特許 6626752 撮像素子実装用基板および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6626752

(24)【登録日】2019年12月6日

(45)【発行日】2019年12月25日

(54)【発明の名称】撮像素子実装用基板および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/369 20110101AFI20191216BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20191216BHJP

   H01L 27/146 20060101ALI20191216BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20191216BHJP

   H01L 23/13 20060101ALI20191216BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20191216BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/369

   H04N5/225 300

   H01L27/146 D

   H01L23/12 G

   H01L23/12 C

   H01L23/02 G

   H01L23/02 F

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-55073(P2016-55073)

(22)【出願日】2016年3月18日

(65)【公開番号】特開2017-169164(P2017-169164A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年11月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】舟橋 明彦

(72)【発明者】

【氏名】千歳 敏幸

【審査官】 鈴木 明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１０３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０９９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５１７１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／３０−５／３７８

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

Ｈ０１Ｌ ２７／１４−２７／１４８

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０１Ｌ ２３／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面に撮像素子が配置される中央領域と、前記中央領域を取り囲む周辺領域を有する無機基板と、
前記無機基板の前記周辺領域上に設けられ、前記中央領域を取り囲むとともに、上面に封止材接合領域を有する配線基板と、
前記無機基板と前記配線基板との間に設けられ、一部に前記中央領域から前記周辺領域を介して外部とを繋ぐ空洞部が形成された接合部材と、を備えていることを特徴とする撮像素子実装用基板。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像素子実装用基板であって、
前記中央領域は矩形状であって、前記空洞部は平面視して前記中央領域の角部近傍に設けられていることを特徴とする撮像素子実装用基板。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の撮像素子実装用基板であって、
前記空洞部は、前記無機基板の上面から前記配線基板の下面まで空いていることを特徴とする撮像素子実装用基板。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の撮像素子実装用基板と、
前記撮像素子実装用基板の前記中央領域に実装された撮像素子と、
前記配線基板上に前記封止材接合領域に形成された封止材を介して前記撮像素子を覆う透光性部材と、を備えていることを特徴とする撮像装置。

【請求項5】

請求項４に記載の撮像装置であって、
前記撮像素子実装用基板に固定されたレンズホルダーを備えていることを特徴とする撮像モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）型またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等の撮像素子が実装される配線基板および撮像装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、無機基板と開口部を有する配線基板とで構成される撮像素子実装用基板が知られている。無機基板と配線基板とは一般的に、接合材により接合されている。また、このような撮像素子実装用基板は撮像素子が実装されたのち、配線基板の上面を透明な蓋体で開口部を覆った撮像装置が知られている。なお、蓋体は、配線基板上に封止部材を介して接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０―２２０２４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に透明な蓋体と配線基板とは封止材によって封止されるが、このとき封止部材の硬化時に封止部材からガスが発生する場合がある。そして、ガスが撮像装置内に残留していると、撮像素子の動作時の熱により蓋体の表面を曇らせる可能性がある。そして、撮像した画像が所望したものにならない虞がある。

【0005】

本発明の目的は、撮像装置内に封止部材から発生するガスが残留することを抑制することが可能となる撮像素子実装用基板および撮像装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の１つの態様に係る撮像素子実装用基板は、上面に撮像素子が配置される中央領域と、前記中央領域を取り囲む周辺領域を有する無機基板と、前記無機基板の前記周辺領域上に設けられ、前記中央領域を取り囲むとともに、上面に封止材接合領域を有する配線基板と、前記無機基板と前記配線基板との間に設けられ、一部に前記中央領域から前記周辺領域を介して外部とを繋ぐ空洞部が形成された接合部材と、を備えていることを特徴としている。

【0007】

本発明の1つの態様に係る撮像装置は、撮像素子実装用基板の前記無機基板の前記中央
領域に実装された撮像素子と、を備えている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の1つの態様に係る撮像素子実装用基板は、上面に撮像素子が配置される中央領
域と、前記中央領域を取り囲む周辺領域を有する無機基板と、前記無機基板の前記周辺領域上に設けられ、前記中央領域を取り囲むとともに、上面に封止材接合領域を有する配線基板と、前記無機基板と前記配線基板との間に設けられ、一部に前記中央領域から前記周辺領域を介して外部とを繋ぐ空洞部が形成された接合部材と、を備えていることを特徴としている。

【0009】

これにより、蓋体と配線基板とを接合する接合部材からガスが発生したとしてもそれらのガスを抜くことが可能となる通路(空洞部)を設けることができる。よって、封止部材か
ら発生するガスが撮像装置内に残留してしまい、撮像素子が動作時等の熱により蓋体を曇らせる可能性、または画像にノイズが発生する可能性を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す平面透視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図である。

【図2】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の外観を示す平面透視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に対応する縦断面図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第１の実施形態のその他の態様に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す断面図である。

【図4】（ａ）は本発明の第１の実施形態のその他の態様に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す平面透視図である。

【図5】（ａ）、は本発明の第１の実施形態のその他の態様に係る撮撮モジュールの外観を示す断面図であり（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に対応する断面図である。

【図6】（ａ）、は本発明の第１の実施形態のその他の態様に係る撮撮モジュールの外観を示す断面図であり（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に対応する断面図である。

【図7】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す平面透視図である。

【図8】（ａ）および（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す平面透視図である。

【図9】（ａ）および（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る撮像素子実装用基板および撮像装置の外観を示す平面透視図である。

【図10】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る撮像モジュールの外観を示す平面透視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に対応する縦断面図である。

【図11】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第５の実施形態にかかる撮像モジュールの製造方法を示す断面図である。

【図12】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第５の実施形態にかかる撮像モジュールの製造方法を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、撮像素子実装用基板に撮像素子が実装され、撮像素子実装用基板の上面に蓋体が接合された構成を撮像装置とする。撮像素子実装用基板および撮像装置は、いずれの方向が上方若しくは下方とされてもよいが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方とする。

【0012】

（第１の実施形態）
図１〜図６を参照して本発明の第１の実施形態における撮像モジュール３１、撮像装置２１、および撮像素子実装用基板１について説明する。本実施形態における撮像装置２１は、撮像素子実装用基板１と撮像素子１０と、蓋体１２とを備えているものである。なお配線基板２と無機基板４とを接合する接合材１６は、上面図および断面図においてドットおよび点線で示している。

【0013】

撮像素子実装用基板１は、上面に撮像素子１０が配置される中央領域４ｂと、中央領域４ｂを取り囲む周辺領域４ａを有する無機基板４と、無機基板４の周辺領域４ａ上に設けられ、中央領域４ｂを取り囲むとともに、上面に封止材接合領域を有する配線基板２と、無機基板４と配線基板２との間に設けられ、一部に中央領域４ｂから周辺領域４ａを介して外部とを繋ぐ空洞部１６ａが形成された接合部材１６と、を有している。

【0014】

撮像素子実装用基板１は、上面に撮像素子１０が配置される中央領域４ｂと、中央領域
４ｂを取り囲む周辺領域４ａを有する無機基板４を有している。

【0015】

ここで、中央領域４ｂとは、無機基板４上であって、周辺領域４ａに囲まれた領域のことである。中央領域４ｂは、無機基板４の中心部近傍に設けられていても良いし、無機基板４の中心部から偏心した位置に設けられていても良い。なお、周辺領域４ａとは、無機基板４上であって、中央領域４ｂを取り囲む領域のことであって、無機基板４の外縁に沿った領域のことである。

【0016】

無機基板４を構成する材料は例えば、高い熱伝導率を有する材料が使用される。無機基板４を形成する材料として例えば、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはシリコン（Ｓｉ）等が挙げられる。なお、無機基板４を形成する材料として、例えば窒化アルミニウム質結晶体または窒化ケイ素室結晶体等である場合、無機基板４は複数の絶縁層から成る積層体であっても良い。また、無機基板４は複数の絶縁層からなる積層体の表面に導電層を被着させてもよい。なお、無機基板４の上面に位置する中央領域４ｂに、撮像素子１０が実装される。

【0017】

また、無機基板４の材料としては金属材料も使用され、金属材料として例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、銅（Ｃｕ）、コバールまたは銅合金等が挙げられる。例えば、配線基板２が約５×１０−６／℃〜１０×１０−６／℃の熱膨張率を有する酸化アルミニウム質焼結体である場合、無機基板４は約１０×１０−６／℃の熱膨張率を有するステンレス（ＳＵＳ３０４）を用いることができる。この場合には、配線基板２と無機基板４との熱収縮差・熱膨張差が小さくなるので、中央領域４ｂの変形を低減することができる。その結果、撮像素子１０とレンズとの光軸ズレを抑制することができ、画像の鮮明度を良好に維持することができる。また、無機基板４が金属材料から成るとき、その材料が非磁性体であることで無機基板４が磁化することを低減させることが可能となる。このことによって、例えばレンズ駆動等の外部機器に磁石または電磁石が使用されている場合、無機基板４の磁性によってレンズ駆動等の外部機器の働きを無機基板４が妨げることを低減させることが可能となる。また、無機基板４が金属材料から成るとき、その材料が磁性体（強磁性体）であることで、撮像装置２１の外部で発生するノイズ等を無機基板４で吸収する事が可能となり、撮像素子１０に動作不良が発生する可能性を低減させることが可能となる。

【0018】

撮像素子１０は例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等が用いられる。なお、撮像素子１０は、接着材を介して、無機基板４の上面に配置されていてもよい。この接着材は、例えば、銀エポキシまたは熱硬化性樹脂等が使用される。

【0019】

撮像素子実装用基板１は無機基板４の周辺領域４ａ上に設けられ、中央領域４ｂを取り囲むとともに、上面に封止材接合領域を有する配線基板２を有している。

【0020】

配線基板２は、絶縁層から成り、上面に撮像素子接続用パッド３が設けられていてもよい。また、図示していないが、配線基板２の下面には外部回路または無機基板４と接続される外部回路接続用電極を複数設けても良い。配線基板２を構成する絶縁層の材料は例えば、電気絶縁性セラミックスまたは樹脂（プラスティックス）等が使用される。

【0021】

配線基板２を形成する絶縁層の材料として使用される電気絶縁性セラミックスとしては例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミック焼結体等が挙げられる。

【0022】

配線基板２を形成する絶縁層の材料として使用される樹脂としては例えば、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が挙げられる。フッ素系樹脂としては例えば、ポリエステル樹脂または四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。

【0023】

また、無機基板４の外縁が上面視で配線基板２の外縁よりも外側に位置していてもよい。無機基板４の外縁が上面視で配線基板２の外縁よりも外側に位置していることで、落下などの衝撃をより無機基板４で受け止めやすく、配線基板２に衝撃がかかることをより低減させることが可能となる。

【0024】

また、図１〜図６に示すように、無機基板４の外縁が上面視で配線基板２の外縁よりも内側または同じ位置に位置していてもよい。無機基板４の外縁が上面視で配線基板２の外縁よりも内側または同じ位置に位置していることで、撮像装置２１の小型化を図ることが可能となる。また、撮像装置２１を外部モジュールに接続する際、配線などを無機基板４の端部で傷つけてしまう可能性を低減させることが可能となる。

【0025】

配線基板２を形成する絶縁層は、前述した材料から成る絶縁層を複数上下に積層して形成されていてもよい。配線基板２を形成する絶縁層は、図１〜図３、図５〜図６に示すように４層の絶縁層から形成されていても良いし、単層〜３層または５層以上の絶縁層から形成されていても良い。また、図１〜図６に示す例のように、配線基板２を形成する絶縁層の開口部の大きさを異ならせ上面に段差部を形成し、段差部に複数の撮像素子接続用パッド３が設けられていてもよい。

【0026】

また、配線基板２の上面、側面または下面に、外部回路接続用電極が設けられていてもよい。外部回路接続用電極は、配線基板２と外部回路基板、あるいは撮像装置２１と外部回路基板とを電気的に接続するものである。

【0027】

配線基板２の内部には、絶縁層間に形成される内部配線、内部配線同士を上下に接続する貫通導体が設けられる。これら内部配線または貫通導体は、配線基板２の表面に露出していても良い。この内部配線または貫通導体によって、外部回路接続用電極および撮像素子接続用パッド３が電気的に接続されていても良い。

【0028】

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体は、配線基板２が電気絶縁性セラミックスから成る場合には、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）若しくは銅（Ｃｕ）またはこれらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。また、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体は、配線基板２が樹脂から成る場合には、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）若しくはチタン（Ｔｉ）またはこれらから選ばれる少なくとも１種以上の金属材料を含有する合金等から成る。

【0029】

撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体の露出表面に、めっき層が設けられてもよい。この構成によれば、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体の露出表面を保護して酸化を抑制できる。また、この構成によれば、撮像素子接続用パッド３と撮像素子１０とをワイヤーボンディング等の接続部材１３を介して良好に電気的接続することができる。めっき層は、例えば、厚さ０．５〜１０μｍのＮｉめっき層を被着させるか、またはこのＮｉめっき層および厚さ０．５〜３μｍの金（Ａｕ）めっき層を順次被着させてもよい。

【0030】

また、配線基板２上面に封止材接合領域を有しており、封止の為に上面に蓋体１２を設けても良い。蓋体１２は、例えば、平板形状である。また、蓋体１２は、ガラス材料等の
透明度の高い部材が用いられる。蓋体１２は、例えば、熱硬化性樹脂または低融点ガラスまたは金属成分から成るろう材等の封止材１４により、配線基板２の上面の封止材接合領域に接合される。

【0031】

撮像素子実装用基板１は、無機基板４と配線基板２との間に設けられ、一部に中央領域４ｂから周辺領域４ａを介して外部とを繋ぐ空洞部１６ａが形成された接合部材１６を有している。

【0032】

一般的に透明な蓋体１２と配線基板２とは封止材１４とで接合され封止される。なお、封止材１４は加熱をする工程等を経て硬化させるが、この封止材１４の硬化時に封止材１４からガスが発生し、撮像装置２１内部に残留する場合がある。このとき、封止材１４から発生したガスが撮像装置２１内に残留していると、撮像素子１０の動作時の熱により蓋体１２の表面を曇らせる可能性がある。近年、撮像装置２１の小型化により、蓋体１２と配線基板２の内壁と撮像素子１０または無機基板４の上面との間の体積は減少傾向にある。このとき、このような封止材１４から発生したガスが撮像装置２１内に残留することにより、ガスが占める割合が大きくなり撮像素子１０の動作時の熱により蓋体１２の表面を曇らせる可能性増加する恐れがある。そして、それぞれの場合において撮像した画像が所望したものにならない懸念があった。これに対し、本発明の撮像素子実装用基板１は無機基板４と配線基板２とを接合する接合材１６の一部に中央領域４ｂから周辺領域４ａを介して外部と撮像装置２１内部とをつなぐ空洞部１６ａが形成されている。このことで、蓋体１２と配線基板２とを封止する封止材１４を加熱等の工程を経て硬化させる際ガスが発生したとしても、接合材１６の一部に空洞部１６ａを設けていることで、発生したガスを逃がすことが可能となる。よって、撮像装置２１内部に残留するガスの量を低下させ、また割合を低くすることが可能となるため、撮像素子１０の動作時の熱により、ガスが蓋体１２の表面を曇らせる可能性を低減させることが可能となる。よって、画像にノイズが発生する可能性を抑制することが可能となる。

【0033】

接合部材１６を構成する材料として例えば、熱硬化性樹脂またはろう材等が使用される。接合部材１６を形成する材料として使用される熱硬化性樹脂として例えば、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂等が挙げられる。また、接合部材１６を形成する材料として使用されるろう材として例えば、ハンダ、ガラスなどが挙げられる。なお、これらの接合部材１６はスクリーンプリントまたはディスペンサー等を用いて無機基板４または配線基板２に塗布することが可能である。

【0034】

なお、接合材１６が導電性を有する材料である時、接合材１６と無機基板４とは接地電位に設定されていてもよい。このことで、撮像素子１０を外部からのノイズから守るシールドの役割を無機基板４に持たせることが可能となる。また、本実施形態のように、接合材１６が導電性を有する材料であるとき、接合材１６が空洞部１６ａを有していることで、電磁ノイズの発生を低減させることも可能となる。

【0035】

図１に示す例では、中央領域４ｂは矩形状であって、空洞部１６ａは平面視して中央領域４ｂの角部近傍に設けられている。このことで空洞部１６ａと電子素子接続用パッド３とが上面視で重なることを低減させることが可能となる。よって、電子素子接続用パッド３の一部がワイヤーボンディング等を行う工程において陥落し実装不良を起こすことを低減させることが可能となる。また、空洞部１６ａが配線基板２の角部周辺に設けられていることで、空洞部１６ａと配線基板２とが上面視で重なり、配線基板２の上面の平衡度が悪化することを低減させることが可能となる。よって、蓋体１２と封止材１４とで撮像装置２１を封止する際に、リーク等の発生を低減させることが可能となる。

【0036】

図２および図３に本実施形態の空洞部１６ａの断面図を示す。

【0037】

図２に示す例では、空洞部１６ａは、無機基板４の上面から配線基板２の下面まで空いている。このことで、空洞部１６ａの体積を大きく設けることが可能となる。よって、封止材１４から発生したガスをより撮像装置２１の外部へ排出しやすくなる。その結果、撮像素子１０が動作し発熱した場合においても撮像した画像にノイズの発生等を低減させることが可能となる。

【0038】

図３に断面視において空洞部１６ａが接合材１６の一部の高さまで設けられている例を示す。図３（ａ）および図３（ｃ）は接合材１６ａの上面または下面から接合材１６の高さの途中まで設けられている。図３（ｂ）は接合材１６ａの高さの中ごろに設けられている。

【0039】

図３に示す例では、空洞部１６ａは断面視において接合材１６の高さの一部までに設けられている。このことで、空洞部１６ａを設け封止材１４から発生したガスの通り道を確保しつつ撮像装置２１の外部から塵等のダストが入ることを低減させることが可能となる。よって、外部から塵等のダストが入ることでのノイズの発生も低減させることが可能となる。なお、ここで図３（ａ）または図３（ｃ）に示す例のように撮像素子実装用基板１を作製する方法として、例えば接合材１６を塗布する工程において空洞部１６ａに当たる部分にあらかじめスリット（溝）を設けるように塗布することで作製することができる。また、図（ｂ）に示す例の様な撮像素子実装用基板１を作製する方法として、例えば接合材１６を硬化させる熱で完全に揮発する有機シートを挟み込む方法や、接合材１６を硬化させた後治具等を用いて空洞部１６ａを作成する方法とがある。また、無機基板４および配線基板２の両方に接合材１６を塗布し、空洞部１６ａとなる箇所のみ溝を設けておき、それぞれを重ねることでも図３（ｂ）に示すような空洞部１６ａを作製する方法がある。

【0040】

なお、撮像装置２１から外部へリークする量としては大きいことで、より封止材１４から発生したガスを外部へ逃すことが可能となる。また、撮像装置２１から外部へリークする量は最低でも０．００５Ｐａ・ｍ^２／ｓｅｃ程度のリーク量があることで、撮像装置２１内部から外部へ封止材１４から発生したガスを流出させることが可能となる。また、図１〜図６に示す例では空洞部１６ａは１つのみ設けられているが、実際には複数個設けていても良い。また、空洞部１６ａを複数個設けたうえで上述したリーク量を０．００５Ｐａ・ｍ^２／ｓｅｃ程度であってもよい。

【0041】

図４に本実施形態において、接合材１６の形状が異なる上面図を示す。図４に示す例の様に、接合材１６ａの端部は上面視において、弧を描いていても良い。この構造によって、空洞部１６ａの幅が一部分で狭くなる構造となる。このことで、空洞部１６ａを設け封止材１４から発生したガスの通り道を確保しつつ撮像装置２１の外部から塵等のダストが入ることを低減させることが可能となる。よって、外部から塵等のダストが入ることでのノイズの発生も低減させることが可能となる。

【0042】

図５、図６に、レンズホルダー１９を有する撮像モジュール３１を示す。撮像モジュール３１は、撮像素子実装用基板１と、撮像素子実装用基板１の無機基板４の中央領域４ｂに実装された撮像素子１０とを備えている。

【0043】

図５に示す撮像モジュール３１は、撮像素子実装用基板１と配線基板２の上面に設けられたレンズホルダー１９とを有している。また、図６に示す撮像モジュール３１はレンズホルダー１９で撮像装置２１の側面および下面の一部を覆っている。このことで、撮像装置２１が外気と接することを低減させることが可能となり、空洞部２１を通して塵等のダストが撮像装置内部に混入することを低減させることが可能となる。

【0044】

次に、本実施形態の撮像素子実装用基板１および撮像装置２１の製造方法の一例について説明する。なお、下記で示す製造方法の一例は、配線基板２を多数個取り配線基板を用いた製造方法である。

【0045】

（１）まず、配線基板２を構成するセラミックグリーンシートを形成する。例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体である配線基板２を得る場合には、Ａｌ２Ｏ３の粉末に焼結助材としてシリカ（ＳｉＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）またはカルシア（ＣａＯ）等の粉末を添加し、さらに適当なバインダー、溶剤および可塑剤を添加し、次にこれらの混合物を混錬してスラリー状となす。その後、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等の成形方法によって多数個取り用のセラミックグリーンシートを得る。

【0046】

なお、配線基板２が、例えば樹脂から成る場合は、所定の形状に成形できるような金型を用いて、トランスファーモールド法またはインジェクションモールド法等で成形することによって配線基板２を形成することができる。

【0047】

また、配線基板２は、例えばガラスエポキシ樹脂のように、ガラス繊維から成る基材に樹脂を含浸させたものであってもよい。この場合には、ガラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させることによって配線基板２を形成できる。

【0048】

（２）次に、スクリーン印刷法等によって、上記（１）の工程で得られたセラミックグリーンシートに撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体となる部分に、金属ペーストを塗布または充填する。

【0049】

この金属ペーストは、前述した金属材料から成る金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、金属ペーストは、配線基板２との接合強度を高めるために、ガラスまたはセラミックスを含んでいても構わない。

【0050】

（３）次に、前述のグリーンシートを金型等によって加工する。配線基板２となるグリーンシートの中央部に、開口部を形成する。

【0051】

（４）次に、各絶縁層となるセラミックグリーンシートを積層して加圧することにより配線基板２となるセラミックグリーンシート積層体を作製する。また、本工程では、例えば、それぞれの層となるグリーンシートに貫通孔を設け、両者を積層して加圧することにより、配線基板２となるグリーンシート積層体を作製しても良い。

【0052】

（５）次に、このセラミックグリーンシート積層体を約１５００℃〜１８００℃の温度で焼成して、配線基板２が複数配列された多数個取り配線基板を得る。なお、この工程によって、前述した金属ペーストは、配線基板２となるセラミックグリーンシートと同時に焼成され、撮像素子接続用パッド３、外部回路接続用電極、内部配線および貫通導体となる。

【0053】

（６）次に、焼成して得られた多数個取り配線基板を複数の配線基板２に分断する。この分断においては、配線基板２の外縁となる箇所に沿って多数個取り配線基板に分割溝を形成しておき、この分割溝に沿って破断させて分割する方法またはスライシング法等により配線基板２の外縁となる箇所に沿って切断する方法等を用いることができる。なお、分割溝は、焼成後にスライシング装置により多数個取り配線基板の厚みより小さく切り込むことによって形成することができるが、多数個取り配線基板用のセラミックグリーンシー
ト積層体にカッター刃を押し当てたり、スライシング装置によりセラミックグリーンシート積層体の厚みより小さく切り込んだりすることによって形成してもよい。

【0054】

（７）次に、配線基板２の下面に接合される無機基板４を用意する。無機基板４は、金属材料からなる場合は、金属材料から成る板材に、従来周知のスタンピング金型を用いた打ち抜き加工またはエッチング加工等によって作製される。また、他の材料から成る場合も同様にそれぞれの材質にあった打ち抜き加工等によって作製することが可能となる。また、無機基板４が金属材料であるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、４２アロイ、Ｃｕまたは銅合金等の金属から成る場合には、その表面にニッケルめっき層および金めっき層を被着してもよい。これにより、無機基板４の表面の酸化腐食を有効に抑制することができる。

【0055】

また、無機基板４が電気絶縁性セラミック等からなり、表面に導体パターンをプリントしている場合も同様にその表面にニッケルめっき層および金めっき層を被着してもよい。これにより、無機基板４の表面の酸化腐食を有効に抑制することができる。

【0056】

（８）次に、接合材１６を介して、配線基板２と無機基板４とを接合する。接合材１６は、ペースト状の熱硬化性樹脂（接着部材）をスクリーン印刷法またはディスペンス法等で、配線基板２または無機基板４のいずれか一方または両方の接合面に塗布する。そして、熱硬化性樹脂を乾燥させた後、配線基板２と無機基板４とを重ねた状態で、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等に通炉させ、加圧し加熱することで接合材を熱硬化させ、配線基板２と無機基板４とを強固に接着させる。なお、このとき空洞部１６ａとなる位置に意図的に接合材１６を設けない個所を設定し塗布することで、図２に示すような接合材１６とすることが可能となる。また、接合材１６の配線基板２側の面または無機基板４側の面に溝を設けることで、図３（ａ）または図３（ｃ）に示すような接合材１６（空洞部１６ａ）を設けることが可能となる。また、接合材１６の所定の箇所に接合材１６を硬化させる温度で完全に蒸発する有機シート等をあらかじめ設けておいてその上で無機基板４および配線基板２に接合材１６を塗布することで図３（ｂ）に示すような接合材１６（空洞部１６ａ）を設けることが可能となる。また、無機基板４および配線基板２の両方に接合材１６を塗布し、空洞部１６ａとなる箇所のみ溝を設けておき、それぞれを重ねて接合することでも図３（ｂ）に示すような接合材１６（空洞部１６ａ）を設ける事が可能となる。また、接合材１６を硬化後に治具等を用いて切削し、空洞部１６ａを設けてもよい。

【0057】

接合材１６は、例えばビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型液状樹脂等からなる主剤に、球状の酸化珪素等から成る充填材、テトラヒドロメチル無水フタル酸等の酸無水物などを主とする硬化剤および着色剤としてカーボン紛末等を添加し遠心攪拌機等を用いて混合または混練してペースト状とすることによって得られる。

【0058】

また、接合材１６としては、この他にも例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、特殊ノボラック型エポキシ樹脂、フェノール誘導体エポキシ樹脂、ビスフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系、アミン系、リン系、ヒドラジン系、イミダゾールアダクト系、アミンアダクト系、カチオン重合系またはジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したもの等を使用することができる。

【0059】

（９）次に、無機基板４の中央領域４ｂに撮像素子１０を実装する。撮像素子１０はワイヤーボンディング等で配線基板２と電気的に接合させる。またこのとき、撮像素子１０または無機基板４に接着剤等を設け、無機基板４に固定しても構わない。また、撮像素子１０を無機基板４の中央領域４ｂに実装した後、蓋体１２を封止材１４で封止しすること
で、撮像装置２１を得る事が可能となる。

【0060】

（１０）次に、レンズホルダー１９を配線基板２の上面に実装する。このとき、配線基板２の上面に設けられた電極とレンズホルダー１９とを導電性の接合材で接合し、電気的に導電させても良いし、非導電性の接合材でレンズホルダー１９を接合しても良い。また、このとき、レンズホルダー１９で撮像装置２１を囲っていても良い。

【0061】

上記（１）〜（１０）の工程によって、撮像装置２１または撮像モジュール３１が得られる。なお、上記（１）〜（１０）の工程順番は指定されない。

【0062】

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図７を参照しつつ説明する。本実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像素子実装用基板１および撮像装置２１と異なる点は、空洞部１６ａを設ける位置と、その形状が異なる点である。

【0063】

図７（ａ）に示す例では、中央領域４ｂが偏心して設けられており、空洞部１６ａは周辺領域４ａの幅が大きい部分に設けられている。このような構造とすることで、例えば外部から塵などのダストが混入してきた場合においても、空洞部１６ａが中央領域４ｂに向かって長く設けられているため、中央領域４ｂ部まで到達する可能性を低減させることが可能となる。よって、空洞部１６ａを設け封止材１４から発生したガスの通り道を確保しつつ撮像装置２１の外部から塵等のダストが入ることを低減させることが可能となる。よって、外部から塵等のダストが入ることでのノイズの発生も低減させることが可能となる。

【0064】

図７（ｂ）に示す例では、中央領域４ｂが矩形状であり、空洞部１６ａは中央領域４ｂに沿って設けられている。このような構造とすることで、例えば外部から塵などのダストが混入してきた場合においても、空洞部１６ａが中央領域４ｂに沿って長く設けられているため、中央領域４ｂ部まで到達する可能性を低減させることが可能となる。よって、空洞部１６ａを設け封止材１４から発生したガスの通り道を確保しつつ撮像装置２１の外部から塵等のダストが入ることを低減させることが可能となる。よって、外部から塵等のダストが入ることでのノイズの発生も低減させることが可能となる。

【0065】

図７（ｂ）に示す例の様な構造であると、例えば接合材１６を塗布する工程をディスペンサーで行った際、ディスペンサーの先に残留した接合材１６が伸びて空洞部１６ａを塞ぐ可能性を低減させることが可能となる。

【0066】

また、図７に示す例の様な構造であると、配線基板２または無機基板４から接合材１６にかかる応力によって、空洞部１６ａがつぶれてしまうことを緩和させることができる。よって、封止材１４から発生したガスが外部へ流出するリーク量の低下を低減させることが可能となる。

【0067】

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図８を参照しつつ説明する。本実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像素子実装用基板１および撮像装置２１と異なる点は、空洞部１６ａの幅が端部間で異なる点である。

【0068】

図８（ａ）、（ｂ）に示す例では、空洞部１６ａは外側の端部と中央領域側の端部とで幅が異なっている。この構造によって、例えば図８（ａ）では最も外部に近い個所が、図
８（ｂ）では最も中央領域４ｂ側に近い個所の空洞部１６ａの開口部が小さくなっている。このことで、例えば外部から塵などのダストが混入してきた場合においても、中央領域４ｂ部まで到達する可能性を低減させることが可能となる。よって、空洞部１６ａを設け封止材１４から発生したガスの通り道を確保しつつ撮像装置２１の外部から塵等のダストが入ることを低減させることが可能となる。よって、外部から塵等のダストが入ることでのノイズの発生も低減させることが可能となる。

【0069】

なお、空洞部１６ａは断面視において、空洞部１６ａの高さが端部間で異なっていても良い。例えば、空洞部１６ａの幅が小さい個所の空洞部１６ａの高さが、他端部と比較して小さくなっていることで、よりダストの混入を低減させることが可能となる。また、例えば空洞部１６ａの幅が小さい個所の空洞部１６ａの高さが、他端部と比較して大きくなっていることで、よりダストの混入を低減させつつ封止材１４から発生したガスのリーク量を保つことが可能となる。

【0070】

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による撮像素子実装用基板１および撮像装置２１について、図９を参照しつつ説明する。本実施形態における撮像素子実装用基板１および撮像装置２１において、第１の実施形態の撮像素子実装用基板１および撮像装置２１と異なる点は、空洞部１６ａの形状が異なる点（空洞部１６ａが屈折部を有する点）である。

【0071】

図９（ａ）に示す例では、空洞部１６ａは外部から中央領域４ｂに至るまでに屈折部を有している。このことで、たとえば外部から塵等のダストが混入した場合であっても、混入したダストが屈折部でトラップされ、中央領域４ｂに到達する可能性を低減させることが可能となる。よって、空洞部１６ａを設け封止材１４から発生したガスの通り道を確保しつつ撮像装置２１の外部から塵等のダストが入ることを低減させることが可能となる。よって、外部から塵等のダストが入ることでのノイズの発生もより低減させることが可能となる。

【0072】

図９（ｂ）に示す例では、空洞部１６ａは外部から中央領域４ｂに至るまでに屈折部を有しており、その屈折部は上面視で鋭角の角度である。このことで、たとえば外部から塵等のダストが混入した場合であっても、混入したダストが屈折部でよりトラップされやすく、中央領域４ｂにより到達しづらくなる。また、図９（ｂ）に示す例の様に屈折部が複数あることで、よりダストが中央領域４ｂに到達することを低減させることが可能となる。

【0073】

また、図９に示す例のように空洞部１６ａが屈折部を有する場合、屈折部は他の空洞部１６ａと比較して、幅が大きくても良い。このことで、屈折部にダストをトラップした場合においても、ダストにより空洞部１６ａが完全にふさがれ、封止材１４から発生するガスが外部へリークできなくなる、またはリーク量が少なくなることを低減させることが可能となる。

【0074】

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による撮像モジュール３１について、図１０およびその製造方法を示した図１１〜図１２を参照しつつ説明する。本実施形態における撮像モジュール３１において、第１の実施形態の撮像モジュール３１と異なる点は、空洞部１６ａが埋め込み材１６ｂにより埋め込まれている点である。

【0075】

図１０に示す例の様に、撮像モジュール３１となった撮像素子実装用基板１に設けられた空洞部１６ａは埋め込み材１６ｂによって埋め込まれていても良い。このことで、撮像モジュール３１が実装された実機等の仕様環境下において外部よりダストが混入すること
をより確実に低減させることが可能となる。

【0076】

埋め込み材１６ｂを構成する材料として例えば、熱硬化性樹脂またはろう材等が使用される。埋め込み材１６ｂを形成する材料として使用される熱硬化性樹脂として例えば、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂等が挙げられる。また、埋め込み材１６ｂを形成する材料として使用されるろう材として例えば、ハンダ、ガラスなどが挙げられる。なお、これらの埋め込み材１６ｂは注射器等の治具またはディスペンサー等を用いて無機基板４または配線基板２に埋め込みを行うことが可能である。なお、埋め込み材１６ｂは接合材１６と同じ材料から成っていても良い。

【0077】

図１１および図１２に本実施形態における撮像素子実装用基板１、撮像装置２１および撮像モジュール３１の製造方法を示す。

【0078】

（１）まず、図１１（ａ）〜図１１（ｂ）に示す例の様に、空洞部１６ａを有する撮像素子実装用基板１を作製する。

【0079】

（２）次に、図１１（ｃ）に示す例の様に、撮像素子実装用基板１に撮像素子１０を実装し、接続部材１３等電気的に接続する。

【0080】

（３）次に、図１２（ａ）に示す例の様に、配線基板２に封止材１４を用いて蓋体１２を接合し、封止し撮像装置２１を作製する。

【0081】

（４）次に、図１２（ｂ）に示す例の様に、埋め込み材１６ｂを空洞部１６ａに埋める。

【0082】

（５）次に、図１２（ｃ）に示す例の様に、レンズホルダー１９を撮像装置２１の上面へ接合し、撮像モジュール３１を作製する。

【0083】

上述したように、蓋体１２を封止材１４で接続・封止した後に埋め込み材１６ｂを空洞部１６ａに埋めることで、封止材１４から発生したガスを撮像装置２１の外部へ流出させた後に、埋め込み材１６ｂで外部から内部へのダストの混入を低減させることが可能となる。

【0084】

なお、埋め込み材１６ｂは空洞部１６ａの全体に埋め込ませても良いし、図１０に示す例の様に入口側の一部を埋め込むように埋め込ませても良い。

【0085】

なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。また、例えば、図１〜図１２に示す例では、撮像素子接続用パッド３の形状は矩形状であるが、円形状やその他の多角形状であってもかまわない。また、本実施形態における撮像素子接続用パッド３の配置、数、形状などは指定されない。なお、本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものではい。

【符号の説明】

【0086】

１・・・・撮像素子実装用基板
２・・・・配線基板
３・・・・撮像素子接続用パッド
４・・・・無機基板
４ａ・・・周辺領域
４ｂ・・・中央領域
１０・・・撮像素子
１２・・・蓋体
１３・・・接続部材
１４・・・封止材
１６・・・接合部材
１６ａ・・空洞部
１６ｂ・・埋め込み材
１９・・・レンズホルダー
２１・・・撮像装置
３１・・・撮像モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】