JPH0243350B2

JPH0243350B2 -

Info

Publication number: JPH0243350B2
Application number: JP55004857A
Authority: JP
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1990-09-28
Also published as: JPS56101782A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はCCD固体撮像素子や、BBD固体撮像
素子などに対し、それらと別体のモザイクパター
ンを有するカラーフイルタ（以下、カラーモザイ
クフイルタという）を個々の絵素に対応した状態
に位置決め接着する方法に関する。

カラー化固体撮像素子は、ビデオカメラの小
型・軽量に大きく貢献する素子として期待されて
いるが、一枚の固体撮像素子でカラーカメラを構
成するためには、三色フイルタ（例えば、赤、
緑、シアン）等を絵素部の前面に構成する必要が
ある。現在はフイルタとしては有機フイルタが多
く用いられており、これは固体撮像素子とは別
に、光学ガラス上に形成され、フイルタガラスと
して固体撮像素子の上に接着されるのが一般であ
る。

接着剤としては、光学レンズの接着に広く用い
られている熱硬化形の樹脂を使用すれば、強い接
着力を得ることができる。

しかし、ビデオカメラの小型・軽量化の要請に
伴つて、固体撮像素子の面積も小さくなり、分解
能および光感度を維持するためには、絵素間隔が
接近しなければならず、個々の絵素とフイルタの
相対位置精度を向上させる必要が生じ、これに対
しては、従来の熱硬化形樹脂を用いる接着法では
不十分であることがわかつた。

すなわち、接着面面積200mm²程度で、接着剤厚
み10μｍ以下、アライメント精度（絵素パターン
とフイルタのモザイクパターンとの相対的位置合
せ精度）2μｍ程度を実現する必要があり、その
ためには、接着面の押圧とアライメントを同時に
行ない、かつ、アライメントが完了した時点で、
押圧したまゝ樹脂を硬化させる必要がある。

ところが、従来の熱硬化形樹脂では、10μｍ以
下の厚みでアライメントを行つていると、徐々に
硬化が進行して、アライメントをスムーズに行な
えなかつたり、反対に硬化時間がアライメント時
間に対して十分長い樹脂を用いた場合には、アラ
イメント終了後素子を装置より取りだすまでの時
間が長くなり、量産効果が期待できなかつた。

また、アライメント後の硬化時間中に振動等に
より、アライメントズレを生じやすかつた。アラ
イメントズレを生じた場合、カラーSNが悪化し
たり、フリツカ雑音が発生したり、さらに著しい
場合には、色ズレ等を生じてしまう。

かかる不都合を解消するためには、接着剤自体
の特性として、アライメント時には、硬化が進行
せず、アライメント終了後は、できるだけすみや
かに硬化することが望ましい。

以上のような特性を有する接着剤としては、紫
外線硬化型樹脂がある。

しかし、本目的の接着剤としては、紫外線硬化
型樹脂でも、満足できない。なんとなれば、通常
の固体撮像装置用カラーモザイクフイルタ１は、
第１図ａ〜ｃにその全体断面、要部断面、フイル
タ平面を示すように、光学ガラス基板２上に、３
色のカラーフイルタがモザイク状に形成されてお
り（以下、モザイクパターン３という）、さらに
その周辺部は、撮像素子の絵素部のダミー領域や
転送領域にノイズを生じさせないための遮光領域
４が形成されている。（図中、赤はＲ、シアンは
Cy、緑はＧで示す。）そして、前記カラーモザイクフイルタ１の装着
例としては、第２図ａ，ｂにその平面と断面を示
すものが一般的である。

たとえば、ｐ形下地基板５上の中央部に光学像
を感知するホトダイオードおよび光学信号を転送
する電荷転送素子等よりなる絵素部６を設け、こ
の絵素部６の周囲には、絵素部６を駆動するシフ
トレジスタあるいはCCD等の駆動回路部７を設
け、駆動回路部７の上部に絶縁膜８を設けてい
る。また、この絶縁膜８の上部には、駆動回路部
７の端子と絶縁膜８の開口を介して接続されると
ともに外部配線用パツド部９に及ぶ導体配線１０
と、光導電膜接続用電極１１が設けられている。
さらにまた、絵素部６上には、光導電膜（例えば
ZnSe−Zn_1-xCd_xTe、アモルフアスシリコン等）
１２および透明電極１３が積層されており、接着
剤１４を介して絵素部６の個々の絵素と光学ガラ
ス基板２上に形成された、モザイクパターン３と
が位置合せされた状態で接着されている。

こゝで、接着剤として紫外線硬化樹脂を用いた
場合には、通常、矢印Ｂ方向より紫外線を照射し
樹脂を硬化させる方法が用いられている。

ところが、従来のカラーモザイクフイルタでは
前述の遮光領域４が形成されているため、遮光領
域の下部は、紫外線が透過しない。従つて、従来
の紫外線硬化樹脂では、どうしても未硬化部が残
る。

また、モザイクパターンが形成されている領域
の硬化も、３色がそれぞれ200〜400nｍ領域の紫
外線を透過しにくいことにより（実際にはこの領
域で透過度数パーセント程度である）容易に硬化
できない。（原理的には数パーセントでも紫外線
を透過するのであれば、紫外線強度を強くすれば
硬化は可能であるが、実際には、モザイクパター
ンが有機系色素で形成されているため、強度の強
い紫外線を照射すると、色素の劣化がはげしく実
用にはならない。）以上に述べてきた従来法の欠点に鑑み、本発明
は、カラーモザイクフイルタと固体撮像素のアラ
イメント時の硬化は紫外線硬化法を用い、モザイ
クパターン部および遮光領域下部の硬化は熱硬化
法を用いることにより、容易にアライメントでき
る固体撮像装置の製造方法を提供することを目的
とするものである。

以下本発明を第３図ａ，ｂに示す実施例に基い
て説明する。

第３図ａはカラーモザイクフイルタの断面図で
あつて、従来のカラーモザイクフイルタの周縁部
に透明領域１５を形成しておき、一方、第３図ｂ
に示す如く、あらかじめ、固体撮像素子１６の中
央部へ、紫外線硬化性と熱硬化特性のある樹脂を
滴下しておく。かかる樹脂としては、たとえば市
販の紫外線硬化樹脂（ノーランド社NOA−61や
W.Rグレース社製RCP−611u等）に数パーセン
ト以上、好ましくは、１〜３％の熱硬化開始剤、
（たとえば、ベンゾピナコールやその誘導体、あ
るいは、アゾビスブチロニトリルやその誘導体あ
るいは、それらの混合物等）が挙げられる。
NOA−61やRCP−611uは、チオールエン系の樹
脂であり、上述のような熱硬化開始剤によりラジ
カルが発生して熱硬化が進行する。なお、このと
き紫外線硬化開始剤（この場合は、370nｍ付近
の波長によりラジカルを発生するベンゾフエノン
が添加されている）は、熱硬化開始剤とは何ら相
互作用をしない。つまり、ベンゾフエノンと、ベ
ンゾピナコールをそれぞれ１〜２％添加したチオ
ール・エン系樹脂では、紫外線硬化型の特性と熱
硬化型の特性の両方を保持している。

実際、NOA−61にベンゾピナコールを２％添
加したものでは、80℃で20分程度加熱してやれば
硬化することができた。また、アゾビスブチロニ
トリルを１〜２％添加したものでは、60℃で20分
程度の加熱で硬化することができた。なお、硬化
開始剤としてはイオン系およびラジカル系開始剤
があるが、イオン系のものでは硬化感度が低く、
しかも硬化時発色するものがあり、本発明の場合
には不都合である。さらにまた、両樹脂とも高圧
水銀灯で容易に硬化できた。しかる後、かかる樹
脂１４が滴下された固体撮像素子１６の上面に、
モザイクパターン３が接着面になるようガラス板
２を圧着し、余分な樹脂と気泡を押し出す。な
お、このとき、本発明の方法では、フイルタ、素
子共単体で接着を行う為、気泡や異物は、余分な
樹脂と供に素子の四方へ押出されて、接着面に挾
まれることは、ほとんどない。

その後、カラーモザイクフイルタ１と固体撮像
素子１６を押圧した状態で、モザイクパターン３
と個々の絵素とアライメントし、所定の紫外線
（例えば、高圧水銀灯で照度が100ｍW.S／cm²で約
30秒程度）を照射し、カラーモザイクフイルタ１
の周縁部の透明領域１５と固体撮像素子１６に挾
まれた領域の樹脂１４″を硬化する。このとき、
カラーモザイクフイルタ１より露出した樹脂は、
遮光しておく。

さらに、その後、カラーモザイクフイルタ１周
辺部より押出された余分の樹脂を有機溶剤等で除
去し、パツド部９をきれいにした後、60〜80℃の
オーブンで30分間程度の熱硬化を行ない、なお、
このとき、フイルタ周縁部の透明領域１５下部の
樹脂１４″は、紫外線で硬化されているため、有
機溶剤が接着面内部の未硬化樹脂部１４まで浸透
することはない。最後に紫外線で完全に硬化でき
なかつた部分、すなわち、遮光領域４下部および
モザイクパターン３下部の樹脂１４′を硬化させ
て、カラーモザイクフイルタの接着を完了する。

また、モザイクパターン３の色素劣化を生じな
い程度の短時間の紫外線照射であれば、カラーフ
イルタの全面を照射して、樹脂を硬化させても、
何ら問題がないことは明らかである。

また、本発明の方法は、カラー化撮像管のフイ
ルタ接着にも利用でき、きわめて有効なことは言
うまでも無い。

以上述べてきたように、本発明の方法を用いる
と、まず紫外線照射によりフイルタと撮像部の位
置合せがずれない程度の仮止めをし、その後、加
熱による完全硬化を行なえるので、アライメント
に必要とする時間を大幅に短縮できる、また、ラ
ジカル型紫外線熱硬化開始剤を用いることによ
り、硬化速度を大幅に向上できる。ラジカル系開
始剤は硬化時、発色、発泡がなく、比較的低温で
熱硬化が行なえるので、有機色素を用いた色フイ
ルタの接着には極めて好都合である。

一方、カラーモザイクフイルタに遮光領域が存
在しても、カラーモザイクフイルタの色素を劣化
させることなく、接着樹脂を紫外線と加熱により
十分硬化することができる。さらに、良品の素子
と良品のフイルタを接着するため、通常のICで
用いられるような複数個同時に形成された基板状
で接着するよりも歩留が良い。

従つて、カラー化固体撮像板などのフイルタ接
着において、信頼性が向上するとともに、量産性
も大幅に向上でき、工業的価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは従来のカラーモザイクフイルタ
を示すための全体断面図、要部断面図、平面図、
第２図ａ，ｂは従来のカラー化固体撮像装置を示
す平面図及び断面図、第３図ａ，ｂは本発明の方
法の一実施例を示す断面図である。１……カラーモザイクフイルタ、２……ガラス
板、３……モザイクパターン、４……遮光部、６
……絵素部、７……駆動回路部、１４……樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】１あらかじめ単体に切断した撮像素子の絵素部
に、前記絵素部と対応するように透光板に形成さ
れたカラーフイルタをラジカル型紫外線硬化剤及
びラジカル型熱硬化剤を含む接着剤を介して押圧
することにより、前記絵素部の個々の絵素と前記
カラーフイルタのパターンを位置合せする工程
と、前記位置合せを行つた後前記接着剤の少なく
とも一部分を紫外線照射により硬化する工程と、
前記接着剤の未硬化部を加熱により硬化する工程
とよりなることを特徴とするカラーフイルタの接
着方法。２カラーフイルタの周辺遮光部の外側周縁部に
透明領域が形成されており、紫外線照射により接
着剤を硬化する工程が、少なくとも前記遮光部の
外側透明領域下部の前記接着剤を硬化する工程か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のカラーフイルタの接着方法。３ラジカル型紫外線硬化及びラジカル型熱硬化
接着剤として、チオールエン系の樹脂を用いるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
ーフイルタの接着方法。