(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台の略中央に固体撮像素子を搭載し、かつ該基台に備えられたリードと該固体撮像素子とをボンディングワイヤで接続すると共に、蓋を前記基台に被せて前記固体撮像素子を封止した固体撮像装置において、
前記蓋は、前記固体撮像素子の有効画素領域への入射光を透過させる光透過領域を中央部に有し、かつ封止された空間に面する表面が前記中央部を除いて不透明な乱反射面であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記乱反射面は、梨子地状の凹凸面であり、前記光透過領域の表面は鏡面である請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記蓋は、ポリオレフィン系樹脂で成る請求項１又は請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記蓋は金型を用いて射出成形された樹脂成型物である請求項１又は請求項２又は請求項３記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、樹脂製の蓋が設けられたＣＣＤエリアセンサやリニアセンサ等の固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の固体撮像装置には、セラミックス等から成る基台上に固体撮像素子を搭載してガラスや樹脂等の蓋にて気密封止した、いわゆる中空パッケージを用いたものがある。中空パッケージは、蓋と基台との間に所定の空間が形成されており、この空間内に固体撮像素子やボンディングワイヤ等が密封状態で配置されている。このため、吸湿性が低いとともに、固体撮像素子に外部からのゴミが付着しにくい構造となっている。中空パッケージを用いた固体撮像装置を製造するには、先ずセラミックスの基台の略中央部に銀ペースト等を用いて固体撮像素子を搭載する。そして、固体撮像素子とリードとをボンディングワイヤにて配線し、ガラス製の蓋を所定高さの枠を介して基台上に取り付ける。また、樹脂製の蓋を使用する場合には、この蓋の下面側に設けられた凹部内に固体撮像素子とリードおよびボンディングワイヤが配置される状態に蓋を基台上に取り付ける。この取り付けは、基台と枠および蓋との接合面に低温樹脂シーラや紫外線硬化接着剤等を塗布して基台上に搭載し、重しを用いて蓋の表面側から押圧して固定する。低温樹脂シーラを用いる場合は金属製の重しを、また、紫外線硬化接着剤を用いる場合は石英ガラス製の重しを用いている。近年では、中空パッケージの加工性の向上や、軽量化およびコストダウンを図る観点から、樹脂製の基台や蓋を用いるものが多くなっている。
【０００３】
また、従来の蓋は、固体撮像素子への入射光を透過させるために透明な樹脂で形成されていた。図１３（Ａ）は、全体が透明な蓋１１の断面説明図である。その他、従来の蓋としては、図１３（Ｂ）に示すように、斜め方向からの光の入射を防止するため、中央部以外の上面に梨子地状の凹凸面１２を形成して不透明にしたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１３（Ｂ）に示したように、蓋１１の中央部以外の上面に梨子地状の凹凸面１２を形成した場合は、凹凸面１２により不透明状になるため、斜め方向からの光の入射を防止することができる。しかし、図１４に示すように、蓋中央の透明部に強い入射光が入った場合、ボンディングワイヤ１３で反射した光が蓋１１の内壁面で反射して固体撮像素子１４の受光部に入り、フレアが生じる問題があった。
【０００５】
さらに、前記のように、蓋を透明にするには、蓋を成形する金属を最初放電加工で切り出し、その後鏡面研磨加工しなければならず、高価な金型を必要とする。また、光透過率が高く、複屈折も小さく、吸湿性，透湿性が極めて小さい非晶質ポリオレフィン系樹脂で蓋を形成した場合、材質が軟らかいため、シール時に装置や治具による傷が発生し易く、加えて製品の物流やマウント時にも傷が発生し易い。この傷のため、品質の低下を起こす頻度が高かった。
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、ボンディングワイヤに起因するフレアを低減するにはどのような手段を講じればよいかという点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この出願の請求項１記載の発明は、基台の略中央に固体撮像素子を搭載し、かつ該基台に備えられたリードと該固体撮像素子とをボンディングワイヤで接続すると共に、蓋を前記基台に被せて前記固体撮像素子を封止した固体撮像装置において、前記蓋は、前記固体撮像素子の有効画素領域への入射光を透過させる光透過領域を中央部に有し、かつ封止された空間に面する表面が前記中央部を除いて不透明な乱反射面であることを、構成としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記蓋がポリオレフィン系樹脂で成ることを構成とする。また、請求項３記載の発明は、前記乱反射面が、梨子地状の凹凸面であり、前記光透過領域の表面は鏡面であることを構成とする。さらに、請求項４記載の発明は、前記蓋が金型を用いて射出成形した樹脂成型物であることを構成とする。
【０００９】
【作用】
この出願の請求項１及び請求項２記載の発明においては、蓋の、封止された空間に面する表面（内側面）のうち、中央部の光透過領域を除く面が乱反射面となっている。このため、光透過領域から入った光がボンディングワイヤで反射して乱反射面に入射した場合、乱反射するため、固体撮像素子の有効画素領域へ強い光が再入射することを抑制する作用がある。
【００１０】
請求項３記載の発明は、ポリオレフィン系樹脂で成る蓋の光透過領域は、光透過率が高く、複屈折が小さいため、固体撮像素子の有効画素領域への光の入射効率が高くなる。また、ポリオレフィン系樹脂は、吸湿性，透湿性が極めて小さいため、蓋で封止された固体撮像素子の水による特性劣化を防止する作用がある。また、蓋中央の光透過領域以外の表面を乱反射面、特に梨子地状の凹凸面とすれば、蓋の製作時のハンドリングや、固体撮像装置の製造工程中の組立て装置，治具等により傷が生じても目立たなくなり歩留まりを向上することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明においては、射出成形により、光透過領域と乱反射面が容易に形成できる。
【００１２】
特に、金型の、乱反射面に対応する面は、通常、金型の切断加工である放電加工によってできた面そのままで梨子地状の凹凸面であるため、光透過領域に対応する部分だけ鏡面研磨加工すればよく、容易に作成ができる。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明に係る固体撮像装置の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
［固体撮像装置の構造例］
図１は固体撮像装置の構造における実施例を説明するための断面図、図２はその斜視図である。
【００１５】
この固体撮像装置１は、基台３の略中央部に搭載されたＣＣＤエリア及びリニアセンサ等の固体撮像素子２を樹脂製の蓋５の凹部５ａ内に配置して密封状態に封止した、いわゆる中空パッケージから成るものである。固体撮像素子２の上面には有効画素２１が形成されており、外部からの光を電気信号に変換している。また、固体撮像素子２の周辺には外部との電気的接続を得るためのリード３１が配置されており、このリード３１と固体撮像素子２とがボンディングワイヤ３２にて配線されている。この固体撮像素子２とリード３１とボンディングワイヤ３２とが蓋５の凹部５ａ内に配置される状態に蓋５が基台３上に取り付けられている。この蓋５は、例えば非晶質ポリオレフィン系の透明な樹脂にて成形されたもので、その表面は高い平坦度に加工されている。
【００１６】
なお、例えば図１〜図２に示すように、蓋５表面の有効画素２１に対応する部分以外の面に対して、蓋５の相対向する辺に堤状の凸部６を設けても良い。このような凸部により、金属やガラスから成る重しによって蓋５を基台１に対し押圧して取り付ける場合に、その蓋５表面の有効画素２１に対応する部分に重しが直接接触しないため、その有効画素２１に対応する部分が重しによって傷つけられることを防止できると共に、その蓋５を基台１に対して等圧にて押圧することができる。
【００１７】
また、図３の斜視図に示すように、蓋５の相対向する短辺に対して凸部６を堤状に設けても良く、必要に応じて蓋５の４辺全てに堤状の凸部６を設けても良い。（固体撮像素子２の画像に悪影響を及ぼさない程度の大きさに形成）。さらに、図４の斜視図に示すように蓋５の各辺の略中央部に突子状の凸部６を設けたり、図５の斜視図に示すように蓋５の４隅に突子状の凸部６を設けても良い。さらにまた、図６の平面図に示すように、凸部６が３個の突子から構成されたもので、その３個の突子を頂点とする三角形の略中央部に固体撮像素子２が位置するように配置しても良い。
【００１８】
加えて、図７の斜視図に示すように蓋５上面の固体撮像素子２の有効画素に対応する部分以外全部に凸部６を設けても良く、凸部６の表面に遮光（蓋５表面以外から固体撮像素子２に進入する不要な光や強い光を遮断）のための表面処理を施しても良い。この表面処理においては、例えば、凸部６の表面に黒色の塗料を被着したり、凸部６の表面を梨子地状に形成する。この代表的な例として、図８の斜視図に示すように、固体撮像素子２の有効画素２１に対応する蓋５表面以外の全部に凸部６を設け、その凸部６の表面全体に梨子地状の表面処理を施す方法がある。
【００１９】
以上示した凸部６の高さにおいては、０．１ｍｍ程度でよく、蓋５の表面側から重しを押圧した際に、この重しと蓋５表面との間にわずかな隙間が形成されるものであればよい。また、以上示したような凸部６が設けられた各種の蓋５は、それぞれの形に対応した形状の金型を用いることで、容易に形成することができる。
【００２０】
［固体撮像装置の製造方法例］
次に、図１〜図２に示した固体撮像装置１における製造方法の実施例について、図９〜図１０の断面図に基づいて説明する。
【００２１】
先ず、図９に示すように、所定の位置にリード３１が配置された基台３の略中央部に銀ペースト等を用いて固体撮像素子２を搭載する。そして、固体撮像素子２とその周囲に配置されたリード３１とボンディングワイヤ３２により配線する。
【００２２】
次いで、蓋５の下面に低温樹脂シーラや紫外線硬化接着剤等の接着剤７を塗布し、基台３上に取り付ける。これにより、蓋５の凹部５ａ内に固体撮像素子２とリード３１およびボンディングワイヤ３２を配置する。
【００２３】
そして、図１０に示すように、蓋５の表面側に重し８を搭載して押圧する。この際、重し８の下面は蓋５表面に設けられた凸部６と当接するため、重し８と蓋５表面との間に隙間が形成される。したがって、重し８の荷重は凸部６を介して蓋５に伝わり、蓋５表面に重し８が接触することなく基台３と蓋５とを密着させる。例えば、接着剤７として紫外線硬化接着剤を用いた場合には、石英ガラス製の重し８を使用し、押圧した状態で重し８上方から紫外線を照射する。これにより、紫外線が石英ガラス製の重し８を透過して接着剤７に照射され硬化することになる。なお、低温樹脂シーラーの場合は、８０〜１００℃，３〜５ｈの低温キュアで接着する。
【００２４】
［固体撮像装置の乱反射面構造例］
次に、固体撮像装置における乱反射面構造の実施例について、図１１の蓋５の断面図、および図１２の固体撮像装置の要部断面図に基づいて説明する。
【００２５】
本実施例においては、図１１に示すように、固体撮像素子２の有効画素領域に対応する、蓋５の中央部の表裏面を鏡面で形成した光透過領域５ｂとしている。そして、光透過領域５ｂ以外の全表面を梨子地状の微細な凹凸面５ｃとしている。この蓋５は、非晶質ポリオレフィン系樹脂で金型を用い射出成形したものである。この金型は、光透過領域５ｂに対応する部分だけを鏡面加工すればよく、他の部分は金型を放電加工により切断したままの状態で梨子地状の凹凸面が形成できる。
【００２６】
このような蓋５を基台３に接着した場合、図１２に示すように、光透過領域５ｂから入った強い光がボンディングワイヤ３２で反射して、蓋５の内壁に入射しても、乱反射面５ｃにより強い光は分散される。このため、固体撮像素子２の有効画素領域では強い反射光が入射することがなくなり、フレアの発生が防止できる。また、蓋５下端面も凹凸が形成されているため、接着剤のなじみが良く気密性が向上する。
【００２７】
本実施例では、蓋中央の光透過領域以外の全表面を乱反射面５ｃとしたが、少なくとも蓋５の封止空間に面する内側面（光透過領域を除く）を乱反射面とすれば、フレア防止効果が得られる。
【００２８】
以上、この発明の各実施例について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨の範囲で各種の設計変更が可能である。例えば、前記各実施例では、容器状の蓋に本発明を適用したが、他の形状の蓋でもよい。
【００２９】
また、前記各実施例では、非晶質ポリオレフィン系樹脂で蓋を形成したが、他の材料を用いても勿論よい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この出願の請求項１及び請求項２記載の発明によれば、ボンディングワイヤに起因するフレアを低減する効果がある。
【００３１】
さらに、この出願の請求項３記載の発明によれば、前記効果に加えて、光学特性が良くしかも吸湿性，透湿性の極めて小さい非晶質ポリオレフィン系樹脂を用いて、歩留，品質を向上する効果がある。
【００３２】
さらにまた、この出願の請求項４記載の発明によれば、蓋中央の光透過領域に対応する、金型面だけ鏡面加工するだけでよいため、低コストな金型を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体撮像装置の構造例を説明する断面図。
【図２】固体撮像装置の構造例を説明する斜視図。
【図３】凸部６の実施例を説明する斜視図。
【図４】凸部６の実施例を説明する斜視図。
【図５】凸部６の実施例を説明する斜視図。
【図６】凸部６の実施例を説明する平面図。
【図７】凸部６の実施例を説明する斜視図。
【図８】表面処理の実施例を説明する斜視図。
【図９】蓋の取り付けを説明する断面図。
【図１０】重しによる押圧を説明する断面図。
【図１１】乱反射面構造の固体撮像装置における蓋の断面図。
【図１２】乱反射面構造の固体撮像装置における要部断面図。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の蓋を示す断面図。
【図１４】従来の固体撮像装置の要部断面図。
【符号の説明】
１…固体撮像装置
２…固体撮像素子
３…基台
５…蓋
５ａ…凹部
５ｂ…光透過領域
５ｃ…乱反射面
６…凸部
２１…有効画素
３１…リード
３２…ボンディングワイヤ
【図１】
0003685114.tif 000002
【図２】
0003685114.tif 000003
【図３】
0003685114.tif 000004
【図４】
0003685114.tif 000005
【図５】
0003685114.tif 000006
【図６】
0003685114.tif 000007
【図７】
0003685114.tif 000008
【図８】
0003685114.tif 000009
【図９】
0003685114.tif 000010
【図１０】
0003685114.tif 000011
【図１１】
0003685114.tif 000012
【図１２】
0003685114.tif 000013
【図１３】
0003685114.tif 000014
【図１４】
0003685114.tif 000015