JPS5880846A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS5880846A JPS5880846A JP56178323A JP17832381A JPS5880846A JP S5880846 A JPS5880846 A JP S5880846A JP 56178323 A JP56178323 A JP 56178323A JP 17832381 A JP17832381 A JP 17832381A JP S5880846 A JPS5880846 A JP S5880846A
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- Japan
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- solid
- imaging device
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- state imaging
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明社固体撮倫装置、４ＩＫ固体撮倫素子をパッケー
ジ内に高信頼性でかつ低価格で収納配置可能にし九パツ
ケー。ジング構造に関するものである。
ジ内に高信頼性でかつ低価格で収納配置可能にし九パツ
ケー。ジング構造に関するものである。
一般ＫＣＣＤ −？ ＭＯＳ タイプ等の固体撮像素
子は、所要の特性を発揮しかう信頼性確保の丸めに外界
雰囲気から遮断じて保護することが必要である。壜九固
体撮儂素子は外部からの光情報を検知するものであるか
ら、光情報が固体撮像素子の受光部に正確に入射されな
ければならない。
子は、所要の特性を発揮しかう信頼性確保の丸めに外界
雰囲気から遮断じて保護することが必要である。壜九固
体撮儂素子は外部からの光情報を検知するものであるか
ら、光情報が固体撮像素子の受光部に正確に入射されな
ければならない。
このような条件を満足させるためには、固体撮像素子に
第１図および第３図に！！部断藺図で示すように無機材
料および有機材料を用いた気密シール方式のパッケージ
ング構造を有する四体操像装置が提案されている。すな
わち第１図において、断面が凹形状を有するセラ建ツク
基板１と透明平板２とで囲まれ丸中空部３には、固体撮
像素子４、ボンディングワイヤ５およびポンディングパ
ッド６．７の酸化、腐蝕を肪止すゐ窒素ガス尋の不活性
ガスが充填されている。また、セツミック基板１と透明
平板２と唸外界雰囲気から中空部３への腐蝕性ガスおよ
び水分勢の侵入を防止すゐ無機シール甘口で完全に気密
シールされてい為。ヒの場合、シール材料としてツリッ
トガラスを用いてセラ建ツク基板１と透明平板２とを接
着するととができれば最も安価にシールする仁とができ
る。
第１図および第３図に！！部断藺図で示すように無機材
料および有機材料を用いた気密シール方式のパッケージ
ング構造を有する四体操像装置が提案されている。すな
わち第１図において、断面が凹形状を有するセラ建ツク
基板１と透明平板２とで囲まれ丸中空部３には、固体撮
像素子４、ボンディングワイヤ５およびポンディングパ
ッド６．７の酸化、腐蝕を肪止すゐ窒素ガス尋の不活性
ガスが充填されている。また、セツミック基板１と透明
平板２と唸外界雰囲気から中空部３への腐蝕性ガスおよ
び水分勢の侵入を防止すゐ無機シール甘口で完全に気密
シールされてい為。ヒの場合、シール材料としてツリッ
トガラスを用いてセラ建ツク基板１と透明平板２とを接
着するととができれば最も安価にシールする仁とができ
る。
しかしながら、固体撮像素子４は、七ルｐ−ス系のカッ
−フィルタを有することから、通常約２００℃以上の高
温度に耐えることができないため、シール時に約４００
℃程度の高温度になるフリットガラスを用いてセラミッ
ク基板１と透明平板２とを直接的に接着してシールする
ことができない。したがって第１図に示すような複雑な
構造でシールされている。すなわち、このシール工程は
、次の通シである。まず、セラミック基板１側は、固体
撮像素子４をセラミック基板１にダイボンディングする
以前にセラミック基板１の周辺部にフリットガラス９ａ
を用いてセラミックリング１０ｍを接着する。次に銀
ろう１１ｍを用いて上記セラミツクリング１０ａＫ下 接着する。引き続き上記コパールリング１２ｍの表面に
ニッケルメッキ１３ｍおよび金メツキ１４畠を行なう。
−フィルタを有することから、通常約２００℃以上の高
温度に耐えることができないため、シール時に約４００
℃程度の高温度になるフリットガラスを用いてセラミッ
ク基板１と透明平板２とを直接的に接着してシールする
ことができない。したがって第１図に示すような複雑な
構造でシールされている。すなわち、このシール工程は
、次の通シである。まず、セラミック基板１側は、固体
撮像素子４をセラミック基板１にダイボンディングする
以前にセラミック基板１の周辺部にフリットガラス９ａ
を用いてセラミックリング１０ｍを接着する。次に銀
ろう１１ｍを用いて上記セラミツクリング１０ａＫ下 接着する。引き続き上記コパールリング１２ｍの表面に
ニッケルメッキ１３ｍおよび金メツキ１４畠を行なう。
一方、透明平板２側は、この透明平板２の周辺部分にフ
リットガラス９ｂを用いてセラミツタリング１０ｂを接
着する。次に銀ろう１１ｂを用い１１ て上記セラミックリング１０ｂに上部コパールリング−
２ｂを接着する。引き続きこの上部コバールリング１２
ｂの表面にニッケルメッキ１３泗および金メッキ１４ｂ
を行なう。そして、セｌ）建ツク基板１に固体撮像素子
４をダイボンディングし、ポンディングパッド６、７間
をボンディングワイヤ５で接続した後、上記透明平板２
上の上部コバールリング１２ｂとセラ電ツク基板１上の
下部コパールリング１２ｍとをＡｍ − Ｓｍ ま
たはＡｍ−８１ などのろう材１ｓでシーへウェルド法
によ〉接着する。
リットガラス９ｂを用いてセラミツタリング１０ｂを接
着する。次に銀ろう１１ｂを用い１１ て上記セラミックリング１０ｂに上部コパールリング−
２ｂを接着する。引き続きこの上部コバールリング１２
ｂの表面にニッケルメッキ１３泗および金メッキ１４ｂ
を行なう。そして、セｌ）建ツク基板１に固体撮像素子
４をダイボンディングし、ポンディングパッド６、７間
をボンディングワイヤ５で接続した後、上記透明平板２
上の上部コバールリング１２ｂとセラ電ツク基板１上の
下部コパールリング１２ｍとをＡｍ − Ｓｍ ま
たはＡｍ−８１ などのろう材１ｓでシーへウェルド法
によ〉接着する。
このようなシームクエルド法によれば、シール部分のみ
が局部的に加熱されるので、固体撮像素子４の温度が約
２００℃以下となり、したがって固体撮像素子４社特性
的に何ら問題を生じない。
が局部的に加熱されるので、固体撮像素子４の温度が約
２００℃以下となり、したがって固体撮像素子４社特性
的に何ら問題を生じない。
また児全な気密シールであるため、外界雰囲気から中空
部３への腐蝕ガスや水分の浸入は全くなく、イ８頼性の
高い固体撮像装置を得ることができる。
部３への腐蝕ガスや水分の浸入は全くなく、イ８頼性の
高い固体撮像装置を得ることができる。
しかしながら、上記構成による固体撮像装置はシール部
分が極めて複雑であ〕、合計１３点と多種類の材料およ
び部分を使用することおよび工程数が極めて多く、作業
工数がかかることから、パッケージングコストが極めて
高価となる欠点があった。
分が極めて複雑であ〕、合計１３点と多種類の材料およ
び部分を使用することおよび工程数が極めて多く、作業
工数がかかることから、パッケージングコストが極めて
高価となる欠点があった。
一方、パッケージングコストが著しく安価な固体撮像装
置としては、館２図に示すような有機シール方式が提案
されている。この場合、セラミック基板１と透明平板２
とを有機接着剤１６で直接的に接着するので、シール構
造が極めて単純で材料も安いため、パッケージングコス
トが極めて安価となる利点がある。
置としては、館２図に示すような有機シール方式が提案
されている。この場合、セラミック基板１と透明平板２
とを有機接着剤１６で直接的に接着するので、シール構
造が極めて単純で材料も安いため、パッケージングコス
トが極めて安価となる利点がある。
しかしながら、このような構成によると、有機接着剤１
６自体が腐蝕性ガスや水分を通しやすいため、気密性が
悪くなシ、固体撮像装置の信頼性を低下させるという致
命的表欠点があった。
６自体が腐蝕性ガスや水分を通しやすいため、気密性が
悪くなシ、固体撮像装置の信頼性を低下させるという致
命的表欠点があった。
したがって本発明は、セラミック基板と透明平板とのシ
ール部分に半田と接合可能な金網層を設け、固体撮像素
子をグイボンディング後、前記金属層間に半田を介在さ
せて溶融接着させることによ・つて、高信頼性でかつ低
価格パッケージングを可能にした固体撮像装置を提供す
ることを目的としている。
ール部分に半田と接合可能な金網層を設け、固体撮像素
子をグイボンディング後、前記金属層間に半田を介在さ
せて溶融接着させることによ・つて、高信頼性でかつ低
価格パッケージングを可能にした固体撮像装置を提供す
ることを目的としている。
以下本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明による固体撮像装置の一例を示す要部断
面構成図で１ｂｌｌ、前述の図と同記号は同一要素とな
るのでその説明は省略する。同図において、透明平板２
およびセラミック基板１０周辺側シール および１８が印刷焼成法または化学メッキ法郷によりそ
れぞれ被着形成されている。この場合、セラミック基板
１上の金属層１８は３層の積層構造れぞれ積層して被着
形成されている。そして、セラミック基板１の凹部内に
固体撮像素子４をゲイン 訃争イングし、さらにポンディングパッド６、１間をボ
ンディングワイヤ５で接続した後、セラ電ツク基板１上
の金属層１８の最上層の金メッキ層２１と透明平板２上
の金属層１１とを半田層２２で溶着させて接合させ、気
廚シールされている。
面構成図で１ｂｌｌ、前述の図と同記号は同一要素とな
るのでその説明は省略する。同図において、透明平板２
およびセラミック基板１０周辺側シール および１８が印刷焼成法または化学メッキ法郷によりそ
れぞれ被着形成されている。この場合、セラミック基板
１上の金属層１８は３層の積層構造れぞれ積層して被着
形成されている。そして、セラミック基板１の凹部内に
固体撮像素子４をゲイン 訃争イングし、さらにポンディングパッド６、１間をボ
ンディングワイヤ５で接続した後、セラ電ツク基板１上
の金属層１８の最上層の金メッキ層２１と透明平板２上
の金属層１１とを半田層２２で溶着させて接合させ、気
廚シールされている。
このような構成によれば、固体撮像装置状、有機物を用
いない気密−シール方式となるため、外界雰囲気から中
空部３への気体や水分の浸入がなくなり、従来の無機シ
ール材８（第１図参照〕による気密シール方式とほぼ同
等の気密性が得られるとともに、シール構造が単純な部
品、材料点数および工程数が著しく少なくなるため、パ
ッケージングに関する故障が極少となシ、極めて低コス
トの固体撮像装置を得ることができる。
いない気密−シール方式となるため、外界雰囲気から中
空部３への気体や水分の浸入がなくなり、従来の無機シ
ール材８（第１図参照〕による気密シール方式とほぼ同
等の気密性が得られるとともに、シール構造が単純な部
品、材料点数および工程数が著しく少なくなるため、パ
ッケージングに関する故障が極少となシ、極めて低コス
トの固体撮像装置を得ることができる。
以下本発明の製作具体例を第３図を用いて詳細に説明す
る。
る。
具体例１゜
まず、セラミック基板１０周辺シール部分にりする。次
にこのタングステン層１ｓ上に化学メッキ法によりニッ
ケルメッキを施し、ニッケルメッキ層２０を形成し、さ
らに仁のニッケルメッキ鳩２０上に金メッキ層２１を形
成する。しかる彼、セツミック基板１の凹部内に固体撮
像素子４をダイボンディングし、次にポンディングパッ
ド６゜１間をボンディングワイヤ５′で接続する。一方
、硬質ガラス製透明平板８の内面周辺部分に窓枠状に銀
ペーストを印刷塗布した後、約ＳＯＯ℃で焼成して鋼パ
ターン層１Ｔを形成し、この銀パターン層１１上に融点
約１６０℃の鉛−錫一ビスｉス系低融点半田ペーストを
印刷塗布し九後、約２００℃で加熱溶融し、半田層２２
を形成した。次にこの透明平板２上の半田層２２と上記
セツミック基板１上の金メッキ層２１とが接触するよう
に重ね合わせ、両者が密着するように加圧した状態で約
１８０℃に加熱され九炉で約１分間加熱して半田層２２
を溶融し、その後自然冷却して気密シールを行なった。
にこのタングステン層１ｓ上に化学メッキ法によりニッ
ケルメッキを施し、ニッケルメッキ層２０を形成し、さ
らに仁のニッケルメッキ鳩２０上に金メッキ層２１を形
成する。しかる彼、セツミック基板１の凹部内に固体撮
像素子４をダイボンディングし、次にポンディングパッ
ド６゜１間をボンディングワイヤ５′で接続する。一方
、硬質ガラス製透明平板８の内面周辺部分に窓枠状に銀
ペーストを印刷塗布した後、約ＳＯＯ℃で焼成して鋼パ
ターン層１Ｔを形成し、この銀パターン層１１上に融点
約１６０℃の鉛−錫一ビスｉス系低融点半田ペーストを
印刷塗布し九後、約２００℃で加熱溶融し、半田層２２
を形成した。次にこの透明平板２上の半田層２２と上記
セツミック基板１上の金メッキ層２１とが接触するよう
に重ね合わせ、両者が密着するように加圧した状態で約
１８０℃に加熱され九炉で約１分間加熱して半田層２２
を溶融し、その後自然冷却して気密シールを行なった。
このようにして製作した固体撮像装置の信頼性試験を行
なったとζろ、従来の複雑構造の気密シール方式の寿命
約１ｓ年に対して約２Ｓ年以上の使用に耐える信頼性が
得られることが確認された。また、パッケージングコス
トは従来の無機シール甘口（第１図参照）Ｋよゐ気密シ
ール方式に対して約１／２に低減できた。なお、上記半
田層２２を半田ディッピング法によ多形成しても全く同
等の効果が得られた。
なったとζろ、従来の複雑構造の気密シール方式の寿命
約１ｓ年に対して約２Ｓ年以上の使用に耐える信頼性が
得られることが確認された。また、パッケージングコス
トは従来の無機シール甘口（第１図参照）Ｋよゐ気密シ
ール方式に対して約１／２に低減できた。なお、上記半
田層２２を半田ディッピング法によ多形成しても全く同
等の効果が得られた。
具体例２、
七クイック基板１０周辺シール部分に化学メッキ用増感
剤を窓枠状に印刷塗布した後、この増感剤を塗布した部
分上のみに化学メッキを行ない、さらにこのメッキ層上
に銀メッキを行カつて鋏パターン層１８を形成した。以
下、具体例１と同一方法で気密シールを行なった。この
ような方法で製作した固体撮像装置の信頼性およびパッ
ケージングコストは具体例１と全く同等の効果が得られ
た。
剤を窓枠状に印刷塗布した後、この増感剤を塗布した部
分上のみに化学メッキを行ない、さらにこのメッキ層上
に銀メッキを行カつて鋏パターン層１８を形成した。以
下、具体例１と同一方法で気密シールを行なった。この
ような方法で製作した固体撮像装置の信頼性およびパッ
ケージングコストは具体例１と全く同等の効果が得られ
た。
具体例３゜
硬質ガラス製透明平板８の内面周辺部分に窓枠状に金も
しくは銀を蒸着して金もしく社銀パターン層１１を形成
したｉ以下、具体例１と同様な方法によ如気密シールを
行ない固体撮像装置１ｔ−製作した。この結果、具体例
１と全く同様に＾い信頼性が得られ、パッケージングコ
ストを従来の約８１５に低減させることができた。
しくは銀を蒸着して金もしく社銀パターン層１１を形成
したｉ以下、具体例１と同様な方法によ如気密シールを
行ない固体撮像装置１ｔ−製作した。この結果、具体例
１と全く同様に＾い信頼性が得られ、パッケージングコ
ストを従来の約８１５に低減させることができた。
また、他の具体例として、セラミック基板１の周辺シー
ル部に具体例１と同様に銀ペーストを袈枠状に印刷塗布
した後、約ｇｏｏ℃で焼成して錯パターン層を形成し、
この場合、この銀パターン層上にメッキを施すことなく
、その他具体例１と同様の方法で固体撮像装置を製作し
ても具体例１と全く同勢の効果が得られた。
ル部に具体例１と同様に銀ペーストを袈枠状に印刷塗布
した後、約ｇｏｏ℃で焼成して錯パターン層を形成し、
この場合、この銀パターン層上にメッキを施すことなく
、その他具体例１と同様の方法で固体撮像装置を製作し
ても具体例１と全く同勢の効果が得られた。
さらに他の具体例として七う電ツク基板１０周辺シール
部に被着形成する金属層として、銀−Ｐｄペーストまた
は銀−ｐｔペーストを印刷塗布、焼成して形成されゐ金
属層を用いても前述と全く同様の効果が得られ丸。
部に被着形成する金属層として、銀−Ｐｄペーストまた
は銀−ｐｔペーストを印刷塗布、焼成して形成されゐ金
属層を用いても前述と全く同様の効果が得られ丸。
なお、上記実施例において、透明平板およびセツミック
基板の周辺シール部分に被着形成する金属層の材質、形
成方法１両金属層同志を溶融接着する半田の組成、およ
びその溶融方法等社上記具体例に限定されるものではな
く、通常一般的に用いられる材質１手段勢を用いても前
述と全く同等の効果が得られるヒとは勿論である。
基板の周辺シール部分に被着形成する金属層の材質、形
成方法１両金属層同志を溶融接着する半田の組成、およ
びその溶融方法等社上記具体例に限定されるものではな
く、通常一般的に用いられる材質１手段勢を用いても前
述と全く同等の効果が得られるヒとは勿論である。
以上説明したように本発明による気密方式の構造によれ
ば、外界雰囲気からの気体や水分の浸入がなく、高気密
性の固体撮像装置が得られる。また、気密シール構造が
簡単で部品および材料の使用点数が少なく、工程数も少
ないので、バックージング関係の故障が極／Ｊ％となシ
、信頼性が高くかつパッケージングコストが極めて安価
な固体撮像装置が得られるなどの極めて優れた効果を有
する。
ば、外界雰囲気からの気体や水分の浸入がなく、高気密
性の固体撮像装置が得られる。また、気密シール構造が
簡単で部品および材料の使用点数が少なく、工程数も少
ないので、バックージング関係の故障が極／Ｊ％となシ
、信頼性が高くかつパッケージングコストが極めて安価
な固体撮像装置が得られるなどの極めて優れた効果を有
する。
第１図、第２図祉従来の固体撮像装置の一例を示す要部
断面構成図、第３図は本発明による囲体撮像装置の一例
を示す要部断面構成図である０１・・Ｏ拳セ２ミック基
板、２・ＩＩ・透明平板、３・・・・中空部、４拳・・
・固体撮像索子、１１・・・・金属層（＃Ｉパターン層
〕、１８・・・・金属層、１９・・・・金属層（タング
ステン層）、２０・・・・ニッケルメッキ層、２１・・
・・金メッキ層、２２・・・・半田層。 第１図 第２図
断面構成図、第３図は本発明による囲体撮像装置の一例
を示す要部断面構成図である０１・・Ｏ拳セ２ミック基
板、２・ＩＩ・透明平板、３・・・・中空部、４拳・・
・固体撮像索子、１１・・・・金属層（＃Ｉパターン層
〕、１８・・・・金属層、１９・・・・金属層（タング
ステン層）、２０・・・・ニッケルメッキ層、２１・・
・・金メッキ層、２２・・・・半田層。 第１図 第２図
Claims (1)
- 固体撮像素子が収納配置されたセラ建ツク基板と、前記
上う電ツク基板の前面側開口端にシール材を介して密着
配置された透明平板とを少なくと亀備えた固体撮像装置
において、前記セラ２ツク基板および透明平板周辺シー
ル部分に半田と接合可能な金属層を設け、前記固体撮像
素子の収納配置後、前記両者の金属層舎半田で溶融接着
させることによ〉気密シールし九ことを特徴とする固体
撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178323A JPS5880846A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178323A JPS5880846A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880846A true JPS5880846A (ja) | 1983-05-16 |
Family
ID=16046470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56178323A Pending JPS5880846A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880846A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112370A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Nec Corp | パツケ−ジ |
| EP1041628A2 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-04 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | An image sensor ball grid array package and the fabrication thereof |
-
1981
- 1981-11-09 JP JP56178323A patent/JPS5880846A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112370A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Nec Corp | パツケ−ジ |
| EP1041628A2 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-04 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | An image sensor ball grid array package and the fabrication thereof |
| EP1041628A3 (en) * | 1999-03-29 | 2008-05-28 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | An image sensor ball grid array package and the fabrication thereof |
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