WO2020079997A1 - 固体撮像装置および電子機器 - Google Patents

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WO2020079997A1
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solid
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蒔田　吉弘
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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Definitions

  • the present technology relates to solid-state imaging devices and electronic devices.
  • a solid-state image pickup device having an image sensor as a solid-state image pickup device is provided with a so-called flip-chip structure in which an image sensor and a substrate are electrically connected via a connecting portion such as a bump which is a protruding terminal.
  • the substrate is, for example, a base material formed of a material such as an organic material or ceramics and provided with a wiring layer, electrodes, and the like, and has an opening for passing light received by the image sensor.
  • a transparent member such as glass is provided on the side of the substrate opposite to the image sensor side so as to cover the opening of the substrate, and a package structure is formed in which a hollow portion is formed on the light receiving surface side of the image sensor.
  • an underfill part is provided between the substrate and the image sensor for the purpose of protecting and reinforcing the connection part such as bumps.
  • the underfill portion is, for example, a portion formed by curing a paste-like or liquid resin that is a fluid.
  • the underfill portion includes a capillary flow type (capillary underfill) formed by flowing a liquid resin having a relatively low viscosity by using a capillary phenomenon.
  • underfill material a liquid resin (hereinafter referred to as “underfill material”) before curing forming the underfill portion reaches a pixel area which is a light receiving area of the image sensor, and There is a problem that the characteristics are adversely affected.
  • underfill material a liquid resin (hereinafter referred to as “underfill material”) before curing forming the underfill portion reaches a pixel area which is a light receiving area of the image sensor, and There is a problem that the characteristics are adversely affected.
  • Patent Document 1 A technique for solving such a problem is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the technique of ensuring the dimension of the distance between the opening end of the opening of the substrate and the end of the pixel region of the image sensor is based on the assumption that the underfill material spreads to the pixel region side. It is to secure an area that allows the spread. Therefore, such a technology hinders miniaturization of the image sensor and the package structure.
  • the configuration in which the embankment portion and the groove portion are provided in the portion in front of the pixel region on the image sensor also requires a space for providing the embankment portion and the groove portion in the image sensor, which hinders miniaturization. Becomes
  • image sensors tend to be staked die, and image sensor chips are becoming smaller.
  • the miniaturization of the image sensor contributes to cost reduction.
  • it is difficult to reduce the distance between the opening edge of the opening of the substrate and the pixel area from the viewpoint of preventing the underfill material from reaching the pixel area. It is a factor that prevents the change.
  • An object of the present technology is to prevent the material forming the underfill portion from flowing toward the pixel region side of the solid-state imaging device, and to shorten the distance between the opening end of the opening of the substrate and the pixel region. It is possible to provide a solid-state image pickup device and an electronic device that can achieve miniaturization of the solid-state image pickup device and the device.
  • a solid-state imaging device includes a solid-state imaging device having a pixel region that is a light-receiving region including a large number of pixels on a front surface side that is one plate surface of a semiconductor substrate, and a solid-state imaging device on the front surface side with respect to the solid-state imaging device.
  • An underfill which is provided with a substrate having an opening for passing light received in the pixel region and a connection part formed of a cured fluid and electrically connecting the solid-state imaging device and the substrate. And a groove portion for guiding the fluid forming the underfill portion in a direction away from the surface of the solid-state imaging device, in the surface portion forming the opening. is there.
  • the groove is formed by a semi-cylindrical concave curved surface.
  • the groove is a direction in which a width of the opening is narrowed from a side of the solid-state imaging device to an opposite side thereof in a plate thickness direction of the substrate. It is inclined to.
  • the groove is a direction that widens an opening width of the opening from a side of the solid-state imaging device to an opposite side thereof in a plate thickness direction of the substrate. It is inclined to.
  • An electronic device includes a solid-state imaging device having a pixel region that is a light-receiving region including a large number of pixels on a front surface side that is one plate surface of a semiconductor substrate, and is provided on the front surface side with respect to the solid-state imaging device.
  • An underfill portion formed of a cured fluid and a substrate having an opening for transmitting light received in the pixel region and covering a connection portion for electrically connecting the solid-state imaging device and the substrate.
  • the solid-state imaging device, wherein the substrate has a groove portion for guiding the fluid forming the underfill portion in a direction away from the surface of the solid-state imaging device, in a surface portion forming the opening. It is equipped with.
  • the present technology it is possible to suppress the material forming the underfill portion from flowing toward the pixel region side of the solid-state image sensor, and to shorten the distance between the opening end of the opening of the substrate and the pixel region. Therefore, the size of the solid-state image sensor and the device can be reduced.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along line FF in FIG. 17. It is explanatory drawing about the effect in the solid-state imaging device which concerns on 3rd Embodiment of this technique. It is a figure which shows the modification of the groove part which the board
  • the present technology has a structure including an underfill portion that covers a connection portion that electrically connects a solid-state imaging device and a substrate having an opening for allowing light received by the solid-state imaging device to be provided.
  • an underfill portion that covers a connection portion that electrically connects a solid-state imaging device and a substrate having an opening for allowing light received by the solid-state imaging device to be provided.
  • the solid-state imaging device 1 includes an image sensor 2 as a solid-state imaging device, a substrate 3 having an opening 4 for passing light received by the image sensor 2, and a substrate 3 on the substrate 3.
  • the glass 5 as a supported translucent member.
  • the solid-state imaging device 1 includes a metal bump 6 that is a connection portion that electrically connects the image sensor 2 and the substrate 3, and an underfill portion 7 that covers the metal bump 6. 1 and 2, the glass 5 is shown by a chain double-dashed line for the sake of convenience.
  • the solid-state imaging device 1 has a so-called flip chip structure in which the image sensor 2 and the substrate 3 are electrically connected via a plurality of metal bumps 6.
  • a glass 5 is mounted on the side of the substrate 3 opposite to the image sensor 2 side so as to cover the opening 4, and an internal space of the opening 4 of the substrate 3 is provided between the image sensor 2 and the glass 5.
  • the package structure has a cavity 8 which is a closed space including
  • the image sensor 2 includes a silicon semiconductor substrate made of silicon (Si), which is an example of a semiconductor, and one plate surface side (upper side in FIG. 1) of the semiconductor substrate is a light receiving side.
  • the image sensor 2 is a rectangular plate-shaped chip, and the plate surface on the light receiving side is the front surface 2a and the plate surface on the opposite side is the back surface 2b.
  • the image sensor 2 according to this embodiment is a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor.
  • the image sensor 2 may be a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor.
  • the image sensor 2 is composed of a semiconductor substrate, and an image sensor element is formed on the front surface 2a side.
  • the image sensor 2 has a pixel area 2c, which is a light receiving area including a large number of pixels formed in a predetermined array such as a Bayer array, on the front surface 2a side, and surrounds the pixel area 2c.
  • the area of is the peripheral area.
  • the pixel region 2c includes an effective pixel region in which signal charges are generated, amplified, and read by photoelectric conversion in each pixel.
  • the pixel in the pixel region 2c has a photodiode serving as a photoelectric conversion unit having a photoelectric conversion function, and a plurality of pixel transistors.
  • the photodiode has a light-receiving surface that receives light incident from the front surface 2a side of the image sensor 2, and generates an amount of signal charge according to the light amount (intensity) of the light incident on the light-receiving surface.
  • the plurality of pixel transistors each include, for example, a MOS transistor responsible for amplification, transfer, selection, and reset of signal charges generated by the photodiode.
  • the plurality of pixels may have a shared pixel structure in which the photodiodes and the transfer transistors forming the plurality of unit pixels share one other pixel transistor.
  • a color filter and an on-chip lens are provided in each pixel on a semiconductor substrate through an antireflection film made of an oxide film or the like, a flattening film made of an organic material, or the like. Correspondingly formed.
  • the light incident on the on-chip lens is received by the photodiode through the color filter, the flattening film, and the like.
  • the substrate 3 is provided on the front surface 2 a side of the image sensor 2 and has an opening 4 for passing light received by the pixel region 2 c of the image sensor 2.
  • the substrate 3 has a rectangular plate-shaped outer shape as a whole, and has a front surface 3a that is one plate surface and a back surface 3b that is the other plate surface on the opposite side.
  • the substrate 3 is, for example, a base material formed of an organic material such as plastic or a material such as ceramics and provided with a wiring layer, electrodes, and the like.
  • the substrate 3 is provided parallel to the image sensor 2 and has an opening 4 in the center of the plate surface.
  • the opening 4 has a substantially rectangular opening shape corresponding to the rectangular outer shape of the substrate 3, and is formed so as to penetrate from the front surface 3 a to the back surface 3 b of the substrate 3. Therefore, the substrate 3 has a frame-like shape as a whole, and the rectangular opening 4 is formed by the four side portions forming the frame.
  • the opening portion 4 is formed by four inner side surface portions 10 having a substantially rectangular shape in a plan view.
  • the image sensor 2 is provided on such a substrate 3 on the back surface 3b side of the substrate 3 with the light receiving surface facing the front surface 3a side of the substrate 3 from the opening 4.
  • the image sensor 2 has an outer shape larger than the opening 4 of the substrate 3, and is provided on the substrate 3 so as to close the opening 4 from below.
  • the opening 4 is formed so that the entire pixel region 2c of the image sensor 2 is located within the opening range of the opening 4 in a plan view.
  • the pixel region 2c is formed as a rectangular region corresponding to the outer shape of the image sensor 2 in plan view, and in plan view, each side forming the outer edge of the pixel region 2c forms the opening 4. It is located inside the inner side surface portion 10.
  • the space L1 is formed between each inner side surface part 10 forming the opening 4 and each side forming the outer edge of the pixel region 2c located in the opening 4 (see FIGS. 2 and 3).
  • the metal bump 6 is interposed between the front surface 2a of the image sensor 2 and the back surface 3b of the substrate 3 to electrically connect the image sensor 2 and the substrate 3 to each other.
  • the metal bump 6 is a protruding terminal, and electrically connects, for example, an electrode formed on the front surface 2 a of the image sensor 2 and a wiring layer formed on the back surface 3 b of the substrate 3. Due to the presence of the metal bumps 6 between the image sensor 2 and the substrate 3, a gap is formed between the front surface 2a of the image sensor 2 and the back surface 3b of the substrate 3.
  • the dimension L2 (see FIG. 3) of this gap is, for example, about 20 ⁇ m.
  • a plurality of metal bumps 6 are provided so as to be arranged in an array at predetermined intervals, for example, around the opening 4 according to the number of electrodes formed on the surface 2 a of the image sensor 2.
  • the metal bumps 6 are, for example, Au stud bumps, solder ball bumps, Au—Ag alloy bumps, or the like.
  • the metal bump 6 is covered by the underfill portion 7.
  • the underfill portion 7 is formed of a resin that is a cured fluid, and covers the metal bumps 6 existing between the image sensor 2 and the substrate 3.
  • the underfill portion 7 is formed so as to include a plurality of metal bumps 6 between the outer peripheral portion of the image sensor 2 and the inner peripheral portion of the substrate 3 around the opening 4, and Is a resin sealing portion for sealing the gap.
  • the underfill portion 7 is provided between the image sensor 2 and the substrate 3 in the flip-chip structure for the purpose of protecting and reinforcing the metal bumps 6 and the connecting portions by the metal bumps 6.
  • the underfill portion 7 is a liquid curable resin portion formed by curing a paste or liquid resin by baking or the like.
  • the underfill portion 7 is a capillary flow type (capillary underfill) formed by causing a liquid resin having a relatively low viscosity to flow using a capillary phenomenon.
  • a resin material used as a molding material is used.
  • a thermosetting resin such as an epoxy resin or a thermosetting resin in which a filler containing silicon oxide as a main component is dispersed is used. .
  • a liquid resin material for example, a thermosetting resin, which will be referred to as an “underfill material” hereinafter
  • an underfill material for example, a thermosetting resin, which will be referred to as an “underfill material” hereinafter
  • the metal bumps 6 are coated so as to cover the whole of the metal bumps 6 and to fill the gap between the image sensor 2 and the substrate 3.
  • the underfill portion 7 is formed in the rectangular frame-shaped region corresponding to the shape of the portion where the image sensor 2 and the substrate 3 overlap with each other, that is, along the opening shape of the opening 4. .
  • the underfill portion 7 has a portion protruding from the periphery of the metal bump 6 due to the surface tension of the underfill material and the wettability of the surface on which the underfill material flows. Specifically, the underfill portion 7 is located between the front surface 2a of the image sensor 2 and the back surface 3b of the substrate 3 and is located between the inter-surface interposing portions 7a, and the inter-surface interposing portion 7a extends from the outer peripheral side of the image sensor 2. It has an outside protruding portion 7b which is a protruding portion.
  • the glass 5 is an example of a transparent member, and is a rectangular plate-shaped member smaller than the substrate 3. By being provided on the substrate 3, the glass 5 is provided on the light receiving side of the image sensor 2 in parallel with the image sensor 2 at a predetermined interval. The glass 5 is fixed to the surface 3a of the substrate 3 with an adhesive or the like.
  • the glass 5 is provided on the substrate 3 so as to cover the entire opening 4 from above. Therefore, the glass 5 has an outer dimension larger than the opening dimension of the opening 4. Thus, the glass 5 is provided above the image sensor 2 so as to face the surface 2 a of the image sensor 2 through the opening 4 of the substrate 3.
  • the glass 5 normally transmits various kinds of light incident from an optical system such as a lens located above the glass 5 and transmits the light to the light receiving surface of the image sensor 2 via the cavity 8.
  • the glass 5 has a function of protecting the light-receiving surface side of the image sensor 2 and, together with the substrate 3 and the underfill portion 7, blocks the intrusion of moisture (water vapor), dust, and the like from the outside into the cavity 8.
  • a plastic plate or a silicon plate that transmits only infrared light can be used.
  • the light transmitted through the glass 5 passes through the cavity 8 and is received by the light-receiving element that constitutes each pixel arranged in the pixel region 2c of the image sensor 2. Is detected.
  • the solid-state imaging device 1 having the flip-chip structure having the underfill portion 7 as described above has the following configuration in order to control the flow of the underfill material in the process of forming the underfill portion 7. That is, in the solid-state imaging device 1, the substrate 3 is provided with the fluid forming the underfill portion 7, that is, the underfill material, from the surface 2 a of the image sensor 2 on the inner side surface portion 10 which is the surface portion forming the opening 4. It has a groove portion 11 for guiding in a direction away from it.
  • the groove portion 11 is formed as a concave portion with respect to the flat surface portion of the inner side surface portion 10. That is, the groove portion 11 is formed by the concave surface 12 on the inner side surface portion 10. Therefore, the inner side surface portion 10 has a flat surface portion 13 that is a flat surface perpendicular to the plate surface of the substrate 3 and a concave surface 12 that is a concave surface with respect to the flat surface portion 13.
  • the groove 11 is formed so as to extend in the vertical direction over the entire thickness direction of the substrate 3, that is, perpendicular to the plate surface of the substrate 3. Therefore, the groove portion 11 has a constant horizontal cross-sectional shape in the plate thickness direction (vertical direction) of the substrate 3 by the concave surface 12, and opens both the front surface 3a side and the back surface 3b side of the substrate 3.
  • the groove 11 is formed by a semi-cylindrical concave curved surface. That is, the concave surface 12 forming the groove 11 is a semi-cylindrical concave curved surface. Therefore, in the plan view of the substrate 3, the groove portion 11 forms a semicircular curve by the concave surface 12 with respect to the flat surface portion 13 that is linear.
  • the groove portions 11 are provided at two positions on each inner side surface portion 10 forming the opening 4 with a predetermined space. Therefore, the substrate 3 has the groove portions 11 at eight positions on the surface portion forming the opening 4. In each inner surface portion 10, the two groove portions 11 are provided in the same arrangement mode. In addition, the number of the groove portions 11 included in the substrate 3 is not limited, and the number and arrangement mode of the groove portions 11 in each inner side surface portion 10 may be different.
  • the underfill portion 7 is provided with the underfill material introduced into the groove portion 11. It has a cured lead-out portion 7c.
  • the diameter D1 (see FIG. 6) of the concave surface 12 that is a semi-cylindrical concave curved surface be within a range of 10 to 50 ⁇ m, for example.
  • the size of the diameter of the concave surface 12 is not particularly limited. Further, from the viewpoint of inducing a larger amount of underfill material, it is desirable that the number of groove portions 11 is large.
  • the height of the metal bump 6 is preferably about 20 ⁇ m, for example.
  • the viscosity of the underfill material is preferably 20 Pa ⁇ s or less at room temperature, more preferably about 10 Pa ⁇ s at room temperature.
  • a silicon wafer 20 having a pixel region 2c corresponding to each image sensor 2 formed on the front surface side is prepared.
  • the silicon wafer 20 has been subjected to various steps for forming the image sensor 2. That is, the silicon wafer 20 is a semiconductor wafer in which a plurality of portions, each of which serves as the image sensor 2 having the pixel group formed on one plate surface side, are formed in a predetermined array. In recent years, 8-inch or 12-inch wafers are mainly used as the silicon wafer 20.
  • a back grinding wheel 21 such as a diamond foil is used to polish the silicon wafer 20.
  • a mirror finishing step such as chemical polishing or dry polishing may be performed after the BG step.
  • the silicon wafer 20 is diced along a predetermined dicing line. That is, a step is performed in which the silicon wafer 20 is cut into individual parts corresponding to the image sensor 2 along a predetermined array so as to be divided into individual pieces.
  • the silicon wafer 20 set on the chuck table 22 is divided into individual pieces by the dicing blade 23 so as to be separated for each image sensor 2.
  • the image sensor 2 as a large number of sensor chips is obtained.
  • a step of forming metal bumps 6 is performed on each image sensor 2.
  • a wire bonding device is used to form Au stud bumps as the metal bumps 6 on the electrodes formed on the surface 2a of the image sensor 2.
  • the Au stud bump is preferably as small as possible from the viewpoint of cost reduction, and is formed to have a height of, for example, about 20 ⁇ m.
  • the substrate 3 is created in a substrate creating process which is a process different from the main process flow of the flip chip structure package including the manufacturing process of the image sensor 2.
  • a substrate creating process which is a process different from the main process flow of the flip chip structure package including the manufacturing process of the image sensor 2.
  • FIG. 10A in the substrate forming step, a collective substrate 25 in which substrate portions 3A that will be the substrates 3 that form the solid-state imaging device 1 are two-dimensionally connected is formed.
  • the drawing shows a portion in which the six substrate portions 3A are connected to each other in the collective substrate 25, for example, several tens to several hundreds of substrate portions 3A form an integrated collective substrate 25.
  • the aggregate substrate 25 is a base material formed of an organic material such as plastic or a material such as ceramics and provided with wiring layers, electrodes, and the like. Therefore, in the substrate forming process, a base material to be the collective substrate 25 is prepared, and a wiring process of providing a wiring layer, electrodes, etc. is performed on the base material.
  • an opening forming step which is a step of forming the opening 4 on each board portion 3A of the collective board 25, is performed.
  • the opening forming step as shown in FIG. 10B, for example, the opening 4 is punched by a punching press machine having a punching head 27, which is a jig for punching provided reciprocally by a predetermined drive mechanism 26. It is formed.
  • the punching head 27 has a shape corresponding to the opening 4. Therefore, in the punching head 27, the portion that acts on the collective substrate 25 has the flat portion 27 a corresponding to the flat portion 13 of the opening 4 and the protruding portion 27 b for forming the groove 11.
  • the protruding portion 27b is a semi-cylindrical ridge protruding from the flat surface portion 27a corresponding to the flat surface portion 13. According to such a punching head 27, the opening 4 having the groove 11 is formed only by punching.
  • the punching head 27 In the punching press machine, in the state where the collective substrate 25 is set on the stage 28 having the opening 28a for receiving the punching head 27, the punching head 27 approaches the predetermined portion of the substrate portion 3A (arrow P1). The substrate portion 3A is punched out and the opening 4 is formed.
  • the opening forming step As shown in FIG. 10C, a collective opening substrate 25A that is a collective substrate 25 in which the openings 4 are formed in each substrate portion 3A is obtained.
  • a rectangular opening portion is punched and formed on the substrate portion 3A of the collective substrate 25 by a punching press machine having a punching head having a simple rectangular cross section. That is, the flat surface portion that becomes the flat surface portion 13 in the opening 4 is formed by punching.
  • the groove portion 11 is formed on the plane portion forming the punched opening portion by a processing tool such as a drill.
  • the groove portion 11 is provided by a two-step process including a punching step of forming a simple opening portion and a cutting step (groove forming step) of forming the groove portion 11 in a flat surface portion forming the opening portion.
  • the opening 4 is formed.
  • the collective opening substrate 25A is put into the main process of the flip chip structure package. Then, as shown in FIG. 11A, flip-chip bonding of the image sensor 2 and the collective opening substrate 25A is performed. That is, the image sensor 2 is flip-chip mounted on each substrate portion 3A of the collective opening substrate 25A so as to close the opening 4 from the back surface 25b side which is the back surface 3b of the board 3.
  • Flip-chip bonding may be appropriately performed by a method using a conductive adhesive, a method using a film-shaped anisotropic conductive film, an ultrasonic bonding method, a pressure welding method, or the like, depending on the type of the metal bump 6. Used to be performed.
  • the size of the gap between the collective opening substrate 25A and the image sensor 2 corresponds to the height of the metal bump 6 and is, for example, about 20 ⁇ m. .
  • a step of forming the underfill portion 7 is performed.
  • the underfill material is supplied to the gaps (hereinafter referred to as “sensor-substrate gaps”) between each image sensor 2 and the substrate portion 3A while being discharged from the nozzle of a dispenser (not shown).
  • the underfill material is supplied from the outer peripheral side of the image sensor 2 to the gap between the sensor and the substrate.
  • the underfill material supplied to the sensor-substrate gap flows in such a manner that it penetrates into the sensor-substrate gap due to a capillary phenomenon to cover the entire metal bumps 6 and to prevent the image sensor 2 and the substrate 3 from contacting each other. Spread so as to fill the gap between.
  • the underfill material spreads in a fillet shape due to its surface tension or the like and protrudes from the sensor-substrate gap portion.
  • the underfill material reaching the lower opening of the groove 11 is guided to the concave surface 12 in a manner of creeping up the groove 11 by the capillary phenomenon.
  • the underfill material if the viscosity is too low, the underfill material easily penetrates into the pixel area 2c side, and if the viscosity is too high, it takes a long time to penetrate into the gap between the sensor and the substrate. For this reason, as the underfill material, a material having a temperature of 20 Pa ⁇ s or less at room temperature, preferably about 10 Pa ⁇ s at room temperature is used.
  • baking is performed under a predetermined temperature condition to vaporize the solvent contained in the underfill material and solidify the underfill material.
  • the baking temperature is appropriately set according to the underfill material and the solvent contained therein.
  • a hot plate, an oven or the like is appropriately selected and used as necessary.
  • the collective opening substrate 25A on which the image sensor 2 is joined and the underfill portion 7 is formed is inverted and marking is performed.
  • marking for example, unique identification information such as a serial number is attached to each substrate portion 3A of the collective opening substrate 25A by laser marking or the like.
  • solder balls 29 is formed, for example, so as to be electrically connected to the wiring portions of the substrate portion 3A through the openings of the solder resist formed on the back surface side of each substrate portion 3A.
  • the solder balls 29 are, for example, a method of placing a ball-shaped solder in a state where flux is applied to the openings of the solder resist, a method of printing a solder paste in the openings of the solder resist using a printing technique, and a method of reflowing thereafter. Is formed by.
  • the solder balls 29 serve as terminals for electrically connecting to a circuit board on which the solid-state imaging device 1 is mounted in a predetermined device to which the solid-state imaging device 1 is applied.
  • a dicing process is performed in which the collective opening substrate 25A in which the image sensor 2 is mounted on each substrate portion 3A is divided into individual devices and individualized.
  • the collective opening substrate 25A is divided by the dicing blade 30 so that the collective opening substrate 25A is divided into the respective substrate parts 3A, and the plurality of device elements 31 are singulated.
  • the glass 5 is mounted on the front surface 3a side of the substrate 3 while being fixed by an adhesive or the like.
  • the solid-state imaging device 1 is obtained by the manufacturing process as described above.
  • the collective opening substrate 25A may be diced.
  • the solid-state imaging device 1 According to the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment as described above, it is possible to prevent the material forming the underfill portion 7 from flowing toward the pixel region 2c side of the image sensor 2. As a result, the distance between the opening end of the opening 4 of the substrate 3 and the pixel region 2c, that is, the flat portion 13 forming the opening 4 and the edge of the pixel region 2c facing the flat portion 13 in the horizontal direction are horizontal. (FIG. 3, interval L1, hereinafter referred to as “distance between substrate opening edge and pixel”) can be shortened. As a result, downsizing of the image sensor 2 and the solid-state imaging device 1 can be promoted.
  • the distance between the substrate opening end and the pixel is reduced.
  • the substrate 3X has the opening 4X formed by the flat surface 13X like the flat surface portion 13 as a whole.
  • an inner protruding portion 7d protruding from the sensor-substrate gap to the inner peripheral side is formed as a part of the underfill portion 7X, and the inner protruding portion 7d is the edge of the pixel region 2c. Overlaid on the edges.
  • the solid-state imaging device 1 has the groove 11 for guiding the underfill material in the opening 4 of the substrate 3.
  • the underfill material that has penetrated from the application area to the sensor-substrate gap is guided into the groove portion 11 by the capillary phenomenon and is guided upward by the groove portion 11. This suppresses the underfill material from advancing to the pixel region 2c side.
  • the groove 11 of the opening 4 of the substrate 3 causes the flow of the underfill material to move toward the pixel region 2c (inward) from the inside of the opening 4.
  • the surface portion 10 so as to creep up, the underfill material is suppressed from protruding from the sensor-substrate gap to the pixel region 2c side.
  • the solid-state imaging device of the present embodiment By adopting the configuration of 1, it is possible to prevent the underfill material from reaching the pixel region 2c. As a result, the distance between the opening edge of the substrate and the pixel can be made shorter than before, which can contribute to downsizing of the image sensor 2.
  • the groove portion 11 is formed by a semi-cylindrical concave curved surface. With such a configuration, it becomes easy to secure the surface area of the concave surface 12, and the guiding action of the underfill material can be effectively obtained. Further, the groove portion 11 can be easily formed by a processing tool such as a drill.
  • FIG. 13 shows an end view of the cut portion at a position passing through the center of the groove 61, similarly to the position BB passing through the center of the groove 11 in FIG.
  • the solid-state imaging device 51 of the present embodiment is different from the solid-state imaging device 1 of the first embodiment in that the groove 11 of the opening 4 of the substrate 3 is inclined in a predetermined direction.
  • the groove portion 61 of the opening 4 of the substrate 3 is located on the image sensor 2 side in the plate thickness direction of the substrate 3 (vertical direction in FIG. 15). From the opposite side to the opposite side, it is inclined in a direction in which the opening width of the opening 4 is narrowed.
  • the groove portion 61 is formed by a concave surface 62 that is a concave portion with respect to the flat surface portion 13 of the inner side surface portion 10.
  • the groove portion 61 narrows the opening width of the opening 4 from the outer side to the inner side in the plate thickness direction of the substrate 3 from the image sensor 2 side (lower side in FIG. 15) to the opposite side (upper side in FIG. 15). Inclined in the direction.
  • the concave surface 62 forming the groove portion 61 includes a concave curved surface portion 62a having a semi-circular horizontal cross-sectional shape, and both sides of the substrate 3 on the front surface 3a side and the back surface 3b side are open.
  • the concave curved surface portion 62a extends from the outer surface (outer edge side in FIG. 15) of the substrate 3 to the inner surface of the opening 4 side from the back surface 3b side to the front surface 3a side of the substrate 3 in a side sectional view. Make a straight line that slopes toward the left and right sides.
  • the concave surface 62 forming the groove portion 61 has a flat surface portion 62b which is a vertical flat surface at a portion inside the concave curved surface portion 62a.
  • the flat surface portion 62b is formed at a portion facing each other in the width direction of the groove portion 61. Due to the flat surface portion 62b, the opening area on the lower side (the back surface 3b side) of the groove portion 61 is larger than the opening area on the upper side (the front surface 3a side).
  • the opening forming step of forming the opening 4 of the substrate 3 for example, a punching step of forming the opening by the punching press machine as described above, a drill, etc.
  • the cutting step (groove forming step) of forming the groove portion 61 in the flat surface portion forming the opening portion is performed by using the processing tool. That is, in the opening forming step, after forming a flat surface portion to be the flat surface portion 13 in the opening portion 4 by punching, the groove portion 61 is formed on the flat portion forming the punched opening portion by a processing tool such as a drill. Is done.
  • the following effects can be obtained in addition to the effects obtained by the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment.
  • the groove 61 is inclined from the lower side (image sensor 2 side) to the upper side (glass 5 side) in a direction in which the opening width of the opening 4 is gradually narrowed.
  • the concave curved surface portion 62a forming the inclined surface of the groove portion 61 has an effect of stopping the underfill material guided upward.
  • FIG. 16 shows an end view of the cut portion at a position passing through the center of the groove 81, similarly to the BB position passing through the center of the groove 11 in FIG.
  • the solid-state imaging device 71 of the present embodiment includes a lens unit 73 as an optical system including a plurality of lenses 74 and glasses 75 instead of the glass 5.
  • the difference is that the groove 11 of the opening 4 of the substrate 3 is inclined in a predetermined direction.
  • the lens unit 73 is provided on the front surface 3 a side of the substrate 3, and the light from the subject is imaged on the image sensor 2 by the plurality of lenses 74.
  • the lens unit 73 has a support cylinder 76 formed in a tubular shape, and supports the lens 74 and the glass 75 in the support cylinder 76.
  • the support cylinder 76 supports the three lenses 74 in a vertically stacked state with a spacer or the like so that the cylinder axis direction becomes the optical axis direction.
  • the glass 75 is supported below the lowermost lens 74 and at the lower end of the support cylinder 76.
  • the number of lenses 74 is not particularly limited.
  • the image sensor 2, the underfill portion 7, the substrate 3, the glass 75, and the lower end portion of the support tube 76 form a cavity 78 that is a closed space including the internal space of the opening 4 of the substrate 3. Are formed.
  • the light condensed by the plurality of lenses 74 passes through the glass 75 and enters the light receiving surface of the image sensor 2 through the cavity 78.
  • the solid-state imaging device 71 according to the present embodiment uses an organic material such as plastic or ceramics via a solder ball 79 arranged at a predetermined portion on the back surface 3b side of the substrate 3. It is used by being mounted on the circuit board 80 configured by the above.
  • the groove 81 of the substrate 3 according to the present embodiment will be described.
  • the groove portion 81 of the opening 4 of the substrate 3 is located on the image sensor 2 side in the plate thickness direction of the substrate 3 (vertical direction in FIG. 18). From the opposite side to the opposite side, it is inclined in a direction in which the opening width of the opening 4 is widened.
  • the concave surface 82 forming the groove 81 includes a concave curved surface portion 82a having a semi-circular horizontal cross-sectional shape, and both sides of the substrate 3 on the front surface 3a side and the rear surface 3b side are open.
  • the recessed curved surface portion 82a extends from the back surface 3b side to the front surface 3a side of the substrate 3 from the inner side (the left and right inner sides in FIG. 18) of the substrate 3 to the outer edge side in FIG. Make a straight line that is inclined toward the left and right sides.
  • the concave surface 82 forming the groove portion 81 has a flat surface portion 82b which is a vertical flat surface at a portion inside the concave curved surface portion 82a.
  • the flat surface portion 82b is formed at a portion facing each other in the width direction of the groove portion 81. Due to the flat surface portion 82b, the opening area on the lower side (the back surface 3b side) of the groove portion 81 is smaller than the opening area on the upper side (the front surface 3a side).
  • an opening is performed by the punching press machine as described above.
  • a punching step of forming a portion and a cutting step (groove forming step) of forming a groove portion 81 in a flat surface portion forming an opening portion are performed using a processing tool such as a drill.
  • a process of mounting the lens unit 73 on the substrate 3 is performed as a process before or after the dicing process for the collective opening substrate 25A.
  • the solid-state imaging device 71 according to the present embodiment as described above, in addition to the operational effects obtained by the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
  • the underfill portion that bulges outside the groove 81 becomes an inwardly protruding portion in the opening 4 of the substrate 3, blocks the light received by the pixel region 2c through the opening 4, and acts as a sensor of the image sensor 2. May affect characteristics. Therefore, as described above, the inclination of the groove portion 81 suppresses the underfill material from accumulating in the groove portion 81, so that the protruding portion of the underfill portion from the groove portion 81 is less likely to be formed, and the underfill portion is not covered by the sensor. It is possible to reduce or prevent the influence on the characteristics.
  • the solid-state imaging device 71 mounts the lens unit 73 supporting the glass 75 on the substrate 3 with the lower end portion of the support cylinder 76 supported on the outer peripheral portion of the surface 3 a of the substrate 3. It has the configuration described above. According to this configuration, unlike the case where the glass 5 is mounted so as to cover the opening 4 of the substrate 3 as in the solid-state imaging device 1 of the first embodiment, the underfill material is on the surface 3 a of the substrate 3. It is possible to allow to reach.
  • the glass 75 supported by the support cylinder 76 supported on the outer peripheral portion of the surface 3 a of the substrate 3 has the substrate 3 around the opening 4 on the surface 3 a of the substrate 3. It is supported with a space M1 between it and the surface 3a. Therefore, the underfill material can be attached to the portion 3c of the surface 3a of the substrate 3 facing the glass 75 (particularly the portion around the opening 4) without affecting the mounting structure of the glass 75. That is, the underfill material is allowed to reach the surface 3 a of the substrate 3.
  • the underfill portion 7 in addition to the inter-face intervening portion 7a, the outer protruding portion 7b, and the lead-out portion 7c in the groove 81, as an extension portion from the lead-out portion 7c. It is possible to form the raised portion 7e in which the underfill material reaching the surface 3a of the substrate 3 is cured. Accordingly, by intentionally forming the riding portion 7e by adjusting the inclination angle of the groove portion 81 or the like, it is possible to guide a larger amount of the underfill material in the direction away from the pixel region 2c side, and the underfill material is formed. Can effectively be prevented from reaching the pixel region 2c.
  • the lens unit 73 is provided instead of the glass 5 in the solid-state imaging devices 1 and 51, so that the underfill portion 7 can be mounted.
  • the raised portion 7e can be formed, and the effects described above can be obtained.
  • the groove portion 11A of the first modified example has a "V" -shaped horizontal cross-sectional shape.
  • the groove portion 11A is formed by a pair of inclined surfaces 91a having a V-shaped cross section. That is, the groove portion 11A is a concave portion formed in a V notch shape.
  • the groove portion 11B of the second modification has a horizontal cross-sectional shape along a rectangular shape.
  • the groove portion 11B is formed by a bottom surface 92a having a rectangular cross-sectional shape and a pair of side surfaces 92b facing each other.
  • a groove portion 11C which is a V-notch-shaped concave portion formed by a pair of inclined surfaces 93a, is continuously formed, and each inner side surface portion forming a rectangular opening portion 4 is formed. 10 is formed in a triangular wave shape. In this configuration, the portion between the adjacent groove portions 11C becomes the protrusion portion 93c having a mountain shape in a plan view.
  • a groove portion 11D that is a concave portion formed by a bottom surface 94a and a pair of side surfaces 94b and that extends along a rectangular shape is continuously formed to form a rectangular opening portion 4.
  • Each inner side surface portion 10 is formed in a rectangular wave shape.
  • the portion between the adjacent groove portions 11C is the protruding portion 94c that is rectangular in plan view.
  • the groove portion 11E of the fifth modified example is formed by a concave surface 95 having a curved line with the right and left outer sides being convex sides in a side cross-sectional view.
  • the groove portion according to the present technology may be formed in a curved shape in the plate thickness direction of the substrate 3.
  • the concave surface 95 is, for example, a semi-cylindrical concave curved surface whose horizontal axis (direction along the plate surface of the substrate 3) is the cylinder axis direction.
  • the groove portion 11F of the sixth modified example is formed by a concave surface 96 that is curved in the plate thickness direction of the substrate 3 in a side sectional view. Moreover, the concave surface 96 is inclined in a direction in which the opening width of the opening 4 is narrowed from the lower side to the upper side in the plate thickness direction of the substrate 3 like the groove 61 of the second embodiment.
  • the groove portion 11G of the seventh modified example is formed by a concave surface 97 that is curved in the plate thickness direction of the substrate 3 in a side sectional view. Moreover, like the groove 81 of the third embodiment, the concave surface 97 is inclined in the direction of increasing the opening width of the opening 4 from the lower side to the upper side in the plate thickness direction of the substrate 3.
  • the solid-state image pickup device 1 is used as an image pickup device (photoelectric conversion unit) such as an image pickup device such as a digital still camera or a video camera, a mobile terminal device having an image pickup function, or a copying machine using a solid-state image pickup device as an image reading unit. It is applicable to all electronic devices using a solid-state image sensor.
  • the solid-state image sensor may be in the form of a single chip, or may be in the form of a module having an image pickup function in which the image pickup unit and the signal processing unit or the optical system are packaged together. May be.
  • an imaging device 100 as an electronic device includes an optical unit 102, a solid-state imaging device 1, a DSP (Digital Signal Processor) circuit 103 that is a camera signal processing circuit, a frame memory 104, and a display unit. 105, a recording unit 106, an operation unit 107, and a power supply unit 108.
  • the DSP circuit 103, the frame memory 104, the display unit 105, the recording unit 106, the operation unit 107, and the power supply unit 108 are connected to each other via a bus line 109.
  • the optical unit 102 includes a plurality of lenses, captures incident light (image light) from a subject, and forms an image on the imaging surface of the solid-state imaging device 1.
  • the solid-state imaging device 1 converts the light amount of the incident light imaged on the imaging surface by the optical unit 102 into an electric signal for each pixel and outputs the electric signal as a pixel signal. ..
  • the display unit 105 includes a panel type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and displays a moving image or a still image captured by the solid-state imaging device 1.
  • the recording unit 106 records a moving image or a still image captured by the solid-state imaging device 1 on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the operation unit 107 issues operation commands for various functions of the imaging device 100 under the operation of the user.
  • the power supply unit 108 appropriately supplies various power supplies serving as operation power supplies of the DSP circuit 103, the frame memory 104, the display unit 105, the recording unit 106, and the operation unit 107 to these supply targets.
  • the imaging device 100 in the solid-state imaging device 1, it is possible to suppress the underfill material from flowing toward the pixel region 2c side of the image sensor 2, and to shorten the distance between the opening end of the substrate and the pixel. Therefore, the image sensor 2 and the solid-state imaging device 1 can be downsized, and further the imaging device 100 can be downsized.
  • the present technology may have the following configurations.
  • a solid-state imaging device having a pixel region which is a light receiving region including a large number of pixels on the surface side which is one plate surface of a semiconductor substrate;
  • a substrate provided on the front surface side with respect to the solid-state imaging device, and having an opening for passing light received in the pixel region,
  • An underfill portion that is formed of a cured fluid and covers a connection portion that electrically connects the solid-state imaging device and the substrate,
  • the solid-state imaging device, wherein the substrate has a groove portion for guiding a fluid forming the underfill portion in a direction away from the surface of the solid-state imaging device, in a surface portion forming the opening.
  • the solid-state imaging device wherein the groove is formed by a semi-cylindrical concave curved surface.
  • the groove portion is inclined in a plate thickness direction of the substrate in a direction in which the opening width of the opening portion is narrowed from the solid-state imaging device side to the opposite side thereof, (1) or (2) above.
  • apparatus (4)
  • the groove portion is inclined in a plate thickness direction of the substrate in a direction in which the opening width of the opening portion is widened from the solid-state imaging device side to the opposite side thereof, (1) or (2) above. apparatus.
  • a solid-state imaging device having a pixel region that is a light receiving region including a large number of pixels on the surface side that is one plate surface of the semiconductor substrate; A substrate provided on the front surface side with respect to the solid-state imaging device and having an opening for passing light received in the pixel region; and a solid fluid imaging device formed of a cured fluid.
  • An underfill portion that covers a connection portion that is electrically connected, The substrate has a groove portion for guiding a fluid forming the underfill portion in a direction of moving away from the surface of the solid-state image sensor on a surface portion forming the opening.
  • Electronic equipment including a solid-state imaging device .
  • Solid-state imaging device Image sensor (solid-state imaging device) 2a Surface 2c Pixel area 3 Substrate 4 Opening 5 Glass 6 Metal bump (connecting part) 7 Underfill part 7a Inter-surface intervening part 7b Outside protruding part 7c Outlet part 10 Inner side surface part 11 Groove part 12 Concave surface 51 Solid-state imaging device 61 Groove part 62 Concave surface 71 Solid-state imaging device 73 Lens unit 81 Groove part 82 Concave surface

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Abstract

固体撮像装置において、アンダーフィル部を形成する材料が固体撮像素子の画素領域側へと流れることを抑制し、基板の開口部の開口端部と画素領域との距離の短縮化を可能とし、固体撮像素子および装置の小型化を進める。　固体撮像装置は、半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有する。

Description

固体撮像装置および電子機器
　本技術は、固体撮像装置および電子機器に関する。
　固体撮像素子としてのイメージセンサを有する固体撮像装置には、イメージセンサと基板とを、突起状の端子であるバンプ等の接続部を介して電気的に接続した、いわゆるフリップチップ構造を備えたものがある。基板は、例えば、有機材料やセラミックス等の材料により形成された基材に配線層や電極等を設けたものであり、イメージセンサに受光される光を通すための開口部を有する。基板のイメージセンサ側と反対側には、基板の開口部を覆うようにガラス等の透光性部材が設けられ、イメージセンサの受光面側に中空部を形成したパッケージ構造が構成される。
　フリップチップ構造においては、基板とイメージセンサとの間に、バンプ等の接続部の保護や補強等を目的としてアンダーフィル部が設けられている。アンダーフィル部は、例えば、流動体であるペースト状または液状の樹脂が硬化することで形成された部分である。アンダーフィル部には、比較的粘度が低い液状の樹脂を、毛細管現象を用いて流動させて形成するキャピラリーフロータイプのもの（キャピラリーアンダーフィル）がある。
　アンダーフィル部を有するフリップチップ構造においては、アンダーフィル部を形成する硬化前の液状の樹脂（以下「アンダーフィル材料」という。）が、イメージセンサの受光領域である画素領域に達し、イメージセンサの特性に悪影響を及ぼすという問題がある。このような問題に対する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
　特許文献１には、アンダーフィル材料がイメージセンサの画素領域に達することを防止すべく、基板とイメージセンサとの間の板面間の隙間寸法に基づき、基板の開口部の開口端部とイメージセンサの画素領域の端部との間隔の寸法を確保する技術が開示されている。また、特許文献１には、イメージセンサ上において、基板の開口部の開口端部と画素領域との間の部位、つまり、アンダーフィル材料の流れにおける画素領域の手前の部位に、堤防部や溝部を設けることで、画素領域側への樹脂の流れを止める構成が開示されている。
特開２００２－１２４６５４号公報
　確かに、特許文献１に開示されているような従来の技術によれば、アンダーフィル材料が画素領域に達することを防ぐことができると考えられる。しかしながら、従来の技術によれば次のような問題がある。
　まず、上述したように基板の開口部の開口端部とイメージセンサの画素領域の端部との間隔の寸法を確保する技術は、アンダーフィル材料が画素領域側へ広がることを前提としつつ、その広がりを許容する面積を確保するというものである。このため、かかる技術は、イメージセンサおよびパッケージ構造の小型化を妨げる。また、上述したようにイメージセンサ上における画素領域の手前の部位に堤防部や溝部を設けたりする構成も、イメージセンサにおいて堤防部や溝部を設けるスペースを確保する必要があるため、小型化の妨げとなる。
　近年、イメージセンサがStaked Die化される傾向があること等から、イメージセンサチップの小型化が進んでいる。イメージセンサの小型化は、コストダウンに寄与する。しかしながら、従来の技術によれば、アンダーフィル材料が画素領域に達することを避ける観点から、基板の開口部の開口端部と画素領域との距離を近付けることが難しく、このことがイメージセンサの小型化を妨げる要因となっている。
　本技術の目的は、アンダーフィル部を形成する材料が固体撮像素子の画素領域側へと流れることを抑制することができ、基板の開口部の開口端部と画素領域との距離を短くすることができ、固体撮像素子および装置の小型化を進めることができる固体撮像装置および電子機器を提供することである。
　本技術に係る固体撮像装置は、半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有するものである。
　本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記溝部は、半円筒状の凹曲面により形成されているものである。
　本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記溝部は、前記基板の板厚方向について、前記固体撮像素子側からその反対側にかけて前記開口部の開口幅を狭める方向に傾斜しているものである。
　本技術に係る固体撮像装置の他の態様は、前記固体撮像装置において、前記溝部は、前記基板の板厚方向について、前記固体撮像素子側からその反対側にかけて前記開口部の開口幅を広げる方向に傾斜しているものである。
　本技術に係る電子機器は、半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有する固体撮像装置を備えたものである。
　本技術によれば、アンダーフィル部を形成する材料が固体撮像素子の画素領域側へと流れることを抑制することができ、基板の開口部の開口端部と画素領域との距離を短くすることができ、固体撮像素子および装置の小型化を進めることができる。
本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す斜視図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。 図２におけるＡ－Ａ線切断部端面図である。 図２におけるＢ－Ｂ線切断部端面図である。 本技術の第１実施形態に係る基板の構成を示す斜視図である。 本技術の第１実施形態に係る基板の構成を示す平面図である。 図６におけるＣ－Ｃ断面図である。 図６におけるＤ－Ｄ断面図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術に対する比較例の構成において生じる現象についての説明図である。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す側面端面断面図である。 本技術の第２実施形態に係る基板の構成を示す平面図である。 図１４におけるＥ－Ｅ断面図である。 本技術の第３実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す側面端面断面図である。 本技術の第３実施形態に係る基板の構成を示す平面図である。 図１７におけるＦ－Ｆ断面図である。 本技術の第３実施形態に係る固体撮像装置における作用効果についての説明図である。 本技術の実施形態に係る基板が有する溝部の変形例を示す図である。 本技術の実施形態に係る基板が有する溝部の変形例を示す図である。 本技術の実施形態に係る固体撮像装置を備えた電子機器の構成例を示すブロック図である。
　本技術は、固体撮像素子と固体撮像素子に受光される光を通すための開口部を有する基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部を備えた構成において、基板の開口部を形成する面の形状を工夫することにより、アンダーフィル部を形成する流動体が固体撮像素子の画素領域側に流れることを抑制しようとするものである。
　以下、図面を参照して、本技術を実施するための形態（以下「実施形態」と称する。）を説明する。なお、実施形態の説明は以下の順序で行う。
　１．第１実施形態に係る固体撮像装置の構成例
　２．第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法
　３．第２実施形態に係る固体撮像装置の構成例
　４．第３実施形態に係る固体撮像装置の構成例
　５．基板の溝部の変形例
　６．電子機器の構成例
　＜第１実施形態に係る固体撮像装置の構成例＞
　本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置１の構成例について、図１から図８を参照して説明する。図１に示すように、固体撮像装置１は、固体撮像素子としてのイメージセンサ２と、イメージセンサ２に受光される光を通すための開口部４が形成された基板３と、基板３上に支持された透光性部材としてのガラス５とを備える。また、固体撮像装置１は、イメージセンサ２と基板３とを電気的に接続する接続部である金属バンプ６と、金属バンプ６を覆うアンダーフィル部７とを備える。なお、図１および図２においては、便宜上、ガラス５を二点鎖線で示している。
　固体撮像装置１は、イメージセンサ２と基板３とを複数の金属バンプ６を介して電気的に接続した、いわゆるフリップチップ構造を備えたものである。固体撮像装置１は、基板３のイメージセンサ２側と反対側に開口部４を覆うようにガラス５をマウントし、イメージセンサ２とガラス５との間に、基板３の開口部４の内部空間を含む密閉空間であるキャビティ８を有するパッケージ構造を備えている。
　イメージセンサ２は、半導体の一例であるシリコン（Ｓｉ）により構成されたシリコン製の半導体基板を含み、半導体基板の一方の板面側（図１において上側）を受光側とする。イメージセンサ２は、矩形板状のチップであり、受光側の板面を表面２ａとし、その反対側の板面を裏面２ｂとする。本実施形態に係るイメージセンサ２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型のイメージセンサである。ただし、イメージセンサ２はＣＣＤ（Charge Coupled Device）型のイメージセンサであってもよい。
　イメージセンサ２の大部分は、半導体基板により構成されており、表面２ａ側には、イメージセンサ素子が形成されている。イメージセンサ２は、表面２ａ側に、受光部として、例えばベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列等の所定の配列で形成された多数の画素を含む受光領域である画素領域２ｃを有し、画素領域２ｃの周囲の領域を周辺領域とする。画素領域２ｃは、各画素における光電変換により信号電荷の生成、増幅、および読み出しを行う有効画素領域を含む。
　画素領域２ｃの画素は、光電変換機能を有する光電変換部としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタとを有する。フォトダイオードは、イメージセンサ２の表面２ａ側から入射する光を受光する受光面を有し、その受光面に入射した光の光量（強度）に応じた量の信号電荷を生成する。複数の画素トランジスタは、例えば、フォトダイオードにより生成された信号電荷の増幅、転送、選択、およびリセットをそれぞれ受け持つＭＯＳトランジスタを有する。なお、複数の画素に関しては、複数の単位画素を構成するフォトダイオードおよび転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される共有画素構造のものであってもよい。
　イメージセンサ２の表面２ａ側においては、半導体基板に対して、酸化膜等からなる反射防止膜や、有機材料により形成された平坦化膜等を介して、カラーフィルタおよびオンチップレンズが各画素に対応して形成されている。オンチップレンズに入射した光が、カラーフィルタや平坦化膜等を介してフォトダイオードで受光される。
　イメージセンサ２の構成としては、例えば、半導体基板の表面側に画素領域２ｃを形成した表面照射型（Front Side Illumination）のものや、光の透過率を向上させるためにフォトダイオード等を逆に配置し半導体基板の裏面側を受光面側とした裏面照射型（Back Side Illumination）のものや、画素群の周辺回路を積層した１つのチップとしたもの等がある。ただし、本技術に係るイメージセンサ２は、これらの構成のものに限定されない。
　基板３は、イメージセンサ２に対して表面２ａ側に設けられ、イメージセンサ２の画素領域２ｃに受光される光を通すための開口部４を有する。基板３は、全体として矩形板状の外形を有し、一方の板面である表面３ａと、その反対側の他方の板面である裏面３ｂとを有する。基板３は、例えば、プラスチック等の有機材料やセラミックス等の材料により形成された基材に配線層や電極等を設けたものである。
　基板３は、イメージセンサ２に対して平行状に設けられており、板面の中央部に開口部４を有する。開口部４は、基板３の矩形状の外形形状に対応して略矩形状の開口形状を有し、基板３の表面３ａから裏面３ｂにかけて貫通状に形成されている。したがって、基板３は、全体として枠状の形状を有し、枠状をなす４つの辺部により、矩形状の開口部４を形成されている。開口部４は、平面視で略矩形状をなす４つの内側面部１０により形成されている。
　このような基板３に対し、イメージセンサ２は、基板３の裏面３ｂ側において、受光面を、開口部４から基板３の表面３ａ側に臨ませた状態で設けられている。イメージセンサ２は、基板３の開口部４よりも大きい外形を有し、基板３に対して、下側から開口部４を塞ぐように設けられている。開口部４は、平面視においてイメージセンサ２の画素領域２ｃの全体が開口部４の開口範囲内に位置するように形成されている。
　すなわち、画素領域２ｃは、イメージセンサ２の平面視外形に対応して矩形状の領域として形成されており、平面視において、画素領域２ｃの外縁をなす各辺は、開口部４を形成する各内側面部１０に対して内側に位置している。言い換えると、平面視において、開口部４を形成する各内側面部１０と、開口部４内に位置する画素領域２ｃの外縁をなす各辺との間には間隔Ｌ１（図２、図３参照）が存在している。
　金属バンプ６は、イメージセンサ２の表面２ａと基板３の裏面３ｂとの間に介在し、イメージセンサ２と基板３とを互いに電気的に接続している。金属バンプ６は、突起状の端子であり、例えば、イメージセンサ２の表面２ａに形成された電極と、基板３の裏面３ｂに形成された配線層とを電気的に接続する。イメージセンサ２と基板３との間に金属バンプ６が存在することにより、イメージセンサ２の表面２ａと基板３の裏面３ｂとの間に隙間が形成されている。この隙間の寸法Ｌ２（図３参照）は、例えば２０μｍ程度である。
　金属バンプ６は、例えば、イメージセンサ２の表面２ａに形成された電極の数に応じて、例えば、開口部４の周囲において所定の間隔を隔ててアレイ状に並ぶように複数設けられている。金属バンプ６は、例えば、Ａｕスタッドバンプ、半田ボールバンプ、Ａｕ－Ａｇ合金バンプ等である。金属バンプ６は、アンダーフィル部７により覆われている。
　アンダーフィル部７は、硬化した流動体である樹脂により形成され、イメージセンサ２と基板３との間に存在する金属バンプ６を覆う。アンダーフィル部７は、イメージセンサ２の外周部と、基板３の開口部４周りの内周部との間において、複数の金属バンプ６を内包するように形成され、イメージセンサ２と基板３との隙間を封止する樹脂封止部である。アンダーフィル部７は、フリップチップ構造において、イメージセンサ２と基板３との間に、金属バンプ６および金属バンプ６による接続部分の保護や補強等を目的として設けられている。
　アンダーフィル部７は、ペースト状または液状の樹脂がベーキング等によって硬化することで形成された液状硬化性樹脂部分である。本実施形態において、アンダーフィル部７は、比較的粘度が低い液状の樹脂を、毛細管現象を用いて流動させて形成されたキャピラリーフロータイプのもの（キャピラリーアンダーフィル）である。
　アンダーフィル部７の材料としては、例えばモールド材として用いられる樹脂材料が用いられる。具体的には、アンダーフィル部７の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂にケイ素酸化物を主成分としたフィラーを分散させたもの等が用いられる。
　アンダーフィル部７となる液状の樹脂材料（例えば、熱硬化性樹脂、以下「アンダーフィル材料」という。）は、例えば、ディスペンサのノズルから吐出されながら、毛細管現象により流動し、アレイ状に設けられた複数の金属バンプ６の全体を被覆するとともに、イメージセンサ２と基板３との間の隙間を埋めるように塗布される。これにより、平面視において、イメージセンサ２と基板３とが互いに重なる部分の形状に対応して、つまり開口部４の開口形状に沿って、アンダーフィル部７が矩形枠状の領域に形成される。
　アンダーフィル部７は、アンダーフィル材料の表面張力やアンダーフィル材料が流動する面の濡れ性や等により、金属バンプ６の周囲からはみ出した部分を有する。具体的には、アンダーフィル部７は、イメージセンサ２の表面２ａと基板３の裏面３ｂとの対向部分に存在する面間介在部７ａと、面間介在部７ａからイメージセンサ２の外周側にはみ出した部分である外側はみ出し部７ｂとを有する。
　ガラス５は、透明部材の一例であって、基板３よりも小さい矩形板状の部材である。ガラス５は、基板３上に設けられることで、イメージセンサ２の受光側において、イメージセンサ２に対して平行状にかつ所定の間隔を隔てて設けられている。ガラス５は、基板３の表面３ａに対して接着剤等により固定されている。
　ガラス５は、基板３に対して、開口部４の全体を上側から覆うように設けられている。したがって、ガラス５は、開口部４の開口寸法よりも大きい外形寸法を有する。このように、ガラス５は、イメージセンサ２の上方において、基板３の開口部４を介してイメージセンサ２の表面２ａに対向するように設けられている。
　ガラス５は、通常その上方に位置するレンズ等の光学系から入射する各種光を透過させ、キャビティ８を介してイメージセンサ２の受光面にその光を伝達する。ガラス５は、イメージセンサ２の受光面側を保護する機能を有するとともに、基板３およびアンダーフィル部７と相俟ってキャビティ８内への外部からの水分（水蒸気）やダスト等の侵入を遮断する機能を有する。なお、ガラス５の代わりに、例えば、プラスチック板、あるいは赤外光のみを透過するシリコン板等を用いることができる。
　以上のような構成を備えた固体撮像装置１においては、ガラス５を透過した光が、キャビティ８内を通って、イメージセンサ２の画素領域２ｃに配された各画素を構成する受光素子により受光されて検出される。
　以上のようにアンダーフィル部７を有するフリップチップ構造の固体撮像装置１は、アンダーフィル部７を形成する過程でアンダーフィル材料の流れを制御すべく、次のような構成を備える。すなわち、固体撮像装置１において、基板３は、その開口部４を形成する面部である内側面部１０に、アンダーフィル部７を形成する流動体、つまりアンダーフィル材料を、イメージセンサ２の表面２ａから遠ざかる方向に誘導するための溝部１１を有する。
　溝部１１は、内側面部１０の平面部分に対して、凹状の部分として形成されている。つまり、溝部１１は、内側面部１０において、凹状面１２により形成されている。したがって、内側面部１０は、基板３の板面に対して垂直状の平面である平面部１３と、平面部１３に対する凹面である凹状面１２とを有する。
　溝部１１は、基板３の板厚方向の全体にわたって、上下方向に沿うように、つまり基板３の板面に対して垂直状に形成されている。したがって、溝部１１は、凹状面１２によって、基板３の板厚方向（上下方向）の全体にわたって一定の水平断面形状をなし、基板３の表面３ａ側および裏面３ｂ側の両側を開放させている。
　本実施形態では、溝部１１は、半円筒状の凹曲面により形成されている。つまり、溝部１１を形成する凹状面１２は、半円筒状の凹曲面となっている。したがって、基板３の平面視において、直線状となる平面部１３に対し、溝部１１は、凹状面１２により半円状の曲線をなす。
　図に示す例では、溝部１１は、開口部４を形成する各内側面部１０において所定の間隔を空けて２箇所に設けられている。したがって、基板３は、開口部４をなす面部において８箇所に溝部１１を有する。各内側面部１０において、２箇所の溝部１１は、同様の配置態様により設けられている。なお、基板３が有する溝部１１の数は限定されるものではなく、また、各内側面部１０における溝部１１の数や配置態様は異なっていてもよい。
　溝部１１を有する構成によれば、アンダーフィル部７の形成過程において、イメージセンサ２と基板３との間に供給されたアンダーフィル材料の一部が、溝部１１を通って、基板３の裏面３ｂ側から表面３ａ側に向かう方向、つまりイメージセンサ２の表面２ａから遠ざかる方向に誘導される。溝部１１は、毛細管現象によってアンダーフィル材料を誘導する。すなわち、イメージセンサ２と基板３との間において、溝部１１の下側の開放部に達したアンダーフィル材料が、毛細管現象により吸い上げられる態様で、凹状面１２上に導かれる。
　このように溝部１１にアンダーフィル材料が誘導されることで、溝部１１の凹状面１２上でアンダーフィル材料が硬化した部分が、アンダーフィル部７の一部として存在する。したがって、アンダーフィル部７は、イメージセンサ２の表面２ａと基板３の裏面３ｂとの間の面間介在部７ａと、外側はみ出し部７ｂとに加え、溝部１１内に誘導されたアンダーフィル材料が硬化した導出部７ｃを有する。
　溝部１１による毛細管現象を発現させる観点から、半円筒状の凹曲面である凹状面１２の直径Ｄ１（図６参照）は、例えば１０～５０μｍの範囲内の寸法であることが望ましい。ただし、凹状面１２の直径の大きさは特に限定されるものではない。また、より多くのアンダーフィル材料を誘導する観点からは、溝部１１の数は多い方が望ましい。
　また、溝部１１によるアンダーフィル材料の誘導作用を得る構成において、金属バンプ６の高さについては、例えば２０μｍ程度であることが望ましい。また、アンダーフィル材料の粘度については、常温時で２０Ｐａ・ｓ以下であることが望ましく、より望ましくは常温時で１０Ｐａ・ｓ程度である。
　＜２．第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法＞
　本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置１の製造方法の一例について、図９から図１１を用いて説明する。
　まず、図９Ａに示すように、表面側に各イメージセンサ２に対応する画素領域２ｃが形成されたシリコンウェーハ２０が準備される。シリコンウェーハ２０は、イメージセンサ２を形成するための各種工程を経たものである。つまり、シリコンウェーハ２０は、一方の板面側に画素群が形成されたイメージセンサ２となる部分が所定の配列で複数形成された半導体ウェーハである。近年では、シリコンウェーハ２０として、主に８インチや１２インチのウェーハが使用される。
　図９Ａに示すように、シリコンウェーハ２０に対しては、シリコンウェーハ２０をデバイス特性に影響がない程度の所望の厚さとするため、シリコンウェーハ２０を裏面２０ｂ側から削るＢＧ（Back-Grinding）工程が行われる。ＢＧ工程では、例えば、ダイヤモンドホイル等のバックグラインドホイル２１が用いられ、シリコンウェーハ２０の研磨が行われる。なお、シリコンウェーハ２０の裏面２０ｂの面粗度を上げるため、ＢＧ工程の後に、ケミカルポリッシュやドライポリッシュ等の鏡面仕上げの工程を行ってもよい。
　次に、図９Ｂに示すように、シリコンウェーハ２０に対し、所定のダイシングラインに沿ってダイシングが行われる。すなわち、シリコンウェーハ２０を、所定の配列に沿ってイメージセンサ２に対応する部位ごとに分割するように切断して個片化する工程が行われる。ダイシングの工程では、チャックテーブル２２上にセットされたシリコンウェーハ２０が、イメージセンサ２毎に分かれるように、ダイシングブレード２３により分断されて個片化される。これにより、多数のセンサーチップとしてのイメージセンサ２が得られる。
　続いて、図９Ｃに示すように、各イメージセンサ２に対して、金属バンプ６を形成する工程が行われる。イメージセンサ２の表面２ａに形成された電極上に、例えば、ワイヤボンディング装置が用いられ、金属バンプ６としてのＡｕスタッドバンプが形成される。Ａｕスタッドバンプは、コスト低減の観点から、できるだけ小さいことが望ましく、例えば、２０μｍ程度の高さに形成される。
　一方、基板３は、イメージセンサ２の製造プロセスを含むフリップチップ構造のパッケージのメインのプロセスフローとは別の工程である基板作成工程で作成される。図１０Ａに示すように、基板作成工程では、固体撮像装置１を構成する基板３となる基板部分３Ａが２次元的に連なった集合基板２５が作成される。図示では、集合基板２５において６個の基板部分３Ａが繋がった部分を示しているが、例えば数十個分から数百個分の基板部分３Ａにより一体の集合基板２５が形成されている。
　集合基板２５は、プラスチック等の有機材料やセラミックス等の材料により形成された基材に配線層や電極等を設けたものである。したがって、基板作成工程では、集合基板２５となる基材が準備され、その基材に対し、配線層や電極等を設ける配線工程等が行われる。
　次に、集合基板２５の各基板部分３Ａに対して開口部４を形成する工程である開口部形成工程が行われる。開口部形成工程では、図１０Ｂに示すように、例えば、所定の駆動機構２６によって往復移動可能に設けられた打抜き用の治具であるパンチングヘッド２７を有するパンチングプレス機により、開口部４が打抜き形成される。
　パンチングヘッド２７は、開口部４に対応した形状を有する。したがって、パンチングヘッド２７において、集合基板２５に作用する部分は、開口部４の平面部１３に対応した平面部分２７ａと、溝部１１を形成するための突起部分２７ｂとを有する。突起部分２７ｂは、平面部１３に対応した平面部分２７ａから突出した半円筒状の突条部である。このようなパンチングヘッド２７によれば、溝部１１を有する開口部４が打抜き加工のみによって形成される。
　パンチングプレス機においては、集合基板２５が、パンチングヘッド２７を受け入れる開口部２８ａを有するステージ２８上にセットされた状態で、パンチングヘッド２７が基板部分３Aの所定の部位に対して近付く方向（矢印Ｐ１参照）に移動することで基板部分３Aが打ち抜かれ、開口部４が形成される。開口部形成工程により、図１０Ｃに示すように、各基板部分３Ａに開口部４が形成された集合基板２５である集合開口基板２５Ａが得られる。
　開口部形成工程では、次のような方法を採用することができる。まず、集合基板２５の基板部分３Ａに対し、単純な矩形状の横断面を有するパンチングヘッドを有するパンチングプレス機によって矩形状の開口部分を打抜き形成する。つまり、開口部４において平面部１３となる平面部分を打抜き加工によって形成する。その後、打抜き形成された開口部分をなす平面部分に対し、ドリル等の加工器具によって溝部１１を形成する。このような方法によれば、単純な開口部分を形成する打抜き工程と、開口部分をなす平面部分に溝部１１を形成する切削工程（溝形成工程）との２段階の工程により、溝部１１を有する開口部４が形成される。
　集合開口基板２５Ａは、フリップチップ構造のパッケージのメインのプロセスに投入される。そして、図１１Ａに示すように、イメージセンサ２と集合開口基板２５Ａとのフリップチップ接合が行われる。すなわち、集合開口基板２５Ａの各基板部分３Ａに対し、基板３の裏面３ｂとなる裏面２５ｂ側から、開口部４を塞ぐように、イメージセンサ２がフリップチップ実装される。
　フリップチップ接合は、金属バンプ６の種類等に応じて、導電性接着剤を用いた方法や、フィルム形の異方性導電膜を用いた方法や、超音波接合法や、圧接法等が適宜用いられて行われる。集合開口基板２５Ａにイメージセンサ２がフリップチップ実装された状態において、集合開口基板２５Ａとイメージセンサ２との間の隙間の寸法は、金属バンプ６の高さに対応して、例えば２０μｍ程度となる。
　次に、図１１Ｂに示すように、アンダーフィル部７を形成する工程が行われる。この工程では、アンダーフィル材料が、図示せぬディスペンサのノズルから吐出されながら、各イメージセンサ２と基板部分３Ａとの間の隙間（以下「センサ－基板間ギャップ」という。）に供給される。ここでは、例えば、センサ－基板間ギャップに対し、イメージセンサ２の外周側から、アンダーフィル材料が供給される。
　センサ－基板間ギャップに供給されたアンダーフィル材料は、毛細管現象によりセンサ－基板間ギャップ内に浸透する態様で流入し、複数の金属バンプ６の全体を被覆するとともに、イメージセンサ２と基板３との間の隙間を埋めるように拡散する。ここで、センサ－基板間ギャップの外周側においては、アンダーフィル材料がその表面張力等によってフィレット状に拡がってセンサ－基板間ギャップ部分からはみ出す。また、イメージセンサ２と基板３との間において、溝部１１の下側の開放部に達したアンダーフィル材料は、毛細管現象により溝部１１を這い上がる態様で、凹状面１２上に導かれる。
　アンダーフィル材料の粘度に関しては、粘度が低過ぎると、画素領域２ｃ側にアンダーフィル材料が浸入しやすくなり、粘度が高過ぎると、センサ－基板間ギャップにおける浸透に時間がかかることになる。このため、アンダーフィル材料としては、常温時で２０Ｐａ・ｓ以下であるもの、望ましくは常温時で１０Ｐａ・ｓ程度のものが使用される。
　センサ－基板間ギャップにアンダーフィル材料が供給された後、アンダーフィル材料に含まれる溶剤を気化させてアンダーフィル材料を固化させるために、所定の温度条件でベーキングが行われる。ベーキングの温度は、アンダーフィル材料やそれに含まれる溶剤等に合わせて適宜設定される。ベーキングの設備としては、ホットプレートやオーブン等が必要に応じて適宜選択・使用される。ベーキングを行うことにより、アンダーフィル材料が固化し、面間介在部７ａ、外側はみ出し部７ｂ、および溝部１１内の導出部７ｃを有するアンダーフィル部７が形成される（図４参照）。
　次に、図１１Ｃに示すように、イメージセンサ２が接合されてアンダーフィル部７が形成された集合開口基板２５Ａが反転され、マーキングが行われる。マーキングでは、例えば、集合開口基板２５Ａの各基板部分３Ａに対し、レーザーマーキング等によりシリアルナンバー等の固有の識別情報が付される。
次に、図１１Ｃに示すように、集合開口基板２５Ａの各基板部分３Ａの裏面側における所定の部位に、半田ボール２９を形成する工程が行われる。半田ボール２９は、例えば、各基板部分３Ａの裏面側に形成されたソルダーレジストの開口部を介して、基板部分３Ａの配線部に電気的に接続されるように形成される。
　半田ボール２９は、例えば、ソルダーレジストの開口部にフラックスを塗布した状態でボール状の半田を載せる方法や、印刷技術を用いてソルダーレジストの開口部にソルダペーストを印刷し、その後リフローする方法等により形成される。半田ボール２９は、固体撮像装置１が適用される所定の装置において固体撮像装置１が実装される回路基板に対する電気的な接続を行うための端子となる。
　続いて、図１１Ｄに示すように、各基板部分３Ａにイメージセンサ２が実装された集合開口基板２５Ａが、装置単位で分割されて個片化されるダイシング工程が行われる。この工程では、集合開口基板２５Ａが基板部分３Ａ毎に分かれるように、ダイシングブレード３０により集合開口基板２５Ａが分断されて複数の装置要素３１に個片化される。
　そして、個片化された各装置要素３１に対し、基板３の表面３ａ側にガラス５が接着剤等により固定されて搭載される。以上のような製造工程により、固体撮像装置１が得られる。なお、集合開口基板２５Ａの状態で各基板部分３Ａに対してガラス５を搭載した後、集合開口基板２５Ａに対するダイシングが行われてもよい。
　以上のような本実施形態に係る固体撮像装置１によれば、アンダーフィル部７を形成する材料がイメージセンサ２の画素領域２ｃ側へと流れることを抑制することができる。これにより、基板３の開口部４の開口端部と画素領域２ｃとの距離、つまり開口部４を形成する平面部１３と、平面視でこれに対向する画素領域２ｃの縁端との水平方向の距離（図３、間隔Ｌ１、以下「基板開口端と画素との距離」という。）を短くすることができる。結果として、イメージセンサ２および固体撮像装置１の小型化を進めることができる。
　本実施形態に係る固体撮像装置１のようなパッケージ構造においては、アンダーフィル部７を形成する工程において、画素領域２ｃへのアンダーフィル材料の流入を防止するため、基板開口端と画素との距離を一定以上保つ必要がある。ここで、基板３の開口部４において溝部１１が設けられていない構成を比較例の構成として想定する。つまり、比較例の構成では、基板３Ｘは、全体的に平面部１３のような平面１３Ｘにより形成された開口部４Ｘを有する。
　比較例の構成の場合、基板開口端と画素との距離が不十分であると、例えば図１２に示すように、アンダーフィル材料が画素領域２ｃ上に浸入し、イメージセンサ２の特性が低下することになる。図１２に示す例では、アンダーフィル部７Ｘの一部として、センサ－基板間ギャップから内周側にはみ出した内側はみ出し部７ｄが形成されており、この内側はみ出し部７ｄが、画素領域２ｃの縁端部上に被さっている。このように、従来技術では、画素領域へのアンダーフィル材料の浸入を回避する観点から、内側はみ出し部７ｄが画素領域２ｃ上に被さらないように基板開口端と画素との距離を確保する必要があり、センサーチップの小型化に限界がある。
　これに対し、本実施形態に係る固体撮像装置１は、基板３の開口部４において、アンダーフィル材料を誘導するための溝部１１を有する。このような構成により、センサ－基板間ギャップに対する塗布エリアから浸入してきたアンダーフィル材料は、毛細管現象によって溝部１１内へと導かれ、溝部１１により上方に誘導される。これにより、アンダーフィル材料が画素領域２ｃ側に進行することが抑制される。
すなわち、本実施形態に係る固体撮像装置１は、基板３の開口部４の溝部１１により、アンダーフィル材料の流れを、画素領域２ｃの方（内側）に進行する方向から、開口部４の内側面部１０を這い上がる方向に制御することで、アンダーフィル材料がセンサ－基板間ギャップから画素領域２ｃ側にはみ出すことを抑制する。これにより、例えば、基板開口端と画素との距離が、図１２に示すように比較例の構成においてアンダーフィル材料が画素領域２ｃに達するような距離であっても、本実施形態の固体撮像装置１の構成を採用することで、アンダーフィル材料が画素領域２ｃに達することを回避することができる。結果として、基板開口端と画素との距離を従来よりも短くすることができ、イメージセンサ２の小型化に寄与することができる。
　また、溝部１１の形状に関し、本実施形態では、溝部１１が半円筒状の凹曲面により形成されている。このような構成によれば、凹状面１２の表面積の確保が容易となり、アンダーフィル材料の誘導作用を効果的に得ることができる。また、溝部１１を、ドリル等の加工器具によって容易に形成することができる。
　＜３．第２実施形態に係る固体撮像装置の構成例＞
　本技術の第２実施形態に係る固体撮像装置５１の構成例ついて、図１３から図１５を参照して説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態と共通の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、図１３は、図４において溝部１１の中心部を通るＢ－Ｂ位置と同様に、溝部６１の中心部を通る位置における切断部端面図を示している。
　本実施形態の固体撮像装置５１は、第１実施形態の固体撮像装置１との対比において、基板３の開口部４の溝部１１が所定の向きに傾斜している点で異なる。
　図１３から図１５に示すように、本実施形態の固体撮像装置５１において、基板３の開口部４の溝部６１は、基板３の板厚方向（図１５における上下方向）について、イメージセンサ２側からその反対側にかけて開口部４の開口幅を狭める方向に傾斜している。
　溝部６１は、内側面部１０の平面部１３に対して凹状の部分である凹状面６２により形成されている。溝部６１は、基板３の板厚方向について、イメージセンサ２側（図１５における下側）からその反対側（図１５における上側）にかけて外側から内側に向かう方向、つまり開口部４の開口幅を狭める方向に傾斜している。
　具体的には、溝部６１を形成する凹状面６２は、半円弧状の水平断面形状をなす凹曲面部６２ａを含み、基板３の表面３ａ側および裏面３ｂ側の両側を開放させている。凹曲面部６２ａは、側面断面視において、基板３の裏面３ｂ側から表面３ａ側にかけて、基板３の外縁側である外側（図１５において左右外側）から開口部４側である内側（図１５において左右内側）に向かうように傾斜した直線をなす。
　また、溝部６１を形成する凹状面６２は、凹曲面部６２ａに対して内側の部位に、垂直状の平面である平面部６２ｂを有する。平面部６２ｂは、溝部６１の幅方向について対向する部位に形成されている。平面部６２ｂにより、溝部６１の下側（裏面３ｂ側）の開口面積は、上側（表面３ａ側）の開口面積よりも広くなっている。
　本実施形態の固体撮像装置５１の製造方法においては、基板３の開口部４を形成する開口部形成工程において、例えば、上述したようなパンチングプレス機によって開口部分を形成する打抜き工程と、ドリル等の加工器具を用いて、開口部分をなす平面部分に溝部６１を形成する切削工程（溝形成工程）とが行われる。すなわち、開口部形成工程として、開口部４において平面部１３となる平面部分を打抜き加工によって形成した後、打抜き形成された開口部分をなす平面部分に対し、ドリル等の加工器具によって溝部６１を形成することが行われる。
　以上のような本実施形態に係る固体撮像装置５１によれば、第１実施形態に係る固体撮像装置１によって得られる作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、本実施形態に係る固体撮像装置５１においては、溝部６１が下側（イメージセンサ２側）から上側（ガラス５側）にかけて開口部４の開口幅を徐々に狭くする向きに傾斜している。このような構成によれば、溝部６１の傾斜面をなす凹曲面部６２ａにより、上方に誘導されるアンダーフィル材料をせき止める作用が得られる。
　これにより、溝部６１により誘導されるアンダーフィル材料が、溝部６１を這い上がり基板３の表面３ａ上に達することを抑制することができる。すなわち、凹曲面部６２ａの傾斜角度の調整により、溝部６１内におけるアンダーフィル材料の這い上がりの挙動を制御することが可能となり、アンダーフィル材料が基板３の表面３ａ上に達することを防ぐことが可能となる。
　これにより、ガラス５が支持される支持面となる基板３の表面３ａにアンダーフィル材料が付着することを防止でき、アンダーフィル材料がガラス５の搭載構造に影響を与えることを防ぐことができる。なお、図１３においては、アンダーフィル部７の一部として、溝部６１内においてせき止められたアンダーフィル材料により形成された導出部７ｃが示されている。
　＜４．第３実施形態に係る固体撮像装置の構成例＞
　本技術の第３実施形態に係る固体撮像装置７１の構成例ついて、図１６から図１９を参照して説明する。なお、図１６は、図４において溝部１１の中心部を通るＢ－Ｂ位置と同様に、溝部８１の中心部を通る位置における切断部端面図を示している。
　本実施形態の固体撮像装置７１は、第１実施形態の固体撮像装置１との対比において、ガラス５の代わりに、複数のレンズ７４およびガラス７５を含む光学系としてのレンズユニット７３を備える点と、基板３の開口部４の溝部１１が所定の向きに傾斜している点で異なる。
　図１６に示すように、レンズユニット７３は、基板３の表面３ａ側に設けられており、複数のレンズ７４により、被写体からの光をイメージセンサ２に結像する。レンズユニット７３は、筒状に構成された支持筒７６を有し、支持筒７６内に、レンズ７４およびガラス７５を支持している。本実施形態では、支持筒７６は、その筒軸方向が光軸方向となるように、３枚のレンズ７４を、スペーサ等を介して上下方向に積層させた状態で支持している。最下段のレンズ７４の下方であって、支持筒７６の下端部に、ガラス７５が支持されている。なお、レンズ７４の枚数は特に限定されない。
　レンズユニット７３は、基板３上において、光軸方向がイメージセンサ２の板面に対して垂直な方向（上下方向）となるように設けられている。レンズユニット７３は、支持筒７６の下端部を基板３の表面３ａの外周部上に接着剤等により固定させて支持させた状態で、基板３上にマウントされている。ガラス７５は、第１実施形態のガラス５と同様に透明部材の一例であり、レンズユニット７３に支持された状態において、イメージセンサ２に対して平行状に、かつ基板３の表面３ａに対して所定の間隔を隔てた位置に、開口部４の全体を上側から覆うように設けられている。
　本実施形態のパッケージ構造においては、イメージセンサ２とアンダーフィル部７と基板３とガラス７５と支持筒７６の下端部とにより、基板３の開口部４の内部空間を含む密閉空間であるキャビティ７８が形成されている。このような構成においては、複数のレンズ７４により集光された光が、ガラス７５を透過し、キャビティ７８を介してイメージセンサ２の受光面に入射する。また、本実施形態に係る固体撮像装置７１は、例えば、図１６に示すように、基板３の裏面３ｂ側の所定の部位に配された半田ボール７９を介して、プラスチック等の有機材料やセラミックス等により構成された回路基板８０に実装されて使用される。
　次に、本実施形態に係る基板３の溝部８１について説明する。図１６から図１８に示すように、本実施形態の固体撮像装置７１において、基板３の開口部４の溝部８１は、基板３の板厚方向（図１８における上下方向）について、イメージセンサ２側からその反対側にかけて開口部４の開口幅を広げる方向に傾斜している。
　溝部８１は、内側面部１０の平面部１３に対して凹状の部分である凹状面８２により形成されている。溝部８１は、基板３の板厚方向について、イメージセンサ２側（図１８における下側）からその反対側（図１８における上側）にかけて内側から外側に向かう方向、つまり開口部４の開口幅を広げる方向に傾斜している。
　具体的には、溝部８１を形成する凹状面８２は、半円弧状の水平断面形状をなす凹曲面部８２ａを含み、基板３の表面３ａ側および裏面３ｂ側の両側を開放させている。凹曲面部８２ａは、側面断面視において、基板３の裏面３ｂ側から表面３ａ側にかけて、基板３の開口部４側である内側（図１８において左右内側）から外縁側である外側（図１８において左右外側）に向かうように傾斜した直線をなす。
　また、溝部８１を形成する凹状面８２は、凹曲面部８２ａに対して内側の部位に、垂直状の平面である平面部８２ｂを有する。平面部８２ｂは、溝部８１の幅方向について対向する部位に形成されている。平面部８２ｂにより、溝部８１の下側（裏面３ｂ側）の開口面積は、上側（表面３ａ側）の開口面積よりも狭くなっている。
　本実施形態の固体撮像装置７１の製造方法においては、基板３の開口部４を形成する開口部形成工程において、第２実施形態の場合と同様に、例えば、上述したようなパンチングプレス機によって開口部分を形成する打抜き工程と、ドリル等の加工器具を用いて、開口部分をなす平面部分に溝部８１を形成する切削工程（溝形成工程）とが行われる。また、パッケージのメインのプロセスにおいて、集合開口基板２５Ａに対するダイシング工程の前の工程または後の工程として、基板３にレンズユニット７３を搭載する工程が行われる。
　以上のような本実施形態に係る固体撮像装置７１によれば、第１実施形態に係る固体撮像装置１によって得られる作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、本実施形態に係る固体撮像装置７１においては、溝部８１が下側（イメージセンサ２側）から上側（ガラス７５側）にかけて開口部４の開口幅を徐々に広くする向きに傾斜している。このような構成によれば、下側から上側にかけて徐々に溝部８１の流路断面積が大きくなるため、溝部８１内を這い上がる態様で誘導されるアンダーフィル材料が溝部８１内に溜まることを抑制することができる。すなわち、凹曲面部８２ａの傾斜角度の調整により、溝部８１内におけるアンダーフィル材料の這い上がりの挙動を制御することが可能となり、アンダーフィル材料が溝部８１内に溜まることを抑制することが可能となる。
　これにより、アンダーフィル材料が溝部８１内に溜まることで表面張力等によって溝部８１の外側に膨出した状態で固化することを抑制することができる。溝部８１の外側に膨出したアンダーフィル部分は、基板３の開口部４においては内側への張り出し部分となり、開口部４を通って画素領域２ｃに受光される光を妨げ、イメージセンサ２のセンサ特性に影響を及ぼす可能性がある。したがって、上述のとおり、溝部８１の傾斜によって、アンダーフィル材料が溝部８１内に溜まることが抑制されることで、溝部８１からのアンダーフィル部分の張り出し部分が形成されにくくなり、アンダーフィル部分がセンサ特性に影響することを低減ないし防止することが可能となる。
　また、本実施形態に係る固体撮像装置７１は、ガラス７５を支持したレンズユニット７３を、支持筒７６の下端部を基板３の表面３ａの外周部上に支持させた状態で基板３上にマウントした構成を備える。かかる構成によれば、例えば第１実施形態の固体撮像装置１のように基板３の開口部４を覆うようにガラス５をマウントした構成の場合と異なり、アンダーフィル材料が基板３の表面３ａ上に達することを許容することが可能となる。
　具体的には、図１９に示すように、基板３の表面３ａの外周部に支持された支持筒７６によって支持されたガラス７５は、基板３の表面３ａにおける開口部４の周囲において、基板３の表面３ａとの間に間隔Ｍ１を空けた状態で支持されている。このため、ガラス７５の搭載構造に影響を与えることなく、基板３の表面３ａにおけるガラス７５との対向部分３ｃ（特に開口部４の周囲の部分）に、アンダーフィル材料を付着させることができる。つまり、アンダーフィル材料が基板３の表面３ａ上に達することが許容される。
　したがって、例えば、図１９に示すように、アンダーフィル部７において、面間介在部７ａと、外側はみ出し部７ｂと、溝部８１内の導出部７ｃとに加え、導出部７ｃからの延出部分として、基板３の表面３ａ上に達したアンダーフィル材料が硬化した乗上げ部７ｅを形成することが可能となる。これにより、例えば溝部８１の傾斜角度の調整等によって意図的に乗上げ部７ｅを形成することで、より多くのアンダーフィル材料を画素領域２ｃ側から遠ざける方向に導くことが可能となり、アンダーフィル材料が画素領域２ｃに達することを効果的に回避することができる。なお、第１，第２実施形態に係る溝部１１，６１を有する基板３であっても、固体撮像装置１，５１においてガラス５の代わりにレンズユニット７３を備えることで、アンダーフィル部７において乗上げ部７ｅを形成することが可能となり、上述したような効果が得られる。
　＜５．基板の溝部の変形例＞
　本技術の実施形態に係る基板３が有する溝部の変形例について説明する。
　図２０Ａに示すように、第１の変形例の溝部１１Ａは、「Ｖ」字状の水平断面形状をなすものである。溝部１１Ａは、「Ｖ」字状の断面形状をなす一対の傾斜面９１ａにより形成されている。つまり、溝部１１Ａは、Ｖノッチ状に形成された凹部である。
　図２０Ｂに示すように、第２の変形例の溝部１１Ｂは、矩形状に沿う水平断面形状をなすものである。溝部１１Ｂは、矩形状に沿う断面形状をなす底面９２ａと、互いに対向する一対の側面９２ｂとにより形成されている。
　図２０Ｃに示すように、第３の変形例は、一対の傾斜面９３ａにより形成されたＶノッチ状の凹部である溝部１１Ｃが連続状に形成され、矩形状の開口部４をなす各内側面部１０が三角波状に形成されたものである。この構成において、隣り合う溝部１１Ｃ間の部分は、平面視で山形状をなす突条部９３ｃとなる。
　図２０Ｄに示すように、第４の変形例は、底面９４ａと一対の側面９４ｂとにより形成された矩形状に沿う凹部である溝部１１Ｄが連続状に形成され、矩形状の開口部４をなす各内側面部１０が矩形波状に形成されたものである。この構成において、隣り合う溝部１１Ｃ間の部分は、平面視で矩形状に沿う突条部９４ｃとなる。
　図２０Ａ～図２０Ｄに示す各変形例の溝部は、いずれも基板３の板厚方向の全体にわたって基板３の板面に対して垂直状に形成されているが、これらの変形例の溝部は、第２実施形態の溝部６１や第３実施形態の溝部８１のように、基板３の板厚方向に対して傾斜するように形成されてもよい。
　図２１Ａに示すように、第５の変形例の溝部１１Ｅは、側面断面視で左右外側を凸側とする湾曲線をなす凹状面９５により形成されている。このように、本技術に係る溝部は、基板３の板厚方向について曲線状に形成されていてもよい。凹状面９５は、例えば、横方向（基板３の板面に沿う方向）を筒軸方向とする半円筒状の凹曲面である。
　図２１Ｂに示すように、第６の変形例の溝部１１Ｆは、側面断面視で基板３の板厚方向について曲線状をなす凹状面９６により形成されていている。しかも、凹状面９６は、第２実施形態の溝部６１のように、基板３の板厚方向について下側から上側にかけて開口部４の開口幅を狭める方向に傾斜している。
　図２１Ｃに示すように、第７の変形例の溝部１１Ｇは、側面断面視で基板３の板厚方向について曲線状をなす凹状面９７により形成されていている。しかも、凹状面９７は、第３実施形態の溝部８１のように、基板３の板厚方向について下側から上側にかけて開口部４の開口幅を広げる方向に傾斜している。
　以上のような各種変形例によっても、上述したような作用効果を得ることができる。特に、図２１Ｂに示すような第６の変形例の構成によれば、溝部１１Ｆの傾斜方向から、第２実施形態の構成による作用効果と同様の作用効果を得ることができる。また、図２１Ｃに示すような第７の変形例の構成によれば、溝部１１Ｇの傾斜方向から、第３実施形態の構成による作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
　＜６．電子機器の構成例＞
　上述した実施形態に係る固体撮像装置の電子機器への適用例について、図２２を用いて説明する。なお、ここでは第１実施形態に係る固体撮像装置１の適用例について説明する。
　固体撮像装置１は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像素子は、ワンチップとして形成された形態のものであってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態のものであってもよい。
　図２２に示すように、電子機器としての撮像装置１００は、光学部１０２と、固体撮像装置１と、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路１０３と、フレームメモリ１０４と、表示部１０５と、記録部１０６と、操作部１０７と、電源部１０８とを備える。ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、操作部１０７および電源部１０８は、バスライン１０９を介して相互に接続されている。
　光学部１０２は、複数のレンズを含み、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置１の撮像面上に結像する。固体撮像装置１は、光学部１０２によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。　
　表示部１０５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置１で撮像された動画または静止画を表示する。記録部１０６は、固体撮像装置１で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
　操作部１０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置１００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部１０８は、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６および操作部１０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
　以上のような撮像装置１００によれば、固体撮像装置１において、アンダーフィル材料がイメージセンサ２の画素領域２ｃ側へと流れることを抑制することができ、基板開口端と画素との距離を短くすることができ、イメージセンサ２および固体撮像装置１の小型化、延いては撮像装置１００の小型化を進めることができる。
　上述した実施形態の説明は本技術の一例であり、本技術は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。また、上述した各実施形態の構成および変形例の構成は適宜組み合せることができる。
　なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
　（１）
　半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、
　前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、
　硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、
　前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有する
　固体撮像装置。
　（２）
　前記溝部は、半円筒状の凹曲面により形成されている
　前記（１）に記載の固体撮像装置。
　（３）
　前記溝部は、前記基板の板厚方向について、前記固体撮像素子側からその反対側にかけて前記開口部の開口幅を狭める方向に傾斜している
　前記（１）または前記（２）に記載の固体撮像装置。
　（４）
　前記溝部は、前記基板の板厚方向について、前記固体撮像素子側からその反対側にかけて前記開口部の開口幅を広げる方向に傾斜している
　前記（１）または前記（２）に記載の固体撮像装置。
　（５）
　半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、
　前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、　硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、
　前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有する
　固体撮像装置を備えた
　電子機器。
　１　　固体撮像装置
　２　　イメージセンサ（固体撮像素子）
　２ａ　表面
　２ｃ　画素領域
　３　　基板
　４　　開口部
　５　　ガラス
　６　　金属バンプ（接続部）
　７　　アンダーフィル部
　７ａ　面間介在部
　７ｂ　外側はみ出し部
　７ｃ　導出部
　１０　内側面部
　１１　溝部
　１２　凹状面
　５１　固体撮像装置
　６１　溝部
　６２　凹状面
　７１　固体撮像装置
　７３　レンズユニット
　８１　溝部
　８２　凹状面

Claims (5)

  1. 　半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、
    　前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、
    　硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、
    　前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有する
    　固体撮像装置。
  2. 　前記溝部は、半円筒状の凹曲面により形成されている
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　前記溝部は、前記基板の板厚方向について、前記固体撮像素子側からその反対側にかけて前記開口部の開口幅を狭める方向に傾斜している
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 　前記溝部は、前記基板の板厚方向について、前記固体撮像素子側からその反対側にかけて前記開口部の開口幅を広げる方向に傾斜している
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  5. 　半導体基板の一方の板面である表面側に多数の画素を含む受光領域である画素領域を有する固体撮像素子と、
    　前記固体撮像素子に対して前記表面側に設けられ、前記画素領域に受光される光を通すための開口部を有する基板と、
    　硬化した流動体により形成され、前記固体撮像素子と前記基板とを電気的に接続する接続部を覆うアンダーフィル部と、を備え、
    　前記基板は、前記開口部を形成する面部に、前記アンダーフィル部を形成する流動体を、前記固体撮像素子の前記表面から遠ざかる方向に誘導するための溝部を有する
    　固体撮像装置を備えた
    　電子機器。
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