JPH07202152A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH07202152A
JPH07202152A JP5349016A JP34901693A JPH07202152A JP H07202152 A JPH07202152 A JP H07202152A JP 5349016 A JP5349016 A JP 5349016A JP 34901693 A JP34901693 A JP 34901693A JP H07202152 A JPH07202152 A JP H07202152A
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JP
Japan
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solid
imaging device
state imaging
chip
image pickup
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JP5349016A
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Hideo Yamamoto
秀男 山本
Yoshiro Nishimura
芳郎 西村
Hiroshi Suzushima
浩 鈴島
Takashi Nakayama
高志 中山
Kazue Tanaka
和恵 田中
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/804—Containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
    • H10F39/8063—Microlenses

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロレンズを備えた固体撮像素子チップ
でもマイクロレンズを備えないものと同程度の小型実装
化できるようにした固体撮像装置を提供する。 【構成】 マイクロレンズ３を備えた受光エリア２を有
する固体撮像素子チップ１の受光エリア２のみに対し、
下面縁部に枠部４ａを一体的に形成した透明材料からな
る封止部材４を配置し、マイクロレンズ３の表面と封止
部材４の下面の間に５μ以上の空間を形成して気密封止
し、小型実装したマイクロレンズ付の固体撮像装置を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子チップ
を実装した固体撮像装置、特にオンチップマイクロレン
ズを備えた固体撮像素子チップを実装した固体撮像装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マイクロレンズ付きの固体撮像素
子チップは、次のように実装が施されている。すなわ
ち、図８又は図９に示すように、受光エリアにマイクロ
レンズ102 を設けた固体撮像素子チップ101 を、セラミ
ックなどからなるパッケージ103又は基板104 にダイボ
ンドし、ボンディングワイヤ105 を用いて固体撮像素子
チップ101 とパッケージ103 又は基板104 との所定の接
続を行ったのち、パッケージ103 の縁部に設けた段部 1
03ａ又は封止枠106 を用いて、素子チップ101 の表面と
の間に空間を設けて、ガラスリッド107 を接着して気密
封止し、固体撮像装置を構成している。なお図８におい
て、108 はリードを示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロレ
ンズを備えた受光エリアを有する固体撮像素子チップに
おいては、受光エリア表面に直接、保護ガラス又はフィ
ルタ，レンズ，プリズム等の光学部品を接着すると、接
着剤の屈折率によりマイクロレンズの集光能力が低下し
てしまうという問題を生じるため、かかる固体撮像素子
チップを実装する場合は、上記のように、固体撮像素子
チップ全体を気密封止せざるを得ない。したがって、固
体撮像素子チップ全体の気密封止を行うと実装形状が大
きくなってしまい、小型実装、特に電子内視鏡の先端部
などの微小部分に配置される固体撮像装置など、超小型
実装を必要とする分野への適用が困難であった。
【０００４】また固体撮像素子チップの受光エリアに設
けられるマイクロレンズは、アクリルなどの樹脂で形成
されているため、固体撮像素子チップの作成の際のダイ
シング時の汚れ防止のために、ダイシング時に固体撮像
素子ウェハを保護膜でコートし、ダイシング後に、その
保護膜を剥離するという余分な作業を必要としていた。
【０００５】本発明は、従来のマイクロレンズを備えた
固体撮像素子チップを実装して構成した固体撮像装置に
おける上記問題点を解消するためになされたもので、マ
イクロレンズを備えた固体撮像素子チップでも、マイク
ロレンズを備えない固体撮像素子チップとほぼ同サイズ
で小型実装できるようにした固体撮像装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、オンチップマイクロレンズを備
えた受光エリアを有する固体撮像素子チップの受光エリ
アのみに、透明部材からなる気密封止部を設けて固体撮
像装置を構成するものである。
【０００７】このように固体撮像素子チップ表面の受光
エリアのみに透明部材からなる気密封止部を設けたの
で、実装サイズの小型化を図ることができ、特に電子内
視鏡に好適な固体撮像装置が実現できる。また気密封止
部の表面にフィルタ，レンズ，プリズム等の光学部品を
接着することが可能となり、マイクロレンズの集光能力
の低下を伴うことなく実装サイズの小型化を図ることが
できる。また固体撮像素子チップのウェハ状態で、受光
エリアに全チップ一括して気密封止部を設けることが可
能であり、これによりダイシング時の汚れ防止処理が不
要となる。
【０００８】
【実施例】次に、実施例について説明する。図１の
（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る固体撮像装置の第１実施
例を示す概略上面図及びその断面図である。図におい
て、１は固体撮像素子チップで、該固体撮像素子チップ
１の受光エリア２にはマイクロレンズ３が各画素に対応
して設けられている。４はガラス，石英，サファイア，
透明樹脂などの透明材料からなる封止部材で、下面の縁
部には枠部４ａが一体的に形成されており、そして、前
記固体撮像素子チップ１の受光エリア２のみを気密封止
し、且つ受光エリア２のマイクロレンズ３の表面と封止
部材４の裏面の間には、干渉縞が生じないように少なく
とも５μｍ以上の空間が形成されるように、固体撮像素
子チップ１の表面に接着されている。固体撮像素子チッ
プ１の表面への封止部材４の接着方法としては、陽極接
合又は超音波接合を利用すれば接合面積を小さくするこ
とができるが、エポキシ樹脂などの接着剤を用いてもよ
いことは勿論である。なお図１の（Ａ）において、５は
固体撮像素子チップ１の電極を示している。
【０００９】このように構成された固体撮像装置は、封
止部材４で固体撮像素子チップの受光エリア２のみを気
密封止しているので、マイクロレンズ３の集光能力低下
を伴うことなく実装サイズの小型化が実現できる。
【００１０】次に、第２実施例を図２に基づいて説明す
る。この実施例は、封止部材11を透明部材からなる平板
部11ａと枠部11ｂの２部材で構成したものである。この
際、枠部11ｂはセラミック，ガラス，シリコン等の無機
物又はコバール，42アロイ等の金属を用いて形成しても
よいが、固体撮像素子チップ１の表面に、エポキシ，フ
ェノール，シリコンなどの樹脂を印刷又はフォトリソ技
術でパターン形成してもよい。また透明平板部11ａに枠
部11ｂを陽極接合等で接着したものを、固体撮像素子チ
ップ１の表面に接着するようにしてもよい。
【００１１】この実施例では、封止部材を透明平板部と
枠部の２部材で構成しているため、各部材の加工が容易
でコストを低減することができる。
【００１２】次に、第３実施例を図３に基づいて説明す
る。この実施例は、図１に示した第１実施例と同様に、
マイクロレンズ３を設けた受光エリア２のみを透明封止
部材４で気密封止した固体撮像素子チップ１を、基板21
と直接ダイボンドで接着し、固体撮像素子チップ１の電
極と基板21との電極間をボンディングワイヤ22で接続し
たのち、固体撮像素子チップ１の受光エリア２のみに設
けた封止部材４以外のチップ表面及びボンディングワイ
ヤ22による接続部分を、エポキシ，フェノール，シリコ
ンなどの封止樹脂23で封止して固体撮像装置を構成した
ものである。
【００１３】この実施例によれば、固体撮像素子チップ
を基板に接着して構成する固体撮像装置の小型実装を図
ることができる。
【００１４】次に、第４実施例を図４に基づいて説明す
る。この実施例は、図３に示した第３実施例の固体撮像
装置における透明封止部材４の表面に、赤外線カットフ
ィルタ，紫外線カットフィルタ，レンズ，プリズム等の
光学部品31を接着剤32で接着して構成したものであり、
この実施例によれば、光学部品を装着して構成した固体
撮像装置の小型実装が可能となる。
【００１５】次に、第５実施例を図５に基づいて説明す
る。この実施例は、下面の縁部に枠部41ａを一体的に形
成したプリズム等の光学部品41を、固体撮像素子チップ
１のマイクロレンズ３を備えた受光エリア２のみに対し
て、枠部41ａを介して配置し接着する。そして、固体撮
像素子チップ１を、図３に示した第３実施例と同様に、
基板21にダイボンドで接着し、ボンディングワイヤ22で
所定の接続を行ったのち、光学部品41以外のチップ表面
とボンディングワイヤ22の接続部分を封止樹脂23で封止
して、固体撮像装置を構成するものである。なお、この
実施例においても、光学部品41の下面と固体撮像素子チ
ップ１のマイクロレンズ３の表面との間には、５μｍ以
上の空間が形成されるようになっている。
【００１６】この実施例においては、光学部品自体が封
止部材を兼ねているので、光学部品を備えた固体撮像装
置の一層の小型化並びに薄型化を実現することができ
る。
【００１７】次に、第６実施例を図６に基づいて説明す
る。図６において、51は固体撮像素子チップで、該固体
撮像素子チップ51にはチップ表面より凹んで形成された
凹部52が設けられており、この凹部52にはマイクロレン
ズ３を設けた受光エリア２のみが形成されている。そし
て、受光エリア２が形成されている凹部52を覆うように
透明部材からなる平板状封止部材53を、チップ表面に配
置して接着し、固体撮像装置を構成している。この実施
例においても、凹部52に形成されている受光エリア２の
マイクロレンズ３の表面と平板状封止部材（ガラスリッ
ド）53の裏面との間には、５μｍ以上の空間が形成され
るようになっている。
【００１８】この実施例によれば、封止部材に枠部を必
要とせず、したがって封止部材のコストを低減できるば
かりでなく、一層の薄型化が可能になる。
【００１９】次に、第７実施例を図７に基づいて説明す
る。この実施例は、図６に示した第６実施例における平
板状封止部材53の変わりに、プリズム等の光学部品31を
封止部材を兼ねさせて固体撮像素子チップ51の凹部52を
覆うように配置して接着し、固体撮像装置を構成するも
のである。
【００２０】この実施例では、光学部品を備えた固体撮
像装置の更に一層の小型化及び薄型化を図ることができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、固体撮像素子チップ表面のマイクロレ
ンズを備えた受光エリアのみに透明部材からなる気密封
止部を設けたので、実装サイズの小型化を図った固体撮
像装置を得ることができる。また気密封止部の表面に、
受光エリアに対して間接的にプリズム等の光学部品を接
着することができ、マイクロレンズの集光能力の低下を
伴うことなく実装サイズの小型化を図ることができる。
また固体撮像素子チップのウェハ状態で、受光エリアに
全チップ一括して気密封止部を設けることが可能であ
り、これによりダイシング時の汚れ防止処理が不要とな
る等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１実施例の概略
平面図及び断面図である。
【図２】第２実施例を示す断面図である。
【図３】第３実施例を示す断面図である。
【図４】第４実施例を示す断面図である。
【図５】第５実施例を示す断面図である。
【図６】第６実施例を示す断面図である。
【図７】第７実施例を示す断面図である。
【図８】従来の固体撮像装置の実装態様の構成例を示す
断面図である。
【図９】従来の固体撮像装置の実装態様の他の構成例を
示す断面図である。
【符号の説明】
１ 固体撮像素子チップ ２ 受光エリア ３ マイクロレンズ ４ 封止部材 ４ａ 枠部 ５ 電極 11 封止部材 11ａ 平板部 11ｂ 枠部 21 基板 22 ボンディングワイヤ 23 封止樹脂 31 光学部品 32 接着剤 41 光学部品 41ａ 枠部 51 固体撮像素子チップ 52 凹部 53 平板状封止部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 高志 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 田中 和恵 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オンチップマイクロレンズを備えた受光
    エリアを有する固体撮像素子チップの受光エリアのみ
    に、透明部材からなる気密封止部を設けたことを特徴と
    する固体撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記気密封止部は、平板部とその下面縁
    部に一体的に形成された枠部とで構成されていることを
    特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記気密封止部は、平板部とその下面縁
    部に接着された枠部とで構成されていることを特徴とす
    る請求項１記載の固体撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記気密封止部は、透明光学部品とその
    下面の縁部に一体的に形成された枠部とで構成されてい
    ることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記固体撮像素子チップは、チップ表面
    に凹部が形成されていて、該凹部に受光エリアが形成さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装
    置。
  6. 【請求項６】 前記受光エリアのオンチップマイクロレ
    ンズ表面と前記気密封止部の裏面との距離が、少なくと
    も５μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のい
    ずれか１項に記載の固体撮像装置。
  7. 【請求項７】 前記固体撮像素子チップに設けた気密封
    止部以外のチップ表面に樹脂封止を施したことを特徴と
    する請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装
    置。
  8. 【請求項８】 前記気密封止部の表面に光学部品を接着
    していることを特徴とする請求項１〜３及び５〜７のい
    ずれか１項に記載の固体撮像装置。
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