JPH04286159A

JPH04286159A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH04286159A
Application number: JP3049640A
Authority: JP
Inventors: Akiya Izumi; 泉　章也; Hironobu Abe; 広伸阿部; Masahiko Kadowaki; 正彦門脇; Yoshinori Komoda; 薦田　美典; Hideaki Abe; 英明阿部
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1992-10-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係り、
特に、そのパッケージング構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】パッケージングされた固体撮像装置で、
その構成の小型化、簡単化を図ったものとしては、次の
ようなものが知られている。

【０００３】すなわち、ガラス基板のような透明基板の
一方の面に、光像投影面を対向させて固体撮像素子が搭
載されている。そして、この固体撮像素子を内包して透
明基板上にモールド樹脂が形成されている。さらには、
前記透明基板の一方の面には並設された各配線層が被着
形成され、この各配線層は前記固体撮像素子の光投影面
側に形成されている各バンプ電極に接続されるようにな
っている。

【０００４】このような構成からなる固体撮像装置は、
透明基板を介して光像が固体撮像素子の光像投影面に結
像されるようになっているものであるが、各バンプ電極
からの電極取り出しリードをたとえばフォトエッチング
により形成される透明基板上の配線層で構成できるよう
になる。

【０００５】したがって、一般に電極取り出しリードを
金属板の打ち抜き等で形成しさらにその表面に種々のメ
ッキ処理を施して構成するものと比べて、その構成の小
型化、簡単化を図ることができる。

【０００６】なお、このような構成は特開昭６３−９８
２９２号公報で知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成からなる固体撮像装置は、通常次のようにして製造さ
れるようになっている。

【０００８】まず、配線層を所定パターンに被着形成さ
れた透明基板面に、固体撮像素子をそのバンプ電極形成
面を対向させて搭載させる。この場合の搭載は各バンプ
電極がそれぞれに対応する配線層上に位置付けられるよ
うになされ、その後適当な手段によって相互に接続され
る。そして、その後において、前記固体撮像素子を含む
ようにして透明基板上にモールド樹脂を形成するように
なっている。

【０００９】したがって、このモールド樹脂の形成の際
には、その樹脂が各バンプ電極の間から透明基板と固体
撮像素子との間のギャップに侵入し、該固体撮像素子の
光像投影面に付着してしまうという現象が生じる。上記
の従来技術では、この点を考慮して前記モールド樹脂を
透明材からなる樹脂を用いている記載がある。

【００１０】しかしながら、モールド樹脂が透明材であ
っても、透明基板と固体撮像素子との間に均一な侵入が
なされない限り、光の屈折の違い等により正確な光像情
報をを固体撮像素子が検知することは困難となる。

【００１１】また、近年、固体撮像素子には、その光像
投影面に散在して形成される複数のフォトダイオード等
からなる光電変換素子の各上面にいわゆるマイクロレン
ズを形成したものが知られるようになってきている。

【００１２】このような場合において、透明基板と固体
撮像素子との間に透明樹脂が均一に侵入がなされたとし
ても、透明樹脂の光屈折率が前記マイクロレンズの光屈
折率と近似することから、前記マイクロレンズの機能が
損なわれるといった問題が生じる。

【００１３】したがって、本発明は、このような事情に
基づいてなされたものであり、その目的とするところの
ものは、装置の小型化、簡単化を図ることができること
はもちろんのこと、透明基板と固体撮像素子との間のギ
ャップを確実に確保することのできる固体撮像装置を提
供することにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は、固体撮像素子
面における光電変換素子上にマイクロレンズが形成され
ていても、そのマイクロレンズの機能を損なうことのな
い固体撮像装置を提供することにある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、製造工程の低
減を図った固体撮像装置の製造方法を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、まず請求項１に記載されているよ
うに、透明基板と、この透明基板の一方の面に光像投影
面を対向させて搭載される固体撮像素子と、この固体撮
像素子を内包して前記透明基板上に形成されるモールド
樹脂と、前記透明基板の一方の面に被着形成されかつ前
記固体撮像素子の光投影面側に形成された各バンプ電極
に接続されて前記モールド樹脂外にまで延在された各配
線層とからなる固体撮像装置において、前記透明基板と
固体撮像素子との間に、固体撮像素子の光像投影面を囲
み、かつ各バンプ電極を含んで位置付けられる枠状の硬
化収縮型レジンが介在されていることを特徴とするもの
である。

【００１７】また、請求項２に記載されているように、
請求項１の記載の発明において、固体撮像素子における
光像投影面に散在される複数の光電変換素子の各上面に
マイクロレンズが形成されていることを特徴とするもの
である。

【００１８】さらに、請求項３に記載されているように
、請求項１の記載の固体撮像装置において、前記透明基
板上に固体撮像素子を、その光像投影面を囲みかつバン
プ電極上に位置付けられる枠状の硬化収縮型レジンを介
在させて搭載し、該硬化収縮型レジンを紫外線照射によ
って硬化させた後、モールド樹脂を形成することを特徴
とするものである。

【００１９】

【作用】上述した請求項１に記載された発明によれば、
透明基板と固体撮像素子との間に、固体撮像素子の光像
投影面を囲み、かつバンプ電極上に位置付けられる枠状
の硬化収縮型レジンが介在されているものである。この
硬化収縮型レジンは、これを介在層として対向配置され
たバンプ電極と配線層とを接続させることができるとと
もに、透明基板と固体撮像素子との間にギャップを形成
するためのスペーサとしての機能をも備えるようになる
。

【００２０】このため、モールド樹脂を形成する場合に
、その樹脂は前記スペーサに妨げられて、透明基板と固
体撮像素子との間のギャップに侵入することを防ぐこと
ができるようになる。

【００２１】したがって、樹脂の侵入による固体撮像素
子の光像投影面における光屈折によって、正確な光像検
知が妨げられるというようなことはなくなる。

【００２２】また、請求項２に記載された発明によれば
、固体撮像素子は、その光像投影面に散在される複数の
光電変換素子の各上面にマイクロレンズが形成されてい
るものである。このマイクロレンズの上面には全く樹脂
が侵入してくることはないので、空気層との光屈折率に
変化をもたらすことはなく、したがって光像のゆがみが
全くなく検知でき、信頼性のある撮像素子を得ることが
できる。

【００２３】さらに、請求項３に記載された発明によれ
ば、前記硬化収縮型レジンの硬化は、紫外線照射による
ことにより達成できることから、その形成を容易にする
ことができる。また、この際において、同時にバンプ電
極と配線層との接続が達成できることから、装置全体の
製造工程を低減させることができるようになる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明による固体撮像装置の一実施例
を示す構成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図
である。

【００２５】同図において、ガラス基板１がある。この
ガラス基板１の一面には固体撮像素子２が搭載されてい
る。固体撮像素子２が搭載される側の前記ガラス基板１
の面には、並設された配線層３が形成されている。これ
ら各配線層３は、それぞれ固体撮像素子２の搭載領域の
周辺に一端が位置付けられ、そのまま前記搭載領域外に
延在されて他端が前記ガラス基板１の周辺に位置付けら
れている。

【００２６】また、これら各配線層３は、ガラス基板１
の主表面の全域に形成した蒸着金属層を周知のフォトエ
ッチングにより選択除去することにより形成されるもの
であり、その表面にはメッキ層が施されたものとなって
いる。

【００２７】ガラス基板１に搭載される固体撮像素子２
は、その主表面の中央部に光像投影面４が形成され、そ
の周囲にはバンプ電極５が形成されたものとなっている
。

【００２８】固体撮像素子２は、これら光像投影面４等
が形成された主表面を前記ガラス基板１の配線層３の形
成面に対向させて搭載されているものであり、この際に
おいてそれぞれのバンプ電極５は、それらバンプ電極５
に対応する各配線層３の前記一端に当接された状態で位
置づけられるようになっている。

【００２９】また、ガラス基板１と固体撮像素子２の間
には、各バンプ電極５を内包するようにして、かつ前記
固体撮像素子２の光像投影面４を囲むようにして、枠状
の硬化収縮型レジン６が介在されている。

【００３０】この硬化型収縮型レジン６は、各バンプ電
極５が形成されている部分を含んでガラス基板１と固体
撮像素子２との間のギャップを囲んだスペーサの機能を
有するものであり、固体撮像素子２の光像投影面の周辺
におけるギャップ空間は気密性が保たれるようになって
いる。

【００３１】なお、前記硬化収縮型レジン６の形成方法
の詳細については後述する。

【００３２】そして、ガラス基板１には、固体撮像素子
２を含んでモールド樹脂７が形成されている。このモー
ルド樹脂７は、たとえばポッティング等により形成され
るものである。また、図１の（ｂ）においては、モール
ド樹脂７の記載は省略しているものであるが、図中、一
点鎖線に囲まれた領域に樹脂がモールドされそれ以外の
領域にはモールドされないように、前記一点鎖線内の領
域を縁取るレジン枠（図示せず）をガラス基板１上に載
置した状態で該レジン枠内に樹脂をポッティングすると
効果的となる。

【００３３】この場合において、ポッティングされた樹
脂は、前記硬化収縮型レジン６に妨げられて前記ガラス
基板１と固体撮像素子２との間のギャップには全く侵入
することはなくなる。

【００３４】このようにモールド樹脂７が形成されたガ
ラス基板１面には、該モールド樹脂７から露呈されてい
る配線層３と接続されるフレキシブル基板８が配置され
ている。この場合の配線層３とフレキシブル基板８の配
線層との接続は、たとえば蝋材を介して行なうようにな
っている。

【００３５】図２は、前記硬化収縮型レジン６の形成方
法についての説明図である。

【００３６】同図において、ガラス基板１の固体撮像素
子２（図示せず）の搭載領域の周辺に位置づけられた配
線層３の一端を含み、かつ前記固体撮像素子２の光像投
影面を囲むようにして枠状の硬化収縮型レジン６を塗布
する。この場合の塗布としては、たとえばシルクスクリ
ーンあるいは多点ノズルを用いて行なう方法がある。

【００３７】そして、硬化収縮型レジン６に覆われた配
線層３の各一端の上方に、それぞれに対応するバンプ電
極が位置付けられるようにして固体撮像素子２を搭載す
る。

【００３８】そして、図３に示すように、加圧治具９に
よって固体撮像素子２を加圧した状態で、ガラス基板１
を通して、前記硬化収縮レジン６に紫外線の照射を行な
って硬化させる。

【００３９】このようにすることにより、硬化収縮型レ
ジン６の硬化収縮するときの応力によって固体撮像素子
２のバンプ電極５とガラス基板１の配線層３との接続が
図れるとともに、ガラス基板１と固体撮像素子２との間
のギャップに気密性を持たせることができるようになる
。

【００４０】以上説明した実施例によれば、モールド樹
脂７を形成する場合に、その樹脂７は前記スペーサとし
ての機能を有する硬化収縮型レジン６に妨げられて、透
明基板１と固体撮像素子２との間のギャップに侵入する
ことを防ぐことができるようになる。

【００４１】したがって、樹脂７の侵入による固体撮像
素子２の光像投影面における光屈折によって、正確な光
像検知が妨げられるというようなことはなくなる。

【００４２】図４は、上記実施例に示した固体撮像装置
をレンズ等と一体に組み込んだカメラを示す一実施例を
示す構成図である。

【００４３】同図において、押え治具１０の主表面に固
体撮像素子が位置付けられている。この場合、前記押え
治具１０には透孔１１が設けられ、その透孔１１内に前
記固体撮像素子のモールド樹脂７と図示しないフレキシ
ブル基板８が挿入され、かつガラス基板１が上方に位置
付けられるようにして配置されている。

【００４４】ガラス基板１の外周部にはゴムパッキング
１２を介して水晶フィルタと赤外カットフィルタ１３が
配置されている。

【００４５】そして、レンズ１４を備えるレンズホルダ
１５が前記水晶フィルタと赤外カットフィルタ１３およ
び固体撮像素子を押圧するようにして前記押え治具１０
に固定されている。

【００４６】なお、同図において、前記固体撮像素子に
取付けられたフレキシブル基板８（図示せず）は、たと
えば押え治具１０とレンズホルダ１５との間から外部に
取り出されるようになっている。

【００４７】このように構成したカメラは、固体撮像装
置をそれ自体小型化できることから、極めてコンパクト
のものが得られるようになる。

【００４８】上述した実施例では、固体撮像素子２とし
てはその全ての種類のものについて適用できるものであ
るが、特に、その光像投影面においてマイクロレンズを
備えるものを適用した場合に効果的となる。

【００４９】図５は、このような固体撮像素子の一実施
例を示した構成図である。同図において、Ｎ型半導体基
板２１の主表面にＰ型拡散層２２が形成されている。さ
らにこのＰ型拡散層２２の表面にｎ型拡散層２３が形成
され、その形成領域はそれぞれフォトダイオードとなる
ものであり、このフォトダイオードにて発生した電荷は
たとえばＣＣＤ等で構成された電荷転送路２４に転送さ
れるようになっている。前記ｎ型拡散層２３が形成され
たＮ型半導体基板２１の表面には酸化膜からなる透明絶
縁膜２５とＡｌ遮光膜２６が形成されている。Ｓｉ素子
上に形成された有機性の透明絶縁膜２７は多層構造から
なるものであり、それら各層の間にはカラーフィルタ２
８が介在されている。さらに、前記透明絶縁膜２７の表
面には、各フォトダイオードに対応させてそれぞれにマ
イクロレンズ２９が形成されている。なお、前記カラー
フィルタ２８は例えば染色されたカゼイン等で、またマ
イクロレンズ２９は熱軟化性のポジレジスト等で構成さ
れたものとなっている。

【００５０】このようにマイクロレンズが備えられた固
体撮像素子を適用させた場合に、前記マイクロレンズ面
に樹脂が全く付着することのないようにすることができ
る。そして、前記樹脂がたとえ透明材で構成されていた
としても、空気層との境界面で決定された光屈折率が変
更されることはないので、信頼性ある光像の結像を達成
させることができるようになる。

【００５１】また、上述した実施例では、固体撮像素子
のガラス基板１は、それ自体配線層３を形成しただけで
ある。しかし、図６に示すように、その角部の一つに切
欠き１Ａを設けるようにしてもよい。このようにするこ
とによって、前記切欠き１Ａにいわゆるインデックスの
機能を持たせるようにすることができる。

【００５２】また、同図に示すように、一対の対辺部に
円弧状に切り欠いた溝１Ｂを形成するようにしてもよい
。このようにすることにより、該固体撮像装置の製造過
程におけるガラス基板１の位置決めを容易にすることが
できるようになる。

【００５３】また、ＶＴＲ一体型カメラのレンズマウン
ト部に装着する場合も、レンズの光軸中心に該固体撮像
素子の受光面中心を一致させる工程が、図４に示すレン
ズホルダ１５の所定位置に切り欠いた溝１Ｂに対応する
凸起を設けることにより、機械的位置決めのみで可能と
なり極めて効果的となる。

【００５４】さらに、固体撮像素子が搭載される側のガ
ラス基板１面に、該搭載領域を除いていわゆるフロスト
加工を行なうようにしてもよい。このようにした場合、
モールド樹脂７の前記ガラス基板１に対する接着度を強
化することができるようになる。

【００５５】また、上述した実施例では、固体撮像装置
のガラス基板１にフレキシブル基板８が取付けられたも
のであり、そのままでは取扱いに不便であるため、図７
のように構成するようにしてもよい。同図において、ガ
ラス基板１の光像照射側面を押える枠体１８がある。こ
の枠体１は、その中央部に孔１８Ａが設けられており、
光像が照射できるようになっている。また、フレキシブ
ル基板８側を押える枠体１９がある。この枠体１９は、
その中央部に孔１９Ａが設けられており、その孔１９Ａ
内には前記固体撮像装置のモールド樹脂７が位置付けら
れるようになっている。そして、前記枠体１８、１９は
フレキシブル基板８のリード部を引出すスリットを有し
、互いに固定されたものとなって取り扱われ、前記固体
撮像装置の受光面中心位置は、前記枠体１８の外形又は
、枠体１８に設けた基準孔で規定できるようになってい
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による固体撮像装置によれば、装置の小型化、簡
単化を図ることができることはもちろんのこと、透明基
板と固体撮像素子との間のギャップを確実に確保するこ
とができるようになる。

【００５７】また、固体撮像素子面における光電変換素
子上にマイクロレンズが形成されていても、そのマイク
ロレンズの機能が損なわれることのないものを得ること
ができる。

【００５８】さらに、製造工程を極めて簡単にし、低コ
スト化ができると同時に、撮像レンズへのマウントが極
めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による固体撮像装置の一実施例を示す構
成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【図２】本発明において適用される硬化収縮型レジンの
塗布領域を示す説明図である。

【図３】本発明において適用される硬化収縮型レジンの
硬化方法の一実施例を示す構成図である。

【図４】本発明による固体撮像装置を一体に組み込んだ
カメラの一実施例を示す構成図である。

【図５】本発明による固体撮像装置の一実施例に適用さ
れるマイクロレンズを備えた固体撮像素子の一実施例を
示す構成図である。

【図６】本発明による固体撮像装置に適用される透明基
板の他の実施例を示す構成図である。

【図７】本発明による固体撮像装置の他の実施例を示す
構成図である。

【符号の説明】

１　　ガラス基板２　　固体撮像装置３　　配線層４　　光像投影面５　　バンプ電極６　　硬化収縮型レジン７　　モールド樹脂８　　フレキシブル基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　透明基板と、この透明基板の一方の面
に光像投影面を対向させて搭載される固体撮像素子と、
この固体撮像素子を内包して前記透明基板上に形成され
るモールド樹脂と、前記透明基板の一方の面に被着形成
されかつ前記固体撮像素子の光投影面側に形成された各
バンプ電極に接続されて前記モールド樹脂外にまで延在
された各配線層とからなる固体撮像装置において、前記
透明基板と固体撮像素子との間に、固体撮像素子の光像
投影面を囲み、かつ各バンプ電極を含んで位置付けられ
る枠状の硬化収縮型レジンが介在されていることを特徴
とする固体撮像装置。
【請求項２】　　請求項１の記載の発明において、固体
撮像素子における光像投影面に散在される複数の光電変
換素子の各上面にマイクロレンズが形成されていること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】　　請求項１の記載の固体撮像装置におい
て、前記透明基板上に固体撮像素子を、その光像投影面
を囲みかつバンプ電極上に位置付けられる枠状の硬化収
縮型レジンを介在させて搭載し、該硬化収縮型レジンを
紫外線照射によって硬化させた後、モールド樹脂を形成
することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。