JP2003174154A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体プリント基板などの樹脂構造体の熱変形
を抑制し、固体撮像素子の接続を確実にするとともに、
光学フィルタなどの封止ガラスの接着品質の向上をはか
る。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる絶縁性樹脂で構成
され、貫通開口部１Ｃを有すると共に、表面に配線部５
を具備してなる構造体１と、配線部に接続されると共
に、貫通開口部１Ｃに装着された固体撮像素子４と、固
体撮像素子４から所定の間隔を隔てて貫通開口部１Ｃを
塞ぐように配設された透光性部材３とを具備し、構造体
１は、固体撮像素子装着面９の近傍であってかつ固体撮
像素子４の装着面９に平行な位置に、分子結合方向が相
互に異なる境界面を具備してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びその製造方法に係り、特に、監視カメラ、医療用カメ
ラ、車載用カメラなどの半導体撮像素子を用いて形成さ
れる小型の固体撮像装置およびその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】近年、この種の撮像装置は、レンズなどの
光学系を介して入力される画像を電気信号として出力す
るものである。そしてこの撮像装置の小型化、高性能化
に伴い、カメラも小型化され、各方面で使用されてきて
おり、映像の入力装置としての市場を広げている。

【０００４】従来の半導体撮像素子を用いた撮像装置
は、レンズ、半導体撮像素子、その駆動回路および信号
処理回路などを搭載したＬＳＩ等の部品を夫々筐体ある
いは構造体に形成してこれらを組み合わせている。この
ような組み合わせによる実装構造は、従来、平板上のプ
リント基板上に各素子を搭載することによって形成され
ていた。

【０００５】ト基板上に各素子を搭載することによって
形成されていた。

【０００６】そこで、装置の更なる小型化をはかるため
に、本出願人は、図１０および図１１に示すように、実
装部材として、矩形台状の脚部１０１Ａとその上に形成
された胴部１０１Ｂとからなり、この脚部１０１Ａと胴
部１０１Ｂとの境界部に開口部１０１Ｃを形成した、樹
脂製の立体プリント基板１０１を提案している（特開20
01−245186号）。そしてこの立体プリント基板１０１
の、脚部１０１Ａの裏面側にプリント配線パターン１２
２を形成するとともに、胴部１０１Ｂの内周には、レン
ズ１０２が嵌めこまれて、その光軸１１７を中心にし
て、開口部１０１Ｃの上側には光学フィルタ１０３、下
側には固体撮像素子のひとつである半導体撮像素子１０
４およびチップ部品１０８が配置されている。そしてソ
ルダペースト１１４で、この脚部１０１Ａに配設された
端子パターン１２２に接続することにより、携帯電話、
パソコン等の各種機器のメイン基板１１３に接続されて
いる。図１２はその要部説明図であるが、半導体撮像素
子１０４は表面に形成されたバンプ１０６を介して脚部
１０１Ａに形成された端子パターン１０５に接続され、
封止樹脂１０７で封止されることによって立体プリント
基板１０１との接続がなされている。同一部位には同一
符号を付した。

【０００７】このような立体プリント基板は、射出成型
によって得られるが、成型精度の面からも、成型用金型
の耐久性の面からも、樹脂材料の線膨張係数を小さくす
るために通常用いられる体質顔料（フィラー）を一定量
以上添加することができないという問題があった。ま
た、成形流動方向にフィラーが配向しその垂直方向では
大きいという異方性を有している。

【０００８】さらに、一般的に射出成型で用いられる熱
可塑性樹脂は直鎖状の分子結合構造をもつため、線膨張
係数が、分子結合方向で小さく、その垂直方向では大き
いという異方性を有している。従って通常特定方向（分
子結合方向に垂直な方向）で特に変形が生じ易いという
問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このため、固体撮像素
子を立体プリント基板に実装する際の加熱工程で、立体
プリント基板が大きく変形し、固体撮像素子と、立体プ
リント基板との接続部に極めて大きな応力がかかり、ク
ラックなどによる接続開放不良が発生することがあっ
た。通常、この接続部は、固体撮像素子に設けられたパ
ッドと、立体プリント基板の端子電極とで構成され、こ
れらの間の接続には、銀ペーストなどの導電性接着剤を
用いた接続、超音波接合、熱圧着接合などが用いられ
る。

【００１０】いずれの方法によっても、立体プリント基
板の熱変形により、固体撮像素子の接着剥離が生じ易
く、これが歩留まり低下の原因となっている。このよう
に、プリント基板を立体構造とすることにより、熱によ
る歪みは通常平面構造の場合の3倍となり、この線膨張
率の差による変形が歩留まり向上を阻む大きな問題とな
っていた。

【００１１】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、立体プリント基板などの樹脂構造体の熱変形を抑制
し、固体撮像素子の接続を確実にするとともに、光学フ
ィルタなどの封止ガラスの接着品質の向上をはかること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、熱可
塑性樹脂からなる絶縁性樹脂で構成され、貫通開口部を
有すると共に、表面に配線部を具備してなる構造体と、
前記配線部に接続されると共に、前記貫通開口部を塞ぐ
ように前記構造体に装着された固体撮像素子と、前記固
体撮像素子から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部を塞
ぐように前記構造体に装着された透光性部材とを具備
し、前記構造体は、前記固体撮像素子が装着される前記
固体撮像素子装着面の近傍であってかつ前記固体撮像素
子の装着面に平行な位置に、分子結合方向またはフィラ
ー配列方向が相互に異なる境界面を具備してなることを
特徴とする。

【００１３】ところで、構造体が、射出成型によって形
成された熱可塑性樹脂で構成された場合、特に硬化時に
変形が生じ易く、また、使用時にも高温環境になると、
変形が生じ、固体撮像素子と、構造体（立体配線基板）
との接続部に接続不良が生じ易いという問題がある。特
にこの変形は射出方向に垂直な方向で生じ易い。そこ
で、上記構成によれば、固体撮像素子装着面の近傍であ
ってかつ前記固体撮像素子の装着面に平行な位置に、分
子結合方向が相互に異なる境界面を具備しているため、
この境界面で互いに伸びの方向が異なることにより、応
力は互いに打ち消し合い、熱による膨張、収縮も低減さ
れ、実装時、使用時共に、構造体の変形が抑制され、光
学フィルタ等の透光性部材と固体撮像素子との位置精度
も高精度に維持され得、固体撮像素子と構造体の配線部
との接続不良も低減され、固体撮像素子の接続の確実性
を高め、信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可
能となる。また光学フィルタ装着面における剥離などの
接続不良の発生も低減される。さらにまた、構造体は同
一素材で形成し得るため、熱膨張率の差もなく、歪の発
生を抑制することができる。ここで“近傍”とは、直接
接触するあるいはその近接にある場合を含めて、固体撮
像素子装着に際して確実性を高め得る程度の距離を示す
ものとする。

【００１４】前記構造体の前記境界面は、４５度から９
０度の分子結合方向またはフィラー配列方向のずれをも
つように形成されたことを特徴とする。

【００１５】特に４５度から９０度の分子結合方向のず
れをもつように形成することにより、分子結合方向によ
る伸びの方向異方性により、装着面近傍である境界面の
変形を効率よく抑制することができる。従って、接続不
良はもっとも効率よく防止できるため、固体撮像素子の
接続の確実性を高めることができる。

【００１６】望ましくは、前記構造体の境界面は、前記
透光性部材の装着面に、前記装着面で分子結合方向が異
なるように成型された熱可塑性樹脂からなる固定板を貼
着することによって形成されることを特徴とする。

【００１７】かかる構成によれば、透光性部材が分子結
合方向のずれをもつように成型された熱可塑性樹脂から
なる固定板を介して前記構造体の貫通開口部に配設され
ているため、透光性部材の固着箇所およびその近傍で構
造体の変形が抑制されるため、固体撮像素子近傍での構
造体の熱変形を抑制し、固体撮像素子の接続の確実性を
高めることができる。また、固定板は、構造体と同一素
材で形成し得るため、熱膨張率の差もなく、歪の発生を
抑制することができる。

【００１８】望ましくは、前記固定板は、前記熱可塑性
樹脂の分子配列方向またはフィラー配列方向に沿って互
いに平行に配設された２つの板状体であることを特徴と
する。

【００１９】かかる構成によれば、分子配列方向に平行
となるように２つの板状体を形成することにより、分子
結合方向に垂直な方向の伸びを抑制することが可能とな
る。

【００２０】望ましくは、前記固定板は、前記貫通開口
部に取り付けられたリング状の板状体であることを特徴
とする。

【００２１】かかる構成によれば、固定板が、リング状
の板状体であるため、全方向の伸びが抑制され、変形が
大幅に抑制されるため、固体撮像素子近傍での構造体の
熱変形を抑制し、固体撮像素子の接続の確実性を高める
ことができる。

【００２２】また望ましくは、前記構造体は、熱可塑性
樹脂を射出成型することにより前記境界面をもつよう
に、一体成型により形成された熱可塑性樹脂からなる構
造体であることを特徴とする。

【００２３】かかる構成によれば、射出方向を変えるこ
とによってのみ、境界面で一体成型により形成すること
により貼りあわせも不要であり、製造が容易である。

【００２４】また、望ましくは、前記構造体は、前記境
界面で分子結合方向のずれをもつように分割成型された
熱可塑性樹脂からなる少なくとも２つの分割構造体から
なり、前記分割構造体を貼りあわせることによって形成
したものであることを特徴とする。

【００２５】かかる構成によれば、境界面で分子結合方
向のずれをもつように、分割形成し、これを貼りあわせ
ているため、金型の構成は簡略化でき、通常の金型のキ
ャビティが半分であるものを用いて射出方向を変えれば
よく、調整が不要であり、工数は増えるが製造工程自体
は簡略化が可能である。

【００２６】望ましくは、前記構造体は、熱可塑性樹脂
からなる固定板を封入するように一体成型され、前記固
定板との境界面で分子結合方向が異なるものであること
を特徴とする。

【００２７】かかる構成によれば、射出成型用の金型内
に、分子結合方向のずれをもつように成型された熱可塑
性樹脂からなる固定板を装着して、通常の射出成型をお
こなうことにより、容易に固定板は封止込められ、封止
箇所およびその近傍で構造体の変形が抑制されるため、
固体撮像素子近傍での構造体の熱変形を抑制し、固体撮
像素子の接続の確実性を高めることができる。また、固
定板は、構造体と同一素材で形成し得るため、熱膨張率
の差もなく、歪の発生を抑制することができる。

【００２８】望ましくは、前記構造体は、配線部を形成
してなる脚部と、前記脚部上に設けられた筒状の胴部と
を有し、前記胴部と前記脚部との間に前記貫通開口部を
有してなることを特徴とする。

【００２９】かかる構成によれば、特に、装置全体の構
造を微細化することができるが、熱変形による接続部分
の変形により、接続不良を生じ易いという問題がある。
しかしながら本発明によれば分子配列方向を変えること
により、極めて容易に絶縁性樹脂からなる構造体の熱変
形を抑制し、固体撮像素子の接続の確実性を高めること
ができる。

【００３０】また本発明の方法では、貫通開口部と、前
記貫通開口部に固体撮像素子を搭載可能な固体撮像素子
装着面と、前記固体撮像素子装着面から所定の間隔を隔
てて前記貫通開口部を塞ぐように透光性部材を装着する
ための透光性部材装着面とを具備する構造体を形成する
構造体形成工程と、前記構造体に配線部を形成する配線
部形成工程と、前記固体撮像素子装着面に固体撮像素子
を搭載する固体撮像素子装着工程と、前記透光性部材装
着面に前記透光性部材を装着する透光性部材装着工程と
を含み、前記構造体形成工程が、前記固体撮像素子装着
面の近傍であってかつ前記固体撮像素子の装着面に平行
な位置に、分子結合方向が相互に異なる境界面をもつよ
うに、構造体を形成する構造体成型工程であることを特
徴とする。

【００３１】かかる方法によれば、分子結合方向が相互
に異なる境界面をもつように、前記境界面を境に相互に
異なる方向から熱可塑性の絶縁性樹脂を成型金型内に射
出させることにより、容易に、固体撮像素子装着面の変
形の少ない構造体を形成することができ、光学フィルタ
等の透光性部材と固体撮像素子との位置精度も高精度に
維持され得、固体撮像素子と構造体の配線部との接続不
良も低減され、固体撮像素子の接続の確実性を高め、信
頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。

【００３２】また望ましくは、前記境界面は、４５度か
ら９０度のずれをもつように形成されることを特徴とす
る。

【００３３】望ましくは、前記構造体成型工程は、成型
用の金型内に、前記境界面を境に相互に異なる方向から
熱可塑性樹脂を成型金型内に射出させ、金型内で射出方
向のずれをもつように射出成型する工程を含むことを特
徴とする。

【００３４】かかる構成によれば、射出成型用の金型内
に、射出方向を変えて、通常の射出成型をおこなうこと
により、容易に、構造体の変形が抑制されるため、固体
撮像素子近傍での構造体の熱変形を抑制し、固体撮像素
子の接続の確実性を高めることができる。また、構造体
は同一素材で形成される、熱膨張率の差もなく、歪の発
生を抑制することができる。

【００３５】望ましくは、前記構造体成型工程は、成型
金型内にあらかじめ、分子配列方向またはフィラー配列
方向が異なるように形成された樹脂製の固定板を挿入し
た状態で射出成型する工程を含むことを特徴とする。

【００３６】かかる構成によれば、射出成型用の金型内
に、分子結合方向のずれをもつように成型された熱可塑
性樹脂からなる固定板を装着して、通常の射出成型をお
こなうことにより、容易に固定板は封止込められ、封止
箇所およびその近傍で構造体の変形が抑制されるため、
固体撮像素子近傍での構造体の熱変形を抑制し、固体撮
像素子の接続の確実性を高めることができる。また、固
定板は、構造体と同一素材で形成し得るため、熱膨張率
の差もなく、歪の発生を抑制することができる。

【００３７】望ましくは、貫通開口部と、前記貫通開口
部に固体撮像素子を搭載可能な固体撮像素子装着面と、
前記固体撮像素子装着面から所定の間隔を隔てて前記貫
通開口部を塞ぐように透光性部材を装着するための透光
性部材装着面とを備え、絶縁性樹脂からなる構造体を形
成する構造体成型工程と、前記構造体に配線部を形成す
る配線部形成工程と、前記固体撮像素子装着面に固体撮
像素子を搭載する固体撮像素子装着工程と、前記透光性
部材装着面に分子配列方向またはフィラー配列方向の異なる
熱可塑性樹脂からなる固定板を介して前記透光性部材を
装着する透光性部材装着工程とを含むことを特徴とす
る。

【００３８】かかる構成によれば、分子結合方向のずれ
をもつように成型された熱可塑性樹脂からなる固定板を
介して透光性部材を装着しているため、固定板の近傍で
構造体の変形が抑制されるため、固体撮像素子近傍での
構造体の熱変形を抑制し、固体撮像素子の接続の確実性
を高めることができる。また、固定板は、構造体と同一
素材で形成し得るため、熱膨張率の差もなく、歪の発生
を抑制することができる。

【００３９】また望ましくは、前記境界面は、４５度か
ら９０度のずれをもつように形成されることを特徴とす
る。

【００４０】また望ましくは、貫通開口部と、前記貫通
開口部に固体撮像素子を搭載可能な固体撮像素子装着面
と、前記固体撮像素子装着面から所定の間隔を隔てて前
記貫通開口部を塞ぐように透光性部材を装着するための
透光性部材装着面とを備え、絶縁性樹脂からなる構造体
を、前記固体撮像素子装着面の近傍であってかつ前記固
体撮像素子の装着面に平行な境界面で、互いに分子結合
方向のずれをもつように分割成型された熱可塑性樹脂か
らなる少なくとも２つの分割構造体として成型する分割
構造体成型工程と、前記分割構造体に配線部を形成する
配線部形成工程と、前記分割構造体を貼りあわせて構造
体を形成する貼りあわせ工程と、前記固体撮像素子装着
面に固体撮像素子を搭載する固体撮像素子装着工程と、
前記透光性部材装着面に分子配列方向またはフィラー配
列方向の異なる熱可塑性樹脂からなる固定板を介して前
記透光性部材を装着する透光性部材装着工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００４１】かかる構成によれば、樹脂成型工程で、互
いに分子結合方向のずれをもつように2つの分割構造体
に分割成型し、これを貼りあわせることによって極めて
容易かつ確実に固体撮像素子装着面近傍の変形が抑制さ
れ、実装が容易であるとともに、使用時における変形に
よる接続不良も低減される。

【００４２】また望ましくは、前記境界面は、４５度か
ら９０度のずれをもつように形成されることを特徴とす
る。

【００４３】また望ましくは、前記構造体形成工程は、
前記境界面を境に相互に異なる方向から熱可塑性の絶縁
性樹脂をそれぞれ成型金型内に射出させ、前記境界面で
射出方向のずれをもつように射出成型する工程であるこ
とを特徴とする。

【００４４】かかる構成によれば、射出方向が互いに異
なるようにして射出成型した構造体を分割構造体として
形成しこれを貼りあわせればよく、製造が極めて容易で
ある。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。

【００４６】第１の実施の形態

【００４７】本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置
の要部説明図を図１に示す。この固体撮像装置は、固体
撮像素子４を、端子パターン５などの配線部を備えた樹
脂構造体１Ｓに接続するに際し、この樹脂構造体の光学
フィルタ３が装着される光学フィルタ装着面８に、ポリ
フタルアミド樹脂からなる固定板１Ｑを貼着することに
よって、この装着面８で分子結合方向が異なるように形
成されていることを特徴とする。そしてまた、固定板１
Ｑと樹脂構造体１Ｓとの境界面は光学フィルタ装着面８
に近接して配置されている。

【００４８】すなわち、この固定板１Ｑは、図２に示す
ように、厚さｔ＝ｔ＝０．１〜０．２ｍｍ程度で、熱膨
張率１０ｐｐｍ／℃程度の四角リング状をなすもので、
絶縁性のポリフタルアミド樹脂で構成されている。そし
て、矩形台状の脚部１Ａとその上に形成された胴部１Ｂ
とからなり、この脚部１Ａと胴部１Ｂとの境界部に貫通
開口部１Ｃを形成したポリフタルアミド樹脂製の樹脂構
造体１からなり、貫通開口部１Ｃを有すると共に、表面
の一部に端子パターン５を含む配線部を具備してなる樹
脂構造体１と、この配線部に接続されると共に、この貫
通開口部１Ｃに装着され、この端子パターン５に電気的
に接続された固体撮像素子４と、この固体撮像素子４か
ら所定の間隔を隔てて貫通開口部を塞ぐように固定板１
Ｑを介して貼着された透光性樹脂からなる光学フィルタ
３とを具備してなるものである。

【００４９】次に、この固体撮像装置の製造方法につい
て説明する。まず図４（ａ）に示すように、矩形台状の
脚部１Ａとその上に形成された胴部１Ｂとからなり、こ
の脚部１Ａと胴部１Ｂとの境界部に貫通開口部１Ｃを形
成した、ポリフタルアミド樹脂製の樹脂構造体１を射出
成型により形成する。そしてこの樹脂構造体１の所定の
領域に、メッキプロセスあるいはスパッタリング法など
の薄膜プロセスにより脚部１Ａの裏面側に形成された端
子パターン５を含む配線部を形成する。

【００５０】そして図４（ｂ）に示すように、図２に示
すようなポリフタルアミド樹脂製の固定板１Ｑを、接着
性樹脂（図示せず）を用いて樹脂構造体１の光学フィル
タ装着面８に貼着する。

【００５１】続いて図４（ｃ）に示すように、この樹脂
構造体１の貫通開口部１Ｃの一方の面に固体撮像素子
（チップ）４を搭載する。ここで固体撮像素子４の接続
電極にはバンプ６が形成されており、樹脂構造体の脚部
１Ａに形成された端子パターン５の一端に熱圧着または
導電性接着剤を介して接続される。そして封止樹脂７で
固体撮像素子４の表面が覆われるように樹脂封止を行
う。

【００５２】この後図４（ｄ）に示すように、この固定
板１Ｑ上に光学フィルタ３を接着性樹脂を用いて貼着す
る。なお、この固定板１Ｑと光学フィルタ３とは同時に
同一の接着性樹脂を用いて貼着してもよい。

【００５３】ここで光学フィルタ３は、板ガラス材から
なる透光性基板の表面に所望の屈折率を有する多層構造
の誘電体薄膜を蒸着し誘電体干渉フィルタを形成したも
のである。

【００５４】このようにして形成された固体撮像装置で
は、樹脂構造体の固体撮像素子装着面９に近い、光学フ
ィルタ装着面８またはその近傍において、分子結合方向
のずれをもつように成型された熱可塑性樹脂からなる固
定板１Ｑを介して光学フィルタ３を装着しているため、
この固定板１Ｑによって樹脂構造体の熱変形が抑制され
ることにより、樹脂構造体に固体撮像素子の接続の確実
性を高めることができる。また、固定板１Ｑは、構造体
と同一素材で形成し得るため、熱膨張率の差もなく、歪
の発生を抑制することができる。

【００５５】なお、この樹脂構造体は、射出成型によっ
て得られるが、このポリフタルアミド樹脂は直鎖状の分
子結合構造をもつため、熱膨張係数が、分子結合方向で
小さく、その垂直方向では大きいという異方性を有して
いる。

【００５６】そこで第１の実施の形態では、図２に示し
たように四角リング状に形成したセラミック板を用いた
が、図３に示すように、熱可塑性樹脂の射出方向または
フィラーの配列方向に沿って、互いに平行であるととも
に装着面に平行となるように２つの短冊状の固定板１Ｑ
Ａ，１ＱＢを装着してもよい。

【００５７】かかる構成によれば、伸びの大きい方向の
伸びが抑制され、変形が大幅に抑制されるため、固体撮
像素子近傍での樹脂構造体の熱変形を抑制し、固体撮像
素子の接続の確実性を高めることができる。

【００５８】第２の実施の形態 次に、本発明の第２の実施の形態について図５を参照し
つつ説明する。この固体撮像装置は、ＰＰＳ樹脂製の樹
脂構造体１内に分子配列方向がこの樹脂構造体１と９０
度異なるＰＰＳ樹脂製の固定板１Ｑを挟み込んだ状態で
一体成型したものを用いたことを特徴とする。ここで
は、光学フィルタ３の裏面が、樹脂構造体１内に挟み込
まれた固定板１Ｑの表面に接触するような位置に固定板
１Ｑを挟み込んだ状態で一体成型している。ここでは固
定板１Ｑの両面と、樹脂構造体１との境界面でそれぞれ
分子配列方向が変化しており、この２つの境界面におけ
る伸びが抑制されるようになっている。

【００５９】この固体撮像装置は、図５に示すように、
配線部を備えた熱可塑性の樹脂からなる樹脂構造体１の
光学フィルタ装着面と固体撮像素子装着面との間にこれ
らと平行となるように、四角リング状の固定板１Ｑを一
体成型することにより、固体撮像素子装着面の変形を抑
制するようにしたものである。

【００６０】他の部分については、第１の実施形態と同
様に形成されている。なお、同一部位には同一符号を付
した。

【００６１】次に、この固体撮像装置の製造方法につい
て説明する。まず図６（ａ）に示すように、射出成型用
金型（図示せず）のキャビティ内に四角形リング状の固
定板１Ｑを装着した状態で、分子配列方向がＰＰＳ樹脂
製の固定板１Ｑと９０度異なるように射出方向を設定し
て、ＰＰＳ樹脂をインジェクトし、硬化させることによ
り、固定板と一体成型されたＰＰＳ樹脂製の樹脂構造体
１を形成する。そしてこの樹脂構造体の所定の領域に、
メッキプロセスあるいはスパッタリング法などの薄膜プ
ロセスにより、脚部１Ａの裏面側に形成された端子パタ
ーン５を含む配線部を形成する。

【００６２】そして図６（ｂ）に示すように、この固定
板１Ｑを封入して変形防止がなされるとともに光学フィ
ルタ３の装着された樹脂構造体１の貫通開口部の一方の
面に固体撮像素子（チップ）４を装着する。ここで固体
撮像素子の接続電極にはバンプ６が形成されており、樹
脂構造体１の脚部１Ａに形成された端子パターン５の一
端に熱圧着によって接続される。そしてこの後固体撮像
素子４表面は樹脂封止がなされる。

【００６３】続いて図６（ｃ）に示すように、この樹脂
構造体のフィルタ装着面８に光学フィルタ３を接着性樹
脂を用いて貼着する。

【００６４】ここで光学フィルタ３は、第１の実施の形
態で用いたのと同様に、板ガラス材からなる透光性基板
の表面に所望の屈折率を有する多層構造の誘電体薄膜を
蒸着し誘電体干渉フィルタを形成したものとする。

【００６５】このようにして形成された固体撮像装置で
は、樹脂構造体の固体撮像素子装着面９に近い、光学フ
ィルタ装着面において、分子配列方向がこの樹脂構造体
１と９０度異なるＰＰＳ樹脂製の固定板１Ｑが封着され
た状態で、固体撮像素子が装着されているため、この固
定板１Ｑによって樹脂構造体の熱変形が抑制され、固体
撮像素子の接続の確実性を高めることができる。

【００６６】また、かかる構成によれば、樹脂成型工程
で、樹脂構造体本体部と分子配列方向が９０度異なるＰ
ＰＳ樹脂製の固定板１Ｑを埋め込むように成型している
ため、極めて容易かつ確実に固定板が形成され、実装が
容易である。また、固定板と樹脂構造体本体とが同一樹
脂で構成されているため、界面での熱膨張率差もなく、
剥離が生じるおそれもない。なお、射出成型工程におい
て固定板との境界面は融着状態となっており、密着性も
極めて良好である。

【００６７】望ましくは、固定板を構成する樹脂の融点
は樹脂構造体を構成する樹脂の融点よりも若干高くなる
ように設定するのが望ましく、これにより、射出成型時
に固定板が溶融することなく、確実に固定板としての良
好に形状ひいては分子配列方向を維持することが可能と
なり、境界面での強度を高めることが可能となる。

【００６８】第３の実施の形態 次に、本発明の第３の実施の形態について図７を参照し
つつ説明する。上記第２の実施の形態では、光学フィル
タ３の裏面が、固定板１Ｑの表面に接触するような位置
となるように、分子配列方向が９０度異なるＰＰＳ樹脂
製の固定板１Ｑが樹脂構造体１内に封止込んだ状態で一
体成型したものを用いたが、この実施の形態では、図７
に示すように固定板１Ｑを樹脂構造体１内に完全に封止
込むようにしたことを特徴とする。

【００６９】他の部分については、第２の実施形態と同
様に形成されている。なお、同一部位には同一符号を付
した。

【００７０】かかる構成によれば、金型設計がやや複雑
になるが、樹脂構造体および固定板の密着性がより向上
し、信頼性の高い実装構造を提供することが可能とな
る。

【００７１】第４の実施の形態 次に、本発明の第４の実施の形態について図８を参照し
つつ説明する。上記第１乃至３の形態では、分子配列方
向が異なる樹脂製の固定板１Ｑを張り付けあるいは一体
形成することにより、分子配列方向が異なる境界面を形
成するようにしたが、この例では、図８に示すように
は、境界面Ｂａで分子結合方向のずれをもつように分割
成型されたポリフタルアミド樹脂からなる少なくとも２
つの分割構造体１ＰＡ，１ＰＢからなり、この分割構造
体を貼りあわせることによって形成したものであること
を特徴とする。

【００７２】他の部分については、第１乃至３の実施形
態と同様に形成されている。なお、同一部位には同一符
号を付した。

【００７３】次に、この固体撮像装置の製造方法につい
て説明する。まず図９（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、矩形台状の脚部１Ａとその上に形成された胴部１Ｂ
とからなり、この脚部１Ａと胴部１Ｂとの境界部に貫通
開口部１Ｃを形成すると共に、この貫通開口部１Ｃの中
間部で、２つに分割された形状をなすように、それぞ
れ、第１構造体１ＰＡと第２構造体１ＰＢとからなるポ
リフタルアミド樹脂製の樹脂構造体１を射出成型により
形成する。なお、第１構造体１ＰＡと第２構造体１ＰＢ
はその貼りあわせ面で分子配列方向が９０度異なるよう
に、そしてこの樹脂構造体の所定の領域に、メッキプロ
セス、あるいはスパッタリング法などの薄膜プロセスに
より、脚部１Ａの裏面側に形成された端子パターン５を
含む配線部を形成する。

【００７４】そして図９（ｃ）に示すように、これら第
１構造体および第２構造体を貼りあわせ、界面で分子配
列方向が９０度異なる樹脂構造体１を形成する。このと
き貼りあわせに際しては、接着剤を用いてもよいが、界
面を洗浄した後、真空下で界面近傍のみを加熱し加圧す
ることにより直接接合させるようにしてもよい。

【００７５】そして図９（ｄ）に示すように、この樹脂
構造体１の貫通開口部の一方の面に固体撮像素子（チッ
プ）４を搭載する。ここで固体撮像素子４の接続電極に
はバンプ６が形成されており、樹脂構造体の脚部１Ａに
形成された端子パターンの一端に熱圧着によって接続さ
れる。そして封止樹脂７で固体撮像素子４表面が覆われ
るように樹脂封止を行う。

【００７６】この後図９（ｅ）に示すように、光学フィ
ルタ３を接着性樹脂を用いて貼着する。

【００７７】かかる構成によれば、境界面で分子結合方
向のずれをもつように、分割形成し、これを貼りあわせ
ているため、通常の金型のキャビティが半分であるもの
を用いて射出方向を変えればよく、調整が不要であり、
工数は増えるが製造工程自体は簡略化が可能である。ま
た、金型の構成が簡略化でき、製造が容易である。

【００７８】なお第１乃至第４の実施形態では透光性部
材として光学フィルタを用いたが光学フィルタに限定さ
れることなく、透光性の封止部材、レンズなど適宜変形
可能である。

【００７９】また、樹脂構造体を形成する樹脂について
はポリフタルアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂などの熱可塑性樹
脂の他、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂も適用可能で
ある。

【００８０】また、第１乃至第４の実施形態では透光性
部材として光学フィルタを用いたが光学フィルタに限定
されることなく、透光性の封止部材、レンズなど適宜変
形可能である。

【００８１】また、本発明の固体撮像装置は、カメラと
して、光通信分野に限定されることなく、ＣＤ、ＤＶＤ
などの読み取り素子、複写機の読み取り素子、医療機器
あるいはドアホンなど、種々の光学機器への適用が可能
である。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
体撮像素子装着面の近傍であってかつ固体撮像素子の装
着面に平行な位置に、分子結合方向が相互に異なる境界
面を具備しているため、この境界面で互いに伸びの方向
が異なることにより、応力は互いに打ち消し合い、熱に
よる膨張、収縮も低減され、実装時、使用時共に、構造
体の変形が抑制され、光学フィルタ等の透光性部材と固
体撮像素子との位置精度も高精度に維持され得、固体撮
像素子と構造体の配線部との接続不良も低減され、固体
撮像素子の接続の確実性を高め、信頼性の高い固体撮像
装置を提供することが可能となる。また光学フィルタ装
着部における剥離などの接続不良の発生も低減される。
さらにまた、構造体は同一素材で形成し得るため、熱膨
張率の差もなく、歪の発生を抑制することができる。

【００８３】また、本発明によれば、境界面で分子結合
方向のずれをもつように、構造体を分割形成し、これを
貼りあわせているため、金型の構成は簡略化でき、通常
の金型のキャビティが半分であるものを用いて射出方向
を変えればよく、調整が不要であり、工数は増えるが製
造工程自体は簡略化が可能で、製造の容易な固体撮像装
置の製造方法を提供できるものである。

【００８４】また、本発明によれば分子配列方向が異な
る境界面をもつように、一体成型により熱可塑性樹脂を
射出成型すれば、射出方向を変えることによってのみ、
境界面で一体成型により形成することにより貼りあわせ
も不要であり、製造が容易である。

【００８５】また、本発明によれば、射出成型用の金型
内に、分子結合方向のずれをもつように成型された熱可
塑性樹脂からなる固定板を装着して、通常の射出成型を
おこなうことにより、容易に固定板は封止込められ、封
止箇所およびその近傍で構造体の変形が抑制されるた
め、固体撮像素子近傍での構造体の熱変形を抑制し、固
体撮像素子の接続の確実性を高めることができる。ま
た、固定板は、構造体と同一素材で形成し得るため、熱
膨張率の差もなく、歪の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装
置を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態で用いられる固定板
を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態で用いられる固定板
の変形例を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における固体撮像装
置の実装工程を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態における固体撮像装
置を示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態における固体撮像装
置の実装工程を示す図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態における固体撮像装
置を示す図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態における固体撮像装
置を示す断面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態における固体撮像装
置の実装工程を示す図である。

【図１０】従来例の固体撮像装置を示す斜視図である。

【図１１】従来例の固体撮像装置を示す断面図である。

【図１２】従来例の固体撮像装置を示す要部説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 樹脂構造体 １Ｑ 固定板 １Ａ 脚部 １Ｂ 胴部 １Ｃ 貫通開口部 １ＱＡ 第１構造体 １ＱＢ 第２構造体 ３ 光学フィルタ ４ 固体撮像素子 ５ 端子パターン ６ バンプ ７ 封止樹脂 ８ 光学フィルタ装着面 ９ 固体撮像素子装着面

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる絶縁性樹脂で構成
   され、貫通開口部を有する構造体と、 前記構造体の表面に形成される配線部と、 前記配線部に接続されると共に、前記貫通開口部をふさ
   ぐように前記構造体に装着された固体撮像素子と、 前記固体撮像素子から所定の間隔を隔てて前記貫通開口
   部を塞ぐように前記構造体に装着された透光性部材とを
   具備し、 前記構造体は、前記固体撮像素子が装着される固体撮像
   素子装着面の近傍であってかつ前記固体撮像素子の装着
   面に平行な位置に、分子結合方向またはフィラー配列方
   向が相互に異なる境界面を具備してなることを特徴とす
   る固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記構造体の前記境界面は、４５度から
   ９０度の分子結合方向またはフィラー配列方向のずれを
   もつよう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. 【請求項３】 前記構造体の境界面は、前記透光性部材
   の装着面に、前記装着面で分子結合方向が異なるように
   成型された熱可塑性樹脂からなる固定板を貼着すること
   によって形成されることを特徴とする請求項１または２
   に記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記固定板は、前記熱可塑性樹脂の分子
   配列方向またはフィラー配列方向に沿って互いに平行に
   配設された２つの板状体であることを特徴とする請求項
   ３に記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】 前記固定板は、前記貫通開口部に貼着さ
   れたリング状の板状体であることを特徴とする請求項３
   に記載の固体撮像装置。
6. 【請求項６】 前記構造体は、熱可塑性樹脂を射出成型
   することにより前記境界面をもつように一体成型したも
   のであることを特徴とする請求項１または２に記載の固
   体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記構造体は、前記境界面で分子結合方
   向またはフィラー配列方向が異なるように分割成型され
   た熱可塑性樹脂からなる少なくとも２つの分割構造体か
   らなり、前記分割構造体を貼りあわせることによって形
   成したものであることを特徴とする請求項１または２に
   記載の固体撮像装置。
8. 【請求項８】 前記構造体は、熱可塑性樹脂からなる固
   定板を封入するように一体成型され、前記固定板との境
   界面で分子結合方向が異なるものであることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の固体撮像装置。
9. 【請求項９】 前記構造体は、配線部を形成してなる脚
   部と、前記脚部上に設けられた筒状の胴部とを有し、前
   記胴部と前記脚部との間に前記貫通開口部を有してなる
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の固
   体撮像装置。
10. 【請求項１０】 貫通開口部と、前記貫通開口部に固体
    撮像素子を搭載可能な固体撮像素子装着面と、固体撮像
    素子装着面から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部を塞
    ぐように透光性部材を装着するための透光性部材装着面
    とを具備する構造体を形成する構造体形成工程と、 前記構造体に配線部を形成する配線部形成工程と、 前記固体撮像素子装着面に固体撮像素子を搭載する固体
    撮像素子装着工程と、 前記透光性部材装着面に前記透光性部材を装着する透光
    性部材装着工程とを含み、 前記構造体形成工程が、前記固体撮像素子の近傍であっ
    てかつ前記固体撮像素子の装着面に平行な位置に、分子
    結合方向が相互に異なる境界面をもつように、構造体を
    形成する構造体成型工程であることを特徴とする固体撮
    像装置の製造方法。
11. 【請求項１１】前記構造体の前記境界面は、４５度から
    ９０度の分子結合方向のずれをもつように構成されるこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像装置の製造
    方法。
12. 【請求項１２】前記構造体形成工程は、前記境界面を境
    に相互に異なる方向から熱可塑性の絶縁性樹脂を成型金
    型内に射出させ、前記境界面で射出方向のずれをもつよ
    うに射出成型する工程であることを特徴とする請求項１
    ０または１１に記載の固体撮像装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記構造体成型工程は、成型金型内に
    あらかじめ、分子配列方向が異なるように形成された樹
    脂製の固定板を挿入した状態で射出成型する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の固体撮
    像装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 貫通開口部と、前記貫通開口部に固体
    撮像素子を搭載可能な固体撮像素子装着面と、前記固体
    撮像素子装着面から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部
    を塞ぐように透光性部材を装着するための透光性部材装
    着面とを備え、絶縁性樹脂からなる樹脂構造体を形成す
    る構造体成型工程と、 前記構造体に配線部を形成する配線部形成工程と、 前記固体撮像素子装着面に固体撮像素子を搭載する固体
    撮像素子装着工程と、 前記透光性部材装着面に分子配列方向の異なる熱可塑性
    樹脂からなる固定板を介して前記透光性部材を装着する
    透光性部材装着工程とを含むことを特徴とする固体撮像
    装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記構造体の前記境界面は、４５度か
    ら９０度の分子結合方向のずれをもつように構成される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の固体撮像装置の製
    造方法。
16. 【請求項１６】 貫通開口部と、前記貫通開口部に固体
    撮像素子を搭載可能な固体撮像素子装着面と、前記固体
    撮像素子装着面から所定の間隔を隔てて前記貫通開口部
    を塞ぐように透光性部材を装着するための透光性部材装
    着面とを備え、絶縁性樹脂からなる構造体を、前記固体
    撮像素子装着面の近傍であってかつ前記固体撮像素子の
    装着面に平行な境界面で、分子結合方向のずれをもつよ
    うに分割成型された熱可塑性樹脂からなる少なくとも２
    つの分割構造体として成型する分割構造体成型工程と、 前記分割構造体に配線部を形成する配線部形成工程と、 前記分割構造体を貼りあわせて構造体を形成する貼りあ
    わせ工程と、 前記固体撮像素子装着面に固体撮像素子を搭載する固体
    撮像素子装着工程と、 前記透光性部材装着面に前記透光性部材を装着する透光
    性部材装着工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置
    の製造方法。
17. 【請求項１７】前記構造体の前記境界面は、４５度から
    ９０度の分子結合方向のずれをもつように構成されるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像装置の製造
    方法。
18. 【請求項１８】前記構造体形成工程は、前記境界面を境
    に相互に異なる方向から熱可塑性の絶縁性樹脂を成型金
    型内に射出させ、前記境界面で射出方向のずれをもつよ
    うに射出成型する工程であることを特徴とする請求項１
    ６または１７に記載の固体撮像装置の製造方法。