(57)【要約】【課題】  二次元ＣＣＤデバイスを用いたカメラは、カメラの小型化が強く要望され、二次元ＣＣＤ撮像素子も小型化が要望され、また、気密性及び耐久性の高い撮像素子の製造を容易とすることも要望されていた。【解決手段】  二次元ＣＣＤデバイス11を内蔵するセラミックスパッケージであって、二次元ＣＣＤデバイス11の前面に透光性セラミックス板25を封止ガラスとして設けたカメラ用ＣＣＤパッケージとする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元ＣＣＤデバイスを内蔵するセラミックスパッケージであって、二次元ＣＣＤデバイスの前面に透光性セラミックスの平板状薄板を封止ガラスとして有することを特徴とするカメラ用ＣＣＤパッケージ。
【請求項２】
封止ガラスとする透光性セラミックス板は、波長が４２０ナノメートルから７００ナノメートルにおける分光透過率が７０パーセント以上の透光性セラミックスであることを特徴とする請求項１に記載したカメラ用ＣＣＤパッケージ。
【請求項３】
封止ガラスとする透光性セラミックス板は、曲げ強度が１２０乃至１７０ＭＰａであり、ビッカース硬度が７５０乃至９００ＨVの透光性セラミックスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したカメラ用ＣＣＤパッケージ。
【請求項４】
封止ガラスとする透光性セラミックス板は、ＵＶ硬化樹脂接着剤によりパッケージ本体に接着固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載したカメラ用ＣＣＤパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元撮像素子であるＣＣＤのパッケージに関し、特に小型カメラ用のＣＣＤパッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用又は観察用テレビカメラなど、撮像素子として二次元ＣＣＤデバイスを用いたカメラが多く使用されている。
この二次元ＣＣＤデバイスは、多くの場合、ＣＭＯＳ集積回路として製造され、ウエハに多数の素子を形成し、ゼラチンレジストなどを表面に形成した後に切断してＣＣＤデバイスのチップとするものである。
【０００３】
そして、このＣＣＤデバイスのチップにリード線をボンディングし、このリード付ＣＣＤデバイスチップとカバーガラスとを所定位置関係として封止樹脂によりモールドしてモールドタイプの撮像素子とするものがある。
又、切断したＣＣＤデバイスチップをセラミックスなどのケース（パッケージ本体）にダイボンディングによって固定し、ワイヤーボンディングによりデバイスチップの端子をケースの端子に接続することにより、ケースの外周面に設けた接点ピンなどの端子とデバイスチップの回路とを接続し、光学ガラスによってデバイスチップの前面をカバーするようにしてパッケージを密封してＣＣＤ撮像素子とするものがある。
【０００４】
更には、ケース内にＣＣＤデバイスチップと他の回路部品チップとを設けるようにするものもある（例えば特許文献１）。
このようなＣＣＤ撮像素子は、図２に示すように、ＣＣＤデバイス11の前面にカバーガラス19を封止ガラスとして有するものであり、アルミ細線又は金線などのボンディングワイヤー13によりＣＣＤデバイス11の回路とパッケージ本体15の外周面に設けた接点ピンなどの端子17が接続され、カバーガラス19の周縁とパッケージ本体15との間隙を接着剤21で密閉して気密構造のＣＣＤ撮像素子10とされるものである。
【特許文献１】特開２００３−２５８２２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今日、二次元ＣＣＤデバイスを用いたカメラは、二次元ＣＣＤデバイスであるチップとパッケージ本体やカバーガラスなど材質の異なる部材が組み合わされ、撮像素子を形成する部材の材質による線膨張係数が異なるため、二次元ＣＣＤデバイスの作動時には、発熱による撮像素子の各部品間で膨張率に差異が生じることとなり、気密を維持しつつ膨張差を吸収するような各部の接合が要求されるために、撮像素子の製造を困難とすると共に歩留まりを低下させる原因となっていた。
【０００６】
また、この二次元ＣＣＤデバイスを用いたカメラは、画素数の増大と共にカメラの小型化が強く要望され、二次元ＣＣＤデバイスも、ミクロン単位での小型縮小化が要望されている。
本発明は、カバーガラスとされる封止ガラスとして、パッケージ本体の熱膨張係数に近い材質を採用し、生産効率を高くすると共に小型化も可能とするＣＣＤ撮像素子のパッケージを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、二次元ＣＣＤデバイス（11）を内蔵するセラミックスパッケージであって、二次元ＣＣＤデバイス（11）の前面に透光性セラミックスの平板状薄板（25）を封止ガラスとして設けたカメラ用ＣＣＤパッケージとするものである。
このように、封止ガラスであるカバーガラス（19）を透光性セラミックス板（25）とするため、パッケージ本体（15）のセラミックスと線膨張係数の数値が近いものを選択して封止ガラスとすることができる。
【０００８】
そして、この透光性セラミックス板（25）は、波長が４２０ナノメートルから７００ナノメートルにおける分光透過率が約７０パーセント以上の透光性セラミックスであることが好ましい。
このように、可視領域である波長が４２０ナノメートルから７００ナノメートルにおける分光透過率が約７０パーセント以上の透光性セラミックス板（25）であれば、透過光の減衰を小さくし、ＣＣＤデバイス（11）に充分な光を照射することができる。
【０００９】
また、この透光性セラミックス板（25）は、曲げ強度が１２０乃至１７０ＭＰａであり、ビッカース硬度が７５０乃至９００ＨVの透光性セラミックスであることが好ましい。
このように、曲げ強度が１２０ＭＰａ以上であり、ビッカース硬度が７５０ＨV以上であれば、光学ガラスよりも強く、薄い封止ガラスとすることができ、曲げ強度を１７０ＭＰａ以上やビッカース硬度を９００ＨV以上とすることは、可視光の透過率を７０パーセント程度以上とする材質のセラミックス板の製造が困難である。
【００１０】
更に、封止ガラスであるカバーガラス（19）をパッケージ本体（15）に接着するに際しては、ＵＶ硬化樹脂接着剤によりパッケージ本体（15）に接着固定することが好ましい。
このように、ＵＶ硬化樹脂接着剤を接着剤として用いれば、接着工程の作業を容易とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、線膨張係数がパッケージ本体の線膨張係数に近い透光性セラミックスを選択し、この透光性セラミックスを平板状薄板として封止ガラスであるカバーガラスとして使用するため、撮像素子の作動時の発熱によるパッケージ本体とカバーガラスとの膨張差による密着封止の欠損が発生することを防止できる。
そして、分光透過率が７０パーセント程度以上の透光性セラミックスを用いれば、ＣＣＤデバイスに充分な光を入射させることができ、ノイズの少ない映像のＣＣＤ出力信号を形成することができる。
【００１２】
また、透光性セラミックスの曲げ強度が１２０乃至１７０ＭＰａであり、ビッカース硬度が７５０乃至９００ＨVであれば、光学ガラスよりも強度が高く、板厚をガラスよりも薄くしても強度を維持することができ、封止ガラスの厚さ、即ち撮像素子の光軸方向厚さを薄くすることができる。
そして、接着剤としてＵＶ硬化樹脂接着剤を用いれば、接着剤の取り扱いや接着工程における自由度が高く、ＣＣＤデバイスの製造を容易とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、二次元ＣＣＤデバイス11をセラミック製のパッケージ本体15に収納するようにしてパッケージ本体15に固定し、アルミ細線などを用いてワイヤーボンディングにより二次元ＣＣＤデバイス11とパッケージ本体15との結線を行い、パッケージ本体15の前面に透光性セラミックスの平板状薄板を載置してＵＶ硬化樹脂接着剤により密封接着するものである。
【実施例１】
【００１４】
本発明は、二次元ＣＣＤデバイス11をセラミック製のパッケージ本体15に収納するようにしてダイボンディングにより固定し、アルミ細線などのボンディングワイヤー13を用いて二次元ＣＣＤデバイス11とパッケージ本体15との結線を行って二次元ＣＣＤデバイス11の回路をパッケージ本体15の外周の上下に設けた端子17と接続し、パッケージ本体15の前面凹部に透光性セラミックスの平板状薄板である透光性セラミックス板25を載置してＵＶ硬化樹脂接着剤などの接着剤21により、透光性セラミックス板25の周辺をパッケージ本体15に接着固定するものである。
【００１５】
このようにして、図１に示すように、パッケージ本体15の内側底部中央に二次元ＣＣＤデバイス11を有し、パッケージ本体15の裏面から約０．６ミリメートルの位置が撮像面となるように二次元ＣＣＤデバイス11の前面を位置させ、この二次元ＣＣＤデバイス11の前方に透光性セラミックス板25を配置するようにして、縦横約１２ミリメートルにして厚さが約１．３ミリメートルの二次元ＣＣＤ撮像素子10とした。
【００１６】
なお、二次元ＣＣＤデバイス11は、約３２０万画素のカラーＣＣＤであり、縦約３．５ミリメートル、横約４．６ミリメートルのものを用い、パッケージ本体15の該周に設けた端子17は、パッケージ本体15の周縁上方に９個、周縁下方に９個とする１８端子の二次元ＣＣＤ撮像素子10としている。
【００１７】
そして、この透光性セラミックス板25は、アッベ数が約３０であり、屈折率が２．０８、熱伝導率が３．３Ｗ／（ｍ・ｋ）の透光性セラミックス板25を研磨し、縦約９ミリメートル、横約９ミリメートル、厚さ０．３ミリメートルの薄肉平板として、可視領域である波長が４２０ナノメートルから７００ナノメートルにおける分光透過率が約７２パーセントの透光性セラミックス板25としたものである。
【００１８】
この透光性セラミックスは、摂氏７０度までの常温領域などでの線膨張係数が約８８×１０のマイナス７乗／度であり、摂氏１００度乃至３００度の領域では約９８×１０のマイナス７乗／度であって、パッケージ本体15の線膨張係数と近似するものである。
また、この透光性セラミックスは、曲げ強度が約１５０ＭＰａであり、ビッカース硬度が約８００と高く、厚さを０．３ミリメートルとして光学ガラスの約６割の厚みで略同等の強度を得ることができた。
【００１９】
従って、封止ガラスとする透光性セラミックス板25を薄くしても充分な強度と耐久性を有し、二次元ＣＣＤ撮像素子10のパッケージとして光軸方向厚みを薄くすることが容易となり、また、封止ガラスとパッケージ本体の膨張率を近似させて温度変化による接着部の疲労破損を防止することができ、撮像素子の耐久性を向上させることができるものである。
【００２０】
そして、封止ガラスとして光学ガラスを使用するときは、膨張率の差異による接着部の位置ずれを吸収して機密性を維持するために、弾性を備えた接着剤を必要としていたが、封止ガラスとして透光性セラミックス板25を使用して膨張率の差異を小さくすることにより、接着剤として取り扱いや接着工程における自由度の高いＵＶ硬化樹脂接着剤の使用が可能となり、ＣＣＤユニットの製造を容易とすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
可視光線を透過させる透光性セラミックスを二次元ＣＣＤデバイスの封止ガラスとして使用することにより、カメラ用ＣＣＤユニットの小型化を図ると共に、カメラ用ＣＣＤユニットの生産性及び耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るセラミックスパッケージを使用したカメラ用ＣＣＤ撮像素子の断面図。
【図２】従来のセラミックスパッケージ型カメラ用ＣＣＤ撮像素子の断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１０  二次元ＣＣＤ撮像素子
１１  二次元ＣＣＤデバイス          １３  ボンディングワイヤー
１５  パッケージ本体                １７  端子
１９  カバーガラス                  ２１  接着剤
２５  透光性セラミックス板
【図１】
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【図２】
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