(57)【要約】【課題】導電性、半田濡れ性、ガラス密着性のうち、少なくとも２つ以上の性能を向上させた電極パターンを備えた撮像素子パッケージを提供する。【解決手段】撮像素子パッケージ１は、撮像素子２と、半田で構成される外部接続端子３と、撮像素子２および外部接続端子３が固定されるガラス基板４とを備え、ガラス基板４には、レジネートにより構成されるとともに撮像素子２と外部接続端子３とを接続する電極パターン７が形成され、電極パターン７は、外部接続端子３と撮像素子２とを接続する導電性の良い電極層９と、この導電性の良い電極層９に固着されるとともに、外部接続端子３が設けられる位置に対応して設けられる半田濡れ性の良い電極層１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、半田で構成される外部接続端子と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートにより構成されるとともに撮像素子と外部接続端子とを接続する電極パターンが形成される撮像素子パッケージにおいて、
電極パターンは、外部接続端子と撮像素子とを接続する導電性の良い電極層と、この導電性の良い電極層に固着されるとともに、外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられる半田濡れ性の良い電極層とを備えることを特徴とする撮像素子パッケージ。  
【請求項２】
撮像素子と、半田で構成される外部接続端子と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートにより構成されるとともに撮像素子と外部接続端子とを接続する電極パターンが形成される撮像素子パッケージにおいて、
電極パターンは、外部接続端子と撮像素子とを接続する導電性の良い電極層と、この導電性の良い電極層とガラス基板との間で、少なくとも外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられるガラス密着性の良い電極層とを備えることを特徴とする撮像素子パッケージ。
【請求項３】
撮像素子と、半田で構成される外部接続端子と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートにより構成されるとともに撮像素子と外部接続端子とを接続する電極パターンが形成される撮像素子パッケージにおいて、
電極パターンは、外部接続端子と撮像素子とを接続する導電性の良い電極層と、この導電性の良い電極層に固着されるとともに、外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられる半田濡れ性の良い電極層と、この導電性の良い電極層とガラス基板との間で、少なくとも外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられるガラス密着性の良い電極層とを備えることを特徴とする撮像素子パッケージ。
【請求項４】
前記撮像素子は、半田バンプを介してガラス基板の電極パターンに接続され、半田バンプは、前記半田濡れ性の良い電極層を介して前記導電性の良い電極層に接続されることを特徴とする請求項１または３に記載の撮像素子パッケージ。
【請求項５】
前記撮像素子は、バンプを介してガラス基板の電極パターンに接続され、前記バンプは、半田ペーストにより前記半田濡れ性の良い電極層に固着され、前記半田濡れ性の良い電極層を介して前記導電性の良い電極層に接続されることを特徴とする請求項１または３に記載の撮像素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ等に用いられる撮像素子パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子パッケージは、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子（半導体チップ）と、半田で構成される外部接続端子（ソルダーボール）と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備えたものである（例えば特許文献１参照）。この撮像素子パッケージのガラス基板には、所定の電極パターンが形成されており、外部接続端子と撮像素子は、この電極パターンを介して互いに接続されている。
【０００３】
また、半導体パッケージの回路基板における電極パターン形成方法として、例えば回路基板にレジネート（有機金属化合物が有機溶媒中に均一に溶解した状態で存在するもの）を所定の電極パターンの形状に塗布し、これを加熱焼成することにより、有機溶媒が蒸発し、有機金属化合物が分解されて金属成分が回路基板に密着することで、基板上に電極パターンを形成するものがある（例えば特許文献２参照）。このレジネートを用いて形成された電極パターンは、金属ペーストを焼成して形成される電極パターンに比して、耐熱性、耐硫化性、耐酸化性が良く、この点において有用なものとなる。
【特許文献１】特開２００２−１１８２０７号公報
【特許文献２】特許第３９８２５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この電極パターンには、半田で構成された外部接続端子が固着される際の半田濡れ性、ガラス基板に対するガラス密着性、そして導電性といった種々の性能が要求される。
【０００５】
しかしながら、従来のレジネートでは、導電性を優先した組成にすると、半田濡れ性、ガラス密着性が劣ることがあり、逆に、ガラス密着性を優先した組成では、導電性が悪くなることがある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、導電性、半田濡れ性、ガラス密着性のうち少なくとも２つ以上について好ましい性能を有する電極パターンを備える撮像素子パッケージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る撮像素子パッケージは、撮像素子と、半田で構成される外部接続端子と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートにより構成されるとともに撮像素子と外部接続端子とを接続する電極パターンが形成される撮像素子パッケージにおいて、電極パターンは、外部接続端子と撮像素子とを接続する導電性の良い電極層と、この導電性の良い電極層に固着されるとともに、外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられる半田濡れ性の良い電極層とを備えることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、導電性の良い電極層によって、外部接続端子と撮像素子とを電気的に接続するとともに、半田で構成される外部接続端子を半田濡れ性の良い電極層を介して導電性の良い電極層に固着することで、電極パターンを、導電性、半田濡れ性の２つの性能が向上したものにできる。
【０００９】
また、本発明に係る撮像素子パッケージは、撮像素子と、半田で構成される外部接続端子と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートにより構成されるとともに撮像素子と外部接続端子とを接続する電極パターンが形成される撮像素子パッケージにおいて、電極パターンは、外部接続端子と撮像素子とを接続する導電性の良い電極層と、この導電性の良い電極層とガラス基板との間で、少なくとも外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられるガラス密着性の良い電極層とを備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、導電性の良い電極層によって、外部接続端子と撮像素子とを電気的に接続するとともに、ガラス密着性の良い電極層によって、導電性の良い電極層をガラス基板に固着することにより、電極パターンを、導電性が良く、しかもガラス基板に対するガラス密着性が良いといった２つの性能が向上したものにできる。
【００１１】
また、本発明に係る撮像素子パッケージは、撮像素子と、半田で構成される外部接続端子と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートにより構成されるとともに撮像素子と外部接続端子とを接続する電極パターンが形成される撮像素子パッケージにおいて、電極パターンは、外部接続端子と撮像素子とを接続する導電性の良い電極層と、この導電性の良い電極層に固着されるとともに、外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられる半田濡れ性の良い電極層と、この導電性の良い電極層とガラス基板との間で、少なくとも外部接続端子が設けられる位置に対応して設けられるガラス密着性の良い電極層とを備えることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、導電性の良い電極層によって、外部接続端子と撮像素子とを電気的に接続するとともに、半田で構成される外部接続端子を半田濡れ性の良い電極層を介して導電性の良い電極層に固着し、ガラス密着性の良い電極層によって、導電性の良い電極層をガラス基板に固着することで、電極パターンを、導電性、半田濡れ性、ガラス密着性の３つの性能が向上したものにできる。
【００１３】
また、本発明に係る撮像素子パッケージは、前記撮像素子が、半田バンプを介してガラス基板の電極パターンに接続され、半田バンプは、前記半田濡れ性の良い電極層を介して前記導電性の良い電極層に接続される構成を採用できる。
【００１４】
かかる構成によれば、撮像素子の半田バンプを、半田濡れ性の良い電極層を介して、導電性の良い電極層に接続することにより、電極パターンを、撮像素子の半田バンプに対して半田濡れ性がよく、しかも導電性が良いものとすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る撮像素子パッケージは、前記撮像素子が、バンプを介してガラス基板の電極パターンに接続され、前記バンプは、半田ペーストにより前記半田濡れ性の良い電極層に固着され、前記半田濡れ性の良い電極層を介して前記導電性の良い電極層に接続される構成を採用できる。
【００１６】
かかる構成によれば、撮像素子のバンプが半田ペーストを介して半田濡れ性の良い電極層に接続し、さらに導電性の良い電極層に接続することで、電極パターンを、撮像素子のバンプを固着する半田ペーストに対して半田濡れ性がよく、しかも導電性が良いものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像素子パッケージの電極パターンを、導電性、半田濡れ性、ガラス密着性のうち少なくとも２つ以上の性能を向上させたものにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１および図２は撮像素子パッケージ１の一実施形態を例示している。撮像素子パッケージ１は、撮像素子２と、半田で構成される外部接続端子３と、撮像素子２および外部接続端子３が固定されるガラス基板４とを備える。
【００１９】
撮像素子２は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ) 等によって構成され、その厚さ方向における一方の面に受光部５が設けられている。この撮像素子２は、ガラス基板４に固着される固着部である半田バンプ６を備える。この撮像素子２は、この半田バンプ６をガラス基板４に固着（溶着）することで、このガラス基板４に固定される。
【００２０】
この撮像素子パッケージ１には、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）が採用されており、外部接続端子３は、例えば半田ボールにより構成される。この外部接続端子３は、その一部がガラス基板４に固着（溶着）されることで、ガラス基板４に固定される。
【００２１】
ガラス基板４は、その厚さ方向における一方の面に所定の電極パターン７が形成されている。電極パターン７は、その一部に撮像素子２の半田バンプ６が固着され、他の一部に外部接続端子３が固着されることにより、撮像素子２と外部接続端子３とを接続する。この電極パターン７の厚さは、約０．２μｍ〜１μｍである。
【００２２】
なお、電極パターン７と半田バンプ６との間を電気的に接続するべく、導電性ペーストとして半田ペースト（図示略）が介設されている。また、図２に示すように、外部接続端子３と電極パターン７との間を電気的に接続するべく、導電性ペーストとして半田ペースト８が介設されている。
【００２３】
電極パターン７は、スクリーン印刷や転写印刷等によりレジネートをガラス基板４に塗付し、このレジネートを加熱することにより焼成される。本実施形態では、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）の有機金属化合物のうちの少なくとも１種類以上を含むレジネート（有機金属化合物が有機溶媒中に均一に溶解した状態で存在するもの）により構成される有機レジネートが用いられる。
【００２４】
なお、有機金属化合物としては、例えば硫化バルサム金、硫化バルサム白金、硫化バルサムパラジウム、メルカプタン銀等を使用する。また、有機溶媒としては、例えばターピネオール、トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート等を使用する。また、有機レジネートには、レジネートの他に有機バインダーが必要に応じて含有される。有機バインダーとしては、例えばアビエチン酸、セスキテルペン、カナダバルサム等を使用する。また、有機レジネートには、必要に応じてロジウム等の微量成分が添加される。
【００２５】
この有機レジネートを用いて焼成された電極パターン７は、耐熱性、耐硫化性、耐酸性を十分に備え、長期にわたり信頼性の高いものになる。
【００２６】
また、本実施形態において、電極パターン７は、外部接続端子３と撮像素子２とを接続する第１の電極層９と、第１の電極層９よりも半田濡れ性の良い第２の電極層１０と、第１の電極層９よりもガラス密着性の良い第３の電極層１１とを備える。  
【００２７】
第１の電極層９を形成するためのレジネートには、例えば金レジネート（少なくとも金の有機化合物を有機媒体中に含むもの）、または銀・パラジウムレジネート（銀の有機化合物とパラジウムの有機化合物を有機媒体中に含むもの）が用いられる。この第１の電極層９は、第２の電極層１０、第３の電極層１１よりも導電性が良い（抵抗が低い）組成となっている。
【００２８】
第２の電極層１０を形成するためのレジネートには、例えば、金・白金レジネート（金の有機化合物と白金の有機化合物を有機媒体中に含むもの）や、銀・パラジウムレジネートが用いられる。この第２の電極層１０は、図２に示すように、外部接続端子３が設けられる位置に対応して、第１の電極層９の上に重なるように設けられている。なお、この第２の電極層１０は、図示していないが、撮像素子２の半田バンプ６が設けられる位置に対応して、第１の電極層９の上に重なるように設けられていてもよい。
【００２９】
第３の電極層１１を形成するためのレジネートには、例えば、金・白金レジネートや、銀・パラジウムレジネートが用いられる。この第３の電極層１１は、図２に示すように、第１の電極層９とガラス基板４との間で、外部接続端子３が設けられる位置に対応して位置づけられている。
【００３０】
なお、このガラス基板４と撮像素子２との間にシール部材を介在させることにより、撮像素子２の受光部５を塵芥等から保護するようにしてもよい。
【００３１】
以下、上記の撮像素子パッケージ１を製造する方法について説明する。
【００３２】
撮像素子パッケージ１を製造するには、まず、ガラス基板４に電極パターン７を形成する。この電極パターン７を形成するには、まず、ガラス基板４に対して第３の電極層１１を形成する。
【００３３】
第３の電極層１１をガラス基板４に形成するには、第３の電極層１１を形成するためのレジネート（例えば金・白金レジネート）をガラス基板４の所定位置（外部接続端子３が設けられる位置）にスクリーン印刷等によって塗布する。そして、このレジネートを加熱し、第３の電極層１１として焼成する。
【００３４】
次に、第１の電極層９をガラス基板４に形成する。第１の電極層９をガラス基板４に形成するには、この第１の電極層９を形成するためのレジネート（例えば金レジネート）をガラス基板４に塗布する。このとき、このレジネートの一部は、第３の電極層１１の上に載るように塗布される。そして、塗布したレジネートを加熱し、第１の電極層９として焼成する。
【００３５】
次に、第２の電極層１０をガラス基板４に形成する。第２の電極層１０をガラス基板４に形成するには、この第２の電極層１０を形成するためのレジネート（例えば、金・白金レジネート）をガラス基板４に塗布する。このとき、このレジネートは、第１の電極層９の上であって、外部接続端子３が設けられる位置に塗布される。また、このレジネートは、第１の電極層９の上であって、撮像素子２の半田バンプ６が接続される位置に塗布されてもよい。そして、このレジネートを加熱し、第２の電極層１０として焼成する。
【００３６】
なお、レジネートの加熱温度は５８０℃〜６２０℃とし、ピーク温度で１０分間の加熱を行う。また、この温度はガラス基板４の軟化温度に応じて適宜変更可能である。以上により、ガラス基板４には、所定の電極パターン７が焼成される。
【００３７】
次に、撮像素子２をガラス基板４に載置させる。このとき、電極パターン７の所定位置に半田ペーストを塗布し、その上に撮像素子２の半田バンプ６を載せる。このとき、半田バンプ６を載せる位置に対応して、第２の電極層１０を第１の電極層９に重ねて形成し、その上に半田ペーストを塗布してもよい。
【００３８】
そして、外部接続端子３である半田ボールを電極パターン７の一部に固定する。このとき、電極パターン７上において、外部接続端子３を固定する位置、すなわち、第２の電極層１０の上に、半田ペースト８を塗布する。外部接続端子３は、この半田ペースト８の上に載置される。なお、ガラス基板４には複数の外部接続端子３が固定される。
【００３９】
以上のように、ガラス基板４に外部接続端子３、および撮像素子２を載せた後、このガラス基板４をリフロー炉に入れて加熱する。この加熱により、外部接続端子３が半田ペースト８を介して電極パターン７（第２の電極層１０）に固着される。また、この加熱により、撮像素子２の半田バンプ６が半田ペーストを介して電極パターン７に固着される。以上により、撮像素子パッケージ１が完成する。  
【００４０】
以上説明した撮像素子パッケージ１によれば、導電性の良い第１の電極層９によって、外部接続端子３と撮像素子２とを接続するとともに、第２の電極層１０をこの第１の電極層９に重ねて設け、この第２の電極層１０に外部接続端子３を固着することによって、電極パターン７は、外部接続端子３と撮像素子２との間の導電性を高く維持するとともに、外部接続端子３に対する高い半田濡れ性をも確保できる。
【００４１】
さらに、ガラス基板４に対し、ガラス密着性の良い第３の電極層１１を形成するとともに、この第３の電極層１１の上に第１の電極層９を設けて外部接続端子３と撮像素子２とを接続することにより、電極パターン７は、外部接続端子３と撮像素子２との間の導電性を高く維持するとともに、ガラス基板４に対する高い密着性をも確保できる。
【００４２】
すなわち、本実施形態に係る撮像素子２の電極パターン７は、高い導電性、高い半田濡れ性、そして高いガラス密着性の３つの性能を確保したものとなる。
【００４３】
また、撮像素子２の半田バンプ６が電極パターン７に設けられる位置に対応して、第２の電極層１０を第１の電極層９と半田バンプ６との間に介在するように設けることで、この位置における高い半田濡れ性をも確保できるようになる。
【００４４】
なお、撮像素子パッケージ１は、導電性の良い第１の電極層９と半田濡れ性の良い第２の電極層１０との２層のみで電極パターン７を形成してもよく、また、導電性の良い第１の電極層９と、ガラス密着性の良い第３の電極層１１の２層のみ電極パターン７を形成しても良い。これにより、撮像素子２の電極パターン７は、高い導電性、高い半田濡れ性の２つの性能を確保したものとなり、また、高い導電性、高いガラス密着性の２つの性能を確保したものとなる。
【００４５】
なお、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の変形・変更が可能である。
【００４６】
例えば、上記の実施形態では、第１の電極層９、第２の電極層１０、第３の電極層１１を、成分が異なるレジネートで形成した例を示したが、これに限らず、例えば、第１の電極層９、第２の電極層１０、第３の電極層１１を、いずれも銀・パラジウムのレジネートとし、それぞれのレジネートにおいて、銀、パラジウムの有機化合物の組成比を異ならせることにより、第１の電極層９を第２の電極層１０、第３の電極層１１よりも導電性の良いもの（導電性優先タイプ）とし、第２の電極層１０を第１の電極層９よりも半田濡れ性の良いもの（半田濡れ性優先タイプ）とし、第３の電極層１１を第１の電極層９よりもガラス密着性の良いもの（ガラス密着性優先タイプ）として使用することもできる。
【００４７】
また、上記の実施形態では、第３の電極層１１が、外部接続端子３が設けられる位置に対応する位置のみに設けられていたが、これに限らず、この第３の電極層１１は、第１の電極層９と同じ範囲に形成されていても良い。ただし、外部接続端子３が加熱されることにより、この外部接続端子の位置で、最も電極パターン７がガラス基板４にから剥離しやすくなることから、第３の電極層１１は、少なくともこの外部接続端子３が設けられる位置に対応して形成される必要がある。
【００４８】
また、上記の実施形態では、撮像素子２をガラス基板４に固着する手段として、半田バンプ６を半田ペーストにより固着した例を示したが、これに限らず、半田ペーストを用いなくてもよい。この場合、電極パターン７の半田バンプ６が接触する部分にフラックスを塗布し加熱することで半田バンプ６と電極パターン７が接続される。また、半田以外の金属によってバンプを構成してもよい。例えば、金、銀、銅などのバンプを採用することができる。また、この半田ペーストに替えて、他の金属ペースト、導電性接着剤を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る撮像素子パッケージは、撮像素子パッケージを製造する場合に、その製造工程を簡略化して、容易に製造でき、特にフリップチップ実装・ＢＧＡ接続の撮像素子パッケージに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像素子パッケージの側面断面図
【図２】同じく撮像素子パッケージの要部拡大断面図
【符号の説明】
【００５１】
１    撮像素子パッケージ
２    撮像素子
３    外部接続端子
４    ガラス基板
５    受光部  
６    半田バンプ
７    電極パターン
８    半田ペースト
９    第１の電極層（導電性の良い電極層）
１０  第２の電極層（半田濡れ性の良い電極層）
１１  第３の電極層（ガラス密着性の良い電極層）
【図１】
2010062282.tif 000003
【図２】
2010062282.tif 000004