JP2000311993A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ封止のための接着剤をパッケージ
のシール面に連続的に供給し、シール面から引き延ばし
ながら塗布すると、パッケージの部分的な後退や傾きに
より、接着剤の塗布不良が発生しやすい。また、塗布終
了時に接着剤が糸を引き、不要部分に付着する場合もあ
る。 【解決手段】 ノズル１１からパッケージ２のシール面
４へと接着剤７を断続的に押し出しながら供給すること
により、シール面４からの接着剤７の引き延ばしを排除
して、シール面４の傾きや部分的後退等による塗布不良
を軽減する。連続的に押し出すと後続の接着剤による引
き戻しによる蛇行が問題となるが、断続的に供給すれば
接着剤７をシール面４に正確に塗布できる。ノズルとシ
ール面との距離ｈは、好ましくは２〜３ｍｍとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置の製
造方法に関するものであり、特に、ガラス板を固着する
ための接着剤をパッケージに塗布する方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光電変換機能を有する固体撮像素子は、
パッケージの上面に形成された凹部内に搭載され、固体
撮像装置として使用される。固体撮像素子が搭載された
パッケージは、ガラス板を用いて気密に封止される。こ
のガラス板は、パッケージの凹部を額縁状に囲むガラス
固定面（シール面）に予め塗布された接着剤によって固
着される。従来、接着剤１０７は、図１０に示すよう
に、加減圧コントローラ１１７を用いてノズル１１１か
ら一定の圧力で接着剤１０７を押し出すディスペンサシ
ステム１１０により塗布されてきた。図１１に示すよう
に、このノズル１１１は、固体撮像素子１０１を搭載す
るパッケージ１０２上面の凹部１０３を囲むシール面１
０４に沿ってその上方を移動しながら、接着剤１０７を
供給していく。

【０００３】パッケージの内部が完全に密封されていな
いと、固体撮像装置の使用中に内部結露が発生し、固体
撮像装置の動作不良を誘発するおそれがある。しかし、
パッケージの気密のために接着剤をシール面全周に塗布
すると、ガラス板を上方から押しつけたときにパッケー
ジ内部の空気が接着剤を外側へと押し広げ、シール面に
空隙が生じるおそれがある。そこで、特開平１０−１８
９９３１号公報には、図１２(ａ)に示すように、パッケ
ージ１０２のシール面１０４の一部に隙間１０５を残し
て接着剤１０７を塗布する方法が開示されている。この
隙間１０５の幅Ｓは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とされ
る。隙間１０５は、ガラス板をシール面１０４に押しつ
けたときにパッケージ１０２内部の空気を放出する通路
となりながら、図１２(ｂ)に示すように、ガラス板１２
０により押圧されて広がる接着剤１０７により最終的に
は閉じられる。こうして、パッケージ１０２の気密が確
保される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、意図的に制御しながら形成された隙間ば
かりではなく、意図せずに、接着剤が塗布されない隙間
が生じる場合があった。上記従来の方法によれば、接着
剤は、ノズルから一定の圧力で押し出され、シール面と
の接触箇所からノズル進行方向に引き延ばされながら塗
布されていく。このように接着剤が引っ張られながら塗
布されるため、図１３に示すように、パッケージ１０２
のシール面１０４がノズル１１１走行面に対して平行に
設置されていない場合には（図１３(ａ)）、接着剤が塗
布されない隙間１０６が現れやすくなる（図１３
(ｂ)）。シール面が部分的に後退して凹状となっている
場合にも、この後退部には接着剤が塗布されにくくな
る。接着剤が未塗布となった隙間は、ガラス板の押圧に
よる接着剤の拡張により解消されない程度の大きさに至
れば、パッケージの気密を阻害する空隙となって残存す
る。

【０００５】特に近年、固体撮像素子の高画素化にセル
の小型化が追いつかず、固体撮像素子が大きくなり、こ
れに伴ってパッケージも大型化している。パッケージが
大型化すると、パッケージの変形や傾きも大きくなる傾
向が生じ、結果として、接着剤の部分的な未塗布や不均
一が生じやすくなる。

【０００６】また、上記従来の方法のように、シール面
とノズルとの間で接着剤を引き延ばしながら塗布する
と、塗布を終了するときに、加減圧コントローラ１１７
による減圧では処理しきれない接着剤によって、糸引き
現象が生じ、本来接着剤を塗布すべきでない部分にまで
接着剤が付着することがあった。このような糸引き現象
は、接着剤の部分的な塗布不良とともに固体撮像装置の
製造歩留まりを低下させる。

【０００７】そこで、本発明は、パッケージのシール面
への接着剤の塗布方法をさらに改善し、固体撮像装置の
製造歩留まりを向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の固体撮像装置の製造方法は、固体撮像素子
を搭載したパッケージの上面に接着剤を塗布し、前記接
着剤を介してガラス板を前記上面に固着して前記パッケ
ージを封止する上記方法において、前記パッケージの上
方から前記接着剤を断続的に押し出すことにより、前記
パッケージの上面に前記接着剤を塗布することを特徴と
する。

【０００９】こうして連続的にではなく断続的に接着剤
を押し出して供給することにより、接着剤を塗布するパ
ッケージの上面（シール面）の状態に起因する接着剤の
塗布不良を防止することができる。また、接着剤の糸引
き現象も防止することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に用
いるディスペンサシステム１０の一形態の構成を示す図
である。このディスペンサシステム１０では、加圧装置
１７から、接着剤７を収容したシリンジ１２の上方へと
所定の気圧が印加される。この気圧により、接着剤７は
下方のノズル１１へと押圧される。ノズル１１は、弁開
閉機構１４により上下動する開閉弁１３により、好まし
くは所定周期で開閉する。開閉弁１３が上方に持ち上げ
られ、ノズル１１が開いているときにのみ、接着剤７は
下方へと押し出される。こうして、接着剤７は、断続
的、かつ好ましくは所定周期の開閉により周期的に、所
定部位に塗布される。

【００１１】ノズル１１の形態は、断続的に接着剤７が
押し出される形態であれば特に限定されず、例えば、部
分拡大断面図をそれぞれ図２および図３に示すように、
いわゆるニードルバルブまたはサックバックバルブを適
用することができる。

【００１２】図４に示すように、ノズル１１は、パッケ
ージ２のシール面４上を所定方向に走行しながら、シー
ル面４に接着剤７を押し出していく。ただし、従来の塗
布方法とは異なり、ここでは、接着剤７はシール面４と
ノズル１１との間で引き延ばされることなくシール面４
へと供給される。したがって、図示したように、ノズル
１１走行面とシール面４とが傾斜していても（図４
(ａ)）、接着剤７の供給自体には、この傾斜が影響しに
くくなる（図４(ｂ)）。

【００１３】ここでも、パッケージ内の余剰空気を押し
出すため、図１２(ａ)に示すように、シール面の一部
に、意図的に幅０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の接着剤未塗
布部分を形成してもよい。また、図５(ａ)に示したよう
に、接着剤７が断続的に押し出されることを利用して、
シール面４にも接着剤７を間欠的に塗布し、島状の接着
剤の隙間５をパッケージ２の「エア抜き」のために利用
してもよい。このように複数の隙間５を利用すれば、図
５(ｂ)に示すように、ガラス板２０をシール面上に配置
して押圧したときに、空気８の通路を確保しやすく、
「エア抜き」を確実かつ効率的に行うことができる。こ
の場合も、図５(ｃ)に示すように、隙間５を最終的に解
消するためには、その幅Ｓ’を０．５ｍｍ以上１ｍｍ以
下とすることが好ましい。

【００１４】接着剤７には、熱硬化型樹脂を用いてもよ
いが、紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。ま
た、接着剤の好ましい粘度は、７００００ｃＰ（センチ
ポアズ）以上１１００００ｃＰ以下である。粘度が低す
ぎるとパッケージ内部からの余剰空気の押し出しが不十
分となりやすく、粘度が高すぎるとシール面への円滑な
供給が困難となる。

【００１５】上記程度の粘度を有する接着剤を、従来の
ように連続的に引き延ばしながら塗布しようとすると、
ノズルをシール面のごく近傍にまで近づける必要があっ
た。従来の方法では、ノズルを引き離して塗布しようと
すると、ノズルから押し出された接着剤が、それに続け
て押し出される接着剤からの引き戻しにより蛇行するた
め、塗布する位置が制御できなくなるからである。この
ため、上記従来の方法におけるノズルとシール面との距
離は、０．１ｍｍ以下にまで近接させる必要があった。

【００１６】一方、本発明の方法では、接着剤は断続的
にノズルから押し出され、押し出された接着剤は、ノズ
ルからの押し出し圧と接着剤自体の重さとにより、シー
ル面の所定の位置へと供給される。本発明の方法では、
接着剤を押し出しながら供給するために、ノズルとシー
ル面との距離（図４符号ｈ）を、従来のように極度に小
さく制限する必要はない。逆に、ノズルとシール面との
間には、ノズルから押し出される接着剤がシール面への
吐出に望ましい重さを備えうるスペースが確保されてい
ることが好ましい。また、ノズルとシール面とが近すぎ
ると、押し出した接着剤を移動するノズルが引き延ばし
てしまうおそれもある。

【００１７】上記観点から、本発明の方法では、ノズル
とシール面との距離を１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上とす
ることが好ましい。その一方、上記距離が大きくなるに
つれて接着剤の正確な塗布は困難となる。上記距離の好
ましい上限は４ｍｍであり、さらに好ましい上限は３ｍ
ｍである。このように、本発明の方法では、ノズルとシ
ール面との距離を２ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが特
に好ましい。

【００１８】なお、上記に例示した加圧装置１７による
接着剤の加圧は、用いるノズルや接着剤の粘度等により
適宜調整することが好ましいが、概ね、２ｋｇ／ｃｍ²
以上３ｋｇ／ｃｍ²以下とすることが好ましい。加圧装
置による加圧は、常時一定圧力で行えば足りる。また、
接着剤供給の終了時には、弁開閉機構１４により、接着
剤の供給を遮断すればよい。このため、従来のように、
塗布終了時に減圧処理を施す必要もない。

【００１９】さらに、接着剤の粘度の好ましい範囲や適
応する固体撮像装置のパッケージの大きさ（特に制限さ
れないがシール面の外寸が１２〜１４ｍｍ角程度、シー
ル面の幅が０．８〜１．０ｍｍ程度）を考慮すると、一
回の押し出しにより供給する接着剤の量は、３〜４ｍｇ
程度が好ましい。

【００２０】本発明の方法の一形態では、図５に示した
ように、断続的に押し出された接着剤７は、分離した状
態で、固体撮像素子１を搭載した凹部３を囲むパッケー
ジ２のシール面４に間欠的に供給される。しかし、本発
明の方法を適用しても、接着剤の粘度や接着剤への加圧
等諸条件によっては、断続的に押し出された接着剤が数
珠上に連続した状態で、シール面に供給される場合もあ
る。この場合は、図６(ａ)に示すように、シール面４に
連続した接着剤７の塗布部分が形成される。この場合
も、「エア抜き」を行うために予め隙間５を形成し、図
６(ｂ)に示すように、ガラス板２０をシール面４に配置
して押圧しながら空気８を隙間５から追い出して、パッ
ケージ２を確実に密封することが好ましい。ここでも、
隙間５の幅Ｓ”は０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下が好適であ
る。また、この場合も、図６(ａ)に示したように、隙間
５は２以上形成しておくことが好ましい。

【００２１】図６に示したように、断続的に押し出され
た接着剤が、主としてその高い粘度のために、塗布面で
は連続して観察される場合もある。本発明は、接着剤
が、互いに分離して島状に塗布されるか、互いに接続し
て例えば数珠状に塗布されるかにかかわらず、接着剤の
供給手段からの押し出しが連続的ではなく断続的である
すべての方法を包含する。また、接着剤の断続的な押し
出しの好ましい形態は、加圧手段により連続的に加圧さ
れて進行する接着剤の流れを開閉弁等の遮断手段によ
り、断続的、好ましくは周期的に遮蔽する上記記載の形
態である。この形態において、加圧手段による加圧と、
遮蔽手段による断続的な遮蔽とは、遮蔽により分断され
た接着剤が慣性と自重とにより（引き出されるのではな
く）自ら進行するように行われる。

【００２２】接着剤が塗布された後に行われる、シール
面に配置されたガラス板の押圧は、例えばシリンダ等を
用いることにより、上方から局所的な圧力が印加されな
いように実施することが好ましい。押圧に引き続き、接
着剤の種類に応じた硬化工程が実施される。接着剤が、
紫外線硬化型樹脂である場合、この硬化工程は、紫外線
ランプと、光ファイバ等のライトガイドを用いて行うこ
とが好ましい。ライトガイドを用いると、シール面のみ
に紫外線を照射して、固体撮像素子内のカラーフィルタ
の劣化を抑制することができる。ライトガイドは、例え
ばシール面に対応するロの字形の光出射面を備えたもの
が好適である。

【００２３】以下、１／４インチ型パッケージと１／２
インチ型パッケージとを封止する際に、本発明の方法と
従来の方法を適用した例について説明する。なお、１／
４インチ型パッケージは平面視で外寸９ｍｍ角のシール
面を有し、１／２インチ型パッケージは同じく平面視で
外寸１３ｍｍ角のシール面を有している。

【００２４】まず、１／４インチ型パッケージのシール
面に、図１３に示したと同様の方法により、紫外線硬化
型接着剤を塗布し、さらにガラス板を押圧して、このパ
ッケージを封止したところ、シール面４の部分的な変形
（いわゆる「ヒケ」）による塗布不良（図７）、および
シール面４の傾き（いわゆる「アオリ」）による塗布不
良（図８）がそれぞれ１％生じた。また、この従来の方
法による塗布不良は、１／２インチ型パッケージでは、
それぞれ２％に増加した。なお、塗布良否の判定は、目
視により行い、シール面４の塗布予定領域に接着剤７塗
布されていない範囲が残存していれば「不良」とした。
また、用いたパッケージの数は、各パッケージについて
１０００個である。

【００２５】１／２インチ型パッケージで塗布不良が増
加した原因は、パッケージの大型化に伴ってシール面の
変形や傾きも大きくなることが原因であると考えられ
る。例えば、パッケージが２倍になると、シール面の傾
きに伴う「アオリ」誤差も、傾き角度が同じであれば２
倍となる。

【００２６】このとき、不良が生じたパッケージのシー
ル面の「ヒケ」や「アオリ」を調べたところ、これらパ
ッケージの欠陥によるシール面の後退が概略０．１ｍｍ
以上となっていると、封止不良が発生することが確認さ
れた。

【００２７】一方、図４に示したような本発明の方法に
より、上記と同じ接着剤、ガラス板およびパッケージを
用いて、封止試験を実施した。その結果、封止不良は全
く観察されなかった。そこで、意図的にノズルに対して
パッケージを傾けて設置して再度封止試験を実施したと
ころ、シール面の後退が概略１．０ｍｍを超えれば、封
止不良が発生することが確認された。このように、本発
明の方法は、シール面の変形や傾きに対し、従来よりも
約１０倍の許容範囲を有していた。

【００２８】また、従来の方法を用いた場合には、いず
れのパッケージを用いたときにも、接着剤が塗布終端部
分で糸を引き、その接着剤が不要部分に付着する「糸引
き」（図９）による塗布不良が０．５％発生した。しか
し、本発明の方法を用いることにより、このような「糸
引き」も完全に解消することができた。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パッケージの上方から接着剤を断続的に押し出してパッ
ケージの上面（シール面）に接着剤を塗布することによ
り、シール面の傾きや部分的な後退に起因する接着剤の
塗布不良を効果的に抑制することができる。また、接着
剤の糸引き現象も防止することが可能となる。本発明
は、固体撮像素子の高画素化に伴ってパッケージが大型
化する傾向にある現状を鑑みると、固体撮像装置の製造
歩留まりの向上に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法に用いるディスペンサシス
テムの一形態を示す図である。

【図２】 ディスペンサシステムに用いるノズルの一形
態の断面図である。

【図３】 ディスペンサシステムに用いるノズルの別の
一形態の断面図である。

【図４】 本発明の製造方法の一形態により、接着剤を
塗布する工程をパッケージの側面方向から示した図であ
る。

【図５】 本発明の製造方法の一形態により、接着剤を
塗布し、さらにガラス板を用いて封止する工程を、パッ
ケージの上方から示した図である。

【図６】 本発明の製造方法の別の一形態により、接着
剤を塗布し、さらにガラス板を用いて封止する工程を、
パッケージの上方から示した図である。

【図７】 パッケージのシール面の部分的後退（「ヒ
ケ」）による塗布不良を説明するための図である。

【図８】 パッケージのシール面の傾斜（「アオリ」）
による塗布不良を説明するための図である。

【図９】 接着剤塗布終了時の「糸引き」を説明するた
めの図である。

【図１０】 従来の製造方法に用いられていたディスペ
ンサシステムを示す図である。

【図１１】 従来の製造方法により接着剤を塗布する工
程を示す斜視図である。

【図１２】 従来の製造方法により接着剤を塗布する工
程を示す平面図である。

【図１３】 従来の製造方法により接着剤を塗布する工
程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 固体撮像素子 ２ パッケージ ３ 凹部 ４ シール面 ５ （エア抜き用）隙間 ７ 接着剤 ８ 空気 １０ ディスペンサシステム １１ ノズル １３ 開閉弁 １４ 弁開閉機構 １７ 加圧装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子を搭載したパッケージの上
   面に接着剤を塗布し、前記接着剤を介してガラス板を前
   記上面に固着することにより、前記パッケージを封止す
   る固体撮像装置の製造方法において、前記パッケージの
   上方から前記接着剤を断続的に押し出すことにより、前
   記上面に前記接着剤を塗布することを特徴とする固体撮
   像装置の製造方法。
2. 【請求項２】 パッケージの上面との距離が１ｍｍ以上
   ４ｍｍ以下となるように保持したノズルから接着剤を供
   給する請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。