(57)【要約】【課題】接合面が傾いたパッケージにおいても固体撮像素子を良好に接合する。【解決手段】パッケージ５の接合面１３の中央部に凸部１４を形成する。この凸部１４は、固体撮像素子３の接合時に、固体撮像素子３の中央部下で接着剤３５を強く加圧するためのものである。固体撮像素子３は中央部で接着剤３５の粘弾性による反発力を得ることが可能になり、固体撮像素子３は姿勢を安定させて正確に位置決めされて接合される。固体撮像固体撮像素子３の裏面３ｂの角部が接合面１３に接触することもない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子が接着剤を介して接合される固体撮像素子用パッケージにおいて、
前記固体撮像素子が接合される接合面の中央部に凸部を形成したことを特徴とする固体撮像素子用パッケージ。
【請求項２】
前記凸部は、前記接合面上で、前記固体撮像素子が接合される接合領域よりも小さな面積を占めるようにして形成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子が接着剤を介して接合される固体撮像素子用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像装置は、固体撮像素子と、この固体撮像素子の撮像面を覆って保護する透明板と、この透明板を保持するとともに固体撮像素子を密封するパッケージとから構成される。固体撮像素子はパッケージの接合面（底面）に接着剤を介して接合される（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
固体撮像装置はレンズ鏡筒に取り付けられるが、この取付時にはパッケージに形成した位置決め基準面をレンズ鏡筒の一部に突き当てて固体撮像装置を位置決めする。したがって、被写体を良好に撮像するためには、固体撮像素子の撮像面とパッケージの位置決め基準面との平行度が高くなるようにして固体撮像装置を製造することが要求される。
【０００４】
固体撮像素子をパッケージに接合する工程について図７を用いて説明する。パッケージ３００は、ステージ吸着孔３０１ａを通して真空吸着するパッケージ用ステージ３０１に吸着保持されている。パッケージ用ステージ３０１は上下方向に移動自在であり、パッケージ３００の位置決め基準面３００ａがストッパ３０２の下面３０２ａに当接した状態で接合が行われる。パッケージ３００の接合面３００ｂには接合前に接着剤３０４が塗られている。固体撮像素子３０５は、吸着孔３０６ａを通して真空吸着するコレット３０６により保持されている。コレット３０６の先端面３０６ｂとストッパ３０２の下面３０２ａとは平行度が非常に高くされている。コレット３０６と共に固体撮像素子３０５を下方に移動させ、固体撮像素子３０５を接着剤３０４を介して押圧することにより、固体撮像素子３０５がパッケージ３００の接合面３００ｂに接合される。
【特許文献１】特開２００１−２４４２８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１４７００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固体撮像装置を安価に提供するためには、製造精度が高くないパッケージを使用せざるを得ず、例えば図８に示すように、パッケージ３１０の接合面３１０ｂが位置決め基準面３１０ａに対して傾いたものを使用しなければならないことがある。このようなパッケージ３１０を使用した場合には、固体撮像素子３０５を下方に移動させたときに、固体撮像素子３０５の裏面角部がパッケージ３１０の接合面３１０ｂに接触してしまい接着剤３１４を強く加圧することができず、固体撮像素子３０５が接着剤３１４の粘弾性による反発力を得ることができないため、固体撮像素子３０５が位置決め基準面３１０ａに対して傾いてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、パッケージの接合面に配する接着剤の量を増加させることが考えられるが、この場合には、図９に示すように、固体撮像素子３０５を下方に移動させ接着剤３２４を強く加圧したときに接着剤３２４が固体撮像素子３０５の裏面からはみ出し、このはみ出した接着剤の成分の一部が平面部３２０ｃに侵入し、平面部３２０ｃに形成された内部電極を覆ってしまう（いわゆるオイルブリードが発生する）という問題が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、固体撮像素子を良好に接合させることができる固体撮像素子用パッケージ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】
【０００８】
本発明は、固体撮像素子が接着剤を介して接合される固体撮像素子用パッケージに関し、前記固体撮像素子が接合される接合面の中央部に凸部を形成したことを特徴とする。前記凸部は、前記接合面上で、前記固体撮像素子が接合される接合領域よりも小さな面積を占めるようにして形成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の固体撮像素子用パッケージによれば、固体撮像素子が接合される接合面の中央部に凸部を形成したので、固体撮像素子は中央部下で接着剤を強く加圧することができ、固体撮像素子は中央部で接着剤の粘弾性による反発力を得ることが可能になるため、固体撮像素子は正確に位置決めして接合される。固体撮像素子の周部と接合面とは十分に離間するため、接着剤の供給量が少量に設定されている場合であっても固体撮像素子の角部が接合面に接触することがなく、一方、接着剤の供給量が多量に設定されている場合であっても接着剤が固体撮像素子の裏面からはみ出しにくくなりオイルブリードが発生することがなくなる。接着剤が多量である場合であっても接着剤が固体撮像素子の裏面からはみ出しにくくなるため、接着剤がはみ出すスペースを考慮しなくてもよくなり、固体撮像素子用パッケージを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、固体撮像装置２は、矩形板状の固体撮像素子３と、この固体撮像素子３の撮像面３ａを覆うガラス板４と、このガラス板４を保持するとともに固体撮像素子３を密封するパッケージ（固体撮像素子用パッケージ）５とを有している。
【００１１】
固体撮像素子３の撮像面３ａ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。各受光素子の上には、ＲＧＢのカラーフィルタやマイクロレンズが積層されている。なお、ＣＣＤイメージセンサに替えて、ＣＭＯＳイメージセンサ等を用いることもできる。固体撮像素子３の上面の周部には図示しない外部端子が形成されている。
【００１２】
パッケージ５は、底板１０と、この底板１０の上面から立ち上がる側壁部１１とから構成され、上面が開口となった箱体の形状をしている。パッケージ５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。図２はパッケージ５を上方から見た図である。底板１０と側壁部１１とに囲まれた空間が固体撮像素子３を収容する収容部となる。側壁部１１は階段状に形成され、この側壁部の１段目の平面部１１ａには内部電極が配されている。この内部電極はパッケージ５に設けられた導電配線に接続されている。導電配線の他端側はパッケージ５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３の外部端子と金属線１２を介して接続される。
【００１３】
パッケージ５の底板１０の上面は、固体撮像素子３が接合される接合面１３となっている。この接合面１３の中央部には凸部１４が形成されている。この凸部１４は、固体撮像素子３の接合時に、固体撮像素子３の中央部下で接着剤３５を強く加圧するためのものである。凸部１４は、ブロック状に形成され、固体撮像素子３の裏面３ｂが接合される接合領域１６（図中点線で示す）の内側で、接合領域１６（言い換えると、固体撮像素子３の裏面３ｂ）よりも小さな面積を占めるようにして形成されている。凸部１４は底板１０に一体に形成してもよいし、別体に形成して接着するようにしてもよい。本実施形態では、凸部１４を上方から見たときに矩形状となっているが（図２参照）、凸部は任意の形状でよく例えば円形であってもよい。パッケージ５の底板１０の上面の周部は位置決め基準面１５となっており、この位置決め基準面１５は固体撮像装置２をレンズ鏡筒に位置決めする際に用いられる
【００１４】
固体撮像素子３は接着剤３５を介してパッケージ５の底板１０の接合面１３に接合されており、この接着剤３５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。
【００１５】
パッケージ５の側壁部１１の２段目の平面部にはガラス板４が接着されている。このガラス板４は固体撮像素子３の撮像面３ａを覆って保護している。
【００１６】
上記した固体撮像装置２は、図３に示すように、撮影レンズ２０が組み込まれたレンズ鏡筒２１に取り付けて使用される。固体撮像装置２の取付時には、固体撮像装置２のパッケージ５の位置決め基準面１５を、レンズ鏡筒２１側の位置決め基準面である端面２１ａに突き当てて位置決めを行う。次いで、位置決め基準面１５を端面２１ａに突き当てた状態で、固体撮像装置２とレンズ鏡筒２１とを接着する。したがって、撮影レンズ２０を透過した被写体光を良好に撮像するためには、固体撮像素子３の撮像面３ａとパッケージ５の位置決め基準面１５との平行度が高くなるようにして固体撮像装置２を製造することが要求される。
【００１７】
固体撮像素子３の接合工程について図４を用いて説明する。パッケージ５はキャリア３０に載せられて水平方向で搬送される。ここでは図示していないが、キャリア３０には複数のパッケージが載せられている。キャリア３０のパッケージ５が載せられる箇所には開口３０ａが形成されている。キャリア３０は、パッケージ５がパッケージ用ステージ３１の上方に位置するところで移動を一旦停止する。
【００１８】
図４（Ａ）に示すように、パッケージ用ステージ３１が開口部３０ａを通って上昇し、パッケージ５を上方に移動させる。パッケージ用ステージ３１にはステージ吸着孔３１ａが形成されており、パッケージ用ステージ３１は真空吸着によってパッケージ５を固定することができる。パッケージ用ステージ３１の上端部には耐熱性を有するゴム３２が設けられており、パッケージ５がパッケージ用ステージ３１に吸着保持された状態においても、パッケージ５の位置を微調整することができるようになっている。パッケージ５を上方に移動させてゆくと、パッケージ５の位置決め基準面１５がストッパ３３の下面３３ａに当接し、パッケージ５が位置決めされる。パッケージ５の底板１０の凸部１４及びこの凸部１４の周辺には接着剤３５が塗られている。
【００１９】
コレット３４には吸着孔３４ａが形成されている。コレット３４は先端面３４ｂを固体撮像素子３の上面に当接させて、吸着孔３４ａによる真空吸着によって固体撮像素子３を保持する。コレット３４の先端面３４ｂとストッパ３３の下面３３ａとの平行度は非常に高くなっている。
【００２０】
図４（Ｂ）に示すように、コレット３４に保持された固体撮像素子３を下方に移動させ接着剤３５に接触させる。このとき、固体撮像素子３の中心と接合面１３の中心とが一致するように位置が合わせられている。固体撮像素子３をさらに下方向に移動させると、固体撮像素子３を接着剤３５を介して接合面１３に押し付けることができる。接合面１３の中央部には凸部１４が形成されているので、固体撮像素子３は中央部下で接着剤３５を強く加圧することができ、固体撮像素子３は中央部で接着剤３５の粘弾性による反発力を得ることが可能になるため、固体撮像素子３は姿勢を安定させて正確に位置決めされて接合される。コレット３４の下方への押圧力はある設定値より大きくならない機構になっており、固体撮像素子３の裏面３ｂが凸部１４に接触する前に固体撮像素子３の下方への移動が停止される。
【００２１】
固体撮像素子３の裏面３ｂの周部と接合面１３とは十分に離間するため、固体撮像素子３の裏面３ｂの角部が接合面１３に接触することはない。また、固体撮像素子３の裏面３ｂの周部と接合面１３とは十分に離間するため、裏面３ｂの周部と接合面１３との間に形成された空間は広く、接着剤３５が固体撮像素子３の裏面３ｂからはみ出しにくくなる。
【００２２】
固体撮像素子３をパッケージ５の接合面１３に接着した後、接着剤３５の硬化処理を行う。接着剤３５の硬化処理は、例えば電気炉を用い、空気中において１５０度で２５分程度の熱処理を行う。熱処理により、固体撮像素子３とパッケージ５との接着性を向上させて固体撮像素子３がパッケージ５内に固定される。以上により固体撮像素子３の接合工程が完了する。固体撮像素子３の接合工程の後、ワイヤボンディング工程を行い、さらにガラス板４を装着して固体撮像装置２が完成する。
【００２３】
上記実施形態では、パッケージの接合面に形成した凸部はブロック状であり上面が平面状であったが、図５に示すような曲面状の凸部１００であってもよい。この凸部１００は中央部で最頂部となっており周部に向かうにしたがって低くされている。また、図６に示すような階段状の凸部２００であってもよい。上記実施形態では、凸部を接合領域内に形成したが、例えば図５及び図６に示すような形状の凸部１００，２００の場合には、凸部の一部が接合領域外にはみ出すようにしてもよい（言い換えると、凸部が接合領域よりも大きな面積を占めるようにして形成してもよい）。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】固体撮像装置の断面図である。
【図２】パッケージの平面図である。
【図３】固体撮像装置の断面図である。
【図４】固体撮像素子の接合工程を説明する説明図である。
【図５】別の実施形態におけるパッケージの断面図である。
【図６】別の実施形態におけるパッケージの断面図である。
【図７】従来の固体撮像素子の接合工程を説明する説明図である。
【図８】固体撮像素子の裏面の角部がパッケージの接合面に接触した場合における固体撮像素子、パッケージ、及び接着剤の関係を示す図である。
【図９】オイルブリードが発生した場合における固体撮像素子、パッケージ、及び接着剤の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
２  固体撮像装置
３  固体撮像素子
５  パッケージ
１３  接合面
１４  凸部
３５  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007180164.tif 000009
【図８】
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【図９】
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