CN108352389A - 固态成像装置与固态成像设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种固态成像装置，其中，抑制了固态成像元件的特性由于来自设在封装件内的配线中的磁场线的影响而产生的劣化；以及一种包括该固态成像装置的固态成像设备。根据本技术的固态成像装置设有：封装件、密封玻璃、固态成像元件以及屏蔽物。封装件内部包括配线并且设有凹部。密封玻璃接合到封装件并且封闭凹部。固态成像元件内置由凹部和密封玻璃形成的空间中。屏蔽物内置在该空间中以布置在封装件上。屏蔽物防止由配线产生的磁场线到达固态成像元件。

Description

固态成像装置与固态成像设备
技术领域
本技术涉及固态成像装置以及包括该固态成像装置的固态成像设备。
背景技术
使用诸如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器等固态成像元件的固态成像装置被安装在诸如静物照相机、摄影机以及监控照相机等的产品上，并且被在多种环境下使用。近年来，在固态成像装置中，为了实现高灵敏度和高分辨率，需要用来削弱外部电磁波和磁场波动的影响的措施。
从上述观点出发，例如，专利文献1公开了一种固态成像装置，其中导体布置在其上装有半导体器件(固态成像元件)的封装件(package)的外周上。根据此结构，封装件具有高电磁屏蔽特性并且提高了固态成像装置的外部电磁波抗扰性。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：特开2014-150150号公报
发明内容
技术问题
然而，近年来，固态成像装置具有大量电流流动的规格。结果是，即使如同专利文献1中公开地应用了导体被布置在封装件的外周的技术，可能也无法防止固态成像元件的特性在来自被布置在封装件中的配线中的磁力线的影响下的劣化。
鉴于以上提及的情况而制成本技术，并且本技术的目的在于提供一种固态成像装置，其防止了固态成像元件的特性在从布置在封装件中的配线中产生的磁力线的影响下的劣化，以及一种包括该固态成像装置的固态成像设备。
问题的解决方案
为了实现该目的，根据本技术的实施方式的固态成像装置包括封装件、密封玻璃、固态成像元件以及屏蔽物。
封装件包括内部的配线以及凹部。
密封玻璃接合到封装件并且封闭凹部。
固态成像元件内置在由凹部和密封玻璃形成的空间中。
屏蔽物内置在该空间中并且布置在封装件上。
屏蔽物防止从配线产生的磁力线到达固态成像元件。
根据此结构，屏蔽物连同固态成像元件一起被内置在该空间中并且被布置在包括内部配线的封装件上。这里，屏蔽物防止从配线产生的磁力线到达固态成像元件。相应地，本技术能够提供一种固态成像装置，其防止了固态成像元件的特性在从布置在封装件中的配线产生的磁力线影响下的劣化。
屏蔽物可被安放在固态成像元件和封装件之间。
根据此结构，即使当配线在封装件内直接地布置在固态成像元件下方时，从配线产生的磁力线也被吸引至屏蔽物并被抑制到达固态成像元件。相应地，可以防止固态成像元件的特性在磁力线影响下的劣化。
屏蔽物可以围绕固态成像元件布置。
屏蔽物可以包括第一屏蔽物和第二屏蔽物，并且可以在固态成像元件和封装件之间相隔一段距离地布置第一屏蔽物和第二屏蔽物。
屏蔽物可以由磁性材料形成。
由于屏蔽物由磁性材料形成，屏蔽物可以吸引从配线产生的磁力线并且防止磁力线到达固态成像元件。根据此结构，可以防止固态成像元件的特性在磁力线影响下的劣化。
屏蔽物可以是由铜或铁形成的导体。
根据此结构，从配线中产生的磁力线被通过从诸如铜和铁的导体产生的磁力线(沿与该磁力线的旋转方向相反的方向旋转的磁力线)抵消，并被防止到达固态成像元件。相应地，即使当屏蔽物是诸如铜和铁的导体时，也可以从自配线产生的磁力线中保护固态成像元件。
屏蔽物可以是包括磁性材料的裸片粘结膜并且粘结固态成像元件至封装件。
根据此结构，不仅防止了从封装件产生的磁力线到达固态成像元件，而且在设计固态成像装置时可以省略粘结固态成像元件至屏蔽物的步骤。相应地，在制造固态成像装置时可以提高生产力。
屏蔽物可以是包括由铜或铁形成的导体的裸片粘结膜并且粘结固态成像元件至封装件。
为了实现该目的，根据本技术的实施方式的固态成像设备包括固态成像装置以及用于成像的光学系统。
固态成像设置包括：固态成像装置，包括：封装件，包括内部的配线以及凹部、接合到封装件并且封闭凹部的密封玻璃、内置在由凹部和密封玻璃形成的空间中的固态成像元件以及屏蔽物，屏蔽物内置在该空间中并且布置在封装件上，屏蔽物防止从配线产生的磁力线到达固态成像元件。
用于成像的光学系统，收集入射光在固态成像元件上。
本发明的有益效果
如上所述，本技术可以提供一种固态成像装置，其防止了固态成像元件的特性在从布置在封装件中的配线产生的磁力线影响下的劣化，以及一种包括该固态成像装置的固态成像设备。
附图说明
[图1]是示出根据本技术的实施方式的固态成像装置的截面图。
[图2]是示出固态成像装置的示意性视图。
[图3]是示出根据本技术的比较实施方式的固态成像装置的示意图。
[图4]是示出根据本技术的实施方式的固态成像装置的示意图。
[图5]是示出根据可替代实施方式1的固态成像装置的截面图。
[图6]是示出固态成像装置的平面图。
[图7]是示出根据可替代实施方式2的固态成像装置的截面图。
[图8]是示出固态成像装置的平面图。
[图9]是示出根据可替代实施方式3的固态成像装置的截面图。
[图10]是示出固态成像装置的平面图。
[图11]是示出根据实施方式的屏蔽物的形状的变形的示意图。
[图12]是示出根据实施方式的屏蔽物的形状的变形的示意图。
[图13]是示出根据实施方式的屏蔽物的形状的变形的示意图。
[图14]是示出根据本技术的实施方式的固态成像设备的示意图。
具体实施方式
在下文中，将描述本公开的实施方式的固态成像装置。
[固态成像装置的结构]
图1是示出固态成像装置100的截面图，并且图2是示出固态成像装置100的平面图。在以下各图中，X方向、Y方向以及Z方向是彼此正交的三个方向。
根据该实施方式的固态成像装置100包括：封装件10、密封玻璃20、固态成像元件(solid-state image sensor)30以及屏蔽物40，如图1所示。
封装件10具有凹部11，如图1所示。凹部11形成在封装件10中并且比固态成像元件30和屏蔽物40的总厚度(沿Z方向的距离)更深，如图1所示。
此外，封装件10在内部包括封装件配线12，如图1所示。封装件10是层压型封装件，诸如，例如LTCC(低温共烧陶瓷)和HTCC(高温共烧陶瓷)。封装件配线12可排列在封装件的各层中。
封装件配线12将封装件10的外部端子(未示出)电连接至固态成像元件30。封装件配线12通过，例如，引线键合(wire bonding)而电连接至固态成像元件30。封装件配线12的材料不特别地受限，而是可以是例如钨、铜等。
封装件10可以例如由诸如合成树脂和陶瓷等的材料形成。应注意，封装件10的材料不特别地受限，只要该料具有绝缘性即可。
密封玻璃20用粘合剂等接合到封装件10并且密封凹部11，如图1所示。密封玻璃20具有光透过性并且具有防止固态成像元件30划伤和灰尘附着等的功能。
优选地，密封玻璃20的材料是硼硅玻璃、石英玻璃、无碱玻璃、Pyrex(注册商标)玻璃等。应注意，可以在固态成像装置100中使用IR截止滤波器、晶体低通滤波器等，而不是密封玻璃20。
固态成像元件30安放在由密封玻璃20和凹部11形成的空间13中，如图1所示。
固态成像元件30包括信号处理区域和信号处理区域周围布置的电路区域。信号处理区域包括像素区域，其中用于转换光至电信号的光电二极管被一维地或二维地排列。信号处理区域进一步包括像素区域周围布置的放大电路、存储器等。
固态成像装置100的种类不特别受限，而是可以是CCD(电荷耦合器件)传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器等。
屏蔽物40安放在空间13中并且布置在封装件10上，如图1所示。另外，屏蔽物40安放在固态成像元件30和封装件10之间，如图1所示。屏蔽物40的材料可以是磁体或导体，诸如铜和铁，并且优选地是铁镍基的软磁性材料。
作为铁镍基的软磁性材料的材料，例如，可以使用通过JIS C 2531规定的PB、PC、PD、PE、或PF基的透磁合金材料(permalloy material)。
[屏蔽物效果]
将使用比较实施方式描述屏蔽物40的效果。图3是示出根据比较实施方式的固态成像装置200的示意图，并且图4是示出根据本实施方式的固态成像装置100的示意图。如图3所示，固态成像装置200包括封装件210，其具有：凹部211、密封玻璃220以及固态成像元件230。
固态成像装置200的封装件210在内部包括直接布置在固态成像元件230下方的封装件配线212，如图3所示。这里，如图3所示，与根据本实施方式的固态成像装置100不同，在固态成像装置200中没有布置屏蔽物。
因而，在大电流流经封装件配线212的情况下，从封装件配线212产生的磁力线M可以到达固态成像元件230并且固态成像元件230可能具有劣化的特性，如图3所示。
然而，在根据本技术的固态成像装置100中，屏蔽物40安放在固态成像元件30和封装件10之间，如图1和图2所示。这里，屏蔽物40的材料是铁磁材料。即使大电流流经封装件配线12，从封装件配线12产生的磁力线M也被吸引至屏蔽物40中，如图4所示。
具体地，在由铁磁材料形成的屏蔽物40被安放在固态成像元件30和封装件10之间的情况下，可以防止从封装件配线12产生的磁力线M到达固态成像元件30。结果是，可以防止固态成像元件30的特性在从封装件配线12产生的磁力线M的影响下的劣化。
另外，如上所述，屏蔽物40可以是诸如铜和铁的导体。以这种方式，从封装件配线12中产生的磁力线M被通过从诸如铜和铁的导体中产生的磁力线(沿与磁力线M的旋转方向相反的方向旋转的磁力线)抵消，并被防止到达固态成像元件30。相应地，即使当屏蔽物40是诸如铜和铁的导体的时候，也可以防止固态成像元件30的特性在磁力线M的影响下劣化。
因此，没有必要为了防止固态成像元件30的特性在磁力线M的影响下的劣化而对封装件配线12施加屏蔽电磁波的处理或改进封装件10中的封装件配线12的配置。结果是，可以确保固态成像装置100的设计的灵活性。相应地，可以将根据该实施方式的固态成像装置100制造的比现有技术中的固态成像装置小。
[可替代实施方式]
随后，有关其结构的固态成像装置100的可替代实施方式将被描述。
(可替代实施方式1)
图5是示出根据可替代实施方式1的固态成像装置100的截面图，并且图6是示出根据可替代实施方式1的固态成像装置100的平面图。固态成像装置100不限于在图1和图2中示出的结构并且可以具有屏蔽物40围绕固态成像元件30布置的结构，如图5和图6所示。在这种情况下，屏蔽物40由铁磁材料形成。
结果是，即使当封装件配线12在封装件10内部直接布置在固态成像元件30下方的时候，从封装件配线12产生的磁力线M也被吸引至屏蔽物40，如图5所示。结果是，可以防止磁力线M到达固态成像元件30。相应地，即使当使用在图5和图6中示出的固态成像装置100的结构的时候，也可以防止固态成像元件30的特性在磁力线M影响下的劣化。
(可替代实施方式2)
图7是示出根据可替代实施方式2的固态成像装置100的截面图，并且图8是示出根据可替代实施方式2的固态成像装置100平面图。固态成像装置100可以具有以下结构，该结构是屏蔽物40包括第一屏蔽物40a和第二屏蔽物40b，并且在固态成像元件30与封装件10之间相隔一定距离布置第一屏蔽物40a和第二屏蔽物40b，如图7和图8所示。在这种情况下，屏蔽物40(第一屏蔽物40a和第二屏蔽物40b)的材料是铁磁材料或诸如铜和铁的导体。
结果是，即使当封装件配线12在封装件10内部直接布置在固态成像元件30下方的时候，在屏蔽物40是由铁磁材料形成的情况下，从封装件配线12产生的磁力线M也被吸引至屏蔽物40中，如图7所示。结果是，可以防止磁力线M到达固态成像元件。
相应地，即使当使用在图7和图8中示出的固态成像装置100的结构的时候，也可以防止固态成像元件30的特性在磁力线M影响下的劣化。应注意，在根据可替代实施方式2的固态成像装置100中，即使当屏蔽物40是诸如铜和铁的导体的时候，磁力线M也可被抵消并且可以防止固态成像元件30的特性在磁力线M影响下的劣化。
(可替代实施方式3)
图9是示出根据可替代实施方式3的固态成像装置100的截面图，并且图10是示出根据可替代实施方式3的固态成像装置100的平面图。固态成像装置100可以具有以下结构，该结构是屏蔽物40的沿X方向的长度L1比固态成像元件30的沿X方向的长度L2更长，如图9所示。
换言之，如图9所示，屏蔽物40的与固态成像元件30接触的表面40c(前表面)的面积可以大于固态成像元件30的与屏蔽物40接触的表面30a(后表面)的面积。结果是，可以进一步改进对固态成像元件30屏蔽从自封装件配线12产生的磁力线M的屏蔽物40的屏蔽性。
(可替代实施方式4)
屏蔽物40可以是由包含磁性材料的颗粒或诸如铜和铁的导体的颗粒的粘合用树脂形成的裸片粘结膜(die bonding film)，并且可以接合固态成像元件30与封装件10。可替代地，屏蔽物40可以是由包含磁性材料的颗粒或诸如铜和铁的导体的颗粒的银膏形成的裸片粘结膏(die bonding paste)。
根据此结构，不仅防止了从封装件配线12产生的磁力线到达固态成像元件，而且在设计固态成像装置100时，可以省略将固态成像元件30粘结至屏蔽物40的步骤。相应地，在制造固态成像装置100时可以提高生产力。
(屏蔽物的形状)
图11至图13各自是示出固态成像装置100的平面图和示出固态成像装置100的屏蔽物40的形状的变化的示意图。根据该实施方式的屏蔽物40的形状不限于在图1、图2以及图5至图10中示出的形状。屏蔽物可以具有任何形状。
例如，屏蔽物40的形状可能是圆形，如图11所示。可替代地，屏蔽物40可以沿着固态成像元件30的周边布置在固态成像元件30与封装件10之间并且可以具有具有矩形孔40d的形状，如图12所示。可替代地，屏蔽物40可以具有十字形状，如图13所示。
[固态成像设备]
图14是示出根据本实施方式的固态成像设备300的示意图。如图14所示，固态成像设备300包括用于成像的光学系统110以及固态成像装置100。用于成像的光学系统110是将入射光R汇集在固态成像元件30上的光学系统，如图14所示。
固态成像设备300不特别地受限，而是可以是，例如，静物照相机、摄影机、FA(focus aid，聚焦辅助)照相机、监控照相机、显微镜等。应注意，在其上安装有固态成像装置100的固态成像设备300不限于以上列出的设备。
上面描述了本技术的实施方式，本技术不限于上述实施方式，并且应注意可以进行各种改变。
例如，本技术也可以具有如下结构。
(1)一种固态成像装置，包括：
封装件，内部包括内部的配线以及凹部；
密封玻璃，接合到封装件并且封闭凹部；
固态成像元件，安放在由凹部和密封玻璃形成的空间中；以及
屏蔽物，安放在空间中并且布置在封装件上，屏蔽物防止从配线产生的磁力线到达固态成像元件。
(2)根据(1)所述的固态成像装置，其中
屏蔽物安放在固态成像元件和封装件之间。
(3)根据(1)所述的固态成像装置，其中
屏蔽物围绕固态成像元件布置。
(4)根据(1)或(2)所述的固态成像装置，其中
屏蔽物包括第一屏蔽物和第二屏蔽物，并且
在固态成像元件和封装件之间相隔一段距离地布置第一屏蔽物和第二屏蔽物。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的固态成像装置，其中
屏蔽物由磁性材料形成。
(6)根据(1)至(4)中任一项所述的固态成像装置，其中
屏蔽物是由铜或铁形成的导体。
(7)根据(1)至(4)中任一项所述的固态成像装置，其中
屏蔽物是包括磁性材料的裸片粘结膜并且将固态成像元件粘结至封装件。
(8)根据(1)至(4)中任一项所述的固态成像装置，其中
屏蔽物是包括由铜或铁形成的导体的裸片粘结膜并且将固态成像元件粘结至封装件。
(9)一种固态成像设备，包括：
固态成像装置，包括
封装件，包括内部的配线以及凹部，
密封玻璃，接合到封装件并且封闭凹部，
固态成像元件，安放在由凹部和密封玻璃形成的空间中，并且
屏蔽物，安放在空间中并且布置在封装件上，屏蔽物防止从配线产生的磁力线到达固态成像元件；以及
成像用光学系统，汇集入射光在固态成像元件上。
参考符号列表
100 固态成像装置
10 封装件
11 凹部
12 封装件配线
13 空间
20 密封玻璃
30 固态成像元件
40 屏蔽物
M 磁力线

Claims (9)

1.一种固态成像装置，包括：
封装件，包括内部的配线以及凹部；
密封玻璃，接合到所述封装件并且封闭所述凹部；
固态成像元件，内置于由所述凹部和所述密封玻璃形成的空间中；以及
屏蔽物，内置于所述空间中并且布置在所述封装件上，所述屏蔽物防止由所述配线产生的磁力线到达所述固态成像元件。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物布置在所述固态成像元件与所述封装件之间。
3.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物布置在所述固态成像元件的周围。
4.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物包括第一屏蔽物和第二屏蔽物，并且
所述第一屏蔽物和所述第二屏蔽物相隔一段距离布置在所述固态成像元件与所述封装件之间。
5.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物由磁性材料形成。
6.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物是由铜或铁形成的导体。
7.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物是包含磁性材料的裸片粘结膜并且将所述固态成像元件粘结至所述封装件。
8.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述屏蔽物是包括由铜或铁形成的导体的裸片粘结膜并且将所述固态成像元件粘结至所述封装件。
9.一种固态成像设备，包括：
固态成像装置，包括
封装件，包括内部的配线以及凹部，
密封玻璃，接合到所述封装件并且封闭所述凹部，
固态成像元件，内置于由所述凹部和所述密封玻璃形成的空间中，以及
屏蔽物，内置于所述空间中并且布置在所述封装件上，所述屏蔽物防止由所述配线产生的磁力线到达所述固态成像元件；以及
成像用的光学系统，将入射光收集在所述固态成像元件上。
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