高圧空気を導入すると、閉空間108内の圧力が上昇する。これにより、伸展性シート105が固体撮像素子104を凹面湾曲部102に押付ける。その結果、固体撮像素子104が凹面湾曲部102に沿って湾曲するとともに、基板101に接着される。
Specifically, in the method described in Patent Document 1, an
一方、特許文献2に記載の方法では、図18のように、基板201の底部に設けられた湾曲面Rに、接着剤(図示せず)を塗布した後、平板の固体撮像素子202を配置する。そして、基板201の底部に形成された吸引孔203を通じて、固体撮像素子202と湾曲面Rとの間にある間隙部を減圧する。これにより、固体撮像素子202が湾曲面Rに沿って湾曲するとともに、基板201に接着される。
On the other hand, in the method described in
なお、固体撮像素子は半導体チップであるため、硬いイメージがある。しかし、数十ミクロンのオーダーまで研磨すると、かなりフレキシビリティ持つようになる。半導体の研磨技術は確立されており、実用化もされている。実用化の典型例としては、ICカードが挙げられる。ICカードは、厚さ0.76mm程度のプラスチックカードの中に、ICチップが埋め込まれており、ICチップの厚さは、数十μmから200μm程度となっている。実際には、ICチップを薄くした分、プリント基板の厚さを増やしたり、補強板等を設けることによって剛性を上げたりして、ICチップを補強している。なお、ICチップは、研磨装置を用いてある程度の厚さ(薄さ)まで研磨される。しかし、研磨の際に、数μmの深さの研磨キズが発生し、その研磨キズの部分から割れが発生する。そこで、化学薬品によるエッチング等で、その研磨キズを無くす方法も検討されている。 Since the solid-state imaging device is a semiconductor chip, there is a hard image. However, when polished to the order of several tens of microns, it becomes quite flexible. Semiconductor polishing techniques have been established and put into practical use. A typical example of practical use is an IC card. An IC card has an IC chip embedded in a plastic card having a thickness of about 0.76 mm, and the thickness of the IC chip is about several tens to 200 μm. Actually, the IC chip is reinforced by increasing the thickness of the printed board by increasing the thickness of the IC chip or by increasing the rigidity by providing a reinforcing plate or the like. The IC chip is polished to a certain thickness (thinness) using a polishing apparatus. However, during polishing, a polishing scratch having a depth of several μm is generated, and a crack is generated from the polishing scratch. Therefore, a method for eliminating the polishing scratches by etching with a chemical or the like is also being studied.
しかしながら、特許文献1および2の固体撮像装置は、固体撮像素子の信号処理に誤作動が生じるという問題がある。
However, the solid-state imaging devices of
具体的には、特許文献1および2に記載の方法では、固体撮像素子104,202の全体が湾曲する。このため、図18のように、固体撮像素子202と基板201とを接続するワイヤ204を、固体撮像素子202の曲面上に配線する必要がある。このため、ボンディングの位置合わせが不十分であったり、ボンディングの強度が不十分となったりするおそれがある。その結果、基板201と固体撮像素子202との電気的な接続の信頼性が低くなる。つまり、固体撮像素子104,202の信号処理に誤作動が生じやすい。
Specifically, in the methods described in
さらに、図17および図18には示されていないが、固体撮像素子104,202の周囲には、周辺回路が形成されている。このため、固体撮像素子104,202の全体を湾曲させると、周辺回路部分も含めて湾曲させることになる。周辺回路は、例えば、固体撮像素子104,202からの電気信号を増幅する回路、固体撮像素子104,202の動作を制御するDSP等であり、固体撮像素子104,202の受光部に比べて複雑な回路である。このため、固体撮像素子104,202の全体を湾曲させると、周辺回路に不具合が生じ、固体撮像素子104,202の信号処理に誤作動が生じる。
Further, although not shown in FIGS. 17 and 18, a peripheral circuit is formed around the solid-
なお、特許文献2に記載の方法では、吸引孔203から吸引されるため、固体撮像素子202の裏面の吸引孔203に接する部分に、吸引時にストレスがかかりやすい。その結果、固体撮像素子202が破損しやすくなるという問題も生じる。
In the method described in
このように、特許文献1および2の固体撮像装置は、固体撮像素子104,202を湾曲させることによってピンボケやシェーディングを抑制できるものの、固体撮像素子104,202の信号処理の誤作動を防ぐことはできない。
As described above, although the solid-state imaging devices of
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することのできる固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to suppress malfunction of signal processing of a solid-state image sensor while alleviating a problem occurring at four corners of a captured image. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
本発明に係る固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、配線基板と、上記配線基板上に実装されており、上記配線基板と電気的に接続するための電極部を有する固体撮像素子と、上記固体撮像素子の受光部の周囲に形成された接着部と、上記受光部と対向するとともに受光部との間に空隙が形成されるように接着部を介して接着された透光性蓋部とを備えた固体撮像装置において、上記電極部は、上記接着部よりも外側に配置されており、上記固体撮像素子は、上記接着部よりも内側の領域が配線基板側に湾曲しており、上記電極部が形成された領域が平坦であり、上記配線基板における固体撮像素子の実装面に、凹部が形成されており、上記接着部よりも内側の領域が、上記凹部に沿って湾曲しており、上記固体撮像素子の受光面を平面視したとき、上記受光部が上記凹部に内接し、上記接着部が上記凹部に外接していることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a solid-state image pickup device according to the present invention is mounted on a wiring board and the wiring board, and has a solid-state imaging device having an electrode portion for electrical connection with the wiring board. And a light-transmitting member bonded through the bonding portion so that a gap is formed between the bonding portion formed around the light-receiving portion of the solid-state imaging device and the light-receiving portion. In the solid-state imaging device including the lid, the electrode unit is disposed outside the bonding unit, and the solid-state imaging element has a region inside the bonding unit that is curved toward the wiring board side. cage, area in which the electrode portion is formed Ri flat der, the mounting surface of the solid-state imaging device in the wiring substrate, a recessed portion is formed, a region inside the above adhesive portion along the recess The light-receiving surface of the solid-state image sensor is curved When facing, the light receiving portion is inscribed in the recess, the adhesive portion is characterized that you have circumscribes the above recess.
上記の構成によれば、固体撮像素子の受光部の周囲には、固体撮像素子と透光性蓋部とを接着する接着部が形成されている。さらに、固体撮像素子の接着部よりも内側の領域が配線基板側に湾曲し、湾曲部となっている。これにより、撮像された画像の四隅に生じる不具合(ピンボケやシェーディングなど)を緩和することができる。 According to said structure, the adhesion part which adhere | attaches a solid-state image sensor and a translucent cover part is formed in the circumference | surroundings of the light-receiving part of a solid-state image sensor. Furthermore, a region inside the bonding portion of the solid-state imaging element is curved toward the wiring board side to form a curved portion. As a result, it is possible to alleviate problems (such as blurring and shading) that occur at the four corners of the captured image.
さらに、上記の構成によれば、固体撮像素子の電極部が形成された領域が、湾曲しておらず、平坦である。このため、固体撮像素子と配線基板とが、確実に電気的に接続される。これにより、固体撮像素子と配線基板との接続信頼性が高まるため、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することができる。 Furthermore, according to said structure, the area | region in which the electrode part of the solid-state image sensor was formed is not curved and is flat. For this reason, a solid-state image sensor and a wiring board are reliably electrically connected. Thereby, since the connection reliability of a solid-state image sensor and a wiring board increases, the malfunction of the signal processing of a solid-state image sensor can be suppressed.
従って、本発明によれば、固体撮像素子の受光部が形成された領域を部分的に湾曲させることによって、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, by partially curving the region in which the light receiving portion of the solid-state image sensor is formed, the signal processing error of the solid-state image sensor can be reduced while alleviating the problems that occur at the four corners of the captured image. The operation can be suppressed.
本発明に係る固体撮像装置において、上記固体撮像素子上に、上記固体撮像素子の信号処理を行う信号処理部が形成されており、上記信号処理部が形成された固体撮像素子上の領域が、平坦であってもよい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, a signal processing unit that performs signal processing of the solid-state imaging device is formed on the solid-state imaging device, and an area on the solid-state imaging device in which the signal processing unit is formed is It may be flat.
上記の構成によれば、固体撮像素子の信号処理を行う信号処理部が、固体撮像素子上に形成されている。さらに、信号処理部が形成された固体撮像素子上の領域は、湾曲しておらず、平坦である。これにより、固体撮像素子が湾曲することによって、信号処理部に不具合が生じることはない。従って、固体撮像素子の信号処理に生じる誤作動を、確実に抑制することができる。 According to said structure, the signal processing part which performs the signal processing of a solid-state image sensor is formed on the solid-state image sensor. Furthermore, the region on the solid-state imaging device where the signal processing unit is formed is not curved and is flat. Thereby, a problem does not arise in a signal processing part because a solid-state image sensor curves. Accordingly, malfunctions that occur in signal processing of the solid-state imaging device can be reliably suppressed.
本発明に係る固体撮像装置において、上記配線基板における固体撮像素子の実装面に、凹部が形成されており、上記接着部よりも内側の領域が、上記凹部に沿って湾曲していることが好ましい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that a concave portion is formed on the mounting surface of the solid-state imaging element on the wiring board, and a region inside the adhesive portion is curved along the concave portion. .
上記の構成によれば、固体撮像素子の受光部が、配線基板の固体撮像素子実装面に形成された凹部に沿って、湾曲している。これにより、固体撮像素子の膨らみが、凹部の深さに一致し、固体撮像素子の湾曲した部分が配線基板の凹部に密着する。従って、固体撮像素子が、配線基板上に確実に実装される。 According to said structure, the light-receiving part of a solid-state image sensor is curving along the recessed part formed in the solid-state image sensor mounting surface of a wiring board. As a result, the bulge of the solid-state image sensor matches the depth of the recess, and the curved portion of the solid-state image sensor closely contacts the recess of the wiring board. Therefore, the solid-state image sensor is reliably mounted on the wiring board.
本発明に係る固体撮像装置において、上記配線基板に、上記凹部から外部に通じる溝が形成されていてもよい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, a groove that leads from the concave portion to the outside may be formed in the wiring board.
上記の構成によれば、配線基板に形成された凹部と外部とをつなぐ溝が、配線基板に形成されている。これにより、この溝を通じて吸引することによって、固体撮像素子の受光部を湾曲させ、固体撮像素子の湾曲した部分と、配線基板の凹部とを確実に密着させることができる。 According to said structure, the groove | channel which connects the recessed part formed in the wiring board and the exterior is formed in the wiring board. Thereby, by sucking through the groove, the light receiving portion of the solid-state imaging device can be bent, and the curved portion of the solid-state imaging device and the concave portion of the wiring board can be reliably adhered.
本発明に係る固体撮像装置において、上記固体撮像素子の受光面を平面視したとき、上記受光部が上記凹部に内接し、上記接着部が上記凹部に外接していることが好ましい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that when the light-receiving surface of the solid-state imaging element is viewed in plan, the light-receiving portion is inscribed in the recess and the adhesive portion is in contact with the recess.
上記の構成によれば、固体撮像素子の受光部のみが、配線基板の凹部に沿って湾曲する。これにより、固体撮像素子の湾曲させるべき領域のみが湾曲するため、固体撮像素子の全体を湾曲させた場合に生じる信号処理部(周辺回路)の不具合を抑制することができる。 According to said structure, only the light-receiving part of a solid-state image sensor curves along the recessed part of a wiring board. Thereby, since only the area | region which should be curved of a solid-state image sensor is curved, the malfunction of the signal processing part (peripheral circuit) produced when the whole solid-state image sensor is curved can be suppressed.
本発明に係る固体撮像装置において、上記凹部の深さが、15μm以上、30μm以下であってもよい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the depth of the recess may be 15 μm or more and 30 μm or less.
上記の構成によれば、配線基板に形成された凹部の深さが15μm以上、30μm以下であるため、固体撮像素子の裏面から湾曲した部分の先端までの厚さ(湾曲した部分の高さ)も、15μm以上、30μm以下となる。従って、ピントの調整を確実に行うことができる。 According to said structure, since the depth of the recessed part formed in the wiring board is 15 micrometers or more and 30 micrometers or less, the thickness from the back surface of a solid-state image sensor to the front-end | tip of the curved part (height of the curved part) Is 15 μm or more and 30 μm or less. Therefore, the focus can be adjusted reliably.
本発明に係る固体撮像装置において、上記接着部に、上記受光部と透光性蓋部との間に形成される空隙から外部に通じる通気路が形成されていてもよい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, an air passage leading to the outside from a gap formed between the light receiving unit and the translucent lid may be formed in the bonding unit.
上記の構成によれば、接着部に形成された通気路が、受光部と透光性蓋部との間にある空隙と、外部とをつないでいる。これにより、この通気路を通じて空隙内に空気を入れることによって、固体撮像素子を湾曲させることができる。 According to said structure, the airflow path formed in the adhesion part has connected the space | gap between a light-receiving part and a translucent cover part, and the exterior. Thereby, a solid-state image sensor can be curved by putting air in a space | gap through this ventilation path.
本発明に係る固体撮像装置において、上記配線基板における固体撮像素子の実装面、および、上記実装面に搭載された固体撮像素子の裏面が、いずれも平面であってもよい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, both the mounting surface of the solid-state imaging device on the wiring board and the back surface of the solid-state imaging device mounted on the mounting surface may be flat.
上記の構成によれば、配線基板における固体撮像素子の実装面が平面であるため、凹部を形成するなど、配線基板に対する特別な加工が不要である。従って、配線基板の形状を簡素化することができる。また、配線基板と固体撮像素子とを平面同士で密着させるため、確実に密着させることができる。 According to said structure, since the mounting surface of the solid-state image sensor in a wiring board is a plane, the special process with respect to a wiring board, such as forming a recessed part, is unnecessary. Therefore, the shape of the wiring board can be simplified. In addition, since the wiring board and the solid-state imaging element are brought into close contact with each other, they can be securely attached.
本発明に係る固体撮像装置において、上記固体撮像素子の厚さが、50μm以上、100μm以下であることが好ましい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that a thickness of the solid-state imaging element is 50 μm or more and 100 μm or less.
上記の構成によれば、固体撮像素子の湾曲部以外の厚さが、50μm以上、100μm以下であるため、固体撮像素子を円滑に湾曲させることができる。 According to said structure, since thickness other than the curved part of a solid-state image sensor is 50 micrometers or more and 100 micrometers or less, a solid-state image sensor can be curved smoothly.
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、固体撮像素子の受光部の周囲に形成された接着部を介して、上記受光部と対向するとともに受光部との間に空隙が形成されるように透光性蓋部が接着されており、配線基板と電気的に接続するための電極部が接着部の外側に配置された固体撮像素子が、配線基板上に実装された固体撮像装置の製造方法において、上記空隙内を加圧し、上記固体撮像素子における接着部よりも内側の領域を配線基板側に湾曲させる工程を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention is opposed to the light-receiving unit and bonded to the light-receiving unit via an adhesive portion formed around the light-receiving unit of the solid-state imaging element. A light-transmitting lid is bonded so that a gap is formed between them, and a solid-state imaging device in which an electrode part for electrical connection with the wiring board is arranged outside the bonding part is formed on the wiring board. The method for manufacturing a mounted solid-state imaging device includes a step of pressurizing the inside of the gap and curving an area inside the bonding portion in the solid-state imaging element to the wiring board side.
上記の方法によれば、受光部と透光性蓋部との間に形成された空隙内が加圧されるため、空隙内の圧力によって、固体撮像素子22が押されて配線基板21側に膨らむ。一方、電極部は接着部よりも外側に配置されているため、空隙内の加圧によって電極部が形成された領域は湾曲せず、平坦である。これにより、固体撮像素子の受光部が形成された領域を部分的に湾曲させることができる。従って、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することができる固体撮像装置を製造することができる。
According to the above method, since the inside of the gap formed between the light receiving part and the translucent lid part is pressurized, the solid-state
本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、上記透光性蓋部が接着された固体撮像素子を減圧または真空条件下に曝することによって、上記空隙内を加圧してもよい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the inside of the gap may be pressurized by exposing the solid-state imaging device to which the light-transmitting lid is bonded to a reduced pressure or vacuum condition.
上記の方法によれば、減圧条件または真空条件下に固体撮像素子が曝されるため、空隙内部の空気圧によって、固体撮像素子が膨張する。これにより、固体撮像素子の受光部が形成された領域を部分的に湾曲させることができる。 According to the above method, since the solid-state imaging device is exposed under reduced pressure or vacuum conditions, the solid-state imaging device expands due to the air pressure inside the gap. Thereby, the area | region in which the light-receiving part of the solid-state image sensor was formed can be partially curved.
本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、上記接着部に、上記受光部と透光性蓋部との間に形成される空隙から外部に通じる通気路が形成されており、上記通気路を通じて空隙内に空気を入れることによって、上記空隙内を加圧してもよい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, an air passage that leads to the outside from a gap formed between the light receiving portion and the light-transmitting lid portion is formed in the adhesive portion, and the air passage passes through the air passage. You may pressurize the said inside of a space | gap by putting air in a space | gap.
上記の方法によれば、接着部に形成された通気路を通じて、空隙内に空気が入るため、空隙内部の空気圧によって、固体撮像素子が膨張する。これにより、固体撮像素子の受光部が形成された領域を部分的に湾曲させることができる。 According to the above method, since air enters the gap through the air passage formed in the bonding portion, the solid-state imaging device expands due to the air pressure inside the gap. Thereby, the area | region in which the light-receiving part of the solid-state image sensor was formed can be partially curved.
本発明の電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの固体撮像装置を備えることを特徴としている。従って、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することができる電子機器を提供することができる。 In order to solve the above-described problem, an electronic apparatus according to the present invention includes any one of the solid-state imaging devices. Therefore, it is possible to provide an electronic apparatus that can suppress malfunction of signal processing of the solid-state image sensor while alleviating the problems that occur at the four corners of the captured image.
以上のように、本発明に係る固体撮像装置は、上記固体撮像素子における上記接着部よりも内側の領域が配線基板側に湾曲しており、上記電極部が形成された領域が平坦であり、上記配線基板における固体撮像素子の実装面に、凹部が形成されており、上記接着部よりも内側の領域が、上記凹部に沿って湾曲しており、上記固体撮像素子の受光面を平面視したとき、上記受光部が上記凹部に内接し、上記接着部が上記凹部に外接している構成である。それゆえ、固体撮像素子の受光部が形成された領域を部分的に湾曲させることによって、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子の信号処理の誤作動を抑制することができるという効果を奏する。 As described above, the solid-state imaging device according to the present invention is a region inside than the adhesive portion of the solid-state imaging device is curved in the wiring board side, the area where the electrode portions are formed Ri flat der A recess is formed on the mounting surface of the solid-state imaging device on the wiring board, and a region inside the bonding portion is curved along the recess, and the light-receiving surface of the solid-state imaging device is seen in a plan view. when said light receiving portion is inscribed in the recess, the adhesive portion is configured you are circumscribes the recess. Therefore, by partially curving the region where the light receiving part of the solid-state image sensor is formed, it is possible to reduce malfunctions in the signal processing of the solid-state image sensor while alleviating problems occurring at the four corners of the captured image. There is an effect that can be.
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔実施の形態1〕
(固体撮像装置)
図1は、本実施形態の固体撮像装置の断面図である。図1のように、固体撮像装置10は、レンズ部1が、撮像部2上に、接着剤3を介して接着されている。なお、説明の便宜上、レンズ部1側を上方、撮像部2側を下方とする。
[Embodiment 1]
(Solid-state imaging device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the solid-
レンズ部1は、外部からの光を撮像部2に導くものである。図1のように、レンズ部1は、撮像用のレンズ11が、中空のレンズバレル12の内部に保持された構成である。
The lens unit 1 guides light from the outside to the
撮像部2は、レンズ部1によって形成された被写体像を、電気信号に変換する。つまり、撮像部2は、レンズ部1から入射された入射光を光電変換する。撮像部2は、配線基板21、固体撮像素子22、ワイヤ23、透光性蓋部24、接着部25、および封止樹脂26から構成されている。固体撮像素子22は、配線基板21上に実装されている。
The
配線基板21は、固体撮像素子22の電気信号を取り出すものである。配線基板21は、固体撮像素子22と電気的に接続するために、図示しないパターニングされた配線を有している。配線基板21は、例えば、プリント基板,またはセラミック基板などである。配線基板21の固体撮像素子22が実装される面(上面)には、凹部21aが形成されている。
The
固体撮像素子22は、レンズ部1で形成された被写体像を、電気信号に変換するものである。固体撮像素子22は、配線基板21のおもて面(実装面)に実装されている。固体撮像素子22は、半導体回路が形成された半導体基板(例えばシリコン単結晶基板)が平面視矩形形状に形成されたものである。固体撮像素子22は、例えば、CCD(charge-coupled device)イメージセンサ、CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)イメージセンサ、VMIS(Threshold Voltage Modulation Image Sensor)である。
The solid-
固体撮像素子22の表面(上面)には、複数の画素がマトリクス状に配置された受光部22aが形成されている。受光部22aは、レンズ部1から入射される光を透過する領域(光透過領域)であり、画素エリアとも言い換えられる。撮像部2の撮像面は、この受光部22aである。
On the surface (upper surface) of the solid-
固体撮像素子22は、受光部22aに結像された被写体像を電気信号に変換して、アナログの画像信号として出力する。つまり、受光部22aで、光電変換が行われる。固体撮像素子22の動作は、固体撮像素子22上に形成された図示しないDSP(信号処理部)で制御され、固体撮像素子22で生成された画像信号は、DSPで処理される。
The solid-
固体撮像素子22の受光部22aが形成された領域は、表面(上面)および裏面(下面)ともに、配線基板21側へ湾曲した湾曲部となっている。受光部22aの裏面は、配線基板21の凹部21aに沿って湾曲している。つまり、固体撮像素子22には透光性蓋部24とは逆方向に湾曲した凸部領域が形成され、配線基板21にはこの凸部領域に対応する凹部21aが形成されている。なお、凹部21aと固体撮像素子22の湾曲部との間には、接着剤27が設けられており、この接着剤27によって配線基板21と固体撮像素子22とが接着されている。
The region where the
固体撮像素子22には、配線基板21と電気的に接続するためのボンディングパッド(電極部;図1には示さず)が形成されている。そして、ボンディングパッドに接続されたワイヤ23を介して、配線基板21と固体撮像素子22とが互いに電気的に接続されている。
Bonding pads (electrode portions; not shown in FIG. 1) for electrical connection with the
透光性蓋部24は、接着部25を介して、固体撮像素子22上に接着されている。透光性蓋部24は、固体撮像素子22の受光部22aに対向するとともに固体撮像素子22との間に間隔を有して配置されている。つまり、透光性蓋部24は、固体撮像素子22の受光部22aと離間して設けられ、少なくとも固体撮像素子22の受光部22aを覆っている。これにより、受光部22aへの塵埃の浸入および付着などを防止することができる。また、透光性蓋部24は、レンズ部1と離間して設けられている。なお、本実施形態では、透光性蓋部24の固体撮像素子22との対向面の面積は、固体撮像素子22の受光部22aの面積よりも大きくなっている。
The
透光性蓋部24は、例えば、透光性を有するガラスや樹脂から構成されている。なお、透光性蓋部24上(レンズ部1側の面)には、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタが形成されていてもよい。これにより、透光性蓋部24は、赤外線を遮断する機能も備えることになる。
The
接着部25は、固体撮像素子22と透光性蓋部24とを接着するものである。接着部25は、固体撮像素子22の受光部22aの周囲に形成され、固体撮像素子22上に、透光性蓋部24を接着する。これにより、固体撮像素子22の受光部22aは、透光性蓋部24によって覆われる。接着部25は、例えば、固体撮像素子22上にシート状の接着剤を貼着した後、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理を施すパターンニングによって形成することができる。フォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部25のパターンニングは高精度に行うことができ、また、シート状の接着剤を用いるため、接着部25の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部24を固体撮像素子22の受光部22aに対して高精度に接着することができる。
The
封止樹脂26は、光路を遮断しないように、撮像部2を封止している。つまり、本実施形態の固体撮像装置10は、配線基板21上の各部材が、封止樹脂26により封止された、いわゆるCSP(Chip Scale Package)構造である。
The sealing
このような固体撮像装置10は、外部の光を、レンズ部1から透光性蓋部24を介して固体撮像素子22に取り込む。取り込まれた光は、固体撮像素子22の受光部22aに導かれ、受光部22aに被写体像が結像される。固体撮像素子22は、その被写体像を電気信号に変換する。撮像部2では、変換された電気信号に対し、各種処理(画像処理等)が施される。
Such a solid-
(固体撮像装置10の特徴点および効果)
図2は、固体撮像装置10におけるレンズ11と固体撮像素子22との位置合わせ状態を示す斜視図である。固体撮像装置10では、高画素化、高画質化、高機能化を実現するために、固体撮像素子22の受光部22aの中心(画素中心)22cと、レンズ11の中心(光学中心)11cとが一致しており、なおかつ、受光部22aが形成された面(受光面)と光軸とが直交していなければならない。図2は、固体撮像素子22とレンズ11とが、このような条件を満たした理想的な配置を示している。
(Features and effects of the solid-state imaging device 10)
FIG. 2 is a perspective view showing an alignment state of the
画素中心22cは、固体撮像素子22上に示された2本の一点鎖線の交点である。一方、レンズ11の中心11cは、固体撮像素子22上の2本の一点鎖線に平行な2本の破線の交点である。そして、レンズ11の中心から、固体撮像素子22へ垂直に延びた一点鎖線が、光軸である。図2では、受光部22aの中心と、レンズ11の中心とが光軸上に配置されている。しかも、光軸は、固体撮像素子22(受光部22a)に対し、垂直になっている。
The
しかし、上述の条件が満たされた場合でも、受光部22aが平面である場合、単純に考えると、レンズ11の中心11cから固体撮像素子22の画素中心22cまでの距離と、レンズ11の中心11cから固体撮像素子22の受光部22a上の四隅までの距離とは異なる。さらに、レンズ11の中心11cと画素中心22cとを結ぶ直線は、固体撮像素子22の受光面(画素平面)に対して直角(垂直)になるのに対し、画素中心22cから離れるにつれて、直角からずれる。このため、固体撮像素子22の画素中心22cにピントの合わせると、画素中心22cとその周囲についてはピントが合うのに対し、画素中心22cから離れた部分についてはピントがずれてしまう。さらに、レンズ11から出射された光線は、特に受光部22a上の四隅において、直角からずれて入射する。その結果、撮像された画像は、特に画像の四隅に、ピンボケや、画像が暗くなる現象(シェーディング)が生じる(図16参照)。つまり、画像が劣化するという問題がある。
However, even when the above-described conditions are satisfied, if the
さらに、特許文献1および2のように、固体撮像素子104,202の全体を湾曲させると、曲面状に配線する必要があったり、周辺回路(信号処理部)まで湾曲したりしてしまう。このため、固体撮像素子104,202の信号処理に誤作動が生じやすい。
Furthermore, as in
そこで、図1のように、本実施形態の固体撮像装置10では、固体撮像素子22が、部分的に配線基板21側に湾曲している。具体的には、固体撮像素子22の接着部25よりも内側の領域が湾曲しており、それ以外の領域は湾曲しておらず平坦である。
Therefore, as shown in FIG. 1, in the solid-
このように、固体撮像装置10においては、固体撮像素子22の接着部25よりも内側の領域が配線基板21側に湾曲し、湾曲部となっている。これにより、固体撮像装置10で撮像された画像の四隅に生じる不具合(ピンボケやシェーディングなど)を緩和することができる。
As described above, in the solid-
さらに、ワイヤ23が接続される固体撮像素子22の電極部が形成された領域が、湾曲しておらず、平坦である。このため、固体撮像素子22と配線基板21とが、確実に電気的に接続される。これにより、固体撮像素子22と配線基板21との接続信頼性が高まるため、固体撮像素子22の信号処理の誤作動を抑制することができる。
Furthermore, the region where the electrode portion of the solid-
また、固体撮像装置10では、固体撮像素子22の信号処理を行うDSP等の周辺回路が、固体撮像素子22上に形成されている。さらに、周辺回路が形成された固体撮像素子22上の領域は、湾曲しておらず、平坦である。これにより、固体撮像素子22が湾曲することによって、周辺回路に不具合が生じることはない。従って、固体撮像素子22の信号処理に生じる誤作動を、確実に抑制することができる。
In the solid-
さらに、固体撮像装置10では、、固体撮像素子22の受光部22aが、配線基板21の固体撮像素子実装面に形成された凹部21aに沿って、湾曲している。これにより、固体撮像素子22の膨らみが、凹部21aの深さに一致し、固体撮像素子22の湾曲した部分が配線基板21の凹部21aに密着する。従って、固体撮像素子22が、配線基板21上に確実に実装される。
Further, in the solid-
図3は、固体撮像装置10における固体撮像素子22および配線基板21を示す平面図である。言い換えれば、図3は、受光部22a、接着部25、凹部21aの関係を示す平面図である。図3のように、接着部25は、受光部22aを包囲(囲繞)するように形成されている。これにより、透光性蓋部24が接着部25に接着されると、受光部22aが、透光性蓋部24と接着部25とによって形成される空間に密封される。また、受光部22aは、配線基板21の凹部21aに内接しており、接着部25は凹部21aに外接している。このように、固体撮像装置10では、固体撮像素子22の受光面を平面視したとき、受光部22aが凹部21aに内接し、接着部25が凹部21aに外接している。このため、固体撮像素子22の受光部22aのみが、配線基板21の凹部21aに沿って湾曲する。これにより、固体撮像素子22の湾曲させるべき領域のみが湾曲するため、固体撮像素子22の全体を湾曲させた場合に生じる信号処理部(周辺回路)の不具合を抑制することができる。
FIG. 3 is a plan view showing the solid-
なお、図3のように、固体撮像素子22の接着部25よりも外側には、固体撮像素子22と、配線基板21または信号処理部(周辺回路)とを接続するための端子としてボンディングパッド(電極部)28が複数設けられている。ボンディングパッド28が形成された領域は、湾曲しておらず平坦である。
As shown in FIG. 3, a bonding pad (as a terminal for connecting the solid-state
図4の(a)および(b)は、固体撮像装置10における配線基板21を示す断面図である。配線基板21に形成された凹部21aの深さは、固体撮像素子の湾曲部の厚さに応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。凹部21aの深さは、固体撮像装置10のピント調整を考慮して設定することが好ましい。すなわち、固体撮像装置10のピント調整時にピントが合った位置からピントが外れるときのレンズ11の移動量に基づいて設定することが好ましい。例えば、図4の(a)および(b)に示すように、ピントが合う位置をX、ピントが外れる位置を±Yとすると、凹部21aの深さは、(a)のようにXまたは(b)のように2X(2Y)とすることが好ましい。具体的には、凹部21aの深さは、ピントが合う位置から±15μm以上、30μm以下(ジャストピントの±15μm)程度とすることが好ましい。これにより、固体撮像素子22の裏面から湾曲した部分の先端までの厚さ(高さ)も、15μm以上、30μm以下となる。従って、ピントの調整を確実に行うことができる。
4A and 4B are cross-sectional views showing the
また、配線基板21の凹部21aは、図示しない配線(配線パターン)を避けて形成されていることが好ましい。これにより、配線が形成された領域が湾曲しておらず平坦になるため、断線などの配線の欠陥を防ぐことができる。
Moreover, it is preferable that the recessed
一方、固体撮像素子22の厚さは、特に限定されるものではないが、50μm以上、100μm以下であることが好ましい。これにより、固体撮像素子22を円滑に湾曲させることができる。
On the other hand, the thickness of the solid-
以上のように、固体撮像装置10によれば、固体撮像素子22の受光部22aが形成された領域を部分的に湾曲させることによって、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子22の信号処理の誤作動を抑制することができる。
As described above, according to the solid-
(固体撮像装置10の製造方法)
図5は、固体撮像装置10の製造工程を示す断面図である。まず、図5の(a)のように、凹部21が形成された配線基板21と、接着部25を介して透光性蓋部24が接着された固体撮像素子22とを準備する。固体撮像素子22は、通常のパッケージ用の固体撮像素子(厚さ100〜200μm)を、厚さ50μm程度に研磨されており平板状である。なお、透光性蓋部24は、大気中で固体撮像素子22上に接着されている。つまり、固体撮像素子22と透光性蓋部24との間にある空隙(密閉空間)G内に、1気圧の空気が封入されていることになる。
(Manufacturing method of the solid-state imaging device 10)
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the solid-
次に、図5(b)のように、少なくとも凹部21aを覆うように、配線基板21上に接着剤27を塗布する。続いて、減圧条件または真空条件下で、固体撮像素子22を配線基板21に実装(接着)する。この条件下の圧力は、固体撮像素子22と透光性蓋部24との間に形成された空隙G内の圧力よりも低い。このため、空隙Gが膨らみ、空隙G内部の1気圧の空気で、固体撮像素子22および透光性蓋部24を押す。透光性蓋部24の厚さは500μm程度である一方、固体撮像素子22は50μm程度に研磨されている。このため、透光性蓋部24よりも薄い固体撮像素子22が押されて、配線基板21側に膨らむ。その結果、固体撮像素子22の接着部25よりも内側の領域のみが湾曲する。さらに、固体撮像素子22が破壊されない程度に圧力を調整することによって、凹部21aに沿って固体撮像素子22が湾曲する。これにより、固体撮像素子22の湾曲した部分と配線基板21とが密着する。従って、固体撮像素子22が、接着剤27によって配線基板21上に確実に実装(接着)される。
Next, as shown in FIG. 5B, an adhesive 27 is applied on the
次に、図5の(c)のように、配線基板21上の各部材を封止樹脂26によって封止し、パッケージ化された撮像部2を形成する。さらに、撮像部2上に接着剤3を塗布し、撮像部2と、レンズ部1とを接着する。このとき、固体撮像素子22の画素中心(破線部)と、レンズ11の中心(破線部)とを一致させる。これにより、レンズ部1と撮像部2とを高精度に位置合わせすることができる。最後に、図5の(d)のように、接着剤3を硬化させれば、固体撮像装置10を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 5C, each member on the
なお、図5の(b)の工程は、固体撮像素子22の膨らみが配線基板21の凹部21aにフィットするように圧力を調整することが好ましい。これにより、凹部21aの深さと同程度に、受光部22a付近が膨らむ。凹部21aの深さが15μm〜30μmの場合、固体撮像素子22の膨らみも、15μm〜30μmとなる。つまり、レンズ11のピントが合った状態(ジャストピント)の±15μmとなる。
5B, it is preferable to adjust the pressure so that the bulge of the solid-
また、図5の(b)の工程は、減圧条件または真空条件下の工程であるため、接着剤27として、熱硬化性樹脂等の熱硬化タイプの接着剤を使用することが好ましい。また、固体撮像素子22を樹脂封止する場合、配線基板21上または固体撮像素子22の裏面に、部分的に接着剤27を塗布してもよい。つまり、固体撮像素子22を部分的に接着剤27によって、配線基板21上に接着してもよい。
5B is a step under reduced pressure conditions or vacuum conditions, it is preferable to use a thermosetting adhesive such as a thermosetting resin as the adhesive 27. Further, when the solid-
以上のように、固体撮像装置10の製造方法は、受光部22aと透光性蓋部24との空隙G内の圧力によるふくらみを利用して、配線基板21の凹部21aに沿って、固体撮像素子22を湾曲させることができる。これにより、固体撮像素子22の受光部22aが形成された領域を部分的に湾曲させることができる。従って、撮像された画像の四隅に生じる不具合を緩和しつつ、固体撮像素子22の信号処理の誤作動を抑制することができる固体撮像装置10を製造することができる。
As described above, the method for manufacturing the solid-
(別の配線基板21A)
固体撮像装置10における配線基板21は、以下のような構成とすることも可能である。図6は、固体撮像装置10における固体撮像素子22および配線基板21Aを示す平面図である。図7は、図6における配線基板21Aの凹部21aと固体撮像素子22の受光部22aとの関係を示す平面図である。以下では、配線基板21との相違点を中心について説明する。
(Another
The
図6および図7のように、配線基板21Aには、凹部21aから固体撮像素子22の搭載エリア外へ伸びた溝21bが形成されている。それ以外は、配線基板21と同様の構成である。溝21は、凹部21内の空気抜き溝として機能する。なお、図6および図7では、1本の溝21bが形成されているが、複数本の溝21bを形成してもよい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図8は、配線基板21Aを備えた固体撮像装置の製造工程において、減圧(空気抜き)前の状態を示す断面図であり、(a)は図6のA−A断面図、(b)は図6のB−B断面図である。図9は、配線基板21Aを備えた固体撮像装置の製造工程において、減圧(空気抜き)後の状態を示す断面図であり、(a)は図6のA−A断面図、(b)は図6のB−B断面図である。
8A and 8B are cross-sectional views showing a state before pressure reduction (air bleeding) in the manufacturing process of the solid-state imaging device provided with the
まず、固体撮像素子22の裏面の端部と、配線基板21の凹部21aの周辺を、予め接着しておく。次に、図8の(a)および(b)のように、溝21aから減圧する。これにより、凹部21a内の空気が抜け、凹部21a内が減圧される。減圧を開始すると、固体撮像素子22が湾曲するものの、凹部21aおよび溝21bと固体撮像素子22との間に、隙間が形成されたままである。
First, the end of the back surface of the solid-
一方、凹部21a内の減圧が十分に進むと、固体撮像素子22と透光性蓋部24との間にある空隙G内部の空気圧によって、固体撮像素子22が膨張する。これにより、図9の(a)および(b)のように、凹部21aおよび溝21bと固体撮像素子22との間の隙間が塞がれる。ただし、空隙G内部の空気圧による固体撮像素子22の膨張によって、凹部21aと隙間が塞がれているため、溝21bには、空隙G内部の空気圧の影響は及ばない。このため、凹部21aに固体撮像素子22が密着するものの、溝21bには固体撮像素子22が密着していない。従って、減圧終了後、溝21b内に樹脂または接着剤を充填し、溝21bを閉鎖する。なお、溝21aから吸引するため、図5の(b)で説明したように、減圧条件または真空条件下で行う必要はない。
On the other hand, when the pressure reduction in the
このように、配線基板21Aには、凹部21aと外部とをつなぐ溝21bが形成されている。これにより、この溝21aを通じて吸引することによって、固体撮像素子22の受光部22aを湾曲させ、固体撮像素子22の湾曲した部分と、配線基板21の凹部21aとを確実に密着させることができる。
Thus, the
(別の接着部25A)
固体撮像装置10における接着部25は、以下のような構成とすることも可能である。すなわち、接着部25Aに、受光部22aと透光性蓋部24との間に形成される空隙Gから外部に通じる通気路29が形成されていてもよい。このような通気路29が形成された接着部25Aについては、本願出願人によって、特許文献3に既に開示されている。
(Another
The
図10は、接着部25Aに通気路29が形成された固体撮像素子22および配線基板21Aを示す平面図である。図11は、図10における配線基板21Aの凹部21aと固体撮像素子22の受光部22aとの関係を示す平面図である。図12は、図10における配線基板21の凹部21aと接着部25Aとの関係を示す平面図である。以下では、図6の接着部25との相違点を中心に説明する。
FIG. 10 is a plan view showing the solid-
図10および図12の接着部25Aは、図6の接着部25よりも広範囲に形成されている。接着部25Aは、接着部25と同一の形状に加え、溝21aと逆方向に、通気路29が設けられるように形成されている。通気路29は、受光部22aと透光性蓋部(図示せず)との間に形成される空隙Gから外部に通じるように接着部25Aに形成されている。通気路29は、空隙Gに通じる第1開口端部29aと、外部に通じる第2開口端部29bとを有する構成となっている。透光性蓋部24は、受光部22aを覆う一方、第2開口端部29bを塞がない程度のサイズとなっている。
10 and 12 is formed in a wider range than the
図13は、通気路29が形成された固体撮像装置の製造工程において、通気路29を介した加圧前の状態を示す断面図であり、(a)は図10のA−A断面図、(b)は図10のB−B断面図である。図14は、通気路29が形成された固体撮像装置の製造工程において、通気路29を介した加圧後の状態を示す断面図であり、(a)は図10のA−A断面図、(b)は図10のB−B断面図である。
13 is a cross-sectional view showing a state before pressurization through the
まず、固体撮像素子22の裏面の端部と、配線基板21の凹部21aの周辺を、予め接着しておく。次に、図13の(a)および(b)のように、通気路29を介して空隙G内に空気を送り込み、空隙G内を加圧する。加圧を開始すると、固体撮像素子22が湾曲するものの、凹部21aおよび溝21bと固体撮像素子22との間に、隙間が形成されたままである。
First, the end of the back surface of the solid-
一方、空隙G内の加圧が十分に進むと、固体撮像素子22と透光性蓋部24との間に形成された空隙G内部の空気圧によって、固体撮像素子22が膨張する。これにより、図13の(a)および(b)のように、凹部21aと固体撮像素子22との間にある隙間が塞がれる。ただし、空隙G内部の空気圧による固体撮像素子22の膨張によって隙間が塞がれているため、溝21bには、空隙G内部の空気圧の影響は及ばない。このため、凹部21aに固体撮像素子22が密着するものの、溝21bには固体撮像素子22が密着していない。従って、減圧終了後、溝21bないに樹脂または接着剤を充填し、溝21bを閉鎖する。なお、溝21aから吸引するため、図5の(b)で説明したように、減圧条件または真空条件下で行う必要はない。また、固体撮像素子22が膨らんで凹部21aを塞ぐ際に、凹部21a内の空気は溝21bから逃げる。
On the other hand, when the pressurization in the gap G sufficiently proceeds, the solid-
このように、接着部25Aには、受光部22aと透光性蓋部24との間に形成される空隙Gから外部に通じる通気路29が形成されている。これにより、この通気路29を通じて空隙G内に空気を入れることによって、固体撮像素子22を湾曲させることができる。また、固体撮像素子22の湾曲した部分と、配線基板21の凹部21aとを確実に密着させることができる。
As described above, the
なお、図8および図9と同様に、溝21aを通じて吸引することによっても、固体撮像素子22の受光部22aを湾曲させることができる。ただし、空隙Gから外部に通じる通気路29が形成されているため、通気路29を通じて空隙G内を加圧する必要がある。この場合も、固体撮像素子22の湾曲した部分と、配線基板21の凹部21aとを確実に密着させることができる。
Similarly to FIGS. 8 and 9, the
(別の固体撮像素子22Aおよび配線基板21B)
固体撮像装置10における固体撮像素子22は、以下のような構成とすることも可能である。上述の説明では、平坦な固体撮像素子22に圧力を加えて湾曲させ、配線基板21に形成された凹部21aに沿って密着させている。しかし、図15の(a)に示すように、固体撮像素子22Aの裏面(配線基板21に搭載される面)に窪み22bが形成されていてもよい。図15の(a)〜(c)は、固体撮像素子22Aを備えた固体撮像装置10Aの製造工程を示す断面図である。
(Another solid-
The solid-
図15の(a)のように、固体撮像素子22Aの裏面には、窪み22bが形成されており湾曲している。また、固体撮像素子22Aの表面(受光部22aが形成された領域)は、平坦である。なお、接着部25は、図3と同様に、受光部22aの周囲に形成されている。一方、配線基板21Bには、凹部21aが形成されておらず平板である。
As shown in FIG. 15A, a
次に、配線基板21B上に接着剤27を塗布する。続いて、減圧条件または真空条件下で、固体撮像素子22Aを配線基板21Bに実装(接着)する。この条件下の圧力は、固体撮像素子22Aと透光性蓋部24との間に形成された空隙G内の圧力よりも低い。このため、空隙Gが膨らみ、空隙G内部の1気圧の空気で、固体撮像素子22および透光性蓋部24を押す。このため、透光性蓋部24よりも薄い固体撮像素子22Aが押されて、配線基板21B側に膨らむ。その結果、平坦であった受光部22aが形成された領域が湾曲する一方、窪み22bがなくなり平坦になる。つまり、固体撮像素子22の裏面が平坦になる。これにより、固体撮像素子22Aと配線基板21Bとを平面同士で接着することができる。
Next, an adhesive 27 is applied on the
続いて、図5の(c)および(d)と同様に、配線基板21上の各部材を封止樹脂26によって封止した後、レンズ部1を接着することによって、固体撮像装置10Aを製造することができる。
Subsequently, as in (c) and (d) of FIG. 5, after each member on the
このように、固体撮像装置10Aは、配線基板21Bにおける固体撮像素子22Aの実装面が平面であるため、凹部21aを形成するなど、配線基板21Bに対する特別な加工が不要である。従って、配線基板21Bの形状を簡素化することができる。また、配線基板21Bと固体撮像素子22Aとを平面同士で密着させるため、確実に密着させることができる。
As described above, in the solid-
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。 The present invention can also be expressed as follows.
〔1〕固体撮像素子と、前記固体撮像素子の受光部の周りに形成された接着部を介して搭載された透光性蓋部と、前記固体撮像素子と前期透光性蓋部との間には空隙が形成され、前記固体撮像素子を搭載する配線基板を備えた固体撮像装置において、前記固体撮像素子は、前記接着部より内側(受光部領域)で前期透光性蓋部とは反対方向に湾曲した凸部領域を有し、前記凸部領域に対向する湾曲した凹部領域を備えた配線基板と、接着層を介して接着されていることを特徴とする固体撮像装置。 [1] A solid-state imaging device, a translucent lid mounted via an adhesive portion formed around a light-receiving portion of the solid-state imaging device, and between the solid-state imaging device and the previous translucent lid In the solid-state imaging device provided with a wiring board on which the solid-state imaging device is mounted, the solid-state imaging device is opposite to the light-transmitting lid portion on the inner side (light-receiving portion region) from the adhesive portion. A solid-state imaging device having a convex region curved in a direction and bonded to a wiring board having a curved concave region facing the convex region via an adhesive layer.
〔2〕前記固体撮像素子の電極と前記配線基板の配線パターンとが電気的に接続されており、前記撮像素子の前記電極が形成されている領域と、前記配線基板の配線パターンが形成されている領域は湾曲していないことを特徴とする上記〔1〕に記載の固体撮像装置。 [2] The electrode of the solid-state imaging device and the wiring pattern of the wiring substrate are electrically connected, and the region where the electrode of the imaging device is formed and the wiring pattern of the wiring substrate are formed. The solid-state imaging device according to the above [1], wherein the area in which it is located is not curved.
〔3〕前記固体撮像素子の電極と前記配線基板の配線パターンとは金属線で接続されていることを特徴とする上記〔2〕に記載の固体撮像装置。 [3] The solid-state imaging device according to [2], wherein the electrode of the solid-state imaging element and the wiring pattern of the wiring board are connected by a metal wire.
〔4〕前記固体撮像素子の厚さは、100μm以下であることを特徴とする上記〔1〕〜〔3〕の何れかに記載の固体撮像装置。 [4] The solid-state imaging device according to any one of [1] to [3], wherein the thickness of the solid-state imaging device is 100 μm or less.
〔5〕前記凸部領域の高さは、15〜30μm程度であることを特徴とする上記〔1〕〜〔4〕の何れかに記載の固体撮像装置。 [5] The solid-state imaging device according to any one of [1] to [4], wherein the height of the convex region is about 15 to 30 μm.
〔6〕固体撮像素子の受光部の周りに接着材を形成する工程と、大気中で前記接着材を介して透光性蓋部を搭載し、固体撮像素子と透光性蓋部との間に密封された空隙領域を形成する工程と、前記固体撮像素子の周辺を減圧または真空状態にすることで、前記固体撮像素子の接着部より内側を前記透光性蓋部とは反対方向に湾曲した凸部領域を形成する工程と、前記凸部領域に対応する湾曲した凹部領域を備えた配線基板上に、前記凸部領域と前記凹部領域が対応するように接着層を介して接着する工程とを備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 [6] A step of forming an adhesive around the light receiving portion of the solid-state imaging device, and a translucent lid portion mounted in the atmosphere via the adhesive material, between the solid-state imaging device and the translucent lid portion Forming an air gap region sealed in the tube, and by depressurizing or vacuuming the periphery of the solid-state imaging device, the inside of the bonding portion of the solid-state imaging device is curved in a direction opposite to the translucent lid portion. A step of forming the convex region, and a step of bonding via an adhesive layer on the wiring board having a curved concave region corresponding to the convex region so that the convex region and the concave region correspond to each other. A method for manufacturing a solid-state imaging device.
〔7〕固体撮像素子の受光部の周りに通気路(エアパス)を備えた接着材を形成する工程と、前記接着材を介して透光性蓋部を搭載し、固体撮像素子と透光性蓋部との間に前記通気路を介して外部と通じる空隙領域を形成する工程と、前記通気路から前記空隙に空気を送り込むことによって、前記固体撮像素子の接着部より内側を前記透光性蓋部とは反対方向に湾曲した凸部領域を形成する工程と、前記凸部領域に対応する湾曲した凹部領域を備えた配線基板上に、前記凸部領域と前記凹部領域が対応するように接着層を介して接着する工程とを備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 [7] A step of forming an adhesive having a ventilation path (air path) around the light receiving portion of the solid-state imaging device, and a translucent lid portion is mounted via the adhesive, and the solid-state imaging device and the translucent A step of forming an air gap region communicating with the outside through the air passage between the lid portion and the air-transmitting air from the air passage to the air gap so that the inner side of the adhesive portion of the solid-state image sensor is the light-transmitting property A step of forming a convex region curved in the direction opposite to the lid and a wiring substrate having a curved concave region corresponding to the convex region so that the convex region corresponds to the concave region And a step of adhering via an adhesive layer.
本発明の固体撮像装置は、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティ用カメラなどの各種電子機器に適用することができる。 The solid-state imaging device of the present invention can be applied to various electronic devices such as camera-equipped mobile phones, digital still cameras, security cameras such as surveillance cameras and door phones.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range shown to the claim. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティ用カメラなど、固体撮像装置を備えた各種電子機器に適用することができる。 The present invention can be applied to various electronic devices including a solid-state imaging device such as a camera-equipped mobile phone, a digital still camera, and a security camera such as a surveillance camera and a door phone.
10 固体撮像装置
10A 固体撮像装置
21 配線基板
21A 配線基板
21B 配線基板
21a 凹部
22 固体撮像素子
22A 固体撮像素子
22a 受光部
24 透光性蓋部
25 接着部
25A 接着部
28 ボンディングパッド(電極部)
29 通気路
G 空隙
DESCRIPTION OF
29 Ventilation path G Gap
Claims (10)
上記電極部は、上記接着部よりも外側に配置されており、
上記固体撮像素子は、上記接着部よりも内側の領域が配線基板側に湾曲しており、上記電極部が形成された領域が平坦であり、
上記配線基板における固体撮像素子の実装面に、凹部が形成されており、
上記接着部よりも内側の領域が、上記凹部に沿って湾曲しており、
上記固体撮像素子の受光面を平面視したとき、上記受光部が上記凹部に内接し、上記接着部が上記凹部に外接していることを特徴とする固体撮像装置。 A wiring board, a solid-state imaging device mounted on the wiring board and having an electrode portion for electrical connection with the wiring board, and an adhesive portion formed around the light-receiving portion of the solid-state imaging element; In a solid-state imaging device including a translucent lid that is bonded via an adhesive portion so as to be opposed to the light receiving portion and to form a gap between the light receiving portion,
The electrode part is disposed outside the adhesive part,
The solid-state imaging device is inside the area than the adhesive portion is curved on the wiring board side, the area where the electrode portions are formed Ri flat der,
A recess is formed on the mounting surface of the solid-state imaging device on the wiring board,
A region inside the adhesive portion is curved along the concave portion,
When the light receiving surface of the solid-state image sensor is viewed in plan, the light-receiving portion is inscribed in the recess, and the adhesive portion is in contact with the recess .
上記信号処理部が形成された固体撮像素子上の領域が、平坦であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 A signal processing unit for performing signal processing of the solid-state image sensor is formed on the solid-state image sensor,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a region on the solid-state imaging device in which the signal processing unit is formed is flat.
上記空隙内を加圧し、上記固体撮像素子における接着部よりも内側の領域を配線基板側に湾曲させる工程を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 A translucent lid is bonded to the wiring substrate so that a gap is formed between the light receiving portion and the light receiving portion through an adhesive portion formed around the light receiving portion of the solid-state imaging device. In the manufacturing method of the solid-state imaging device in which the solid-state imaging device in which the electrode portion for electrical connection is arranged outside the bonding portion is mounted on the wiring board,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising the step of pressurizing the inside of the gap and bending a region inside the bonding portion in the solid-state imaging element toward the wiring board.
上記通気路を通じて空隙内に空気を入れることによって、上記空隙内を加圧することを特徴とする請求項8に記載の固体撮像装置の製造方法。 An air passage leading to the outside from a gap formed between the light receiving part and the light-transmitting lid part is formed in the adhesive part,
9. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 8 , wherein the inside of the gap is pressurized by introducing air into the gap through the ventilation path.
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