(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に撮像素子の搭載部を有する基体、
前記搭載部を取り囲むように前記基体の上面側に配置された枠体、
前記基体の上面と該上面に対向する前記枠体の下面とを接合する接合層、
前記枠体の内側から前記基体の外側へ向かって前記接合層を貫通して延びる複数のリード端子を含み、
前記基体が、前記枠体よりも外側へ延出する延出部を有し、該延出部に、厚み方向に貫通する孔または前記上面から窪んだ凹所が形成され、前記孔または前記凹所と前記枠体との間に、厚み方向に貫通する開口部が形成されている撮像素子収納用パッケージと、
該撮像素子収納用パッケージの前記搭載部に搭載された撮像素子と、
前記枠体の上面に接合された、前記撮像素子を封止する蓋体と、
該蓋体の上方に配置されたレンズと、
前記延出部に固定された、前記レンズを支持する筐体とを含み、
該筐体は前記レンズの光軸に対して垂直に設けられたフランジ部分を有しており、該フランジ部分に設けられた凸部が前記延出部の前記孔または前記凹所に嵌合していることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
複数の前記リード端子の少なくとも一部は、前記枠体の内側から前記枠体の外側へ前記接合層を貫通して延び、前記枠体の外側に位置する一端が前記開口部に臨むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記接合層は、前記枠体側における幅よりも前記基体側における幅が広いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
平面視において前記基体が矩形状であり、該基体の各辺に対応する前記接合層は、複数の前記リード端子を有するリードフレームが前記リード端子の部分で前記接合層の幅方向に貫通していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
平面視において前記基体が矩形状であり、該基体が各辺において前記延出部および前記開口部を有しており、
前記リード端子は、前記基体の各辺において前記一端が前記開口部に臨むように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記接合層は、ヤング率が０．５〜２ＧＰａであり、且つガラス転移温度が１１０℃以
下である接合材によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記接合層は、硬化温度が５０〜１００℃の熱硬化性材料である接合材によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）およびＣ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等の撮像素子を収納するための、リード端子を具備した撮像素子収納用パッケージおよびそれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置に用いられる、撮像素子を収納するための撮像素子収納用パッケージは、上面に撮像素子の搭載部を有する基体と、搭載部を取り囲むように基体の上面側に配置された枠体と、基体の上面とその上面に対向する枠体の下面とを接合する接合層と、枠体の内側から基体の外側へ接合層を貫通して延びる複数のリード端子とを含んでいる。
【０００３】
例えば特許文献１に開示された撮像素子収納用パッケージでは、リード端子を形成するためのリードフレームに位置決め用の孔が形成され、そのリードフレームを基体と枠体との間に入れて重ね合わせたときに、その位置決め用の孔が外部に露出するように、基体および枠体に切欠き部が設けられて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像装置においては、レンズ等の光学系の部材と撮像素子との位置を高精度に合わせることが重要である。特許文献１に開示された撮像素子収納用パッケージのように、リードフレームに形成された孔を基準にして、搭載部に搭載された撮像素子と光学系の部材とを位置合わせする構造の場合は、撮像素子面に沿う面方向に関しては撮像素子と光学系の部材とを高精度に位置合わせすることができるが、撮像素子面に垂直な光軸方向に関しては、接合層の厚みのばらつきおよび接合層中での光軸方向におけるリードフレームの位置のばらつきによって、撮像素子面に対するリードフレームの位置の精度が十分なものとなり難いため、撮像素子と光学系の部材とを高精度に位置合わせすることが難しいという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像素子と光学系の部材との位置合わせの精度を向上させる点において有利な撮像素子収納用パッケージおよびそれを用いた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】
【０００７】
本発明の１つの態様による撮像装置に含まれる撮像素子収納用パッケージは、上面に撮像素子の搭載部を有する基体と、前記搭載部を取り囲むように前記基体の上面側に配置された枠体と、前記基体の上面と該上面に対向する前記枠体の下面とを接合する接合層と、前記枠体の内側から前記基体の外側へ向かって前記接合層を貫通して延びる複数のリード端子とを含み、前記基体は、前記枠体よりも外側へ延出する延出部を有し、該延出部に、厚み方向に貫通する孔または前記上面から窪んだ凹所が形成され、前記孔または前記凹所と前記枠体との間に、厚み方向に貫通する開口部が形成されている。
【０００８】
本発明の１つの態様による撮像装置は、上述の撮像素子収納用パッケージと、該撮像素子収納用パッケージの前記搭載部に搭載された撮像素子と、前記枠体の上面に接合された、前記撮像素子を封止する蓋体と、該蓋体の上方に配置されたレンズと、前記延出部に固定された、前記レンズを支持する筐体とを含み、該筐体は前記レンズの光軸に対して垂直に設けられたフランジ部分を有しており、該フランジ部分に設けられた凸部が前記延出部の前記孔または前記凹所に嵌合している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の１つの態様による撮像装置によれば、撮像素子が搭載される基体を介して、撮像素子と光学系の部材との位置合わせを行なうことができる。このため、撮像素子と光学系の部材とを、撮像素子面に沿う面方向に関して高精度に位置合わせすることができるだけではなく、撮像素子面に垂直な光軸方向に関しても高精度に位置合わせすることができる。
【００１０】
また、本発明の１つの態様による撮像装置によれば、延出部に上記のような開口部が形成されているので、位置決め用の孔等が形成されている部分に伝わる熱を開口部によって低減することができる。これにより、撮像素子で発生した熱による、位置決め用の孔等が形成されている部分の変形を抑制することができ、撮像素子と光学系の部材とが高精度に位置合わせされた撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像素子収納用パッケージを備える撮像装置を示す上面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線における撮像装置の断面図である。
【図３】光学系の部材が取り付けられた撮像装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における撮像素子収納用パッケージを備える撮像装置を示す上面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における撮像素子収納用パッケージを備える撮像装置を示す上面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における撮像素子収納用パッケージを備える撮像装置を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１を参照して本発明の第１の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１および撮像装置１０について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１を備える撮像装置１０を示す上面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線における撮像装置１０の断面図である。なお、図１では、後述する蓋体８および接着剤９を省略して撮像装置１０を図示している。
【００１３】
撮像素子収納用パッケージ１は、上面の中央部に、平面視で矩形状の撮像素子６の搭載部を有する基体２と、その搭載部を取り囲むように基体２の上面側に配置された枠体３と、基体２の上面とその上面に対向する枠体３の下面とを接合する接合層４と、枠体３の内側から基体２の外側へ向かって接合層４を貫通して延びる複数のリード端子５とを含んでいる。そして、基体２は、枠体３よりも外側へ延出する延出部２ａを有しており、その延出部２ａには、基体２を厚み方向に貫通する位置決め用の孔１１ａが形成されている。
【００１４】
また、図１および図２に示す例において、撮像装置１０は、撮像素子収納用パッケージ１と、撮像素子収納用パッケージ１の搭載部に搭載された撮像素子６と、撮像素子６とリード端子５とを電気的に接続するボンディングワイヤ７と、枠体３の上面に接合された、搭載部に搭載された撮像素子６を封止する蓋体８と、枠体３の上面と蓋体８の下面とを接合する接着剤９とを含んでいる。
【００１５】
基体２は、位置決め用の孔１１ａを精度良く形成することができる材料からなる。また、基体２は、搭載部に搭載された撮像素子６から発生する熱によって変形すると撮像素子６と光学系の部材との位置精度が悪くなることから、熱膨張係数が小さな材料からなるのが好ましい。さらに、撮像素子６から発生する熱を良好に放散させる点で、基体２は熱伝
導率が高い材料からなるのが好ましい。
【００１６】
また、基体２には撮像素子６の搭載位置に位置決め用のマーク（図示せず）を設けておいてもよい。このようなマークがあれば、撮像素子６を位置決め用の孔１１ａに対してより正確に位置決めできるようになる。なお、基体２を金属の打抜き加工で形成する場合には、位置決め用マークは、位置決め用の孔１１ａを打ち抜くのと同時に刻印等で形成することもできる。このようにすると、位置決め用マークと位置決め用の孔１１ａとの相対位置がずれる可能性が低減される。
【００１７】
例えば基体２が金属材料からなる場合は、その材料例は、４２アロイまたはステンレス等である。また、例えば基体２がセラミック材料からなる場合は、その材料例は、酸化アルミニウム質セラミックス、ムライト質セラミックス、炭化ケイ素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたは窒化ケイ素質セラミックス等である。これらセラミック材料の中では熱伝導率の点に関して、炭化ケイ素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたは窒化ケイ素質セラミックスが好ましい。
【００１８】
基体２は、平面視での形状が矩形状である板状の部材である。基体２を平面視したときのサイズは、例えば、短辺が１０〜４０ｍｍ程度であり、長辺が１８〜７５ｍｍ程度である。また、基体２の厚みは、例えば０．５〜３ｍｍ程度である。
【００１９】
基体２は、金属材料からなる場合であれば、例えば所定の厚さに圧延された金属材料からなる板材に適当な打抜き加工等を施して所定形状とすることによって作製される。この場合に、位置決め用の孔１１ａは、例えばドリル加工によって、基体２の延出部２ａとなる領域における所定の位置に形成される。
【００２０】
基体２は、例えば窒化ケイ素質セラミックスからなる場合であれば、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化イットリウム等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤および溶剤を添加混合した泥漿物に、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法を採用することによって、セラミックグリーンシート（セラミック生シート）を形成する。次に、このセラミックグリーンシートに適当な打抜き加工等を施して所定形状とするとともに、必要に応じて複数枚を積層して成形体とする。しかる後、これを窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気にて１６００〜２０００℃の温度で焼成することによって基体２が作製される。この場合に、位置決め用の孔１１ａは、例えばレーザ加工によって、基体２の延出部２ａとなる領域における所定の位置に形成される。
【００２１】
枠体３は、基体２を構成する材料と同じ熱膨張係数を有する材料からなるのが好ましく、例えば基体２と同じ材料からなる。これにより、基体２と枠体３との熱膨張係数の差に起因する熱応力の発生を抑制でき、撮像素子収納用パッケージ１全体として変形し難くすることができる。さらに、基体２および枠体３と接合層４との接合界面において剥離が生じるのを有効に防止することができ、気密信頼性の高い撮像素子収納用パッケージ１とすることが可能となる。
【００２２】
枠体３は、平面視で矩形状の外形を有する板材の面方向の中央部に、基体２の搭載部よりも大きなサイズを有する、平面視で矩形状の開口を有する貫通部を形成することによって構成される。枠体３を平面視したときの外形のサイズは、図１および図２に示す例において、短辺の長さが基体２の短辺の長さと同一であり、長辺の長さが基体２の長辺の長さよりも短く、１５〜５５ｍｍ程度である。また、枠体３の厚みは、例えば０．５〜３ｍｍ程度である。
【００２３】
枠体３は、例えば金属材料または窒化ケイ素質セラミックスからなる場合であれば、上
記した方法と同様の方法によって作製することができる。
【００２４】
枠体３は、その外形における長辺の延びる方向が、基体２の長辺の延びる方向に一致し、かつその開口内に基体２の搭載部が位置するように基体２の上方側に配置されて、接合層４によって基体２に接合される。
【００２５】
ここで、枠体３の外形における長辺の長さは基体２の長辺の長さよりも短いので、上記のように配置して基体２と枠体３とを接合することにより、上方から見たときに、基体２の一部が枠体３よりも外側へ延出する。このように基体２のうち枠体３よりも外側へ延出する部分が、延出部２ａに相当する。
【００２６】
図１に示す例では、延出部２ａは、基体２の長辺の延びる方向に対して、枠体３の両側に存在している。そして、各延出部２ａには、位置決め用の孔１１ａが１つずつ形成されている。また、各延出部２ａには、位置決め用の孔１１ａ以外に、光学系の部材をこの延出部２ａに固定するために用いられる固定用の孔１１ｂが形成されている。図１に示す例では、一方の延出部２ａには固定用の孔１１ｂが１つ形成され、他方の延出部２ａには固定用の孔１１ｂが２つ形成されている。
【００２７】
リード端子５は、銅、銅合金、鉄−ニッケルーコバルト合金または４２アロイ等の金属からなる。リード端子５は、これらの金属からなる板材を、従来周知のスタンピング金型を用いた打抜き加工により、外周部に枠を有するとともにその枠の内周から内側に延出するように複数のリード端子５が配設された形状のリードフレームを形成し、打抜き金型等を用いて、そのリードフレームの枠を切断加工することによって作製される。
【００２８】
図１に示す例では、複数のリード端子５は、それぞれ枠体３の内側から基体２の一方の長辺側の側面よりも外側へ向かって基体２の短辺に平行に延びる一群のリード端子５と、それぞれ枠体３の内側から基体２の他方の長辺側の側面よりも外側へ向かって基体２の短辺に平行に延びる一群のリード端子５とからなっている。
【００２９】
接合層４を構成する接合材は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂である。この接合材には、例えばビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂またはフェノールノボラック型液状樹脂等からなる主剤に、球状の酸化珪素等から成る充填材、テトラヒドロメチル無水フタル酸等の酸無水物などを主とする硬化剤および着色剤としてカーボン紛末等を添加し、遠心攪拌機等を用いて混合および混練して、ペースト状としたものが使用される。
【００３０】
このペースト状の熱硬化性樹脂からなる接合材は、従来周知のスクリーン印刷法やディスペンス法等によって、基体２の上面における搭載部の周囲部分および枠体３の下面の全体にわたって所定の厚みにそれぞれ塗布される。これらをトンネル式の雰囲気炉またはオーブン等で乾燥させることによって、基体２および枠体３に接合材が被着される。
【００３１】
このようにして接合材がそれぞれ被着された基体２および枠体３の各接合材間に、複数のリード端子５が形成されたリードフレームを挟み込んだ状態で、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等に通炉させ、約１５０℃で約９０分間加熱することで接合材を完全に硬化させることにより、基体２、枠体３および複数のリード端子５が、接合層４によって強固にかつ気密に接合される。しかる後、打抜き金型等を用いてリードフレームの枠を切断加工することによって、撮像素子収納用パッケージ１が完成する。
【００３２】
なお、接合材としては、この他にも例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、特殊ノボラック型エポキシ樹脂、フェノール誘導体エポキシ樹脂またはビスフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂に、イミダゾール系、アミン系、リン系、ヒドラジン系、イミダゾールアダクト系、アミンアダクト系、カチオン重合系またはジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したもの等を使用することができる。
【００３３】
接合層４は、例えば、ヤング率が０．５〜２ＧＰａであり、且つガラス転移温度が１１０℃以下である接合材によって形成されている。なお、このヤング率およびこれ以降の説明におけるヤング率は、常温（約５〜３５℃）における値である。
【００３４】
接合層４のヤング率が０．５ＧＰａ以上であれば、リード端子５に超音波ボンディング法でボンディングワイヤ７を接続するときに、接合層４でワイヤボンド時の超音波が吸収されにくくなる。そのため、リード端子５に対するワイヤボンディング性を向上させることが容易になる。また、ヤング率が２ＧＰａ以下であれば、基体２および枠体３と接合層４との熱膨張係数の違いに起因して発生する応力によって基体２に反りが発生することが効果的に抑制される。そのため、例えば基体２の反りに起因して撮像素子６の高さ方向の精度が低下する可能性が効果的に低減される。
【００３５】
また、（熱膨張係数の違いによって発生する応力で基体２に反りが発生しやすくなるが、）ガラス転移温度が１１０℃以下であると、例えば接合層４が熱硬化性の材料（上記の熱硬化性樹脂等）であるときに、接合層４を硬化させるためにかかる時間を短縮するために高温で硬化させたとしても、撮像素子６の高さ方向の精度を低下させる応力は接合層４のガラス転移温度以下（１１０℃）でしか加わらない。そのため、撮像素子６の高さ精度の向上およびその確保が容易になるので好ましい。
【００３６】
なお、このようなヤング率およびガラス転移温度を有する接合層４の接合材としては、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂のうちでも、２官能エポキシ樹脂が挙げられる。この場合には、ガラス転移温度が低くとも靱性が高い硬化物としやすいビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂からなる主剤を用いる。また、この主剤が硬化した樹脂よりもヤング率の低いシリコンゴム、シリコンレジン、ＬＤＰＥ（Low Density Polyethylene：低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（High Density Polyethylene：高
密度ポリエチレン）、ＰＭＭＡ（Polymethyl Methacrylate：ポリメチルメタクリレート
）、架橋ＰＭＭＡ、ポリスチレン、架橋ポリスチレン、エチレン−アクリル共重合体、ポリメタクリル酸エチル、ブチルアクリレートまたはウレタン等の軟質微粒子等から成る充填材を含有させる。これらの混合物に、ガラス転移温度が低くとも靱性が高い硬化物のできやすい触媒型硬化剤であるイミダゾールもしくはアミン錯体等、または触媒型硬化剤ではないが低温で硬化させることができるアミンアダクトもしくはポリアミド等を、主な硬化剤としてさらに含有させる。以上の材料を含んだ接合材を用い、混練してペースト状としたものが、接合層４用の接合材（未硬化のもの）として使用される。
【００３７】
接合層４を形成している接合材は、例えば、その硬化温度が５０〜１００℃の熱硬化性材料である。接合材について、その硬化温度が５０℃以上であれば、気候や室内環境によって接合材が必要時以外に硬化開始するような可能性が低減される。仮に、不要時に硬化が始まった接合材を使用した場合には、接合材となる未硬化物（樹脂）の回り込み性が低下しやすくなる可能性がある。また、接合材の硬化温度が１００℃以下であると、基本的にその硬化温度（１００℃）以上には接合層４が加熱されない。つまり、接合層４のガラス転移温度まで上昇する可能性が低減されるため、撮像素子６の高さ方向の精度を低下させる応力は低温域でしか加わらないため熱応力が低減される。したがって、熱応力による基体２の反り等による撮像素子６の高さ精度の低下が効果的に抑制されるので好ましい。
【００３８】
なお、このような接合層４の接合材としては、例えば、溶剤が揮発しにくい低温で硬化させるため、溶剤を含まなくとも印刷性を確保できるように、熱硬化性のエポキシ樹脂のうちでも粘度の低いｊＥＲ８０６（商標、三菱化学製）の様なビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂からなる主剤を用いる。これに、熱膨張係数を低下させる充填材をさらに含み、１００℃以下の温度で硬化するアミキュアＰＮ２３(味の素製)の様なアミンアダクトを主な硬化剤として含んだ接合材（未硬化の混合物）を用いる。この接合材を混練してペースト状としたものが、接合層４用の接合材として使用される。
【００３９】
以上のような未硬化のものが加熱されることによって硬化して接合層４が形成され、この接合層４によって基体２および枠体３が互いに接合される。また、接合層４内に、接合層４を貫通するようにして、リード端子５を含むリードフレームが配置される。
【００４０】
また、接合材としては、樹脂以外にも低融点ガラスを用いることができる。この場合には、例えば、酸化鉛５６〜６６質量％、酸化硼素４〜１４質量％、酸化珪素１〜６質量％および酸化亜鉛１〜１１質量％を含むガラス成分に、フィラーとして酸化ジルコニウムシリカ系化合物を４〜１５質量％添加して得られるガラス組成粉末に、適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して得たガラスペーストを用いることができる。
【００４１】
このガラスペーストからなる接合材は、従来周知のスクリーン印刷法によって、基体２の上面における搭載部の周囲部分および枠体３の下面の全体にわたって所定の厚みに積層印刷塗布する。これを約４３０℃の温度で焼成することによって、基体２および枠体３に接合材が被着される。
【００４２】
このようにして接合材がそれぞれ被着された基体２および枠体３の各接合材間に、複数のリード端子５が形成されたリードフレームを挟み込んだ状態で、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等に通炉させ、約４７０℃に加熱することで接合材を溶融して固着させることにより、基体２、枠体３および複数のリード端子５が接合層４によって強固にかつ気密に接合される。しかる後、打抜き金型等を用いてリードフレームの枠を切断加工することによって、撮像素子収納用パッケージ１が完成する。
【００４３】
また、例えば図１に示す例のように、接合層４は、枠体３側における幅よりも基体２側における幅が広いことが好ましい。この場合には、撮像素子６の高さ方向の位置精度を向上させる上で有効な撮像素子収納用パッケージ１を提供することができる。これは次のような理由による。基体２の上面と枠体３の下面とに、基体２および枠体３とは異なる熱膨張係数を持つ接合層４を形成した場合には、基体２から離れた枠体３側の位置にある接合層４ほど熱膨張係数差による熱応力が大きくなる。この熱応力の分布（傾斜）に起因して、基体２を反らせるようにモーメント力が働く。このときに、基体２側の接合層４について枠体３側における幅よりも基体２側における幅が広いことによって、枠体３を十分な強度で基体２と接合させることができる。また同時に、枠体３側の接合層４の幅が狭いことによって、基体２の反りの発生を小さく抑えることができる。したがって、上記のようなモーメント力が働いたとしても基体２の反りが抑制されるので、撮像素子６の高さ方向の精度が向上するので好ましい。
【００４４】
なお、基体２の上面に被着される接合材の幅に比べて枠体３の下面に被着される接合材の幅を小さく形成することで、接合層４について、枠体３側における幅に比べて基体２側の幅を広く形成することができる。
【００４５】
また、この実施形態の例では、平面視において基体２が矩形状であり、基体２の各辺における接合層４は、リード端子５が形成されたリードフレームが接合層４の幅方向（各図におけるｘ−ｙ方向）に貫通している。接合層４を幅方向に貫通しているリードフレーム
は、リードフレームのうち枠の部分またはリード端子５である。これらの枠およびリード端子５は、平面視において、それぞれ枠体３よりも内側の部分から外側の部分に抜け出るように貫通している。
【００４６】
この場合にも、撮像素子６の高さ方向の精度が向上するので好ましい。すなわち、有機樹脂（接着剤）である接合層４に比べると、金属材料であるリード端子５は、その熱膨張係数が基体２および枠体３の熱膨張係数により近い。そのため、リード端子５が接合層４の幅方向に貫通していることで、接合層４の見かけの熱膨張係数（接合層４およびその内部に位置しているリードフレームの一部）（図１では図示せず）が基体２に近付くようになり、基体２の反りの発生を小さく抑えることができる。したがって、基体２の反りによる撮像素子６の高さ方向の位置精度の低下が効果的に抑制される。
【００４７】
なお、リードフレームの枠を切断加工した後に、各リード端子５の表面に２μｍ程度の厚みのニッケルめっき層、およびその上に０．０５μｍ程度の厚みの金めっき層を順次被着させておくことが好ましい。これにより、撮像素子６とリード端子５とを金線またはアルミニウム線等のボンディングワイヤ７によって電気的に接続することが容易になるとともに、リード端子５における基体２よりも外側に配置された部位が、外部の電子回路基板（図示せず）の配線導体に半田接合される際にその接合が容易になる。
【００４８】
また、リード端子５を構成する金属としては、電気抵抗の小さな銅を用いるのが好ましいが、この場合は、接合材として樹脂を用いなければ気密性を確保することが難しい。したがって、接合材として低融点ガラスを用いる場合には、リード端子５を構成する金属として４２アロイ等を用いることにより、接合材とリード端子５との熱膨張係数を合わせる必要がある。
【００４９】
また、近年の撮像装置においては信号伝送に差動線路が用いられるため、接合層４を構成する接合材として樹脂からなる接合材を使用することで、特性インピーダンスを１００Ωに整合させ易くなる。このような観点から、樹脂からなる接合材を用いる方が電気特性的には好ましい。
【００５０】
また、基体２の上面に被着される接合材と枠体３の下面に被着される接合材とは、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。基体２の上面に被着される接合材と枠体３の下面に被着される接合材とを異ならせることにより、特性インピーダンスの微調整が容易になる。例えば、予め調整した接合材の特性が目標とする値から多少ずれてしまったとしても、接合材を作り直すのではなく、基体２および枠体３の一方側にその予め調整した接合材を被着させ、他方側にその予め調整した接合材の誘電率とは異なる誘電率を有する接合材を作製して被着させることにより、変更の工数を減らせるとともに、詳細に特性インピーダンスの微調整ができるようになる。
【００５１】
撮像素子６は、ＣＣＤおよびＣ−ＭＯＳ等の画像センサである。撮像素子６は、基体２の延出部２ａに形成された位置決め用の孔１１ａを基準として位置合わせして、例えば銀エポキシ樹脂等の接着剤を介して、基体２の上面の搭載部に接着される。その後、金線またはアルミニウム線等のボンディングワイヤ７を用いて、撮像素子６の端子と複数のリード端子５とがそれぞれ電気的に接続される。
【００５２】
蓋体８は、透光性を有する材料からなり、その材料例としては、ガラスまたは水晶等である。蓋体８としては、基体２および枠体３と熱膨張係数が近いものを使用するのが好ましく、これにより、組立時の熱履歴および使用中の温度変化による変形を抑制することができる。
【００５３】
接着剤９としては、例えば紫外線硬化型のエポキシ樹脂が用いられる。接着剤９は、枠体３の上面にディスペンス法を用いて適量全周にわたって塗布され、蓋体８を枠体３の開口を閉塞するように枠体３の上面に載置した後に、紫外線を照射することで硬化する。これにより、撮像素子６が撮像素子収納用パッケージ１によって気密に封止された撮像装置１０が完成する。
【００５４】
図３は、図１および図２に示す撮像装置１０に、光学系の部材を取り付けた状態の装置の断面図を示している。図３に示す撮像装置１０は、筐体１２と、光学系の部材であるレンズ１３と、固定ねじ１４とをさらに含んでいる。なお、図３において、１５はリードフレームの一部を示している。
【００５５】
筐体１２は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料または鉄−ニッケル合金等の金属材料からなる筒状の部材であり、後述するようにレンズ１３を支持する機能を有する。この筐体１２の内周面に、例えば円形状の凸レンズ等のレンズ１３の外周面が接合されて、レンズ鏡筒が構成されている。レンズ鏡筒は、外部の光を搭載部に搭載された撮像素子６に導いて結像させるための部材である。
【００５６】
筐体１２は、筒状の本体部分１２ａと本体部分１２ａの下端にレンズ１３の光軸に対して垂直に設けられた外向きのフランジ部分１２ｂとを有し、フランジ部分１２ｂには、基体２の延出部２ａに形成された位置決め用の孔１１ａに嵌合させることができる凸部（図示せず）が、その下面から下方に突出するように２つ設けられている。この２つの凸部は、基体２の延出部２ａに形成された２つの位置決め用の孔１１ａの位置関係に対応した位置関係となるように設けられている。
【００５７】
この２つの凸部は、レンズ１３に対する位置合わせの基準となる部位である。この２つの凸部を基体２の延出部２ａに形成された２つの位置決め用の孔１１ａにそれぞれ嵌合させることにより、その位置決め用の孔１１ａを基準として位置合わせされて搭載部に搭載された撮像素子６と、この２つの凸部に対して一定の位置関係にあるレンズ１３とを、撮像素子６の撮像面の面方向に関して位置合わせすることができる。
【００５８】
さらに、この２つの凸部を基体２の延出部２ａに形成された２つの位置決め用の孔１１ａにそれぞれ嵌合させることによって、フランジ部分１２ｂの下面と基体２の上面とが面接触することにより、本体部分１２ａの軸線方向に関して位置合わせすることができる。すなわち、フランジ部分１２ｂの下面に対して一定の位置関係にあるレンズ１３と基体２の上面に搭載された撮像素子６とを、撮像素子６の撮像面に垂直な光軸方向に関して位置合わせすることができる。
【００５９】
フランジ部分１２ｂには、２つの凸部以外に、３つのねじ孔１２ｃが形成されており、各ねじ孔１２ｃは、その２つの凸部を、基体２の延出部２ａに形成された２つの位置決め用の孔１１ａにそれぞれ嵌合させたときに、各延出部２ａに形成された固定用の孔１１ｂにそれぞれつながるように配設されている。筐体１２は、このねじ孔１２ｃに、基体２の延出部２ａに形成された固定用の孔１１ｂに対して下方側から挿入された固定ねじ１４をねじ止めすることによって、基体２の延出部２ａに固定される。これにより、レンズ１３が撮像素子６に対して、撮像素子６の撮像面の面方向および撮像面に垂直な光軸方向に関して高精度に位置合わせされた状態で保持される。
【００６０】
本実施形態の撮像素子収納用パッケージ１によれば、撮像素子６が搭載される基体２を介して、撮像素子６と光学系の部材との位置合わせを行なうことができる。このため、撮像素子６と光学系の部材とを、撮像素子６の撮像面に沿う面方向に関して高精度に位置合わせすることができるだけではなく、撮像面に垂直な光軸方向に関しても高精度に位置合
わせすることができる。
【００６１】
また、本実施形態の撮像装置１０によれば、撮像素子６と光学系の部材とが高精度に位置合わせされた撮像装置１０を実現することができる。
【００６２】
本実施形態では、基体２の延出部２ａに、位置決め用の孔１１ａとして基体２を貫通する貫通孔が形成されているが、他の実施形態では、位置決め用の孔１１ａとして、例えば基体２の短辺側で開口する切欠きが形成されてもよい。また、さらに他の実施形態では、基体２の延出部２ａに、位置決め用の孔１１ａに代えて基体２の上面から窪んだ凹所が形成されてもよい。
【００６３】
なお、基体２および枠体３がともにセラミック材料からなる場合には、黒色セラミックスを使用するのが好ましい。また、基体２および枠体３がともに金属材料からなる場合には、サンドブラスト等によって表面を荒らしたり、黒染め等の加工をしたりすることによって、光沢度を低下させるのが好ましい。これにより、撮像装置１０において、不要な迷光が撮像素子６に入射することを防止することができる。
【００６４】
また、接合層４を構成する接合材および接着剤９は、常温（２０℃）でのヤング率が３ＧＰａを超えると、基体２、枠体３および蓋体８の熱膨張係数の違いによって、撮像素子収納用パッケージ１に反りが発生し易くなり、撮像素子６に応力が加わったり部分的に焦点からずれ易くなったりする。したがって、接合層４を構成する接合材および接着剤９は、熱膨張係数の差による応力を緩和できるように、常温でのヤング率を３ＧＰａ以下とすることが好ましい。
【００６５】
さらに、接合層４を構成する接合材は、１５０℃でのヤング率が１００ＭＰａを超えると、撮像素子６を基体２の搭載部に搭載する場合の熱によって接合層４にクラックが発生し易くなる。したがって、接合層４を構成する接合材は、１５０℃でのヤング率を１００ＭＰａ以下とすることが好ましい。
【００６６】
（第２の実施形態）
図４を参照して、本発明の第２の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１Ａおよび撮像装置１０Ａについて説明する。図４は、本発明の第２の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１Ａを備える撮像装置１０Ａを示す上面図である。なお、図４では、蓋体８および接着剤９の図示を省略して撮像装置１０Ａを図示している。
【００６７】
本実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１Ａにおいて、上記した第１の実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１と異なる点は、延出部２ａにおいて、位置決め用の孔１１ａと枠体３との間に、基体２を厚み方向に貫通する開口部１６が形成されている点である。
【００６８】
この撮像装置１０Ａは、撮像素子収納用パッケージ１Ａと、撮像素子収納用パッケージ１Ａの搭載部に搭載された撮像素子６と、撮像素子６とリード端子５とを電気的に接続するボンディングワイヤ７と、枠体３の上面に接合された、搭載部に搭載された撮像素子６を封止する蓋体８と、枠体３の上面と蓋体８の下面とを接合する接着剤９とを含んでいる。
【００６９】
開口部１６は、基体２の長辺の延びる方向に対して、枠体３の短辺側の側面から、位置決め用の孔１１ａおよび固定用の孔１１ｂよりも枠体３寄りの位置にわたって、基体２の短辺に平行に延びるように形成されている。これにより、延出部２ａにおいて、位置決め用の孔１１ａおよび固定用の孔１１ｂが形成されている部分である基体２の長辺間にわた
って基体２の短辺に平行に延びる部分は、その長手方向の両端部を介して、基体２における枠体３の下方に配置される部分に連なっている。
【００７０】
近年、撮像装置においては、データ伝送量が増大することに伴って、撮像素子６からの発熱量が増大しているが、本実施形態の撮像素子収納用パッケージ１Ａによれば、延出部２ａに上記のような開口部１６が形成されているので、位置決め用の孔１１ａおよび固定用の孔１１ｂが形成されている部分に伝わる熱を開口部１６によって低減することができる。これにより、撮像素子６で発生した熱による、位置決め用の孔１１ａおよび固定用の孔１１ｂが形成されている部分の変形を抑制することができ、撮像装置１０Ａにおいて、撮像素子６と光学系の部材とが高精度に位置合わせされた状態を維持することができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
図５を参照して、本発明の第３の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１Ｂおよび撮像装置１０Ｂについて説明する。図５は、本発明の第３の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１Ｂを備える撮像装置１０Ｂを示す上面図である。なお、図５では、蓋体８および接着剤９の図示を省略して、撮像装置１０Ｂを図示している。
【００７２】
本実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１Ｂにおいて、上記した第２の実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１Ａと異なる点は、複数のリード端子５の一部が、枠体３の内側から枠体３の外側へ向かって接合層４を貫通して延び、枠体３の外側に位置する一端が開口部１６に臨むように設けられている点である。言い換えれば、複数のリード端子５は、その長さ方向の一部が開口部１６内に位置しているもの（５ａ）を含んでいる。
【００７３】
この撮像装置１０Ｂは、撮像素子収納用パッケージ１Ｂと、撮像素子収納用パッケージ１Ｂの搭載部に搭載された撮像素子６と、撮像素子６とリード端子５とを電気的に接続するボンディングワイヤ７と、枠体３の上面に接合された、搭載部に搭載された撮像素子６を封止する蓋体８と、枠体３の上面と蓋体８の下面とを接合する接着剤９とを含んでいる。
【００７４】
一端が開口部１６に臨むように設けられている複数のリード端子５（５ａ）は、それぞれ枠体３の内側から枠体３の一方の短辺側の側面よりも外側へ向かって基体２の長辺に平行に延び、一端が一方の延出部２ａに形成された開口部１６に臨むように設けられる一群のリード端子５（５ａ）と、それぞれ枠体３の内側から枠体３の他方の短辺側の側面よりも外側へ向かって基体２の長辺に平行に延び、一端が他方の延出部２ａに形成された開口部１６に臨むように設けられる一群のリード端子５（５ａ）とからなっている。
【００７５】
本実施形態の撮像素子収納用パッケージ１Ｂによれば、延出部２ａに形成された開口部１６をリード端子５（５ａ）を導出するための開口部として利用することで、矩形状の搭載部の各辺に対応して、複数のリード端子５，５ａを設けることが可能となり、多ピン化された撮像素子６にも対応することができる。
【００７６】
また、位置決め用の孔１１ａが、基体２の長辺の延びる方向に対して、リード端子５（５ａ）よりも外側に存在しているので、換言すれば、位置決め用の孔１１ａと搭載部との間隔が広いので、撮像素子６を搭載部に搭載する際の位置精度を向上させることができる。さらに、例えば第２の実施形態に比べて、電気特性的に好ましい。すなわち、その長さ方向の一部が開口部１６内に位置するリード端子５（５ａ）に対しては、開口部１６を有する延出部２ａがグランド（接地導体）として働くため、リード端子５（５ａ）のインピーダンスの調整が容易になるため、電気特性的に好ましい。
【００７７】
（第４の実施形態）
図６を参照して、本発明の第４の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１Ｃおよび撮像装置１０Ｃについて説明する。図６は、本発明の第４の実施形態における撮像素子収納用パッケージ１Ｃを備える撮像装置１０Ｃを示す上面図である。なお、図６では、蓋体８および接着剤９の図示を省略して、撮像装置１０Ｃを図示している。
【００７８】
本実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１Ｃにおいても、平面視において、基体２の形状が矩形状である。また、本実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１Ｃにおいて上記した第３の実施形態に係る撮像素子収納用パッケージ１Ｂと異なる点は、平面視において、矩形状である基体２の各辺において基体２が延出部２ａを有している点である。また、複数のリード端子５の全部が、基体２の４つの辺のそれぞれの辺において一端が開口部１６に臨むリード端子５（５ａ）とされている点である。
【００７９】
すなわち、平面視において基体２が矩形状であるとともに各辺において延出部２ａを有しており、リード端子５は、基体２の各辺において、その長さ方向の一部が開口部１６内に位置して設けられている。図６に示す例では、全てのリード端子５が上記形態のリード端子５（５ａ）である。このような場合にも、矩形状の基体２の各辺に対応して、複数のリード端子５（５ａ）を設けることが可能となり、多ピン化された撮像素子６にも対応することができる。また、リード端子５（５ａ）に対して開口部１６を有する延出部２ａがグランド（接地導体）として働くため、複数のリード端子５（５ａ）（つまり、より多数のリード端子５）のインピーダンスの調整が容易になるため、電気特性的に好ましい。
【００８０】
また、図６に示す例では、全てのリード端子５（５ａ）が、基体２の延出部によって保護された形態にもなっているため、例えば搬送または撮像素子６の封止作業等の取扱い中に、誤ってリード端子５（５ａ）が曲がったり傷付いたりする可能性が効果的に低減されている。そのため、リード端子５の外部接続時の信頼性および作業性等を向上させる上でも有利な撮像素子収納用パッケージ１Ｃおよび撮像装置１０Ｃを提供することができる。
【００８１】
平面視において、矩形状である基体２の各辺において基体２が延出部２ａを有しているときには、図６に示す例のように、各辺の延出部２ａについて、互いに隣り合うもの同士がつながっているものであってもよい。言い換えれば、延出部２ａは、平面視で基体２の全周にわたるものでもよい。
【００８２】
矩形状の基体２の各辺の延出部（各辺の個々の延出部としては符号なし）が、互いに隣り合うもの同士がつながって１つの延出部２ａになっている場合には、延出部２ａとしての剛性が高められる。そのため、延出部２ａの変形が効果的に抑制される。これによって、例えば、延出部２ａにおける位置決め用の孔１１ａの位置精度が向上し、筐体１２に対する基体２の搭載部に搭載された撮像素子６の位置精度が向上する。
【００８３】
なお、撮像装置１０を外部の電子回路基板(図示せず)に実装する場合は、リード端子５（５ａ）を電子回路基板の端子に半田付け等で電気的に接続すればよい。このときに、リード端子５（５ａ）の先端の高さを基体２の下面とほぼ同じ高さにしてもよい。このようにした場合には、基体２の下面も外部の電子回路基板に接続して、撮像装置１０の熱放散性を向上させることも容易である。
【００８４】
また、開口部１６に臨むリード端子５（５ａ）の周囲および基体２と外部の電気回路基板との隙間を、誘電率を調整した樹脂材料（図示せず）で充填してもよい。このような充填を行なうと、開口部１６の周囲の基体２がダムの役割を果たして、一定の高さで樹脂を充填できるので、リード端子５（５ａ）のインピーダンスを適切な値に容易に調整することもできる。また、熱放散性も向上する。
【００８５】
樹脂材料の誘電率は、例えば、使用する樹脂の種類、樹脂とは比誘電率が異なるフィラー粒子の添加または樹脂材料の空隙率等によって、適宜調整することができる。この樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００８６】
リード端子５（５ａ）の先端の高さを基体２の下面とほぼ同じ高さにするには、例えば図１（ｂ）に示す例のように、リード端子５（５ａ）の外側の端部分が下方向に曲がった（折れた）形状にすればよい。リード端子５（５ａ）の外側の端部分は、例えば機械的な曲げ加工で所定の形状に曲げることができる。
【００８７】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、基体２の延出部２ａについて、さらに補強用のリブ（図示せず）を付加したり、またはエンボス加工（図示せず）等の追加加工を施したりしてもよい。この場合には、延出部２ａにおける基体２の剛性を高めて、位置決め用の孔１１ａの位置精度の向上に有利な形態とすることができる。このような追加加工は、例えば図６に示す形態における延出部２のコーナー部のような、面積が比較的広い部位に施すようにすれば、剛性の向上の効果、および加工の作業性の点で有利である。
【符号の説明】
【００８８】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  撮像素子収納用パッケージ
２  基体
２ａ  延出部
３  枠体
４  接合層
５、５ａ  リード端子
６  撮像素子
７  ボンディングワイヤ
８  蓋体
９  接着剤
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  撮像装置
１１ａ  位置決め用の孔
１１ｂ  固定用の孔
１２  筐体
１２ａ  本体部分
１２ｂ  フランジ部分
１２ｃ  ねじ孔
１３  レンズ
１４  固定ねじ
１５  リードフレームの一部
１６  開口部
【図１】
0006567934.tif 000002
【図２】
0006567934.tif 000003
【図３】
0006567934.tif 000004
【図４】
0006567934.tif 000005
【図５】
0006567934.tif 000006
【図６】
0006567934.tif 000007