JPH0541506A - Solid-state image sensing device provided with microlens - Google Patents
Solid-state image sensing device provided with microlensInfo
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- JPH0541506A JPH0541506A JP3222193A JP22219391A JPH0541506A JP H0541506 A JPH0541506 A JP H0541506A JP 3222193 A JP3222193 A JP 3222193A JP 22219391 A JP22219391 A JP 22219391A JP H0541506 A JPH0541506 A JP H0541506A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の上面に
マイクロレンズを設け、透明樹脂にて一体封止したマイ
クロレンズ付固体撮像装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device with a microlens, which is provided with a microlens on the upper surface of a solid-state image pickup device and is integrally sealed with a transparent resin.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、マイクロレンズ付固体撮像装置の
パッケージとして、中空型パッケージがある。これは、
セラミック等のケースに固体撮像素子を搭載し、その上
面にマイクロレンズを設けて気密封止したものである。
しかし、製造工程が簡易で、かつ低コストであるという
観点から、図５に示すようなモールド型パッケージが提
案される。これは、リードフレーム２上に搭載し、ワイ
ヤー３にて配線した固体撮像素子１と、この固体撮像素
子１の上面に設けたマイクロレンズ４とを透明樹脂６に
て一体封止した構造である。このマイクロレンズ４は、
図６に示すように固体撮像素子１の各受光画素１１の上
面に微小な半球状の凸レンズを各々配列したもので、マ
イクロレンズ４の屈折率ｎ1 と透明樹脂６の屈折率ｎ2
との差により図中矢印のごとく入射光を集束するもので
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a hollow package as a package of a solid-state image pickup device with a microlens. this is,
A solid-state image sensor is mounted on a case such as ceramic, and a microlens is provided on the upper surface of the case to hermetically seal it.
However, from the viewpoint of simple manufacturing process and low cost, a mold type package as shown in FIG. 5 is proposed. This is a structure in which a solid-state image sensor 1 mounted on a lead frame 2 and wired by wires 3 and a microlens 4 provided on the upper surface of the solid-state image sensor 1 are integrally sealed with a transparent resin 6. .. This micro lens 4
Obtained by each array minute hemispherical lens on the upper surface of the light receiving pixel 11 of the solid-state imaging device 1 as shown in FIG. 6, the refractive index n 2 of the refractive index n 1 and the transparent resin 6 of the microlens 4
The incident light is focused as indicated by the arrow in the figure due to the difference between and.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このマイクロ
レンズを設けたモールド型パッケージには以下の問題が
ある。すなわち、図５、図６に示すようにマイクロレン
ズ４の設けられた固体撮像素子１を透明樹脂６で一体封
止すると、マイクロレンズ４の上方が直接透明樹脂６で
覆われることになる。この状態において、マイクロレン
ズ４の屈折率ｎ1 と透明樹脂６の屈折率ｎ2 との差が小
さいと、マイクロレンズ４による光の集束効果が十分に
得られない。すなわち、このマイクロレンズ４を設けた
モールド型パッケージの集光率は、マイクロレンズ４の
上方が空気層である中空型パッケージの集光率に比べて
半分以下になってしまう。また、モールド型パッケージ
の構造において、マイクロレンズ４の上方に空気層を設
けることが考えられるが、これには煩雑な工程が必要に
なり、コストアップにつながる。よって、本発明は、モ
ールド型パッケージであっても、マイクロレンズの効果
が損なわれず、かつ製造が簡易なマイクロレンズ付固体
撮像装置を提供することを目的とする。However, the mold type package provided with this microlens has the following problems. That is, when the solid-state imaging device 1 provided with the microlens 4 as shown in FIGS. 5 and 6 is integrally sealed with the transparent resin 6, the upper part of the microlens 4 is directly covered with the transparent resin 6. In this state, when the difference between the refractive index n 2 of the refractive index n 1 and the transparent resin 6 of the microlens 4 is small, the focusing effect of the light can not be sufficiently obtained by the microlens 4. That is, the light collection rate of the mold package provided with the microlenses 4 is less than half the light collection rate of the hollow package in which the air above the microlenses 4 is the air layer. Further, in the structure of the mold type package, it is conceivable to provide an air layer above the microlens 4, but this requires a complicated process, leading to an increase in cost. Therefore, it is an object of the present invention to provide a microlens-equipped solid-state imaging device that does not impair the effect of the microlens and is easy to manufacture even in a mold-type package.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために成されたマイクロレンズ付固体撮像装置
である。すなわち、リードフレーム上に搭載され、かつ
ワイヤーにて配線された固体撮像素子と、この固体撮像
素子の上面に設けられたマイクロレンズとを一体封止し
た透明樹脂とから成るマイクロレンズ付固体撮像装置で
あって、マイクロレンズの上面に、このマイクロレンズ
より屈折率の低い樹脂層を設けたものである。さらに、
この樹脂層の上面にガラス板を設け、このガラス板の表
面を一体封止した透明樹脂から露出させたものである。The present invention is a solid-state image pickup device with a microlens, which has been made to solve the above problems. That is, a solid-state imaging device with a microlens including a solid-state imaging device mounted on a lead frame and wired by a wire, and a transparent resin integrally sealing a microlens provided on the upper surface of the solid-state imaging device. The resin layer having a lower refractive index than the microlens is provided on the upper surface of the microlens. further,
A glass plate is provided on the upper surface of the resin layer, and the surface of the glass plate is exposed from the integrally sealed transparent resin.
【０００５】[0005]
【作用】マイクロレンズの屈折率（ｎ1 ）より低い屈折
率（ｎ3）の樹脂層がこのマイクロレンズの上面に設け
られているので、入射光は透明樹脂の屈折率（ｎ2 ）に
影響されず、樹脂層の屈折率（ｎ3 ）とマイクロレンズ
の屈折率（ｎ1 ）との差により効率よく集束され受光画
素に取り込まれる。また、この樹脂層の上面にガラス板
を設けても、入射光はこのガラス板の屈折率（ｎ4 ）に
影響されず、マイクロレンズの屈折率（ｎ1 ）とこのマ
イクロレンズの上面に設けられた樹脂層の屈折率
（ｎ3 ）との差により効率よく集束されることになる。Since the resin layer having a refractive index (n 3 ) lower than the refractive index (n 1 ) of the microlens is provided on the upper surface of the microlens, the incident light affects the refractive index (n 2 ) of the transparent resin. Sarezu, incorporated into the light receiving pixels is focused efficiently by the difference between the refractive index (n 1) of the refractive index of the resin layer (n 3) and microlenses. Even if a glass plate is provided on the upper surface of the resin layer, the incident light is not affected by the refractive index (n 4 ) of the glass plate, and the refractive index (n 1 ) of the microlens and the upper surface of the microlens are provided. Due to the difference from the refractive index (n 3 ) of the resin layer thus obtained, the resin layer is efficiently focused.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明を説明する概略断面図であり、図２は
図１のマイクロレンズ部分の拡大断面図である。図１に
示すように、固体撮像素子１は、リードフレーム２上に
搭載されており、ワイヤー３にて配線されている。この
固体撮像素子１の上面にはポリイミド等で形成されたマ
イクロレンズ４が設けられており、入射光を集束する働
きをしている。また、マイクロレンズ４の上面には、こ
のマイクロレンズ４より屈折率の低い樹脂層５が設けら
れており、マイクロレンズ４の集束効果を高めている。
そして、これら全体をトランスファーモールド法等によ
り透明樹脂６にて一体封止する構造になっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic sectional view for explaining the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a microlens portion of FIG. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 1 is mounted on a lead frame 2 and wired by wires 3. A microlens 4 made of polyimide or the like is provided on the upper surface of the solid-state imaging device 1 and serves to focus incident light. A resin layer 5 having a lower refractive index than the microlens 4 is provided on the upper surface of the microlens 4 to enhance the focusing effect of the microlens 4.
The entire structure is integrally sealed with the transparent resin 6 by a transfer molding method or the like.
【０００７】図２に示すように、マイクロレンズ４は固
体撮像素子１に形成されている受光画素１１の上面に微
小な凸レンズを各々配列したものである。このマイクロ
レンズ４の上面に設けられた低屈折率の樹脂層５は、例
えばプラスチック光ファイバのクラッド部に用いられる
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）にフッ素ポリマー
を添加したものである。これをマイクロレンズ４の上面
に塗布し、スピンコート等により表面を平坦にして樹脂
層５を形成している。この樹脂層５の屈折率ｎ3 とマイ
クロレンズ４の屈折率ｎ1 との関係はｎ1 ＞ｎ3 になっ
ており、これらの屈折率の差（ｎ1−ｎ3 ）はマイクロ
レンズ４の屈折率ｎ1 と透明樹脂６の屈折率ｎ2 との差
（ｎ1 −ｎ2 ）より大きくなっている。したがって、マ
イクロレンズ４の上面を直接透明樹脂６が覆っている場
合に比べ、入射光は効率よく集束して図中矢印のように
受光画素１１に取り込まれることになる。As shown in FIG. 2, the microlens 4 is formed by arranging minute convex lenses on the upper surface of the light receiving pixel 11 formed in the solid-state image pickup device 1. The resin layer 5 having a low refractive index provided on the upper surface of the microlens 4 is formed by adding a fluoropolymer to polymethylmethacrylate (PMMA) used for the clad portion of a plastic optical fiber, for example. This is applied on the upper surface of the microlens 4, and the resin layer 5 is formed by flattening the surface by spin coating or the like. The relationship between the refractive index n 3 of the resin layer 5 and the refractive index n 1 of the microlens 4 is n 1 > n 3 , and the difference (n 1 −n 3 ) between these refractive indices is It is larger than the difference (n 1 −n 2 ) between the refractive index n 1 and the refractive index n 2 of the transparent resin 6. Therefore, as compared with the case where the transparent resin 6 directly covers the upper surface of the microlens 4, the incident light is efficiently focused and taken into the light receiving pixel 11 as indicated by an arrow in the figure.
【０００８】具体的な一例として、マイクロレンズ４の
屈折率ｎ1 が約１．８のポリイミドを、樹脂層５の屈折
率ｎ3 が約１．３のフッ素ポリマー添加樹脂（ＰＭＭ
Ａ）を、透明樹脂６の屈折率ｎ2 が約１．５５の熱硬化
性樹脂を使用した場合、このマイクロレンズ４の集光率
は、透明樹脂６がマイクロレンズ４の上面を直接覆って
いる場合に比べ約３０％向上することになる。As a concrete example, a polyimide having a refractive index n 1 of the microlens 4 of about 1.8 and a fluoropolymer-added resin (PMM) having a refractive index n 3 of the resin layer 5 of about 1.3 are used.
When a thermosetting resin having a refractive index n 2 of the transparent resin 6 of about 1.55 is used in A), the condensing rate of the microlens 4 is such that the transparent resin 6 directly covers the upper surface of the microlens 4. It will be improved by about 30% compared to the case where there is.
【０００９】図３に本発明の他の実施例を説明する概略
断面図を、図４に他の実施例のマイクロレンズ部分の拡
大断面図を示す。図３に示すように、固体撮像素子１が
リードフレーム２上に搭載され、ワイヤー３にて接続さ
れている。この固体撮像素子１の上面には、前記実施例
同様マイクロレンズ４が設けられ、さらにこのマイクロ
レンズ４の上面に樹脂層５が形成されている。そして、
この樹脂層５の上面に設けられたガラス板７の表面が一
体封止した透明樹脂６から露出する状態になっている。
したがって、図４に示すように、マイクロレンズ４の上
面に樹脂層５が設けられているので、入射光はガラス板
７の屈折率ｎ4 に影響されず、樹脂層５の屈折率ｎ3 と
マイクロレンズ４の屈折率ｎ1 との差により、図中矢印
のように集束して受光画素１１に取り込まれることにな
る。FIG. 3 shows a schematic sectional view for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows an enlarged sectional view of a microlens portion of another embodiment. As shown in FIG. 3, the solid-state imaging device 1 is mounted on a lead frame 2 and connected by wires 3. The microlens 4 is provided on the upper surface of the solid-state image pickup device 1 as in the above-described embodiment, and the resin layer 5 is further formed on the upper surface of the microlens 4. And
The surface of the glass plate 7 provided on the upper surface of the resin layer 5 is exposed from the integrally sealed transparent resin 6.
Accordingly, as shown in FIG. 4, the resin layer 5 on the upper surface of the microlens 4 is provided, the incident light is not affected by the refractive index n 4 of the glass plate 7, and the refractive index n 3 of the resin layer 5 Due to the difference from the refractive index n 1 of the microlens 4, the light is focused and taken into the light receiving pixel 11 as shown by the arrow in the figure.
【００１０】このガラス板７は、一体封止に用いる透明
樹脂６より不純物の混入が少ないので光の透過性がよ
い。したがって、このガラス板７を使用すれば受光感度
や画質が向上する。さらに、ガラス板７の表面が平坦で
あるので、透明樹脂６にて一体封止した後、この透明樹
脂６の表面を鏡面研磨する必要がない。また本実施例で
は、ガラス板７が露出している面から光が入射して固体
撮像素子１まで到達する構造なので、一体封止する樹脂
として透光性の樹脂に限定されることがない。したがっ
て、不透光性の樹脂にて一体封止すれば、ガラス板７以
外から進入して映像に悪影響を及ぼす光を遮断すること
が可能となる。Since the glass plate 7 contains less impurities than the transparent resin 6 used for the integral sealing, it has a good light transmission property. Therefore, if the glass plate 7 is used, the light receiving sensitivity and the image quality are improved. Further, since the surface of the glass plate 7 is flat, it is not necessary to mirror-polish the surface of the transparent resin 6 after integrally sealing with the transparent resin 6. In addition, in the present embodiment, since the light enters from the surface where the glass plate 7 is exposed and reaches the solid-state imaging device 1, the resin that is integrally sealed is not limited to the translucent resin. Therefore, if it is integrally sealed with a non-translucent resin, it is possible to block light that enters from other than the glass plate 7 and adversely affects the image.
【００１１】[0011]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
レンズ付固体撮像装置によれば、以下のような効果があ
る。すなわち、透明樹脂の屈折率とマイクロレンズの屈
折率との差が小さいモールド型パッケージであっても、
マイクロレンズの上面に形成された、このマイクロレン
ズより屈折率の低い樹脂層を設けることにより、入射光
は効率よく集束され受光画素に取り込まれることにな
る。したがって、マイクロレンズの上方に空気層を設け
ることなく、簡易な工程で受光感度を向上させることが
でき、さらにコストダウンも可能となる。As described above, the solid-state image pickup device with a microlens of the present invention has the following effects. That is, even in the case of a mold type package in which the difference between the refractive index of the transparent resin and the refractive index of the microlens is small,
By providing a resin layer formed on the upper surface of the microlens and having a refractive index lower than that of the microlens, incident light is efficiently focused and taken into the light receiving pixels. Therefore, the light receiving sensitivity can be improved in a simple process without providing an air layer above the microlens, and the cost can be reduced.
【図１】本発明を説明する概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating the present invention.
【図２】本発明のマイクロレンズ部分の拡大断面図であ
る。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a microlens portion of the present invention.
【図３】本発明の他の実施例を説明する概略断面図であ
る。FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating another embodiment of the present invention.
【図４】他の実施例のマイクロレンズ部分の拡大断面図
である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a microlens portion of another embodiment.
【図５】従来例のモールド型パッケージを説明する概略
断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a conventional mold-type package.
【図６】従来例のマイクロレンズ部分の拡大断面図であ
る。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a microlens portion of a conventional example.
１ 固体撮像素子 ２ リードフレーム ３ ワイヤー ４ マイクロレンズ ５ 樹脂層 ６ 透明樹脂 1 Solid-state image sensor 2 Lead frame 3 Wire 4 Micro lens 5 Resin layer 6 Transparent resin
Claims (2)
ヤーにて配線された固体撮像素子と、前記固体撮像素子
の上面に設けられたマイクロレンズとを一体封止した透
明樹脂とから成るマイクロレンズ付固体撮像装置であっ
て、 前記マイクロレンズの上面に同マイクロレンズより屈折
率の低い樹脂層を設けたことを特徴とするマイクロレン
ズ付固体撮像装置。1. A microlens comprising a solid-state imaging device mounted on a lead frame and wired by a wire, and a transparent resin integrally sealing a microlens provided on an upper surface of the solid-state imaging device. A solid-state imaging device having a microlens, wherein a resin layer having a refractive index lower than that of the microlens is provided on an upper surface of the microlens.
つ前記ガラス板の表面が前記一体封止した透明樹脂から
露出していることを特徴とする請求項１記載のマイクロ
レンズ付固体撮像装置。2. A solid-state imaging device with a microlens according to claim 1, wherein a glass plate is provided on an upper surface of the resin layer, and a surface of the glass plate is exposed from the integrally sealed transparent resin. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222193A JPH0541506A (en) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | Solid-state image sensing device provided with microlens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222193A JPH0541506A (en) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | Solid-state image sensing device provided with microlens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541506A true JPH0541506A (en) | 1993-02-19 |
Family
ID=16778612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222193A Pending JPH0541506A (en) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | Solid-state image sensing device provided with microlens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541506A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6583438B1 (en) | 1999-04-12 | 2003-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device |
| KR100623344B1 (en) * | 2000-06-30 | 2006-09-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Chip Scale Package of Image Sensor |
| JP2007142207A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state image pickup device, and manufacturing method thereof |
| US7479627B2 (en) | 2006-02-09 | 2009-01-20 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device having transparent member and manufacturing method of the same |
| US7767485B2 (en) | 2008-08-01 | 2010-08-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device and method for manufacturing same |
| US8411197B2 (en) | 2004-06-15 | 2013-04-02 | Fujitsu Semiconductor Limited | Image pickup device and production method thereof |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3222193A patent/JPH0541506A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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