JP2010062283A - 撮像素子パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】有機金属化合物を含むレジネートを用いてガラス基板に電極パターンを形成する場合に、その厚さを厚く形成することで、電極パターンの抵抗値を低減できるようにする。
【解決手段】撮像素子パッケージ１は、撮像素子２と、外部接続端子３と、撮像素子２および外部接続端子３が固定されるガラス基板４とを備え、ガラス基板４には、有機金属化合物を含むレジネートを加熱することにより撮像素子２と外部接続端子３とを接続する電極パターン７が焼成され、電極パターン７は、レジネートに所定粒径の金属粒子が混合されて加熱されることにより所定厚さに焼成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばカメラ等に用いられる撮像素子パッケージに関する。

撮像素子パッケージは、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子（半導体チップ）と、半田で構成される外部接続端子（ソルダーボール）と、撮像素子および外部接続端子が固定されるガラス基板とを備えたものである（例えば特許文献１参照）。この撮像素子パッケージのガラス基板には、所定の電極パターンが形成されており、外部接続端子と撮像素子は、この電極パターンを介して互いに接続されている。

また、半導体パッケージの回路基板における電極パターン形成方法として、例えば回路基板にレジネート（有機金属化合物が有機溶媒中に均一に溶解した状態で存在するもの）を所定の電極パターンの形状に塗布し、これを加熱焼成することにより、有機溶媒が蒸発し、有機金属化合物が分解されて金属成分が回路基板に密着することで、基板上に電極パターンを形成するものがある（例えば特許文献２参照）。このレジネートを用いて形成された電極パターンは、金属ペーストを焼成して形成される電極パターンに比して、耐熱性、耐硫化性、耐酸化性が良く、この点において有用なものとなる。

また、レジネートは、有機金属化合物の分子が有機溶媒中に溶解したものであるので、このレジネートを用いて電極パターンを形成した場合、その厚さ（膜厚）が、約０．２〜１μｍ程度であり、非常に薄く形成される。
特開２００２−１１８２０７号公報 特許第３９８２５３８号公報

撮像素子パッケージのガラス基板の電極パターンには一般に耐熱性、耐硫化性、耐酸化性が求められるため、レジネートにより電極パターンを形成することが有効であるが、レジネートを用いて形成した電極パターンは、その厚さが約０．２〜１μｍと非常に薄いため導体としての断面積が小さく、電気抵抗値が大きくなってしまう。

電極パターンの抵抗値を低減するには、電極パターンの厚さを厚くすれば良いが、このためには、レジネートの膜を何層も重ねて形成する必要があり製造工程が増えてしまう。

そこで、本発明は、レジネートを用いてガラス基板に電極パターンを形成する場合に、その厚さを厚く形成して、電極パターンの抵抗値を低減できるようにした撮像素子パッケージを提供することを課題とする。

本発明に係る撮像素子パッケージは、上記の課題を解決するためのものであって、撮像素子と、ガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートを塗布焼成することにより、撮像素子と電気的に接続される電極パターンが形成された撮像素子パッケージにおいて、電極パターンは、有機金属化合物と、前記有機金属化合物と同じ金属を所定粒径に成形した金属粒子とを含有したレジネートを塗布焼成されてなることを特徴とする。

かかる構成によれば、レジネート内に、有機金属化合物の分子よりも大きな金属粒子が混合されることにより、耐熱性、耐硫化性、耐酸化性のよいレジネートを用いた電極パターンの厚さを従来よりも厚く形成できるようになる。これによって、電極パターンは、抵抗値が低く、導電性の良いものとなる。

また、本発明は、撮像素子と、ガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートを塗布焼成することにより、撮像素子と電気的に接続される電極パターンが形成された撮像素子パッケージにおいて、電極パターンは、銀の有機化合物と、銀を所定粒径に成形した銀粒子とを含有したレジネートを塗布焼成されてなることを特徴とする。

かかる構成によれば、レジネート内に、銀の有機化合物の分子よりも大きな銀の粒子が混合されることにより、耐熱性、耐硫化性、耐酸化性のよいレジネートを用いた電極パターンの厚さを従来よりも厚く形成できるようになる。これによって、電極パターンは、抵抗値が低く、導電性の良いものとなる。

本発明によれば、レジネートを用いてガラス基板に耐熱性、耐硫化性、耐酸化性のある電極パターンを形成する場合に、その厚さを厚く形成することができ、電極パターンの抵抗値を低減できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１および図２は撮像素子パッケージ１の一実施形態を例示している。撮像素子パッケージ１は、撮像素子２と、半田で構成される外部接続端子３と、撮像素子２および外部接続端子３が固定されるガラス基板４とを備える。

撮像素子２は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ） 等によって構成され、その厚さ方向における一方の面に受光部５が設けられている。この撮像素子２は、各端子部にガラス基板４に固着される固着部である半田バンプ６を備える。この撮像素子２は、この半田バンプ６をガラス基板４に固着（溶着）することで、このガラス基板４に固定されるとともに電気的に接続される。

この撮像素子パッケージ１には、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）が採用されており、外部接続端子３は、例えば半田ボールにより構成される。この外部接続端子３は、その一部をガラス基板４に固着（溶着）することで、ガラス基板４に固定される。

ガラス基板４は、その厚さ方向における一方の面に所定の電極パターン７が形成されている。電極パターン７は、その一部に撮像素子２の半田バンプ６が固着され、他の一部に外部接続端子３が固着されることにより、撮像素子２と外部接続端子３とを電気的に接続する。この電極パターン７の厚さは、約１０μｍ〜１５μｍである。

なお、電極パターン７と半田バンプ６との間には、導電性ペーストとして半田ペースト（図示略）が設けられている。また、図２に示すように、外部接続端子３と電極パターン７との間に、導電性ペーストとして半田ペースト８が設けられている。

電極パターン７は、スクリーン印刷や転写印刷等によりレジネートをガラス基板４に塗付し、このレジネートを加熱することにより焼成される。本実施形態では、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）の有機金属化合物のうちの少なくとも１種類以上を含むレジネート（有機金属化合物が有機溶媒中に均一に溶解した状態で存在するもの）により構成される有機レジネートが用いられる。

なお、有機金属化合物としては、例えば硫化バルサム金、硫化バルサム白金、硫化バルサムパラジウム、メルカプタン銀等を使用する。また、有機溶媒としては、例えばターピネオール、トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート等を使用する。また、有機レジネートには、レジネートの他に有機バインダーが必要に応じて含有される。有機バインダーとしては、例えばアビエチン酸、セスキテルペン、カナダバルサム等を使用する。この有機レジネートを用いて焼成された電極パターン７は、耐熱性、耐硫化性、耐酸性を十分に備え、長期にわたり信頼性の高いものになる。

本実施形態では、銀・パラジウムのレジネート（少なくとも銀の有機化合物とパラジウムの有機化合物とが有機溶媒中に均一に溶解しているもの）を用いて電極パターン７を形成している。この銀・パラジウムのレジネートは、半田濡れ性、ガラス基板４への密着性が優れる性質を持つ組成のものを採用する。

また、この銀・パラジウムレジネートには、銀の有機化合物、パラジウムの有機化合物の他に、所定粒径の銀粒子が混合されている。この銀粒子の粒径が大きいほど電極パターン７の厚みが増すが、大きすぎると膜形成が難しくなるし、銀粒子間の隙間が大きくなるためかえって電気抵抗が大きくなる。そこで、本実施形態では０．３μｍ程度の銀粒子を用いる。また、銀粒子は粒径を所定粒径に均一に成形したものを用いることにより、安定した膜厚の電極パターン７が得られる。

なお、このガラス基板４と撮像素子２との間にシール部材を介在させることにより、撮像素子２の受光部５を塵芥等から保護するようにしてもよい。

以下、上記の撮像素子パッケージ１を製造する方法について説明する。

撮像素子パッケージ１を製造するには、まず、ガラス基板４に電極パターン７を形成する。ガラス基板４に電極パターン７を形成するには、まず、スクリーン印刷等により、銀・パラジウムレジネートをガラス基板４の一方の面に所定のパターンで塗布する。次に、ガラス基板４に塗布されたレジネートを加熱する。このとき、加熱温度は５８０℃〜６２０℃とし、ピーク温度で１０分間の加熱を行う。なお、この温度はガラス基板４の軟化温度に応じて適宜変更可能である。これにより、ガラス基板４には、所定の電極パターン７が焼成される。

次に、外部接続端子３を電極パターン７の一部に固定する。このとき、電極パターン７上において、外部接続端子３を固定する位置に、半田ペースト８を塗布する。外部接続端子３は、この半田ペースト８の上に載置される。なお、ガラス基板４には複数の外部接続端子３が固定される。

そして、撮像素子２をガラス基板４に載置させる。このとき、電極パターン７の所定位置に半田ペーストを塗布し、その上に、撮像装置の半田バンプ６を載せる。

以上のように、ガラス基板４に外部接続端子３、および撮像素子２を載せた後、このガラス基板４をリフロー炉に入れて加熱する。この加熱により、外部接続端子３が半田ペースト８を介して電極パターン７に固着される。また、この加熱により、撮像素子２の半田バンプ６が半田ペーストを介して電極パターン７に固着される。以上により、撮像素子パッケージ１が完成する。

以上説明した撮像素子パッケージ１によれば、銀・パラジウムのレジネートに銀の粒子を混合し、これをガラス基板４に塗布して電極パターン７を形成することにより、従来のようなレジネートのみで電極パターン７を形成した場合と比較して、この電極パターン７の厚さを、より厚く（１０μｍ〜１５μｍ）形成することが可能となる。

すなわち、従来のように、このレジネートに含まれる有機金属化合物のみで電極パターン７を形成しようとすると、有機金属化合物が分子の状態のままで有機溶媒中に存在することから、電極パターン７の厚さを厚くするには、このレジネートによる層を何層も重ねて形成しなければならないのに対し、本実施形態に係るレジネートは、銀・パラジウムのレジネートに、有機金属化合物の分子よりも大きな所定粒径の銀粒子が混合されていることから、この銀粒子の粒径に応じて、電極パターン７の厚さを厚く形成することが可能になる。

このように、電極パターン７の厚さを厚く形成することで、この電極パターン７の抵抗値を低減し、これによって、電極パターン７は、半田濡れ性、ガラス密着性のみならず、導電性も良好なものとなる。

なお、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、銀・パラジウムのレジネートを用いて電極パターン７をガラス基板４に形成した例を示したが、これに限らず、他の有機金属化合物の所定の組成によるレジネートを用いて電極パターン７を形成してもよい。

また、上記の実施形態では、銀・パラジウムのレジネートに銀の粒子を混合させて電極パターン７を形成した例を示したが、これに限らず、銀以外の金属の粒子をレジネートに混合させるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、撮像素子２をガラス基板４に固着する手段として、半田バンプ６を半田ペーストにより固着した例を示したが、これに限らず、半田ペーストを用いなくてもよい。この場合、電極パターン７の半田バンプ６が接触する部分にフラックスを塗布し加熱することで半田バンプ６と電極パターン７が接続される。また、半田以外の金属によってバンプを構成してもよい。例えば、金、銀、銅などのバンプを採用することができる。この場合、半田ペーストに替えて、他の金属ペースト、導電性接着剤を採用することもできる。

本発明に係る撮像素子パッケージは、撮像素子パッケージを製造する場合に、その製造工程を簡略化して、容易に製造でき、特にフリップチップ実装・ＢＧＡ接続の撮像素子パッケージに有用である。

本発明の一実施形態に係る撮像素子パッケージの側面断面図 同じく撮像素子パッケージの要部拡大断面図

符号の説明

１ 撮像素子パッケージ
２ 撮像素子
３ 外部接続端子
４ ガラス基板
５ 受光部
６ 半田バンプ
７ 電極パターン
８ 半田ペースト

Claims (2)

1. 撮像素子と、ガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートを塗布焼成することにより、撮像素子と電気的に接続される電極パターンが形成された撮像素子パッケージにおいて、
   電極パターンは、有機金属化合物と、前記有機金属化合物と同じ金属を所定粒径に成形した金属粒子とを含有したレジネートを塗布焼成されてなることを特徴とする撮像素子パッケージ。
2. 撮像素子と、ガラス基板とを備え、ガラス基板には、有機金属化合物を含むレジネートを塗布焼成することにより、撮像素子と電気的に接続される電極パターンが形成された撮像素子パッケージにおいて、
   電極パターンは、銀の有機化合物と、銀を所定粒径に成形した銀粒子とを含有したレジネートを塗布焼成されてなることを特徴とする撮像素子パッケージ。

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