(57)【要約】【課題】剥離することなくカバーガラスにより固体撮像素子を気密封止する固体撮像素子の封止方法を提供する。【解決手段】カバーガラス５を側壁部４の上面４に貼り合せた状態で光を照射すると、まず、切り欠き１１の箇所以外の上面１３に塗布した少量の光硬化性樹脂１２が硬化するが、この時、切り欠き１１の箇所に塗布した光硬化性樹脂１２は多量であるためにまだ硬化しておらず、かつ、通気孔は確保されているためにカバーガラス５内部の換気が行うことができる。したがって、内外の気圧差を生じないのでカバーガラス５が剥離を起こすことがない。時間経過すると切り欠き１１の箇所に塗布された多量の光硬化性樹脂１２は流動性によって徐々に通気孔１５に流入して、通気孔１５を閉塞したまま硬化する。これにより、通気孔１５が開いたままにならないので、微小なゴミなどがカバーガラス５内部に進入することで固体撮像装置１が動作不良を起こすことがない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ基板上に実装された固体撮像素子を、この固体撮像素子の受光エリアに面した開口を有し、前記固体撮像素子の側面を取り囲むように前記パッケージ基板と一体に形成された枠形状の側壁部に上方から透明なカバープレートを光硬化性樹脂により接着することで気密封止する固体撮像素子の気密封止方法において、
前記カバープレートの端部に１以上の切り欠きを設けることで前記カバープレートの内部を換気する通気孔を確保するとともに、この切り欠きの位置に対応する前記側壁部の上面に他の上面よりも多量の光硬化性樹脂を塗布し、前記カバープレートを前記側壁部に貼り合せて光を照射することで前記他の上面に塗布した光硬化性樹脂が前記多量の光硬化性樹脂に先立って硬化する一方、前記多量の光硬化性樹脂は時間経過とともに前記通気孔を閉塞して硬化することで前記カバープレートを前記側壁部に接着することを特徴とする固体撮像素子の気密封止方法。
【請求項２】
前記光硬化性樹脂は紫外線硬化樹脂であり、かつ、前記光は紫外線であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の気密封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を透明なカバープレートにより気密封止する固体撮像素子の気密封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像装置を使用したデジタルカメラや、ビデオカメラ等が普及している。この固体撮像装置は、固体撮像素子が形成された半導体基板をセラミック等からなるパッケージ基板にダイボンドし、ボンディングワイヤを用いて半導体基板とパッケージ基板の電極とを電気的に接続した後、半導体基板を封止するように、透明なガラスで形成されたガラスカバーをパッケージ基板に上方から取り付けた構造をしている。
【０００３】
このような封止構造は、製造工程においてカバーガラスを樹脂によってパッケージ基板側の接着面に接着する際に加熱によりカバーガラス内部の気圧上昇によってカバーガラスが剥離することが問題となっていた。これに対して、例えば特許文献１では、枠体の少なくとも２箇所に溝を設けてカバーガラス内部を換気することで剥離を防止する半導体製造方法を提案している。また、上記の封止構造とは異なるが、類似する気密封止方法として、Ａｕ−Ｓｎはんだで形成された封止材に予め隙間を設けることで封止時に内部からガスが抜けるようにして内圧によるリーク不良を防ぐ半導体パッケージが特許文献２によって提案されている。
【特許文献１】特開平０６−１３２４１３号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の気密封止方法では溝による隙間が開いたままとなるために気密性が失われ、カバーガラス内部の空間に微小なゴミが進入してしまう。この場合、固体撮像素子などのような半導体素子は動作不良を起こすという問題がある。
【０００５】
また、上記特許文献２記載の気密封止方法は、Ａｕ−Ｓｎはんだで形成された封止材を用いた方法であるため、封止材に樹脂を用いる気密封止には適用できない。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、剥離することなくカバーガラスにより固体撮像素子を気密封止する固体撮像素子の封止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る固体撮像素子の気密封止方法では、パッケージ基板上に実装された固体撮像素子を、この固体撮像素子の受光エリアに面した開口を有し、前記固体撮像素子の側面を取り囲むように前記パッケージ基板と一体に形成された枠形状の側壁部に上方から透明なカバープレートを光硬化性樹脂により接着するに際して、前記カバープレートの端部に１以上の切り欠きを設けることで前記カバープレートの内部を換気する通気孔を確保するとともに、この切り欠きの位置に対応する前記側壁部の上面に他の上面よりも多量の光硬化性樹脂を塗布し、前記カバープレートを前記側壁部に貼り合せて光を照射することで前記他の上面に塗布した光硬化性樹脂が前記多量の光硬化性樹脂に先立って硬化する一方、前記多量の光硬化性樹脂は時間経過とともに前記通気孔を閉塞して硬化することで前記カバープレートを前記側壁部に接着するようにする。
【０００８】
また、上記固体撮像素子の気密封止方法において、前記光硬化性樹脂は紫外線硬化樹脂であり、かつ、前記光は紫外線とすることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
上記固体撮像素子の気密封止方法を用いれば、上記カバーガラスに設けた切り欠きの位置に塗布された多量の樹光硬化性脂が切り欠きによりできたカバーガラス内部の通気孔を時間経過とともに徐々に閉塞し、他の部分に塗布された光硬化性樹脂よりも遅延して硬化するため、通気孔が閉塞されるまでの間はカバーガラス内部の換気を行うことが可能であり、内外の気圧差が生じることがないので、カバーガラスの剥離を起こすことなく固体撮像素子を気密封止することができる。この結果、固体撮像素子の製造において歩留まりが飛躍的に向上する。
【００１０】
上記固体撮像素子の気密封止方法を、固体撮像素子製造の際によく使われる紫外線効果樹脂に用いれば上記効果はさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本発明に係る固体撮像素子の気密封止方法において封止に使用するカバーガラスの一例を示す。また、図２にこのカバーガラスを用いて製造した固体撮像装置を示す。カバーガラス５は薄い矩形の板ガラスであり、その短辺の端の中央部には略コ字状の切り欠き１１が設けられている。この切り欠き１１は、後述するように固体撮像素子２を気密封止する際にカバーガラス５の内部を換気する通気孔を確保するためのものである。なお、切り欠き１１を設けるに際して、換気を十分に行えるのであれば、カバーガラス５上の位置や個数に制限はない。
【００１２】
カバーガラス５は、低α線ガラスで形成されている。低α線ガラスは、α線の放出が少ないガラスであり、固体撮像素子２の受光素子がα線によって破壊されるのを防止する。なお、カバーガラス５の上面に赤外線カットフィルタや、光学ローパスフィルタを接合してもよい。
【００１３】
固体撮像装置１は、矩形板状の固体撮像素子２と、この固体撮像素子２の受光エリア６を覆うカバーガラス５と、このカバーガラス５を保持するとともに固体撮像素子２を密封するパッケージ基板３とを有している。
【００１４】
固体撮像素子２の受光エリア６は上面の中央部に形成され、マトリクス状に配置された多数個のマイクロレンズ１０と、各マイクロレンズ１０の下に形成されたＲＧＢのカラーフィルタ及び受光素子によって構成されており、これらの受光素子に蓄積された電荷は電荷結合素子（ＣＣＤ）によって搬送される。また、固体撮像素子２の上面には短辺に沿って外部端子８が配列されており、後述する内部電極７とボンディングワイヤ９により電気的に接続され、信号の送受信などが行われる。なお、固体撮像素子２としては、ＣＣＤに替えて、ＣＭＯＳセンサ等を用いることもできる。
【００１５】
パッケージ基板３の上面は、固体撮像素子２が接合される接合面なっており、接合された固体撮像素子２の周囲には、上面から立ち上がる側壁部４がパッケージ基板３と一体に形成されている。この側壁部４は、固体撮像素子２の側面を四方から取り囲む壁により構成され、受光エリア６に面する上方に向かって開口した枠形状をなしている。パッケージ基板３及び側壁部４の材料にはセラミックを用いているが、材料はこれに限定されず例えばプラスチックを用いてもよい。また、外部端子８の配列と対面する側壁部４は階段状に形成され、この側壁部の１段目の平面部１４には外部端子８と同数の内部電極７が配列されている。この内部電極７はパッケージ基板３に設けられた導電配線（図示せず）に接続されている。導電配線の他端側はパッケージ基板３の外部に露呈した図示しないリード部となっている。この内部電極は、固体撮像素子２の外部端子８とボンディングワイヤ９を介して接続される。
【００１６】
固体撮像素子２は接着剤によりパッケージ基板３の接合面に接合されており、この接着剤には熱硬化接着剤が用いられている。接着剤には熱硬化接着剤以外の種類のものを用いてもよい。
【００１７】
カバーガラス５は、パッケージ基板３の側壁部４の上面１３に塗布された光硬化性樹脂１２によって接着されている。光硬化性樹脂１２は、光を照射することにより、光のエネルギーの作用で液状から固体に変化し、硬化する合成有機材料である。この光硬化性樹脂１２は、一般的には紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）がよく使われるが、人体に対して紫外線より安全で透過性のよい可視光で硬化する可視光硬化樹脂を用いても良い。
【００１８】
後述するように、カバーガラス５に設けた切り欠き１１によって確保した通気孔を閉塞するために、切り欠き１１の位置に対応する上面１３には多量の光硬化性樹脂１２が硬化している。したがって、カバーガラス５内の気密は保たれている。なお、このような固体撮像装置２は、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒に取り付けて使用される。
【００１９】
次に、図３に固体撮像装置１の上面図を示し、また、図４には図３に表記したＸに沿った断面図を示して、本発明に係る固体撮像素子の気密封止方法を説明する。なお、図３及び４の中で、（ａ）には光硬化性樹脂１２が硬化する前の状態を示し、一方、（ｂ）は硬化した後の状態を示している。
【００２０】
図３及び４の（ａ）に示すように、固体撮像素子１の製造装置は、カバーガラス５を光硬化性樹脂１２が塗布された側壁部４の上面１３に貼り合せる。ここで、側壁部４の上面１３にはカバーガラス５が十分に接着できる程度に少量の光硬化性樹脂１２が薄く塗布されているが、一方で、カバーガラス５に設けられた切り欠き１１の位置に対応する上面４の箇所には、光硬化性樹脂１２が流動性によって時間経過とともに通気孔１５に徐々に流入し、他の上面１３の箇所に塗布した少量の光硬化性樹脂１２が硬化した後、通気孔１５を閉塞した状態で硬化するように必要十分な程度の多量の光硬化性樹脂１２が塗布されている。
【００２１】
カバーガラス５を側壁部４の上面１３に貼り合せた状態で光照射装置により光を照射すると、まず、切り欠き１１の箇所以外の上面１３に塗布した少量の光硬化性樹脂１２が硬化するが、この時、切り欠き１１の箇所に塗布した光硬化性樹脂１２は多量であるためにまだ硬化しておらず、かつ、通気孔１５は確保されているためにカバーガラス５内部の換気が行うことができる。したがって、内外の気圧差を生じないのでカバーガラス５が剥離を起こすことがない。
【００２２】
図３及び４の（ｂ）に示すように、時間経過すると切り欠き１１の箇所に塗布された多量の光硬化性樹脂１２は流動性によって徐々に通気孔１５に流入して、通気孔１５を閉塞したまま硬化する。これにより、通気孔１５が開いたままにならないので、微小なゴミなどがカバーガラス５内部に進入することで固体撮像装置１が動作不良を起こすことがない。
【００２３】
なお、本実施形態において、カバーガラスに設ける切り欠きは図１に示すような形状のものに限定されるものではなく、例えば図５に示すようにカバーガラス１６の角を切り取った形状の切り欠き１７であってもよい。また、本実施形態において、光硬化性樹脂の代わりに熱照射により硬化する熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の固体撮像素子を気密封止するカバーガラスの一例を示す斜視図である。
【図２】前記カバーガラスを適用して完成させた固体撮像装置の一例である。
【図３】前記固体撮像装置の上面図である。
【図４】前記固体撮像装置の断面図である。
【図５】本発明の固体撮像素子を気密封止するカバーガラスの他の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  固体撮像装置
２  固体撮像素子
３  パッケージ基板
４  側壁部
５，１６  カバーガラス
６  受光エリア
７  内部電極
８  外部端子
９  ボンディングワイヤ
１０  マイクロレンズ
１１，１７  切り欠き
１２  光硬化性樹脂
１３  上面
１４  平面部
１５  通気孔
【図１】
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【図２】
2008016693.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008016693.tif 000006
【図５】
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