CN100433301C - 固态成像器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种固态成像器件包括：一个基座；设置在该基座上并形成一个内部空间的框形肋材；多个布线部件，用于将由该基座和该肋材形成的壳体的内部空间电连接到外部部分；在该内部空间内固定到该基座上的一个成像元件；固定到该肋材的上表面的一块透明板；以及将该成像元件的电极电连接到布线部件的连接部件，其中在该基座面对该成像元件的区域中设置多个突起，并且该成像元件由粘合剂固定到该基座上同时由所述突起支撑。所述突起可以使该成像元件避免由于紧贴该基座的表面引起的变形，由此抑制对该成像元件的电学特性的影响。

Description

固态成像器件及其制造方法
发明领域
本发明涉及一种固态成像器件，在该固态成像器件中诸如CCD或类似的成像元件安装在一个壳体中。
发明背景
广泛地用于摄像机和静物照相机等的固态成像器件以一种组件的形式来提供，其中诸如CCD或类似的成像元件安装在由绝缘材料制成的基座上，并且光检测区被一块透明板覆盖。为了使该器件更紧凑，将作为裸片的该成像元件安装在基座上。图9示出了在JP2001-77277中公开的固态成像器件，它是这种固态成像器件的一种常规示例。
在图9中，编号41表示一个壳体，该壳体由通过树脂塑型形成为一体的基座41a和框形肋材41b构成。在该壳体41的上侧形成一个内部空间42。位于该基座41a中心处的冲模垫43和位于该肋材41b下面的引线44嵌入在该壳体41中。布置在该内部空间42的中心处的成像元件芯片45固定到该冲模垫43的上侧。所述引线44包括内部接线端部分44a和外部接线端部分44b，其中该内部接线端部分44a在该肋材41b的内侧、在该基座41a的上侧暴露于该内部空间42，该外部接线端部分44b在该肋41b的下面、在该基座41a的底侧暴露出来。该内部接线端部分44a和成像元件芯片45的焊接区通过由金属制成的焊线46连接。一块透明密封玻璃板47固定到该肋材41b的上表面，由此形成用于保护所述成像元件芯片45的封装。
这种固态成像器件安装在电路板上，使该密封玻璃板面朝上，如图9所示，并且该外部接线端部分44b用于将其连接到该电路板的电极上。尽管图中未示出，包含了成像光学系统的透镜镜筒安装在该密封玻璃板47的顶部，以便以一个预定的精度来调节相对于形成在该成像元件芯片45中的光检测区的相对位置。在成像操作期间，经过包含在透镜镜筒中的成像光学系统的物体光在该光检测区上聚焦，并进行光电转换。
由于具有这种构造的固态成像器件在从该壳体底面暴露出的该外部接线端部分44b处连接到电路板的电极上，因此与使用具有从壳体两侧向下弯曲的外部引线的连接结构的构造相比，所述封装的高度和占据的表面面积较小，由此使其适合于高密度封装。
在上述常规固态成像器件的构造中，壳体41的基座41a必须具有足够的平坦度。当该成像元件芯片45如常规例子那样用粘合剂固定到该基座41a的表面上，并且该粘合剂硬化时，将产生一个力以使该成像元件芯片45紧贴(follow)该基座41a的表面。因此，如果该基座41a的平坦度不够理想，则在该成像元件芯片45中将产生弯曲和内部应力，并且负面地影响该成像元件芯片45的电学特性和类似的特性。
但是，在该基座41a塑型时，难以避免交叉方向的形状的一定程度的扭曲或弯曲，并且平坦度会小于所希望的平坦度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种固态成像器件，在该固态成像器件中即使将成像元件固定到具有不够理想的平坦度的基座上，也可以避免由于该成像元件紧贴该基座的表面而产生的形变，从而可以抑制由该形变引起的对该成像元件的电学特性的影响。
本发明的固态成像器件包括：一个基座；设置在该基座上并形成一个内部空间的框形肋材；多个布线部件，用于将由该基座和该肋材形成的壳体的内部空间电连接到外部；在该内部空间内固定到该基座上的成像元件；固定到该肋材的上表面的一块透明板；以及将该成像元件的电极电连接到该布线部件的连接部件。在基座面对该成像元件的区域中设置多个突起，并且该成像元件由粘合剂固定到该基座上，同时被所述突起支撑。
附图简述
图1是表示根据本发明的一个实施例的固态成像器件的结构的剖面图；
图2是图1中的固态成像器件的底视图；
图3是图1中的固态成像器件的侧视图；
图4是图1中不带透明板的固态成像器件的顶视图；
图5A-5F是图解了用于制造图1中的固态成像器件的方法的剖面图；
图6是这种制造方法中使用的引线框架的顶视图；
图7是具有在这种制造方法中嵌入了引线框架的塑型树脂产物的顶视图；
图8A-8C是更具体地示出这种制造方法的树脂塑型步骤的剖面图；
图9是常规固态成像器件的剖面图。
优选实施例的说明
在根据本发明的固态成像器件的结构中，在成像元件安装到基座的上侧的区域中提供多个突起，所述基座形成一个壳体，并且该成像元件由粘合剂固定到该基座上，同时被所述突起支撑。因而，抑制了该成像元件紧贴该基座表面的效应。因此，即使该成像元件固定到不具有理想平坦度的基座上，也可以减小由形变引起的对电学特性的负面影响。
在上述结构中，优选所述突起的数量不小于3且不大于5。此外，还优选所述突起基本上是半球形。本发明所述的结构对所述基座和肋材用树脂塑型成一体并嵌入有布线部件的结构尤其有效。
下面参照附图进一步详细地介绍根据本发明的固态成像器件的一个实施例。图1是该固态成像器件的剖面图，图2是其底视图，图3是其侧视图。
编号1表示由诸如环氧树脂的塑料树脂制成的壳体，并具有在平面基座2上布置成矩形框架的肋材3，而且该壳体通过塑型成为一体来制造。成像元件5通过粘合剂6固定在基座2上以面对该壳体1的内部空间4。由例如玻璃制成的透明板7用粘合剂8固定到该肋材3的上表面，由此密封该壳体1的内部空间4并且形成一个组件。
在面对该成像元件5的基座2的上表面的区域内部设置多个半球形突起2a。从而，该成像元件5由粘合剂6固定到该基座2上，同时被所述半球形突起2a支撑。因此，该成像元件5基本上以点支撑，并且不紧贴该基座2的表面。结果，抑制了由该基座的不够理想的平坦度引起的成像元件5形变的产生。在实践中，优选所述半球形突起2a的数量不小于3且不大于5。优选所述突起的形状基本上是半球形，但是也可以采用其它形状。
通过插入塑型在壳体1中嵌入多个金属引线块(metal lead piece)9。该金属引线块9是用于从壳体1的内部空间4向外部提供电学引线的部件，并且包括：在内部空间4一侧的基座2的表面暴露的内部接线端部分9a、在基座2的背面上在对应内部接线端部分9a的位置上露出的外部接线端部分9b、以及在基座2的外侧面露出的横向电极部分9c。该成像元件5的焊盘电极5a和该金属引线块9的内部接线端部分9a通过细金属线10连接。整个封装的厚度设置成例如不大于2.0mm。图4是图1中不带透明板7的固态成像器件的平面形状的顶视图。
如图1所示，金属引线块9的后侧用作该外部接线端部分9b，它对应于该内部接线端部分9a的位置。此外，在这些部分上，该金属引线块9具有与所述基座2基本相同的厚度。位于该肋材3下面的金属引线块9的那些部分通过半刻蚀形成得很薄，并且它们的底面由树脂覆盖。
如图1和3所示，该壳体1的外侧面，就是说，该肋材3的外围表面形成一个基本上垂直于该基座2的表面的平坦表面。而且，该透明板7的端面和侧面电极部分9c的表面与该壳体1的外侧面基本上齐平。通过在制造过程中一起切割该肋材3和透明板7可以形成这种具有足够平坦度的齐平的形状。
参照图5A-5F、图6和图7说明上述构成的固态成像器件的制造方法。
首先，如图5A所示，制备一个引线框架21。该引线框架21由用于形成如图1所示的金属引线块9的多个引线部分22构成，并且该引线框架21如图6中的顶部图所示的那样连接。在对应于该内部接线端9a的位置上的引线部分22的厚度被调节到与所述基座2的厚度基本相同。该引线部分22具有通过半刻蚀形成在它们底面中的凹槽部分23，并且通过在后面的工艺步骤中在该部分进行切割，可以获得图1中所示的该金属引线块9的形状。
接着，嵌入该引线框架21，如图5B所示，并用树脂塑型成一体，由此一起制造由基座24和肋材形成部件25形成的多个壳体26。在该基座24的上表面上形成多个(图中示出了每个壳体内部的4个突起)半球形突起24a。图7示出了塑型之后的平面形状。进行所述嵌入处理，使得该引线部分22的上、下表面在该基座24的上表面和下表面暴露出来，分别形成该内部接线端部分9a和外部接线端部分9b。形成该肋材形成部件25，使得相邻壳体26的肋材形成部件合并成一体。
接下来，如图5C所示，将粘合剂6涂敷到形成该半球形突起24a和要安装该成像元件5的壳体26的所述区域上。因此，安装该成像元件5，使得它们被支撑在该半球形突起24a上并被粘合剂6固定。此外，该成像元件5的焊盘电极5a和内部接线端电极9a由所述细金属线10连接。
接着，如图5D所示，将粘合剂28涂敷到所述肋材形成部件25的上表面，一块透明板27放置其上并固定。
然后，如图5E所示，用切割刀29切割所述透明板27、肋材形成部件25、引线部分22和基座24，并且将它们分成形成如图5F所示的独立的固态成像器件的块。如图5E所示，所述切割是在垂直于该基座24的方向进行的，使得该肋材形成部件25在所述平面形状中的宽度被切割成两半。结果，如此切割的该透明板27、肋材形成部件25、引线部分22和基座24形成用于构成一个固态成像器件的透明板7、金属引线块9和由基座2和肋材3制成的壳体1。而且，该金属引线块9的侧面电极部分9c被暴露出来。
根据这种制造方法，一个肋材形成部件25的宽度(其中相邻等效壳体部分26的两个肋材形成为一体)可以设置为比单独塑型每个肋材形成部件25时的宽度小。因而，当将这样的一个肋材形成部件25如图5E示出的那样被切割成两半时，图5F所示的每个独立的固态成像器件的肋材3的宽度小于单独形成每个肋材形成部件25时的肋材宽度，因此可以减小该固态成像器件的表面面积。
此外，当在宽度方向将该肋材形成部件25切割成两块时，切割面垂直于该基座24，并用同一的切割刀29一起切割该透明板27、肋材形成部件25和引线部分22。因此，由该透明板27的端面、壳体1的侧面和金属引线块9的端面形成的该封装的侧面基本上齐平，从而可以实现足够的平坦度。因而，当在该成像器件上方安装容纳所述光学系统的透镜镜筒时，可以利用该封装的侧面以高精度相对于该成像元件5的光检测部分对该光学系统进行定位。
参见图8，下面是用树脂塑型该壳体的工艺步骤的更详细的说明，如上述制造工艺的图5B所示。
首先，如图8A所示，在上模具30和下模具31之间设置一个引线框架，并且通过该上模具30和下模具31夹持引线部分22的上、下表面。该下模具31的上表面是平坦的，但是在该上模具30的下表面中形成一个凹陷部分32。通过插入该引线部分22，在该上模具30和下模具31之间形成的空腔部分33、上模具30的凹陷部分32的空腔部分、以及引线部分22的凹陷部分23的空腔部分形成用于树脂塑型的腔体。在对应于该基座24上的半球形突起24a的位置(见图5B)上、在面对用于塑型该基座24的空腔部分33的上模具的表面上形成半球形缺口30a。
接着，如图8B所示，向所述腔体中填充树脂，并且塑型成该基座24和肋材形成部件25。在该基座24的上表面形成半球形突起24a。之后，如图8C所示打开所述模具，并且取出如图5B所示的壳体连接的塑型产物。
根据这个塑型步骤，除了用于形成壳体的常规塑型之外，在不用增加步骤，对该上模具30只做了较小的改变的情况下，可以很容易地形成该半球形突起24a。
应该注意的是在这个塑型步骤中，该引线部分22的上、下表面由该上模具30和下模具31夹持，确保该模具表面和该引线部分22的上、下表面始终地紧密接触。而且，该上模具30和该凹陷部分32之间的边界位于该引线部分22的上表面。结果，可以有效地抑制由塑型引起的树脂毛边的产生。
而且，如果树脂塑型该壳体时，能够在该模具和引线框架21之间布置用于防止树脂溢料毛边(resin flash burrs)的树脂板，则可以更有效地抑制毛边的产生。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下本发明可以以其它形式来实施。本申请中公开的实施例在各个方面都应该被认为只是示意性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书限定而不是由前述说明限定，并且在该权利要求书等效的含义和范围内的所有改变都应该包含在本发明的范围内。

Claims (5)

1、一种固态成像器件，其特征在于，包括：
基座；
框形肋材，设置在所述基座上；
多个金属引线块，具有在由所述基座和所述肋材构成的壳体的内部空间露出的内部端子部、及在所述壳体的外部露出的外部端子；
成像元件，在所述内部空间内固定在所述基座上；
透明板，固定在所述肋材的上端面上；以及
连接部件，连接所述成像元件的电极与所述金属引线块；
在所述基座的面对所述成像元件的区域中设置多个突起，并且所述成像元件在被所述突起支持的状态下，由粘合剂固定在所述基座上。
2、根据权利要求1所述的固态成像器件，其特征在于，
所述突起的数量为3个以上、5个以下。
3、根据权利要求1所述的固态成像器件，其特征在于，
所述突起是半球形。
4、根据权利要求1所述的固态成像器件，其特征在于，
所述基座和所述肋材由树脂一体成形，并嵌入了所述金属引线块。
5、一种固态成像器件的制造方法，所述固态成像器件包括：基座；框形肋材，设置在所述基座上；多个金属引线块，具有在由所述基座和所述肋材构成的壳体的内部空间露出的内部端子部、及在所述壳体的外部露出的外部端子；成像元件，在所述内部空间内固定在所述基座上；透明板，固定在所述肋材的上表面上；以及连接部件，连接所述成像元件的电极与所述金属引线块，其特征在于，
所述固态成像器件的制造方法包括：
准备引线框架的工序，该引线框架将多根形成所述多个引线块的引线部分进行了连接；
通过树脂成形的工序形成嵌入所述引线框架、表面具有多个突起的所述基座、和用于形成所述肋材的肋材形成部件；
在所述突起上载放所述成像元件，并用粘合剂将所述成像元件固定在所述基座上的工序；
通过连接部件连接所述成像元件的所述电极、与所述引线部分的工序；
将所述透明板固定到所述肋材形成部件的上表面的工序，
切断所述透明板、所述肋材形成部件、所述引线部分、以及所述基座，以便将所述肋材形成部件分为2部分，并且将所述固态成像元件分离到各个片上。
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