JP2007134493A

JP2007134493A - 半導体素子のパッケージ

Info

Publication number: JP2007134493A
Application number: JP2005326015A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sasaki; 勝弘佐々木
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】パッケージ容器に取り付けたカバーガラスの平坦性が良好で、エアパスやヒケといった不具合の発生を防止できる半導体素子のパッケージを提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体素子のパッケージ１０は、パッケージ容器１１と、パッケージ容器１１の凹部に収納された半導体素子１４と、パッケージ容器１１の凹部の開口部１１ｅを遮蔽するように取り付けられたカバーガラス１２とを備え、カバーガラス１２とパッケージ容器１１との間に介挿され、開口部１１ｅの周囲を囲うように取り付けられるフィルム状のシール材１７とを備え、カバーガラス１２がシール材１７によってパッケージ容器１１に接着されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子をパッケージ容器に収納し、カバーガラスで密封して収容する構成を有する半導体素子のパッケージに関する。

一般に、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像装置においては、ＣＣＤチップ等の固体撮像素子をパッケージ容器内に収容するとともに、該パッケージ容器に固定させた状態で保持する撮像素子パッケージを備えている。

図４は、従来の撮像素子パッケージの構成を示す図である。図４に示すように、撮像素子パッケージ１００は、パッケージ容器１０１に形成された凹部の底面に、固体撮像素子１０４がダイボンド剤によって固定され、固体撮像素子１０４と、パッケージ容器１０１の内部壁面に形成されたインナーリード１０９とがボンディングワイヤ１０６によって結線される。インナーリード１０９は、図示しないアウターリードに電気的に接続されており、このアウターリードを介して撮像素子パッケージが固体撮像装置側の駆動回路基板に接続される。そして、このパッケージ容器１０１には、固体撮像素子１０４を収納した凹部の開口部を遮蔽する透明なカバーガラス１０２が接合される。ここで、カバーガラス１０２は、パッケージ容器１０１の開口部周囲に塗布された紫外線硬化樹脂等の液状の樹脂１０７によって接合されている。

特開２００４−３４９３１８号公報特開２００５−１９１３１４号公報

ところで、従来の撮像素子パッケージ１００において、カバーガラス１０２をパッケージ容器１０１に接着する際に液状の樹脂１０７を使用すると、樹脂１０７の一部がカバーガラス１０２をパッケージ容器１０１に押し付ける際に生じる圧力によって、カバーガラス１０２の周縁部からはみ出てしまうことがあった。すると、撮像装置のカメラ筐体を取り付ける際に、該カメラ筐体を取り付ける部位（Ｚ方向の基準面）にはみ出した樹脂１０７により、十分なエリアが確保できなくなる点で改善の余地があった。

また、カバーガラス１０２及びパッケージ容器１０１の間に供給する樹脂１０７の量にばらつきが生じることがあった。すると、樹脂カバーガラス１０２とパッケージ容器１０１の開口部周囲との間に介在する樹脂の量のばらつきに応じて、接着されたカバーガラス１０２の表面がパッケージ容器１０１に対して僅かに傾いてしまうことが懸念される。カバーガラス１０２が傾いた状態で取り付けられてしまうと、パッケージ容器１０１の内部の固体撮像素子１０４における撮像面に対するカバーガラス１０２の距離ｄ１，ｄ２にばらつきが生じ、撮像した画質が劣化する要因となる点で改善の余地があった。
さらに、樹脂１０７の量にばらつきが生じると、接着されたカバーガラス１０２とパッケージ容器１０１との間に隙間（エアパス）や樹脂１０７の硬化の際に発生する窪み（いわゆるヒケ）が生じてしまうことも懸念される。カバーガラス１０２とパッケージ容器１０１との間に空気が流れる隙間（いわゆる、エアパス）が生じると、パッケージ容器１０１の内部の気密性が劣化し、撮像素子パッケージにその外部から塵埃や水分が浸入してしまうおそれがある点で改善の余地があった。

上記特許文献１は、半導体素子を搭載する半導体パッケージであって、半導体パッケージが撥水性や透湿性を有する配線基板と、該配線基板に接着され、開口部を有する枠体とを備える構成であることが記載されている。また、この半導体パッケージが配線基板に代えて、シート状の金属部材を用いることで外部からの水分の吸湿を防止する構成とすることが記載されている。しかし、このような構成では、カバーガラスを枠体に接着するため液状の樹脂を使用すると、該樹脂から染み出る水分が半導体パッケージの内部に浸入するおそれがあり、気密性の劣化は避けられない。

上記特許文献２には、金属枠体の開口部に透光性の窓部材が嵌め込まれて成る蓋体と、この蓋体を適用した半導体素子収納用パッケージならびに半導体装置が記載されている。特許文献２では、金属枠体によって熱応力や外部からの機械的衝撃によって蓋体の接合が破壊されることを防止するとともに、気密性を向上させるため、蓋体のガラスと金属枠体の開口部とをシーム溶接や蝋付けによって高温接着させている。しかし、固体撮像素子を収納する撮像素子パッケージにおいては、固体撮像素子における各画素上に配置されたマイクロレンズが有機材料であり、高温に弱いことを理由に、上記特許文献２のように高温接着させる手段を適用することができない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、パッケージ容器に取り付けたカバーガラスの平坦性が良好で、エアパスやヒケといった不具合の発生を防止できる半導体素子のパッケージを提供することにある。

本発明の上記目的は、パッケージ容器と、前記パッケージ容器の凹部に収納された半導体素子と、前記パッケージ容器の凹部の開口部を遮蔽するように取り付けられたカバーガラスとを備え、前記カバーガラスとパッケージ容器との間に介挿され、前記開口部の周囲を囲うように取り付けられるフィルム状のシール材とを備え、前記カバーガラスが前記シール材によって前記パッケージ容器に接着されていることを特徴とする半導体素子のパッケージによって達成される。

本発明に係る半導体素子のパッケージは、カバーガラスがパッケージ容器の凹部の開口部の周囲にフィルム状のシール材によって取り付けられる構成である。カバーガラスをパッケージ容器に取り付ける際に、カバーガラスをパッケージ容器に押し付けても、フィルム状のシール材は、液状の樹脂のようにカバーガラスとパッケージ容器の間からはみ出ることがない。このため、半導体装置のカメラ筐体を取り付ける際に、該カメラ筐体を取り付ける部位（Ｚ方向基準面）に干渉することがなく、十分な取り付けエリアを確保することができる。

また、半導体素子のパッケージは、フィルム状のシート材を使用するため、その厚みが常に一定であり、液状の樹脂の量のばらつきが生じる問題を回避することができ、パッケージ容器にカバーガラスを、傾くことなく平坦に取り付けることができる。したがって、半導体素子のパッケージを撮像装置に組み込む構成とする場合には、撮像した画質が劣化することを防止でき、高い撮像性能を有する撮像装置を提供することができる。

さらに、カバーガラスとパッケージ容器との接着は従来のような液状の接着剤ではなくシール材としたことにより、カバーガラスとパッケージ容器との間に隙間が生じることがないため、パッケージ容器の内部を確実に気密な状態に保つことができる。したがって、半導体素子のパッケージを撮像素子パッケージに適用した場合に、固体撮像素子を配置した撮像素子パッケージの内部に、外部から塵埃や水分が浸入してしまうことを防止することができる。

上記半導体素子が固体撮像素子であることが好ましい。こうすれば、撮像装置に組み込むことで、高い撮像性能を有する撮像装置を提供することができる。

本発明によれば、パッケージ容器に取り付けたカバーガラスの平坦性が良好で、エアパスやヒケといった不具合の発生を防止できる半導体素子のパッケージを提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下の実施形態では、半導体素子としてＣＣＤチップ等の撮像素子を使用し、半導体素子のパッケージを撮像素子パッケージという。しかし、半導体素子は、特に、固体撮像素子に限定されない。
図１は、本発明に係る固体撮像素子のパッケージの構成を示す平面図である。図２は、本実施形態の固体撮像素子のパッケージの断面図である。図３は、固体撮像素子のパッケージにカバーガラスを取り付ける状態を説明する斜視図である。

図１及び図２に示すように、撮像素子パッケージ１０は、上方視（図１の正面視）した状態で略矩形状のパッケージ容器１１を備えている。パッケージ容器１１は、セラミック製や樹脂等の複数の（本実施形態においては３つ）基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを重ね合わせて構成されている。本実施形態では、略矩形の板状部材である第１基板１１ａ上に、該第１基板１１ａと同一寸法の外形寸法を有し、略矩形状の開口が形成された枠状の第２基板１１ｂが接合されている。また、第２基板１１ｂ上には、第１基板１１ａ及び第２基板１１ｂと同一寸法の外形寸法を有し、第２基板の開口部より僅かに大きい寸法で略矩形状の開口部１１ｅが形成された枠状の第３基板１１ｃが接合されている。

パッケージ容器１１は、第１基板１１ａを底板とし、第２基板１１ｂ及び第３基板１１ｃを側板とし、これら底板と側板とで区画される凹部に固体撮像素子を収納可能な構成である。本実施形態の撮像素子パッケージ１０は、第１基板１１ａの上面に、固体撮像素子１４が図示しないダイボンド剤によって接着されている。

パッケージ容器１１の第２基板１１ｂ上面には、導電性材料からなる複数のインナーリード１９が形成されており、これらインナーリード１９の一部が、パッケージ容器１１の内部空間における、第２基板１１ｂと第３基板１１ｃとの段差部に露呈している。

インナーリード１９は、図示しないアウターリードに電気的に接続されている。アウターリードは、パッケージ容器１１の外側に延設されて、撮像素子パッケージ１０を固体撮像装置側の駆動回路基板に接続する際の端子として機能する。

パッケージ容器１１の内部に固定された固体撮像素子１４と、該固体撮像素子１４の側部に形成されたインナーリード１９との間に、金線等のボンディングワイヤ１６が結線されている。

図３に示すように、パッケージ容器１１の第３基板１１ｃの上面１１には、開口部１１ｅを遮蔽するようにカバーガラス１２が取り付けられる。カバーガラス１２は、フィルム状のシール材１７を介してパッケージ容器１１に接着される。こうして、撮像素子パッケージ１０は、パッケージ容器１１に収納された固体撮像素子１４を気密の状態で保持する。

シール材１７には、パッケージ容器１１の開口部１１ｅの周縁形状に等しい形状の開口１７ａが形成されている。

パッケージ容器１１にカバーガラス１２を取り付ける際には、先ず、開口部１１ｅの周囲にシール材１７を貼り付けた後、カバーガラス１２をシール材１７を挟んでパッケージ容器１１側に押圧する。シール材１７が、予めカバーガラス１２に貼り合わされていてもよく、この場合、シール材１７が貼り合わされたカバーガラス１２がパッケージ容器１１の開口部１１ｅを遮蔽するように接着される。

半導体素子のパッケージ１０は、カバーガラス１２がパッケージ容器１１の凹部の開口部１１ｅの周囲にフィルム状のシール材１７によって取り付けられる構成である。カバーガラス１２をパッケージ容器１１に取り付ける際に、カバーガラス１２をパッケージ容器１１に押し付けても、フィルム状のシール材１７は、液状の樹脂のようにカバーガラス１２とパッケージ容器１１の間からはみ出ることがない。このため、半導体装置のカメラ筐体を取り付ける際に、該カメラ筐体を取り付ける部位（Ｚ方向基準面）に干渉することがなく、十分な取り付けエリアを確保することができる。

また、本実施形態の撮像素子パッケージ１０は、フィルム状のシート材１７を使用するため、その厚みが常に一定であり、液状の樹脂の量のばらつきが生じる問題を回避することができ、パッケージ容器１１にカバーガラス１２を、傾くことなく平坦に取り付けることができる。したがって、本実施形態の撮像素子パッケージ１０を撮像装置に組み込む構成とする場合には、撮像した画質が劣化することを防止でき、高い撮像性能を有する撮像装置を提供することができる。

さらに、カバーガラス１２とパッケージ容器１１との接着は従来のような液状の接着剤ではなくシール材１７としたことにより、カバーガラス１２とパッケージ容器１１との間に隙間が生じることがないため、パッケージ容器１１の内部を確実に気密な状態に保つことができる。したがって、本実施形態の撮像素子パッケージ１０のように、半導体素子として固体撮像素子１４を備えた構成とする場合には、撮像素子パッケージ１０に外部から塵埃や水分が浸入してしまうことを防止することができる。

固体撮像素子のパッケージの一例を示す平面図である。固体撮像素子のパッケージの断面図である。固体撮像素子のパッケージにカバーガラスを取り付ける状態を説明する斜視図である。従来の撮像素子パッケージの構成を示す図である。

符号の説明

１０撮像素子パッケージ（半導体素子のパッケージ）
１１パッケージ容器
１２カバーガラス
１４固体撮像素子（半導体素子）
１７シール材

Claims

パッケージ容器と、
前記パッケージ容器の凹部に収納された半導体素子と、
前記パッケージ容器の凹部の開口部を遮蔽するように取り付けられたカバーガラスとを備え、
前記カバーガラスとパッケージ容器との間に介挿され、前記開口部の周囲を囲うように取り付けられるフィルム状のシール材とを備え、前記カバーガラスが前記シール材によって前記パッケージ容器に接着されていることを特徴とする半導体素子のパッケージ。
前記半導体素子が固体撮像素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のパッケージ。