JP2009111205A - 中空パッケージ、その製造方法及び組立方法、並びに、撮像装置 - Google Patents

中空パッケージ、その製造方法及び組立方法、並びに、撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 従来品より耐湿性に優れた撮像部品を搭載可能な中空パッケージを提供する。
【解決手段】 外部光の入射方向に向けて開口し、側壁面１１及び底面１２に囲まれた撮像部品３０を収容するための凹部１３を有する筐体本体部１０と、撮像部品への入射光を透過可能な材料から成り凹部１３を気密封止する蓋部２０を備え、凹部３０の側壁面１１に連続する凹部外周面１４が、入射方向に向って段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に開口が拡大する階段状に形成され、蓋部２０の筐体本体部１０と対向する対向面が、階段状の凹部外周面１４と嵌合して接着する嵌合接着面２１を有し、嵌合接着面２１が、嵌合接着面の外側から内側に向けて段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に筐体本体部１０との対向方向に向って突出する階段状に形成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、中空パッケージ並びにその製造方法及び組立方法に関するものであり、より詳しくは、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子に代表される撮像部品を搭載する中空パッケージにおいて、従来品に比較して耐湿性を向上させるセラミック製または樹脂製パッケージ、その製造方法及び組立方法、並びに、中空パッケージに撮像部品を搭載した撮像装置に関する。
現在、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子等に代表される半導体撮像部品は、一般に中空パッケージと呼ばれる中央に凹部を有する筐体本体部内に樹脂または金属を介して機械的に接合されるとともに、筐体（パッケージ）外と凹部内とを電気的に結合させるリードと呼ばれる端子と半導体撮像部品の信号端子とが金線等で接合されている。更に、この凹部は、撮像部品の受光面に外部被写体からの入射光を透過し、且つ、水分や塵芥から撮像部品を保護するガラス板からなる蓋材によって外部と隔絶されている（例えば、下記の特許文献１〜５参照）。
ガラス板を筐体本体部に接合させる方法としては、例えば、図１６に例示する方法（例えば、特許文献１の第１図参照）と、図１７に例示する方法（例えば、特許文献２参照）がある。尚、図１６及び図１７において、各図（ａ）は、中空パッケージを外部光の入射方向から見た透視平面図で、各図（ｂ）は、図（ａ）のＡ−Ａ’面における中空パッケージの断面図である。
図１６に例示する方法では、ガラス板２を凹部３の開口寸法より大きく取り、筐体本体部１の凹部３より外側の一般的には矩形環状（窓枠状）となった開口外周上面に、図示しない樹脂を用いて接着して、凹部３の内部を気密封止する。一方、図１７に例示する方法では、筐体本体部１の矩形環状の開口外周上面に、矩形環状の金属部材４をロウ付けによって接合し、ガラス板２の周縁部下面と、筐体本体部１側の金属部材４と嵌合する矩形環状の筒状体の上端に外側に延出する矩形環状の上部フリンジと下端に内側に延出する矩形環状の下部フリンジを有する金属部材５の下部フリンジの上面をロウ付けによって接合したものを準備する。撮像部品の機械的、電気的接続が終了した後、筐体本体部１側の金属部材４とガラス板２の側の金属部材５とを溶接して、凹部３の内部を気密封止する。
更に、図示しないが、凹部３内に透明性樹脂を充填する方法（例えば、特許文献１の第２図参照）、ガラス板２とセラミック製筐体とを低融点ガラスで封着する方法（例えば、特許文献２参照）、開口外周上面のガラス板２との接着部分を疎面とすることで、接着面積を大きくし、接着力を強固にするとともに、ガラス表面が凹凸であるため、ガラスと接着剤の界面から浸入する水分の経路が長くなるとともに接着面積が大きくなるため気密性が向上し、水分が透過し難くなる等の方法（例えば、特許文献３参照）が用いられてきた。
特開昭５８−６９１７４号公報 特開昭６１−３６９６９号公報 特開昭５８−１７６９６８号公報 特開昭６０−１９００８１号公報 特開２００７−１４４４１号公報
上記従来の方法によって製造された中空パッケージは一定の気密性が保たれ、気密性を示す指標としての漏れ量（リークレート）は、１．０−９〜１．０−１０［Ｐａ・ｍ３／ｓ］以下を示す。しかしながら、これら従来方法では近い将来の厳しい要求基準を十分に満たすことはできない。具体的な課題として、耐湿性向上とパッケージサイズの縮小がある。近年の半導体撮像部品は高解像度化が進み新しい市場への進出が始められているが、この中でも特に医療機器、車載機器に組み込んだ場合には使用環境や求められる精度、安全性の面から、従来と比較して高信頼性が求められる。これらに共通する高信頼性に係る性能の一つに、高温高湿状態における長時間使用が可能な能力が求められる。しかしながら、上記従来の気密封止では、以下の問題が懸念される。
先ず、高温高湿度下では水分の筐体内部への浸入が比較的短時間で起こり得る。筐体内部への水分の浸透は接着樹脂とガラス界面で進行し、剥離を伴うこともある。接着樹脂自体に含侵し、内部まで到達するとともに、接着剤特性の変化が発生する。
一方、溶接により気密封止を行う場合には、寸法及び熱の問題が発生する。即ち、溶接を行う場合、電極を電気的に接続するとともに機械的にも接合面を圧迫する必要が生じるが、このため溶接部分の金属を機械的に取り扱えるだけの寸法が必要となる。更に、溶接であるため熱が発生し少なくとも３００℃以上の熱が撮像部品に伝達し撮像部品を破壊することになる。
筐体内部に浸入した水分は、半導体撮像部品のアルミパッド部を腐食させ電気的導通を悪化させる。アルミパッド部から素子内部に浸透し、素子内部での腐食を引き起こす。また、筐体内部に浸入した水分の一部は筐体内部及びガラス板の温度によっては結露現象を発生させ、撮像に支障が生じる。特に結露現象は、腐食よりも早く消費者の利用方法によって例えば温暖な環境から低温の環境に撮像部品搭載の撮影機材等を移動または持ち出した場合、または、撮像部品搭載の撮影機材周辺の環境を温暖な環境から低温の環境へ変化させた場合、結露点の相違からガラス裏面に結露が発生して撮像できなくなる。
現在の技術レベルの一例として、外形寸法８ｍｍの正方形セラミックパッケージ内部への水分浸入は、セラミック基板とガラス板との平面での接着において接着剤として紫外線硬化型エポキシ樹脂、使用量１．８ｍｇ、接着幅０．８ｍｍに設定して作成した信頼性試験用サンプルでは、６０℃、９０％−ＲＨの環境下において少なくとも１０００時間までは水分の浸入は認められない。同様のパッケージにおいて８５℃、８５％−ＲＨの環境下に放置すると５００時間に達せずして水分の浸入が認められる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来品より耐湿性に優れた中空パッケージを提供する点にあり、更には、耐湿性に優れた中空パッケージの製造方法及び組立方法を提供し、耐湿性に優れた撮像装置を提供する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る中空パッケージは、外部光の入射方向に向けて開口し、側壁面及び底面に囲まれた撮像部品を収容するための凹部を有する筐体本体部と、前記撮像部品への入射光を透過可能な材料から成り前記凹部を気密封止する蓋部と、を備えて構成され、前記凹部の前記側壁面に連続する凹部外周面が、前記入射方向に向って段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に開口が拡大する階段状に形成され、前記蓋部の前記筐体本体部と対向する対向面が、階段状の前記凹部外周面と嵌合して接着する嵌合接着面を有し、前記嵌合接着面が、前記嵌合接着面の外側から内側に向けて段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に前記筐体本体部との対向方向に向って突出する階段状に形成されていることを第１の特徴とする。
本発明に係る中空パッケージは、上記第１の特徴に加えて、更に、前記凹部外周面と前記嵌合接着面が樹脂によって接着されていることを第２の特徴とする。
上記第１または第２の特徴の中空パッケージによれば、階段状に形成された筐体本体部の凹部外周面と蓋部の嵌合接着面が相互に嵌合して接着されているので、単一面で接着する従来品に比べて、同じパッケージ寸法（外形寸法及び凹部寸法）を維持したまま、蓋部と筐体本体部の接着面積を増大させ、更に、水分の浸入経路長を長くできる。従って、パッケージ外形寸法の増大や凹部の寸法縮小を伴わずに、耐水性を大幅に向上させることが可能となる。
尚、本発明による水分の浸入経路長を長くできる効果は、平板状の蓋部の一部外周面を疎面とすることで得られる同様の効果より、遥かに優れていることは言うまでもない。当該従来技術では、接着面積を増大させることは可能であるが、水分の浸入経路長が必ずしも長くなるとは限らない。例えば、疎面が微小な突起物の集合によって形成されている場合は、突起物間の溝が疎面全体に亘って縦横に形成されている場合は、水分の浸入経路長は、微小な突起物の有無で変化しないと思われる。従って、本発明によって、水分の浸入経路長を確実に長くすることができる。
本発明に係る中空パッケージの製造方法は、上記何れかの特徴の中空パッケージの製造方法であって、外部光の入射方向に向けて開口し、側壁面及び底面に囲まれた撮像部品を収容するための凹部を有する筐体本体部を、前記凹部の前記側壁面に連続する凹部外周面が、前記入射方向に向って段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に開口が拡大する階段状となるように形成する工程と、前記凹部を気密封止する蓋部を、前記撮像部品への入射光を透過可能な板材を、前記蓋部の前記筐体本体部と対向する対向面の内の前記凹部外周面と嵌合して接着する嵌合接着面が、前記嵌合接着面の外側から内側に向けて段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に前記筐体本体部との対向方向に向って突出する階段状となるように形成する工程と、を有することを特徴とする。
上記特徴の中空パッケージの製造方法によれば、筐体本体部の凹部外周面と蓋部の嵌合接着面の夫々を相互に嵌合可能な階段状に形成するので、筐体本体部と蓋部を組み立てた場合、筐体本体部の凹部外周面と蓋部の嵌合接着面が相互に嵌合して接着されるので、単一面で接着する従来品に比べて、同じパッケージ寸法（外形寸法及び凹部寸法）を維持したまま、蓋部と筐体本体部の接着面積を増大させ、更に、水分の浸入経路長を長くできる中空パッケージが製造できる。従って、パッケージ外形寸法の増大や凹部の寸法縮小を伴わずに、中空パッケージの耐水性を大幅に向上させることが可能となる。
本発明に係る中空パッケージの組立方法は、上記第２の特徴の中空パッケージの組立方法であって、前記凹部外周面と前記嵌合接着面の少なくとも何れか一方側の面の階段状の各段の一部または全面に、液状またはテープ状の前記樹脂を配置し、前記凹部外周面と前記嵌合接着面を接着することを第１の特徴とする。
上記第１の特徴の中空パッケージの組立方法によれば、上記第１の特徴の中空パッケージの前記凹部外周面と前記蓋部の前記嵌合接着面の間の階段状の全ての段の接合面を樹脂によって接着することができ、中空パッケージの耐湿性を向上させることができる。
本発明に係る中空パッケージは、上記第１の特徴に加えて、更に、液状の前記樹脂を一旦低粘度化して、前記凹部外周面と前記嵌合接着面の少なくとも何れか一方側に配置することを第２の特徴とする。
上記第２の特徴の中空パッケージの組立方法によれば、上記第１の特徴の中空パッケージの前記凹部外周面と前記嵌合接着面の間の階段状の全接合面に亘って満遍なく樹脂を配置して、前記凹部外周面と前記嵌合接着面を接着することができ、中空パッケージの耐湿性を更に向上させることができる。
本発明に係る撮像装置は、上記第１または第２の特徴の中空パッケージの前記凹部に前記撮像部品を収容してなることを特徴とする。
上記第１の特徴の撮像装置によれば、従来品に比べて小型で耐湿性に優れた撮像装置を提供できる。
次に、本発明に係る中空パッケージ、その製造方法及び組立方法、並びに、撮像装置について、図面を参照して説明する。
〈第１実施形態〉
本発明に係る中空パッケージ（以下、適宜「本発明パッケージ」と称す）は、図１に模式的に示す筐体本体部１０と、図２に模式的に示す蓋部２０を備えて構成される。図１（ａ）は、筐体本体部１０を外部光の入射方向から見た概略の平面図で、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’面における筐体本体部１０の概略の断面図である。図２（ａ）は、蓋部２０を筐体本体部１０と対向する方向から見た概略の底面図で、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’面における蓋部２０の概略の断面図である。
図１に示すように、筐体本体部１０は、外部光の入射方向に向って開口し、側壁面１１及び底面１２に囲まれた凹部１３を有し、側壁面１１の上端から外側に向って連続する凹部外周面１４が階段状に形成されている。図１では、凹部外周面１４は、各段が底面１２に対して垂直な側面１４ａと、底面１２と平行な上面１４ｂで構成されており、外部光の入射方向に向って段階的に開口が拡大するように形成されている。
筐体本体部１０は、セラミック或いはエポキシ樹脂等の樹脂で形成されており、凹部１３の底面１２が撮像部品を載置して固定するダイボンド部となっている。本実施形態では、筐体本体部１０は、一例として、平面形状が１辺８ｍｍの正方形で、凹部外周面１４が各段で底面１２に向って０．２ｍｍ下がる毎に０．２ｍｍ内側へ入る階段形状となる構造とした。
図２に示すように、蓋部２０は、筐体本体部１０と対向する対向面の一部が、筐体本体部１０の凹部外周面１４と嵌合可能な階段状の嵌合接着面２１となるように形成されている。図２では、嵌合接着面２１は、各段が蓋部２０の上面２２に対して垂直な側面２１ａと、上面２２と平行な下面２１ｂで構成されており、嵌合接着面２１の外側から内側に向けて筐体本体部１０との対向方向に向って段階的に突出するように形成されている。
蓋部２０は、撮像部品への入射光を透過可能なガラス材で形成されている。本実施形態では、蓋部２０は、一例として、平面形状が１辺８ｍｍの正方形で、嵌合接着面２１が各段で筐体本体部１０との対向方向に向って０．２ｍｍ下がる毎に０．２ｍｍ内側へ入る階段形状となる構造とした。尚、筐体本体部１０との嵌合を考慮し、公差をプラス側は０ｍｍ、マイナス側は０．０２ｍｍとした。
図３は、筐体本体部１０の凹部外周面１４と蓋部２０の嵌合接着面２１を嵌合させて組み立てた本発明パッケージと、本発明パッケージ内に撮像部品を収容してなる撮像装置（以下、適宜「本発明装置」と称す）を模式的に示す概略図であり、図３（ａ）は、本発明パッケージを外部光の入射方向から見た透視平面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’面における本発明パッケージ及び本発明装置の断面図である。尚、図３（ａ）において、破線は内部の凹部外周面１４と嵌合接着面２１の接合面と、撮像部品３０を示している。
図３に示すように、筐体本体部１０の凹部外周面１４と蓋部２０の嵌合接着面２１は、段毎に、凹部外周面１４の上面と側面が嵌合接着面２１の下面と側面に夫々当接して、図示しない接着剤を介して接着している。図３では、撮像部品３０が図示しないダイボンディング材により筐体本体部１０の底面１２に固定され、図示しない内部リード端子に金線により電気的に接続されている。
本実施形態では、筐体本体部１０及び蓋部２０の平面形状を夫々１辺８ｍｍの正方形としたが、長方形や円形であっても良く、また、外形寸法も上記具体例に限定されるものではない。また、筐体本体部１０と蓋部２０の外形寸法が同じではなく、蓋部２０の方が小さくても良い。
また、筐体本体部１０の凹部外周面１４と蓋部２０の嵌合接着面２１の階段状の形状及び寸法も上記具体例に限定されるものではない。凹部外周面１４の上面と側面の少なくとも何れか一方、及び、嵌合接着面２１の下面と側面の少なくとも何れか一方が、水平面や垂直面ではなく、筐体本体部１０及び蓋部２０の中心に向って下り勾配の傾斜面（順テーパー面）であっても構わない。尚、凹部外周面１４の上面と嵌合接着面２１の下面は、上り勾配の傾斜面（逆テーパー面）であっても構わない。凹部外周面１４と嵌合接着面２１の各側面が逆テーパー面の場合は、相互に嵌合不可能となる。
凹部外周面１４の上面と側面の何れか一方、及び、嵌合接着面２１の下面と側面の何れか一方が傾斜面の場合には、凹部外周面１４は外部光の入射方向に向って段階的且つ一部連続的に開口が拡大するように形成され、嵌合接着面２１は、外側から内側に向けて筐体本体部１０との対向方向に向って段階的且つ一部連続的に突出するように形成される。また、凹部外周面１４の上面と側面の両方、及び、嵌合接着面２１の下面と側面の両方が傾斜面の場合には、凹部外周面１４は外部光の入射方向に向って連続的に開口が拡大するように形成され、嵌合接着面２１は、外側から内側に向けて筐体本体部１０との対向方向に向って連続的に突出するように形成される。尚、上記傾斜面は平面に限らず曲面でも構わない。
また、図３に例示する構造では、筐体本体部１０の凹部外周面１４の外側に位置する凹部１３の底面１２と平行な最外周面１５が、蓋部２０に覆われているが、筐体本体部１０と蓋部２０の外形寸法が同じではなく、蓋部２０の方が小さい場合において、必ずしも蓋部２０に覆われる必要はない。この場合、例えば、図４に例示するように、蓋部２０が、筐体本体部１０の凹部外周面１４の内側に落とし込まれるように接合する構造であっても良い。更に、図３に例示する構造では、蓋部２０の最下面２３が、筐体本体部１０の凹部外周面１４の最も底面１２寄りの上面１４ｂより下方に位置するが、図４に例示するように、当該最下面２３が、最も底面１２寄りの上面１４ｂと同じ位置にあっても良い。
〈第２実施形態〉
次に、本発明に係る中空パッケージの組立方法（以下、適宜「本発明組立方法」と称す）について、図５〜図９を参照して説明する。
図５は、セラミック製の筐体本体部１０と蓋部２０との間の接続を液状樹脂７の接着剤により接合する本発明組立方法の一実施例を模式的に示す図である。図５（ａ）は、組み立て前の本発明パッケージを外部光の入射方向から見た透視平面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’面における組み立て前の本発明パッケージ及び本発明装置の概略断面図である。
図５（ｂ）は、液状樹脂７をノズルより吐出することで、凹部外周面１４と嵌合接着面２１の少なくとも何れか一方側の面の階段状の各段の一部または全面の任意の位置に液状樹脂７を塗布した状態を示している。また、図５（ｂ）は、撮像部品３０の筐体本体部１０への電気的及び機械的接続が完了している状態を示している。
液状樹脂７の塗布処理は、一例として、図示しないディスペンサーに接続した紫外線硬化型液状樹脂の入ったシリンジの先端に先端内径０．０２ｍｍ、先端外径０．１２ｍｍのノズルを用いて、紫外線硬化型液状樹脂（エポキシ樹脂）を２．５ｍｇ、筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の上面１４ｂに幅０．１８ｍｍで塗布した。
図５（ｂ）に示す例では、液状樹脂７は、筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の上面１４ｂに夫々配置されているが、液状樹脂７の配置個所はこれに限定されるものではなく、例えば、凹部外周面１４の各段の側面１４ａ、或いは、側面１４ａと上面１４ｂの両面に配置しても良く、更には、蓋部２０の嵌合接着面２１の各段の側面２１ａ、下面２１ｂまたは側面２１ａと下面２１ｂの両面に配置しても良い。
また、液状樹脂７は、紫外線硬化樹脂に限定されるものではなく、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂であっても良く、更には、Ｂステージ樹脂や主剤と硬化促進剤等を必要に応じて使用しても良い。更に、液状樹脂７の塗布条件も、上記条件に限定されることなく、先端内径０．０５ｍｍ、先端外径０．１５ｍｍのノズルを用いて塗布しても良い。
図６は、セラミック製の筐体本体部１０と蓋部２０が液状樹脂７により接着された状態を模式的に示す概略断面図である。図６（ａ）は、本発明パッケージを外部光の入射方向から見た透視平面図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’面における本発明パッケージ及び本発明装置の断面図である。図６は、図５に示す凹部外周面１４の各段に紫外線硬化型液状樹脂７を塗布した筐体本体部１０に蓋部２０を重ね合わせた状態を模式的に示しており、その後、紫外線を３０００ｍＪ照射し、液状樹脂７を紫外線硬化させ、１２０℃に設定したオーブン内に６０分間投入して後硬化を行った。尚、紫外線照射量及び後硬化の条件は、上記条件に限定されるものではなく、後硬化処理は省略しても構わない。
次に、本発明組立方法の別実施形態として、接着剤として液状樹脂７に代えてシート状樹脂８を用いた本発明組立方法を、図７及び図８を参照して説明する。
図７は、筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の上面１４ｂにシート状樹脂８を固定した状態を模式的に示す図である。図７（ａ）は、組み立て前の本発明パッケージを外部光の入射方向から見た透視平面図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ’面における組み立て前の本発明パッケージ及び本発明装置の概略断面図である。
シート状樹脂８は、常温でガラス状態の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂をシート状に加工したものを使用する。図７（ｂ）は、凹部外周面１４の上面１４ｂの上にガラス状態のシート状樹脂８を各別に配置し、シート状樹脂８をガラス転移温度以上に加熱して溶融して、シート状樹脂８が配置個所に固定された状態を示している。
シート状樹脂８の固定処理（貼付処理）は、一例として、ガラス転移温度１３０℃のシート状樹脂８を凹部外周面１４の上面１４ｂ上に配置し、筐体本体部１０を１３５℃にて３０秒間加熱することでシート状樹脂８が凹部外周面１４の上面１４ｂ上に固定される。
図７（ｂ）に示す例では、シート状樹脂８は、筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の上面１４ｂに夫々固定されているが、シート状樹脂８の配置及び固定個所は、これに限定されるものではなく、例えば、蓋部２０の嵌合接着面２１の各段の下面２１ｂ、或いは、凹部外周面１４の各段の上面１４ｂと嵌合接着面２１の各段の下面２１ｂの両方であっても良い。また、シート状樹脂８の溶融温度は、上記温度に限定されるものではなく、シート状樹脂８の特性に応じて、ガラス転移温度より高温で任意の時間で加熱しても良い。また、シート状樹脂８の溶融手段としては、オーブンによる加熱、或いは、ホットプレート（熱板）や赤外線照射等による加熱であっても良い。
図８は、シート状樹脂８を用いた本発明組立方法の他の実施形態を模式的に示す図である。図８（ａ）は、組み立て前の本発明パッケージを外部光の入射方向から見た透視平面図で、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’面における組み立て前の本発明パッケージ及び本発明装置の概略断面図である。
図７に示す実施例では、シート状樹脂８を筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の上面１４ｂに夫々配置して固定したが、図８に示す実施例では、シート状樹脂８を筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の側面１４ａと上面１４ｂの両方に夫々配置して固定している。尚、図８に示す実施例では、溶融前のシート状樹脂８を凹部外周面１４の階段形状に合わせて立体成型して、凹部外周面１４の各段の側面１４ａと上面１４ｂの両方に配置可能な構造としている。また、図８に示す実施例では、シート状樹脂８を凹部外周面１４側にのみ配置及び固定したが、シート状樹脂８は、蓋部２０の嵌合接着面２１側、或いは、凹部外周面１４と嵌合接着面２１の両方に配置及び固定してもよい。
尚、図７及び図８に示す状態から、筐体本体部１０と蓋部２０を重ね合わせた状態は、液状樹脂７を使用した場合と同様に、図６に示すようになる。筐体本体部１０と蓋部２０を重ね合わせた後は、液状樹脂７を使用する場合と同様の要領で、シート状樹脂８の硬化処理を行う。
次に、液状樹脂７を用いた本発明組立方法の別実施形態について、図９を参照して説明する。本別実施形態では、液状樹脂７を直接、筐体本体部１０の凹部外周面１４、蓋部２０の嵌合接着面２１、或いは、その両方に配置する前に、一旦低粘度化させる。
図９は、低粘度化した液状樹脂９を、筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の側面１４ａと上面１４ｂ、及び、蓋部２０の嵌合接着面２１の各段の側面２１ａと下面２１ｂに配置した状態を模式的に示す概略断面図である。
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、或いは、紫外線硬化樹脂は常温では粘度が高いので、当該液状樹脂７を凹部外周面１４または嵌合接着面２１の所定の位置に必要と認める範囲まで広げて配置するため、液状樹脂７を吐出後にガラス転移温度以上に加熱して低粘度化させる。これにより、低粘度化した液状樹脂９が凹部外周面１４または嵌合接着面２１上を流動して必要と認める範囲まで広がる。一例として、ガラス転移温度１１５℃の液状樹脂７を筐体本体部１０の凹部外周面１４上に吐出し、図示しないホットプレート（熱板）上にて筐体本体部１０を１２０℃で２０秒間加熱することで、低粘度化した液状樹脂９が流動して必要な範囲に広がる。低粘度化した液状樹脂９を配置した後の処理は、低粘度化しない液状樹脂７を塗布した場合と同じであるので、重複する説明は割愛する。
図９に示す例では、低粘度化した液状樹脂９は、筐体本体部１０の凹部外周面１４の各段の上面１４ｂ、及び、蓋部２０の嵌合接着面２１の各段の側面２１ａと下面２１ｂに夫々配置されているが、低粘度化した液状樹脂９の配置個所は、これに限定されるものではなく、例えば、筐体本体部１０の凹部外周面１４と蓋部２０の嵌合接着面２１の何れか一方側だけでも良い。また、液状樹脂７を低粘度化するための加熱温度は、上記温度に限定されるものではなく、液状樹脂７の特性に応じて、ガラス転移温度より高温で任意の時間で加熱しても良い。また、低粘度化の手段としては、ホットプレートによる加熱の他、オーブンや赤外線照射等による加熱であっても良い。
以上、詳細に説明したように、本発明組立方法では、筐体本体部１０の凹部外周面１４とそれに嵌合する蓋部２０の嵌合接着面２１が、夫々階段状に形成されているため、凹部外周面１４と嵌合接着面２１を樹脂で接着させた場合に、外部から凹部１３に至る水分の浸入経路を延長することができ、水分の浸入を遅延させることができ、従来の中空パッケージと比較して耐水性を大幅に向上できる。
本実施形態では、筐体本体部１０の凹部外周面１４とそれに嵌合する蓋部２０の嵌合接着面２１の間に接着剤として樹脂を充填したが、接着剤としては機能しないがシーリング剤として機能する樹脂を充填し、筐体本体部１０と蓋部２０の接合を、凹部外周面１４と嵌合接着面２１以外の当接面で行うようにしても構わない。
〈第３実施形態〉
次に、本発明に係る中空パッケージの製造方法（以下、適宜「本発明製造方法」と称す）について説明する。
本発明製造方法は、筐体本体部１０を図１に例示するような構造に形成する工程と、蓋部２０を図２に例示するような構造に形成する工程を有する。筐体本体部１０は、例えば、型による成形によって図１に例示するような階段状の凹部外周面１４を有する構造に形成できる。また、蓋部２０は、撮像部品への入射光を透過可能な板材（ガラス板）を切削加工することにより、図２に例示するような階段状の嵌合接着面２１を有する構造に形成できる。以下、蓋部２０の切削加工例について、図１０〜図１５を参照して説明する。尚、図１０〜図１５）に示す蓋部２０の断面図と、図２（ｂ）に示す蓋部２０の断面図とでは、上下が逆転しており、図１０〜図１５では、嵌合接着面２１は上方に突出し、蓋部２０の最下面２３は上側に位置している。
図１０は、図１０（ａ）に示すガラス板２４を切削加工して、図１０（ｂ）に示す蓋部２０が得られる切削加工工程の初期状態と最終状態を夫々模式的に示している。図１０（ａ）の初期状態に対して、図示しないダイシングブレードにより、嵌合接着面２１を階段状に加工することで、図１０（ｂ）の最終状態に至る。
図１１は、１枚のガラス板２４から複数の蓋部２０が作製される様子を模式的に示している。図１１に示す切削加工例では、各蓋部２０の嵌合接着面２１（図１１では、上側に突出している）が形成された後、個々の蓋部２０に分割される。図１１に示す切削加工例のより具体的な実施例について、図１２〜図１５を参照して説明する。
図１２に示す実施例では、複数の蓋部２０を切り出せる大きさのガラス板２４に対して、図１２（ａ）に示すように、蓋部２０の最下面２３となる区画の外側部分の全面を、０．２ｍｍ幅のダイシングブレード２５により０．２ｍｍ削り下げる。更に、最下面２３の外周より外側方向に各辺０．２ｍｍずつ広げた領域の外側部分の全面を、同じダイシングブレード２５で０．２ｍｍ削り下げる。この工程を繰り返し、所定の段数（図１２では４段）の階段状に切削が完了した後、図１２（ｂ）に示すように、蓋部２０の各個片を繋いでいる部分を、ダイシングブレードにより切断して個々の蓋部２０に分割する。
図１３に示す実施例では、複数の蓋部２０を切り出せる大きさのガラス板２４に対して、図１３（ａ）に示すように、蓋部２０の最下面２３となる区画の外周より外側方向に各辺０．２ｍｍのＮ倍ずつ（Ｎは嵌合接着面２１の段数、図１３ではＮ＝４なので、０．８ｍｍとなる）広げた領域外側部分の全面を、０．２ｍｍ幅のダイシングブレード２５により０．２ｍｍのＮ倍（図１３では０．８ｍｍ）削り下げる。更に、切削領域を外側（最下面２３側）に広げて、１回前の切削処理より０．２ｍｍ浅い位置まで削り下げる。この工程を繰り返し、４段の階段状に切削が完了した後、図１３（ｂ）に示すように、蓋部２０の各個片を繋いでいる部分を、ダイシングブレードにより切断して個々の蓋部２０に分割する。
図１４に示す実施例では、複数の蓋部２０を切り出せる大きさのガラス板２４に対して、図１４（ａ）に示すように、蓋部２０の最下面２３となる区画の外側部分の全面を、切削幅に適合した幅のダイシングブレード２６により０．２ｍｍ削り下げる。更に、最下面２３の外周より外側方向に各辺０．２ｍｍずつ広げた領域の外側部分の全面を、切削幅に適合した０．４ｍｍ幅の狭いダイシングブレード２６により０．２ｍｍ削り下げる。この工程を繰り返し、所定の段数（図１４では４段）の階段状に切削が完了した後、図１４（ｂ）に示すように、蓋部２０の各個片を繋いでいる部分を、ダイシングブレードにより切断して個々の蓋部２０に分割する。
図１５に示す実施例では、複数の蓋部２０を切り出せる大きさのガラス板２４に対して、図１５（ａ）に示すように、蓋部２０の最下面２３となる区画の外周より外側方向に各辺０．２ｍｍのＮ倍ずつ（Ｎは嵌合接着面２１の段数、図１５ではＮ＝４なので、０．８ｍｍとなる）広げた領域外側部分の全面を、切削幅に適合した幅のダイシングブレード２６により０．２ｍｍのＮ倍（図１５では０．８ｍｍ）削り下げる。更に、切削領域を外側（最下面２３側）に広げて、切削幅に適合した０．４ｍｍ幅の狭いダイシングブレード２６により１回前の切削処理より０．２ｍｍ浅い位置まで、削り下げる。この工程を繰り返し、４段の階段状に切削が完了した後、図１５（ｂ）に示すように、蓋部２０の各個片を繋いでいる部分を、ダイシングブレードにより切断して個々の蓋部２０に分割する。
図１２〜図１５を参照して説明した蓋部２０の切削加工例は、一例であって上記各実施例に示す加工寸法や加工段数に限定されるものではない。また、蓋部２０となる材料及び寸法も、加工後の蓋部２０の特性、形状及び寸法に応じて適宜変更可能である。また、切削加工に使用する加工具も、ダイシングブレードに限らず、レーザーやウォータージェット等を使用しても良い。
本発明は、中空パッケージ、その製造方法及び組立方法に利用可能であり、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子に代表される撮像部品を搭載する中空パッケージ、その製造方法及び組立方法、撮像装置に利用可能である。
本発明に係る中空パッケージの筐体本体部の一構成例を模式的に示す概略平面図と概略断面図 本発明に係る中空パッケージの蓋部の一構成例を模式的に示す概略底面図と概略断面図 本発明に係る中空パッケージと撮像装置の一構成例を模式的に示す概略透視平面図と概略断面図 本発明に係る中空パッケージと撮像装置の他の構成例を模式的に示す概略透視平面図と概略断面図 本発明に係る中空パッケージの組立方法の液状樹脂を用いた一実施形態における工程途中の一処理状態を模式的に示す工程図 本発明に係る中空パッケージの組立方法の液状樹脂を用いた一実施形態における工程途中の他の処理状態を模式的に示す工程図 本発明に係る中空パッケージの組立方法のシート状樹脂を用いた一実施形態における工程途中の処理状態を模式的に示す工程図 本発明に係る中空パッケージの組立方法のシート状樹脂を用いた別実施形態における工程途中の処理状態を模式的に示す工程図 本発明に係る中空パッケージの組立方法の液状樹脂を用いた別実施形態における工程途中の一処理状態を模式的に示す工程図 本発明に係る中空パッケージの製造方法による蓋部の切削加工工程の初期状態と最終状態を夫々模式的に示す工程断面図 本発明に係る中空パッケージの製造方法による蓋部の切削加工工程で複数の蓋部が作製される様子を模式的に示す工程断面図 図１１に示す蓋部の切削加工工程の第１の実施例を模式的に示す工程断面図 図１１に示す蓋部の切削加工工程の第２の実施例を模式的に示す工程断面図 図１１に示す蓋部の切削加工工程の第３の実施例を模式的に示す工程断面図 図１１に示す蓋部の切削加工工程の第４の実施例を模式的に示す工程断面図 従来の中空パッケージにおけるガラス板を筐体本体部に接合させる方法の一例を示す図 従来の中空パッケージにおけるガラス板を筐体本体部に接合させる方法の他の一例を示す図
符号の説明
１： 従来の中空パッケージの筐体本体部
２： 従来の中空パッケージのガラス板
３： 従来の中空パッケージの凹部
４： 従来の中空パッケージの金属部材
５： 従来の中空パッケージのフリンジ付金属部材
７： 液状樹脂
８： シート状樹脂
９： 低粘度化した液状樹脂
１０： 筐体本体部
１１： 凹部の側壁面
１２： 凹部の底面
１３： 凹部
１４： 凹部外周面
１４ａ： 凹部外周面の側面
１４ｂ： 凹部外周面の上面
１５： 最外周面
２０： 蓋部
２１： 嵌合接着面
２１ａ： 嵌合接着面の側面
２１ｂ： 嵌合接着面の下面
２２： 蓋部の上面
２３： 蓋部の最下面
２４： ガラス板
２５： 固定幅のダイシングブレード
２６： 複数の幅のダイシングブレード
３０： 撮像部品

Claims (6)

  1. 外部光の入射方向に向って開口し、側壁面及び底面に囲まれた撮像部品を収容するための凹部を有する筐体本体部と、
    前記撮像部品への入射光を透過可能な材料から成り前記凹部を気密封止する蓋部と、を備えて構成され、
    前記凹部の前記側壁面に連続する凹部外周面が、前記入射方向に向って段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に開口が拡大する階段状に形成され、
    前記蓋部の前記筐体本体部と対向する対向面が、階段状の前記凹部外周面と嵌合して接着する嵌合接着面を有し、
    前記嵌合接着面が、前記嵌合接着面の外側から内側に向けて段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に前記筐体本体部との対向方向に向って突出する階段状に形成されていることを特徴とする中空パッケージ。
  2. 前記凹部外周面と前記嵌合接着面が樹脂によって接着されていることを特徴とする請求項１に記載の中空パッケージ。
  3. 請求項１または２に記載の中空パッケージの製造方法であって、
    外部光の入射方向に向けて開口し、側壁面及び底面に囲まれた撮像部品を収容するための凹部を有する筐体本体部を、前記凹部の前記側壁面に連続する凹部外周面が、前記入射方向に向って段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に開口が拡大する階段状となるように形成する工程と、
    前記凹部を気密封止する蓋部を、前記撮像部品への入射光を透過可能な板材を、前記蓋部の前記筐体本体部と対向する対向面の内の前記凹部外周面と嵌合して接着する嵌合接着面が、前記嵌合接着面の外側から内側に向けて段階的、連続的、または、段階的且つ一部連続的に前記筐体本体部との対向方向に向って突出する階段状となるように形成する工程と、を有することを特徴とする中空パッケージの製造方法。
  4. 請求項２に記載の中空パッケージの組立方法であって、
    前記凹部外周面と前記嵌合接着面の少なくとも何れか一方側の面の階段状の各段の一部または全面に、液状またはテープ状の前記樹脂を配置し、
    前記凹部外周面と前記嵌合接着面を接着することを特徴とする中空パッケージの組立方法。
  5. 液状の前記樹脂を一旦低粘度化して、前記凹部外周面と前記嵌合接着面の少なくとも何れか一方側に配置することを特徴とする請求項４に記載の中空パッケージの組立方法。
  6. 請求項１または２に記載の中空パッケージの前記凹部に前記撮像部品を収容してなることを特徴とする撮像装置。
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