固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造
【課題】外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することが可能な固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造を提供すること。
【解決手段】固体撮像素子ＩＳ１は、光感応領域３を有する半導体基板１と、半導体基板１の主面１ａ上に配列された複数の第一電極パッド１０と、半導体基板１の主面１ａ上に、複数の第一電極パッド１０が配列された方向に沿う方向に配列された複数の第二電極パッド１２と、複数の第一電極パッド１０と複数の第二電極パッド１２とを１対１に接続する複数の配線１４と、を備えている。複数の配線１４は、複数の第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。
【解決手段】固体撮像素子ＩＳ１は、光感応領域３を有する半導体基板１と、半導体基板１の主面１ａ上に配列された複数の第一電極パッド１０と、半導体基板１の主面１ａ上に、複数の第一電極パッド１０が配列された方向に沿う方向に配列された複数の第二電極パッド１２と、複数の第一電極パッド１０と複数の第二電極パッド１２とを１対１に接続する複数の配線１４と、を備えている。複数の配線１４は、複数の第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子として、感応領域を有する半導体基板と、半導体基板の一の主面上に配列された複数の電極パッドと、を備え、半導体基板の上記一の主面側が受光面側とされた、いわゆる表面入射型の固体撮像素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。感応領域を有する半導体基板と、半導体基板の一の主面上に配列された複数の電極パッドと、を備え、半導体基板の上記一の主面の裏面側が受光面側とされた、いわゆる裏面入射型の固体撮像素子も知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０７２５５号公報
【特許文献２】特開平０６−０４５５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とでは、固体撮像素子が載置される載置部材（たとえば、配線基板など）に対向する面が反転し、半導体基板の一の主面上に配列された複数の電極パッドの配置も反転する。このため、表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とを同じ構造の載置部材に載置する場合、固体撮像素子の電極パッドに電気的に接続される載置部材の出力端子の配置も反転することとなり、載置部材を介して固体撮像素子に接続される外部回路（たとえば、駆動回路など）を載置部材の出力端子の配置に合わせて２種類準備する必要がある。
【０００５】
外部回路を表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とで共通化するためには、出力端子の配置を表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とで同じとする必要があり、表面入射型の固体撮像素子用の載置部材と、裏面入射型の固体撮像素子用の載置部材とを準備しなければならない。いずれにしても、外部回路や載置部材などを２種類準備する必要があり、外部回路や載置部材などのコストや準備期間が増加する。
【０００６】
本発明は、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することが可能な固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る固体撮像素子は、光感応領域を有する半導体基板と、半導体基板の一の主面上に配列された複数の第一電極パッドと、半導体基板の一の主面上に、複数の第一電極パッドが配列された方向に沿う方向に配列された複数の第二電極パッドと、複数の第一電極パッドと複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、複数の配線は、複数の第一及び第二電極パッドの配列方向に直交する中心線に対して線対称となる位置関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとを接続していることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る固体撮像素子では、複数の第一及び第二電極パッドの配列方向に直交する中心線に対して線対称となる位置関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとが、上記配線を通して接続されている。したがって、上記一の主面と当該一の主面の裏面とを反転させても、配線を通して互いに接続された第一電極パッドと第二電極パッドとの位置は、各電極パッドの配列方向において同じとなる。
【０００９】
この固体撮像素子を上記一の主面を載置部材に対向させて載置する場合と上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する場合とで、第一電極パッド又は第二電極パッドに電気的に接続されることとなる載置部材の端子の位置関係は反転しない。この結果、駆動回路などの外部回路を２種類準備しておく必要がなく、また、載置部材も２種類準備しておく必要がない。したがって、本発明では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【００１０】
複数の第一電極パッドは、複数の第二電極パッドよりも半導体基板の縁寄りに位置していてもよい。この場合、固体撮像素子を上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する際に、各第一電極パッドへのワイヤボンディングによる接続が容易となる。
【００１１】
本発明に係る固体撮像素子は、光感応領域を有し、矩形形状を呈する半導体基板と、半導体基板の一の辺に沿う方向に配列された複数の第一電極パッドと、半導体基板の一の辺に沿う方向に配列された複数の第二電極パッドと、複数の第一電極パッドと複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、複数の配線は、複数の第一電極パッドにおける一の辺に沿う一方向での配列順番と、複数の第二電極パッドにおける一の辺に沿う一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとを接続していることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る固体撮像素子では、複数の第一電極パッドにおける一の辺に沿う一方向での配列順番と、複数の第二電極パッドにおける一の辺に沿う一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとが、上記配線を通して接続されている。したがって、上記一の主面と当該一の主面の裏面とを反転させても、配線を通して互いに接続された第一電極パッドと第二電極パッドとの位置は、各電極パッドの配列順序において同じとなる。
【００１３】
この固体撮像素子を上記一の主面を載置部材に対向させて載置する場合と上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する場合とで、第一電極パッド又は第二電極パッドに電気的に接続されることとなる載置部材の端子の位置関係は反転しない。この結果、駆動回路などの外部回路を２種類準備しておく必要がなく、また、載置部材も２種類準備しておく必要がない。したがって、本発明では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【００１４】
複数の第一電極パッドは、複数の第二電極パッドよりも半導体基板の一の辺寄りに位置していてもよい。この場合、固体撮像素子を上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する際に、各第一電極パッドへのワイヤボンディングによる接続が容易となる。
【００１５】
半導体基板は、一の主面側が受光面側とされていてもよく、また、半導体基板は、一の主面の裏面側が受光面側とされていてもよい。一の主面側が受光面側とされている場合には、表面入射型の固体撮像素子が実現されることとなる。一の主面の裏面側が受光面側とされている場合には、裏面入射型の固体撮像素子が実現されることとなる。
【００１６】
本発明に係る固体撮像素子の実装構造は、上記固体撮像素子と、固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、固体撮像素子は、固体撮像素子の一の主面の裏面が載置部材の一の主面と対向するように載置部材に載置されており、複数の第一電極パッドと複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る固体撮像素子の実装構造は、上記固体撮像素子と、固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、固体撮像素子は、固体撮像素子の一の主面が載置部材の一の主面と対向するように載置部材に載置されており、複数の第二電極パッドと複数の第三電極パッドとが、フリップチップボンディングにより接続されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る固体撮像素子の実装構造は、上記固体撮像素子と、固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、固体撮像素子は、固体撮像素子の一の主面が載置部材の一の主面の裏面と対向するように載置部材に載置されており、複数の第二電極パッドと複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るいずれの固体撮像素子の実装構造でも、上述したように、外部回路や載置部材などを２種類準備しておく必要がない。したがって、本発明では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することが可能な固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。
【図５】本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子における第一及び第二電極パッドを説明するための透視平面図である。
【図６】本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。
【図７】本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【図８】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図９】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図１１】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【図１２】本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。
【図１３】本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【図１４】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図１５】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【図１６】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図１７】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２３】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。図２は、本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。
【００２４】
表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１は、図１及び図２に示されるように、半導体基板１、複数の第一電極パッド１０、複数の第二電極パッド１２、及び複数の配線１４を備えている。固体撮像素子ＩＳ１は、いわゆるＦＩ（Front−Illuminated）−ＣＣＤイメージセンサである。図２では、配線１４の図示を省略している。
【００２５】
半導体基板１は、平面視で矩形形状を呈しており、半導体基板１の縁を構成する４辺２ａ〜２ｄを有している。半導体基板１は、互いに対向する主面１ａ，１ｂを含んでいる。半導体基板１は、主面１ａ側に形成された光感応領域（撮像領域）３を有している。光感応領域３には、複数の垂直シフトレジスタ（図示省略）からなる撮像用のＣＣＤが画素として形成されている。固体撮像素子ＩＳ１は、主面１ａ側が受光面側とされている。図１は、固体撮像素子ＩＳ１を受光面（主面１ａ）側から見た平面図である。
【００２６】
光感応領域３に入射した光像は、二次元電荷像に変換され、この電荷は垂直シフトレジスタにより垂直方向に沿って転送される。光感応領域３の電荷転送方向の終端には、水平シフトレジスタ（図示省略）が設けられており、垂直方向に転送されてきた各画素の電荷は、水平シフトレジスタにより水平方向に沿って順次転送される。ＣＣＤの電荷転送方式としては、フレームトランスファー方式、インターライントランスファー方式、フル・フレームトランスファー方式などが知られている。
【００２７】
各第一電極パッド１０は、半導体基板１の主面１ａ上に配置されている。各第一電極パッド１０は、光感応領域３を挟むように、対向する２辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられている。本実施形態では、１２の第一電極パッド１０が各辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられている。すなわち、２４の第一電極パッド１０が設けられている。各第一電極パッド１０は、半導体基板１の一の辺２ａ，２ｂに沿う方向に配列されている。第一電極パッド１０は、矩形形状を呈している。
【００２８】
各第二電極パッド１２も、半導体基板１の主面１ａ上に配置されている。各第二電極パッド１２は、第一電極パッド１０と同様に、上記２辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられており、半導体基板１の一の辺２ａ，２ｂに沿う方向に配列されている。本実施形態では、１２の第二電極パッド１２が各辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられている。すなわち、２４の第二電極パッド１２が設けられている。第二電極パッド１２は、円形状を呈している。第一電極パッド１０は、第二電極パッド１２よりも半導体基板１の縁寄り、すなわち辺２ａ，２ｂ寄りに位置している。
【００２９】
第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とは、千鳥状に配置されている。各第一電極パッド１０と各第二電極パッド１２とは、電荷を垂直方向に転送させる電荷転送電極に転送電圧を印加するための電極パッド、電荷を水平方向に転送させる電荷転送電極に転送電圧を印加するための電極パッド、半導体基板１をグランドに接続するための電極パッド、水平方向に転送された電荷を読み出すための電極パッド、出力を取り出すための電極パッド、及びテスト動作を行わせるための電極パッドなどをそれぞれ含んでいる。
【００３０】
各配線１４は、図１に示されるように、半導体基板１に設けられており、第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを１対１に接続する。各配線１４は、第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。すなわち、各配線１４は、第一電極パッド１０における一の辺２ａ，２ｂに沿う一方向（たとえば、辺２ｃから辺２ｄへ向かう方向）での配列順番と、第二電極パッド１２における一の辺２ａ，２ｂに沿う上記一方向とは逆方向（たとえば、辺２ｄから辺２ｃへ向かう方向）での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。図１では、光感応領域３と各電極バッド１０，１２とを電気的に接続する配線は、その図示を省略している。
【００３１】
続いて、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２の構成を説明する。図３は、本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。図４は、本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。図４では、配線１４の図示を省略している。
【００３２】
裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２は、図３及び図４に示されるように、固体撮像素子ＩＳ１と同じく、半導体基板１、複数の第一電極パッド１０、複数の第二電極パッド１２、及び複数の配線１４を備えている。固体撮像素子ＩＳ２は、いわゆるＢＴ（Back−Thinned）−ＣＣＤイメージセンサである。
【００３３】
半導体基板１は、中央領域が主面１ｂ側からＫＯＨ水溶液などでエッチングされることにより、薄型化されている。この薄型化により、半導体基板１の中央領域には、主面１ｂ側に凹部が形成されることとなる。半導体基板１の凹部の周囲には、凹部より厚い枠部が存在している。枠部もエッチングによって除去することにより、固体撮像素子ＩＳ２は、半導体基板１の全領域が薄膜化されたＢＴ−ＣＣＤイメージセンサとすることも可能である。
【００３４】
固体撮像素子ＩＳ２は、主面１ｂ側が受光面側とされている。図３は、固体撮像素子ＩＳ２を受光面の裏面（主面１ａ）側から見た平面図である。図３では、図１と同じく、光感応領域３と各電極バッド１０，１２とを電気的に接続する配線は、その図示を省略している。
【００３５】
固体撮像素子ＩＳ２でも、各配線１４は、図３に示されるように、第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。したがって、図５に示されるように、固体撮像素子ＩＳ２を受光面（主面１ｂ）側から透視したとき、固体撮像素子ＩＳ２における各第一電極パッド１０の配列方向での位置（配列順番）は、固体撮像素子ＩＳ１において、対応する第一電極パッド１０に配線１４を通して接続された第二電極パッド１２の配列方向での位置（配列順番）と同じである。同様に、固体撮像素子ＩＳ２を受光面（主面１ｂ）側から透視したとき、固体撮像素子ＩＳ２における各第二電極パッド１２の配列方向での位置（配列順番）は、固体撮像素子ＩＳ１において、対応する第二電極パッド１２に配線１４を通して接続された第一電極パッド１０の配列方向での位置（配列順番）と同じである。
【００３６】
次に、図６及び図７を参照して、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される載置部材２０の構成を説明する。図６は、本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。図７は、本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【００３７】
載置部材２０は、いわゆるパッケージであって、平面視矩形形状の基板２１を備えている。基板２１は、互いに対向する主面２１ａ，２１ｂを含んでいる。基板２１には、その主面２１ａ上の所定位置に、複数の電極パッド２３，２４が配置されている。基板２１の内部には内部配線２５が配置され、基板２１の側面には外部端子２６が配置されている。
【００３８】
各電極パッド２３は、基板２１の主面２１ａ上であって載置予定領域２２の内側に配置されている。ここで、載置予定領域２２は、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される領域であって、平面視矩形形状の基板２１の略中央に位置する矩形形状を呈している。電極パッド２３は、載置予定領域２２の周縁部に渡って一列に配列されている。電極パッド２３は、裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２に接続されるためのものである。電極パッド２３の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２の配列位置に対応している。電極パッド２３は、円形状を呈している。
【００３９】
各電極パッド２４は、基板２１の主面２１ａ上であって載置予定領域２２の外側に配置されている。すなわち、各電極パッド２４は、載置予定領域２２の外側に一列に配列されている。電極パッド２４は、電極パッド２３と同一数設けられている。電極パッド２４は、表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０に接続されるためのものである。電極パッド２４の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０の配列位置に対応している。電極パッド２３，２４は、金属等の導電性材料を用いて、印刷法やスパッタ等の方法により形成される。電極パッド２４は、矩形形状を呈している。
【００４０】
対応する電極パッド２３と電極パッド２４とは、内部配線２５により電気的に接続されている。各内部配線２５は、基板２１の側面から下方に延びるように配置された複数の外部端子２６と電気的に接続されている。この結果、対応する電極パッド２３と電極パッド２４とには、内部配線２５及び外部端子２６を介して共通の入出力信号が伝送されることになる。
【００４１】
次に、図８〜図１１を参照して、載置部材２０を用いた固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２の実装構造を説明する。図８及び図１０は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。図９及び図１１は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【００４２】
図８及び図９に示されるように、固体撮像素子ＩＳ１は、主面１ｂ（主面１ａの裏面）が載置部材２０（基板２１）の主面２１ａと対向するように載置部材２０（基板２１の載置予定領域２２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ１の半導体基板１と載置部材２０の基板２１とは、樹脂（たとえば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、若しくはアクリル系樹脂、又はこれらを複合させたものなど）Ｒによって接着されている。第一電極パッド１０と電極パッド２４とは、ワイヤボンディングにより接続されている。
【００４３】
図１０及び図１１に示されるように、固体撮像素子ＩＳ２は、主面１ａが載置部材２０（基板２１）の主面２１ａと対向するように載置部材２０（基板２１の載置予定領域２２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ２の半導体基板１と載置部材２０の基板２１とは、樹脂Ｒによって接着されている。第二電極パッド１２と電極パッド２３とは、フリップチップボンディングにより接続されている。
【００４４】
次に、図１２及び図１３を参照して、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される載置部材３０の構成を説明する。図１２は、本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。図１３は、本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【００４５】
載置部材３０は、いわゆるインターポーザーであって、平面視矩形形状の基板３１を備えている。基板３１は、互いに対向する主面３１ａ，３１ｂを含んでいる。基板３１には、主面３１ａ上の所定位置に、複数の電極パッド３３，３４が配置され、主面３１ｂ上の所定位置に、複数の電極パッド３５が配置されている。基板３１の内部には内部配線３６が配置されている。
【００４６】
載置部材３０は、パッケージ４０の収容空間内に配置されており、台座４１を介してパッケージ４０の底部に載置されている。パッケージ４０の枠部には、その所定位置に、複数の電極パッド４３が配置されている。パッケージ４０の枠部内には内部配線４５が配置され、パッケージ４０の側面には外部端子４６が配置されている。対応する電極パッド４３と外部端子４６とは、内部配線４５により電気的に接続されている。電極パッド４３は、金属等の導電性材料を用いて、印刷法やスパッタ等の方法により形成される。パッケージ４０は、載置部材３０に対向して配置される窓部（図示省略）を備えている。台座４１の代わりに、ペルチェ素子を用いてもよい。
【００４７】
各電極パッド３３は、基板３１の主面３１ａ上であって載置予定領域３２の外側に配置されている。ここで、載置予定領域３２は、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される領域であって、平面視矩形形状の基板３１の略中央に位置する矩形形状を呈している。各電極パッド３３は、載置予定領域３２の外側に一列に配列されている。電極パッド３３は、表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０に接続されるためのものである。電極パッド３３の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０の配列位置に対応している。
【００４８】
各電極パッド３４は、基板３１の主面３１ａ上であって載置部材３０の縁部に配置されている。電極パッド３４は、載置部材３０の縁部に沿って一列に配列されている。電極パッド３４は、パッケージ４０の電極パッド４３にワイヤボンディングにより接続されるためのものである。電極パッド３４の位置は、パッケージ４０の電極パッド４３の配列位置に対応している。電極パッド３４は、電極パッド４３と同一数設けられている。
【００４９】
各電極パッド３５は、基板３１の主面３１ｂ上であって載置予定領域３２に対応する領域の内側に配置されている。各電極パッド３５は、載置予定領域３２に対応する領域の内側に一列に配列されている。電極パッド３５は、電極パッド３３と同一数設けられていると共に、電極パッド３４とも同一数設けられている。電極パッド３５は、裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２に接続されるためのものである。電極パッド３５の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２の配列位置に対応している。電極パッド３３，３４，３５は、金属等の導電性材料を用いて、印刷法やスパッタ等の方法により形成される。
【００５０】
載置部材３０には、固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２と電極パッド３５とをワイヤボンディングにより接続するための貫通孔３７が形成されている。貫通孔３７は、電極パッド３５の配列に沿って形成されている。また、貫通孔３７は、載置部材３０に載置される固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２が貫通孔３７に臨む位置に形成されている。
【００５１】
対応する電極パッド３３と電極パッド３４と電極パッド３５は、内部配線３６により電気的に接続されている。この結果、対応する電極パッド３３と電極パッド３５とには、内部配線３６、電極パッド３５、ボンディングワイヤ、電極パッド４３、内部配線４５、及び外部端子２６を介して共通の入出力信号が伝送されることになる。
【００５２】
次に、図１４〜図１７を参照して、載置部材３０を用いた固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２の実装構造を説明する。図１４及び図１６は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。図１５及び図１７は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【００５３】
図１４及び図１５に示されるように、固体撮像素子ＩＳ１は、主面１ｂ（主面１ａの裏面）が載置部材３０（基板３１）の主面３１ａと対向するように載置部材３０（基板３１の載置予定領域３２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ１の半導体基板１と載置部材３０の基板３１とは、樹脂によって接着されている。第一電極パッド１０と電極パッド３３とは、ワイヤボンディングにより接続されている。
【００５４】
図１６及び図１７に示されるように、固体撮像素子ＩＳ２は、主面１ａが載置部材３０（基板３１）の主面３１ａと対向するように載置部材３０（基板３１の載置予定領域３２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ２の半導体基板１と載置部材３０の基板３１とは、樹脂によって接着されている。第二電極パッド１２と電極パッド３５とは、貫通孔３７を通してワイヤボンディングにより接続されている。
【００５５】
以上のように、本実施形態では、複数の第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とが、配線１４を通して接続されている。すなわち、複数の第一電極パッド１０における辺２ａ，２ｂに沿う一方向での配列順番と、複数の第二電極パッド１２における辺２ａ，２ｂに沿う一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とが、配線１４を通して接続されている。したがって、主面１ａと主面１ｂとを反転させても、配線１４を通して互いに接続された第一電極パッド１０と第二電極パッド１２との位置は、各電極パッド１０，１２の配列方向において同じとなる。
【００５６】
固体撮像素子ＩＳ１の主面１ｂを載置部材２０，３０に対向させて載置する場合と固体撮像素子ＩＳ２の主面１ａを載置部材２０，３０に対向させて載置する場合とで、第一電極パッド１０又は第二電極パッド１２に電気的に接続されることとなる載置部材２０の外部端子２６、並びに、載置部材３０の電極パッド３４及びパッケージ４０の外部端子４６の位置関係は反転しない。この結果、駆動回路などの外部回路を２種類準備しておく必要がなく、また、載置部材２０，３０も２種類準備しておく必要がない。したがって、本実施形態では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【００５７】
本実施形態では、複数の第一電極パッド１０は、複数の第二電極パッド１２よりも半導体基板１の縁寄りに位置している。すなわち、複数の第一電極パッド１０は、複数の第二電極パッド１２よりも半導体基板１の辺２ａ，２ｂ寄りに位置している。これにより、固体撮像素子ＩＳ１を主面１ｂを載置部材２０，３０に対向させて載置する際に、各第一電極パッド１０へのワイヤボンディングによる接続が容易となる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００５９】
第一及び第二電極パッド１０，１２は、光感応領域３を挟むように、対向する２辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ配置されているが、これに限られない。たとえば、第一及び第二電極パッド１０，１２は、２辺２ａ，２ｂのうちの一方の辺２ａ又は２ｂ寄りの領域にされていてもよい。
【００６０】
第一及び第二電極パッド１０，１２の数や配列数も、上述した実施形態で開示されたものに限られない。また、第一及び第二電極パッド１０，１２は、千鳥状に配置されている必要はなく、一列に配置されていてもよく、並列に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…半導体基板、１ａ，１ｂ…主面、２ａ〜２ｄ…辺、３…光感応領域、１０…第一電極パッド、１２…第二電極パッド、１４…配線、２０…載置部材、２１ａ，２１ｂ…主面、２３，２４…電極パッド、３０…載置部材、３１ａ，３１ｂ…主面、３３，３５…電極パッド、４６…外部端子、ＩＳ１，ＩＳ２…固体撮像素子、ｌ…中心線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子として、感応領域を有する半導体基板と、半導体基板の一の主面上に配列された複数の電極パッドと、を備え、半導体基板の上記一の主面側が受光面側とされた、いわゆる表面入射型の固体撮像素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。感応領域を有する半導体基板と、半導体基板の一の主面上に配列された複数の電極パッドと、を備え、半導体基板の上記一の主面の裏面側が受光面側とされた、いわゆる裏面入射型の固体撮像素子も知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０７２５５号公報
【特許文献２】特開平０６−０４５５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とでは、固体撮像素子が載置される載置部材（たとえば、配線基板など）に対向する面が反転し、半導体基板の一の主面上に配列された複数の電極パッドの配置も反転する。このため、表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とを同じ構造の載置部材に載置する場合、固体撮像素子の電極パッドに電気的に接続される載置部材の出力端子の配置も反転することとなり、載置部材を介して固体撮像素子に接続される外部回路（たとえば、駆動回路など）を載置部材の出力端子の配置に合わせて２種類準備する必要がある。
【０００５】
外部回路を表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とで共通化するためには、出力端子の配置を表面入射型の固体撮像素子と裏面入射型の固体撮像素子とで同じとする必要があり、表面入射型の固体撮像素子用の載置部材と、裏面入射型の固体撮像素子用の載置部材とを準備しなければならない。いずれにしても、外部回路や載置部材などを２種類準備する必要があり、外部回路や載置部材などのコストや準備期間が増加する。
【０００６】
本発明は、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することが可能な固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る固体撮像素子は、光感応領域を有する半導体基板と、半導体基板の一の主面上に配列された複数の第一電極パッドと、半導体基板の一の主面上に、複数の第一電極パッドが配列された方向に沿う方向に配列された複数の第二電極パッドと、複数の第一電極パッドと複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、複数の配線は、複数の第一及び第二電極パッドの配列方向に直交する中心線に対して線対称となる位置関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとを接続していることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る固体撮像素子では、複数の第一及び第二電極パッドの配列方向に直交する中心線に対して線対称となる位置関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとが、上記配線を通して接続されている。したがって、上記一の主面と当該一の主面の裏面とを反転させても、配線を通して互いに接続された第一電極パッドと第二電極パッドとの位置は、各電極パッドの配列方向において同じとなる。
【０００９】
この固体撮像素子を上記一の主面を載置部材に対向させて載置する場合と上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する場合とで、第一電極パッド又は第二電極パッドに電気的に接続されることとなる載置部材の端子の位置関係は反転しない。この結果、駆動回路などの外部回路を２種類準備しておく必要がなく、また、載置部材も２種類準備しておく必要がない。したがって、本発明では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【００１０】
複数の第一電極パッドは、複数の第二電極パッドよりも半導体基板の縁寄りに位置していてもよい。この場合、固体撮像素子を上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する際に、各第一電極パッドへのワイヤボンディングによる接続が容易となる。
【００１１】
本発明に係る固体撮像素子は、光感応領域を有し、矩形形状を呈する半導体基板と、半導体基板の一の辺に沿う方向に配列された複数の第一電極パッドと、半導体基板の一の辺に沿う方向に配列された複数の第二電極パッドと、複数の第一電極パッドと複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、複数の配線は、複数の第一電極パッドにおける一の辺に沿う一方向での配列順番と、複数の第二電極パッドにおける一の辺に沿う一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとを接続していることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る固体撮像素子では、複数の第一電極パッドにおける一の辺に沿う一方向での配列順番と、複数の第二電極パッドにおける一の辺に沿う一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッドと第二電極パッドとが、上記配線を通して接続されている。したがって、上記一の主面と当該一の主面の裏面とを反転させても、配線を通して互いに接続された第一電極パッドと第二電極パッドとの位置は、各電極パッドの配列順序において同じとなる。
【００１３】
この固体撮像素子を上記一の主面を載置部材に対向させて載置する場合と上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する場合とで、第一電極パッド又は第二電極パッドに電気的に接続されることとなる載置部材の端子の位置関係は反転しない。この結果、駆動回路などの外部回路を２種類準備しておく必要がなく、また、載置部材も２種類準備しておく必要がない。したがって、本発明では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【００１４】
複数の第一電極パッドは、複数の第二電極パッドよりも半導体基板の一の辺寄りに位置していてもよい。この場合、固体撮像素子を上記一の主面の裏面を載置部材に対向させて載置する際に、各第一電極パッドへのワイヤボンディングによる接続が容易となる。
【００１５】
半導体基板は、一の主面側が受光面側とされていてもよく、また、半導体基板は、一の主面の裏面側が受光面側とされていてもよい。一の主面側が受光面側とされている場合には、表面入射型の固体撮像素子が実現されることとなる。一の主面の裏面側が受光面側とされている場合には、裏面入射型の固体撮像素子が実現されることとなる。
【００１６】
本発明に係る固体撮像素子の実装構造は、上記固体撮像素子と、固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、固体撮像素子は、固体撮像素子の一の主面の裏面が載置部材の一の主面と対向するように載置部材に載置されており、複数の第一電極パッドと複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る固体撮像素子の実装構造は、上記固体撮像素子と、固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、固体撮像素子は、固体撮像素子の一の主面が載置部材の一の主面と対向するように載置部材に載置されており、複数の第二電極パッドと複数の第三電極パッドとが、フリップチップボンディングにより接続されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る固体撮像素子の実装構造は、上記固体撮像素子と、固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、固体撮像素子は、固体撮像素子の一の主面が載置部材の一の主面の裏面と対向するように載置部材に載置されており、複数の第二電極パッドと複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るいずれの固体撮像素子の実装構造でも、上述したように、外部回路や載置部材などを２種類準備しておく必要がない。したがって、本発明では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することが可能な固体撮像素子及び固体撮像素子の実装構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。
【図５】本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子における第一及び第二電極パッドを説明するための透視平面図である。
【図６】本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。
【図７】本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【図８】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図９】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図１１】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【図１２】本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。
【図１３】本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【図１４】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図１５】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【図１６】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。
【図１７】本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２３】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。図２は、本実施形態に係る表面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。
【００２４】
表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１は、図１及び図２に示されるように、半導体基板１、複数の第一電極パッド１０、複数の第二電極パッド１２、及び複数の配線１４を備えている。固体撮像素子ＩＳ１は、いわゆるＦＩ（Front−Illuminated）−ＣＣＤイメージセンサである。図２では、配線１４の図示を省略している。
【００２５】
半導体基板１は、平面視で矩形形状を呈しており、半導体基板１の縁を構成する４辺２ａ〜２ｄを有している。半導体基板１は、互いに対向する主面１ａ，１ｂを含んでいる。半導体基板１は、主面１ａ側に形成された光感応領域（撮像領域）３を有している。光感応領域３には、複数の垂直シフトレジスタ（図示省略）からなる撮像用のＣＣＤが画素として形成されている。固体撮像素子ＩＳ１は、主面１ａ側が受光面側とされている。図１は、固体撮像素子ＩＳ１を受光面（主面１ａ）側から見た平面図である。
【００２６】
光感応領域３に入射した光像は、二次元電荷像に変換され、この電荷は垂直シフトレジスタにより垂直方向に沿って転送される。光感応領域３の電荷転送方向の終端には、水平シフトレジスタ（図示省略）が設けられており、垂直方向に転送されてきた各画素の電荷は、水平シフトレジスタにより水平方向に沿って順次転送される。ＣＣＤの電荷転送方式としては、フレームトランスファー方式、インターライントランスファー方式、フル・フレームトランスファー方式などが知られている。
【００２７】
各第一電極パッド１０は、半導体基板１の主面１ａ上に配置されている。各第一電極パッド１０は、光感応領域３を挟むように、対向する２辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられている。本実施形態では、１２の第一電極パッド１０が各辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられている。すなわち、２４の第一電極パッド１０が設けられている。各第一電極パッド１０は、半導体基板１の一の辺２ａ，２ｂに沿う方向に配列されている。第一電極パッド１０は、矩形形状を呈している。
【００２８】
各第二電極パッド１２も、半導体基板１の主面１ａ上に配置されている。各第二電極パッド１２は、第一電極パッド１０と同様に、上記２辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられており、半導体基板１の一の辺２ａ，２ｂに沿う方向に配列されている。本実施形態では、１２の第二電極パッド１２が各辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ設けられている。すなわち、２４の第二電極パッド１２が設けられている。第二電極パッド１２は、円形状を呈している。第一電極パッド１０は、第二電極パッド１２よりも半導体基板１の縁寄り、すなわち辺２ａ，２ｂ寄りに位置している。
【００２９】
第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とは、千鳥状に配置されている。各第一電極パッド１０と各第二電極パッド１２とは、電荷を垂直方向に転送させる電荷転送電極に転送電圧を印加するための電極パッド、電荷を水平方向に転送させる電荷転送電極に転送電圧を印加するための電極パッド、半導体基板１をグランドに接続するための電極パッド、水平方向に転送された電荷を読み出すための電極パッド、出力を取り出すための電極パッド、及びテスト動作を行わせるための電極パッドなどをそれぞれ含んでいる。
【００３０】
各配線１４は、図１に示されるように、半導体基板１に設けられており、第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを１対１に接続する。各配線１４は、第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。すなわち、各配線１４は、第一電極パッド１０における一の辺２ａ，２ｂに沿う一方向（たとえば、辺２ｃから辺２ｄへ向かう方向）での配列順番と、第二電極パッド１２における一の辺２ａ，２ｂに沿う上記一方向とは逆方向（たとえば、辺２ｄから辺２ｃへ向かう方向）での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。図１では、光感応領域３と各電極バッド１０，１２とを電気的に接続する配線は、その図示を省略している。
【００３１】
続いて、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２の構成を説明する。図３は、本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子を示す平面図である。図４は、本実施形態に係る裏面入射型の固体撮像素子の断面構成を説明する図である。図４では、配線１４の図示を省略している。
【００３２】
裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２は、図３及び図４に示されるように、固体撮像素子ＩＳ１と同じく、半導体基板１、複数の第一電極パッド１０、複数の第二電極パッド１２、及び複数の配線１４を備えている。固体撮像素子ＩＳ２は、いわゆるＢＴ（Back−Thinned）−ＣＣＤイメージセンサである。
【００３３】
半導体基板１は、中央領域が主面１ｂ側からＫＯＨ水溶液などでエッチングされることにより、薄型化されている。この薄型化により、半導体基板１の中央領域には、主面１ｂ側に凹部が形成されることとなる。半導体基板１の凹部の周囲には、凹部より厚い枠部が存在している。枠部もエッチングによって除去することにより、固体撮像素子ＩＳ２は、半導体基板１の全領域が薄膜化されたＢＴ−ＣＣＤイメージセンサとすることも可能である。
【００３４】
固体撮像素子ＩＳ２は、主面１ｂ側が受光面側とされている。図３は、固体撮像素子ＩＳ２を受光面の裏面（主面１ａ）側から見た平面図である。図３では、図１と同じく、光感応領域３と各電極バッド１０，１２とを電気的に接続する配線は、その図示を省略している。
【００３５】
固体撮像素子ＩＳ２でも、各配線１４は、図３に示されるように、第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とを接続している。したがって、図５に示されるように、固体撮像素子ＩＳ２を受光面（主面１ｂ）側から透視したとき、固体撮像素子ＩＳ２における各第一電極パッド１０の配列方向での位置（配列順番）は、固体撮像素子ＩＳ１において、対応する第一電極パッド１０に配線１４を通して接続された第二電極パッド１２の配列方向での位置（配列順番）と同じである。同様に、固体撮像素子ＩＳ２を受光面（主面１ｂ）側から透視したとき、固体撮像素子ＩＳ２における各第二電極パッド１２の配列方向での位置（配列順番）は、固体撮像素子ＩＳ１において、対応する第二電極パッド１２に配線１４を通して接続された第一電極パッド１０の配列方向での位置（配列順番）と同じである。
【００３６】
次に、図６及び図７を参照して、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される載置部材２０の構成を説明する。図６は、本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。図７は、本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【００３７】
載置部材２０は、いわゆるパッケージであって、平面視矩形形状の基板２１を備えている。基板２１は、互いに対向する主面２１ａ，２１ｂを含んでいる。基板２１には、その主面２１ａ上の所定位置に、複数の電極パッド２３，２４が配置されている。基板２１の内部には内部配線２５が配置され、基板２１の側面には外部端子２６が配置されている。
【００３８】
各電極パッド２３は、基板２１の主面２１ａ上であって載置予定領域２２の内側に配置されている。ここで、載置予定領域２２は、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される領域であって、平面視矩形形状の基板２１の略中央に位置する矩形形状を呈している。電極パッド２３は、載置予定領域２２の周縁部に渡って一列に配列されている。電極パッド２３は、裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２に接続されるためのものである。電極パッド２３の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２の配列位置に対応している。電極パッド２３は、円形状を呈している。
【００３９】
各電極パッド２４は、基板２１の主面２１ａ上であって載置予定領域２２の外側に配置されている。すなわち、各電極パッド２４は、載置予定領域２２の外側に一列に配列されている。電極パッド２４は、電極パッド２３と同一数設けられている。電極パッド２４は、表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０に接続されるためのものである。電極パッド２４の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０の配列位置に対応している。電極パッド２３，２４は、金属等の導電性材料を用いて、印刷法やスパッタ等の方法により形成される。電極パッド２４は、矩形形状を呈している。
【００４０】
対応する電極パッド２３と電極パッド２４とは、内部配線２５により電気的に接続されている。各内部配線２５は、基板２１の側面から下方に延びるように配置された複数の外部端子２６と電気的に接続されている。この結果、対応する電極パッド２３と電極パッド２４とには、内部配線２５及び外部端子２６を介して共通の入出力信号が伝送されることになる。
【００４１】
次に、図８〜図１１を参照して、載置部材２０を用いた固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２の実装構造を説明する。図８及び図１０は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。図９及び図１１は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【００４２】
図８及び図９に示されるように、固体撮像素子ＩＳ１は、主面１ｂ（主面１ａの裏面）が載置部材２０（基板２１）の主面２１ａと対向するように載置部材２０（基板２１の載置予定領域２２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ１の半導体基板１と載置部材２０の基板２１とは、樹脂（たとえば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、若しくはアクリル系樹脂、又はこれらを複合させたものなど）Ｒによって接着されている。第一電極パッド１０と電極パッド２４とは、ワイヤボンディングにより接続されている。
【００４３】
図１０及び図１１に示されるように、固体撮像素子ＩＳ２は、主面１ａが載置部材２０（基板２１）の主面２１ａと対向するように載置部材２０（基板２１の載置予定領域２２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ２の半導体基板１と載置部材２０の基板２１とは、樹脂Ｒによって接着されている。第二電極パッド１２と電極パッド２３とは、フリップチップボンディングにより接続されている。
【００４４】
次に、図１２及び図１３を参照して、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される載置部材３０の構成を説明する。図１２は、本実施形態に係る載置部材を示す平面図である。図１３は、本実施形態に係る載置部材の断面構成を説明する図である。
【００４５】
載置部材３０は、いわゆるインターポーザーであって、平面視矩形形状の基板３１を備えている。基板３１は、互いに対向する主面３１ａ，３１ｂを含んでいる。基板３１には、主面３１ａ上の所定位置に、複数の電極パッド３３，３４が配置され、主面３１ｂ上の所定位置に、複数の電極パッド３５が配置されている。基板３１の内部には内部配線３６が配置されている。
【００４６】
載置部材３０は、パッケージ４０の収容空間内に配置されており、台座４１を介してパッケージ４０の底部に載置されている。パッケージ４０の枠部には、その所定位置に、複数の電極パッド４３が配置されている。パッケージ４０の枠部内には内部配線４５が配置され、パッケージ４０の側面には外部端子４６が配置されている。対応する電極パッド４３と外部端子４６とは、内部配線４５により電気的に接続されている。電極パッド４３は、金属等の導電性材料を用いて、印刷法やスパッタ等の方法により形成される。パッケージ４０は、載置部材３０に対向して配置される窓部（図示省略）を備えている。台座４１の代わりに、ペルチェ素子を用いてもよい。
【００４７】
各電極パッド３３は、基板３１の主面３１ａ上であって載置予定領域３２の外側に配置されている。ここで、載置予定領域３２は、固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２が載置される領域であって、平面視矩形形状の基板３１の略中央に位置する矩形形状を呈している。各電極パッド３３は、載置予定領域３２の外側に一列に配列されている。電極パッド３３は、表面入射型の固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０に接続されるためのものである。電極パッド３３の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ１の第一電極パッド１０の配列位置に対応している。
【００４８】
各電極パッド３４は、基板３１の主面３１ａ上であって載置部材３０の縁部に配置されている。電極パッド３４は、載置部材３０の縁部に沿って一列に配列されている。電極パッド３４は、パッケージ４０の電極パッド４３にワイヤボンディングにより接続されるためのものである。電極パッド３４の位置は、パッケージ４０の電極パッド４３の配列位置に対応している。電極パッド３４は、電極パッド４３と同一数設けられている。
【００４９】
各電極パッド３５は、基板３１の主面３１ｂ上であって載置予定領域３２に対応する領域の内側に配置されている。各電極パッド３５は、載置予定領域３２に対応する領域の内側に一列に配列されている。電極パッド３５は、電極パッド３３と同一数設けられていると共に、電極パッド３４とも同一数設けられている。電極パッド３５は、裏面入射型の固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２に接続されるためのものである。電極パッド３５の位置は、載置される固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２の配列位置に対応している。電極パッド３３，３４，３５は、金属等の導電性材料を用いて、印刷法やスパッタ等の方法により形成される。
【００５０】
載置部材３０には、固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２と電極パッド３５とをワイヤボンディングにより接続するための貫通孔３７が形成されている。貫通孔３７は、電極パッド３５の配列に沿って形成されている。また、貫通孔３７は、載置部材３０に載置される固体撮像素子ＩＳ２の第二電極パッド１２が貫通孔３７に臨む位置に形成されている。
【００５１】
対応する電極パッド３３と電極パッド３４と電極パッド３５は、内部配線３６により電気的に接続されている。この結果、対応する電極パッド３３と電極パッド３５とには、内部配線３６、電極パッド３５、ボンディングワイヤ、電極パッド４３、内部配線４５、及び外部端子２６を介して共通の入出力信号が伝送されることになる。
【００５２】
次に、図１４〜図１７を参照して、載置部材３０を用いた固体撮像素子ＩＳ１，ＩＳ２の実装構造を説明する。図１４及び図１６は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造を示す平面図である。図１５及び図１７は、本実施形態に係る固体撮像素子の実装構造における断面構成を説明する図である。
【００５３】
図１４及び図１５に示されるように、固体撮像素子ＩＳ１は、主面１ｂ（主面１ａの裏面）が載置部材３０（基板３１）の主面３１ａと対向するように載置部材３０（基板３１の載置予定領域３２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ１の半導体基板１と載置部材３０の基板３１とは、樹脂によって接着されている。第一電極パッド１０と電極パッド３３とは、ワイヤボンディングにより接続されている。
【００５４】
図１６及び図１７に示されるように、固体撮像素子ＩＳ２は、主面１ａが載置部材３０（基板３１）の主面３１ａと対向するように載置部材３０（基板３１の載置予定領域３２）に載置されている。固体撮像素子ＩＳ２の半導体基板１と載置部材３０の基板３１とは、樹脂によって接着されている。第二電極パッド１２と電極パッド３５とは、貫通孔３７を通してワイヤボンディングにより接続されている。
【００５５】
以上のように、本実施形態では、複数の第一及び第二電極パッド１０，１２の配列方向に直交する中心線ｌに対して線対称となる位置関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とが、配線１４を通して接続されている。すなわち、複数の第一電極パッド１０における辺２ａ，２ｂに沿う一方向での配列順番と、複数の第二電極パッド１２における辺２ａ，２ｂに沿う一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある第一電極パッド１０と第二電極パッド１２とが、配線１４を通して接続されている。したがって、主面１ａと主面１ｂとを反転させても、配線１４を通して互いに接続された第一電極パッド１０と第二電極パッド１２との位置は、各電極パッド１０，１２の配列方向において同じとなる。
【００５６】
固体撮像素子ＩＳ１の主面１ｂを載置部材２０，３０に対向させて載置する場合と固体撮像素子ＩＳ２の主面１ａを載置部材２０，３０に対向させて載置する場合とで、第一電極パッド１０又は第二電極パッド１２に電気的に接続されることとなる載置部材２０の外部端子２６、並びに、載置部材３０の電極パッド３４及びパッケージ４０の外部端子４６の位置関係は反転しない。この結果、駆動回路などの外部回路を２種類準備しておく必要がなく、また、載置部材２０，３０も２種類準備しておく必要がない。したがって、本実施形態では、外部回路や載置部材などのコストや準備期間を容易に削減することができる。
【００５７】
本実施形態では、複数の第一電極パッド１０は、複数の第二電極パッド１２よりも半導体基板１の縁寄りに位置している。すなわち、複数の第一電極パッド１０は、複数の第二電極パッド１２よりも半導体基板１の辺２ａ，２ｂ寄りに位置している。これにより、固体撮像素子ＩＳ１を主面１ｂを載置部材２０，３０に対向させて載置する際に、各第一電極パッド１０へのワイヤボンディングによる接続が容易となる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００５９】
第一及び第二電極パッド１０，１２は、光感応領域３を挟むように、対向する２辺２ａ，２ｂ寄りの領域にそれぞれ配置されているが、これに限られない。たとえば、第一及び第二電極パッド１０，１２は、２辺２ａ，２ｂのうちの一方の辺２ａ又は２ｂ寄りの領域にされていてもよい。
【００６０】
第一及び第二電極パッド１０，１２の数や配列数も、上述した実施形態で開示されたものに限られない。また、第一及び第二電極パッド１０，１２は、千鳥状に配置されている必要はなく、一列に配置されていてもよく、並列に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…半導体基板、１ａ，１ｂ…主面、２ａ〜２ｄ…辺、３…光感応領域、１０…第一電極パッド、１２…第二電極パッド、１４…配線、２０…載置部材、２１ａ，２１ｂ…主面、２３，２４…電極パッド、３０…載置部材、３１ａ，３１ｂ…主面、３３，３５…電極パッド、４６…外部端子、ＩＳ１，ＩＳ２…固体撮像素子、ｌ…中心線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光感応領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一の主面上に配列された複数の第一電極パッドと、
前記半導体基板の前記一の主面上に、前記複数の第一電極パッドが配列された方向に沿う方向に配列された複数の第二電極パッドと、
前記複数の第一電極パッドと前記複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、
前記複数の配線は、前記複数の第一及び第二電極パッドの配列方向に直交する中心線に対して線対称となる位置関係にある前記第一電極パッドと前記第二電極パッドとを接続していることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数の第一電極パッドは、前記複数の第二電極パッドよりも前記半導体基板の縁寄りに位置していることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
光感応領域を有し、矩形形状を呈する半導体基板と、
前記半導体基板の一の辺に沿う方向に配列された複数の第一電極パッドと、
前記半導体基板の前記一の辺に沿う前記方向に配列された複数の第二電極パッドと、
前記複数の第一電極パッドと前記複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、
前記複数の配線は、前記複数の第一電極パッドにおける前記一の辺に沿う一方向での配列順番と、前記複数の第二電極パッドにおける前記一の辺に沿う前記一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある前記第一電極パッドと前記第二電極パッドとを接続していることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
前記複数の第一電極パッドは、前記複数の第二電極パッドよりも前記半導体基板の前記一の辺寄りに位置していることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記半導体基板は、前記一の主面側が受光面側とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記半導体基板は、前記一の主面の裏面側が受光面側とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
請求項５に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記固体撮像素子の前記一の主面の裏面が前記載置部材の前記一の主面と対向するように前記載置部材に載置されており、
前記複数の第一電極パッドと前記複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造。
【請求項８】
請求項６に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記固体撮像素子の前記一の主面が前記載置部材の前記一の主面と対向するように前記載置部材に載置されており、
前記複数の第二電極パッドと前記複数の第三電極パッドとが、フリップチップボンディングにより接続されていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造。
【請求項９】
請求項６に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記固体撮像素子の前記一の主面が前記載置部材の前記一の主面の裏面と対向するように前記載置部材に載置されており、
前記複数の第二電極パッドと前記複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造。
【請求項１】
光感応領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一の主面上に配列された複数の第一電極パッドと、
前記半導体基板の前記一の主面上に、前記複数の第一電極パッドが配列された方向に沿う方向に配列された複数の第二電極パッドと、
前記複数の第一電極パッドと前記複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、
前記複数の配線は、前記複数の第一及び第二電極パッドの配列方向に直交する中心線に対して線対称となる位置関係にある前記第一電極パッドと前記第二電極パッドとを接続していることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数の第一電極パッドは、前記複数の第二電極パッドよりも前記半導体基板の縁寄りに位置していることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
光感応領域を有し、矩形形状を呈する半導体基板と、
前記半導体基板の一の辺に沿う方向に配列された複数の第一電極パッドと、
前記半導体基板の前記一の辺に沿う前記方向に配列された複数の第二電極パッドと、
前記複数の第一電極パッドと前記複数の第二電極パッドとを１対１に接続する複数の配線と、を備えており、
前記複数の配線は、前記複数の第一電極パッドにおける前記一の辺に沿う一方向での配列順番と、前記複数の第二電極パッドにおける前記一の辺に沿う前記一方向とは逆方向での配列順番と、で同じ順番関係にある前記第一電極パッドと前記第二電極パッドとを接続していることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
前記複数の第一電極パッドは、前記複数の第二電極パッドよりも前記半導体基板の前記一の辺寄りに位置していることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記半導体基板は、前記一の主面側が受光面側とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記半導体基板は、前記一の主面の裏面側が受光面側とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
請求項５に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記固体撮像素子の前記一の主面の裏面が前記載置部材の前記一の主面と対向するように前記載置部材に載置されており、
前記複数の第一電極パッドと前記複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造。
【請求項８】
請求項６に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記固体撮像素子の前記一の主面が前記載置部材の前記一の主面と対向するように前記載置部材に載置されており、
前記複数の第二電極パッドと前記複数の第三電極パッドとが、フリップチップボンディングにより接続されていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造。
【請求項９】
請求項６に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が載置され、一の主面上に複数の第三電極パッドが配置された載置部材と、を備え、
前記固体撮像素子は、前記固体撮像素子の前記一の主面が前記載置部材の前記一の主面の裏面と対向するように前記載置部材に載置されており、
前記複数の第二電極パッドと前記複数の第三電極パッドとが、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする固体撮像素子の実装構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−５５２４２（Ｐ２０１３−５５２４２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２９３８（Ｐ２０１１−１９２９３８）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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