JPS62581B2 - - 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層物
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ので、この場
合にも約340℃程度の熱処理を要する。

一方、上記欠点を免れるものとして、光透過窓
用の小孔内にガラスを充填し溶融固化したコパー
ル製の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、被写体
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、
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特徴とす
るところは、光透過用サフアイア板を窓部の上面
側又は下面側に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
点などにある。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
で半導体チツプすなわち集積回路ペレツトが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、またサフアイア板としては光学
的に均質で且つ平坦性のよい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、さ
らにサフアイア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などができる。

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
テンメタライズ層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が形成されたコバ
ール、42アロイ、45アロイ等の溶接可能な金層材
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、この窓部の下面側には、サフアイア板３
４が固着されている。サフアイア板３４の固着予
定部には前もつて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３５の表
面にはニツケルめつき層３６が形成され、サフア
イア板３４はAg−Cuろう材層３７によつて枠状
部材３１の窓部下面側に強固に接合される。

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３８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、サフアイア板３４として
は平担度のよいものを使用できるので、良好な画
像伝達特性が得られる。さらに、サフアイア板３
４が枠状部材３１に対して平面的にろう付けされ
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、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サフアイア板３４
が外側になるようにして溶接してもよい。

また、サフアイア板３４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……光透過用サフアイア板、３７…
…ろう材層。

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を収納する気密空間を
   形成するキヤツプアセンブリと、前記気密空間内
   にある前記集積回路ペレツトと外方との電気的な
   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
   記セラミツクベース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の枠状部材とを持つセラミツクベースであ
   り (b) 前記キヤツプアセンブリは、前記第１の枠状
   部材に重ね合わさ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る
   べくその上面側又は下面側に固着された光透過
   用サフアイア板を持つ枠状キヤツプ部材であ
   る。 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。