JP6354297B2 - カバーガラス、および、その製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カバーガラス、および、その製造方法に関する。特に、本発明は、固体撮像素子を収容するパッケージに接着され、その固体撮像素子の受光面に入射する光が透過するカバーガラス、および、その製造方法に関する。

デジタルカメラやデジタルビデオ等の撮像装置には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子が設置されている。

撮像装置において、固体撮像素子は、パッケージの内部空間に収容されている。そして、固体撮像素子を保護すると共に、固体撮像素子の受光面に埃などの異物が付着することを防止するために、カバーガラスがパッケージに設置されている。カバーガラスは、パッケージの内部空間を密封するように接着層を介してパッケージに接着され、その内部空間に収容された固体撮像素子の受光面に入射する光が透過する。この他に、撮像装置には、撮像した画像の色再現性等を向上するために、近赤外線カットフィルタなどの光学要素が設置されている。近赤外線カットフィルタは、たとえば、リン酸塩ガラス、フツリン酸塩ガラスなどのガラスであって、ＣｕＯを含有している（たとえば、特許文献１，２参照）。

撮像装置は、小型化、および、低コスト化を実現するために、部品の数を低減することが要求されている。このため、たとえば、近赤外線カットフィルタなどの光学要素をカバーガラスとして用いることが提案されている（たとえば、特許文献３，４参照）。

特開昭６２−１２８９４３号公報 特開平０１−２１９０３７号公報 特開平０７−２８１０２１号公報 特開平０８−３０６８９４号公報

しかしながら、撮像装置においては、耐候性が十分でないために、固体撮像素子を収容するパッケージからカバーガラスが剥がれる場合がある。たとえば、高温高湿の環境下に長時間曝されたときに、カバーガラスと接着層との界面において接着性が低下して、パッケージからカバーガラスが剥離する場合がある。そして、これに起因して、撮像装置の信頼性が低下する場合がある。

したがって、本発明は、固体撮像素子を収容するパッケージとの接着性を向上可能なカバーガラス、および、その製造方法を提供することを目的とする。

本発明のカバーガラスは、固体撮像素子を収容するパッケージに設置されるカバーガラスであって、光学有効面と接着面と密着強化層とを有する。光学有効面は、固体撮像素子の受光面に入射する光が透過する。接着面は、接着層を介してパッケージに接着される。密着強化層は、接着面を直接的に被覆する。ここでは、カバーガラスは、非架橋状態のリン（Ｐ）元素をガラス成分として含有する。接着面は、光学有効面よりも粗い。密着強化層を介して接着層が接着面に設けられる。密着強化層は、シリコン元素を含む。

本発明によれば、固体撮像素子を収容するパッケージとの接着性を向上可能なカバーガラス、および、その製造方法を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。 図２は、第１実施形態に係るカバーガラスの平面図である。 図３は、第１実施形態に係るカバーガラスの一部を拡大して示す断面図である。 図４は、第１実施形態に係るカバーガラスの製造方法を示すフロー図である。 図５は、第２実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。 図６は、第３実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。 図７は、第４実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。 図８は、第４実施形態に係るカバーガラスの平面図である。 図９は、第４実施形態に係るカバーガラスの一部を拡大して示す断面図である。 図１０は、接着強度（シェア強度）の測定を行うときの様子を示す図である。

＜第１実施形態＞
［Ａ］撮像装置１の全体構成
図１は、第１実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。図１では、受光面Ｓ１１に沿った面（ｘｙ面）に対して垂直な面（ｘｚ面）について示している。

図１に示すように、撮像装置１は、固体撮像素子１０と、パッケージ２０と、カバーガラス３０と、接着層４０とを有する。

撮像装置１では、光（被写体像）が、レンズ（図示省略）を介して入射し、パッケージ２０に接着されたカバーガラス３０を通過する。そして、撮像装置１では、そのカバーガラス３０を通過した光（被写体像）が、パッケージ２０に収容された固体撮像素子１０で受光される。

撮像装置１を構成する各部について、順次、説明する。

［Ａ−１］固体撮像素子１０
固体撮像素子１０は、たとえば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサである。

固体撮像素子１０は、図１に示すように、受光面Ｓ１１を含み、入射する光（被写体像）を受光面Ｓ１１で受ける。受光面Ｓ１１には、たとえば、複数の光電変換素子（図示省略）が、一の方向ｘと、その一の方向ｘに対して垂直な方向ｙとに配列されている。そして、固体撮像素子１０では、複数の光電変換素子が光電変換を行って電気信号を出力するように構成されている。

［Ａ−２］パッケージ２０
パッケージ２０は、図１に示すように、内部空間ＳＰ２０を含み、その内部空間ＳＰ２０に固体撮像素子１０を収容している。

具体的には、パッケージ２０は、底板部２１と側板部２２とを有し、底板部２１と側板部２２との両者が一体で形成されている。パッケージ２０において、底板部２１は、板状であり、側板部２２は、その底板部２１の周縁部において底板部２１に対して垂直な方向ｚに沿って立っており、内部空間ＳＰ２０を囲っている。つまり、パッケージ２０は、断面が凹形状になるように形成されている。

そして、パッケージ２０は、底板部２１と側板部２２とによって囲われた内部空間ＳＰ２０に固体撮像素子１０を収容している。ここでは、パッケージ２０は、固体撮像素子１０において受光面Ｓ１１に対して反対側に位置する面Ｓ１２が、底板部２１の上面Ｓ２１に接するように、固体撮像素子１０が設置されている。

パッケージ２０は、たとえば、セラミック材料（アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）など）、プラスチック材料などの絶縁材料を用いて形成されている。

プラスチック材料としては、種々の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を用いることができる。たとえば、熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂を用いることができる。また、熱可塑性樹脂として、たとえば、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリスルホン系樹脂を用いることができる。さらに、上記のプラスチック材料に、適宜、硬化剤、硬化促進剤などの添加剤を添加してもよい。

［Ａ−３］カバーガラス３０
カバーガラス３０は、図１に示すように、板状であって、パッケージ２０に設置されている。カバーガラス３０は、パッケージ２０に収容された固体撮像素子１０の受光面Ｓ１１に入射する光が、中央部を透過する。そして、カバーガラス３０は、中央部の周囲に位置する周縁部において、パッケージ２０に接着されており、パッケージ２０の内部空間ＳＰ２０を密封している。

カバーガラス３０は、互いに対向する一対の主面Ｓ３１，Ｓ３２を含み、その一対の主面Ｓ３１，Ｓ３２のうち一方の主面Ｓ３１（下面）が、パッケージ２０の内部空間ＳＰ２０に収容された固体撮像素子１０の受光面Ｓ１１に対面している。

カバーガラス３０において一方の主面Ｓ３１（下面）は、光学有効面Ｓ３１ａと接着面Ｓ３１ｂとを含む。一方の主面Ｓ３１（下面）において、光学有効面Ｓ３１ａは、他方の主面Ｓ３２（上面）から受光面Ｓ１１へ入射する光（被写体像）が通過する。接着面Ｓ３１ｂは、接着層４０を介してパッケージ２０の上端面Ｓ２２に接着される。ここでは、パッケージ２０の側板部２２のうち底板部２１が設けられた側に対して反対側に位置する上端面Ｓ２２に、接着面Ｓ３１ｂが接着されている。

図２は、第１実施形態に係るカバーガラスの平面図である。図２では、受光面Ｓ１１に沿った面（ｘｙ面）のうち、カバーガラス３０の一方の主面Ｓ３１について示している。

図２に示すように、カバーガラス３０の一方の主面Ｓ３１において、光学有効面Ｓ３１ａは、中央部に位置している。

これに対して、接着面Ｓ３１ｂは、一方の主面Ｓ３１において周縁部に位置しており、光学有効面Ｓ３１ａの周りを囲っている。

図３は、第１実施形態に係るカバーガラスの一部を拡大して示す断面図である。図３では、図１に示す断面の一部について模式的に示している。

図３に示すように、カバーガラス３０は、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａよりも粗くなるように形成されている。つまり、接着面Ｓ３１ｂは、カバーガラス３０の一方の主面Ｓ３１において、接着面Ｓ３１ｂ以外の面（光学有効面Ｓ３１ａ）よりも表面粗さの値が大きくなるように形成されている。

これにより、本実施形態では、カバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂは、接着層４０を形成するときに接着剤が接触する面積が大きくなる。その結果、本実施形態では、カバーガラス３０とパッケージ２０との接着性を向上することができる。なお、図３では、説明の都合により、光学有効面Ｓ３１ａを平坦に図示しているが、当然ながら凹凸が表面にあってもよい。

カバーガラス３０においては、光学有効面Ｓ３１ａの表面粗さＲａ（算術平均粗さ，ＪＩＳ Ｂ０６０１ ２００１）が下記式（Ａ）を満たすと共に、接着面Ｓ３１ｂの表面粗さＲａが下記式（Ｂ）を満たすことが好ましい。

０．１ｎｍ≦Ｒａ≦１０ｎｍ ・・・（Ａ）

０．１μｍ≦Ｒａ≦３μｍ ・・・（Ｂ）

式（Ａ）および式（Ｂ）に示す関係を満たすことによって、カバーガラス３０とパッケージ２０との間の接着性を、更に向上することができる。

式（Ａ）に示す下限値よりも小さい場合には、光学有効面Ｓ３１aを加工するときに手間が多くなるので、製造コストが高くなる場合がある。式（Ａ）に示す上限値よりも大きい場合には、光学有効面Ｓ３１aを透過する光が散乱し、透過率が減少するおそれがある。

式（Ｂ）に示す下限値よりも小さい場合には、カバーガラス３０とパッケージ２０とが十分に接着しない場合がある。式（Ｂ）に示す上限値よりも大きい場合には、カバーガラス３０とパッケージ２０との間に隙間が生じ、両者を接着した際に気密性が十分でなくなる場合がある。

カバーガラス３０は、光（被写体像）が透過するガラス材料で形成されている。

たとえば、カバーガラス３０は、フツリン酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスで形成されているものが好ましい。フツリン酸塩系ガラスは、フッ素元素を組成中に含んでおり、耐候性に優れるとともに、プラスチック材料で形成されたパッケージ２０に熱膨張係数が近いため、好適である。リン酸塩系ガラスは、硬度が高いと共に、セラミック材料（アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）など）で形成されたパッケージ２０に熱膨張係数が近いため、好適である。この他に、カバーガラス３０は、近赤外線をカットするように構成されていてもよい。

フツリン酸塩系ガラスとしては、酸化物で換算したときのガラス組成を質量％で表示した場合に、Ｐ_２Ｏ_５の含有割合が４６〜７０％であり、ＭｇＦ_２の含有割合が０〜２５％であり、ＣａＦ_２の含有割合が０〜２５％であり、ＳｒＦ_２の含有割合が０〜２５％であり、ＬｉＦの含有割合が０〜２０％であり、ＮａＦの含有割合が０〜１０％であり、ＫＦの含有割合が０〜１０％であり、ＡｌＦ_３の含有割合が０．２〜２０％であり、ＺｎＦ_２の含有割合が０〜１５％であり、ＬｉＦとＮａＦとＫＦとの含有割合を合計した値が１〜３０％であるものが好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５は、フツリン酸塩系ガラスにおいて、ガラスの網目構造を形成する主成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有割合が上述の下限値よりも小さいときには、ガラスの安定性が低下し、熱膨張係数が大きくなって、耐熱衝撃性が低下する場合がある。Ｐ_２Ｏ_５の含有割合が上述の上限値よりも大きいときには、化学的耐久性が低下する場合がある。Ｐ_２Ｏ_５の含有割合は、好ましくは、４８〜６５％である。

ＡｌＦ_３は、フツリン酸塩系ガラスにおいて、化学的耐久性を向上させて、ガラスの粘性を高める成分である。ＡｌＦ_３の含有割合が上述の下限値よりも小さいときには、化学的耐久性を向上することが容易でなく、ガラスの粘性を高めることが困難になる場合がある。ＡｌＦ_３の含有割合が上述の上限値よりも大きいときには、ガラス化が困難になる場合がある。ＡｌＦ_３の含有割合は、好ましくは２〜１５％である。

ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２、および、ＢａＦ_２は、フツリン酸塩系ガラスにおいて、化学的耐久性を低下させることがなく、ガラスを安定化させる成分である。ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２、および、ＢａＦ_２の各含有割合が、上述の上限値よりも大きいときには、溶融温度が高くなって、失透が生じる場合がある。各成分のうち、ＭｇＦ_２の含有割合は、１５％以下が好ましい。また、ＣａＦ_２の含有割合は、５〜１５％が好ましい。ＳｒＦ_２の含有割合は、１０％以下が好ましい。

ＬｉＦ、ＮａＦ、および、ＫＦは、フツリン酸塩系ガラスにおいて、溶融温度を下げるために有効な成分である。ＬｉＦ、ＮａＦ、および、ＫＦの各含有割合が、上述の上限値よりも大きいときには、化学的耐久性が低下し、耐熱衝撃性が低下する場合がある。また、ＬｉＦとＮａＦとＫＦとの含有割合を合計した値が、上述した下限値よりも小さいときには、溶融温度を下げることが容易でない。さらに、ＬｉＦとＮａＦとＫＦとの含有割合を合計した値が、上述した上限値よりも大きいときには、化学的耐久性が著しく低下する場合がある。ＬｉＦの含有割合は、４〜１５％が好ましい。ＮａＦの含有割合は、５％以下が好ましい。ＫＦの含有割合は、５％以下が好ましい。さらに、ＬｉＦとＮａＦとＫＦとの含有割合を合計した値は、５〜２０％が好ましい。

ＺｎＦ_２は、フツリン酸塩系ガラスにおいて、化学的耐久性を向上させると共に、熱膨張係数を下げる成分である。ＺｎＦ_２の含有割合が、上述の下限値よりも小さいときには、化学的耐久性を向上させることなどが困難になる場合がある。ＺｎＦ_２の含有割合が、上述の上限値よりも大きいときには、ガラスが不安定になる場合がある。ＺｎＦ_２の含有割合は、２〜１０％が好ましい。

フツリン酸塩系ガラスについては、上記した全てのフッ化物のうち５０％以下を酸化物に置換してもよい。この場合、酸素元素が耐熱衝撃性を高めることができる。５０％を超えた割合を置換したときには、溶融温度が高くなる場合がある。

なお、フツリン酸塩系ガラスにおいては、放射されるα線の量を低減する等のために、ＢａＦ_２、ＰｂＦ_２を実質的に含まないことが好ましい。

リン酸塩系ガラスとしては、酸化物で換算したときのガラス組成を質量％で表示した場合に、Ｐ_２Ｏ_５の含有割合が５０〜８５％であり、Ａｌ_２Ｏ_３の含有割合が５〜１７％であり、Ｂ_２Ｏ_３の含有割合が０〜１０％であり、Ｌｉ_２Ｏの含有割合が０〜３％であり、Ｎａ_２Ｏの含有割合が０〜５％であり、Ｋ_２Ｏの含有割合が０〜５％であり、ＳｉＯ_２の含有割合が０〜３％であり、Ｌｉ_２ＯとＮａ_２ＯとＫ_２Ｏとの含有割合を合計した値が０．１〜５％であるものが好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５は、リン酸塩系ガラスにおいて、ガラスの網目を構成する主成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有割合が上述した下限値よりも小さいときには、溶融性が十分でなくなる場合がある。Ｐ_２Ｏ_５の含有割合が上述した上限値よりも大きいときには、失透が発生する場合がある。

Ａｌ_２Ｏ_３は、リン酸塩系ガラスにおいて、化学的耐久性を向上させる成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有割合が上述した下限値よりも小さいときには、化学的耐久性を十分に向上させることが困難な場合がある。Ａｌ_２Ｏ_３の含有割合が上述した上限値よりも大きいときには、溶融性が十分でなくなる場合がある。

Ｂ_２Ｏ_３は、リン酸塩系ガラスにおいて、化学的耐久性を向上させ、ガラスの安定性を向上させる成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有割合が上述した下限値よりも小さいときには、化学的耐久性を十分に向上させることが困難な場合がある。Ｂ_２Ｏ_３の含有割合が上述した上限値よりも大きいときには、失透が生ずる場合がある。

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、および、Ｋ_２Ｏは、リン酸塩系ガラスにおいて、ガラスの溶融性を向上させる成分であって、失透を防止するために添加される。Ｌｉ_２ＯとＮａ_２ＯとＫ_２Ｏとの含有割合を合計した値が上述した下限値よりも小さいときには、ガラスの溶融性を十分に向上させることができず、失透を十分に防止することが困難になる場合がある。Ｌｉ_２ＯとＮａ_２ＯとＫ_２Ｏとの含有割合を合計した値が上述した上限値よりも大きいときには、化学的耐久性が低下する場合がある。

ＳｉＯ_２は、リン酸塩系ガラスにおいて、化学的耐久性を向上させる成分である。ＳｉＯ_２の含有割合が上述した上限値よりも大きいときには、化学的耐久性が極端に低下する場合がある。

カバーガラス３０について近赤外線をカットするように構成する場合には、カバーガラス３０のガラス成分としてＣｕＯを含有することが好ましい。たとえば、上記のようにフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスを構成する基礎ガラス成分の合計を１００質量部にしたときに、０．１〜５質量部のＣｕＯを、別途、添加することが好ましい。ＣｕＯの含有量が上述した下限値よりも小さいときには、十分に近赤外線をカットすることができない場合がある。ＣｕＯの含有量が上述した上限値よりも大きいときには、ガラスの安定性が低下する場合がある。

なお、カバーガラス３０は、フツリン酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス以外のガラスであってもよい。たとえば、カバーガラス３０は、ケイ酸塩ガラス（ソーダライムガラスなど）、非ケイ酸塩ガラス（ホウ酸塩ガラスなど）、非酸化物ガラスであってもよい。

［Ａ−４］接着層４０
接着層４０は、図１に示すように、パッケージ２０とカバーガラス３０との間に介在しており、パッケージ２０とカバーガラス３０とを接着している。

ここでは、接着層４０は、パッケージ２０の上端面Ｓ２２とカバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂとの両者に接しており、カバーガラス３０をパッケージ２０に固定している。

たとえば、接着層４０は、接着剤をパッケージ２０とカバーガラス３０との少なくとも一方に塗布し、パッケージ２０とカバーガラス３０とを組み合わせた後に、その接着剤を硬化させることによって形成される。たとえば、接着層４０は、紫外線硬化性樹脂（エポキシ樹脂など）を含む有機系接着剤、熱硬化性樹脂等を含む有機系接着剤、無機系接着剤等を用いて形成される。

［Ｂ］カバーガラス３０の製造方法
図４は、第１実施形態に係るカバーガラスの製造方法を示すフロー図である。

上述したカバーガラス３０を製造する際には、まず、図４に示すように、ガラス板を準備する（ＳＴ１）。

ここでは、上述したガラス組成で形成されたガラス板（素板）を準備する。

つぎに、図４に示すように、研磨処理を実施する（ＳＴ２）。

ここでは、準備したガラス板において光学有効面Ｓ３１ａ（図１等を参照）に対応する部分を含む面について研磨処理を行うことによって、光学有効面Ｓ３１ａを形成する。たとえば、研磨剤を用いて、上記の研磨処理を行う。

つぎに、図４に示すように、粗化処理を実施する（ＳＴ３）。

ここでは、準備したガラス板において接着面Ｓ３１ｂに対応する部分について粗化処理を行うことによって、光学有効面Ｓ３１ａよりも粗い接着面Ｓ３１ｂを形成する。たとえば、光学有効面Ｓ３１ａをマスクした後に、ブラスト処理を行うことによって、上記の粗化処理を行う。

その後、ガラス板を切断する等の処理を行うことによって、上述したカバーガラス３０を完成させる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態において、カバーガラス３０は、固体撮像素子１０を収容するパッケージ２０に接着層４０を介して接着される接着面Ｓ３１ｂと、そのパッケージ２０に収容された固体撮像素子１０の受光面Ｓ１１に入射する光（被写体像）が透過する光学有効面Ｓ３１ａとを有し、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａよりも粗い。このため、本実施形態では、カバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂは、接着層４０を形成するときに用いる接着剤が接触する接触面積が大きい。その結果、本実施形態では、カバーガラス３０とパッケージ２０との接着強度を大きくすることができる。

したがって、本実施形態では、高温高湿の環境下に撮像装置１が長時間曝された場合に、パッケージ２０からカバーガラス３０が剥離することを防止することができる。

［Ｄ］変形例
［Ｄ−１］変形例１−１
上記の実施形態では、パッケージ２０に固体撮像素子１０とカバーガラス３０とが設置される場合（図１参照）について説明したが、これに限らない。

固体撮像素子１０とカバーガラス３０との他に、レンズ、絞りなどの部材を設置するようにパッケージ２０を構成してもよい。

［Ｄ−２］変形例１−２
上記の実施形態では、研磨処理の実施（ＳＴ２）によって光学有効面Ｓ３１ａを形成した後に、粗化処理の実施（ＳＴ３）によって接着面Ｓ３１ｂを形成する場合（図４参照）について説明したが、これに限らない。

研磨処理の実施（ＳＴ２）と粗化処理の実施（ＳＴ３）とについては、順序が逆でもかまわない。

［Ｄ−３］変形例１−３
上記の実施形態では、大盤のガラス板において接着面Ｓ３１ｂについて粗化処理を行った後に、そのガラス板を切断することで、カバーガラス３０を完成させる場合について説明したが、これに限らない。

ガラス板を切断してカバーガラス３０を形成した後に、そのカバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂについて粗化処理を行ってもよい。

＜第２実施形態＞
［Ａ］撮像装置の全体構成
図５は、第２実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。図５では、図１と同様に、受光面Ｓ１１に沿った面（ｘｙ面）に対して垂直な面（ｘｚ面）について示している。

本実施形態において、撮像装置１ｂは、図５に示すように、カバーガラス３０ｂが、第１実施形態の場合（図１などを参照）と異なる。本実施形態は、この点、及び、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。

図５に示すように、カバーガラス３０ｂにおいて、接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部は、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部よりも厚みが薄くなるように形成されている。ここでは、カバーガラス３０ｂは、一方の主面Ｓ３１において、光学有効面Ｓ３１ａと接着面Ｓ３１ｂとの境界に段差が形成されている。

［Ｂ］カバーガラス３０ｂの製造方法
本実施形態において、カバーガラス３０ｂを製造するときには、上記の実施形態の場合と同様に、粗化処理（ＳＴ３，図４参照）によって、光学有効面Ｓ３１ａよりも接着面Ｓ３１ｂを粗くする。

本実施形態では、上記の実施形態と異なり、粗化処理（ＳＴ３，図４参照）の際に、ガラス板において接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部を、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部よりも薄くする。

たとえば、ガラス板において接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部について、研削砥石を用いて研削加工を行うことによって、接着面Ｓ３１ｂを形成する。この際、その接着面Ｓ３１ｂが所定の表面粗さになるように、研削砥石の番手（砥石の材質や粒径他）を選択する。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態のカバーガラス３０ｂは、上記の実施形態の場合と同様に、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａよりも粗い。このため、本実施形態では、上記の実施形態の場合と同様に、高温高湿の環境下に撮像装置１ｂが長時間曝された場合であっても、パッケージ２０からカバーガラス３０ｂが剥離することを防止することができる。

特に、本実施形態のカバーガラス３０ｂは、接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部が、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部よりも薄い。このため、本実施形態では、接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部の方が、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部よりも、紫外線が透過しやすい。その結果、本実施形態では、紫外線硬化性樹脂を含む接着剤について効果的に硬化させて、接着層４０を形成することができる。したがって、本実施形態では、撮像装置１ｂの組み立てを効率よく行うことができる。

＜第３実施形態＞
［Ａ］撮像装置の全体構成
図６は、第３実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。図６では、図１と同様に、受光面Ｓ１１に沿った面（ｘｙ面）に対して垂直な面（ｘｚ面）について示している。

本実施形態において、撮像装置１ｃは、図６に示すように、カバーガラス３０ｃが、第１実施形態の場合（図１などを参照）と異なる。本実施形態は、この点、及び、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。

図６に示すように、カバーガラス３０ｃは、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａに対して傾斜している。ここでは、カバーガラス３０ｃは、接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部が、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部から離れるに伴って薄くなっている。つまり、接着面Ｓ３１ｂは、一方の主面Ｓ３１において外側に位置する端部が、他方の主面Ｓ３２の側に位置するように、光学有効面Ｓ３１ａに対して傾斜している。

［Ｂ］カバーガラス３０ｃの製造方法
本実施形態において、カバーガラス３０ｃを製造するときには、上記の実施形態の場合と同様に、粗化処理（ＳＴ３，図４参照）によって、光学有効面Ｓ３１ａよりも接着面Ｓ３１ｂを粗くする。

これと共に、本実施形態では、上記の実施形態と異なり、粗化処理（ＳＴ３，図４参照）の際に、ガラス板において、接着面Ｓ３１ｂが位置する部分が、光学有効面Ｓ３１ａが位置する部分から離れるに伴って薄くなるように、接着面Ｓ３１ｂを光学有効面Ｓ３１ａに対して傾斜させる。つまり、カバーガラス３０ｃの周縁部が内側から外側に向うに伴って中央部よりも薄くなるように粗化処理を行う。

たとえば、ガラス板の角部について、ダイヤモンドホイールなどを使用して面取り加工する方法（いわゆる芯取り方法）や、断面がＶ字型であるダイシングブレードを使用して側面をベベルカットする方法によって、上記の粗化処理を行う。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態のカバーガラス３０ｃは、上記の実施形態の場合と同様に、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａよりも粗い。このため、本実施形態では、上記の実施形態の場合と同様に、高温高湿の環境下に撮像装置１ｃが長時間曝された場合であっても、パッケージ２０からカバーガラス３０ｃが剥離することを防止することができる。

また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部が、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部よりも薄い。このため、本実施形態では、接着面Ｓ３１ｂが位置する周縁部の方が、光学有効面Ｓ３１ａが位置する中央部よりも、紫外線が透過しやすい。その結果、本実施形態では、紫外線硬化性樹脂を含む接着剤について効果的に硬化させて、接着層４０を形成することができる。したがって、本実施形態では、撮像装置１ｂの組み立てを効率よく行うことができる。

＜第４実施形態＞
［Ａ］撮像装置の全体構成
図７は、第４実施形態に係るカバーガラスを有する撮像装置の断面図である。図７では、図１と同様に、受光面Ｓ１１に沿った面（ｘｙ面）に対して垂直な面（ｘｚ面）について示している。

本実施形態において、撮像装置１ｄは、図７に示すように、密着強化層３１がカバーガラス３０に設けられている点が、第１実施形態の場合（図１などを参照）と異なる。本実施形態は、この点、及び、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。

図７に示すように、撮像装置１ｄにおいて、カバーガラス３０は、接着面Ｓ３１ｂに密着強化層３１が被覆されている。そして、撮像装置１ｄは、その密着強化層３１を介して接着層４０が接着面Ｓ３１ｂに設けられている。

図８は、第４実施形態に係るカバーガラスの平面図である。図８では、図２と同様に、受光面Ｓ１１に沿った面（ｘｙ面）のうち、カバーガラス３０の一方の主面Ｓ３１について示している。

密着強化層３１は、図８に示すように、カバーガラス３０の一方の主面Ｓ３１において周縁部に位置している接着面Ｓ３１ｂの全体を被覆するように形成されている。

図９は、第４実施形態に係るカバーガラスの一部を拡大して示す断面図である。図９では、図３と同様に、図１に示す断面の一部について模式的に示している。

カバーガラス３０は、図９に示すように、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａよりも粗くなるように形成されている。そして、密着強化層３１は、その表面が粗い接着面Ｓ３１ｂを被覆している。ここでは、密着強化層３１は、接着層４０が接する面（図９では下面）が、光学有効面Ｓ３１ａよりも表面粗さの値が大きくなるように、接着面Ｓ３１ｂを被覆している。これにより、カバーガラス３０は、接着層４０を形成するときに用いる接着剤が接触する面積が大きくなる。

さらに、密着強化層３１は、以下の作用により、カバーガラス３０とパッケージ２０との接着強度を向上させることができる。

カバーガラス３０および接着層４０が高温高湿雰囲気下に長時間曝された場合には、カバーガラス３０の一部の成分が水分と反応して接着層４０が変質し、接着強度が低下する場合がある。しかし、本実施形態では、カバーガラス３０と接着層４０との間に密着強化層３１が介在しているので、カバーガラス３０と接着層４０との両者は、直接接触しない。このため、本実施形態では、カバーガラス３０の成分に起因して接着層４０が変質することを抑制可能であるので、接着強度を向上することができる。

したがって、本実施形態では、パッケージ２０からカバーガラス３０が剥離することを更に効果的に防止することができる。

密着強化層３１は、シリコン元素成分を含むことが好ましい。たとえば、密着強化層３１については、酸化シリコンを堆積させることによって形成することが好ましい。この場合において、カバーガラス３０と密着強化層３１との間に水分が介在した場合には、カバーガラス３０に含まれるＯＨ基と、密着強化層３１に含まれるシリコン元素との間に水素結合が形成されるので、カバーガラス３０と密着強化層３１との結合が強くなる。その結果、上述の結合状態がガラスネットワークのように網目状態になるので、カバーガラス３０と密着強化層３１との間と共に、密着強化層３１と接着層４０との間において、密着性が向上すると考えられる。

特に、カバーガラス３０が非架橋状態のリン（Ｐ）元素をガラス成分として含有している場合には、その非架橋状態のリン（Ｐ）元素が、酸素元素を介して、密着強化層３１に含まれるシリコン元素と架橋する。このため、カバーガラス３０と密着強化層３１との間の結合が更に強くなる。その結果、上記と同様に、密着強化層３１と接着層４０との間において密着性が向上すると考えられる。

密着強化層３１は、たとえば、厚さが０．１μｍ〜１０μｍの範囲になるように形成される。密着強化層３１の厚さが０．１μｍ未満の場合には、接着強度を向上させる効果が小さくなる場合がある。密着強化層３１の厚さが１０μｍを超える場合には、密着強化層３１を形成するための工程に起因し生産性が低下するおそれがある。

［Ｂ］カバーガラス３０の製造方法
本実施形態では、上記の実施形態の場合と同様に、粗化処理（ＳＴ３，図４参照）によって、光学有効面Ｓ３１ａよりも接着面Ｓ３１ｂを粗くする。

そして、ガラス板のうち粗化工程で粗化処理が行われた接着面Ｓ３１ｂを被覆するように、密着強化層３１を形成する。ここでは、たとえば、酸化シリコンを堆積させることによって、密着強化層３１を形成する。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態のカバーガラス３０は、上記の実施形態の場合と同様に、接着面Ｓ３１ｂが光学有効面Ｓ３１ａよりも粗い。このため、本実施形態では、カバーガラス３０は接着層４０を形成するときに用いる接着剤が接触する面積が大きい。また、本実施形態のカバーガラス３０は、その接着面Ｓ３１ｂに密着強化層３１が被覆されている。そして、その密着強化層３１を介して接着層４０が接着面Ｓ３１ｂに設けられる。

したがって、本実施形態では、上述したように、カバーガラス３０とパッケージ２０との接着性を向上することができる。

［Ｄ］変形例
［Ｄ−１］変形例４−１
上記の実施形態では、密着強化層３１を接着面Ｓ３１ｂの全体に形成する場合について説明したが（図９参照）、これに限らない。

密着強化層３１について、接着面Ｓ３１ｂの一部を被覆するように形成してもよい。

［Ｄ−２］変形例４−２
上記の実施形態では、密着強化層３１が単層である場合について説明したが（図９参照）、これに限らない。

密着強化層３１は、複数の層を積層した積層体であってもよい。たとえば、密着強化層３１は、複数の誘電体層が積層された誘電体多層膜であってもよい。誘電体多層膜は、たとえば、屈折率が高い高屈折層と、その高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折層とを交互に積層することによって形成される。高屈折層は、たとえば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）で形成される。これに対して、低屈折層は、たとえば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で形成される。

この場合には、その誘電体多層膜を構成する複数の誘電体層のうち、最も外側に位置する誘電体層が、酸化シリコンで形成されていることが好ましい。

［Ｄ−３］変形例４−３
上記の実施形態では、密着強化層３１がカバーガラス３０において接着面Ｓ３１ｂを被覆するように形成され、接着面Ｓ３１ｂと同じ面に位置する光学有効面Ｓ３１ａには密着強化層３１が形成されていない場合について説明したが（図９参照）、これに限らない。

密着強化層３１については、カバーガラス３０において接着面Ｓ３１ｂと共に光学有効面Ｓ３１ａを被覆するように形成してもよい。この場合には、密着強化層３１のうち光学有効面Ｓ３１ａを被覆する部分が、光学要素として機能することが好ましい。

具体的には、密着強化層３１は、光学有効面Ｓ３１ａを被覆する部分において、反射防止層、赤外線カット層、紫外線カット層、および、紫外線赤外線カット層のいずれかとして機能するように構成されていることが好ましい。すなわち、密着強化層３１は、固体撮像素子１０の受光面Ｓ１１側から入射する光が反射することを防止するように構成されていてもよい。また、密着強化層３１は、固体撮像素子１０の受光面Ｓ１１へ入射する光のうち、赤外線と紫外線との少なくとも一方を選択的に低減させて、可視光を透過するように構成されていてもよい。

たとえば、複数の誘電体層が接着面Ｓ３１ｂと光学有効面Ｓ３１ａとの両者を被覆するように積層された誘電体多層膜を、密着強化層３１として形成してもよい。

以下より、実施例等について説明する。以下に示す各例のうち、例１、例２は、実施例であり、例３は、比較例である。各例の詳細について順次説明する。

［Ａ］カバーガラスの作製
［例１］
例１においてカバーガラスを作製する際には、まず、フツリン酸ガラスのガラス板（商品面：ＮＦ−５０，ＡＧＣテクノグラス社製，厚み０．３ｍｍ）を準備した。

つぎに、その準備したガラス板について粗化処理を行うことによって接着面を形成した。具体的には、１次ラップ加工（＃５００〜＃６００）を行うことによって、粗化処理を行った。

例１における接着面Ｓ３１ｂの表面粗さＲａは、表１に示す値であった。

［例２］
例２においてカバーガラス３０を作製する際には、まず、例１と同様な組成で形成されたガラス板について、粗化処理を行うことによって接着面を形成した。具体的には、例１の場合と同様に１次ラップ加工（＃５００〜＃６００）を行った後に、２次ラップ加工（＃１５００）を更に行うことによって、粗化処理を行った。

例２における接着面Ｓ３１ｂの表面粗さＲａは、表１に示す値であった。

［例３］
例３においてカバーガラス３０を作製する際には、まず、例１と同様な組成で形成されたガラス板について接着面を形成した。具体的には、例１の場合と同様に１次ラップ加工（＃５００〜＃６００）を行った後に、例２の場合と同様に２次ラップ加工（＃１５００）を更に行った。そして、更に、ポリッシュ加工を行って、接着面を形成した。

例３における接着面Ｓ３１ｂの表面粗さＲａは、表１に示す値であった。

［Ｂ］接着強度の測定
上記のように、各例において作製したカバーガラス３０について、接着強度（シェア強度）の測定を行った。

図１０は、接着強度（シェア強度）の測定を行うときの様子を示す図である。図１０では、断面を模式的に示している。

図１０に示すように、各例において作製したカバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂに、接着層４０を介して、試験片６０を貼り付けた。ここでは、試験片６０として、１辺の長さが１ｍｍである立方体形状の水晶（１ｍｍ角の水晶）を用いた。また、接着層４０については、紫外線硬化型樹脂を含む接着剤（商品名：光硬化型エポキシ樹脂、型番：３１１４，メーカー名：スリーボンド社製）を用いて形成した。接着強度（シェア強度）のサンプルを作製する際には、まず、カバーガラス３０以外の面上にある液状の接着剤に、試験片６０のうち一の面を接触させた。これにより、試験片６０のうち一の面の全てに接着剤を付着させた。そして、試験片６０において接着剤が付着した一の面をカバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂに対面させて、試験片６０をカバーガラス３０に貼り付けた。そして、接着剤に紫外線を照射することによって、接着剤を硬化させることによって、接着層４０を形成した。このようにして、接着強度（シェア強度）のサンプルを完成させた。

その後、図１０に示すように、各例のサンプルについて、カバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂに沿うように、バネ秤（商品名：メカニカルフォースゲージ、型番：ＦＢ，メーカー名：イマダ社製）を用いて試験片６０の側面に荷重Ｆを加えた。このとき、カバーガラス３０の接着面Ｓ３１ｂから試験片６０が剥離した荷重Ｆを、接着強度として測定した。

ここでは、各例のサンプルに関して、高温高湿試験を未実施の場合（試験時間０時間）と、高温高湿試験を実施済みの場合（試験時間２５０時間）とのそれぞれについて、サンプルの完成から同様な時間が経過した後に、接着強度の測定を行った。

高温高湿試験については、下記の条件で行った。
・温度：８５℃
・相対湿度：８５％
・試験時間：２５０時間

表１では、各例について、接着強度の測定結果を示している。

表１に示すように、例１および例２では、高温高湿試験を行った場合の方が、高温高湿試験を行っていない場合よりも、接着強度が大きい。これに対して、例３では、高温高湿試験を行った場合の方が、高温高湿試験を行っていない場合よりも、接着強度が小さい。表１に示す結果から判るように、例１および例２では、接着面の表面粗さに起因し、高温高湿試験による接着強度の劣化が生じていない。

＜その他＞
上記した実施形態等は、例として示したものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、省略、置き換え、変更などを適宜行うことができる。

１，１ｂ，１ｃ，１ｄ…撮像装置、１０…固体撮像素子、２０…パッケージ、３０，３０ｂ，３０ｃ…カバーガラス、３１…密着強化層、４０…接着層、６０…試験片、Ｓ３１ａ…光学有効面、Ｓ３１ｂ…接着面、ＳＰ２０…内部空間

Claims (10)

1. 固体撮像素子を収容するパッケージに設置されるカバーガラスであって、
   前記固体撮像素子の受光面に入射する光が透過する光学有効面と、
   接着層を介して前記パッケージに接着される接着面と、
   前記接着面を直接的に被覆する密着強化層と
   を有し、
   前記カバーガラスは、非架橋状態のリン（Ｐ）元素をガラス成分として含有し、
   前記接着面は、前記光学有効面よりも粗く、
   前記密着強化層を介して前記接着層が前記接着面に設けられるものであり、
   前記密着強化層は、シリコン元素を含むことを特徴とする、
   カバーガラス。
2. 前記光学有効面は、表面粗さＲａが下記式（Ａ）を満たし、
   前記接着面は、表面粗さＲａが下記式（Ｂ）を満たす、
   請求項１に記載のカバーガラス。
   ０．１ｎｍ≦Ｒａ≦１０ｎｍ ・・・（Ａ）
   ０．１μｍ≦Ｒａ≦３μｍ ・・・（Ｂ）
3. 前記接着面が位置する部分は、前記光学有効面が位置する部分よりも薄い、
   請求項１または２に記載のカバーガラス。
4. 前記接着面が位置する部分が、前記光学有効面が位置する部分から離れるに伴って薄くなるように、前記接着面が前記光学有効面に対して傾斜している、
   請求項１または２に記載のカバーガラス。
5. 近赤外線をカットするように構成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載のカバーガラス。
6. 組成中にフッ素元素を含む、
   請求項１から５のいずれかに記載のカバーガラス。
7. 固体撮像素子を収容するパッケージに接着層を介して接着される接着面と、前記固体撮像素子の受光面に入射する光が透過する光学有効面とを有するカバーガラスの製造方法であって、
   前記光学有効面よりも前記接着面の方が粗くなるように粗化処理を行う粗化工程と、
   前記粗化工程において前記粗化処理が行われた接着面を直接的に被覆するように、密着強化層を形成する密着強化層形成工程とを
   を有し、
   前記カバーガラスは、非架橋状態のリン（Ｐ）元素をガラス成分として含有し、
   前記密着強化層は、シリコン元素を含むことを特徴とする、
   カバーガラスの製造方法。
8. 前記光学有効面を形成する部分を研磨することによって、前記光学有効面を形成する研磨工程
   を更に有する、
   請求項７に記載のカバーガラスの製造方法。
9. 前記粗化工程では、前記カバーガラスにおいて前記接着面が位置する部分が、前記光学有効面が位置する部分よりも薄くなるように、前記粗化処理を行う、
   請求項７または８に記載のカバーガラスの製造方法。
10. 前記粗化工程では、前記カバーガラスにおいて前記接着面が位置する部分が、前記光学有効面が位置する部分から離れるに伴って薄くなるように、前記接着面を前記光学有効面に対して傾斜させる、
    請求項７または８に記載のカバーガラスの製造方法。

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