(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形状の上面にイメージセンサ素子が搭載される搭載部を有するとともに該搭載部に多数のメタライズビア導体を導出させて成る絶縁基体と、透光性蓋体とから成り、前記搭載部の上面を長辺方向に沿って研削することにより平坦にしたイメージセンサ素子収納用パッケージであって、前記メタライズビア導体は、前記長辺方向に沿って見通したときに前記搭載部の短辺方向に全体として隙間のないように配置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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、図５に断面図で、図６に一部の構成部材を除いた上面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体・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・ガラスセラミックス等のセラミックスから成り、その略長方形状の上面の略中央部にイメージセンサ素子13を搭載するための搭載部11ａを底面とした凹部およびこの搭載部11ａの周辺から外部に導出する複数のメタライズ配線導体12を有する略長方形状の絶縁基体11と、メタライズ配線導体12で絶縁基体11の外部に導出した部位に銀ろう等のろう材を介して接合された外部リード端子14と、ガラスやサファイア等の透光性材料から成る透光性蓋体15とから構成されており、絶縁基体11の搭載部11ａに、上面に複数の電極が形成されたイメージセンサ素子13を例えば銀−エポキシ樹脂等の導電性接着剤16を介して接着固定するとともにイメージセンサ素子13の電極をボンディングワイヤ17を介してメタライズ配線導体12に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体11の上面に透光性蓋体15を例えばエポキシ樹脂等の封止材を介して接合し、絶縁基体11と透光性蓋体15とから成る容器内部にイメージセンサ素子13を気密に収容することによって製品としてのイメージセンサ装置となる。そして、このイメージセンサ装置は、外部リード端子14を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続することによって、パッケージ内部に収容するイメージセンサ素子13の各電極が外部電気回路に接続される。
【０００３】
また、この従来のイメージセンサ素子収納用パッケージは、絶縁基体11で搭載部11ａの下方に、メタライズ配線導体12のうち、接地電位または所定のバイアス電位に接続されるものに電気的に接続されたメタライズ導体層18が埋設されているとともに、このメタライズ導体層18から搭載部11ａにかけて導出する多数のメタライズビア導体19が絶縁基体11の長辺に沿った複数列の並びに配置されている。そして、イメージセンサ素子13を導電性接着剤16を介して搭載部11ａに接着固定すると、イメージセンサ素子13の下面が導電性接着剤16を介してメタライズビア導体19に電気的に接続され、このイメージセンサ素子13が収容されたイメージセンサ装置の外部リード端子14を外部電気回路基板の配線導体に接続すると、イメージセンサ素子13の下面がサブストレート電圧と呼ばれる接地電位または所定のバイアス電位に接続され、それによって、イメージセンサ素子13が安定して作動するようになっている。
【０００４】
なお、絶縁基体11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メタライズ配線導体12・メタライズ導体層18・メタライズビア導体19となる金属ペーストを印刷塗布し、最後に、これらのセラミックグリーンシート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。
【０００５】
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、絶縁基体11がセラミックグリーンシートを複数枚積層して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、絶縁基体11の搭載部11ａにイメージセンサ素子13を接着固定してパッケージ内部にイメージセンサ素子13を収容した場合、イメージセンサ素子13が搭載部11ａに傾いて固定され、その結果、イメージセンサ素子13と画像情報とが正確に対向せず、イメージセンサ素子13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問題点を有していた。
【０００６】
そこで、絶縁基体11の搭載部11ａ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にすることが考えられる。
【０００７】
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11ａの反りを50μｍ以下の平坦なものとしたことから、その上部に長尺のイメージセンサ素子13を固定すれば、イメージセンサ素子13を画像情報に正確に対向させることができ、イメージセンサ素子13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。
【０００８】
なお、絶縁基体11の搭載部11ａを研削して平坦化するには、例えば、図７に部分破断斜視図で示すように、略長方形状の搭載部11ａの短辺方向に亘る円柱状の砥石Ｇをその中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部11ａの長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部11ａに当て、これを搭載部11ａの長辺方向に沿って移動させることにより搭載部11ａを平坦に研削する方法が採用され得る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来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11ａにはその長辺方向に沿った並びに配置された多数のメタライズビア導体19が導出しており、これらのメタライズビア導体19は金属から成り、その金属の研削屑は砥石Ｇに付着しやすい性質を有することから、円柱状の砥石Ｇをその中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部11ａの長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部11ａに当て、これを搭載部11ａの長辺方向に沿って移動させることにより搭載部11ａを平坦に研削すると、砥石Ｇの側面でメタライズビア導体19の並びに対応した部位のみにメタライズビア導体19の研削屑Ｄが付着し、その部分が目詰まりを起こして部分的に研削能力が低下してしまい、その結果、特に多数個のパッケージの搭載部11ａを続けて研削する場合に搭載部11ａを均一に平坦に研削することが困難となるという問題点を有していた。
【００１０】
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、略長方形状の搭載部の短辺方向に亘る例えば円柱状の砥石をその中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部の長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部に当て、これを搭載部の長辺方向に沿って移動させることにより搭載部を平坦に研削しても、搭載部が均一に平坦化され、その結果、この搭載部に長尺のイメージセンサ素子を固定してイメージセンサ素子を画像情報に正確に対向させることができ、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。
【００１１】
【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収納用パッケージは、長方形状の上面にイメージセンサ素子が搭載される搭載部を有するとともにこの搭載部に多数のメタライズビア導体を導出させて成る絶縁基体と、透光性蓋体とから成り、前記搭載部の上面を長辺方向に沿って研削することにより平坦にしたイメージセンサ素子収納用パッケージであって、前記メタライズビア導体は、前記長辺方向に沿って見通したときに前記搭載部の短辺方向に全体として隙間のないように配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
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、搭載部の上面に導出するメタライズビア導体が長辺方向に沿って見通したときに搭載部の短辺方向に全体として隙間のないように配置されていることから、搭載部に対する研削手段、例えば円柱状の砥石をその中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部の長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部に当て、これを搭載部の長辺方向に沿って移動させることにより搭載部を平坦に研削する際に、メタライズビア導体の研削屑が砥石の側面に付着したとしてもその付着は砥石の側面に均一に付着することとなり、従来のように砥石の研削能力が一部だけ部分的に低下してしまうようなことはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージについて添付の図面を基に説明する。
【００１４】
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、図１において１は絶縁基体、２は透光性蓋体、３はイメージセンサ素子である。そして、絶縁基体１と透光性蓋体２とでイメージセンサ素子３を収容する容器が構成されている。また、図２は図１に示すイメージセンサ素子収納用パッケージの絶縁基体１を示す上面図である。
【００１５】
イメージセンサ素子収納用パッケージを構成する絶縁基体１は、イメージセンサ素子３を支持するための支持体として機能し、その上面の中央部にイメージセンサ素子３が搭載される上面が長方形状の搭載部１ａを底面とした凹部を有している。そして、搭載部１ａにはイメージセンサ素子３が例えば銀−エポキシ樹脂等の導電性接着剤４を介して接着固定される。
【００１６】
絶縁基体１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・ガラスセラミックス等のセラミックスから成り、例えば酸化アルミニウ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・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿物を作るとともにこの泥漿物を従来周知のドクタブレード法等のシート成形法を採用してシート状のセラミックグリーンシートとなし、しかる後、こ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複数枚を積層し、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１７】
また、絶縁基体１は、その搭載部１ａ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。これによって、搭載部１ａに長尺のイメージセンサ素子３を搭載しても、搭載部１ａが平坦であることからイメージセンサ素子３が傾いて搭載されることはなく、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可能となって、イメージセンサ素子３に画像情報の電気信号への変換を正確に行なわせることができる。
【００１８】
絶縁基体１の搭載部１ａを研削するには、図３に部分破断斜視図で示すように、搭載部１ａの研削手段、例えば短辺方向に亘る円柱状の砥石Ｇをその中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部１ａの長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部１ａに当て、これを搭載部１ａの長辺方向に沿って移動させることにより搭載部１ａを平坦に研削する方法が採用され得る。このとき、後述するように、搭載部１ａに導出するメタライズビア導体９が搭載部１ａの上面を長辺方向に見通したときに短辺方向に全体として隙間なく配置していることから、砥石Ｇの側面にはメタライズビア導体９の研磨屑が均一に付着することとなり、搭載部１ａを均一に平坦化することができる。
【００１９】
なお、絶縁基体１は、その搭載部１ａの反りが50μｍを超えると、搭載部１ａ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が搭載部１ａの反りに起因して傾いて固定されやすくなり、そのようにイメージセンサ素子３が傾いて搭載されるとイメージセンサ素子３に画像情報を正確に電気信号に変換させることができなくなる傾向がある。従って、搭載部１ａはその上面の反りが50μｍ以下となるように研削により平坦化されていることが好ましい。
【００２０】
また、絶縁基体１には、搭載部１ａの周辺から外周側面に導出するタングステンやモリブデン・銅・銀・金等の金属粉末メタライズから成る複数のメタライズ配線導体５が設けられている。
【００２１】
メタライズ配線導体５は、パッケージの内部に収容される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導出するための導電路として機能し、その搭載部１ａの周辺部位には、イメージセンサ素子３の各電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続される。
【００２２】
メタライズ配線導体５は、例えばこれがタングステン粉末メタライズ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・溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１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して所定パターンに印刷塗布し、これをそのセラミックグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体１の搭載部１ａ周辺から外周側面にかけて導出するように設けられる。
【００２３】
なお、メタライズ配線導体５は、その露出する表面にニッケル・金等の耐蝕性に優れ、かつボンディングワイヤ６やろう材との接合性に優れる金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに設けておくと、メタライズ配線導体５が酸化腐蝕するのを有効に防止することができるとともに、メタライズ配線導体５とボンディングワイヤ６およびメタライズ配線導体５と後述する外部リード端子７との接合を強固かつ容易なものとすることができる。したがって、メタライズ配線導体５は、その露出する表面にニッケル・金等の耐蝕性に優れ、かつボンディングワイヤ６やろう材との接合性に優れる金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに設けておくことが好ましい。
【００２４】
また、メタライズ配線導体５の外周側面に導出した部位には、イメージセンサ素子３の電極を外部電気回路に接続するための外部リード端子７が銀ろう等のろう材を介して接合されており、外部リード端子７を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続することにより、パッケージの内部に収容されるイメージセンサ素子３の各電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００２５】
外部リード端子７は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成り、例えばこれらの金属から成る薄い板材に従来周知のパンチング加工やエッチング加工を施すことによって、所定の形状に製作される。
【００２６】
外部リード端子７をメタライズ配線導体５に銀ろう等のろう材を介して接合するには、メタライズ配線導体５に外部リード端子７を間に銀ろう等のろう材を挟んで当てるとともに、これらを還元雰囲気炉中で約800 〜900 ℃の温度に加熱することによってろう材を溶融させ、この溶融したろう材をメタライズ配線導体５と外部リード端子７との間に濡れ広がらせた後、ろう材を冷却して固化する方法が採用される。
なお、外部リード端子７およびろう材は、その露出する表面にニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに設けておくと、外部リード端子７やろう材が酸化腐食するのを有効に防止することができる。したがって、外部リード端子７およびろう材は、その露出する表面にニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに設けておくことが好ましい。
【００２７】
また、絶縁基体１には、メタライズ配線導体５のうち、接地電位や所定のバイアス電位に接続されるものに電気的に接続された広面積のメタライズ導体層８が搭載部１ａの下方に埋設されており、さらにこのメタライズ導体層８から搭載部１ａにかけては、メタライズ導体層８に電気的に接続された多数のメタライズビア導体９が配置されている。
【００２８】
これらのメタライズ導体層８およびメタライズビア導体９は、イメージセンサ素子３にサブストレート電圧を供給するための供給路として機能する。そして、イメージセンサ素子３を導電性接着剤４を介して接着固定し、外部リード端子７を所定の外部電気回路に接続すると、イメージセンサ素子３の下面が所定のサブストレート電位に接続されることとなる。
【００２９】
なお、本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージにおいては、搭載部１ａの上面を研削する方向、すなわち、この例では搭載部１ａの長辺方向に沿ってその上面を見通したときに、メタライズビア導体９を短辺方向に全体として隙間なく配置させている。このことが重要である。
【００３０】
すなわち本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージは、上面が長方形状の搭載部１ａが、その上面を長辺方向に見通したときに、メタライズビア導体９を短辺方向に全体として隙間なく配置させていることを特徴とするものである。
【００３１】
このように、搭載部１ａの上面をその長辺方向に沿って見通したときに、メタライズビア導体９を短辺方向に全体として隙間なく配置させていることによって、搭載部上面の短辺方向に亘る研削手段として円柱状の砥石Ｇを用い、その中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部１ａの長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部１ａに当て、これを搭載部１ａの長辺方向に沿って移動させることにより搭載部１ａを平坦に研削する際に、メタライズビア導体９の研削屑が砥石Ｇの側面の全面に均等に付着こととなり、その結果、砥石Ｇの研削能力が一部だけ部分的に低下してしまうようなことがない。したがって、搭載部１ａの上面は均一に平坦化される。
【００３２】
メタライズ導体層８およびメタライズビア導体９は、タングステンやモリブデン・銅・銀・金・パラジウム等の金属粉末から成り、例えばこれらがタングステン粉末メタライズから成る場合であれば、絶縁基体１となるセラミックグリーンシートであって、メタライズビア導体８と対応した位置に直径が0.1 〜0.3 ｍｍ程度の貫通孔を設けるとともに、このセラミックグリーンシートの表面および貫通孔内に、タングステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して所定のパターンに印刷塗布し、これをそのセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。
【００３３】
一方、絶縁基体１の上面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長方形状の平板であり、パッケージ本体１の上面外周部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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、絶縁基体１の搭載部１ａ上面にイメージセンサ素子３を銀−エポキシ樹脂等の導電性接着剤４を介して接着固定するとともにイメージセンサ素子３の各電極をボンディングワイヤ６を介してメタライズ配線導体５に電気的に接続し、最後に絶縁基体１上面に透光性蓋体２を樹脂等の封止材を介して接合させることにより絶縁基体１と透光性蓋体２とから成る容器内部にイメージセンサ素子３が気密に封止され、外部リード端子７を所定の外部電気回路に接続することによってイメージセンサ素子３の下面がサブストレート電圧に接続されることとなる。
【００３６】
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、メタライズビア導体９は搭載部１ａの長辺方向、すなわち研削の方向に対して斜めの並びに配置されていたが、メタライズビア導体９の配置は絶縁基体１を研削の方向に沿って見通したときにメタライズビア導体９が短辺方向に全体として隙間のないように配置されていれば、どのような並びで配置されていてもよい。
【００３７】
このようなメタライズビア導体９の並びとしては、例えば図４に上面図で示すように、絶縁基体１の長方形状の搭載部１ａの上面に対してその破線で囲んで示した領域に、同図中に一点鎖線で示すように、長辺方向に見通したときに×字状の配列を並べたようにして短辺方向に全体として隙間のないように配置したものなど、種々の形態をとることができる。
【００３８】
また、搭載部１ａの上面を研削する研削手段としては、上記の円柱状の砥石の他にも、例えばエンドミル等を用いることもできる。また、搭載部１ａの上面の研削は、短辺方向の全体にわたらない研削手段を用いて、長辺方向に沿って数回に分けて行なってもよい。
【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、長方形状の搭載部に導出するメタライズビア導体が短辺方向に全体として隙間なく配置していることから、搭載部の短辺方向に亘る研削手段を長辺方向に移動させながら搭載部の上面を長辺方向に沿って平坦に研削する際に、メタライズビア導体の研削屑が研削手段に付着したとしても、その付着は研削手段に対して搭載部の短辺方向において均一なものとなり、砥石の研削能力が一部だけ部分的に低下してしまうことはない。したがって、そのような研削手段により搭載部を均一に平坦に研削することができる。
【００４０】
これにより、この搭載部にイメージセンサ素子を導電性接着剤を介して接着固定すると、イメージセンサ素子の下面がメタライズビア導体に電気的に接続されるとともにイメージセンサ素子が搭載部に水平に固定され、その結果、イメージセンサ素子の底面をサブストレート電位に接続するとともにイメージセンサ素子を常に画像情報に正確に対向させてイメージセンサ素子に画像情報を正確かつ安定に電気的信号に変換させることが可能である。
【００４１】
以上のように、本発明によれば、長方形状の搭載部の短辺方向に亘る研削手段例えば円柱状の砥石をその中心軸に沿って高速で回転させながら回転の方向と搭載部の長辺方向とが一致するようにしてその側面を搭載部に当て、これを搭載部の長辺方向に沿って移動させることにより搭載部を平坦に研削しても、搭載部が均一に平坦化され、その結果、この搭載部に長尺のイメージセンサ素子を固定してイメージセンサ素子を画像情報に正確に対向させることができ、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た。
【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に示すイメージセンサ素子収納用パッケージの絶縁基体１の上面図である。
【図３】図１および図２に示すイメージセンサ素子収納用パッケージの絶縁基体１の搭載部１ａを研削する方法を説明するための部分断面斜視図である。
【図４】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージに係る絶縁基体の他の例を示す上面図である。
【図５】従来のイメージセンサ素子収納用パッケージの断面図である。
【図６】図５に示すイメージセンサ素子収納用パッケージの絶縁基体11の上面図である。
【図７】図５および図６に示すイメージセンサ素子収納用パッケージの絶縁基体11の搭載部11ａを研削する方法を説明するための部分断面斜視図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・・搭載部
２・・・・・・透光性蓋体
３・・・・・・イメージセンサ素子
４・・・・・・導電性接着剤
９・・・・・・メタライズビア導体
Ｇ・・・・・・砥石（研削手段）
【図１】
0003715835.tif 000002
【図２】
0003715835.tif 000003
【図３】
0003715835.tif 000004
【図４】
0003715835.tif 000005
【図５】
0003715835.tif 000006
【図６】
0003715835.tif 000007
【図７】
0003715835.tif 000008