(57)【要約】【課題】固体撮像装置の取付基準に対してイメージセンサチップの搭載面の平面性を高精度に確保したセラミックパッケージおよびその製造方法および固体撮像装置を提案する。【解決手段】ベースシート１１の上面に開口１３ａを有するフレームシート１３を積層し、開口１３ａが中央に配置されるように枡形に切断した後に焼成される。焼成後、ベースシート１１のイメージセンサチップを搭載する上面１１ａに、ペースト状のアルミナコーティング材を複数回重ね塗りして形成した突起２１を３ヶ所に設け、再焼成される。突起２１は、ベースシート１１の下面１１ｂがパッケージ本体１０の厚み方向での位置決め基準となり、ベースシート１１の下面１１ｂが接するようにパッケージ本体１０を平坦面３０に載置したときに、平坦面３０からの高さが等しくなるように、ベースシート１１の上面１１ａに離散的に設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有するセラミック製のフレームシートをセラミック製のベースシートの上面に積層してパッケージ本体が構成され、前記フレームシートで囲まれたベースシートの上面側がイメージセンサチップの実装エリアとして用いられるとともに、前記ベースシートの下面がパッケージ本体の厚み方向での位置決め基準となるセラミックパッケージにおいて、
前記ベースシートの下面が接するようにパッケージ本体を平坦面に載置したときに、前記平坦面からの高さが等しくなるように前記ベースシートの上面に離散的に複数個の突起をセラミックコーティングで形成したことを特徴とするセラミックパッケージ。
【請求項２】
開口を有するセラミック製のフレームシートをセラミック製のベースシートの上面に積層してパッケージ本体が構成され、前記フレームシートで囲まれたベースシートの上面側がイメージセンサチップの実装エリアとして用いられるとともに、前記ベースシートの下面に予め離散的に設定した複数の支持エリアがパッケージ本体の厚み方向での位置決め基準となるセラミックパッケージにおいて、
前記複数の指示エリアの真上に相当する前記ベースシートの上面の複数箇所に、前記支持エリアからの厚みが等しくなるようにセラミックコーティングによる突起を形成したことを特徴とするセラミックパッケージ。
【請求項３】
前記セラミック製のフレームシートおよび前記セラミック製のベースシートおよび前記セラミックコーティングに用いられるセラミック材はアルミナであることを特徴とする請求項１または２記載のセラミックパッケージ。
【請求項４】
請求項１または２または３に記載のセラミックパッケージと、
前記セラミックパッケージに搭載されたイメージセンサチップと、
前記セラミックパッケージに固着され、前記イメージセンサチップを前記セラミックパッケージの中に密封する防塵ガラスと、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
開口を有するセラミック製のフレームシートがセラミック製のベースシートに一体化され、前記フレームシートで囲まれたベースシートの上面側がイメージセンサチップの実装エリアとなるセラミックパッケージの製造方法において、
前記フレームシートをセラミック製のベースシートの上面に積層し焼成してパッケージ本体を作製する第１工程と、
前記パッケージ本体を前記ベースシートの下面が接するように平坦面あるいは平坦面に設けられた凸部に載置した後に、前記平坦面からの高さが等しくなるように前記ベースシートの上面の複数箇所にセラミックコーティングを施して前記イメージセンサチップの背面を支持する突起を形成する第２工程と、
からなることを特徴とするセラミックパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口を有するセラミック製のフレームシートをセラミック製のベースシートの上面に積層してパッケージ本体を構成したセラミックパッケージおよびセラミックパッケージの製造方法およびセラミックパッケージを用いた固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イメージセンサチップ封入用のパッケージにはプラスチックパッケージと焼結セラミック積層型パッケージとがある。イメージセンサチップを実装する場合には、イメージセンサチップを取り付けるレンズ装置の光軸に対してイメージセンサチップの受光面を高精度に保つことが要求され、特にイメージセンサチップの実装後の前記光軸に対する傾きは、より高い精度が要求される。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、撮像素子（イメージセンサチップ）を載せる突起を一体成形したプラスチックパッケージを用いた固体撮像装置が記載されている。該固体撮像装置は、プラスチックパッケージの内部底面に一体成形された突起の上に撮像素子を載せ、前記内部底面と撮像素子との間に接着材スペースを設けることで、接着材による前記撮像素子の傾きを防止したものである。
【０００４】
しかしながら、プラスチックパッケージは耐環境性が悪く、耐湿性に問題があり、特に、画素密度が高くより高精度が要求される場合には、イメージセンサチップ封入用のパッケージに下記特許文献２のような焼結セラミック積層型パッケージが多用される。ここに記載されたセラミック積層型パッケージは、イメージセンサチップの搭載面に湾曲した凹面を形成して、イメージセンサチップの取り付け姿勢を調整することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−３３２６８６号公報
【特許文献２】特開２００６−００５０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、セラミック積層型パッケージは、焼結の際にパッケージ全体に歪みが生じる。特に、イメージセンサチップの搭載面となる底部は薄いため歪みも大きく、前記特許文献２に記載されたようにイメージセンサチップの搭載面に湾曲した凹面を形成しても、焼結によって大きく変形した場合は、イメージセンサチップの取り付け姿勢を調整することが極めて困難である。このような状態のセラミックパッケージにイメージセンサチップを載置した固体撮像装置は、レンズ装置等にとりつけた場合、レンズ装置等の光軸に対するイメージセンサチップの受光面の垂直度を高精度に確保することができない。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、焼成によってパッケージ全体に歪みが生じても、レンズ装置等に固体撮像装置が取り付けられたときには、イメージセンサチップの受光面がレンズ装置等の光軸と垂直となるように、イメージセンサチップを載置する面の平面性を高精度に確保した積層焼結型のセラミックパッケージおよびセラミックパッケージの製造方法およびセラミックパッケージを用いた固体撮像装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるセラミックパッケージは、開口を有するセラミック製のフレームシートをセラミック製のベースシートの上面に積層してパッケージ本体が構成され、前記フレームシートで囲まれたベースシートの上面側がイメージセンサチップの実装エリアとして用いられる。
【０００８】
前記セラミックパッケージは、前記ベースシートの下面がパッケージ本体の厚み方向での位置決め基準となる。前記ベースシートの下面が接するようにパッケージ本体を平坦面に載置したときに、前記平坦面からの高さが等しくなるように前記ベースシートの上面に離散的に複数個の突起を設ける。前記突起はセラミックコーティングによって形成される。
【０００９】
あるいは、前記ベースシートの下面に予め離散的に設定した複数の支持エリアを設け、該支持エリアをパッケージ本体の厚み方向での位置決め基準とする。前記複数の指示エリアの真上に相当する前記ベースシートの上面の複数箇所に、前記支持エリアからの厚みが等しくなるようにセラミックコーティングによる突起を形成する。
【００１０】
また、本発明によるセラミックパッケージの製造方法は、開口を有するセラミック製のフレームシートをセラミック製のベースシートの上面に積層してパッケージ本体を作製する第１工程と、前記パッケージ本体を前記ベースシートの下面が接するように平坦面あるいは平坦面に設けられた凸部に載置した後に、前記平坦面からの高さが等しくなるように前記ベースシートの上面の複数箇所にセラミックコーティングを施して前記イメージセンサチップの背面を支持する突起を形成する第２工程とを有する。
【００１１】
本発明による固体撮像装置は、前記セラミックパッケージに設けられた前記突起上に載置されたイメージセンサチップを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焼成によってパッケージ全体に歪みが生じてもイメージセンサチップを載置する複数の突起は厚み方向の寸法がパッケージ本体の基準面から高精度で同一に設けられるので、固体撮像装置がレンズ装置等に取り付けられたときに、イメージセンサチップの受光面が入射光軸に対して垂直となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明によるセラミックパッケージおよびセラミックパッケージの製造方法および固体撮像装置について説明する。図１および図２に示すように、焼結前のパッケージ本体１０は、ベースシート１１の上に、中央に開口１２ａを有するフレームシート１２が重ねられる。ベースシート１１とフレームシート１２には、後で枡形に切断されたときに側面となる２辺の位置にリード端子用の複数の開口が設けられており、この開口にリード端子１４となる金属を充填した後に、開口１３ａを有する複数枚のフレームシート１３が重ねられ、枡形に切断されてパッケージ本体１０が形成される。パッケージ本体１０の前記フレームシート１２および１３によって囲まれた前記ベースシート１１の上面１１ａ側がイメージセンサチップ５０（図６参照）の実装エリアとなる。前記ベースシート１１とフレームシート１２とフレームシート１３は、全て同じ材質のものであり、例えばアルミナ製のセラミックシートを用いる。
【００１４】
図３および図４に示すように、セラミックパッケージ２０は、レンズ装置等に実装されるときの取付面が平坦面である場合は、平坦面３０の上に置かれた状態で突起２１が形成される。ベースシート１１の上面１１ａに、イメージセンサチップ５０を安定して載置可能な任意の３ヶ所が離散的に設定され、前記任意の３ヶ所の前記平坦面３０からの高さが触針式あるいは非接触式のハイトゲージまたはデプスメータによって計測される。前記任意の３ヶ所は、前記イメージセンサチップ５０の中心位置を中心とする同一円周上に略等間隔で配置されることが望ましい。
【００１５】
前記任意の３ヶ所の最も高い１ヶ所と同じあるいはそれより高い位置に突起２１の目標高さ寸法を設定し、前記任意の３ヶ所の高さが目標高さ寸法になるように夫々にマスクコーティングを施す。マスクコーティングはペースト状のアルミナコーティング材を用いるが、１度のコーティングによって形成される突起２１の厚さは非常に薄く、例えば１μｍであり、複数回繰返し塗布することで精度の高い突起が得られる。例えば、前記目標高さ寸法との差が１２μｍである任意の１ヶ所には１２回塗布される。このように前記３ヶ所の突起２１は、前記平坦面３０からの高さが３ヶ所とも同一となるようにコーティングの回数を調整して形成され、その後、再焼成されて完成する。
【００１６】
次に図５および図６に示すように、セラミックパッケージ２０を用いた固体撮像装置４０について説明する。突起２１が形成されたセラミックパッケージ２０は、突起２１の上にイメージセンサチップ５０が載置され接着材４１によって固着される。固着されたイメージセンサチップ５０のボンディングパッド５１とリード端子１４とが金属細線５５によって接続される。その後、防塵ガラス６０によってセラミックパッケージ２０の内部が密封され、固体撮像装置４０となる。該固体撮像装置４０がレンズ装置等に実装されたときには、パッケージ本体１０が例え大きく歪んでいたとしても、前記３ヶ所に設けられた平坦面からの高さが同一な突起２１にイメージセンサチップ５０が載置されているので、イメージセンサチップ５０の受光面５２はレンズ装置等の光軸に対して垂直となり、受光面５２の平面性が確保される。
【００１７】
次に、前記セラミックパッケージおよびセラミックパッケージの製造方法の作用を、前記セラミックパッケージがレンズ装置等の平坦面に実装される場合について説明する。図７に示すように、前記ベースシート１１の上に前記フレームシート１２および１３が重ねられ切断された後に焼成されたパッケージ本体１０は、焼成時の熱によってベースシート１１が歪み下面１１ｂが変形している。更にベースシート１１の厚さも変化するので、その上に載置されるイメージセンサチップ５０が更に傾き、レンズ装置等に実装されたとき、レンズ装置等の光軸に対してイメージセンサチップ５０の受光面５２が傾いてしまい、撮影した画像に歪みが生じてしまう。
【００１８】
図８に示すように、焼成されたパッケージ本体１０を実装するレンズ装置等の取付面と同じ平坦面３０に載置し、前記ベースシート１１の上面１１ａに設定した前記任意の３ヶ所について平坦面３０からの高さを測定する。前記ベースシート１１は焼成によって歪んでいるので前記任意の３ヶ所の高さ寸法は異なっているが、ペースト状のアルミナコーティング材を用いたマスクコーティングによって、前記任意の３ヶ所に設けられる突起２１の高さが同一に形成されるので、前記ベースシート１１がどのように歪んでいようと、前記突起２１に載置されるイメージセンサチップ５０の受光面５２はレンズ装置等の取付面に対して平面性が確保される（図９参照）。
【００１９】
以上のように、セラミックパッケージ２０は、前記ベースシート１１の上面１１ａに前記フレームシート１２および１３を積層し焼成してパッケージ本体１０を作製する第１工程と、前記パッケージ本体を前記ベースシート１１の下面１１ｂが接するように平坦面３０に載置した後に、前記平坦面３０からの高さが等しくなるように前記ベースシート１１の上面１１ａの複数箇所にセラミックコーティングを施して前記イメージセンサチップ５０の背面を支持する突起２１を形成する第２工程とを経て製造されるので、変形に個体差のある積層焼結型セラミックパッケージでありながら、搭載されたイメージセンサチップの実装時の平面性が高精度に確保される。
【００２０】
次に、本発明によるセラミックパッケージの別の実施形態について説明する。図１０に示すように、セラミックパッケージ２０ａは、ベースシート１１の下面１１ｂの３ヶ所にパッケージ本体１０ａの厚み方向での位置決め基準となる支持エリア１０ｂが予め離散的に設定されている。支持エリア１０ｂが設定されていること以外は前記パッケージ本体１０と同じであり、焼成時の熱によって全体に歪みが生じている。
【００２１】
図１１および図１２に示すように、平坦面３０ａの上に設けられ前記支持エリア１０ｂに当接する凸部３１の上にパッケージ本体１０ａを載置する。パッケージ本体１０ａが前記凸部３１に載置された状態で、前記支持エリア１０ｂの真上に相当するベースシート１１の上面１１ａに、セラミックコーティングによる突起２１が形成される。突起２１の形成方法は、前述した方法と同様で、平坦面３０ａを基準として前記突起２１を形成する上面１１ａの３ヶ所の高さを計測し、３ヶ所の高さが同一になるようにペースト状のアルミナコーティング材を用いてマスクコーティングを行い、突起２１を形成する。これによって、前記突起２１に載置されるイメージセンサチップ５０はレンズ装置等の取付面に対して平面性が確保される。
【００２２】
前記実施形態では、イメージセンサチップを載置する突起を３ヶ所に設けたが、３ヶ所に限るものではなく、３ヶ所以上であればいくつでも良い。
【００２３】
前記実施形態では、ベースシート１１とフレームシート１２に跨ってリード端子１４を設けたが、フレームシート１２を用いずにベースシート１１のみを用いてリード端子１４を取り付け、ベースシート１１の上にフレームシート１３を積層してパッケージ本体１０を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】焼成前のパッケージ本体を上から見た図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明によるセラミックパッケージを上から見た図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】固体撮像装置を上から見た図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】焼成によって歪みが生じたパッケージ本体の断面図である。
【図８】歪みが生じたパッケージ本体に突起を設けたセラミックパッケージの断面図である。
【図９】歪みのあるセラミックパッケージを使用した固体撮像装置の断面図である。
【図１０】別の実施形態のパッケージ本体を上から見た図である。
【図１１】別の実施形態のセラミックパッケージを上から見た図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０，１０ａ  パッケージ本体
１０ｂ  支持エリア
１１  ベースシート
１１ａ  上面
１１ｂ  下面
１２，１３  フレームシート
１４  リード端子
２０，２０ａ  セラミックパッケージ
２１  突起
３０，３０ａ  平坦面
３１  凸部
４０  固体撮像装置
４１  接着材
５０  イメージセンサチップ
５１  ボンディングパッド
５５  金属細線
６０  防塵ガラス
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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