JPH05260393A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化を図り、しかも小型化の達成を妨げる
ことなくそれ自体モアレの発生を防止する。 【構成】 透明基板１１と、この透明基板の一方の面に
光像投影面を対向させて搭載される固体撮像素子１２
と、この固体撮像素子を内包して前記透明基板上に形成
されるモールド樹脂１９と、前記透明基板の前記一方の
面に被着形成されかつ前記固体撮像素子の光投影面側に
形成された各バンプ電極１３に接続されて前記モールド
樹脂外にまで延在された各配線層とからなり、前記透明
基板と固体撮像素子との間に回折格子１８が介在されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係り、
特に、そのパッケージング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置はその固体撮像チップを外
的障害から保護するためにパッケージングされたものと
なっている。

【０００３】すなわち、主表面に凹陥部が形成されかつ
この凹陥部を透明板からなるガラス基板によって閉塞さ
れたたとえば樹脂材からなる筐体があり、この筐体の前
記凹陥部内に固体撮像チップがその主表面である光像投
影面を前記ガラス基板に対向させて搭載されている。

【０００４】前記筐体には複数の電極取出用リードが支
持固定され、その先端部は前記凹陥部に搭載された固体
撮像チップの周辺に位置付けられ、他の一端部は筐体外
に延在されている。

【０００５】そして、固体撮像チップの光像投影面の周
辺に形成されている複数の電極と前記電極取出用リード
の先端部との間にはボンディングワイヤによって電気的
導通が図られている。

【０００６】このような構成からなる固体撮像素子は、
たとえば、文献「映像情報 １９８６ ５月号 Ｖｏ
Ｌ．１８ 産業開発機構ＫＫ発行」において詳述されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような固体撮像装置は、筐体の機械的強度をある程
度確保しなければならないこと、またボンディングワイ
ヤの形成領域を充分確保しなければならないことから、
固体撮像チップに対して比較的大型化してしまうことを
免れなかった。

【０００８】また、このような固体撮像装置をたとえば
ＴＶカメラ等に組み込む場合、いわゆるモアレの発生を
防止するために該固体撮像装置の光学的前方に水晶板を
配置しなくてはならない等の煩雑さを有していた。

【０００９】それ故、本発明はこのような事情に基づい
てなされたもので、その目的とするところのものは、小
型化を図った固体撮像装置を提供するにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、小型化の達成
を妨げることなく、それ自体モアレの発生を防止できた
固体撮像装置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、透明基板と、この透
明基板の一方の面に光像投影面を対向させて搭載される
固体撮像素子と、この固体撮像素子を内包して前記透明
基板上に形成されるモールド樹脂と、前記透明基板の前
記一方の面に被着形成されかつ前記固体撮像素子の光投
影面側に形成された各バンプ電極に接続されて前記モー
ルド樹脂外にまで延在された各配線層とからなり、前記
透明基板と固体撮像素子との間に回折格子が介在されて
いることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】このように構成した固体撮像装置によれば、透
明基板に固体撮像素子がいわゆるフェースダウンボンデ
ィングされ、この固体撮像素子は樹脂材によってモール
ドされたものとなっている。

【００１３】そして、前記固体撮像素子の電極取り出し
は、透明基板に被着形成された配線層を介してなされて
いる。

【００１４】このため、機械的強度は透明基板によって
確保され、ワイヤボンディング形成領域等の余分な空間
がなくなることから小型化を達成することができるよう
になる。

【００１５】また、透明基板と固体撮像素子との間には
回折格子が介在され、この回折格子自体の厚さは充分に
薄いものとして形成することができることから、小型化
の達成を妨げることなく、いわゆるモアレの発生の防止
を図ることができるようになる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明による固体撮像装置の一実施例
を示す平面構成図である。また、図２は、図１のII−II
線における断面図である。

【００１７】各図において、ガラス基板１１からなる透
明基板がある。そして、このガラス基板１１の一方の面
に固体撮像素子１２が搭載されている。

【００１８】この固体撮像素子１２は、その構成を図３
にて詳細に説明するが、主表面に光像投影面が形成され
この光像投影面の周囲には複数のバンプ電極１３が並設
されて形成されている。

【００１９】このような構成からなる固体撮像素子１２
は、その光像投影面を前記ガラス基板１１側に対向させ
て位置付けられ、前記バンプ電極１３よりさらに外方に
おける固体撮像素子１２の周辺にて前記ガラス基板１１
との間に介在されたスペーサ１４によって、所定の間隔
でかつ平行に位置付けられている。

【００２０】このスペーサ１４としては、たとえばガラ
ス基板１１と固体撮像素子１２との設定しようとする間
隔とほぼ同じ径を有する粒状体を含有する樹脂材からな
り、固体撮像素子１２の全周辺に位置付けられたものと
なっている。

【００２１】固体撮像素子１２の前記バンプ電極１３は
はんだ１５を介してガラス基板１１に被着形成された配
線層１６に接続されている。

【００２２】なお、この場合における接続はたとえば次
のようにしてなされるようになっている。固体撮像素子
１２の各バンプ電極１３にはんだ１５を層状に形成し、
これらはんだ１５が接続されるべく各配線層１６に当接
されるようにして該固体撮像素子１２をガラス基板１１
の上面に配置する。その後、外部から熱を加えることに
より、前記はんだ１５を溶融させ該配線層１６との接続
を図る。

【００２３】前記配線層１６は、前記固体撮像素子１２
の光像投影面に対向する領域を避け、該領域の周辺部に
形成されて、該固体撮像素子１２の一辺部に延在されて
いる。そして、このように該固体撮像素子１２の一辺部
に延在された各配線層１６は該一辺部にてフレキシブル
配線基板１７の各配線層１７Ａにそれぞれ接続されてい
る。

【００２４】そして、前記スペーサ１４によって、固体
撮像素子１２とガラス基板１１との間の特に光像投影面
における空隙部には回折格子板１８が配置されている。
この回折格子板１８は、たとえば樹脂材による一体成形
により形成されたものであり、その一面には互いに平行
な溝が並設されて形成されたものとなっている。

【００２５】そして、ガラス基板１１の固体撮像素子１
２の搭載された側には、この固体撮像素子１２、配線層
１６の形成領域を覆って樹脂材１９がモールドされて形
成され、このモールドされた樹脂材１９からは前記フレ
キシブル配線基板１７が引き出されるようになってい
る。

【００２６】図３は、前記固体撮像素子１２の一実施例
を示す概略構成図である。

【００２７】同図は、一チップの半導体基板の主表面に
図示のような配列で各素子が形成されたものとなってい
る。同図において、前記半導体基板の主表面の光像投影
領域に複数のフォトダイオード１がマトリックス状に配
列されて形成されている。

【００２８】ここで、フォトダイオード１は、光照射に
よりその光の強度に応じて電荷を発生する光電変換素子
である。

【００２９】また、列方向（図中、縦方向）に配列され
たフォトダイオード１の群毎に該列方向に沿って形成さ
れた垂直シフトレジスタ２があり、これら各垂直シフト
レジスタ２はＣＣＤ素子から構成されている。

【００３０】これら垂直シフトレジスタ２は、それぞれ
列方向に配列された各フォトダイオード１にて発生した
電荷を読出すとともに、この電荷を列方向に沿って前記
光像投影領域外の領域に転送させるものとなっている。

【００３１】なお、各フォトダイオード１から垂直シフ
トレジスタ２への電荷読出しは、図示しない電荷読出電
極によりなされるようになっている。

【００３２】さらに、各垂直シフトレジスタ２からそれ
ぞれ転送されてきた電荷は、水平シフトレジスタ４に出
力され、この水平シフトレジスタ４によって水平方向に
転送されるようになっている。この水平シフトレジスタ
４は、前記各垂直シフトレジスタ２と同様にＣＣＤ素子
により構成されている。

【００３３】水平シフトレジスタ４からの出力は、出力
回路５に入力され、この出力回路５において例えば電圧
に変換され、外部に取り出されるようになっている。

【００３４】そして、このように各素子が形成された半
導体基板の主表面には、各フォトダイオード１が形成さ
れている領域において開口が形成されることにより、各
フォトダイオード１のみを露呈させる遮光膜（図示せ
ず）が形成されている。

【００３５】上述の実施例のように構成された固体撮像
装置は、ガラス基板１１に固体撮像素子１２がいわゆる
フェースダウンボンディングされ、この固体撮像素子１
２はその裏面側から樹脂材１９によってモールドされた
ものとなっている。

【００３６】そして、前記固体撮像素子１２のバンプ電
極１３の外部取り出しは、ガラス基板１１に被着形成さ
れた配線層１６を介してなされている。

【００３７】このため、機械的強度はガラス基板１１に
よって充分確保され、ワイヤボンディング形成領域等の
余分な空間が全くなくなることから小型化を達成するこ
とができるようになる。

【００３８】また、ガラス基板１１と固体撮像素子１２
との間には回折格子板１８が介在され、この回折格子板
１８自体の厚さは充分に薄いものとして形成することが
できることから、小型化の達成を妨げることなく、いわ
ゆるモアレの発生の防止を図ることができるようにな
る。

【００３９】また、固体撮像素子１２とガラス基板１１
との間において、該固体撮像素子１２の周辺にはスペー
サ１４が介在されていることから、モールドされた樹脂
材１９が回折格子板１８の配置されている領域（光像投
影領域）に侵入するようなことがなくなる。このため、
侵入された樹脂材によって光像検出に悪影響を及ぼすと
いうようなことはなくなる。

【００４０】上述した実施例では、ガラス基板１１と固
体撮像素子１２との間に回折格子板１８、すなわち板状
からなる回折格子を配置したものであるが、これに限定
されることはない。ガラス基板１１における固体撮像素
子１２の光像投影面に対向する面に、たとえばフォトエ
ッチングによって互いに平行な溝を並設させて形成する
ことにより回折格子を形成するようにしてもよいことは
もちろんである。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による固体撮像素子によれば、小型化を図ること
ができる。そして、小型化の達成を妨げることなくそれ
自体でモアレの発生を防止することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による固体撮像装置の一実施例を示す
平面構成図である。

【図２】 図１のII−II線における断面図である。

【図３】 本発明において適用される固体撮像素子の一
実施例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１１…ガラス基板、１２…固体撮像素子、１３…電極、
１４…スペーサ、１５…はんだ、１６…配線層、１７…
フレキシブル配線基板、１８…回折格子板、１９…樹
脂。

フロントページの続き (72)発明者 泉 章也 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 横山 将昭 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 井口 集 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中野 寿夫 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、この透明基板の一方の面に
   光像投影面を対向させて搭載される固体撮像素子と、こ
   の固体撮像素子を内包して前記透明基板上に形成される
   モールド樹脂と、前記透明基板の前記一方の面に被着形
   成されかつ前記固体撮像素子の光投影面側に形成された
   各バンプ電極に接続されて前記モールド樹脂外にまで延
   在された各配線層とからなり、前記透明基板と固体撮像
   素子との間に回折格子が介在されていることを特徴とす
   る固体撮像装置。