説明

固体撮像装置及び光学モジュール

【課題】 組み立て後の製品の品質を良好にすることのできる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子が収納された、面取り部を備えるパッケージとを有し、前記パッケージの面取り部は、前記パッケージと他部品とを係合するとき、前記パッケージと前記他部品とが当初に面接触し得る位置を面取って形成されている固体撮像装置を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体撮像装置、及び、固体撮像装置を含む光学モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
「パッケージ裏面の基準面となる部分の端縁が面取りされて成ることを特徴とする固体撮像装置」の提案がある(たとえば、特許文献1参照)。この提案によれば、ダイボンドされた撮像チップの光軸あおり精度を向上させることができる。
【0003】
カメラを組み立てる際、たとえばセラミックパッケージでパッケージングされた固体撮像装置が、撮像用レンズ鏡筒に取り付けられる。低価格化のため、鏡筒はプラスチックで製造されることが多い。このため組み立てに際して位置決めをし、セラミックパッケージとプラスチック鏡筒とをなるべく近づけて組み立てようとすると、異種材料で形成された両者の摩擦により、プラスチック鏡筒が削れて、ダストが発生しやすい。
【0004】
【特許文献1】特開平7−161951号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、組み立て後の製品の品質を良好にすることのできる固体撮像装置を提供することである。
【0006】
また、本発明の他の目的は、良好な品質を備える光学モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一観点によれば、固体撮像素子と、前記固体撮像素子が収納された、面取り部を備えるパッケージとを有し、前記パッケージの面取り部は、前記パッケージと他部品とを係合するとき、前記パッケージと前記他部品とが当初に面接触し得る位置を面取って形成されている固体撮像装置が提供される。
【0008】
この固体撮像装置は、他部品との組み立て(係合)時に発塵を抑制することができるので、製品の高品質化に寄与することができる。
また、本発明の他の観点によれば、固体撮像素子と、前記固体撮像素子が収納されたパッケージ本体と、前記パッケージ本体上に載置された透明部材とを含むパッケージであって、前記パッケージ本体の、前記透明部材が載置された面の角を部分的に面取って形成された面取り部を備えるパッケージと、前記パッケージが装着された、リブを備える鏡筒と、前記鏡筒に支持され、入射光を前記固体撮像素子に集光するレンズとを有し、前記レンズの位置から見たとき、前記パッケージの面取り部と、前記鏡筒のリブとが近接している光学モジュールが提供される。
【0009】
この光学モジュールは、製造時の発塵が抑制されるため、高品質の光学モジュールである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、組み立て後の製品の品質を良好にすることのできる固体撮像装置を提供することができる。
【0011】
また、良好な品質を備える光学モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1は、カメラの外観を示す概略的な斜視図である。
【0013】
カメラは、その外観において、鏡筒11、フラッシュ発光窓12、ファインダ対物窓13、シャッタボタン14等を備える。
【0014】
また、次図以降で説明するが、鏡筒11はレンズを支持し、当該レンズで集光された光を、基準面上に配置された固体撮像装置に入射させる。
【0015】
図2は、実施例による固体撮像装置の概略的な平面図である。なお、実施例による固体撮像装置の特徴を明示するため、鏡筒について、長さ方向と直交する面に平行に切断した断面を示してある。
実施例による固体撮像装置は、たとえばCCD型の固体撮像素子20と、固体撮像素子20の形成された半導体チップを保持するパッケージ24を含む。固体撮像素子20の形成された半導体チップ上に形成されたパッド29と、パッケージ24のインナリード21とは、金属細線22でワイアボンディングされている。
パッケージ24は、たとえばセラミックで形成され、鏡筒26に装着(係合)される。鏡筒26は、たとえばプラスチックで形成される。パッケージ24のセラミック部分(パッケージ本体)の上部には、透明なガラス板23が載置される。鏡筒26は、リブ27を備える。また、レンズ28が、鏡筒26に支持される。
パッケージ24の本体のエッジ部は、一部面取りされている。図には、それを面取り部25として示した。パッケージ24の面取り部25は、平面図において(レンズ28の位置から見たとき)、鏡筒26のリブ27と近接して形成される。
【0016】
図3は、図2の3A−3A線に沿う断面図である。
【0017】
パッケージ24は、たとえばセラミック製多層型パッケージである。パッケージ24には、パッケージ24を鏡筒26に装着する際に、鏡筒26のリブ27が接触する本体最上層(その上にガラス板23が載置されている層)に面取り部25が形成されている。
面取り部25は、パッケージ24の本体最上部(最上面)の角(エッジ)を面取ることにより形成される。図には、参考として、除いた部分を点線で示した。点線で示したパッケージ24本体最上面の角は、たとえば90°(直角)である。
パッケージ24と鏡筒26とを係合するにあたっては、位置決めのため、両者を近接させて係合を行う。このとき、とくに両者が当初に面接触(摩擦)し得る箇所で、発塵が起きることが多い。
【0018】
面取り部25が形成されていない場合、パッケージ24に鏡筒26を装着する際、パッケージ24の本体最上部(最上面)の角(エッジ)近傍と鏡筒26のリブ27とが接触(摩擦)して、鏡筒26からプラスチックのダストが発生する。しかし、面取り部25を形成した場合、接触(摩擦)が弱まり、ダストの発生が抑止される。このため、パッケージ24を鏡筒26に取り付けて組み立てられる光学モジュールの品質を良好にすることができる。また、面取り部25は、係合の際、鏡筒26をスムーズに導くガイドとしての機能も有する。なお、係合の際の面取り部25とリブ27との接触については、次図を用いて説明する。
【0019】
面取り部25は、パッケージ24の最上面の全周にわたって形成されるのではなく、鏡筒26との係合時に、リブ27と当初面接触し得る部分に形成される。パッケージ24の最上面の全周にわたって形成した場合、固体撮像素子20をパッケージ24に搭載(ダイボンド)する時に、外形認識性の低下が生じることがある。しかし、リブ27と当初面接触し得る部分に面取り部25を形成すると、ダイボンドする際に、面取りしていない部分で外形認識を行うことで、認識精度を落とさずに組み立てることができる。
【0020】
面取り部25は、図2に見るように、パッケージ24に鏡筒26を取り付ける際に位置決めを行うことのできる3箇所以上に形成することが望ましい。
図2においては、上下左右対称な位置に6箇所の面取り部25が形成されている。このように面取り部25を形成した場合にあっては、下辺及び右辺で基準取りをし、上辺及び左辺で押し付けることによって、パッケージ24と鏡筒26とを係合する。
図4(A)〜(D)は、パッケージ24と鏡筒26との係合時の接触(摩擦)について説明するための概略的な断面図である。
【0021】
図4(A)を参照する。まず、パッケージ24に面取り部が形成されていない場合を考える。本図は、係合に際して、パッケージ24と鏡筒26のリブ27とが接近する様子を示す。
【0022】
図4(B)を参照する。パッケージ24に面取り部が形成されていない場合、図示するように、パッケージ24の上面(パッケージ24の本体最上部(最上面)の角(エッジ)近傍)と、鏡筒26(リブ27)の下面とが当初に面接触する。面接触した両者は、互いに逃げることができず、セラミックのパッケージ24に対して強度の弱いプラスチックの鏡筒26にクラックや破損が生じる。このため、鏡筒26からプラスチックのダストが発生しやすい。
【0023】
図4(C)を参照する。図4(C)には、鏡筒26(リブ27)の下面の角が丸められている場合を示した。パッケージ24と鏡筒26の係合に際して、鏡筒26(リブ27)の角が丸められた部分が、パッケージ24の角と接触することによって削り取られる。このため、鏡筒26からプラスチックのダストが発生しやすい。
【0024】
図4(D)を参照する。図4(D)には、パッケージ24に面取り部25が形成されている場合を示した。パッケージ24と鏡筒26とを係合するとき、鏡筒26(リブ27)の角が丸められた部分は、面取り部25の斜面と比較的滑らかに接触し、鏡筒26を係合に向けてスムーズに導く。面取り部25を形成することにより、両者の接触(摩擦)は弱められ、摩擦力は両者が相対的に動く方向に作用するため、ダストの発生が抑止される。
【0025】
実施例においては、固体撮像素子としてCCD型の固体撮像素子を用いたが、固体撮像素子はCCD型に限らず、MOS型でもよい。
【0026】
図5(A)〜(D)を用いて、CCD型及びMOS型固体撮像素子の構成について説明する。図5(A)及び(B)は、CCD型固体撮像素子の構成を示す概略的な平面図であり、図5(C)は、MOS型固体撮像素子を説明するための図である。更に、図5(D)は、CCD型固体撮像素子の受光部の一部の概略を示す断面図である。
【0027】
図5(A)を参照する。CCD型固体撮像素子は、たとえば行列状に配置された複数の感光部62、複数の垂直CCD部64、複数の垂直CCD部64に電気的に結合された水平CCD部66、及び水平CCD部66の端部に設けられ、水平CCD部66からの出力信号を増幅するアンプ67を含んで構成される。なお、受光部(画素配列部)61は感光部62及び垂直CCD部64を含んで構成される。
【0028】
感光部62は、感光素子、たとえばフォトダイオード及び読み出しゲートを含んで構成される。フォトダイオードは、入射した光量に応じて信号電荷を発生、蓄積する。蓄積された信号電荷は、読み出しゲートから垂直CCD部64に読み出され、垂直CCD部64内(垂直転送チャネル)を、全体として水平CCD部66に向かう方向(垂直方向、列方向)に転送される。垂直CCD部64の末端まで転送された信号電荷は、水平CCD部66内(水平転送チャネル)を、全体として垂直方向と交差する方向、たとえば水平方向(垂直方向と直交する方向、行方向)に転送された後、電圧信号に変換される。電圧信号はアンプ67に伝えられ、増幅されて外部に取り出される。
【0029】
なお、感光部62の配列は、図5(A)に示したような行方向及び列方向にそれぞれ一定ピッチで正方行列的に配列される場合の他、行方向及び列方向に1つおきにたとえば1/2ピッチずつ位置をずらして配列されるハニカム配列がある。
【0030】
図5(B)は、ハニカム配列されたCCD型固体撮像素子の概略的な平面図である。ハニカム配列とは、第1の正方行列的に配列された感光部62と、その格子間位置に第2の正方行列的に配列された感光部62とからなる感光部62の配列のことをいう。垂直CCD部64(垂直転送チャネル)は感光部62の間を蛇行するように形成される。この場合も、信号電荷は垂直転送チャネルを全体として水平CCD部66に向かう方向(垂直方向)に転送される。なお、ハニカム配列とはいっても、この構成における感光部62は多くの場合、八角形状である。
【0031】
なお、図5(C)に、MOS型固体撮像素子の受光部の一部の概略を示す。光電変換素子68で入射光量に応じて生成された信号電荷は、MOSトランジスタ69で増幅されて出力される。MOS型固体撮像素子は、垂直CCD部や水平CCD部を備えず、画素ごとに光電変換素子68及びMOSトランジスタ69を有する。
【0032】
図5(D)に、CCD型固体撮像素子の受光部の一部の概略的な断面を示す。たとえばn型のシリコン基板である半導体基板81に形成されたp型のウエル層82に、n型の不純物添加領域で構成される電荷蓄積領域71(フォトダイオード)、及びその隣にp型の読み出しゲート72を介して、複数の電荷蓄積領域71に近接したn型領域の垂直転送チャネル73が形成されている。読み出しゲート72及び垂直転送チャネル73上方にはゲート絶縁膜74を介して、垂直転送電極75が形成されている。隣り合う電荷蓄積領域71間にはp型のチャネルストップ領域76が形成されている。
【0033】
チャネルストップ領域76は、電荷蓄積領域71、垂直転送チャネル73等の電気的な分離を行うための領域である。ゲート絶縁膜74は、半導体基板81表面上に、たとえば熱酸化により形成された酸化シリコン膜を含む。垂直転送電極75は、たとえばポリシリコンで形成される第1層垂直転送電極及び第2層垂直転送電極を含む。これらはアモルファスシリコンで形成することも可能である。垂直転送電極75は、垂直転送チャネル73及び読み出しゲート72のポテンシャルを制御することによって、電荷蓄積領域71に蓄積された電荷を垂直転送チャネル73に読み出し、読み出された電荷を垂直転送チャネル73の列方向に転送する。
【0034】
垂直転送電極75上には、たとえばポリシリコンの熱酸化により得られる絶縁性の酸化シリコン膜77が形成されている。垂直CCD部64は、垂直転送チャネル73、及びその上方のゲート絶縁膜74、垂直転送電極75を含んで構成される。なお、水平CCD部66も、水平転送チャネル、及びその上方のゲート絶縁膜、水平転送電極を含んで構成される。
【0035】
垂直転送電極75上方には、絶縁性の酸化シリコン膜77を介して、たとえばタングステン(W)により遮光膜79が形成されている。遮光膜79には、電荷蓄積領域71の上方に開口部79aが形成されている。遮光膜79上には、窒化シリコン膜78が形成されている。なお、窒化シリコン膜78は必ずしも必要ではない。
【0036】
入射光量に応じて電荷蓄積領域71に蓄積された信号電荷は、読み出しゲート72から垂直転送チャネル73に読み出され、垂直転送電極75へ印加される駆動信号(転送電圧)により、垂直転送チャネル73内を転送される。遮光膜79は、上述のように各電荷蓄積領域71上方に開口部79aを有し、受光部61に入射する光が電荷蓄積領域71以外の領域に入射するのを防止する。
【0037】
遮光膜79上方には、たとえばBPSG(boro-phospho silicateglass)でつくられた平坦化層83aが形成され、その平坦な表面上に、たとえば赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色のカラーフィルタ層84が形成される。その上を平坦化するために、更に平坦化層83bが形成される。平坦な表面を有する平坦化層83b上には、たとえばマイクロレンズ用のフォトレジストパタンを溶融、固化してマイクロレンズ85が形成される。マイクロレンズ85は、各電荷蓄積領域71の上方に、たとえば微小な半球状の凸レンズが配列されたものである。マイクロレンズ85は入射光を電荷蓄積領域71に集光する。1つのマイクロレンズ85で集束される光は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色のカラーフィルタ層84を通して1つの電荷蓄積領域71(フォトダイオード)に入射する。したがって、複数のフォトダイオードは、それぞれ上方に形成された赤(R)のカラーフィルタ層84を透過した光が入射するフォトダイオード、緑(G)のカラーフィルタ層84を透過した光が入射するフォトダイオード、青(B)のカラーフィルタ層84を透過した光が入射するフォトダイオードの3種類のフォトダイオードを含む。
【0038】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【0039】
組み立て時に接触部を有する固体撮像装置、光学モジュールに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】カメラの外観を示す概略的な斜視図である。
【図2】実施例による固体撮像装置の概略的な平面図である。
【図3】図2の3A−3A線に沿う断面図である。
【図4】(A)〜(D)は、パッケージと鏡筒との係合時の接触(摩擦)について説明するための概略的な断面図である。
【図5】(A)及び(B)は、CCD型固体撮像素子の構成を示す概略的な平面図であり、(C)は、MOS型固体撮像素子を説明するための図であり、(D)は、CCD型固体撮像素子の受光部の一部の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【0041】
11 鏡筒
12 フラッシュ発光窓
13 ファインダ対物窓
14 シャッタボタン
20 固体撮像素子
21 インナリード
22 金属細線
23 ガラス板
24 パッケージ
25 面取り部
26 鏡筒
27 リブ
28 レンズ
29 パッド
61 受光部
62 感光部
64 垂直CCD部
66 水平CCD部
67 アンプ
68 光電変換素子
69 MOSトランジスタ
71 電荷蓄積領域
72 読み出しゲート
73 垂直転送チャネル
74 ゲート絶縁膜
75 垂直転送電極
76 チャネルストップ領域
77 シリコン酸化膜
78 窒化シリコン膜
79 遮光膜
79a 開口部
81 半導体基板
82 ウエル層
83a,b 平坦化層
84 カラーフィルタ層
85 マイクロレンズ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が収納された、面取り部を備えるパッケージと
を有し、
前記パッケージの面取り部は、前記パッケージと他部品とを係合するとき、前記パッケージと前記他部品とが当初に面接触し得る位置を面取って形成されている固体撮像装置。
【請求項2】
前記パッケージの面取り部が3箇所以上形成されている請求項1に記載の固体撮像装置。
【請求項3】
前記パッケージの面取り部が、前記パッケージと前記他部品としてのリブを備える鏡筒とを係合するとき、前記パッケージと前記リブとが当初に面接触し得る位置を面取って形成されている請求項1または2に記載の固体撮像装置。
【請求項4】
前記パッケージは、パッケージ本体と、前記パッケージ本体上に載置された透明部材とを含み、前記面取り部は、前記パッケージ本体の、前記透明部材が載置された面の角を部分的に面取って形成されている請求項3に記載の固体撮像装置。
【請求項5】
前記パッケージ本体がセラミックで形成されている請求項4に記載の固体撮像装置。
【請求項6】
前記固体撮像素子がCCD型の固体撮像素子である請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
【請求項7】
前記固体撮像素子がMOS型の固体撮像素子である請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
【請求項8】
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子が収納されたパッケージ本体と、前記パッケージ本体上に載置された透明部材とを含むパッケージであって、前記パッケージ本体の、前記透明部材が載置された面の角を部分的に面取って形成された面取り部を備えるパッケージと、
前記パッケージが装着された、リブを備える鏡筒と、
前記鏡筒に支持され、入射光を前記固体撮像素子に集光するレンズと
を有し、
前記レンズの位置から見たとき、前記パッケージの面取り部と、前記鏡筒のリブとが近接している光学モジュール。
【請求項9】
前記パッケージ本体の面取り部は、前記パッケージを前記鏡筒に装着するとき、前記パッケージ本体と前記リブとが当初に面接触し得る位置を面取って形成されている請求項8に記載の光学モジュール。
【請求項10】
前記パッケージの面取り部が3箇所以上形成されている請求項8または9に記載の光学モジュール。
【請求項11】
前記パッケージ本体がセラミックで形成されている請求項8〜10のいずれか1項に記載の光学モジュール。
【請求項12】
前記リブがプラスチックで形成されている請求項8〜11のいずれか1項に記載の光学モジュール。
【請求項13】
前記固体撮像素子がCCD型の固体撮像素子である請求項8〜12のいずれか1項に記載の光学モジュール。
【請求項14】
前記固体撮像素子がMOS型の固体撮像素子である請求項8〜12のいずれか1項に記載の光学モジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−324356(P2006−324356A)
【公開日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−144588(P2005−144588)
【出願日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【出願人】(000005201)富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Fターム(参考)】