JP6971826B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に関する。

従来、ＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子を備えた固体撮像装置がある。そのような固体撮像装置では、上面側に凹部が形成された容器に固体撮像素子が搭載され、容器の上にガラス蓋が接着される。

実開昭６２−９２６６１号公報 特開２００１−１０８８７８号公報 特開２００４−２８９５７２号公報 特開２００５−５６１４号公報 特開２００５−９３４３３号公報 特開２００６−１２８７５５号公報

後述する予備的事項で説明するように、固体撮像装置は、はんだをリフロー加熱することにより実装基板に接続される。このとき、固体撮像装置の内部の空気が膨張するため、容器とガラス蓋との接着強度が弱いと、ガラス蓋が容器から剥離してしまう。

ガラス蓋の剥離を防止できる新規な構造の固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

以下の開示の一観点によれば、底板部と、前記底板部の周縁に立設する側壁部とを備えた容器と、前記容器の側壁部の上面の外周に形成され、前記側壁部の上面よりも低い場所に位置する段差面及び前記側壁部の上面と前記段差面とをつなぐ側面を有する段差部と、前記容器の底板部の上に搭載された固体撮像素子と、前記容器の側壁部の上面に第１接着層を介して接着されたガラス蓋と、前記側壁部と前記ガラス蓋の外周面とに、第２接着層を介して接着されたカバー枠体と、を有し、前記カバー枠体は、前記側壁部の段差部に配置され、前記段差部の側面と前記ガラス蓋の外周面とに、前記第２接着層を介して接着されていることを特徴とする固体撮像装置が提供される。

以下の開示によれば、固体撮像装置では、容器の側壁部の上面の外周に段差部が形成されている。そして、第１の接着構造として、ガラス蓋が容器の側壁部の上面に段差部が露出するように接着されている。

また、第２の接着構造として、容器の側壁部の段差部にカバー枠体が配置され、側壁部の段差部の内面とガラス蓋の外周面とにカバー枠体が接着されている。

このように、容器の側壁部に段差部を形成することで、垂直方向（側面方向）にも３次元的に接着領域を確保している。このため、容器の側壁部の幅を大きくすることなく、ガラス蓋を容器の側壁部に強い接着力で接着させることができる。

これにより、固体撮像装置が加熱処理される際に内部の空気が膨張しても、ガラス蓋の剥離が防止される。また、容器の側壁部の幅を大きくする必要がないため、固体撮像装置の小型化を図ることができる。

図１（ａ）及び（ｂ）は予備的事項の固体撮像装置を示す断面図（その１）である。 図２は予備的事項の固体撮像装置を示す断面図（その２）である。 図３は予備的事項の固体撮像装置を示す断面図（その３）である。 図４（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その１）である。 図５（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図（その２）である。 図６は第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図（その３）である。 図７（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その４）である。 図８（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図及び平面図（その５）である。 図９は第１実施形態の固体撮像装置を示す断面図である。 図１０は第１実施形態の固体撮像装置を示す平面図である。 図１１は図９の固体撮像装置を実装基板に接続する様子を示す断面図である。 図１２（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図及び平面図である。 図１３（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の固体撮像装置を示す断面図及び平面図である。

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。

図１〜図３は、予備的事項に係る固体撮像装置の課題を説明するための図である。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない技術内容を含む。

図１（ａ）に示すように、予備的事項に係る固体撮像装置は、上面側に形成された凹部１４０と、周縁に立設する側壁部１２０とを備えた容器１００を有する。そして、容器１００の凹部１４０の底面に固体撮像素子２００が搭載されている。

固体撮像素子２００は、金属ワイヤ（不図示）によって容器１００に形成された電極（不図示）に接続され、容器１００の下面に配置されたはんだバンプＳＢに電気的に接続されている。

さらに、容器１００の側壁部１２０の上面に接着層３００によってガラス蓋４００が接着されている。これにより、容器１００に搭載された固体撮像素子２００がガラス蓋４００によって気密封止されている。

図１（ｂ）には、図１（ａ）の固体撮像装置がマザーボードなどの実装基板に接続される様子が示されている。図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）の固体撮像装置のはんだバンプＳＢを実装基板５００の接続電極５２０に配置し、リフロー加熱することにより、固体撮像装置のはんだバンプＳＢを実装基板５００の接続電極５２０に接続する。リフロー加熱は、例えば、２６０℃程度の温度で行われる。

このとき、リフロー加熱によって固体撮像装置の内部の空気が膨張する。このため、容器１００の側壁部１２０とガラス蓋４００との接着層３００による接着強度が弱いと、ガラス蓋４００が容器１００から剥離してしまう。

この対策として、図２に示すように、容器１００の側壁部１２０の幅を広げて接着面積を大きくすることにより、接着強度を強くする構造が考えられる。

しかし、この構造では、固体撮像装置のサイズが大型化し、外形サイズが制約されるため、小型化に対応できなくなる。また、固体撮像装置の大型化に伴って、容器１００、接着層３００及びガラス蓋４００の各材料コストが上昇してしまう。さらには、固体撮像装置が大型化すると、反りが発生するリスクが増加する。

また、別の対策としては、図３に示すように、ビーズ入り接着層３２０を使用する手法がある。ビーズ入り接着層３２０は、接着樹脂３２０ａの中にシリコンやガラスフィラーなどのビーズ３２０ｂが含有されている。ビーズ入り接着層３２０を使用する場合は、ビーズ入り接着層３２０の厚みは含有されたビーズ３２０ａの直径とほぼ同じ厚みになる。ビーズ３２０の直径は２０μｍ〜３０μｍであり、ビーズなしの接着層よりも厚みを厚くすることができる。

ビーズ入り接着層３２０は厚みが厚いため、適度な緩衝性や柔軟性を有し、リフロー加熱時に熱変形しにくくなる。このため、リフロー加熱時に容器１００の内部の空気が膨張しても、それに耐えることができ、ガラス蓋４００の剥離が防止される。

しかし、ビーズ入り接着層３２０を使用するには、ビーズ粒度を厳密に管理する必要があり、コスト上昇を招く。また、容器１００の側壁部１２０の上面の幅が０．５ｍｍ程度で小さい場合は、それに合わせて細いノズルを備えたディスペンサを使用して、ペースト状のビーズ入り接着剤を塗布する必要がある。

ディスペンサのノズルが細いと、複数のビーズのかたまりによってノズルが詰まりやすく、作業に支障をきたし、生産効率の低下を招く。

さらには、ビーズ入り接着層３２０は、接着樹脂３２０ａとビーズ３２０ｂとの間で線熱膨張係数が異なるため、硬化させる際に、接着樹脂３２０ａとビーズ３２０ｂとの界面でクラックが発生しやすい。

また、ビーズ入り接着層３２０は、多数のビーズ３２０ａの間で直径がばらついているため、固体撮像素子２００からガラス蓋４００の裏面までの寸法やガラス蓋４００の傾きの公差が大きくなる。

以下に説明する実施形態の固体撮像装置及びその製造方法では、前述した課題を解消することができる。

（第１実施の形態）
図４〜図８は第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図、図９及び図１０は第１実施形態の固体撮像装置を示す図である。以下、固体撮像装置の製造方法を説明しながら、固体撮像装置の構造について説明する。

第１実施形態の固体撮像装置の製造方法では、図４（ａ）に示すように、まず、固体撮像素子を収容するための容器１０を用意する。容器１０は、好適な一例としては、酸化アルミニウムなどのセラミックスから形成される。あるいは、絶縁樹脂などの絶縁材料から容器１０を形成してもよい。

容器１０は、底板部１２と、底板部１２の周縁に立設する枠状の側壁部１４とから形成される。底板部１２と側壁部１４とによって凹部Ｃが形成されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）を上側からみた縮小平面図である。図４（ａ）は図４（ｂ）のＸ１−Ｘ１に沿った断面に相当する。

図４（ａ）の容器１０の側壁部１４に注目すると、側壁部１４の上面の外周に段差部Ｓが形成されている。図４（ｂ）の縮小平面図を加えて参照すると、側壁部１４の段差部Ｓは、平面視において、四角形の枠状で形成されている。

また、側壁部１４に形成された段差部Ｓは、側壁部１４の上面１４ａの外端から垂直方向に配置された側面Ｓ１と、側面Ｓ１の下端から水平方向に配置された段差面Ｓ２とから形成される。このように、段差部Ｓは、側壁部１４の上面１４ａよりも低い場所に位置する段差面Ｓ２及び側壁部１４の上面１４ａと段差面Ｓ２とをつなぐ側面Ｓ１を有する。

例えば、容器１０の底板部１２の厚みＴは１ｍｍ程度であり、凹部Ｃの高さＨ１は０．８ｍｍ程度である。また、容器１０の側壁部１４の幅Ｗ１は０．５ｍｍ〜４．０ｍｍである。また、側壁部１４の段差部Ｓの高さＨ２は１００μｍ程度であり、段差部Ｓの幅Ｗ２は側壁部１４の幅Ｗ１の半分程度に設定される。

このようにして、容器１０の側壁部１４の上面の外周に環状に繋がる段差部Ｓが形成されている。

さらに、同じく図４（ａ）に示すように、容器１０の底板部１２の上面に第１電極２０が形成されている。また、容器１０の底板部１２の下面に第２電極２２が形成されている。容器１０の底板部１２には厚み方向に貫通するスルーホールＴＨが形成されており、スルーホールＴＨ内に貫通導体ＴＣが充填されている。

そして、第１電極２０と第２電極２２とが貫通導体ＴＣを介して相互接続されている。図４（ｂ）の例では、第１電極２０は、容器１０の底板部１２の周縁部に島状のパッドとして配置されている。

第１電極２０、第２電極２２及び貫通導体ＴＣは、例えば銅から形成され、フォトリソグラフィ及び電解めっき技術などを使用して形成される。

また、容器１０の下面に形成された第２電極２２にはんだバンプＳＢが形成されている。はんだバンプＳＢは外部接続端子の一例であり、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などの各種の金属からなるバンプ電極を形成してもよい。

次いで、図５（ａ）に示すように、固体撮像素子３０を用意する。固体撮像素子３０として、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサなどが使用される。固体撮像素子３０は、上面の中央部に受光部（不図示）を備え、周縁側に接続端子３２を備えている。

固体撮像素子３０の受光部には、被写体が放出した光を電気信号に変換する画素（ピクセル）が縦横に敷き詰められており、それぞれの画素が出力した信号を再構成することで画像を再現する。

そして、容器１０の底板部１２の上に受光部を上側に向けて固体撮像素子３０を接着剤（不図示）で接着して搭載する。

続いて、図５（ｂ）に示すように、ワイヤボンディング法により、固体撮像素子３０の接続端子３２と容器１０の第１電極２０とを金属ワイヤＷで接続する。

次いで、図６に示すように、透明なガラス蓋４０を用意する。ガラス蓋４０の平面サイズは、平面視において、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１を外周とする四角形に対応している。

そして、容器１０の側壁部１４の上面１４ａに第１接着層４２をディスペンサのノズル（不図示）から塗布する。第１接着層４２の好適な一例としては、紫外線照射と加熱処理とにより硬化する紫外線・熱硬化併用型の接着材料が使用される。

次いで、図７（ａ）に示すように、容器１０の側壁部１４の上面１４ａの第１接着層４２にガラス蓋４０を配置する。さらに、透明なガラス蓋４０を通して第１接着層４２に紫外線を照射して、半硬化させて仮固定する。

さらに、必要に応じてガラス蓋４０を位置合わせした後に、紫外線照射が届かない部位を含め、温度が１８０℃程度の加熱処理によって第１接着層４２を完全に硬化させる。これにより、ガラス蓋４０が容器１０の側壁部１４の上面１４ａに位置精度よく第１接着層４２によって固定される。第１接着層４２の厚みは、例えば、１０μｍ程度である。

図７（ｂ）は図７（ａ）の構造体を上側からみた縮小平面図である。図７（ａ）は図７（ｂ）のＸ２−Ｘ２に沿った断面に相当する。

図７（ｂ）において、容器１０の側壁部１４の上面１４ａは斜線領域で示され、ガラス蓋４０は太線で描かれている。

図７（ｂ）に示すように、容器１０の側壁部１４の上面１４ａは、平面視において、四角形の枠状に形成されている。そして、容器１０の側壁部１４の上面１４ａに第１接着層４２（図７（ａ））によって四角状のガラス蓋４０の周縁部が接着される。

また、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓがガラス蓋４０から露出した状態となる。そして、図７（ａ）に示すように、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１の上に、第１接着層４２の側面４２ａと、ガラス蓋４０の外周面４０ａとが配置されて、Ｌ字状の外周段差Ｒが構築される。容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１と、第１接着層４２の側面４２ａと、ガラス蓋４０の外周面４０ａとがほぼ面一の垂直面を構築する。

後述するように、図７（ａ）の構造体のＬ字状の外周段差Ｒは、ガラス蓋４０の接着強度を補強する接着補強領域として機能する。

続いて、図８（ａ）に示すように、カバー枠体５０を用意する。図８（ｂ）は図８（ａ）のカバー枠体５０を上側からみた縮小平面図である。図８（ａ）のカバー枠体５０は図８（ｂ）のＸ３−Ｘ３に沿った断面に相当する。

図８（ａ）に示すように、カバー枠体５０は、枠本体５２と、枠本体５２の上端の内面から内側に突出する突出枠部５４とから形成される。図８（ｂ）の縮小平面図に示すように、平面視において、枠本体５２及び突出枠部５４は四角形の枠状で形成され、突出枠部５４は枠本体５２の内面に環状に繋がって形成される。

カバー枠体５０の枠本体５２は、上記した図７（ａ）の構造体の外周段差Ｒ（容器１０の側壁部１４の段差部Ｓ）に対応するように形成されている。また、カバー枠体５０の枠本体５２の下面から突出枠部５４の下面の位置までの高さが、上記した図７（ａ）の構造体の外周段差Ｒの高さと同じに設定されている。

また、カバー枠体５０の突出枠部５４の突出寸法は、容器１０の側壁部１４の上面１４ａの幅と同じに設定されている。

このようにして、カバー枠体５０の枠本体５２が、上記した図７（ａ）の構造体の外周段差Ｒに嵌るようになっている。また、カバー枠体５０の突出枠部５４の下面がガラス蓋４０の上面周縁部に配置されるように高さが調整されている。

カバー枠体５０の好適な一例としては、耐熱性プラスチックが使用される。耐熱性プラスチックは、例えば、エポキシ樹脂にガラスフィラーなどを混合した複合材料を用いることができる。

耐熱性プラスチックの射出成形加工により、カバー枠体５０が形成される。耐熱性プラスチックは、金属に比べて安価で軽く、耐熱性や強度に優れている。

また、カバー枠体５０として、線熱膨張係数が容器１０及びガラス蓋４０の各線熱膨張係数と近似した材料を使用することが好ましい。容器１０が酸化アルミニウムからなる場合は、線熱膨張係数は８〜１０ｐｐｍ／℃程度である。また、ガラス蓋４０の線熱膨張係数は７〜１０ｐｐｍ／℃である。

上述のエポキシ樹脂にガラスフィラーなどを混合した複合材料も同様の線熱膨張係数であるものを用いることが好ましい。

あるいは、カバー枠体５０として、銅板などの金属板を使用してもよい。銅板を使用する場合は、線熱膨張係数が１６〜２０ｐｐｍ／℃と多少高くなるが、十分に使用することができる。

または、カバー枠体５０として、酸化アルミニウムなどのセラミックスを使用してもよい、この場合は、カバー枠体５０が容器１０と同じ材料から形成されるため、容器１０とカバー枠体５０とが同じ線熱膨張係数に設定される。

容器１０とガラス蓋４０とカバー枠体５０との間で線熱膨張係数を近似させることにより、後工程での各種の加熱処理による熱応力の発生が抑制されるため、信頼性を向上させることができる。

以上のようなカバー枠体５０を用意し、図８（ａ）の構造体の外周段差Ｒに第２接着層５６をディスペンサのノズル（不図示）から塗布する。

次いで、図９に示すように、上記したカバー枠体５０を図８（ａ）の構造体の外周段差Ｒ（容器１０の側壁部１４の段差部Ｓ）に第２接着層５６を介して配置して搭載する。第２接着層５６として、紫外線・熱硬化併用型の接着材料、又は、熱硬化性の接着材料を使用できる。

紫外線・熱硬化併用型の接着材料を使用する場合は、カバー枠体５０を通して第２接着層５６に紫外線を照射して半硬化させて仮固定する。さらに、必要に応じてカバー枠体５０を位置合わせした後に、１８０℃程度の温度で加熱処理することにより、第２接着層５６を完全に硬化させる。

熱硬化型の接着材料を使用する場合は、加熱処理のみによって完全に硬化させる。

このようにして、図９の部分拡大図に示すように、カバー枠体５０が容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの段差面Ｓ２及び側面Ｓ１と、ガラス蓋４０の外周面４０ａ及び上面周縁部４０ｂとに第２接着層５６によって接着される。

第２接着層５６は、カバー枠体５０の接着面の全体に第２接着層５６が流動するボリュームで塗布され、最終的に得られる第２接着層５６の厚みは、例えば、５〜１０μｍである。

カバー枠体５０が容器１０とは別体であるため、第１接着層４２と第２接着層５６とがそれぞれ用途に応じて特性の異なる材料を使用することができる。

例えば、ガラス蓋４０の下面を容器１０に接着する場合は、加熱による接着材料の容器１０の内側への流れ出しや容器１０の内部の空気が膨張することによるガラス蓋４０の位置ずれを避けるため、第１接着層４２に紫外線・熱硬化併用型の接着材料を用いることが好ましい。

また、カバー枠体５０を容器１０の側壁部１４の段差部Ｓに接着する場合は、ガラス蓋４０の下面を容器１０に接着する場合とは異なり、接着材料の流れ出しや位置ずれをあまり考慮する必要がない。このため、第２接着層５６に、紫外線・熱硬化併用型の接着材料よりも強固な接着力が得られる熱硬化型の接着材料を用いることが好ましい。

本実施形態では、第１接着層４２に紫外線・熱硬化併用型の接着材料を用い、第２接着層５６に熱硬化型の接着材料を用いている。これにより、容器１０の内側への接着材料の流れ出しやガラス蓋４０の位置ずれがなく、かつ強固にガラス蓋４０を固定することができる。

以上により、図９に示すように、第１実施形態の固体撮像装置１が製造される。図１０は図９の固体撮像装置１を上側からみた縮小平面図である。図１０では、図９のカバー枠体５０が太線で描かれている。

図９に示すように、第１実施形態の固体撮像装置１は、前述した図４（ａ）で説明した容器１０を備えている。容器１０は、底板部１２と、底板部１２の周縁に立設する枠状の側壁部１４とから形成される。底板部１２と側壁部１４とによって容器１０の上面側に凹部Ｃが形成されている。

また、容器１０の底板部１２の上面に第１電極２０が形成されている。さらに、容器１０の底板部１２の下面に第２電極２２が形成されている。容器１０の底板部１２には厚み方向に貫通するスルーホールＴＨが形成されており、スルーホールＴＨ内に貫通導体ＴＣが充填されている。

そして、第１電極２０と第２電極２２とが貫通導体ＴＣを介して相互接続されている。

さらに、容器１０の底板部１２の上に固体撮像素子３０が搭載されている。固体撮像素子３０の上面側の接続端子３２が金属ワイヤＷによって容器１０に配置された第１電極２０に接続されている。

また、容器１０の底板部１２の下面に配置された第２電極２２にはんだバンプＳＢが形成されている。はんだバンプＳＢは外部接続端子の一例である。

図９の部分拡大図と図１０の縮小平面図を参照すると、容器１０の側壁部１４の上面１４ａの外周にリング状に繋がった段差部Ｓが形成されている。段差部Ｓは、側壁部１４の上面１４ａの外端から垂直方向に配置された側面Ｓ１と、側面Ｓ１の下端から水平方向に配置された段差面Ｓ２とから形成される。

このように、段差部Ｓは、側壁部１４の上面１４ａよりも低い場所に位置する段差面Ｓ２及び側壁部１４の上面１４ａと段差面Ｓ２とをつなぐ側面Ｓ１を有する。

また、容器１０の側壁部１４の上面１４ａに第１接着層４２によってガラス蓋４０の下面の周縁部が接着されている。これにより、容器１０に搭載された固体撮像素子３０がガラス蓋４００によって気密封止されている。

図１０に示すように、ガラス蓋４０は、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１を外周とする四角形と同じ平面サイズで形成されている。

これにより、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１と、ガラス蓋４０の外周面４０ａとが水平方向の同じ位置に配置されている。容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１と、第１接着層４２の側面４２ａと、ガラス蓋４０の外周面４０ａとがほぼ面一の垂直面となって配置されている。

このようにして、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１の上に、第１接着層４２の側面４２ａとガラス蓋４０の外周面４０ａとが配置されてＬ字状の外周段差Ｒが構築されている。外周段差Ｒはガラス蓋４０の接着を補強する接着補強領域として機能する。

そして、上記した外周段差Ｒの内面にカバー枠体５０が第２接着層５６によって接着されている。図１０の縮小平面図を加えて参照すると、カバー枠体５０は、平面視において、四角形の枠本体５２と、枠本体５２の上端の内面から内側に突出する四角形の突出枠部５４とから形成される。

図９の部分拡大図に示すように、カバー枠体５０の枠本体５２の下面５２ａが容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの段差面Ｓ２に第２接着層５６で接着されている。また、カバー枠体５０の枠本体５２の内側側面５２ｂが、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１と、第１接着層４２の側面４２ａと、ガラス蓋４０の外周面４０ａとに第２接着層５６によって接着されている。

さらに、カバー枠体５０の突出枠部５４の下面５４ａがガラス蓋４０の上面周縁部４０ｂに第２接着層５６によって接着されている。

このように、カバー枠体５０は、容器１０の側壁部１４の段差部Ｓに配置され、段差部Ｓの内面とガラス蓋４０の外周面４０ａとに接着されている。

以上のように、本実施形態の固体撮像装置１では、第１の接着構造として、ガラス蓋４０の下面周縁部が第１接着層４２によって容器１０の上面１４ａに側壁部１４の段差部Ｓが露出するように接着される。

また、第２の接着構造として、ガラス蓋４０の外周面４０ａと容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１とに、第２接着層５６によってカバー枠体５０の内面側面５２ｂが接着される。このように、カバー枠体５０は、ガラス蓋４０の外周面４０ａと容器１０の側壁部１４の段差部Ｓとを結合する結合冶具として機能する。

さらに、ガラス蓋４０は、カバー枠体５０の突出枠部５４で下側に押え込まれるように、容器１０の側壁部１４に第２接着層５６によって接着される。

本実施形態では、容器１０の側壁部１４に段差部Ｓを形成することで、水平方向（幅方向）だけではなく垂直方向（側面方向）にも３次元的に接着領域を確保している。このため、容器１０の側壁部１４の幅を大きくすることなく、接着領域を実質的に大きく確保することができる。

このように、ガラス蓋４０の接着強度を強くするために容器１０の側壁部１４の幅を大きくする必要がないため、容器１０の側壁部１４の幅の制約が回避される。よって、容器１０の外形サイズを小さくできるため、固体撮像装置の小型化を図ることができる。

また、固体撮像装置の外形サイズを小さくできるため、各材料のコスト上昇を抑制することができ、コスト削減を図ることができる。さらには、固体撮像装置の大型化が回避されるため、反りが発生するリスクを低減させることができる。

また、ガラス蓋の接着強度を強くするために、予備的事項で説明したビーズ入り接着層を使用する必要がない。

このため、容器１０の側壁部１４の幅が小さい場合であっても、ディスペンサの細いノズルから安定してペースト状の接着剤を塗布することができるため、生産効率が低下することもない。また、ビーズ入り接着層を使用しないため、コスト削減を図ることができる。

また、容器１０の側壁部１４の上面１４ａにビーズを含有しない薄膜の第１接着層４２によってガラス蓋４０を接着している。このため、ビーズの直径のばらつきの影響を受けないため、固体撮像素子３０からガラス蓋４０の裏面までの寸法やガラス蓋４０の傾きの公差を低減させることができる。

図１１には、図９の固体撮像装置１がマザーボードなどの実装基板に接続される様子が示されている。図１１に示すように、図９の固体撮像装置１のはんだバンプＳＢを実装基板６０の接続電極６２上のはんだ（不図示）に配置する。そして、リフロー加熱することにより、固体撮像装置１のはんだバンプＳＢを実装基板６０の接続電極６２に接続する。はんだとしては、例えば、錫（Ｓｎ）・銀（Ａｇ）・銅（Ｃｕ）はんだなどの鉛フリーはんだが使用され、リフロー加熱は、２６０℃程度の温度で行われる。

このとき、リフロー加熱によって固体撮像装置１の内部の空気が膨張する。しかし、本実施形態の固体撮像装置１では、前述したように、ガラス蓋４００はカバー枠体５０の結合冶具としての作用により容器１０の側壁部１４に強い接着力で固定される。このため、ガラス蓋４０が容器１０の側壁部１４から剥離することが防止される。

（第２実施形態）
図１２は第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図、図１３は第２実施形態の固体撮像装置を示す図である。

第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、カバー枠体の形状である。第２実施形態では、第１実施形態と同一要素については、同一符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１２（ａ）に示すように、第２実施形態では、前述した第１実施形態の図８（ａ）の工程において、突出枠部５４が省略されたカバー枠体５０ｘを用意する。

図１２（ｂ）は図１２（ａ）のカバー枠体５０ｘを上側からみた縮小平面図である。図１２（ｂ）を加えて参照すると、カバー枠体５０ｘは前述した図８（ａ）及び（ｂ）のカバー枠体５０の枠本体５２のみから形成される。

カバー枠体５０ｘの高さＨ１は、外周段差Ｒの高さＨ２（容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの段差面Ｓ２上からガラス蓋４０の上面までの高さ）と同じに設定される。

以上のようなカバー枠体５０ｘを用意し、図１２（ａ）の構造体の外周段差Ｒに第２接着層５６をディスペンサのノズル（不図示）から塗布する。

次いで、図１３に示すように、上記したカバー枠体５０ｘを図１２の構造体の外周段差Ｒに第２接着層５６を介して配置する。さらに、前述した図９の工程と同様に、第２接着層５６に紫外線を照射した後に、加熱処理することにより、第２接着層５６を完全に硬化させる。

これにより、カバー枠体５０ｘが外周段差Ｒに嵌められ、外周段差Ｒの内面に第２接着層５６によって接着される。

カバー枠体５０ｘの上面５０ａは、ガラス蓋４０の上面４０ｃの高さ位置と同じ位置に配置される。

以上により、図１３（ａ）に示すように、第２実施形態の固体撮像装置１ａが製造される。図１３（ｂ）は図１３（ａ）の固体撮像装置１ａを上側からみた縮小平面図である。

図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２実施形態の固体撮像装置１ａでは、前述した第１実施形態の図９の固体撮像装置１において、カバー枠体５０の突出枠部５４が省略されている。そして、カバー枠体５０ｘの上面５０ａとガラス蓋４０の上面４０ｃとが同じ高さに配置されて面一になっている。これにより、ガラス蓋４０の上面４０ｃの全体がカバー枠体５０ｘから露出している。図１３（ｂ）の縮小平面図では、カバー枠体５０ｘが太線で描かれている。

第２実施形態の固体撮像装置１ａでは、ガラス蓋４０の上面４０ｃの高さ位置からカバー枠体５０ｘが上側に突出しない構造のため、固体撮像装置１ａの全体の厚みを極力薄くすることができる。

また、カバー枠体５０ｘが外周段差Ｒの内面に第２接着層５６によって接着されている。カバー枠体５０ｘの下面が容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの段差面Ｓ２に第２接着層５６によって接着されている。また、カバー枠体５０ｘの内側側面が容器１０の側壁部１４の段差部Ｓの側面Ｓ１とガラス蓋４０の外周面４０ａとに第２接着層５６によって接着されている。

そして、図１３（ｂ）の縮小平面図に示すように、平面視において、ガラス蓋４０の外周とカバー枠体５０ｘの内周との間に第２接着層５６が四角形の枠状で露出している。

以上により、第１実施形態と同様に、カバー枠体５０ｘはガラス蓋４０の外周面４０ａと容器１０の側壁部１４の段差部Ｓとを結合する結合冶具として作用するため、ガラス蓋４０と容器１０の側壁部１４とが強い接着力で固定される。

よって、側壁部１４の幅を大きくすることなく、接着面積を実質的に増やすことができるため、ガラス蓋４０の接着強度を強くすることができる。

第２実施形態の固体撮像装置１ａは、第１実施形態の固体撮像装置1と同様な効果を奏すると共に、薄型化を図ることができる。

1，１ａ…固体撮像装置、１０…容器、１２…底板部、１４…側壁部、１４ａ，４０ｃ…上面、２０…第１電極、２２…第２電極、３０…固体撮像素子、３２…接続端子、４０…ガラス蓋、４０ｂ…上面周縁部、４２…第１接着層、５０，５０ｘ…カバー枠体、５２…枠本体、５２ａ，５４ａ…下面、５２ｂ…内側側面、５４…突出枠部、５６…第２接着層、６０…実装基板、６２…接続電極、Ｒ…外周段差、Ｓ…段差部、Ｓ１…側面、Ｓ２…段差面、ＳＢ…はんだバンプ、ＴＨ…スルーホール、ＴＣ…貫通導体、Ｗ…金属ワイヤ。

Claims (9)

1. 底板部と、前記底板部の周縁に立設する側壁部とを備えた容器と、
   前記容器の側壁部の上面の外周に形成され、前記側壁部の上面よりも低い場所に位置する段差面及び前記側壁部の上面と前記段差面とをつなぐ側面を有する段差部と、
   前記容器の底板部の上に搭載された固体撮像素子と、
   前記容器の側壁部の上面に第１接着層を介して接着されたガラス蓋と、
   前記側壁部と前記ガラス蓋の外周面とに、第２接着層を介して接着されたカバー枠体と、
   を有し、
   前記カバー枠体は、前記側壁部の段差部に配置され、前記段差部の側面と前記ガラス蓋の外周面とに、前記第２接着層を介して接着されていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記第２接着層は、前記第１接着層とは特性の異なる材料であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第１接着層は、紫外線・熱硬化併用型の接着材料であることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記第２接着層は、熱硬化性の接着材料であることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 前記カバー枠体は、上端から内側に突出する突出枠部を有し、
   前記カバー枠体の突出枠部の下面が前記ガラス蓋の上面に接着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
6. 前記カバー枠体の上面は、前記ガラス蓋の上面と同じ高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
7. 前記カバー枠体は、耐熱性プラスチック、金属又はセラミックスから形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
8. 底板部と、前記底板部の周縁に立設する側壁部と、を備えた容器を用意する工程と、
   前記容器の底板部の上に固体撮像素子を搭載する工程と、
   前記容器の側壁部の上面に、第１接着層を介してガラス蓋を接着する工程と、
   カバー枠体を用意し、前記側壁部と前記ガラス蓋の外周面とに、第２接着層を介して前記カバー枠体を接着する工程と、
   を有し、
   前記容器は、前記側壁部の上面の外周に形成され、前記側壁部の上面よりも低い場所に位置する段差面及び前記側壁部の上面と前記段差面とをつなぐ側面を有する段差部を備え、
   前記カバー枠体は、前記側壁部の段差部に対応し、
   前記カバー枠体を接着する工程では、前記段差部の側面と前記ガラス蓋の外周面とに、前記第２接着層を介して前記カバー枠体を接着することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
9. 前記ガラス蓋を接着する工程は、
   前記容器の側壁部の上面に紫外線・熱硬化併用型の接着材料を介して前記ガラス蓋を搭載する工程と、
   前記接着材料に紫外線を照射して前記接着材料を半硬化させ、前記ガラス蓋を仮固定する工程と、
   前記ガラス蓋を位置合わせする工程と、
   前記接着材料を加熱処理により硬化させる工程と
   を有することを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。

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