專利名稱：固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于收納固體攝像元件的樹(shù)脂制封裝體的前面，且保護(hù)固體攝像元件的同時(shí)還可用作透光窗的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃。
背景技術(shù)：
固體攝像元件具有將作為受光元件的LSI芯片收納于封裝體內(nèi)，其受光面上重疊金屬線接合分色鑲嵌濾光器，在封裝體開(kāi)口部用粘結(jié)劑密封覆蓋玻璃的結(jié)構(gòu)。在這里使用的覆蓋玻璃不僅要通過(guò)與封裝體的氣密密封以保護(hù)LSI芯片，而且要向受光面有效地導(dǎo)入光，因此，要求其具有內(nèi)部缺陷少的光學(xué)上均勻的材料特性和高透過(guò)率的特性。另外， 用于這樣用途的玻璃在與封裝體封裝時(shí)不能發(fā)生開(kāi)裂或變形。即，有必要使玻璃和封裝體材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)相互適合。作為封裝體材質(zhì)，一直以來(lái)使用平均熱膨脹系數(shù)為60 75X KT7IT1的氧化鋁等的陶瓷，作為適合于該封裝體的覆蓋玻璃是具有平均熱膨脹系數(shù)為 45 75 X IO-7IT1的硼硅酸鹽玻璃。近年，以數(shù)碼相機(jī)等的攝像裝置的輕量化以及降低成本為目的，正研究封裝體材質(zhì)的樹(shù)脂化。樹(shù)脂材料的平均熱膨脹系數(shù)為110 lSOXKTr1，比陶瓷大。另外，也存在使樹(shù)脂中大量含有S^2粉末等以降低熱膨脹系數(shù)的樹(shù)脂制封裝體，但是，即使含有這樣的物質(zhì)，樹(shù)脂制封裝體的平均熱膨脹系數(shù)也大約為95X KT7IT1以上。因此，將以往的硼硅酸鹽玻璃用于樹(shù)脂制封裝體時(shí)，兩者的熱膨脹系數(shù)差異大，所以有可能發(fā)生封裝體的變形或覆蓋玻璃的剝離。與之相對(duì)，作為與樹(shù)脂制封裝體相適合的覆蓋玻璃，提出了氟磷酸玻璃(專利文獻(xiàn)1)。該玻璃是100 300°C時(shí)的平均熱膨脹系數(shù)為120 180X 10_7°c的氟磷酸玻璃， 由此該玻璃對(duì)于樹(shù)脂制封裝體的封裝性良好。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2005-353718號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
近年，作為將固體攝像元件安裝于封裝體的工序，采用回流焊接方式的工序增多。 回流焊接是在封裝體內(nèi)的規(guī)定位置上印刷焊接糊料之后，在其上放置部件后，將整個(gè)封裝體加熱至180 250°C左右的溫度(根據(jù)使用的焊接糊料的種類其溫度不同)，通過(guò)熔融焊接糊料而進(jìn)行焊接的工序。此時(shí)，將覆蓋玻璃貼合于封裝體，且將封裝體內(nèi)部氣密密封之后，加熱整個(gè)封裝體，所以封裝體內(nèi)的氣體膨脹，封裝體的內(nèi)壓上升。該內(nèi)壓均勻地被實(shí)施于封裝體和覆蓋玻璃上，但是，覆蓋玻璃通常采用板厚0. 5mm左右的薄板，因此，基于內(nèi)壓的負(fù)荷大，有可能變形而開(kāi)裂。記載于上述專利文獻(xiàn)1的氟磷酸玻璃，與用于光學(xué)玻璃的其它玻璃組成體系相比，玻璃的強(qiáng)度低，進(jìn)行光學(xué)研磨時(shí)在端部發(fā)生微小的碎片的比例高。因此，存在在玻璃上施加外力時(shí)，可能存在以該端點(diǎn)為起點(diǎn)被破損的強(qiáng)度上的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于提供可適用于樹(shù)脂制封裝體的氣密密封，且即使在回流焊接工序中也具有難以破損的強(qiáng)度的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃。本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的而反復(fù)認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)，特定組成范圍的硅酸鹽玻璃作為樹(shù)脂制封裝體的覆蓋玻璃，可以解決上述課題。S卩，本發(fā)明的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有SiO2 35 57%、Al2O3 6 23%、B2O3 0 20%、Li2O 0 10%、Na2O 0 25%、K2O 0 10%、其中，Li20+Na2 0+K20 15 40%、MgO+CaO+SrO+ZnO 0 30%實(shí)際上不含有A&03、Sb203、SnO2。本發(fā)明的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃較好是在50 250°C時(shí)的平均熱膨脹系數(shù)為100 ΗΟΧΚΓΓ1，能安裝于樹(shù)脂制的封裝體的覆蓋玻璃。本發(fā)明的固體攝像元件封裝用覆蓋玻璃，其楊氏模量較好為74GPa以上。通過(guò)本發(fā)明可以提供可適用于樹(shù)脂制封裝體的氣密封裝，且即使在回流焊接工序等中外力作用時(shí)，也具有難以破損的強(qiáng)度的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃。實(shí)施發(fā)明的方式作為安裝有本發(fā)明的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃的樹(shù)脂制封裝體，對(duì)其無(wú)特別限制，可以使用各種樹(shù)脂材料。具體地可以使用環(huán)氧樹(shù)脂、酰亞胺樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等的熱固性樹(shù)脂或聚苯硫醚樹(shù)脂或聚砜樹(shù)脂等熱塑性樹(shù)脂，在這些樹(shù)脂材料中還可以適當(dāng)添加固化劑或脫模劑、填充劑等。由這些樹(shù)脂材料形成的封裝體的平均熱膨脹系數(shù)為95 lSOXKTr1，為了將覆蓋玻璃與這些封裝體進(jìn)行密封時(shí)不發(fā)生開(kāi)裂或變形，有必要使覆蓋玻璃的平均熱膨脹系數(shù)與前述的樹(shù)脂材料的平均熱膨脹系數(shù)相近似。本發(fā)明的覆蓋玻璃在50 250°C時(shí)的平均熱膨脹系數(shù)為100 ΗΟΧΚΓΓ1，所以，該覆蓋玻璃的平均熱膨脹系數(shù)與樹(shù)脂材料的平均熱膨脹系數(shù)相近似，在將其安裝于樹(shù)脂材料的封裝體時(shí)，能夠在不發(fā)生開(kāi)裂或變形的情況下進(jìn)行氣密密封。其次，下面，對(duì)于將構(gòu)成本發(fā)明的覆蓋玻璃的各個(gè)成分的含量(質(zhì)量％ )限定為上述值的理由進(jìn)行說(shuō)明。SiO2為構(gòu)成玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要成分，但是低于35%時(shí)玻璃的耐候性變差，超過(guò)57%時(shí)熔化性降低，難以玻璃化。優(yōu)選范圍為40 50%。Al2O3為提高玻璃的耐候性、楊氏模量的成分，低于6%時(shí)無(wú)法獲得該效果，超過(guò) 23%時(shí)失透性變強(qiáng)，玻璃化變得困難。優(yōu)選范圍為10 20%?；?3為增強(qiáng)玻璃的結(jié)構(gòu)，易于玻璃化的成分，但是，超過(guò)20%時(shí)耐候性降低。優(yōu)選范圍為15%以下。Li20、Na20、K20為提高熔化性，且主要調(diào)整平均熱膨脹系數(shù)的成分。Li2O超過(guò)10% 時(shí)，耐候性降低。優(yōu)選范圍為9. 5%以下。Na2O超過(guò)25%時(shí)，耐候性降低。優(yōu)選范圍為20% 以下。K2O超過(guò)10%時(shí)，耐候性降低。優(yōu)選范圍是7%以下。Li20、Na20、K20的合計(jì)量，如果低于15%且超過(guò)40%，無(wú)法獲得期望的平均熱膨脹系數(shù)。優(yōu)選范圍為20 35%。另外，提高楊氏模量的效果的順序?yàn)長(zhǎng)i2O > Na2O > K2O,較好是在上述范圍內(nèi)多含有Li20。MgO、CaO、SrO、ZnO是能夠提高熔化性的成分，但是這些成分的合計(jì)含量如果超過(guò) 30%，失透傾向增強(qiáng)。優(yōu)選范圍在20%以下。As203> Sb2O3為對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)的物質(zhì)，所以構(gòu)成本發(fā)明的覆蓋玻璃的成分中實(shí)質(zhì)上不含有這些成分。SnO2,在玻璃熔融工序中在熔化槽中使用白金時(shí)，該成分會(huì)對(duì)白金造成破壞，因此構(gòu)成本發(fā)明的覆蓋玻璃的成分中實(shí)質(zhì)上不含有該成分。另外，實(shí)質(zhì)上不含有是指不特意用作原料，來(lái)自于原料成分或制造工序中所混入的不可避免的雜質(zhì)被認(rèn)為是實(shí)質(zhì)上不含有。另外，考慮到所述不可避免的雜質(zhì)，實(shí)質(zhì)上不含有是指其含量在0.1%以下。本發(fā)明的固體攝像元件用覆蓋玻璃的在50 250°C時(shí)的平均熱膨脹系數(shù)較好為 100 140X κΓκΛ由此，即使將其貼合于樹(shù)脂制封裝體，也難以發(fā)生封裝體的變形或覆蓋玻璃的剝離。另外，本發(fā)明的固體攝像元件用覆蓋玻璃的楊氏模量較好是74GPa以上，更好是SOGPa以上。由此，即使在固體攝像元件用封裝體的組合工序中，在將覆蓋玻璃氣密密封于封裝體的狀態(tài)下進(jìn)行回流焊接工序，封裝體內(nèi)的內(nèi)壓對(duì)覆蓋玻璃造成負(fù)擔(dān)時(shí)，覆蓋玻璃的變形也小，也因此難以發(fā)生開(kāi)裂。本發(fā)明的玻璃可以如下進(jìn)行制作。首先，按照所得玻璃的上述組成的范圍稱取原料重量并將其混合，將該原料混合物容納在鉬坩鍋內(nèi)，在電爐內(nèi)，在1200 1400°C的溫度下加熱熔化。充分?jǐn)嚢琛⒊吻搴?，澆鑄于模具內(nèi)，退火后，進(jìn)行切割、研磨而獲得平板狀覆蓋玻璃。
實(shí)施例下面，本發(fā)明的實(shí)施例以及比較例示于表1 表3。表中，例1 例21是本發(fā)明的實(shí)施例，例22 例M是比較例。另外，表中的玻璃組成是以質(zhì)量％表示。這些玻璃按照如下工序制得試樣按照表所示的組成對(duì)原料進(jìn)行稱重、混合，將其放入內(nèi)容積約為300cc的鉬坩鍋內(nèi)，在1200 1400°C下，進(jìn)行1 3小時(shí)的熔融、澄清、攪拌后，澆鑄在預(yù)熱為約300 500°C的規(guī)定大小的模具內(nèi)，以1°C /分退火。在制作成試樣時(shí)經(jīng)過(guò)肉眼觀察，確認(rèn)玻璃中沒(méi)有泡或波筋。對(duì)于楊氏模量、強(qiáng)度試驗(yàn)(假設(shè)為回流焊接工序)、平均熱膨脹系數(shù)，按照以下方法進(jìn)行測(cè)定、評(píng)價(jià)。楊氏模量被如下測(cè)定制作長(zhǎng)度為90mm、寬度為20mm、厚度為2mm的試驗(yàn)片，以JIS R 1602細(xì)陶瓷的彈性模量試驗(yàn)方法的動(dòng)態(tài)彈性模量試驗(yàn)方法(1)彎曲諧振法為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。強(qiáng)度試驗(yàn)(假設(shè)為回流焊接)如下進(jìn)行對(duì)于熔融、成形的玻璃，對(duì)其雙面進(jìn)行光學(xué)研磨，以長(zhǎng)度為35mm、寬度為30mm、板厚為0. 5mm的矩形的表面作為基板。然后在由環(huán)氧
5樹(shù)脂構(gòu)成的封裝體的開(kāi)口部的與覆蓋玻璃銜接的部分，用分配器涂布紫外線固化型樹(shù)脂。 之后，在封裝體的開(kāi)口部裝配實(shí)施例或比較例的覆蓋玻璃，從覆蓋玻璃的與封裝體對(duì)峙的面的相反側(cè)通過(guò)紫外燈照射紫外線，使紫外線固化型粘結(jié)劑固化而將覆蓋玻璃粘接(氣密密封)在封裝體上。將該封裝體放入加熱裝置中，3分鐘升溫至150°C，在150°C下保持1分鐘，30秒鐘升溫至230°C，在230°C下保持10秒鐘后，冷卻至室溫，在該加熱、冷卻過(guò)程中，觀察是否發(fā)生覆蓋玻璃的開(kāi)裂。平均熱膨脹系數(shù)是將獲得的玻璃加工成棒狀，利用熱分析裝置(株式會(huì)社理學(xué) (1J力'々社)制，裝置名TMA8310)通過(guò)熱膨脹法，在升溫速度5°C /分下進(jìn)行測(cè)定。表1
權(quán)利要求
1.固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃，其特征在于， 以質(zhì)量％計(jì)，含有SiO2 35 57%、Al2O3 6 23%、B2O3 0 20%、Li2O 0 10%、Na2O 0 25%、K2O 0 10%、其中，Li20+Na20+K20 15 40%、MgO+CaO+SrO+ZnO 0 30%，實(shí)質(zhì)上不含有A&03、Sb203> Sn02。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃，其特征在于，50 250°C時(shí)的平均熱膨脹系數(shù)為100 ΗΟΧΚΓΓ1，安裝于樹(shù)脂制的封裝體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃，其特征在于，楊氏模量為 74GPa以上。
全文摘要
本發(fā)明提供適用于樹(shù)脂制的固體攝像元件封裝體的覆蓋玻璃。固體攝像元件封裝體用覆蓋玻璃，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有35～57％的SiO2、6～23％的Al2O3、0～20％的B2O3、0～10％的Li2O、0～10％的Na2O、0～10％的K2O、其中，Li2O+Na2O+K2O為15～40％、MgO+CaO+SrO+ZnO為0～30％，實(shí)質(zhì)上不含有As2O3、Sb2O3、SnO2。
文檔編號(hào)C03C3/083GK102249537SQ20111011208
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者鈴木英俊 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社