(57)【要約】【課題】  撮像素子とガラス基板との間に塵埃等が侵入するのを防止するための工程を容易にする又は省略することができる撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージを提供する。【解決手段】  撮像素子１と略同じ大きさに形成される開口部８を有するガラス枠体９を備え、ガラス枠体は、開口部８内に撮像素子１を配置し且つガラス基板２の電極パターン５，…を被覆するようにガラス基板２に固定されるべく、ガラスペーストをガラス枠体９の形状に対応して電極パターン５の上からガラス基板２に塗布する工程と、ガラスペーストを焼成する工程と、撮像素子１をガラス枠体９の開口部８内に配置する工程とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、撮像素子をその受光面を内側に向けて搭載するためのガラス基板と、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するガラス枠体とを備え、ガラス枠体は、開口部内に撮像素子を配置し且つガラス基板の電極パターンを被覆するようにガラス基板に固定される撮像素子パッケージの製造方法であって、
ガラスペーストをガラス枠体の形状に対応して電極パターンの上からガラス基板に塗布する工程と、ガラスペーストを焼成する工程と、撮像素子をガラス枠体の開口部内に配置する工程とを備えることを特徴とする撮像素子パッケージの製造方法。
【請求項２】
塗布されたガラスペーストに、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するカバーガラスが接触するようにカバーガラスをガラス基板に載置する工程と、ガラスペーストが焼成してカバーガラスと一体化するようにガラスペーストを加熱する工程とを備える請求項１に記載の撮像素子パッケージの製造方法。
【請求項３】
外部と電気的に接続するための外部接続端子が設けられ、外部接続端子は、電極パターンの所定部位との間に介設される導電性ペーストが加熱されることにより電極パターンと電気的に接続される撮像素子パッケージを製造すべく、
ガラス枠体が外部接続端子を収容可能な収容部を電極パターンの所定部位上にて開口状に備えるように、ガラスペーストをガラス基板に塗布する工程と、ガラスペーストを焼成する工程と、ガラス枠体の収容部から露出する電極パターンの所定部位に導電性ペーストを塗布する工程と、外部接続端子が収容部に収容され且つ導電性ペーストに接触するようにして外部接続端子をガラス基板に載置する工程と、導電性ペーストを加熱する工程とを備える請求項１又は２に記載の撮像素子パッケージの製造方法。
【請求項４】
撮像素子と、撮像素子をその受光面を内側に向けて搭載するためのガラス基板とを備える撮像素子パッケージにおいて、
撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するガラス枠体を備え、ガラス枠体は、開口部内に撮像素子を配置し且つガラス基板の電極パターンを被覆するようにガラス基板に固定されることを特徴とする撮像素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の機器に用いられる撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子パッケージとして、図２に示すように、撮像素子１及びガラス基板２が並設される撮像素子パッケージが知られている（例えば、特許文献１）。撮像素子１は、ガラス基板２側の面において、光を受ける受光面３が中央部に設けられると共に、複数の端子４，…が端部に設けられる。
【０００３】
そして、撮像素子１は、各端子４と、ガラス基板２に設けられる各電極パターン５との間に介設される導電性ペースト６により、各電極パターン５と電気的に接続されている。また、電極パターン５は、導電性ペースト６を介して、外部と電気的に接続するための外部接続端子（例えば、半田ボール）７が電気的に接続されている。
【０００４】
ところで、撮像素子パッケージは、撮像素子１とガラス基板２との間に塵埃等の侵入を防止すべく、撮像素子１とガラス基板２との間の空間に、エポキシやポリマ樹脂からなるシーリング材（図示しない）が側方の外側（図４（ｂ）における矢印Ａの方向）から流入されて、かかる空間を封止されている。
【０００５】
そして、特許文献１に係る発明においては、シーリング材が受光面３に至る内部（図４（ｂ）における矢印Ｂの方向）にまで流入するのを防止すべく、ダム（図示しない）が設けられている。
【特許文献１】特開２００２−１１８２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、シーリング材の流入量が少ないと、塵埃等の侵入が防止できなかったり、撮像素子１とガラス基板２との接着強度が低下したりするという問題が発生する。さらに、例えば、シーリング材の流入量が多いと、特許文献１に係る発明のようなダム等の流入防止手段を設けない限り、受光面３までシーリング材が流入するという問題が発生する。
【０００７】
したがって、撮像素子１とガラス基板２との間の空間にシーリング材を流し込むことは、かかる空間が微小であるため細かい作業となるだけでなく、シーリング材を適量に流入するのも難しい作業となるため、技術的に非常に難しい。
【０００８】
よって、本発明は、かかる事情に鑑み、撮像素子とガラス基板との間に塵埃等が侵入するのを防止するための工程を容易にする又は省略することができる撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法は、撮像素子と、撮像素子をその受光面を内側に向けて搭載するためのガラス基板と、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するガラス枠体とを備え、ガラス枠体は、開口部内に撮像素子を配置し且つガラス基板の電極パターンを被覆するようにガラス基板に固定される撮像素子パッケージの製造方法であって、ガラスペーストをガラス枠体の形状に対応して電極パターンの上からガラス基板に塗布する工程と、ガラスペーストを焼成する工程と、撮像素子をガラス枠体の開口部内に配置する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ガラスペーストを、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するガラス枠体の形状に対応して、撮像素子をその受光面を内側に向けて搭載するためのガラス基板に電極パターンの上から塗布する。そして、ガラスペーストが焼成（硬化）するようにガラスペーストを加熱すると、ガラス枠体がガラス基板の電極パターンを被覆するようにガラス基板と一体化された状態で形成される。
【００１１】
さらに、撮像素子をガラス枠体の開口部内に配置する。したがって、例えば、スクリーン印刷にて、平面状のシーリング材を塗布することにより、撮像素子及びガラス枠体間を封止することもでき、また、撮像素子及びガラス枠体間の間隙が十分小さい場合は、シーリング材で封止することなく、かかる間隙から塵埃等の侵入を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法においては、塗布されたガラスペーストに、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するカバーガラスが接触するようにカバーガラスをガラス基板に載置する工程と、ガラスペーストが焼成してカバーガラスと一体化するようにガラスペーストを加熱する工程とを備えてもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、塗布されたガラスペーストに、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するカバーガラスが接触するようにカバーガラスをガラス基板に載置し、ガラスペーストが焼成してカバーガラスと一体化するようにガラスペーストを加熱する。
【００１４】
これにより、カバーガラス及びガラスペーストからガラス枠体を形成することができる。したがって、厚みが必要なガラス枠体を形成する際に、カバーガラスを用いずに何度もガラスペーストを塗布して加熱する方法に対して、ガラスペーストを塗布して加熱する回数を削減することができ、生産性を向上することができる。
【００１５】
また、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法においては、外部と電気的に接続するための外部接続端子が設けられ、外部接続端子は、電極パターンの所定部位との間に介設される導電性ペーストが加熱されることにより電極パターンと電気的に接続される撮像素子パッケージを製造すべく、ガラス枠体が外部接続端子を収容可能な収容部を電極パターンの所定部位上にて開口状に備えるように、ガラスペーストをガラス基板に塗布する工程と、ガラスペーストを焼成する工程と、ガラス枠体の収容部から露出する電極パターンの所定部位に導電性ペーストを塗布する工程と、外部接続端子が収容部に収容され且つ導電性ペーストに接触するようにして外部接続端子をガラス基板に載置する工程と、導電性ペーストを加熱する工程とを備えてもよい。
【００１６】
かかる構成によれば、外部と電気的に接続するための外部接続端子を収容可能な収容部を、ガラス枠体が電極パターンの所定部位上にて開口状に備えるように、ガラスペーストをガラス基板に塗布し、ガラスペーストが焼成するようにガラスペーストを加熱する。そして、ガラス枠体の収容部から露出する電極パターンの所定部位に導電性ペーストを塗布し、外部接続端子が収容部に収容され且つ導電性ペーストに接触するようにして外部接続端子をガラス基板に載置する。
【００１７】
さらに、導電性ペーストを加熱することにより、外部接続端子が電極パターンの所定部位との間に介設される導電性ペーストより電極パターンと電気的に接続する。したがって、外部接続端子を収容部に収容する状態で導電性ペーストに接触させることができるため、外部接続端子の位置決めを容易にすることができる。
【００１８】
また、本発明に係る撮像素子パッケージは、撮像素子と、撮像素子をその受光面を内側に向けて搭載するためのガラス基板とを備える撮像素子パッケージにおいて、撮像素子と略同じ大きさに形成される開口部を有するガラス枠体を備え、ガラス枠体は、開口部内に撮像素子を配置し且つガラス基板の電極パターンを被覆するようにガラス基板に固定されることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、撮像素子をその受光面を内側に向けて搭載するためのガラス基板に、電極パターンを被覆するようにしてガラス枠体が固定される。さらに、撮像素子と略同じ大きさに形成されるガラス枠体の開口部内に撮像素子を配置するため、例えば、スクリーン印刷にて、平面状のシーリング材を塗布することにより、撮像素子及びガラス枠体間を封止することもでき、また、撮像素子及びガラス枠体間の間隙が十分小さい場合は、シーリング材で封止することなく、かかる間隙から塵埃等の侵入を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の如く、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージによれば、撮像素子と略同じ大きさに形成されるガラス枠体の開口部内に撮像素子を配置するため、撮像素子とガラス基板との間に塵埃等が侵入するのを防止するための工程を容易にする又は省略することができるという優れた効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージは、ガラス枠体が電極パターンを被覆するようにガラス基板に固定されるため、電極パターンの被覆される部位を保護することができるという優れた効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージにおける一実施形態について、図１を参酌して説明する。なお、図１において、図４の符号と同一の符号を付した部分は、従来技術と同一の構成又は要素を表す。
【００２３】
本実施形態に係る撮像素子パッケージは、撮像素子１と、撮像素子１をその受光面３を内側に向けて搭載するためのガラス基板２と、撮像素子１を内部に配置すべく、撮像素子１と略同じ大きさに形成される開口部８を有するガラス枠体９とを備える。
【００２４】
そして、撮像素子パッケージは、外部と電気的に接続するための外部接続端子７を備える。また、撮像素子パッケージは、撮像素子１及びガラス枠体９間の間隙をシーリング材１０により封止されている。
【００２５】
また、撮像素子パッケージは、ガラス基板２に形成された電極パターン５の所定部位と、撮像素子１の端子４との間に介設される導電性ペースト（図１（ｂ）における右側の導電性ペーストであり、以下、「第１導電性ペースト」ともいう）６が加熱されることにより、電極パターン５と撮像素子１とが電気的に接続される。
【００２６】
なお、導電性ペースト６は、例えば、加熱により溶着する半田ペーストや、加熱により乾燥硬化する導電性接着剤を採用することができるが、環境保護のために用いられる鉛フリー半田ペーストの溶融温度が一般的に２３０〜２４０℃であるのに対して、導電性接着剤の硬化温度が一般的に１５０〜２００℃であるため、ガラス基板や撮像素子への熱衝撃を考慮する場合においては導電性接着剤の方が好ましい。
【００２７】
撮像素子１は、矩形状に形成される。そして、撮像素子１は、ガラス基板２側の面（下面）の中央部に、光を受ける（読み取る）受光面３が設けられる。また、撮像素子１は、ガラス基板２側の面（下面）の両端部に、端子（以下、「バンプ」ともいう）４，…が複数設けられる。例えば、撮像素子１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを採用することができる。また、端子４は金、銀、銅、および半田バンプなどを採用することができる。
【００２８】
ガラス基板２は、例えば、ホウ珪酸ガラスなどを採用することができ、撮像素子１より大きい矩形状に形成される。そして、ガラス基板２は、撮像素子１側の面（上面）に導電性を有する電極パターン５，…が複数設けられる。なお、ガラス基板２は、撮像素子１の受光面３と対向する部位が少なくとも透光可能に構成される。具体的には、ガラス基板２は、撮像素子１の受光面３と対向する部位よりも外方に電極パターン５，…が設けられる。
【００２９】
電極パターン５は、内端部（以下、「（内部の又は内）ランド」ともいう）が撮像素子１のパンプ４と対向して配置され、内端部から外方に向けてガラス基板２の端部に配置される外端部（以下、「（外部の又は外）ランド」ともいう）まで延設されている。具体的には、電極パターン５は、内端部及び外端部が線状の連結部で連結されている。
【００３０】
また、電極パターン５は、ガラス枠体９に被覆されている。具体的には、電極パターン５は、導電性ペースト６が塗布される内端部及び外端部を除く部位、即ち、連結部がガラス枠体９に被覆されている。
【００３１】
そして、電極パターン５は、内端部が撮像素子１の端子４と導電性ペースト６を介して接合されている。また、電極パターン５は、例えば、例えば、金、銀、銅、及びインジウムのうち、一つや複数からなる材質で形成することができる。
【００３２】
外部接続端子７は、導電性を有し、球状に形成される。そして、外部接続端子７は、例えば、半田ボールを採用することができる。また、外部接続端子７は、電極パターン５の所定部位（外端部）との間に介設される導電性ペースト（図１（ｂ）における左側の導電性ペーストであり、以下、「第２導電性ペースト」ともいう）６が加熱されることにより電極パターン５と電気的に接続される。
【００３３】
ガラス枠体９は、開口部８内に撮像素子１を配置し且つ電極パターン５を被覆するようにガラス基板２に一体化されている。そして、ガラス枠体９は、外部接続端子７を収容可能な収容部１１，…を電極パターン５の所定部位（外端部）上にて開口状に備える。なお、ガラス枠体９の厚さは、撮像素子１をガラス基板２に実装した状態における受光面３と反対側の面のガラス基板２からの高さと略同じとなるように形成され、例えば、０．５ミリメートル程度に設定される。
【００３４】
また、ガラス枠体９は、電極パターン５の上からガラス基板２に塗布したガラスペーストを焼成して固化することにより形成される。
【００３５】
なお、ガラス基板２とガラス枠体９を焼成一体化したとき互いに歪むのを防止すべく、ガラスペーストは、熱膨張係数がガラス基板２と略同じ又は近似しているものを採用する方が好ましい。
【００３６】
したがって、上記のように構成される撮像素子パッケージは、ガラス基板２を透過した光が撮像素子１の受光面３で受光し、端子４、電極パターン５、及び外部接続端子７を介して、受光データをマザーボード（図示しない）等の外部へ出力可能に構成されている。
【００３７】
本実施形態に係る撮像素子パッケージの構成は以上の通りであり、次に、本実施形態にかかる撮像素子パッケージの製造方法について説明する。
【００３８】
まず、スクリーン印刷により、ガラス枠体９の形状に対応して、ガラスペーストを電極パターン５の上からガラス基板２に塗布する。このとき、ガラス枠体９が内部に撮像素子１を配置する開口部８を備え且つ外部接続端子７を収容可能な収容部１１，…を電極パターン５の所定部位上にて開口状に備えるべく、ガラス枠体９の開口部８及び収容部１１，…に対応する位置には、ガラスペーストを塗布しない。
【００３９】
そして、塗布されたガラスペーストが焼成するように、例えば、５００〜５５０℃で１０〜２０分間、ガラスペーストを加熱する。これにより、ガラスペーストが焼成して固化するため、強固なガラス枠体９が形成される。このとき、ガラス枠体９は、ガラス基板２と一体化されている。
【００４０】
その後、ガラス枠体９の開口部８から露出する電極パターン５，…の内端部、及びガラス枠体９の収容部１１，…から露出する電極パターン５，…の外端部に、熱硬化性を有する各導電性ペースト６，…を塗布する。
【００４１】
そして、撮像素子１をガラス枠体９の開口部８内に配設する。これにより、撮像素子１の端子４及び電極パターン５の内端部が第１導電性ペースト６を挟むようにして接触する。併せて、各外部接続端子７が収容部１１に収容され且つ第２導電性ペースト６に接触するように、各外部接続端子７をガラス基板２に載置する。
【００４２】
さらに、各導電性ペースト６を加熱することにより、撮像素子１の各端子４及び電極パターン５の内端部、並びに、電極パターン５の外端部及び外部接続端子７が、各導電性ペースト６を介して接合され、撮像素子１、電極パターン５、及び外部接続端子７が電気的に接続される。そして、スクリーン印刷により、撮像素子１及びガラス枠体９間の間隙をシーリング材１０にて封止する。
【００４３】
以上より、本実施形態に係る撮像素子パッケージは、撮像素子１と略同じ大きさに形成されるガラス枠体９の開口部８内に撮像素子１を配置するため、撮像素子１とガラス基板２との間に塵埃等が侵入するのを防止するための工程を容易にすることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る撮像素子パッケージは、ガラス枠体９が電極パターン５，…を被覆するようにガラス基板２に固定されるため、電極パターン５，…の被覆される部位を保護することができる。さらに、本実施形態に係る撮像素子パッケージは、強固なガラス枠体９がガラス基板２と一体化するため、パッケージ全体の強度を高くすることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る撮像素子パッケージは、ガラス枠体９に、外部と電気的に接続するための外部接続端子７を収容可能な収容部１１が開口状に設けられるため、外部接続端子７を収容部１１に収容する状態で第２導電性ペースト６に接触することができるため、外部接続端子７の位置決めを容易にすることができる。
【００４６】
なお、本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
例えば、上記実施形態に係る撮像素子パッケージにおいては、外部接続端子７を収容する収容部１１，…を備える場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図２に示すように、外部接続端子７を収容する収容部１１，…を備えない場合でもよい。
【００４８】
また、上記実施形態に係る撮像素子パッケージにおいては、ガラスペーストからのみガラス枠体９を形成する場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図３に示すように、塗布されたガラスペースト１２に、撮像素子１と略同じ大きさに形成される開口部１３を有するカバーガラス１４が接触するようにカバーガラス１４をガラス基板２に載置する工程と、ガラスペースト１２が焼成してカバーガラス１４と一体化するようにガラスペースト１２を加熱する工程とを備える場合でもよい。
【００４９】
かかる構成によれば、塗布されたガラスペースト１２に、撮像素子１と略同じ大きさに形成される開口部１３を有するカバーガラス１４が接触するようにカバーガラス１４をガラス基板２に載置し、ガラスペースト１２が焼成してカバーガラス１４と一体化するようにガラスペースト１２を加熱する。
【００５０】
これにより、カバーガラス１４及びガラスペースト１２からガラス枠体９を形成することができる。したがって、厚みが必要なガラス枠体９を形成する際に、カバーガラス１４を用いずに何度もガラスペースト１２を塗布して加熱する方法に対して、ガラスペースト１２を塗布して加熱する回数を削減することができ、生産性を向上することができる。
【００５１】
また、上記実施形態に係る撮像素子パッケージにおいては、ガラスペーストの塗布及び加熱を１回実施する場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、ガラス枠体９が所定の厚さになるまで、ガラスペーストをスクリーン印刷等で塗布し、加熱する工程を複数回繰り返す場合でもよい。なお、塗布回数や印刷マスクの乳剤の厚みにより、ガラス枠体９の厚さは５０マイクロメートル〜３ミリメートル程度まで形成することができる。
【００５２】
また、上記実施形態に係る撮像素子パッケージにおいては、撮像素子１及びガラス枠体９間の間隙をシーリング材１０で封止する場合を説明したが、シーリング材１０は必須の構成ではない。例えば、撮像素子１及びガラス枠体９間の間隙を極小とすることにより、シーリング材１０で封止することなく、かかる間隙から塵埃等の侵入を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る撮像素子パッケージの製造方法及び撮像素子パッケージは、撮像素子とガラス基板との間に塵埃等が侵入するのを防止するための工程を容易にする又は省略することができるため、例えば、フリップチップ実装・ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）の生産効率を向上させるのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係る撮像素子パッケージの分解斜視図（ｂ）本発明の一実施形態に係る撮像素子パッケージの電極パターンを含む要部拡大断面図（ｃ）本発明の一実施形態に係る撮像素子パッケージの電極パターンを含まない要部拡大断面図
【図２】（ａ）本発明の他の実施形態に係る撮像素子パッケージの分解斜視図（ｂ）本発明の他の実施形態に係る撮像素子パッケージの電極パターンを含む要部拡大断面図（ｃ）本発明の他の実施形態に係る撮像素子パッケージの電極パターンを含まない要部拡大断面図
【図３】本発明のさらに他の実施形態に係る撮像素子パッケージの分解斜視図
【図４】（ａ）従来の撮像素子パッケージの全体斜視図（ｂ）従来の撮像素子パッケージの要部拡大断面図
【符号の説明】
【００５５】
１    撮像素子
２    ガラス基板
３    受光面
４    端子
５    電極パターン
６    導電性ペースト
７    外部接続端子
８    開口部
９    ガラス枠体
１０  シーリング材
１１  収容部
１２  ガラスペースト
１３  開口部
１４  ガラスカバー
【図１】
2009246152.tif 000003
【図２】
2009246152.tif 000004
【図３】
2009246152.tif 000005
【図４】
2009246152.tif 000006