JPH10195409A - 固体撮像装置用接着剤 - Google Patents

固体撮像装置用接着剤

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JPH10195409A
JPH10195409A JP9003990A JP399097A JPH10195409A JP H10195409 A JPH10195409 A JP H10195409A JP 9003990 A JP9003990 A JP 9003990A JP 399097 A JP399097 A JP 399097A JP H10195409 A JPH10195409 A JP H10195409A
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JP
Japan
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adhesive
imaging device
solid
state imaging
epoxy
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JP9003990A
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English (en)
Inventor
Takashi Suzuki
隆 鈴木
Yuji Sakamoto
有史 坂本
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水分の透過が少なく、これを用いて作成した
固体撮像装置は耐湿性に非常に優れ高信頼性を得ること
ができる固体撮像装置用の接着剤を提供する。 【解決手段】 式(1)で示されるエポキシ樹脂、ジア
ミノジフェニルスルフォン、無機充填材、有機溶剤を必
須成分とし、式(1)で示されるエポキシ樹脂が全エポ
キシ樹脂中に20重量%以上含まれ、有機溶剤の沸点が
125〜250℃であることを特徴とする固体撮像装置
用の接着剤。 【化1】 (nは0以上の整数、R1はH又はCH3)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置にお
ける透光性を有する光学窓と固体撮像素子を収納するパ
ッケージを密封する接着剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、固体撮像装置は、電荷結合型素子
に金属酸化型半導体素子などの固体撮像素子をセラミッ
クあるいはプラスチック製のパッケージ内部に収納し、
パッケージ上面にガラスまたはプラスチック製の光学窓
を配置し、接着剤により気密封止した構造になってい
る。この固体撮像素子は光センサーとして用いるため、
気密封止に対する本質的な要求として湿気のパッケージ
内部への侵入を防ぎ、パッケージ内部が露点に達するこ
とによる光学的な変化が発生しないことが求められてい
る。一般に、固体撮像装置の気密封止の方法には、封止
材の材質の違いにより、ガラス封止、樹脂封止の2通り
の方法がある。ガラス封止法は、フリットと呼ばれる低
溶融ガラスを接着剤として用いており、耐湿性に関して
は高い信頼性を有しているが、接着時に200〜500
℃の高温下で焼成する必要があり、近年需要が増大しつ
つあるカラー固体撮像装置では、素子表面上にカラーフ
ィルターアレイと呼ばれる感光性の有機膜が形成されて
おり、この有機膜が上記の焼成時に変質してしまうとい
う問題点があり、現在は150℃以下の低温で接着が可
能な有機ポリマーを用いた接着剤による樹脂封止法が検
討されている。
【0003】例えば、特公平6−4838号公報にはビ
スフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂、ジアミノジフェニルスルフォン及び無機充
填材の組み合わせからなる接着剤組成物が固体撮像素子
用の接着剤として有用であることが開示されているが、
最近更に信頼性に対する要求が厳しくなっており、従来
の樹脂系接着剤では対応できなくなってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、上記の従来技術の欠点を改良し固体撮像素子上
に形成される回路やカラーフィルターアレイにダメージ
を与えることなく、耐湿性が良好で信頼性の高い固体撮
像装置を得るための光学窓気密封止の接着剤を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)式
(1)で示されるノボラックエポキシ、(B)ジアミノ
ジフェニルスルフォン、(C)無機充填材、及び(D)
有機溶剤を必須成分とする固体撮像装置用接着剤であ
る。本発明に用いるオルソクレゾールノボラックエポキ
シ又はノボラックエポキシは硬化物の架橋密度が高く且
つガラス転移温度が高いため、低透湿性、低吸湿性、高
接着性の特徴を有している。
【0006】
【化1】 (nは0以上の整数、R1はH又はCH3)
【0007】固体撮像素子用の接着剤は、通常接着温度
が120〜150℃程度であり120℃を越えると接着
不良を生じる恐れがあるため、式(1)の構造のエポキ
シ樹脂の融点は、120℃以下であることが好ましい。
式(1)のエポキシ樹脂は、他のエポキシ樹脂と併用す
ることが可能である。併用するエポキシ樹脂としては、
式(1)のエポキシ樹脂と同様に、融点は120℃以下
であることが好ましく、併用する樹脂の配合割合は、全
エポキシ樹脂中の80重量%未満が好ましい。80重量
%以上だと式(1)のエポキシ樹脂の特徴である低透湿
性、低吸湿性、高接着性が発現しにくくなる。他のエポ
キシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキ
シ、ビスフェノールF型エポキシ、ビスフェノールS型
エポキシ、ナフタレンエポキシ、ジシクロペンタジエン
変性ノボラックエポキシ、ビフェノール型エポキシ等が
挙げられ、単独でも混合してでも添加することができ
る。
【0008】本発明に用いるジアミノジフェニルスルフ
ォンは、エポキシ基との反応性が低いため、加熱硬化時
の反応速度が遅く、低粘度状態に長い間保たれるので、
被接着面との濡れ性に優れている。また、式(1)のエ
ポキシ樹脂との組み合わせの硬化物のガラス転移温度が
高く、耐湿性に優れ、更にジアミノジフェニルスルフォ
ンのスルフォン基の極性が高く、接着面において強い相
互作用が働き、接着力が高く、長期間の耐湿性が保証さ
れる。更に式(1)のエポキシ樹脂とジアミノジフェニ
ルスルフォンとの反応性は低く、配合物をいわゆるBス
テージと呼ばれる半硬化状態にしたものは、常温放置で
は全くといっていいほど物性に変化が認められず、可使
時間が非常に長い。ジアミノジフェニルスルフォンは、
アミノ基の位置による各種異性体が存在するが、いずれ
の異性体も使用可能である。
【0009】本発明に用いる有機溶剤は、接着剤として
塗布する際に容易に揮散せず、かつBステージ化の時
に、ほぼ完全に揮散してしまうことが好ましい。有機溶
剤の沸点は、125〜250℃のものが上記特性を満足
するものとして好ましい。125℃より沸点が低い場合
は、光学窓に印刷する時に溶剤が揮発し、それに伴い接
着剤の粘度が上昇し印刷性が悪化するため好ましくな
い。又、沸点が250℃より高い場合は、Bステージ状
態に硬化した場合、溶剤の揮発が不十分になり、封止し
た場合に封止が不均一になったり、ピンホールが発生す
るため好ましくない。例えば、エステル類、ケトン類、
グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル
類、ラクトン類、芳香族類、脂肪族類等があるがこれら
に限定されるものではない。
【0010】本発明で用いる無機充填材としては、シリ
カ、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、水
酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛等が挙げられ
単独でも混合してでも用いることができる。また、樹脂
との濡れ性向上のために無機充填材をシラン系もしくは
チタネート系のカップリング剤により、予めカップリン
グ処理すれば更に好適である。無機充填材は、適度な粘
度、チキソ性を付与し、印刷特性、ディスペンス特性を
良好とすると同時に、これら無機充填材はそれ自体吸水
も透水もしないため、添加量を増加させることにより、
いわゆるバルクの吸水量を減少させることができるとい
う利点もある。
【0011】無機充填材の添加量は、充填材の粒子径、
比表面積等によって決められるが、エポキシ樹脂100
重量部に対して20〜80重量部が好ましく、印刷性や
ボイドの発生の有無、樹脂との濡れ性等を考慮すると3
0〜50重量部がより好ましい。80重量部を越えると
印刷性が悪くなり、20重量部未満だとバルクの吸水量
が大きくなる。本発明の接着剤には、必要に応じて硬化
促進剤、消泡剤、シリコーンオイル、液状ゴム等の低応
力化剤等を適宜加えてもよい。
【0012】本発明の接着剤は、通常光学窓用ガラス上
にスクリーン印刷、ディスペンス等により塗布し、通常
120〜150℃で乾燥しBステージ化を行う。その
後、デバイスの搭載されたパッケージのケースを貼り合
わせ、最終硬化を行い気密封止する。本用途に必要な接
着剤の特性は、Bステージ後の溶融温度が50℃以上で
最終硬化温度より10℃程度低いことが好ましい。50
℃未満だと最終硬化時に早期に接着剤が溶融し、内圧の
上昇と共に接着剤層が外側に押されたり、ピンホールが
発生し均一な封止ができなかったり、気密性が低下す
る。また、最終硬化温度に溶融温度が近いと接着剤の溶
融が不充分になり、封止が不完全の状態で硬化してしま
う可能性があるが、本発明の接着剤を用いることによ
り、これらの問題は解決できる。本発明の特徴は、この
光学窓気密封止用の接着剤のシール性及び気密性が非常
に高く湿気のパッケージ内への侵入が極端に少ないこと
である。
【0013】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例1〜9 式(1)においてR1=CH3であるオルソクレゾールノ
ボラックエポキシ(エポキシ基量215、軟化点70
℃)、 R1=Hであるフェノールノボラックエポキシ
(エポキシ基量190、軟化点70℃)、ビスフェノー
ルA型エポキシ(エポキシ基当量900、軟化点98
℃)、ビスフェノールS型エポキシ(エポキシ基当量2
30、軟化点70℃)、ナフタレンエポキシ(エポキシ
基当量250、軟化点70℃)、4,4’−ジアミノジ
フェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルス
ルフォン、2ーフェニル−4−メチルイミダゾール、平
均粒径0.5μmの酸化亜鉛、球状シリカ、溶剤として
γ−ブチロラクトン(沸点203℃)、プロピレングリ
コールエチルエーテル(以下PE、沸点132℃)を表
1に示す割合で配合し、三本ロールで混練し、均一に分
散させ、固体撮像装置用の接着剤を得た。
【0014】この接着剤を以下の方法により各種性能を
評価した。 印刷性:スクリーン印刷によって固体撮像装置の光学窓
ガラスに約80μmの厚みで塗布し滲みや接着剤中の気
泡、かすれがないかを目視観察した。 封止性:接着剤を印刷した光学窓ガラスを100℃の乾
燥器中で90分静置し、半硬化のいわゆるBステージ状
態まで硬化させ、光学窓を作製した。この光学窓を用い
150℃の温度で加圧圧着しながら、セラミック製の固
体撮像装置のパッケージを気密封止し、均一に封止され
ているか、ピンホールが発生していないかを目視観察し
た。 保存性:Bステージ化された接着層を有する光学窓を2
5℃、相対湿度55%の試験機に3ヶ月、6ヶ月放置し
た後パッケージを作製し、125℃、2.3atm、相
対湿度100%の条件のプレッシャークッカー試験を4
8時間行った。保存性は、6ヶ月以上耐湿性に変化ない
ものを良好、3ヶ月〜6ヶ月で耐湿性が悪化するものを
不良とする。 透水度:接着剤で100μmのフィルムを作製し、15
0℃、3時間硬化させた後、カップ法(JIS−Z−0
208)により測定した。 硬化物のガラス転移温度:接着剤を4×30×0.5m
mの短冊状にし、150℃、3時間硬化後、熱機械分析
計(セイコー電子(株)TMA、昇温速度10℃/分)に
より、ガラス転移温度を測定した。 パッケージ内絶対水分量:固体撮像装置のパッケージを
125℃、2.3atm、相対湿度100%のプレッシ
ャークッカー試験にかけ、24時間、48時間後にパッ
ケージ内部の水分を測定した。
【0015】比較例1〜8 表2に示す配合割合で実施例と全く同様にして固体撮像
装置用の接着剤を作成し評価を行った。比較例4では硬
化剤として4,4’−ジアミノジフェニルメタンを、比
較例7では溶剤としてテトラエチレングリコールジメチ
ルエーテル(沸点275℃)を用いた。比較例8では溶
剤としてプロピレングリコールメチルエーテル(以下P
GM、沸点120℃)を用いた。これらの評価結果を表
2に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】本発明の接着剤は水分の透過が少なく、
これを用いると耐湿性に非常に優れ、信頼性の良好な撮
像特性を有する固体撮像装置を得ることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年1月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例1〜9 式(1)においてR1=CH3であるオルソクレゾール
ノボラックエポキシ(エポキシ基当量215、軟化点7
0℃)、 R1=Hであるフェノールノボラックエポキシ
(エポキシ基当量190、軟化点70℃)、ビスフェノ
ールA型エポキシ(エポキシ基当量900、軟化点98
℃)、ビスフェノールS型エポキシ(エポキシ基当量2
30、軟化点70℃)、ナフタレンエポキシ(エポキシ
基当量250、軟化点70℃)、4,4’−ジアミノジ
フェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルス
ルフォン、2ーフェニル−4−メチルイミダゾール、平
均粒径0.5μmの酸化亜鉛、球状シリカ、溶剤として
γ−ブチロラクトン(沸点203℃)、プロピレングリ
コールエチルエーテル(以下PE、沸点132℃)を表
1に示す割合で配合し、三本ロールで混練し、均一に分
散させ、固体撮像装置用の接着剤を得た。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【表1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】
【表2】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)式(1)で示されるノボラックエ
    ポキシ、(B)ジアミノジフェニルスルフォン、(C)
    無機充填材、及び(D)有機溶剤を必須成分とすること
    を特徴とする固体撮像装置用接着剤。 【化1】 (nは0以上の整数、R1はH又はCH3)
  2. 【請求項2】 式(1)で示されるノボラックエポキシ
    が、全エポキシ樹脂中に20重量%以上含まれる請求項
    1記載の固体撮像装置用接着剤。
  3. 【請求項3】 有機溶剤の沸点が125〜250℃であ
    る請求項1、又は請求項2記載の固体撮像装置用接着
    剤。
JP9003990A 1997-01-13 1997-01-13 固体撮像装置用接着剤 Pending JPH10195409A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069750A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-21 Fujifilm Corporation Solid state imaging device and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069750A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-21 Fujifilm Corporation Solid state imaging device and manufacturing method thereof
US7901973B2 (en) 2005-12-14 2011-03-08 Fujifilm Corporation Solid state imaging device and manufacturing method thereof

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