JPH0548361U - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明基板の裏面に被覆された被覆膜の周縁部
の膜剥離を防止し、且つ、透明基板と容器とを接着部材
により堅固に接合する。 【構成】 本考案の光電変換装置は、固体撮像素子１６
を収納した容器１１の開口部を透明基板１２で封止する
とき、透明基板１２と容器１１とを接合する接着剤１３
の接着面２２を、透明基板１２の非被覆領域２１と多層
反射防止膜１５の周縁部２０とに接合させている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、センサあるいはエネルギー変換用素子として使用される、固体撮像 素子、フォトダイオード、光導電素子、撮像管等の光電変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、光電変換素子は、半導体基板の表面に画素を配列して受光面部を形成 し、この受光面部で得られた光を光電変換する手段を内設している。このように 光電変換素子は半導体基板から成るため外気に直接触れると劣化し易く、又、受 光面部が外力によって容易に破損するおそれがある。このため、光電変換素子を 保護するため、光電変換素子単独ではなく、開口部を有する容器の収納空間に収 納し、前記開口部を透明基板で閉口した状態、即ち光電変換装置として取り扱わ れる。

【０００３】 このような光電変換装置の一種である固体撮像装置としては、例えば特開平２ −２７８８７１号公報に開示されたものが知られている。この公報に記載された 固体撮像装置は、図５にその断面図を示す通り、略薄型箱形状の容器１の内周底 面１０に、容器１の開口部５に受光面７を向けた固体撮像素子６を固着し、前記 容器１の開口部５側上端部に接着剤３によって透明基板２を接着して、固体撮像 素子６を収納した収納空間９を密閉している。又、透明基板２の対向主表面２ａ ，２ｂの各々には多層反射防止膜４，４が形成されている。尚、固体撮像素子６ には外部端子（図示せず）へ接続する内部リード線８が設けられている。 このような構成の固体撮像装置によれば、透明基板２により固体撮像素子６を 保護するばかりではなく、多層反射防止膜４により、所定波長の入射光３０の反 射を防止すると共に、内部リード線８等による容器１内部での乱反射を防止する ことができる。又、接着剤３は、多層反射防止膜４ではなく、透明基板２の周縁 部と容器１の上端部とを接合しているので、高い付着力が得られる。

【０００４】 又、この公報には透明基板と容器との接着の他の態様として、透明基板のほぼ 全域に多層反射防止膜を被覆し、透明基板に直にではなくこの多層反射防止膜と 容器とを接着剤により接合するものも開示されている。但し、このように接着剤 が多層反射防止膜のみに接触し、透明基板と接触していない場合、多層反射防止 膜の接着剤と接触する表面層をＭｇＦ₂ のような特定の材質に選定しないと、高 い付着力が得られないと開示されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、一般に透明基板上に被覆した被覆膜は、その周縁部が剥がれやすい ことが知られている。従来例の固体撮像装置もその例にもれず、透明基板２の主 表面２ｂに成膜された、多層反射防止膜４の周縁部が露出していると、多層反射 防止膜４の周縁部が剥離するおそれがある。このように被覆膜が剥離し、固体撮 像素子６の受光面７上に落ちると、本来受光すべき光が妨げられ、固体撮像素子 ６の光電変換作用が阻害され、固体撮像装置としては致命的な欠点となる。

【０００６】 又、接着剤が多層反射防止膜のみにしか接触していない場合は、多層反射防止 膜の表面層にＭｇＦ₂ を用いなければ一定以上の付着力が得られず、膜設計に十 分な自由度が得られなかった。

【０００７】 又、仮にＭｇＦ₂ を採用した場合であっても、被覆膜の下地である透明基板に 直に接着部材で接着した場合に比べて付着力が劣るという問題点があった。 更に、被覆膜の中にはカラーフィルターのように、ＭｇＦ₂ のような付着性の 良好な材料では形成できないものもある。

【０００８】 本考案の光電変換装置は、上記問題点を解決するためになされたものであり、 容器と透明基板との付着力を堅固にし、且つ透明基板の容器側主表面の被覆膜の 外周部が剥がれ落ち、光電変換素子の受光面上に落ちることを防止することを目 的とする。又、被覆膜の膜設計において高い自由度を得ることを本考案の他の目 的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の第１の光電変換装置は、開口部を有する収納空間を内部に形成した容 器と、 受光面を前記開口部に向けた状態で前記容器の内周面に固着された光電変換素 子と、 前記収納空間の開口部を閉口し、且つ対向主表面の少なくとも前記容器側の主 表面に被覆膜を形成した透明基板とを備え、 前記透明基板の周縁部と、容器の開口部側の端部とを、接着部材により接合し た光電変換装置において、 前記透明基板の容器側主表面の被覆膜を、前記主表面の周縁部の少なくとも一 部が露出するように被着し、 前記接着部材の透明基板側の接着面が、前記透明基板の露出した周縁部の少な くとも一部及び前記被覆膜の周縁部に接合していることを特徴とする。

【００１０】 本考案の第２の光電変換装置は第１の光電変換装置において被覆膜が反射防止 膜であることを特徴とする。

【００１１】 本考案の第３の光電変換装置は、第１及び第２の光電変換装置の光電変換素子 が固体撮像素子であることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

本考案において、接着部材の容器側の接着面が、透明基板の露出した主表面の 周縁部に接触すると共に被覆膜の周縁部を被覆しているので、容器と透明基板と の付着性が良好であり、且つ被覆膜の周縁部が剥がれ落ちることを防止できる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案を模式的に示した図面を参照して、本考案の一実施例に係る光電 変換装置を、固体撮像装置を例に挙げて詳細に説明する。 図１は、本考案の一実施例に係る固体撮像装置の図４におけるＸ−Ｘ′線断面 図、図２（ａ）及び（ｂ）は透明基板の裏面から見た、透明基板の接着領域を示 す図、図３は図１のＡ部の要部拡大図、図４は本実施例の外観斜視図である。

【００１４】 図１に示す固体撮像装置は、固体撮像素子１６と、容器１１と、透明基板１２ と、エポキシ系接着剤１３とから基本的に構成されている。 前記固体撮像素子１６は、表面部に画素（図示せず）を配列した受光面１７を 有する半導体基板から成り、前記画素で受光した光を電荷に変換し、この電荷を 転送するＣＣＤ（チャージ・カップド・デバイス）である。

【００１５】 前記透明基板１２は、縦１２ｍｍ×横１３ｍｍ×厚さ０．７５ｍｍの石英ガラ ス基板であり、その表面１２ａ及び裏面１２ｂの各々には鏡面研磨が施された後 、多層反射防止膜１４，１５（膜厚３０００Å）が透明基板１２の表裏面１２ａ 、ｂの全周周縁部を露出させた状態で各々被覆されている。これら各多層反射防 止膜１４，１５は、表面１２ａ及び裏面１２ｂに成膜するとき、透明基板１２の 各辺の周縁部を端部から内側に１ｍｍの幅にわたって遮閉する枠体でマスクする ことにより、形成される。これにより、図２（ａ）及び図３に示す通り透明基板 １２の表面１２ａ及び裏面１２ｂの周縁部の端面から幅１ｍｍの領域には、多層 反射防止膜１４，１５が被覆されない非被覆領域２１を全周にわたって設定し、 非被覆領域２１に囲まれた領域にのみ多層反射防止膜１４、１５が成膜される。 又、各多層反射防止膜１４，１５は、共に透明基板１２側から順次、真空蒸着法 により積層されたＡｌ₂ Ｏ₃ 層、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）膜 、ＳｉＯ₂ 膜の３層から構成される。

【００１６】 前記容器１１は、セラミック材を略薄型箱形状に成形したものである。具体的 には、内部に前記固体撮像素子１６を収容する収納空間２５を、その上端部の開 口部２４を開口させて形成し、側壁２９の上端部には前記透明基板１２を保持す る段差面２３を形成している。 前記固体撮像素子１６は、その受光面１７を収納空間２５の開口部２４に向け て、凹状内周面１９の底面２６に固着されている。尚、固体撮像素子１６には検 出信号を外部に送出するため容器１１の外側壁に付設された外部端子２７に接続 する内部リード２８線が設けられている。

【００１７】 前記透明基板１２は、その裏面１２ｂの周縁部と、容器１１の段差面２３とを エポキシ系接着剤１３で接着することにより容器１１に固着されている。この透 明基板１２の容器１１への接着は次の手順で行なった。 先ず、図２（ａ）に示すように、透明基板１２の裏面１２ｂにおける四辺の周 縁部である枠状の非被覆領域２１（幅ｌ₁ ＝１ｍｍ）と、多層反射防止膜１５の 全周周縁部２０（幅ｌ₂ ＝０．５ｍｍ）とから成る接着領域２７のみに、スクリ ーン印刷法によりエポキシ系接着剤１３を厚さ１００μｍで塗布する。次に、エ ポキシ系接着剤１３が付いた裏面１２ｂの周縁部を、容器１１の段差面２３に載 置し、約２ｋｇの荷重を加えて１３０℃に加熱し、エポキシ系接着剤１３を硬化 させる。このように、透明基板１２と容器１１とを接着することにより、図３に 示す通りエポキシ系接着剤１３の透明基板１２側の接着面２２は、透明基板１２ の非被覆領域２１に接触し、且つ多層反射防止膜１５の周縁部２０を被覆するこ とができる。

【００１８】 上述した構成を有する本実施例の固体撮像装置によれば、固体撮像素子１６は 、容器１１と透明基板１２により、塵埃、湿度、熱等の外的環境から保護される 。しかも、エポキシ系接着剤１３の透明基板側の接着面２２が、透明基板１２の 非被覆領域２１に接しているので、容器１１と透明基板１２との付着力は堅固で ある。更に、エポキシ系接着剤１３の透明基板側の接着面２２は、多層反射防止 膜１５の周縁部２０を覆っているので、多層反射防止膜１５の周縁部２０の剥離 を防止することができる。また、透明基板１２の多層反射防止膜１４，１５によ り、従来例と同様、入射光３０及び内部反射光反射を防止することができると共 に、中間層としてＩＴＯ膜を介設しているので、帯電防止効果が得られる。

【００１９】 次に、透明基板１２の非被覆領域についての変形例を説明する。 上述した実施例においては、図２（ａ）に示す通り、透明基板１２の四辺に沿 った全周縁部に非被覆領域２１を設定したが、このように全周にわたってではな く、部分的に非被覆領域を設定してもよい。つまり、図２（ｂ）に示す通り、透 明基板１２の裏面１２ｂにおける短手方向の両端部を、非被覆領域３１，３２と 設定し、この非被覆領域３１，３２に挟まれた領域に多層反射防止膜３７を形成 する。次に、エポキシ系接着剤１３を塗布するときには、多層反射防止膜３７の 短手方向の端部３５，３６及び長手方向の端部３３，３４と、前記非被覆領域３ １，３２とを接着領域と設定し、この接着領域のみにエポキシ系接着剤１３を塗 布する。

【００２０】 このように透明基板１２の裏面１２ｂにエポキシ系接着剤１３を塗布した後、容 器１１に接着しても良い。このような構成にすると上述した実施例よりも、やや 付着力は劣るものの、多層反射防止膜３７の周縁部の剥離は確実に防止できる。 又、付着力がやや劣ると言っても、エポキシ系接着剤１３は透明基板１２の非被 覆領域３１，３２に接触しているので、従来の多層反射防止膜のみに接着剤が付 着していたものに比べると高い付着力が得られる。

【００２１】 本考案は、上記実施例に限定されるものではない。以下に構成要素の他の態様 について説明する。 透明基板１２はガラスの他に、透光性があり、所定の耐湿性と強度のあるもの であればよく、例えばプラスチック等でも良い。 又、容器１１はセラミックの他に、ある程度の耐湿性と強度のあるものであれ ばよく、例えば、樹脂、金属等でも良い。 多層反射防止膜１４，１５は、透明基板１２の表裏面に形成したが、裏面だけ に形成しても良い。更に膜材料としては、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＩＴＯ、ＳｉＯ₂ の他に 、ＣｅＦ₄ 、ＺｒＯ₂ 等を適宜、設計に応じて使用しても良い。又、上述した実 施例においては被覆膜として反射防止膜を形成したが、例えば透明基板の裏面に ゼラチン等の有機高分子物質に増感剤を付加した溶液をスピンコート法により塗 布し、乾燥させたカラーフィルタ用薄膜などを被覆膜としても良い。勿論、反射 防止膜とカラーフィルタ用薄膜を共に被覆しても良い。

【００２２】 接着部材については、容器と透明基板の付着性が良く、耐湿性が良い材料が好 ましく、例えば、エポキシ樹脂系のような有機系の材料や低融点ガラス等を用い ることができる。 又、接着部材の透明基板側の接着面における、透明基板の非被覆領域と被覆膜 の周縁部との比率を本実施例では２：１にしたが、被覆膜の周縁部を被覆する面 積は、要は膜剥離を防止できる程度であれば良く、透明基板の非被覆領域を比較 的広くとった方が透明基板と容器との接着力は向上する。又、接着剤の塗布方法 は、接着剤をディスペンサーで滴下し、広げても良い。

【００２３】 又、容器の透明基板を保持する面は、実施例のように段差面にした方が、接着 の際、透明基板を制止できるので好ましいが、段差面を形成せず、容器の平坦な 上端面に透明基板を接着しても良い。 又、上記実施例においては、固体撮像素子を保護する固体撮像装置について説 明したが、固体撮像素子の代わりにフォトダイオード、光導電素子、撮像管等の 光電変換素子を用い、前記光電変換素子を保護する光電変換装置とすることもで きる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案の光電変換装置は、接着部材の透明基板側の接着面が、透明基板の露出 した主表面の周縁部に接しているので、容器と透明基板の密着性を良好にするこ とができ、被覆膜表面の膜を特定する必要もなく、膜設計の自由度を高くするこ とができる。 又、接着部材の透明基板側の接着面が、被覆膜の周縁部を覆っているので、被 覆膜の周縁部が剥離し、光電変換素子の受光面上に落ちることが防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す固体撮像装置の断面
図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本考案の一実施例におけ
る透明基板の接着剤の接着領域を示す図。

【図３】図１のＡ部の要部拡大図。

【図４】本考案の一実施例の固体撮像装置の外観斜視
図。

【図５】従来例の固体撮像装置の断面図。

【符号の説明】

１１ 容器 １２ 透明基板 １３ エポキシ系接着剤 １４ 多層反射防止膜 １５ 多層反射防止膜 １６ 固体撮像素子 １７ 受光面 ２０ 多層反射防止膜の周縁部 ２１ 非被覆領域 ２２ 接着部材の透明基板側の接着面 ２３ 段差面 ２４ 開口部 ２５ 収納空間 ２７ 接着領域

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有する収納空間を内部に形成し
   た容器と、 受光面を前記開口部に向けた状態で前記容器の内周面に
   固着された光電変換素子と、 前記収納空間の開口部を閉口し、且つ対向主表面の少な
   くとも前記容器側の主表面に被覆膜を形成した透明基板
   とを備え、 前記透明基板の周縁部と、容器の開口部側の端部とを、
   接着部材により接合した光電変換装置において、 前記透明基板の容器側主表面の被覆膜を、前記主表面の
   周縁部の少なくとも一部が露出するように被覆し、 前記接着部材の透明基板側の接着面が、前記透明基板の
   露出した周縁部の少なくとも一部及び前記被覆膜の周縁
   部に接合していることを特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 被覆膜が、反射防止膜であることを特徴
   とする請求項１記載の光電変換装置。
3. 【請求項３】 光電変換素子が固体撮像素子であること
   を特徴とする請求項１又は２記載の光電変換装置。