JPS6095976A - 固体撮像装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は固体−像装置、特に固体撮像素子を収納するパ
ッケージの構造に関するものである。

〔発明の背景〕

第１図は従来の固体撮像装置の一例を示す！！部部面面
図ある。同図において、セラミック枠体ｌａ、ｌｂが積
層されてなるパッケージ枠体１はその中央平面部に段部
１ｃと底部１ｄとからなる凹部１ｅが形成され、その段
部１ｃの所定位置にはポンディングパッド２が被着形成
されている。そしてこのポンディングパッド２はセラミ
ック枠体ｌａ、Ｉｂ間に形成された金用導電ノくターン
３に接続され、パッケージ枠体１の端面に固着配置され
た外部リード端子４に接続されている。また、このパッ
ケージ枠体１の凹部１ｅ内の底部１ｄには半導体撮像素
子５が接着して収納され、この半導体素子５のポンディ
ングパッド５ａはボンディングワイヤ６を介して上記パ
ッケージ段部ＩＣに形成されたポンディングパッド２に
接続されている。一方セラミックからなるキャップ枠体
７にフリットガラス８を介して光入射窓用透明ガラス板
９が接着固定されてなるキャップ１０が、シール材１１
を介してパッケージ枠体１の上方で半導体撮像素子５に
対向して固定されている。

従来キャップ１０とパッケージ枠体ｌの封止は、第２図
に示す様にセラミックからなるキャップ枠体７とセラミ
ックからなるパッケージ枠体１ａの対向面を、ともに段
差のない平行平面のままで半田封止していた。しかしな
がらこのような封止を行った場合、次のようが不都合点
が生じていた。

（１）外観不良が発生し易い。

従来の半田制止は、封止性を良くするため、パッケージ
枠体ｌとキャップ枠体７双方の制止面に、第２図に示す
ｌｌａ、ｌｌｂの如く半田をプリフォームをして制止を
行っている。このため、半田の量が必然的に多くなり、
封止時に過剰の半田が制止面からはみだし、半田球を形
成し外観不良が高率に発生していた。

（２）　封止時の荷重許容範囲が極めて狭い。

半田で封止する場合、半田の融着を完全に行うため溶融
した半田の表面の酸化膜を破る必要がある。そのために
は通常数十グラム以上の荷重でキャップ１０とパッケー
ジ枠体ｌを加圧する方法が取られており、またその荷重
は大きい程その効果は大きい。したがって封止の信頼性
を上げるには、荷重は可及的大とすることが必要である
。一方前述の外観不良は、荷重が小さい程発生率が低い
。しかしながら低い荷動下では、溶融した半田表面の酸
化膜破壊が不十分なため、融着が完全でなく、気密リー
ク不良が高率に発生し、致命的な欠陥となる。このため
、従来方式では、信頼性を重視して、数十グラムの荷重
をかけているため、十数多板上の外観不良が発生し、半
田封止量産化の大きな障害となっていた。

〔発明の目的〕

したがって本発明は、前述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、キャップ枠体と
パッケージ枠体の半田封止に於て、外観不良の発生率を
可及的ゼロとし、かつ高い信頼性を備えた固体撮像装置
のパッケージ構造とその１１ｉ造方法を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するために本発明は、ガラスキャ
ップ枠体側又はパッケージ枠体側の制止面に所定の高さ
の段差を形成し、荷重をかけた場合でも封止材の厚さが
常に一定値となるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

一般にセラミック表面上に段差を形成するには、（１）
　所定の厚さのグリーンシートを積層する積層法 （２）所定の段差を持つ金型を用いて粉末成形する粉末
成形法 がある。半田封止時の封止厚さは、０．０５〜０．５餌
の範囲、とくに０．１〜０．２　ｍであることが望まし
い。この様な厚さの段差を形成する場合、上記（１）は
グリーンシートの厚さの下限が０．４　ａ程度であるた
め、０．１〜０２範の段差を形成することが技術的に極
めて困難である。また上記（２］は、技術的には可能で
あるが、粉末成形法は一般にコストが高いため、価格面
から、コスト低減を目標としている半田封止には不適で
ある。本発明は、上記輛２方法の間組点を解決し、安価
で量産性の高い段差形成方法を実現し、半田封止の高信
頼性化を実現したものである。具体的には、グリーンシ
ートを積層後、封止部分の所定の位置にシルクスクリー
ン印刷法でセラミックペーストを印刷し、乾燥後焼成す
る。−回のスクリーン印刷で所定の厚さが得られない場
合は、多数回印刷をくり返しても良い。また、段差の形
成は、構造の単純なガラスキャップ１０側のセラミック
枠体７に実施する方が良いが、パッケージ枠体ｌの封止
部分に形成しても同様の効果が得られる。シルクスクリ
ーン印刷法は既に確立された技術であり景浬性、安定性
共に優れ、本発明による段差形成は極めて実用性の高い
ものである。

次に図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。

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
面図であり、第１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、封止面における段差
は封止面上であるが刺止材の存在する領域の外に設けで
ある。

セラミックからなるキャップ枠体７の所定部分にシルク
スクリーン法でアルミナペーストを印刷し段差１２を形
成する。段差高さは焼成後で０．１〜０．１５銑となる
様印刷厚さを次める。印刷後封止面部分にタングステン
（Ｗ）メタライズペースト１３を同じくシルクスクリー
ン法で印刷する。

次にこのキャップ枠体７を１２００〜＋５００”Ｃで約
５０時間遠元性雰囲気中で焼成する。焼成後前記封止面
ＡＫ所定のメッキを施し最後にＡｕメッキを行う。メッ
キ後このキャップ枠体７とガラス板９とをフリットガラ
ス８にて４５０″Ｇ、３０分加熱して融着する。完成し
たカラスキャップ？ １０封止面Ａ　Ｋ　１９　サ約０．　ｌ　ｖｍ　Ｉ）　
Ｐ　ｂ　−６３Ｓ　Ｓ　ｒ息半田鈴を枠状にロジン系フ
ラックスを用いて２２０°Ｃ５分間空気中で加熱しプリ
フォームする。同様にセラミックからなるパッケージ枠
体ｌの封止面ＢＫ４．Ｐｂ−６３％Ｓｎ半田をプリフォ
ームする。

プリフォーム後のガラスキャップ１０とセラミックパッ
ケージ枠体１を所定の治具にセットし、１００？の荷重
をかけて、Ｎ！雰囲気のベルトコンベア炉中で、２００
℃ＩＯ分間加熱し封止する。

本実施例によれば、第１図の従来方式での半田刺止では
約１３％発生していた外観不良率を１％以下に低減する
ことができ、また、十分な荷重をかけることができるの
で、初期リーク不良率も０５チ以下となり、かつ信頼性
についても温度す゛イクル試験（−５５°Ｃ〜１５０°
Ｃ）を３００サイクル以上クリアすることができ、目標
値を達成することができた。

第４図は、本発明による固体撮像装置の他の一実施例の
要部断面図で、段差１２を封止材ｊｌ内に設けた場合で
あり、前記実施例と全く同様の効果を得ることができた
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれげ、外観不良率を従来
方式のＩ／１０以下とすることができ、また信頼性につ
いても、初期リーク不良率０５％以下、温［サイクル試
験３００サイクル以上を得ることができた。またセラミ
ックペースト印刷によって段差を形成するに要する費用
は、ガラスキャップのコスト！％程度であシ、コスト的
にも十分引合うという極めて優れた効果がもたらされる
。

【図面の簡単な説明】

第！、２図は従来の固体撮像装置の一例を示す要部断面
図、第３図は本発明による固体撮像装置の一例を示す要
部断面図、第４図は本発明による固体撮像装置の他の一
実施例を示す要部断面図である。 １・・・・パッケージ枠体、５・・・・半導体撮像素子
、７・・・・　キャップ枠体、９・・・・ガラス板、１
０・・・・キャップ、Ｉｆ・・・・封止材、Ｉ２・・・
・段差、Ｉ３・・・・Ｗメタライズ。 第５図 ７２図 第４凶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ！、　固体撮像素子が収納配置された第１のセラミック
   枠体と、前記固体撮像床７のための光入射窓用ガラス板
   を備える第２のセラミック枠体とを制止剤を介して積層
   封止してなる固体撮像装置において、前記セラミック枠
   体の少なくとも一方の封止部の少なくとも一部に前記封
   止剤の厚みを規定する段差を有することを特徴とする固
   体撮像装置。 ２、前記段差は第２のセラミック枠体に、セラミックペ
   ーストをシルクスクリーン法で印刷後焼成して形成式れ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固
   体撮像装置。