(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面中央部にイメージセンサ素子が搭載される搭載部を有する四角平板状の底板部と、該底板部の前記上面に積層され、前記搭載部を取り囲む四角枠状の壁部とを具備するパッケージ本体と、前記壁部上面に接合される透光性蓋体とから成るイメージセンサ素子収納用パッケージであって、前記パッケージ本体は、前記底板部上面の前記搭載部と前記壁部との間に、前記搭載部とその周囲とを連結する連結部を残しかつ前記搭載部を取り囲むように溝が形成されているとともに、前記搭載部が研削により平坦化されていることを特徴とするイメージセンサ素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記搭載部は、研削により平坦化された前記底板部の下面を基準面として研削されていることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサ素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記壁部の上面は、研削により平坦化された前記底板部の下面を基準面として研削されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のイメージセンサ素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報を電気信号に変換するイメージセンサ素子を収容するためのイメージセンサ素子収納用パッケージの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、イメージセンサ素子を収容するためのイメージセンサ素子収納用パッケージは、上面中央部にイメージセンサ素子を収容するための空所となる凹部を有するとともにこの凹部内から外部に導出する複数の配線導体を有するパッケージ本体と、このパッケージ本体の上面外周部に接合される透光性蓋体とから構成されている。
【０００３】
この従来のイメージセンサ素子収納用パッケージにおいては、パッケージ本体は主に酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから形成されており、上面中央部にイメージセンサ素子を搭載するための搭載部を有する四角平板状の底板部と、この底板部の上面に搭載部を取り囲むようにして積層された四角枠状の壁部とを具備しており、底板部上面と壁部内壁面とでイメージセンサ素子を収容するための空所となる凹部が形成されているとともに、壁部上面に透光性蓋体が接合される封止面が形成されている。
【０００４】
そして、パッケージ本体の搭載部にイメージセンサ素子を搭載固定するとともにイメージセンサ素子の各電極を配線導体にボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しかる後、パッケージ本体の封止面に透光性蓋体をエポキシ樹脂等の樹脂からなる封止材を介して接合させ、パッケージ内部にイメージセンサ素子を気密に封止することによってイメージセンサ装置となる。
【０００５】
なお、パッケージ本体は、これが例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合してセラミックスラリとなし、これを従来周知のドクタブレード法を採用してシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに配線導体となる金属ペーストを印刷塗布し、最後に、これらを上下に積層するとともに還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【０００６】
しかしながら、この従来のイメージセンサ素子収納用パッケージによれば、パッケージ本体がセラミックグリーンシートを複数枚積層するとともにこれを焼成することによって製作されており、焼成時の収縮によって約100 μｍ程度の反りが発生していること、および近時、イメージセンサ素子の長さが80ｍｍ以上の長いものとなってきていること等から、パッケージ本体の搭載部にイメージセンサ素子を搭載固定し、パッケージ内部にイメージセンサ素子を収容した場合に、イメージセンサ素子がパッケージ本体の搭載部に傾いて搭載固定されてしまうこととなり、その結果、イメージセンサ素子と画像情報とが正確に対向せず、イメージセンサ素子における画像情報の電気信号への変換が極めて不正確なものとなるという問題点を有していた。
【０００７】
このような問題点に対しては、パッケージ本体の搭載部をその反りが例えば50μｍ以下となるように機械研削法によって平坦となすことが考えられる。
【０００８】
このイメージセンサ素子収納用パッケージによれば、搭載部の反りを50μｍ以下の平坦なものとして、その上部に長尺のイメージセンサ素子を固定すれば、イメージセンサ素子を画像情報に正確に対向させ、イメージセンサ素子における画像情報の電気信号への変換を極めて正確なものとすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようにパッケージ本体の搭載部を研削して平坦化する場合、例えば、円柱状の砥石の端面を搭載部に当てるとともにこの砥石をその中心軸に沿って高速で回転させながら水平方向に移動させることにより搭載部を平坦に研削する方法が採用される。
【００１０】
しかしながら、そのように円柱状の砥石の端面を搭載部に当てるとともにこの砥石をその中心軸に沿って高速で回転させながら水平方向に移動させることにより搭載部を研削して平坦化すると、搭載部とその周囲との間に研削によって段差が形成されることとなる。このような段差の側面には研削時に砥石の側面が摺れるので研削の応力が印加される。そして、特に段差部が直線状に形成される部位では、その応力が良好に分散されにくいために段差の側面と上面との間の角部に微小なクラックが発生しやすいものとなってしまう。このように搭載部の周囲に研削により形成された段差の側面と上面との間の角部に微小なクラックが発生すると、パッケージ本体の搭載部にイメージセンサ素子を搭載する際にイメージセンサ素子を保持するための治具（例えばイメージセンサ素子の側面を把持するピンセット状の把持治具）が段差部に当ると、クラックの発生した部分が欠けて微小なセラミック屑が発生してしまうことがある。そして、パッケージの内部にイメージセンサ素子を収容してイメージセンサ装置となした後に、そのようなセラミック屑がイメージセンサ素子の撮像面上や蓋体の内側面上に落ちると、その影が画像情報の中に映り込んでしまい、正確な画像情報を得ることができなくなってしまうという問題点を誘発する。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、パッケージ本体の搭載部の周囲で少なくともイメージセンサ素子を保持する治具が当る部位に微小なクラックの発生がない部位を設け、これにより微小クラックに起因するセラミック屑が発生することがなく、内部にイメージセンサ素子を収容してイメージセンサ装置となした後に、セラミック屑の映り込みがない正確な画像情報を得ることが可能なイメージセンサ素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のイメージセンサ素子用パッケージは、上面中央部にイメージセンサ素子が搭載される搭載部を有する四角平板状の底板部と、該底板部の前記上面に積層され、前記搭載部を取り囲む四角枠状の壁部とを具備するパッケージ本体と、前記壁部上面に接合される透光性蓋体とから成るイメージセンサ素子収納用パッケージであって、前記パッケージ本体は、前記底板部上面の前記搭載部と前記壁部との間に、前記搭載部とその周囲とを連結する連結部を残しかつ前記搭載部を取り囲むように溝が形成されているとともに、前記搭載部が研削により平坦化されていることを特徴とするものである。また、本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージは、好ましくは、前記搭載部は、研削により平坦化された前記底板部の下面を基準面として研削されていることを特徴とするものである。また、本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージは、このましくは、前記壁部の上面は、研削により平坦化された前記底板部の下面を基準面として研削されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージによれば、パッケージ本体の底板部上面の搭載部と壁部との間に溝が形成されていることから、搭載部の反りが50μｍ以下となるように研削する際に搭載部と溝との間には研削による段差が形成されることはなく、したがってこの部位においては搭載部の周囲に微小なクラックが発生することはない。そして、搭載部にイメージセンサ素子を搭載する際に、イメージセンサ素子を保持する治具が溝に対応する位置となるようにして搭載すれば、たとえ治具が搭載部の周囲に当ったとしても微小なクラックに起因するセラミック屑が発生するようなことはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に説明する。
【００１５】
図１は本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、この図１において、１はパッケージ本体、２は透光性蓋体であり、これらでイメージセンサ素子３を収容する容器が構成される。また、図２は図１に示すパッケージ本体１の上面図である。
【００１６】
パッケージ本体１は、底板部４と壁部５とで形成されている。
【００１７】
底板部４は、酸化アルミニウム質焼結体や窒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・窒化珪素質焼結体・ガラス−セラミックス等のセラミックス材料から成る略長方形の平板であり、その上面中央部にはイメージセンサ素子３が搭載される搭載部Ａが形成されている。そして、底板部４の搭載部Ａにはイメージセンサ素子３が樹脂等の接着剤を介して固着される。
【００１８】
壁部５は、底板部４の上面に搭載部Ａを取り囲むようにして積層された略長方形の枠体であり、底板部４と同じく酸化アルミニウム質焼結体や窒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・窒化珪素質焼結体・ガラス−セラミックス等のセラミックス材料から形成されている。
【００１９】
底板部４および壁部５は、これらが例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合してセラミックスラリとなすとともに、これを従来周知のドクタブレード法を採用してシート状となすことによって複数枚のセラミックグリーンシートを得て、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに上下に積層し、最後にこのセラミックグリーンシートの積層体を還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００２０】
また、壁部５は、その長辺の内周側に段部Ｂが形成されており、この段部Ｂ上面から外部側面にかけてはタングステンやモリブデン・銀・銅等の金属メタライズから成る複数個の配線導体６が配設されている。
【００２１】
配線導体６は、搭載部Ａに搭載されたイメージセンサ素子３の各電極をパッケージの外部に電気的に接続するための導電路として機能し、その段部Ｂの部位にはイメージセンサ素子３の各電極がボンディングワイヤ７を介して電気的に接続され、その外部側面の部位には外部電気回路に接続される外部リード端子８が銀ろう等のろう材を介して接合されている。
【００２２】
配線導体６は、例えばタングステンから成る場合であれば、タングステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得たタングステンペーストを壁部５となるセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用することによって所定のパターンに印刷塗布し、これをセラミックグリーンシートの積層体とともに焼成することによって壁部５の段部Ｂ上面から外部側面にかけて配設される。
【００２３】
パッケージ本体１はまた、底板部４の上面で壁部５の内側に搭載部Ａを取り囲むようにして溝Ｃが形成されているとともに、この溝Ｃで囲まれた搭載部Ａが機械的研削法により反りが50μｍ以下となるように平坦化されている。
【００２４】
パッケージ本体１はその搭載部Ａが反りが50μｍ以下となるように平坦化されていることから、搭載部Ａに長尺のイメージセンサ素子３を搭載固定したとしてもイメージセンサ素子３が傾いて搭載固定されることはなく、その結果、イメージセンサ素子３を常に画像情報に正確に対向させることができる。
【００２５】
なお、搭載部Ａの反りが50μｍを超えると、搭載部Ａに長さ80ｍｍ以上の長尺なイメージセンサ素子３を搭載固定する際に、イメージセンサ素子３が搭載部Ａの反りに起因して斜めに傾きをもって固定され、イメージセンサ素子３が画像信号を電気信号に正確に変換することができなくなる。従って、搭載部Ａの反りは50μｍ以下に特定され、好ましくは20μｍ以下、さらに好ましくは10μｍ以下の反りであることが望ましい。
【００２６】
また、パッケージ本体１の搭載部Ａを機械的研削法により研削して平坦化するには、図３に部分破断斜視図で示すように、パッケージ本体１の底板部４に形成された溝Ｃで囲まれる搭載部Ａに円柱状の砥石11の端面を当接させるとともに、これをその中心軸に沿って高速で回転させながら水平方向に移動させることにより搭載部Ａを研削平坦化する方法が採用され得る。
【００２７】
この場合には、砥石11により搭載部Ａを研削しても、搭載部Ａの周囲には溝Ｃが形成されていることから搭載部Ａの周囲に研削による段差が形成されることはなく、そのためパッケージ本体１の搭載部Ａの周囲に砥石11の側面が擦れることによる微小なクラックが発生することがない。したがって、パッケージ本体１の搭載部Ａにイメージセンサ素子３を搭載する際に、イメージセンサ素子３を保持するための治具が搭載部Ａの周囲に当ったとしてもセラミック屑が発生することはなく、その結果、パッケージ内部にイメージセンサ素子３を収容してイメージセンサ装置となした後において、画像情報の中にセラミック屑が映り込むことのない正確な画像情報を得ることができる。
【００２８】
なお、溝Ｃは、搭載部Ａを機械的研削法で研削して平坦化する際に、搭載部Ａの周囲に研削による微小なクラックが発生するのを防止するためのものであり、その幅が0.25ｍｍ未満であると、搭載部Ａを研削する際に砥石11を壁部５に極めて近接させないと搭載部Ａの全面を研削することができなくなるので砥石11の側面が壁部５の内周壁に当って壁部５の内周壁に微小なクラックを発生させてしまう危険性が大きくなる傾向にある。他方、0.5 ｍｍを超えると、所定の幅および長さの搭載部Ａを確保するためにパッケージが大型化してしまう傾向にある。したがって、溝Ｃの幅は、0.25〜0.5 ｍｍの範囲が好ましい。
【００２９】
さらに、溝Ｃは、その深さが0.1 ｍｍ未満では、搭載部Ａを機械的研削法で研削して平坦化する際に、搭載部Ａが溝Ｃの深さよりも深く研削されて搭載部Ａの周囲に研削による段差が形成され、この段差の側面に砥石11の側面が擦れて搭載部Ａの周囲に微小なクラックが発生してしまう危険性が大きなものとなる。他方、0.5 ｍｍを超えると、溝Ｃが形成された部位における底板部４の厚みが極めて薄いものとなってパッケージ本体１の機械的強度が著しく低いものとなってしまう危険性が大きなものとなる。したがって、溝Ｃの深さは、0.1 〜0.5 ｍｍの範囲が好ましい。
【００３０】
なお、底板部４の搭載部Ａを研削平坦化する前に底板部４の下面を機械研削法により反りが50μｍ以下の平坦面となるように研削しておき、この底板部４の下面を基準面として搭載部Ａを研削するようにすれば、搭載部Ａを安定、かつ正確に研削することができる。したがって、底板部４の搭載部Ａを研削平坦化する前に底板部４の下面を機械研削法により反りが50μｍ以下の平坦面となるように研削しておき、この底板部４の下面を基準面として搭載部Ａを研削することが好ましい。
【００３１】
さらに、パッケージ本体１は、壁部５の上面がパッケージ本体１に透光性蓋体２を接合するための封止面Ｄを形成しており、この封止面Ｄが平面研削盤等を用いた機械研削法により反りが50μｍ以下になるように研削されている。
【００３２】
パッケージ本体１は、封止面Ｄが機械研削法により反りが50μｍ以下になるように研削されていることから、封止面Ｄに透光性蓋体２を樹脂から成る封止材を介して接合した場合、封止面Ｄと透光性蓋体２との間に大きな隙間が形成されることはなく、両者間を樹脂から成る封止材で良好に埋めることが可能となり、その結果、気密信頼性の高いイメージセンサ素子収納用パッケージを提供することができる。
【００３３】
なお、パッケージ本体１は、その封止面Ｄの反りが50μｍを超えると、封止面Ｄに透光性蓋体２を樹脂から成る封止材を介して接合する場合に、封止面Ｄと透光性蓋体２との隙間が大きなものとなり、この隙間を封止材で良好に埋めて気密信頼性高く封止することが困難となる傾向にある。したがって、パッケージ本体１は、その封止面Ｄの反りを50μｍ以下としておくことが好ましく、さらには封止材を介したパッケージ内への透湿を少ないものとするために20μｍ以下、最も好ましくは10μｍ以下としておくことが望ましい。
【００３４】
また、封止面Ｄを研削する場合には、前述の搭載部Ａを研削する場合と同様に、底板部４の下面を予め研削により反りが50μｍ以下となるように平坦化させておくとともに、この平坦化された底板部４の下面を基準面として封止面Ｄを研削するようにすると、封止面Ｄを安定かつ正確に研削することができるとともに、封止面Ｄと搭載部Ａとの間の平行度や距離等を極めて正確なものとすることができる。したがって、底板部４の予め研削平坦化された下面を基準面として封止面Ｄを研削することが好ましい。
【００３５】
一方、封止面Ｄに接合される透光性蓋体２は、ガラスやサファイア等の透光性材料から成る四角平板であり、パッケージ本体１の封止面Ｄにエポキシ樹脂等の樹脂から成る封止材を介して接合されることにより、パッケージ内部にイメージセンサ素子３を気密に封止するとともに、この透光性蓋体２を透して外部の画像情報をイメージセンサ素子３に照射することを可能としている。
【００３６】
なお、透光性蓋体２は、例えばガラスやサファイアから成る板材や棒材をダイアモンドカッタ等の切断装置を用いて所定の大きさ・形状に切断することによって製作される。
【００３７】
かくして、本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージによれば、パッケージ本体１の搭載部Ａ上面にイメージセンサ素子３を搭載固定するとともにイメージセンサ素子３の各電極を配線導体６にボンディングワイヤ７を介して電気的に接続し、最後にパッケージ本体１の封止面Ｄに透光性蓋体２をエポキシ樹脂等の樹脂から成る封止材を介して接合することによってイメージセンサ装置となる。
【００３８】
なお、本発明は上述の実施の形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では搭載部Ａを取り囲む溝Ｃは搭載部Ａを全周にわたり取り囲んでいたが、溝Ｃは必ずしも搭載部Ａを全周にわたり取り囲んでいる必要はなく、例えば図４に部分破断斜視図で示すように、イメージセンサ素子３を搭載部Ａに搭載する際にイメージセンサ素子を保持する治具が当ることのない部位（例えば搭載部Ａの両端部）に搭載部Ａとその周囲とを連結する連結部Ｅを残すようにして搭載部Ａの周囲に設けられていてもよい。この場合には、パッケージ本体１を製作する際に、底板部４となるセラミックグリーンシートにおける搭載部Ａとなる部位の支持が容易となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージによれば、パッケージ本体の底板部上面の搭載部と壁部との間に溝が形成されていることから、パッケージ本体の搭載部を研削して平坦となす際に搭載部と溝との間には研削による段差が形成されることはなく、そのためこの部位において搭載部の周囲に砥石の側面が擦れるこによる微小なクラックが発生することはない。したがって、パッケージ本体の搭載部にイメージセンサ素子を搭載する際に、イメージセンサ素子を保持するための治具が溝に対応する位置となるようにして搭載すれば、たとえ治具が搭載部の周囲に当ったとしても、セラミック屑が発生することはなく、その結果、パッケージ内にイメージセンサ素子を収容してイメージセンサ装置となした後に、画像情報の中にセラミック屑が映り込むことのない正確な画像情報を得ることが可能なイメージセンサ素子収納用パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示したイメージセンサ素子収納用パッケージのパッケージ本体１の平面図である。
【図３】図１および図２に示したパッケージ本体１の搭載部Ａを研削する方法を説明するための部分破断斜視図である。
【図４】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージの実施の形態の他の例を示す部分破断斜視図である。
【符号の説明】
１・・・・・・パッケージ本体
２・・・・・・透光性蓋体
３・・・・・・イメージセンサ素子
４・・・・・・底板部
５・・・・・・壁部
Ａ・・・・・・搭載部
Ｃ・・・・・・溝
【図１】
0003715834.tif 000002
【図２】
0003715834.tif 000003
【図３】
0003715834.tif 000004
【図４】
0003715834.tif 000005