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JP2003274294A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JP2003274294A
JP2003274294A JP2002070334A JP2002070334A JP2003274294A JP 2003274294 A JP2003274294 A JP 2003274294A JP 2002070334 A JP2002070334 A JP 2002070334A JP 2002070334 A JP2002070334 A JP 2002070334A JP 2003274294 A JP2003274294 A JP 2003274294A
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JP
Japan
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solid
capacitor
image pickup
state image
component
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002070334A
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English (en)
Inventor
Koji Shinomiya
巧治 篠宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US10/210,077 priority patent/US6727564B2/en
Priority to DE10252831A priority patent/DE10252831A1/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブル配線板に固体撮像素子と筐体に
保持された光学レンズとを備えた固体撮像装置におい
て、小容量かつノイズの影響の少ない固体撮像装置を得
る。 【解決手段】 フレキシブル配線板にコンデンサを作り
こむことによって、チップコンデンサを省略または低容
量のものを使用することができ、それにより固体撮像装
置の小型化を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フレキシブル配
線板に固体撮像素子と光学レンズとを備えて構成した固
体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術の一例として、固体撮像素子
と光学レンズとを備え、フレキシブル配線板に前記固体
撮像素子とＩＣ部品をそれぞれフリップチップ接続して
構成した固体撮像装置の外観図を図１０に示す。図１０
において、１はフレキシブル配線板（ＦＰＣ）、１ａは
ＦＰＣリード部、２ｂは補強板、３はフレキシブル配線
板１に設けられた外部接続端子、４は固定台座、５は固
定キャップ、１３は筐体、８は絞り部である。また、図
１０の固体撮像装置の断面図を図９に示す。図９におい
て、固定台座４は光学フィルタ７を保持しつつ、補強板
２ｂを介してＦＰＣ１に接着固定されている。また固定
キャップ５は光学レンズ６を保持しつつ、固定台座４と
ピント調整のため可動可能な状態で設置されている。こ
こで固定台座４と固定キャップ５とで光学レンズ６およ
び光学フィルタ７を保持する筐体１３を構成している。
さらに９は固体撮像素子で、１１のフリップチップ電極
接続部を介してＦＰＣ１の配線に接続され、１０は画像
信号の処理等を行うＩＣ部品で１１のフリップチップ電
極接続部を介してＦＰＣ１の配線に接続されている。さ
らに２ａは補強板でＦＰＣ１のＩＣ部品１０取付け面の
裏側のＦＰＣ１面に接着され、１２はコンデンサ等のチ
ップ部品でＦＰＣ１の配線に接続されている。１４はＦ
ＰＣ１の開口部である。
【０００３】次に、図９と図１０の動作について説明す
る。絞り部８を通った光は光学レンズ６を通り、ついで
光学フィルタ７を通って固体撮像素子９の撮像エリアに
照射され結像する。結像された撮像情報は電気信号に変
換され固体撮像素子９のフリップチップ電極接続部１１
を介してＦＰＣ１に電気的に接続され、ＦＰＣ１の配線
を介して、ＩＣ部品１０のフリップチップ電極接続部１
１を介してＩＣ部品１０に撮像信号が送り込まれ、信号
処理された電気信号は再びフリップチップ電極接続部１
１を介してＦＰＣ１に電気的に接続され、ＦＰＣ１のＦ
ＰＣリード部１ａを通して外部接続端子３から撮像電気
信号を取り出すように構成されている。
【０００４】ここで、固体撮像素子９とＩＣ部品１０は
通常ＣＭＯＳ構造のＬＳＩが使用されることが多く、そ
の場合、ＣＭＯＳ構造のＬＳＩは回路を構成しているＭ
ＯＳトランジスタにおいて、スイッチング動作した時に
電源ラインから接地ラインに貫通電流が流れ、この貫通
電流がノイズ源となりＬＳＩ内部の電源や接地の配線を
通ってこのノイズが電源電圧に重畳して伝播し、ＬＳＩ
の電源端子と接地端子の間に現れる。このようにＣＭＯ
Ｓ貫通電流がノイズとして固体撮像素子９の内部の回路
間、ＩＣ部品１０の内部の回路間、そして固体撮像素子
９とＩＣ部品１０との間で、それぞれ相互干渉を起こ
し、結果として前記撮像電気信号が劣化する現象が発生
する。また、前記ノイズはＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａ
ｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）として他の
装置を誤動作させる原因にもなる。
【０００５】特に前記固体撮像素子９はＣＭＯＳ構造の
ＬＳＩが使用される場合、画素サイズの縮小化による画
素数の増加要求や高画質化の要求により、ＬＳＩ製造の
微細加工化をさらに進める必要がある。また前記ＩＣ部
品１０はＣＭＯＳ構造のＬＳＩが使用される場合、回路
の高密度化によって、機能向上、ＬＳＩチップサイズの
縮小化、低価格化、回路動作の高速化、を進展させるた
め、ＬＳＩ製造の微細加工化を推進する必要がある。こ
のようにＬＳＩ製造の微細加工化を進展させると必然的
にＭＯＳトランジスタの耐圧が低くなり、したがって電
源電圧を低くする必要が生じ、これにより回路の対ノイ
ズ余裕度が少なくなる。また、前記対ノイズ余裕度の減
少はＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓ
ｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）として他の装置からのノイズ
で誤動作する原因にもなる。
【０００６】また、ＬＳＩ内部の回路動作の高速化を向
上させるため、ＣＭＯＳトランジスタのソース・ドレイ
ン間の抵抗を下げて、次段回路のゲート容量の充電と放
電が早くできるようにすることも行われているが、これ
によりスイッチング動作時の貫通電流の立ち上がり時間
と立ち下がり時間が短くなり、電源ラインから接地ライ
ンに流れる貫通電流の高周波成分が増え、貫通電流に起
因するノイズが増加することになる。
【０００７】この貫通電流によるノイズにより前記撮像
電気信号の劣化を軽減するため、固体撮像素子９とＩＣ
部品１０のそれぞれの電源端子と接地端子の間に、それ
ぞれにコンデンサを接続して、前記ノイズをバイパスす
ることにより、ＬＳＩ内部の回路同士のノイズ干渉を減
らすと共に、固体撮像素子９とＩＣ部品１０の間のノイ
ズ干渉を減らすことも行われている。それぞれの前記コ
ンデンサは、固体撮像装置の形状を小さく押えるため通
常チップ部品１２が使われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の固体撮像装置は
以上のように構成されているので、前記ノイズを軽減す
るため、固体撮像素子９とＩＣ部品１０のそれぞれの電
源ラインにチップ部品１２によるコンデンサがそれぞれ
接続されている。ここで、このチップ部品１２によるコ
ンデンサは、ＦＰＣ１に形成された接続用ランドに半田
付けによって接続される。このため、前記半田付けの際
に起こる半田付け用フラックスの飛びやＦＰＣ１の配線
上を伝わる半田流れによる、他の接続用ランドへの汚染
を防ぐ必要があり、固体撮像素子９とチップ部品１２ま
での距離、そしてＩＣ部品１０とチップ部品１２までの
距離、のそれぞれチップ部品１２までの距離を一定値以
上（例えば数ｍｍ）取るように設定する必要があった。
【０００９】また、半田付け時のフラックスの飛びや半
田流れによる、固体撮像素子９の接続用ランドとＩＣ部
品１０の接続用ランドの汚染をそれぞれ防ぐため、これ
らの接続用ランドを覆うように仮止めシールを貼ってか
ら半田付けを実施し、半田付け完了後に前記仮止めシー
ルを剥がして、前記汚染を防ぐなどの対策がとられてい
る、この時、仮止めシールを貼るスペースが必要である
ため固体撮像素子９およびＩＣ部品１０から前記チップ
部品１２までのＦＰＣ１上の距離を一定値以上（例えば
数ｍｍ）確保する必要があった。
【００１０】また、固体撮像素子９とＩＣ部品１０をＦ
ＰＣ１に取り付ける際、取付用の治工具がチップ部品１
２にぶつからないように、固体撮像素子９およびＩＣ部
品１０からチップ部品１２までの距離（例えば数ｍｍ）
を確保しておく必要があった。
【００１１】このように固体撮像素子９およびＩＣ部品
１０からチップ部品１２までの距離を確保する必要があ
ったため、前記距離確保によるＦＰＣ１の配線の長さに
よって、配線抵抗や配線インダクタンスが大きくなって
しまう問題があった。この前記距離確保による配線抵抗
や配線インダクタンスはチップ部品１２のコンデンサに
直列接続されてしまうため、前記コンデンサの特性が前
記配線抵抗と配線インダクタンスの増加により悪化する
ため、前記ノイズに含まれる交流成分の内、特に高周波
成分がバイパスできずに残ってしまう問題があり、固体
撮像素子９の内部の回路間、ＩＣ部品１０の内部の回路
間、そして固体撮像素子９とＩＣ部品１０との間で、そ
れぞれ前記残留ノイズによる相互干渉が起こり、結果と
して前記撮像電気信号が劣化する問題があった。
【００１２】また、前記の理由により、固体撮像素子９
およびＩＣ部品１０からチップ部品１２までの距離（例
えば数ｍｍ）を確保しておく必要があるため、固体撮像
装置の小型化を図る上で問題があった。
【００１３】また、前記チップ部品１２の形状が大き
く、特に厚み寸法が固体撮像素子９やＩＣ部品１０に比
較して大きいため、固体撮像装置の小型化を図る上で問
題があった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る固体撮像
装置は、フレキシブル配線板に固体撮像素子と筐体に保
持された光学レンズを備えた固体撮像装置において、フ
レキシブル配線板の面内にコンデンサが形成されている
ものである。
【００１５】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線板に固体撮像素子と筐体に保持された光
学レンズを備えた固体撮像装置において、フレキシブル
配線板の両面にそれぞれ電極を有するコンデンサが形成
されているものである。
【００１６】また、この発明に係る固体撮像装置におい
て、コンデンサは、フレキシブル配線板にあらかじめ設
けられた導電層をエッチングすることにより形成された
ものである。
【００１７】また、この発明に係る固体撮像装置におい
て、コンデンサは、電極がくし型形状のものである。
【００１８】また、この発明に係る固体撮像装置におい
て、コンデンサは、電極に硬質金属メッキを施している
ものである。
【００１９】また、この発明に係る固体撮像装置におい
て、フレキシブル配線板は、ＩＣ部品を備えたものであ
る。
【００２０】また、この発明に係る固体撮像装置におい
て、コンデンサは、複数個設けられたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図によって説明する。図１はこの発明の
実施の形態１によるフレキシブル配線板（以下ＦＰＣと
略す）の展開図を示す。ここで１はポリイミド等のフィ
ルム材料を使ったＦＰＣで、ここでは展開した状態を示
している。また１ａはＦＰＣリード部、１ｂはＦＰＣ折
り曲げ位置、３はＦＰＣ１の一端に設けた外部接続端
子、１４はＦＰＣ１の開口部、１０１はこの発明による
ＦＰＣ１の面内に設けられたコンデンサである。
【００２２】さらに図２はこの発明によるコンデンサ１
０１の内部電極の様子を示している。ここで１０２はコ
ンデンサ１０１の第１電極、１０３はコンデンサ１０１
の第２電極で、これらで対面電極を構成し、対面電極の
形状を面方向に蛇行させて櫛形にし、対となる電極面積
を大きくとるような構造にした一例を示している。この
ような櫛型の形状は、あらかじめＦＰＣ１に設けられた
銅箔等の導電性材料をエッチング等の工程を経ることに
より作り込むことができる。
【００２３】図３は図１および図２と同じものを示して
おり、ＦＰＣ１の面内にコンデンサ１０１が形成された
様子を示す展開図である。図４は図３の表裏をひっくり
返して示した展開図である。図４においてＦＰＣ１の上
に補強板２ａと補強板２ｂが接着された状態を示す。こ
こで１４はＦＰＣ１の開口部、１４ａは補強板の開口
部、１０１はこの発明によるコンデンサで図４の裏面に
配置されている様子を示す。
【００２４】図５はＦＰＣ１の断面図を示す。ここで２
０１はポリイミド等のフィルム材料を使ったベースフィ
ルムで、ここでは接着剤レスタイプの一例を示してい
る。また２０３は銅箔、２０２はカバーレイフィルム、
１１はフリップチップ電極接続部、１０はＩＣ部品、２
ａは補強板である。ここで２０１から２０３までの部分
はＦＰＣ１の一部を示したものである。２０３の銅箔に
よりコンデンサ１０１の第一電極１０２および第二電極
１０３をエッチング等により形成させ、ＦＰＣ１の同一
面にコンデンサ１０１およびＩＣ部品１０を構成してい
る。
【００２５】図６もＦＰＣ１の断面図を示す。ここで２
０１はポリイミド等のフィルム材料を使ったベースフィ
ルムで、ここでは接着剤レスタイプの一例を示してい
る。また２０３は銅箔、２０４は例えば銅箔にニッケル
メッキ等を施した導電体、２０５はスルーホール内に設
けられた導電体、２０６はスルーホール、２０２はカバ
ーレイフィルム、１１はフリップチップ電極接続部、１
０はＩＣ部品である。ここで２０１から２０６までの部
分はＦＰＣ１の一部を示したものであり、２０４の導電
体によりコンデンサ１０１の第一電極１０２および第二
電極１０３を形成させることにより、ＦＰＣ１の一面に
ＩＣ部品１０、反対の面にコンデンサ１０１を構成して
いる。
【００２６】この図６において、銅箔にニッケルメッキ
等の硬質金属メッキを施した導電体２０４は、補強板２
ａを省略した構成においてＦＰＣ１を強度的に補強する
ためであり、コンデンサ１０１の機能を果たすためであ
ればニッケルメッキは省略し、単に銅箔のみで形成させ
てもよい。
【００２７】このように形成されたコンデンサ１０１を
用いた固体撮像装置は、チップ部品を省略することがで
きるため、チップ部品をハンダ付けするときに生じる前
述のような問題点が無く、またＩＣ部品の直近にコンデ
ンサを形成させることができるため配線インダクタンス
の増加を抑えることができ、したがって撮像電気信号の
劣化に対して良好な特性を示すものである。
【００２８】実施の形態２．実施の形態１においては、
コンデンサ１０１はＦＰＣ１の同一面内に形成されてい
たが、二つの電極をそれぞれＦＰＣ１の両面側に形成さ
せることもできる。すなわち、図６において、銅箔２０
３を第一の電極とし、また導電体２０４を第二の電極と
し、ベースフィルム２０１を絶縁層とするコンデンサ１
０１を形成させることもできる。この時コンデンサ１０
１の第一の電極および第二の電極の形状は図２のように
櫛型にする必要はなく、ＦＰＣ１の両側において同一の
位置であれば、他の部品のない適当な位置に設置するこ
とができる。当然ここにおいても、実施の形態１で説明
したのと同様に、コンデンサ１０１の機能を果たすため
であればニッケルメッキは省略し、単に銅箔のみで形成
させてもよい。
【００２９】このように形成されたコンデンサ１０１を
用いた固体撮像装置は、実施の形態１と同様に、チップ
部品を省略することができるため、チップ部品をハンダ
付けするときに生じる前述のような問題点が無く、また
ＩＣ部品の直近にコンデンサを形成させることができる
ため配線インダクタンスの増加を抑えることができ、し
たがって撮像電気信号の劣化に対して良好な特性を示す
ものである。
【００３０】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図７によって説明する。ここでコンデンサ１０１はＩＣ
部品１０の下に配置され、さらにチップ部品１２がＦＰ
Ｃ１の他の部分に取付けられている。また、図８は図７
の断面図で、ＩＣ部品１０のフリップチップ電極１１の
ある側のＦＰＣ１面に形成されている。この発明の第３
の実施の形態に係る固体撮像装置は以上のように、ＦＰ
Ｃ１の表面に構成されたコンデンサと、チップ部品の形
態のコンデンサが併用される。したがって、コンデンサ
１０１は今まで説明してきたように比較的ＩＣ部品１０
の近くに配置できるので、ＦＰＣ１による配線が短くな
り、配線抵抗や配線インダクタンスをチップ部品１２の
配線より小さく押えることができる。また、この発明の
コンデンサ１０１とチップ部品１２（チップコンデン
サ）を併用することにより、チップ部品１２を静電容量
値の小さなコンデンサに変えることができ、特に厚み寸
法を小さくしたチップ部品１２が採用できるので、固体
撮像装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
【発明の効果】この発明に係る固体撮像装置は、フレキ
シブル配線板の中に内蔵した組み込みのコンデンサを搭
載したので、チップ部品１２（チップコンデンサ）を省
略でき、小型形状の固体撮像装置が得られる。また、フ
レキシブル配線板の中の導電性材料と絶縁性材料を用い
てコンデンサを作り込んで構成したので、新たな材料や
製造工程を追加することなく製造できるので、安価にダ
イナミックノイズの少ない撮像電気信号の得られる固体
撮像装置を実現することができる。
【００３２】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線板の中に内蔵した組み込みコンデンサの
対面電極を形成する導電性材料部分（銅箔等）に硬質金
属メッキ（ニッケルメッキ等）を施すことにより、前記
対面電極部の硬度を高めるようにして、前記ＩＣ部品を
フリップチップ接続する前記フレキシブル配線板の面領
域だけを選択的に硬くして部分強度を高めた構成にした
ので、補強板２ａを省略でき、小型形状の固体撮像装置
が得られる。
【００３３】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線板の中に内蔵した組み込みのコンデンサ
を搭載したので、ノイズ発生源の極めて近くに配置で
き、したがって、フレキシブル配線板の配線抵抗や配線
インダクタンスをより少なくできる。これにより、従来
のチップ部品１２のチップコンデンサによる高周波特性
より、より高い周波数特性のコンデンサが得られ、前記
ノイズに含まれる交流成分の内、特に高い周波成分がバ
イパスでき、前記固体撮像装置に搭載されたＩＣ部品の
内部の回路間、そして前記固体撮像装置に搭載された固
体撮像素子と前記ＩＣ部品との間でバイパスでき、より
ＣＭＯＳトランジスタの貫通電流ノイズの高周波成分が
除去された撮像電気信号の得られる固体撮像装置を実現
することができる。
【００３４】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線板の中に内蔵した組込みのコンデンサと
前記固体撮像装置に搭載されたチップ部品１２のコンデ
ンサとを併用することにより、前記チップ部品１２のチ
ップコンデンサの静電容量値を従来より小さな値に変え
ることができるので、特に厚み寸法を小さくしたチップ
コンデンサが採用でき、従来以上に小型な、そして、な
お且つ、前記固体撮像装置に搭載されたＩＣ部品の内部
の回路間、そして前記固体撮像装置に搭載された固体撮
像素子と前記ＩＣ部品との間でバイパスでき、ＣＭＯＳ
トランジスタの貫通電流ノイズの高周波成分が除去され
た撮像電気信号の得られる固体撮像装置を実現すること
ができる。
【００３５】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線板の中の導電性材料と絶縁性材料を用い
て対面電極を櫛形にしたので、少ないスペースで大きな
静電容量のコンデンサを製造でき、内蔵できるので、安
価にダイナミックノイズの少ない撮像電気信号の得られ
る固体撮像装置を実現することができる。
【００３６】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線基板の中に内蔵した組込みコンデンサを
搭載したので、チップコンデンサのスペースをなくし、
またはスペースを減らすことができるので、小型化が図
れると共に、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）とＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）
に対する強度を高めた固体撮像装置を得ることができ
る。
【００３７】また、この発明に係る固体撮像装置は、フ
レキシブル配線板の中の導電性材料と絶縁性材料を用い
てコンデンサを作り込んで構成したので、固体撮像装置
の取り付け形態に合わせて自由な形状に対応することが
でき、小型かつ自由なデザインのケースにスペース効率
良く搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１におけるＦＰＣの展
開図である。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるコンデンサ
１０１を示す平面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１におけるＦＰＣの展
開図である。
【図４】 この発明の実施の形態１におけるＦＰＣの展
開図である。
【図５】 この発明の実施の形態１におけるＦＰＣの断
面図である。
【図６】 この発明の実施の形態１、２におけるＦＰＣ
の展開図である。
【図７】 この発明の実施の形態３におけるＦＰＣの展
開図である。
【図８】 この発明の実施の形態３によるＦＰＣの断面
図である。
【図９】 従来のＦＰＣの断面図である。
【図１０】 従来の固体撮像装置の外観図である。
【符号の説明】
１ フレキシブル配線板（ＦＰＣ）、１ａ ＦＰＣリー
ド部、１ｂ ＦＰＣ折り曲げ位置、２ａ 補強板、２ｂ
補強板、３ 外部接続端子、４ 固定台座、５ 固定
キャップ、６ 光学レンズ、７ 光学フィルタ、８ 絞
り部、９ 固体撮像素子、１０ ＩＣ部品、１１ フリ
ップチップ電極接続部、１２ チップ部品、１３ 筐
体、１４ 開口部、１０１ コンデンサ、１０２ コン
デンサの第１電極、 １０３ コンデンサの第２電極、
２０１ ベースフィルム、２０２カバーレイフィルム、
２０３ 銅箔、２０４ 導電体、２０５ 導電体、２０
６スルーホール。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレキシブル配線板に固体撮像素子と筐
    体に保持された光学レンズを備えた固体撮像装置におい
    て、前記フレキシブル配線板の面内にコンデンサが形成
    されていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項２】 フレキシブル配線板に固体撮像素子と筐
    体に保持された光学レンズを備えた固体撮像装置におい
    て、前記フレキシブル配線板の両面にそれぞれ電極を有
    するコンデンサが形成されていることを特徴とする固体
    撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記コンデンサは、前記フレキシブル配
    線板にあらかじめ設けられた導電層をエッチングするこ
    とにより形成されたことを特徴とする請求項１または請
    求項２のいずれかに記載の固体撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記コンデンサは、電極がくし型形状で
    あることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記コンデンサは、電極に硬質金属メッ
    キを施していることを特徴とする請求項１に記載の固体
    撮像装置。
  6. 【請求項６】 前記フレキシブル配線板は、さらにＩＣ
    部品を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のい
    ずれかに記載の固体撮像装置。
  7. 【請求項７】 前記コンデンサは、複数個設けられたこ
    とを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
    固体撮像装置。
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