JP2001102502A - イメージセンサ素子収納用パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に収容するイメージセンサ素子20の温度
が高いものとなり、イメージセンサ素子20の感度が低下
して鮮明な画像を得にくい。 【解決手段】 イメージセンサ素子20が搭載される搭載
部１ａを有するとともに、搭載部１ａ周辺から下面に導
出するメタライズ配線導体４を有する絶縁基体１と、頭
部３ａ上面が絶縁基体１の下面のメタライズ配線導体４
にろう付された外部リードピン３とを具備して成るイメ
ージセンサ素子収納用パッケージであって、外部リード
ピン３が搭載部１ａの周辺部に対応する領域にろう付け
されており、絶縁基体１の下面で搭載部１ａに対応する
領域が外部リードピン３の頭部３ａより下方に突出した
突出面１ｂとなっている。イメージセンサ素子20が発生
する熱を突出面１ｂを介して外部電気回路基板30に伝達
させ、イメージセンサ素子20が高温となることを有効に
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージセンサ素
子を収容するためのイメージセンサ素子収納用パッケー
ジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、イメージセンサ素子を収容するた
めのイメージセンサ素子収納用パッケージは、図３に断
面図で示すように、酸化アルミニウム質焼結体・窒化ア
ルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼
結体・ガラス−セラミックス等のセラミックスから成
り、その上面側中央部にイメージセンサ素子20を搭載す
るための搭載部11ａを底面とした凹部およびこの搭載部
11ａの周辺から下面に導出する複数のメタライズ配線導
体14を有する略長方体状の絶縁基体11と、メタライズ配
線導体14で絶縁基体11の下面に導出した部位に銀ろう等
のろう材15を介して接合された略円柱状の外部リードピ
ン13と、ガラスやサファイア等の透光性材料から成る透
光性蓋体12とから構成されており、絶縁基体11の搭載部
11ａに、上面に複数の電極が形成されたイメージセンサ
素子20を接着剤を介して接着固定するとともにイメージ
センサ素子20の電極をボンディングワイヤ21を介してメ
タライズ配線導体14に電気的に接続し、しかる後、絶縁
基体11の上面に透光性蓋体12を例えばエポキシ樹脂等の
封止材を介して接合し、絶縁基体11と透光性蓋体12とか
ら成る容器内部にイメージセンサ素子20を気密に収容す
ることによって製品としてのイメージセンサ装置とな
る。

【０００３】なお、外部リードピン13は、その上端に大
径の頭部13ａを有する略円柱状であり、この頭部13ａの
上面をメタライズ配線導体14にろう材15を介して接合す
ることによって絶縁基体11の下面から略垂直に突出する
ようにして立設されている。

【０００４】そして、このイメージセンサ装置は、外部
リード端子13を外部電気回路基板30に設けた貫通孔31内
に挿入するとともに外部電気回路基板30の配線導体32に
半田33を介して電気的に接続することによって、外部電
気回路基板30に実装されるとともに、パッケージ内部に
収容するイメージセンサ素子20の各電極が外部電気回路
に接続される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のイメージセンサ素子収納用パッケージによれば、絶
縁基体11の搭載部11ａにイメージセンサ素子20を接着固
定するとともに、イメージセンサ素子20の電極をボンデ
ィングワイヤ21を介してメタライズ配線導体14に電気的
に接続し、しかる後、絶縁基体11の上面に透光性蓋体12
を接合してイメージセンサ装置となした後、その外部リ
ードピン13を外部電気回路基板30に設けた貫通孔31内に
挿入することによって外部電気回路基板30に実装する
と、外部リードピン13の大径の頭部13ａが外部電気回路
基板30の上面に支えて、外部電気回路基板30の上面と絶
縁基体11下面との間に頭部13ａおよびメタライズ配線導
体14ならびにろう材15の厚み分だけ隙間Ｇが形成されて
しまう。このような隙間Ｇは熱を伝えにくいため、イメ
ージセンサ素子20が作動時に発生する熱は外部電気回路
基板30には殆ど伝達されずにパッケージ内に蓄積されて
しまい、その結果、イメージセンサ素子20が高温となり
がちである。そして、イメージセンサ素子20が高温にな
ると、その感度が低下してしまうため、例えば高感度が
要求される宇宙観測用等のイメージセンサ装置では、鮮
明な映像が得られにくいという解決すべき課題を有して
いた。

【０００６】本発明は、上述の課題に鑑み案出されたも
のであり、その目的は、内部に収容するイメージセンサ
素子が作動時に発生する熱を外部電気回路基板に良好に
伝えることにより、イメージセンサ素子が高温となるの
を有効に防止し、これにより鮮明な画像を得ることを可
能としたイメージセンサ素子収納用パッケージを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
素子収納用パッケージは、上面側中央部にイメージセン
サ素子が搭載される搭載部を有するとともに、この搭載
部周辺の上面から下面に導出する複数のメタライズ配線
導体を有する絶縁基体と、上端に大径の頭部を有すると
ともに、この頭部上面が絶縁基体下面のメタライズ配線
導体にろう付けされた略円柱状の複数の外部リードピン
とを具備して成るイメージセンサ素子収納用パッケージ
であって、外部リードピンは搭載部の周辺部に対応する
領域にろう付けされており、絶縁基体はその下面で少な
くとも搭載部に対応する領域がリードピンの頭部よりも
下方に突出した突出面となっていることを特徴とするも
のである。

【０００８】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケ
ージによれば、外部リードピンは絶縁基体下面で搭載部
の周辺部に対応する領域にろう付けされており、かつ絶
縁基体の下面で少なくとも搭載部に対応する領域が外部
リードピンの頭部より下方に突出した突出面となってい
ることから、絶縁基体の搭載部にイメージセンサ素子を
接着固定するとともに、イメージセンサ素子の電極をボ
ンディングワイヤを介してメタライズ配線導体に電気的
に接続し、しかる後、絶縁基体の上面に透光性蓋体を接
合してイメージセンサ装置となした後、その外部リード
ピンを外部電気回路基板に設けた貫通孔内に挿入するこ
とにより外部電気回路基板に実装すると、絶縁基体の下
面で少なくとも搭載部に対応する領域に形成された突出
面を外部電気回路基板に直接接触させることができ、搭
載部に搭載されたイメージセンサ素子が作動時に発生す
る熱をこの突出面を介して外部電気回路基板に効率よく
伝達させることによってイメージセンサ素子が高温とな
ることを有効に防止することが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明のイメージセンサ素
子収納用パッケージについて添付の図面を基に説明す
る。

【００１０】図１は、本発明のイメージセンサ素子収納
用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、
図１において１は絶縁基体、２は透光性蓋体、３は外部
リードピンであり、これらで本発明のイメージセンサ素
子収納用パッケージが構成されている。

【００１１】イメージセンサ素子収納用パッケージを構
成する絶縁基体１は、イメージセンサ素子20を支持する
ための支持体として機能し、その上面側の中央部にイメ
ージセンサ素子20が搭載される搭載部１ａを底面とした
凹部を有している。そして、搭載部１ａにはイメージセ
ンサ素子20が接着固定される。

【００１２】絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体
や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化
珪素質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックスか
ら成る。例えば酸化アルミニウ質焼結体から成る場合で
あれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウ
ム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ
・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿物を作る
とともに、この泥漿物を従来周知のドクタブレード法等
のシート成形法を採用してシート状のセラミックグリー
ンシートとなし、しかる後、このセラミックグリーンシ
ートに適当な打ち抜き加工を施すとともに複数枚を積層
し、約1600℃の温度で焼成することによって製作され
る。

【００１３】なお、絶縁基体１は、その搭載部１ａを機
械的研削法により平坦度が50μｍ以下となるように平坦
化しておくと、搭載部１ａにイメージセンサ素子20を搭
載した場合に、搭載部１ａが平坦であることから、イメ
ージセンサ素子20が傾いて搭載されることはなく、その
結果、イメージセンサ素子20を画像情報に対して傾きな
く正確に対向させることが可能となりイメージセンサ20
によって歪みのない画像を得ることができる。従って、
絶縁基体１はその搭載部１ａを機械的研削法により平坦
度が50μｍ以下、望ましくは20μｍ以下となるように平
坦化しておくことが好ましい。

【００１４】また、絶縁基体１には、搭載部１ａの周辺
上面から搭載部１ａの周辺に対応する下面に導出するタ
ングステンやモリブデン・銅・銀・金等の金属粉末メタ
ライズから成る複数のメタライズ配線導体４が設けられ
ている。

【００１５】メタライズ配線導体４は、搭載部１ａに搭
載されるイメージセンサ素子20の各電極を外部電気回路
に電気的に接続するための導電路の一部として機能し、
その絶縁基体１の下面に導出した部位には、外部リード
ピン３が銀ろう等のろう材５を介してろう付けされてお
り、その搭載部１ａの周辺部位にはイメージセンサ素子
20の各電極がボンディングワイヤ21を介して電気的に接
続される。

【００１６】メタライズ配線導体４は、例えばこれがタ
ングステン粉末メタライズから成る場合であれば、タン
グステン粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合
して得た金属ペーストを絶縁基体１となるセラミックグ
リーンシートに従来周知のスクリーン印刷法を採用して
所定パターンに印刷塗布し、これをそのセラミックグリ
ーンシートとともに焼成することによって絶縁基体１の
搭載部１ａ周辺から絶縁基体１の下面で搭載部１ａの周
辺部に対応する位置に導出するようにして設けられる。

【００１７】なお、メタライズ配線導体４は、その露出
する表面にニッケル・金等の耐蝕性に優れ、かつろう材
５やボンディングワイヤ21との接合性に優れる金属をめ
っき法により１〜20μｍの厚みに設けておくと、メタラ
イズ配線導体４が酸化腐蝕するのを有効に防止すること
ができるとともに、メタライズ配線導体４と外部リード
ピン３およびボンディングワイヤ21との接合を強固かつ
容易なものとすることができる。従って、メタライズ配
線導体４は、その露出する表面にニッケル・金等の耐蝕
性に優れ、かつろう材５やボンディングワイヤ21との接
合性に優れる金属をめっき法により１〜20μｍの厚みに
設けておくことが好ましい。

【００１８】また、メタライズ配線導体４にろう付けさ
れた外部リードピン３は、例えば鉄−ニッケル−コバル
ト合金や鉄−ニッケル合金等の金属から成り、その上端
に大径の頭部３ａを有する略円柱であり、頭部３ａの上
面をメタライズ配線導体４で絶縁基体１の下面に導出し
た部位にろう材５を介してろう付けされることによっ
て、絶縁基体１の下面で搭載部１ａ周辺部に対応する位
置に立設されている。

【００１９】なお、外部リードピン３は、絶縁基体１の
下面で搭載部１ａ周辺部に対応する位置にろう付けされ
ていることから、絶縁基体１の下面で搭載部１ａに対応
する領域を後述する突出面１ｂのために利用することを
可能としている。

【００２０】そして、絶縁基体１の搭載部１ａにイメー
ジセンサ素子３を搭載するとともに、イメージセンサ素
子20の各電極をメタライズ配線導体４にボンディングワ
イヤ21を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体１
上面に透光性蓋体２を接合してイメージセンサ装置とな
した後、外部リードピン３を外部電気回路基板30の貫通
孔31内に挿入するとともに、配線導体32に半田33を介し
て電気的に接続することによってイメージセンサ装置が
外部電気回路基板30に実装されるとともに、イメージセ
ンサ素子20の各電極が外部電気回路に電気的に接続され
ることとなる。

【００２１】なお、外部リードピン３およびろう材５
は、その露出する表面にニッケルや金等の耐蝕性や半田
との濡れ性に優れる金属をめっき法により１〜20μｍの
厚みに設けておくと、外部リードピン３やろう材５が酸
化腐食するのを有効に防止することができるとともに、
外部リードピン３と外部電気回路基板30の配線導体32と
の接続を強固かつ容易なものとすることができる。従っ
て、外部リードピン３およびろう材５は、その露出する
表面にニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属をめっき法
により１〜20μｍの厚みに設けておくことが好ましい。

【００２２】また、絶縁基体１はその下面で、少なくと
も搭載部１ａに対応する領域が外部リードピン３の頭部
３ａよりも下方に突出した突出面１ｂを形成している。

【００２３】突出面１ｂは、絶縁基体１と外部電気回路
基板30とを直接接触させるための接触面であり、外部リ
ードピン３の頭部３ａよりも下方に突出しているので、
外部リードピン３を外部電気回路基板30の貫通孔31内に
挿入してパッケージを実装した場合に、突出面１ｂが外
部電気回路基板30の上面に支えて密着し、その結果、イ
メージセンサ素子20の発生する熱を外部電気回路基板30
に突出面１ｂを介して伝達させることができ、それによ
りイメージセンサ素子20が高温となることを有効に防止
し、イメージセンサ素子20の感度を良好として鮮明な画
像を得ることを可能とする。

【００２４】また、この場合、突出面１ｂは絶縁基体１
の下面で搭載部１ａに対応する領域に形成されているこ
とから、イメージセンサ素子20が作動時に発生する熱を
短い距離で迅速かつ効率よく外部電気回路基板30に伝達
させることができる。

【００２５】なお、突出面１ｂは、その平坦度が30μｍ
以下となるように機械的研削法により研削して平坦化し
ておくと、パッケージを外部電気回路基板30に実装した
場合に、突出面１ｂと外部電気回路基板30の上面との密
着が極めて良好なものとなり、イメージセンサ素子20が
作動時に発生する熱を極めて効率よく外部電気回路基板
に伝達させることが可能となる。従って、突出面１ｂ
は、その平坦度を30μｍ以下、望ましくは、20μｍ以下
となるように研削平坦化しておくことが好ましい。

【００２６】ところで、突出面１ｂを研削する場合に
は、メタライズ配線導体４に外部リードピン３をろう付
けする前に研削すると、外部リードピン３が研削の邪魔
にならず、正確かつ容易に研削することができる。従っ
て、突出面１ｂを研削する場合には、メタライズ配線導
体４に外部リードピン３をろう付けする前に研削するこ
とが好ましい。

【００２７】また、絶縁基体１の上面外周部には、透光
性蓋体２が接合される封止面１ｃが形成されており、こ
の封止面１ｃには、ガラスやサファイア等の透光性材料
から成る略四角平板の透光性蓋体２が、例えばエポキシ
樹脂等の樹脂から成る封止材を介して接合され、これに
よって絶縁基体１と透光性蓋体２とから成る容器内部に
イメージセンサ素子20が気密に封止される。

【００２８】なお、封止面１ｃは、その平坦度が30μｍ
以下となるように機械研削により研削して平坦化してお
くと、封止面１ｃに透光性蓋体２を封止材を介して接合
する際に、両者を極めて気密信頼性高く接合することが
できる。従って、封止面１ｃは、その平坦度を30μｍ以
下、望ましくは20μｍ以下となるように研削平坦化して
おくことが好ましい。

【００２９】さらに、絶縁基体１の搭載面１ａおよび突
出面１ｂならびに封止面１ｃを研削により平坦化する場
合には、これらの面の平行度が互いに50μｍ以下となる
ように研削しておくことが好ましい。そのように研削し
ておくことによって、例えば突出面１ｂを基準面として
イメージセンサ素子20および透光性蓋体２を傾きなく正
確に配置させることができ、歪みの少ない画像を得るこ
とが可能になる。

【００３０】かくして、本発明のイメージセンサ素子収
納用パッケージによれば、絶縁基体１の搭載部１ａ上面
にイメージセンサ素子20を接着固定するとともに、イメ
ージセンサ素子20の各電極をメタライズ配線導体４にボ
ンディングワイヤ21を介して電気的に接続し、最後に絶
縁基体１上面に透光性蓋体２を封止材を介して接合させ
ることにより絶縁基体１と透光性蓋体２とから成る容器
内部にイメージセンサー素子20が気密に封止され、外部
リードピン３を外部電気回路基板30の貫通孔31内に挿入
するとともに外部電気回路基板30の配線導体32に半田33
を介して電気的に接続することによって、イメージセン
サ装置が外部電気回路基板30に実装されるとともに、内
部に収容するイメージセンサ素子20が外部電気回路に電
気的に接続されることとなる。

【００３１】なお、本発明は上述の実施の形態の一例に
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲であれば、種々の変更は可能である。例えば、図２に
断面図で示すように、絶縁基体１の搭載部１ａと絶縁基
体１の突出面１ｂとの間にタングステンやモリブデン・
銅・銀等の金属粉末メタライズから成る複数のサーマル
ビア導体６を設けてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明のイメージセンサ素子収納用パッ
ケージによれば、外部リードピンが搭載部の周辺部に対
応する領域に立設されており、かつ絶縁基体の下面で少
なくとも搭載部に対応する領域が外部リードピンの頭部
より下方に突出した突出面となっていることから、絶縁
基体の搭載部にイメージセンサ素子を接着固定するとと
もに、イメージセンサ素子の電極をボンディングワイヤ
を介してメタライズ配線導体に電気的に接続し、しかる
後、絶縁基体の上面に透光性蓋体を接合してイメージセ
ンサ装置となした後、その外部リードピンを外部電気回
路基板に設けた貫通孔内に挿入することによりイメージ
センサ装置を外部電気回路基板に実装すると、絶縁基体
の下面で少なくとも搭載部に対応する領域に形成された
突出面を外部電気回路基板に直接接触し、これにより搭
載部に搭載されたイメージセンサ素子が作動時に発生す
る熱を搭載部直下の突出面を介して外部電気回路基板に
効率よく伝達させてイメージセンサ素子が高温となるこ
とを有効に防止することができ、イメージセンサ素子の
感度を良好として鮮明な画像を得ることが可能なイメー
ジセンサ素子収納用パッケージを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージ
の実施の形態の一例を示す断面図である。

【図２】本発明のイメージセンサ素子収納用パッケージ
の実施の形態の他の例を示す断面図である。

【図３】従来のイメージセンサ素子収納用パッケージを
示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・絶縁基体 １ａ・・・・・搭載部 １ｂ・・・・・突出面 ３・・・・・・外部リードピン ３ａ・・・・・外部リードピン頭部 ４・・・・・・メタライズ配線導体 20・・・・・・イメージセンサ素子 30・・・・・・外部電気回路基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面側中央部にイメージセンサ素子が搭
   載される搭載部を有するとともに該搭載部周辺の上面か
   ら下面に導出する複数のメタライズ配線導体を有する絶
   縁基体と、略円柱状で上端に大径の頭部を有し、該頭部
   上面が前記絶縁基体下面の前記メタライズ配線導体にろ
   う付けされた複数の外部リードピンとを具備して成るイ
   メージセンサ素子収納用パッケージであって、前記外部
   リードピンは前記絶縁基体下面の前記搭載部の周辺に対
   応する領域にろう付けされており、前記絶縁基体は下面
   の前記搭載部に対応する領域が前記ろう付けされた外部
   リードピンの頭部よりも下方に突出した突出面とされて
   いることを特徴とするイメージセンサ素子収納用パッケ
   ージ。
2. 【請求項２】 前記突出面の平坦度が30μｍ以下となる
   ように研削されていることを特徴とする請求項１記載の
   イメージセンサ素子収納用パッケージ。