JP2010062750A - 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ部と撮像部とを高精度に位置合わせしつつ、耐衝撃性を備えた固体撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の固体撮像装置１００は、固体撮像素子２２の受光部に対向するとともに固体撮像素子２２との間に間隔を有して配置された透光性蓋部２４が、レンズ部と離間して設けられている。さらに、透光性蓋部２４に、固体撮像素子２２に対するレンズ部の位置合わせ基準となる位置合わせマーク２６が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ部と撮像部とが高精度に位置合わせされた固体撮像装置およびその固体撮像装置を備えた電子機器に関する。

携帯電話のカメラに応用されている固体撮像装置（カメラモジュール）は通常、固体撮像素子、信号処理装置（ＤＳＰ）、レンズ、レンズ保持具、および鏡胴が、パッケージに集積されている。従来の固体撮像装置は、単焦点式が主流であったが、近年では、高画素、高画質、高機能志向が進んできている。このため、携帯電話に組み込まれる固体撮像装置でさえ、ディジタルスチルカメラなどの撮像専用機と同等の画素数になっていると共に、ズーム機能またはオートフォーカス機能を実現するための光学的機構も搭載されている。

一方、固体撮像装置に設定された機能を発揮させるためには、固体撮像素子の光学的な中心と、レンズをはじめとする光学部品の光学的な中心とが、一致していなければならない。固体撮像素子の光学的な中心は、固体撮像素子上に複数画素が並んで形成された画素平面の設計上の中心、すなわち画素中心である。一方、光学部品の光学的な中心は、レンズの中心、すなわち光軸である。画素中心とレンズの中心（光軸）とが一致していない場合、固体撮像素子の設計上、撮像した画像の四隅がぼけたり、暗くなったりするという不具合が生じる。

従って、固体撮像装置の高画素、高画質、高機能化を実現するには、画素中心と光軸とが同一直線上に配置され、なおかつ、固体撮像素子の受光平面（受光面）と光軸とが、直交していることが、必要不可欠となる。

固体撮像装置が携帯機器または携帯電話に組み込まれるようになった初期は、小型化、軽量化の観点から、固体撮像装置は非常に簡便な構成であった。しかし、昨今の固体撮像装置は、精密かつ高精度な機構が使用されたり、ＩＣ製造プロセスの発展に伴う固体撮像素子の受光部の高精細化が進んだりしている。その結果、これらが要因となって、固体撮像装置の組み立て時に、画素中心とレンズの中心との位置合わせに要求される精度が高まっている。

一方、固体撮像装置が組み込まれる携帯機器または携帯電話は、小型化（コンパクト化）、軽量化、および省電力化が要求される。このため、携帯機器または携帯電話に組み込まれる固体撮像装置には、一般的な撮像専用機に採用されている、画素中心とレンズの中心との位置合わせを補正するための、複雑な補正機構などを使用できない状況にある。

従来、固体撮像装置の組み立て時の光学部品の位置合わせは、固体撮像素子が実装された配線基板を基準に行われてきた。具体的には、固体撮像素子の受光面が、配線基板における固体撮像素子の実装面と同一または平行とみなされ、その実装面を基準にして位置合わせを行い、レンズおよびレンズ保持具などの光学部品が、配線基板上に実装される。

この位置合わせ方法には、配線基板への部品実装装置（半田付け装置）を流用することができる。このため、設備投資を最小に抑えられると共に、ノウハウも流用できるという利点があった。しかし、昨今の固体撮像装置の高精度化が進むにつれ、配線基板の製造上のばらつきや、固体撮像装置に搭載されるその他の部品の寸法のばらつき、または組み立てや実装の精度のばらつきが顕在化してきた。

フォーカス（焦点距離）調整は、固体撮像装置の組み立て後に、様々な工夫をすれば実施可能である。しかし、画像の片ボケ（画像のピントの合い具合が上下または左右などで不均一になっている状態）、または、画像の四隅が暗くなる場合は、組み立て時の光学部品の位置合わせに起因しており、固体撮像装置の組み立て後に微調整して修正ができない。従って、固体撮像装置の組み立て時の光学部品の位置合わせ精度は、非常に重要となる。

そこで、例えば、特許文献１〜３には、このような光学部品の位置合わせ方法が開示されている。

図１１は、特許文献１に記載の位置合わせ方法を示す模式図である。特許文献１には、プリント基板上に部品を実装する表面実装技術が開示されている。特許文献１では、プリント基板上に部品を実装するために。プリント基板上に特定の位置合わせ用のマーク（アライメントマーク）が形成される。そして、この位置合わせ用のマークと設計情報とを用いた計算により、部品が所望の位置に搭載される。

具体的には、図１１に示すように、プリント基板上に設けられた特定形状のパターンまたは穴２０２が、基準位置として認識される。部品２０３の実装位置（Ｐ）は、予め設定されているため、基準位置と部品２０３との位置関係は、設計情報（例えば、ＣＡＤデータの寸法または座標情報等）から算出できる。このため、プリント基板上の実装位置からずれた位置（Ｐ_０）に部品２０３が配置されている場合、設計情報から算出された基準位置と部品２０３との位置関係となるように、部品２０３の位置を補正する。これにより、プリント基板上の所定の位置に、部品２０３を配置し、実装することができる。

図１２は、特許文献２に記載の固体撮像装置を示す断面図である。図１２に示すように、固体撮像装置３００では、レンズ部３０２の脚部３０３に形成された切欠きが、固体撮像素子３０１の４角に嵌合している。これにより、脚部３０３が固体撮像素子３０１の受光面に直接的に接触し、レンズ部３０２が位置合わせされる。

図１３は、特許文献３に記載の固体撮像装置を示す断面図である。図１３に示すように、固体撮像装置４００では、固体撮像素子４０１上に接着され、封止部４０３から露出した透光性蓋部４０２に、レンズホルダ４０４の底部を接触させている。これにより、固体撮像素子４０１に対してレンズ４０５が位置合わせされる。
特開昭６１−１９２００号公報（１９８６年１月２８日公開） 特開２００３−３３８９６４号公報（２００３年１１月２８日公開） 特開２００６−２７９５３３号公報（２００６年１０月１２日公開）

しかしながら、従来の固体撮像装置は、光学部品の位置合わせ精度が低い上、外部からの衝撃に弱いという問題がある。

具体的には、特許文献１に記載されたプリント基板への部品の半田付けの方法を、固体撮像装置の製造に適用すると、プリント基板上に、光学部品の位置合わせ基準が設けられることになる。すなわち、固体撮像素子の画素中心と光学部品の光軸とが、プリント基板上の基準点を介して、間接的に位置合わせされる。しかし、この方法では、プリント基板の製造ばらつき、プリント基板上に形成されたその他の部品の寸法のばらつき、または、プリント基板上への実装の精度（組み立て精度）のばらつき等が加算される。このため、光学部品の位置合わせに誤差が生じる。従って、高精度な光学部品の位置合わせができない。

なお、特許文献１の方法を、固体撮像装置の製造に適用する際、固体撮像素子（ＬＳＩ）上に、光学部品の位置合わせ基準を設けることも考えられる。しかし、その位置合わせ基準を認識するための装置（実際は接写可能なカメラ）が認識できるサイズ、色、コントラスト等の位置合わせ基準を、固体撮像素子上に形成するのは、事実上不可能である。

また、図１２のように、特許文献２の固体撮像装置３００は、レンズ部３０２の脚部３０３を固体撮像素子３０１に直接的に接触させて光学部品が位置合わせされる。このため、この固体撮像装置３００を携帯機器に組み込むと、落下等による衝撃が、直接、固体撮像素子に伝わる。このため、固体撮像素子３０１の位置ずれが生じる。

また、衝撃によって、固体撮像素子３０１にひび（クラック）が入る結果、電源と接地（グランド）側がショートすると機器（バッテリー部）が加熱する虞もある。

さらに、特許文献３の固体撮像装置４００は、透光性蓋部４０２に、レンズホルダ４０４の底部を接触させている。このため、固体撮像装置４００に対する衝撃が、透光性蓋部４０２を介して固体撮像素子４０１に伝わる。その結果、特許文献２の固体撮像装置３００と同様に、固体撮像素子４０１の位置ずれや、固体撮像素子４０１が破損する可能性がある。また、透光性蓋部４０２は、通常、ガラス基板から構成されるため、固体撮像素子４０１が実装される配線基板よりも、機械的強度が弱いまたは脆い。このため、透光性蓋部４０２に直接衝撃が加わると、透光性蓋部４０２が破損しやすく、固体撮像装置４００に不具合が発生しやすくなる。

なお、特許文献３の固体撮像装置４００では、レンズホルダ４０４の下端面が、透光性蓋部４０２の上面に接触し、また、位置決め爪４０８が透光性蓋部４０２の周側部に当接する。さらに、封止部４０３に形成された爪部４０７が、支持部４０６に係合される。これによって、透光性蓋部４０２とレンズホルダとの相対位置が固定される。

固体撮像装置４００では、位置決め爪４０８と透光性蓋部４０２との当接部分、および、爪部４０７と支持部４０６との係合部分は、実際には、若干の余裕（遊び）を有して形成される。しかし、上述のように、固体撮像装置には、小型化（コンパクト化）が要求されるため、このような余裕（遊び）を形成する余裕すら容認できない。さらに、封止部４０３に形成された爪部４０７な部材の形成も、設計に余裕があれば可能である。しかし、爪部４０７および爪部が係合される部分は、固体撮像装置４００の本来の機能を実現するものではない。このように、特許文献３の固体撮像装置４００における位置合わせの構成は、小型化（コンパクト化）の要求に逆行することになる。従って、このような構成は、極力削除し、小型化をすすめるべきである。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、レンズ部と撮像部とを高精度に位置合わせしつつ、耐衝撃性を備えた固体撮像装置を提供することである。

本発明の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、被写体像を形成するレンズ部、および、レンズ部によって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像部を備え、
撮像部が、配線基板と、配線基板上に実装された固体撮像素子と、固体撮像素子の受光部に対向するとともに固体撮像素子との間に間隔を有して配置された透光性部材とを備えた固体撮像装置において、
上記固体撮像素子および透光性蓋部は、レンズ部と離間して設けられており、
上記透光性蓋部に、撮像部に対するレンズ部の位置合わせ基準となる位置合わせマークが形成されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、透光性蓋部上に、位置合わせマークが形成されている。この位置合わせマークは、撮像部（固体撮像素子）とレンズ部との位置合わせのための基準位置となる。このように、透光性蓋部を位置合わせの基準とすれば、配線基板を位置合わせの基準とする場合よりも、レンズ部と撮像部とを高精度に位置合わせすることが可能となる。

さらに、上記の発明によれば、固体撮像素子および透光性蓋部と、レンズ部とは離間して設けられている。つまり、固体撮像素子および透光性蓋部と、レンズ部とは、非接触状態である。これにより、レンズ部に衝撃が加わったとしても、その衝撃は、直接固体撮像素子に伝わらない。このため、固体撮像素子の位置ずれを防止できる。従って、レンズ部と撮像部とが高精度に位置合わせされた状態を維持できる。また、その衝撃が、透光性蓋部を介して固体撮像素子に伝わることもない。このため、衝撃から透光性蓋部および固体撮像素子を保護することができる。

このように、上記の発明によれば、レンズ部と撮像部とを高精度に位置合わせしつつ、耐衝撃性を備えた固体撮像装置を提供することができる。

本発明の固体撮像装置では、位置合わせマークが、透光性蓋部の角部に形成されていてもよい。

上記の発明によれば、透光性蓋部の角部が、レンズ部と撮像部との位置合わせの基準位置となる。これにより、位置合わせマークの認識が容易になる。従って、レンズ部と撮像部とを簡便に位置合わせすることができる。

本発明の固体撮像装置では、透光性蓋部の固体撮像素子との対向面の面積は、固体撮像素子の受光部の面積よりも大きくなっており、
位置合わせマークが、透光性蓋部の周縁部に形成されていてもよい。

上記の発明によれば、透光性蓋部の周縁部が、レンズ部と撮像部との位置合わせの基準位置となる。また、透光性蓋部の固体撮像素子との対向面は、固体撮像素子の受光面よりも大きい。これにより、透光性蓋部の周縁部は、固体撮像素子の受光面の外側に配置される。つまり、位置合わせマークは、撮像にはほとんど影響しない領域に形成される。従って、位置合わせマークが撮像に影響を及ぼすことなく、レンズ部と撮像部との位置合わせが可能である。

本発明の固体撮像装置では、固体撮像素子の受光部の周囲に、透光性蓋部を固体撮像素子上に接着する接着部が形成されており、
位置合わせマークが、接着部の直上に形成されていることが好ましい。

上記の発明によれば、透光性蓋部を固体撮像素子に接着する接着部が、受光部の周囲に形成されている。つまり、接着部は、固体撮像素子の受光面の外側に配置される。そして、位置合わせマークは、接着部の直上に形成されている。このため、位置合わせマークは、撮像にはほとんど影響しない領域に形成される。従って、位置合わせマークが撮像に影響を及ぼすことなく、レンズ部と撮像部との位置合わせが可能である。

本発明の固体撮像装置では、位置合わせマークが、透光性蓋部上に形成された反射膜であってもよい。

上記の発明によれば、位置合わせマークが反射膜である。このため、反射膜に光が照射されると、反射膜がその光を反射する。これにより、位置合わせマークの認識が容易になる。従って、レンズ部と撮像部との位置合わせも容易に行うことできる。

本発明の固体撮像装置では、位置合わせマークが、透光性蓋部に形成された溝であってもよい。

上記の発明によれば、位置合わせマークが溝である。このため、透光性蓋部に光が照射されると、溝が形成された部分と、溝が形成されていない平面部とでは、反射が異なる。これにより、位置合わせマークの認識が容易になる。従って、レンズ部と撮像部との位置合わせも容易に行うことできる。

本発明の固体撮像装置では、位置合わせマークが、
固体撮像素子の受光部の中心部を示しており、
外光下で透明である一方、ブラックライト照射下で発光する発光膜であってもよい。

上記の発明によれば、位置合わせマークが、外光下で透明である一方、ブラックライト照射下で発光する発光膜である。また、この発光膜は、固体撮像素子の受光部の中心部を示している。つまり、位置合わせマークが、画素中心を示すことになる。従って、より高い精度で、レンズ部と撮像部との位置合わせすることができる。

本発明の固体撮像装置では、上記撮像部が、光路を遮断しないように、樹脂により封止されていてもよい。

上記の発明によれば、透光性蓋部の表面が露出するように、撮像部が樹脂封止されている。このため、撮像部が樹脂封止されている場合であっても、レンズ部と撮像部とを高精度に位置合わせすることができる。

また、上記の発明によれば、撮像部が樹脂封止されているため、耐衝撃性を高めることもできる。

本発明の電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの固体撮像装置を備えていることを特徴としている。従って、レンズ部と撮像部とが高精度に位置合わせされた電子機器を提供することができる。

本発明の固体撮像装置は、以上のように、固体撮像素子および透光性蓋部は、レンズ部と離間して設けられており、透光性蓋部に、撮像部に対するレンズ部の位置合わせ基準となる位置合わせマークが形成されている構成である。それゆえ、レンズ部と撮像部とを高精度に位置合わせしつつ、耐衝撃性を備えた固体撮像装置を提供することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図２は、本実施形態の固体撮像装置の断面図である。

図２のように、固体撮像装置１００は、レンズ部１が、撮像部２上に、接着部３を介して接着されている。なお、説明の便宜上、レンズ部１側を上方、撮像部２側を下方とする。

レンズ部１は、外部からの光を撮像部２に導くものである。図２のように、レンズ部１は、撮像用のレンズ１１が、中空のレンズバレル１２の内部に保持された構成である。

撮像部２は、レンズ部１によって形成された被写体像を、電気信号に変換する。つまり、撮像部２は、レンズ部１から入射された入射光を光電変換する。撮像部２は、配線基板２１、固体撮像素子２２、ワイヤ２３、透光性蓋部２４、および接着部２５から構成されている。固体撮像素子２２は、配線基板２１上に実装されている。配線基板２１と固体撮像素子２２とは、ワイヤ２３によって、互いに電気的に接続されている。

配線基板２１は、固体撮像素子２２の電気信号を取り出すものである。配線基板２１は、固体撮像素子２２と電気的に接続するために、図示しないパターニングされた配線を有している。配線基板２１は、例えば、プリント基板，またはセラミック基板などである。

固体撮像素子２２は、レンズ部１で形成された被写体像を、電気信号に変換するものである。固体撮像素子２２は、配線基板２１のおもて面に実装されている。また、固体撮像素子２２は、レンズ部１の内部に収容されている。固体撮像素子２２は、半導体回路が形成された半導体基板（例えばシリコン単結晶基板）が平面視矩形形状に形成されたものである。固体撮像素子２２は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサ、ＶＭＩＳイメージセンサ（Threshold Voltage Modulation Image Sensor）である。

固体撮像素子２２の表面（上面）には、複数の画素がマトリクス状に配置された受光部２２ａが形成されている。受光部２２ａは、レンズ部１から入射される光を透過する領域（光透過領域）であり、画素エリアとも言い換えられる。撮像部２の撮像面は、この受光部２２ａである。

固体撮像素子２２は、受光部２２ａに結像された被写体像を電気信号に変換して、アナログの画像信号として出力する。つまり、受光部２２ａで、光電変換が行われる。固体撮像素子２２の動作は、図示しないＤＳＰで制御され、固体撮像素子２２で生成された画像信号は、ＤＳＰで処理される。

透光性蓋部２４は、接着部２５を介して、固体撮像素子２２上に接着されている。透光性蓋部２４は、固体撮像素子２２の受光部２２ａに対向するとともに固体撮像素子２２との間に間隔を有して配置されている。つまり、透光性蓋部２４は、固体撮像素子２２の受光部２２ａと離間して設けられ、少なくとも固体撮像素子２２の受光部２２ａを覆っている。これにより、受光部２２ａへの塵埃の浸入および付着などを防止することができる。また、透光性蓋部２４は、レンズ部１と離間して設けられている。なお、本実施形態では、透光性蓋部２４の固体撮像素子２２との対向面の面積は、固体撮像素子２２の受光部２２ａの面積よりも大きくなっている。

透光性蓋部２４は、例えば、透光性を有するガラスや樹脂から構成されている。なお、透光性蓋部２４上（レンズ部１側の面）には、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタが形成されていてもよい。これにより、透光性蓋部２４は、赤外線を遮断する機能も備えることになる。

接着部２５は、固体撮像素子２２と透光性蓋部２４とを接着するものである。接着部２５は、固体撮像素子２２の受光部２２ａの周囲に形成され、固体撮像素子２２上に、透光性蓋部２４を接着する。これにより、固体撮像素子２２の受光部２２ａは、透光性蓋部２４によって覆われる。

より詳細には、接着部２５は、固体撮像素子２２の受光部２２ａの周囲に形成されている。接着部２５には、図示しないが、通気孔が形成されている。これにより、固体撮像素子２２との間に形成された空間内への湿気の進入を防止できる。また、および、受光部２２ａへの塵埃の浸入および付着などを防止することができる。

なお、接着部２５は、例えば、固体撮像素子２２上にシート状の接着剤を貼着した後、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理を施すパターンニングによって形成することができる。フォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部２５のパターンニングは高精度に行うことができ、また、シート状の接着剤を用いるため、接着部２５の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部２４を固体撮像素子２２の受光部２２ａに対して高精度に接着することができる。

このような固体撮像装置１００は、外部の光を、レンズ部１から透光性蓋部２４を介して固体撮像素子２２に取り込む。取り込まれた光は、固体撮像素子２２の受光部２２ａに導かれ、受光部２２ａに被写体像が結像される。固体撮像素子２２は、その被写体像を電気信号に変換する。撮像部２では、変換された電気信号に対し、各種処理（画像処理等）が施される。

ここで、固体撮像装置１００では、高画素、高画質、高機能化を実現するために、固体撮像素子２２の受光部２２ａの中心（画素中心）と、レンズ１１の中心（光軸）とが一致しており、なおかつ、受光部２２ａと光軸とが直交していなければならない。図３は、固体撮像素子２２とレンズ１１とが、このような条件を満たした理想的な配置を示している。つまり、図３は、固体撮像装置１００におけるレンズ１１と固体撮像素子２２との位置合わせ状態を示す斜視図である。

上述のように、受光部２２ａは、透光性蓋部２４に覆われているため、図３では、透光性蓋部２４上に、受光部２２ａの中心（画素中心）を示している。画素中心は、透光性蓋部２４上に示された２本の破線の交点である。一方、レンズ１１の中心は、透光性蓋部２４上の２本の破線に平行な２本の破線の交点である。そして、レンズ１１の中心から、固体撮像素子２２の方へ垂直に延びた破線が、光軸である。図３では、受光部２２ａの中心と、レンズ１１の中心とが光軸上に配置されている。しかも、光軸は、固体撮像素子２２（受光部え２２ａ）に対し、垂直になっている。レンズ１１と固体撮像素子２２とが、このように配置されていると、撮像した画像の四隅がぼけたり、暗くなったりするという不具合は生じない。

このように、固体撮像装置１００では、レンズ部１（レンズ１１）と、撮像部２（固体撮像素子２２）との位置合わせが、特に重要である。

そこで、固体撮像装置１００では、透光性蓋部２４に、撮像部２に対するレンズ部１の位置合わせ基準となる位置合わせマークが形成されている。図１は、固体撮像装置１００における透光性蓋部２４に形成された位置合わせマーク２６を示す斜視図である。

位置合わせマーク２６は、後述のように、固体撮像素子２２に対するレンズ１１の位置合わせ基準となる。つまり、位置合わせマーク２６は、レンズ部１と撮像部２との位置合わせの基準位置となる。図１では、位置合わせマーク２６が、透光性蓋部２４の周縁部に形成されている。つまり、透光性蓋部２４の周辺近傍が、固体撮像素子２２に対するレンズ１１の位置合わせの基準位置となっている。透光性蓋部２４の周縁部は、固体撮像素子２２の受光部の外縁に配置される。つまり、位置合わせマーク２６は、撮像にはほとんど影響しない領域に形成される。従って、位置合わせマーク２６が撮像に影響を及ぼすことなく、レンズ部１と撮像部２との位置合わせが可能である。

位置合わせマーク２６は、透光性蓋部２４上に形成されていれば特に限定されるものではない。例えば、図４は、透光性蓋部２４に形成された別の位置合わせマーク２６を示す斜視図である。図４では、位置合わせマーク２６が、透光性蓋部２４の角部に形成されている。具体的には、図４では、矩形の透光性蓋部２４の四隅の一角に、位置合わせマーク２６が形成されている。つまり、透光性蓋部２４の四隅の一角が、固体撮像素子２２に対するレンズ１１の位置合わせの基準位置となっている。これにより、位置合わせマーク２６の認識が容易になる。従って、レンズ部１と撮像部２とを簡便に位置合わせすることができる。

図５〜図７は、図１および図４の破線部に示す位置合わせマーク２６の断面図であり、位置合わせマーク２６の具体例を示している。

位置合わせマーク２６は、図５のように反射膜であってもよいし、図６および図７のように、透光性蓋部２４に形成された溝であってもよい。

図５のような反射膜は、例えば、金属蒸着、金属メッキ、または、金属箔から形成することができる。また、反射膜は、印刷によって、任意の位置に形成することができる。例えば、図１のように、位置合わせマーク２６を透光性蓋部２４の周辺近傍に形成する場合、位置合わせマーク２６の枠形状を転写して形成することができる。一方、図４のように、位置合わせマーク２６を透光性蓋部２４の角近傍に形成する場合、位置合わせマーク２６の形状を転写して形成することができる。

このように、位置合わせマーク２６が反射膜である場合、固体撮像装置１００の製造装置（搭載機）の光源（照明）から、透光性蓋部２４に光が照射されると、反射膜がその光を反射する。このため、反射膜の認識が容易になる。従って、反射膜を認識マーク（アライメントマーク）として利用することができる。それゆえ、レンズ部１と撮像部２との位置合わせも容易に行うことできる。

一方、図６および図７のような溝は、けがき、ダイシングソウ、またはエッチング等により形成することができる。溝の断面は特に限定されるものではなく、例えば、図６のように逆三角形であってもよいし、図７のように、半円であってもよい。

このように、位置合わせマーク２６が透光性蓋部２４に形成された溝である場合、固体撮像装置１００の製造装置（搭載機）の光源（照明）から、透光性蓋部２４に光が照射されると、溝が形成された部分と、溝が形成されていない平面部とでは、反射の様式が異なる。このため、溝の認識が容易になる。従って、溝を認識マーク（アライメントマーク）として利用することができる。それゆえ、レンズ部１と撮像部２との位置合わせも容易に行うことできる。

位置合わせマーク２６が反射膜または溝である場合、位置合わせマーク２６は、受光部２２ａに重ならないように、形成することが好ましい。また、固体撮像装置１００では、透光性蓋部２４が、受光部２２ａの周囲に形成された接着部２５を介して、固体撮像素子２２上に接着されている。このため、位置合わせマーク２６は、接着部２５の直上に形成されていることがより好ましい。これにより、位置合わせマーク２６が、撮像した画像にの影響を及ぼすことなく、レンズ部１と撮像部２との位置合わせが可能である。

位置合わせマーク２６は、上述の反射膜および溝以外にも、撮像時の光に対しては透明である一方、撮像には影響しない特定の光を照射することによってのみ発光する発光膜であってもよい。例えば、外光下で透明である一方、ブラックライト照射下で発光する発光膜であってもよい。図８は、透光性蓋部２４に形成された別の位置合わせマーク２６を示す斜視図である。この発光膜は、通常光の下では、無色透明である一方、ブラックライト（紫外線３６５ｎｍ〜）を照射すると、発色するインクから形成されている。このインクは、例えば、誠分堂 ＬＴ−Ｐインクなどが挙げられる。このような発光膜を位置合わせマーク２６として適用すると、通常の光（撮像時の光）の下では、位置合わせマークが認識されず、ブラックライトを照射したときのみ、位置合わせマーク２６が浮かび上がる。このため、図８のように、位置合わせマーク２６を、固体撮像素子２２の受光部２２ａの中心部に形成することができる。これにより、ブラックライトを照射したときのみ、透光性蓋部２４上に、受光部２２ａ（画素アレイ）の中心位置が示される。従って、より高い精度で、レンズ部１と撮像部２との位置合わせすることができる。

図９は、固体撮像装置１００の製造工程を示す断面図である。固体撮像装置１００は、レンズ部１を、接着部３によって、撮像部２上に接着して製造する。このとき、位置合わせマーク２６をレンズ部１と撮像部２との位置合わせの基準位置として、固体撮像素子２２の画素中心と、レンズ１１の中心とを一致させる。これにより、レンズ部１と撮像部２とを高精度に位置合わせすることができる。

このように、固体撮像装置１００では、透光性蓋部２４上に、位置合わせマーク２６が形成されている。この位置合わせマーク２６は、撮像部２（固体撮像素子２２）とレンズ部１との位置合わせのための基準位置となる。このように、透光性蓋部２４をレンズ部１と撮像部２との位置合わせの基準とした場合、固体撮像素子２２上への透光性蓋部２４の位置合わせ精度は、±０．０５ｍｍ（±５０μｍ）である。これに対し、配線基板２１をレンズ部１と撮像部２との位置合わせの基準とした場合、固体撮像素子２２上への透光性蓋部２４の位置合わせ精度は、±０．１５ｍｍ（±１５０μｍ）である。従って、透光性蓋部２４を位置合わせの基準とすれば、従来のように配線基板２１を位置合わせの基準とする場合よりも、レンズ部１と撮像部２とを高精度に位置合わせすることが可能となる。

さらに、固体撮像装置１００では、固体撮像素子２２および透光性蓋部２４と、レンズ部１とは離間して設けられている。つまり、固体撮像素子２２および透光性蓋部２４と、レンズ部１とは、非接触状態である。これにより、レンズ部１に衝撃が加わったとしても、その衝撃は、直接固体撮像素子２２に伝わらない。このため、固体撮像素子２２の位置ずれを防止できる。従って、レンズ部１と撮像部２とが高精度に位置合わせされた状態を維持できる。また、その衝撃が、透光性蓋部２４を介して固体撮像素子２２に伝わることもない。このため、衝撃から透光性蓋部２４および固体撮像素子２２を保護することができる。

なお、本実施形態の固体撮像装置１００と、従来の固体撮像装置とでは、位置合わせの基準位置が異なる以外は、同様の方法で、固体撮像素子２２の画素中心と、レンズ１１の中心とを位置合わせすればよい。例えば、特許文献１の方法を利用して、位置合わせすればよい。

従って、レンズ部１と撮像部２とを高精度に位置合わせしつつ、耐衝撃性を備えた固体撮像装置１００を提供することができる。

図１１は、別の固体撮像装置１０１の製造工程を示す断面図である。固体撮像装置１０１では、撮像部２が、樹脂封止されている。具体的には、撮像部２は、光路を遮断しないように、樹脂２７によって封止されている。つまり、固体撮像装置１０１は、配線基板２１上の各部材が、樹脂２７により封止された、いわゆるＣＳＰ（Chip Scale Package）構造である。

固体撮像装置１０１では、透光性蓋部２４の表面は樹脂２７から露出している。このため、撮像部２が樹脂封止されている場合であっても、位置合わせマーク２６によって、透光性蓋部２４を基準として、レンズ部１と撮像部２とを高精度に位置合わせすることができる。また、撮像部２が樹脂封止されているため、耐衝撃性を高めることもできる。

なお、撮像部が樹脂封止（パッケージ）されていると配線基板を認識できないため、従来のように配線基板を位置合わせの基準とすることはできない。そこで、樹脂封止された撮像部２の外形（角または輪郭）を認識して位置合わせが行われる。しかし、この場合、樹脂成型時、切断時、または切削時のばらつきが、レンズ部１の撮像部２上への実装時に加算される。具体的には、撮像部２の外形をレンズ部１と撮像部２との位置合わせの基準とした場合、固体撮像素子２２上への透光性蓋部２４の位置合わせ精度は、±０．１５ｍｍ（±１５０μｍ）である。従って、透光性蓋部２４を位置合わせの基準とすれば、撮像部２が樹脂封止された場合であっても、レンズ部１と撮像部２とを高精度に位置合わせすることが可能となる。

なお、透光性蓋部２４への位置合わせマーク２６の形成は、固体撮像素子２２上に透光性蓋部２４を接着する前または後のどの段階で形成してもよい。ただし、操作が簡便であり、固体撮像素子２２の位置ずれの虞もないため、予め位置合わせマーク２６を形成した透光性蓋部２４を、固体撮像素子２２に接着することが好ましい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、本発明は、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティ用カメラなど、固体撮像装置を備えた各種電子機器に適用することができる。

本発明の固体撮像装置における透光性蓋部に形成された位置合わせマークを示す斜視図である。 本発明の固体撮像装置を示す断面図である。 本発明の固体撮像装置におけるレンズと固体撮像素子との位置合わせを示す斜視図である。 本発明の固体撮像装置における透光性蓋部に形成された別の位置合わせマークを示す斜視図である。 本発明の固体撮像装置における位置合わせマークを示す断面図である。 本発明の固体撮像装置における位置合わせマークを示す断面図である。 本発明の固体撮像装置における位置合わせマークを示す断面図である。 本発明の固体撮像装置における位置合わせマークを示す断面図である。 本発明の固体撮像装置におけるレンズ部と撮像部との位置合わせ例を示す断面図である。 本発明の固体撮像装置におけるレンズ部と撮像部との位置合わせ例を示す断面図である。 特許文献１に記載のプリント基板への部品の実装方法を示す平面図である。 特許文献２に記載された固体撮像装置の断面図である。 特許文献３に記載された固体撮像装置の断面図である。

符号の説明

１ レンズ部
２ 撮像部
１１ レンズ
１２ レンズホルダ
２１ 配線基板
２２ 固体撮像素子
２２ａ 受光部
２４ 透光性蓋部
２５ 接着部
２６ 位置合わせマーク
２７ 封止樹脂
１００ 固体撮像装置
１０１ 固体撮像装置

Claims (9)

1. 被写体像を形成するレンズ部、および、レンズ部によって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像部を備え、
   撮像部が、配線基板と、配線基板上に実装された固体撮像素子と、固体撮像素子の受光部に対向するとともに固体撮像素子との間に間隔を有して配置された透光性部材とを備えた固体撮像装置において、
   上記固体撮像素子および透光性蓋部は、レンズ部と離間して設けられており、
   上記透光性蓋部に、撮像部に対するレンズ部の位置合わせ基準となる位置合わせマークが形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 位置合わせマークが、透光性蓋部の角部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 透光性蓋部の固体撮像素子との対向面の面積は、固体撮像素子の受光部の面積よりも大きくなっており、
   位置合わせマークが、透光性蓋部の周縁部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 固体撮像素子の受光部の周囲に、透光性蓋部を固体撮像素子上に接着する接着部が形成されており、
   位置合わせマークが、接着部の直上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
5. 位置合わせマークが、透光性蓋部上に形成された反射膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
6. 位置合わせマークが、透光性蓋部に形成された溝であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 位置合わせマークが、
   固体撮像素子の受光部の中心部を示しており、
   外光下で透明である一方、ブラックライト照射下で発光する発光膜であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
8. 上記撮像部が、光路を遮断しないように、樹脂により封止されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。

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