JP5082542B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、固体撮像装置に係わり、特に、固体撮像素子チップをパッケージ内に封入したパッケージ型の固体撮像装置に関する。
近年、ビデオカメラ、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などに用いられる電子機器モジュール、例えばカメラモジュールに搭載される固体撮像装置として、パッケージ型の固体撮像装置が広く採用されている。
図１６に、従来のパッケージ型固体撮像装置の一例を示す。このパッケージ型固体撮像装置１は、受光部２を有する固体撮像素子チップ３をパッケージ４内に封入し、受光部２と対向したパッケージ４の開口部を光透過性部材５で蓋して構成される。パッケージ４は、プラスチックやセラミックまたはガラスなどを材質として形成され、その内部空間に固体撮像素子チップ３が配置される。パッケージ４には外部接続端子６が導出され、外部接続端子６の一方のインナーリード７と固体撮像素子チップ３の電極パッド（図示せず）とが金属ワイヤ８でボンディングされ電気的に接続される。パッケージ４の内壁面には、内部空間に浮遊する微小な異物を固着するように粘着剤層９が形成される。この粘着剤層９によって、浮遊する塵などの微小な異物が固体撮像素子チップ３の受光部２に付着して画像表示に悪影響を及ぼすのを防いでいる（特許文献１参照）。因みに、塵などの異物が撮像面に付着すると、画像を映し出した際に、黒点やしみとして映り不良品となる。
また、図１７に、従来のパッケージ型の固体撮像装置の他の例を示す。この例はいわゆる撮像モジュールとして構成されている。この撮像モジュール１１は、表面に配線（図示せず）が形成された基板１２上に固体撮像素子チップ１３がキャパシタや抵抗等のチップ部品１４と共に、実装され、この基板１２に固体撮像素子チップ１３及びチップ部品１４を密封するように、受光レンズ１６及び赤外線カットフィルタ１７を支持するホルダ１５が接合されて成る。ホルダ１５は、ケーシング部１５ａと筒状部１５ｂからなり、筒状部１５ｂに受光レンズ１６を保持したアタッチメント１８が螺合される。固体撮像素子チップ１３は、基板１２上の配線の接続電極部１９に金属ワイヤ（いわゆる、ボンディングワイヤ）２１により電気的に接続される。
そして、ケーシング部１５ａの上壁面に流れ止め枠２２を介して樹脂２３が形成され、基板１２上のチップ部品１４を埋没するように、流れ止め枠２４を介して樹脂２５が形成される。樹脂２３及び２５は、粘着性を有する。この撮像モジュール１１では、これら樹脂２３，２５により、ケーシング部１５ａの内面に塵埃が付着されていても、塵埃の剥離を防止して塵埃による不良発生を防止している（特許文献２参照）。
その他、粘着剤層により塵などの微小な異物を固着して不良発生を防ぐようにしたパッケージ型の固体撮像装置は、特許文献３及び４などにも開示されている。
特開２００３−３７２５６号公報 特開２００６−１６５９６４号公報 特開平１１−７４４９５号公報 特開２００５−２７８０３４号公報
ところで、上述したパッケージ内に粘着剤層を形成して、パッケージ内での塵などの微小な異物を粘着剤層に固着して不良発生を防ぐようにした固体撮像装置においては、なお不良、特にインナーリードを含む、いわゆる回路配線部分での不良発生があり、実用化が困難であった。すなわち、高温多湿の環境下で通電して放置して置くと、回路配線部分が腐食して不良になる。セラミック、プラスチック、ガラス等によるパッケージの場合は、表面をＡｕとしたインナーリードが用いられ、固体撮像素子チップ基板である所謂リジット基板を有するパッケージの場合は、下からＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの積層膜による回路配線が用いられる。固体撮像素子チップの電極パッドには、通常Ａｌが用いられる。これらのＡｌ電極パッド、Ａｕ回路配線が高温多湿下で腐食が発生していた。
この腐食の原因を鋭意検証した結果、高温多湿などの環境の変化により、パッケージ内に形成した粘着剤層からガスやイオンが発生し、このガスやイオンが影響していることを突き止めた。特に、Ａｕは本来、耐腐食性に優れた材料であるが、Ａｕ回路配線では、Ａｕ薄膜が多孔性の膜で成膜されているため、その多孔を通して下地の金属、例えばＮｉ膜を腐食し、さらにその下のＣｕ膜を腐食することが判明した。
本発明は、上述の点に鑑み、上記検証に基づいて、実用に供し得る信頼性、耐久性の高いパッケージ型の固体撮像装置を提供するものである。
本発明に係る固体撮像装置は、光透過性部材を有するパッケージ内に固体撮像素子チップが封入され、パッケージの内面に粘着剤層が形成され、パッケージの底部にパッケージ内の空間と連通する貫通孔が形成され、パッケージに静電気を誘起するための電極部材が埋め込まれていることを特徴とする。
本発明の固体撮像装置では、パッケージ内に混入し、またはパッケージ内で発生した塵などの微小な異物は、振動や衝撃等で移動した際に粘着剤層に固着される。パッケージの底部にパッケージ内の空間と連通する貫通孔が形成されているので、高温多湿などの環境の変化により粘着剤層から発生したガスやイオン等は貫通孔を通して排出される。
本発明に係る固体撮像装置によれば、振動や衝撃で移動した際に、パッケージ内の微小な異物がパッケージ内面に形成された粘着剤層により固着されるので、撮像面上に異物が付着する確率が大幅に低減する。粘着剤層から発生したガス、イオン等は貫通孔を通して排出されるので、回路配線部分の腐食の発生を防ぐことができる。従って、固体撮像装置の信頼性、耐久性を高めることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２に、本発明に係るパッケージ型の固体撮像装置の第１実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置３１は、光透過性部材３２を有するパッケージ３３内に、例えばＣＣＤイメージセンサあるいはＣＭＯＳイメージセンサなどによる固体撮像素子チップ３４が封入されて成る。パッケージ３３は、絶縁基板３７の表面に所定パターンの回路配線３６が形成された、いわゆる基板モジュール３８と、この基板モジュール３８に接合された固体撮像素子チップ３４を保護するためのカバー体４１と、カバー体４１の入射光が入る開口４２を蓋するようにカバー体４１に接合された光透過性部材３２とから構成される。基板モジュール３８とカバー体４１は周辺において、接着剤層３９を介して気密的に接合される。カバー体４１と光透過性部材３２とは、接着剤層４３を介して気密的に接合される。
固体撮像素子チップ３４は、半導体チップに撮像領域４５と周辺回路及び周辺の電極パッド（図示せず）を有して成り、半導体チップ裏面を基板モジュール３８に接着剤層４６を介して接着される。固体撮像素子チップ３４は、電極パッドと基板モジュール３８の回路配線３６とを金属ワイヤ（いわゆる、ボンディングワイヤ）４４を介して電気的に接続されて、基板モジュール３８上に実装される。基板モジュール３８には、図示しないが、固体撮像素子チップ３４以外に所要の回路素子（例えば抵抗素子、容量素子、その他）のチップ部品を実装するようにしても良い。基板モジュール３８は、図示しないが、回路配線３６に接続される電極パッドが、多層配線構造によって基板モジュール裏面に形成される。回路配線３６は、本例では基板側からＣｕ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜の積層構造で形成される。
カバー体４１は、断面逆Ｕ字型のカップ状をなし、その上側壁部の中央位置、すなわち固体撮像素子チップの撮像領域４５での撮像面に対向する位置に、光入射する開口４２が形成されて構成される。光透過性部材３２は、例えばガラス、プラスチック等の透光可能な部材で形成され、また赤外線カットフィルタや鏡筒を介した光学レンズなどの光学素子機能を有する部材で形成することもできる。本例では光透過性部材３２が赤外線カットフィルタで構成される。
そして、本実施の形態においては、図１に示すように、パッケージ３３の内面に塵などの微小な異物を固着させるための粘着剤層４７を形成すると共に、パッケージ３３の底部、すなわち基板モジュール３８の絶縁基板３７に、パッケージ３３内の空間４８と連通する貫通孔４９を形成して構成される。
粘着剤層４７は、図示の例ではカバー体４１の内壁面全面、基板モジュール３８の固体撮像素子チップ３４を除く表面、固体撮像素子チップ３４の撮像領域４５での撮像面を除く領域に形成される。貫通孔４９は、固体撮像素子チップ３４直下の位置、好ましくは固体撮像素子チップ３４の中央位置の直下に形成される。ここで、基板モジュール３８の絶縁基板３７と固体撮像素子チップ３４との間に存在する接着剤層４６の厚さｔ１により、絶縁基板３７及び固体撮像素子チップ３４間に間隙５０が形成され、この間隙５０により、貫通孔４９とパッケージ３３内の空間４８とが連通されることになる。
貫通孔４９は、粘着剤層４７から放出されたガス、イオンなどの排出を可能にし、かつ外部からの塵などの異物の侵入阻止を可能にする孔径をもって形成するのが望ましい。すなわち、貫通孔４９の孔径（直径）は、塵などの異物に対して充分に小さく、気体成分のみを排出できる大きさとする。しかし、加工精度の限界で異物の侵入阻止できる孔径まで小さく形成できない場合には、基板モジュール３８と固体撮像素子チップ３４間に形成される間隙５０、つまり接着剤層４６の膜厚ｔ１を制御して、この間隙５０で外部らの異物の空間４８への侵入を阻止するように構成することができる。接着剤層４６は、本例では図２Ｂに示すように、接着剤層４６による２つの線状体４６ａ，４６ｂが貫通孔４９を挟んで両側に互いに対向する形状に形成される。
この線状体４６ａ，４６ｂは、後述する通気性と外部からの塵の侵入阻止の点から、その長さをＬ１、両線状体４６ａと４６ｂとの間の間隔をＷ１とするとき、Ｌ１＞Ｗ１となるように設定することが好ましい。
第１実施の形態に係る固体撮像装置３１によれば、パッケージ３３を構成するカバー体４１の内壁面、基板モジュール３８の空間４８に露出する表面、及び固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の領域に、粘着剤層４７が形成されていることにより、パッケージ３３内に混入し、またはパッケージ内で発生した塵などの微小な異物は、振動や衝撃等で移動した際に粘着剤層４７に固着される。この塵などの異物の挙動を図３に示す。パッケージ３３内の塵などの異物５１は、振動や衝撃により移動することで、粘着剤層４７に付着しそのまま固着され、撮像面上に付着する確率が激減し、実質的に撮像面上へ異物５１が乗ることが防止される。
一方、高温多湿などの環境の変化によりパッケージ３３内の粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合、この発生したガスやイオンは、空間４８内に止まることなく、空間４８から基板モジュール３８と固体撮像素子チップ３４間の間隙５０を通り、基板モジュール３８に形成された貫通孔４９より外部に排出される。このイオンやガスの挙動を図４Ａ，Ｂに示す。環境変化で粘着剤層４７からイオンやガス等の気体５２が放出される（図４Ａ参照）。この発生したイオンやガス等の気体５２は基板モジュール３８に設けられた貫通孔４９を通じてパッケージ３３の外部に排出される。これにより、発生したイオンやガスによる固体撮像素子チップ側の電極パッド、基板モジュール側の回路配線３６の腐食を防止することができる。
粘着剤層４７から発生するガスは、有機酸イオン（蟻酸、酢酸）やハロゲン化物イオンを含有するガスである。これらは負に帯電しているので、基板モジュール38上に僅かに存在する水分に吸収されると特に通電している電源配線に集中して引き寄せられ、酸化還元反応を起こして腐食を著しくしている。本実施の形態では、この電源配線での腐食を防ぐことができる。
貫通孔４９の孔径が塵などの微小な異物の侵入を阻止するに十分な寸法に設定され、あるいは固体撮像素子チップ３４と基板モジュール３８間の間隙５０が異物入を阻止するに十分な寸法に設定されるので、外部からパッケージ３３の空間４８への異物の侵入を防止することができる。固体撮像素子チップ３４及び基板モジュール３８間の接着材層４６を、線状体４６ａ，４６ｂの長さＬ１，間隔Ｗ１がＬ１＞Ｗ１となる形状で形成するときは線状体４６ａ，４６ｂで囲まれた領域で外部からの異物の侵入を阻止し、かつガス、イオンの排出を可能にする。従って、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
図５Ａ，Ｂに、カバー体４１の内面、基板モジュール３８の表面及び固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面に粘着剤層４７を形成する形成方法の一例を示す。この例では、転写法が用いられる。カバー体４１の内面に粘着剤層４７を塗布する場合は、図５Ａに示すように、カバー体４１内に挿入される外郭形状を有し、カバー体４１の開口４２に対応する部分が凹状に形成され、粘着剤層４７を転写すべきカバー体内面、この例では上側内壁面に対応する部分が凸状となされた、転写ピン５５を設ける。この転写ピン５５の凸状部５５ａの面に粘着剤層４７を均一に塗布する。開口４２を蓋するように光透過性部材３２を接合したカバー体４１を裏返して載置台に載置固定した状態で、上方から上記粘着剤層４７を塗布した転写ピン５５をカバー体４１の上側内壁面４１Ａに当接するように押圧し、粘着剤層４７をカバー体４１の上側内壁面４１Ａに転写する。
固体撮像素子チップ３４及び基板モジュール３８の表面に粘着剤層４７を塗布する場合は、図５Ｂに示すように、粘着剤層４７を転写すべき部分が凸状とされ、それ以外の部分が凹状とされた転写ピン５６を設ける。この転写ピン５６の凸状部５６ａ及び凹状部５６ｂを含む全面に均一に粘着剤層４７を塗布する。一方、基板モジュール３８に固体撮像素子チップ３４を実装する。そして、固体撮像素子チップ３４を実装した基板モジュール３８を載置台上に載置固定した状態で、上方から上記粘着剤層４７を塗布した転写ピン５６を固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面、及び基板モジュール３８の表面に当接するように押圧し、粘着剤層４７を固体撮像素子チップ３４及び基板モジュール３８の必要な表面に転写する。
カバー体４１の内面、基板モジュール３８の表面および固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面に粘着剤層４７を形成する形成方法としては、上述に転写法以外の塗布方法、例えばはニードルによる塗布法等で形成することもできる。
この転写方法を採用することにより、ニードルで塗布する方法やスプレーで塗布する方法に比べて短時間で塗布が可能となり、生産性を向上することができる。
図６に、第１実施の形態に係る固体撮像装置３１の製造方法の一例のフローチャートを示す。先ず、工程Ｓ１に示すように、基板モジュール３８に固体撮像素子チップ３４を接着剤層４６を介して搭載する。次に、工程Ｓ２に示すように、ワイヤーボンディングにより、固体撮像素子チップ３４の電極パッドと基板モジュール３８の回路配線３６とを電気的に接続する。次に、工程Ｓ３に示すように、固体撮像素子チップ３４、及び基板モジュール３８の所要の表面に粘着剤層４７を上記転写法により塗布する。
一方、工程Ｓ４に示すように、固体撮像素子チップのカバー体４１の内面に粘着剤層４７を上記転写法により塗布する。そして、工程Ｓ５に示すように、カバー体４１を基板モジュール３８に対して接着剤層３９を介して搭載し接合する。次いで、工程Ｓ６に示すように、カバー体４１に、開口４２を蓋するように光透過性部材３２であるシールガラス、例えば赤外線カットフィルタを接着剤層４３を介して接合し、目的の固体撮像装置３１を得る。
図６の固体撮像装置の製造方法では、製造の最終工程で光透過性部材３２を接合している。通常の密閉型パッケージでは内部の空気圧力が高まり、光透過性部材３２が浮く不良が発生し易くなり歩留りが低下する。しかし、本実施の形態では、パッケージ底部、本例では基板モジュール３８に貫通孔４９が設けられることにより、パッケージ３３内の圧力が調整され、光透過性部材３２の浮きも防止することができ、高歩留りの製造が可能になる。
図７〜図９に、第１実施の形態に係る固体撮像装置３１の製造方法の他の例を示す。
先ず、図７Ａに示すように、絶縁基板３７の中央部に貫通孔４９を有し、絶縁基板３６の表面に所要パターンの回路配線３６が形成された基板モジュール３８に対して、固体撮像素子チップ３４を接着すべき部分に、図２Ｂに示すような２つの線状体４６ａ，４６ｂによる接着剤層４６、本例ではダイボンドペーストを塗布する。
次に、図７Ｂに示すように、保持手段６１により保持された固体撮像素子チップ３４を基板モジュール３８上の接着剤層４６上にダイボンディングする。
次に、図７Ｃに示すように、接着剤層４６を硬化させる。
次に、図７Ｄに示すように、ワイヤーボンディングを行い、固体撮像素子チップ３４の電極パッドと基板モジュール３８の回路配線３６間を金属ワイヤ４４を介して電気的に接続する。
次に、図７Ｅに示すように、固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面、基板モジュール３８の表面に粘着剤層４７を、例えばニードル６２を介して、あるいは上述の転写法により塗布する。
次に、図７Ｆに示すように、塗布した粘着剤層４７を紫外線硬化、あるいは乾燥により硬化させる。
次に、図７Ｇに示すように、例えばニードル６３を介して基板モジュール３８の周辺表面に接着剤層３９を塗布する。
一方、図８Ｈに示すように、カバー体４１の上面の開口４２の周縁部に光透過性部材接着用の接着剤層４３を塗布する。
次に、図８Ｉに示すように、保持手段６４により保持された光透過性部材３２をカバー体４１上の接着剤層４３上に載置する。
次に、図８Ｊに示すように、接着剤層４３を硬化させ、光透過性部材３２をカバー体４１に気密的に接合する。
次に、図８Ｋに示すように、光透過性部材３２を接合したカバー体４１を裏返しにし、粘着剤層４７を塗布した転写ピン５５を用いて、粘着剤層４７をカバー体４１に内面に塗布する。
次に、図８Ｌに示すように、粘着剤層４７を例えば紫外線硬化、あるいは乾燥により硬化させる。
次に、図９に示すように、図７Ｇの工程で得られた固体撮像素子チップ３４を実装した基板モジュール３８（図９Ａ）と、図８Ｌの工程で得られた光透過性部材３２を接合したカバー体４１（図９Ｂ）とを、基板モジュール３８の周辺に塗布した接着剤層３９を介して合体し、接着剤層３９を硬化して目的の固体撮像装置３１（図９Ｃ）を得る。なお、図９では、カバー体４１の内面の粘着剤層４７は、図５Ａの転写法を用いるので、カバー体４１の上側内壁面のみに形成されている。
図１０に、本発明に係るパッケージ型の固体撮像装置の第２実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置７１は、第１実施の形態の固体撮像装置３１において、基板モジュール３８と固体撮像素子チップ３４とを接着する接着剤層４６の形状を異ならして構成される。本実施の形態では、接着剤層４６が、貫通孔４９を囲み一部に連通孔が形成される形状に形成される。
例えば、基板モジュール３８と固体撮像素子チップ３４との間に介在する接着剤層４６は、平面で見て２つのＬ字状体４６ｃ及び４６ｄが貫通孔４９を囲うように少許の間隔７２〔７２ａ，７２ｂ〕を置いて対向する形状に形成される。すなわち、２つのＬ字状体４６ｃ，４６ｄは、貫通孔４９を囲む四角形をなして対角部の２か所に少許の間隔７２ａ，７２ｂを有するように配置される。この２つの間隔７２ａ，７２ｂが連通孔となる。なお、図示しないが、接着剤層４６の形状としては、２つのコ字状体あるいは円弧などの弧状体を貫通孔４９を囲むように少許の間隔（連通孔）を置いて対向配置した形状とすることもできる。
その他の構成は、図１の第１実施の形態の固体撮像装置３１と同様であるので、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第２実施の形態に係る固体撮像装置７１によれば、前述と同様に、カバー体４１の内壁面、基板モジュール３８の表面及び固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面に粘着剤層４７が形成されているので、パッケージ内の微小な異物が振動や衝撃等で移動した際にも、粘着剤層４７に固着され、実質的に異物が撮像面に付着することが防止される。また、基板モジュール３８に貫通孔４９が設けられているので、環境変化で粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合でも、貫通孔４９を通して外部に排出され、パッケージ３３内の回路配線３６、電極パッドの腐食を防ぐことができる。
そして、特に、固体撮像素子チップ３４と基板モジュール３８間の接着剤層４６が、平面から見て貫通孔４９を囲む四角形で対角部の２箇所に少許の間隔７２ａ，７２ｂを有する形状に形成されていることにより、第１実施の形態よりも、さらに外部から空間４８への異物の侵入を阻止することができる。すなわち、異物が外部から貫通孔４９を通して侵入したとしても、四角形状の接着剤層４６の少許の間隔７２ａ，７２ｂで阻止され、空間４８への異物の侵入が阻止される。２つのコ字状体、あるいは弧状体の接着剤層４６の場合も同様である。
従って、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
図１１に、本発明に係るパッケージ型の固体撮像装置の第３実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置７４は、特に、基板モジュール３８に形成した貫通孔４９を塞ぐように絶縁基板３７の表面に、通気性を有し且つ外部からの微小な塵などの異物の侵入を阻止し得る通気性フィルタ、本例では通気性樹脂層７５を形成して構成される。通気性樹脂層７５としては、例えば熱硬化性樹脂に発砲剤を混合した樹脂を用いれば、多孔質の通気性樹脂として使用可能である。この構成では、固体撮像素子チップ３４と基板モジュール３８との間に介在する接着剤層４６の配置箇所は、特に限定しない。接着剤層４６の形状は、例えば図１、図１０と同様の形状としてもよい。
その他の構成は、図１の第１実施の形態の固体撮像装置３１と同様であるので、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第３実施の形態に係る固体撮像装置７４によれば、前述と同様に、カバー体４１の内壁面、基板モジュール３８の表面及び固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面に粘着剤層４７が形成されているので、パッケージ内の微小な異物が振動や衝撃等で移動した際にも、粘着剤層４７に固着され、実質的に異物が撮像面に付着することが防止される。また、基板モジュール３８に貫通孔４９が設けられると共に、貫通孔４９を塞ぐように通気性を有するも異物の侵入を阻止する通気性フィルタの一種である通気性樹脂層７５が設けられるので、環境変化で粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合でも、通気性樹脂層７５及び貫通孔４９を通して外部に排出され、パッケージ３３内の回路配線３６、電極パッドの腐食を防ぐことができる。
そして、基板モジュール３８に設けた貫通孔４９を通気性樹脂層７５で塞ぐことにより、外部からの異物に対して、より侵入阻止の信頼性が増し、見た目にも安心感を増すことができる。通気性樹脂層７５を設けることにより、貫通孔４９の孔径を大きくでき、微小な貫通孔を形成する技術的壁を低くすることが可能になる。
従って、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
図１２に、上記通気性フィルタの変形例を用いた、本発明に係るパッケージ型の固体撮像装置の第４実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置７７は、基板モジュール３８の貫通孔４９を塞ぐ通気性フィルタとして、通気性テープ７８を用いて構成される。通気性テープ７８としては、例えば通気性の不織布に粘着剤を塗ったシート状体を用いることができる。
その他の構成は、図１１の第３実施の形態の固体撮像装置７４と同様であるので、図１１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第４実施の形態に係る固体撮像装置７７においても、図１１の第３実施の形態と同様に、カバー体４１の内壁面、基板モジュール３８の表面及び固体撮像素子チップ３４の撮像面以外の表面に粘着剤層４７が形成されているので、パッケージ内の微小な異物が振動や衝撃等で移動した際にも、粘着剤層４７に固着され、実質的に異物が撮像面に付着することが防止される。また、基板モジュール３８に貫通孔４９が設けられると共に、貫通孔４９を塞ぐように通気性を有するも異物の侵入を阻止する通気性フィルタの一種である通気性テープ７８が設けられるので、環境変化で粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合でも、通気性樹脂層７５及び貫通孔４９を通して外部に排出され、パッケージ３３内の回路配線３６、電極パッドの腐食を防ぐことができる。
そして、基板モジュール３８に設けた貫通孔４９を通気性テープ７８で塞ぐことにより、第３実施の形態と同様に外部からの異物に対して、より侵入阻止の信頼性が増し、見た目にも安心感を増すことができる。通気性樹脂層７５を設けることにより、貫通孔４９の孔径を大きくでき、微小な貫通孔を形成する技術的壁を低くすることが可能になる。さらに、通気性テープ７８は、貼着することで貫通孔４９を塞ぐことができるので、製造を簡単化できる。
このようにして、本実施の形態では、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
図１３に、本発明に係るパッケージ型の固体撮像装置の第５実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置８１は、前述と同様に、光透過性部材３２を有するパッケージ３３内に、固体撮像素子チップ３４が封入されて成る。パッケージ３３は、絶縁基板３７の表面に回路配線３６が形成された、いわゆる基板モジュール３８と、この基板モジュール３８に接着剤層３９を介して気密的に接合されたカバー体４１と、カバー体４１の開口４２を蓋するようにカバー体に接合剤層４３を介して気密的に接合された光透過性部材３２とから構成される。固体撮像素子チップ３４の電極パッドと基板モジュール３８の回路配線３６とは、金属ワイヤ４４を介して電気的に接続される。
そして、本実施の形態においては、パッケージ３３の内面、本例ではカバー体４１の内壁面全面、基板モジュール３８の固体撮像素子チップ３４を除く表面、及び固体撮像素子チップ３４の撮像領域４５での撮像面を除く領域に、塵などの微小な異物を固着する粘着剤層４７が形成される。また、基板モジュール３８には貫通孔を設けず、この貫通孔に代えて光透過性部材３２とカバー体４１との接合部の一部、本例では接着剤層４３の一部に、パッケージ３３内の空間４８と外部とを連通するスリット状の通気孔８２が形成される。通気孔８２は、パッケージ３３内に発生するガス、イオンの排出を可能にし、かつ外部からの塵などの異物の侵入を阻止し得る大きさに形成される。通気孔８２は、例えば接着剤層４３の膜厚ｔ２により、孔の大きさを制御することができる。
その他の構成については、図１の第１実施の形態で説明したと同様であるので、詳細説明を省略する。
第５実施の形態に係る固体撮像素子８１によれば、前述と同様に、カバー体４１の内面に粘着剤層４７が形成されているので、パッケージ内の微小な異物が振動や衝撃等で移動した際にも、粘着剤層４７に固着され、実質的に異物が撮像面に付着することが防止される。また、光透過性部材３２を接着する接着剤層４３にスリットによる通気孔８２が設けられているので、環境変化で粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合でも、この通気孔８２を通して外部に排出され、パッケージ３３内の回路配線３６、電極パッドの腐食を防ぐことができる。従って、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
図１４に、本発明に係るパッケージ型の固体撮像装置の第６実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置８４は、パッケージ３３の内面に前述の図１と同様の粘着剤層４７を形成し、さらに、パッケージ３３の底部に相当する基板モジュール３８に図１と同様の貫通孔４９を形成すると共に、光透過性部材３２とカバー体４１との接合部の一部、本例では接着剤層４３にスリット状の通気孔８２を形成して構成される。
その他の構成は、図１、図１３で説明したと同様であるので、図１、図１３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第６実施の形態に係る固体撮像装置８４によれば、前述と同様に、カバー体４１の内面に粘着剤層４７が形成されているので、パッケージ３３内の微小な異物が振動や衝撃等で移動した際にも、粘着剤層４７に固着され、実質的に異物が撮像面に付着することが防止される。また、基板モジュール３８に貫通孔４９を設けると共に、光透過性部材３２とカバー体４１との接合部にスリット状の通気孔８２を設けたことにより、いわゆる換気口が複数になり、パッケージ３３内の換気性が向上し、環境変化で粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合でも効率よく排出され、パッケージ３３内の回路配線３６、電極パッドの腐食を防ぐことができる。パッケージ３３の上下に換気口となる通気孔８２、貫通孔４９を設けることにより、粘着剤層４７から発生する空気より軽いガスは上のスリット状の通気孔８２から排出され、空気より重いガスは下の貫通孔４９から排出され、効率のよいガス排出が可能になる。
従って、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
図１５に、本発明に係るパッケージ型の固体撮像素子の第７実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像素子８６は、特に、パッケージ３３のカバー体４１内に、カバー体４１に静電気を誘起するための所要の電位が印加される電極部材、本例では電極板８７を埋め込んで構成される。電極板８７は、カバー体４１の内壁面、すなわち粘着剤層４７が形成された内壁面に近づけて設けることが望ましく、例えば金属板で形成することができる。電極板８７は、カバー体４１の形成に際して、予めインサート成型して形成される。電極板８７は、一部が導出端子８７ａとして外部に導出される。この導出端子８７ａを通じて電極板８７に所要の電位が印加される。本例では粘着剤層４７から発生したガスがイオン化したとき、負イオンとなるので、電極板８７には正電圧を印加するようにしている。正イオンは発生するときは、電極板８７には負電圧を印加するようになす。本実施の形態の固体撮像素子８６においても、図１で説明したと同様に、パッケージ３３の内面に粘着剤層４７を形成すると共に、基板モジュール３８に貫通孔４９を形成して構成される。
その他の構成は、図１と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第７実施の形態に係る固体撮像装置８６によれば、前述と同様に、カバー体４１の内面に粘着剤層４７が形成されているので、パッケージ３３内の微小な異物が振動や衝撃等で移動した際にも、粘着剤層４７に固着され、実質的に異物が撮像面に付着することが防止される。また、基板モジュール３８に貫通孔４９が設けられているので、環境変化で粘着剤層４７からガスやイオンが発生した場合でも、貫通孔４９を通して外部に排出され、パッケージ３３内の回路配線３６、電極パッドの腐食を防ぐことができる。
そして、第７実施の形態では、電極板８７に所要の電圧、本例では正電圧を印加して電荷を導き、絶縁性の高いパッケージ３３、つまりカバー体４１に静電気を蓄積する。これにより、帯電した３カバー体４１に内部の塵が引き寄せられ、粘着剤層４７に強制的に固着することができ、塵による不良をさらに低下させることができる。
従って、パッケージ型の固体撮像装置の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
本発明では、上述の各実施の形態を相互に組み合わせて構成することもできる。
上例では、本発明を基板モジュール、カバー体及び光透過性部材からなるパッケージ３３内に固体撮像素子を封入した固体撮像装置に適用した場合であるが、その他のパッケージ型の固体撮像装置にも適用できる。例えば、前述の図１６で示すような、いわゆるセラミック、プラスチックあるいはガラスよりなるパッケージ４内に固体撮像素子チップ３を封入した固体撮像装置１にも適用することができる。すなわち、パッケージ４の内面に粘着剤層を形成し、パッケージ４の底部にパッケージ４内の空間と連通する貫通孔、又は／及び光透過性部材との接合部の一部に通気孔を形成して構成される。この場合も、上述と同様の効果を奏することができる。
本発明に係る固体撮像装置の第１実施の形態を示す構成図である。 Ａ，Ｂ 図１の上面図、及び固体撮像素子と基板モジュールとを接着する接着剤層の形状を示す平面図である。 第１実施の形態の説明に供する、塵などの異物の挙動を示す説明図である。 Ａ，Ｂ 第１実施の形態の説明に供する、イオン・ガスの挙動を示す説明図である。 本発明による粘着剤層の塗布方法の一例である転写法の説明に供する説明図である。 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。 Ａ〜Ｇ 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の他の例を示す製造工程図（その１）である。 Ｈ〜Ｌ 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の他の例を示す製造工程図（その２）である。 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の他の例を示す製造工程図（その３）である。 Ａ，Ｂ 本発明に係る固体撮像装置の第２実施の形態を示す構成図、及び固体撮像素子と基板モジュールとを接着する接着剤層の形状を示す平面図である。 本発明に係る固体撮像装置の第３実施の形態を示す構成図である。 本発明に係る固体撮像装置の第４実施の形態を示す構成図である。 Ａ，Ｂ 本発明に係る固体撮像装置の第５実施の形態を示す構成図、及び上面図である。 Ａ，Ｂ 本発明に係る固体撮像装置の第６実施の形態を示す構成図、及び上面図である。 Ａ，Ｂ 本発明に係る固体撮像装置の第７実施の形態を示す構成図、及び上面図である。 従来のパッケージ型の固体撮像装置の一例を示す構成図である。 従来のパッケージ型の固体撮像装置の他の例を示す構成図である。
符号の説明
３１，７１，７４，７７，８１，８４，８６・・固体撮像装置、３２・・光透過性部材、３３・・パッケージ、３４・・固体撮像素子チップ、３６・回路配線、３７・・絶縁基板、３８・・基板モジュール、３９・・接着剤層、４１・・カバー体、４２・・開口、４３・・接着剤層、４４・・金属ワイヤ、４５・・撮像領域、４６・・接着剤層、４６ａ，４６ｂ・・線状体、４６ｃ，４６ｄ・・Ｌ字状体、４７・・粘着剤層、４８・・空間、４９・・貫通孔、５１・・塵などの異物、５２・・ガス、イオン、５５，５６・・転写ピン、７２〔７２ａ，７２ｂ〕・・間隔、７５・・通気性樹脂層、７８・・通気性テープ、８２・・通気孔、８７・・電極板

Claims (11)

  1. 光透過性部材を有するパッケージ内に固体撮像素子チップが封入され、
    前記パッケージの内面に粘着剤層が形成され、
    前記パッケージの底部に前記パッケージ内の空間と連通する貫通孔が形成され、
    前記パッケージに静電気を誘起するための電極部材が埋め込まれている
    ことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 光透過性部材を有するパッケージ内に固体撮像素子チップが封入され、
    前記パッケージの内面に粘着剤層が形成され、
    前記パッケージにおける前記光透過性部材の接合部の一部に、パッケージ内の空間と連通する通気孔が形成され、
    前記パッケージに静電気を誘起するための電極部材が埋め込まれている
    ことを特徴とする固体撮像装置。
  3. 前記パッケージの底部に前記パッケージ内の空間と連通する貫通孔が形成されている
    ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
  4. 前記貫通孔が、前記パッケージ底部の前記固体撮像素子チップの直下部分に形成されている
    ことを特徴とする請求項１または３記載の固体撮像装置。
  5. 前記固体撮像素子チップが局部的に接着剤層を介して前記パッケージ底部に接着され、
    前記接着剤層の介在で固体撮像素子チップと前記パッケージ底部間に、外部からの塵埃の侵入を阻止し得る間隙が形成されている
    ことを特徴とする請求項１〜４の何れか記載の固体撮像装置。
  6. 前記パッケージ底部に、前記貫通孔を塞ぐように通気性を有しかつ外部からの塵埃の侵入を阻止するフィルタが形成されている
    ことを特徴とする請求項１，３〜５の何れか記載の固体撮像装置。
  7. 前記パッケージ底部と前記固体撮像素子チップとの間に介在する接着剤層は、２つの線状体が前記貫通孔を挟んで互いに対向する形状に形成されている
    ことを特徴とする請求項１，３〜６の何れか記載の固体撮像装置。
  8. 前記パッケージ底部と前記固体撮像素子チップとの間に介在する接着剤層は、前記貫通孔を囲み一部に連通孔が形成された形状に形成されている
    ことを特徴とする請求項１，３〜６の何れか記載の固体撮像装置。
  9. 前記パッケージ底部と前記固体撮像素子チップとの間に介在する接着剤層は、２つのＬ字状体が前記貫通孔を囲うように少許の間隔を置いて対向する形状に形成されている
    ことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
  10. 前記パッケージが、基板モジュールとカバー部材と光透過性部材からなり、
    前記パッケージの底部となる前記基板モジュール上に前記固体撮像素子チップが実装されている
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか記載の固体撮像装置。
  11. 前記粘着剤層が、前記パッケージにおける前記基板モジュールの表面、前記カバー部材の内壁面及び前記固体撮像素子チップの撮像面を除く表面に形成されている
    ことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置。
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