(57)【要約】【課題】  偽信号を生じさせないことでフレアを低減した固体撮像装置を提供すること。【解決手段】  上面に固体撮像素子２の載置部６を有する基体１と、基体１の上面に載置部６を取り囲むように設けられた側壁部と、側壁部の内側に固体撮像素子２を覆うように設けられるとともに固体撮像素子２の直上に位置する部位に光透過窓４’が形成された遮光部材４と、側壁部の上面に取着された透光性の蓋体５とを具備する固体撮像装置において、遮光部材４の上面を光透過窓４’の縁部から外周部に向かうに伴って下側に位置するように傾斜させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に固体撮像素子の載置部を有する基体と、該基体の上面に前記載置部を取り囲むように設けられた側壁部と、該側壁部の内側に前記固体撮像素子を覆うように設けられるとともに前記固体撮像素子の直上に位置する部位に光透過窓が形成された遮光部材と、前記側壁部の上面に取着された透光性の蓋体とを具備する固体撮像装置において、前記遮光部材の上面を前記光透過窓の縁部から外周部に向かうに伴って下側に位置するように傾斜させたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記遮光部材の下面を前記光透過窓の縁部から外周部に向かうに伴って上側に位置するように傾斜させたことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記遮光部材の表面を梨地状としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の固体撮像装置は、光センサやイメージセンサ等の固体撮像素子を搭載した固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体受光素子等の固体撮像素子は、光を受けて電気信号を出力する素子であり、光センサ、イメージセンサなどとして近年広い分野で使用されている。このような半導体受光素子は、一般に、固体撮像素子収納用パッケージに収納されて使用される。図２は固体撮像素子１２を搭載した従来の固体撮像装置の断面図である。
【０００３】
固体撮像装置は大きく分けて、固体撮像素子１２と、これを収納する固体撮像素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）１１と、受光部分１３に不要な光が照射されるのを防止する目的で配置された遮光部材１４と、パッケージ１１の内側を封止するための透光性の蓋１５とから成る。
【０００４】
パッケージ１１の中央には固体撮像素子１２を収納し固定するための載置部１６を有する。また、固体撮像素子１２には、入射光を光電変換して信号電荷を生成する受光部分１３が形成されている。
【０００５】
固体撮像素子１２は、載置部１６に接着される。そして、固体撮像素子１２の電極と、パッケージ１１の内部端子(図示ぜず)とが、ボンディングワイヤー１７によって電気的に接続される。その後、遮光部材１４をパッケージ１１に接着し、接着剤を介して透光性の蓋１５で封止することにより固体撮像装置となる。
【０００６】
この遮光部材１４は、一般的には薄い金属板や樹脂板で形成されており、パッケージ１１の外部から固体撮像素子１２の周辺部や端部に光が直接入射するのを防止したり、入射光がボンディングワイヤー１７に入射して散乱光が発生するのを防止する。また、遮光部材１４は一般的に光を吸収するように黒色に加工しているので、入射光が固体撮像素子１２の表面で反射してこの反射光が漏光となって再度透明ガラスカバー１５の内側表面で反射し固体撮像素子１２の周辺部や端部に入射するのを防止する。
【０００７】
なお、近年においては、遮光部材１４の開口部を固体撮像素子表面に近づけることで、遮光部材１４と固体撮像素子１２の隙間から入る光を防止することも提案されている。
【特許文献１】特開平３−１７１６６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２７４３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の固体撮像装置では、本来レンズが集光すべき方向以外の方向から入射する斜めからの入射光を十分に防ぐことができず、散乱光を十分に防止できなかった。また、遮光部材の表面は反射防止のために黒色になっているが、光を１００％吸収するわけではなく、わずかに反射するため、その反射光によっても固体撮像素子１２は、本来生じ得ないはずの光信号（以下偽信号と称す）を出力するという問題があった。従って、本発明の固体撮像装置は上記問題点を鑑みて完成されたものであり、その目的は偽信号を生じさせないことでフレアを低減し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】
【０００９】
本発明の固体撮像装置は、上面に固体撮像素子の載置部を有する基体と、該基体の上面に前記載置部を取り囲むように設けられた側壁部と、該側壁部の内側に前記固体撮像素子を覆うように設けられるとともに前記固体撮像素子の直上に位置する部位に光透過窓が形成された遮光部材と、前記側壁部の上面に取着された透光性の蓋体とを具備する固体撮像装置において、前記遮光部材の上面を前記光透過窓の縁部から外周部に向かうに伴って下側に位置するように傾斜させたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の固体撮像装置において好ましくは、前記遮光部材の下面を前記光透過窓の縁部から外周部に向かうに伴って上側に位置するように傾斜させたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の固体撮像装置において好ましくは、前記遮光部材の表面を梨地状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の固体撮像装置は、遮光部材の上面を光透過窓の縁部から外周部に向かうに伴って下側に位置するように傾斜させたことにより、斜めからの入射光に対して光透過窓の上面側の縁部が光を防ぎ、固体撮像素子と遮光部材との隙間から光が進入することを効果的に遮断することができる。
【００１３】
また、遮光部材の上面の傾斜によって不要な入射光を外周側、すなわち光透過窓から遠ざけるように反射させることができるので、遮光部材上面で反射された光が再び蓋体等に反射されて光透過窓に進入するのを効果的に防止できる。
【００１４】
本発明の固体撮像装置は、遮光部材の下面を光透過窓の縁部から外周部に向かうに伴って上側に位置するように傾斜させたことにより、仮に遮光部材で遮断できずに光透過窓に光が進入した場合でも、遮光部材と基体との間で散乱した光を遮光部材の下面で外周側に良好に反射させることによって、散乱光や漏光が固体撮像素子に入射することをより有効に防止することができる。
【００１５】
本発明の固体撮像装置は、遮光部材の表面を梨地状としたことにより、遮光した光がわずかに遮光部材表面で反射したとしても、光が梨地状の表面で乱反射されることによって反射した光が固体撮像素子へ与える影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明の固体撮像装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の固体撮像装置の実施の形態の一例の断面図である。図１に示すように、１は固体撮像素子収納用パッケージ、２は固体撮像素子、３は固体撮像素子２の受光領域、４は遮光部材、５は透光性の蓋体、である。
【００１８】
パッケージ１は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックス，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックス，炭化ケイ素（ＳｉＣ）セラミックス，窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）セラミックス等の絶縁体が用いられる。
【００１９】
そして、例えばパッケージ１がアルミナセラミックスから成る場合であれば、酸化アルミニウム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製し、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状に成形してセラミックグリーンシート（セラミック生シートともいう）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに電気的な接続を行なうため配線層や貫通導体を、タングステン，モリブデン，マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤，溶媒，可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを使って従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法により形成するとともに、必要に応じてこれらを複数枚積層し、約１６００℃の高温で焼成することによって製作する。
【００２０】
なお、配線層はその露出する外表面にニッケル等の耐蝕性に優れた下地金属層を１〜２０μの厚さにめっき法で被着させ、その上に金等の耐蝕性に優れ、かつ良導電性である主導体層をめっき法により０．１〜２μｍの厚さに被着させておくと、配線層の酸化腐食を有効に防止するとともに配線層を外部電気回路基板の配線導体に半田等のろう材を介してろう付けする際、そのろう付け強度を強固となすことができる。
【００２１】
側壁部は固体撮像素子２を収納するための凹部を形成するためのものであり、基体１の一部から成るものでもよく、基体１の上面に取着されたものでもよい。側壁部の材料も基体１と同じであってもよく、異なるものでもよい。
【００２２】
固体撮像素子２をパッケージ１の載置部６に導電性接着剤を用い接着する。そして、固体撮像素子２と、パッケージ１の内部端子(図示ぜず)とを、従来周知のワイヤボンディング法でボンディングワイヤー７によって電気的に接続する。
【００２３】
ボンディングワイヤー７で接続した後、遮光部材４をパッケージ１に接着する。遮光部材４は例えば、アルミナセラミックス，ムライトセラミックス，窒化アルミニウムセラミックス，炭化ケイ素セラミックス，窒化ケイ素セラミックス等の無機材料、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属、プラスチック等が用いられる。
【００２４】
遮光部材４が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、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黒色顔料、有機バインダ、溶剤および可塑剤、分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のスプレイドライ法等を用いて顆粒化し、この顆粒を所望の形状のプレス金型によりプレス成形し、約１６００℃の高温で焼成することにより得られる。
【００２５】
また、遮光部材４をプラスチックで形成する場合には、従来周知の熱可塑性樹脂の成形原料に黒色顔料を添加し、所望の形状の射出成形金型で原料を射出成形することで得られる。射出成形金型の表面を梨地状とすれば、表面が梨地状の遮光部材４とすることができる。
【００２６】
本発明の固体撮像装置は、遮光部材４の上面が光透過窓４’の縁部から外周部に向かうに伴って下側に位置するように傾斜している。これにより、斜めからの入射光に対して光透過窓４’の上面側の縁部が光を防ぎ、固体撮像素子２と遮光部材４との隙間から光が進入することを効果的に遮断することができる。
【００２７】
また、遮光部材４の上面の傾斜によって不要な入射光を外周側、すなわち光透過窓４’から遠ざけるように反射させることができるので、遮光部材４上面で反射された光が再び蓋体５等に反射されて光透過窓４’に進入するのを効果的に防止できる。
【００２８】
遮光部材４の上面と載置部６との成す角度は１〜２０度であるのがよい。１度未満であると遮光部材４の上面と載置部６とが平行に近づき、固体撮像素子２に光透過窓４’に不要な光が進入することを効果的に遮断することが困難となる。また、２０度を超えると遮光部材４の厚みが大きくなり、固体撮像装置を小型化するのが困難になりやすい。
【００２９】
また、好ましくは、遮光部材４の下面が光透過窓４’の縁部から外周部に向かうに伴って上側に位置するように傾斜しているのがよい。これにより、仮に遮光部材４で遮断できずに光透過窓４’に光が進入した場合でも、遮光部材４と基体１との間で散乱した光を遮光部材４の下面で外周側に良好に反射させることによって、散乱光や漏光が固体撮像素子２に入射することをより有効に防止することができる。
【００３０】
遮光部材４の下面と載置部６との成す角度は１〜１０度であるのがよい。１度未満であると遮光部材４の下面と載置部６とが平行に近づき、固体撮像素子２に不要な光が進入することを効果的に遮断することが困難となる。また、１０度を超えると遮光部材４の厚みが大きくなり、固体撮像装置を小型化するのが困難になりやすい。
【００３１】
例えば、遮光部材４の上面および下面を上下対称の傾斜面とした場合、遮光部材４の中央部の光透過窓４’の縁部の厚みは、０．５ｍｍ〜２ｍｍが好ましい。縁部の厚みが０．５ｍｍ未満であると、斜めからの入射光を十分に遮蔽できない傾向がある。縁部の厚みが２ｍｍを超えると固体撮像装置の高さが高くなる傾向がある。
【００３２】
また、遮光部材４の上面および下面を上下対称の傾斜面とした場合、遮光部材４の上面と下面とのなす角度は２度〜２０度が好ましい。角度が２度未満になると、反射光が一部内側に向いて固体撮像素子２に不要な光が入射される傾向がある。また、角度が２０度を超えると、固体撮像装置の高さが高くなる傾向がある。
【００３３】
また好ましくは、遮光部材４の表面を梨地状とするのがよい。これにより、遮光した光がわずかに遮光部材４表面で反射したとしても、光が梨地状の表面で乱反射されることによって反射した光が固体撮像素子２へ与える影響を小さくすることができる。
【００３４】
ここで梨地状の表面とは、光が入射した場合に正反射せずに散乱光が生じるような粗面のことをいう。このような梨地状の表面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に従った測定方法における算術平均粗さＲａが０．２μｍ〜５μｍのものをいう。Ｒａが０．２μｍ未満の場合は反射光が散乱され難い傾向がある。Ｒａが５μｍを超えると散乱された光が固体撮像素子の１画素の大きさを超える場合があるので、散乱光が画像に影響を与えやすくなる傾向がある。
【００３５】
このような遮光部材４の表面を梨地状にする方法としては、例えば、遮光部材４がセラミックスから成る場合、焼成時の温度や時間を調整し、結晶粒径を調整することによって、表面が梨地状の遮光部材とすることができる。また、ブラスト法を用いて所望の梨地状の面とすることもできる。さらに、遮光部材４を射出成型により形成する場合、射出成型の金型に梨地面を形成しておいてもよい。
【００３６】
透光性の蓋体５は、サファイアやガラス等の光を透過し得る透光性の材料から成る。例えばガラスから成る場合、シリカ、アルミナ、カルシア、酸化バリウム等の粉末を混合、溶融した後に平板状に成形し、冷却した後に表面を研磨した後に、パッケージ寸法に応じて切断、面取りすることによって形成される。
【００３７】
なお、蓋体５には必要に応じてガラス表面に反射防止膜や、ＩＲカット膜等を形成しても良い。透光性の蓋体５は接着剤等で側壁部の上面に封着される。これにより固体撮像素子２が気密に封止された固体撮像装置となる。
【００３８】
なお、本発明は上述の最良の形態の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種々の変更を行うことは何等差し支えない。
【００３９】
例えば、遮光部材４の上面や下面は一定の角度で外周側に漸次傾斜している必要はなく、光透過窓４’付近では上面や下面のなす角度を大きく、外周側では小さくする等、変化させることはかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の固体撮像装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の固体撮像装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：固体撮像素子収納用パッケージ
２：固体撮像素子
４：遮光部材
４’：光透過窓
５：蓋体
６：載置部
【図１】
2006310379.tif 000003
【図２】
2006310379.tif 000004