固体撮像素子パッケージ用窓ガラス
【課題】近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを固体撮像素子用のカバーガラスとして用いた場合でも、紫外線硬化型接着剤を迅速に硬化可能とする。
【解決手段】本発明に係る固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなり、周縁部の板厚が光学有効面の板厚に比べて薄いことで、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り付けることができるため、これにより固体撮像素子デバイスの組立てを効率的に行うことが可能である。
【解決手段】本発明に係る固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなり、周縁部の板厚が光学有効面の板厚に比べて薄いことで、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り付けることができるため、これにより固体撮像素子デバイスの組立てを効率的に行うことが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ等に使用されるＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子は可視光域から１１００ｎｍ付近の近赤外域にわたる分光感度を有している。したがって、そのままでは良好な色再現性を得ることができないので、赤外線を吸収する特定の物質が添加された近赤外線カットフィルタガラスを用いて視感度を補正している。この近赤外線カットフィルタガラスは、近赤外域の波長を選択的に吸収するフツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラスにＣｕＯを添加した光学ガラスが開発され使用されている。
【０００３】
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラの小型化や低コスト化が進められており、部品点数の削減を目的として固体撮像素子の保護用カバーガラスに近赤外線カットフィルタガラスを用いることが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
一方、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、固体撮像素子が収納されたセラミックスあるいは樹脂からなるパッケージに接着剤により気密封着されるが、接着剤の硬化時間の短縮を目的として紫外線硬化型接着剤が使用されるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８１０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の近赤外線カットフィルタガラスは、近赤外線を吸収する目的でガラス中にＣｕＯを含有させているが、ガラス中にＣｕＯを含有させることで近赤外線だけでなく紫外線も吸収される。
【０００７】
紫外線硬化型接着剤には様々な種類があるもの、一例として２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長の紫外線にて硬化するようになっている。ところが、紫外線硬化型接着剤を近赤外線カットフィルタガラスからなる固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとパッケージとの接着に使用すると、照射した紫外線は大半がガラスに吸収されてしまい、接着剤の硬化に長時間を要するという問題が新たに確認された。
【０００８】
本発明は、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスに用いた場合でも、紫外線硬化型接着剤を迅速に硬化可能な固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなり、周縁部の板厚が光学有効面の板厚に比べて薄いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り付けることができるため、これにより固体撮像素子デバイスの組立てを効率的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の断面図である。
【図３】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の平面図である。
【図４】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスが用いられた固体撮像素子デバイスの断面図である。
【図５】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの他の実施形態の断面図である。
【図６】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの他の実施形態の断面図である。
【図７】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【図８】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の板厚別の分光透過率を示す図である。
【図９】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの他の実施形態の板厚別の分光透過率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の実施形態の斜視図であり、図２は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の実施形態の断面図であり、図３は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の実施形態の平面図であり、図４は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１が用いられた固体撮像素子デバイス１１の断面図である。
【００１３】
本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１（以下、カバーガラスと称す）は、図１〜図３に示すとおり、矩形型の外観形状であって、板厚方向に相対向する第１透光面２１（パッケージ非接着面）および第２透光面２２（パッケージ接着面）と、このガラスの周縁を構成する側面とを有するものである。
光学有効面３とは、固体撮像素子９に入射する光がカバーガラス１を透光する範囲をいうものであり、カバーガラス１とパッケージ８との接着面より内側をいうものである。
周縁部２とは、各透光面上の光学有効面３の外側の側面近傍を指すものであり、第２透光面２２とパッケージ８との間に設けられる接着剤７が付着する範囲も含まれる。
【００１４】
本発明のカバーガラス１は、図４に示すように固体撮像素子９（ＣＣＤやＣＭＯＳ）をアルミナセラミックや樹脂からなるパッケージ８内に内臓し、その開口部を気密封止するものである。これにより、固体撮像素子９を保護するとともに、固体撮像素子９の受光面にチリや埃が付着するのを防ぐことを目的としている。
カバーガラス１とパッケージ８の接着については、従来から熱硬化性接着剤や低融点ガラスが用いられてきたが、近年は接着剤の硬化時間の短縮を目的として紫外線硬化型接着剤７が使用されるようになっている。
紫外線硬化型接着剤７とは、紫外線（２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の波長）を照射することにより短時間で硬化する性質を備えた接着剤である。
カバーガラス１とパッケージ８の組立て方法としては、カバーガラス１の周縁部２もしくはパッケージ８に紫外線硬化型接着剤７が塗布される。そして、カバーガラス１をパッケージ８の所定位置に設置した後、紫外線ランプを所定時間照射して、接着剤７を硬化することで気密封止する。
【００１５】
ここで、紫外線硬化型接着剤７の硬化速度と接着剤に到達する紫外線の積算光量には相関関係がある。そのため、カバーガラス１の周縁部２の裏面に設けられた接着剤７に十分な紫外線が到達しないと接着剤７の硬化に長時間を要することとなり、カバーガラス１とパッケージ８の組立て工程の効率が非常に悪くなる。
本発明のカバーガラス１は、固体撮像素子９の視感度補正を目的として近赤外線カット機能を有している。ガラス組成の詳細については後述するが、ガラスに近赤外線カット機能を持たせるためにフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させている。このＣｕＯは、近赤外線カットのための成分であるが、微少量の含有で３００ｎｍ付近の紫外線カット機能を有することが発明者により確認された。そのため、本発明のカバーガラス１においては、光学有効面３には影響しない周縁部２の板厚を、光学有効面３の板厚に比べて薄くすることで、光学有効面３の近赤外線カット機能を損なうことなく、接着剤７が設けられた周縁部２を透過する紫外線の量を確保できる。そのため、カバーガラス１の周縁部２に設けられた接着剤７には十分な紫外線が到達し、接着剤７の硬化を短時間で行うことが可能となり、カバーガラス１とパッケージ８とを効率的に組立てることができる。
【００１６】
カバーガラス１の周縁部２の板厚を光学有効面３の板厚に比べて薄くする方法として、カバーガラス１の側面と各透光面とが隣接する稜線部を面取り加工する方法がある。面取り加工により、稜線部を角形状もしくはＲ形状に面取りすることで、加工部分の板厚を薄くする。面取り方法としては、ダイヤモンドホイール等の研削砥石によって機械的に研削を行う芯取加工を用いる方法や、断面Ｖ字型のダイシングブレードにより側面をベベルカットする方法、エッチング液にてエッチング処理する方法などがある。
【００１７】
面取り加工は、第１透光面２１と側面とが隣接する第１稜線部と第２透光面２２とが隣接する第２稜線部との両方が加工対象とする場合と、第１透光面２１と側面とが隣接する第１稜線部のみが加工対象とする場合とがある。
第１稜線部と第２稜線部とを同様に面取り加工する場合、図２に示すように板厚を薄くできるため、加工部分の紫外線の透過量も多くできる。
また、第２稜線部はカバーガラス１とパッケージ８とを接着する接着剤７が塗布される部位であるため、第２稜線部の面取り量を第１稜線部の面取り量と比べて少なくすることで、図５に示す他の実施形態のようにカバーガラス１とパッケージと８の接着面を確保しつつ、加工部分の板厚を薄くすることができる。また、図６に示す他の実施形態のように第２稜線部を面取り加工しないで、第１稜線部のみを面取り加工することでも同様の効果を得ることができる。
面取り加工量（幅、角度、Ｒ形状等）については、カバーガラス１の板厚や紫外線硬化型接着剤７に要求される波長・積算光量や組立て工程に要求される硬化時間により適宜調整される。また、面取り加工部は第２透光面の接着剤塗布部の全範囲を加工する必要はなく、仮に接着剤塗布部から外れた範囲が加工されていても、照射された紫外線が加工部分から屈折して接着剤に到達することで、接着剤７の迅速な硬化に寄与できる。
【００１８】
カバーガラス１の周縁部２は、面取り加工後にエッチング処理されることが好ましい。本発明のカバーガラス１は、周縁部２の板厚が面取り加工されることにより光学有効面３と比べて薄くなる。そのため、製造工程の搬送や製品使用時の振動による他部材との接触でガラス粉・欠けが発生するおそれがある。そのため、カバーガラス１を面取り加工後にエッチング処理することで、面取り加工にて生じたクラックやチッピングを除去し、カバーガラス１の割れや欠けを未然に防ぐことができる。なお、エッチング方法の詳細については後述する。
【００１９】
カバーガラス１の四隅４（コーナー部）は、面取り加工されることが好ましい。前述の通り、周縁部２の板厚を薄くすると、四隅４は鋭利な状態となり、製造工程の搬送や製品使用時の振動による他部材との接触でガラス粉・欠けが発生するおそれがある。そのため、四隅４を角形状もしくはＲ形状に加工することで、四隅４の割れや欠けを未然に防ぐことができる。
【００２０】
本発明のカバーガラス１は、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスを用いることを必須の構成要件としている。
基礎ガラスとして用いるフツリン酸塩系ガラスは、優れた耐候性を有している。さらにガラス中にＣｕＯを添加することで、可視光域の高い透過率を維持したまま近赤外線を吸収することができるため、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとして好適に用いることが可能である。また、フツリン酸塩系ガラスの熱膨張係数は１３０×１０−７／℃前後であるため、固体撮像素子９を収める樹脂パッケージ８との熱膨張率が近く、固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１として好適に用いることが可能である。
基礎ガラスとして用いるリン酸塩系ガラスは、フツリン酸塩系ガラスと比較して硬度が高く曲げなどの外力が作用した際に破壊しにくい。さらにガラス中にＣｕＯを添加することで、可視光域の高い透過率を維持したまま近赤外線を吸収することができるため、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとして好適に用いることが可能である。
また、フツリン酸塩系ガラスの熱膨張係数は８０×１０−７／℃前後であるため、固体撮像素子９を収めるアルミナセラミックパッケージ８との熱膨張率が近く、固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１として好適に用いることが可能である。
【００２１】
本発明に用いられるフツリン酸塩系ガラスは、近赤外線カットフィルタガラスとして用いられる公知のガラス組成を用いることができるが、特に加工強度に優れる点でガラスの網目構造形成成分の含有比率が高い、質量％で、Ｐ２Ｏ５ ４６〜７０％、ＭｇＦ２ ０〜２５％、ＣａＦ２ ０〜２５％、ＳｒＦ２ ０〜２５％、ＬｉＦ ０〜２０％、ＮａＦ ０〜１０％、ＫＦ ０〜１０％、ただしＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦの合量が１〜３０％、ＡｌＦ３ ０．２〜２０％、ＺｎＦ２ ２〜１５％（ただし、フッ化物総合計量の５０％までを酸化物に置換可能）からなる組成を有することが好ましい。また、前記フツリン酸塩系ガラスは、ＢａおよびＰｂの含有を不純物としてのみ許容することが好ましい。
【００２２】
フツリン酸塩系ガラスの各含有成分の含有量を上記の範囲を限定した理由は、以下の通りである。
【００２３】
Ｐ２Ｏ５はガラスの網目構造を形成する主成分であるが、４６％未満ではガラスの安定性が悪くなり、また熱膨張係数が大きくなって耐熱衝撃性が低下する。７０％を越えると化学的耐久性が低下する。好ましくは４８〜６５％である。
【００２４】
ＡｌＦ３は化学的耐久性を向上させ、ガラスの粘性を高める成分であるが、０．２％未満ではその効果が得られず、２０％を越えるとガラス化が困難となる。好ましくは２〜１５％である。
【００２５】
ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２は化学的耐久性を低下することなくガラスを安定化するのに効果があるが、各々２５％を越えると溶融温度が高くなり、また失透を生じやすくなる。好ましくは、ＭｇＦ２が１５％以下、ＣａＦ２が５〜１５％の範囲である。ＳｒＦ２もまたガラスの化学的耐久性改善に効果があるが、２５％を越えると失透傾向が強くなる。好ましくは１０％以下である。
【００２６】
ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦは溶融温度を下げるために有効な成分であるが、ＬｉＦについては２０％を、ＮａＦ、ＫＦについては各々１０％を越えると化学的耐久性の低下をまねき、かつ耐熱衝撃性が低下する。また、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦの合量が１％ 未満では溶融温度を低下させる効果が得られず、３０％を越えると化学的耐久性を著しく低下させるので、１〜３０％の範囲とした。好ましくは、ＬｉＦが４〜１５％、ＮａＦが５％以下、ＫＦが５％以下、合量で５〜２０％である。
【００２７】
ＺｎＦ２は、化学的耐久性を向上させるとともに熱膨張係数を下げる効果があるが、２％未満ではその効果が得られず、１５％を超えるとガラスが不安定となるので好ましくない。好ましくは２〜１０％の範囲である。
【００２８】
また、上記フッ化物総合計量の５０％までを酸化物に置換することが可能である。この場合、Ｏは耐熱衝撃性を高め、Ｃｕ２＋イオンによるガラスの着色に寄与するが、５０％を越えると溶融温度が高くなり、Ｃｕ２＋の還元をまねき所望の分光透過特性が得られなくなる。
【００２９】
前記フツリン酸塩系ガラスにおいては、ＢａおよびＰｂの含有を不純物としてのみ許容していることが好ましい。従来のフツリン酸塩系ガラスを基礎ガラスとする近赤外線カットフィルタガラスにおいては、ＢａおよびＰｂは、ガラスを安定化させるとともに耐候性を向上させる目的でＢａＦ２、ＰｂＦ２として含有されているが、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとしての用いる場合にはガラスから放射されるα線量が低いことが求められるため、ＢａＦ２、ＰｂＦ２を実質的に含有させないことが好ましい。また、Ｐｂについては環境汚染物質としても含有しないことが好ましい。このため、本発明においては、ＢａおよびＰｂは意図的には添加しないことが好ましい。
【００３０】
本発明に用いられるリン酸塩系ガラスは、近赤外線カットフィルタガラスとして用いられる公知のガラス組成を用いることができるが、例えば質量％で、Ｐ２Ｏ５ ７０〜８５％、Ａｌ２Ｏ３ ８〜１７％、Ｂ２Ｏ３ １〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜３％、Ｎａ２Ｏ ０〜５％、Ｋ２Ｏ ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜５％、ＳｉＯ２ ０〜３％からなる組成を有することが好ましい。
【００３１】
リン酸塩系ガラスの各含有成分の含有量を上記の範囲を限定した理由は、以下の通りである。
【００３２】
Ｐ２Ｏ５は、ガラス網目を構成する主成分であるが７０％未満では溶融性が悪化し、８５％を超えると失透が発生しやすくなる。
【００３３】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの科学的耐久性を向上させるための不可欠の成分であるが、８％未満ではその効果がなく、１７％を越えると溶融性が悪くなる。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３は、化学的耐久性を向上させ、ガラスの安定性に有効な成分であるが、１％未満ではその効果がなく、１０％を越えると失透傾向が大きくなる。
【００３５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、ガラスの溶融性を改善し、失透を防止するために添加するが、これらの合量が０．１％未満ではその効果がなく、各成分が上記範囲を超えると化学的耐久性が劣化する。
【００３６】
ＳｉＯ２は、化学的耐久性を向上させる効果があるが、３％を越えると化学的耐久性が極端に悪化する。
【００３７】
上記にて説明したフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラスに含有するＣｕＯは、近赤外カットのための必須成分である。ＣｕＯを含有しない場合、紫外線の透過量は多くなるものの、近赤外線をほとんどカットすることができず、カバーガラスに近赤外線カット機能を持たせることができない。ＣｕＯは、フツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラス１００質量部に対して、０．１〜５質量部含有させることが好ましい。ＣｕＯが０．１質量部未満では、近赤外線カット機能が十分得られない。また、ＣｕＯが５質量部より多いと、紫外線カット機能が高く、周縁部を薄くしたとしても十分な紫外線の透過量が得られない。なお、ＣｕＯのより好ましい範囲は、０．３〜２質量部である。
【００３８】
次に、本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の製造方法について説明する。図７は、本実施形態の端面処理方法を含む固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【００３９】
以下、ガラス原料からガラス製品に至る工程の流れを図７に従って簡単に説明する。まず、ガラス原料を溶融、成形して平板状のガラス板を得る（ガラス板成形工程）。このガラス板を所定の大きさに切断し、その稜線部をダイヤモンドホイールなどを使い面取り加工する（面取り工程）。ガラス板をエッチング液中に浸漬し、稜線部をエッチング処理する（エッチング工程）。このガラス板の透光面に対し研磨を行い、鏡面にまで仕上げ（研磨工程）、ガラス板を洗浄して研磨剤や研磨屑を十分に除き乾燥する（第１の洗浄・乾燥工程）。こうして得られたガラス板の研磨面に対して、必要に応じて反射防止膜や近赤外線カット膜などの成膜を行う（成膜工程）。そして、ガラス基板を洗浄し乾燥する（第２の洗浄・乾燥工程）。これによりガラス製品を得る。
【００４０】
ガラス板成形工程は、調合したガラス原料をガラス溶融炉で溶融し、溶融ガラスをガラス溶融炉から成形型に流出して板状のガラスに成形する。もしくはブロック状のガラスに成形したのち、板状に切断する。
【００４１】
研磨工程は、エッチング工程により得られた稜線部にダメージを与えないように比較的軟質の治具を使用する必要がある。この研磨工程は、たとえば粗研磨、中研磨および鏡面仕上げの各段階に分けて行うことにより、良好な寸法精度と良好な仕上げ面とを得ることができる。
【００４２】
第１および第２の洗浄・乾燥工程は、研磨に用いた研磨剤、研磨屑や切断屑を洗浄によって除去する。たとえばガラス板を１枚ずつ間隔を設けて保持する保持部を有するかごに収容して保持し、このかごを順次超音波洗浄槽に浸漬して洗浄し、最終的にはＩＰＡ洗浄し乾燥する方法を用いることができる。
【００４３】
成膜工程は、研磨され洗浄・乾燥されたガラス板の板面に、必要に応じて反射防止膜や近赤外線カット膜等の薄膜を真空蒸着装置やスパッタリング装置などにより成膜する工程である。なお、上記のような薄膜を必要としない板状光学ガラスの場合、成膜工程は省略してもよい。
【００４４】
面取り工程は、ダイヤモンドホイールなどを使い面取り加工する、いわゆる芯取り方法だけでなく、断面Ｖ字型のダイシングブレードにより側面をベベルカットする方法、エッチング処理する方法などがある。
【００４５】
エッチング工程は、稜線部が面取りされたガラス板を、治具にて複数枚保持した後、エッチング液に治具ごと浸漬することで、ガラス板の稜線部をエッチングする。この際、ガラス板とエッチング液とを動態接触させることによって行うことが好ましい。つまり、ガラス板をエッチング液に浸漬するだけでなく、両者の接触面が変化するように撹拌あるいは流動化させておく。これによって、エッチングの進行を均一化しかつ促進できる。具体的には、密閉容器中にガラス板とエッチング液を収容し、この密閉容器を回転または振動させる。
【００４６】
エッチング工程にて、ガラス板の稜線部をエッチングし、稜線部のクラック長の最大値を例えば０．０２ｍｍ以下とすることで、薄肉であっても強度の高いカバーガラスが得られる。詳細には、ガラス板の稜線部に面取り工程にて発生したクラックやチッピングをエッチング工程にて除去できるため、カバーガラスの曲げ強さを一定以上とすることが可能となる。
【００４７】
エッチング工程にて用いるエッチング液は、塩酸を主成分とすることが適当である。ガラスのエッチングにおいては、通常フッ酸を主成分としたエッチング液が用いられるが、フツリン酸塩系ガラスをフッ酸を含むエッチング液にてエッチングすると、ガラス表面にガラス成分とエッチング液との反応析出物が付着し、これがエッチング液とガラスとの接触を妨げ、エッチングの進行が遅くなり、エッチングレートの低下等の不具合を生じる。これに対し、塩酸を主成分としたエッチング液を用いることで、このような反応析出物の付着がなく、エッチング処理を正確かつ容易に行うことが可能である。これは、フツリン酸塩系ガラスと組合せにおいては、特に顕著に見られる現象であり、フツリン酸塩系ガラスのエッチングレートを確認したところ、塩酸のエッチング液は同濃度のフッ酸のエッチング液と比較し、３割程度エッチングレートが高いことが実験的に確認された。
また、エッチング液としては、塩酸の他に、塩酸とＨ２ＳＯ４の混酸水溶液も用いることができる。エッチング液の濃度やエッチングの処理時間については、除去すべきクラックの程度によって、適宜調整することができるが、塩酸の濃度としては、３〜２５％（質量％）が好ましい。
【００４８】
さらに、エッチング液には前記塩酸等の他に界面活性剤を含めることもできる。エッチング液に界面活性剤を添加すると、エッチング液のガラス表面への濡れ性が向上し、エッチング液がクラック内部に浸透しやすくなる。これにより、エッチング処理によるクラックの除去が素早くかつ確実に行うことができる。界面活性剤としては、脂肪酸ナトリウムやポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、アニオン性界面活性剤・非イオン性（ノニオン性）界面活性剤等の公知のものを用いることができる。また界面活性剤の濃度は、０．０１〜１０％（質量％）が好ましい。
【００４９】
本発明の実施形態として、以下に固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１としてフツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）を用い、このフツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量を０．５％、１．２％としたものについて、板厚別（１ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．５ｍｍ）の分光透過率を調査した。その結果を図８、図９に示す。なお、図８（Ａ）は、フツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量が０．５％の場合の板厚別の紫外域から赤外域に至る波長範囲の分光透過率を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）における紫外域のみを拡大した分光透過率を示す図である。また、図９（Ａ）は、フツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量が１．２％の場合の板厚別の紫外域から赤外域に至る波長範囲の分光透過率を示し、図９（Ｂ）は図９（Ａ）における紫外域のみを拡大した分光透過率を示す図である。
【００５０】
図８、図９の分光透過率より、板厚を１ｍｍから０．５ｍｍにすることで例えば３２０ｎｍの紫外線は約２０％透過率が向上することがわかる。紫外線硬化型接着剤を硬化させるために有効な波長はある程度の範囲があるため、紫外域の全域において透過率が高いことにより、紫外線硬化型接着剤の硬化時間を大幅に短縮することができる。
【００５１】
次に固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１を用いて、パッケージ８を気密封止する場合を説明する。
固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１（フツリン酸塩系ガラス、ＣｕＯ含有量：０．５％、板厚１ｍｍ）について、周縁部２を面取り加工したもの、面取り加工しないものを用意した。面取り加工は、面取り加工機にてパッケージ非接触面側の透光面のみを角形状にした。面取り加工形状は、透光面側に幅約１ｍｍ、透光面に対して約４０°の角形状である。接着剤７が塗布される端面から０．５ｍｍの周縁部２における板厚は約０．５ｍｍであった。
【００５２】
これらの固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の周縁部２が当接するパッケージ８の部分にディスペンサーを用いて紫外線硬化型接着剤７を塗布する。次に、接着剤７が塗布されたガラス１をパッケージ８の上部に載置する。次いで、ガラス１が載置されたパッケージ８に紫外線ランプにより紫外線を照射して接着剤７を硬化させ、ガラス１をパッケージ８に接着した。この際、ガラス１の接着に要した時間、つまり接着剤７が硬化した時間について調査を行った。
ガラス１の接着に要した時間は、面取り加工有のガラス１を用いた場合、面取り加工無のガラス１を用いた場合と比べて４０％程度短かった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスによれば、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り合わせることができる固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを提供することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…固体撮像素子パッケージ用窓ガラス（カバーガラス）、２…周縁部、３…光学有効面、４…四隅（コーナー部）、５…面取り加工部、７…紫外線硬化型接着剤、８…パッケージ、９…固体撮像素子、１１…固体撮像素子デバイス、２１…第１透光面（パッケージ非接触面）、２２…第２透光面（パッケージ接触面）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ等に使用されるＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子は可視光域から１１００ｎｍ付近の近赤外域にわたる分光感度を有している。したがって、そのままでは良好な色再現性を得ることができないので、赤外線を吸収する特定の物質が添加された近赤外線カットフィルタガラスを用いて視感度を補正している。この近赤外線カットフィルタガラスは、近赤外域の波長を選択的に吸収するフツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラスにＣｕＯを添加した光学ガラスが開発され使用されている。
【０００３】
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラの小型化や低コスト化が進められており、部品点数の削減を目的として固体撮像素子の保護用カバーガラスに近赤外線カットフィルタガラスを用いることが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
一方、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、固体撮像素子が収納されたセラミックスあるいは樹脂からなるパッケージに接着剤により気密封着されるが、接着剤の硬化時間の短縮を目的として紫外線硬化型接着剤が使用されるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８１０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の近赤外線カットフィルタガラスは、近赤外線を吸収する目的でガラス中にＣｕＯを含有させているが、ガラス中にＣｕＯを含有させることで近赤外線だけでなく紫外線も吸収される。
【０００７】
紫外線硬化型接着剤には様々な種類があるもの、一例として２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長の紫外線にて硬化するようになっている。ところが、紫外線硬化型接着剤を近赤外線カットフィルタガラスからなる固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとパッケージとの接着に使用すると、照射した紫外線は大半がガラスに吸収されてしまい、接着剤の硬化に長時間を要するという問題が新たに確認された。
【０００８】
本発明は、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスに用いた場合でも、紫外線硬化型接着剤を迅速に硬化可能な固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなり、周縁部の板厚が光学有効面の板厚に比べて薄いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り付けることができるため、これにより固体撮像素子デバイスの組立てを効率的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の断面図である。
【図３】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の平面図である。
【図４】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスが用いられた固体撮像素子デバイスの断面図である。
【図５】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの他の実施形態の断面図である。
【図６】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの他の実施形態の断面図である。
【図７】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【図８】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの一実施形態の板厚別の分光透過率を示す図である。
【図９】本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの他の実施形態の板厚別の分光透過率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の実施形態の斜視図であり、図２は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の実施形態の断面図であり、図３は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の実施形態の平面図であり、図４は本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１が用いられた固体撮像素子デバイス１１の断面図である。
【００１３】
本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１（以下、カバーガラスと称す）は、図１〜図３に示すとおり、矩形型の外観形状であって、板厚方向に相対向する第１透光面２１（パッケージ非接着面）および第２透光面２２（パッケージ接着面）と、このガラスの周縁を構成する側面とを有するものである。
光学有効面３とは、固体撮像素子９に入射する光がカバーガラス１を透光する範囲をいうものであり、カバーガラス１とパッケージ８との接着面より内側をいうものである。
周縁部２とは、各透光面上の光学有効面３の外側の側面近傍を指すものであり、第２透光面２２とパッケージ８との間に設けられる接着剤７が付着する範囲も含まれる。
【００１４】
本発明のカバーガラス１は、図４に示すように固体撮像素子９（ＣＣＤやＣＭＯＳ）をアルミナセラミックや樹脂からなるパッケージ８内に内臓し、その開口部を気密封止するものである。これにより、固体撮像素子９を保護するとともに、固体撮像素子９の受光面にチリや埃が付着するのを防ぐことを目的としている。
カバーガラス１とパッケージ８の接着については、従来から熱硬化性接着剤や低融点ガラスが用いられてきたが、近年は接着剤の硬化時間の短縮を目的として紫外線硬化型接着剤７が使用されるようになっている。
紫外線硬化型接着剤７とは、紫外線（２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の波長）を照射することにより短時間で硬化する性質を備えた接着剤である。
カバーガラス１とパッケージ８の組立て方法としては、カバーガラス１の周縁部２もしくはパッケージ８に紫外線硬化型接着剤７が塗布される。そして、カバーガラス１をパッケージ８の所定位置に設置した後、紫外線ランプを所定時間照射して、接着剤７を硬化することで気密封止する。
【００１５】
ここで、紫外線硬化型接着剤７の硬化速度と接着剤に到達する紫外線の積算光量には相関関係がある。そのため、カバーガラス１の周縁部２の裏面に設けられた接着剤７に十分な紫外線が到達しないと接着剤７の硬化に長時間を要することとなり、カバーガラス１とパッケージ８の組立て工程の効率が非常に悪くなる。
本発明のカバーガラス１は、固体撮像素子９の視感度補正を目的として近赤外線カット機能を有している。ガラス組成の詳細については後述するが、ガラスに近赤外線カット機能を持たせるためにフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させている。このＣｕＯは、近赤外線カットのための成分であるが、微少量の含有で３００ｎｍ付近の紫外線カット機能を有することが発明者により確認された。そのため、本発明のカバーガラス１においては、光学有効面３には影響しない周縁部２の板厚を、光学有効面３の板厚に比べて薄くすることで、光学有効面３の近赤外線カット機能を損なうことなく、接着剤７が設けられた周縁部２を透過する紫外線の量を確保できる。そのため、カバーガラス１の周縁部２に設けられた接着剤７には十分な紫外線が到達し、接着剤７の硬化を短時間で行うことが可能となり、カバーガラス１とパッケージ８とを効率的に組立てることができる。
【００１６】
カバーガラス１の周縁部２の板厚を光学有効面３の板厚に比べて薄くする方法として、カバーガラス１の側面と各透光面とが隣接する稜線部を面取り加工する方法がある。面取り加工により、稜線部を角形状もしくはＲ形状に面取りすることで、加工部分の板厚を薄くする。面取り方法としては、ダイヤモンドホイール等の研削砥石によって機械的に研削を行う芯取加工を用いる方法や、断面Ｖ字型のダイシングブレードにより側面をベベルカットする方法、エッチング液にてエッチング処理する方法などがある。
【００１７】
面取り加工は、第１透光面２１と側面とが隣接する第１稜線部と第２透光面２２とが隣接する第２稜線部との両方が加工対象とする場合と、第１透光面２１と側面とが隣接する第１稜線部のみが加工対象とする場合とがある。
第１稜線部と第２稜線部とを同様に面取り加工する場合、図２に示すように板厚を薄くできるため、加工部分の紫外線の透過量も多くできる。
また、第２稜線部はカバーガラス１とパッケージ８とを接着する接着剤７が塗布される部位であるため、第２稜線部の面取り量を第１稜線部の面取り量と比べて少なくすることで、図５に示す他の実施形態のようにカバーガラス１とパッケージと８の接着面を確保しつつ、加工部分の板厚を薄くすることができる。また、図６に示す他の実施形態のように第２稜線部を面取り加工しないで、第１稜線部のみを面取り加工することでも同様の効果を得ることができる。
面取り加工量（幅、角度、Ｒ形状等）については、カバーガラス１の板厚や紫外線硬化型接着剤７に要求される波長・積算光量や組立て工程に要求される硬化時間により適宜調整される。また、面取り加工部は第２透光面の接着剤塗布部の全範囲を加工する必要はなく、仮に接着剤塗布部から外れた範囲が加工されていても、照射された紫外線が加工部分から屈折して接着剤に到達することで、接着剤７の迅速な硬化に寄与できる。
【００１８】
カバーガラス１の周縁部２は、面取り加工後にエッチング処理されることが好ましい。本発明のカバーガラス１は、周縁部２の板厚が面取り加工されることにより光学有効面３と比べて薄くなる。そのため、製造工程の搬送や製品使用時の振動による他部材との接触でガラス粉・欠けが発生するおそれがある。そのため、カバーガラス１を面取り加工後にエッチング処理することで、面取り加工にて生じたクラックやチッピングを除去し、カバーガラス１の割れや欠けを未然に防ぐことができる。なお、エッチング方法の詳細については後述する。
【００１９】
カバーガラス１の四隅４（コーナー部）は、面取り加工されることが好ましい。前述の通り、周縁部２の板厚を薄くすると、四隅４は鋭利な状態となり、製造工程の搬送や製品使用時の振動による他部材との接触でガラス粉・欠けが発生するおそれがある。そのため、四隅４を角形状もしくはＲ形状に加工することで、四隅４の割れや欠けを未然に防ぐことができる。
【００２０】
本発明のカバーガラス１は、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスを用いることを必須の構成要件としている。
基礎ガラスとして用いるフツリン酸塩系ガラスは、優れた耐候性を有している。さらにガラス中にＣｕＯを添加することで、可視光域の高い透過率を維持したまま近赤外線を吸収することができるため、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとして好適に用いることが可能である。また、フツリン酸塩系ガラスの熱膨張係数は１３０×１０−７／℃前後であるため、固体撮像素子９を収める樹脂パッケージ８との熱膨張率が近く、固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１として好適に用いることが可能である。
基礎ガラスとして用いるリン酸塩系ガラスは、フツリン酸塩系ガラスと比較して硬度が高く曲げなどの外力が作用した際に破壊しにくい。さらにガラス中にＣｕＯを添加することで、可視光域の高い透過率を維持したまま近赤外線を吸収することができるため、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとして好適に用いることが可能である。
また、フツリン酸塩系ガラスの熱膨張係数は８０×１０−７／℃前後であるため、固体撮像素子９を収めるアルミナセラミックパッケージ８との熱膨張率が近く、固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１として好適に用いることが可能である。
【００２１】
本発明に用いられるフツリン酸塩系ガラスは、近赤外線カットフィルタガラスとして用いられる公知のガラス組成を用いることができるが、特に加工強度に優れる点でガラスの網目構造形成成分の含有比率が高い、質量％で、Ｐ２Ｏ５ ４６〜７０％、ＭｇＦ２ ０〜２５％、ＣａＦ２ ０〜２５％、ＳｒＦ２ ０〜２５％、ＬｉＦ ０〜２０％、ＮａＦ ０〜１０％、ＫＦ ０〜１０％、ただしＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦの合量が１〜３０％、ＡｌＦ３ ０．２〜２０％、ＺｎＦ２ ２〜１５％（ただし、フッ化物総合計量の５０％までを酸化物に置換可能）からなる組成を有することが好ましい。また、前記フツリン酸塩系ガラスは、ＢａおよびＰｂの含有を不純物としてのみ許容することが好ましい。
【００２２】
フツリン酸塩系ガラスの各含有成分の含有量を上記の範囲を限定した理由は、以下の通りである。
【００２３】
Ｐ２Ｏ５はガラスの網目構造を形成する主成分であるが、４６％未満ではガラスの安定性が悪くなり、また熱膨張係数が大きくなって耐熱衝撃性が低下する。７０％を越えると化学的耐久性が低下する。好ましくは４８〜６５％である。
【００２４】
ＡｌＦ３は化学的耐久性を向上させ、ガラスの粘性を高める成分であるが、０．２％未満ではその効果が得られず、２０％を越えるとガラス化が困難となる。好ましくは２〜１５％である。
【００２５】
ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２は化学的耐久性を低下することなくガラスを安定化するのに効果があるが、各々２５％を越えると溶融温度が高くなり、また失透を生じやすくなる。好ましくは、ＭｇＦ２が１５％以下、ＣａＦ２が５〜１５％の範囲である。ＳｒＦ２もまたガラスの化学的耐久性改善に効果があるが、２５％を越えると失透傾向が強くなる。好ましくは１０％以下である。
【００２６】
ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦは溶融温度を下げるために有効な成分であるが、ＬｉＦについては２０％を、ＮａＦ、ＫＦについては各々１０％を越えると化学的耐久性の低下をまねき、かつ耐熱衝撃性が低下する。また、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦの合量が１％ 未満では溶融温度を低下させる効果が得られず、３０％を越えると化学的耐久性を著しく低下させるので、１〜３０％の範囲とした。好ましくは、ＬｉＦが４〜１５％、ＮａＦが５％以下、ＫＦが５％以下、合量で５〜２０％である。
【００２７】
ＺｎＦ２は、化学的耐久性を向上させるとともに熱膨張係数を下げる効果があるが、２％未満ではその効果が得られず、１５％を超えるとガラスが不安定となるので好ましくない。好ましくは２〜１０％の範囲である。
【００２８】
また、上記フッ化物総合計量の５０％までを酸化物に置換することが可能である。この場合、Ｏは耐熱衝撃性を高め、Ｃｕ２＋イオンによるガラスの着色に寄与するが、５０％を越えると溶融温度が高くなり、Ｃｕ２＋の還元をまねき所望の分光透過特性が得られなくなる。
【００２９】
前記フツリン酸塩系ガラスにおいては、ＢａおよびＰｂの含有を不純物としてのみ許容していることが好ましい。従来のフツリン酸塩系ガラスを基礎ガラスとする近赤外線カットフィルタガラスにおいては、ＢａおよびＰｂは、ガラスを安定化させるとともに耐候性を向上させる目的でＢａＦ２、ＰｂＦ２として含有されているが、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとしての用いる場合にはガラスから放射されるα線量が低いことが求められるため、ＢａＦ２、ＰｂＦ２を実質的に含有させないことが好ましい。また、Ｐｂについては環境汚染物質としても含有しないことが好ましい。このため、本発明においては、ＢａおよびＰｂは意図的には添加しないことが好ましい。
【００３０】
本発明に用いられるリン酸塩系ガラスは、近赤外線カットフィルタガラスとして用いられる公知のガラス組成を用いることができるが、例えば質量％で、Ｐ２Ｏ５ ７０〜８５％、Ａｌ２Ｏ３ ８〜１７％、Ｂ２Ｏ３ １〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜３％、Ｎａ２Ｏ ０〜５％、Ｋ２Ｏ ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜５％、ＳｉＯ２ ０〜３％からなる組成を有することが好ましい。
【００３１】
リン酸塩系ガラスの各含有成分の含有量を上記の範囲を限定した理由は、以下の通りである。
【００３２】
Ｐ２Ｏ５は、ガラス網目を構成する主成分であるが７０％未満では溶融性が悪化し、８５％を超えると失透が発生しやすくなる。
【００３３】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの科学的耐久性を向上させるための不可欠の成分であるが、８％未満ではその効果がなく、１７％を越えると溶融性が悪くなる。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３は、化学的耐久性を向上させ、ガラスの安定性に有効な成分であるが、１％未満ではその効果がなく、１０％を越えると失透傾向が大きくなる。
【００３５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、ガラスの溶融性を改善し、失透を防止するために添加するが、これらの合量が０．１％未満ではその効果がなく、各成分が上記範囲を超えると化学的耐久性が劣化する。
【００３６】
ＳｉＯ２は、化学的耐久性を向上させる効果があるが、３％を越えると化学的耐久性が極端に悪化する。
【００３７】
上記にて説明したフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラスに含有するＣｕＯは、近赤外カットのための必須成分である。ＣｕＯを含有しない場合、紫外線の透過量は多くなるものの、近赤外線をほとんどカットすることができず、カバーガラスに近赤外線カット機能を持たせることができない。ＣｕＯは、フツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラス１００質量部に対して、０．１〜５質量部含有させることが好ましい。ＣｕＯが０．１質量部未満では、近赤外線カット機能が十分得られない。また、ＣｕＯが５質量部より多いと、紫外線カット機能が高く、周縁部を薄くしたとしても十分な紫外線の透過量が得られない。なお、ＣｕＯのより好ましい範囲は、０．３〜２質量部である。
【００３８】
次に、本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の製造方法について説明する。図７は、本実施形態の端面処理方法を含む固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【００３９】
以下、ガラス原料からガラス製品に至る工程の流れを図７に従って簡単に説明する。まず、ガラス原料を溶融、成形して平板状のガラス板を得る（ガラス板成形工程）。このガラス板を所定の大きさに切断し、その稜線部をダイヤモンドホイールなどを使い面取り加工する（面取り工程）。ガラス板をエッチング液中に浸漬し、稜線部をエッチング処理する（エッチング工程）。このガラス板の透光面に対し研磨を行い、鏡面にまで仕上げ（研磨工程）、ガラス板を洗浄して研磨剤や研磨屑を十分に除き乾燥する（第１の洗浄・乾燥工程）。こうして得られたガラス板の研磨面に対して、必要に応じて反射防止膜や近赤外線カット膜などの成膜を行う（成膜工程）。そして、ガラス基板を洗浄し乾燥する（第２の洗浄・乾燥工程）。これによりガラス製品を得る。
【００４０】
ガラス板成形工程は、調合したガラス原料をガラス溶融炉で溶融し、溶融ガラスをガラス溶融炉から成形型に流出して板状のガラスに成形する。もしくはブロック状のガラスに成形したのち、板状に切断する。
【００４１】
研磨工程は、エッチング工程により得られた稜線部にダメージを与えないように比較的軟質の治具を使用する必要がある。この研磨工程は、たとえば粗研磨、中研磨および鏡面仕上げの各段階に分けて行うことにより、良好な寸法精度と良好な仕上げ面とを得ることができる。
【００４２】
第１および第２の洗浄・乾燥工程は、研磨に用いた研磨剤、研磨屑や切断屑を洗浄によって除去する。たとえばガラス板を１枚ずつ間隔を設けて保持する保持部を有するかごに収容して保持し、このかごを順次超音波洗浄槽に浸漬して洗浄し、最終的にはＩＰＡ洗浄し乾燥する方法を用いることができる。
【００４３】
成膜工程は、研磨され洗浄・乾燥されたガラス板の板面に、必要に応じて反射防止膜や近赤外線カット膜等の薄膜を真空蒸着装置やスパッタリング装置などにより成膜する工程である。なお、上記のような薄膜を必要としない板状光学ガラスの場合、成膜工程は省略してもよい。
【００４４】
面取り工程は、ダイヤモンドホイールなどを使い面取り加工する、いわゆる芯取り方法だけでなく、断面Ｖ字型のダイシングブレードにより側面をベベルカットする方法、エッチング処理する方法などがある。
【００４５】
エッチング工程は、稜線部が面取りされたガラス板を、治具にて複数枚保持した後、エッチング液に治具ごと浸漬することで、ガラス板の稜線部をエッチングする。この際、ガラス板とエッチング液とを動態接触させることによって行うことが好ましい。つまり、ガラス板をエッチング液に浸漬するだけでなく、両者の接触面が変化するように撹拌あるいは流動化させておく。これによって、エッチングの進行を均一化しかつ促進できる。具体的には、密閉容器中にガラス板とエッチング液を収容し、この密閉容器を回転または振動させる。
【００４６】
エッチング工程にて、ガラス板の稜線部をエッチングし、稜線部のクラック長の最大値を例えば０．０２ｍｍ以下とすることで、薄肉であっても強度の高いカバーガラスが得られる。詳細には、ガラス板の稜線部に面取り工程にて発生したクラックやチッピングをエッチング工程にて除去できるため、カバーガラスの曲げ強さを一定以上とすることが可能となる。
【００４７】
エッチング工程にて用いるエッチング液は、塩酸を主成分とすることが適当である。ガラスのエッチングにおいては、通常フッ酸を主成分としたエッチング液が用いられるが、フツリン酸塩系ガラスをフッ酸を含むエッチング液にてエッチングすると、ガラス表面にガラス成分とエッチング液との反応析出物が付着し、これがエッチング液とガラスとの接触を妨げ、エッチングの進行が遅くなり、エッチングレートの低下等の不具合を生じる。これに対し、塩酸を主成分としたエッチング液を用いることで、このような反応析出物の付着がなく、エッチング処理を正確かつ容易に行うことが可能である。これは、フツリン酸塩系ガラスと組合せにおいては、特に顕著に見られる現象であり、フツリン酸塩系ガラスのエッチングレートを確認したところ、塩酸のエッチング液は同濃度のフッ酸のエッチング液と比較し、３割程度エッチングレートが高いことが実験的に確認された。
また、エッチング液としては、塩酸の他に、塩酸とＨ２ＳＯ４の混酸水溶液も用いることができる。エッチング液の濃度やエッチングの処理時間については、除去すべきクラックの程度によって、適宜調整することができるが、塩酸の濃度としては、３〜２５％（質量％）が好ましい。
【００４８】
さらに、エッチング液には前記塩酸等の他に界面活性剤を含めることもできる。エッチング液に界面活性剤を添加すると、エッチング液のガラス表面への濡れ性が向上し、エッチング液がクラック内部に浸透しやすくなる。これにより、エッチング処理によるクラックの除去が素早くかつ確実に行うことができる。界面活性剤としては、脂肪酸ナトリウムやポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、アニオン性界面活性剤・非イオン性（ノニオン性）界面活性剤等の公知のものを用いることができる。また界面活性剤の濃度は、０．０１〜１０％（質量％）が好ましい。
【００４９】
本発明の実施形態として、以下に固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１としてフツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）を用い、このフツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量を０．５％、１．２％としたものについて、板厚別（１ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．５ｍｍ）の分光透過率を調査した。その結果を図８、図９に示す。なお、図８（Ａ）は、フツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量が０．５％の場合の板厚別の紫外域から赤外域に至る波長範囲の分光透過率を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）における紫外域のみを拡大した分光透過率を示す図である。また、図９（Ａ）は、フツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量が１．２％の場合の板厚別の紫外域から赤外域に至る波長範囲の分光透過率を示し、図９（Ｂ）は図９（Ａ）における紫外域のみを拡大した分光透過率を示す図である。
【００５０】
図８、図９の分光透過率より、板厚を１ｍｍから０．５ｍｍにすることで例えば３２０ｎｍの紫外線は約２０％透過率が向上することがわかる。紫外線硬化型接着剤を硬化させるために有効な波長はある程度の範囲があるため、紫外域の全域において透過率が高いことにより、紫外線硬化型接着剤の硬化時間を大幅に短縮することができる。
【００５１】
次に固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１を用いて、パッケージ８を気密封止する場合を説明する。
固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１（フツリン酸塩系ガラス、ＣｕＯ含有量：０．５％、板厚１ｍｍ）について、周縁部２を面取り加工したもの、面取り加工しないものを用意した。面取り加工は、面取り加工機にてパッケージ非接触面側の透光面のみを角形状にした。面取り加工形状は、透光面側に幅約１ｍｍ、透光面に対して約４０°の角形状である。接着剤７が塗布される端面から０．５ｍｍの周縁部２における板厚は約０．５ｍｍであった。
【００５２】
これらの固体撮像素子パッケージ用窓ガラス１の周縁部２が当接するパッケージ８の部分にディスペンサーを用いて紫外線硬化型接着剤７を塗布する。次に、接着剤７が塗布されたガラス１をパッケージ８の上部に載置する。次いで、ガラス１が載置されたパッケージ８に紫外線ランプにより紫外線を照射して接着剤７を硬化させ、ガラス１をパッケージ８に接着した。この際、ガラス１の接着に要した時間、つまり接着剤７が硬化した時間について調査を行った。
ガラス１の接着に要した時間は、面取り加工有のガラス１を用いた場合、面取り加工無のガラス１を用いた場合と比べて４０％程度短かった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の固体撮像素子パッケージ用窓ガラスによれば、近赤外線カット機能を有する固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り合わせることができる固体撮像素子パッケージ用窓ガラスを提供することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…固体撮像素子パッケージ用窓ガラス（カバーガラス）、２…周縁部、３…光学有効面、４…四隅（コーナー部）、５…面取り加工部、７…紫外線硬化型接着剤、８…パッケージ、９…固体撮像素子、１１…固体撮像素子デバイス、２１…第１透光面（パッケージ非接触面）、２２…第２透光面（パッケージ接触面）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであって、周縁部の板厚が光学有効面の板厚に比べて薄いことを特徴とする固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項２】
前記周縁部が面取り加工されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項３】
前記周縁部の面取り加工は、パッケージ非接着面側がパッケージ接着面側より多く面取りされていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項４】
前記周縁部の面取り加工は、パッケージ非接着面側のみが面取りされていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項５】
前記周縁部は、面取り加工後にエッチング処理されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項６】
前記固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの四隅が面取り加工されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項７】
フツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラス１００質量部に対して、ＣｕＯが０．１〜５質量部含有されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項１】
ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる固体撮像素子パッケージ用窓ガラスであって、周縁部の板厚が光学有効面の板厚に比べて薄いことを特徴とする固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項２】
前記周縁部が面取り加工されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項３】
前記周縁部の面取り加工は、パッケージ非接着面側がパッケージ接着面側より多く面取りされていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項４】
前記周縁部の面取り加工は、パッケージ非接着面側のみが面取りされていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項５】
前記周縁部は、面取り加工後にエッチング処理されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項６】
前記固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの四隅が面取り加工されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【請求項７】
フツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラス１００質量部に対して、ＣｕＯが０．１〜５質量部含有されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の固体撮像素子パッケージ用窓ガラス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２６７３９６（Ｐ２００９−２６７３９６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５４８２（Ｐ２００９−８５４８２）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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