JP2017098525A - イメージセンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】低背化が可能なイメージセンサモジュールを提供する。【解決手段】イメージセンサモジュール１００は、第１面１０２ａ、第１面とは反対側の第２面１０２ｂ、並びに第１面及び第２面を貫通する複数の貫通孔１０８ａ〜１０８ｃを有し、赤外線を吸収する成分を含むインターポーザ基板１０２と、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａに対向する位置にあり、インターポーザ基板側に複数の光電変換素子を含む受光面１０４ａを有し、複数の貫通孔中の電極を介して外部回路に接続しているイメージセンサ１０４と、インターポーザ基板１０２の第２面側に対向するレンズユニット１０６とを備える。【選択図】図２

Description

本開示はイメージセンサモジュールに関する。特に、携帯電子機器やタブレット端末に内蔵される固体撮像素子を用いたイメージセンサモジュールに関する。

携帯電子機器やタブレット端末に内蔵されるイメージセンサとして、固体撮像素子が広く知られている。固体撮像素子は、半導体チップ等に光電変換素子を有する画素が配列された受光面を有する。被写体が発した光がレンズ等の光学系によって受光面に結像されると、その像の光は、その明暗に応じた電荷量に変換され、電気信号に変換される。この電気信号を取得することによって出力画像を得ることができる。

近年、携帯電子機器の小型化、高品質化、及び高機能化が進み、これらの電子機器に搭載される固体撮像装置についても、小型化、高品質化、及び高精度化が強く求められている。

例えば特許文献１には、基板に搭載された固体撮像素子と、固体撮像素子に形成されたパッド及び基板に形成されたリードを電気的に接続するボンディングワイヤーと、固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、光透過性を有し固体撮像素子の撮像面と対向してフレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、フレーム部材は、光学部材側から撮像面に向けて延びる脚部を有し、パッドに接続されたボンディングワイヤーの端部が脚部により覆われた状態でフレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定される固体撮像装置が開示されている。

特開２０１２−２２２５４６号公報

先ず、携帯電子機器等の小型化を進める上では、例えば光軸方向の固体撮像装置の幅を極力抑えること（低背化）が望まれる。しかしながら、特許文献１に記載された従来の構成においては、赤外線を遮断するフィルタを設ける必要がある。当該フィルタは固体撮像装置の低背化を阻害する要因の一つとなり得る。

本開示は、上記実情に鑑み、低背化が可能なイメージセンサモジュールを提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第１面、第１面とは反対側の第２面、並びに第１面及び第２面を貫通する複数の貫通孔を有し、赤外線を吸収する成分を含むインターポーザ基板と、インターポーザ基板の第１面に対向する位置にあるイメージセンサであって、インターポーザ基板側に複数の光電変換素子を含む受光面を有し、複数の貫通孔中の電極を介して外部回路に接続しているイメージセンサと、インターポーザ基板の第２面側に対向するレンズユニットとを備える。

インターポーザ基板は、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、及びＣｕＯを含んでもよい。

インターポーザ基板は、前記インターポーザ基板の前記第１面から前記第２面まで貫通して配置され、前記受光面の周囲に配置され、間隙が設けられた第１遮光壁を含んでもよい。

前記インターポーザ基板は、前記間隙に対応して設けられた第２遮光壁を含んでもよい。

前記第１遮光壁及び前記第２遮光壁は、金属であってもよい。

前記第１遮光壁及び前記第２遮光壁は、黒色樹脂であってもよい。

前記インターポーザ基板は、前記第２面上において、前記受光面以外の領域に光吸収層を有してもよい。

前記光吸収層は、金属であってもよい。

前記光吸収層は、黒色樹脂であってもよい。

前記レンズユニットは、前記受光面を囲んで前記インターポーザ基板と当接する枠状の脚部を有していてもよい。

脚部は、遮光性接着剤を介してインターポーザ基板と当接していてもよい。

本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する分解断面図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。 図１のＢ−Ｂ’断面図である。 本開示の実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する斜視図である。 本開示の実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサの詳細を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する上面図である。 本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。 本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板のの構成を説明する平面図である。 本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板のの構成を説明する平面図である。 本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板のの構成を説明する平面図である。 本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板に形成される貫通電極を説明する断面図及び上面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する断面図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。 本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。

以下、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

＜第１実施形態＞
［イメージセンサモジュール１００の概略構成］
図１〜図９を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成を説明する断面図である。図２は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００の構成を説明する分解断面図である。まず、イメージセンサモジュール１００を構成する各ユニットについて、図２の分解断面図を用いて説明する。本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、インターポーザ基板１０２、イメージセンサ１０４、レンズユニット１０６、放熱部材１３４、第１ケース１３６と、カバー１３８、及び永久磁石１４０を備える。

インターポーザ基板１０２は、第１面１０２ａ及び第２面１０２ｂを有する。第２面１０２ｂは第１面１０２ａとは反対側の面である。インターポーザ基板１０２は、第１面１０２ａと第２面１０２ｂとを貫通する複数の貫通孔１０８を有する。複数の貫通孔１０８の各々は、その目的が異なるものを含む。本実施形態においては、複数の貫通孔１０８の各々の目的によって３種に分類される。以下の説明においては、それらを区別する場合には、第１貫通孔１０８ａ、第２貫通孔１０８ｂ、又は第３貫通孔１０８ｃという。

詳細は後述するが、第１貫通孔１０８ａは、後述する受光面１０４ａを囲むように設けられている。第１貫通孔１０８ａの内部には、遮光性を有する遮光壁１１１が配置される。遮光壁１１１は、第１面１０２ａから第２面１０２ｂまで貫通して配置されている。遮光壁１１１として、例えばニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。

遮光壁１１１として、上記の金属の他に黒色樹脂を用いることができる。黒色樹脂として、感光性樹脂組成物、光重合開始剤、顔料及び溶媒を含む材料を用いることができる。これらの組成を適宜合わせることで、黒色樹脂組成物が得られる。感光性樹脂組成物として、ネガ型の感光性樹脂組成物、アクリル系モノマー、オリゴマー、ポリマー、光開始剤、溶媒及び顔料を含む感光性樹脂組成物を用いることができる。顔料として、カーボンブラック、酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、及び有機顔料等を用いることができる。

上記の他にも、黒色樹脂として、非感光性樹脂組成物に、顔料を分散させた材料を用いることができる。非感光性樹脂組成物として、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。顔料として、カーボンブラックを分散させたものを用いることができる。また、アニリンブラック、アセチレンブラック、フタロシアニンブラック、チタンブラック等を顔料として分散してもよい。

第２貫通孔１０８ｂは、第１貫通孔１０８ａの外側の領域に設けられる。第２貫通孔１０８ｂの内部には、イメージセンサ１０４と外部回路（図示せず）とを電気的に接続するための貫通電極１１０が配置される。なお、貫通電極１１０の第１面１０２ａ側には半田ボール１１６が配置される。貫通電極１１０及び半田ボール１１６は接触している。

第３貫通孔１０８ｃは、第２貫通孔１０８ｂのさらに外側の領域に設けられる。第３貫通孔１０８ｃは、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２に配置する際のアライメントとして用いられる。具体的には、レンズユニット１０６に設けられた支柱１１８を、第２面１０２ｂ側からインターポーザ基板１０２の第３貫通孔１０８ｃの内部に挿入することで、インターポーザ基板１０２に対してレンズユニット１０６が位置合わせされる。

第１貫通孔１０８ａ、第２貫通孔１０８ｂ、及び第３貫通孔１０８ｃは同一工程で形成することができ、遮光壁１１１及び貫通電極１１０は同一工程で形成することができる。

インターポーザ基板１０２として透光性を有する基板が用いられる。透光性を有する基板として、例えばガラス基板を用いることができる。ガラス基板として、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダガラス、チタン含有シリケートガラス等を用いることができる。インターポーザ基板１０２として、上記の他にサファイア基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）基板、窒化アルミ（ＡｌＮ）基板、酸化ジリコニア（ＺｒＯ₂）基板等を用いることができる。インターポーザ基板１０２として、上記に列挙した基板のうちのいずれかの組み合わせで積層された基板を用いてもよい。

インターポーザ基板１０２は、赤外線を吸収する成分を含む。インターポーザ基板１０２は、赤外線を吸収する成分として、例えば近赤外領域の波長の光を吸収する酸化銅（ＣｕＯ）を含む。インターポーザ基板１０２が赤外線を吸収する成分を含むことで、従来必要であった赤外線カットフィルタを省略することができる。

このような性質を有するインターポーザ基板１０２の材料の一例として、リン酸塩ガラスや弗リン酸塩ガラスに酸化銅（ＣｕＯ）を添加したガラスを用いることができる。具体的には、インターポーザ基板１０２として、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、及びＣｕＯを含む基板を用いることができる。上記の材料を用いたインターポーザ基板１０２は、可視光領域である４００ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長領域の光を透過させ、近赤外域である５５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の波長領域の光を効果的に吸収する。これによって、インターポーザ基板１０２は、赤外線カットフィルタの機能を有する。

インターポーザ基板１０２に対するＣｕＯの含有量は０．１重量％以上１０重量％以下であることが好ましい。ＣｕＯの含有量が０．１重量％未満の場合、インターポーザ基板１０２が十分に近赤外域を吸収することができず、１０重量％超の場合、ＣｕＯが還元されてインターポーザ基板１０２の物性が不安定になる。

インターポーザ基板１０２に含有されるＰ₂Ｏ₅はガラスの骨格の一部を構成する成分である。Ｐ₂Ｏ₅の含有量は３５重量％以上６０重量％以下であることが好ましい。Ｐ₂Ｏ₅の含有量が３５重量％未満ではインターポーザ基板１０２のガラス化が困難であり、６０重量％超ではインターポーザ基板１０２の耐候性が低下する。特に、Ｐ₂Ｏ₅の含有量が４０重量％以上５０重量％以下の場合、インターポーザ基板１０２がより安定してガラス化するため、より高い耐候性を得ることができる。

インターポーザ基板１０２に含有されるＡｌ₂Ｏ₃は、ガラスの構造を補強し、インターポーザ基板１０２の耐候性及び耐水性を向上させる。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は１０重量％以上３０重量％以下であることが好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃が１０重量％未満では、インターポーザ基板１０２の十分な耐候性と耐水性が得られず、３０重量％超ではインターポーザ基板１０２が失透しやすくなる。特に、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が１５重量％以上２５重量％以下の場合、インターポーザ基板１０２の耐候性及び耐水性がさらに向上し、より安定してインターポーザ基板１０２をガラス化することができる。更に、Ａｌ₂Ｏ₃／Ｐ₂Ｏ₅の重量比を０．３以上０．５５以下にすることが好ましい。この比が０．３未満ではインターポーザ基板１０２の耐候性が低下し、０．５５超ではインターポーザ基板１０２の安定性が低下する。

インターポーザ基板１０２に含有されるＳｉＯ₂はガラスの骨格の一部を構成する成分であり、インターポーザ基板１０２に十分な耐候性と耐水性を持たせる。ＳｉＯ₂の含有量は１．５重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。ＳｉＯ₂が１．５重量％未満ではインターポーザ基板１０２の十分な耐候性と耐水性が得られず、１５重量％超ではインターポーザ基板１０２が失透しやすくなる。特に、ＳｉＯ₂の含有量が２．５重量％以上１０重量％以下の場合、インターポーザ基板１０２の耐候性及び耐水性がさらに向上し、より安定してにインターポーザ基板１０２をガラス化することができる。

インターポーザ基板１０２に含有されるＢ₂Ｏ₃は、ガラスの構造を補強し、インターポーザ基板１０２のガラス化を容易にする成分である。Ｂ₂Ｏ₃の含有量は３重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。Ｂ₂Ｏ₃が３重量％未満ではインターポーザ基板１０２がガラス化しにくく、１５重量％超ではインターポーザ基板１０２の耐候性が低下する。

上記成分に加えて、インターポーザ基板１０２がよりガラス化しやすくなるために、インターポーザ基板１０２はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、及びＳｎＯ₂を総量で３０重量％含有してもよい。

これらのうち、インターポーザ基板１０２が、０重量％以上２０重量％以下の範囲でＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯを含むことで、インターポーザ基板１０２の溶解温度が下がり、インターポーザ基板１０２がガラス化しやすくする。しかし、上記の材料の含有量が２０重量％超の場合、インターポーザ基板１０２の耐候性が低下する。

インターポーザ基板１０２が、０重量％以上１０重量％以下の範囲でＬｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏを含むことで、インターポーザ基板１０２の溶解温度が下がり、インターポーザ基板１０２がガラス化しやすくする。しかし、上記の材料の含有量が１０重量％超の場合、インターポーザ基板１０２の耐候性が低下する。

インターポーザ基板１０２が、０重量％以上５重量％以下の範囲でＡｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、及びＳｎＯ₂を含むことで、インターポーザ基板１０２に含まれるＣｕＯが還元しにくくなり、インターポーザ基板１０２の分光特性が目的の特性からずれることを防止する効果を有する。しかし、上記の材料の含有量が５重量％を超えてもその効果は向上しない。

上記のように、インターポーザ基板１０２が透光性を有することで、被写体で反射した光が、インターポーザ基板１０２の下方に配置されるイメージセンサ１０４の受光面１０４ａに入射する。なお、インターポーザ基板１０２が赤外線を吸収する成分を含むため、被写体で反射した光のうち赤外線はインターポーザ基板１０２に吸収され、イメージセンサ１０４にはほとんど到達しない。

インターポーザ基板１０２の両表面は、レンズユニット１０６及びイメージセンサ１０４などの光学系の組み立て基準面としての機能を有する。ここで、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの法線と、レンズユニット１０６に配置された撮像レンズ群１２０の光軸とを高精度で一致させることが好ましい。そのため、インターポーザ基板１０２としては、両表面の平坦性が高く、かつ、両表面の平行度が高い基板を用いることが望ましい。

イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａに対向する位置に配置される。イメージセンサ１０４は、複数の第２貫通孔１０８ｂ中の電極を介して、外部回路（図示せず）に接続される。また、イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２側に受光面１０４ａを有する。受光面１０４ａには、複数の光電変換素子が行列状に配置される。本実施形態では、光電変換素子としてＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。ただし、光電変換素子としてＣＣＤイメージセンサ等が用いられてもよい。本実施形態に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ及び受光面１０４ａの周囲に配置された回路については、後で詳しく説明する。

レンズユニット１０６は、インターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂに対向する位置に配置される。

レンズユニット１０６は、支柱１１８、撮像レンズ群１２０、第２ケース１２２、第３ケース１２４、透明樹脂基板１２６、コイル１３０、及びバネ１３２を含んでいる。第３ケース１２４は、脚部１２４ａ及び第３ケース下部１２４ｂを含む。脚部１２４ａと第３ケース下部１２４ｂとの間にはスペース１２４ｃが設けられている。

撮像レンズ群１２０は、複数のレンズによって構成され、被写体によって反射されてイメージセンサモジュール１００に入射した光を、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａ上に結像させる。

第２ケース１２２は、撮像レンズ群１２０を支持する。本実施形態においては、第２ケース１２２は、撮像レンズ群１２０を内装している。第２ケース１２２は円筒形の形状を有し、第２ケース１２２の円筒内壁が撮像レンズ群１２０の周囲を支持している。また、第２ケース１２２の円筒外壁には、コイル１３０が巻き付けられている。コイル１３０は、撮像レンズ群１２０の位置を制御するために設けられている。コイル１３０に供給される電流によって誘発される磁場と永久磁石１４０との相互作用により、撮像レンズ群１２０の位置が制御される。

第３ケース１２４は、複数のバネ１３２を介して第２ケース１２２接続され、第２ケース１２２を内装している。つまり、第２ケース１２２は、第３ケース１２４に対して揺動可能に配置される。第３ケース１２４は、四角柱状の形状を有している。

脚部１２４ａは、第３ケース１２４の第３ケース下部１２４ｂの内側に設けられている。第３ケース下部１２４ｂは、第３ケース１２４から支柱１１８を越えて第３ケース１２４の内側に延びている。脚部１２４ａは、内側に延びた第３ケース１２４に接続され、インターポーザ基板１０２に向かって延びている。脚部１２４ａは、平面視において遮光壁１１１と重畳する位置に配置されている。脚部１２４ａには遮光性を有する材料が用いられる。なお、脚部１２４ａと第３ケース１２４の第３ケース下部１２４ｂとの間にはスペース１２４ｃが設けられている。スペース１２４ｃは、平面視において貫通電極１１０と重畳する位置に設けられている。スペース１２４ｃは、貫通電極１１０に接続された第２面１０２ｂ側の配線と第３ケース１２４との干渉を避けるために設けられている。脚部１２４ａは平面視において受光面１０４ａを囲むように設けられている。換言すると、脚部１２４ａの平面視における形状は、受光面１０４ａを囲む枠状である。

図１に示すように、脚部１２４ａは、遮光性接着剤１２５を介して遮光壁１１１に接続されている。脚部１２４ａと遮光壁１１１とを遮光性接着剤１２５を用いて接続することで、脚部１２４ａと遮光壁１１１との間から遮光壁１１１の外側の領域に光が漏れることを抑制することができる。遮光性接着剤１２５として、エポキシ系、アクリル系、シリコ−ン系、チオ−ル系などの有機材料の樹脂成分のものにおいて、反射率抑制材としてカ−ボンブラック等の顔料を添加して黒系の着色を施したものを用いることができる。接着剤の硬化方法としては、熱硬化あるいは紫外線硬化が可能なものであってもよく、常温で乾燥できるものであってもよい。なお、遮光性接着剤１２５を介さずに、脚部１２４ａと遮光壁１１１とが直接接触していてもよい。

複数の支柱１１８は、レンズユニット１０６に設けられている。複数の支柱１１８の各々は、インターポーザ基板１０２の複数の第３貫通孔１０８ｃに挿入される。これによって、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂに着脱可能に配置することができる。

支柱１１８の本数は、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２に安定して配置するため、３本以上であることが好ましい。複数の支柱１１８は、平面視において直線上に位置しないように配置され、受光面１０４ａの光電変換素子と重畳しないように配置される。支柱１１８は、レンズユニット１０６がインターポーザ基板１０２に安定して配置されるのに十分な径を有する。

複数の支柱１１８のうち、２本の支柱１１８は導電性を有し、コイル１３０の両端に接続されている。これら２本の支柱１１８を介してコイル１３０に電流が供給され、撮像レンズ群１２０の位置が制御される。このような構成を有することで、支柱１１８がレンズユニット１０６とインターポーザ基板１０２とのアライメント、及びコイル１３０に接続される配線の２つの機能を有する。

透明樹脂基板１２６は、透光性を有し、撮像レンズ群１２０に対向する位置に配置される。透明樹脂基板１２６は撮像レンズ群１２０及び第３ケース１２４の一部を外部から視認可能に設けられる。透明樹脂基板１２６は、第３ケース１２４に接続されている。

放熱部材１３４は、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａとは反対の面に配置される。放熱部材１３４は、イメージセンサ１０４よりも熱伝導率が高く、イメージセンサ１０４で発生した熱を他の部材に伝達することで、イメージセンサ１０４の温度上昇を抑制する。これによって、イメージセンサ１０４の自己発熱による誤動作等を抑制することができ、イメージセンサ１０４の動作を安定化させることができる。

第１ケース１３６は凹部１３７を有する。凹部１３７内にイメージセンサ１０４及び放熱部材１３４が配置され、第１ケース１３６とインターポーザ基板１０２とが固定される。カバー１３８は、第３ケース１２４の外側に配置される。カバー１３８は第３ケース１２４の上面に接する。カバー１３８の材質としては、金属、セラミック等を用いることができる。

永久磁石１４０は第３ケース１２４の側面とカバー１３８の側面との間に配置される。永久磁石１４０は、コイル１３０を囲むように配置されている。本実施形態においては、第２ケース１２２の４個の側面の各々に、１個の永久磁石１４０が配置されている。なお、図１及び図２に示す永久磁石１４０のレイアウトは一例であって、これに限られるものではない。

図３は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図３には、撮像レンズ群１２０に含まれる複数のレンズのうち１のレンズ（以下、レンズ１２０という）、第２ケース１２２の側壁、コイル１３０、複数のバネ１３２、第３ケース１２４、永久磁石１４０、及びカバー１３８の側壁が示されている。以下の説明における各部材の形状は、いずれも平面視における形状を意味する。円状のレンズ１２０の周囲に円状の第２ケース１２２が配置されている。第２ケース１２２の周囲に円状のコイル１３０が配置されている。第２ケース１２２の周囲に、第２ケース１２２から間隙を隔てて矩形の第３ケース１２４が配置されている。バネ１３２は、第２ケース１２２と第３ケース１２４との間において、第２ケース１２２及び第３ケース１２４のそれぞれに接続されている。ばね１３２は矩形の第３ケース１２４の角部にそれぞれ接続されている。第３ケース１２４の周囲に、第３ケース１２４から間隔を隔てて矩形のカバー１３８が配置されている。永久磁石１４０は第３ケース１２４とカバー１３８との間において、第３ケース１２４及びカバー１３８のそれぞれに接続されている。永久磁石１４０は矩形の第３ケース１２４の辺部にそれぞれ接続されている。

図４は、図１のＢ−Ｂ’断面図である。図４には、受光面１０４ａの周縁部、支柱１１８、第３ケース１２４、脚部１２４ａ、第３ケース下部１２４ｂ、スペース１２４ｃ、及びカバー１３８の側壁が示されている。以下の説明における各部材の形状は、いずれも平面視において矩形である。受光面１０４ａの周縁部に対応する位置に脚部１２４ａが配置されている。脚部１２４ａの周囲に、脚部１２４ａからスペース１２４ｃを隔てて第３ケース下部１２４ｂが配置されている。第３ケース下部１２４ｂの周囲に第３ケース１２４が配置されている。第３ケース下部１２４ｂと第３ケース１２４との間に支柱１１８が配置されている。支柱１１８は、第３ケース下部１２４ｂの角部にそれぞれ配置されている。第３ケース１２４の側壁の周囲に、第３ケース１２４から間隔を隔ててカバー１３８が配置されている。上記のように、脚部１２４ａは矩形の枠形状であり、受光面１０４ａを囲んでいる。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００は、インターポーザ基板１０２が赤外線カットフィルタの機能を有するため、インターポーザ基板１０２に加えて赤外線カットフィルタを別途設ける必要が無い。これによって、イメージセンサモジュール１００を低背化することができる。

［インターポーザ基板１０２の構成］
次いで、本実施形態に係るイメージセンサモジュール１００のインターポーザ基板１０２の構成について更に詳細に説明する。図５は、本実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する斜視図である。図６は、本実施形態に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。なお、図５及び図６では、説明の便宜上、第１貫通孔１０８ａにだけ遮光壁１１１が配置され、第２貫通孔１０８ｂおよび第３貫通孔１０８ｃには、それぞれ充填物が配置されていない状態を示した。

本実施形態においては、第１貫通孔１０８ａに配置された遮光壁１１１は、平面視において矩形の受光面１０４ａの辺部に対応して配置されている。なお、第１貫通孔１０８ａが連続して受光面１０４ａを囲む形状にすると、第１貫通孔１０８ａを形成する際に、第１貫通孔１０８ａよりも内側の領域のインターポーザ基板１０２が抜け落ちてしまう。したがって、第１貫通孔１０８ａ（又は遮光壁１１１）の内側の領域と外側の領域とが連続している必要がある。本実施形態では、矩形の受光面１０４ａの角部において、上記の内側領域と外側領域とが連続している。換言すると、第１貫通孔１０８ａ（又は遮光壁１１１）には間隙１１１ｃが設けられている。さらに換言すると、第１貫通孔１０８ａ（又は遮光壁１１１）は複数配置され、隣接する第１貫通孔１０８ａ（又は遮光壁１１１）は間隙１１１ｃを隔てて配置されている。

第２貫通孔１０８ｂは、矩形の受光面１０４ａの辺部に沿って複数配置されている。各々の辺部において、第２貫通孔１０８ｂは２列設けられている。それぞれの列の第２貫通孔１０８ｂは各辺部の延長方向において、異なる位置に設けられている。つまり、複数の第２貫通孔１０８ｂはジグザグ形状に配置されている。

第３貫通孔１０８ｃは、矩形のインターポーザ基板１０２の角部に配置されている。第３貫通孔１０８ｃの径は第２貫通孔１０８ｂの径よりも大きい。

第２貫通孔１０８ｂ及び第３貫通孔１０８ｃの平面視における形状は円形に限定されない。例えば、矩形、楕円形、又は多角形など、さまざまな形状を採用することができる。

第２貫通孔１０８ｂ及び第３貫通孔１０８ｃの個数及びレイアウト等については上記の構成に限られるものではない。第２貫通孔１０８ｂの個数は、イメージセンサモジュール１００と外部回路とを接続する配線を形成するために必要な個数以上であればよい。平面視における複数の第２貫通孔１０８ｂのレイアウトは、受光面１０４ａに配置される複数の光電変換素子と重畳しなければよい。

図５及び図６に示す第３貫通孔１０８ｃの数は４個であるが、この数に限定されない。例えば、第３貫通孔１０８ｃは３個であってもよく、５個以上であってもよい。第２貫通孔１０８ｂと同様に、平面視における複数の第３貫通孔１０８ｃのレイアウトは、受光面１０４ａに配置される複数の光電変換素子と重畳しなければよい。つまり、図５及び図６では、第３貫通孔１０８ｃは第２貫通孔１０８ｂよりもインターポーザ基板１０２の外側領域に配置されているが、第２貫通孔１０８ｂよりも内側領域に配置されてもよい。第３貫通孔１０８ｃの径については、支柱１１８を挿入するために十分な大きさであればよい。支柱１１８は、レンズユニット１０６をインターポーザ基板１０２に安定して配置するために十分な強度を有していればよい。

なお、上記の説明では、第１貫通孔１０８ａに間隙１１１ｃが設けられた構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、第１貫通孔１０８ａの内側領域のインターポーザ基板１０２が抜け落ちなければ、第１貫通孔１０８ａが連続して受光面１０４ａを囲む形状であってもよい。例えば、まず対向する辺の第１貫通孔１０８ａを形成し、そこに遮光壁１１１を形成する。続いて、対向する遮光壁１１１の間の領域に第１貫通孔１０８ａを形成し、そこに遮光壁１１１を形成することで、第１貫通孔１０８ａの内側領域のインターポーザ基板１０２が抜け落ちることなく、連続して受光面１０４ａを囲む形状の第１貫通孔１０８ａを形成することができる。

［イメージセンサ１０４の構成］
受光面１０４ａに配置された光電変換素子として用いられるＣＭＯＳイメージセンサについて、図７を用いて説明する。図７は、本開示の実施形態に係るイメージセンサの詳細を説明する断面図である。図７に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサはフォトダイオード１４８、配線層１５０、カラーフィルタ１５２、マイクロレンズ１５４、及び平坦化層１５６を有する。

フォトダイオード１４８は、入射した光を電荷に変換する。フォトダイオード１４８に光が入射すると、入射した光の一部がフォトダイオード１４８のＰＮ接合部近傍で電子・正孔対を生成する。このとき、フォトダイオード１４８に逆バイアスを印加しておくことによって、生成されたキャリア対の情報を電流として取り出すことができる。配線層１５０は、フォトダイオード１４８の上方に配置される。配線層１５０は、フォトダイオード１４８で生成されたキャリア対の信号を検出するための配線及びトランジスタ等の素子を有している。これらの配線や素子等は、フォトダイオード１４８に効率的に外光を取り込むため、フォトダイオード１４８の上部を避けて配置されている。

カラーフィルタ１５２は、フォトダイオード１４８に入射する光の色を選択する。複数のＣＭＯＳイメージセンサの各々は、少なくともＲＧＢの３色のいずれかの色を透過するカラーフィルタ１５２を有している。マイクロレンズ１５４は、入射した光をフォトダイオード１４８に集光する。平坦化層１５６は、平坦化層１５６の下方に配置された構造物によって形成された段差を緩和し、マイクロレンズ１５４の配置面を平坦化する。

［インターポーザ基板１０２周辺の構成］
図８は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する断面図である。図９は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板を説明する上面図である。第１貫通孔１０８ａの内部には遮光壁１１１が配置されている。第２貫通孔１０８ｂの内部には貫通電極１１０が配置されている。第３貫通孔１０８ｃの内部には支柱１１８が配置されている。貫通電極１１０の第１面１０２ａ側には半田ボール１１６が配置される。貫通電極１１０の第２面１０２ｂ側には配線１４２が配置される。

複数の貫通電極１１０は、第１面１０２ａ側に配置された半田ボール１１６を介して、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａの周囲に配置された配線（図示せず）と接続される。つまり、イメージセンサ１０４は、インターポーザ基板１０２に対してフリップチップ接続される。

複数の貫通電極１１０は、第２面１０２ｂ側に配置された配線１４２と接続されている。つまり、配線１４２は、複数の貫通電極１１０を介してイメージセンサ１０４の受光面１０４ａの周囲に配置された配線（図示せず）と接続される。配線１４２は、接続端子１４５を介してＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４４等の外部回路に接続される。なお、図９の上面図においては、一部の貫通電極１１０から引き出された配線１４２のみが示されており、他の貫通電極１１０から引き出される配線１４２は省略して示されている。

［貫通孔１０８並びに貫通電極１１０及び遮光壁１１１の形成方法］
貫通孔１０８並びに貫通電極１１０及び遮光壁１１１を形成する方法について説明する。貫通孔１０８（第１貫通孔１０８ａ、第２貫通孔１０８ｂ、又は第３貫通孔１０８ｃ）は同一工程で形成することができる。貫通孔１０８は、レーザ照射、ウェットエッチング、ドライエッチング等を用いて形成することができる。レーザ照射に用いるレーザとして、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（基本波（波長：１０６４ｎｍ）、第２高調波（波長：５３２ｎｍ）、第３高調波（波長：３５５ｎｍ）等を用いることができる）、又はフェムト秒レーザ等を用いることができる。ウェットエッチングに用いる薬液として、フッ化水素（ＨＦ）、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）、硝酸（ＨＮＯ₃）、塩酸（ＨＣｌ）のいずれか、又はこれらのうちの混合物を用いた薬液を用いることができる。また、上記のレーザ照射とウェットエッチングを適宜組み合わせることもできる。つまり、レーザ照射によってインターポーザ基板１０２の貫通孔形成領域に変質層を形成し、ＨＦに浸漬することによって当該変質層をエッチングすることができる。ドライエッチングとしては、プラズマを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、ボッシュプロセスを用いたＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ ＲＩＥ）法、又はサンドブラスト法等を用いることができる。上記では、貫通孔１０８を全て同一工程で形成する方法を例示したが、第１貫通孔１０８ａ、第２貫通孔１０８ｂ、及び第３貫通孔１０８ｃのうち少なくとも１つの貫通孔１８０を他の貫通孔１８０とは異なる工程で形成してもよい。

次に、貫通孔１０８に形成する貫通電極１１０及び遮光壁１１１の形成方法について説明する。貫通電極１１０及び遮光壁１１１は同一工程で形成することができる。貫通電極１１０及び遮光壁１１１を形成する方法として、例えば、充填めっき、スパッタリング、蒸着、コンフォーマルめっき法等の方法を用いることができる。なお、コンフォーマルめっき法とは、貫通孔１８０の側壁部分にめっき層を形成することで中空構造の貫通電極１１０及び遮光壁１１１を形成する方法である。上記では、貫通電極１１０及び遮光壁１１１を同一工程で形成する方法を例示したが、貫通電極１１０及び遮光壁１１１をそれぞれ異なる工程で形成してもよい。

＜第１実施形態の変形例＞
図１０〜図１４を用いて、第１実施形態の変形例について説明する。変形例では、貫通孔１８０及び遮光壁１１１のレイアウト並びに貫通電極１１０及び遮光壁１１１の断面構造の変形例について説明する。

［貫通孔１８０及び遮光壁１１１のレイアウト］
図１０〜図１３は、本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板の構成を説明する平面図である。図１０〜図１３では、図６と同様に、第１貫通孔１０８ａにだけ遮光壁１１１が配置され、第２貫通孔１０８ｂおよび第３貫通孔１０８ｃには、それぞれ充填物が配置されていない状態を示した。

図１０は図６と類似しているが、第３貫通孔１０８ｃがインターポーザ基板１０２の角部ではなく、第２貫通孔１０８ｂとほぼ同じ位置に設けられている点において、図６とは相違する。図１０では、第３貫通孔１０８ｃが複数の第２貫通孔１０８ｂが設けられた領域とは異なる領域に設けられたレイアウトを例示したが、このレイアウトに限定されない。例えば、複数の第２貫通孔１０８ｂが設けられた領域内に第３貫通孔１０８ｃが設けられていてもよい。換言すると、第３貫通孔１０８ｃは隣接する第２貫通孔１０８ｂの間に配置されてもよい。

図１１（ａ）は図６と類似しているが、図６ではインターポーザ基板１０２の矩形の長辺方向に間隙１１１ｃが設けられているのに対して、図１１（ａ）ではインターポーザ基板１０２の矩形の短辺方向に間隙１１１ｃが設けられている点において、図１１（ａ）は図６と相違する。換言すると、図６では、当該矩形の短辺方向に延在する一対の遮光壁１１１によって挟まれた領域に、当該矩形の長辺方向に延在する一対の遮光壁１１１が配置されているが、図１１（ａ）では、当該矩形の長辺方向に延在する一対の遮光壁１１１によって挟まれた領域に、当該矩形の短辺方向に延在する一対の遮光壁１１１が配置されている点において、図１１（ａ）は図６と相違する。

図１１（ｂ）は図６と類似しているが、第１遮光壁１１１ａの外側に第２遮光壁１１１ｂを有する点において図１１（ｂ）は図６と相違する。第２遮光壁１１１ｂは、間隙１１１ｃに対応して設けられる。第２遮光壁１１１ｂは、隣接する第１遮光壁１１１ａの間の間隙１１１ｃから遮光壁１１１の外側領域に光が漏れることを抑制する。換言すると、第２遮光壁１１１ｂは、受光面１０４ａに対応する領域と受光面１０４ａの外側領域との間の光の出入りを抑制する。具体的には、第１遮光壁１１１ａによって囲まれた領域のどこから見ても、間隙１１１ｃからは第２遮光壁１１１ｂだけが見えるように、間隙１１１ｃの位置に対応して第２遮光壁１１１ｂが配置される。受光面１０４ａと受光面１０４ａの外側領域との間の光の出入りが抑制されることで、迷光に起因するフレアをさらに抑制することができる。

図１１（ｃ）は図１１（ａ）と類似しているが、間隙１１１ｃの位置に対応して第２遮光壁１１１ｂが配置される点において、図１１（ａ）と相違する。図１１（ｃ）の構成も図１１（ｂ）の構成と同様に、受光面１０４ａに対応する領域と受光面１０４ａの外側領域との間の光の出入りが抑制されることで、迷光に起因するフレアをさらに抑制することができる。

図１２（ａ）は図１１（ｂ）と類似しているが、第１遮光壁１１１ａの間隙１１１ｃが矩形の受光面１０４ａのうち２つの角部に設けられており、その２つの間隙１１１ｃに対応する位置に第２遮光壁１１１ｂが配置されている点において、図１１（ｂ）と相違する。上記のように、間隙１１１ｃが４つの角部のうち一部の角部にだけ設けられることで、受光面１０４ａと受光面１０４ａの外側領域との間の光の出入りをさらに抑制することができる。したがって、迷光に起因するフレアをさらに抑制することができる。

なお、図１２（ａ）では、左上及び右上の角部に間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂが設けられた構成を例示したが、この構成に限定されず、間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂはどの角部に設けられていてもよい。また、図１２（ａ）では、４つの角部のうち２つの角部に間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂが設けられた構成を例示したが、角部の数は３つであってもよく、後述するように１つであってもよい。

図１２（ｂ）は図１２（ａ）と類似しているが、第１遮光壁１１１ａの間隙１１１ｃが矩形の受光面１０４ａの辺部に設けられており、その２つの間隙１１１ｃに対応する位置に第２遮光壁１１１ｂが配置されている点において、図１２（ａ）と相違する。上記のように、間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂが設けられる位置は、角部に限定されず、辺部であってもよい。

図１３（ａ）は図１１（ｂ）と類似しているが、第１遮光壁１１１ａの間隙１１１ｃが矩形の受光面１０４ａのうち１つの角部に設けられており、その２つの間隙１１１ｃに対応する位置に第２遮光壁１１１ｂが配置されている点において、図１１（ｂ）と相違する。上記のように、間隙１１１ｃが４つの角部のうち一部の角部にだけ設けられることで、受光面１０４ａと受光面１０４ａの外側領域との間の光の出入りをさらに抑制することができる。したがって、迷光に起因するフレアをさらに抑制することができる。なお、図１３（ａ）では、左上の角部だけに間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂが設けられた構成を例示したが、この構成に限定されず、間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂはどの角部に設けられていてもよい。

図１３（ｂ）は図１３（ａ）と類似しているが、第１遮光壁１１１ａの間隙１１１ｃが矩形の受光面１０４ａの辺部に設けられており、その２つの間隙１１１ｃに対応する位置に第２遮光壁１１１ｂが配置されている点、及び第２遮光壁１１１ｂが第１遮光壁１１１ａよりも内側、つまり受光面１０４ａ側に配置されている点において、図１３（ａ）と相違する。上記のように、間隙１１１ｃ及び第２遮光壁１１１ｂが設けられる位置は、角部に限定されず、辺部であってもよい。また、第２遮光壁１１１ｂが設けられる位置は第１遮光壁１１１ａの内側であってもよい。この特徴は、図１３（ｂ）に限定されるものではなく、他の実施形態に適用することもできる。

［貫通電極１１０及び遮光壁１１１の断面構造］
図１４は、本開示の実施形態の変形例に係るインターポーザ基板に形成される貫通電極及び遮光壁を説明する断面図及び上面図である。図１４では、図８に示す貫通電極１１０及び遮光壁１１１を代表して貫通電極１１０の詳細な断面構造が示されている。

図１４の上段に示された（ａ１）〜（ｅ１）は、図８に示す貫通電極１１０の詳細な断面構造であり、下段に示された（ａ２）〜（ｅ２）は、各々の貫通電極１１０の上面図である。なお、図８の貫通電極１１０は、図１４の（ａ１）及び（ａ２）である。

図１４（ａ１）及び（ａ２）は、充填めっき法によって形成された貫通電極１１０−１である。貫通電極１１０−１は第２貫通孔１０８ｂの内部を充填している。つまり、第２貫通孔１０８ｂの内部は貫通電極１１０−１によって満たされている。貫通電極１１０−１は例えば以下の方法で形成される。第２貫通孔１０８ｂが形成されたインターポーザ基板１０２の一方側からシード層を成膜する。電解めっき法によってシード層上にめっき層を成長させ、第２貫通孔１０８ｂの一方の開口端を塞ぐ。めっき層によって第２貫通孔１０８ｂの一方の開口端が塞がれることから、蓋めっきを形成する、ということもできる。蓋めっきを形成するめっき法を蓋めっき法という。そして、蓋めっきをシードとした電解めっき法により、めっき層を成長させ、第２貫通孔１０８ｂの内部をめっき層で充填させる。なお、上記のめっき層は第２貫通孔１０８ｂの内部だけでなくインターポーザ基板１０２の表面にも形成されるが、インターポーザ基板１０２の表面に形成されためっき層はＣＭＰ（Ｃｈａｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などの平坦化処理によって除去される。

図１４（ｂ１）及び図１４（ｂ２）は、スパッタリング又は蒸着によって形成された貫通電極１１０−２である。貫通電極１１０−２は第２貫通孔１０８ｂの側壁に配置されており、貫通電極１１０−２の内側には空洞が設けられている。つまり、貫通電極１１０−２は中空構造である。貫通電極１１０−２は例えば以下の方法で形成される。第２貫通孔１０８ｂの一方の開口端側から、スパッタリング又は蒸着によって金属層を成膜し、貫通孔１０８の側壁の一部に金属層を形成する。第２貫通孔１０８ｂの一方の開口端側から成膜を行うと、第２貫通孔１０８ｂの他方の開口端側の側壁に金属層が成膜されない場合がある。そこで、第２貫通孔１０８ｂの他方の開口端側から、スパッタリング又は蒸着によって金属層を成膜し、貫通孔１０８の側壁のうち金属層が成膜されていない又は膜厚が薄い箇所に金属層を形成する。なお、上記の金属層は第２貫通孔１０８ｂの内部だけでなくインターポーザ基板１０２の表面にも形成されるが、インターポーザ基板１０２の表面に形成された金属層はＣＭＰなどの平坦化処理によって除去される。スパッタリング又は蒸着の他に、無電解めっき法によって第２貫通孔１０８ｂの側壁に金属層を形成することもできる。

図１４（ｃ１）及び図１４（ｃ２）は、コンフォーマルめっき法によって形成された貫通電極１１０−３である。貫通電極１１０−３は第２貫通孔１０８ｂの側壁に配置されており、貫通電極１１０−３の内側には空洞が設けられている。つまり、貫通電極１１０−３は中空構造である。貫通電極１１０−３は例えば以下の方法で形成される。上記のスパッタリング、蒸着、又は無電解めっきによって第２貫通孔１０８ｂの側壁に形成された金属層をシード層として、電解めっき法によってめっき層を成長させる。電界めっき法によって形成されるめっき層は第２貫通孔１０８ｂを充填せずに、第２貫通孔１０８ｂの内部に空洞が設けられるように形成される。上記のような中空構造のめっき層を形成する方法をコンフォーマルめっき法という。図１４（ｂ１）及び図１４（ｂ２）に示す状態からめっき層を形成する場合、インターポーザ基板１０２の表面にはめっき層は形成されない。しかし、第２貫通孔１０８ｂの開口端部付近の金属層をシードとして形成されためっき層は、インターポーザ基板１０２の表面から外部に突出した形状になる場合がある。当該突出部はＣＭＰなどの平坦化処理によって除去される。

図１４（ｄ１）及び（ｄ２）は、上記のコンフォーマルめっき法によって形成された貫通電極１１０−４の内側が充填材１４６−４によって充填された構造である。充填材１４６−４として、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料として、遮光性を有する黒色樹脂を用いることができる。貫通電極１１０−４及び充填材１４６−４は例えば以下の方法で形成される。貫通電極１１０−４は、図１４（ｃ１）及び（ｃ２）に示す方法によって形成される。貫通電極１１０−４の中空部に充填材１４６−４を形成する。充填材１４６−４は、塗布法、ディップ法、およびインクジェット法によって形成することができる。

充填材１４６−４のその他の形成方法について以下に説明する。真空中又は減圧雰囲気中で貫通電極１１０−４の中空部を密閉するようにインターポーザ基板１０２の両面に樹脂フィルムを貼り付ける。樹脂フィルムが貼り付けられた状態で、インターポーザ基板１０２を大気圧雰囲気中に晒すことで、中空部の開口端付近に貼り付けられていた樹脂フィルムが大気圧によって中空部の内側に押し込まれる。このようにして充填材１４６−４を中空部に形成してもよい。なお、上記の方法を用いる場合、中空部の一方の開口端を他の部材で覆えば、インターポーザ基板１０２の片方の面だけに樹脂フィルムを貼り付けて充填材１４６−４を中空部に形成することもできる。

貫通電極１１０−４は導電性を有する必要があるため、金属層を含む必要がある。一方、遮光壁１１１は導電性を有する必要がないため、金属層を含まなくてもよい。上記の方法で貫通電極１１０−４を形成する場合、遮光壁１１１には金属層を形成せず、充填材１４６−４だけを形成してもよい。つまり、貫通電極１１０−４と遮光壁１１１とが異なる断面構造を有していてもよい。

図１４（ｅ１）及び（ｅ２）は、蓋めっき法によって形成された貫通電極１１０−５の内側が充填材１４６−５によって充填された構造である。充填材１４６−５として、図１４（ｄ１）及び（ｄ２）で説明した充填材１４６−４と同じ材料を用いることができる。貫通電極１１０−５充填材１４６−５は例えば以下の方法で形成される。図１４（ａ１）及び（ａ２）で説明した蓋めっき法によって貫通電極１１０−５を形成する。そして、第２貫通孔１０８ｂの貫通電極１１０−５によって塞がれた側とは逆側から、図１４（ｄ１）及び（ｄ２）で説明した方法で充填材１４６−５を形成する。上記と同様に、遮光壁１１１には充填材１４６−５だけを形成してもよい。

以上、本実施形態の変形例に係るイメージセンサモジュール１００の構成、及びインターポーザ基板１０２について説明した。本実施形態の変形例に係るイメージセンサモジュール１００のインターポーザ基板１０２が赤外線カットフィルタの機能を有するため、インターポーザ基板１０２に加えて赤外線カットフィルタを別途設ける必要が無い。これによって、イメージセンサモジュール１００を低背化することができる。

＜第２実施形態＞
図１５及び図１６を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００の構成について詳細に説明する。図１５は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００の構成を説明する断面図である。図１６は、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００のインターポーザ基板１０２を説明する断面図である。

本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００と比較すると、インターポーザ基板１０２と、レンズユニット１０６の構成が異なっている。

第１実施形態においてレンズユニット１０６に設けられていた脚部１２４ａは、本実施形態においては設けられていない。図１５のイメージセンサモジュール２００は脚部１２４ａが設けられていないため、第３ケース１２４の高さを小さくすることができる。その結果、イメージセンサモジュール２００をさらに低背化することができる。この場合、支柱１１８を第３ケース１２４の内部に差し込むように配置することができる。

本実施形態に係るインターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂ側には、イメージセンサ１０４の受光面１０４ａを露出する開口部が設けられた光吸収層１１２が配置されている。光吸収層１１２の開口端部は、平面視において遮光壁１１１と重畳する。光吸収層１１２は平面視において貫通電極１１０と重畳する領域に配置され、インターポーザ基板１０２の外周端部まで延在している。なお、光吸収層１１２は少なくとも遮光壁１１１から第３ケース１２４までの領域に配置されていればよい。光吸収層１１２として、遮光壁１１１と同様に、黒色樹脂を用いることができる。

黒色樹脂として、感光性樹脂組成物、光重合開始剤、顔料及び溶媒を含む材料を用いることができる。これらの組成を適宜合わせることで、黒色樹脂組成物が得られる。感光性樹脂組成物として、ネガ型の感光性樹脂組成物、アクリル系モノマー、オリゴマー、ポリマー、光開始剤、溶媒及び顔料を含む感光性樹脂組成物を用いることができる。顔料として、カーボンブラック、酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、及び有機顔料等を用いることができる。

上記の他にも、黒色樹脂として、非感光性樹脂組成物に、顔料を分散させた材料を用いることができる。非感光性樹脂組成物として、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。顔料として、カーボンブラックを分散させたものを用いることができる。また、アニリンブラック、アセチレンブラック、フタロシアニンブラック、チタンブラック等を顔料として分散してもよい。

遮光壁１１１として、上記の黒色樹脂の他に、例えばＮｉ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ等を用いることができる。光吸収層１１２として金属層を用いる場合、配線１４２間の短絡を防止するために、光吸収層１１２がパターニングされることが好ましい。又は、光吸収層１１２として、貫通孔１０８の内壁だけに金属層を形成し、第２面１０２ｂには後述する黒色樹脂を形成してもよい。

図１６を用いて、インターポーザ基板１０２の詳細な構造を説明する。図１６に示すように、光吸収層１１２はインターポーザ基板１０２に接して配置されている。光吸収層１１２は貫通電極１１０、配線１４２、及び支柱１１８と、インターポーザ基板１０２と、の間に配置されている。一方、光吸収層１１２は遮光壁１１１上に配置されている。なお、遮光壁１１１及び光吸収層１１２は別個の部材で示されているが、遮光壁１１１及び光吸収層１１２は同じ部材で連続していてもよい。光吸収層１１２は遮光壁１１１とインターポーザ基板１０２との間に配置されていてもよい。光吸収層１１２は貫通電極１１０及び配線１４２の上方に配置されていてもよい。

このような構成を有することによって、外部から入射した光が遮光壁１１１の外側の領域においてインターポーザ基板１０２の内部に入り込むことを抑制することができる。この構成により、インターポーザ基板１０２の内部に入り込んだ光が、例えば貫通電極１１０によって乱反射し、迷光として受光面１０４ａに到達することを抑制することができる。したがって、迷光に起因するフレアの発生を抑制することができる。

光吸収層１１２は、例えば以下の方法で形成される。ここでは、光吸収層１１２として黒色樹脂を用いた場合について説明する。第１貫通孔１０８ａの内側の領域を覆うレジストマスクを第２面１０２ｂに形成する。レジストマスク上からインターポーザ基板１０２の全面に黒色樹脂を塗布する。レジストマスク上に黒色樹脂が形成された状態で、剥離液によってレジストマスクを剥離することで、レジストマスク上の黒色樹脂をリフトオフさせる。このようにして、第１貫通孔１０８ａの内側の領域を開口する黒色樹脂（光吸収層１１２）を形成することができる。なお、黒色樹脂を塗布する際に、貫通孔１０８に塗布された黒色樹脂は貫通孔１０８を通過して下方に流れ落ちるため、黒色樹脂が貫通孔１０８を充填することはない。ただし、黒色樹脂を貫通孔１０８の内部に充填する場合は、貫通孔１０８の下方に蓋を形成した状態で黒色樹脂を塗布すればよい。

以下に、光吸収層１１２として金属層を用いた場合について説明する。複数の貫通孔１０８が形成されたインターポーザ基板１０２に、遮光壁１１１及び光吸収層１１２を順次形成する。光吸収層１１２の形成は、遮光壁１１１の内側の領域を覆うレジストマスクを第２面１０２ｂに形成し、無電解めっき法によって行われる。無電解めっき法は、めっき成長の前処理として第２面１０２ｂに触媒を吸着させ、インターポーザ基板１０２をめっき液に浸漬させることで行われる。レジストマスクで覆われた領域にはめっき層は形成されない。したがって、めっき層は遮光壁１１１の内側の領域を開口するように形成される。

なお、遮光壁１１１及び光吸収層１１２は順次形成されてもよく、同一工程で形成されてもよい。遮光壁１１１及び光吸収層１１２を同一工程で形成する場合、第２貫通孔１０８ｂ及び第３貫通孔１０８ｃの内部における構造と同様に、遮光壁１１１は中空構造である。なお、光吸収層１１２をパターニングする場合は、配線１４２を形成する前にパターニングしてもよく、配線１４２のパターニングと同じ工程でパターニングしてもよく、配線１４２を形成した後にパターニングしてもよい。

上記のように、黒色樹脂又は金属層を用いた光吸収層１１２が形成された後に、貫通孔１０８を介してインターポーザ基板１０２の第１面１０２ａと第２面１０２ｂとを導通する貫通電極１１０を形成する。貫通電極１１０を形成する方法としては、第１実施形態において説明した方法を用いればよい。

以上、本実施形態に係るイメージセンサモジュール２００について説明した。本実施形態によれば、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１００のレンズユニット１０６に設けられた脚部１２４ａを要しないため、さらに低背化されたイメージセンサモジュール２００を提供することができる。

＜第３実施形態＞
図１７を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成について詳細に説明する。図１７は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板１０２を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第２実施形態に係るイメージセンサモジュール２００と比較すると、インターポーザ基板１０２の構成が異なっている。

本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第２貫通孔１０８ｂに配置された貫通電極１１０、及び第３貫通孔１０８ｃに配置された支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部が、第１面１０２ａよりもイメージセンサ１０４側に位置する。換言すると、上記の貫通電極１１０及び支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部が、インターポーザ基板１０２から下方に突出している。

図１７に示した破線Ｐは、インターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂと平行な平面を示している。上記の貫通電極１１０及び支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部は、破線Ｐ上に位置している。つまり、上記の貫通電極１１０及び支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部は、インターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂと平行な平面上に位置している。なお、支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部は破線Ｐ上に位置していなくてもよい。

インターポーザ基板１０２とイメージセンサ１０４とのフリップチップ接続において、両者は突出した複数の貫通電極１１０のみで接続される。つまり、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａとイメージセンサ１０４とは接触しない。

インターポーザ基板１０２とイメージセンサ１０４とが面接触する場合、両者を接続する際に、両者の間に発生した気泡や、両者間の摩擦などの影響によって、位置合わせが困難になる場合がある。しかし、本実施形態では、上記のような構成を有することによって、イメージセンサ１０４とインターポーザ基板１０２が高精度で平行に配置され、製造工程における両者の位置合わせが容易になる。

本実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板１０２の形成方法の一例について説明する。前述した方法を用いて、貫通孔１０８の側壁に光吸収層１１２及び貫通電極１１０を形成する。貫通電極１１０の第１面１０２ａ側の端部を保護し、第１面１０２ａ側からエッチングすることで、インターポーザ基板１０２のみを薄板化する。したがって、貫通電極１１０の第１面１０２ａ側の端部の位置は、インターポーザ基板１０２の薄板化前の第１面１０２ａと同じ位置に維持される。

以上の工程によって、図１７に示すインターポーザ基板１０２を形成することができる。これによって、貫通電極１１０の第１面１０２ａ側の端部の位置を同一平面上にすることができる。この方法によれば、フリップチップ接続に用いる半田ボール１１６を必要としない。

＜第４実施形態＞
図１８を用いて、本実施形態に係るイメージセンサモジュールの構成について詳細に説明する。図１８は、本実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板１０２を説明する断面図である。本実施形態に係るイメージセンサモジュールは、第２実施形態に係るイメージセンサモジュール２００と比較すると、インターポーザ基板１０２の構成が異なっている。

図１８に示すインターポーザ基板１０２は図１７に示すインターポーザ基板１０２に類似しているが、、第１面１０２ａ側の貫通電極１１０が設けられた領域において、インターポーザ基板１０２の一部が第１面１０２ａ側の方向に突出した凸部を有している点で、図１７に示すインターポーザ基板１０２とは相違する。

図１８に示した破線Ｐは、インターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂと平行な平面を示している。上記の貫通電極１１０及び支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部は、破線Ｐ上に位置している。つまり、上記の貫通電極１１０及び支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部は、インターポーザ基板１０２の第２面１０２ｂと平行な平面上に位置している。なお、支柱１１８の第１面１０２ａ側の端部は破線Ｐ上に位置していなくてもよい。

インターポーザ基板１０２とイメージセンサ１０４とのフリップチップ接続において、両者は突出した複数の貫通電極１１０を含む凸部を介して接続される。つまり、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａと受光面１０４ａとは接触しない。換言すると、インターポーザ基板１０２の第１面１０２ａと受光面１０４ａとの間には間隙が形成される。

このような構成を有することによって、イメージセンサ１０４とインターポーザ基板１０２が高精度で平行に配置され、製造工程における両者の位置合わせが容易になる。また、貫通電極１１０がインターポーザ基板１０２によって側方から支持されているため、貫通電極１１０の機械的強度が向上する。

本実施形態に係るイメージセンサモジュールのインターポーザ基板１０２の形成方法の一例について説明する。前述した方法を用いて、貫通孔１０８の側壁に光吸収層１１２及び貫通電極１１０を形成する。ここで、貫通電極１１０は、その端部が第１面１０２ａと同じ位置になるように充填され、貫通電極１１０の第１面１０２ａ側の端部及び第１面１０２ａが可能な限り平坦となるように形成することが望ましい。貫通電極１１０の第１面１０２ａ側の端部、及び貫通電極１１０の周囲の第１面１０２ａを保護するレジストマスクを形成し、第１面１０２ａ側からエッチングすることで、レジストマスクから露出されたインターポーザ基板１０２を薄板化する。

以上の工程によって、図１８に示すインターポーザ基板１０２を形成することができる。これによって、貫通電極１１０の第１面１０２ａ側の端部、及びインターポーザ基板１０２の一部の位置を同一平面上にすることができるこの方法によれば、フリップチップ接続に用いる半田ボール１１６を必要としない。また、貫通電極１１０がインターポーザ基板１０２によって側方から支持されているため、貫通電極１１０が形成されたインターポーザ基板１０２の機械的強度が向上する。

図１９及び図２０は、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュールが搭載されることができる応用製品の例を示す図である。上記のように製造されたイメージセンサモジュールは、様々な応用製品に搭載される。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ１０００、タブレット端末２０００、携帯電話３０００、スマートフォン４０００、デジタルビデオカメラ５０００、デジタルカメラ６０００等に搭載される。また、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュール３００ａ及び３００ｂが２個搭載されたデュアルカメラを有するスマートフォン４１００等にも適用することができる。この例では、スマートフォン４１００の背面にデュアルカメラが備えられた態様を示している。従来のような、一つの撮像素子のみから成るスマートフォンに搭載されるカメラは、撮像素子のサイズの制約に起因して被写界深度が非常に深くなってしまうという課題があった。そこで、二つの撮像素子を有するデュアルカメラをスマートフォンに搭載することによって、異なる二つの条件で画像を記録して撮影後に合成し、例えば一眼レフカメラと同等の被写界深度の調整が可能になる。更に、イメージセンサモジュール３００ａ及び３００ｂは２個に限られず、３個以上搭載されてもよい。ここで、複数のイメージセンサモジュールは、図示のスマートフォン４１００のような横方向に一列に並べられた態様に限らず、縦方向に並べられてもよく、不規則な配置であってもよい。また、複数のイメージセンサモジュールの間隔に制限は無く、スマートフォンの両サイド近傍に配置されてもよく、対角近傍に配置されてもよい。更に、本開示の実施形態に係るイメージセンサモジュール３００は、腕時計にも搭載されてもよい。腕時計７０００は、竜頭７０１０の近傍にイメージセンサモジュール３００が搭載される態様を示している。腕時計７１００は、バンドの近傍（１２時の方向）にイメージセンサモジュール３００が搭載される態様を示している。腕時計７２００は、表示パネルにイメージセンサモジュール３００が搭載される態様を示している。そして、腕時計７３００のように、腕時計７０００の配置と反対の側面、つまり竜頭７０１０が配置された側面と反対側の側面にイメージセンサモジュール３００が搭載されてもよい。

なお、本開示は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００：イメージセンサモジュール、 １０２：インターポーザ基板、 １０２ａ：第１面、 １０２ｂ：第２面、 １０４：イメージセンサ、 １０４ａ：受光面、 １０６：レンズユニット、 １０８：貫通孔、 １０８ａ：第１貫通孔、 １０８ｂ：第２貫通孔、 １０８ｃ：第３貫通孔、 １１０：貫通電極、 １１１：遮光壁、 １１１ａ：第１遮光壁、 １１１ｂ：第２遮光壁、 １１１ｃ：間隙、 １１２：光吸収層、 １１６：半田ボール、 １１８：支柱、 １２０：インターポーザ基板、 １２０：撮像レンズ群、 １２２：第２ケース、 １２４：第３ケース、 １２４ａ：脚部、 １２４ｂ：第３ケース下部、 １２４ｃ：スペース、 １２５：遮光性接着剤、 １２６：透明樹脂基板、 １３０：コイル、 １３２：バネ、 １３４：放熱部材、 １３６：第１ケース、 １３７：凹部、 １３８：カバー、 １４０：永久磁石、 １４２：配線、 １４４：ＦＰＣ、 １４５：接続端子、 １４６：充填材、 １４８：フォトダイオード、 １５０：配線層、 １５２：カラーフィルタ、 １５４：マイクロレンズ、 １５６：平坦化層、 １８０：貫通孔、 ２００：イメージセンサモジュール、 ３００：イメージセンサモジュール、 １０００：ノート型パーソナルコンピュータ、 ２０００：タブレット端末、 ３０００：携帯電話、 ４０００、４１００：スマートフォン、 ５０００：デジタルビデオカメラ、 ６０００：デジタルカメラ、 ７０００、７１００、７２００、７３００：腕時計、 ７０１０：竜頭

Claims (11)

1. 第１面、前記第１面とは反対側の第２面、並びに前記第１面及び前記第２面を貫通する複数の貫通孔を有し、赤外線を吸収する成分を含むインターポーザ基板と、
   前記インターポーザ基板の前記第１面に対向する位置にあるイメージセンサであって、前記インターポーザ基板側に複数の光電変換素子を含む受光面を有し、前記複数の貫通孔中の電極を介して外部回路に接続しているイメージセンサと、
   前記インターポーザ基板の前記第２面側に対向するレンズユニットとを備えるイメージセンサモジュール。
2. 前記インターポーザ基板は、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、及びＣｕＯを含む請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
3. 前記インターポーザ基板は、前記インターポーザ基板の前記第１面から前記第２面まで貫通して配置され、前記受光面の周囲に配置され、間隙が設けられた第１遮光壁を含む請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
4. 前記インターポーザ基板は、前記間隙に対応して設けられた第２遮光壁を含む請求項３に記載のイメージセンサモジュール。
5. 前記第１遮光壁及び前記第２遮光壁は、金属である請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
6. 前記第１遮光壁及び前記第２遮光壁は、黒色樹脂である請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
7. 前記インターポーザ基板は、前記第２面上において、前記受光面以外の領域に光吸収層を有することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
8. 前記光吸収層は、金属である請求項７に記載のイメージセンサモジュール。
9. 前記光吸収層は、黒色樹脂である請求項７に記載のイメージセンサモジュール。
10. 前記レンズユニットは、前記受光面を囲んで前記インターポーザ基板と当接する枠状の脚部を有する請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
11. 前記脚部は、遮光性接着剤を介して前記インターポーザ基板と当接する請求項１０に記載のイメージセンサモジュール。

Images