KR101947177B1 - 고체 촬상 소자의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 및 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 방법은 한 주면측에 광전 변환부를 배열한 소자 칩을 제작하는 것과, 상기 소자 칩보다도 팽창 계수가 큰 재료를 사용하여 구성됨과 함께, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌를 준비하는 것과, 상기 대좌를 가열하여 팽창시키는 것과, 상기 대좌의 상기 개구를 막은 상태에서 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하고, 상기 팽창시킨 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 고정한 상태에서 상기 대좌를 냉각하여 수축시킴에 의해, 상기 소자 칩에서 상기 개구에 대응하는 부분을 3차원으로 만곡시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 3차원으로 만곡한 만곡면에 광전 변환부를 배열시킨 고체 촬상 소자의 제조 방법, 이 제조 방법에 의해 얻어지는 고체 촬상 소자, 및 이 고체 촬상 소자를 구비한 전자기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 고체 촬상 장치, 및 이 고체 촬상 장치를 구비한 카메라 등의 전자기기에 관한 것이다.
고체 촬상 소자와 촬상 렌즈를 조합시킨 카메라 등의 촬상 장치에서는, 고체 촬상 소자의 수광면측에 촬상 렌즈를 배치하여 구성되어 있다. 이와 같은 촬상 장치에서는, 피사체를 촬상 렌즈로 결상시킨 경우, 필드 곡률(field curvature)이라고 칭하여지는 렌즈 수차에 의해 촬상면의 중심부와 주변부에서 초점 위치의 어긋남이 발생한다. 그래서, 촬상 렌즈의 상면 만곡에 응하여 3차원으로 만곡시킨 만곡면을 형성하고, 이 만곡면을 고체 촬상 소자의 촬상면(수광면)으로 하여 광전 변환부를 배열하는 구성이 제안되어 있다. 이에 의해, 복수의 렌즈의 조합에 의한 필드 곡률(렌즈 수차)의 보정이 불필요하게 된다. 이와 같은 만곡면에 광전 변환부를 배열시킨 고체 촬상 소자의 제조 방법으로서, 예를 들면 이하의 2가지의 방법이 개시되어 있다.
제1의 방법은, 소자 배설 영역에 만곡면을 갖음과 함께 저부에 흡인 구멍이 형성된 패키지 본체를 이용하는 방법이다. 이 경우, 고착제가 도포된 만곡면에 고체 촬상 소자를 대향시켜서 배치하고, 흡인 구멍을 통하여 고체 촬상 소자와 만곡면과의 사이의 간극부를 감압함에 의해 고체 촬상 소자를 만곡면에 밀착시켜서, 고착제로 고정한다(보다 상세한 설명은, 이하에 기술된 일본국 특개2003-243635호 공보(특히 단락 0013 내지 0014 및 도 2)를 참조).
제2의 방법은, 개구부를 갖음과 함께, 고체 촬상 소자보다도 열팽창 계수가 큰 재질에 의해 형성된 배선 기판을 이용하는 방법이다. 이 경우, 우선 배선 기판과 고체 촬상 소자를 돌기 전극을 통하여 접합한다. 그리고 가열 냉각 후의 냉각 작용에 의해 고체 촬상 소자의 수축률보다도 배선 기판의 수축률이 크게 되고, 이 수축률의 차이에 의해 고체 촬상 소자에 압축력을 가하여 만곡시킨다(보다 상세한 설명은, 이하에 기술된 일본국 특개2004-146633호 공보(특히 단락 0017 내지 0020 및 도 1)를 참조).
고체 촬상 장치(이미지 센서)와 촬상 렌즈를 조합시킨 카메라 등의 촬상 기능을 갖는 전자기기는, 고체 촬상 장치의 수광면측에 촬상 렌즈를 배치하여 구성되어 있다. 이와 같은 촬상 장치에서는, 피사체를 촬상 렌즈로 결상시킨 경우, 상면 만곡이라고 칭하여지는 렌즈 수차에 의해 촬상면의 중심부와 주변부에서 초점 위치의 어긋남이 발생한다. 그래서, 촬상 렌즈의 상면 만곡에 응하여 3차원으로 만곡시킨 만곡면을 형성하고, 이 만곡면을 고체 촬상 장치의 촬상면(수광면)으로서 광전 변환부를 배열하는 구성이 여러가지 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2003-188366호 공보, 일본국 특개2003-243635호 공보, 및 일본국 특개2004―146633호 공보를 참조). 이에 의해, 다수의 렌즈의 조합에 의한 상면 만곡의 보정이 불필요하게 된다.
한편, 줌 렌즈를 구비하여 줌 촬영을 가능하게 한 촬상 장치도 알려져 있다. 종래의 줌 촬영이 가능한 촬상 장치는, 평탄한 촬상면을 갖는 고체 촬상 장치와 복수 렌즈 군으로 이루어지는 줌 렌즈를 구비하여 구성되어 있다.
그러나, 상술한 제1의 방법 및 제2의 방법의 어느 것에서도, 고체 촬상 소자를 구성하는 칩의 전체가 만곡된다. 이 때문에, 다이싱에 의해 분할됨으로써 조면(rough surface)으로 되어 있는 칩의 둘레 단(peripheral edge)에 스트레스가 가해져서, 이 둘레 단부측으로부터 칩 내에서 크랙이 쉽게 발생한다.
그래서, 본 개시는, 촬상 영역을 3차원으로 만곡시킨 만곡부의 주위에 평탄부를 남기는 것이 가능하고, 이에 의해 크랙 등의 손상이 발생하기 어려운 고체 촬상 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 개시는, 이와 같은 제조 방법에 의해 얻어지는 고체 촬상 소자이고, 3차원의 만곡부를 구비하면서도 크랙 등의 손상의 발생이 방지되는 신뢰성이 높은 고체 촬상 소자, 및 이 고체 촬상 소자를 이용한 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시된 고체 촬상 소자의 제조 방법은, 다음의 순서를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 우선, 한 주면측(main side)에 광전 변환부를 배열한 소자 칩을 제작한다. 또한, 소자 칩보다도 팽창 계수가 큰 재료를 사용하여 구성됨과 함께, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형(shaping)된 대좌를 준비한다. 그리고, 이 대좌를 가열하여 팽창시켜서, 대좌의 개구를 막은 상태에서 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치한다. 그 후, 팽창시킨 대좌의 평탄면에 소자 칩을 고정한 상태에서, 상기 대좌를 냉각하여 수축시킴에 의해, 상기 소자 칩에서 상기 개구에 대응하는 부분을 3차원으로 만곡시킨다.
이상의 제조 방법에 의하면, 대좌에서, 개구의 주위의 평탄면에 소자 칩의 주연(border)을 고정한 상태에서, 상기 개구를 막고서 배치된 소자 칩의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 때문에, 만곡한 부분의 둘레 단부로부터 연속하는 소자 칩의 주연부는, 대좌의 평탄면에 고정된 평탄부가 된다. 따라서 소자 칩의 주연부는, 만곡에 의한 스트레스가 가해지는 일이 없는 평탄부로서 남겨지게 된다.
또한, 본 개시된 고체 촬상 소자는, 3차원으로 만곡한 만곡부와 상기 만곡부의 둘레 단부터 연장된 평탄부를 갖는 소자 칩과, 이 소자 칩에서의 만곡부의 요곡면측에 배열된 광전 변환부를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 개시된 전자기기는, 이와 같은 구성의 고체 촬상 소자를 구비한 전자기기이기도 하고, 상기 고체 촬상 소자의 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학계를 구비한 것이다.
위에서 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 소자 칩의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부로서 남기고 중앙부만을 3차원으로 만곡시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 소자 칩의 중앙부에 3차원의 만곡부를 구비한 고체 촬상 소자를 제조하는 것이 가능해진다. 또한 이 결과, 3차원의 만곡부를 구비한 고체 촬상 소자 및 이 고체 촬상 소자를 이용한 전자기기의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
본 개시된 고체 촬상 소자의 제조 방법은, 다음의 순서를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 우선, 한 주면측에 광전 변환부를 배열한 소자 칩을 제작한다. 또한, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌를 준비한다. 그리고 이 대좌의 개구를 막음과 함께 상기 광전 변환부가 배열된 한 주면측을 상방으로 향한 상태에서, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치한다. 그 후, 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 고정한 상태에 있어서, 상기 소자 칩으로 막혀진 상기 대좌의 개구 내를 체적 수축시킨다. 이에 의해, 상기 소자 칩을 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡시킨다.
이상의 제조 방법에 의하면, 대좌에서, 개구의 주위의 평탄면에 소자 칩의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구를 막고서 배치된 소자 칩의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 때문에, 만곡한 부분의 둘레 단부터 연속하는 소자 칩의 주연부는, 대좌의 평탄면에 고정된 평탄부가 된다. 따라서 소자 칩의 주연부는, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부로서 남겨지게 된다.
또한 본 개시된 고체 촬상 소자는, 대좌와, 대좌에 지지된 소자 칩과, 소자 칩에 마련된 광전 변환부를 구비하고 있다. 대좌는, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 것이다. 소자 칩은, 대좌의 개구에 대응하는 부분이 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡한 만곡부, 및 상기 만곡부의 둘레 단부터 연설되어 상기 대좌의 평탄면에 지지된 평탄부를 갖고 있다. 광전 변환부는, 소자 칩에서의 만곡부의 요곡면측에 배열되어 있다.
또한, 본 개시된 전자기기는, 이와 같은 구성의 고체 촬상 소자를 구비한 전자기기이기도 하고, 상기 고체 촬상 소자의 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학계를 구비한 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 소자 칩의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부로서 남기고 중앙부만을 3차원으로 만곡시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 소자 칩의 중앙부에 3차원의 만곡부를 구비한 고체 촬상 소자를 제조하는 것이 가능해진다. 또한 이 결과, 3차원의 만곡부를 구비한 고체 촬상 소자 및 이 고체 촬상 소자를 이용한 전자기기의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
그런데, 촬상면을 상면 만곡에 따라 만곡시켜서 촬상 렌즈의 매수를 저감한 고체 촬상 장치를 구비한 카메라 등의 촬상 장치에서는, 줌 기능을 포함화는 것이 바람직하다. 만곡한 촬상면에 광각 피사체를 결상시킬 때에는, 줌 렌즈가 촬상면측으로 이동하고, 렌즈에 입사하는 피사체광의 축외광속(off-axis light beam)의 입사각도가 커지기 때문에, 화상 주변에서 핀트가 빗나가게 된다. 따라서, 광각 촬영시에도, 화상 주변을 포함하여 적정한 핀트로 촬영할 수 있는 것이 바람직한다. 또한, 줌 촬영에 있어서, 촬상면을 평탄한 상태로부터 상면 만곡에 따라서의 만곡 상태로 가변 제어를 할 수 있는 것도 요망된다.
본 기술은, 줌 촬영에 적합한 고체 촬상 장치, 및 이 고체 촬상 장치를 구비한 카메라 등의 전자기기를 제공하는 것이다.
본 기술에 관한 고체 촬상 장치는, 만곡한 만곡부, 만곡부 내에 있는 요곡면의 촬상면, 및 만곡부의 둘레 단부터 연장하여 고정된 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 촬상면의 곡률을 가변 제어하는 제어부를 구비한다.
이 고체 촬상 장치에서는, 촬상면의 곡률이 제어부에 의해 가변 제어되기 때문에, 촬상면으로부터의 렌즈의 위치에 응하여 촬상면의 곡률을 설정할 수 있다.
본 기술에 관한 고체 촬상 장치는, 만곡 제어되는 촬상면을 갖고서 광전 변환부가 배열된 촬상 영역, 상기 만곡 제어되어 만곡부가 되는 영역의 둘레 단부터 연장하여 고정된 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 촬상 영역의 곡률(무한소(infinitesimal amount)를 포함한다)을 가변 제어하는 제어부를 구비한다. 그리고, 제어부에 의해 촬상 영역이, 평탄상태로부터 소요되는 곡률을 갖는 만곡상태까지 가변 제어되는 구성으로 한다.
이 고체 촬상 장치에서는, 촬상면의 곡률(무한소를 포함한다)이 제어부에 의해 가변 제어되기 때문에, 촬상면으로부터의 렌즈의 위치에 응하여 촬상면의 곡률을 설정할 수 있다.
본 기술에 관한 전자기기는, 고체 촬상 장치와, 고체 촬상 장치의 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학 렌즈계와, 고체 촬상 장치의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비한다. 고체 촬상 장치는, 만곡한 만곡부, 만곡부 내에 있는 요곡면의 촬상면, 및 만곡부의 둘레 단부터 연장하는 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 촬상면의 곡률을 가변 제어하는 제어부를 구비한 고체 촬상 장치로 구성된다. 그리고, 광학 렌즈계에서의 소요되는 광학 렌즈의 가변 이동에 연동하여, 촬상면의 곡률의 가변 제어하도록 구성된다.
이 전자기기에서는, 광학 렌즈계에서의 소요되는 렌즈의 가변 이동에 연동하여, 고체 촬상 장치의 촬상면의 곡률이 제어부에 의해 가변 제어되기 때문에, 촬상면으로부터의 렌즈의 위치에 응하여 촬상면의 곡률을 설정할 수 있다. 따라서, 줌 촬영이 가능해진다.
본 기술에 관한 전자기기는, 고체 촬상 장치와, 고체 촬상 장치의 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학 렌즈계와, 고체 촬상 장치의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비한다. 고체 촬상 장치는, 다음에 도시하는 고체 촬상 장치로 구성된다.
즉, 고체 촬상 장치는, 만곡 제어되는 촬상면을 갖고서 광전 변환부가 배열된 촬상 영역, 만곡 제어되어 만곡부가 되는 영역의 둘레 단부터 연장하여 고정된 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 촬상 영역의 곡률(무한소를 포함한다)을 가변 제어하는 제어부를 구비한다. 그리고, 제어부에 의해 촬상 영역이, 평탄상태로부터 소요되는 곡률을 갖는 만곡상태까지 가변 제어되도록 구성된다.
본 전자기기는, 상기 고체 촬상 장치를 구비하여, 광학 렌즈계에서의 소요되는 광학 렌즈의 가변 이동에 연동하여, 촬상면의 곡률이 가변 제어되는 구성으로 한다.
이 전자기기에서는, 광학 렌즈계에서의 소요되는 렌즈의 가변 이동에 연동하여, 고체 촬상 장치의 촬상면의 곡률(무한소를 포함한다)이 제어부에 의해 가변 제어되기 때문에, 촬상면으로부터의 렌즈의 위치에 응하여 촬상면을 평탄상태로부터 소요되는 만곡 상태까지 설정할 수 있다. 따라서, 줌 촬영이 가능해진다.
본 기술에 관한 고체 촬상 장치에 의하면, 줌 촬영에 적합한 고체 촬상 장치를 제공할 수 있다.
본 기술에 관한 전자기기에 의하면, 상기 고체 촬상 장치를 구비하기 때문에, 줌 촬영이 가능한 카메라 등의 촬영 기능을 갖는 전자기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시를 적용하여 얻어지는 고체 촬상 소자에서의 주요부의 개략 구성도.
도 2A 및 도 2B는 제1-1 실시 형태 및 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 3A 내지 도 3D는 제1-1 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 4A 내지 도 4D는 제1-2 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 5A 및 도 5B는 제1-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 6A 내지 도 6D는 제1-3 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 7A 및 도 7B는 제1-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 8A 내지 도 8D는 제1-4 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 9A 내지 도 9C는 제2-1 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 10A 내지 도 10C는 제2-2 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 11A 및 도 11B는 제2-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 12A 내지 도 12C는 제2-3 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 13A 및 도 13B는 제2-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 14A 및 도 14B는 제2-4 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 15A 및 도 15B는 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 16A 및 도 16B는 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 변형례를 도시하는 주요부 평면도.
도 17A 내지 도 17C은 제2-5 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 18A 및 도 18B는 본 기술의 고체 촬상 소자에 적용되는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 19는 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 20은 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명도.
도 21A 내지 도 21D는 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 촬상칩의 제조 방법의 한 예를 도시하는 제조 공정도.
도 22는 제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 23은 제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명도.
도 24는 제3-3 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 25는 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 26A 내지 도 26C는 제3-3, 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 촬상칩의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도(제조 공정도 1).
도 27D 및 도 27E는 제3-3, 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 촬상칩의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도(제조 공정도 2).
도 28은 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 29는 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명의 설명도.
도 30A 내지 도 30D는 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도.
도 31은 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 32는 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명의 설명도.
도 33A 내지 도 33D는 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도.
도 34는 제3-7 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 35는 제3-8 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 36은 제3-9 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 37A 및 도 37B는 제3-9 실시의 형태에 적용되는 패키지를 겸한 대좌의 단면도 및 평면도.
도 38A 및 도 38B는 실시의 형태에 적용되는 대좌의 다른 예를 도시하는 단면도 및 평면도.
도 39는 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제1 예를 도시하는 개략 구성도.
도 40은 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제2 예를 도시하는 개략 구성도.
도 41은 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제3 예를 도시하는 개략 구성도.
도 42A 및 도 42B는 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제4 예를 도시하는 개략 구성도 및 코일의 상면도.
도 43A 및 도 43B는 본 실시의 형태에 관한 촬상칩의 다른 예를 도시하는 개략 구성도.
도 44는 본 실시의 형태의 전자기기의 구성도.
도 45A 및 도 45B는 본 실시의 형태에 관한 전자기기의 줌 동작의 설명도.
도 2A 및 도 2B는 제1-1 실시 형태 및 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 3A 내지 도 3D는 제1-1 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 4A 내지 도 4D는 제1-2 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 5A 및 도 5B는 제1-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 6A 내지 도 6D는 제1-3 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 7A 및 도 7B는 제1-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 8A 내지 도 8D는 제1-4 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 9A 내지 도 9C는 제2-1 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 10A 내지 도 10C는 제2-2 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 11A 및 도 11B는 제2-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 12A 내지 도 12C는 제2-3 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 13A 및 도 13B는 제2-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 14A 및 도 14B는 제2-4 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 15A 및 도 15B는 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 16A 및 도 16B는 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 변형례를 도시하는 주요부 평면도.
도 17A 내지 도 17C은 제2-5 실시 형태의 제조 방법을 도시하는 단면 공정도.
도 18A 및 도 18B는 본 기술의 고체 촬상 소자에 적용되는 대좌의 단면도 및 평면도.
도 19는 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 20은 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명도.
도 21A 내지 도 21D는 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 촬상칩의 제조 방법의 한 예를 도시하는 제조 공정도.
도 22는 제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 23은 제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명도.
도 24는 제3-3 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 25는 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 26A 내지 도 26C는 제3-3, 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 촬상칩의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도(제조 공정도 1).
도 27D 및 도 27E는 제3-3, 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 촬상칩의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도(제조 공정도 2).
도 28은 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 29는 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명의 설명도.
도 30A 내지 도 30D는 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도.
도 31은 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 32는 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 동작 설명의 설명도.
도 33A 내지 도 33D는 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 제조 공정도.
도 34는 제3-7 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 35는 제3-8 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 36은 제3-9 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 37A 및 도 37B는 제3-9 실시의 형태에 적용되는 패키지를 겸한 대좌의 단면도 및 평면도.
도 38A 및 도 38B는 실시의 형태에 적용되는 대좌의 다른 예를 도시하는 단면도 및 평면도.
도 39는 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제1 예를 도시하는 개략 구성도.
도 40은 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제2 예를 도시하는 개략 구성도.
도 41은 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제3 예를 도시하는 개략 구성도.
도 42A 및 도 42B는 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제4 예를 도시하는 개략 구성도 및 코일의 상면도.
도 43A 및 도 43B는 본 실시의 형태에 관한 촬상칩의 다른 예를 도시하는 개략 구성도.
도 44는 본 실시의 형태의 전자기기의 구성도.
도 45A 및 도 45B는 본 실시의 형태에 관한 전자기기의 줌 동작의 설명도.
이하, 본 개시된 실시의 형태를 도면에 의거하여 다음에 도시하는 순서로 설명한다.
1. 본 개시된 고체 촬상 소자의 개략 구성례
2. 제1-1 실시 형태(수지의 경화 수축을 병용하여 소자 칩을 만곡시키는 예)
3. 제1-2 실시 형태(가스의 체적 수축을 병용하여 소자 칩을 만곡시키는 예)
4. 제1-3 실시 형태(대좌를 패키지로서 이용하는 예)
5. 제1-4 실시 형태(진공 흡착에 의해 대좌에 소자 칩을 고정하는 예)
6. 제2-1 실시 형태(수지의 경화 수축에 의해 소자 칩을 만곡시키는 예)
7. 제2-2 실시 형태(감압에 의해 소자 칩을 만곡시키는 예)
8. 제2-3 실시 형태(대좌를 패키지로서 이용하는 예)
9. 제2-4 실시 형태(진공 흡착에 의해 대좌에 소자 칩을 고정하는 예)
10. 제2-5 실시 형태(대좌의 형상에 의해 만곡부의 형상을 제어하는 예)
11. 본 기술에 적용되는 고체 촬상칩의 개략 구성례
12. 제3-1 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
13. 제3-2 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
14. 제3-3 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
15. 제3-4 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
16. 제3-5 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
17. 제3-6 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
18. 제3-7 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
19. 제3-8 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
20. 제3-9 실시의 형태(고체 촬상 소자의 구성례)
21. 제3-10 실시의 형태(고체 촬상 장치의 구성례)
22. 실시 형태(전자기기의 실시 형태)
또한, 각 실시 형태 및 변형례에서 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
≪1. 고체 촬상 소자의 개략 구성례≫
도 1에, 본 개시된 각 실시 형태의 제조 방법을 적용하여 제작된 고체 촬상 소자의 한 예로서, MOS형의 고체 촬상 소자의 개략 구성을 도시한다.
이 도면에 도시하는 고체 촬상 소자는, 소자 칩(2)의 한 주면측(main surface side)의 중앙에, 광전 변환부를 포함하는 복수의 화소(3)가 2차원적으로 배열된 촬상 영역(4)을 갖고 있다. 촬상 영역(4)에 배열된 각 화소(3)에는, 광전 변환부와 함께 복수의 트랜지스터(이른바, MOS 트랜지스터) 및 용량 소자 등으로 구성된 화소 회로가 접속되어 있다. 또한, 복수의 광전 변환부에서 화소 회로의 일부를 공유하고 있는 경우도 있다. 이 경우, 화소(3)로서는, 복수의 광전 변환부와, 복수의 전송 트랜지스터와, 공유하는 하나의 플로팅 디퓨전과, 공유하는 하나씩의 다른 화소 트랜지스터로 이루어지는 공유 화소 구조를 1단위로 하여 구성하는 것도 가능하다. 또한, 화소(3)에서 광전 변환부와 함께 배치되는 화소 회로는, 광전 변환부가 마련된 표면과는 반대측의 이면에 마련되어 있어도 좋다.
고체 촬상칩(이하, 촬상칩이라고 약칭한다)(2)은, 예를 들면 실리콘의 반도체 기판에 고체 촬상 소자를 형성하여 구성된다. 고체 촬상 소자는, 반도체 기판의 한 주면의 중앙에, 광전 변환부를 포함하는 복수의 화소(3)가 2차원적으로 배열된 촬상 영역(4)을 갖고 있다. 촬상 영역(4)에 배열된 각 화소(3)는, 광전 변환부, 예를 들면 포토 다이오드와, 복수의 화소 트랜지스터(MOS 트랜지스터)를 갖고서 구성된다. 복수의 화소 트랜지스터는, 예를 들면, 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 증폭 트랜지스터 및 선택 트랜지스터의 4트랜지스터로 구성할 수 있다. 또한, 선택 트랜지스터를 생략한 3트랜지스터로 구성하는 것도 가능하다. 화소(3)로서는, 복수의 광전 변환부와, 복수의 전송 트랜지스터와, 공유하는 하나의 플로팅 디퓨전과, 공유한 하나씩의 다른 화소 트랜지스터로 이루어지는 공유 화소 구조를 1단위로 하여 구성하는 것도 가능하다.
이상과 같은 촬상 영역(4)의 주변 부분에는, 수직 구동 회로(5), 칼럼 신호 처리 회로(6), 수평 구동 회로(7), 및 시스템 제어 회로(8) 등의 주변 회로가 마련되어 있다.
예를 들면, 수직 구동 회로(5)는, 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 촬상 영역(4)에 배선된 화소 구동선(9)를 선택하고, 선택된 화소 구동선(9)에 화소(3)를 구동하기 위한 펄스를 공급하고, 촬상 영역(4)에 배열된 화소(3)를 행 단위로 구동한다. 즉, 수직 구동 회로(5)는, 촬상 영역(4)에 배열된 각 화소(3)를 행 단위로 순차적으로 수직 방향으로 선택 주사한다. 그리고, 화소 구동선(9)에 대해 수직으로 배선된 수직 신호선(10)을 통하여, 각 화소(3)에서 수광량에 응하여 생성한 신호 전하에 의거한 화소 신호를 칼럼 신호 처리 회로(6)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(6)는, 화소(3)의 예를 들면 열마다 배치되어 있고, 1행분의 화소(3)로부터 출력되는 신호를 화소열 마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 행한다. 즉 칼럼 신호 처리 회로(6)는, 화소 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 상관 이중 샘플링(CDS : Correlated Double sampling)이나, 신호 증폭, 아날로그/디지털 변환(AD : Analog/Digital Conversion) 등의 신호 처리를 행한다.
예를 들면, 수평 구동 회로(7)는, 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 순차적으로 출력함에 의해, 칼럼 신호 처리 회로(6)의 각각을 순번대로 선택하고, 칼럼 신호 처리 회로(6)의 각각으로부터 화소 신호를 출력시킨다.
출력 회로는, 칼럼 신호 처리 회로(6)의 각각으로부터 순차적으로 공급되는 신호에 대해, 신호 처리를 행하여 출력한다. 예를 들면, 버퍼링만 하는 경우도 있고, 흑레벨 조정, 열(row)편차 보정, 각종 디지털 신호 처리 등이 행하여지는 경우도 있다.
시스템 제어 회로(8)는, 입력 클록과, 동작 모드 등을 지령하는 데이터를 수취하고, 또한 고체 촬상 소자(1)의 내부 정보 등의 데이터를 출력한다. 즉, 시스템 제어 회로(8)에서는, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 마스터 클록에 의거하여, 수직 구동 회로(5), 칼럼 신호 처리 회로(6), 및 수평 구동 회로(7) 등의 동작의 기준이 되는 클록 신호나 제어 신호를 생성한다. 그리고, 이들의 신호를 수직 구동 회로(5), 칼럼 신호 처리 회로(6), 및 수평 구동 회로(7) 등에 입력한다.
이상과 같은 각 주변 회로(5 내지 8)과, 촬상 영역(4)에 마련된 화소 회로에서, 각 화소를 구동하는 구동 회로가 구성되어 있다.
또한, 이하에 설명하는 본 개시된 각 실시 형태의 제조 방법을 적용하여 제작되는 고체 촬상 소자에서는, 각 실시 형태에서 상세히 설명하는 바와 같이, 소자 칩(2)의 중앙부가 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성되어 있다. 이 만곡부(11)의 주위는, 표면 평탄한 평탄부(13)로서 구성되어 있다. 상술한 촬상 영역(4)은, 만곡부(11)에서의 요곡면측에 배열되어 있다. 한편, 주변 회로(5 내지 8)는, 촬상 영역(4)의 주위의 만곡부(11) 및 평탄부(13)에 배치되어 있다. 또한, 주변 회로(5 내지 8)의 일부는, 촬상 영역(4)에 적층된 위치에 배치되어 있어도 좋다.
또한, 소자 칩(2)의 변형례로서, 촬상 영역(4)의 각 화소(3)에 배치된 광전 변환부와는 반대측의 이면에, 각 화소(3)의 화소 회로나 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출된 단자 전극(칩측 전극)을 마련한 소자 칩(2a)으로 하여도 좋다. 이 경우, 이들의 구동 회로에 접속되는 단자는, 칩 관통 비어(Through Silicon via : TSV, Through Chip Via : TCV)를 통하여 광전 변환부가 마련된 표면과는 반대측으로 인출된다. 또한, 본 개시된 고체 촬상 소자는, 표면 조사형 또는 이면 조사형의 어느 구성에도 적용할 수 있다. 즉 표면 조사형의 고체 촬상 소자라면, 도시한 바와 같이, 반도체 기판에서 구성된 소자 칩(2)의 요곡면측에 광전 변환부와 화소 트랜지스터로 이루어지는 화소가 배열된 촬상 영역(4)이 형성된다. 이 요곡면측에는 주변 회로(5 내지 8)도 형성되고, 이 상부에 층간 절연막을 통하여 복수층의 배선을 배치한 다층 배선층이 형성되고, 또한 더욱 그 위에 컬러 필터 및 온 칩 렌즈가 형성된다. 한편, 이면 조사형의 고체 촬상 소자라면, 박막화된 반도체 기판에서 구성된 소자 칩(2)의 요곡면측에 광전 변환부를 갖는 촬상 영역(4)이 형성되고, 이 요곡면측에 컬러 필터 및 온 칩 렌즈가 형성된다. 또한 요곡면과 반대의 볼록 곡면측에는, 화소 트랜지스터, 및 주변 회로(5 내지 8)가 형성되고, 그 위에 층간 절연막을 통하여 복수층의 배선을 배치한 다층 배선층이 형성된다.
본 예의 고체 촬상 소자는, 이면(back surface) 조사형으로 구성할 수 있다. 이면 조사형의 고체 촬상 소자에서는, 박막화된 반도체 기판의 한 주면(이면)에 광전 변환부를 갖는 촬상면이 형성되고, 이 한 주면측에 컬러 필터 및 온 칩 렌즈가 형성된다. 다른 주면측에는, 화소 트랜지스터, 및 주변 회로의 MOS 트랜지스터가 형성되고, 그 위에 층간 절연막을 통하여 복수층의 배선을 배치한 다층 배선층이 형성되고, 또한 지지 기판이 접합된다.
또한, 본 예의 고체 촬상 소자는, 표면 조사형으로 구성할 수도 있다. 표면 조사형의 고체 촬상 소자에서는, 반도체 기판의 한 주면에 광전 변환부와 화소 트랜지스터로 되는 화소가 배열된 촬상면이 형성된다. 한 주면에 주변 회로도 형성된다. 이 한 주면상에, 층간 절연막을 통하여 복수층의 배선을 배치한 다층 배선층이 형성되고, 또한 그 위에 컬러 필터 및 온 칩 렌즈가 형성된다.
본 기술에 관한 고체 촬상 장치는, 각 실시의 형태에서 설명하는 바와 같이, 고체 촬상 소자가 형성된 촬상칩(2)의 중앙이 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성된다. 이 만곡부(11) 내에 촬상 영역(4)이 존재한다. 환언하면, 만곡부(11) 내에 화각(picture angle) 영역이 존재한다. 또한, 이 만곡부(11)는, 고체 촬상 장치의 구동의 사양에 따라서는, 만곡이 아닌 평탄면의 상태인 경우도 포함한다. 이 만곡부(11)의 주위는, 표면 평탄한 평탄부(13)로서 구성된다. 즉, 평탄부(13)는, 동일한 면을 구성하고 있다. 이 만곡부(11)의 둘레 단부터 연장하는 평탄부(13)는, 지지부에 고정되어 있다. 상술한 촬상 영역(4)의 촬상면은, 만곡부(11)에서의 요곡면측에 형성된다. 주변 회로(5 내지 8)는, 촬상 영역(4)의 주위의 만곡부(11) 및 평탄부(13)에 배치된다. 한편, 후술에서 분명하게 되는 바와 같이, 만곡부(11)의 촬상면의 곡률(또는 곡률 반경)을 가변 제어하는 제어부(도시 생략)가 마련된다. 즉, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치는, 촬상칩(2)과, 이 촬상칩이 만곡되는 영역의 곡률(무한소인 평탄면을 포함한다)을 가변 제어하는 제어부를 구비하여 구성된다.
곡률을 가변 제어하는 제어부로서는, 이하의 실시의 형태에서 나타내는 바와 같이, 자력(magnetic force)의 변화를 이용하는 방식, 열(heat)에 의한 체적 수축률을 이용하는 방식, 흡인력에 의한 진공도를 이용하는 방식 등이 있다.
이하 각 실시 형태에서, 이와 같은 소자 칩(2, 2a)을 구비한 고체 촬상 소자의 제조 방법과 상세한 구성을 설명한다.
≪1-1. 제1-1 실시 형태(수지의 체적 수축을 병용하여 소자 칩을 만곡시키는 예)≫
[제1-1의 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
도 2A 및 도 3B는, 제1-1 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌(21)의 단면도 및 평면도이다. 이 도면에 도시하는 대좌(21)는, 중앙에 개구(23)를 갖고 있다. 개구(23)는, 개구(23)가 마련된 대좌(21)의 한쪽의 면은, 개구(23)의 주위가 평탄면(25)으로서 정형되어 있다.
개구(23)는, 여기서 제작하는 고체 촬상 소자와 조합시켜서 이용되는 렌즈 및 복수의 렌즈를 조합시킨 광학계의 상면 만곡(렌즈 수차)에 맞춘던 외형 형상을 갖는 것으로 한다. 통상의 외형 형상이 원형의 렌즈를 이용한 경우라면, 개구(23)의 평면시적으로 본 개구 형상은, 원형(정원(precise circle))인 것이 바람직하고, 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이라도 좋다. 또한 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 부분은, 평탄면(25)측을 향하여 개구 지름이 넓어지는 테이퍼 형상을 갖고 있다. 개구(23)의 측벽과 평탄면(25)의 연장면이 이루는 각도(θ)는, θ=90° 미만이고, 한 예로서 θ=45° 정도인 것이 바람직하다. 이와 같이 개구(23)에서 개구 지름이 넓어지는 부분은, 평탄면(25)에 대해 오목형상으로 만곡한 형상인 것이 특히 바람직하다. 만곡의 곡률은, 도 1을 이용하여 설명한 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것으로 한다. 또한, 개구(23)에서 개구 지름이 넓어지는 부분부터 평탄면(25)에 걸쳐서의 경계 부분, 즉 개구(23)의 에지 부분은, 볼록 곡면으로서 구성되어 있는 것이 특히 바람직하다. 또한, 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 개구 폭(w1)(개구 지름이 넓어지는 부분을 포함한다)은, 도 1을 이용하여 설명한 소자 칩(2)의 촬상 영역(4)이 개구(23)의 범위 내에 들어가는 정도인 것으로 한다.
평탄면(25)은, 개구(23)의 전둘레에 걸쳐서 마련되어 있다. 이 평탄면(25)은, 적어도 도 1을 이용하여 설명한 소자 칩(2)의 촬상 영역(4)이, 개구(23)의 범위 내에 들어가는 위치에서, 상기 소자 칩(2)의 주연을 지지하는 폭(w2)을 갖고 있다. 이와 같은 평탄면(25)의 외주의 전둘레 또는 일부는, 소자 칩(2)을 재치하는 경우의 위치맞춤을 용이하게 하기 위해, 평탄면(25)보다도 높은 면으로서 구성하여도 좋다. 또한, 이와 같은 위치맞춤이 불필요한 경우에는, 대좌(21)의 한쪽의 면의 전면(entire surface)을 동일 높이의 평탄면(25)으로 하여도 좋다.
이상과 같은 대좌(21)는 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측의 면에, 개구(23)를 폐색하는 저판(27)이 마련되어 있는 것으로 한다. 이 저판(27)은, 대좌(21)와 일체로 형성된 것이라도 좋고, 개구(23)를 밀폐 상태로 폐색할 수 있으면 대좌(21)와는 별체로 형성된 것이라도 좋다. 또한 이 저판(27)은, 배선이나 단자가 형성된 패키지로서 구성되어 있어도 좋다.
특히, 대좌(21)는, 소자 칩(2)보다도 팽창 계수(Coefficient of thermal expansion : CTE)가 큰 재료를, 주된 구성 부재로 이용하여 구성되어 있다. 예를 들면 소자 칩(2)이 주로 단결정 실리콘(CTE=2.4)을 이용하여 구성된 것이면, 스테인리스강(SUS410 : CTE=10.4, SUS304 : CTE=17.3)이나 알루미늄(CTE=23)을 이용하여 대좌(21)가 구성된다.
이와 같은 대좌(21)는, 구성 재료가 특히 한정되는 일은 없다.
[제1-1 실시 형태의 제조 방법]
도 3A 내지 도 3D는, 제1-1 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 3A 내지 도 3D에 도시하는 제1-1 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제1-1 실시 형태의 제조 방법을 설명한다.
우선, 도 3A에 도시하는 바와 같이, 저판(27)에 의해 저부가 폐색된 대좌(21)의 개구(23) 내에, 미경화의 수지(31)를 충전한다. 이 수지(31)는, 예를 들면 열경화성 수지로 이루어지는 것으로 하고, 냉각에 의한 대좌(21)의 수축률보다도, 경화 수축률이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 여기서 이용하는 미경화의 수지(31)는, 경화 후에 대좌(21)와 소자 칩과의 접착제로서도 작용하는 것으로 한다. 예를 들면 대좌(21)의 구성 재료로서 상술한 스테인리스강이나 알루미늄을 이용한 경우라면, 수지(31)로서 예를 들면 에폭시계의 수지가 사용된다. 수지 재료는, 예를 들면 필러 함유량을 조정함에 의해, 경화 수축 1 내지 8% 정도 또는 이 이상으로 하여 사용할 수 있다.
개구(23) 내에의 수지(31)의 충전량은, 다음에 대좌(21)의 상부에 재치하는 소자 칩과 대좌(21)와의 접착제로 되는 정도로, 미리 대좌(21)의 평탄면(25) 상에도 공급되는 정도인 것으로 한다. 또한 개구(23) 내에의 수지(31)의 충전량은, 이후에 대좌(21) 및 수지(31)를 가열한 경우에, 미경화의 수지(31)가 팽창하여 대좌(21)의 평탄면(25)상에도 수지(31)가 공급되는 정도라도 좋다.
다음에, 도 3B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)의 개구(23)를 막은 상태에서, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이때, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 개구(23)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣는다. 또한, 촬상 영역(4)의 주위를, 전(entire)둘레에 걸쳐서 대좌(21)의 평탄면(25)으로 지지시킨다. 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치되는 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 대응하여 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋다. 또한, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 미경화의 수지(31)가 공급되어 있는 경우에는, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이의 전(entire)역에 미경화의 수지(31)를 접착제로서 끼워 지지시킨다.
뒤이어, 도 3C에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열하여 팽창시킨다. 또한 필요에 응하여 저판(27)도 가열함으로써, 대좌(21)와 같은 정도로 저판(27)도 팽창시킨다. 이에 의해, 대좌(21)를 팽창시켜서, 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다. 또한 대좌(21) 및 저판(27)으로부터의 열전도에 의해, 개구(23) 내에 충전한 미경화의 수지(31)도 가열되어 팽창한다. 또한, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 직접 소자 칩(2)을 재치한 경우에는, 이와 같은 미경화의 수지(31)의 팽창에 의해 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2) 사이에 수지(31)를 공급하고, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2) 사이의 전역에 미경화의 수지(31)를 접착제로서 끼워 지지시킨다.
이 상태에서, 소자 칩(2)에 영향이 미치는 일이 없는 범위에서, 또한 수지(31)의 경화가 시작되는 온도까지 수지(31)를 가열하고, 수지(31)의 경화를 진행한다. 예를 들면, 수지(31)로서 상술한 에폭시계의 수지를 사용한 경우라면, 160℃로 1시간 정도의 가열을 행한다. 이와 같은 수지(31)의 경화에 의해, 소자 칩(2)이 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레가 평탄면(25)에 고정되어 있을 것이 중요하다.
또한, 수지(31)의 경화가 완료되기 전에 수지(31)의 접착 작용이 얻어지는 기간이라면, 대좌(21)를 가열한 후에, 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하는 순서라도 좋다. 이 경우, 우선 대좌(21)의 개구(23) 내에 수지(31)를 충전하고, 뒤이어 대좌(21)를 가열하여 대좌(21)와 함께 수지(31)를 팽창시킨다. 다음에, 수지(31)가 경화하기 전에 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하고, 그 후, 소자 칩(2)에 영향이 미치는 일이 없는 범위에서, 또한 수지(31)의 경화가 시작되는 온도까지 수지(31)를 가열하고, 수지(31)의 경화를 진행한다.
그 이후에는, 도 3D에 도시하는 바와 같이, 소자 칩(2)을 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정한 상태에서, 대좌(21) 및 저판(27)을 가열 상태로부터 상온까지 냉각한다. 이에 의해, 대좌(21)의 개구(23) 내에 충전한 수지(31)도 상온까지 냉각된다. 냉각의 과정에서, 대좌(21), 저판(27), 및 경화한 수지(31)가 수축한다. 이때, 대좌(21) 및 저판(27)은, 가열 전의 크기까지 수축된다. 또한 경화한 수지(31)는, 가열 전의 미경화의 상태보다도 더욱 경화 수축이 진행된다.
이와 같은 대좌(21) 및 수지(31)의 수축에 의해, 대좌(21)의 개구(23)에 대응하여 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분은, 수지(31)가 충전되어 있는 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)의 만곡 형상은, 대좌(21)의 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상에 추종한 형상이 된다. 그리고 대좌(21)의 개구(23)의 평면 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부(apex)에 가까운 부분에서 원형을 저부로 한 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 수지(31)의 경화 수축에 의한 응력과 대좌(21)의 수축에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다.
또한 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정시키기 위해서는, 평탄부(13)가 어느 정도의 폭 이상으로 유지되도록, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정하는 것이 중요하다. 한 예로서 소자 칩(2)의 형상이, 외형 형상 4㎜×4㎜, 두께 15㎛ 정도이면, 소자 칩(2)의 전둘레에, 평탄부(13)가 0.3㎜ 이상의 폭으로 남아 있도록 설정한다.
또한, 대좌(21)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에, 만곡할 때의 응력이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있다.
한편, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 주위는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡되지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남아 있다.
소자 칩(2)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률일 것이 바람직하고, 예를 들면 10% 내지 20% 정도, 한 예로서 17% 정도의 곡률인 것으로 한다. 이와 같은 만곡부(11)의 형상은, 주로 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상에 의해 제어된다. 또한 만곡부(11)의 곡률의 조정은, 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 대좌(21)의 팽창 계수, 수지(31)의 경화시에 있어서의 체적 수축률(경화 수축률), 나아가서는 개구(23) 내에 충전하는 수지(31)의 체적에 의해 조정된다. 만곡부(11)의 곡률을 크게 하고 싶은 경우라면, 대좌(21)의 팽창 계수가 큰 재료로 대좌(21)를 구성하던지, 경화 수축률이 큰 수지(31)를 사용하던지, 개구(23)의 용적을 크게 하여 개구(23) 내에 충전하는 수지(31)의 체적을 증가시킨다. 또한 이들을 적절히 조합시켜서 이용한다.
또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋다. 이를 위해, 만곡부(11)의 저면적이 큰 경우와 비교하여, 만곡부(11)의 저면적이 작을수록, 소자 칩(2)의 두께를 작게 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-1)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1)의 형성 후에는, 필요에 응하여 대좌(21) 및 수지(31)를 이면측으로부터 박형화하여도 좋다. 또한, 만곡부(11)의 형상을 유지할 수 있는 경우라면, 소자 칩(2)을 대좌(21) 및 수지(31)로부터 박리시켜서 고체 촬상 소자(1-1)로 하여도 좋다. 이와 같은 소자 칩(2)의 박리를 용이하게 하기 위해, 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하기 전에, 소자 칩(2)의 이면(대좌(21)를 향하는 면)에 박리제를 도포하고 있어서도 좋다. 또한, 대좌(21)와 소자 칩(2)과의 고정에는, 개구(23) 내에 충전한 열경화성의 수지(31)를 접착제로서 이용하였다. 그러나, 대좌(21)와 소자 칩(2)과의 고정에는, 개구(23) 내에 수지(31)와는 별도로, 광경화성 수지를 접착제로서 아울러서 이용하여도 좋다. 이 경우, 팽창시킨 대좌(21)의 평탄면(25)상에, 장파장광의 조사에 의해 경화하는 광경화성 수지로 이루어지는 접착제를 끼워 지지시켜서 소자 칩(2)을 재치한다. 이 상태에서, 소자 칩(2)을 투과하는 파장의 광조사에 의해, 접착제를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서, 소자 칩(2)이 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 경우라면, 파장 700㎚ 정도나 이 이상의 장파장광을 이용한 광조사를 행한다. 이에 의해, 소자 칩(2)을 투과하여 광경화성 수지에 달한 장파장광에 의해 접착제가 경화한다.
[제1-1 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소자 칩(2)의 중앙부가 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성된 것으로 된다. 또한 이 만곡부(11)의 주연부로부터 연설된 평탄부(13)를 구비하고 있다. 평탄부(13)는 만곡부(11)의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있다.
이 만곡부(11)의 요곡면측에는, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 배치되어 있다. 이와 같은 만곡부(11)는, 이 고체 촬상 소자(1-1)와 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞추어, 이 상면 만곡에 따라서 광전 변환부가 배치되는 곡률인 것으로 한다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면은 원형인 것이 바람직하다.
또한, 평탄부(13)에는, 촬상 영역(3)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)가 마련되어 있다. 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄부(13)에 배치되고, 그 일부가 만곡부(11)에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 평탄부(13)에는, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보된다. 단, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자는, 평탄부(13)에 마련되는 것으로 한정되는 일은 없고, 만곡부(11)에 배치되어도 좋고, 나아가서는 만곡부(11)에서의 볼록 곡면측에 인출되어도 좋다.
또한, 이 고체 촬상 소자(1-1)는, 상술한 대좌(21)의 개구(23) 내에 소자 칩(2)의 만곡부(11)를 삽입시킨 상태에서, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 볼록 곡면측에 대좌(21)가 접착되어 있다. 소자 칩(2)과 대좌(21)는, 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이에 끼워 지지된 수지(31)를 접착제로 하여, 만곡부(11)를 둘러싸는 전둘레에서 고정되어 있는 것으로 한다. 또한, 대좌(21)의 개구(23)에는 수지(31)가 충전되고, 이 수지(31)에 의해 만곡부(11)의 형상이 확보되어 있다.
[제1-1 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제1-1 실시 형태에 의하면, 대좌(21)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 소자 칩(2)의 주연부는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한, 소자 칩(2)을 만곡시킬 때에는, 대좌(21)가 수축함으로써 대좌(21)에 고정한 소자 칩(2)에 압축 응력이 가해진다. 이와 함께, 대좌(21)의 개구(23) 내에 충전한 수지(31)의 경화 수축에 의해 소자 칩(2)의 중앙부에 인장 응력이 가해진다. 이에 의해, 소자 칩(2)에 가해지는 압축 응력과 인장 응력이 서로 지워져서, 스트레스가 없이 소자 칩(2)을 만곡시키는 것이 가능해진다.
또한 만곡부(11)의 곡률은, 대좌(21)의 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 대좌(21)의 팽창 계수, 개구(23) 내에 충전하는 수지(31)의 경화 수축률, 나아가서는 수지(31)의 체적(개구(23)의 용적)에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 형상 및 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제1-1 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고, 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-1)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-1)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
≪제1-2 실시 형태(가스의 체적 수축을 병용하여 소자 칩을 만곡시키는 예)≫
[제1-2 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
본 제1-2 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌는, 제1-1 실시 형태에서 도 2를 이용하여 설명한 대좌(21)와 마찬가지의 것이 사용된다.
[제1-2 실시 형태의 제조 방법]
도 4A 내지 도 4D는, 제1-2 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 4A 내지 도 4D에 도시하는 제1-2 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
먼저, 도 4A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(27)을 배치하고, 대좌(21)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하여 둔다.
다음에 도 4B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열하여 팽창시킨다. 또한 필요에 응하여 저판(27)도 가열함으로써, 대좌(21)와 같은 정도로 저판(27)도 팽창시킨다. 이에 의해, 대좌(21)를 팽창시켜서, 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다. 이때의 가열 온도는, 다음에 설명하는 소자 칩(2)의 이면에 마련한 접착제의 경화 온도 이상으로, 소자 칩(2)에 영향이 없는 범위로 한다.
뒤이어, 도 4C에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)의 개구(23)를 막은 상태에서, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이 소자 칩(2)에서의 대좌(21)에의 재치면측에는, 예를 들면 열경화성의 수지로 이루어지는 접착제(35)를 배치한다. 도시한 바와 같이, 접착제(35)는 소자 칩(2)에서의 대좌(21)에의 재치면측의 전면에 배치하여도 좋고, 대좌(21)의 평탄면(25)에 대응시켜서 소자 칩(2)의 주연만에 배치하여도 좋다. 단, 개구(23)를 둘러싸는 전둘레에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이에 접착제(35)가 끼워져 지지되는 것이 중요하다.
이때, 개구(23)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣고, 접착제(35)를 통하여 촬상 영역(4)의 주위를, 전면에 걸쳐서 대좌(21)의 평탄면(25)으로 지지시킨다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 대응하여 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다.
이 상태에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제(35)가 경화할 때까지 유지하고, 소자 칩(2)을 대좌(21)의 평탄면(25)상에 고정한다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 예를 들면, 접착제(35)로서 에폭시계의 수지를 사용한 경우라면, 160℃, 15분 정도이다. 이상에 의해, 소자 칩(2)과 저판(27)에 의해, 가열된 대좌(21)의 개구(23)를 밀폐한다.
다음에, 도 4D에 도시하는 바와 같이, 대좌(21) 및 저판(27)을 가열 상태로부터 상온까지 냉각하고, 저판(27)과 소자 칩(2)에 의해 밀폐된 대좌(21)의 개구(23) 내의 가스도 상온까지 냉각한다. 이 냉각 과정에서, 대좌(21), 저판(27), 및 개구(23) 내의 가스가 수축한다. 이때, 대좌(21) 및 저판(27)은, 가열 전의 크기까지 수축된다.
이와 같은 대좌(21) 및 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의해, 소자 칩(2)에서 대좌(21)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)의 만곡 형상은, 대좌(21)에서의 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상에 추종한 형상으로 된다. 그리고 대좌(21)의 개구(23)의 평면 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 수지(31)의 경화 수축에 의한 응력과 대좌(21)의 수축에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정함에 의해 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정하는 것이 중요함은, 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 대좌(21)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있음은, 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도, 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2)에 형성하는 만곡부(11)가, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은, 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 만곡부(11)의 형상은, 주로 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상에 의해 제어된다. 또한 만곡부(11)의 곡률의 조정은, 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 대좌(21)의 팽창 계수에 의해 조정되고, 또한 개구(23)의 용적에 의해 조정된다. 만곡부(11)의 곡률을 크게 하고 싶은 경우라면, 대좌(21)의 팽창 계수가 큰 재료로 대좌(21)를 구성하던지, 또는 개구(23)의 용적을 크게 하여 개구(23) 내에 밀폐된 가스의 체적을 증가시킨다. 또한 이들을 적절히 조합시켜서 이용한다.
또한, 대좌(21)의 팽창 계수 및 개구(23)의 용적만으로는, 만곡부(11)의 곡률의 조정이 불충분한 경우, 개구(23) 내를 배기하는 배기계(37)를 마련하고, 대좌(21)를 상온까지 냉각할 때에 개구(23) 내의 가스를 배기계(37)로 배기하여도 좋다. 또한 다른 방법으로서, 진공 챔버를 이용하는 방법도 있다. 이 경우, 진공 챔버 내에서 대좌(21)상에 소자 칩(2)을 재치한 상태로 하고, 상기 진공 챔버 내를 감압함으로써 대좌(21)의 개구(23) 내도 감압한다. 이 상태에서 팽창시킨 대좌(21)에 대해 소자 칩(2)을 팽팽하게 붙여서 개구(23) 내를 밀폐 상태로 한다. 그 후, 대좌(21)와 소자 칩(2)을 대기 방출함에 의해, 소자 칩(2)을 대좌(21)의 개구(23) 내를 향하여 만곡시킨다. 또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋음은, 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-2)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-2)의 형성 후에는, 필요에 응하여 대좌(21)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 또한 만곡부(11)의 형상을 안정화시키기 위해, 저판(27)을 떼어낸 후에 개구(23) 내에 수지를 충전하여 경화시켜서도 좋다. 한편, 만곡부(11)의 형상을 유지할 수 있는 경우라면, 소자 칩(2)을 대좌(21)로부터 박리시켜서도 좋다. 이와 같은 소자 칩(2)의 박리를 용이하게 하기 위해, 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하기 전에, 소자 칩(2)의 이면(대좌(21)를 향하는 면)에 박리제를 도포하여 두어도 좋다. 또한, 대좌(21)와 소자 칩(2)과의 고정에는, 광경화성 수지를 접착제로서 이용하여도 좋음은, 제1-1 실시 형태와 마찬가지이다.
[제1-2 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-2)는, 제1-1 실시 형태의 고체 촬상 소자에서, 대좌(21)의 개구(23) 내를 공간부로 한 것으로 된다. 또한, 제조 공정에서 개구(23) 내를 배기 또는 감압하고, 저판(27)을 패키지로서 그대로 남기고 형성된 고체 촬상 소자(1-2)는, 개구(23) 내의 공간부가 감압 분위기로 유지된 것으로 된다. 단, 대좌(21)의 개구(23) 내에 수지를 충전한 경우에는, 제1-1 실시 형태의 고체 촬상 소자와 같은 것으로 된다.
[제1-2 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제1-2 실시 형태에 의하면, 제1-1 실시 형태와 마찬가지로, 대좌(21)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 주연부는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한, 소자 칩(2)을 만곡시킬 때에는, 대좌(21)가 수축함으로써 대좌(21)에 고정한 소자 칩(2)에 압축 응력이 가해진다. 이와 함께, 대좌(21)의 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의해 소자 칩(2)의 중앙부에 인장 응력이 가해진다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지로 만곡에 의해 소자 칩(2)에 가해지는 압축 응력과 인장 응력이 서로 지워져서, 스트레스가 없이 소자 칩(2)을 만곡시키는 것이 가능해진다.
또한, 만곡부(11)의 곡률(형상)은, 대좌(21)의 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 및 대좌(21)의 팽창 계수, 개구(23) 내에 밀폐된 가스의 체적(개구(23)의 용적), 나아가서는 배기계(37)로부터의 개구(23) 내의 가스의 배기에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제1-2 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-2)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 제1-1 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-2)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
≪제1-3 실시 형태(대좌를 패키지로서 이용하는 예)≫
[제1-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
도 5A 및 도 5B는, 제1-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도이다. 이 도면에 도시하는 대좌(21a)가, 제1-1 실시 형태 및 제1-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌와 다른 점은, 대좌(21a)가 패키지로서 기능하는 구성이고, 평탄면(25)측이 절연막(41)으로 덮이고, 또한 대좌측 전극(43)이 마련되어 있는 점에 있다.
즉, 이 대좌(21a)는, 제1-1 실시 형태 및 제1-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌(21)를 대좌 본체(21)로 하고, 그 평탄면(25)측이 절연막(41)으로 덮이고, 또한 절연막(41)으로 덮여진 평탄면(25)에 대좌측 전극(43)을 배치한 구성이다. 이 대좌측 전극(43)은, 다음에 설명하는 소자 칩에 마련된 칩측 전극에 대응하여 배치되고, 절연막(41)에 매입된 상태에서 배치되어 있다. 즉, 대좌측 전극(43)의 표면은, 절연막(41)과 함께 평탄면(25)의 일부를 구성하고 있는 것이다. 이와 같은 대좌측 전극(43)은, 대좌(21a)의 평탄면(25)으로부터 인출되고, 또한 외부의 부재에 접속되는 구성으로 되어 있다. 또한, 대좌측 전극(43)은, 평탄면(25)측에서의 개구(13)의 내벽에 마련하여도 좋다.
[제1-3 실시 형태의 제조 방법]
도 6A 내지 도 6D는, 제3 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 6A 내지 도 6D에 도시하는 제1-3 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21a)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
우선, 도 6A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21a)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(27)을 배치하고, 대좌(21a)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하여 둔다.
다음에, 도 6B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21a)를 가열하여 팽창시킨다. 또한 필요에 응하여 저판(27)도 가열함으로써, 대좌(21a)와 같은 정도로 저판(27)도 팽창시킨다. 이에 의해, 대좌(21a)를 팽창시켜서, 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다. 이때의 가열 온도는, 다음에 설명하는 소자 칩(2a)의 이면에 마련한 접착제의 경화 온도 이상으로, 소자 칩(2a)에 영향이 없는 범위로 한다.
뒤이어, 도 6C에 도시하는 바와 같이, 가열에 의해 팽창시킨 대좌(21a)에 소자 칩(2a)을 재치한다. 여기서 이용하는 소자 칩(2a)은, 촬상 영역(4) 및 주변 회로(5 내지 8)가 마련된 표면과 반대의 이면측에, 칩측 전극(15)을 구비하고 있다. 이들의 칩측 전극(15)은, 촬상 영역(4)이나 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출된 것이고, 대좌측 전극(43)에 대응하는 위치, 예를 들면 소자 칩(2a)에서의 주연부분에 배치되어 있다. 또한 이와 같은 소자 칩(2a)에서의 칩측 전극(15)의 배치면측에는, 이방성 도전 접착제(45)를 배치한다. 도시한 대로, 이 이방성 도전 접착제(45)는 소자 칩(2a)에서의 칩측 전극(15)의 배치면의 전면에 배치하여도 좋고, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 대응시켜서 소자 칩(2a)의 주연만에 배치하여도 좋다. 단, 개구(23)를 둘러싸는 전둘레에서, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 이방성 도전 접착제(45)가 끼워져 지지되는 것이 중요하다.
이상과 같은 소자 칩(2a)은, 대좌(21a)의 개구(23)를 막은 상태에서, 소자 칩(2a)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21a)의 평탄면(25)상에 재치된다. 이에 의해, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 이방성 도전 접착제(45)를 끼워 지지시킨다.
이때, 소자 칩(2a)에 마련된 칩측 전극(15)과, 가열에 의해 팽창시킨 대좌(21a)의 평탄면(25)에 마련된 대좌측 전극(43)이 1 : 1로 대향 배치되도록, 대좌(21a)에 대해 소자 칩(2a)을 위치 맞춤한다. 또한, 대좌(21a)의 개구(23)의 범위 내에, 소자 칩(2a)의 촬상 영역(4)을 넣고, 이방성 도전 접착제(45)를 통하여 촬상 영역(4)의 주연부분을 대좌(21a)의 평탄면(25)으로 지지한다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 각 실시 형태와 마찬가지이다.
이방성 도전 접착제(45)가, 예를 들면 열경화성의 수지에 도전성 미립자를 분산시킨 것인 경우, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 이방성 도전 접착제(45)를 끼워 지지시킨 상태를 유지하고, 소자 칩(2a)을 대좌(21a)의 평탄면(25)상에 고정한다. 이때, 소자 칩(2a)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 예를 들면, 이방성 도전 접착제(45)에 에폭시 수지를 사용한 경우라면, 160℃, 15분 정도이다. 이상에 의해, 소자 칩(2a)과 저판(27)에 의해, 가열된 대좌(21a)의 개구(23)를 밀폐한다. 또한, 이방성 도전 접착제(45)에 의해, 대좌측 전극(43)과 칩측 전극(15)을 접속한다.
다음에, 도 6D에 도시하는 바와 같이, 대좌(21a) 및 저판(27)을 가열 상태로부터 상온까지 냉각하고, 저판(27)과 소자 칩(2a)에 의해 밀폐된 대좌(21a)의 개구(23) 내의 가스도 상온까지 냉각한다. 이 냉각 과정에서, 대좌(21a), 저판(27), 및 개구(23) 내의 가스가 수축한다. 이때, 대좌(21a) 및 저판(27)은, 가열 전의 크기까지 수축된다.
이와 같은 대좌(21a) 및 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의해, 소자 칩(2a)에서의 대좌(21a)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)의 만곡 형상은, 대좌(21a)에서의 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상에 추종한 형상으로 된다. 그리고 대좌(21a)의 개구(23)의 평면 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 또한, 대좌(21a)와 소자 칩(2a)과의 고정에는, 광경화성 수지를 접착제(이방성 도전 접착제)로서 이용하여도 좋음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 이 경우, 광경화성 수지에 도전성 미립자를 분산시킨 이방성 도전 접착제(45)를 이용한다.
또한, 대좌(21a)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2a) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2a)의 균열을 방지할 수 있음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2a)에서 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2a)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2a)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 곡률의 조정은, 제1-2 실시 형태와 마찬가지이고, 주로 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 및 대좌(21a)의 팽창 계수에 의해 조정되고, 또한 개구(23)의 용적에 의해 조정된다. 또한 곡률의 조정을 충분히 행하기 위해, 대좌(21a)를 상온까지 냉각할 때에 개구(23) 내의 가스를 배기계(37)로 배기하여도 좋은 것, 또한 감압 상태에서 접합한 후에 대기 방출하는 방법을 조합시켜서도 좋은 것도 제1-2 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 소자 칩(2a)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2a)의 두께를 조정하여도 좋음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-3)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-3)의 형성 후에는, 필요에 응하여 대좌(21a)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 또한 만곡부(11)의 형상을 안정화시키기 위해, 저판(27)을 떼어낸 후에 개구(23) 내에 수지를 충전하여 경화시켜서도 좋다.
[제1-3 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-3)는, 소자 칩(2a)에서의 만곡부(11)의 볼록 곡면측에, 상술한 대좌(21a)가 패키지로서 접착된 것으로 된다. 소자 칩(2a)은, 제1-1 실시 형태의 고체 촬상 소자(1-1)의 소자 칩(2)에 대해, 칩측 전극(15)을 마련한 것으로 된다. 이 칩측 전극(15)은, 평탄부(13)에서의 촬상 영역(4) 및 주변 회로(5 내지 8)가 마련된 표면과 반대의 이면측에 배치되고, 패키지로서 구성된 대좌(21a)에 배치한 대좌측 전극(43)에 대해 1 : 1로 접속되어 있다. 칩측 전극(15)과 대좌측 전극(43)과의 접속은, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 끼워져 지지된 이방성 도전 접착제(45)에 의해 이루어져 있다. 또한, 제조 공정에서 개구(23) 내를 배기 또는 감압하고, 저판(27)을 패키지로서 그대로 남겨서 형성된 고체 촬상 소자(1-3)는, 개구(23) 내의 공간부가 감압 분위기로 유지된 것으로 된다.
[제1-3 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제1-3 실시 형태로도, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 대좌(21a)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2a)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2a)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 주연부는, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2a)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한, 소자 칩(2a)을 만곡시킬 때에는, 대좌(21a)가 수축함으로써 대좌(21a)에 고정한 소자 칩(2a)에 압축 응력이 가해진다. 이와 함께, 대좌(21a)의 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의해 소자 칩(2a)의 중앙부에 인장 응력이 가해진다. 이에 의해, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 만곡에 의해 소자 칩(2a)의 중앙에 가해지는 압축 응력과 인장 응력이 서로 지워져서, 스트레스가 없이 소자 칩(2a)을 만곡시키는 것이 가능해진다.
또한, 만곡부(11)의 곡률은, 대좌(21a)의 팽창 계수, 개구(23) 내에 밀폐된 가스의 체적(개구(23)의 용적), 나아가서는 배기계(37)로부터의 개구(23) 내의 가스의 배기에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제1-3 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2a)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-3)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-3)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또한 본 제1-3 실시 형태에 의하면, 대좌(21a)를 패키지로서 이용함에 의해, 소자 칩(2a)과 외부 단자로서 대좌측 전극(43)부의 패키지를 조립하는 공정을 삭감하는 것이 가능하다. 또한 소자 칩(2a)이 평탄부(13)에서의 촬상 영역(4)이 배치된 면측에, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수도 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보된다.
또한, 본 제1-3 실시 형태는, 제1-1 실시 형태에서 설명한 수지의 경화 수축에 의해 만곡부를 형성하는 방법과 조합시키는 것도 가능하다. 이 경우, 제1-1 실시 형태에서 사용한 수지로서, 경화 수축성을 갖는 이방성 도전 접착제를 사용하는 것으로 한다.
≪제1-4 실시 형태(진공 흡착에 의해 대좌에 소자 칩을 고정하는 예)≫
[제1-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
도 7A 및 도 7B는, 제1-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도이다. 도 7A 및 도 7B에 도시하는 대좌(21b)가, 제1-1 실시 형태 및 제1-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌와 다른 점은, 대좌(21b)가 소자 칩을 고정하기 위한 배기 홈(51)을 구비하고 있는 점에 있고, 다른 구성은 마찬가지인 것으로 한다.
즉, 이 대좌(21b)는, 제1-1 실시 형태 및 제1-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌(21)를 대좌 본체(21)로 하고, 그 평탄면(25)에 배기 홈(51)을 구비하고 있다. 배기 홈(51)은, 대좌(21b)에서의 개구(23)의 전둘레를 둘러싸는 상태로 마련되어 있다. 이 배기 홈(51)에는, 배기계(53)가 접속되고, 배기 홈(51) 내의 가스를 배기하는 구성으로 되어 있다.
[제1-4 실시 형태의 제조 방법]
도 8A 내지 도 8D는, 제1-4 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 8A 내지 도 8D에 도시하는 제1-4 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21b)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
우선, 도 8A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21b)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(27)을 배치하고, 대좌(21b)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하여 둔다.
다음에, 도 8B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21b)를 가열하여 팽창시킨다. 또한 필요에 응하여 저판(27)도 가열함으로써, 대좌(21b)와 같은 정도로 저판(27)도 팽창시킨다. 이에 의해, 대좌(21b)를 팽창시켜서, 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다. 이때의 가열 온도는, 다음에 설명하는 소자 칩(2)에 영향이 없는 범위로 하고, 예를 들면 300℃ 이하로 한다.
뒤이어, 도 8C에 도시하는 바와 같이, 대좌(21b)의 개구(23)를 막은 상태에서, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21b)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이때, 개구(23)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣고, 촬상 영역(4)의 주연부분을 대좌(21b)의 평탄면(25)으로 지지한다. 또한, 소자 칩(2)에 의해, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 마련한 배기 홈(51)의 전면을 막는다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
이 상태에서, 배기 홈(51) 내의 가스를 배기계(53)에 의해 배기하여, 배기 홈(51) 내를 감압하고, 가열에 의해 팽창시킨 대좌(21b)의 평탄면(25)에 소자 칩(2)을 진공 흡착에 의해 고정한다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 이에 의해, 소자 칩(2)과 저판(27)에 의해, 가열된 대좌(21b)의 개구(23)를 밀폐한다.
다음에, 도 8D에 도시하는 바와 같이, 대좌(21b)에 대한 소자 칩(2)의 고정을 유지하면서, 대좌(21b) 및 저판(27)을 가열 상태로부터 상온까지 냉각하고, 저판(27)과 소자 칩(2)에 의해 밀폐된 대좌(21b)의 개구(23) 내의 가스도 상온까지 냉각한다. 이 냉각 과정에서, 대좌(21b), 저판(27), 및 개구(23) 내의 가스가 수축한다. 이때, 대좌(21b) 및 저판(27)은, 가열 전의 크기까지 수축된다.
이와 같은 대좌(21b) 및 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의해, 소자 칩(2)의 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)의 만곡 형상은, 대좌(21b)의 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상에 추종한 형상으로 된다. 그리고 대좌(21b)의 개구(23)의 평면 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 진공 흡착에 의해 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의한 응력과 대좌(21b)의 수축에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정함에 의해 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정하는 것이 중요함은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 대좌(21b)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2)에 형성되는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 곡률의 조정은, 제1-2 실시 형태 및 제1-3 실시 형태와 마찬가지이고, 주로 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 및 대좌(21b)의 팽창 계수에 의해 조정되고, 또한 개구(23)의 용적에 의해 조정된다. 또한 곡률의 조정을 충분히 행하기 위해, 대좌(21b)를 상온까지 냉각할 때에 개구(23) 내의 가스를 배기계(37)로 배기하여도 좋은 것, 또한 감압 상태에서 접합한 후에 대기 방출하는 방법을 조합시켜서도 좋은 것도 제1-2 실시 형태 및 제1-3 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋은 것도, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-4)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-4)의 형성 후에는, 또한 만곡부(11)의 형상을 안정화시키기 위해, 대좌(21b)에 소자 칩(2)을 진공 흡착시킨 상태에서, 저판(27)을 떼어내서 개구(23) 내에 수지를 충전하여 경화시켜서, 대좌(21b)와 소자 칩(2)을 일체화하여도 좋다. 이 경우, 대좌(21b)와 소자 칩(2)을 일체화한 후, 대좌(21b)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 한편, 만곡부(11)의 형상을 유지할 수 있는 경우라면, 소자 칩(2)과 대좌(21b)를 일체화시킬 필요는 없고, 대좌(21b)로부터 소자 칩(2)을 떼어내서 고체 촬상 소자로서 이용하여도 좋다.
[제1-4 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-4)는, 소자 칩(2)의 중앙부가 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성된 것으로 된다. 또한 이 만곡부(11)의 주연부로부터 연설된 평탄부(13)를 구비하고 있다. 평탄부(13)는 만곡부(11)의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있다.
이 만곡부(11)의 요곡면측에는, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 배치되어 있다. 이와 같은 만곡부(11)는, 이 고체 촬상 소자(1-4)와 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞추어, 이 상면 만곡에 따라서 광전 변환부가 배치되는 곡률인 것으로 한다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면은 원형인 것이 바람직하다.
또한 평탄부(13)에는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)가 마련되어 있다. 주변 회로(5 내지 8)는, 그 일부가 만곡부(11)에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 평탄부(13)에는, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보되는 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 이 고체 촬상 소자(1-4)는, 대좌(21b)에 의해 소자 칩(2)이 만곡부(11)의 볼록 곡면측에서 지지되고, 대좌(21b)의 개구(23) 내에 수지가 충전된 구성이 된다. 이 경우, 개구(23) 내에 충전한 수지에 의해 만곡부(11)의 형상이 확보된 것으로 된다.
[제1-4 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제1-4 실시 형태로도, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 대좌(21b)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 주연부는, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한, 소자 칩(2)을 만곡시킬 때에는, 대좌(21b)가 수축함으로써 대좌(21b)에 고정한 소자 칩(2)에 압축 응력이 가해진다. 이와 함께, 대좌(21b)의 개구(23) 내의 가스의 체적 수축에 의해 소자 칩(2)의 중앙부에 인장 응력이 가해진다. 이에 의해, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 만곡에 의해 소자 칩(2)의 중앙에 가해지는 압축 응력과 인장 응력이 서로 지워져서, 스트레스가 없이 소자 칩(2)을 만곡시키는 것이 가능해진다.
또한 만곡부(11)의 곡률은, 대좌(21b)에서의 평탄면(25)측의 내벽 형상, 대좌(21b)의 팽창 계수, 개구(23) 내에 밀폐된 가스의 체적(개구(23)의 용적), 나아가서는 배기계(37)로부터의 개구(23) 내의 가스의 배기에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제1-4 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-4)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-4)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
상술한 제1-1 실시 형태 내지 제1-4 실시 형태에서는, MOS형의 고체 촬상 소자를 갖는 소자 칩을 적용하였다. 그러나 본 개시는, CCD형의 고체 촬상 소자를 갖는 소자 칩을 적용하는 것도 가능하다. MOS형 고체 촬상 소자, CCD형 고체 촬상 소자의 어느 것이나, 이면 조사형 또는 표면 조사형을 적용할 수 있다. 본 개시된 실시의 형태에서는, 이면 조사형의 MOS형 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩을 이용한 때는, 수광면적이 증가되고, 보다 높은 감도의 향상이 도모될 수 있어 바람직하다.
이하, 1, 1-1 내지 1-9, 1-10[1-10A 내지 1-10D]은 고체 촬상 장치, 2, 2a는 소자 칩(고체 촬상칩), 3은 화소(광전 변환부), 4는 촬상 영역, 4a는 촬상면, 11은 만곡부, 13은 평탄부, 15는 칩측 전극, 21, 21a, 21b, 21c는 대좌, 23은 개구, 25는 평탄면, 31은 수지(접착제), w1은 개구 지름, 35는 접착제, 43은 대좌측 전극, 45는 이방성 도전 접착제, 51은 배기 홈, 55는 만곡 오목부, 91은 전자기기, 93은 광학계이다.
[제2-1 실시 형태의 제조 방법]
도 9는, 제2-1 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 9에 도시하는 제2-1 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제2-1 실시 형태의 제조 방법을 설명한다.
우선, 도 9A에 도시하는 바와 같이, 저판(27)에 의해 저부가 폐색된 대좌(21)의 개구(23) 내에, 미경화의 수지(31)를 충전한다. 이 수지(31)는, 예를 들면 열경화성 수지로 이루어지는 것으로 하고, 경화 수축률이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 여기서 이용하는 미경화의 수지(31)는, 경화 후에 대좌(21)와 소자 칩과의 접착제로서도 작용하는 것으로 한다. 이와 같은 수지(31)로서는, 예를 들면 에폭시계의 수지가 사용된다. 수지 재료는, 예를 들면 필러 함유량을 조정함에 의해, 경화 수축 1 내지 8% 정도 또는 이 이상으로 하여 사용할 수 있다.
개구(23) 내에의 수지(31)의 충전량은, 다음에 대좌(21)의 상부에 재치하는 소자 칩과 대좌(21)와의 접착제가 되는 정도로, 미리 대좌(21)의 평탄면(25)상에도 공급되는 정도인 것으로 한다. 또한 개구(23) 내에의 수지(31)의 충전량은, 이후에 대좌(21) 및 수지(31)를 가열한 경우에, 미경화의 수지(31)가 팽창하여 대좌(21)의 평탄면(25)상에도 수지(31)가 공급되는 정도라도 좋다.
다음에, 도 9B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)의 개구(23)를 막은 상태에서, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이때, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 개구(23)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣는다. 또한, 촬상 영역(4)의 주위를, 전둘레에 걸쳐서 대좌(21)의 평탄면(25)으로 지지시킨다. 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 대응하여 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋다. 또한, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 미경화의 수지(31)가 공급되어 있는 경우에는, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이의 전역에 미경화의 수지(31)를 접착제로서 끼워 지지시킨다.
이 상태에서, 수지(31)를 가열한다. 수지(31)의 가열은, 예를 들면 대좌(21)의 가열에 의해, 간접적으로 수지를 가열하여도 좋고, 또한 필요에 응하여 저판(27)도 가열하면 좋다. 또한, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 직접 소자 칩(2)을 재치한 경우에는, 이와 같은 가열의 과정에서의 미경화의 수지(31)의 팽창에 의해, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 수지(31)를 공급하여도 좋다. 이 경우라도, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이의 전역에 미경화의 수지(31)를 접착제로서 끼워 지지시킨다.
이상과 같은 수지(31)의 가열은, 소자 칩(2)에 영향이 미치는 일이 없는 범위에서, 또한 수지(31)의 경화가 시작되는 온도로 행하여, 수지(31)의 경화를 진행한다. 예를 들면, 수지(31)로서 상술한 에폭시 수지를 사용한 경우라면, 160℃로 1시간 정도의 가열을 행한다. 이와 같은 수지(31)의 경화에 의해, 소자 칩(2)이 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레가 평탄면(25)에 고정되어 있을 것이 중요하다.
또한, 수지(31)의 경화가 완료되기 전에서 수지(31)의 접착 작용을 얻을 수 있는 기간이라면, 수지(31)를 가열하는 과정에서, 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하는 순서라도 좋다.
이 경우, 우선 대좌(21)의 개구(23) 내에 수지(31)를 충전하고, 뒤이어 대좌(21)를 가열하여 대좌(21)와 함께 수지(31)를 팽창시킨다. 다음에, 수지(31)가 경화하기 전에 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치한 후, 소자 칩(2)에 영향이 미치는 일이 없는 범위에서, 또한 수지(31)의 경화가 시작되는 온도까지 수지(31)를 가열하여, 수지(31)의 경화를 진행한다.
그 후, 도 9C에 도시하는 바와 같이, 소자 칩(2)을 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정한 상태에서, 대좌(21)의 개구(23) 내에 충전한 수지(31)를 가열 상태로부터 상온까지 냉각한다. 이에 의해, 수지(31)의 경화 수축이 진행되어, 가열 전의 미경화의 상태보다도 더욱 체적이 수축한다.
이와 같은 수지(31)의 경화 수축에 의해, 소자 칩(2)에서 대좌(21)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 수지(31)가 충전되어 있는 개구(23)의 내부를 향하여 인장되어, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)는, 대좌(21)의 개구(23)의 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 수지(31)의 경화 수축에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다.
또한, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정시키기 위해서는, 평탄부(13)가 어느 정도면 이상의 폭으로 유지되도록, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정하는 것이 중요하다. 한 예로서 소자 칩(2)의 형상이, 외형 형상 4㎜×4㎜, 두께 15㎛ 정도이면, 소자 칩(2)의 전둘레에 평탄부(13)가 0.3㎜ 이상의 폭으로 남아 있도록 설정한다.
또한, 대좌(21)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에, 만곡할 때의 응력이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있다.
한편, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 주위는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남아 있다.
소자 칩(2)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률일 것이 바람직하고, 예를 들면 10% 내지 20% 정도, 한 예로서 17% 정도의 곡률인 것으로 한다. 이와 같은 곡률의 조정은, 개구(23)에서의 평탄면(25)측의 내벽 형상, 수지(31)의 경화시에 있어서의 체적 수축률(경화 수축률), 나아가서는 개구(23) 내에 충전하는 수지(31)의 체적에 의해 조정된다. 만곡부(11)의 곡률을 크게 하고 싶은 경우라면, 경화 수축률이 큰 수지(31)를 사용하던지, 개구(23)의 용적을 크게 하여 개구(23) 내에 충전하는 수지(31)의 체적을 증가시킨다. 또한 이들을 적절히 조합시켜서 사용한다.
또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면적이 큰 경우와 비교하여, 만곡부(11)의 저면적이 작을수록, 소자 칩(2)의 두께를 작게 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-1)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1)의 형성 후에는, 필요에 응하여 대좌(21) 및 수지(31)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 또한, 만곡부(11)의 형상을 유지할 수 있는 경우라면, 소자 칩(2)을 대좌(21) 및 수지(31)으로부터 박리시켜서 고체 촬상 소자(1-1)로 하여도 좋다. 이와 같은 소자 칩(2)의 박리를 용이하게 하기 위해, 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하기 전에, 소자 칩(2)의 이면(대좌(21)를 향하는 면)에 박리제를 도포하여 두어도 좋다. 또한, 대좌(21)와 소자 칩(2)과의 고정에는, 개구(23) 내에 충전한 열경화성의 수지(31)를 접착제로서 이용하였다. 그러나, 대좌(21)와 소자 칩(2)과의 고정에는, 개구(23) 내에 수지(31)와는 별도로, 광경화성 수지를 접착제로서 맞추어서 사용하여도 좋다. 이 경우, 팽창시킨 대좌(21)의 평탄면(25)상에, 장파장광의 조사에 의해 경화하는 광경화성 수지로 이루어지는 접착제를 끼워 지지시켜서 소자 칩(2)을 재치한다. 이 상태에서, 소자 칩(2)을 투과하는 파장의 광조사에 의해, 접착제를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서, 소자 칩(2)이 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 경우라면, 파장 700㎚ 정도나 이 이상의 장파장광을 이용한 광조사를 행한다. 이에 의해, 소자 칩(2)을 투과하여 광경화성 수지에 달한 장파장광에 의해 접착제가 경화한다.
[제2-1 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소자 칩(2)의 중앙부가 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성된 것으로 된다. 또한 이 만곡부(11)의 주연부로부터 연설된 평탄부(13)를 구비하고 있다. 평탄부(13)는 만곡부(11)의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있다.
이 만곡부(11)의 요곡면측에는, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 배치되어 있다. 이와 같은 만곡부(11)는, 이 고체 촬상 소자(1-1)와 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞추어, 이 상면 만곡에 따라서 광전 변환부가 배치되는 곡률인 것으로 한다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면은 원형인 것이 바람직하다.
또한 평탄부(13)에는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)가 마련되어 있다. 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄부(13)에 배치되고, 그 일부가 만곡부(11)에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 평탄부(13)에는, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보된다. 단, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자는, 평탄부(13)에 마련되는 것으로 한정되는 일은 없고, 만곡부(11)에 배치되어도 좋고, 나아가서는 만곡부(11)에서의 볼록 곡면측에 인출되어도 좋다.
또한, 이 고체 촬상 소자(1-1)는, 상술한 대좌(21)의 개구(23) 내에 소자 칩(2)의 만곡부(11)를 삽입시킨 상태에서, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 볼록 곡면측에 대좌(21)가 접착되어 있다. 소자 칩(2)과 대좌(21)는, 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이에 끼워져 지지된 수지(31)를 접착제로 하여, 만곡부(11)를 둘러싸는 전둘레에 있어서 고정되어 있는 것으로 한다. 또한, 대좌(21)의 개구(23)에는 수지(31)가 충전되고, 이 수지(31)에 의해 만곡부(11)의 형상이 확보되어 있다.
[제2-1 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제2-1 실시 형태에 의하면, 대좌(21)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 소자 칩(2)의 주연부는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한 만곡부(11)의 곡률은, 개구(23) 내에 충전하는 수지(31)의 경화 수축률 및 수지(31)의 체적(개구(23)의 용적)에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제2-1 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고, 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-1)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-1)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
≪3. 제2-2 실시 형태(감압에 의해 소자 칩을 만곡시키는 예)≫
[제2-2 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
본 제2-2 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌(21)는, 제2-1 실시 형태에서 도 2를 이용하여 설명하는 대좌(21)와 마찬가지의 것이 사용되고, 또한 개구(23) 내를 배기 가능한 배기계가 부착되는 것으로 한다. 이 배기계는, 예를 들면 대좌(21)의 개구(23)를 한쪽에서 폐색하는 저판(27)측부터 개구(23) 내의 가스를 배기하는 구성이라도 좋다. 또한, 배기를 위한 구멍부를 대좌(21)나 대좌(21)와 저판(27)과의 사이에 마련하고, 이 구멍부로부터 개구(23) 내의 가스를 배기하는 구성이라도 좋다.
[제2-2 실시 형태의 제조 방법]
도 10A 내지 도 10C는, 제2-2 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 이하, 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
우선 도 10A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(27)을 배치하고, 대좌(21)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하여 둔다. 이 상태에서, 상술한 개구(23) 내의 가스를 배기하는 배기계(33)를, 예를 들면 저판(27)에 마련하고 둔다.
뒤이어, 도 10B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)의 개구(23)를 막은 상태에서, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이 소자 칩(2)에서의 대좌(21)에의 재치면측에는, 예를 들면 열경화성 수지 또는 광경화성 수지로 이루어지는 접착제(35)를 배치한다. 도시한 바와 같이, 접착제(35)는 소자 칩(2)에서의 대좌(21)에의 재치면측의 전면에 배치하여도 좋고, 대좌(21)의 평탄면(25)에 대응시켜서 소자 칩(2)의 주연만에 배치하여도 좋다. 단, 개구(23)를 둘러싸는 전둘레에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이에 접착제(35)가 끼워져 지지되는 것이 중요하다.
이때, 개구(23)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣고, 접착제(35)를 통하여 촬상 영역(4)의 주위를, 전면에 걸쳐서 대좌(21)의 평탄면(25)으로 지지시킨다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치되는 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 대응하여 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다.
이 상태에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 소자 칩(2)과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제(35)에 의해, 소자 칩(2)을 대좌(21)의 평탄면(25)상에 고정한다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 예를 들면, 접착제(35)로서 열경화성 수지를 사용한 경우에는, 열처리에 의해 접착제(35)를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서 에폭시 수지를 사용한 경우라면, 160℃, 15분 정도의 가열 처리를 행한다. 한편, 접착제(35)로서 광경화성 수지를 사용한 경우에는, 소자 칩(2)을 투과하는 파장의 광조사에 의해 접착제(35)를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서, 소자 칩(2)이 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 경우라면, 파장 700㎚ 정도나 이 이상의 장파장광을 이용한 광조사를 행한다. 이상에 의해, 소자 칩(2)과 저판(27)에 의해, 대좌(21)의 개구(23)를 밀폐한다.
다음에, 도 10C에 도시하는 바와 같이, 밀폐된 대좌(21)의 개구(23) 내의 가스를, 배기계(33)를 이용하여 배기한다. 이에 의해, 소자 칩(2)에서 대좌(21)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)는, 대좌(21)의 개구(23)의 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 개구(23) 내의 배기에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정함에 의해 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정하는 것이 중요함은, 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다. 또한 이와 같은 효과는, 개구(23)가 원형이라면 더욱 확실하다.
또한, 대좌(21)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있음은, 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2)에서의 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도, 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 곡률의 조정은, 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 개구(23) 내의 압력에 의해 조정된다. 만곡부(11)의 곡률을 크게 하고 싶은 경우라면, 소자 칩(2)을 사이에 두고 개구(23) 내외의 압력차를 크게 하면 좋다. 또한, 개구(23) 내를 감압으로 하는 다른 방법으로서, 배기계(33)을 마련하지 않고 진공 챔버를 이용하는 방법이 있다. 이 경우, 진공 챔버 내에서 대좌(21)상에 소자 칩(2)을 재치한 상태로 하고, 상기 진공 챔버 내를 감압함으로써 대좌(21)의 개구(23) 내도 감압하고, 이 상태에서 팽창시킨 대좌(21)에 대해 소자 칩(2)을 팽팽하게 붙여서 개구(23) 내를 밀폐 상태로 한다. 그 후, 대좌(21)와 소자 칩(2)을 대기 방출함에 의해, 대좌(21)의 개구(23) 내를 향하여 만곡시킨다. 또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋음은, 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-2)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-2)의 형성 후에는, 필요에 응하여 대좌(21)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 또한 만곡부(11)의 형상을 안정화시키기 위해, 저판(27)을 떼어낸 후에 개구(23) 내에 수지를 충전하여 경화시켜서도 좋다. 한편, 만곡부(11)의 형상을 유지할 수 있는 경우라면, 소자 칩(2)을 대좌(21)로부터 박리시켜서도 좋다. 이와 같은 소자 칩(2)의 박리를 용이하게 하기 위해, 대좌(21)에 소자 칩(2)을 재치하기 전에, 소자 칩(2)의 이면(대좌(21)를 향하는 면)에 박리제를 도포하여 두어도 좋다.
[제2-2 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-2)는, 제2-1 실시 형태의 고체 촬상 소자에 있어서, 대좌(21)의 개구(23) 내를 공간부로 한 것으로 된다. 또한, 제조 공정에서 개구(23) 내를 배기 또는 감압하고, 저판(27)을 패키지로서 그대로 남긴 상태에서는, 개구(23) 내는 감압 분위기로 유지된다. 단, 대좌(21)의 개구(23) 내에 수지를 충전한 경우에는, 제2-1 실시 형태의 고체 촬상 소자와 마찬가지로, 개구(23) 내가 수지로 매입된 것으로 된다.
[제2-2 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제2-2 실시 형태에 의하면, 제2-1 실시 형태와 마찬가지로, 대좌(21)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 소자 칩(2)의 주연부는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한, 만곡부(11)의 곡률은, 소자 칩(2)을 사이에 두고서의 개구(23) 내외의 압력차에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제2-2 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-2)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 제2-1 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-2)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
≪4. 제2-3 실시 형태(대좌를 패키지로서 이용하는 예)≫
[제2-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
도 11A 및 도 11B는, 제2-3 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도이다. 이 도면에 도시하는 대좌(21a)가, 제2-1 실시 형태 및 제2-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌와 다른 점은, 대좌(21a)가 패키지로서 기능하는 구성이고, 평탄면(25)에 대좌측 전극(43)이 마련되어 있는 점에 있다.
즉 이 대좌(21a)는, 제2-1 실시 형태 및 제2-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌(21)를 대좌 본체(21)로 하고, 그 평탄면(25)에 대좌측 전극(43)을 배치한 구성이다. 이 대좌측 전극(43)은, 다음에 설명하는 소자 칩에 마련된 칩측 전극에 대응하여 배치되고, 평탄면(25)에 매입된 상태에서 배치되어 있다. 즉, 대좌측 전극(43)의 표면은, 평탄면(25)의 일부를 구성하고 있는 것이다. 이와 같은 대좌측 전극(43)은, 대좌(21a)의 평탄면(25)으로부터 인출되고, 또한 외부의 부재에 접속되는 구성으로 되어 있다. 또한, 대좌측 전극(43)은, 개구(13)에서의 평탄면(25)측의 내벽에 마련하여도 좋다.
또한, 대좌 본체(21)가 도전성 재료를 사용하여 구성되어 있는 경우라면, 대좌 본체(21)의 평탄면(25)측은 절연막으로 구성되고, 이 절연막에 매입된 상태에서 대좌측 전극(43)이 배치되고, 각 대좌측 전극(43)은 각각 절연성이 유지되어 있는 것으로 한다.
또한 이 대좌(21a)에는, 개구(23) 내를 배기 가능한 배기계(33)가 부착된 것으로 한다. 이 배기계(33)는, 예를 들면 대좌(21)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하는 저판(27)측부터 개구(23) 내의 가스를 배기하는 구성이라도 좋다. 또한, 배기를 위한 구멍부를 대좌(21)나 대좌(21)와 저판(27)과의 사이에 마련하고, 이 구멍부로부터 개구(23) 내의 가스를 배기하는 구성이라도 좋다.
[제2-3 실시 형태의 제조 방법]
도 12A 내지 도 12C는, 제2-3 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 12에 도시하는 제2-3 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21a)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
우선, 도 12A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21a)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(27)을 배치하고, 대좌(21a)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하여 둔다.
다음에, 대좌(21a)에 소자 칩(2a)을 재치한다. 여기서 이용하는 소자 칩(2a)은, 촬상 영역(4) 및 주변 회로(5 내지 8)가 마련된 표면과 반대의 이면측에, 칩측 전극(15)을 구비하고 있다. 이들의 칩측 전극(15)은, 촬상 영역(4)이나 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출된 것이고, 대좌측 전극(43)에 대응하는 위치, 예를 들면 소자 칩(2a)에서의 주연부분에 배치되어 있다.
또한 이와 같은 소자 칩(2a)에서의 칩측 전극(15)의 배치면측에는, 이방성 도전 접착제(45)를 배치한다. 이방성 도전 접착제(45)는, 예를 들면 열경화성 수지 또는 광경화성 수지에 도전성 미립자를 분산시킨 구성이다. 도시한 바와 같이, 이 이방성 도전 접착제(45)는 소자 칩(2a)에서의 칩측 전극(15)의 배치면의 전면에 배치하여도 좋고, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 대응시켜서 소자 칩(2a)의 주연만에 배치하여도 좋다. 단, 개구(23)를 둘러싸는 전둘레에서, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 이방성 도전 접착제(45)가 끼워져 지지되는 것이 중요하다.
이상과 같은 소자 칩(2a)은, 대좌(21a)의 개구(23)를 막은 상태에서, 소자 칩(2a)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21a)의 평탄면(25)상에 재치된다. 이에 의해, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 이방성 도전 접착제(45)를 끼워 지지시킨다.
이때, 소자 칩(2a)에 마련된 칩측 전극(15)과, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 마련된 대좌측 전극(43)이 1 : 1로 대향 배치되도록, 대좌(21a)에 대해 소자 칩(2a)을 위치맞춤한다. 또한, 대좌(21a)의 개구(23)의 범위 내에, 소자 칩(2a)의 촬상 영역(4)을 넣고, 촬상 영역(4)의 주연부분을 이방성 도전 접착제(45)를 통하여 대좌(21a)의 평탄면(25)으로 지지한다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 각 실시 형태와 마찬가지이다.
이 상태에서, 도 12B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 끼워 지지시킨 이방성 도전 접착제(45)에 의해, 소자 칩(2a)을 대좌(21a)의 평탄면(25)상에 고정한다. 이때, 소자 칩(2a)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 예를 들면, 이방성 도전 접착제(45)로서 열경화성 수지를 사용한 경우에는, 열처리에 의해 열경화성 수지를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서 에폭시 수지를 사용한 경우라면, 160℃, 15분 정도의 가열 처리를 행한다. 한편, 이방성 도전 접착제(45)로서 광경화성 수지를 사용한 경우에는, 소자 칩(2a)을 투과하는 파장의 광조사에 의해 광경화성 수지를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서, 소자 칩(2a)이 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 경우라면, 파장 700㎚ 정도나 이 이상의 장파장광을 이용한 광조사를 행한다. 이상에 의해, 소자 칩(2a)과 저판(27)에 의해, 대좌(21a)의 개구(23)를 밀폐한다. 또한, 이방성 도전 접착제(45)에 의해, 대좌측 전극(43)과 칩측 전극(15)을 접속한다.
다음에, 도 12C에 도시하는 바와 같이, 밀폐된 대좌(21a)의 개구(23) 내의 가스를, 배기계(33)을 이용하여 배기한다. 이에 의해, 소자 칩(2a)에서 대좌(21a)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)는, 대좌(21a)의 개구(23)의 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2a)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2a)의 중앙 부분에 대해, 개구(23) 내의 배기에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 소자 칩(2a)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정함에 의해 소자 칩(2a)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정하는 것이 중요함은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 또한 이와 같은 효과는, 개구(23)가 원형이라면 더욱 확실하다.
또한, 대좌(21a)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2a) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2a)의 균열을 방지할 수 있음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2a)에서의 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2a)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2a)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 곡률의 조정은, 제2-2 실시 형태와 마찬가지이고, 주로 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 및 개구(23) 내의 압력에 의해 조정된다. 만곡부(11)의 곡률을 크게 하고 싶은 경우라면, 소자 칩(2a)을 통하여 개구(23) 내외의 압력차를 크게 하면 좋다. 또한, 소자 칩(2a)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2a)의 두께를 조정하여도 좋음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 개구(23) 내를 감압하여 체적 수축시킴으로써 소자 칩(2a)을 만곡시키는 다른 방법으로서, 대좌(21)와 소자 칩(2a)을 감압 상태에서 접합한 후에 대기 방출하는 방법을 적용하여도 좋음은 제2-2 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-3)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-3)의 형성 후에는, 필요에 응하여 대좌(21a)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 또한 만곡부(11)의 형상을 안정화시키기 위해, 저판(27)을 떼어낸 후에 개구(23) 내에 수지를 충전하여 경화시켜서도 좋다.
[제2-3 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-3)는, 소자 칩(2a)에서의 만곡부(11)의 볼록 곡면측에, 상술한 대좌(21a)가 패키지로서 접착된 것으로 된다. 소자 칩(2a)은, 제2-1 실시 형태의 고체 촬상 소자(1-1)의 소자 칩(2)에 대해, 칩측 전극(15)을 마련한 것으로 된다. 이 칩측 전극(15)은, 평탄부(13)에서 촬상 영역(4) 및 주변 회로(5 내지 8)가 마련된 표면과 반대의 이면측에 배치되고, 패키지가 되는 대좌(21a)에 배치한 대좌측 전극(43)에 대해 1 : 1로 접속되어 있다. 칩측 전극(15)과 대좌측 전극(43)과의 접속은, 대좌(21a)의 평탄면(25)과 소자 칩(2a)과의 사이에 끼워져 지지된 이방성 도전 접착제(45)에 의해 이루어져 있다. 또한, 제조 공정에서 개구(23) 내를 배기 또는 감압하고, 저판(27)을 패키지로서 그대로 남긴 상태에서는, 개구(23) 내는 감압 분위기로 유지된다.
[제2-3 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제2-3 실시 형태로도, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 대좌(21a)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2a)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2a)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 소자 칩(2a)의 주연부는, 대좌(21a)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2a)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한 만곡부(11)의 곡률은, 소자 칩(2a)을 사이에 두고서의 개구(23) 내외의 압력차에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제2-3 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2a)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-3)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-3)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또한 본 제2-3 실시 형태에 의하면, 대좌(21a)를 패키지로서 이용함에 의해, 소자 칩(2a)과 외부 단자로서 대좌측 전극(43)부의 패키지를 조립하는 공정을 삭감하는 것이 가능하다. 또한 소자 칩(2a)이 평탄부(13)에서의 촬상 영역(4)이 배치된 면측에, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수도 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보된다.
또한, 본 제2-3 실시 형태는, 제2-1 실시 형태에서 설명한 수지의 경화 수축에 의해 만곡부를 형성하는 방법과 조합시키는 것도 가능하다. 이 경우, 제2-1 실시 형태에서 사용한 수지로서, 경화 수축성을 갖는 이방성 도전 접착제를 사용하는 것으로 한다.
≪5. 제2-4 실시 형태(진공 흡착에 의해 대좌에 소자 칩을 고정하는 예)≫
[제2-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
도 13A 및 도 13B는, 제2-4 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도이다. 도 13A 및 도 13B에 도시하는 대좌(21b)가, 제2-1 실시 형태 및 제2-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌와 다른 점은, 대좌(21b)가 소자 칩을 고정하기 위한 배기 홈(51)을 구비하고 있는 점에 있고, 다른 구성은 마찬가지인 것으로 한다.
즉, 이 대좌(21b)는, 제2-1 실시 형태 및 제2-2 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌(21)를 대좌 본체(21)로 하고, 그 평탄면(25)에 배기 홈(51)을 구비하고 있다. 배기 홈(51)은, 대좌(21b)에서 개구(23)의 전둘레를 둘러싸는 상태로 마련되어 있다. 이 배기 홈(51)에는, 배기계(53)가 접속되고, 배기 홈(51) 내의 가스를 배기하는 구성으로 되어 있다.
[제2-4 실시 형태의 제조 방법]
도 14A 및 도 14B는, 제2-4 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 14A 및 도 14B에 도시하는 제2-4 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21b)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
우선 도 14A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21b)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(27)을 배치하고, 대좌(21b)의 개구(23)를 일방측부터 폐색하여 둔다.
뒤이어, 대좌(21b)의 개구(23)를 막은 상태에서, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21b)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이때, 개구(23)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣고, 촬상 영역(4)의 주연부분을 대좌(21b)의 평탄면(25)으로 지지한다. 또한, 소자 칩(2)에 의해, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 마련한 배기 홈(51)의 전면을 막는다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
이 상태에서, 배기 홈(51) 내의 가스를 배기계(53)에 의해 배기하여, 배기 홈(51) 내를 감압하고, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 소자 칩(2)을 진공 흡착에 의해 고정한다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 이에 의해, 소자 칩(2)과 저판(27)에 의해, 대좌(21b)의 개구(23)를 밀폐한다.
다음에, 도 14B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21b)에 대해 소자 칩(2)의 진공 흡착에 의한 고정을 유지하면서, 밀폐된 대좌(21b)의 개구(23) 내의 가스를, 배기계(33)을 이용하여 배기한다. 이에 의해, 대좌(21b)의 개구(23)에 대응하여 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)는, 대좌(21b)의 개구(23)의 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서 원형을 저부로 하는 3차원의 만곡이 형성되게 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 개구(23) 내의 배기에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 폭(w1)을 조정함에 의해 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정하는 것이 중요함은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 또한 이와 같은 효과는, 개구(23)가 원형이라면 더욱 확실하다.
또한, 대좌(21b)의 개구(23)의 내벽을 테이퍼 형상으로 하고, 또한 개구(23)의 에지 부분을 볼록 곡면으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2)에서 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 곡률의 조정은, 제2-2 실시 형태 및 제2-3 실시 형태와 마찬가지이고, 주로 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 내벽 형상, 및 개구(23) 내의 압력에 의해 조정된다. 만곡부(11)의 곡률을 크게 하고 싶은 경우라면, 소자 칩(2)을 사이에 두고 개구(23) 내외의 압력차를 크게 하면 좋다. 또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 개구(23) 내를 감압하여 체적 수축시킴으로써 소자 칩(2)을 만곡시키는 다른 방법으로서, 대좌(21b)와 소자 칩(2)을 감압 상태에서 접합한 후에 대기 방출하는 방법을 적용하여도 좋음은 제2-2 실시 형태 및 제2-3 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-4)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-4)의 형성 후에는, 또한 만곡부(11)의 형상을 안정화시키기 위해, 대좌(21b)에 소자 칩(2)을 진공 흡착시킨 상태에서 저판(27)을 떼어내고, 개구(23) 내에 수지를 충전하여 경화시킴에 의해 대좌(21b)와 소자 칩(2)을 일체화하여도 좋다. 이 경우, 대좌(21b)와 소자 칩(2)을 일체화한 후, 대좌(21b)를 이면측부터 박형화하여도 좋다. 한편, 만곡부(11)의 형상을 유지할 수 있는 경우라면, 소자 칩(2)과 대좌(21b)를 일체화시킬 필요는 없고, 대좌(21b)로부터 소자 칩(2)을 떼어내서 고체 촬상 소자로서 이용하여도 좋다.
[제2-4 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-4)는, 소자 칩(2)의 중앙부가 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성된 것으로 된다. 또한 이 만곡부(11)의 주연부로부터 연설된 평탄부(13)를 구비하고 있다. 평탄부(13)는 만곡부(11)의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있다.
이 만곡부(11)의 요곡면측에는, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 배치되어 있다. 이와 같은 만곡부(11)는, 이 고체 촬상 소자(1-4)와 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞추어, 이 상면 만곡에 따라서 광전 변환부가 배치되는 곡률인 것으로 한다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면은 원형인 것이 바람직하다.
또한 평탄부(13)에는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)가 마련되어 있다. 주변 회로(5 내지 8)는, 그 일부가 만곡부(11)에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 평탄부(13)에는, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보되는 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 이 고체 촬상 소자(1-4)는, 대좌(21b)에 의해 소자 칩(2)이 만곡부(11)의 볼록 곡면측에서 지지되고, 대좌(21b)의 개구(23) 내에 수지가 충전된 구성이 된다. 이 경우, 개구(23) 내에 충전한 수지에 의해 만곡부(11)의 형상이 확보된 것으로 된다.
[제2-4 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제2-4 실시 형태로도, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 대좌(21b)에서, 개구(23)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 개구(23)를 막아서 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 주연부는, 대좌(21b)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한 만곡부(11)의 곡률은, 소자 칩(2)을 사이에 두고서의 개구(23) 내외의 압력차에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제2-4 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-4)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-4)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
≪6. 제2-5 실시 형태(대좌의 형상으로 만곡부의 형상을 제어하는 예)≫
[제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 구성]
도 15A 및 도 15B는, 제2-5 실시 형태의 제조 방법에 이용하는 대좌의 단면도 및 평면도이다. 도 15A 및 도 15B에 도시하는 대좌(21c)가, 다른 실시 형태의 제조 방법에서 이용한 대좌와 다른 점은, 대좌(21c)의 개구의 형상에 있고 다른 구성은 마찬가지인 것으로 한다.
즉, 이 대좌(21c)는, 그 중벽이 3차원으로 만곡한 요곡면으로서 형성된 만곡 오목부(55)로 되어 있다. 만곡 오목부(55)가 마련된 대좌(21c)의 한쪽의 면은, 만곡 오목부(55)의 주위의 평탄면(25)으로서 정형되어 있다.
만곡 오목부(55)는, 여기서 제작하는 고체 촬상 소자과 조합시켜서 이용되는 렌즈 및 복수의 렌즈를 조합시킨 광학계의 상면 만곡(렌즈 수차)에 맞춘 형상을 갖는 것으로 한다. 이와 같은 만곡 오목부(55)의 곡률은, 예를 들면 10% 내지 20% 정도, 한 예로서 17% 정도인 것으로 한다. 또한, 만곡 오목부(55)의 요곡면과 평탄면(25)의 연장면이 이루는 각도(θ)는, θ=90°미만이고, 한 예로서 θ=45°정도인 것이 바람직하다. 또한, 만곡 오목부(55)의 개구 폭(w1)은, 도 1을 이용하여 설명한 소자 칩(2)의 촬상 영역(4)이 만곡 오목부(55)의 범위 내에 넣어지는 정도인 것으로 한다.
이와 같은 만곡 오목부(55)에는, 만곡 오목부(55) 내를 배기 가능한 배기계의 배기구(57)가 마련되어 있는 것으로 한다. 이 배기구(57)는, 예를 들면 만곡 오목부(55)의 중앙부에 마련되어 있는 것으로 한다. 또한, 배기구(57)의 배치는, 이것으로 한정되는 일은 없고, 다음에 설명하는 소자 칩(2)을 만곡 오목부(55)에 따라서 만곡 가능하도록, 만곡 오목부(55)에서의 배기구(57)의 배치 상태를 설정하는 것이 중요하다.
이 때문에 예를 들면 도 16A에 도시하는 바와 같이, 만곡 오목부(55)의 전체에, 배기계에 접속된 복수의 배기구(57)을 분산하여 배치하여도 좋다. 또한 도 16B에 도시하는 바와 같이, 배기계에 접속된 배기구(57)을 만곡 오목부(55)의 중앙에 마련하고, 이 배기구(57)에 연통시킨 배기 홈(59)을 만곡 오목부(55)의 전체에 마련하여도 좋다.
평탄면(25)은, 이상과 같은 만곡 오목부(55)의 전둘레에 걸쳐서 마련되어 있다. 이 평탄면(25)은, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 적어도 도 1을 이용하여 설명한 소자 칩(2)의 촬상 영역(4)이, 개구가 되는 만곡 오목부(55)의 범위 내에 들어가도록, 상기 소자 칩(2)의 주연을 지지하는 폭(w2)를 갖고 있다. 이와 같은 평탄면(25)의 외주의 전둘레 또는 일부는, 소자 칩(2)을 재치하는 경우의 위치맞춤을 용이하게 하기 위해, 평탄면(25)보다도 높은 면으로서 구성하여도 좋다. 또한, 이와 같은 위치맞춤이 불필요한 경우에는, 대좌(21c)의 한쪽의 면의 전면을 동일 높이의 평탄면(25)으로 하여도 좋다.
이와 같은 평탄면에는, 예를 들면 앞의 제2-4 실시 형태에서 설명한 대좌(21b)와 마찬가지의 배기 홈(51)을 구비하고 있다. 배기 홈(51)은, 대좌(21c)에서의 만곡 오목부(55)의 전둘레를 둘러싸는 상태로 마련되어 있다. 이 배기 홈(51)에는, 배기계(53)가 접속되어, 배기 홈(51) 내의 가스를 배기하는 구성으로 되어 있다.
이와 같은 대좌(21c)는, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 구성 재료가 특히 한정되는 일은 없다.
[제2-5 실시 형태의 제조 방법]
도 17A 내지 도 17C는, 제2-5 실시 형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 설명하는 단면 공정도이다. 도 17에 도시하는 제2-5 실시 형태의 제조 방법은, 상기 구성의 대좌(21c)를 이용한 고체 촬상 소자의 제조 방법이고, 이하 이 도면에 의거하여 제조 방법을 설명한다.
우선 도 17A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21c)의 만곡 오목부(55)를 막은 상태에서, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 형성면(즉, 광전 변환부의 형성면)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21c)의 평탄면(25)상에 소자 칩(2)을 재치한다. 이 소자 칩(2)에서의 대좌(21c)에의 재치면측에는, 예를 들면 열경화성 수지 또는 광경화성 수지로 이루어지는 접착제(35)를 배치한다. 도시한 바와 같이, 접착제(35)는 소자 칩(2)에서의 대좌(21c)에의 재치면측의 전면에 배치한다.
이때, 만곡 오목부(55)의 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣고, 접착제(35)를 통하여 촬상 영역(4)의 주위를, 전면에 걸쳐서 대좌(21c)의 평탄면(25)으로 지지시킨다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 대응하여 배치되고, 일부가 만곡 오목부(55)의 범위 내에 배치되어도 좋음은, 상술한 제2-1 실시 형태와 마찬가지이다.
이 상태에서, 배기 홈(51) 내의 가스를 배기계(53)에 의해 배기하여, 배기 홈(51) 내를 감압하고, 대좌(21c)의 평탄면(25)에 소자 칩(2)을 진공 흡착에 의해 고정한다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 이에 의해, 대좌(21c)의 만곡 오목부(55)를 밀폐한다.
다음에, 도 17B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21c)에 대해 소자 칩(2)의 진공 흡착에 의한 고정을 유지하면서, 밀폐된 대좌(21c)의 만곡 오목부(55) 내의 가스를, 배기구(57)로부터 배기한다. 이에 의해, 소자 칩(2)에서의 대좌(21c)의 만곡 오목부(55)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 만곡 오목부(55)의 내부를 향하여 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)는, 대좌(21c)의 만곡 오목부(55)의 형상에 따른 만곡 형상으로 된다. 이때, 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 만곡 오목부(55)에 대응하는 소자 칩(2)의 중앙 부분에 대해, 만곡 오목부(55) 내의 배기에 의한 응력을 균등하게 가할 수 있다. 이에 의해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 소자 칩(2)의 외형 형상에 대해 만곡 오목부(55)의 폭(w1)을 조정함에 의해 소자 칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정하는 것이 중요함은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 대좌(21c)의 만곡 오목부(55)의 내벽은 평탄면(25)에 대해 테이퍼 형상이기 때문에, 만곡 오목부(55)의 에지에 대응하는 소자 칩(2) 부분에 만곡할 때의 힘이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 소자 칩(2)의 균열을 방지할 수 있음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 소자 칩(2)에서 만곡부(11)의 주변부는, 대좌(21c)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남겨지는 것도 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
소자 칩(2)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 소자 칩(2)과 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞춘 곡률인 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 이와 같은 곡률의 조정은, 만곡 오목부(55)의 내벽 형상에 의해 제어된다. 또한, 소자 칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 소자 칩(2)의 두께를 조정하여도 좋음은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 만곡 오목부(55)와 소자 칩(2)과의 사이를 감압하여 체적 수축시킴으로써 소자 칩(2)을 만곡시키는 다른 방법으로서, 대좌(21c)와 소자 칩(2)을 감압 상태에서 접합한 후에 대기 방출하는 방법을 적용하여도 좋음은 제2 내지 제2-4 실시 형태와 마찬가지이다.
그 후는 도 17C에 도시하는 바와 같이, 대좌(21c)의 평탄면(25) 및 만곡 오목부(55)와, 소자 칩(2)과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제(35)에 의해, 소자 칩(2)을 대좌(21c)에 고정한다. 이때, 예를 들면, 접착제(35)로서 열경화성 수지를 사용한 경우에는, 열처리에 의해 접착제(35)를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서 에폭시 수지를 사용한 경우라면, 160℃, 15분 정도의 가열 처리를 행한다. 한편, 접착제(35)로서 광경화성 수지를 사용한 경우에는, 소자 칩(2)을 투과하는 파장의 광조사에 의해 접착제(35)를 경화시켜서 상기 고정을 행한다. 한 예로서, 소자 칩(2)이 단결정 실리콘으로 구성되어 있는 경우라면, 파장 700㎚ 정도나 이 이상의 장파장광을 이용한 광조사를 행한다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 고체 촬상 소자(1-5)를 형성한다. 고체 촬상 소자(1-5)의 형성 후에는, 대좌(21c)를 이면측부터 박형화하여도 좋다.
[제2-5 실시 형태의 고체 촬상 소자]
이상의 순서로 얻어진 고체 촬상 소자(1-5)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소자 칩(2)의 중앙부가 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 구성된 것으로 된다. 또한 이 만곡부(11)의 주연부로부터 연설된 평탄부(13)를 구비하고 있다. 평탄부(13)는 만곡부(11)의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있다.
이 만곡부(11)의 요곡면측에는, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 배치되어 있다. 이와 같은 만곡부(11)는, 이 고체 촬상 소자(1-5)와 조합시켜서 이용되는 렌즈 등의 광학계의 상면 만곡에 맞추어, 이 상면 만곡에 따라서 광전 변환부가 배치되는 곡률인 것으로 한다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면은 원형인 것이 바람직하다.
또한 평탄부(13)에는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치된 주변 회로(5 내지 8)가 마련되어 있다. 주변 회로(5 내지 8)는, 그 일부가 만곡부(11)에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 평탄부(13)에는, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보되는 것은, 다른 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 이 고체 촬상 소자(1-5)는, 만곡 오목부(55)를 갖는 대좌(21c)에 의해 소자 칩(2)이 만곡부(11)의 볼록 곡면측에서 지지되고, 만곡부(11)의 형상이 만곡 오목부(55)에 의해 확보된 것으로 된다.
[제2-5 실시 형태의 효과]
이상과 같은 제2-5 실시 형태에서는, 대좌(21c)에서, 만곡 오목부(55)의 주위의 평탄면(25)에 소자 칩(2)의 주연을 고정한 상태에서, 상기 만곡 오목부(55)에 대응하여 배치된 소자 칩(2)의 중앙 부분만이 3차원으로 만곡된다. 이 만곡에 의해 형성된 만곡부(11)의 둘레 단부터 연속하는 주연부는, 대좌(21c)의 평탄면(25)에 고정된 평탄부(13)로서 남겨진다. 따라서 다른 실시 형태와 마찬가지로, 소자 칩(2)의 주연부를, 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기는 것이 가능해진다.
또한 만곡부(11)의 곡률은, 대좌(21c)에 형성한 만곡 오목부(55)의 형상에 의해 조정 가능하다. 이 때문에, 만곡부(11)의 곡률을 고정밀도이면서 광범위하게 제어하는 것이 가능하다.
이상으로 본 제2-5 실시 형태에 의하면, 소자 칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 중앙부만을 3차원의 만곡부(11)로서 형성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-5)를 제조하는 것이 가능해진다. 이 결과, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 고체 촬상 소자(1-5)의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 본 제2-5 실시 형태는, 제2-3 실시 형태에서 설명한 대좌를 패키지로서 이용하는 방법과 조합시키는 것도 가능하다. 이 경우, 본 제2-5 실시 형태에서 이용한 대좌(21c)에 대좌측 전극을 형성하고, 소자 칩(2)에서의 촬상 영역(4)과 반대측의 면에 칩측 전극을 형성하고, 또한 접착제(35)로서 이방성 도전 접착제를 사용하는 것으로 한다.
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 전자기기에 의하면, 상술한 제2-1 실시 형태 내지 제2-5 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 3차원 만곡부를 구비하면서도 크랙 발생이 없는 고체 촬상 소자를 이용함에 의해, 이 고체 촬상 소자를 이용한 전자기기의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
이하, 131은 제어부, 131-1은 마그넷, 131-2는 전자석, 131-3은 흡인 제어부, 131-5는 흡인 장치, 131-7은 자력 제어부, 133은 자성막, 134는 접착층, 65, 66은 코일, 68은 금속막, 91은 카메라, 92는 고체 촬상 장치, 93은 광학 렌즈계, 94는 셔터 장치, 95는 구동 회로, 96은 신호 처리 회로를 나타낸다.
<제3-1 실시의 형태>
[고체 촬상 장치에 적용되는 대좌의 구성례]
우선, 도 18A 및 도 18B를 이용하여 고체 촬상 장치의 구성 요소인 대좌의 한 예를 설명한다. 도 18A는 대좌의 단면도, 도 18B는 대좌의 평면도이다. 대좌(21)는, 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩을 지지하고, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역을 포함하는 영역을 만곡부에 형성하는 대좌가 된다. 만곡부의 요곡면측에, 촬상 영역의 촬상면이 형성되고, 이 촬상면은, 촬상칩과 조합되는 촬상 렌즈의 상면 만곡(렌즈 수차)에 대응한 요곡면이 된다.
즉, 대좌(21)는, 중앙에 개구(23)를 갖고 있다. 개구(23)가 마련된 대좌(21)의 한쪽의 면은 개구(23)의 주위의 평탄면(25)으로서 정형되어 있다. 개구(23)는, 대좌(21)에 지지되는 촬상칩(2)과 조합되는 광학 렌즈(촬상 렌즈)의 상면 만곡(렌즈 수차)에 맞춘 외형 형상을 갖는 것으로 한다. 통상의 외형 형상이 원형의 렌즈를 이용한 경우라면, 개구(23)의 평면시적으로 본 개구 형상은, 원형(정원)인 것이 바람직하고, 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이라도 좋다. 또한, 개구(23)는, 평탄면(25)측의 개구연(opening edge)에서, 평탄면(25)을 향하여 개구 지름이 넓어지는 테이퍼 형상을 갖고 있다. 개구(23)의 테이퍼면과 평탄면(25)의 연장면이 이루는 각도(θ)는, θ=90°미만이고, 한 예로서 θ=45°정도인 것이 바람직하다. 또한, 평탄면(25)측에서의 개구(23)의 개구 폭(w1)은, 도 1의 촬상칩(2)의 촬상 영역(4)이 개구(23)의 범위 내에 들어가는 정도인 것으로 한다.
평탄면(25)은, 개구(23)의 전둘레에 걸쳐서 마련된다. 이 평탄면(25)은, 적어도 도 1의 촬상칩의 촬상 영역(4)이, 개구(23)의 범위 내에 들어가도록, 상기 촬상칩(2)의 주연을 지지하는 폭(w2)를 갖고 있다. 이와 같은 평탄면(25)의 외주의 전둘레 또는 일부는, 촬상칩(2)을 재치하는 경우의 위치맞춤을 용이하게 하기 위해, 평탄면(25)보다도 높은 면으로서 구성하여도 좋다. 또한, 이와 같은 위치맞춤이 불필요한 경우에는, 대좌(21)의 한쪽의 면의 전면을 동일 높이의 평탄면(25)으로 하여도 좋다.
이상과 같은 대좌(21)의 개구(23)는, 평탄면(25)측 및 평탄면(25)이 형성되어 있는 측과는 반대측의 양면에서 개방되어 있다. 또는, 쇄선으로 도시하는 바와 같이, 대좌(21)는, 평탄면(25)이 형성되어 있는 측과는 반대측의 면에, 개구(23)를 폐색하는 저판(39)을 마련한 구성으로 하여도 좋다. 저판(39)은, 대좌(21)와 일체로 형성되어 있어도 좋고, 개구(23)를 밀폐 상태로 폐색할 수 있으면, 대좌(21)와 별체로 형성하여도 좋다.
특히, 대좌(21)는, 촬상칩(2)보다도 팽창 계수(Coefficient of thermal expansion : CTE)가 큰 재료를, 주된 구성 부재에 이용하여 구성된다. 예를 들면 촬상칩(2)이 주로 단결정 실리콘(CTE=2.4)을 이용하여 구성된 것이면, 스테인리스강(SUS410 : CTE=10.4, SUS304 : CTE=17.3)이나 알루미늄(CTE=23)을 이용하여 대좌(21)가 구성된다.
[고체 촬상 장치의 구성례]
다음에, 도 19에, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치의 제3-1 실시의 형태의 개략 구성을 도시한다. 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-1)는, 상기 대좌(21)와, 대좌(21)에 지지되어 촬상면(4a)이 호형상(arc) 등의 3차원으로 만곡된 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩(2)과, 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다.
촬상칩(2)은, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 갖는 고체 촬상 소자가 형성되고, 촬상 영역(4)의 촬상면(4a)과는 반대측의 이면에 자성막(133)이 형성되고, 자성막(133)상에 접착층(134)이 형성된다. 후술하는 도 21A 내지 도 21D의 제조 방법에서 분명하게 되는 바와 같이, 촬상칩(2)은, 그 중앙 부분이 대좌(21)의 개구(23)측에 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 만곡부(11)를 형성하고 있다. 이 만곡부(11) 내에 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 존재하고 있고, 만곡부의 요곡면이 촬상면(4a)이 된다. 촬상칩(2)은, 만곡부(11)의 주연(peripheral edge)부터 연장하는 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여, 대좌(21)에 지지된다.
한편, 제어부(131)로서는, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)에 대해 수직 방향으로 이동 가능한, 자력 발생 장치인 마그넷(131-1)으로 구성된다. 이 마그넷(131-1)은, 대좌(21)의 이면측에서, 개구(23)에 임하는 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 대향하는 위치에 배치된다.
[촬상칩의 촬상 영역을 만곡시키는 제조 방법]
도 21A 내지 도 21D에, 촬상 영역(4)의 만곡부(11)와 그 주연의 평탄부(13)를 갖는 촬상칩(2)의 제조 방법을 도시한다. 도 21A 내지 도 21D에 도시하는 촬상칩(2)의 제조 방법은, 전술한 대좌(21)를 이용하는 것이다.
우선, 도 21A에 도시하는 바와 같이, 개구(23)의 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측이 폐색되지 않은 대좌(21)를 준비한다.
다음에, 도 21B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열하여 팽창시킨다. 이에 의해 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다. 이때의 가열 온도는, 다음에 설명하는 촬상칩(2)의 이면에 마련한 접착층(134)의 경화 온도 이상으로, 촬상칩(2)에 영향이 없는 범위로 한다.
다음에, 도 21C에 도시하는 바와 같이, 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩(2)의 촬상면(4a)과 반대측의 이면에 자성막(133)을 형성하고, 그 위에 접착층(134)을 형성한다. 자성막(133)으로서는, 예를 들면, 바인더에 자성 분말을 혼입한 도포막, 또는 자성 분말을 혼입한 자성 시트 등을 이용할 수 있다. 접착층(134)으로서는, 예를 들면, 열경화성의 수지로 이루어지는 접착제를 도포한 도막, 또는 열경화성 접착 시트 등을 이용할 수 있다. 도시한 바와 같이, 접착층(134)은 촬상칩(2)에서의 대좌(21)에의 재치면측의 전면에 배치하여도 좋고, 대좌(21)의 평탄면(25)에 대응시켜서 촬상칩(2)의 주연만에 배치하여도 좋다. 단, 개구(23)를 둘러싸는 전둘레에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 촬상칩(2)과의 사이에 접착층(134)이 끼워져 지지되는 것이 중요하다.
그리고, 대좌(21)의 개구(23)를 막은 상태에서, 촬상칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 촬상면(즉, 광전 변환부의 형성면)(4a)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 촬상칩(2)을 재치한다. 이때, 개구(23)에 범위 내에 촬상 영역(4)을 넣고, 즉 화각 영역을 넣고, 접착층(134)을 통하여 촬상 영역(4)의 주위를, 전면에 걸쳐서 대좌(21)의 평탄면(25)으로 지지시킨다. 또한 이 상태에서는, 촬상 영역(4)의 주위에 배치되는 주변 회로(5 내지 8)는, 평탄면(25)에 대응하여 배치되고, 일부가 개구(23)의 범위 내에 배치되어도 좋다.
이 상태에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 촬상칩(2)과의 사이에 끼워 지지시킨 접착층(134)이 경화할 때까지 유지하고, 촬상칩(2)을 대좌(21)의 평탄면(25)상에 고정한다. 이때, 촬상칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정시키는 것이 중요하다. 예를 들면, 접착층(134)의 경화는, 160℃, 15분 정도로 할 수 있다.
다음에, 도 21D에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열 상태로부터 상온까지 냉각한다. 이 냉각 과정에서, 대좌(21)가 수축한다. 이때, 대좌(21)는, 가열 전의 크기까지 수축된다.
대좌(21)의 체적 수축에 의해, 촬상칩(2)에서의 대좌(21)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 팽출하고, 3차원으로 왜곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 이 만곡부(11)는, 일부가 개구(23)의 상연(上緣)의 테이퍼 형상에 따르도록 하여 만곡되게 된다. 따라서, 만곡부(11)는, 대좌(21)의 개구(23)의 형상과 마찬가지로, 예를 들면 원형의 저부를 갖는 형상, 즉 호형상으로 정형된다. 또한, 개구(23)의 형상이 정방형의 4개의 모서리부를 곡선으로 한 형상이면, 만곡부(11)의 정부에 가까운 부분에서는 원형의 저부로 하는 3차원의 만곡으로 형성되게 된다. 만곡부(11)는, 본 예에서는 호형상으로 만곡된다.
이때, 촬상칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 고정함에 의해, 개구(23)에 대응하는 촬상칩(2)의 중앙 부분에 대해, "주름"을 발생시키는 일 없이 3차원으로 만곡시킨 만곡부(11)를 형성할 수 있다.
또한, 촬상칩(2)의 주연의 전둘레를 평탄면(25)에 대해 충분히 고정시키기 위해서는, 평탄부(13)가 어느 정도 이상의 폭으로 유지되도록, 촬상칩(2)의 외형 형상에 대해 개구(23)의 개구 폭(w1)을 조정하는 것이 중요하다. 한 예로서 촬상칩(2)의 형상이, 외형 형상 4㎜×4㎜, 두께 15㎛ 정도이면, 촬상칩(2)의 전둘레에 평탄부(13)가 1㎜ 이상으로 남아 있도록 설정한다.
또한, 대좌(21)의 개구(23)의 상연을 테이퍼 형상으로 함에 의해, 개구(23)의 에지에 대응하는 촬상칩(2) 부분에, 만곡할 때의 응력이 집중하는 것을 방지할 수 있고, 이 부분에서의 촬상칩(2)의 균열을 방지할 수 있다.
한편, 촬상칩(2)에서의 만곡부(11)의 주위는, 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정되어서 만곡하지 않고, 평탄부(13)로서 남겨진다. 이 평탄부(13)는, 만곡부(11)의 전둘레에 걸쳐서 남아 있다.
촬상칩(2)에 형성하는 만곡부(11)는, 이 촬상칩(2)과 조합시켜서 이용되는 광학 렌즈(촬상 렌즈)의 상면 만곡에 맞춘 곡률일 것이 바람직하다.
또한, 촬상칩(2)을 어렵지 않게 목적하는 곡률을 갖는 3차원으로 만곡시키기 위해, 촬상칩(2)의 두께를 조정하여도 좋다. 이 때문에, 만곡부(11)의 저면적이 큰 경우와 비교하여, 만곡부(11)의 저면적이 작을수록, 촬상칩(2)의 두께를 작게 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여, 촬상면(4a)이 만곡된 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)을 형성한다. 본 실시의 형태의 고체 촬상 장치(1-1)는, 이와 같이 하여 얻어진 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)에 대향하여, 대좌(21)의 이면측에 마그넷(131-1)을 배치하여 구성된다.
[동작 설명]
다음에, 제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-1)의 동작을 설명한다. 도 20에 도시하는 바와 같이, 마그넷(131-1)은, 만곡부(11)에서의 촬상 영역(4)의 중심을 통과하고 촬상 영역(4)에 수직한 축선(a)상에 따라서 실선 위치로부터 파선 위치의 범위(z) 내에서 가변 제어되도록 배치된다. 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))는, 상기 제법으로 얻어진 만곡에 더하여, 마그넷(131-1)의 만곡부(11)로부터의 거리에 응한 자력에 의한 인장력으로 더욱 만곡되어 소요되는 곡률을 갖게 된다.
마그넷(131-1)이 촬상칩(2)의 만곡부(11)로부터 가장 떨어진 실선 위치에 있을 때, 만곡부(11) 이면의 자성막(133)에 주는 마그넷(131-1)의 자력이 가장 약해지고, 만곡부(11)(촬상면(4a))의 곡률이 최소(곡률 반경이 최대)로 된다(실선 도시). 이 곡률 최소의 상태는 초기 상태에 상당한다. 역으로, 마그넷(131-1)이 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 가장 근접한 파선 위치에 있을 때, 만곡부(11) 이면의 자성막(133)에 주는 마그넷(131-1)의 자력이 가장 강해지고, 만곡부(11)(촬상면(4a))의 곡률이 최대(곡률 반경이 최소)로 된다(파선 도시). 따라서 마그넷(131-1)을 상기 범위(z) 내에서 가변 이동시켜서 자력을 가변 제어시킴에 의해, 만곡부(11)(촬상면(4a))의 곡률을 임의로 가변시킬 수 있다.
[효과]
제3-1 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-1)에 의하면, 만곡부(11)를 갖고서 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)에 대해 마그넷(131-1)을 가변 이동함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-1)는, 후술하는 전자기기에서 상세 설명하는 바와 같이, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 고체 촬상 장치(1-1)는, 촬상 렌즈의 상면 만곡(렌즈 수차)에 대응한 요곡면의 촬상면(4a)을 갖는 만곡부(11)를 구비하고 있기 때문에, 촬상 렌즈로서 적은 매수의 렌즈로의 촬영을 가능하게 하고 있다. 촬상 렌즈에 줌렌즈를 구비한 때, 특히 렌즈를 촬상면(4a)에 접근하여 광각 렌즈(단초점 거리)로 하면, 렌즈에 입사하는 피사체광의 축외광속의 입사각도가 커지고, 상면 만곡이 커진다. 즉, 촬상면(4a)의 곡률을, 렌즈를 촬상면(4a)로부터 떨어뜨려서 망원 렌즈(장초점 거리)로 한 때에 적합한 곡률로 하면, 광각 렌즈일 때에 상면 만곡이 생긴다. 이 광각 렌즈일 때에, 마그넷(131-1)을 만곡부(11)에 접근하여 촬상면(4a)의 곡률을 작게 함에 의해, 촬상면(4a)의 전면에서 핀트가 맞고, 적정하게 결상시킬 수 있다.
또한, 줌렌즈, 고정 렌즈 또는 망원 렌즈 등의 통상의 촬상 렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 있어서, 촬상칩(2)의 만곡부(11)의 곡률을 가변 조정하여, 화상의 중앙에 핀트를 맞추고, 주변의 핀트를 흐리게 하는 촬상도 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 촬상칩(2)의 주연부를 만곡에 의한 스트레스가 가하여지는 일이 없는 평탄부(13)로서 남기고 고정한 상태에서, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시키고 있다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
그와 관련하여, 특허 문헌에 기재된 만곡면을 갖는 고체 촬상 장치에서는, 모두 고체 촬상 장치가 형성된 칩(반도체 칩)의 전체가 만곡된다. 이 때문에, 다이싱에 의해 분할됨으로써 조면으로 되어 있는 칩의 둘레 단부에 스트레스가 가하여지고, 이 둘레 단부측에서 칩에 크랙이 발생할 우려가 있다. 본 실시의 형태에서는 이 크랙 발생이 저지된다.
<3. 제3-2 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 22에, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치의 제3-2 실시의 형태의 개략 구성을 도시한다. 제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-2)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)에 지지되어 촬상면(4a)이 호형상 등의 3차원으로 만곡된 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩(2)과, 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다.
촬상칩(2)은, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지로, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 갖는 고체 촬상 소자가 형성되고, 촬상 영역(4)의 촬상면(4a)과는 반대측의 이면에 자성막(133)이 형성되고, 자성막(133)상에 접착층(134)이 형성된다. 또한, 전술한 도 21에서 설명한 바와 마찬가지로, 촬상칩(2)은, 그 중앙 부분이 대좌(21)의 개구(23)측에 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 만곡부(11)를 형성하고 있다. 만곡부(11)는, 본 예에서는 호형상으로 만곡된다. 이 만곡부(11) 내에 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 존재하고 있고, 만곡부(11)의 요곡면이 촬상면(4a)이 된다. 촬상칩(2)은, 만곡부(11)의 주연부터 연장하는 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여, 대좌(21)에 지지된다.
제어부(131)로서는, 원리적으로는 자성 코어(36)에 코일(37)을 권회하여 구성되고, 코일(37)에 흘리는 전류에 응하여 발생하는 자력이 변화하는, 자력 발생 장치인 전자석(131-2)으로 구성된다. 이 전자석(131-2)은, 대좌(21)의 이면측에서, 만곡부(11)의 중앙 부분에 대향하는 위치에 배치된다. 즉, 전자석(131-2)은, 촬상칩(2)의 촬상 영역(4)의 중심을 통과하고 촬상 영역(4)에 수직한 축선상의 소정 위치에 고정하여 배치된다.
그 밖의 대좌(21), 촬상칩(2)의 구성은, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지이기 때문에, 도 22에서, 도 19 및 도 21에 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다. 촬상칩(2)을 대좌(21)에 지지하여 촬상 영역(4)만을 만곡시키는 제조 방법은, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지이다.
[동작 설명]
다음에, 제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-2)의 동작을 설명한다. 도 23에 도시하는 바와 같이, 축선(a)상에 고정하여 배치된 전자석(131-2)의 자력을 제어함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률이 가변 제어된다. 즉, 만곡부(11)는, 전자석(131-2)의 자력이 제로라면, 전술한 제법으로 얻어진 곡률이 된다(실선 도시). 코일(37)에 흘리는 전류량에 의거하여, 전자석(131-2)의 자력이 늘어남에 따라 그 자력에 의한 인장력으로, 만곡부(11)의 만곡이 커진다. 즉, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(a))는, 전술한 제법으로 얻어진 만곡에 더하여 전자석(131-2)에 의한 인장력으로 더욱 만곡되고, 초기 상태보다 큰 소요되는 곡률을 갖게 된다(파선 도시). 따라서 전자석(131-2)의 자력을 가변 제어함에 의해, 만곡부(11)(촬상면(4a))의 곡률을 임의로 가변시킬 수 있다.
[효과]
제3-2 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-2)에 의하면, 만곡부(11)를 갖고서 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)에 대해 전자석(131-2)에서 발생하는 자력을 가변 제어함으로써, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-2)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡하고 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<제3-3 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 24에, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치의 제3-3 실시의 형태의 개략 구성을 도시한다. 제3-3 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-3)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)의 이면에 개구(23)를 폐색하는 저판(39)과, 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)과, 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다. 촬상칩(2)은, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 가지며, 또한 촬상면(4a)이 호형상 등의 3차원으로 만곡된 고체 촬상 소자를 갖고 있다.
촬상칩(2)은, 후술하는 도 26A 내지 도 26C의 제조 방법에서 분명하게 되는 바와 같이, 그 중앙 부분이 대좌(21)의 개구(23)측에 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 만곡부(11)를 형성하고, 또한 개구(23) 내의 가스를 흡인하여 더욱 만곡부(11)를 만곡시키고 있다. 이 만곡부(11)의 만곡은, 대좌(21)의 개구(23)를 기밀하게 폐색하는 저판(39)에 의해 유지된다.
그리고, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지로, 촬상칩(2)의 이면에 자성막(133)이 형성되고, 자성막(133)상에 접착층(134)이 형성된다. 또한, 촬상칩(2)의 만곡부(11) 내에 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 존재하고 있고, 만곡부의 요곡면이 촬상면(4a)이 된다. 촬상칩(2)은, 만곡부(11)의 주연부터 연장하는 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여, 대좌(21)에 지지된다.
제어부(131)로서는, 전술한 바와 마찬가지의 축선(a)에 따라서 이동 가능한 마그넷(131-1)으로 구성된다. 이 마그넷(131-1)은, 저판(39)의 배면에 배치된다.
대좌(21), 촬상칩(2)에 있어서의 그 밖의 구성은, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 것과 같기 때문에, 도 24에서, 도 19 및 도 21A 내지 도 21D에 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.
[촬상칩의 촬상 영역을 만곡시키는 제조 방법]
도 26A 내지 도 26C, 도 27A 및 도 27B에, 제3-3 실시의 형태에 적용되는, 촬상 영역(4)의 만곡부(11)와 그 주연의 평탄부(13)를 갖는 촬상칩(2)의 제조 방법을 도시한다. 도 26A 내지 도 26C, 도 27A 및 도 27B에 도시하는 촬상칩(2)의 제조 방법은, 전술한 대좌(21)를 이용하는 것이다.
도 26A 내지 도 27A까지의 공정은, 전술한 도 21A 내지 도 21 D까지의 공정과 같기 때문에, 중복 설명을 생략한다. 도 27A의 공정에서는, 대좌(21) 가열 상태의 대좌(21)에 촬상칩(2)을 재치 고정한 상태로부터 대좌(21)를 상온까지 냉각하고, 대좌(21)를 체적 수축시킨다. 이 대좌(21)의 체적 수축에 의해, 촬상칩(2)에서 대좌(21)의 개구(23)에 대응하여 배치된 중앙부 부분은, 개구(23)의 내부를 향하여 팽출하여, 3차원으로 왜곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 만곡부(11)는, 본 예에서는 호형상으로 만곡된다.
다음에, 도 27B에 도시하는 바와 같이, 개구(23) 내의 가스를 흡인하여 소요되는한 부압으로 함에 의해, 만곡부(11)를 더욱 만곡시켜서, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 곡률로 한다. 이 상태에서, 대좌(21)의 이면에 개구(23)를 저판(39)으로 기밀하게 폐색하여 만곡부(11)의 만곡을 유지한다.
이상과 같이 하여, 대좌(21)에 지지되어 소요되는 곡률로 한 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)을 얻는다. 본 실시의 형태 1-3에서는, 이와 같이 하여 얻어진 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)에 대향하여, 대좌(21)의 저판(39)의 배면측에 마그넷(131-1)을 배치하여 구성된다.
[동작 설명]
제3-3 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-3)의 동작은, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지이고, 마그넷(131-1)을 축선(a)에 따라서 범위(z) 내에서 가변 이동함에 의해, 촬상칩의 자성막(133)에 주는 마그넷(131-1)의 자력이 가변 제어된다. 이 자력에 응하여, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 가변 조정할 수 있다. 예를 들면, 마그넷(131-1)을 만곡부(11)로부터 떠러뜨려서 자력의 영향을 자성막(133)에 주지 않는 상태일 때는, 만곡부(11)의 곡률은 도 27E의 곡률을 유지한다(실선 도시). 마그넷(131-1)을 만곡부(11)에 접근하여 자력의 영향을 자성막(133)에 주는 상태일 때는, 만곡부(11)의 곡률은 보다 커진다(파선 도시).
[효과]
제3-3 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-3)에 의하면, 대좌(21)의 열팽창 및 냉각에 의한 만곡과, 개구(23) 내의 적극적인 흡인에 의한 만곡과의 조합으로 만곡부(11)의 초기의 곡률을 설정하고 있다. 이에 의해, 만곡부(11)의 곡률을 보다 정밀도 좋게 설정할 수 있다. 이 초기 상태로부터 마그넷(131-1)을 가변 이동함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-3)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시키고 있다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<5. 제3-4 실시의 형태>
[고체 촬상 소자의 구성례]
도 25에, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치의 제3-4 실시의 형태의 개략 구성을 도시한다. 제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-4)는, 제3-3 실시의 형태에서의 마그넷(131-1)을, 제3-2 실시의 형태에서 이용한 전자석(131-2)으로 치환하여 구성된다. 그 밖의 구성은, 제3-3 실시의 형태와 마찬가지이기 때문에, 도 25에서 도 24와 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.
[동작 설명]
제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-4)의 동작은, 제3-2 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지이고, 고정된 전자석(131-2)의 코일(37)에 흘리는 전류에 의거하여 자력을 제어함에 의해, 촬상칩의 자성막(133)에 주는 마그넷(131-1)의 자력이 가변 제어된다. 이 자력에 응하여, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 가변 조정할 수 있다. 예를 들면, 전자석(131-2)의 자력이 제로라면, 만곡부(11)의 곡률은, 도 27E에서 얻어진 초기의 곡률이 된다(실선 도시). 전자석(131-2)에 전류를 흘려서 자력을 높인 때에는, 이 자력의 작용으로 인장력이 작용하여, 만곡부(11)의 곡률은 커진다(파선 도시).
[효과]
제3-4 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-4)에 의하면, 대좌(21)의 열팽창 및 냉각에 의한 만곡과, 개구(23) 내의 적극적인 흡인에 의한 만곡과의 조합으로 만곡부(11)의 초기의 곡률을 설정하고 있다. 이에 의해, 만곡부(11)의 곡률을 보다 정밀도 좋게 설정할 수 있다. 이 초기 상태로부터 전자석(131-2)의 자력을 가변 제어함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-4)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시키고 있다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<6. 제3-5 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 28에, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치의 제3-5 실시의 형태의 개략 구성을 도시한다. 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-5)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)의 이면에 개구(23)를 폐색하는 저판(39)과, 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)과, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다. 촬상칩(2)은, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 가지며, 또한 촬상면(4a)이 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 요곡면이 된 고체 촬상 소자를 갖고 있다.
촬상칩(2)은, 후술하는 도 30의 제법으로 분명하게 되는 바와 같이, 그 중앙 부분이 대좌(21)의 개구(23)측에 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 만곡부(11)를 형성하고, 만곡부(11)의 주연의 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여, 대좌(21)에 지지된다. 촬상칩(2)의 만곡부(11)가 된 중앙 부분에는, 촬상면(4a)을 갖는 촬상 영역(4)이 존재하고 있다.
제어부(131)로서는, 저판(39)으로 기밀하게 폐색된 개구(23) 내의 가스를 흡인하여, 개구(23) 내의 대기압(부압)을 제어하여 만곡부(11)의 곡률을 가변 제어할 수 있도록 한 흡인 장치(131―5)로 구성된다.
대좌(21), 촬상칩(2)의 그 밖의 구성은, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 것과 같기 때문에, 도 22에서, 도 19 및 도 21A 내지 도 21D에 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.
[촬상칩의 촬상 영역을 만곡시키는 제조 방법]
도 30A 내지 도 30D에, 제3-5 실시의 형태에 적용되는 촬상 영역(4)의 만곡부(11)둘레 단의 평탄부(13)를 갖는 촬상칩(2)의 제조 방법을 도시한다. 도 30A 내지 도 30D에 도시하는 촬상칩의 제조 방법은, 전술한 대좌(21)를 이용하는 것이다.
우선, 도 30A에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)에서 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측에 저판(39)을 배치한다. 이 저판(39)에는, 개구(23)와 연통하는 투과구멍(41)이 마련되어 있다. 저판(39)은, 최종적으로 투과구멍(41)에 흡인 장치(131-5)의 흡인구가 삽입되고 실질적으로 개구(23)를 기밀하게 폐색한 것이다. 또한, 저판(39)은, 대좌(21)와 일체로 형성된 것이라도 좋고, 대좌(21)와는 별체로 형성된 것이라도 좋다. 저판(39)은, 대좌(21)와 같은 재질의 금속 부재로 형성하여도 좋고, 별도 부재로 형성하여도 좋다.
다음에, 도 30B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열하여 팽창시킨다. 또한 필요에 응하여 저판(39)도 가열함으로써, 대좌(21)와 같은 정도로 저판(39)도 팽창시킨다. 이에 의해, 대좌(21)를 팽창시켜서, 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다. 이때의 가열 온도는, 전술한 바와 마찬가지로, 촬상칩(2)의 이면에 마련한 접착층(134)의 경화 온도 이상으로, 촬상칩(2)에 영향이 없는 범위로 한다.
다음에, 도 30C에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)의 개구(23)를 기밀하게 막은 상태에서, 촬상칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 촬상면(4a)을 상방으로 향하게 하여, 대좌(21)의 평탄면(25)상에 촬상칩(2)을 재치한다. 촬상칩(2)에서의 대좌(21)에의 재치면(이면)측에는, 예를 들면 열경화성의 수지로 이루어지는 접착층(134)을 배치한다. 도시한 바와 같이, 접착층(134)은, 촬상칩(2)의 상기 이면측의 전면에 배치하여도 좋고, 대좌(21)의 평탄면(25)에 대응시켜서 촬상칩(2)의 주연만에 배치하여도 좋다. 단, 개구(23)를 둘러싸는 전둘레에서, 대좌(21)의 평탄면(25)과 촬상칩(2)과의 사이에 접착층(134)이 끼워져 지지되는 것이 중요하다.
이 상태에서, 전술한 바와 마찬가지로, 접착층(134)이 경화할 때까지 유지하고, 촬상칩(2)의 평탄부(13)를 대좌(21)의 평탄면(25)상에 고정하여, 촬상칩(2)을 대좌(21)에 지지한다.
다음에, 도 30D에 도시하는 바와 같이, 대좌(21) 및 저판(39)을 가열 상태로부터 상온까지 냉각한다. 이 냉각 과정에서, 대좌(21) 및 저판(39)이 수축한다. 대좌(21) 및 저판(39)은, 가열 전의 크기까지 수축된다. 이 대좌(21) 및 저판(39)의 체적 수축에 의해, 전술한 바와 마찬가지로, 촬상칩(2)에서의 대좌(21)의 개구(23)에 대응하는 중앙 부분은, 개구(23)의 내부측으로 인장되고, 3차원으로 만곡한 만곡부(11)로서 정형된다. 만곡부(11)는, 본 예에서는 호형상으로 만곡된다. 이 만곡의 형성은, 도 21A 내지 도 21D에서 설명한 것과 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)을 형성한다. 본 실시의 형태의 고체 촬상 장치(1-5)는, 이와 같이 하여 얻어진 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)에 대향하도록, 대좌(21)의 이면의 저판(39)의 투과구멍(41)을 통하여 개구(23) 내와 연통하는 흡인 장치(131-5)를 배치하여 구성된다.
[동작 설명]
다음에, 제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-5)의 동작을 설명한다. 흡인 장치(131-5)는, 바람직하게는 만곡부(11)에서의 촬상 영역(4)의 중심에 대응하는 위치에 저판(39)의 투과구멍(41)을 마련하고, 이 투과구멍(41)에 흡인구가 존재하도록 배치한다.
도 29에 도시하는 바와 같이, 흡인 장치(131-5)를 동작시키지 않을 때는, 만곡부(11)는 초기의 만곡상태로 유지된다(실선 도시). 흡인 장치(131-5)를 동작시켜서 개구(23) 내의 가스를 흡인하고, 개구(23) 내의 대기압을 부압(negative pressure)으로 만들면, 만곡부(11)는, 끌어 당겨져서 초기 상태보다 만곡된다(파선 도시). 따라서, 흡인 장치(131-5)에 의한 흡인력을 가변 제어함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 임의로 가변 제어할 수 있다.
[효과]
제3-5 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-5)에 의하면, 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)을 대좌(21)에 지지한 상태에서, 흡인 장치(131-5)에 의해 대좌(21)의 개구(23) 내의 대기압(부압)을 가변 제어한다. 이에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-5)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡하고 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<7. 제3-6 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 31에, 본 기술에 관한 고체 촬상 장치의 제3-6 실시의 형태의 개략 구성을 도시한다. 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-6)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)과, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다. 촬상칩(2)은, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 가지며, 또한 촬상면(4a)이 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 요곡면이 된 고체 촬상 소자를 갖고 있다.
촬상칩(2)은, 후술하는 도 33A 내지 도 33D의 제법으로 분명하게 되는 바와 같이, 그 중앙 부분이 대좌(21)의 개구(23)측에 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 만곡부(11)를 형성하고, 만곡부(11)의 주연의 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여, 대좌(21)에 지지된다. 촬상칩(2)의 만곡부(11)가 된 중앙 부분에는, 촬상면(4a)을 갖는 촬상 영역(4)이 존재하고 있다.
제어부(131)로서는, 대좌(21)의 개구(23) 내에 촬상칩(2)에 접착하도록 충전한 접착제(43)와, 주로 접착제(43)의 온도를 제어하는 온도 제어부(44)를 갖고서 구성된다. 특히 접착제(43)는, 열 수축하는 접착제이고, 예를 들면 열경화성의 수지에 의한 접착제를 사용할 수 있다.
대좌(21), 촬상칩(2)의 그 밖의 구성은, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 것과 같기 때문에, 도 22에서, 도 19 및 도 21A 내지 도 21D에 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.
[촬상칩의 촬상 영역을 만곡시키는 제조 방법]
도 33A 내지 도 33D에, 제3-6 실시의 형태에 적용되는 촬상 영역(4)의 만곡부(11)와 그 둘레 단의 평탄부(13)를 갖는 촬상칩(2)의 제조 방법을 도시한다. 도 33A 내지 도 33D에 도시하는 촬상칩의 제조 방법은, 전술한 대좌(21)를 이용하는 것이다.
본 제법은, 기본적으로는 촬상칩(2)의 이면에 자성막을 형성하지 않고, 접착층(134)만을 형성한 점을 제외하고, 전술한 21A 내지 도 21D의 제법과 같다.
즉, 도 33A에 도시하는 바와 같이, 개구(23)의 평탄면(25)이 마련되어 있는 측과 반대측이 폐색되지 않은 대좌(21)를 준비한다.
다음에, 도 33B에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열하여 팽창시켜서, 이에 수반하여 개구(23)의 지름을 확대하여 평탄면(25)을 외측으로 넓힌다.
다음에, 도 33C에 도시하는 바와 같이, 이면에 접착층(134)을 형성한 촬상칩(2)을 대좌(21)상에 재치하고, 접착층(134)을 통하여 촬상칩(2)을 대좌(21)상에 고정하여 지지한다. 즉, 촬상칩(2)을 대좌(21)의 개구(23)를 폐색하도록 재치하고, 대좌(21)의 평탄면(25)과 촬상칩(2)에서의 촬상 영역(4)의 주연의 평탄부(13)를 고정한다.
다음에, 도 33D에 도시하는 바와 같이, 대좌(21)를 가열 상태로부터 상온까지 냉각하고, 대좌(21)를 가열 전의 크기까지 수축한다. 이 대좌(21)의 체적 수축에 의해, 촬상칩(2)의 촬상 영역(4)을 포함하는 중앙 부분이 개구(23) 내측으로 만곡하여 호형상 등의 3차원의 만곡부(11)로서 정형된다. 만곡부(11)는, 본 예에서는 호형상으로 만곡된다.
이상과 같이 하여, 촬상면(4a)이 만곡된 만곡부(11)를 갖는 촬상칩(2)을 형성한다. 본 실시의 형태의 고체 촬상 장치(1-6)는, 이와 같이 하여 얻어진 촬상칩(2)을 지지하는 대좌(21)의 개구(23) 내에 열적으로 체적 수축하는 접착제(43)을 충전하고, 다시 주로 접착제(43)의 온도를 제어하는 온도 제어부(44)를 구비하여 구성된다(도 31 참조).
[동작 설명]
다음에, 제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-6)의 동작을 설명한다. 도 32에 도시하는 바와 같이, 온도 제어부(44)에 의해 개구(23) 내의 접착제(43)를 상온으로 하였을 때에는, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))은 초기 상태의 곡률을 갖는다(실선 도시). 온도 제어부(44)에 의해 개구(23) 내의 접착제(43)를 냉각한 때에는, 접착제(43)이 체적 수축하여 만곡부(11)를 인장하는 형태가 되어, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률은 커진다(파선 도시). 따라서, 온도 제어부(44)로부터의 온도를 가변 제어함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 임의로 가변 제어할 수 있다.
[효과]
제3-6 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-6)에 의하면, 대좌(21)의 개구(23) 내에 충전한 체적 수축하는 접착제(43)와, 주로 접착제(43)의 온도를 제어하는 온도 제어부(44)로 이루어지는 제어부(131)를 구비하고 있다. 이 제어부(131)의 접착제(43)를 온도 제어하여 체적 수축을 가변 제어함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-6)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시키기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<8. 제3-7 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 34에, 본 기술에 관한 제3-7 실시의 형태의 고체 촬상 장치의 개략 구성을 도시한다. 제3-7 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-7)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)과, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다.
촬상칩(2)은, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지로, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 갖는 고체 촬상 소자가 형성되고, 촬상 영역(4)의 촬상면(4a)과는 반대측의 이면에 자성막(133)이 형성되고, 자성막(133)상에 접착층(134)이 형성된다. 또한, 촬상칩(2)은, 평탄한 상태에서 대좌(21)의 개구(23)를 촬상 영역(4)이 포함된 중앙 부분에서 폐색하도록, 그 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여 대좌(21)에 지지된다.
제어부(131)로서는, 자력을 가변 제어할 수 있는 자력 제어부(131-8)로 구성할 수 있다. 자력 제어부(131-8)로서는, 예를 들면 제3-1 실시의 형태에서 이용한 마그넷(131-1)으로 구성할 수 있다. 또한, 자력 제어부(131-8)로서는, 제3-2 실시의 형태에서 이용한 전자석(131-2)으로 구성할 수도 있다.
[동작 설명]
다음에, 제3-7 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-7)의 동작을 설명한다. 도 34에 도시하는 바와 같이, 자력 제어부(131-8)로부터의 자력이 실질적으로 촬상칩(2)의 이면의 자성막(133)에 주어지지 않을 때는, 실질적으로 촬상칩(2)의 중앙 부분(따라서, 촬상면(4a))은 만곡하지 않는다. 즉, 곡률이 무한소로 되고 평탄상태가 된다(실선 도시). 자력 제어부(131-8)로부터의 자력이 커짐에 따라, 촬상칩(2)의 중앙 부분(따라서, 촬상면(4a))의 만곡이 커지고, 만곡부(11)의 곡률이 커진다(파선 도시). 따라서, 자력 제어부(131-8)의 촬상칩의 자성막(133)에의 자력 작용을 가변 제어함에 의해, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)의 곡률을 평탄한 상태(곡률이 무한소)로부터 곡률이 커지는 만곡상태까지 임의로 가변시킬 수 있다.
또한, 자력 제어부(131-7)로서, 마그넷(131-1)을 이용한 때의 동작은 제3-1 실시의 형태에 준하고, 전자석(131-2)를 이용한 때의 동작은 제3-2 실시의 형태에 준하기 때문에, 상세 설명은 생략한다.
[효과]
제3-7 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-7)에 의하면, 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)에 대한 자력 제어부(131-7)의 촬상칩에 주는 자력을 가변 이동함에 의해, 촬상면(4a)의 곡률(곡률이 무한소를 포함한다)을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-7)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시킬 수 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<9. 제3-8 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 35에, 본 기술에 관한 제3-8 실시의 형태의 고체 촬상 장치의 개략 구성을 도시한다. 제3-8 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-8)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)에 지지된 촬상칩(2)과, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)를 갖고서 구성된다.
촬상칩(2)은, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 갖는 고체 촬상 소자가 형성되고, 촬상 영역(4)의 촬상면(4a)과는 반대측의 이면에 접착층(134)이 형성된다. 또한, 촬상칩(2)은, 평탄한 상태에서 대좌(21)의 개구(23)를 촬상 영역(4)이 포함되는 중앙 부분에서 폐색하도록, 그 평탄부(13)를, 접착층(134)을 통하여 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정하여 대좌(21)에 지지된다. 대좌(21)의 이면에는 개구를 폐색하는 저판(39)이 배치되어 있다.
제어부(131)로서는, 제3-5 실시의 형태와 같은 흡인 장치(131-5)로 구성된다. 즉, 이 흡인 장치(131-5)는, 저판(39)에 기밀하게 폐색된 개구(23) 내의 가스를 흡인하고, 개구(23) 내의 대기압(부압)을 제어하여 대좌(21)에 지지되어 있는 촬상칩(2)의 촬상면(4a)을 포함하는 중앙 부분을 개구(23) 내측에 만곡시키도록 구성된다.
[동작 설명]
다음에, 제3-8 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-8)의 동작을 설명한다. 도 35에 도시하는 바와 같이, 흡인 장치(131-5)가 흡인 동작을 하지 않을 때는, 촬상칩(2)은 촬상면(4a)이 평탄한 상태를 유지한다(실선 도시). 흡인 장치(131-5)가 흡인 동작을 행하면, 대좌(21)의 개구(23) 내가 부압이 되고, 흡인력에 응하여, 촬상칩(2)의 중앙 부분(따라서, 촬상면(4a))이 만곡하여 소요되는 곡률의 만곡부(11)를 형성한다(파선 도시). 따라서, 흡인 장치(131-5)를 가변 제어함에 의해, 촬상칩(2)의 촬상면(4a)의 곡률을 평탄한 상태(곡률이 무한소)로부터 곡률이 커지는 만곡상태까지 임의로 가변시킬 수 있다.
[효과]
제3-8 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-8)에 의하면, 대좌에 지지된 촬상칩(2)에 대한 흡인을 가변 제어함에 의해, 촬상면(4a)의 곡률(곡률이 무한소를 포함한다)을 소요되는 범위 내에서 임의로 가변할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-8)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시킬 수 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
<10. 제3-9 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 36에, 본 기술에 관계딘 제3-9 실시의 형태의 고체 촬상 장치의 개략 구성을 도시한다. 제3-9 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-9)는, 대좌를 패키지로서 기능하도록 구성한다. 본 고체 촬상 장치(1-9)는, 패키지를 겸하는 대좌(21a)와, 대좌(21a)에 지지된 촬상칩(2)과, 촬상면(4a)의 곡률을 가변 제어하는 제어부(131)(도시 생략)을 갖고서 구성된다. 촬상칩(2)은, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로(5 내지 8)를 가지며, 또한 촬상면(4a)이 호형상 등의 3차원으로 만곡된 고체 촬상 소자를 갖고 있다. 본 예에서는, 촬상면(4a)이 호형상으로 만곡된다.
대좌(21a)는, 도 37A 및 도 37B에 도시하는 바와 같이, 전술한 도 18A 및 도 18B에서 도시하는 대좌(21)의 평탄면(25)측이 절연막(151)으로 덮이고, 더욱 절연막(151)으로 덮여진 평탄면(25)에 대좌측 전극(52)을 배치하여 구성된다. 절연막(151)은, 평탄면(25)측부터 개구(23)의 내벽면으로 연장하여 형성하여도 좋다. 제어부(131)의 구성에 대응하여, 대좌(21)의 이면측에 개구(23)를 폐색하는 저판(39)을 배치하도록 하여도 좋다.
대좌측 전극(52)은, 후술하는 촬상칩(2)에 마련된 칩측 전극(53)에 대응하여 배치되고, 절연막(151)에 매입된 상태로 배치된다. 즉, 대좌측 전극(52)은, 대좌(21a)의 평탄면(25)의 일부를 구성하고 있다. 이와 같은 대좌측 전극(52)은, 대좌(21a)의 평탄면(25)으로부터 인출되고, 또한 외부의 부재에 접속되는 구성으로 되어 있다.
제어부(131)(도시 생략)는, 전술한 마그넷, 전자석, 흡인 장치, 접착제와 온도 제어부, 등으로 구성할 수 있다. 촬상칩(2)에서는, 각각의 제어부에 대응하도록, 촬상칩(2)의 이면에 자성막과 이방성 도전 접착층, 또는 이방성 도전 접착층만이 형성된다. 도 36에서는, 이방성 도전 접착층(54)만을 형성한 예이다. 촬상칩(2)의 이면에는 대좌측 전극(52)에 대해 1 : 1로 접속되는 칩측 전극(53)이 마련된다.
본 실시의 형태에서는, 전술한 예를 들면 도 21A 내지 도 21D에 도시한 바와 마찬가지로, 대좌(21a)를 가열하여 팽창시킨 상태에서 촬상칩(2)을 평탄면(25)상에 재치 고정하고, 그 후, 냉각하여 상온으로 되돌린 때에, 촬상칩(2)의 촬상 영역(4)을 포함하는 중앙 부분을 만곡시켜서 만곡부(11)로 하고 있다. 대좌(21a)의 평탄면(25)에 촬상칩(2)의 평탄한 주연을 고정한 상태에서, 칩측 전극(53)과 대좌측 전극(52)이 이방성 도전 접착층(54)로 전기적으로 접속된다.
[효과]
제3-9 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1-9)에 의하면, 전술한 각 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 제어부(131)에 의해 촬상칩(2)의 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 곡률을 가변 제어할 수 있다. 따라서, 이 고체 촬상 장치(1-9)는, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시키고 있다. 이 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
또한 제3-9 실시의 형태에 의하면, 대좌(21a)를 패키지로서 이용함에 의해, 촬상칩(2)과 외부 단자를 갖는 패키지를 조립하는 공정을 삭감하는 것이 가능하다. 또한 촬상칩(2)의 평탄부(13)에서의 촬상 영역(4)이 배치된 면측에, 주변 회로(5 내지 8)로부터 인출한 단자를 마련하고, 이 단자를 이용하여 외부 회로와의 접속을 도모할 수도 있다. 이때, 단자가 평탄부(13)에 마련됨에 의해, 본딩과 같은 외부 회로와 접속을 도모하기 위한 양호한 작업성이 확보된다.
상술한 제3-1 내지 제3-8 실시의 형태에서는, 촬상칩(2)이 접착층(134)을 통하여 대좌(21)에 고정된 구성으로 하였다. 이에 대해, 도 38A 및 도 38B에 도시하는 바와 같이, 촬상칩(2)이 진공 흡착으로 대좌(21b)에 고정되는 구성으로 할 수도 있다.
이 대좌(21b)는, 도 38A 및 도 38B에 도시하는 바와 같이, 전술한 대좌(21)를 대좌 본체로 하고, 그 평탄면(25)에 배기 홈(61)을 구비하고 있다. 배기 홈(61)은, 대좌(21b)에 있어서의 개구(23)의 전둘레를 둘러싸는 상태로 마련된다. 이 배기 홈(61)에는, 배기계(62)가 접속되고, 배기 홈(61) 내의 가스를 배기하는 구성으로 되어 있다. 촬상칩(2)은, 대좌(21a)에 대해 개구를 폐색하도록 평탄면(25)상에 재치한 후, 배기계(62)에 의해 배기 홈(61) 내의 가스를 배기하고, 배기 홈(61) 내를 감압하여 진공 흡착에 의해 고정된다.
<11. 제3-10 실시의 형태>
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 39 내지 도 42B에, 본 기술에 관한 제3-10 실시의 형태의 고체 촬상 장치의 개략 구성을 도시한다. 제3-10 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치는, 제어부(131)로서, 원리적이게 권회한 코일로 구성한 때, 이 코일의 감는 방식 및/또는 감는 방식의 밀도를 궁리하여, 소망하는 형상으로 만곡시키도록 구성된다. 이 경우도 코일에 흘리는 전류에 응하여, 발생한 자력이 변화한다.
[제1 예의 구성]
도 39에, 제3-10 실시의 형태에서의 제1 예의 고체 촬상 장치를 도시한다. 본 고체 촬상 장치(1-10A)는, 전술한 대좌(21)와, 대좌(21)에 지지되어 촬상면(4a)이 호형상으로 만곡된 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩(2)과, 촬상면(4a)을 소망하는 형상으로 만곡시켜서, 만곡률(곡률에 상응)을 제어하는 코일(65)을 갖고서 구성된다. 코일(65)은, 상술한 만곡률을 가변 제어하는 제어부(131)로서도 구성된다.
촬상칩(2)은, 제3-1 실시의 형태와 마찬가지로, 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)과, 주변 회로를 갖는 고체 촬상 소자가 형성되고, 촬상 영역(4)의 촬상면(4a)과는 반대측의 이면에 자성막(133)이 형성된다. 촬상칩(2)은, 그 중앙 부분이 대좌(21)의 개구(23)측에 호형상 등의 3차원으로 만곡되어 만곡부(11)를 형성하고 있다. 만곡부(11)는, 본 예에서는 호형상으로 만곡된다. 이 만곡부(11) 내에 광전 변환부가 배열된 촬상 영역(4)이 존재하고 있고, 만곡부(11)의 요곡면이 촬상면(4a)이 된다. 촬상칩(2)은, 만곡부(11)의 주연부터 연장하는 평탄부(13)를 전술한 접착층 또는 진공 흡착에 의해 대좌(21)의 평탄면(25)에 고정되어, 대좌(21)에 지지된다.
코일(65)은, 소망하는 감는 방식으로 구성된다. 본 예에서는, 코일(65)이 예를 들면 절구형(mortar shape)으로 권회되고, 만곡부(11)를 삽입하도록 구성된다. 절구형의 윤곽 형상은, 자력을 발생시킨 때에, 소망 형상의 만곡부(11)를 얻을 수 있는 소망 형상으로 한다.
[동작 설명]
다음에, 상기 고체 촬상 장치(1-10A)의 동작을 설명한다. 촬상칩(2)과 대좌(21)와의 열팽창 계수차를 이용하여 미리 만곡된 호형상의 만곡부(11)가 형성된다. 코일(65)에 소요되는 전류를 흘려서 자력을 발생시킨다. 이때, 만곡부(11)의 형성 후의 만곡부(11)의 각 부분과 코일(65)와의 사이의 거리에 응하여, 만곡부(11)의 각 부분에 주는 자력이 다르다. 즉, 거리가 짧으면 자력이 강하게 작용하여 만곡을 강하게 하고, 거리가 길면 자력이 약하게 작용하여 만곡시키는 정도가 적어진다. 예를 들면, 만곡부(11)의 주변부보다 중앙부의 만곡을 강하게 하든지, 역으로 만곡부의 중앙부보다 주변부의 만곡을 강하게 하는 등, 만곡부(11)의 형상을 원호형상 이외의 타원형상이나 그 밖의 소망 형상으로 변형시킬 수 있다. 따라서, 코일(65)의 감는 방식에 의해 만곡부(11)의 각 부분에의 자력 작용을 제어함에 의해, 목적에 맞는 소망 형상의 만곡부(11)를 얻을 수 있다.
그리고, 소망 형상의 만곡부(11)가 얻어진 상태에서, 코일(65)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 만곡률(곡률에 상응)을 임의로 가변시킬 수 있다.
[효과]
제3-10 실시의 형태에 관한 제1 예의 고체 촬상 장치(1-10A)에 의하면, 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 작용하는 코일(65)의 감는 방식(코일(65)의 배치 위치도 포함한다)을 선택함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))을 소망하는 만곡 형상으로 할 수 있다. 원호형상 이외의 예를 들면 타원형상, 그 밖의 만곡 형상으로 할 수 있다. 그리고 나서 코일(65)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)의 만곡률(곡률에 상응)을 소요 범위 내에서 임의로 가변 제어할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-10A)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡하고 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
[제2 예의 구성]
도 40에, 제3-10 실시의 형태에서의 제2 예의 고체 촬상 장치를 도시한다. 본 고체 촬상 장치(1-10B)는, 제1 예와 마찬가지의 절구형의 코일(65)을 촬상칩(2)의 만곡부(11)로부터 떨어진 위치에 배치하여 구성된다.
그 밖의 구성은 제1 예의 고체 촬상 장치(1-10A)와 마찬가지이기 때문에, 도 40에서, 도 39와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복 설명을 생략한다.
[동작 설명]
제2 예의 고체 촬상 장치(1-10B)의 동작은, 전술한 제1 예의 고체 촬상 장치(1-10A)에서 설명한 것과 같기 때문에, 상세 설명을 생략한다.
[효과]
제3-10 실시의 형태에 관한 제2 예의 고체 촬상 장치(1-10B)에 의하면, 제1 예와 마찬가지로, 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 작용하는 코일(65)의 감는 방식(코일의 배치 위치도 포함한다)을 선택함에 의해, 만곡부(11)(촬상면(4a))을 소망하는 만곡 형상으로 할 수 있다. 원호형상 이외의 예를 들면 타원형상, 그 밖의 만곡 형상으로 할 수 있다. 그리고 나서 코일(65)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)의 만곡률(곡률에 상응)을 소요 범위 내에서 임의로 가변 제어할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-10B)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡하고 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
[제3 예의 구성]
도 41에, 제3-10 실시의 형태에서의 제3 예의 고체 촬상 장치를 도시한다. 본 고체 촬상 장치(1-10C)는, 코일(65)의 감는 방식을, 역 절구형(reverse mortar shape)으로 하여, 이 코일(65)을 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 대향하는 위치에 배치하여 구성된다. 반대의 절구형의 윤곽 형상은, 자력을 발생시킨 때에, 소망 형상의 만곡부(11)를 얻을 수 있는 형상으로 한다.
그 밖의 구성은, 제1 예로 설명한 것과 같기 때문에, 도 41에서, 도 39와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복 설명을 생략한다.
[동작 설명]
제3 예의 고체 촬상 장치(1-10C)의 동작은, 전술한 제1 예의 고체 촬상 장치(1-10A)에서 설명한 것과 마찬가지이다. 즉, 만곡부(11)의 각 부분과 코일(65)의 대응하는 각 부분과의 거리에 응하여 만곡부(11)의 각 부분에의 자력 작용이 다름에 의해, 목적에 맞는 소망 형상의 만곡부(11)를 얻을 수 있다.
그리고, 소망 형상의 만곡부(11)를 얻은 상태에서, 코일(65)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 만곡률(곡률에 상응)을 임의로 가변시킬 수 있다.
[효과]
제3-10 실시의 형태에 관한 제3 예의 고체 촬상 장치(1-10C)에 의하면, 제1 예와 마찬가지로, 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 작용하는 코일(65)의 감는 방식(코일의 배치 위치도 포함한다)을 선택함에 의해, 만곡부(11)(촬상면(4a))을 소망하는 만곡 형상으로 할 수 있다. 원호형상 이외의 예를 들면 타원형상, 그 밖의 만곡 형상으로 할 수 있다. 그리고 나서 코일(65)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)의 만곡률(곡률에 상응)을 소요 범위 내에서 임의로 가변 제어할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-10C)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡하고 있기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
[제4 예의 구성]
도 42A 및 도 42B에, 제3-10 실시의 형태에서의 제4 예의 고체 촬상 장치(1-10D)를 도시한다. 본 고체 촬상 장치(1-10D)는, 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 대향하여 평면 내에서 권회한 코일(66)을 배치하여 구성된다. 코일(66)은, 평면상에 있어서, 그 권회 밀도를 소망하는 밀도 분포가 되도록 권회하여, 촬상면(4a)을 소망하는 형상으로 만곡시켜서, 만곡률(곡률에 상응)을 제어하도록 구성된다. 도 42B에서는, 중앙의 권회 밀도가 크고, 주변을 향하여 권회 밀도가 작아지도록 코일(66)이 형성되어 있다. 권회 밀도의 분포는, 도 42B에서 도시하는 권회 분포로 한하지 않고, 목적에 맞는 소망하는 권회 밀도 분포로 할 수 있다. 이 코일(66)은, 상술한 만곡률을 가변 제어하는 제어부(131)로서도 구성된다.
그 밖의 구성은, 제1 예에서 설명한 것과 같기 때문에, 도 42A 및 도 42B에서, 도 39와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복 설명을 생략한다.
[동작 설명]
다음에, 고체 촬상 장치(1-10D)의 동작을 설명한다. 촬상칩(2)과 대좌(21)와의 열팽창 계수차를 이용하여 미리 만곡된 호형상의 만곡부(11)가 형성된다. 코일(66)에 소요되는 전류를 흘려서 자력을 발생시킨다. 이때, 코일(66)의 권회 밀도 분포에 응하여, 만곡부(11)의 각 부분에의 자력 작용이 다르고, 자력은, 권회 밀도가 큰 부분에서 강하고, 권회 밀도가 작은 부분에서 약해진다. 이 때문에, 만곡부(11)에서는, 강한 자력 작용을 받은 부분의 만곡이 강하게 되고, 약한 자력 작용을 받은 부분의 만곡시키는 정도가 약해져서, 전체로서 소망 형상의 만곡을 얻을 수 있다. 예를 들면, 도 42에서는, 만곡부(11)의 주변에 비교하여 중앙부의 만곡의 정도가 커지는 형상으로 만곡된다. 만곡부(11)의 형상을 원호형상 이외의 타원형상이나 그 밖의 소망 형상으로 변형시킬 수 있다. 따라서, 코일(65)의 감는 방식의 밀도를 궁리하고, 즉, 소망하는 권회 밀도 분포를 갖는 코일(66)을 구성하여, 만곡부(11)의 각 부분에의 자력 작용을 제어함에 의해, 목적에 맞는 소망 형상의 만곡부(11)를 얻을 수 있다.
그리고, 소망 형상의 만곡부(11)를 얻을 수 있던 상태에서, 코일(66)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))의 만곡률(곡률에 상응)을 임의로 가변시킬 수 있다.
[효과]
제3-10 실시의 형태에 관한 제1 예의 고체 촬상 장치(1-10D)에 의하면, 촬상칩(2)의 만곡부(11)에 작용하는 코일(65)의 권회 밀도 분포를 선택함에 의해, 만곡부(11)(따라서, 촬상면(4a))를 소망하는 만곡 형상으로 할 수 있다. 원호형상 이외의 예를 들면 타원형상, 그 밖의 만곡 형상으로 할 수 있다. 그리고 나서 코일(66)에 흘리는 전류를 제어할 때는, 만곡부(11)의 만곡률(곡률에 상응)을 소요 범위 내에서 임의로 가변 제어할 수 있다.
이 고체 촬상 장치(1-10D)는, 제3-1 실시의 형태에서 설명한 바와 마찬가지로, 줌렌즈를 구비한 카메라 등의 전자기기에 적용하기에 적합하다. 또한, 화상의 중앙, 주변에서의 핀트의 제어도 가능해지고, 목적에 맞는 촬상을 할 수 있다. 또한, 촬상칩(2)의 중앙 부분만을 3차원으로 만곡시키기 때문에, 크랙 등의 손상을 발생시키지 않고서, 3차원의 만곡부(11)를 구비한 촬상칩(2)을 얻을 수 있다.
[제5 예의 구성]
제3-10 실시의 형태에 관한 제5 예의 고체 촬상 장치는, 도시하지 않지만, 코일로서, 제1 예 내지 제3 예로` 설명한 절구형과, 제4 예에서 설명한 코일에 권회 밀도 분포를 갖게하는 구성을 조합시킨 코일을 이용하여 구성된다. 제5 예의 고체 촬상 장치에 의하면, 더욱 미세하게 만곡부(11)의 만곡 형상을 제어할 수 있다.
다음에, 자력(자계)에 의해 만곡부(11)의 만곡 형상을 제어하고, 또한 자력을 이용하여 만곡률(곡률에 상응)을 가변 제어하는 고체 촬상 장치에서는, 촬상 영역(4) 및 주변 회로부가 형성되어 있는 실리콘 영역에 자계의 영향을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 실시의 형태에서는, 도 43A에 도시하는 바와 같이, 적어도 코일(65, 66), 마그넷(131-1), 또는 전자석(131-2)에서 보아 실리콘 영역으로부터 가까운측으로의 촬상 칩(2)의 기판 이면을 금속막(68)으로 덮도록 구성할 수 있다.
또는, 본 실시의 형태에서는, 도 43A에 도시하는 바와 같이, 적어도 코일(65, 66), 마그넷(131-1), 또는 전자석(131-2)에서 보아 실리콘 영역으로부터 가까운측으로의 촬상 칩(2)의 기판 이면 및 기판 측면을 금속막(68)으로 덮도록 구성할 수 있다.
금속막(68)으로서는, 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 티탄(Ti), 그 밖의 금속의 막을 이용할 수 있다.
이처럼, 촬상칩(2)의 이면, 또는 이면과 측면을 금속막(68)로 피복함에 의해, 실리콘 영역에, 코일(65, 66), 또는 마그넷(131-1), 전자석(131-2)으로부터의 자계가 전해지지 않아, 촬상칩의 오동작을 막을 수 있다.
상술한 각 실시의 형태에서는, MOS형의 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩을 적용하였다. 그 밖에, CCD형의 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩을 적용하는 것도 가능하다. 이면 조사형의 MOS 고체 촬상 소자를 갖는 촬상칩을 이용할 때는, 수광면적이 크게 잡혀서, 보다 감도의 향상이 도모되어 바람직하다.
≪실시 형태(전자기기의 실시 형태)≫
상술한 각 실시 형태에서 설명한 본 개시에 관한 고체 촬상 소자는, 예를 들면 디지털 카메라나 비디오 카메라 등의 카메라 시스템이나, 촬상 기능을 갖는 휴대 전화, 또는 촬상 기능을 구비한 다른 기기, 등의 전자기기에 적용할 수 있다.
도 44는, 본 개시에 관한 전자기기의 한 예로서, 고체 촬상 소자를 이용한 카메라의 구성도를 도시한다. 본 실시 형태에 관한 카메라는, 정지화상 또는 동화 촬영 가능한 비디오 카메라를 예로 한 것이다. 본 실시 형태의 카메라(91)는, 고체 촬상 소자(1)와, 고체 촬상 소자(1)의 수광 센 부에 입사광을 유도하는 광학계(93)와, 셔터 장치(94)와, 고체 촬상 소자(1)를 구동하는 구동 회로(95)와, 고체 촬상 소자(1)의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로(96)를 갖는다.
고체 촬상 소자(1)에는, 상술한 각 실시 형태에서 설명한 3차원의 만곡부를 구비한 고체 촬상 소자(1, 1-1 내지 1-10[1-10A ~ 1-10D])가 적용된다. 광학계(93)는, 복수 또는 단수의 광학 렌즈로 구성된 광학 렌즈계로 하여도 좋다. 여기서는, 고체 촬상 소자(1)로서 광학계(93)의 상면 만곡에 따른 3차원의 만곡부를 갖는 고체 촬상 소자(1, 1-1 내지 1-10[1-10A ~ 1-10D])가 사용되기 때문에, 광학계(93)를 구성한 광학 렌즈는 적은 매수라도 좋다. 도 45A 및 도 45B에 의해, 본 실시의 형태에 관한 전자기기의 줌 동작을 설명한다. 광학 렌즈계(73)는, 이른바 촬상 렌즈이고, 줌렌즈로 구성할 수 있다. 이와 같은 광학계(93)는, 고체 촬상 소자(1)에서, 촬상 영역이 마련된 소자 칩의 만곡부의 요곡면측에 배치되고, 이 광학계(93)의 상면 만곡에 따라서 소자 칩의 만곡부의 요곡면이 배치된 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 피사체로부터의 상광(입사광)을, 고체 촬상 소자(1)의 촬상면(촬상 영역)에 결상시켜서, 고체 촬상 소자(1) 내에 일정 기간 신호 전하를 축적시킨다. 이 때문에, 줌렌즈는, 적은 매수의 광학 렌즈로 구성할 수 있다. 또한, 상기 광학 렌즈계(73)로서는, 통상 알려져 있는 렌즈군에 의한 줌렌즈로 구성할 수도 있다.
셔터 장치(94)는, 고체 촬상 소자(1)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어한다. 구동 회로(95)는, 고체 촬상 소자(1)의 전송 동작 및 셔터 장치(94)의 셔터 동작을 제어하는 구동 신호를 공급한다. 구동 회로(95)로부터 공급되는 구동 신호(타이밍 신호)에 의해, 고체 촬상 소자(1)의 신호 전송을 행한다. 신호 처리 회로(96)는, 각종의 신호 처리를 행한다. 신호 처리가 행해진 영상 신호는, 메모리 등의 기억 매체에 기억되고, 또는, 모니터에 출력된다.
[동작 설명]
광학 렌즈계(73)에 줌렌즈를 이용한 상기 카메라의 동작을 설명한다. 도 44에 도시하는 바와 같이, 광각 촬영, 망원 촬영에 응하여, 광학 렌즈계(73)의 소요되는 광학 렌즈(73a)가 광축(x)상을 따라 이동한다. 여기서, 모식적으로 망원 렌즈(장 초점 거리)로 한 때는, 광학 렌즈(73a)에 입사하는 피사체광의 축외광속(off-axis luminous flux)의 입사각이 작게(굴절율각이 작게) 되기 때문에, 얇은 렌즈로 나타낸다. 광각 렌즈로 하였을 때(단초점 거리)에는, 광학 렌즈(93a)에 입사한 피사체광의 축외광속의 입사각이 크게(굴절율각이 크게) 되기 때문에, 두꺼운 렌즈로 나타낸다.
도 44A에 도시하는 바와 같이, 소요되는 광학 렌즈를 촬상면으로부터 떨어져서 망원 렌즈로 하였을 때에는, 피사체광의 광학 렌즈(93a)에의 입사각이 작아지기 때문에, 상면 만곡이 작아진다. 이 때문에, 촬상면(4a)부터 떨어지는 방향으로 이동한 광학 렌즈(93a)의 위치에 연동하여, 고체 촬상 장치(92)에서는 제어부(131)를 통하여, 그 광학 렌즈계(93)의 상면 만곡에 대응하여 촬상면(4a)의 곡률이 작아지도록 가변 제어한다. 이에 의해, 촬상면 전역에서 핀트가 맞은 상태로 결상한다.
또한, 도 44B에 도시하는 바와 같이, 소요되는 광학 렌즈(93a)를 촬상면(4a)에 접근하여 광각 렌즈로 하였을 때에는, 피사체광의 광학 렌즈(93a)에의 입사각이 커지기 때문에, 상면 만곡이 커진다. 이 때문에, 촬상면(4a)에 근접하는 방향으로 이동한 광학 렌즈(93a)의 위치에 연동하여, 고체 촬상 장치(92)에서는 제어부(131)를 통하여, 그 광학 렌즈계(93)의 상면 만곡에 대응하여 촬상면(4a)의 곡률이 커지도록 가변 제어한다(실선 도시). 이에 의해, 촬상면의 전면에서 핀트가 맞은 상태로 결상한다.
또한, 예를 들면, 촬상면의 중앙에서는 핀트가 맞은 화상을 결상시키고, 주변에서는 핀트가 흐려진 화상을 결상시키는 촬영을 행하고 싶은 경우에도, 제어부를 이용하여 촬상면의 곡률을 제어함에 의해 가능해진다. 이에 의해, 취미에 맞는 촬영이 가능해진다.
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 전자기기에 의하면, 상술한 제1-1 실시 형태 내지 제3-11 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 3차원 만곡부를 구비하면서도 크랙 발생이 없는 고체 촬상 소자를 이용함에 의해, 이 고체 촬상 소자를 이용한 전자기기의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
[효과]
또한, 실시의 형태에 관한 전자기기에 의하면, 줌렌즈를 구비하여 줌 촬영을 가능 하게 한 경우, 특히 광각 렌즈로 하였을 때에, 촬상면 전역에서 핀트가 맞은 결상이 이루어져, 고화질의 전자기기를 제공할 수 있다. 예를 들면, 화질을 향상한 카메라 등을 제공할 수 있다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
한 주면측에 광전 변환부를 배열한 소자 칩을 제작하는 것과, 상기 소자 칩보다도 팽창 계수가 큰 재료를 사용하여 구성됨과 함께, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌를 준비하는 것과, 상기 대좌를 가열하여 팽창시키는 것과, 상기 대좌의 상기 개구를 막은 상태에서 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하고, 상기 팽창시킨 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 고정한 상태에서 상기 대좌를 냉각하여 수축시킴에 의해, 상기 소자 칩에서 상기 개구에 대응하는 부분을 3차원으로 만곡시키는 것을 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(2)
상기 팽창시킨 대좌의 평탄면에 대한 상기 소자 칩의 고정은, 상기 개구의 전둘레에서 이루어지는 (1)에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(3)
상기 대좌의 개구는, 상기 평탄면측의 개구 형상이 원형인 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(4)
상기 소자 칩의 한 주면에는, 상기 광전 변환부가 마련된 촬상 영역의 주위에 주변 회로를 마련하고, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하는 공정에서는, 상기 촬상 영역을 상기 개구의 범위 내에 배치하는 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(5)
상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하기 전에, 상기 개구 내에 미경화의 수지를 충전하고, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치할 때에는, 상기 광전 변환부가 배열된 한 주면측을 상방으로 향하게 하여 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하고, 상기 대좌를 냉각하여 수축시킬 때에는, 상기 수지의 냉각에 의한 체적 수축에 의해 상기 소자 칩을 상기 개구측을 향하여 만곡시키는 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(6)
상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치할 때에는, 상기 광전 변환부가 배열된 한 주면측을 상방으로 향하게 하여 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하고, 상기 대좌를 냉각하여 수축시킬 때에는, 상기 개구 내를 밀폐하여 상기 개구 내의 가스를 냉각하여 체적 수축시킴에 의해 상기 소자 칩을 상기 개구측을 향하여 만곡시키는 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(7)
상기 대좌의 개구는, 상기 소자 칩을 재치하는 평탄면측을 향하여 개구 지름이 넓어지는 형상을 갖는 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(8)
상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩은, 상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제에 의해 고정하는 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(9)
상기 대좌의 평탄면에는, 상기 대좌의 외부에 연통하는 배기 홈이 마련되고, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 고정할 때에는, 상기 배기 홈부터의 흡인에 의해 상기 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 진공 흡착하는 (1) 내지 (7)의 어느 한쪽에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(10)
상기 소자 칩에서 상기 대좌를 향하는 면에는 칩측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면에는 대좌측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 고정할 때에는, 상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩과의 사이에 이방성 도전 접착제를 끼워 지지시킴에 의해, 상기 칩측 전극과 상기 대좌측 전극을 접속하는 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(11)
3차원으로 만곡한 만곡부와 상기 만곡부의 둘레 단부터 연설된 평탄부를 갖는 소자 칩과, 상기 소자 칩에서의 상기 만곡부의 요곡면측에 배열된 광전 변환부를 구비한 고체 촬상 소자.
(12)
상기 소자 칩에서의 평탄부는, 상기 소자 칩에서의 만곡부의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있는 (11)에 기재된 고체 촬상 소자.
(13)
상기 만곡부의 저면은 원형인 (11) 또는 (12)에 기재된 고체 촬상 소자.
(14)
상기 소자 칩에서 상기 광전 변환부가 배열된 촬상 영역의 주위에 주변 회로가 배치된 (11) 내지 (13)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(15)
상기 소자 칩보다도 팽창 계수가 큰 재료를 사용하여 구성됨과 함께, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌를 구비하고, 상기 대좌의 개구 내에 상기 소자 칩의 만곡부를 삽입시킨 상태에서, 상기 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩의 상기 평탄부를 고정시킨 (11) 내지 (14)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(16)
상기 대좌의 개구 내에는 수지가 충전되어 있는 (15)에 기재된 고체 촬상 소자.
(17)
상기 대좌의 개구는, 상기 소자 칩을 재치하는 평탄면측을 향하여 개구 지름이 넓어지는 형상을 갖는 (15) 또는 (16)에 기재된 고체 촬상 소자.
(18)
상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩과의 사이에 접착제가 끼워져 지지된 (15) 내지 (17)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(19)
상기 소자 칩에서 상기 대좌를 향하는 면에는 칩측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면에는 대좌측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩과의 사이에는, 상기 칩측 전극과 상기 대좌측 전극을 접속하는 이방성 도전 접착제가 끼워져 지지된 (15) 내지 (17)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(20)
3차원으로 만곡한 만곡부와 상기 만곡부의 둘레 단부터 연설된 평탄부를 갖는 소자 칩과, 상기 소자 칩에서의 상기 만곡부의 요곡면측에 배열된 광전 변환부와, 상기 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학계를 구비한 전자기기.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
한 주면측에 광전 변환부를 배열한 소자 칩을 제작하는 것과, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌를 준비하는 것과, 상기 대좌의 상기 개구를 막음과 함께 상기 광전 변환부가 배열된 한 주면측을 상방으로 향하게 한 상태로 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하고, 상기 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 고정한 상태에서 상기 소자 칩으로 막혀진 상기 대좌의 개구 내를 체적 수축시킴에 의해, 상기 소자 칩을 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡시키는 것을 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(2)
상기 대좌의 평탄면에 대한 상기 소자 칩의 고정은, 상기 개구의 전둘레에서 이루어지는 (1)에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(3)
상기 대좌의 개구는, 상기 평탄면측의 개구 형상이 원형인 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(4)
상기 소자 칩의 한 주면에는, 상기 광전 변환부가 마련된 촬상 영역의 주위에 주변 회로를 마련하고, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하는 공정에서는, 상기 촬상 영역을 상기 개구의 범위 내에 배치하는 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(5)
상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 재치하기 전에, 상기 개구 내에 미경화의 수지를 충전하고, 상기 개구 내를 체적 수축시킬 때에는, 상기 개구 내에 충전한 상기 미경화의 수지를 경화 수축시키는 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(6)
상기 개구 내를 체적 수축시킬 때에는, 상기 개구 내의 가스를 배기하는 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(7)
상기 개구의 내벽은, 3차원으로 만곡한 요곡면으로서 형성되고, 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡시킨 소자 칩을, 상기 요곡면과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제에 의해 상기 요곡면에 고정하는 (6)에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(8)
상기 대좌의 개구는, 상기 소자 칩을 재치하는 평탄면측을 향하여 개구 지름이 넓어지는 형상을 갖는 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(9)
상기 대좌의 평탄면에는, 상기 대좌의 외부에 연통하는 배기 홈이 마련되고,
상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 고정할 때에는, 상기 배기 홈부터의 흡인에 의해 상기 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 진공 흡착하는 (1) 내지 (8)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(10)
상기 소자 칩에서 상기 대좌를 향하는 면에는 칩측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면에는 대좌측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 고정할 때에는, 상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩과의 사이에 이방성 도전 접착제를 끼워 지지시킴에 의해, 상기 칩측 전극과 상기 대좌측 전극을 접속하는 (1) 내지 (8)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(11)
개구를 가지며 상기 개구의 주위가 평탄면으로서 정형된 대좌와, 상기 개구에 대응하는 부분이 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡한 만곡부, 및 상기 만곡부의 둘레 단부터 연설되어 상기 대좌의 평탄면에 지지된 평탄부를 갖는 소자 칩과, 상기 소자 칩에서의 상기 만곡부의 요곡면측에 배열된 광전 변환부를 구비한 고체 촬상 소자.
(12)
상기 소자 칩에서의 평탄부는, 상기 소자 칩에서의 만곡부의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있는 (11)에 기재된 고체 촬상 소자.
(13)
상기 만곡부의 저면은 원형인 (11) 또는 (12)에 기재된 고체 촬상 소자.
(14)
상기 소자 칩에서 상기 광전 변환부가 배열된 촬상 영역의 주위에 주변 회로가 배치된 (11) 내지 (13)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(15)
상기 대좌의 개구 내에는 수지가 충전되어 있는 (11) 내지 (14)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(16)
상기 대좌의 개구는, 상기 소자 칩을 재치하는 평탄면측을 향하여 개구 지름이 넓어지는 형상을 갖는 (11) 내지 (15)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(17)
상기 대좌에서의 상기 개구의 내벽은, 3차원으로 만곡한 요곡면으로서 형성되고, 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡시킨 소자 칩이, 상기 요곡면과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제에 의해 상기 요곡면에 고정된 (11) 내지 (16)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(18)
상기 소자 칩에서 상기 대좌를 향하는 면에는 칩측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면에는 대좌측 전극이 배치되고, 상기 대좌의 평탄면과 상기 소자 칩과의 사이에는, 상기 칩측 전극과 상기 대좌측 전극을 접속하는 이방성 도전 접착제가 끼워져 지지된 (11) 내지 (16) 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(19)
개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌와, 상기 개구에 대응하는 부분이 상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡한 만곡부, 및 상기 만곡부의 둘레 단부터 연설되어 상기 대좌의 평탄면에 지지된 평탄부를 갖는 소자 칩과, 상기 소자 칩에서의 상기 만곡부의 요곡면측에 배열된 광전 변환부와, 상기 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학계를 구비한 전자기기.
(1)
만곡한 만곡부, 상기 만곡부 내에 존재하고 촬상면이 요곡면이 되고 광전 변환부가 배열된 촬상 영역, 및 상기 만곡부의 둘레 단부터 연장하여 고정된 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 상기 촬상면의 곡률을 가변 제어하는 제어부를 구비한 고체 촬상 장치.
(2)
상기 고체 촬상칩이 평탄부는, 상기 만곡부의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있는 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(3)
상기 고체 촬상칩에 있어서, 상기 광전 변환부가 배열된 촬상 영역의 주위에 주변 회로가 배치된 (2)에 기재된 고체 촬상 장치.
(4)
상기 고체 촬상칩에서의 만곡부를 팽출하는 개구와, 상기 만곡부에서 연장한 평탄부를 고정하는 평탄면을 가지며 상기 고체 촬상칩을 지지한 대좌를 구비한 (3)에 기재된 고체 촬상 장치.
(5)
상기 고체 촬상칩의 촬상면과는 반대측의 면에 형성된 자성막과, 상기 대좌의 개구에 임하는 상기 만곡부에 대향하여 배치된 자력 발생 장치에 의한 상기 제어부를 구비하고, 상기 자성막에 주는 상기 제어부로부터의 자력의 제어로, 상기 촬상면의 곡률이 제어되는 (4)에 기재된 고체 촬상 장치.
(6)
상기 대좌의 개구에 연통하여 배치된 흡인 장치에 의한 상기 제어부를 구비하고, 상기 제어부로부터의 흡인력의 제어로, 상기 촬상면의 곡률이 제어되는 (4)에 기재된 고체 촬상 장치.
(7)
상기 개구 내에 주입되어 상기 고체 촬상칩에 접착하는 수축성을 갖는 접착제와, 가열 장치에 의한 상기 제어부를 구비하고, 상기 제어부의 가열 온도의 제어에 의한 상기 접착제의 체적 수축의 제어로, 상기 촬상면의 곡률이 제어되는 (4)에 기재된 고체 촬상 장치.
(8)
만곡 제어되는 촬상면을 갖고서 광전 변환부가 배열된 촬상 영역, 상기 만곡 제어되어 만곡부가 되는 영역의 둘레 단부터 연장하여 고정된 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 상기 촬상 영역의 곡률(무한소를 포함한다)을 가변 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부에 의해 상기 촬상 영역이, 평탄상태로부터 소요되는 곡률을 갖는 만곡상태까지 가변 제어되는 고체 촬상 장치.
(9)
고체 촬상 장치와, 상기 고체 촬상 장치의 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학 렌즈계와, 상기 고체 촬상 장치의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하고, 상기 고체 촬상 장치는, 만곡한 만곡부, 상기 만곡부 내에 있는 요곡면의 촬상면, 및 상기 만곡부의 둘레 단부터 연장하는 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 상기 촬상면의 곡률을 가변 제어하는 제어부를 구비한 고체 촬상 장치로 구성되고, 상기 광학 렌즈계에서의 소요되는 광학 렌즈의 가변 이동에 연동하여, 상기 촬상면의 곡률이 가변 제어되는 전자기기.
(10)
상기 고체 촬상칩이 평탄부는, 상기 만곡부의 전둘레에 배치되어 동일면을 구성하고 있는 (9)에 기재된 전자기기.
(11)
상기 고체 촬상칩에 있어서, 상기 촬상면을 갖고서 광전 변환부가 배열된 촬상 영역의 주위에 주변 회로가 배치된 (10)에 기재된 전자기기.
(12)
상기 고체 촬상칩에서의 만곡부를 팽출하는 개구와, 상기 만곡부로부터 연장한 평탄부를 고정하는 평탄면을 갖고서 상기 고체 촬상칩을 지지하는 대좌를 구비한 (11)에 기재된 전자기기.
(13)
상기 고체 촬상칩의 촬상면과는 반대측의 면에 형성된 자성막과, 상기 대좌의 개구에 임하는 상기 만곡부에 대향하여 배치된 자력 발생 장치에 의한 상기 제어부를 구비하고, 상기 자성막에 주는 상기 제어부로부터의 자력의 제어로, 상기 촬상면의 곡률이 제어되는 (12)에 기재된 전자기기.
(14)
상기 대좌의 개구에 연통하여 배치된 흡인 장치에 의한 상기 제어부를 구비하고, 상기 제어부부터의 흡인력의 제어로, 상기 촬상면의 곡률이 제어되는 (12)에 기재된 전자기기.
(15)
상기 개구 내에 주입되어 상기 고체 촬상칩에 접착하는 수축성을 갖는 접착제와, 가열 장치에 의한 상기 제어부를 구비하고, 상기 제어부의 가열 온도의 제어에 의한 상기 접착제의 체적 수축의 제어로, 상기 촬상면의 곡률이 제어되는 (12)에 기재된 전자기기.
(16)
고체 촬상 장치와, 상기 고체 촬상 장치의 광전 변환부에 입사광을 유도하는 광학 렌즈계와, 상기 고체 촬상 장치의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하고, 상기 고체 촬상 장치는, 만곡 제어되는 촬상면을 갖고서 광전 변환부가 배열된 촬상 영역, 상기 만곡 제어되어 만곡부가 되는 영역의 둘레 단부터 연장하여 고정된 평탄부를 갖는 고체 촬상칩과, 상기 촬상 영역의 곡률(무한소를 포함한다)을 가변 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부에 의해 상기 촬상 영역이, 평탄상태로부터 소요되는 곡률을 갖는 만곡상태까지 가변 제어되는 고체 촬상 장치로 구성되고, 상기 광학 렌즈계에서의 소요되는 광학 렌즈의 가변 이동에 연동하여, 상기 촬상면의 곡률이 가변 제어되는 전자기기.
Claims (20)
- 한 주면측에 광전 변환부를 배열한 소자 칩을 제작하는 스텝과,
상기 소자 칩보다도 팽창 계수가 큰 재료를 사용하여 구성됨과 함께, 개구를 가지며 상기 개구의 주위의 평탄면으로서 정형된 대좌를 준비하는 스텝과,
상기 대좌의 상기 개구를 막은 상태에서, 상기 대좌의 평탄면상에, 상기 광전 변환부가 배열된 한 주면측을 상방으로 향하게 하여 상기 소자 칩을 재치하는 스텝과,
팽창시킨 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 고정한 상태에서 상기 대좌를 냉각하여 수축시킴에 의해, 상기 소자 칩에서 상기 개구에 대응하는 부분을 3차원으로 만곡시키는 스텝을 포함하고,
상기 대좌를 냉각하여 수축시킬 때에는, 상기 개구 내를 밀폐하여 상기 개구 내의 가스를 냉각하여 체적 수축시킴에 의해, 상기 소자 칩을 상기 개구측을 향하여 만곡시키는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 대좌를 가열하여 팽창시키는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 개구의 내벽은, 3차원으로 만곡한 요곡면으로서 형성되고,
상기 개구측을 향하여 3차원으로 만곡시킨 소자 칩을, 상기 요곡면과의 사이에 끼워 지지시킨 접착제에 의해 상기 요곡면에 고정하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 대좌의 평탄면에는, 상기 대좌의 외부에 연통하는 배기 홈이 마련되고,
상기 대좌의 평탄면상에 상기 소자 칩을 고정할 때에는, 상기 배기 홈부터의 흡인에 의해 상기 대좌의 평탄면에 상기 소자 칩을 진공 흡착하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 대좌의 개구에 연통하여 배치된 흡인 장치에 의한 제어부를 구비하고,
상기 제어부로부터의 흡인력의 제어로, 촬상면의 곡률이 제어되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 삭제
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