(57)【要約】【課題】  高気密パッケージ化された固体撮像装置を提供する。【解決手段】  平板形状をなす基板２と、その基板２上に実装された固体撮像素子３と、その固体撮像素子３を囲む態様で基板２上に所定の高さで形成された枠体４と、基板２の固体撮像素子３実装面との間に所定の空間を確保した状態で枠体４の上端部に接合され、基板２上の固体撮像素子３を前記所定の空間内に気密封止してなる蓋部５とを有する固体撮像装置であって、枠体４の外縁形状は、前記上端部から基板２に向かって広がるように傾斜している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板形状をなす基板と、
その基板上に実装された固体撮像素子と、
その固体撮像素子を囲む態様で前記基板上に所定の高さで形成された枠体と、
前記基板の固体撮像素子実装面との間に所定の空間を確保した状態で前記枠体の上端部に接合され、前記基板上の固体撮像素子を前記所定の空間内に気密封止してなる蓋部とを有する固体撮像装置であって、
前記枠体の外縁形状は、前記上端部から前記基板に向かって広がるように傾斜していることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記枠体の内壁が基板に対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記枠体の厚さが一様であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記蓋部及び前記枠体の上端部に亘って前記蓋部と前記枠体との剥離を防ぐためのリング状枠体が設置され、そのリング状枠体の熱膨張係数が前記枠体の熱膨張係数よりも小であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記枠体の外縁にチャッキング用の凹部が形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの受光素子である固体撮像素子を備えた固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フォトダイオード等の光電変換素子と、その光電変換素子で発生した光電荷を出力信号線へ取り出す手段とを含む画素をマトリクス状（行列状）に配してなる二次元固体撮像素子は種々の用途に供されている。
【０００３】
ところで、このような固体撮像素子は、光電変換素子で発生した光電荷を読み出す（取り出す）手段によってＣＣＤ型とＭＯＳ型に大きく分けられる。ＣＣＤ型は光電荷をポテンシャルの井戸に蓄積しつつ、転送するようになっており、ダイナミックレンジが狭いという欠点がある。一方ＭＯＳ型はフォトダイオードのｐｎ接合容量に蓄積した電荷を、ＭＯＳトランジスタを通して直接読み出すようになっていた。
【０００４】
このような固体撮像素子は、外気から保護するために、パッケージなどによって封止される。このようにパッケージ内に封止された固体撮像素子を有する固体撮像装置を、図５に示す。図５の固体撮像装置は、セラミックや樹脂などよりなる基板１上に光半導体素子（固体撮像素子）２を載置し、その周りを囲むように枠体３を基板１上に立設すると共に、枠体３を透光性の蓋部４で覆って光半導体素子（固体撮像素子）２が密封されたパッケージを構成している。
【０００５】
これにより、パッケージ内の空間の気密性が保たれ、光半導体素子（固体撮像素子）２を外気から保護することができる。また、光半導体素子（固体撮像素子）２に電力供給を行ったり、出力される電気信号を送出するために光半導体素子（固体撮像素子）２のパッド７に接続されたワイヤ８が、パッケージ内部で且つ光半導体素子（固体撮像素子）２の周囲に設けられた電極６に接続される（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９５５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、基板に対して枠体がほぼ垂直に立設されているので、本パッケージを製造する過程において熱を加えたときに、ガラスなどによりなる蓋部と樹脂などの枠体とでは熱膨張係数が異なるため、接続部分が剥離しやすくなっていた。
【０００８】
また、そのような熱膨張係数の差による蓋部と枠体との剥離を防ぐために、接続部分にリング状枠体を設けた構造も考えられるが、基板に対して枠体がほぼ垂直に立設されているので、リング状枠体が基板上に落下してしまい、適正な位置にリング状枠体を設置する労力が多大であった。
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓋部と枠体との熱膨張係数の差に起因する剥離の影響を低減して、気密パッケージ化された固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係る固体撮像装置は、平板形状をなす基板と、その基板上に実装された固体撮像素子と、その固体撮像素子を囲む態様で前記基板上に所定の高さで形成された枠体と、前記基板の固体撮像素子実装面との間に所定の空間を確保した状態で前記枠体の上端部に接合され、前記基板上の固体撮像素子を前記所定の空間内に気密封止してなる蓋部とを有する固体撮像装置であって、前記枠体の外縁形状は、前記上端部から前記基板に向かって広がるように傾斜していることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係る固体撮像装置は、請求項１に記載の固体撮像装置において、前記枠体の内壁が基板に対してほぼ垂直であることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係る固体撮像装置は、請求項１に記載の固体撮像装置において、前記枠体の内壁が前記外縁形状に沿って傾斜していることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明に係る固体撮像装置は、請求項１〜３の何れかに記載の固体撮像装置において、前記蓋部及び前記枠体の上端部に亘って前記蓋部と前記枠体との剥離を防ぐためのリング状枠体が設置され、そのリング状枠体の熱膨張係数が前記枠体の熱膨張係数よりも小であることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明に係る固体撮像装置は、請求項１〜４の何れかに記載の固体撮像装置において、前記枠体の外縁の一部にチャッキング用の凹部が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、枠体が基板に対してほぼ垂直に立設された形状ではなく、枠体の外縁部の形状を基板に対して広がるような傾斜形状としたので、蓋部と枠体との熱膨張係数の差で発生した応力による蓋部と枠体との剥離を軽減し、又は防止することができる固体撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施形態につき、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る固体撮像装置の一実施形態における構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置１は、主として、基板２、固体撮像素子３、枠体４及び透明なガラスよりなる蓋部５から構成されている。
【００１８】
基板２は、平板構造をなし、材料的には発塵の少ないガラスエポキシ基板を採用している。また基板２上には電極６がパターン形成されている。この電極６は、例えば銅箔（銅電極）にＡｕメッキされたもので、固体撮像素子３の周辺部に近接配置されている。一方、この電極６は、図示はしないが、基板２の素子実装面と反対側の面（図中下面）との間に設けられたＶＩＡホールなどによって延出され、その延出部分を基板裏面に設置された回路などに接続されている。
【００１９】
固体撮像素子３は、ＣＣＤ素子等からなるもので、基板２の上面中央部に実装されている。固体撮像素子３の上面周縁部には複数の電極部（図示せず）が形成されており、これらの電極部から引き出された金線等のボンディングワイヤ８が電極６の一端部６ａに接続されている。
【００２０】
枠体４は、基板２上の固体撮像素子３を取り囲むように形成されている。さらに詳述すると、枠体４は、電極６の一端部６ａとボンディングワイヤ８との接続部分よりも外側でかつ電極６の一部を覆うように基板２上に形成されている。また、枠体４の外縁形状は、従来のように基板２に対してほぼ垂直ではなく、後述する蓋部が設置される枠体４の上面から基板２に向かって広がるように傾斜したテーパ形状をなしている。一方、枠体４の内壁（基板２、蓋部５と共に固体撮像素子３が密封された空間を構成する面）は、基板２に対してほぼ垂直に形成されている。
【００２１】
枠体４の材料としては、基板２及び蓋部５との接着性が良好でかつ熱硬化性又は紫外線硬化性を有する樹脂、例えばシリコンゴムなどのシリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などを採用することができる。また、熱応力の緩和という点では適度な弾性を有するシリコン系樹脂等が好ましく、耐湿性という点ではエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、アルミニウム、（又は合金）、ポリカーボネイト等が好ましい。
【００２２】
蓋部５は、基板２の素子実装面との間に所定の空間、この場合は固体撮像素子３から引き出されたボンディングワイヤ８と位置的に干渉しない程度の空間を確保した状態で、枠体４の上端部に接合されている。具体的には、枠体４の内壁に形成され、内方に突出した桁部に載置される態様で接合されている。
【００２３】
この蓋部５は、周知の中空パッケージ構造に採用されているシールガラスと同様のもので、この蓋部５にて枠体４の開口部を塞ぐことにより、上述した所定の空間内に固体撮像素子３が気密封止されている。
【００２４】
ここで、本実施形態の固体撮像装置１を製造する際の手順を簡単に説明する。まず、基板上に電極６を一体形成してなる基板２を作製し、この基板２上にダイボンド剤を介して固体撮像素子３を接合固定する。
【００２５】
次に、固体撮像素子３の電極部３１と電極６の一端部６ａとをボンディングワイヤ８で接続する。
【００２６】
次いで、基板２上の固体撮像素子３を囲むようにして、その周囲に高粘度の樹脂を塗布し、これによって基板２上に所定高さの枠体４を形成する。このとき枠体４の高さ寸法は、後述する蓋部５との接合面を確保するために、最終的な規定高さよりも若干高めに設定しておく。
【００２７】
続いて、枠体４の上端部に、接着剤を介して蓋部５を接合し、枠体４の高さ寸法が最終的な規定高さに調整される。これにより図１に示した固体撮像装置１が得られる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、枠体４の形成にあたって基板２上に高粘度の樹脂を塗布するようにしたが、これ以外にも、例えば半硬化状態の樹脂を予め枠状に成形しておき、これを基板２と蓋部５との間に挟み込んで双方を同時に熱圧着するようにしてもよい。
【００２９】
また、枠体４の内壁が基板に対してほぼ垂直となるように形成されているので、枠体４と基板２との接合面積が従来よりも大きくなり、枠体４の外端部（枠体４の外縁の端部）から枠体４の内端部（枠体４の内壁と基板２との設置部分）までの距離が長くなるので、固体撮像素子３が密封された空間に湿気（水分）が浸潤しにくくなり、固体撮像素子３の密閉性、防水性が向上する。
【００３０】
一方、本実施形態では、図２に示すように、蓋部５と枠体４との熱膨張係数の差によって生じる応力を低減するため、及び蓋部５の外周囲での密閉性を確保するために、蓋部５及び枠体４の上端部に亘って、Ｌ字型の断面形状をなすリング状枠体７が蓋部５及び枠体４を覆うように設置されてもよい。そして、このリング状枠体７の熱膨張係数は枠体４の熱膨張係数よりも小であることが望ましい。
【００３１】
このように、枠体４の熱膨張係数よりも小の熱膨張係数を呈するリング状枠体７が設けられることによって、蓋部５の外周囲及び枠体４の上端部を締め付け、蓋部５と枠体４との剥離を防止することができる。
【００３２】
さらに、本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態として、図３に示すように、枠体４の内壁が、枠体４の外縁形状に沿って傾斜していてもよい。すなわちこれは、従来の固体撮像装置の構成において基板２に対して垂直に立設された枠体４が内方に傾斜した態様であり、前述の実施形態との差異点は、内壁が基板２に対して垂直に形成されているのではなく、外縁部と基板２とのなす角度とほぼ同じ角度で内壁が傾斜しているのである。
【００３３】
このように、枠体４の内壁が、枠体４の外縁形状に沿って傾斜していることによって、固体撮像素子３が密閉される空間を広くとることができる。特に、ワイヤーボンディング領域を広くとることができる。
【００３４】
加えて、本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態として、図４に示すように、固体撮像装置の製造工程においてチャッキング用の治具が固体撮像装置を保持するための凹部９を枠体４の外縁部に形成してもよい。このような凹部９が枠体４に形成されていることによって、チャッキング用の治具が固体撮像装置を保持する際に、保持する箇所が定まっていないことに起因する固体撮像装置の破損を避けることができるだけでなく、固体撮像装置をスムーズに保持できるので、歩留まりを向上させることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、基板２にガラスエポキシ基板を採用するようにしたが、これ以外にも例えばセラミック基板等を採用することも可能である。
【００３６】
また、この他であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の一実施形態における構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る固体撮像装置の一実施形態においてリング状枠体を設置した構成を示す断面図。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態における構成を示す断面図。
【図４】本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態における構成を示す断面図。
【図５】従来の固体撮像装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  固体撮像装置
２  基板
３  固体撮像素子
４  枠体
５  蓋部
６  電極
７  リング状枠体
８  ボンディングワイヤ
９  凹部
【図１】
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【図２】
2006278743.tif 000004
【図３】
2006278743.tif 000005
【図４】
2006278743.tif 000006
【図５】
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