JPH03171666A

JPH03171666A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH03171666A
Application number: JP1308926A
Authority: JP
Inventors: Bunji Takeuchi; 竹内　文二; Mamoru Sasaki; 佐々木　衛
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1991-07-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、セラミック基板で構威したバンケ一ジ（以下
、セラミックパッケージという。）を用いた固体撮像装
置に係り、とくにその遮光板のセラミックパッケージへ
の取付構造に関するものである。

（従来の技術）固体撮像装置は、各種監視用テレビジョンや高品位テレ
ビジョン等のカメラとして有望視されている．これは、
撮像管では得られない、画像ひずみがない，低電圧、低
消費電力，小形軽量、残像が少ない，直射日光による焼
付けがない、衝撃に強いなどの特徴があるためであり，
高画質、高感度，低コストへ向けて一層開発が進んでい
る．従来，この種の固体撮像装置は、第５図に示したよ
うに，セラミック基板からなるセラミックパッケージ１
内に素子３を収納し，保護している。

セラミック基板には凹部２が設けられており、その底面
に固体撮像素子３が固着されている。凹部２を構戊する
側壁は二段の階段状になっており，下段には端子４が形
成されており，図示はしないが，この端子４は、前記の
セラミック基板の内部を通って外部端子と電気的に結合
している，この端子４は，たとえばアルミニウムのよう
な金属細線（ワイヤ）５によって前記固体撮像素子の電
極（図示せず）に接続されている．更に、」二段には遮
光板７がこの金属細線５を覆うように載置されている。

この遮光板７は，たとえばＳ　Ｕ　Ｓ　３０４などのス
テンレス鋼からなり、セラミックパッケージ１の凹部２
とほぼ同じ形状をしていて、その中央部は、この固体撮
像素子の撮像部６を露出するように開孔されている．し
たがって，この遮光板７は、環状になっており、実質的
に前記金属細線５のある部分、即ちこの素子３の周辺部
を覆っている。さらに、前記遮光板７には、接着剤１０
を塗布してこの遮光板を前記セラミック基板の凹部２に
固定するようにしている．このセラミックパッケージ１
は，透明なガラスキャップ９で封止される。このガラス
キャップは，その周辺部に塗布した熱硬化性のシール材
によって固着される，シール材は有機シール装置内で１
００〜２００℃で加熱されセラミック基板とガラスキャ
ップとを固着する。

（発明が解決しようとする課題）前述したように、従来の固体撮像装置に使用される遮光
板は、セラミック基板に固定するために接着剤を用いて
おり、そのために接着剤の塗布工程および硬化工程が必
要である。また、接着剤から放出されるガスによって固
体撮像素子が劣化するなど、作業効率、信頼性ともに問
題になっている。本発明は、上記のような問題点を解決
して作業効率のよい信頼性のある固体撮像装置を提供す
ることを目的としている。

〔発明の構成〕

（ｉｌ！ｌ題を解決するための手段）本発明は，前述した事情に鑑みなされたもので、第１は
、セラミックパッケージ内に搭載された固体撮像素子と
、その撮像部を開孔するように設けられた遮光板とガラ
スキャップとを具備した固体撮像装置において，この遮
光板をガラスキャップの周辺部に塗布したシール材によ
ってセラミックパッケージ内に固定することを特徴とし
、第２は、遮光板の熱膨張係数をガラスキャップのそれ
と一致させるか、もしくは近似させるように両者の材料
を選択することを特徴とする．この発明を実施するため
には、ガラスキャップ９が接着されるセラミックパッケ
ージ１のセラミック表＋ｆＩＪｌ’と遮光板７の表面７
′とはほぼ同一平面内にある必要がある。多少段差（Ｄ
，）があっても、それは高々０．２冊程度でなければな
らない．そのようにしないと、ガラスキャップと遮光板
との間の結合力と、ガラスキャップとセラミックパッケ
ージとの間の結合力とが均一ではなくなり接合部が破壊
される恐れが出てくるからである．また，シール材は、
ガラスキャップの周辺部に塗布されるのでその形状はガ
ラスキャップε同様に環状であるが，その内寸法（Ｄ０
）は、遮光板をセラミックパッケージ内（すなわち、凹
部２）に挿入するためのパッケージ窓寸法（Ｄ，）より
小さく．さらに，遮光板の外寸法（Ｄ２）より小さくす
る必要がある。

要するに、ガラスキャップに塗布した環状のシール材の
層は、遮光板の表面７′にもセラミックパッケージの表
向１′にも当接していなければならない．なお，パッケ
ージは通常長方形であり、１）。〜Ｄ１は長さ方向の寸
法を示す。

（作用）本発明は、第１の発明のような構或をなすごとによって
接着剤の塗布工程及び硬化工程をセラミックパッケージ
のガラスキャップによるシール工程に替えることができ
るので，接着剤からの放出ガスによる固体素子への悪影
響をなくし、かつ製造工程を短縮することが可能になる
。

また、ガラスキャップに遮光板を接着することによって
両者の熱膨張係数の違いによるガラスキャップ内のクラ
ック発生という新たな問題が生じてくるが，これは，第
２の発明のように，両者の熱膨張係数の差をＯにするか
折似させるような材料を新しく組み合わせることによっ
てこの問題を効果的に解決することができる。前記熱膨
張係数の差、すなわち線膨張係数の差は，たとえば，常
温〜約１５０℃において、±１０　Ｘ　１０〜７／℃以
内にすれば、前述したセラミックの発生を十分防ぐこと
ができる。

（実施例１）以下、本発明の実施例を第１図および第２図を用いて説
明する．第１図及び第２図は，本発明の固体撮像装置の
断面図であり，第１図は，シール材を塗布したガラスキ
ャップをセラミックパッケージ上に置いたシーリング前
の状態，第２図は、シール材によってガラスキャップが
セラミックパッケージに固着されているシーリング後の
状態を示している。セラミックパッケージ１を構成する
セラミック基板は、たとえばアルミナからなり、その中
央に凹部２が形成されている．この構造は前述した従来
のものと同じである。即ち、凹部２側壁に形成された段
部のうち下段には，セラミック基板内を通って外部端子
に結合される端子４が形成されており、この端子４と固
体撮像素子３内の電極とは，たとえばアルミニウムのワ
イヤ５で接続されている．また，上段には遮光板７が固
定されるようになっている．固体撮像素子３は凹部２の
底面に銀ペーストなどで固着されている．遮光板７は上
段に戟置され，しかも，遮光板７の表面７′とセラミッ
ク基板の表面１′とはほぼ同一平面をなす様にしなけれ
ばならないので上段の深さ゛は前記の従来例よりも浅く
，ほぼ遮光板７の厚さに等しいことが望ましい．遮光板
７は，この実施例では、前記従来例と同様にステンレス
鋼（ＳＵＳ３０４）を用いる。つぎに，周辺部にシール
材８を環状に塗布したガラスキャップ９を、このシール
材が遮光板とセラミック基板表面に当接するように載置
する。この状態でセラミックパッケージ１とガラスキャ
ップ９を，約１５０℃の有機シールボックス内で加熱し
、さらに，ガラスキャップ９に荷重を加えると、シール
材８は遮光板７に付着硬化し、遮光板７とセラミックパ
ッケージｌとが固定される．同時に，セラミックパッケ
ージｌは第２図に示すように、ガラスキャップ９（材料
は、コニングコードｋ　７０５９を用いた．）によって
封止される。

（実施例２）つぎに第２の実施例を説明する。

本発明では、遮光板をガラスキャップ（この実施例でも
前のものと同じものを用いる．）に固定することによっ
て，両者の熱膨張係数の違いによるそりの発生という新
たな問題が生じた．そこで第２の発明では，遮光板とガ
ラスキャップの熱膨張係数を一致させるか，もしくは近
似させるような材料を選択することによってこの問題を
解決している．ガラスキャップは従来から使われている
線膨張係数の小さい（約１０　Ｘ　１０−’〜１００　
Ｘ　１０−７／℃）硬質ガラスを用い，遮光板は、従来
のものとは異なり，たとえばＦｅ−Ｎｉ　（４０％）合
金（以下，Ｎｉ合金という．）を用いる．この材料の線
熱膨張係数は４７．ＩＸ１０−’／”Ｃであり，この硬
質ガラスは４６　Ｘ　１０−’　／　”Ｃであるから両
者の線熱膨張係数の差は、１．ｌＸ１０−’／’Ｃであ
り十分近似しているので両者が加熱接着されてもそりは
殆ど生じない．また，Ｎｉ合金にかえて、コバール（ウ
ェスチングハウスエレクトリックコーポレーション社の
商品名，Ｆｅ−Ｎｉ（２８％）−Ｃｏ（１８％）合金）
を用いても同様の効果がある．遮光板に従来例のステン
レス鋼、Ｎ１合金およびコバールを用いた場合のガラス
キャップの遮光板に対するそりの程度を比較して第３図
に示す。

Ｆｅ−Ｎｕ合金は、そのＮｉの含有量によってその線膨
張係数が変化する（第４図参照）ので、その含有量を適
宜変えることによってその線膨張係数をガラスキャップ
に合わせることができる．したがって、キャップの材料
の選択の幅を拡げることが可能である。

遮光板の材料は実施例に記載されたものに限るものでは
なく、遮光効果がありガラスキャップの線膨張係数と近
似した線膨張係数をもつものなら任意のものを選ぶこと
ができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は、ガラスキャップに塗布
したシール材で遮光板を固定するため、シール工程と同
時に遮光板の固定ができ、同時に接着剤を使用すること
によるガスの発生を防止できるなど作業効率や信頼性を
著しく向上させることができる．また，第２の発明では
、ガラスキャップと遮光板の熱膨張係数を近似させるこ
とによってガラスキャップのクラックを防止するなど信
頼性の高い製品を提俄することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の固体撮像装置
の断面図、第３図はガラスキャップのそりの程度を示す
特性図、第４図はＦｓ　−　Ｎｉ合金のＮｉの含有量の
変化に伴う線膨張係数の変化を示した特性図および第５
図は従来の固体撮像装置の断面図である。１・・・セラミックバッ・ケージ，ｌ．′・・・セラミック表面、２・・・セラミック基板の凹部，３・・・固体撮像索子、　４・・・端子、　５・・・ワ
イヤ．６・・・固体撮像索子の撮像部、　７・・・遮光
板，７′・・・遮光板表面、　　８・・・シール材，９
・・・ガラスキャップ，ＩＯ・・・接着剤．（８７３３
）代理人弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１名）第１図第２図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック基板で構成したパッケージと、このパ
ッケージ内に搭載した固体撮像素子と、この固体撮像素
子の上に設けた遮光板と、前記パッケージを封止する透
明ガラスキャップとを具備する固体撮像装置において、
前記遮光板を、前記ガラスキャップの周辺部に塗布した
シール材によって前記パッケージ内に固定することを特
徴とする固体撮像装置。
（２）前記ガラスキャップと前記遮光板の熱膨張係数を
一致させるか、あるいは近似させるように前記ガラスキ
ャップと前記遮光板の材料を選ぶことを特徴とする請求
項１の固体撮像装置。