JP2785594B2 - 固体撮像装置の遮光キャップガラスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入射光線を検知して電気
信号に変換する光電半導体素子とこの光電半導体素子の
周囲に配置された電気配線とを備える固体撮像装置の表
面外周部に熱接着されて酸素の侵入を防止する遮光キャ
ップガラスの製造方法に関し、さらに詳細には、安価か
つ容易に製造でき、しかも不必要な光線に基づく誤動作
を防ぎ、固体撮像素子表面に緊密に接着して酸素の侵入
を確実に防止することのできる遮光キャップガラスの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、固体撮像装置は、その略
中央部表面に入射光線を検知して電気信号に変換する光
電半導体素子とこうして生じた電気信号を転送する配線
とをその周囲に備えるもので、一般には、半導体パッケ
ージの中央部位に凹部を設けてこの凹部に上記光電半導
体と電気配線を収容し、更にこの上記光電半導体と電気
配線の表面にキャップガラスを重ね、両者をキャップガ
ラスの外周部で気密に熱接着して外部酸素の侵入を防止
することにより、上記光電気半導体素子が外部酸素によ
って劣化することを防いでいる。

【０００３】このように、固体撮像素子のキャップガラ
スは外部酸素の侵入を防止して光電半導体素子の寿命を
増大する目的で使用されているが、この目的に加えて、
不必要な光線が上記光電半導体素子に入射して誤動作を
生じさせることを防止する目的を合わせ持つことがあ
る。

【０００４】このような不必要な光線は二つの原因で生
じることが一般に知られている。すなわち、一つは光電
半導体素子に対して斜め方向から光線が入射する場合で
あり、こうして斜め方向から入射した光線により光電半
導体素子から不必要な電気信号が発生する。また、第２
の原因は、入射光線が上記光電半導体素子表面で反射
し、この反射光線がキャップガラス表面で再度反射し、
こうして生じた多重反射光線が光電半導体素子に再び入
射する場合であり、同様に光電半導体素子から不必要な
電気信号が発生する。

【０００５】上記第１の原因を構成する斜め入射光線を
遮断するため、固体撮像装置の上記配線部位に遮光層を
設けた遮光キャップガラスは公知である。また、上記第
１の原因を構成する斜め入射光線を遮断し、第２の原因
を構成する多重反射光線を吸収するため、同様に上記配
線部位に光吸収層を設けた遮光キャップガラスも公知で
あり、例えば、金属又は金属酸化物の蒸着膜により遮光
層や光吸収層を構成したもの（特開昭63-62358号公
報）、あるいは黒色成形物を配置して光吸収層を構成し
たもの（特開昭 62-249103号公報）、もしくは熱接着の
ためのシーラー層を黒色顔料を含む熱硬化性樹脂を塗布
して構成し、このシーラー層に光吸収層の機能を併有さ
せたもの（特開平2-177568号公報）等がある。

【０００６】これらの先行技術のうち、その製造が容易
であり、また安価である点で、黒色顔料を含む熱硬化性
樹脂を塗布してシーラー層を構成したものは優れたもの
であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術においては、シーラー層を構成する熱硬化性樹脂
が黒色顔料を含んでいるため、固体撮像装置に熱接着し
た際の接着力が弱く、耐久性に劣るという問題点があっ
た。

【０００８】一方、このシーラー層と光吸収層のそれぞ
れの機能を分離し、透明基板上に黒色顔料を含む熱硬化
性樹脂を塗布して光吸収層を構成し、またこのような顔
料を含有しない熱硬化性樹脂を印刷してシーラー層を構
成することもできるが、かかる場合には、シーラー層を
加熱乾燥する際に光吸収層に気泡が生じてその性能が劣
化するという問題点があった。

【０００９】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてな
されたもので、安価かつ容易に製造でき、しかも不必要
な光線に基づく誤動作を防ぎ、固体撮像素子表面に緊密
に接着して酸素の侵入を確実に防止することのできる遮
光キャップガラスの製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の固体
撮像装置の遮光キャップの製造方法は、入射光線を検知
して電気信号に変換する光電半導体素子とこの光電半導
体素子の周囲に配置された電気配線とを備える固体撮像
装置の表面外周部に気密に熱接着され、かつ上記入射光
線を透過させて光半導体素子に入射させる透明基板と、
外部から上記電気配線部位に入射する光線及び上記光電
半導体素子表面で反射する光線を吸収する光吸収層と、
この光吸収層の外周に設けられ、上記固体撮像装置の表
面外周部に熱接着されるシーラー層とを備える遮光キャ
ップガラスの製造方法であって、上記光吸収層を光吸収
性熱硬化型樹脂を用いて塗布し、上記シーラー層の熱接
着温度より高い温度で加熱硬化した後、上記シーラー層
を熱硬化型樹脂を用いて塗布し、加熱して乾燥硬化させ
ることを特徴とする。

【００１１】本発明において、シーラー層の熱接着温度
より高い温度で加熱硬化された光吸収層は、その硬化温
度と同程度ないしはそれ以下の温度に加熱されても、例
えば気泡の発生等による性能変化を生じることがなく、
安定に維持される。このため、より低い温度でシーラー
層を固体撮像装置に熱接着する際にも光吸収層の性能を
安定に維持して上記不必要な光の入射による誤動作を確
実に防ぎ、しかも顔料等を含まない熱硬化性樹脂で構成
されているシーラー層により緊密かつ強固に熱接着する
ことが可能となる。

【００１２】本発明においては、シーラー層を塗布し、
加熱して乾燥硬化させるが、この際シーラー層のベタつ
きを抑えてそのブロッキングが生じない程度にまず乾燥
させ、次いで再度加熱することが好ましい。これにより
一旦軟化して接着力を獲得したシーラー層が樹脂の重合
又は架橋の進行により硬化する。すなわち、ブロッキン
グを生じない程度に乾燥したシーラー層を固体撮像装置
の外周に押し当て、加熱することによりこの両者は緊密
にかつ強固に接着する。

【００１３】本発明に係る光吸収性熱硬化性樹脂として
は、例えば、カーボンブラック等の黒色顔料を混合した
エポキシ樹脂等が使用できる。また、シーラー層を構成
する熱硬化性樹脂としては上記エポキシ樹脂を使用する
ことが可能である。

【００１４】また、本発明に係る透明基板としては、例
えば、ガラス基板等が使用できる。また、不必要な波長
の光線を遮断する光学フィルター層を備えるガラス基板
であってもよい。例えば、赤外線や紫外線等の可視外の
光線を遮断する光学フィルター層を備えるガラス基板で
ある。

【００１５】

【作用】本発明によれば、光吸収性熱硬化型樹脂により
構成される光吸収層と、熱硬化型樹脂により構成される
シーラー層とを別個に構成したため、このシーラー層を
固体撮像装置に緊密かつ強固に接着することが可能とな
り、また、光吸収層をシーラー層の熱接着温度より高い
温度で加熱硬化した後、シーラー層を塗布し、加熱して
乾燥硬化させるため、より低い温度でシーラー層を固体
撮像装置に熱接着する際に光吸収層の性能を安定に維持
することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を更に具体的に
説明する。

【００１７】図１は本発明の方法の一実施例を示す断面
説明図である。

【００１８】図１によれば、まず、（イ）におけるよう
にガラス基板１２の両面にＡＲコートを施して、光フィ
ルター１４をガラス基板１２の両面に形成する。

【００１９】次に、（ロ）におけるように前記ガラス基
板１２に、樹脂を主成分とするシルクスクリーンインキ
により光吸収層１８を印刷する。シルクスクリーンイン
キとしては、Ａ−10ＫとＡ−23Ｋ（いずれも東亜合成化
学ＫＫ製）を１対１の比率、および溶剤とを混ぜ合わせ
たものを用いることができる。前記の光吸収層を形成す
るインキは、エポキシ樹脂を主成分とし、また顔料とし
てカーボンブラックを用いたものが好ましい。印刷のの
ち、80℃で１時間プリベークしたのち、更に 250℃で１
時間ベーキングして、光吸収層１８を形成する。

【００２０】次に、（ハ）に示すようにシーラー剤とし
て、ＳＴ−1235Ａ（奥野製薬工業ＫＫ製）に硬化剤、お
よび溶剤を混入して得られたシルクスクリーンインキを
用いてシルクスクリーン印刷によりシーラー層を印刷
し、更に印刷後80℃で２時間ベーキングしてシーラー層
１６を形成して遮光キャップガラス１０を作成する。前
記のシーラー剤は、シール温度が 200℃のものである。

【００２１】図２は本発明の方法により得られた遮光キ
ャップガラスを用いた固体撮像装置の概略断面図であ
る。

【００２２】上記の如く得られた遮光キャップガラス１
０を、光電半導体素子６０がＣＣＤ溝の中に収納され、
ワイヤーボンディングされた固体撮像装置パッケージ５
０の遮光ガラス溝に配置し、 200℃、 1.5Kg／cm² の条
件で加熱加圧し、接着シールして図２に示すような固体
撮像装置を完成した。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
により、不必要な光線に基づく誤動作を防ぎ、かつ固体
撮像素子表面に緊密に接着して酸素の侵入を確実に防止
し、更に熱接着する際に光吸収層の性能を安定に維持す
ることのできる遮光キャップガラスを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の一実施例を示す断面説明図であ
る。

【図２】本発明の方法により得られた遮光キャップガラ
スを用いた固体撮像装置の断面図である。

【図３】本発明の方法により得られた遮光キャップガラ
スを用いた固体撮像装置の遮光キャップガラスを外した
状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 遮光キャップガラス １２ ガラス基板 １４ 光フィルター層 １６ シーラー層 １８ 光吸収層 ２０ 透過窓 ５０ 固体撮像装置パッケージ ５２ ピン ５４ 配線 ６０ 光電半導体素子 ６２ カラーフィルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/02 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光線を検知して電気信号に変換する
   光電半導体素子とこの光電半導体素子の周囲に配置され
   た電気配線とを備える固体撮像装置の表面外周部に気密
   に熱接着され、かつ上記入射光線を透過させて光半導体
   素子に入射させる透明基板と、外部から上記電気配線部
   位に入射する光線及び上記光電半導体素子表面で反射す
   る光線を吸収する光吸収層と、この光吸収層の外周に設
   けられ、上記固体撮像装置の表面外周部に熱接着される
   シーラー層とを備える遮光キャップガラスの製造方法で
   あって、上記光吸収層を光吸収性熱硬化型樹脂を用いて
   塗布し、上記シーラー層の熱接着温度より高い温度で加
   熱硬化した後、上記シーラー層を熱硬化型樹脂を用いて
   塗布し、加熱して乾燥硬化させることを特徴とする固体
   撮像装置の遮光キャップの製造方法。