JPH11354766A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像装置の小型化に伴う外形面積に対す
る受光面積の割合の低下を抑制し、かつオンチップマイ
クロレンズの効果が低減しない超小型な固体撮像装置を
提供するものである。 【解決手段】 固体撮像素子とボンディングパッド１が
形成されたチップ２と、インナーリード９を備えたフレ
キシブルな配線基板とが、ボンディングパッド１とイン
ナーリード９の端部でバンプ１０により接続され、かつ
インナーリード９はチップ２の側壁に沿って直角に曲げ
られ、固定剤１１によりチップ２の側壁に固定されてい
る。また、凸型のマイクロレンズ１２を搭載したチップ
２とカバーガラス３は接着剤４により接着されており、
接着剤４の屈折率はマイクロレンズ１２の屈折率よりも
低いものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置は、小型軽量、長寿命、低
消費電力、耐震性等の特徴を有しており、民生、産業分
野で広く用いられている。近年のマルチメディア分野の
進展にともなってデジタルスチルカメラ等の新たな固体
撮像装置の開発も活発になってきている。さらに、医療
分野では、電荷結合素子（ＣＣＤ）を撮像素子に用いた
小型の固体撮像装置を使用する内視鏡による患者の直接
診断が、多くの消化器官で可能となり、治癒率の向上に
大きく貢献している。

【０００３】以下に従来の小型の固体撮像装置について
図面を参照して説明する。図５は、従来の小型の固体撮
像装置の一例を示す斜視図である。この構造は、ＣＣＤ
等の固体撮像素子やボンディングパッド１が形成された
チップ２の上に、ボンディングパッド１の領域以外を被
覆するカバーガラス３が接着剤４により固着され、チッ
プ２はボンディングパッド５が形成された凸部のあるパ
ッケージ６内に固定され、固体撮像素子のチップ２上の
ボンディングパッド１とパッケージ６上のボンディング
パッド５が金属細線（ワイヤー）７で接続されたもので
ある。

【０００４】なお、チップ２上のボンディングパッド１
の大きさは、ワイヤーボンディングするため通常１５０
μｍ×１５０μｍであり、隣接するボンディングパッド
１の中心距離は３００μｍである。また、パッケージ６
のボンディングパッド５の大きさは、通常１５０μｍ×
５００μｍであり、パッケージ６はチップ２より少なく
とも８００μｍ以上一辺が長くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】膵臓、気管支、肺胞、
血管等の内視鏡診断を可能にするためには、従来の内視
鏡に用いられてきた小型の固体撮像装置（３ｍｍ角以
上）をさらに小型化（例えば１ｍｍ角）にした超小型の
固体撮像装置が必要である。しかしながら上記の従来の
構成では、固体撮像素子のチップのボンディングパッド
およびパッケージのボンディングパッドの大きさを縮小
することが困難であるため、固体撮像装置を小型化にす
るには、外形面積に対する固体撮像素子の受光面積の割
合の低下が避けられなかった。

【０００６】さらに、固体撮像素子のチップとカバーガ
ラスを接着する接着剤の屈折率（普通1.50）が、受光効
率を高めるために有効なチップ上に形成されたマイクロ
レンズ（以降、オンチップマイクロレンズと記す）の屈
折率（普通1.48）と近いために、レンズとして働かずオ
ンチップマイクロレンズによる受光効率の向上が図れな
かった。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、固体撮像装置の小型化に伴う外形面積に対する受光
面積の割合の低下を抑制し、かつオンチップマイクロレ
ンズを搭載しても効果のある超小型の固体撮像装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、固体撮像素子が形成されたチップと、前記固体撮像
素子上に配置されたマイクロレンズと、同マイクロレン
ズ上に配置されたカバーガラスおよび前記マイクロレン
ズを介して前記チップと前記カバーガラスを接着する接
着剤とを備え、同接着剤の屈折率が前記マイクロレンズ
の屈折率とは異なるものである。

【０００９】これにより、接着剤がマイクロレンズに影
響を及ぼさないので、マイクロレンズが本来のレンズの
働きをしてマイクロレンズの集光効率を向上させること
ができる。

【００１０】また、本発明の固体撮像装置は、固体撮像
素子およびボンディングパッドが形成されたチップと、
前記ボンディングパッドに配線部分が接続されたフレキ
シブルな配線基板および前記チップ上に接着剤により固
着されたカバーガラスとを備えたものである。

【００１１】これにより、フレキシブルな配線基板を用
いることにより固体撮像素子のチップを保持するための
パッケージを必要としないとともに、チップに形成され
たボンディングパッドと配線基板とを金属細線によらず
バンプにより直接接続するので小型にすることができ
る。

【００１２】また、本発明の固体撮像装置は、上記の構
造に、さらに、チップ内に形成された固体撮像素子上に
マイクロレンズが配置され、前記マイクロレンズを介し
て前記チップとカバーガラスを接着する接着剤の屈折率
が前記マイクロレンズの屈折率とは異なるものである。

【００１３】これにより、小型にできるとともに、接着
剤がマイクロレンズに影響を及ぼさないので、マイクロ
レンズが本来の働きをしてマイクロレンズの集光効率を
向上させることができる。

【００１４】また、本発明の固体撮像装置は、カバーガ
ラスが、固体撮像素子の撮像部より大きく、チップより
も小さいものである。

【００１５】これにより、固体撮像素子の心臓部である
撮像部を完全に保護するとともに、ボンディングパッド
領域を除いて固体撮像素子を保護することができる。

【００１６】また、本発明の固体撮像装置は、ボンディ
ングパッドが、チップの１辺に配列されているものであ
る。

【００１７】これにより、チップ内のボンディングパッ
ドの占有面積を極小化することができるとともに、単一
のフレキシブルな配線基板で構成できる。

【００１８】また、本発明の固体撮像装置は、フレキシ
ブルな配線基板が、チップの側面に沿って直角に折り曲
げられているものである。

【００１９】これにより、固体撮像装置を受光方向から
見てほぼチップの面積にまで小さくすることができ、受
光面積を低下させることなく超小型の構造にできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の固体撮像装置の実施
の形態について、図面を用いて説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態における固体撮像装置を説明するための斜視図
である。

【００２２】この構造は、ＣＣＤ等の固体撮像素子やボ
ンディングパッド１が形成されたチップ２の上に、ボン
ディングパッド１の領域以外を被覆するカバーガラス３
が接着剤４により固着され、チップ２上のボンディング
パッド１とフレキシブルな配線基板８とが配線基板８に
形成されたインナーリード９の端部で金属層でできたバ
ンプ１０により接続されたものである。

【００２３】この構造の固体撮像装置では、ボンディン
グパッド１はチップ２の４辺のうち１辺に１列に配列さ
れ、バンプボンディングをするための大きさは５０μｍ
×５０μｍであり、隣接するボンディングパッドの中心
間距離は１００μｍである。またバンプ１０は直径が５
０μｍである。また、フレキシブルな配線基板８のイン
ナーリード９の幅が５０μｍで、隣接するインナーリー
ド９の中心間距離は例えば１００μｍである。従ってこ
の構成により、固体撮像装置の中でボンディングパッド
１が占める面積を大幅に削減できるとともに、フレキシ
ブルな配線基板の幅を固体撮像素子と同じにすることが
できるので、固体撮像装置の小型化に特に有効である。

【００２４】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施の形態における固体撮像装置を説明するための斜視図
である。また、図３はこの固体撮像装置、受光面に対し
て水平な方向から見た側面断面図である。

【００２５】この構造は、ＣＣＤ等の固体撮像素子やボ
ンディングパッド１が形成されたチップ２の上に、ボン
ディングパッド１の領域以外を被覆するカバーガラス３
が接着剤４により固着され、チップ２上のボンディング
パッド１とフレキシブルな配線基板８とが配線基板８に
形成されたインナーリード９の端部で金属層でできたバ
ンプ１０により接続され、ボンディングパッド１はチッ
プ２の４辺のうち１辺に１列に形成され、単一のフレキ
シブルな配線基板８のインナーリード９は、チップ２の
側壁に沿って直角に曲げられ、固定剤１１により配線基
板８がチップ２の側壁に固定されたものである。

【００２６】本発明の第２の実施の形態における固体撮
像装置では、フレキシブルな配線基板８が直角に曲げら
れチップ２の側壁に固定されているので、フレキシブル
な配線基板８とチップ２の側壁の距離は約５０μｍとな
る。従ってこの構造では、固体撮像装置を受光方向から
見てほぼチップ２の面積にまで小さくすることができ、
外形面積に対する受光面積の割合を低下させる必要が無
くなる。

【００２７】（実施の形態３）図４は本発明の第３の実
施の形態における固体撮像装置の受光面に対して水平な
方向から見た側面断面図である。

【００２８】この構造は、ＣＣＤ等の固体撮像素子やボ
ンディングパッド１が形成されたチップ２の固体撮像素
子の上に凸型のマイクロレンズが配置され、マイクロレ
ンズを介してボンディングパッド１の領域以外を被覆す
るカバーガラス３が接着剤４によりチップ２に固着さ
れ、チップ２上のボンディングパッド１とフレキシブル
な配線基板８とが配線基板８に形成されたインナーリー
ド９の端部で金属層でできたバンプ１０により接続さ
れ、ボンディングパッド１はチップ２の４辺のうち１辺
に１列に形成され、単一のフレキシブルな配線基板８の
インナーリード９は、チップ２の側壁に沿って直角に曲
げられ、固定剤１１により配線基板８がチップ２の側壁
に固定されたものである。

【００２９】そして、接着剤４の屈折率は凸型のマイク
ロレンズ１２の屈折率よりも低いものである。具体的に
は、凸型のマイクロレンズ１２の屈折率は通常１．４８
であるので、接着剤の屈折率は１．３５のものを使用す
る。これにより、接着剤の影響なくマイクロレンズの集
光効果を現出させることができる。

【００３０】なお、本発明の実施の形態ではマイクロレ
ンズを凸型としたが、表面が凹型のマイクロレンズを用
いてもよい。この場合には、接着剤の屈折率を凹型のマ
イクロレンズの屈折率よりも高いものを用いればよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の固体撮像装置では、固体撮像素
子表面に形成されたマイクロレンズの屈折率とチップに
カバーガラスを接着する接着剤の屈折率が異なるため、
マイクロレンズの集光効率を高めることができるととも
に、ボンディングパッドがチップの４辺のうち１辺に形
成され、フレキシブルな配線基板の配線部分と直接接続
されるので、ボンディングパッドが占める面積を大幅に
削減で、さらにフレキシブルな配線基板の幅をチップと
同じにすることができるので、固体撮像装置を小型化で
きる。また、フレキシブルな配線基板が固体撮像素子の
側壁に沿って直角に曲げられているので、固体撮像装置
の受光面に平行な面積をチップひいては受光面積に近づ
けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装
置の斜視図

【図２】本発明の第２の実施の形態における固体撮像装
置の斜視図

【図３】本発明の第２の実施の形態における固体撮像装
置の側面断面図

【図４】本発明の第３の実施の形態における固体撮像装
置の側面断面図

【図５】従来の固体撮像装置を説明するための斜視図

【符号の説明】

１ ボンディングパッド ２ チップ ３ カバーガラス ４ 接着剤 ８ 配線基板 ９ インナーリード １０ バンプ １１ 固定剤 １２ マイクロレンズ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像素子が形成されたチップと、前記
   固体撮像素子上に配置されたマイクロレンズと、同マイ
   クロレンズ上に配置されたカバーガラスおよび前記マイ
   クロレンズを介して前記チップと前記カバーガラスを接
   着する接着剤とを備え、同接着剤の屈折率が前記マイク
   ロレンズの屈折率とは異なることを特徴とする固体撮像
   装置。
2. 【請求項２】固体撮像素子およびボンディングパッドが
   形成されたチップと、前記ボンディングパッドに配線部
   分が接続されたフレキシブルな配線基板および前記チッ
   プ上に接着剤により固着されたカバーガラスとを備えた
   ことを特徴とする固体撮像装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の固体撮像装置おいて、さら
   に、チップ内に形成された固体撮像素子上にマイクロレ
   ンズが配置され、前記マイクロレンズを介して前記チッ
   プとカバーガラスを接着する接着剤の屈折率が前記マイ
   クロレンズの屈折率とは異なることを特徴とする固体撮
   像装置。
4. 【請求項４】カバーガラスが、固体撮像素子の撮像部よ
   り大きく、チップよりも小さいことを特徴とする請求項
   ２または３記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】ボンディングパッドが、チップの１辺に配
   列されていることを特徴とする請求項２または３記載の
   固体撮像装置。
6. 【請求項６】フレキシブルな配線基板が、チップの側面
   に沿って直角に折り曲げられていることを特徴とする請
   求項２または３記載の固体撮像装置。