JP2010287619A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 固体撮像素子に固定したカバー部材の枠部の内壁で反射した不要な光が受光素子に入射されることを低減すると共に小型化された固体撮像装置を実現する。
【解決手段】 本発明の固体撮像装置は、撮像素子に固定されたカバー部材が、撮像素子の受光面に対して非垂直面、直立面を平板部側から順に有し、入射光の傾斜角をθＡ、非垂直面の任意の位置の傾斜角をθＢ、枠部の受光面からの高さをＨ、非垂直面の任意の位置の高さをＨ１、直立面の任意の位置の高さをＨ２、平面方向での画素領域の端部から枠部の内壁の直立面の上端までの距離をＬ１、平面方向での直立面の上端から下端までの距離をＬ１’としたとき、内壁の直立面の任意の位置において、Ｈ２ｔａｎ（θＡ−２θＣ）≦Ｌ１＋Ｌ１’、内壁の非垂直面の任意の位置において、Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１、θＢ＞θＣを満たす構成とした構成としたである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、特に、透明平板部を有する封止部材と固体撮像素子とを固定した固体撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラや携帯電話の小型化、薄型化に伴い、固体撮像装置において、更なる小型化、薄型化が要求されている。

そこで、下面縁部に枠部を一体的に形成した透明材料からなるカバー部材を固体撮像素子チップに気密封止した固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。

特開平０７−２０２１５２号公報 特開２００６−２９５４８１号公報 特開２００８−７２１１１号公報

上記特許文献１は、枠部の内壁が固体撮像素子表面に対して垂直であるため、枠部の内壁に不要な光が照射された場合、内壁で反射した不要な光が受光素子に入射しないようにするには、受光素子から枠部を離す必要があった。そのため、固体撮像装置の小型化が不十分であった。

上記特許文献２は、枠部の内壁が固体撮像素子表面に対して受光素子側に傾いた傾斜面を有している。しかし、外部からの水分の浸入を充分に防止するためには、枠部と固体撮像素子との固定部分の接着領域が或る程度必要であるため、固体撮像装置の小型化が不十分であった。

上記特許文献３は、化学エッチングあるいは熱成形加工によって透明板に凹部を形成することが記載されている。しかし、リブの内壁に不要な光が照射された場合、内壁で反射した不要な光が受光部に入射しないようにするには、受光部から枠部を離す必要があった。そのため、固体撮像装置の小型化が不十分であった。

従って、いずれの例においても、固体撮像装置の小型化と、不要な光の受光素子への入射を防止することを両立することは考慮されていなかった。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、枠部の内壁で反射した不要な光が受光素子に入射されることを低減すると共に小型化された固体撮像装置を実現することを目的とする。

そして、本発明は上記目的を達成するために、本発明の第１の観点は、複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、直立面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθＡ、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθＢ、前記枠部の前記受光面からの高さをＨ、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ１、前記直立面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ２、受光面と平行な方向での前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の直立面の上端までの距離をＬ１、受光面と平行な方向での直立面の上端から下端までの距離をＬ１’としたとき、内壁の直立面の任意の位置において、Ｈ２ｔａｎ（θＡ−２θＣ）≦Ｌ１＋Ｌ１’ ・・・（１）、かつ内壁の非垂直面の任意の位置において、Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１ ・・・（２）、θＢ＞θＣ ・・・（３）を満たす構成としたものである。
そして、本発明の第２の観点は、複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、垂直面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθＡ、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθＢ、前記枠部の前記受光面からの高さをＨ、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ１、前記垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ２、前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の垂直面までの距離をＬ１としたとき、内壁の垂直面の任意の位置において、Ｈ２ｔａｎθＡ ≦Ｌ１ ・・・（１）’、かつ内壁の非垂直面の任意の位置において、Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１ ・・・（２）を満たす構成としたものである。

本発明の固体撮像装置は、封止部材の枠部の内壁で反射した光が受光素子に入射されることを抑えることができ、より小型な固体撮像装置を提供できる。

本発明に係る固体撮像装置の一実施形態を示す断面図及び拡大断面図である。 本発明に係るカバー部材の実施例を示す断面図である。 本発明に係る固体撮像装置の一実施形態を示す断面図及び平面図である。 本発明に係る固体撮像装置の一実施形態を示す断面図及び拡大断面図である。 本発明に係る固体撮像装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る固体撮像装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るカバー部材及び固体撮像装置の一実施形態を示す断面図である。 従来の固体撮像装置を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施例を図１〜図８に基づいて説明する。

本発明の第１の実施例を示す固体撮像装置を図１を用いて説明する。

図１（ａ）は、第１の実施例を示す固体撮像装置の断面図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ線内の拡大断面図である。

図１（ａ）の固体撮像素子２は、複数の受光素子を有する有効画素領域２１を有する。有効画素領域の表面は受光面２２である。有効画素領域は、受光素子の光入射側に配置されたカラーフィルタと、カラーフィルタ上に配置された平坦化膜と、を更に有する（不図示）。なお、平坦化膜を有する場合は受光面は平坦化膜の表面であり、平坦化膜を有さない場合はカラーフィルタの表面が受光面となる。そして、固体撮像素子２は、有効画素領域上に配置されたマイクロレンズ２３となる凸部を有する。固体撮像素子２は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどである。

固体撮像素子２の画素領域２１の周辺領域にはカバー部材３が固定部材４０で固定されている。カバー部材３は、平板部３１と枠部３２とが一体構造となり凹部を有する構成を有している。カバー部材３は透光性を有するガラスの他に樹脂や水晶が用いられる。そして、カバー部材３は、ガラスや樹脂の板を研磨、エッチング、金型による成形などによって凹部を形成した平板部３１と枠部３２の一体構造や、ガラスや樹脂などの透明な平板に別部材の枠を固定した組み立て構造のいずれでも良い。組み立て構造の場合、枠部は金属も使用できる。平板部３１の表面や裏面に反射防止コートやＩＲコートを有していれば光学特性がより良好となる。また、良好な画像を得るためには、枠部３２からの反射光が画素領域２１に入射することを抑制する必要がある。そのため、枠部３２は空気の屈折率（１）により近い材料、又は光の吸収率が高い材料を用いることが好適である。枠部３２の内壁や外壁に、平板部３１と同様な反射防止コートやＩＲコートを設けることも好適である。固定部材４０は、固体撮像素子２又はカバー部材３に塗布された未硬化の接着剤によって固体撮像素子２とカバー部材３を接着した後、硬化して形成される。固体撮像素子２とカバー部材３との間には空間部３０が構成されている。空間部３０は空気又は窒素雰囲気となっている。

図１（ｂ）は、図１（ａ）で示した固体撮像装置１のＡ線内の拡大断面図である。
図１（ｂ）において、有効画素領域２１は、受光素子が配置された領域に対応する範囲であり、その表面は固体撮像素子２の受光面２２である。

枠部３２の内壁面は、平板部側から固体撮像素子側に向け、空間３０が広がるような非垂直面Ｓを高さＨ１で有し、続いて直立面Ｕを高さＨ２で有し、合計して高さＨで構成される。また、枠部３２の内壁面は、固体撮像素子２の有効画素領域２１から側方に離れた位置から高さＨ２の直立面Ｕを有し、有効画素領域側である内側に傾斜する高さＨ１の非垂直面Ｓを順に有するとも言える。

非垂直面Ｓは、直立面Ｕよりも平板部側に配置され、透明平板部に向かう程に空間３０が狭くなるように形成された面であり、本実施例では平面である。非垂直面Ｓは、枠部３２の内壁の上部で反射されるような光も有効画素領域２１に入射しないようにすることが可能である。そして、非垂直面Ｓの平板部３１と接する位置は、有効画素領域２１の直上以外の領域に配置されることが好ましい。有効画素領域２１の周辺部の直上でカバー部材３を透過した入射光が屈折によって有効画素領域２１に入射することによる画質の低下を防ぐためである。

上記の直立面Ｕは、非垂直面Ｓの角度よりも小さい。そのため、固体撮像素子を小型化することができる。

図１（ｃ）は、図１（ａ）で示した固体撮像装置１のＡ線内の拡大断面図であり、図１（ｂ）とは異なる構成を示している。

図１（ｃ）が図１（ｂ）と異なる点は、直立面Ｕが固体撮像素子２の受光面２２に対して実質的に垂直である垂直面Ｖということである。したがって、固体撮像素子をより小型化することができる。

上記の垂直面Ｖは、固体撮像素子２の受光面２２に対して９０°の面と、カバー部材３の加工精度や組み立て時の精度を考慮して９０°±３°の面を含むとする。また、垂直面Ｖは有効画素領域２１から側方に距離Ｌ１を置いた位置に配置される。この距離Ｌ１は、固体撮像素子とカバー部材を接着した際にはみ出した接着剤の有効画素領域２１への浸入の防止や、枠部の固定位置精度等を考慮して決められる。有効画素領域２１から側方に距離Ｌ１離れた位置に枠部３２の垂直面Ｖを適度な高さＨ２で設けることにより、入射光が有効画素領域に入射しないようにすることが可能である。なお、入射光は、実際には空気、カバー部材３、空気と通過する際に光の進行方向が変化するが、入射角度と出射角度が実質同じであるため直線で表現している。

また、Ｌ２は枠部３２の幅である。この幅の値により、枠部３２と固体撮像素子２との固定幅が概ね決まる。従って、幅Ｌ２によって、固体撮像装置１の周囲から空間３０への防湿性の程度が決まる為、重要な因子である。また、Ｌ３は、枠部外壁から端子２４の中心までの距離である。距離Ｌ３は、ワイヤボンディング時にボンディングキャピラリーとカバー部材２との接触を回避する為に必要不可欠な幅である。よって、Ｌ１〜Ｌ３のいずれにおいても、ある一定の距離が必要となる。なお、固体撮像素子２の光入射側とは反対側の裏面に端子を設けることでＬ３を小さくすることができるためより好ましい。

ここで、図８の各固体撮像装置との違いを説明することによって本発明の利点を述べる。図８（ａ）及び図８（ｂ）は従来の固体撮像装置の部分拡大図である。

図８（ａ）のカバー部材３は枠部３２の内壁が垂直面で構成されている。このような枠部３２の内壁での反射光は、内壁の下部での反射光の場合は距離Ｘ１がある為に有効画素領域２１には入射しないが、内壁の上部での反射光は有効画素領域２１に入射してしまう。そのため画質の低下が発生する。画質の低下抑制のために枠部の内壁からの光が有効画素領域に入射しないようにするためには、内壁を画素領域から遠ざける、すなわちＸ１の長さを長くすることで解決することができる。しかし、固体撮像素子２が大きくなってしまう。また、Ｘ１を長くして、内壁の幅Ｘ２を小さくすれば固体撮像素子２の大きさを変えないようにできるが、防湿性が低下するため好ましくない。

また、図８（ｂ）のように内壁全面を傾斜面として有効画素領域２１に内壁からの光が入射しないようにした場合、Ｘ４の長さが必要となり、固体撮像素子２が大きくなってしまう。そのため、図８（ｂ）の構成も好ましくない。

従って、図１で示す固体撮像装置のように枠部の内壁の上部のみを傾斜面として、有効画素領域に特に入射しやすい枠部の内壁での反射光が画素領域の外側に入射するようにすることで固体撮像装置の小型化と画質の向上が達成できる。固体撮像装置の小型化は、例えば図８（ｂ）のＸ４で示す領域を低減できることである。

また、上述の図１のカバー部材の内壁構造においては、以下の関係式を満たすことが好ましい。

まず、図１（ｂ）の構成の場合を説明する。
内壁の直立面の任意の位置において、
Ｈ２ｔａｎ（θＡ−２θＣ）≦Ｌ１＋Ｌ１’ ・・・（１）、
かつ内壁の非垂直面の任意の位置において
Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１・・・（２）、
θＢ＞θＣ ・・・（３）
が成立するような内壁とすることが好適である。ここで、θＡは受光面の垂線に対する入射光の傾斜角である。θＢは入射光が照射される非垂直面Ｓの任意の位置（点Ｒ）における傾斜角（点Ｒにおける受光面の垂線に対する非垂直面Ｓの角度）である。θＣは入射光が照射される直立面Ｕの任意の位置（点Ｒ）における傾斜角（点Ｒにおける受光面の垂線に対する直立面Ｕの角度）である。そして、枠部３２の高さはＨ、高さＨのうち非垂直面をＨ１、直立面の高さはＨ２、受光面と平行な方向での画素領域の端部から枠部の内壁の直立面の上端までの距離をＬ１、受光面と平行な方向での直立面の上端から下端までの距離をＬ１’とする。

上述の関係式の範囲内で、内壁を形成することにより、内壁からの光が画素領域に入射することによる画質の低下（いわゆるゴーストの発生）の低減と固体撮像素子の小型化を両立して実現することが可能となる。

次に、図１（ｃ）の構成の場合を説明する。
内壁の垂直面の任意の位置において、
Ｈ２ｔａｎθＡ ≦Ｌ１ ・・・（１）’、
かつ内壁の非垂直面の任意の位置において
Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１ ・・・（２）、
が成立するような内壁とすることが好適である。ここで、式の各要素は、直立面を垂直面と読み替える以外は前述の説明と同様である。

図２は、図１のカバー部材３及びその他のカバー部材を示している。
図２（ａ）は、図１で説明したカバー部材３であり、枠部３２の内壁の非垂直面Ｓは平面からなる１つの傾斜面を有する。図２（ｂ）のカバー部材３は、非垂直面が２の平面からなる２つの傾斜面を有する。非垂直面Ｓは、これらに限定されず３以上の傾斜面が構成されていても良い。ただし、加工の容易性等を考慮すると、非垂直面Ｓが１の平面からなることが好ましい。また、枠部３２の内壁の非垂直面Ｓに対して平板部側とは反対側の面は、垂直面Ｖである。垂直面Ｖは前述の通り直立面Ｕであってもよい。図２（ｃ）のカバー部材３は、枠部３２の内壁の非垂直面Ｓが曲面形状からなる傾斜面を有する。図２（ｄ）（ｅ）（ｆ）はそれぞれ図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に対応する平板部３１と枠部３２が一体に形成されたカバー部材３である。曲面からなる非垂直面は、光の進行方向に影響がない程度（数ｎｍ〜３００ｎｍ）に凹凸を有していて良い。

図２（ａ）乃至図２（ｃ）のカバー部材３は、平板部３１と枠部３２を別々に形成した後、接着や溶接等の貼り合せ加工により一体化して形成することができる。
図２（ｄ）乃至図２（ｆ）のカバー部材３は、ガラスや樹脂などの平板を、研磨やブラスト等の機械加工又はエッチング等の化学的加工によって形成することができる。

図３は、図１（ａ）で示した固体撮像装置１をパッケージングした固体撮像装置１であり、図３（ａ）は固体撮像装置の断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の固体撮像装置の平面図である。図の固体撮像装置１の固体撮像素子は、一体化されているカバー部材側とは反対側に固定部材４３を介して配線基板４に固定されている。そして、固体撮像素子２の端子２４と配線基板４の端子４２間が金属ワイヤなどの導電部材４４で接続されている。更に、固体撮像装置１は、配線基板４、固体撮像素子２、カバー部材３の周囲が封止部材４５によって封止されている。図３（ｂ）で示されるように、有効画素領域２１の直上より外側に、３６で示されるカバー部材３の非垂直面Ｓの平板部３１との接線である傾斜面端部が配されている。すなわち、カバー部材３の非垂直面Ｓは固体撮像素子２の有効画素領域２１の外側に配置されるよう構成されている。

配線基板４は、リードフレーム、プリント配線板、フレキシブル配線板、およびメタルベース配線板などが用いられる。配線基板４がリードフレームの場合、リードフレーム上に固定部材を介して固体撮像素子が固定される。図の配線基板４は、プリント配線板であり、セラミックやガラスエポキシなどの材料が用いられた基板４１と、基板４１の表面に配置された端子４２と、を有する。更に、配線基板４としてのプリント配線板は、基板４１の表面又は内部に配線を有している。また、導電部材４４としての金属ワイヤは、固体撮像素子２と配線基板４との間での信号の転送のために用いられる。封止部材４５はエポキシ樹脂などが用いられる。封止部材４５は光吸収のため黒色に着色されていることが好ましい。このような構成により、固体撮像装置は、空間部への水分の侵入を更に低減することができる。

次に第２の実施例を図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、第２の実施例を示す固体撮像装置の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ線内の拡大断面図である。

図４の固体撮像装置１が第１の実施例の図１の固体撮像装置と異なる点は、カバー部材３として、図２（ｆ）のカバー部材を用いていることである。すなわち、平板部３１と枠部３２が一体構造であり、枠部３２の非垂直面Ｓが曲面で構成されている。そして、図１の固体撮像装置のカバー部材３と同様に、枠部３２の内壁面は、平板部側から固体撮像素子側に向け、空間３０が広がるような非垂直面Ｓを高さＨ１で有し、続いて垂直面Ｖを高さＨ２で有する面を高さＨで有する。

また、第一の実施の形態と同様、内壁構造においては、以下の関係式を満たすことが好ましい。
内壁の第一の面の任意の位置において、
Ｈ２ｔａｎθＡ ≦Ｘ１ ・・・（１）、
かつ内壁の非垂直面の任意の位置において
Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｘ１ ・・・（２）、
が成立するような内壁とすることが好適である。ここで、θＡは受光面の垂線に対する入射光の傾斜角である。θＢは入射光が照射される非垂直面Ｓの任意の位置（点Ｒ）における傾斜角（点Ｒにおける受光面の垂線に対する非垂直面Ｓの角度）である。そして、枠部３２の高さはＨ、高さＨのうち非垂直面をＨ１、垂直面の高さはＨ２、有効画素領域２１の端部から枠部の内壁の垂直面Ｖまでの距離をＸ１とする。

上述の関係式の範囲内で、内壁を形成することにより、内壁からの光が受光素子に入射することによる画質の低下（いわゆるゴーストの発生）の低減と固体撮像素子の小型化を両立して実現することが可能となる。

次に第３の実施例を図５を用いて説明する。本実施例は、固体撮像素子が有効画素領域の外側、且つ、枠部の内側に光吸収部材を有する。

図５（ａ）の固体撮像装置１は、実施例２の図４（ｂ）の固体撮像装置をより詳細に示しており、固体撮像素子は、複数の受光素子２６を有する基板２５とカラーフィルタ２７と平坦化膜２８とを有する。基板２５の主面上に配置されたカラーフィルタ２７は、フォトリソグラフィー技術を利用して、各受光素子に対応した位置に赤、緑、青（ＲＧＢ）のいずれかの色が配置されている。なお、カラーフィルタ２７は、前記の３色に加えてエメラルド（Ｅ）などを更に加えて４色以上にすることで、画像の色の再現性を向上させることができる。カラーフィルタ上に配置された平坦化膜２８は、マイクロレンズ２３を均一に形成するために配置されている。平坦化膜上のマイクロレンズ２３は、フォトリソグラフィー技術を利用して透明な膜を形成し、エッチングによりパターニングした後に、リフローなどの方法で加熱熔融させ、表面張力の作用によってレンズ形状にする。マイクロレンズ２３は受光素子２６に入射光を集光する役割を有する。マイクロレンズ２３は、樹脂材料の膜に金型でレンズ形状を転写するナノインプリントによって形成したマイクロレンズアレイを基板２５に貼り合わせたものでもよい。ナノインプリント技術によれば、凸部の形状を比較的自由に形成できるため、アスペクト比の大きい凸部が形成できる。

そして、本実施例の特徴は、カラーフィルタ２７と同一層に配置され、有効画素領域２１の外側に配置された光吸収部材としての光吸収フィルタ５１を有することである。光吸収フィルタ５１は、黒色顔料又は黒色染料が用いられ、カラーフィルタ２７と同様に塗布などによって形成される。

このような構成により、カバー部材３の内壁で反射して、固体撮像素子２の有効画素領域２１の外側に入射した光を光吸収フィルタ５１で吸収することができる。

図５（ｂ）の固体撮像装置１が図５（ａ）と異なる点は、光吸収部材が光吸収フィルタではなく、マイクロレンズ２３と同一層に配置され、有効画素領域２１の外側に配置された光吸収部材としての光吸収レンズ５２であることである。光吸収レンズ５２は、固体撮像素子２上に形成されたマイクロレンズのうち、有効画素領域２１の外側の領域の部分にレーザー照射して炭化させることによって形成される。

このような構成により、カバー部材３の内壁で反射して、固体撮像素子２の有効画素領域２１の外側に入射する光を光吸収レンズ５２で吸収することができる。従って、図５（ａ）及び（ｂ）の固体撮像装置１は、有効画素領域２１の外側に配置された暗電流測定領域への光入射や、基板２５内部を介した有効画素領域２１への光入射が低減でき、良好な画像を得ることができる。

次に第４の実施例を図６を用いて説明する。本実施例は、撮像素子が枠部の外側に凹凸部を更に有する。
図６は、第４の実施例を示す固体撮像装置の断面図である。
図６の固体撮像装置１が第２の実施例の図４の固体撮像装置と異なる点は、マイクロレンズ２３がカバー部材３の外側にも配置されていることである。また、カバー部材３の固体撮像素子２に面して固定された平面に対向する領域である固定領域はマイクロレンズを構成する材料が平坦な形状を有している。すなわち、カバー部材３に対向する固体撮像素子２との固定領域となる平坦部２９を除いて、カバー部材３の枠部の内側（有効画素領域側）と外側にマイクロレンズが配置されている。このような構成によって、固体撮像素子２とカバー部材３とを接着剤で固定する際にはみ出した接着剤が、カバー部材３の外側の領域のマイクロレンズの凹凸による毛細管現象によってカバー部材３の外側に流れる。そのため、有効画素領域側への接着剤のはみ出しを低減することができ、画質低減の原因の一つとなる有効画素領域上への接着剤の浸透が低減できる。従って、有効画素領域への接着剤の浸透を低減するために固定領域と有効画素領域との距離を長くする必要が無くなるため、固体撮像装置１の小型化を実現することができる。

また、枠部の下部の領域が平坦部である場合には、枠部の下部が球面である場合に比べて摩擦力が増えることによって枠部のズレが低減できるため、枠部の平面方向の位置が安定しやすいという効果も有する。

次に第５の実施例を図７を用いて説明する。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第５の実施例を示すカバー部材の断面図である。図７（ｃ）は、第５の実施例を示す固体撮像装置の断面図であり、図７（ｄ）は、図７（ｃ）の固体撮像装置をパッケージングした固体撮像装置である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）のカバー部材が図２（ａ）で示したカバー部材と異なる点は、枠部が複数の部品から構成されていることである。図７（ａ）のカバー部材３は、平板部３１と枠形状の部品３２、３３が一体構造であり、部品３２の内壁が非垂直面Ｓを構成している。図７（ｂ）のカバー部材３は、平板部３１と部品３２、３３、３４が一体構造であり、部品３２、３３の内壁が非垂直面Ｓを構成している。平板部と複数の部品のそれぞれは、樹脂３５によって固定されている。樹脂３５は枠形状の部品３２、３３より柔軟な樹脂から構成されている。

図７（ｃ）は、図７（ａ）のカバー部材３と固体撮像素子２とが固定部材４０によって固定されている。
図７（ａ）や図７（ｂ）で示されるカバー部材３を用いれば、固体撮像装置の周囲の温度変化があった場合でも、熱膨張係数の異なる固体撮像素子２とカバー部材３との剥離の可能性を低減することができる。なぜなら、温度変化による固体撮像素子２とカバー部材３の異なる伸び或いは縮みを樹脂３５が吸収するからである。

図７（ｄ）は、図７（ｃ）の固体撮像装置をパッケージングした固体撮像装置であり、図３（ａ）などと同様な構成である。本実施例においては、固体撮像素子２やカバー部材３の温度変化による変形に対応して封止部材４５が変形するように封止部材４５をシリコーンなどの柔軟な弾性係数の大きい樹脂を用いた。そのため、耐剥離性が向上した。

１ 固体撮像装置
２ 固体撮像素子
３ カバー部材
２１ 有効画素領域
２２ 受光面
２６ 受光素子
３０ 空間部
３１ 平板部
３２ 枠部

Claims (11)

1. 複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、
   前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、
   前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、
   前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、直立面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθＡ、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθＢ、前記枠部の前記受光面からの高さをＨ、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ１、前記直立面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ２、受光面と平行な方向での前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の直立面の上端までの距離をＬ１、受光面と平行な方向での直立面の上端から下端までの距離をＬ１’としたとき、
   内壁の直立面の任意の位置において、
   Ｈ２ｔａｎ（θＡ−２θＣ）≦Ｌ１＋Ｌ１’ ・・・（１）、
   内壁の非垂直面の任意の位置において、
   Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１ ・・・（２）、
   θＢ＞θＣ ・・・（３）
   の関係式を満たす構成を備えていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 複数の受光素子を有する画素領域を備えた撮像素子と、
   前記画素領域を覆い、前記撮像素子に固定されたカバー部材と、を有する固体撮像装置であって、
   前記カバー部材は、前記画素領域の周辺領域に固定された枠部と、前記枠部を介して前記画素領域との間に空間を有して配置された平板部とを有し、
   前記撮像素子の前記枠部の内壁は、前記撮像素子の受光面に対して非垂直面、垂直面を前記平板部側から順に有し、前記受光面の垂線に対して入射光の傾斜角をθＡ、入射光が照射される前記非垂直面の任意の位置における傾斜角をθＢ、前記枠部の前記受光面からの高さをＨ、前記非垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ１、前記垂直面の任意の位置における前記受光面からの高さをＨ２、前記画素領域の端部から前記枠部の内壁の垂直面までの距離をＬ１としたとき、
   内壁の垂直面の任意の位置において、
   Ｈ２ｔａｎθＡ ≦Ｌ１ ・・・（１）’
   内壁の非垂直面の任意の位置において、
   Ｈｔａｎ（θＡ−２θＢ）＋（Ｈ１）ｔａｎθＢ ≦Ｌ１ ・・・（２）
   の関係式を満たす構成を備えていることを特徴とする固体撮像装置。
3. 前記非垂直面が曲面から構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記非垂直面が前記画素領域に対向する領域より外側に配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体撮像装置。
5. 前記撮像素子が前記画素領域の外側、且つ、前記枠部の内側に光吸収部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置。
6. 前記撮像素子の前記画素領域の前記複数の受光素子の各々に集光するための凹凸部を有し、前記光吸収部材が前記凹凸部と同一層で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 前記撮像素子が前記複数の受光素子の光入射側にカラーフィルタを有し、前記光吸収部材が前記カラーフィルタと同一層で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
8. 前記撮像素子の前記画素領域の前記複数の受光素子の各々に集光するための凹凸部を有し、前記撮像素子が前記枠部に対向する領域より外側に配置された凹凸部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置。
9. 前記カバー部材の枠部は、複数の部品と、前記複数の部品を固定するための樹脂と、を有し、前記樹脂は前記複数の部品より弾性係数が小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像装置。
10. 前記枠部の前記複数の部品のおのおのが枠形状を有することを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
11. 前記撮像素子の前記カバー部材側とは反対側に固定された配線基板と、前記撮像素子と前記配線基板との間で信号を転送するための導電部と、前記カバー部材の周囲と前記導電部を封止する封止部材と、を有する請求項１乃至１０のいずれかに記載の固体撮像装置。

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