JP4453447B2

JP4453447B2 - 固体撮像素子収納パッケージ、および固体撮像素子収納パッケージの製造方法

Info

Publication number: JP4453447B2
Application number: JP2004162353A
Authority: JP
Inventors: 究柴田; 雅也平田; 佳武島田; 治渡辺; 信佐藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP2005347337A

Description

本発明は、固体撮像素子収納パッケージ、および固体撮像素子収納パッケージの製造方法に関するものである。

従来、固体撮像素子を収容するための固体撮像素子収納パッケージ、特に廉価な固体撮像素子収納パッケージは一般に、リードフレームとエポキシ樹脂とを用いたプリモールドパッケージ構造から成り、図１３に示すように、上面に固体撮像素子１０３を収容するための凹部１０１ａを有する絶縁基体１０１と、絶縁基体１０１の凹部１０１ａ内側から外側にかけて導出するリードフレームからなる複数個のリード端子１０５と、絶縁基体１０１の上面に封止材を介して取着され、絶縁基体１０１の凹部１０１ａを塞ぐ蓋体１０２とから構成されており、絶縁基体１０１の凹部１０１ａ底面に固体撮像素子１０３を樹脂接着剤を介して取着するとともに固体撮像素子１０３の各電極を外部リード端子１０５の一端にボンディングワイヤ１０６を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体１０１の上面に蓋体１０２を樹脂封止材を介して接合させ、固体撮像素子１０３を絶縁基体１０１と蓋体１０２とから成る容器１０４内部に気密に封止することによって最終製品としての固体撮像装置となる。

この従来の固体撮像素子収納パッケージにおいては、絶縁基体１０１がエポキシ樹脂から成り、該エポキシ樹脂は耐湿性に劣るため絶縁基体１０１と蓋体１０２とから成る容器１０４内部に固体撮像素子１０３を気密に収容した後、大気中に含まれる水分が絶縁基体１０１を通して固体撮像素子１０３が収容されている凹部１０１ａ内に入り込み易く、凹部１０１ａ内に水分が入り込むと固体撮像素子１０３の電極やボンディングワイヤ１０６等に酸化腐食が発生し、電極やボンディングワイヤ１０６に断線が発生して固体撮像装置としての機能が喪失するという欠点を有していた。

また、蓋体１０２がガラス等の透明部材から成るために、容器１０４内部に水分が入り込み、滞留すると蓋体１０２に結露によるくもりが発生し、撮像画像に欠陥が生じるという欠点も有する。

そこで従来は上記問題を解決するために、プリモールドパッケージ構造の絶縁基体１０１中に吸湿材を含有させることによって水分が容器１０４内部に入り込まないようにしていた。（例えば、特許文献１参照）。
特許第２７５０２５４号公報

しかし、上記従来例では、絶縁基体１０１と蓋体１０２との接合部が、容器１０４の側面に一周に亘って形成されており、該接合部から水分が入り込みやすくなっていた。さらに、温度変化時には凹部１０１ａ内の空気が膨張し、この膨張空気による圧力が蓋体１０２に加わり、気密性が低下し、パッケージ内へ水分、粉塵が侵入していた。また、絶縁基体１０１と蓋体１０２との接合部に発生するうねり等によっても気密性が低下していた。

さらに、絶縁基体１０１の材料としてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた場合、熱硬化性樹脂に吸湿材を含有させるとバリの発生が多く、このバリが固体撮像素子１０３表面に付着すると、撮像画像に黒点等が入るという不具合が発生していた。

そして、絶縁基体１０１と蓋体１０２との接合部からパッケージ内への水分の侵入、気密性の低下によるパッケージ内への水分、粉塵の侵入、熱硬化性樹脂のバリの発生は、映像品質の信頼性を低下させていた。

また、上記プリモールドパッケージ構造の固体撮像素子収納パッケージは、リードフレームと樹脂との同時成形が必要であり、そのため金型のコストが高く、また、各種仕様の固体撮像素子毎に金型を製造する必要があり、コストが高いものになっていた。さらに、バリ取りの工程が必要であり、工程数の増加による製造コストの上昇もあった。さらに、熱硬化性樹脂を成形する金型は摩耗が早いので、メンテナンスに要するコストも高くなっていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、映像品質の信頼性を向上させて、低コストで製造できる固体撮像素子収納パッケージ、および固体撮像素子収納パッケージの製造方法を提供することにある。

請求項１の発明は、固体撮像素子を実装し固体撮像素子の電極に電気的に接続される端子を形成したプリント基板と、プリント基板に気密接合して固体撮像素子を収容し固体撮像素子の視野方向に開口部を形成した熱可塑性樹脂からなる枠体と、前記開口部に覆設する透明な蓋体とを備え、前記開口部は前記枠体の外縁から枠内に延設された面内に形成され、前記蓋体は該面に気密接合し、前記開口部は、固体撮像素子を収納した側に向かって広がるテーパー形状に形成されることを特徴とする。

この発明によれば、蓋体が覆設する開口部の面積が小さくなるので、枠体と蓋体との接合部から水分が侵入しにくくなるとともに、温度変化時に生じるパッケージ内の膨張空気による圧力も低下し、さらに枠体と蓋体との接合部に発生するうねりも小さくなって、パッケージの気密性が向上して、映像品質の信頼性を向上させることができる。また、従来のようにリードフレームと樹脂との同時成形用の高価な金型を必要とせず、低コストに製造でき、また、プリント基板のパターンを変更することで、各種仕様の固体撮像素子に対してもフレキシブル且つ低コストに対応できる。さらに、熱可塑性樹脂を用いることで、バリ取りの工程が不要となり、金型の摩耗速度も遅くなり、また蓋体にガラスを用いる場合は、開口部の面積が小さいので高価なガラスの使用を削減でき、さらなるコスト低減を図ることができる。さらに、テーパー部を設けることによって、けられ、反射によるノイズ等の欠陥が固体撮像素子の撮像画像に生じないようにしながら、開口部の面積をできるだけ小さくでき、枠体と蓋体との間の気密の信頼性を大幅に向上させることができて、映像品質の信頼性を向上させることができる。また、蓋体にガラスを用いる場合は、高価なガラスの使用を削減でき、低コスト化を図ることができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記枠体は、前記開口部に覆設した蓋体を囲むように外側に向かって突出した壁部を形成することを特徴とする。

この発明によれば、蓋体は壁部によって周囲を囲まれてその表面を保護されており、製造時に他の物体との接触によって蓋体の表面に傷が生じて撮像画像に欠陥が生じる可能性が低減するので、映像品質の信頼性を向上させることができる。また、製造時の不良が減るとともに取り扱いが容易となって検査時間を削減でき、低コストでの製造が可能になる。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、プリント基板は枠体との接合部より内側の部位にスルーホールを形成され、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを各々気密接合した後、半田によってスルーホールを気密封止することを特徴とする。

この発明によれば、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを各々気密接合するときに発生する膨張空気を、プリント基板に設けたスルーホールより逃がし、最後にスルーホールを密閉することで、気密接合時の膨張空気による接合部の欠陥発生を防止でき、安定した気密接合が可能になるので、映像品質の信頼性を向上させることができる。

請求項４の発明は、請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、枠体は、固体撮像素子を収容した空間を外部に連続させる貫通孔を形成され、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを各々気密接合した後、熱融着によって貫通孔を気密封止することを特徴とする。

この発明によれば、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを各々気密接合するときに発生する膨張空気を、枠体に設けた貫通孔より逃がし、最後に貫通孔を密閉することで、気密接合時の膨張空気による接合部の欠陥発生を防止でき、安定した気密接合が可能になるので、映像品質の信頼性を向上させることができる。

請求項５の発明は、請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、枠体は、プリント基板との接合面および蓋体との接合面にＢステージ状の熱硬化性の接着剤層を各々形成しておき、枠体とプリント基板との気密接合と、枠体と蓋体との気密接合を同時に行うことを特徴とする。

この発明によれば、Ｂステージ状の接着剤層の形状を設計、調整することによって、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを気密接合するときに発生する膨張空気の流通路を制御することが可能となり、気密接合時の膨張空気による接着剤層の欠陥を効率的に防止できて、安定した気密接合が可能となるので、映像品質の信頼性を向上させることができる。また、液体状接着剤を用いる場合に生じるダレや、接着剤量、面積のバラツキ等も抑制することができ、安定した製造が可能となる。さらに、プリント基板と枠体および枠体と蓋体を同時に気密接合するので、製造時間の短縮、およびそれに伴う低コスト化を図ることができる。

請求項６の発明は、請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、少なくとも組立工程では、プリント基板の側縁をメッキまたは接着剤からなる発塵しない物質で覆うことを特徴とする。

この発明によれば、プリント基板の側縁の切断面からのガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制するので、組立時にプリント基板より生じる粉塵が固体撮像素子の表面に付着して固体撮像素子の撮像画像に黒点等が入るという欠陥を防止でき、映像品質の信頼性を向上させることができる。

請求項７の発明は、請求項６において、少なくとも組立工程では、プリント基板の側縁に着脱自在であり且つメッキまたは接着剤からなる発塵しない物質で形成した治具でプリント基板の側縁を覆うことを特徴とする。

この発明によれば、プリント基板の側縁の切断面からのガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制するので、組立時にプリント基板より生じる粉塵が固体撮像素子の表面に付着して固体撮像素子の撮像画像に黒点等が入るという欠陥を防止でき、映像品質の信頼性を向上させることができる。さらに、治具の再利用が可能であり、低コストで粉塵の発生を抑制することができる。

請求項８の発明は、請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、メッキを施したスルーホールをプリント基板に形成するとともに、枠体には前記スルーホールに嵌合する突起を形成し、プリント基板と枠体との位置決めは、前記突起を前記スルーホールに嵌合させることで行うことを特徴とする。

この発明によれば、プリント基板と枠体との位置決め精度が向上するので、固体撮像素子と蓋体との位置精度が向上し、映像品質の信頼性を向上させることができるとともに、組立作業を短時間で高精度に行うことができる。また、スルーホールに施されたメッキにより、スルーホールからのガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制できるので、映像品質の信頼性を向上させることができ、且つ製品不良の発生を防止している。

請求項９の発明は、請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、複数のプリント基板を一体に形成したプリント基板部上に複数の固体撮像素子を実装して、各固体撮像素子の電極を各端子に電気的に接続し、次にプリント基板部と複数の枠体を一体に形成した枠体部、および枠体部と枠体部全体を覆う蓋体部とを各々気密接合することで、各固体撮像素子を各枠体内に収容するとともに蓋体部を各枠体の開口部に覆設させ、次にプリント基板部と枠体部と蓋体部とを同時に切断して、各固体撮像素子収納パッケージに分離することを特徴とする。

この発明によれば、部品コストおよび組立コストを大幅に低減することができる。

以上説明したように、本発明では、蓋体が覆設する開口部の面積が小さくなるので、枠体と蓋体との接合部から水分が侵入しにくくなるとともに、温度変化時に生じるパッケージ内の膨張空気による圧力も低下し、さらに枠体と蓋体との接合部に発生するうねりも小さくなって、パッケージの気密性が向上して、映像品質の信頼性を向上させることができるという効果がある。また、従来のようにリードフレームと樹脂との同時成形用の高価な金型を必要とせず、低コストに製造でき、また、プリント基板のパターンを変更することで、各種仕様の固体撮像素子に対してもフレキシブル且つ低コストに対応できる。さらに、熱可塑性樹脂を用いることで、バリ取りの工程が不要となり、金型の摩耗速度も遅くなり、また蓋体にガラスを用いる場合は、開口部の面積が小さいので高価なガラスの使用を削減できて、さらなるコスト低減を図ることができるという効果もある。さらに、テーパー部を設けることによって、けられ、反射によるノイズ等の欠陥が固体撮像素子の撮像画像に生じないようにしながら、開口部の面積をできるだけ小さくでき、枠体と蓋体との間の気密の信頼性を大幅に向上させることができて、映像品質の信頼性を向上させることができる。また、蓋体にガラスを用いる場合は、高価なガラスの使用を削減でき、低コスト化を図ることができるという効果もある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（基本構成）
図１，図２（ａ）（ｂ）は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの基本構成を示すものであり、パッケージ４は、プリント基板１と、枠体２と、蓋体３とを備え、内部には固体撮像素子５が収容される。図３は、蓋体３を外したときの上面図を示す。

プリント基板１には固体撮像素子５が実装され、ダイボンディングによって接合されており、プリント基板１上には、固体撮像素子５の電極に金線等のボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されるパターン１ａが固体撮像素子５の電極形状に対応して形成され、プリント基板１の側縁には、外部に信号を出力するための端子１ｂが各パターン１ａに連続して形成されている。端子１ｂは、プリント基板１に形成されたスルーホールにメッキを施し、スルーホールを略真中で略半円状に切断することによって形成される。

枠体２は、例えばポリアミド、ポリフタルアミド等の吸水特性を有する熱可塑性樹脂からなり、略矩形の枠部２０と、枠部２０の上面側を覆うように枠部２０の外縁から一体に延設された天面２ａと、天面２ａの略中央に形成された略矩形の開口部２ｂとから構成されており、枠部２０の下面側は、エポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によってプリント基板１に気密接合され、枠部２０、天面２ａに囲まれて固体撮像素子５が収容される。開口部２ｂの上面側はエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって蓋体３が天面２ａに気密接合されて、蓋体３は開口部２ｂに覆設している。ここで開口部２ｂは、固体撮像素子５の視野を遮らないように視野方向に形成される。

このようにパッケージ４内部の空気は気密的に密閉されているため、パッケージ４の温度が変動したときには、その温度変動にしたがって蓋体３に力Ｆが生じる。この力Ｆは、温度変化による圧力変化に開口部２ｂの面積を乗じた値となるので、開口部２ｂの面積が小さい方が、力Ｆも小さくなる。しかし本基本構成では、天面２ａに開口部２ｂを設けているので、開口部２ｂの面積を、枠部２０の大きさに関わらず小さくできる。したがって、枠体２の天面２ａと蓋体３との接合時に、天面２ａと蓋体３との接着部のうねり等の表面状態の影響も受け難くなり、枠体２と蓋体３との間の気密の信頼性を大幅に向上させることができる。また、蓋体３が覆設する開口部２ｂの面積が小さくなるので、枠体２と蓋体３との接合部から水分が侵入しにくくなる。

また、この枠体２は、吸水率０．５〜５％の熱可塑性樹脂により構成されているので、プリント基板１に固体撮像素子５を実装後、プリント基板１と枠体２と蓋体３とを気密接合して構成されるパッケージ４内部に、大気中に含まれる水分が枠体２を通して入り込もうとしても、その水分は樹脂材料の吸水特性によって阻止され、その結果、パッケージ４内部に入り込む水分量は抑制され、さらにパッケージ４内部に入り込んだ水分も樹脂材料の吸水特性によって枠体２内部に吸水される。本基本構成では天面２ａを設けているので、パッケージ４内における熱可塑性樹脂の表面積が増加し、吸水性はさらに向上している。したがって、パッケージ４内部に収容する固体撮像素子５の電極等に酸化腐食が発生することなく、固体撮像素子５を長期間にわたって、正常且つ安定に動作させることができる。

このように本基本構成では、蓋体３が覆設する開口部２ｂの面積が小さくなるので、枠体２と蓋体３との接合部から水分が侵入しにくくなるとともに、温度変化時に生じるパッケージ４内の膨張空気による圧力も低下し、さらに枠体２と蓋体３との接合部に発生するうねりも小さくなって、パッケージ４の気密性が向上して、映像品質の信頼性を向上させている。

また、蓋体３はガラス等の透明な板材からなり、気密性を保持しながら固体撮像素子５の視野を遮らないように構成される。そして、本基本構成では上記のように構成することによって、急激な温度変化によってパッケージ４内の水分が結露して蓋体３内面が曇り、固体撮像素子５の撮像画像に欠陥が生じるということはなくなる。また、蓋体３にガラスを用いる場合は、開口部２ｂの面積が小さいので高価なガラスの使用を削減でき、低コスト化を図ることができる。

さらに、吸水特性を有する熱可塑性樹脂によって枠体２を構成することで、吸湿材等を添加しなくともパッケージ４内部への水分の侵入、滞留を防止することができるという効果を低コストに実現でき、さらには成形性も良好なものとなる。

そして、パッケージ４をプリント基板１と枠体２と蓋体３とで構成するので、従来のようにリードフレームと樹脂との同時成形用の高価な金型を必要とせず、低コストに製造できる。また、プリント基板１のパターン１ａを変更することで、各種仕様の固体撮像素子５に対してもフレキシブル且つ低コストに対応できる。

（実施形態１）
図４は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの一実施例を示すものであり、枠体２は、例えばポリアミド、ポリフタルアミド等の吸水特性を有する熱可塑性樹脂からなり、枠体２の上面に形成された円筒形の凹部２ｃと、枠体２の下面に形成された円筒形の凹部２ｄと、枠体２の外縁から一体に延設されて凹部２ｃ，２ｄの各底面間を仕切る仕切板２ｅとを設けて、断面が略Ｈ型となるように形成される。そして、枠体２の下面側は、エポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によってプリント基板１に気密接合され、凹部２ｄ内に固体撮像素子５が収容される。仕切板２ｅは略中央に開口部２ｆが形成されており、開口部２ｆの上面側にはエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって蓋体３が気密接合されて、蓋体３は開口部２ｆに覆設している。ここで開口部２ｆは、固体撮像素子５の視野を遮らないように視野方向に形成される。

そして、凹部２ｃの側壁２ｇは仕切板２ｅの周縁より上方に突出しており、蓋体３は側壁２ｇによって周囲を囲まれてその表面を保護されており、製造時に他の物体との接触によって蓋体３の表面に傷が生じて撮像画像に欠陥が生じる可能性が低下する。したがって、映像品質の信頼性が向上し、また製造時の不良を減らして低コストでの製造が可能となる。

また、本実施形態では凹部２ｃ内に円筒状のレンズブロック７を配置するが、このとき、側壁２ｇ内面にねじ山２ｈを螺刻することで、外周にねじ山７ａを螺刻したレンズブロック７を凹部２ｃ内に螺設して、レンズブロック７を調整可能に位置決めすることができ、レンズブロック７の位置決め用部品を削減でき、低コスト化が可能となる。

さらに、図５（ａ）（ｂ）に示すように、開口部２ｆの下部に、固体撮像素子５に向かって広がるテーパー部２ｉを形成すれば、蓋体３を介してテーパー部２ｉで集光された光は、テーパー部２ｉに沿って広がりながら固体撮像素子５に入射する。このようにテーパー部２ｉを設けることによって、けられ、反射によるノイズ等の欠陥が固体撮像素子５の撮像画像に生じないようにしながら、開口部２ｆの面積をできるだけ小さくできる。したがって、開口部２ｆの面積が小さければ、枠体２と蓋体３との接合時に、枠体２と蓋体３との接着部のうねり等の表面状態の影響も受け難くなり、枠体２と蓋体３との間の気密の信頼性を基本構成よりさらに向上させて、映像品質の信頼性をさらに向上させている。

なお、基本構成と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

（実施形態２）
図６は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの一実施例を示すものであり、基本的には実施形態１と同様の構成を備えるが、プリント基板１にはスルーホール１ｃが形成されており、プリント基板１と枠体２との接合時には、スルーホール１ｃは凹部２ｄ内に位置する。スルーホール１ｃはその内面およびランド部に金メッキが施されている。

以下、本実施形態の固体撮像素子収納用パッケージの製造方法について説明する。まず、プリント基板１に固体撮像素子５をダイボンディングし、固体撮像素子５の電極とプリント基板１上のパターン１ａとの間をボンディングワイヤ６を介して電気的に接続した後、プリント基板１と枠体２とをエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって気密接合し、次に枠体２と蓋体３とをエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって気密接合する。基本構成および実施形態１では、このような気密接合過程において、接着剤硬化時の熱によってパッケージ４内の空気が膨張し、この膨張空気が、プリント基板１と枠体２との間、および枠体２と蓋体３との間に形成された接着層８に空気の流通路を形成する場合があり、パッケージ４の気密接合を安定して実施することは困難であった。しかし、本実施形態では、プリント基板１にスルーホール１ｃを形成することにより、気密接合過程における膨張空気はスルーホール１ｃを通過して外部に排出されるので、接着層８に空気の流通路が形成されることはない。

そして、最終的な気密封止は、スルーホール１ｃを半田９で塞ぐことで行う。このとき、スルーホール１ｃの面積が小さく、また半田熱量も小さくて、短時間で密閉が完了するので、空気の膨張量は小さく、パッケージ４の気密接合を安定して実施することができ、映像品質の信頼性が向上している。

また、次工程にて、固体撮像素子収納用パッケージをリフロー炉に搬入する場合は、リフロー時に半田９が溶けて気密特性が劣化する恐れがあるが、このような場合には、リフロー温度より高温で溶融する半田９を使用すれば気密特性の劣化を防止することができる。

なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

（実施形態３）
図７は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの一実施例を示すものであり、基本的には実施形態１と同様の構成を備えるが、枠体２の仕切板２ｅには凹部２ｃと凹部２ｄとを連結する貫通孔２ｊが、蓋体３の覆設位置からずれて形成されている。

以下、本実施形態の固体撮像素子収納用パッケージの製造方法について説明する。まず、プリント基板１に固体撮像素子５をダイボンディングし、固体撮像素子５の電極とプリント基板１上のパターン１ａとの間をボンディングワイヤ６を介して電気的に接続した後、プリント基板１と枠体２とをエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって気密接合し、次に枠体２と蓋体３とをエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって気密接合する。基本構成および実施形態１では、このような気密接合過程において、接着剤硬化時の熱によってパッケージ４内の空気が膨張し、この膨張空気が、プリント基板１と枠体２との間、および枠体２と蓋体３との間に形成された接着層８に空気の流通路を形成する場合があり、パッケージ４の気密接合を安定して実施することは困難であった。しかし、本実施形態では、枠体２に貫通孔２ｊを形成することにより、気密接合過程における膨張空気は貫通孔２ｊを通過して外部に排出されるので、接着層８に空気の流通路が形成されることはない。

そして、最終的な気密封止は、貫通孔２ｊを熱で融着した熱融着部１０を形成し、貫通孔２ｊを熱融着部１０で塞ぐことで行う。このとき、貫通孔２ｊの面積が小さく、また融着熱量も小さくて、短時間で密閉が完了するので、空気の膨張量は小さく、パッケージ４の気密接合を安定して実施することができ、映像品質の信頼性が向上している。

（実施形態４）
図８は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの一実施例を示すものであり、基本的には実施形態１と同様の構成を備えるが、枠体２は、気密接合前に、プリント基板１との気密接合面および蓋体３との気密接合面にＢステージ接着剤層１１を各々形成している。

以下、本実施形態の固体撮像素子収納用パッケージの製造方法について説明する。まず、プリント基板１に固体撮像素子５をダイボンディングし、固体撮像素子５の電極とプリント基板１上のパターン１ａとの間をボンディングワイヤ６を介して電気的に接続する。次に、枠体２のプリント基板１との接合面および枠体２の蓋体３との接合面にＢステージ接着剤層１１を各々形成した後、枠体２に対してプリント基板１と蓋体３とを同時に気密接合する。

ここで、Ｂステージ接着剤層１１は半硬化状態の接着剤層であり、Ｂステージ接着剤層１１の形状を設計、調整することによって、プリント基板１と枠体２および枠体２と蓋体３を気密接合するときに発生する膨張空気の流通路を制御することが可能となり、気密接合時の膨張空気による接着剤層の欠陥を効率的に防止できて、パッケージ４の気密接合を安定して実施することができ、映像品質の信頼性が向上している。また、液体状接着剤を用いる場合に生じるダレや、接着剤量、面積のバラツキ等も抑制することができ、安定した製造が可能となる。さらに、プリント基板１と枠体２および枠体２と蓋体３を同時に気密接合することができるので、製造時間の短縮、およびそれに伴う低コスト化を図ることができる。

（実施形態５）
図９は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの組立工程での一状態を示すものであり、固体撮像素子収納用パッケージは基本構成と同様の構成を備える。なお、本実施形態では、組立工程において図９に示すように、複数のプリント基板１を一体に形成した１枚のプリント基板部１’上に複数の枠体２，蓋体３を接合しており、最終的にはプリント基板部１’を切断して各固体撮像素子収納用パッケージ毎に分離するものである。

一般に、プリント基板部１’の面内のスルーホールおよび切断面は金メッキ等で覆われているが、プリント基板部１’の側縁（最外周面）は基板部材がそのまま露出した切断面となっている。プリント基板部１’側縁の切断面からは、プリント基板部１’に含まれるガラス繊維や成形粉等の粉塵が発生し、洗浄等を入念に実施しても組立時においては粉塵が発生し、この粉塵が固体撮像素子５の表面に付着すると、固体撮像素子５の撮像画像に黒点等が入るという欠陥が発生していた。

そこで本実施形態では、プリント基板部１’の側縁をメッキまたは接着剤等の発塵しない物質１２で覆うことによって、プリント基板部１’側縁の切断面からのガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制している。したがって、粉塵が固体撮像素子５の表面に付着することによって発生する固体撮像素子５の撮像画像に黒点等が入るという欠陥を防止することができ、映像品質の信頼性が向上している。

なお、本実施形態では基本構成と同様の構成を備えた固体撮像素子収納用パッケージで説明したが、実施形態１乃至４いずれかの固体撮像素子収納用パッケージにおいても、上記同様に構成すれば同様の効果を奏し得る。

（実施形態６）
図１０（ａ）（ｂ）は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの組立工程での一状態を示すものであり、実施形態５では、プリント基板部１’側縁の切断面からのガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制するために、プリント基板部１’の側縁をメッキまたは接着剤等の発塵しない物質１２で覆ったが、本実施形態では、上面を開口した函状の治具１３の底面１３ａ上にプリント基板部１’を配して、プリント基板部１’の側縁１ｄを治具１３の内側面に当設させることで、ガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制し、映像品質の信頼性の向上を図っている。治具１３は発塵しない材料で形成され、治具１２に対して着脱自在に構成されるので、再利用が可能であり、粉塵の抑制を低コストに行うことができる。

なお、治具１３は、枠状に形成して、枠内にプリント基板部１’を嵌めて、プリント基板部１’の側縁１ｄを治具１３の内側面に当接させてもよい。

（実施形態７）
図１１は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの一実施例を示すものであり、基本的には実施形態１と同様の構成を備えるが、プリント基板１には位置決め用スルーホール１４が形成され、枠体２の下面には位置決め用ピン１５が形成されている。そして、プリント基板１と枠体２との接合時には、位置決め用ピン１５を位置決め用スルーホール１４に嵌合させることで、プリント基板１と枠体２との位置決めを精度よく行うことができ、組立作業を短時間で高精度に行うことができる。

また、スルーホール１４の内面には金メッキが施されており、スルーホール１４の内面からのガラス繊維や成形粉等の粉塵の発生を抑制でき、映像品質の信頼性の向上を図るとともに、製品不良の発生を防止している。

（実施形態８）
図１２は本発明の固体撮像素子収納用パッケージの製造過程での一状態を示すものであり、固体撮像素子収納用パッケージは基本構成と同様の構成を備える。本実施形態では、図１２に示すように、複数のプリント基板１を一体に形成した１枚のプリント基板部１’上に複数の固体撮像素子５が実装できるパターンが形成されており、複数の固体撮像素子５をプリント基板部１’にダイボンディングし、各固体撮像素子５の電極とプリント基板部１’上の各パターン１ａとの間をボンディングワイヤ６を介して電気的に接続する。そして、プリント基板部１’、各固体撮像素子５に対応する複数個の枠体２を一体に形成した枠体部２’、および各枠体２の開口部２ｂに一括して覆設する蓋体部３をエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着剤によって気密接合した後、ダイサー等を用いて図１２中の切断箇所Ｘに沿ってプリント基板部１’、枠体部２’、蓋体部３’を同時に切断することで、各固体撮像素子収納用パッケージ毎に分離する。このような製造方法を採用することで、部品コストおよび組立コストを大幅に低減することができる。

本発明の基本構成の固体撮像素子収納用パッケージを示す側面断面図である。同上の外観を示し（ａ）側面図、（ｂ）は下面図である。同上の蓋体を外した状態での上面図である。本発明の実施形態１の固体撮像素子収納用パッケージを示す一部破断した分解斜視図である。同上のレンズブロックを外した状態での別の固体撮像素子収納用パッケージを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。本発明の実施形態２の固体撮像素子収納用パッケージを示す側面断面図である。本発明の実施形態３の固体撮像素子収納用パッケージを示す側面断面図である。本発明の実施形態４の固体撮像素子収納用パッケージを示す側面断面図である。本発明の実施形態５の固体撮像素子収納用パッケージの製造方法を示す斜視図である。本発明の実施形態６の固体撮像素子収納用パッケージの製造方法を示し、（ａ）は治具装着前の状態、（ｂ）は治具装着後の状態を示す図である。本発明の実施形態７の固体撮像素子収納用パッケージを示す側面断面図である。本発明の実施形態８の固体撮像素子収納用パッケージの製造方法を示す斜視図である。従来の固体撮像素子収納用パッケージを示す側面断面図である。

１プリント基板
１ｂ端子
２枠体
２０枠部
２ａ天面
２ｂ開口部
３蓋体
４パッケージ
５固体撮像素子
６ボンディングワイヤ

Claims

固体撮像素子を実装し固体撮像素子の電極に電気的に接続される端子を形成したプリント基板と、プリント基板に気密接合して固体撮像素子を収容し固体撮像素子の視野方向に開口部を形成した熱可塑性樹脂からなる枠体と、前記開口部に覆設する透明な蓋体とを備え、前記開口部は前記枠体の外縁から枠内に延設された面内に形成され、前記蓋体は該面に気密接合し、前記開口部は、固体撮像素子を収納した側に向かって広がるテーパー形状に形成されることを特徴とする固体撮像素子収納パッケージ。
前記枠体は、前記開口部に覆設した蓋体を囲むように外側に向かって突出した壁部を形成することを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子収納パッケージ。
請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、プリント基板は枠体との接合部より内側の部位にスルーホールを形成され、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを各々気密接合した後、半田によってスルーホールを気密封止することを特徴とする固体撮像素子収納パッケージの製造方法。
請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、枠体は、固体撮像素子を収容した空間を外部に連続させる貫通孔を形成され、プリント基板と枠体および枠体と蓋体とを各々気密接合した後、熱融着によって貫通孔を気密封止することを特徴とする固体撮像素子収納パッケージの製造方法。
請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、枠体は、プリント基板との接合面および蓋体との接合面にＢステージ状の熱硬化性の接着剤層を各々形成しておき、枠体とプリント基板との気密接合と、枠体と蓋体との気密接合を同時に行うことを特徴とする固体撮像素子収納パッケージの製造方法。
請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、少なくとも組立工程では、プリント基板の側縁をメッキまたは接着剤からなる発塵しない物質で覆うことを特徴とする固体撮像素子収納パッケージの製造方法。
少なくとも組立工程では、プリント基板の側縁に着脱自在であり且つメッキまたは接着剤からなる発塵しない物質で形成した治具でプリント基板の側縁を覆うことを特徴とする請求項６記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法。
請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、メッキを施したスルーホールをプリント基板に形成するとともに、枠体には前記スルーホールに嵌合する突起を形成し、プリント基板と枠体との位置決めは、前記突起を前記スルーホールに嵌合させることで行うことを特徴とする固体撮像素子収納パッケージの製造方法。
請求項１または２記載の固体撮像素子収納パッケージの製造方法において、複数のプリント基板を一体に形成したプリント基板部上に複数の固体撮像素子を実装して、各固体撮像素子の電極を各端子に電気的に接続し、次にプリント基板部と複数の枠体を一体に形成した枠体部、および枠体部と枠体部全体を覆う蓋体部とを各々気密接合することで、各固体撮像素子を各枠体内に収容するとともに蓋体部を各枠体の開口部に覆設させ、次にプリント基板部と枠体部と蓋体部とを同時に切断して、各固体撮像素子収納パッケージに分離することを特徴とする固体撮像素子収納パッケージの製造方法。