JP5821242B2 - 固体撮像装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Description

本技術は、固体撮像装置及びその製造方法、並びに固体撮像装置を用いた電子機器に関するものである。詳細には、固体撮像装置の構造に関するものである。

固体撮像装置として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を用いたラインセンサー、イメージセンサーが知られている。これらの固体撮像装置は、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ、ビデオ及びスチルの両機能を備えたデジタルカメラ、携帯電話などの電子機器の撮像デバイスとして広く用いられている。本明細書において、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオ及びスチルの両機能を備えたカメラを総称してデジタルカメラと称する。

上記のような固体撮像装置は、基板に固体撮像素子が搭載され、基板側のリードと固体撮像素子側のパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットを備える。センサーユニットには、固体撮像素子の側部を囲む枠状ないし有底箱状のフレーム部材が取り付けられ、その上面側に、固体撮像素子の撮像面に入射光を導く光学部材が取り付けられて固体撮像装置が構成される(例えば特許文献１、２を参照)。光学部材としては、例えば、固体撮像装置がセンサーパッケージである場合はカバーガラス、固体撮像装置がカメラモジュールである場合は単一または複数のレンズやＩＲカットフィルタ等が挙げられる。

図１１に、デジタルカメラに用いられている従来の一般的な固体撮像装置の模式的な断面図を示す。図１１に示すように、固体撮像装置６００は、センサーパッケージであり、大別的に、センサーユニット６０１と、パッケージ６０２とから構成される。

センサーユニット６０１は、上述したＣＣＤやＣＭＯＳ等のセンサーチップからなる固体撮像素子６１０と、インターポーザー等の基板６２０と、ボンディングワイヤー６３０等を主体として構成される。固体撮像素子６１０は、基板６２０上に搭載され、ダイボンド６２６を介して基板６２０に固定されている。固体撮像素子６１０側のパッド６１５と基板６２０側のリード６２５とがボンディングワイヤー６３０により電気的に接続され、センサーユニット６０１が構成される。

パッケージ６０２は、フレーム部材６５０と光学部材６６０とを主体として構成される。フレーム部材６５０は、上下に開口してボンディングワイヤー６３０の外側を囲む枠状をなし、下方に延びる脚部の下面がボンディングワイヤー６３０の接続部よりも外側の基板上面に接着固定される。光学部材６６０は、固体撮像素子６１０の撮像面に対向してフレーム部材６５０上面側に接着固定される。そして、図示省略するカメラレンズを通って入射する光(被写体像)が、光学部材６６０を透過して固体撮像素子に導かれる。本構成例は、光学部材６６０として、カバーガラス（シールガラスとも称される）を設けた構成である。

このような構成により、光学部材６６０を透過して撮像面上に結像した被写体像を固体撮像素子６１０により光電変換して読み出し、基板６２０を介して画像信号を出力する固体撮像装置６００が構成される。固体撮像装置６００の組立工程では、センサーユニット６０１にフレーム部材６５０が組み付けられ、その上方からフレーム部材６５０の開口部を覆うように光学部材６６０が組み付けられるようになっている。

特開２００２−５７３１１号公報 特開２００６−３１３８６８号公報

近年、デジタルカメラの小型化、高品質化（高画素化）、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（高画素化）、及び高精度化が強く求められている。ところが、センサーパッケージやカメラモジュール等の固体撮像装置が従来備える構成においては、基板６２０上に搭載される固体撮像素子６１０、及び基板６２０と固体撮像素子６１０との間に配されるボンディングワイヤー６３０の外周側に、フレーム部材６５０が配置されることから、さらなる小型化が困難な状況にある。

また、固体撮像装置の小型化を進めると、出力画像にフレアが発生しやすくなる。具体的には、光学部材６６０を通って入射した光が、ボンディングワイヤー６３０の接続端部で反射され、固体撮像素子６１０の撮像領域（有効画素領域）に入射することにより、フレアが生じる。固体撮像装置の小型化のために固体撮像素子６１０のサイズが縮小されていくと、上述のように光学部材６６０から入射した光がボンディングワイヤー６３０で反射して固体撮像素子６１０の撮像領域に入射しやすくなり、フレアが発生しやすくなる。

本技術の目的は、フレアの発生を抑制し、さらなる小型化が可能な固体撮像装置、及びその製造方法を提供することである。また、本技術の目的は、小型で高品質な電子機器を提供することである。

上記目的を達成するため、開示する第１の技術は固体撮像装置である。この固体撮像装置は、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と基板に形成されたリードと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る。フレーム部材は、光学部材側から固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部（例えば、実施形態における第１脚部５１）を有し、この脚部が、撮像面上における撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定されるように構成される。

なお、前記脚部が撮像面上の中間領域に接着されて、フレーム部材が固体撮像素子に固定されるように構成することができる。

また、前記フレーム部材は、脚部と繋がって固体撮像素子の側方を通り基板に向けて延びる第２脚部を有し、前記の脚部と第２脚部との間に、パッドとリードとを接続するボンディングワイヤーが収容されるワイヤー収容部が形成されるように構成することができる。このとき、ワイヤー収容部を、電気絶縁性を有する樹脂により充填することができる。

前記目的を達成するため、開示する第２の技術は固体撮像装置の製造方法である。この固体撮像装置の製造方法は、基板に固体撮像素子が搭載され、基板に形成されたリードと固体撮像素子に形成されたパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットの上方から、固体撮像素子の側部を囲む枠状をなし下面側に固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部（例えば、実施形態における第１脚部５１）が形成されたフレーム部材を覆い被せ、脚部が撮像面上における撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とを一体的に固定し、フレーム材の上面側に固体撮像素子の撮像面と対向するように光透過性を有する光学部材を取り付けるように構成される。

あるいは、固体撮像装置の製造方法は、基板に固体撮像素子が搭載され、基板に形成されたリードと固体撮像素子に形成されたパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットの上方から、固体撮像素子の側部を囲む枠状をなし下面側に固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部（例えば、実施形態における第１脚部５１）が形成されたフレーム部材と、光透過性を有しフレーム部材の上面側に取り付けられた光学部材とを備えた光学ユニット（例えば、実施形態におけるパッケージ２）を覆い被せ、光学部材が固体撮像素子の撮像面と対向し、脚部が撮像面上における撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とを一体的に固定するように構成される。

前記目的を達成するため、開示する第３の技術は電子機器である。この電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備える。固体撮像装置は、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と基板に形成されたリードと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突出する脚部（例えば、実施形態における第１脚部５１）を有し、この脚部が、撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定されて構成される。

第１の本技術の固体撮像装置においては、フレーム部材は光学部材側から撮像面に向けて突出する脚部を有し、この脚部が撮像面上の中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定される。このような構成によれば、光学部材を透過してパッド近傍に向かう光は、撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する脚部に遮られるためボンディングワイヤーに照射されず、ボンディングワイヤーの反射に基づくフレアの発生が抑止される。従って、フレアの発生を抑制し、さらなる小型化を推進可能な固体撮像装置を提供することができる。

第２の本技術の固体撮像装置の製造方法においては、センサーユニットの上方からフレーム部材を覆い被せ、フレーム部材の脚部が撮像面上の中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定される。このような構成によれば、光学部材を透過してパッド近傍に向かう光は、撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する脚部に遮られるためボンディングワイヤーに照射されず、ボンディングワイヤーの反射に基づくフレアの発生が抑止される。従って、フレアの発生を抑制し、固体撮像装置のさらなる小型化を推進可能な製造方法を提供することができる。

あるいは、センサーユニットの上方から光学ユニット（例えば、実施形態におけるパッケージ２）を覆い被せ、光学ユニットのフレーム部材の脚部が撮像面上の中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定される。このような構成によれば、光学部材を透過してパッド近傍に向かう光は、撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する脚部に遮られるためボンディングワイヤーに照射されず、ボンディングワイヤーの反射に基づくフレアの発生が抑止される。従って、フレアの発生を抑制し、固体撮像装置のさらなる小型化を推進可能な製造方法を提供することができる。

第３の本技術の電子機器においては、固体撮像装置のフレーム部材は、光学部材側から撮像面に向けて突出する脚部を有し、この脚部が、撮像面上の中間領域に当接した状態で、フレーム部材と固体撮像素子とが一体的に固定されて構成される。このような構成によれば、光学部材を透過してパッド近傍に向かう光は、撮像領域とパッドの形成領域との間に位置する脚部に遮られるためボンディングワイヤーに照射されず、ボンディングワイヤーの反射に基づくフレアの発生が抑止される。従って、フレアの発生を抑制して小型化した固体撮像装置を用い、小型で高品質な電子機器を提供することができる。

本技術を適用した固体撮像装置の模式的な斜視一部断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。 本技術を適用した固体撮像装置におけるセンサーユニットの模式的な平面図である。 本技術を適用した固体撮像装置におけるセンサーユニットの右辺部分の部分拡大図である。 従来の固体撮像装置と本技術を適用した固体撮像装置との構造を対比した説明図である。（ａ）は従来の固体撮像装置の構造を説明するための模式的な断面図、（ｂ）は本技術を適用した固体撮像装置の構造を説明するための模式的な断面図である。 従来の固体撮像装置と本技術を適用した固体撮像装置とのフレーム部材の位置決め状況を対比した説明図である。（ａ）は従来の固体撮像装置の位置決め状況を説明するための模式的な断面図、（ｂ）は本技術を適用した固体撮像装置の位置決め状況を説明するための模式的な断面図である。 本技術を適用した固体撮像装置のワイヤー収容部に電気絶縁性を有する樹脂を充填した構成を例示する模式的な断面図である。 本技術を適用した固体撮像装置の基板とフレーム部材とを接着する構成を例示する模式的な断面図である。 本技術を適用した固体撮像装置の製造方法を説明するための説明図である。 本技術を適用した電子機器の撮像部の概要構成を例示するブロック図である。 従来の一般的な固体撮像装置の模式的な断面図である。

以下、本技術を実施するための形態について、本技術をパッケージ型の固体撮像装置（センサーパッケージ）に適用した場合を代表例として説明する。本技術を適用した固体撮像装置１００の模式的な斜視断面図を図１に示し、図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図を図２に示す。センサーユニット１の模式的な平面図を図３に示す。まず、これらの図面を参照しながら、固体撮像装置１００の全体構成について説明する。なお、説明の便宜のため、図１中にＸ，Ｙ，Ｚの座標軸を付記し、Ｘ軸の矢印が指す方向を右方、その反対方向を左方、Ｙ軸の矢印が指す方向を後方、その反対方向を前方、Ｚ軸の矢印が指す方向を上方、その反対方向を下方と称して説明する。

［固体撮像装置の構成］
固体撮像装置１００は、大別的に、センサーユニット１と、パッケージ２とから構成される。

センサーユニット１は、固体撮像素子１０と、固体撮像素子１０を保持する基板２０と、ボンディングワイヤー３０とを有する。ボンディングワイヤー３０は、固体撮像素子１０に形成されたパッド１５と、基板２０に形成されたリード２５とを電気的に接続する。

固体撮像素子１０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のセンサーチップである。本実施形態では、固体撮像素子１０として、多数の画素がＸ−Ｙ平面上にマトリクス状に形成され、各画素により検出された画素信号から２次元画像を生成する矩形薄板状のイメージセンサーを例示する。固体撮像素子１０は、基板２０に搭載される。固体撮像素子１０の上面である撮像面１１の中央部には、有効画素により形成される撮像領域１２が設けられている。固体撮像素子１０の撮像面１１の縁部には、電源、制御信号、画像信号などの入出力端子であるパッド１５が多数並んで形成されている。

図３に示すように、本実施形態では、撮像領域１２を囲んで互いに対向する４辺のうちの３辺（左辺、右辺、後辺）の縁部に、各辺に沿って多数のパッド１５，１５，１５…が並んで形成されている。なお、パッド１５の数や配置、パッド１５が形成される辺（１辺〜４辺以上）等は、センサーの種別（ラインセンサー、イメージセンサー、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）や有効画素数、チップサイズ等に応じて様々であるが、本技術は何れの態様についても適用可能である。本明細書においては、パッド１５，１５，１５…が並んで形成された各辺縁部の領域１５Ａを「パッド形成領域」という。

基板２０は、固体撮像素子１０への入出力信号を伝送する回路基板である。本実施形態では、基板２０として、インターポーザーを例示する。固体撮像素子１０を囲む基板２０の上面縁部には、固体撮像素子１０に形成されたパッド１５，１５，１５…に対応して、多数のリード２５，２５，２５…が並んで形成されている。本明細書においては、リード２５，２５，２５…が並んで形成された各辺縁部の領域２５Ａを「リード形成領域」という。

固体撮像素子１０は、基板２０の上面に搭載され、ダイボンド２６を介して基板２０に固定されている。固体撮像素子１０側のパッド１５と基板２０側のリード２５とがボンディングワイヤー３０により電気的に接続され、センサーユニット１が構成される。なお、基板２０に画像処理チップ等の演算処理回路を備え、固体撮像素子１０から出力された画像信号を画像処理して出力するように構成しても良い。

パッケージ２は、フレーム部材５０と光学部材６０とを主体として構成される。

フレーム部材５０は、中央に上下連通する矩形の開口５０ａを有し、全体として、固体撮像素子１０の側部を囲む外郭方形の枠状の部材である。フレーム部材５０の下面側には、後に詳述する第１脚部５１及び第２脚部５２が下方に向けて突出形成されている。また、フレーム部材５０の上面側には、光学部材６０が取り付けられる平坦な光学部材搭載面５４が形成されている。フレーム部材５０は、例えば、液晶ポリマーやＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂にカーボンブラック等の反射率抑制材を添加し、必要に応じてガラス繊維やカーボン繊維を添加した樹脂材料を用い射出成形等の公知の手法により作製される。

光学部材６０は、光透過性を有し固体撮像素子１０の撮像面１１と対向してフレーム部材５０に取り付けられる。光学部材６０は、固体撮像素子１０の撮像面１１への異物付着を防止し入射光を固体撮像素子１０に導く部材である。本実施形態では、光学部材６０として、矩形薄板状のカバーガラス（シールガラス）を例示する。光学部材６０は、フレーム部材５０の開口５０ａよりも幾分大きく、開口５０ａを上側から覆う。カバーガラスは、例えばＢＫ７や石英ガラス等の光学ガラス、あるいはポリカーボネート、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等の透明樹脂材料により作製される。

光学部材６０は、固体撮像素子１０の撮像面１１と対向するように、フレーム部材５０の光学部材搭載面５４に、接着剤６６により接着固定される。光学部材６０の上方には、図示を省略するカメラレンズとしてのレンズユニットが設けられており、レンズユニットを通って入射する光が光学部材６０を透過して固体撮像素子１０に導かれ、撮像面１１に形成された撮像領域１２に結像される。

以上のように構成される固体撮像装置１００において、フレーム部材５０の下面側には、断面視が舌片状の第１脚部５１及び第２脚部５２が形成され、第１脚部５１と第２脚部５２との間に、アーチ状の空間からなるワイヤー収容部５５が形成されている。第１脚部５１及び第２脚部５２は、底面視において平行に延びる二重の矩形枠状をなし、第１脚部５１及び第２脚部５２とともにワイヤー収容部５５を形成する上枠部５３を介してフレーム部材５０の上面側で繋がっている。

第１脚部５１は、互いに対向する辺の下端部の内幅寸法、すなわち開口５０ａの下端部の縦横の開口寸法が、固体撮像素子１０の撮像領域１２よりも幾分大きい矩形枠状に形成される。また、第１脚部５１は、互いに対向する辺の下端部の外幅寸法が、パッド形成領域１５Ａ，１５Ａの内幅寸法よりも小さく形成される。第１脚部５１の下端には平坦なマウント面５１ａが形成されている。フレーム部材５０は、第１脚部５１のマウント面５１ａが撮像領域１２とパッド形成領域１５Ａとの間に当接した状態で、固体撮像素子１０上に支持される。

本明細書において、撮像面１１上における撮像領域１２よりも外側で、パッド形成領域１５Ａよりも内側に位置する所定幅の領域１６を「中間領域」という（図３参照）。図３には、中間領域１６の部位を、ハッチングを付した領域で示している。また、図４に、図２における右辺部分の部分拡大図を示す。第１脚部５１は、マウント面５１ａを、固体撮像素子１０上の中間領域１６に当接させた状態で支持され、接着剤５６により固定される。接着剤５６としては、紫外線硬化型の接着剤、あるいは加熱硬化型の接着剤などが好適に用いられる。なお、本実施形態においては、パッド１５が形成されていない辺（前辺）のフレーム部材にも、パッド１５が形成された辺（後辺）と対称に第１脚部５１を形成した構成を例示する。なお、図２及び図４では接着剤５６，６６を誇張して表現している。

第２脚部５２は、第１脚部５１と繋がって固体撮像素子１０の側方を通り基板２０に向けて延びる部分である。第２脚部５２は、互いに対向する辺の下端部の外幅寸法、すなわちフレーム部材５０の下端部の外形寸法が、基板２０の外形寸法よりも幾分大きい矩形枠状に形成される。第２脚部５２は、第１脚部のマウント面５１ａを固体撮像素子１０の中間領域１６に当接支持させたときに、第２脚部５２の下端と基板２０とが直接当接せず、両者間に僅かな隙間ができるように、高さ寸法（または基板２０との間の隙間寸法）が設定される。換言すれば、フレーム部材５０は、第１脚部５１を介して固体撮像素子１０の撮像面１１上に直接搭載支持され、固体撮像素子１０に対する上下方向（Ｚ軸方向）の高さ位置が規定されるようになっている。

互いに対向する辺の第２脚部５２，５２の内幅寸法は、対応するリード形成領域２５Ａ，２５Ａの外幅寸法よりも大きめに形成されている。換言すれば、リード形成領域２５Ａの外側端は、第２脚部５２の内側端よりも内側に位置する。

ワイヤー収容部５５は、第１脚部５１と第２脚部５２との間に形成されたアーチ状ないし下向きに開く凹状の空間である。既述したように、互いに対向する第１脚部５１，５１の下端部の外幅寸法はパッド形成領域１５Ａ，１５Ａの内幅寸法よりも小さく、互いに対向する第２脚部５２，５２の下端部の内幅寸法はリード形成領域２５Ａ，２５Ａの外幅寸法よりも大きくなっている。そのため、ワイヤー収容部５５は、固体撮像素子１０側のパッド形成領域１５Ａと基板２０側のリード形成領域２５Ａとを含んで固体撮像素子１０の周囲を囲む空間を形成し、各辺のボンディングワイヤー３０，３０…を収容する。

光学部材搭載面５４は、矩形枠状に形成された第１脚部のマウント面５１ａに対して所定のＺ方向位置に所定の平面度を有して形成されている。光学部材６０は、フレーム部材５０の上方から開口５０ａを覆って光学部材搭載面５４に搭載され、接着剤６６により接着固定される。接着剤６６としては、紫外線硬化型の接着剤、あるいは加熱硬化型の接着剤などが好適に用いられる。

以上のように構成される固体撮像装置１００においては、フレーム部材５０は、光学部材６０側から撮像面１１に向けて突出する第１脚部５１を有している。そして、この第１脚部５１が、撮像面１１上における撮像領域１２とパッド形成領域１５Ａとの間に位置する中間領域１６に当接した状態で、フレーム部材５０と固体撮像素子１０とが一体的に固定される。そのため、光学部材６０を透過してパッド近傍に向かう光Ｌは、第１脚部５１に遮られてボンディングワイヤー３０に照射されることがない（図４を参照）。これにより、ボンディングワイヤー３０の反射に起因したフレアの発生が抑止される。

また、固体撮像装置１００においては、第１脚部５１が撮像面１１上の中間領域１６に接着されて、フレーム部材５０が固体撮像素子１０に固定される。そのため、フレーム部材５０とセンサーユニット１との接着強度を確保するための接着面を、フレーム部材５０の第２脚部５２及び基板２０の外周縁部に形成する必要がない。また、開口５０ａを小型化することができる。これにより、基板２０、フレーム部材５０及び光学部材６０を小型化し、固体撮像装置１００を全体的に小型・軽量化することができる。

既述した従来の固体撮像装置６００と本実施形態の固体撮像装置１００について、構造上の相違を対比した様子を図５に示す。このうち、図５（ａ）は従来の固体撮像装置の構造を説明するための模式的な断面図、図５（ｂ）は本技術を適用した固体撮像装置の構造を説明するための模式的な断面図である。

図５（ａ）、（ｂ）の両図の対比からわかるように、本実施形態の固体撮像装置１００によれば、従来の固体撮像装置６００との比較において、基板２０及び光学部材６０を小型化することができ、装置を全体的に小型・軽量化できることが理解される。本実施形態の固体撮像装置１００と従来の固体撮像装置６００との比較においては、図５（ｂ）で左右両側の二点鎖線で示す部分Ｂ１，Ｂ２で示すように、基板２０及び光学部材６０をサイズダウンすることができる。

具体的には、基板２０については、固体撮像素子１０上にフレーム部材５０が接着される構成であることから、基板２０におけるフレーム部材５０の接着エリア（図５（ｂ）、符号Ｂ１参照）が不要となるため、その分サイズダウンを図ることができる。また、光学部材６０については、同じく固体撮像素子１０上にフレーム部材５０が接着される構成であることから、光学部材６０を支持するためのフレーム部材５０がボンディングワイヤー３０による接続箇所をまたいで固体撮像素子１０にオーバーラップした位置に存在するため、光学部材６０のフレーム部材５０に対する固定位置を固体撮像素子１０上に位置させることができる分（図５（ｂ）、符号Ｂ２参照）、光学部材６０をサイズダウンすることができる。

このように、本実施形態の固体撮像装置１００によれば、基板２０の外周部分、及び光学部材６０の外周部分を、従来の固体撮像装置６００との比較において省略することが可能となり、各部材の小型・軽量化を図ることができる。結果として、装置全体としての小型・軽量化を図ることができる。

また、本実施形態の固体撮像装置１００においては、フレーム部材５０の下面側に撮像領域１２を囲むように第１脚部５１が形成されて下端が中間領域１６に接着固定され、フレーム部材５０の上面側に撮像面１１と対向して光学部材６０が接着固定されて、撮像領域１２がシールされている。このため、パッド形成領域１５Ａよりも外周側の部材で発生し得るアウトガスや大気中に含まれる湿気、周囲のダスト等が撮像領域１２に入り込むことがなく、長期信頼性を向上させることができる。

さらに、固体撮像装置１００においては、第１脚部５１が撮像面１１に当接した状態、すなわち、フレーム部材５０が固体撮像素子１０の撮像面１１を基準としてＺ軸方向に位置決めされた状態で、接着剤５６により搭載固定される。これにより、固体撮像装置１００の組み立て時における調整作業を簡明化・容易化することができる。

従来の固体撮像装置６００及び本実施形態の固体撮像装置１００について、固体撮像素子に対するフレーム部材の位置決め状況を対比した様子を図６に示す。このうち、図６（ａ）は従来の固体撮像装置の位置決め状況を説明するための模式的な断面図、図６（ｂ）は本技術を適用した固体撮像装置の位置決め状況を説明するための模式的な断面図である。

図６（ａ）に示すように、従来の固体撮像装置６００においては、フレーム部材６５０が基板６２０の上面に搭載固定される。そのため、フレーム部材６５０の上面を基準面Ｓとし、基準面Ｓ上の所定位置（例えば左前方端部）をフレーム部材６５０の原点Ｇとしたときに、固体撮像素子６１０に対するフレーム部材６５０の位置決めは６軸調整を行う必要がある。

具体的には、従来の固体撮像装置６００においては、固体撮像素子６１０に対するフレーム部材６５０のＸ．Ｙ，Ｚ軸方向位置、Ｚ軸回りの回転角度θ、Ｘ軸回りのあおりＲｘ、Ｙ軸回りのあおりＲｙの計６軸について位置決め調整を行う必要がある。このように６軸調整によって固体撮像素子６１０に対するフレーム部材６５０の位置が調整された状態で、フレーム部材６５０を固定するための接着剤が硬化させられる。このように６軸調整が必要であることは、仮にフレーム部材６５０が十分高い精度を有していたとしても、ダイボンドを介して接着された固体撮像素子６１０と基板６２０との相対位置に不可避のばらつきが生じることに起因する。

これに対し、本実施形態の固体撮像装置１００においては、フレーム部材５０が固体撮像素子１０の撮像面１１に直接的に搭載固定されている。そのため、フレーム部材５０の上面（光学部材搭載面５４）を基準面とし、その面上の所定位置（左前方端部）をフレーム部材５０の原点Ｇとしたときに、固体撮像素子１０に対するフレーム部材５０の位置決めは３軸調整で実施することができる。

具体的には、本実施形態の固体撮像装置１００においては、固体撮像素子１０に対するフレーム部材５０のＸ．Ｙ軸方向位置、及びＺ軸回りの回転角度θの計３軸について位置決め調整が行われれば良い。このように３軸調整によって固体撮像素子１０に対するフレーム部材５０の位置が調整された状態で、フレーム部材５０を固定するための接着剤が硬化させられる。このように３軸調整でフレーム部材５０の位置決めが行えるのは、フレーム部材５０の第１脚部５１を固体撮像素子１０の撮像面１１上に直接支持させる構成のため、フレーム部材５０の精度を所定範囲内に納めることにより、光学部材搭載面５４のＺ軸方向の位置及びあおりＲｘ，Ｒｙが規定されるからである。

すなわち、本実施形態の固体撮像装置１００によれば、従来の固体撮像装置６００との比較において、固体撮像素子６１０の撮像面からの高さ方向（Ｚ方向）と、撮像面のあおり（Ｒｘ，Ｒｙ）の３軸の調整が不要となり、従来の６軸調整から、固体撮像素子１０の水平・垂直方向（Ｘ，Ｙ）と回転方向（θ）の３軸の調整で対応することができる。これにより、固体撮像装置１００の組み立て工程を削減でき、位置調整の工程を簡素化することができる。このように、本実施形態の固体撮像装置１００によれば、装置の組み立て時における調整作業を簡明化・容易化することができ、ひいては装置のコストダウンを図ることができる。

また、本実施形態の固体撮像装置１００によれば、フレーム部材５０により、固体撮像素子１０に対する光学部材６０の位置決めが行われることから、上述したように光学部材６０の上方に設けられるレンズユニットの取り付けに際し、光学部材６０の上面を基準に位置調整することが可能となる。これにより、作業時間の削減を図ることができるとともに、レンズユニットの高精度の実装が可能となる。

さらに、本実施形態の固体撮像装置１００によれば、固体撮像素子１０に対してフレーム部材５０が直接固定される構成であることから、固体撮像素子１０で発生した熱の伝導性を向上させることができ、固体撮像素子１０の放熱性を向上させることができる。

図７に、本実施形態の固体撮像装置１００の変形例を示す。図７に示すように、固体撮像装置１００においては、ワイヤー収容部５５に、電気絶縁性を有する樹脂５７を充填するように構成しても良い。樹脂５７は、例えば、ポッティング用ないしモールド用のシリコーンシーラント等である。

このようにワイヤー収容部５５に樹脂５７を充填する構成によれば、大気中に含まれる水分やアウトガスによるボンディングワイヤー３０やパッド１５やリード２５等の腐食を抑止することができる。これにより、パッド１５等の腐食による接続信頼性の低下を防止することができる。また、ボンディングワイヤー３０の結線部が存在するワイヤー収容部５５内に樹脂５７が充填されることにより、ワイヤー収容部５５内へのゴミ等の異物の侵入が防止される。これにより、異物によるボンディングワイヤー３０の結線部における短絡が防止される。

また、ワイヤー収容部５５内に充填される樹脂５７により、フレーム部材５０の固体撮像素子１０及び基板２０に対する接着作用が得られることから、フレーム部材５０の接着強度を向上させることができる。さらに、ワイヤー収容部５５に樹脂５７を充填する構成によれば、外部振動等に起因したボンディングワイヤー３０のふらつきやボンディングワイヤー３０相互の接触、断線等を防止することができる。

ワイヤー収容部５５内に樹脂５７が充填される構成においては、基板２０の側縁部またはフレーム部材５０の第２脚部５２に、ワイヤー収容部５５を外部に開口させる孔または切欠部を形成しておくことにより、樹脂５７の充填を容易に行うことができる。また、ワイヤー収容部５５への樹脂５７の充填に際し、ワイヤー収容部５５から基板２０の上面と第２脚部５２の下端面５２ａとの間の隙間から樹脂５７が流出することを抑制する観点からは、基板２０の上面と第２脚部５２の下端面５２ａとの間の隙間は狭い方が好ましい。

図８に、本実施形態の固体撮像装置１００の他の変形例を示す。図８に示すように、固体撮像装置１００においては、基板２０とフレーム部材５０とを接着剤５８により接着するようにしても良い。この場合、接着剤５８は、第２脚部５２の下端面または基板２０の側縁部上面に塗布される。また、第２脚部５２と基板２０との間を接着剤５８により接着する構成においては、接着面を確保する観点からは、第２脚部５２の下端面５２ａは、リード形成領域２５Ａに干渉しない程度に広い方が好ましい。

このように第２脚部５２と基板２０との間を接着剤５８により接着する構成によれば、フレーム部材５０とセンサーユニット１との接着強度を向上させることができる。

次に、本実施形態の固体撮像装置１００の製造方法について、図９を参照して説明する。本実施形態の固体撮像装置１００の製造方法では、まず、基板２０の上面に、固体撮像素子１０を搭載する。すなわち、図９（ａ）に示すように、基板２０の上面に、固体撮像素子１０を位置決めして載置し、ダイボンド２６により固体撮像素子１０を固定する。

次に、図９（ｂ）に示すように、固体撮像素子１０の各辺に形成されたパッド１５，１５…と、基板２０の各辺に形成された各パッド１５，１５…に対応するリード２５，２５…とをボンディングワイヤー３０により電気的に接続する。これによりセンサーユニット１が構成される。

次いで、図９（ｃ）に示すように、センサーユニット１の上方からフレーム部材５０を覆い被せて位置決めし、第１脚部５１が固体撮像素子１０の撮像面１１上の中間領域１６（図３参照）に当接した状態で、フレーム部材５０と固体撮像素子１０とを一体的に固定する。このとき、フレーム部材５０と固体撮像素子１０とを一体的に固定する接着部位は第１脚部５１以外であっても良いが、本実施形態においては、中間領域１６またはマウント面５１ａ（図４参照）に塗布した接着剤５６により、両者を一体的に固定する。この工程では、フレーム部材５０の固体撮像素子１０に対する位置決めは、上述したように３軸調整によって容易に行うことができる。

フレーム部材５０の固体撮像素子１０への固定に用いる接着剤５６は、例えば、紫外線硬化型の接着剤、あるいは加熱硬化型の接着剤等である。フレーム部材５０を、３軸調整により、フレーム部材５０のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸回りのθ方向の各方向について固体撮像素子１０に対して位置決めした状態で、接着部位に紫外線照射あるいは加熱により接着剤５６を固化させる。

そして、図９（ｄ）に示すように、フレーム部材５０の上方から光学部材６０を覆い被せて位置決めし、光学部材搭載面５４に塗布した接着剤６６により光学部材６０を固定する。光学部材６０のフレーム部材５０への固定に用いる接着剤６６は、接着剤５６と同様に、例えば、紫外線硬化型の接着剤、あるいは加熱硬化型の接着剤等である。光学部材６０を、例えば、フレーム部材５０の固体撮像素子１０に対する位置決めと同様、３軸調整により、光学部材６０のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸回りのθ方向の各方向についてフレーム部材５０に対して位置決めした状態で、接着部位に紫外線照射あるいは加熱により接着剤６６を固化させる。

このような固体撮像装置１００の製造方法においては、フレーム部材５０は、光学部材６０側から撮像面１１に向けて突出する第１脚部５１を有している。そして、この第１脚部５１が、撮像面１１上における撮像領域１２とパッド形成領域１５Ａとの間に位置する中間領域１６に当接した状態で（図２参照）、フレーム部材５０と固体撮像素子１０とが一体的に固定される。

そのため、光学部材６０を透過してパッド近傍に向かう光Ｌは、第１脚部５１に遮られてボンディングワイヤー３０に照射されることがない（図４参照）。これにより、ボンディングワイヤー３０の反射に起因したフレアの発生を抑止した固体撮像装置１００を製造することができる。

また、第１脚部５１が撮像面上の中間領域１６に接着されて、フレーム部材５０が固体撮像素子１０に固定されるため、基板２０、フレーム部材５０及び光学部材６０を小型化し、小型・軽量化した固体撮像装置１００を製造することができる。さらに、第１脚部５１が撮像面１１に当接した状態で、接着剤５６により搭載固定されるため、固体撮像装置１００の組み立て時における調整作業を簡明化・容易化することができる。

なお、本実施形態では、センサーユニット１にフレーム部材５０を搭載固定し、固定されたフレーム部材５０に光学部材６０を接着して固定する構成を例示した。しかし、光学部材６０の取付け工程は、固体撮像装置１００の構成に応じて適宜に変更することができる。具体的には、予めフレーム部材５０に光学部材６０を取り付けて光学ユニットとしてのパッケージ２を形成し、センサーユニット１にパッケージ２を固定して搭載するように構成しても良い。

以上説明した実施形態では、光学部材６０がカバーガラスである構成を例示したが、光学部材６０は、固体撮像素子１０に光を導くものであれば良く、単一または複数のレンズ等であっても良い。このようなレンズを備えた固体撮像装置として、携帯電話器や情報端末等に用いられるレンズユニットが例示される。

［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１００は、例えば、デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ）、撮像機能を有する携帯電話器その他の機器等、各種の電子機器に適用される。以下では、上述した実施形態に係る固体撮像装置を備える電子機器の一例であるビデオカメラ２００について、図１０を用いて説明する。図１０は、ビデオカメラ２００の構成を示すブロック図である。

ビデオカメラ２００は、静止画像または動画の撮影を行うものである。ビデオカメラ２００は、上述した実施形態に係る固体撮像装置１００と、光学系２０１と、シャッタ装置２０２と、システムコントローラ２０３と、信号処理部２０４とを備える。

光学系２０１は、例えば一または複数の光学レンズを有する光学レンズ系として構成されるものであり、固体撮像装置１００の受光センサー部に入射光を導く。光学系２０１は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１００の撮像面１１上に結像させる。これにより、固体撮像装置１００内に、一定期間信号電荷が蓄積される。固体撮像装置１００は、光学系２０１によって結像された像光を画素単位で電気信号に変換して得られる画像信号を出力する。シャッタ装置２０２は、固体撮像装置１００への光の照射時間及び遮光時間を制御するための構成である。

システムコントローラ２０３は、固体撮像装置１００や信号処理部２０４に対して制御信号を出力しビデオカメラ２００全体の作動を制御する。システムコントローラ２０３は、固体撮像装置１００を所定のタイミングで駆動させるための駆動信号（タイミング信号）を生成し、固体撮像装置１００に供給する。システムコントローラ２０３から固体撮像装置１００に供給される駆動信号により、固体撮像装置１００の信号電荷の転送動作等が制御される。つまり、固体撮像装置１００は、システムコントローラ２０３から供給される駆動信号により、信号電荷の転送動作等を行う。

システムコントローラ２０３は、固体撮像装置１００を駆動するための駆動信号として各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像装置１００を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。システムコントローラ２０３は、シャッタ装置２０２の動作を制御するための駆動信号の生成・供給も行う。

信号処理部２０４は、各種の信号処理を行う機能を有し、固体撮像装置１００の出力信号を処理し、被写体の画像を生成する。信号処理部２０４は、入力された信号を処理することで、映像信号を出力する。信号処理部２０４から出力された映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力されたりする。なお、ビデオカメラ２００は、システムコントローラ２０３等に電源を供給するバッテリ等の電源部、撮像により生成した映像信号等を記憶する記憶部、装置全体を制御する制御部等を有する。

このように本実施形態の固体撮像装置１００を備えるビデオカメラ２００によれば、固体撮像装置１００内のボンディングワイヤー３０の反射に起因したフレアの発生が抑止される。従って、フレアの発生を抑制し、小型で高品質な電子機器を提供することができる。

なお、本技術は以下のような構成をとることもできる。

（１）基板に搭載された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に形成されたパッドと前記基板に形成されたリードとを電気的に接続するボンディングワイヤーと、
前記固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、
光透過性を有し前記固体撮像素子の撮像面と対向して前記フレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、
前記フレーム部材は、前記光学部材側から前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部を有し、
前記脚部が、前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とが一体的に固定される固体撮像装置。

（２）前記脚部が前記撮像面上の前記中間領域に接着されて、前記フレーム部材が前記固体撮像素子に固定される（１）に記載の固体撮像装置。

（３）前記フレーム部材は、前記脚部と繋がって前記固体撮像素子の側方を通り前記基板に向けて延びる第２脚部を有し、
前記脚部と前記第２脚部との間に、前記パッドと前記リードとを接続する前記ボンディングワイヤーが収容されるワイヤー収容部が形成される（１）または（２)に記載の固体撮像装置。

（４）前記ワイヤー収容部は、電気絶縁性を有する樹脂により充填されている（３）に記載の固体撮像装置。

（５）基板に固体撮像素子が搭載され、前記基板に形成されたリードと前記固体撮像素子に形成されたパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットの上方から、
前記固体撮像素子の側部を囲む枠状をなし下面側に前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部が形成されたフレーム部材を覆い被せ、
前記脚部が前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とを一体的に固定し、
前記フレーム材の上面側に、前記固体撮像素子の撮像面と対向するように光透過性を有する光学部材を取り付ける固体撮像装置の製造方法。

（６）前記脚部が前記撮像面上の前記中間領域に接着されて、前記フレーム部材が前記固体撮像素子に固定される（５）に記載の固体撮像装置の製造方法。

（７）基板に固体撮像素子が搭載され、前記基板に形成されたリードと前記固体撮像素子に形成されたパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットの上方から、
前記固体撮像素子の側部を囲む枠状をなし下面側に前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部が形成されたフレーム部材と、光透過性を有し前記フレーム部材の上面側に取り付けられた光学部材とを備えた光学ユニットを覆い被せ、
前記光学部材が前記固体撮像素子の撮像面と対向し、前記脚部が前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とを一体的に固定する固体撮像装置の製造方法。

（８）前記脚部が前記撮像面上の前記中間領域に接着されて、前記フレーム部材が前記固体撮像素子に固定される（７）に記載の固体撮像装置の製造方法。

（９）固体撮像装置と、前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、
基板に搭載された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に形成されたパッドと前記基板に形成されたリードとを電気的に接続するボンディングワイヤーと、
前記固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、
光透過性を有し前記固体撮像素子の撮像面と対向して前記フレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、
前記フレーム部材は、前記光学部材側から前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部を有し、
前記脚部が、前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とが一体的に固定されたものである電子機器。

１ センサーユニット
２ パッケージ
１０ 固体撮像素子
１１ 撮像面
１２ 撮像領域
１５ パッド
１５Ａ パッド形成領域
１６ 中間領域
２０ 基板
２５ リード
２５Ａ リード形成領域
３０ ボンディングワイヤー
５０ フレーム部材
５１ 第１脚部
５２ 第２脚部
５４ 光学部材搭載面
５５ ワイヤー収容部
５６ 接着剤
６０ 光学部材
１００ 固体撮像装置
２００ ビデオカメラ（電子機器）

Claims (8)

1. 基板に搭載された固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子に形成されたパッドと前記基板に形成されたリードとを電気的に接続するボンディングワイヤーと、
   前記固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、
   光透過性を有し前記固体撮像素子の撮像面と対向して前記フレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、
   前記フレーム部材は、前記光学部材側から前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部を有し、
   前記脚部が、前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とが一体的に固定され、
   前記フレーム部材は、前記脚部に接続され前記固体撮像素子の側方を通って前記基板に接続せずに終端された第２脚部を有し、
   前記基板の縁部の少なくとも一部が前記基板の面方向において前記第２脚部の底面の外縁よりも内側に位置している固体撮像装置。
2. 前記脚部が前記撮像面上の前記中間領域に接着されて、前記フレーム部材が前記固体撮像素子に固定される
   請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記脚部、前記第２脚部、前記フレーム部材の前記脚部と前記第２脚部とを接続する上枠部、及び前記基板により囲われたワイヤー収容部に電気絶縁性を有する樹脂が充填されており、
   前記第２脚部と前記基板との隙間は、未硬化の前記樹脂が流出しない程度に狭幅である請求項１又は請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 基板に固体撮像素子が搭載され、前記基板に形成されたリードと前記固体撮像素子に形成されたパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットの上方から、
   前記固体撮像素子の側部を囲む枠状をなし下面側に前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部が形成され、前記脚部に接続され前記固体撮像素子の側方を通って前記基板に接続せずに終端された第２脚部を有し、前記基板の縁部の少なくとも一部が前記基板の面方向において前記第２脚部の底面の外縁よりも内側に位置しているフレーム部材を覆い被せ、
   前記脚部が前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とを一体的に固定し、
   前記フレーム部材の上面側に、前記固体撮像素子の撮像面と対向するように光透過性を有する光学部材を取り付ける
   固体撮像装置の製造方法。
5. 前記脚部が前記撮像面上の前記中間領域に接着されて、前記フレーム部材が前記固体撮像素子に固定される
   請求項４に記載の固体撮像装置の製造方法。
6. 基板に固体撮像素子が搭載され、前記基板に形成されたリードと前記固体撮像素子に形成されたパッドとがボンディングワイヤーにより電気的に接続されたセンサーユニットの上方から、
   前記固体撮像素子の側部を囲む枠状をなし下面側に前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部が形成され、前記脚部に接続され前記固体撮像素子の側方を通って前記基板に接続せずに終端された第２脚部を有し、前記基板の縁部の少なくとも一部が前記基板の面方向において前記第２脚部の底面の外縁よりも内側に位置しているフレーム部材と、光透過性を有し前記フレーム部材の上面側に取り付けられた光学部材とを備えた光学ユニットを覆い被せ、
   前記光学部材が前記固体撮像素子の撮像面と対向し、前記脚部が前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とを一体的に固定する
   固体撮像装置の製造方法。
7. 前記脚部が前記撮像面上の前記中間領域に接着されて、前記フレーム部材が前記固体撮像素子に固定される
   請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
8. 固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
   前記固体撮像装置は、
   基板に搭載された固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子に形成されたパッドと前記基板に形成されたリードとを電気的に接続するボンディングワイヤーと、
   前記固体撮像素子の側部を囲む枠状のフレーム部材と、
   光透過性を有し前記固体撮像素子の撮像面と対向して前記フレーム部材に取り付けられた光学部材とを備え、
   前記フレーム部材は、前記光学部材側から前記固体撮像素子の撮像面に向けて突出する脚部を有し、
   前記脚部が、前記撮像面上における撮像領域と前記パッドの形成領域との間に位置する中間領域に当接した状態で、前記フレーム部材と前記固体撮像素子とが一体的に固定され、
   前記フレーム部材は、前記脚部に接続され前記固体撮像素子の側方を通って前記基板に接続せずに終端された第２脚部を有し、
   前記基板の縁部の少なくとも一部が前記基板の面方向において前記第２脚部の底面の外縁よりも内側に位置しているものである
   電子機器。

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