固体撮像装置

【目的】回折格子板を固体撮像素子の光像投影面に対して平行にかつ所定の間隔で容易に固定する。
【構成】固体撮像素子１３と、この固体撮像素子１３の光像投影面に所定間隔で対向配置される回折格子板１５とを備える固体撮像装置において、前記回折格子板１５はその固定部が径の均一な球体あるいは円柱体からなる複数のマイクロビーズ１９を含有させた接着材１８によって固定されている。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係り、特に、固体撮像素子の光像投影面に対向配置させた回折格子板を備えた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年においては、いわゆるモアレ防止のための回折格子板を装置内に組み込んだ固体撮像装置が知られている。
【０００３】すなわち、主表面の凹陥部をガラス板によって閉塞された筐体（パッケージ）があり、該凹陥部の底面に固体撮像素子がその光像投影面である主表面を上にして搭載されている。この固体撮像素子の主表面の周囲には電極が並設され、これら各電極はボンディングワイヤを介して筐体外に延在して支持固定されているリードに接続されている。
【０００４】そして、固体撮像素子の主表面に対向して回折格子板が配置され、この回折格子板は筐体の前記凹陥部の側壁に設けられた段差部に接着材によって固定されている。
【０００５】これにより、光像は、ガラス板、および回折格子板を介して、固体撮像素子の主表面である光像投影面に結像されるようになっている。
【０００６】このような構成からなる固体撮像素子は、たとえば、文献「映像情報１９８６５月号ＶｏＬ．１８産業開発機構ＫＫ発行」において詳述されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような構成からなる固体撮像装置は、固体撮像素子の光像投影面に対して回折格子板を平行にかつ所定の離間距離で配置することが困難であった。けだし、回折格子板の固定部に塗布する接着材の量のばらつきにより固定面に対して平行に固定できないからである。
【０００８】このため、充分なモアレ防止がなされなかったという問題点を残していた。
【０００９】それ故、本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところのものは、回折格子板を固体撮像素子の光像投影面に対して平行にかつ所定の間隔で容易に固定できる固体撮像装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するために、本発明は、基本的には、固体撮像素子と、この固体撮像素子の光像投影面に所定間隔で対向配置される回折格子板とを備える固体撮像装置において、前記回折格子板はその固定部が径の均一な球体あるいは円柱体からなる複数のマイクロビーズを含有させた接着材によって固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】このように構成した固体撮像装置は、その回折格子板がその固定部において径の均一な球体あるいは円柱体からなる複数のマイクロビーズを含有させた接着材によって固定されたものとなっている。
【００１２】このため、たとえば回折格子板を固体撮像素子の光像投影面である主表面上に固定する場合には、固体撮像素子の主表面と回折格子板との離間距離はマイクロビーズの径によって決定されるため、該離間距離を平行にかつ所定の値に容易に設定することができる。
【００１３】また、回折格子板を装置の筐体（パッケージ）に固定する場合にも、固体撮像素子を搭載する筐体の搭載面から所定の間隔で固定させることができる。このため、固体撮像素子をその主表面が搭載面に対して平行に搭載できている場合、固体撮像素子の主表面と回折格子板との離間距離を平行にかつ所定の値に容易に設定することができる。
【００１４】
【実施例】図２における（ａ）乃至（ｅ）は、本発明による固体撮像装置の一実施例を示す構成図である。ここで、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のｅ−ｅ線における断面図である。
【００１５】まず、たとえば樹脂材からなるパッケージ１０があり、このパッケージ１０の主表面（光像が投影される側の面）には凹陥部１１が形成されている。この凹陥部１１の底面にはリードフレーム１２の一部が露呈されている。
【００１６】すなわち、凹陥部１１の中央には、後述する固体撮像素子１３がダイボンデングされるアイランド部１２Ａがあり、このアイランド部１２Ａの周辺にはインナーリード部１２Ｂと称されるリードフレーム１２の各先端部が位置付けられている。
【００１７】この実施例では、インナーリード部１２Ｂは前記アイランド部１２Ａを囲む四辺部のうち互いに対向する二辺部にそれぞれ位置付けられている。
【００１８】該リードフレーム１２はその先端部であるインナーリード部１２Ｂからそのままパッケージ１０内に延在され、該パッケージ１０外に突出してアウターリード１２Ｃとなっている。
【００１９】リードフレーム１２のうち、そのアイランド部１２Ａにはたとえば樹脂接着材を介して固体撮像素子１３がダイボンデングされている。この固体撮像素子１３は、その構成を図２にて詳細に説明するが、前記アイランド部１２Ａとの接着面と反対の面は光像が投影される表面（主表面）となっている。
【００２０】この固体撮像素子１３の主表面には、インナーリード部１２Ｂ側に電極が設けられ、これら各電極は前記インナーリード１２Ｂとボンデングワイヤ１４を介して電気的に接続されている。
【００２１】また、この固体撮像素子１３の上方には、回折格子板１５が、その四辺部のうち対向する二辺部において、樹脂接着材１８で固着されて配置されている。
【００２２】そして、この実施例では、特に、図２（ｅ）の拡大図である図１に示すように、該樹脂接着材１８の中には、径の均一なガラス球体からなるマイクロビーズ１９が多数含有されたものとなっており、これにより、回折格子板１５は、固体撮像素子１３の光像投影面である主表面との離間距離が前記マイクロビーズ１９の径によって決定されて固定されることになる。
【００２３】なお、前記固体撮像素子１３における回折格子板１５との樹脂接着材１８による固定部は、電極が並設された辺と直交する辺になっており、これにより該電極が弊害とならないようにして該回折格子板１５を固定させることができる。
【００２４】さらに、固体撮像素子１３および回折格子板１５が配置されたパッケージ１０の凹陥部１１は、ガラス板１７によって塞がれており、このガラス板１７を通して光像が固体撮像素子１３に投影できるようにしているとともに、該固体撮像素子１３を外部力から保護するようになっている。
【００２５】図３は、本発明による固体撮像装置に適用される前記固体撮像素子１３の一実施例を示す概略全体構成図である。
【００２６】同図は、一チップの半導体基板の主表面に図示のような配列で各素子が形成されたものとなっている。同図において、前記半導体基板の主表面の光像投影領域に複数のフォトダイオード１がマトリックス状に配列されて形成されている。
【００２７】この図では説明の便宜上３×４個のフォトダイオードしか記載されていないが、実際には、約２０万から約４０万個形成されたものとなっている。
【００２８】ここで、フォトダイオード１は、光照射によりその光の強度に応じて電荷を発生する光電変換素子である。
【００２９】また、列方向（図中縦方向）に配列されたフォトダイオード１の群毎に該列方向に沿って形成された垂直シフトレジスタ２があり、これら各垂直シフトレジスタ２はＣＣＤ素子からなる電荷転送素子によって構成されている。
【００３０】これら垂直シフトレジスタ２は、それぞれ列方向に配列された各フォトダイオード１にて発生した電荷を読出すとともに、この電荷を列方向に沿って前記光像投影領域外に転送させるものとなっている。
【００３１】なお、各フォトダイオード１から垂直シフトレジスタ２への電荷読出しは、図示しない電荷読出しゲートによりなされるようになっている。
【００３２】さらに、各垂直レジスタ２からそれぞれ転送されてきた電荷は、水平シフトレジスタ４に出力され、この水平シフトレジスタ４によって水平方向に転送されるようになっている。この水平シフトレジスタ４は、前記各垂直シフトレジスタ２と同様にＣＣＤ素子により構成されている。
【００３３】水平シフトレジスタ４からの出力は、出力回路５に入力され、この出力回路５において例えば電圧に変換され、外部に取り出されるようになっている。
【００３４】そして、このように各素子が形成された半導体基板の主表面には、各フォトダイオード１が形成されている領域において開口が形成されることにより、各フォトダイオード１のみを露呈させる遮光膜（図示せず）が形成されている。
【００３５】図４乃至図７は、図２に示した固体撮像装置の製造工程を示した工程図である。各図は図２（ｃ）に対応している。以下工程毎に説明する。
【００３６】工程１．リード１２が支持固定されたパッケージ１０の凹陥部１１内に固体撮像素子１３をダイボンディングし、その後、固体撮像素子１３の電極とインナーリード１２Ｂとをボンディングワイヤ１４によって接続する（図４）。
【００３７】工程２．固体撮像素子１３の主表面のうち電極が並設されていない側の相対向する辺部に樹脂接着材１８を塗布する。この場合の樹脂接着材１８には径の均一なガラス球体からなるマイクロビーズ１９が多数含有されたものとなっている（図５）。
【００３８】工程３．固体撮像素子１３の主表面を覆うようにして回折格子板１５を配置し、前記樹脂接着材１８上に載置する。その後、該回折格子板１５を固体撮像素子１３側に押圧し、回折格子板１５と固体撮像素子１３との間に一個のマイクロビーズ１９が配置されるようにする。これにより、回折格子板１５は固体撮像素子１３の主表面に対してマイクロビーズ１９の径に等しい離間距離を保持して樹脂接着材１８によって固定されることになる（図６）。
【００３９】工程４．ガラス板１７によってパッケージ１０の凹陥部１１を閉塞して製造を終了する（図７）。
【００４０】このような実施例による固体撮像装置によれば、その回折格子板１５が固体撮像素子１３との固定部において径の均一な球体からなる複数のマイクロビーズ１９を含有させた樹脂接着材１８によって固定されたものとなっている。
【００４１】このため、固体撮像素子１３の主表面と回折格子板１５との離間距離はマイクロビーズ１９の径によって決定されるため、該離間距離を平行にかつ所定の値に容易に設定することができるようになる。
【００４２】上述した実施例では、回折格子板５を固体撮像素子１３面に直接固定したものである。しかし、図８R>８に示すように、パッケージ１０の凹陥部１１の側壁に段差部１６を設け、この段差部１６にて回折格子板１５を固定する場合、該固定部において本発明を適用させることができる。図８の拡大図を図９に示す。この場合において、固体撮像素子１８をダイボンディングする際に、やはりマイクロビーズ１９Ａを含有させた樹脂接着材１８Ａを用いて固定することにより、凹陥部１１の底面と固体撮像素子１８の主表面を平行にかつ所定の離間距離に設定することができる。したがって、凹陥部１１の側壁に形成するそ段差部１６を精度よく形成することにより、回折格子板１５を、固体撮像素子１３の主表面に対して平行かつ所定の離間距離で配置させることができるようになる。
【００４３】また、上述した実施例では、マイクロビーズ１９は球体のものを用いたものであるが、これに限定されることはなく、たとえば円柱体のものであってもよいことはいうまでもない。この場合、その径に対して長さが充分に長いものが好ましい。けだし、円柱体からなるマイクロビーズ１９は常に樹脂接着材１８の中で横臥された状態で配置されていなければならないからである。すなわち、このような状態によってそれぞれの被接着材の離間距離が該円柱体の径によって決定されるからである。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、本発明による固体撮像装置によれば、回折格子板を固体撮像素子の光像投影面に対して平行にかつ所定の間隔で容易に固定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体撮像装置の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】（ａ）乃至（ｅ）は本発明による固体撮像装置の一実施例を示す構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のｅ−ｅ線における断面図である。
【図３】本発明による固体撮像装置に適用される固体撮像素子の一実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明による固体撮像装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、その工程１．を示す説明図である。
【図５】本発明による固体撮像装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、その工程２．を示す説明図である。
【図６】本発明による固体撮像装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、その工程３．を示す説明図である。
【図７】本発明による固体撮像装置の製造方法の一実施例を示す工程図で、その工程４．を示す説明図である。
【図８】本発明による固体撮像装置の他の実施例を示す断面構成図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【符号の説明】
１３…固体撮像素子、１５…回折格子板、１８…樹脂接着材、１９…マイクロビーズ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】固体撮像素子と、この固体撮像素子の光像投影面に所定間隔で対向配置される回折格子板とを備える固体撮像装置において、前記回折格子板はその固定部が径の均一な球体あるいは円柱体からなる複数のマイクロビーズを含有させた接着材によって固定されていることを特徴とする固体撮像装置。

【図１】