(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子が搭載される凹部を有する絶縁基体と、
該絶縁基体に、前記凹部を覆うように、封止剤を介して接合される透光性蓋体とを備え、
該透光性蓋体が、前記封止材を介して前記絶縁基体に接合されるガラスから成る板材と、該板材の上面に樹脂系接着剤を介して接着された複数のニオブ酸リチウム板と、該複数のニオブ酸リチウム板のうち最外層に位置するニオブ酸リチウム板の前記撮像素子の搭載部側の面に設けられており、屈折率が１．６以下の低屈折率薄膜層と屈折率が１．７以上の高屈折率薄膜層とが交互に積層された誘電体多層膜とからなることを特徴とする撮像素子収納用パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載された撮像素子収納用パッケージと、該撮像素子収納用パッケージの前記凹部に搭載された撮像素子とを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部からの機械的衝撃や熱的衝撃、あるいは水分の浸入から半導体素子を保護するための撮像素子収納用パッケージに関し、特に200万画素を超える、ＣＣＤ・ＣＭＯＳイメージセンサ等のカラー撮像素子を搭載する撮像素子収納用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ・ＣＭＯＳ等の撮像装置を含むカメラの軽薄短小化および低価格化が急激に進展し、これに伴って搭載される撮像素子収納用パッケージをはじめとする光学機能部品も軽薄短小化あるいは部品削減が進んでいる。
【０００３】
このような光学機能部品は、一般に画像を集光するとともに撮像素子に導くためのガラス材やプラスチック材から成るレンズと、画像のモアレを防ぐための複屈折効果や位相効果を有する水晶から成る光学ローパスフィルタと、赤みがかる色調を補正するための金属錯体を含有する赤外線カットフィルタと、ホウ珪酸ガラス板材から成る蓋体および酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、半導体素子を搭載する凹部を有する絶縁基体から成る撮像素子収納用パッケージとから構成されている。
【０００４】
しかしながら、このような光学機能部品構成では、個々の特性を得るための部材厚みの制約から薄型化が困難であり、結果としてカメラ本体を小型化できないという問題点を有していた。
【０００５】
このような問題点を解決するために、特開2000−114502号公報には、光学ローパスフィルタの機能を有する水晶を撮像素子収納用パッケージの蓋体として使用し、さらにこの蓋体に誘電体多層膜を施すことにより赤外線遮蔽機能を付加して、光学機能部品を薄型化することが提案されている。
【０００６】
また、水晶以上に複屈折率の大きいニオブ酸リチウムを蓋体として用いて、さらに光学部品を薄型化することが提案されている。
【０００７】
この提案によれば、蓋体を、複屈折効果あるいは位相効果を有するニオブ酸リチウム板の片面全面あるいは画像認識の有効領域に、Ｔａ2０5・ＴｉＯ2・Ｎｂ2０5・ＬａＦ3・Ｌａ2Ｏ3・Ｔａ2Ｏ5・ＺｒＯ2・Ｙ2Ｏ3等の屈折率が1.7以上の誘電体からなる高屈折率薄膜層とＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3・ＭｇＦ2・Ｎａ3ＡｌＦ6等の屈折率が1.6以下の誘電体からなる低屈折率薄膜層とを交互に数十層積層して成る誘電体多層膜を、例えばＣＶＤ法・スパッタ法・真空蒸着法等により被着形成して赤外線遮蔽機能を有するものとすることにより、これまで光学ローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタを設置するのに必要であった空間が削減でき、カメラの薄型化が可能になるというものである。
【０００８】
なお、ニオブ酸リチウム板に多層膜を施すことにより赤外線カット機能が付与される理由は次の通りである。一般的には、光学的膜厚（λ／４：λは設計波長）が薄膜層を構成する材料の屈折率（ｎ）と形状膜厚（ｄ）との積（ｎ×ｄ）で表わされることから、薄膜層の材料および形状膜厚を適宜選択するとともに薄膜層を複数積層して特定範囲の波長光の透過・反射をコントロールすることによりニオブ酸リチウム板に赤外線カット機能を付与するものである。また、ニオブ酸リチウム板から成る蓋体は、通常はニオブ酸リチウム板が１枚、あるいは複屈折効果や位相効果を有するニオブ酸リチウム板を複数枚貼り合わせることにより形成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学ローパスフィルタとして用いられるニオブ酸リチウムは、従来蓋体として用いられているホウ珪酸ガラスと比較して、熱膨張係数が非常に小さくかつ熱膨張の方向に異方性をもっており、また材料強度が非常に弱く脆く、さらに複屈折率が大きいことから厚みが従来用いられていた水晶と比較して約１／６と非常に薄くなり、200万画素を超えるような高画素デバイスを覆う15ｍｍ角を超える大きさの蓋体では、外部からの機械的衝撃や熱的衝撃を受けた際に絶縁基体と蓋体との接合部に集中する応力により蓋体が容易に破壊されてしまい、パッケージの気密封止が破れてしまうという問題点を有していた。
【００１０】
また、誘電体多層膜を、例えば蓋体の外側に形成した場合、誘電体多層膜が空気中の水分を吸収してその赤外線遮蔽機能が劣化してしまうという問題点を、さらに、誘電体多層膜を蓋体の内側に形成した場合には、温度サイクル等の熱衝撃により誘電体多層膜が蓋体から剥離して撮像素子の画像認識領域に落下してしまい、撮像に支障をきたしてしまうという問題点を有していた。
【００１１】
さらに、ニオブ酸リチウム板を用いた透光性蓋体を絶縁基体に従来の高弾性率の熱硬化性樹脂を用いて接合した場合、熱硬化性樹脂が硬化する際の応力によってニオブ酸リチウム板が破壊されてしまい、パッケージの気密封止が破れてしまうという問題点も有していた。
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は外部からの機械的衝撃や熱的衝撃に対して気密封止の信頼性が高く、かつ外界の環境に影響を受けずに安定した光学特性を得られる、光学ローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタの機能を有する撮像素子収納用パッケージを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透光性蓋体が、封止材を介して絶縁基体に接合されるガラスから成る板材と、板材の上面に樹脂系接着剤を介して接着された複数のニオブ酸リチウム板と、複数のニオブ酸リチウム板のうち最外層に位置するニオブ酸リチウム板の撮像素子の搭載部側の面に設けられており、屈折率が１．６以下の低屈折率薄膜層と屈折率が１．７以上の高屈折率薄膜層とが交互に積層された誘電体多層膜とからなることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージは、上記構成において、ニオブ酸リチウム板のいずれか1枚の板材側の面に赤外線遮蔽機能を有する誘電体多層膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本発明の撮像素子収納用パッケージは、上記構成において、樹脂系接着剤の厚みが１〜30μｍであることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージは、上記構成において、封止剤がエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂に有機材料粉末を含有させて成るとともに、封止剤の弾性率が0.1〜３ＧＰａであることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、透光性蓋体をガラスから成る板材と少なくとも１枚のニオブ酸リチウム板から成る光学板材とで形成したことから、15ｍｍ角を超える大きさの透光性蓋体を絶縁基体に接合したとしても、外部からの機械的衝撃や熱的衝撃を受けた際の絶縁基体と蓋体との接合部に集中する応力をガラスから成る板材がニオブ酸リチウム板全体に良好に分散し、その結果、ニオブ酸リチウム板に大きな応力が集中してニオブ酸リチウム板が容易に破壊されることはなく、気密封止の良好なパッケージとすることができる。
【００１８】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、上記構成において、ニオブ酸リチウム板のいずれか1枚の板材側の面に赤外線遮蔽機能を有する誘電体多層膜を形成したことから、水分の吸収により光学特性が変化し易い誘電体多層膜を空気中の水分から保護することが可能となり、安定した赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。さらに、温度サイクル等の熱衝撃により誘電体多層膜が蓋体から剥離して撮像素子の画像認識領域に落下してしまい、撮像に支障をきたしてしまうということもない。
【００１９】
さらに、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、上記構成において、ガラスから成る板材とニオブ酸リチウム板を貼り合わせて成る光学板材とを接合する樹脂系接着剤の厚みを１〜30μｍとしたことから、ガラスから成る板材とニオブ酸リチウム板の熱膨脹係数の相違に起因して発生する応力を良好に緩和することができ、その結果、パッケージが温度サイクル試験等で熱衝撃を受けたとしても光学板材が破壊されることはなく、かつ撮像素子への光の入射が阻害されることのない良好な赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【００２０】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、上記構成において、封止剤をエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂に有機材料粉末を含有させてその弾性率を0.1〜３ＧＰａとしたことから、熱硬化性樹脂が硬化する際の応力によって透光性蓋体が破壊されることはなく、気密信頼性の優れた撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の撮像素子収納用パッケージを添付の図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の撮像素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は、その要部拡大断面図である。これらの図において、１は絶縁基体、２は透光性蓋体、３は封止剤、４は撮像素子であり、主に絶縁基体１と透光性蓋体２と封止剤３とで本発明の撮像素子収納用パッケージが構成される。なお、透光性蓋体２はガラスから成る板材２ａに、１枚のニオブ酸リチウム板Ｘまたは複数枚のニオブ酸リチウム板Ｘを貼り合せて成る光学板材２ｂを接合することによって形成されている。また、この図の例では、ニオブ酸リチウム板Ｘを３枚貼り合わせた場合の例を示している。
【００２２】
絶縁基体１は、その上面に撮像素子４を搭載するための凹部１ａが設けてあり、この凹部１ａの底面には撮像素子４がガラス・樹脂・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定される。
【００２３】
このような絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体等の無機絶縁材料あるいは、エポキシ樹脂・フェノール樹脂・液晶ポリマー・ポリフェニレンサルファイド等の有機絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート成形法を採用しシート状にしてセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当な打抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約1600℃の高温で焼成することによって製作される。あるいは、エポキシ樹脂からなる場合であれば、一般的にシリカ粉末を充填した樹脂コンパウンドを射出成形機により約180℃の熱で任意の金型形状に成形し硬化させることによって製作される。なお、絶縁基体１の大きさは、撮像素子４としては対角線の長が２インチ（inch）以下のものが使用されるため、縦・横の長さが50ｍｍ以下である。
【００２４】
また、絶縁基体１には、凹部１ａの底面から下面にかけて複数の配線導体５が被着形成されており、この配線導体５の凹部１ａの底面に位置する部位には撮像素子４の各電極がボンディングワイヤ６を介して電気的に接続され、また、下面に導出する部位を外部電気回路の配線導体（図示せず）に半田等の接続部材を介して電気的に接続することにより、撮像素子４の各電極が外部電気回路の配線導体と電気的に接続されることとなる。
【００２５】
配線導体５は、撮像素子４の各電極を外部電気回路に電気的に接続する際の導電路として作用し、例えば絶縁基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤・溶媒・可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用して絶縁基体１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ印刷塗布しておき、これをセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって絶縁基体１の凹部１ａの底面から下面にかけて所定パターンに被着形成される。
【００２６】
また、絶縁基体１の上面には、透光性蓋体２が封止剤３を介して接合されている。透光性蓋体２は、ガラスから成る板材２ａに１枚のニオブ酸リチウム板Ｘまたは複数枚のニオブ酸リチウム板Ｘを貼り合せて成る光学板材２ｂを接合することによって形成されており、撮像素子４をパッケージ内部に気密に封止する機能を有するとともに、光学ローパスフィルタの機能を有する。
【００２７】
本発明の、撮像素子収納用パッケージによれば、透光性蓋体２をガラスから成る板材２ａに１枚のニオブ酸リチウム板Ｘまたは複数枚のニオブ酸リチウム板Ｘを貼り合せて成る光学板材２ｂを接合して成るものとしたことから、15ｍｍ角を超える大きさの透光性蓋体２を絶縁基体１に接合したとしても、外部からの機械的衝撃や熱的衝撃を受けた際の絶縁基体１と透光性蓋体２との接合部に集中する応力をガラスがニオブ酸リチウム板Ｘ全体に良好に分散し、その結果、ニオブ酸リチウム板Ｘに大きな応力が集中して容易に破壊されることはなく、気密封止の良好なパッケージとすることができる。
【００２８】
なお、板材２ａを形成するガラスとしては、一般的にホウ珪酸ガラスが用いられ、その厚みは0.1〜1.5ｍｍである。板材２ａの厚みが0.1ｍｍ未満であると透光性蓋体２の強度が弱いものとなり、外部からの機械的衝撃や熱的衝撃により蓋体が容易に破壊されてしまう危険性があり、また、1.5ｍｍを超えると光の透過率が低下し、画質が劣化する傾向がある。したがって、板材２ａの厚みは0.1〜1.5ｍｍの範囲が好ましい。
【００２９】
また、ニオブ酸リチウム板Ｘは、その厚みが0.05〜１ｍｍ程度であり、0.05ｍｍ未満であるとニオブ酸リチウム板Ｘを研磨加工する際に割れ易くなる傾向があり、また、１ｍｍを超えるとその厚みが厚いものとなり、撮像素子収納用パッケージを薄型化することが困難となる傾向がある。したがって、ニオブ酸リチウム板Ｘの厚みは0.05〜１ｍｍの範囲が好ましい。なお、ニオブ酸リチウム板Ｘの枚数としては何枚でも可能であるが、枚数を多くすると薄型化が困難になること、および光学ローパスフィルタの機能の大幅な改善が期待し難いことにより、ニオブ酸リチウム板Ｘの枚数としては１〜５枚が好ましい。
【００３０】
なお、ニオブ酸リチウム板Ｘは、その結晶軸に対する切断方向により複屈折板や位相板として用いられるが、透光性蓋体２の光学特性を考慮して適宜複屈折板と位相板を組み合わせて用いればよい。
【００３１】
また、板材２ａと光学板材２ｂとの接着は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂系接着剤７を、好ましくは紫外線硬化樹脂を板材２ａと光学板材２ｂとの間の全面に塗布あるいは印刷し、しかる後両者を貼り合わせるとともに樹脂系接着剤７を硬化することにより行なわれる。
【００３２】
そして本発明の撮像素子収納用パッケージにおいては、樹脂系接着剤７の厚みを１〜30μｍとすることが好ましい。樹脂系接着剤７の厚みが１μｍ未満の場合、パッケージに外部から機械的衝撃や熱的衝撃が印加された場合、樹脂系接着剤７がホウ珪酸ガラス（熱膨脹係数α≒6.0〜7.0×10-6／℃）とニオブ酸リチウム（結晶方向熱膨脹係数α≒15.4×10-6／℃）の熱膨張係数差を緩和することが困難となり、光学板材２ｂが破壊されてしまう危険性があり、また、30μｍを超えると樹脂系接着剤７により撮像素子４への光の入射が阻害され、画質が低下してしまう傾向がある。したがって、樹脂系接着剤７の厚みは、１〜30μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３３】
なお、ニオブ酸リチウム板Ｘ同士の貼り合わせは、板材２ａと光学板材２ｂとの接着と同様に、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の樹脂系接着剤７を用いて、その厚みを１〜30μｍの範囲として接着すればよい。
【００３４】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージにおいては、ニオブ酸リチウム板Ｘのいずれか1枚の板材２ａ側の面に赤外線遮蔽機能を有する誘電体多層膜８を形成することが好ましい。
【００３５】
このような誘電体多層膜８は、図２に要部拡大断面図に示すように、屈折率が1.6以下の絶縁材料から成る低屈折率薄膜層８ａおよび屈折率が1.7以上の絶縁材料から成る高屈折率薄膜層８ｂを順次交互に複数層積層することにより形成され、撮像レンズ（図示せず）を通過した光から赤外線の波長領域の成分を反射し、撮像素子４によって得られる画像の画質を高める機能を有し、また、透光性蓋体２に赤外線カット機能を付与することにより光学機能部品を薄型化することができる。
【００３６】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、誘電体多層膜８をニオブ酸リチウム板Ｘ間、あるいはガラスから成る板材２ａとニオブ酸リチウム板Ｘとの間に挟みこんだことから、水分の吸収により光学特性が変化し易い誘電体多層膜８を空気中の水分から保護することが可能となり、安定した赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。さらに、誘電体多層膜８を透光性蓋体２の最も外側に位置するニオブ酸リチウム板Ｘの板材２ａ側の面に形成して撮像素子４から遠ざけることにより、誘電体多層膜８の成形時に膜欠陥が発生した場合においても、膜欠陥の影響を撮像素子４のイメージ認識に与え難い赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【００３７】
なお、高屈折率薄膜層８ｂの屈折率と低屈折率薄膜層８ａの屈折率との差を0.1以上とすることにより、高屈折率薄膜層８ｂと低屈折率薄膜層８ａとの界面での赤外線の反射量が少なくなる、すなわち赤外線カット効果が小さくなることはなく、その結果、良好な赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。高屈折率薄膜層８ｂの屈折率と低屈折率薄膜層８ａの屈折率との差が0.1未満であると、高屈折率薄膜層８ｂと低屈折率薄膜層８ａとの界面での赤外線の反射量が極端に少なくなり、良好な赤外線カット機能を得ることが困難となる傾向がある。したがって、高屈折率薄膜層８ｂの屈折率と低屈折率薄膜層８ａの屈折率との差を0.1以上とすることが、さらに好適には0.5以上とすることが好ましい。
【００３８】
このような高屈折率薄膜層８ｂおよび低屈折率薄膜層８ａは、両者の屈折率の差を0.1以上として良好な赤外線カット機能を得るとともに誘電体多層膜８の厚みを薄くするという観点からは、それぞれの屈折率を1.7以上および1.6以下とすることが好ましい。これは、光学的膜厚（λ／４：λは設計波長）が薄膜層を構成する材料の屈折率（ｎ）と形状膜厚（ｄ）との積（ｎ×ｄ）で表わされることから、高い周波数領域の赤外線を遮断する場合には屈折率（ｎ）の大きな材料を用いることにより高屈折率薄膜層８ｂを薄くすることができ、また、低屈折率薄膜層８ａの屈折率を1.6以下とすることにより、高屈折率薄膜層８ｂと低屈折率薄膜層８ａの屈折率の差を十分なものとし良好な赤外線カット機能を得ることができるからである。
【００３９】
このような屈折率が1.7以上の絶縁材料としては、Ｔａ2０5やＴｉＯ2・Ｎｂ2０5・Ｌａ2Ｏ3・ＺｒＯ2・Ｙ2Ｏ3等が用いられ、屈折率が1.6以下の絶縁材料としては、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3・ＬａＦ3・ＭｇＦ2・Ｎａ3ＡｌＦ6等が用いられる。また、高屈折率薄膜層８ｂはその屈折率の範囲が通常は1.7〜3.0、低屈折率薄膜層８ａはその屈折率の範囲が通常は1.2〜1.6であり、これらを形成する絶縁材料は薄膜層の硬さ等の特性や形成し易さ・価格等を考慮して選択される。
【００４０】
なお、図１では、誘電体多層膜８をニオブ酸リチウム板Ｘの板材２ｂ側の全面に被着形成した例を示しているが、誘電体多層膜８をニオブ酸リチウム板Ｘの板材２ｂ側の撮像素子４の受光領域（凹部１ａの開口に対応する領域）のみに被着形成してもよい。
【００４１】
このような低屈折率薄膜層８ａおよび高屈折率薄膜層８ｂから成る誘電体多層膜８は、ＣＶＤ法やスパッタ法・真空蒸着法等により成形され、例えば真空蒸着法により成形する場合、ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3・ＭｇＦ2等の屈折率が1.6以下の絶縁材料と、Ｔａ2０5やＴｉＯ2・Ｎｂ2０5等の屈折率が1.7以上の絶縁材料とをそれぞれ真空蒸着装置内に設置した坩堝に入れ、そして真空蒸着装置内を１×10-6Ｐａ程度の真空度で250〜300℃の温度に設定した後、ニオブ酸リチウム板Ｘの一方の主面の全面あるいはマスキングをして撮像素子４の受光領域となる領域に、まず低屈折率薄膜層８ａを被着し、その後、高屈折率薄膜層８ｂと低屈折率薄膜層８ａとを順次交互に合計10〜100層被着することにより形成される。
【００４２】
また、低屈折率薄膜層８ａや高屈折率薄膜層８ｂのそれぞれの厚みは、遮断しようとする赤外線波長λ（ｎｍ）の0.1λ〜0.5λの厚みとすることが好ましい。低屈折率薄膜層８ａや高屈折率薄膜層８ｂの厚みが0.1λ未満、あるいは、0.5λと超えると、屈折率（ｎ）と形状膜厚（ｄ）との積（ｎ×ｄ）がλ／４で算出される光学的膜厚と大きく異なって反射・屈折の光学的特性の関係が崩れてしまい、特定波長を遮断・透過するコントロールができなくなってしまう傾向がある。したがって、低屈折率薄膜層８ａや高屈折率薄膜層８ｂの層の厚みは、遮断しようとする赤外線波長λ（ｎｍ）の0.1λ〜0.5λの範囲の厚みとすることが好ましい。
【００４３】
また、低屈折率薄膜層８ａおよび高屈折率薄膜層８ｂの積層数が10層未満であると、赤外線領域の波長を良好に遮断することが困難となる傾向があり、100層を超えると誘電体多層膜８を真空蒸着後に透光性蓋体２を室温に冷却する際の誘電体多層膜８の熱収縮が大きなものとなり、ニオブ酸リチウム板Ｘが割れ易くなる傾向がある。したがって、低屈折率薄膜層８ａおよび高屈折率薄膜層８ｂの積層数は10〜100層の範囲が好ましく、赤外線領域の波長をより良好に遮断する、および、室温に冷却する際の誘電体多層膜８の熱収縮を小さくしてニオブ酸リチウム板Ｘが割れ難くするという観点からは、30〜45層の範囲が好ましい。
【００４４】
さらに、本発明の撮像素子収納用パッケージにおいては、低屈折率薄膜層８ａを二酸化珪素で、高屈折率薄膜層８ｂを二酸化チタンで形成することが好ましい。
二酸化チタンおよび二酸化珪素の蒸着粒子は、これらの粒径が薄膜層８ａ・８ｂの形成に用いられる他の絶縁材料の蒸着粒子に比較して微細であるとともに硬いことから、低屈折率薄膜層８ａおよび高屈折率薄膜層８ｂの膜厚を精度良くコントロールすることができるとともにニオブ酸リチウム板Ｘの取り扱いの際に傷つき難く、その結果、特定波長光の透過・反射を良好にコントロールできる赤外線カットフィルタの機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【００４５】
次に、絶縁基体１と透光性蓋体２とを接合する封止剤３は、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂に有機材料粉末を含有させてその弾性率を0.1〜３ＧＰａの値とすることが重要である。
【００４６】
本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、透光性蓋体２と絶縁基体１とを接合する封止剤３を、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂に有機材料粉末を含有させて0.1〜３ＧＰａの弾性率としたことから、封止剤３が硬化する際の応力によってニオブ酸リチウム板Ｘが破壊されることはなく、気密信頼性の優れた撮像素子収納用パッケージとすることができる。また、封止剤３がエポキシ樹脂を主成分とすることから、熱硬化性エポキシ樹脂接着剤が緻密な３次元網目構造を有し絶縁基体１と透光性蓋体２との接合を強固なものとすることができ、その結果、気密信頼性のより高い撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【００４７】
このような絶縁基体１と透光性蓋体２との接合は、接合部に封止剤３を塗布した透光性蓋体２を絶縁基体１に重ねあわせた後、約110℃の温度で60〜90分間加圧加熱することにより行われる。なお、接合の際の残留応力を低減するという観点からは、110℃程度の低温度での加熱が好ましいが、90〜250℃の温度で加熱してもよい。なお、封止剤３は、絶縁基体１と透光性蓋体２との接合時はもちろんのこと、その後の基板への２次実装時に加えられる熱、さらには撮像素子４の作動時に発生する熱によって生ずる部材間の応力を緩和して、透光性蓋体２が破壊されるのを有効に防止する機能を有する。
【００４８】
このような封止剤３としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＡ変性エポキシ樹脂・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂・フェノールノボラック型エポキシ樹脂・クレゾールノボラック型エポキシ樹脂・特殊ノボラック型エポキシ樹脂・フェノール誘導体エポキシ樹脂・ビフェノール骨格型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂にイミダゾール系・アミン系・リン系・ヒドラジン系・イミダゾールアダクト系・アミンアダクト系・カチオン重合系・ジシアンジアミド系等の硬化剤を添加したもので形成されている。なお、２種類以上のエポキシ樹脂を混合して用いてもよい。
【００４９】
また、封止剤３に含有される有機材料粉末としては、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂よりも弾性率が低いシリコンゴムやシリコンレジン・ＬＤＰＥ・ＨＤＰＥ・ＰＭＭＡ・架橋ＰＭＭＡ・ポリスチレン・架橋ポリスチレン・エチレン−アクリル共重合・ポリメタクリル酸エチル・ブチルアクリレート・ウレタン等の軟質微粒子が好ましい。
【００５０】
なお、封止剤３は、その弾性率が0.1ＧＰａ未満であると、機械的応力が透光性蓋体２に加わった際に封止剤３が歪み、所定の位置に透光性蓋体２を保持することが困難となる傾向があり、また、弾性率が３ＧＰａを超えると、撮像素子収納用パッケージに落下等の大きな衝撃が加わった際に生じる応力あるいは撮像素子４の発熱による熱応力を吸収することができず、透光性蓋体２が絶縁基体１から外れてしまう、あるいは透光性蓋体２が破壊しやすくなる傾向がある。したがって、封止剤３は、その弾性率を0.1〜３ＧＰａの範囲とすることが好ましい。
【００５１】
また、封止剤３は、その硬化後の厚みが１〜50μｍの範囲であることが好ましく、１μｍ未満であると応力緩和が有効に働かなくなる傾向があり、50μｍを超えると封止剤３の透湿量が増加し、撮像素子４が水分により劣化しやすくなる傾向がある。したがって、封止剤３は、硬化後の厚みが１〜50μｍの範囲であることが好ましい。
【００５２】
かくして本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の凹部１ａの底面に撮像素子４をガラス・樹脂・ろう材等から成る接着剤を介して接着固定するとともに撮像素子４の各電極をボンディングワイヤ６を介して配線導体５に接続させ、しかる後、絶縁基体１と透光性蓋体２とを封止剤３を介して接続して、絶縁基体１と透光性蓋体２とから成る容器の内部に撮像素子４を気密に収容することによって最終製品としての撮像装置が完成する。
【００５３】
なお、本発明は上述の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であれば種々の変更は可能であり、例えば、誘電体多層膜７は赤外線遮光膜に限定されず、弗化マグネシウム等の材料を成膜した反射防止膜であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、透光性蓋体をガラスから成る板材と少なくとも１枚のニオブ酸リチウム板から成る光学板材とで形成したことから、15ｍｍ角を超える大きさの透光性蓋体を絶縁基体に接合したとしても、外部からの機械的衝撃や熱的衝撃を受けた際の絶縁基体と蓋体との接合部に集中する応力をガラスから成る板材がニオブ酸リチウム板全体に良好に分散し、その結果、ニオブ酸リチウム板に大きな応力が集中してニオブ酸リチウム板が容易に破壊されることはなく、気密封止の良好なパッケージとすることができる。
【００５５】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、上記構成において、ニオブ酸リチウム板のいずれか1枚の板材側の面に赤外線遮蔽機能を有する誘電体多層膜を形成したことから、水分の吸収により光学特性が変化し易い誘電体多層膜を空気中の水分から保護することが可能となり、安定した赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。さらに、温度サイクル等の熱衝撃により誘電体多層膜が蓋体から剥離して撮像素子の画像認識領域に落下してしまい、撮像に支障をきたしてしまうということもない。
【００５６】
さらに、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、上記構成において、ガラスから成る板材とニオブ酸リチウム板を貼り合わせて成る光学板材とを接合する樹脂系接着剤の厚みを１〜30μｍとしたことから、ガラスから成る板材とニオブ酸リチウム板の熱膨脹係数の相違に起因して発生する応力を良好に緩和することができ、その結果、パッケージが温度サイクル試験等で熱衝撃を受けたとしても光学板材が破壊されることはなく、かつ撮像素子への光の入射が阻害されることのない良好な赤外線カット機能を有する撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【００５７】
また、本発明の撮像素子収納用パッケージによれば、上記構成において、封止剤をエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂に有機材料粉末を含有させてその弾性率を0.1〜３ＧＰａとしたことから、熱硬化性樹脂が硬化する際の応力によって透光性蓋体が破壊されることはなく、気密信頼性の優れた撮像素子収納用パッケージとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・・・・・凹部
２・・・・・・・・・透光性蓋体
２ａ・・・・・・・・ガラスから成る板材
２ｂ・・・・・・・・光学板材
３・・・・・・・・・封止剤
４・・・・・・・・・撮像素子
７・・・・・・・・・樹脂系接着剤
８・・・・・・・・・誘電体多層膜
８ａ・・・・・・・・低屈折率薄膜層
８ｂ・・・・・・・・高屈折率薄膜層
Ｘ・・・・・・・・・ニオブ酸リチウム板
【図１】
0003814512.tif 000002
【図２】
0003814512.tif 000003