JPH0330472A - 固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体撮像装置のＷ遣方法の改良とこの方法を
実施して製造した固体撮像装置の改良とに関する。特に
、固体撮像装置の入力信号の光の透過領域であるウィン
ドグラスの接着方法の改良と、この改良されたウィンド
グラスの接着方法を使用して製造され、解像度が向上し
た固体撮像装置とに関する。

〔従来の技術〕

従来技術に係る固体撮像装置の構造を第２図を参照して
説明する。

第２図参照 図において、ｌは固体撮像装置の引き出し導体（ビン）
であり、２は固体撮像装置のパッケージでありセラミッ
ク材等の絶縁材よりなり、３は固体撮像素子であり電荷
結合素子（以下ＣＯＤと云う、）等よりなり、４はカラ
ーフィルタであり各三原色の画像をそれぞれ別個に損傷
する場合には必須であり、５はポンディング線でありＣ
ＯＤ等の固体１ｉ像素子３の引き出し端子例えばポンデ
ィングパッド（図示せず）と引き出し導体（ビン）ｌと
を接続する。６は遮光板であり散乱光等の照光の侵入を
防止する機能を有する。８はウィンドグラスでありＣＣ
Ｄ等の固体撮像素子３を外気から保護すると−もに、入
力光を導入する機能を有する。９・１０−１１は加熱硬
化型接着剤の層である。

固体撮像素子３は、その特性を維持する目的のため、外
気特に水分の侵入を防止する必要がある。

そのため、固体撮像素子３は、気密的に保護されること
が望ましいことは上記のとおりである。このため、従来
技術における固体撮像装置の組み立て工程においては、
ウィンドグラス８の一方の面とパッケージ２の接触領域
とには熱硬化型接着剤の層１１が、スクリーン印刷法等
を使用し−６形成されており、上記のウィンドグラス８
をパッケージ２の側壁２１上に載置した後、加圧・加熱
して気密・封止する工程が使用されている。

また、ウィンドグラス８を透過した光の一部が、本来の
受光面ではないカラーフィルタ４の側面等から固体撮像
素子３に入射して照光として機能し、その結果、画像が
不鮮明になることを防止する［１的のために、ＣＣＤ等
固体撮像素子３の本来の受光領域を除外した領域（固体
撮像素子３の周辺部等）を遮光板６をもって遮光する構
造も一般に使用されている。この際、従来技術に係る遮
光板６は接着剤の層９をもってパッケージ２と接着され
ており、また、接着剤の層ＩＯをもってカラーフィルタ
４または固体撮像素子３のｊ＾１辺部と接着されている
。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、従来技術に係る固体撮像素子の製造方法におい
て上記のウィンドグラス８をパッケージ２に接着するに
は、熱硬化型接着剤の１１１１１をウィンドグラス８の
周辺部に印刷しておき、この熱硬化型接着剤の層１１を
第２図に図示するように、パッケージ２の側壁２１の頂
部等（図においては段部とされている。）の密封部に押
圧・加熱して、接着をなしていた。そのため、あらかじ
め液状の熱硬化型接着剤をウィンドグラス８の周辺部に
塗布し、これを乾燥して固体の熱硬化型接着剤の層９・
ｌＯ・１１としておく必要があるが、この液状の熱硬化
型接着剤をウィンドグラス８の周辺部に塗布する際、こ
の液状の熱硬化型接着剤の濡がウィンドグラス８の中央
部（受光部）に飛散して付着することを完全に防止する
ことは極めて困難であり、この付着物によって固体撮像
素子の解像度が低下すると云う欠点を避けることは困難
であった。

特に、近年、ＣＣＤ等の固体撮像素子の微細化が進むに
ともない、上記のようなウィンドグラス８の面の汚れが
、例え数ミクロン程度の大きさであっても、それが固体
撮像素子の解像度に及ぼす影響はますます深刻となり、
その解決手段が強く求められていた。なお、このウィン
ドグラス８の汚れを除去するために、液状の接着剤層を
印刷した後に、この部分を洗滌することも試みられてい
るが、その場合は、残留した接着剤層の接着性能も同時
に低下させる等の問題が発生し、必ずしも好ましくない
ことがｆ１認されている。

本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
ウィンドグラスをパッケージに接着する際にウィンドグ
ラスが汚染する虞をなくし、且つ、組み立てを容易にす
る固体撮像装置の製造方法と、この製造方法を使用して
製造した固体撮像装置とを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的のうち、第１の目的は、 上面が開口とされ箱状をなすパッケージ（２）の内部底
面に固体撮像素子（３）を固定し、内周は前記固体撮像
素子（３）の上面外周より僅かに小さく、外周は前記の
パッケージ（２）の側壁（２１）の頂部内周より大きく
、表面には加熱硬化型接着剤層（１２）が形成されてい
る枠状部材よりなる遮光板（７）の内周部（７１）と外
周部（７２）とを、前記の固体撮像素子（３）の上面周
辺部と前記のパッケージ（２）の側壁（２１）の頂部（
１４）とに、それぞれ載置し、 前記の遮光板（７）の上面にウィンドグラス（８）を載
置し、加熱・冷却して、前記の加熱硬化型接着剤ＩＩ！
　（１２）を加熱硬化する工程を有する ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法によって達成
される。

上記の固体撮像装置の製造方法において、本発明の要旨
に係る遮光板（７）を漏斗状にする（遮光板（７）の内
周部（７１）と外周部（７２）との高さには、前記のパ
ッケージ（２）の側壁（２１）の頂部（１４）の高さと
前記固体撮像素子（３）の上面外周部（３１）の高さと
の差と同一の差を設ける）と、ワイヤボンディング等が
容易になり、有利である。

また、本発明の要旨に係る遮光板（７）の表面に形成さ
れてなる加熱硬化型接着剤層（１２）に、前記パッケー
ジ（２）の側壁（２１）の頂部（１４）に対応する領域
の一部において、欠落部を形成しておき、前記の加熱硬
化型接着剤層（１２）を加熱硬化する工程に先立ち、前
記の加熱硬化型接着剤層（１２）に形成された欠落部（
１５）を介して、前記のパッケージ（２）内の空気を不
活性ガスと置換すると、固体撮像素子（３）の保護のた
めに有利である。

さらに、本発明の要旨に係る遮光板（７）の反射率は１
０％以下にしておけば、遮光板（７）の汚染を防止する
効果はさらに大きくなる。

上記の目的のうち、第１の目的は、上記の固体撮像装置
の製造方法を実施して製造した固体撮像装置によって達
成される。

〔作用〕

本発明は、ウィンドグラスに、液状の接着剤を塗布して
接着剤層を形成する従来技術と異なり、予め接着剤が少
なくともその周辺部の両面に塗布されており、乾燥状態
の接着剤の層がその周辺部に形成されている板状の遮光
板を用意しておき、この本発明の要旨に係る遮光ｖｉ（
７）を、ウィンドグラスとそのウィンドグラスが載置さ
れるパッケージの側壁部との間に挿入し、加圧・加熱し
て、ウィンドグラスをパッケージに固定するものである
。上記の本発明の要旨に係る遮光板（７）への接着剤の
塗布は、ウィンドグラスとは全く独立に実施できるので
、塗布に際して液状の接着剤がウィンドグラスに付着す
るおそれは全くない。

また、上記の本発明の要旨に係る遮光板（７）とウィン
ドグラスとの接着面と遮光板（７）中央の開口部周辺上
の間は斜面としく漏斗状とし）、この遮光板（７）中央
の開口部周辺のみを接着剤をもってカラーフィルタ・固
体１電像素子に接着しておくこともできるので、この場
合は、ボンディング工程が容易になる。

〔実施例〕 以下、図面を参照しつ一１本発明の三つの実施例に係る
固体撮像素子について説明する。

ｍ　　　　　　　の　　　に　　る　　　　　７■ 第１ａ図参照 固体撮像装置のパッケージ２はセラミック材等の絶縁物
で成形されている。このパッケージ２の底部は、端子引
き出しの都合上、その中央部（固体！最像素子が載置さ
れる領域）２２が台形にされていることが望ましい。こ
のパッケージ２の底部に固体撮像素子３が固定され、必
要に応じてカラーフィルタ４が、その上に貼り合わされ
る。勿論、固体撮像素子３上に、直接、カラーフィルタ
４を形成することもできる。ボンディング線５をもって
引き出し導体（ビン）■と固体撮像素子３のポンディン
グパッド（図示セず）とが接続される。

７が本発明の要旨に係る枠状板状体よりなる遮光板であ
り、その内周は、図示する例においては、カラーフィル
タ４の上面外周より僅かに小さくされ、外周はバ・ンケ
ージ２の側壁頂部内周よりいくらか大きくしてあり、そ
の表面には、熱硬化型接着剤のＩ’１１２（第１ｅ図・
第１ｆ図参照）がスクリーン印刷法等を使用して形成さ
れている。この熱硬化型接着剤の層１２を形成するには
、液状の接着剤を塗布し・乾燥して、５０〜１２０ｎの
厚さの１１１２を形成しておけばよい、この接着剤とし
ては、乾燥により粘着性がなくなり、加熱により融解し
接着性を発現した後硬化する溶剤タイプの接着剤が好ま
しく、特にエポキシ樹脂系接着剤であり耐水性の高いも
のが望ましい、このような特性を有するエポキシ樹脂系
接着剤の例としては、三井東圧■製ＥＳ−５０３０Ｃ（
商品名）、鹿島工業■製ＫＩＣＤＸ−１３１１Ｓ（商品
名）、東亜合成化学工業■製ＢＸ−６０、ＢＸ−７７Ａ
（商品名）等が挙げられる。

上記の本発明の要旨に係る板状遮光体７の材質は、アル
ミニウム・銅・ステンレス等の金属系材料でもよく、ま
た、ポリエチレン・ポリイミド・ポリウレタン等の合成
樹脂系材料でもよく、また、ガラス繊維強化合成樹脂等
の有機・無機複合材料でもよい。

上記の本発明の要旨に係る板状遮光体７は、遮光性を向
上し、反射率を低下するために、その表面に黒色処理が
実施されていることが望ましい。

すなわち、アルミ表面の黒色染色と風花処理、ステンレ
スにおける酸化着色、各種金属に対する黒色ニッケルメ
ッキ、黒色クロムメツキ等が施されていることが望まし
い０合成樹脂基板または有機・無機複合基板の場合は、
黒色カーボンの充填または黒色塗料の表面塗装が実施さ
れることが望ましい。

上記の本発明の要旨に係る板状遮光体７の厚さは、金属
板の場合は０．０３論〜０．１５−が望ましい。金属以
外の場合は、金属の場合の２〜３倍が望ましい。

本発明の要旨に係る板状遮光体７の表面反射率は２０％
以下が必要であり、７％以下が望ましい。

ウィンドグラス８をもって、固体撮像装置３を密閉・封
止するには、上記のボンディング工程が完了した後、本
発明の要旨に係る遮光板７とパッケージ２の側壁２１の
頂部１４（段部が設けられていると好都合である。）に
！！置し、ウィンドグラス８を遮光板７上に載置し、加
熱・加圧して熱硬化型接着剤を硬化すればよい。

第１ｂ図・第１Ｃ図・第１ｄ図参照 第１ａ図を参照して説明した例と相違するところは、パ
ッケージ２の底部が台形にされていない点と、本発明の
要旨に係る板状遮光体７が、図示するように漏斗状にさ
れていることである。ＣＯＤ等の固体撮像装置３と引き
出し導体（ビン）１とはボンディング方式以外の方法を
もっても接続しうるが、ボンディング方式が最も容易で
ある。

この方式を使用するためには、本発明の要旨に係る板状
遮光体７が、図示するように漏斗状にされていることが
最も有利である。

第１ｅ図参照 本例は第１例・第２例の改変であり、本発明の要旨に係
る遮光板７に形成される乾燥した熱硬化型接着剤の層１
２には、１部領域に欠落部１５が設けられており、ウィ
ンドグラス８を封止するに先立ち、パッケージ２内の空
気を窒素ガス等の不活性ガスと置換するようにしたもの
である。この欠落部１５の間隙は、ウィンドグラス８と
パッケージ２の頂部（段部Ｎ４とが遮光板７を介して接
着される際の加圧・加熱（１４５℃）工程において流動
化した接着剤１２により最終的には閉塞される程度の大
きさ（例えば０，６〜０．７閣程度）とする必要がある
。

本例における固体撮像装置を、１３０’Ｃ，２，８気圧
の条件下で、１時間、耐水性テストを行った結果、耐水
性が完全であることが確認された。

なお、第１ｄ図に示すように、乾燥した熱硬化型接着剤
の層は、本発明の要旨に係る遮光板７の全面に塗布せず
、図示するように、１部領域に、乾燥した熱硬化型接着
剤の層１２・１３として形成しておいてもよい。

上記いづれの例においても云えることであるが、遮光板
７の反射率はできるだけ低いことが望ましい。散乱光が
照光となりうるからである。実験の結果によれば、反射
率は１０％以下であることが望ましい。

〔発明の効果］ 以上説明せるとおり、本発明に係る固体撮像装置は、液
状の接着剤を、直接、ウィンドグラスに塗布するのでは
なく、液状の接着剤は、リインドグラスとは無関係に、
遮光板の上下両面に塗布し、これを乾燥して、遮光板の
上下両面に乾燥した熱硬化型接着剤層を形成しておき、
ウィンドグラスをもってパッケージを密閉するときは、
この乾燥した熱硬化型接着剤層を加圧・加熱して一旦溶
融の上、冷却して、硬化・接着すること−されているの
で、ウィンドグラス面中央部が接着剤で汚染されること
が全くなくなり、固体撮像装置の解像度を著しく向上す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の第１の実施例に係る固体撮像装置
の製造方法及び固体撮像装置を実施して製造した固体撮
像装置の断面図である。 第１ｂ図は、本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置
の製造方法及び固体撮像装置を実施して製造した固体撮
像装置の断面図である。 第１ｃ図は、本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置
の遮光板の斜視図である。 第１ｄ図は、本発明の第２の実施例に係る固体ｌ最像装
置用の遮光機の接着剤塗布方法の改変を示す断面図であ
る。 第１ｅ図は、本発明の第３の実施例に係る固体描像装置
の遮光板の接着剤塗布状況を示す平面図である。 第ｉｔ図は、本発明の第３の実施例に係る固体撮像装置
の遮光板の他の接着剤塗布状況を示す断面図である。 第２図は、従来波４＋ｉに係る固体撮像装置の断面図で
ある。 ４　・　・　・ ５　・　・　・ ６　・　・　・ ７　・　・ ７１・　・　・ ７２・　・　・ ８　・　・　・ ９　・１０ カラーフィルタ、 ボンディング線、 従来技術に係る遮光板、 本発明の要旨に係る遮光板、 本発明の要旨に係る遮光板の内周部、 本発明の要旨に係る遮光板の外周部、 ウィンドグラス、 ・・加熱硬化型接着剤層接着剤層。 引き出し導体、 加熱硬化型接着剤層、 加熱硬化型接着剤層、 パッケージの側壁の頂部、 パッケージの側壁の頂部に形成された加熱硬化型接着剤
層の一部に形成された欠落部、 パッケージ、 パッケージの側壁、 パッケージ側部中央の台形部、 固体撮像素子、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］上面が開口とされ箱状をなすパッケージ（２）の
   内部底面に固体撮像素子（３）を固定し、内周は前記固
   体撮像素子（３）の上面外周より僅かに小さく、外周は
   前記パッケージ（２）の側壁（２１）の頂部内周より大
   きく、表面には加熱硬化型接着剤層（１２）が形成され
   てなる枠状部材よりなる遮光板（７）の内周部（７１）
   と外周部（７２）とを、前記固体撮像素子（３）の上面
   周辺部と前記パッケージ（２）の側壁（２１）の頂部（
   １４）とに、それぞれ載置し、 前記遮光板（７）の上面にウィンドグラス（８）を載置
   し、加熱・冷却して、前記加熱硬化型接着剤層（１２）
   を加熱硬化する 工程を有する ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 ［２］上面が開口とされ箱状をなすパッケージ（２）の
   内部底面に固体撮像素子（３）が固定され、 内周は前記固体撮像素子（３）の上面外周より僅かに小
   さく、外周は前記パッケージ（２）の側壁（２１）の頂
   部内周より大きく、表面には加熱硬化型接着剤層（１２
   ）が形成されてなる枠状部材よりなる遮光板（７）の内
   周部（７１）と外周部（７２）とが、前記固体撮像素子
   （３）の上面周辺部と前記パッケージ（２）の側壁（２
   １）の頂部（１４）とに、それぞれ載置され、 前記遮光板（７）の上面にウィンドグラス（８）が載置
   され、加熱・冷却して、前記加熱硬化型接着剤層（１２
   ）が加熱硬化されてなる ことを特徴とする固体撮像装置。 ［３］前記パッケージ（２）の側壁（２１）の頂部（１
   ４）の高さは前記固体撮像素子（３）の上面外周部（３
   １）の高さより高く、前記遮光板（７）の内周部（７１
   ）と外周部（７２）との高さには、前記パッケージ（２
   ）の側壁（２１）の頂部（１４）の高さと前記固体撮像
   素子（３）の上面外周部（３１）の高さとの差と同一の
   差が設けられてなり、前記遮光板（７）は漏斗状とされ
   てなることを特徴とする請求項［１］記載の固体撮像装
   置の製造方法。 ［４］前記パッケージ（２）の側壁（２１）の頂部（１
   ４）の高さは前記固体撮像素子（３）の上面外周部（３
   １）の高さより高く、前記遮光板（７）の内周部（７１
   ）と外周部（７２）との高さには、前記パッケージ（２
   ）の側壁（２１）の頂部（１４）の高さと前記固体撮像
   素子（３）の上面外周部（３１）の高さとの差と同一の
   差が設けられてなり、前記遮光板（７）はロード状とさ
   れてなることを特徴とする請求項［２］記載の固体撮像
   装置。 ［５］前記遮光板（７）の表面に形成されてなる加熱硬
   化型接着剤層（１２）には、前記パッケージ（２）の側
   壁（２１）の頂部（１４）に対応する領域の一部におい
   て、欠落部（１５）を形成し、前記加熱硬化型接着剤層
   （１２）を加熱硬化する工程に先立ち、前記加熱硬化型
   接着剤層（１２）に形成された欠落部（１５）を介して
   、前記パッケージ（２）内の空気を不活性ガスと置換し
   、 前記欠落部（１５）は前記加熱硬化工程において閉塞す
   ることを特徴とする請求項［１］または［３］記載の固
   体撮像装置の製造方法。 ［６］前記遮光板（７）の反射率は１０％以下であるこ
   とを特徴とする請求項［２］または［４］記載の固体撮
   像装置。 ［７］前記遮光板（７）の反射率は１０％以下であるこ
   とを特徴とする、請求項［１］、［３］、または、［５
   ］記載の固体撮像装置の製造方法を実施して製造した固
   体撮像装置。