JPS62580B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、集積回路装置に関する。ここでは特
にCCD（電荷結合デバイス）等の固体撮像デバ
イスに用いるに好適な光透過窓付セラミツクパツ
ケージの改良について説明する。

従来提案されている光透過窓付セラミツクパツ
ケージとしては、適当なベースアセンブリ上に光
透過窓兼キヤツプ用のサフアイア板を低融点ガラ
スで封着したものがあり、電気的にプログラム可
能なリード・オンリイ・メモリ（EP−ROM）な
どの半導体デバイスに用いられている。ところ
が、この種のパツケージは、ガラス封着処理時に
約450℃程度の熱処理が必要なため、パツケージ
内に収容される半導体素子チツプ又はその付属物
の耐熱性が低い場合（一例として、本発明の対象
である固体撮像デバイスの場合、許容温度は120
℃以下である）には使用できない欠点がある。こ
のような欠点は、上記低融点ガラスに代えてAu
−Snろう材等の金属ろう材を使用したセラミツ
クパツケージにも同様に存在するもので、この場
合にも約340℃程度の熱処理を要する。その上、
サフアイア板を用いたパツケージには、サフアイ
アが高価なためにコスト高である欠点もある。

一方、上記したような欠点を免れるものとし
て、光透過用小孔内にガラスを充填し溶融固化し
たコバール製キヤツプ部材をシームウエルドによ
りベースアセンブリの上面に封着させるようにし
たEP−ROM用のセラミツクパツケージが提案さ
れている。この種のパツケージは、シームウエル
ドで封着処理を行なうので、半導体チツプが高温
にさらされず、耐熱性の低い半導体デバイスにも
応用できる。しかしながら、本発明の対象である
固体撮像デバイスに応用するには、次の点で問題
がある。第１に、光透過窓部を構成するガラスが
そつたりゆがんだりして光学的均一性に欠け、複
写体からの反射光が忠実に半導体チツプ面に伝達
されないこと、第２に光透過窓部ではキヤツプ部
材の厚さ相当分の比較的うすいガラス−コバール
接合部により封止が保たれているだけであるた
め、気密性が十分でないことなどである。

従つて、本発明の目的は、低温封着が可能で、
コストが低く、光透過部の光伝達特性が良好で、
しかも気密性が十分な改良された光透過窓付セラ
ミツクパツケージを提供することなどにある。

本発明によるセラミツクパツケージの概要は、
光透過用ガラス板を窓部の上面側又は下面側に直
接もしくは中間部材を介して固着した枠状キヤツ
プ部材を溶接によりベースアセンブリに封着させ
るようにした点にある。このような特徴によれ
ば、封着処理にシームウエルドなどの溶接法を採
用できるので、半導体チツプが100℃以下の低温
に維持されるようにして封着を完了することがで
き、またガラス板としては光学的に均質で且つ平
坦性がよく、しかも安価なものを使用できるの
で、光透過部の光伝達特性が大幅に改善されると
ともにコスト低減を図ることができ、さらにガラ
ス板とキヤツプ部材とはいわば面接触的に固着さ
れるので、十分な封止面積を確保し気密性を向上
させることができる。

以下、添付図面に示す実施例について本発明を
詳述する。

第１図は、本発明の一実施例による固体撮像デ
バイスを示すもので、１０は、セラミツクシート
１１，１２，１３，１８を積層焼結して成る積層
セラミツクベースをそなえたベースアセンブリで
ある。ベースアセンブリ１０において、積層セラ
ミツクベースの中央部には、シート１３の孔に対
応する第１の凹部と、シート１８の孔に対応する
第２の凹部とが互いに垂直方向に連続して配置さ
れており、第１の凹部の底面上には、タングステ
ンメタライズ層１４と、ニツケル（下層）及び金
（上層）の２重めつき層１５とが積層形成されて
いる。同様に、第２の凹部の底面上にもタングス
テンメタライス層１６と、ニツケル（下層）及び
金（上層）の２重めつき層１７とが積層形成され
ており、タングステンメタライズ層１６はシート
１３とシート１８との間を延長してベースアセン
ブリ１０のリード配置面に引出されている。トツ
プシート１８の上面には、ニツケルめつき又は金
めつきされたタングステンメタライズ層１９が配
置され、コバール、42アロイ、45アロイ等の溶接
可能な金属材料からなる枠状部材２０がAg−Cu
ろう材層２１によりメタライズ層１９に固着され
ている。積層セラミツクベースにおけるメタライ
ズ層１６が引出された端面には各メタライズ層１
６に対応するリード２３がAg−Cuろう材層２２
により固着されている。

CCD等の撮像素子を内蔵した半導体（シリコ
ン）チツプ２４は積層セラミツクベースの中央凹
部内に配置され、Au−Si共晶によりメタライズ
層１４に固着されている。チツプ２４上の各電極
はボンデイングワイヤ２５を介して対応するめつ
き層１７に接続されている。チツプ２４の上面に
は、適当な有機接着剤層２６を介してフイルタ２
７が接着されている。このフイルタ２７は耐熱性
が良好でなく、約120℃程度が高温限界であるの
で、この実施例ではそれ以下の温度で封着処理を
行なう必要がある。

ところで、キヤツプアセンブリ３０は、両主面
にニツケルめつき層３２，３３が形成されたコパ
ール、42アロイ、45アロイ等の溶接可能な金属材
料からなる枠状部材３１をそなえている。この枠
状部材３１の中央部には光透過用窓部が設けられ
ており、この窓部の上面側にはガラス板３７が固
着されている。このガラス板３７の固着予定部に
は前もつて、一方の面にタングステンメタライズ
層３５が形成されると共に、このメタライズ層３
５の表面に図示しないニツケルめつき層が形成さ
れているセラミツク製枠状部材３４の他方の面が
接着用ガラス層３８により固着され、枠状部材３
４がAg−Cuろう材層３６によつて枠状部材３１
の窓部上面側に強固に接合されることによつてガ
ラス板３７の枠状部材３１への取付けが達成され
ている。

以上の構成になるベースアセンブリ１０及びキ
ヤツプアセンブリ３０は互いに重ね合わされ、一
例としてシームウエルダにより枠状部材２０，３
１の重ね合せ部が溶接封止される。図中３９はシ
ームウエルダの可動溶接電極を示している。この
場合、枠状部材２０，３１の重ね合せ部が抵抗加
熱される結果として溶接が行なわれるが、このと
き生ずる熱は極くわずかしか半導体チツプ２４な
いしフイルタ２７に到達せず、これらの構成要素
２４，２７が100℃以上に加熱されることはな
い。

上記した固体撮像デバイスは、封着処理が低温
でなされるために、半導体チツプ２４ないしフイ
ルタ２７が熱的に損傷を受けることがなく、高歩
留で製作できる。また、ガラス板３７としては平
坦度がよく且つ安価なものを使用できるので、良
好な画像伝達特性が得られるとともにコストダウ
ンを達成することができる。さらに、ガラス板３
７が枠状部材３１に対してセラミツク製枠状部材
３４を介して平面的にガラス封着ないしろう付け
されるので、光透過窓部において高度の気密性が
確保され、このことは溶接封止部での十分な気密
性確保と相俟つてデバイスの高信頼化を可能にす
るものである。

本発明は、上記した実施例に限定されることな
く種々の改変形態で実施できるものである。例え
ば、ガラス板３７はセラミツク製枠状部材３４を
介さず直接に枠状部材３１に対してガラス封着す
ることができる。また、枠状部材３１を枠状部材
２０に溶接するにあたつては、上記したのと反対
にガラス板３７が内側になるようにして溶接して
もよい。

また、ガラス板３７とフイルタ２７との間に適
正な離間距離を保つためには、第２図に示すよう
に枠状部材３１に屈曲部３１Ａ，３１Ｂを設け、
いわゆるしぼり加工をほどこすようにしてもよ
い。別の方法としては、枠状部材２０の厚さを増
大させるか又はこの種の部材２０を複数枚積層す
る方法、あるいはトツプシート１８の厚さを増す
方法なども適宜採用できる。

さらに、セラミツクベースアセンブリ１０とし
ては、リード２３を設けずに、その代りにメタラ
イズ層１６などからなる印刷導体をシート１１の
下面にまで延長して設けたものを用いることがで
きる。また、第３図に示すような、いわゆるサー
デイブ形のベースアセンブリ４０を用いることも
できる。第３図において、４１はセラミツクベー
ス、４２はリード、４３は封止用ガラス層、４４
はセラミツク枠、４５はタングステンメタライズ
層、４６はコバール等の枠状部材、４７はAg−
Cuろう材層である。第３図のアセンブリにおい
ても、リード４２に代えてベース４１の裏面に達
する印刷導体を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるセラミツク
パツケージをそなえた固体撮像デバイスを示す断
面図、第２図は、キヤツプアセンブリの変形例を
示す断面図、第３図は、ベースアセンブリの変形
例を示す断面図である。 １０，４０……ベースアセンブリ、２０，３１
……溶接可能な枠状部材、３０……キヤツプアセ
ンブリ、３４……セラミツク製枠状部材、３６…
…ろう材層、３７……光透過用ガラス板、３８…
…接着用ガラス層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベースアセンブリと、このベースアセンブリ
   とともに集積回路ペレツトが収められた気密空間
   を形成するキヤツプアセンブリと、前記気密空間
   内から前記集積回路ペレツトと電気的導通を図る
   ための導電手段とを備えた集積回路装置におい
   て、 (a) 前記ベースアセンブリは、前記キヤツプアセ
   ンブリとの対向面側に前記集積回路ペレツトを
   配置すべき前記集積回路ペレツト配置部と、前
   記ベースアセンブリ上に前記集積回路ペレツト
   配置部を取囲むように固着された金属からなる
   第１の枠状部材とを持ち、 (b) 前記キヤツプアセンブリは、前記第１の枠状
   部材に重ね合わせられる金属からなる第２の枠
   状部材と、前記第２の枠状部材の窓部を密閉す
   べくその上面側又は下面側に固着された光透過
   用ガラス板とを持つ ことを特徴とする集積回路装置。 ２ 前記第１及び第２の枠状部材は互いに重ね合
   わせて溶接封止されてなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の集積回路装置。 ３ 前記光透過用ガラス板と前記第２の枠状部材
   との間にはセラミツク製の第３の枠状部材が介在
   し、前記第３の枠状部材と前記光透過用ガラス板
   とをガラス接着材で固着されてなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の集積回路装置。 ４ 前記光透過用ガラス板と前記第２の枠状部材
   との間にはセラミツク製の第３の枠状材が介在
   し、前記第３の枠状部材と前記第２の枠状部材と
   を金属ろう材で固着したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の集積回路装置。