(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側管の一側に設けられて、入射された光に対応して電子を放出する光電面をもった入力面板と、
前記側管の他側に設けられて、前記入力面板と共に真空領域を規定するステムと、
前記ステムの真空側に固着して、前記光電面から放出された電子を入射させる電子入射部を有する半導体素子とを備え、
前記半導体素子は、表面を前記ステム側に位置させ、裏面を前記入力面板側に位置させ、前記電子入射部の外周に配置された周囲部に対して前記電子入射部を薄板状にしてなる裏面照射型半導体素子として構成した電子管において、
前記半導体素子の前記周囲部における前記表面に突設させたバンプは、前記ステムの表面に設けられたバンプ接続部に固定され、前記バンプにより、前記半導体素子の前記表面と前記ステムの前記表面との間に隙間が形成され、前記半導体素子の前記周囲部における前記隙間に絶縁性樹脂を充填させ、前記絶縁性樹脂で前記隙間を部分的に塞いで、真空引き下で前記半導体素子と前記ステムとの間の空気の排気を可能にしたことを特徴とする電子管。
【請求項２】
前記ステムの前記表面には、前記周囲部から前記電子入射部に渡って延在する溝部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の電子管。
【請求項３】
前記ステムの前記表面には、前記周囲部にのみ対向する溝部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の電子管。
【請求項４】
前記ステムの前記表面には、前記周囲部の一側とこれに対向する前記周囲部の他側とを架け渡す幅をもった溝部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の電子管。
【請求項５】
前記ステムに設けられた支持基板は、前記半導体素子の母材と同じシリコン材で形成され、前記支持基板に前記バンプ接続部を配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の電子管。
【請求項６】
前記周囲部において、前記バンプにより形成された前記隙間は、前記絶縁性樹脂の充填時において、前記絶縁性樹脂が毛細管現象を引き起こす僅かな高さを有し、前記溝部は、毛細管現象により流動する前記絶縁性樹脂を塞き止める深さを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載の電子管。
【請求項７】
前記バンプは、金を主成分とする材料で形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の電子管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微弱な光を定量的に計測する高感度な電子管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特公平７−９５４３４号公報があり、この公報に記載された電子管は、パッケージ内に裏面照射型半導体素子（ＣＣＤ）を有している。また、撮像装置の一例として特開平６−２９５０６号公報がある。この撮像装置に設けられた半導体素子は、これと熱膨張係数が等しい基板上に固定されている。この場合、半導体素子には複数の金属バンプが形成され、各金属バンプは、基板（シリコンウエハ）上に設けられた金属配線に接続されている。そして、半導体素子と基板との間にシリコンのエッチャントが入り込まないように、非導電性の樹脂が充填されている。このような樹脂は、半導体素子を薄型化する前に充填されるものであるから、アルカリ金属を含まないこと、硬化時に適当な収縮応力が働きバンプボンディング部のコンタクトを良好に保つこと、ダイボンドやワイヤボンド時に１５０℃程度の熱に耐えることを必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子管は、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。
【０００４】
すなわち、特公平７−９５４３４号公報に記載された電子管は、バンプを介して、ステムに半導体素子を固定しているので、半導体素子の電子入射部とステムとの間に空気溜まりが発生し易く、この空気は、電子管の組立工程中の真空時に膨張し、薄板状の電子入射部に損傷を与える虞れがあった。また、特開平６−２９５０６号公報の撮像装置において、半導体素子と基板との間の樹脂は、半導体素子の薄型化達成のため、この隙間にエッチャントが入り込まないように充填され、隙間を完全に塞ぐことを目的としている。このような電子管は、樹脂の充填によって、半導体素子と基板との間に空気が閉じ込めらることを考慮したものではない。なお、電子管の製造プロセスにおいて、半導体素子の電子入射部と基板との間に空気が閉じ込められていると、真空排気工程中に空気が膨張し、この空気が裏面照射型半導体素子の薄板化した電子入射部に損傷を与える。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、電子管の組立て時に起こるバンプの接続不良を回避しつつ、電子管の組立て時に起こる半導体素子の損傷を無くすようにした電子管を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の電子管は、側管の一側に設けられて、入射された光に対応して電子を放出する光電面をもった入力面板と、側管の他側に設けられて、入力面板と共に真空領域を規定するステムと、ステムの真空側に固着して、光電面から放出された電子を入射させる電子入射部を有する半導体素子とを備え、
半導体素子は、表面をステム側に位置させ、裏面を入力面板側に位置させ、電子入射部の外周に配置された周囲部に対して電子入射部を薄板状にしてなる裏面照射型半導体素子として構成した電子管において、
半導体素子の周囲部における表面に突設させたバンプは、ステムの表面に設けられたバンプ接続部に固定され、バンプにより、半導体素子の表面とステムの表面との間に隙間が形成され、半導体素子の周囲部における隙間に絶縁性樹脂を充填させ、絶縁性樹脂で隙間を部分的に塞いで、真空引き下で半導体素子とステムとの間の空気の排気を可能にしたことを特徴とする。
【０００７】
この電子管において、半導体素子に形成されたバンプとステムの表面に設けられたバンプ接続部とを接続した状態で、半導体素子の周囲部とステムとの間に形成した隙間に絶縁性樹脂が充填されている。従って、電子管が高温下で組立てられた場合でも、この樹脂が補強部材として機能し、バンプがバンプ接続部から外れることがない。更に、この隙間は、樹脂によって部分的に塞がれているに過ぎないので、半導体素子とステムとの間の通気性は確保される。仮に、半導体素子の周囲部をその全周にわたって完全に塞いだ場合、電子入射部とステムの表面との間に空気溜まりが作られる結果となる。この空気は、電子管組立て工程において真空下で膨張するので、裏面照射型半導体素子の薄板化した電子入射部に損傷を与えることがある。そこで、半導体素子とステムとの間の通気を可能にし、トランスファ装置内で電子管を組み立てる場合、真空引き状態下での空気の排気性を確保している。
【０００８】
この場合、ステムの表面には、周囲部から電子入射部に渡って延在する溝部が形成されると好ましい。このような構成を採用した場合、半導体素子の周囲部とステムとの隙間に絶縁性樹脂を充填する際、周囲部の外側から樹脂が充填され、余剰な樹脂を溝部に流し込むことができ、半導体素子の電子入射部に樹脂が付着することがない。また、隙間が極めて狭い場合には、毛細管現象を利用して樹脂を流し込むことができ、樹脂の流し込みを効率よく行うことができる。更に、溝部の幅を、周囲部と電子入射部とを架け渡す程度の大きさにすると、樹脂を充填させる領域に対応させて、溝部を個別的に形成することができる。
【０００９】
また、ステムの表面には、周囲部にのみ対向する溝部が形成されると好ましい。このような構成を採用した場合、半導体素子の周囲部とステムとの隙間に絶縁性樹脂を充填する際、周囲部の外側から樹脂が充填され、余剰な樹脂を溝部に流し込むことができ、半導体素子の電子入射部に樹脂が付着することがない。また、隙間が極めて狭い場合には、毛細管現象を利用して樹脂を流し込むことができ、樹脂の流し込みを効率よく行うことができる。更に、溝部を、周囲部にのみ対応させるだけで初期の目的を達成することができる。
【００１０】
また、ステムの表面には、周囲部の一側とこれに対向する周囲部の他側とを架け渡す幅をもった溝部が形成されると好ましい。このような構成を採用した場合、半導体素子の周囲部とステムとの隙間に絶縁性樹脂を充填する際、周囲部の外側から樹脂が充填され、余剰な樹脂を溝部に流し込むことができ、半導体素子の電子入射部に樹脂が付着することがない。また、隙間が極めて狭い場合には、毛細管現象を利用して樹脂を流し込むことができ、樹脂の流し込みを効率よく行うことができる。更に、溝部の幅を、周囲部の一側とこれに対向する周囲部の他側とを架け渡す大きさにすると、半導体素子の電子入射部の大きさや形状に対応した溝部を形成することができる。
【００１１】
更に、ステムに設けられた支持基板は、半導体素子の母材と同じシリコン材で形成され、支持基板にバンプ接続部を配置すると好ましい。このような構成を採用した場合、バンプ接続部をもった支持基板とバンプをもった半導体素子との熱膨張係数を略同じにすることができるので、電子管製造中のベーキング（加熱）時でも、バンプがバンプ接続部から外れ難く、良好な接続状態が維持される。
【００１２】
更に、周囲部において、バンプにより形成された隙間は、絶縁性樹脂の充填時において、絶縁性樹脂が毛細管現象を引き起こす僅かな高さを有し、溝部は、毛細管現象により流動する絶縁性樹脂を塞き止める深さを有すると好ましい。このような構成を採用した場合、毛細管現象によって流し込まれた樹脂が溝部の端に達すると、樹脂は、溝部に入ることなく、表面張力をもって溝部の端で留まることになる。従って、隙間に樹脂が流れ込み易く、半導体素子の電子入射部に樹脂を付着させることがない。
【００１３】
更に、バンプは、金を主成分とする材料で形成すると好ましい。電子管製造中のベーキング（加熱）時にバンプが溶融することがない。また、金を主成分とするバンプの場合、ベーキング時に断線することがあり、半導体素子の周囲部とステムとの間の隙間に、補強材としての絶縁性樹脂を充填させると有効である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による電子管の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る電子管の第１の実施形態を示す断面図であり、この電子管は、光電面と半導体素子とを近接させた近接型電子管である。同図に示す電子管１は、外直径４３ｍｍ程度の大きさをもった円筒状の側管２を有し、この側管２は、電気絶縁材料（例えばセラミック）からなるリング状のバルブ３と、第１の開口２ａ側に設けられてインジウム４を溜める構造をもったカソード電極５と、第２の開口２ｂ側に設けられた溶接電極６と、バルブ３を２分割することで形成された第１バルブ３Ａと第２バルブ３Ｂとで挟まれたコバール金属製のフランジ部７とを備え、バルブ３に対して各電極５，６はロウ付けで一体化が図られている。
【００１６】
側管２の第１の開口２ａ側は、コバールガラス製の入力面板８が配置され、この入力面板８は、中央に膨出部８ａを有し、インジウム４を介してカソード電極５にシール固定されている。入力面板８の内面には、光の入射に応じて真空中に電子を放出する光電面９が形成されている。更に、光電面９の周囲には、光電面９とインジウム４とを電気的に接続するように、クロムの薄膜からなる光電面電極１０が入力面板８に蒸着形成されている。
【００１７】
側管２の第２の開口２ｂ側には、入力面板８との協働で真空領域を規定するステム１１が固定され、ステム１１は、セラミックからなる４層のベース板１２と、各ベース板１２にロウ付けを介して固定された金属フランジ１３とを有している。また、最上層のベース板１２ａの表面には、シリコン基板を母材とする裏面照射型半導体素子１５が固定され、この半導体素子１５は、最下層のベース板１２ｄに固定された複数本のステムピン１４に対して電気的に接続されている。この場合、ベース板１２ａの表面に設けられたバンプ接続部１９（図２参照）と各ステムピン１４とを適切に接続させるため、２層目及び３層目に位置する中間層のベース板１２ｂ，１２ｃの配線（図示せず）は、互いに所定のピッチずれをもって結線されている。そして、金属フランジ１３と溶接電極６とをアーク溶接することで、側管２とステム１１との一体化を図っている。なお、側管２の内壁には、電子管内の残存ガスを吸着させるゲッターＧが固定され、このゲッターＧは、溶接電極６とフランジ部７との間に接続されている。
【００１８】
図１及び図２に示すように、半導体素子１５は、光電面９から放出された電子を入射させる電子入射部１５ａを中央に有し、光電面９に対して１ｍｍ程度まで近接させている。この半導体素子１５は、裏面照射型半導体素子として構成され、この半導体素子１５の表面Ａはステム１１のベース板１２側に位置し、半導体素子１５の裏面Ｂは入力面板８側に位置する。そして、半導体素子１５の電子入射部１５ａは、その外周に配置された周囲部１５ｂより薄く形成され、半導体素子１５の裏面照射型を達成している。この電子入射部１５ａは、化学エッチングにより周囲部１５ｂを残して２０μｍ程度の薄板に形成されている。
【００１９】
この半導体素子１５の表面Ａ側には、電荷転送素子（図示せず）が形成され、その裏面Ｂ側は、周囲部１５ｂを残してシリコン基板を化学的にエッチングし、薄板化を図っている。図３に示すように、半導体素子１５の周囲部１５ｂにおいて、その表面ＡにはＡｕ（金）を主成分とする複数のバンプ１６が突設され、各バンプ１６は、表面Ａに設けられたアルミ製のパッド１７上に位置する。このような金製のバンプ１６は、電子管製造中のベーキング（加熱）時に３００℃程度の熱が加わっても溶融することがない。更に、バンプ１６を包囲するように、ペースト状の導電性樹脂（例えば高分子系接着剤）１８が塗布されている。この導電性樹脂１８は、半導体素子１５とステム１１との材質の違いによる熱膨張係数差に起因した応力変形を緩和し、ベーキング時におけるバンプ１６の断線を防止している。そして、ステム１１のベース板１２ａの表面Ｃには、配線の一部をなすＡｕ（金）製のバンプ接続部１９が形成され、バンプ１６は、導電性樹脂１８を介してバンプ接続部１９に電気的及び機械的に接続されている。
【００２０】
バンプ１６をバンプ接続部１９に固着させると、半導体素子１５の表面Ａとステム１１におけるベース板１２の表面Ｃとの間には、バンプ１６の高さ分に略相当する隙間Ｓが形成される。そして、半導体素子１５の周囲部１５ｂにおける隙間Ｓには、ペースト状の絶縁性樹脂（例えば高分子系接着剤）２０を充填させる。この絶縁性樹脂２０は、マイクロエレクトロニクス用接着剤であり、接着許容温度４００℃以下のものを適用する。このような絶縁性樹脂２０を隙間Ｓに充填した後、絶縁性樹脂２０が硬化すると、電子管１が高温下（３００℃程度）で組立てられる場合でも、この樹脂２０が補強部材として機能し、ステム１１に対して半導体素子１５が確実に固定され、バンプ１６がバンプ接続部１９から外れることがない。
【００２１】
更に、図３及び図４に示すように、裏面照射型半導体素子１５には矩形の周囲部１５ｂが設けられ、周囲部１５ｂの表面Ａには金を主成分とする複数のバンプ１６が突設され、各バンプ１６は、対向する２列の状態で並べられている。そして、各列のバンプ１６に対応するように、絶縁性樹脂２０が充填される。すなわち、周囲部１５ｂの隙間Ｓにおいて、各バンプ１６を包囲する位置に絶縁性樹脂２０を充填し、バンプ１６の無い部分に絶縁性樹脂２０を充填しない。その結果、周囲部１５ｂの隙間Ｓは、その全周に亙って絶縁性樹脂２０で塞がれることがなく、絶縁性樹脂２０で部分的に塞がれることになる。
【００２２】
このように、隙間Ｓを絶縁性樹脂２０で部分的に塞ぐと、隙間Ｓにおいて、絶縁性樹脂２０の充填されない領域が出現し、半導体素子１５とステム１１との間で通気が確保される。仮に、半導体素子１５の周囲部１５ｂを樹脂２０で完全に塞いだ場合、半導体素子１５の中央に配置した電子入射部１５ａとステム１１におけるベース板１２の表面Ｃとの間に空気溜まりが作られる結果となり、組立て工程でステム１１を真空中に配置させると、この空気が膨張するので、裏面照射型半導体素子１５の薄板化した電子入射部１５ａに損傷を与えることがある。そこで、半導体素子１５とステム１１との間の通気を可能にし、トランスファ装置内で電子管１を組み立てる場合、真空引き下での排気を確保している。
【００２３】
ここで、図１，図２及び図４に示すように、ステム１１におけるベース板１２ａの表面Ｃには、半導体素子１５の電子入射部１５ａに対峙して矩形の溝部２１が形成されている。この溝部２１は、バンプ１６を一列に配列させた側の周囲部１５ｂの一側と、これに対向するバンプ１６を一列に配列させた側の周囲部１５ｂの他側とを架け渡す幅Ｗをもつと共に、バンプ１６を配列させない側の周囲部１５ｂからはみ出す長さＬをもっている。半導体素子１５の周囲部１５ｂとステム１１のベース板１２との隙間Ｓに絶縁性樹脂２０を充填する際、周囲部１５ｂの外側から樹脂２０が充填されるので、余剰な樹脂２０を溝部２１に流し込むことができ、半導体素子１５の電子入射部１５ａに樹脂２０が付着することを適切に回避させることができる。
【００２４】
また、隙間Ｓの高さを５０μｍ程度にし、隙間Ｓを極めて狭くした場合には、毛細管現象を利用して樹脂２０を流し込むことができ、樹脂２０の流し込みを効率よく行うことができる。更に、溝部２１の深さを０．５ｍｍ程度にし、毛細管現象により流動する樹脂２０を塞き止める深さに形成する。このような構成を採用した場合、毛細管現象によって隙間Ｓを流動する樹脂２０が溝部２１の端に達すると、樹脂２０は、溝部２１に入ることなく、表面張力をもって溝部２１の端で留まることになる。従って、半導体素子１５の電子入射部１５ａに樹脂２０が付着することを適切に回避させることができる。
【００２５】
更に、溝部２１は、バンプ１６を配列させない周囲部１５ｂからはみ出す長さＬを有しているので、溝部２１に開口部２１ａが設けられることになる。その結果、トランスファ装置内で電子管１を組み立てる場合、溝部２１内の空気を、狭い隙間Ｓを介さずとも、開口部２１ａを介して抜き出すことができ、空気の流動性を極めて良好にしている。また、半導体素子１５の電子入射部１５ａに対応させて、これを包囲するような大きさに溝部２１を形成すると、電子入射部１５ａへの樹脂２０の付着を確実に防止することができる。
【００２６】
次に、電子管１の組立て手順について簡単に説明する。
【００２７】
先ず、ステム１１のベース板１２上で半導体素子１５を位置決めし、バンプ１６とバンプ接続部１９とを導電性樹脂１８を介して圧着させ、約１５０℃に加熱する。その結果、導電性樹脂１８の溶剤が揮発してバンプ１６とバンプ接続部１９とを接続させる。その後、ペースト状の絶縁性樹脂２０を半導体素子１５とステム１１との間の隙間Ｓに充填する。このとき、周囲部１５ｂの外側からバンプ１６に向けて樹脂２０を充填し、毛細管現象を利用して樹脂２０が隙間Ｓを流動するが、溝部２１により塞き止められることで、電子入射部１５ａに樹脂２０が付着しない。もし、電子入射部１５ａとベース板１２との間に樹脂２０が充填されると、樹脂２０の硬化時に応力が発生し、電子入射部１５ａを変形させ、半導体素子１５による良好な画像が得られない。このようにして、ステム１１に半導体素子１５を固定した後、ステム１１の金属フランジ１３と側管２の溶接電極６とをアーク溶接することで、側管２とステム１１とを一体化させる。
【００２８】
その後、ステム１１を固定させた側管２と、クロムの薄膜からなる光電面電極１０を蒸着形成させた入力面板８とを、トランスファ装置内に導入し、この装置内を真空にした状態で、電子管１の組立てを行う。この場合、半導体素子１５とステム１１との間の隙間Ｓは、絶縁性樹脂２０で部分的にしか塞がれておらず、半導体素子１５とステム１１との間の通気性は確保されている。そこで、トランスファ装置で真空引きを行う際、電子入射部１５ａとベース板１２の表面Ｃとの間に空気溜まりが作られることがなく、溝部２１内の空気が適切に排出される。
【００２９】
また、トランスファ装置内を３００℃程度に加熱（ベーキング）し、装置内で、Ｋ，Ｃｓ，Ｎａを主成分とする光電面９を入力面板８に形成し、インジウム４を介して入力面板８をカソード電極５にシール固定する。その後、溶接電極６とフランジ部７とを通電させることでゲッターＧが活性化し、ゲッターＧで電子管１内の残存ガスを吸着する。そして、トランスファ装置から電子管１を取り出すことで、内部が真空な電子管１の組立て工程が完了する。
【００３０】
次に、このような電子管１の動作を簡単に説明する。
【００３１】
光電面９に−８ｋＶを印加し、電子入射部１５ａで半導体素子１５の裏面Ｂ側に位置する電子入射面１５Ａ（図２参照）をＧＮＤ電位にする。この状態で、光電面９に外部から光を入射させると、光電面９から電子が放出され、電子は電子管１内部の電界によって加速され、半導体素子１５の電子入射面１５Ａに打ち込まれる。このとき、加速された電子は、半導体素子１５のシリコン基板内でエネルギーを失う際、多数の電子−正孔対を生成し、−８ｋＶで約２０００倍のゲインが得られる。このような増倍電子を、半導体素子１５からステムピン１４を介して外部に電気的に出力させることで、モニタ上で良好な画像が得られる。
【００３２】
図５は、本発明に係る電子管の第２の実施形態を示す断面図であり、この電子管は、光電面と半導体素子とを近接させた近接型電子管である。なお、第１の実施形態の電子管１と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
図５及び図６に示すように、電子管３０が、第１実施形態の電子管１と異なる点を以下述べる。ベース板１２ａの表面には、半導体素子１５の母材（シリコン基板）と同じ材質のシリコン材からなる支持基板３１が、接着剤３２を介して固定され、この支持基板３１は、ステム３３の一部として構成される。ステム３３における支持基板３１の表面Ｃには、バンプ接続部３４が配置され、半導体素子１５の表面Ａには、対向する２列の状態で並べられる複数のバンプ１６が形成され、各バンプ１６と各バンプ接続部３４とがそれぞれ接続される。支持基板３１が半導体素子１５と同じシリコン材から形成され、熱膨張係数を揃えることで、製造中におけるベーキング時の熱による応力変形を発生させることなく、バンプ１６の断線を防止している。なお、バンプ１６に導電性樹脂を塗布しなくても、支持基板３１が半導体素子１５の母材と同じシリコン材で形成されているので、バンプ１６とバンプ接続部３４との接続は良好に保たれる。
【００３４】
このような構成にしても、金製のバンプ１６の接着強度は、温度の上昇とともに低下するので、絶縁性樹脂２０による補強が必要になる。そこで、図６及び図７に示すように、支持基板３１の表面Ｃには、バンプ１６の各列に対応して溝部３５，３５が設けられている。各溝部３５は、周囲部１５ｂから電子入射部１５ａに渡って延在する所定長さの幅Ｗ１と、バンプ１６の一列に対応する長さＬ１とを有し、ＫＯＨ溶液の化学エッチングにより形成される。そして、ステム３３における支持基板３１の表面Ｃに、溝部３５を形成することで、余剰な樹脂２０を溝部３５に流し込むことができ、半導体素子１５の電子入射部１５ａに樹脂２０を付着させることがない。
【００３５】
また、隙間Ｓの高さを５０μｍ程度にし、隙間Ｓを極めて狭くした場合には、毛細管現象を利用して樹脂２０を流動させることができ、樹脂２０の流し込みを効率良く行うことができる。更に、溝部３５の深さを０．１ｍｍ程度にし、毛細管現象により流動する樹脂２０を塞き止める深さに形成する。このような構成を採用した場合、毛細管現象によって隙間Ｓを流動する樹脂２０が溝部３５の端に達すると、樹脂２０は、溝部３５に入ることなく、表面張力をもって溝部３５の端で留まることになる。従って、半導体素子１５の電子入射部１５ａに樹脂２０が付着することを適切に回避させることができる。この場合の樹脂２０は、周囲部１５ｂの隙間Ｓにおいて、各バンプ１６を包囲する位置に充填される。
【００３６】
図７に示すように、支持基板３１には、各バンプ接続部３４から側方に延びるＡｌ製の基板配線３６が設けられ、各基板配線３６に対応して、ベース板１２ａ上には、各ステムピン１４に電気的に接続させたステム端子３７が配列され、各基板配線３６の端部とステム端子３７とをＡｌ製のワイヤ３８でボンディングしている。また、図５に示すように、ワイヤ３８を覆う位置に遮蔽電極４０が設けられ、この遮蔽電極４０の基端は金属フランジ１３に抵抗溶接され、光電面９と半導体素子１５との間の耐圧性を高めている。すなわち、この遮蔽電極４０でワイヤ３８をカバーすることで、光電面９と半導体素子１５とを近接させることができ、加速電圧のアップを可能にして、半導体素子１５によって得られる画像の解像度を向上させ、半導体素子１５のゲインを一層向上させる。
【００３７】
図８は、本発明に係る電子管の第３の実施形態を示す断面図である。なお、第２の実施形態の電子管３０と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３８】
図８に示すように、電子管５０が、第２実施形態の電子管３０と異なる点を以下述べる。ステム３３の一部をなす支持基板３１の表面Ｃには、バンプ１６の各列に対応して溝部５１が設けられている。各溝部５１は、周囲部１５ｂにのみ対向する位置に形成され、バンプ１６の一列に対応する長さを有し、周囲部１５ｂの幅より小さな幅Ｗ２を有している。このような直線状の溝部５１を形成することで、余剰な樹脂２０を溝部５１に流し込むことができ、半導体素子１５の電子入射部１５ａに樹脂２０を付着させることがない。また、隙間Ｓの高さを５０μｍ程度にし、隙間Ｓを極めて狭くした場合には、毛細管現象を利用して樹脂２０を流動させることができ、樹脂２０の流し込みを効率良く行うことができる。更に、溝部３５の深さを０．１ｍｍ程度にし、毛細管現象により流動する樹脂２０を塞き止める深さに形成する。
【００３９】
本発明に係る電子管は前述した実施形態に限定されるものではなく、周囲部１５ｂの四隅に対応する位置で、この隙間Ｓに絶縁性樹脂２０を充填してもよく、また、バンプ１６を包囲しない位置で、この隙間Ｓに絶縁性樹脂２０を充填してもよい。また、近接型電子管に限定されるものではなく、静電収束型の電子管であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明による電子管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。
【００４１】
すなわち、半導体素子の周囲部における表面に突設させたバンプは、ステムの表面に設けられたバンプ接続部に固定され、バンプにより、半導体素子の表面とステムの表面との間に隙間が形成され、半導体素子の周囲部における隙間に絶縁性樹脂を充填させ、絶縁性樹脂で隙間を部分的に塞いで、真空引き下で半導体素子とステムとの間の空気の排気を可能にしたことにより、電子管の組立て時に起こるバンプの接続不良を回避しつつ、電子管の組立て時に起こる半導体素子の損傷を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子管の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した電子管の要部拡大断面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【図４】図１の電子管に適用した溝部を示す平面図である。
【図５】本発明に係る電子管の第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】図５に示した電子管の要部拡大断面図である。
【図７】図５の電子管に適用した溝部を示す平面図である。
【図８】本発明に係る電子管の第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１，３０，５０…電子管、２…側管、２ａ…第１の開口、２ｂ…第２の開口、８…入力面板、９…光電面、１１，３３…ステム、１５…半導体素子、１５ａ…電子入射部、１５ｂ…周囲部、１６…バンプ、１９，３４…バンプ接続部、２０…絶縁性樹脂、２１，３５，５１…溝部、３１…支持基板、Ａ…半導体素子の表面、Ｂ…半導体素子の裏面、Ｃ…ステムの表面、Ｓ…隙間、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…溝部の幅。
【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】
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【図８】
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