JP2008289096A - 固体撮像モジュール、撮像装置、撮像機器、および固体撮像モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度かつ容易に撮像装置を構成することができる固体撮像モジュール、そのような固体撮像モジュールを適用した撮像装置、およびそのような固体撮像モジュールを製造する方法を提供する。
【解決手段】固体撮像モジュール１は、入射光を電気信号に光電変換する画素が配置された受光部１１ｒを有する固体撮像素子１１と、受光部１１ｒを保護する透光性保護部１３とを備える。透光性保護部１３は、入射光を受光部１１ｒへ導光する導光部１３ｔと、導光部１３ｔの周囲に配置され受光部１１ｒの周囲で固体撮像素子１１の表面に当接された枠状当接部１３ｂと、枠状当接部１３ｂと結合して導光部１３ｔを支持する導光支持部１３ｗとを備える。枠状当接部１３ｂ（透光性保護部１３）は、受光部１１ｒの周囲に設けられた位置決めマーク１１ｍにより受光部１１ｒに対して位置決めされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、固体撮像素子の受光部を保護する透光性保護部を有する固体撮像モジュール、そのような固体撮像モジュールを備える撮像装置、およびそのような固体撮像モジュールの製造方法に関する。

近年、携帯電話などの携帯電子機器は、携帯性向上の観点から小型化・薄型化が積極的に図られている。加えて、性能に対する要求は、非常に高いものとなっている。例えば、携帯電話などに内蔵されるカメラモジュールは、搭載されるスペースが限られることから、小型化・薄型化の要求が非常に高いことに加えてデジタルスチールカメラと同等の性能が同時に求められている。

このような要求に対応するために、固体撮像素子の受光部を構成するセンサ画素の配置ピッチを細小化することによる高画素化、高屈折率レンズ群を用いることによる入射光の入射面から固体撮像素子の受光部までの光路長の短縮化などを実現している。

しかしながら、高画素化、光路長の短縮化などを実現するためには、撮像レンズ光学系と固体撮像素子との結合（取り付け）に対して非常に高い精度が要求されることから、生産性の低下、コストの増大の大きな要因となっている。

このような問題に対応するため、従来例として例えば、撮像レンズ光学系を構成するレンズに脚部を設け、脚部を固体撮像素子の表面に直接当接させることによりレンズの光軸方向での調整を簡略化する方法、撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開２００２−３２０１４９号公報 特開２００３−４６８２５号公報

しかしながら、上述した従来例に係る撮像装置では、固体撮像素子とレンズとの取り付けにおいて次のような問題がある。

すなわち、レンズの光軸に対して直角方向に配置された固体撮像素子へのレンズの取り付けでは、レンズを取り付けている鏡枠（レンズ鏡枠）と固体撮像素子を実装した配線基板との位置決めは、例えば自動組立機に備えられた光学センサを用いて行なう。

したがって、レンズと固体撮像素子との組立誤差は、レンズとレンズ鏡枠との間での組立誤差、および固体撮像素子と配線基板との間での組立誤差による大きな影響を受けることとなる。

また、遮光板、絞り、およびレンズ鏡枠の組み合わせで不要光の入射を防止し、所望の入射光のみを固体撮像素子の受光面に集光する構造としている。しかし、遮光板、絞り、およびレンズ鏡枠の組立誤差が大きい場合には、予想外の不要光が入射する可能性が高い。また、解析ツールなどを用いて不要光が入射しないように遮光板、絞り、レンズおよびレンズ鏡枠を設計した場合でも、形状が複雑になった場合は予想外の不要光、例えばレンズ鏡枠の内面で入射光が反射し、不要光となる場合もある。したがって、このような予想外の不要光問題を解決するために、修正、再試作などの追加の工程が必要となることから、開発時間の遅延、開発工数の増加を生じることがあるという問題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、入射光を受光部へ導光する導光部と、導光部の周囲に配置され受光部の周囲で固体撮像素子の表面に当接された枠状当接部とを備え、固体撮像素子の受光部を保護する透光性保護部を受光部の周囲に設けた位置決めマークにより固体撮像素子に位置決めすることにより、撮像レンズ光学系との組立誤差の少ない簡単な構造の透光性保護部を個体撮像素子の受光部に高精度かつ容易に位置決めし、高精度かつ容易に撮像装置を構成することができる固体撮像モジュールを提供することを目的とする。

また、本発明は、受光部を有する固体撮像素子と、受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュール、および、複数のレンズで構成されたレンズ群を保持して透光性保護部に当接されたレンズ保持部を備える撮像装置であって固体撮像モジュールを本発明に係る固体撮像モジュールで構成することにより、レンズ群を高精度かつ容易に固体撮像モジュールに取り付けた撮像装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、本発明に係る撮像装置を搭載した撮像機器とすることにより、高精度で生産性が良く小型化が可能な撮像機器を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、受光部を有する固体撮像素子と、入射光を受光部へ導光する導光部を有し受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュールの製造方法であって、固体撮像素子に形成された位置決めマークに基づいて導光部の光軸を受光部の中心に位置決めし、透光性保護部を固体撮像素子に取り付ける工程と、導光部の周囲に遮光用フィルムを貼付して遮光部を形成する工程とを備えることにより、透光性保護部（導光部）を受光部に対して高精度かつ容易に位置決めでき、また、遮光部を容易に形成できるので、高精度かつ容易に不要光の生じない撮像装置を構成することができる固体撮像モジュールを容易に製造できる固体撮像モジュールの製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明に係る固体撮像モジュールは、入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、前記受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュールであって、前記透光性保護部は、入射光を前記受光部へ導光する導光部と、該導光部の周囲に配置され前記受光部の周囲で前記固体撮像素子の表面に当接された枠状当接部とを備え、前記透光性保護部は、前記受光部の周囲に設けられた位置決めマークにより位置決めされていることを特徴とする。

この構成により、撮像レンズ光学系との組立誤差の少ない簡単な構造の透光性保護部を個体撮像素子の受光部に高精度かつ容易に位置決めすることが可能となり、高精度かつ容易に撮像装置を構成することができる固体撮像モジュールとすることができる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記位置決めマークは、前記導光部の光軸を前記受光部の中心に一致させる位置に配置してあることを特徴とする。

この構成により、透光性保護部を受光部に高精度に位置決めできるので、撮像対象からの入射光を高精度に効率良く受光することが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記位置決めマークは、前記枠状当接部、もしくは前記枠状当接部と結合して前記導光部を支持する導光支持部に対応する位置に配置してあることを特徴とする。

この構成により、枠状当接部を用いて容易に位置決めすることが可能となり、また、透光性保護部の外周より導光部に近い位置となる導光支持部に対応する位置（導光部の光軸に近い位置）に位置決めマークを配置した場合は、導光部の光軸と受光部の中心とをより高精度に位置決めすることが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記導光支持部の入射光が入射する側を構成する外向面は、前記導光部の光軸と交差する平面としてあることを特徴とする。

この構成により、組立工程で外向面を基準面として活用できることから、組立精度の高い固体体撮像モジュールとすることができる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記外向面は、入射光を遮光する遮光部を備えることを特徴とする。

この構成により、導光部以外の領域への不要な入射光を高精度に遮光することが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記導光部の前記受光部に対向する面は、前記導光部の光軸に交差する平面としてあることを特徴とする。

この構成により、入射光を受光部へ精度良く結像させることが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記平面に光学フィルタを設けてあることを特徴とする。

この構成により、高精度かつ容易に光学フィルタを取り付けることが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記導光部は、入射光が入射する側を凸状とされ入射光を前記受光部に集光する構成としてあることを特徴とする。

この構成により、簡単な構造で不要光の入射を確実に防止し、また、入射光を受光部へ高精度に集光して光路長を短縮することができるので、固体撮像モジュールの小型化を図ることが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記枠状当接部の前記固体撮像素子に当接する当接面は、前記導光部の光軸に対して垂直に構成してあることを特徴とする。

この構成により、光軸チルトの調整をせずに透光性保護部を個体撮像素子に取り付けることが可能となる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールでは、前記固体撮像素子は、配線基板に実装してあり、前記透光性保護部から前記配線基板にわたって形成された樹脂封止部を備えることを特徴とする。

この構成により、透光性保護部を樹脂封止部で固定することが可能となり、透光性保護部の固体撮像素子に対する取り付け強度を確保し信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、前記受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュール、および、複数のレンズで構成されたレンズ群を保持して前記透光性保護部に当接されたレンズ保持部を備える撮像装置であって、前記固体撮像モジュールは請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の固体撮像モジュールであることを特徴とする。

この構成により、撮像レンズ光学系を構成するレンズ群を高精度かつ容易に固体撮像モジュールに取り付けることができる撮像装置とすることが可能となる。

また、本発明に係る撮像装置では、前記位置決めマークは、前記レンズ群の光軸および前記導光部の光軸を前記受光部の中心に一致させる位置に配置してあることを特徴とする。

この構成により、レンズ群の光軸を導光部の光軸に対して容易かつ高精度に位置合わせすることが可能となる。

また、本発明に係る撮像装置では、前記レンズ保持部は、前記遮光部に当接してあることを特徴とする。

この構成により、受光部への不要光の入射を確実に防止することができる撮像装置とすることが可能となる。

また、本発明に係る撮像装置では、前記レンズ保持部は、前記レンズ群および前記導光部を介して前記受光部へ入射する入射光が前記受光部で結像するように前記レンズ群と前記導光部との間隔を画定してあることを特徴とする。

この構成により、レンズ群および固体撮像モジュールの光軸方向での位置調整をする必要が無くなるので、高精度かつ容易に製造することが可能な撮像装置とすることができる。

また、本発明に係る撮像機器は、固体撮像素子を有する固体撮像モジュールと、レンズ群を保持するレンズ保持部とを備える撮像装置を搭載した撮像機器であって、前記撮像装置は、本発明に係る撮像装置であることを特徴とする。

この構成により、高精度の撮像光学系を備え、小型化が可能となる撮像機器を生産性良く提供することができる。

また、本発明に係る固体撮像モジュールの製造方法は、入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、入射光を前記受光部へ導光する導光部を有し前記受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュールの製造方法であって、前記固体撮像素子に形成された位置決めマークに基づいて前記導光部の光軸を前記受光部の中心に位置決めし、前記透光性保護部を前記固体撮像素子に取り付ける保護部取付工程と、前記導光部の周囲に遮光用フィルムを貼付して遮光部を形成する遮光部形成工程と、前記固体撮像素子を配線基板に実装する素子実装工程と、前記透光性保護部から前記配線基板にわたって前記固体撮像素子を保護する樹脂封止部を形成する樹脂封止工程とを備えることを特徴とする。

この構成により、透光性保護部（導光部）を受光部に対して高精度かつ容易に位置決めでき、また、遮光部を容易に形成できるので、高精度かつ容易に不要光の生じない撮像装置を構成することができる固体撮像モジュールを容易に製造することが可能となる。

本発明に係る固体撮像モジュールによれば、入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、受光部を保護する透光性保護部とを備え、透光性保護部に受光部の周囲で固体撮像素子の表面に当接された枠状当接部を設け、枠状当接部を受光部の周囲に設けられた位置決めマークにより位置決めしてあることから、撮像レンズ光学系との組立誤差の少ない簡単な構造の透光性保護部を個体撮像素子の受光部に高精度かつ容易に位置決めすることが可能となり、高精度かつ容易に撮像装置を構成することができる固体撮像モジュールとすることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る撮像装置によれば、固体撮像モジュール、および、複数のレンズで構成されたレンズ群を保持して透光性保護部に当接されたレンズ保持部を備え、固体撮像モジュールを本発明に係る固体撮像モジュールで構成することから、レンズ群（撮像レンズ光学系）を高精度かつ容易に固体撮像モジュールに取り付けることができる撮像装置とすることが可能となるという効果を奏する。

また、本発明に係る撮像機器によれば、本発明に係る撮像装置を搭載することから、高精度の撮像光学系を備え、撮像機器を生産性良く提供することができるという効果を奏する。

本発明に係る固体撮像モジュールの製造方法によれば、入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、入射光を受光部へ導光する導光部を有し受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュールの製造に際して、固体撮像素子表面の位置決めマークに基づいて導光部の光軸を受光部の中心に位置決めし、透光性保護部を固体撮像素子に取り付け、導光部の周囲に遮光用フィルムを貼付して遮光部を形成することから、透光性保護部（導光部）を受光部に対して高精度かつ容易に位置決めでき、また、遮光部を容易に形成できるので、高精度かつ容易に不要光の生じない撮像装置を構成することができる固体撮像モジュールを容易に製造することが可能となるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１ないし図３に基づいて、本発明の実施の形態１に係る固体撮像モジュールについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像モジュールの全体を示す斜視図である。図２は、図１に示した固体撮像モジュールの樹脂封止部を除いて分解した透光性保護部を示す分解斜視図である。図３は、図１に示した固体撮像モジュールの光軸およびワイヤを通る面での要部断面を示す断面図である。

本実施の形態に係る固体撮像モジュール１は、入射光を電気信号に光電変換する画素（不図示）が配置された受光部１１ｒを有する固体撮像素子１１と、受光部１１ｒを保護する透光性保護部１３とを備える。

固体撮像素子１１は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサーやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーなどで構成してある。また、受光部１１ｒの周囲には、図示しない回路部が配置され、外部に対する接続端子としての素子パッド１１ｐが周縁に配置してある。

透光性保護部１３は、入射光を受光部１１ｒへ導光する導光部１３ｔと、導光部１３ｔの周囲に配置され受光部１１ｒの周囲で固体撮像素子１１の表面に当接された枠状当接部１３ｂとを備える。

導光部１３ｔと枠状当接部１３ｂとの間には、枠状当接部１３ｂと結合して導光部１３ｔを支持する導光支持部１３ｗが配置してある。つまり、枠状当接部１３ｂは、導光支持部１３ｗに対して脚状に形成してある。したがって、受光部１１ｒの表面に対する導光部１３ｔからの機械的影響を排除することができる。

また、枠状当接部１３ｂ（透光性保護部１３）は、受光部１１ｒの周囲に設けられた位置決めマーク１１ｍにより受光部１１ｒに対して位置決めされている。

つまり、位置決めマーク１１ｍは、透光性保護部１３を固体撮像素子１１の表面に取り付ける際の基準として作用する。位置決めマーク１１ｍは、固体撮像素子１１の表面に例えば金属、酸化膜または窒化膜などで適宜パターニングして形成することができる。

受光部１１ｒに対する透光性保護部１３の位置決めは、例えば、透光性保護部１３（枠状当接部１３ｂ）の端部（例えば透光性保護部１３の４隅が構成する対角線のいずれか一つに対応させて位置決めマーク１１ｍを２ヶ所形成した場合には、透光性保護部１３の対角線上にある２ヶ所の角部。

あるいは、透光性保護部１３の４隅が構成する対角線の両方に対応させて位置決めマーク１１ｍを４ヶ所形成した場合には、透光性保護部１３の対角線上にある４ヶ所の角部。）を位置決めマーク１１ｍに一致させて、位置決め位置ＡＰで位置合わせすることにより行なうことが可能である。透光性保護部１３と受光部１１ｒとの位置決めによって、導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１を受光部１１ｒ（受光面）の中心に一致させることとなる。

つまり、位置決めマーク１１ｍは、導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１を受光部１１ｒの中心に一致させる位置に配置してある。したがって、光軸Ｌａｘ１に垂直な方向で、透光性保護部１３の外形に基づいて（つまり、透光性保護部１３の外形基準で）透光性保護部１３を受光部１１ｒに高精度かつ容易に位置決めできるので、撮像対象からの入射光を高精度に効率良く受光部１１ｒで受光（結像）する固体撮像モジュール１とすることが可能となる。

固体撮像素子１１の表面に当接する枠状当接部１３ｂの当接面１３ｂｓは、導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１に対して垂直に構成してある。したがって、光軸チルトの調整をせずに透光性保護部１３を個体撮像素子１１に取り付けることが可能となる。なお、固体撮像素子１１の表面への当接面１３ｂｓ（透光性保護部１３）の取り付け固定は、適宜の接着剤（例えばエポキシ系接着剤）を予め当接面１３ｂｓに塗布し、位置決め位置ＡＰに透光性保護部１３を位置決めした後、適宜の圧力で押圧することにより接着して行なう。

また、押圧することで、接着剤が受光部１１ｒに付着する場合は、例えば、枠状当接部１３ｂの一部もしくは全周に接着剤溜部１３ｃを設けて透光性保護部１３と固体撮像素子１１をＵＶ硬化樹脂などで仮固定した後、樹脂封止部１５を形成して固定する形態としても良い。

本実施の形態に係る固体撮像モジュール１は、撮像レンズ光学系２ｉｍ（レンズ群２１、レンズ保持部２２。実施の形態２参照）との組立誤差の少ない簡単な構造の透光性保護部１３を個体撮像素子１１の受光部１１ｒに高精度かつ容易に位置決めすることができる。したがって、本実施の形態に係る固体撮像モジュール１によれば、高精度かつ容易に撮像装置２（実施の形態２参照）を構成することができる。

透光性保護部１３は、撮像レンズ光学系２ｉｍ（レンズ群２１、レンズ保持部２２）と受光部１１ｒとの間に位置して、レンズ群２１を透光性保護部１３へ固定し、また、外部からの受光部１１ｒへのゴミの進入を防ぐ役割を有する。

したがって、枠状当接部１３ｂの入射光が入射する側の面（当接面１３ｂｓに対して反対側の面を構成し、導光支持部１３ｗの入射光が入射する側を構成する外向面１３ｗｓ）は、レンズ群２１との光学位置を整合させるために、光軸Ｌａｘ１に垂直方向で交差する平面としてある。つまり、外向面１３ｗｓを光軸Ｌａｘ１と交差する平面とすることから、以降の組立工程で外向面１３ｗｓを基準面として活用できるので、組立精度の高い固体体撮像モジュール１とすることができる。

透光性保護部１３は、導光部１３ｔの周囲への入射光を遮光する遮光部１３ｓを導光部１３ｔの周囲に備える。つまり、外向面１３ｗｓは、入射光を遮光する遮光部１３ｓを備える。この構成により、導光部１３ｓ以外の領域への不要な入射光を高精度に遮光することが可能となる。

導光部１３ｔの入射光が入射する側を凸状として入射光を受光部１１ｒに集光する構成とすることが可能である。つまり、導光部１３ｔの入射光の入射側（レンズ群２１側）を凸状とすることにより、導光部１３ｔが平坦な両面を有する板状である場合と比較して、全体の光路長を短縮することが可能となる。

この構成により、簡単な構造で不要光の入射を確実に防止し、また、入射光を受光部１１ｒへ高精度に集光して光路長を短縮することができるので、固体撮像モジュール１（撮像装置２）の小型化、薄型化を図ることが可能となる。

導光部１３ｔの受光部１１ｒに対向する面は、導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１に対して垂直方向で交差する平面としてある。したがって、入射光を受光部１１ｒへ精度良く結像させることが可能となる。

導光部１３ｔの受光部１１ｒに対向する面（平面）に光学フィルタ１３ｆ（例えばＩＲ（赤外光）カットフィルタ）を設けてある。導光部１３ｔの受光部１１ｒに対向する面は、平面としてあることから、高精度かつ容易に光学フィルタ１３ｆを取り付けることが可能となる。光学フィルタ１３ｆは、適宜の接着剤を塗布して接着することができる。

また、透光性保護部１３は、撮像レンズ光学系２ｉｍ（レンズ群２１）からの入射光の内、不要光を遮光部１３ｓによって遮光し、撮像光としての入射光を受光部１１ｒに導光するために透明（透光性）としてある。

なお、透光性保護部１３は、全体として精密な一体成形が可能な透明な合成樹脂材料で形成することが望ましい。

固体撮像素子１１は、配線基板１２に実装してあり、透光性保護部１３から配線基板１２にわたって形成された樹脂封止部１５を備える。この構成により、透光性保護部１３を樹脂封止部１５で固定することが可能となり、透光性保護部１３の固体撮像素子１１に対する取り付け強度を確保し信頼性を向上させることができる。

なお、配線基板１２の周縁には、ワイヤ１２ｗを介して素子パッド１１ｐと接続される配線パッド１２ｐが配置してある。したがって、樹脂封止部１５は、透光性保護部１３の固定に加えて、ワイヤ１２ｗを保護する役割を有する。

また、光軸方向Ｌａｘ１に交差する方向で透光性保護部１３の側面を樹脂封止部１５によって樹脂封止することから、入射光の入射側（像面側）からの不要光を遮光部１３ｓと樹脂封止部１５で遮光することが可能となるので、透光性保護部１３の側面に追加の遮光部を設ける必要がない。

遮光部１３ｓは、枠状当接部１３ｂの入射光が入射する側の平面（当接面１３ｂｓに対して反対側の平面）に配置してあり、入射光の入射側および固体撮像素子１１側とも導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１に対して垂直方向で交差する平面状（つまり、平板状）としてある。この構成により、導光部１３ｔ以外の領域への不要な入射光（不要光）を高精度に遮光することが可能となる。

遮光部１３ｓは、平板状で受光部１１ｒへの不要光の入射を防止する役割を持つが、透光性保護部１３の内で受光部１１ｒへ入射光を導光する領域（導光部１３ｔ）以外の領域が遮光可能であればよく、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの着色されたフィルム（例えば黒色に着色された遮光用フィルム）の貼付、顔料系黒色インクによる直接着色、または導光部１３ｔと遮光部１３ｓの２色成型などによって構成することが可能である。

遮光部１３ｓを着色フィルムの貼付などで形成する場合には、受光部１１ｒに対する透光性保護部１３の位置決め、固定をした後に遮光部１３ｓを形成することが可能となる。したがって、透光性保護部１３の位置決め、固定をした後に遮光部１３ｓを形成する場合、着色フィルムの貼付前の遮光部１３ｓに対応する領域（導光支持部１３ｗの外側表面としての外向面１３ｗｓに対応する領域）は、導光部１３ｔと同一素材で構成されていることから、遮光部１３ｓ（導光支持部１３ｗ）に対応する位置に位置決めマーク１１ｍを配置することが可能となる。

つまり、位置決めマーク１１ｍに対応する対応位置決めマーク（不図示）を導光支持部１３ｗに対応する位置に配置し、位置決めマーク１１ｍと対応位置決めマークとを位置合わせすることにより透光性保護部１３の位置決めを行なうことができる。

この構成により、透光性保護部１３の外周より導光部１３ｔに近い位置となる導光支持部１３ｗに対応する位置（導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１に近い位置）に位置決めマーク１１ｍを配置できるので、導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１と受光部１１ｒの中心とをより高精度に位置決めすることが可能となる。また、位置決めマーク１１ｍの配置の自由度が向上することから、固体撮像素子１１の表面に回路部品が実装されているような場合でも、固体撮像素子１１の表面に位置決めマーク１１ｍを高精度に設けることが可能となる。

上述したとおり、透光性保護部１３の位置合わせは透光性保護部１３の外形を基準とする場合に限らず、導光支持部１３ｗに対応する位置（透光性保護部１３の内側領域）においても行なうことが可能である。つまり、遮光部１３ｓを形成しない場合は当然であるが、遮光部１３ｓを形成する場合であっても導光支持部１３ｗ（外向面１３ｗｓ）に対応する位置に位置決めマーク１１ｍを形成して位置決めを行なうことが可能となる。したがって、透光性保護部１３は、受光部１１ｒの周囲に設けられた位置決めマーク１１ｍにより位置決めすることが可能である。

また、透光性保護部１３の枠状当接部１３ｂに、外側との通気を可能とする通気孔（不図示）を設けることも可能であり、通気孔を形成した場合は、固体固体撮像素子１１の受光面の結露を防止することができる。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態１に係る固体撮像モジュール１を製造する製造方法を実施の形態２として説明する。なお、固体撮像モジュール１については、実施の形態１（図１ないし図３）での符号を適宜援用する。

本実施の形態は、入射光を電気信号に光電変換する受光部１１ｒを有する固体撮像素子１１と、入射光を受光部１１ｒへ導光する導光部１３ｔを有し受光部１１ｒを保護する透光性保護部１３とを備える固体撮像モジュール１の製造方法に係る。

固体撮像素子１１に形成された位置決めマーク１１ｍに基づいて導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１を受光部１１ｒの中心（受光面の中心位置）に位置決めし、透光性保護部１３を固体撮像素子１１に取り付ける（保護部取付工程）。保護部取付工程では、固体撮像素子１１は、ウエハ状態、またはチップ状態のいずれの状態で透光性保護部１３を取り付けすることも可能である。

ウエハ状態で透光性保護部１３を取り付ける場合は、位置決めが容易になるが製造装置が大規模になる。また、チップ状に切断するときの受光部１１ｒの表面の汚れを防止することが可能となる。

チップ状態で透光性保護部１３を取り付ける場合は、チップの位置決めが必要になるが製造装置を簡略化することができる。

透光性保護部１３の入射光の入射側表面で導光部１３ｔの周囲に遮光部１３ｓを形成する（遮光部形成工程）。遮光部１３ｓは、実施の形態１で記載したとおり２色成型を利用すれば、透光性保護部１３の形成と同時に行なうことも可能であり、この場合は、遮光部形成工程を省略することができる。本実施の形態では、遮光部形成工程で、遮光部１３ｓを形成することとした。例えば、実施の形態１で記載したとおり着色したフィルム（遮光用フィルム）の貼付により形成することが可能である。また、実施の形態１で記載したとおり、顔料系黒色インクによる直接着色によって形成することも可能となる。

本実施の形態では、透光性保護部１３を固体撮像素子１１に取り付ける前、取り付けた後のいずれでも遮光部１３を形成することは可能である。透光性保護部１３を固体撮像素子１１に取り付けた後に遮光部１３を形成することとした場合は、実施の形態１で記載したとおり、位置決めマーク１１ｍの配置を対応する遮光部１３ｓの領域に配置することが可能となる。つまり、位置決めマーク１１ｍを透光性保護部１３の外周より光軸Ｌａｘ１に近い位置（透光性保護部１３の外周より内側）に配置することが可能となり、位置決めマーク１１ｍの配置の自由度を向上させ、位置決め精度を向上させることが可能となる。

透光性保護部１３を取り付けた固体撮像素子１１を配線基板１２に実装する（素子実装工程）。固体撮像素子１１を配線基板１２へダイボンドした後、ワイヤ１２ｗを用いて、素子パッド１１ｐと配線パッド１２ｐとを接続する。

素子実装工程の後、透光性保護部１３から配線基板１２にわたって固体撮像素子１１を保護する樹脂封止部１５を形成する（樹脂封止工程）。樹脂封止部１５は、適宜の樹脂封止技術（例えば、注型、トランスファモールド）を適用して形成することが可能である。

本実施の形態では、透光性保護部１３（導光部１３ｔ）を受光部１１ｒに対して高精度かつ容易に位置決めでき、また、遮光部１３ｓを容易に形成できるので、高精度かつ容易に不要光の生じない撮像装置２を構成することができる固体撮像モジュール１を容易に製造することが可能となる。

＜実施の形態３＞
図４および図５に基づいて、実施の形態３に係る撮像装置について説明する。本実施の形態に係る撮像装置は、実施の形態１に係る固体撮像モジュール１を適用してある。したがって、実施の形態１での符号を適宜援用し、主に異なる事項について説明する。

図４は、本発明の実施の形態３に係る撮像装置の樹脂封止部を除いて分解した透光性保護部、レンズ保持部を示す分解斜視図である。図５は、図４に示した撮像装置の光軸およびワイヤを通る面での要部断面を示す断面図である。

本実施の形態に係る撮像装置２は、入射光を電気信号に光電変換する受光部１１ｒを有する固体撮像素子１１と、受光部１１ｒを保護する透光性保護部１３とを備える固体撮像モジュール１、および、複数のレンズで構成されたレンズ群２１を保持して透光性保護部１３に当接されたレンズ保持部２２を備える。レンズ群２１およびレンズ保持部２２は、撮像装置２の撮像レンズ光学系２ｉｍを構成する。

レンズ群２１は、像面からの入射光を導光部１３ｔに集光するように適宜の間隔で配置された複数のレンズで構成してある。各レンズは、例えば光学樹脂、ガラスで形成してある。レンズ保持部２２は、レンズ群２１を固定保持して固体撮像モジュール１に対する撮像レンズ光学系２ｉｍを透光性保護部１３に固定する。

光学結合部２４は、レンズ保持部２２を固体撮像モジュール１の枠状当接部１３ｂ（遮光部１３ｓ）に当接させて固定する封止樹脂である。レンズ保持部２２は、遮光部１３ｓに当接してある。したがって、受光部１１ｒへの不要光の入射を確実に防止することができる撮像装置２とすることが可能となる。

光学結合部２４は、レンズ保持部２２と適宜係合してレンズ保持部２２を固定してある。例えば、レンズ保持部２２と光学結合部２４との当接面に相互に嵌合する凹凸部を形成してある。

光学結合部２４は、また、樹脂封止部１５とも適宜固定してある。したがって、樹脂封止部１５、遮光部１３ｓ、レンズ保持部２２、光学結合部２４の連係により固体撮像モジュール１および撮像装置２を確実に結合することが可能となる。

実施の形態１に係る固体撮像モジュール１の透光性保護部１３にレンズ保持部２２（保持端面２２ｓ）を当接することから、レンズ群２１を高精度かつ容易に固体撮像モジュール１に取り付けることができる撮像装置２とすることが可能となる。保持端面２２ｓは、レンズ保持部２２を透光性保護部１３に当接（接着）させる面であり、レンズ群２１の光軸Ｌａｘ２に対して垂直方向で交差する構成としてある。

したがって、レンズ群２１（レンズ保持部２２）の光軸Ｌａｘ２を透光性保護部１３の光軸Ｌａｘ１に位置合わせすることにより撮像装置２を高精度かつ容易に構成することが可能となる。

当接面１３ｂｓ、遮光部１３ｓ（導光支持部１３ｗ、外向面１３ｗｓ）、保持端面２２ｓは、いずれも光軸Ｌａｘ１、Ｌａｘ２に対して垂直方向で交差する構成としてある。したがって、受光部１１ｒに対する透光性保護部１３の位置決めは受光部１１ｒの中心に対して光軸Ｌａｘ１を位置合わせして当接することにより高精度で容易に行なうことができる。また、透光性保護部１３に対するレンズ保持部２２の位置決めは光軸Ｌａｘ１に対して光軸Ｌａｘ２を位置合わせして当接することにより高精度で容易に行なうことができる。つまり、光軸チルトの調整をせずに固体撮像モジュール１とレンズ保持部２２（レンズ群２１）とを結合させて撮像装置２を組み立てることが可能となる。

レンズ保持部２２は、レンズ群２１および導光部１３ｔを介して受光部１１ｒへ入射する入射光が受光部１１ｒで結像するようにレンズ群２１と導光部１３ｔとの間隔（図示しないが、例えば、光軸方向でのレンズ中心で規定することができる。））を画定してある。したがって、レンズ群２１および固体撮像モジュール１の光軸方向での位置調整をする必要が無くなるので、高精度かつ容易に製造することが可能な撮像装置２とすることができる。

また、例えば透光性保護部材１３に対する不要光対策の必要がないことから遮光部１３ｓが不要な場合などでは、透光性保護部材１３を介して位置決めマーク１１ｍを確認することができる。したがって、光軸Ｌａｘ１、Ｌａｘ２が一致するように、位置決めマーク１１ｍを設けておくことにより、透光性保護部材１３とレンズ群２１の位置決めを高精度に行うことが可能となる。

つまり、位置決めマーク１１ｍは、レンズ群２１の光軸Ｌａｘ２および導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１を受光部１１ｒの中心に一致させる位置に配置してある。したがって、レンズ群２１の光軸Ｌａｘ２を導光部１３ｔの光軸Ｌａｘ１（受光部１１ｒの中心）に対して容易かつ高精度に位置合わせすることが可能となる。

なお、透光性保護部１３、導光部１３ｔ、導光支持部１３ｗ（外向面１３ｗｓ）の形状は、予めレンズ群２１の焦点距離などの光学特性を考慮して形成しておく。つまり、透光性保護部１３の成型精度およびレンズ保持部２２の組立精度で、撮像装置２（撮像レンズ光学系２ｉｍ）の総合的な光学精度を規定することが可能となる。

本実施の形態に係る撮像装置２によれば、高精度で容易に組み立てることが可能で、小型化、薄型化が可能な固体撮像モジュール１を適用することから、生産性良く、小型化、薄型化を実現することが可能となる。

＜実施の形態４＞
本実施の形態に係る撮像機器（不図示）は、撮像機能を有する撮像部を備え、撮像部に実施の形態３に係る撮像装置２を備える。したがって、実施の形態１、実施の形態３での符号を適宜援用し、主に異なる事項について説明する。

つまり、本実施の形態に係る撮像機器は、固体撮像素子１１を有する固体撮像モジュール１と、レンズ群２１を保持するレンズ保持部２２とを備える撮像装置２を搭載した撮像機器であって、撮像装置２は、本発明の実施の形態３に係る撮像装置であることを特徴とする。

したがって、容易かつ高精度に位置決めされた固体撮像モジュール１とレンズ群２１とを備える撮像装置２を搭載した撮像機器とすることが可能となり、高精度の撮像光学系を備え、小型化が可能となる撮像機器を生産性良く提供することができる。

本実施の形態に係る撮像機器は、例えば携帯電話などとして実用化することが可能である。なお、撮像機器の構成は用途に応じて適宜自由に設定することが可能であるので詳細は省略する。

本発明の実施の形態１に係る固体撮像モジュールの全体を示す斜視図である。 図１に示した固体撮像モジュールの樹脂封止部を除いて分解した透光性保護部を示す分解斜視図である。 図１に示した固体撮像モジュールの光軸およびワイヤを通る面での要部断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る撮像装置の樹脂封止部を除いて分解した透光性保護部、レンズ保持部を示す分解斜視図である。 図４に示した撮像装置の光軸およびワイヤを通る面での要部断面を示す断面図である。

符号の説明

１ 固体撮像モジュール
１１ 固体撮像素子
１１ｒ 受光部
１１ｐ 素子パッド
１１ｍ 位置決めマーク
１２ 配線基板
１２ｐ 配線パッド
１２ｗ ワイヤ
１３ 透光性保護部
１３ｂ 枠状当接部
１３ｂｓ 当接面
１３ｃ 接着剤溜部
１３ｆ 光学フィルタ
１３ｓ 遮光部
１３ｔ 導光部
１３ｗ 導光支持部
１３ｗｓ 外向面
１５ 樹脂封止部
２ 撮像装置
２ｉｍ 撮像レンズ光学系
２１ レンズ群
２２ レンズ保持部
２２ｓ 保持端面
２４ 光学結合部
ＡＰ 位置決め位置
Ｌａｘ１ 光軸
Ｌａｘ２ 光軸

Claims (16)

1. 入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、前記受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュールであって、
   前記透光性保護部は、入射光を前記受光部へ導光する導光部と、該導光部の周囲に配置され前記受光部の周囲で前記固体撮像素子の表面に当接された枠状当接部とを備え、前記透光性保護部は、前記受光部の周囲に設けられた位置決めマークにより位置決めされていること
   を特徴とする固体撮像モジュール。
2. 前記位置決めマークは、前記導光部の光軸を前記受光部の中心に一致させる位置に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像モジュール。
3. 前記位置決めマークは、前記枠状当接部、もしくは前記枠状当接部と結合して前記導光部を支持する導光支持部に対応する位置に配置してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像モジュール。
4. 前記導光支持部の入射光が入射する側を構成する外向面は、前記導光部の光軸と交差する平面としてあることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像モジュール。
5. 前記外向面は、入射光を遮光する遮光部を備えることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像モジュール。
6. 前記導光部の前記受光部に対向する面は、前記導光部の光軸に交差する平面としてあることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の固体撮像モジュール。
7. 前記平面に光学フィルタを設けてあることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像モジュール。
8. 前記導光部は、入射光が入射する側を凸状とされ入射光を前記受光部に集光する構成としてあることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の固体撮像モジュール。
9. 前記枠状当接部の前記固体撮像素子に当接する当接面は、前記導光部の光軸に対して垂直に構成してあることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の固体撮像モジュール。
10. 前記固体撮像素子は、配線基板に実装してあり、前記透光性保護部から前記配線基板にわたって形成された樹脂封止部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の固体撮像モジュール。
11. 入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、前記受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュール、および、複数のレンズで構成されたレンズ群を保持して前記透光性保護部に当接されたレンズ保持部を備える撮像装置であって、
    前記固体撮像モジュールは請求項１ないし請求項１０のいずれか一つに記載の固体撮像モジュールであることを特徴とする撮像装置。
12. 前記位置決めマークは、前記レンズ群の光軸および前記導光部の光軸を前記受光部の中心に一致させる位置に配置してあることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 前記レンズ保持部は、前記遮光部に当接してあることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
14. 前記レンズ保持部は、前記レンズ群および前記導光部を介して前記受光部へ入射する入射光が前記受光部で結像するように前記レンズ群と前記導光部との間隔を画定してあることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか一つに記載の撮像装置。
15. 固体撮像素子を有する固体撮像モジュールと、レンズ群を保持するレンズ保持部とを備える撮像装置を搭載した撮像機器であって、
    前記撮像装置は、請求項１１ないし請求項１４のいずれか一つに記載の撮像装置であることを特徴とする撮像機器。
16. 入射光を電気信号に光電変換する受光部を有する固体撮像素子と、入射光を前記受光部へ導光する導光部を有し前記受光部を保護する透光性保護部とを備える固体撮像モジュールの製造方法であって、
    前記固体撮像素子に形成された位置決めマークに基づいて前記導光部の光軸を前記受光部の中心に位置決めし、前記透光性保護部を前記固体撮像素子に取り付ける保護部取付工程と、
    前記導光部の周囲に遮光用フィルムを貼付して遮光部を形成する遮光部形成工程と、
    前記固体撮像素子を配線基板に実装する素子実装工程と、
    前記透光性保護部から前記配線基板にわたって前記固体撮像素子を保護する樹脂封止部を形成する樹脂封止工程と
    を備えることを特徴とする固体撮像モジュールの製造方法。

Images