JP2002176157A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JP2002176157A
JP2002176157A JP2000372054A JP2000372054A JP2002176157A JP 2002176157 A JP2002176157 A JP 2002176157A JP 2000372054 A JP2000372054 A JP 2000372054A JP 2000372054 A JP2000372054 A JP 2000372054A JP 2002176157 A JP2002176157 A JP 2002176157A
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solid
imaging device
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silicon chip
adhesive
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Yoshihisa Kabaya
欣尚 蒲谷
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Canon Inc
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto

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  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 信頼性を向上することができる固体撮像装置
を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子が設けられたシリコンチッ
プ1と、シリコンチップ1の固体撮像素子から所定距離
に対向面5Aが配置されたガラス基板5を具備し、固体
撮像素子に光を入射させる光学系(マイクロレンズ2、
ガラス基板5)と、シリコンチップ1の周縁部(周縁部
1A、側面1B)と対向面5Aとの間に配置され、固体
撮像素子と電気的に接続され、シリコンチップ1および
ガラス基板5の外側に屈曲部4Bを具備する複数のリー
ドピン4Aと、対向面5Aの周辺にシリコンチップ1お
よびリードピン4Aを固定する柔軟な接着剤6とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像素子を
実装した固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】固体撮像素子は、ビデオカメラ、デジタ
ルスチルカメラなどの画像入力機器に用いられるCCD
(CHARGE COUPLED DEVICE)、CMOSセンサなどであ
る。半導体製造の半導体工程では、固体撮像素子がシリ
コンウエハ等の半導体基板上に形成される。半導体工程
が終了すると、カラーフィルタおよびマイクロレンズ形
成工程で、シリコンウエハには、アクリル系材料を用い
てカラーフィルタおよびマイクロレンズが順に形成され
る。そして、後工程で、シリコンウエハは、必要な寸法
に分割されて、固体撮像素子チップにされる。この後、
固体撮像素子チップは、パッケージされて、固体撮像装
置となる。
【0003】従来、固体撮像素子チップは、セラミック
パッケージなどに収納される。このとき、ワイヤーボン
ディングにより、例えばTAB(Tape Automated Bongi
ng)フィルムのリードと固体撮像素子チップとの間の電
気的接続がとられ、ガラス基板のキャップがパッケージ
上に接着される。固体撮像装置は、このような構成にな
っている。
【0004】ところで、近年、デジタルカメラなどで機
器の小型化、薄型、軽量なパッケージが望まれている。
なかでも、特開平07−099214号公報に開示され
ているような、TOG(TAB on glass)などが知られて
いる。この技術は、電子画像学会の文献(1998年1
0月、株式会社東芝発表)でも開示されている。
【0005】従来の固体撮像装置を図3に示す。従来の
固体撮像装置では、CCDセンサやCMOSセンサなど
の固体撮像素子チップであるシリコンチップ101が、
電気的接続手段であるTABフィルム102とバンプ1
03を介して、電気的に接続されている。TABフィル
ム102としては、リードピンである銅箔102Aをポ
リイミドフィルムなどの絶縁フィルム102Bで挟んだ
構成が一般的である。シリコンチップ101の固体撮像
素子上には、マイクロレンズ104が設けられている。
透光性部材であるガラス基板105は、シリコンチップ
101に対向して所望の隙間で設けられている。そし
て、ガラス105は、シリコンチップ101およびTA
Bフィルム102と封止樹脂106で接着されている。
封止樹脂106は、フィラーが高充填されたエポキシ系
などの接着剤である。
【0006】このように、従来の固体撮像装置では、固
体撮像素子がTABフィルムによって電気的に接続され
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の固体撮
像装置には、次のような課題がある。つまり、図3に示
すシリコンチップ101にガラス基板105を接着する
場合、フィラーが高充填された硬い接着剤を用いると、
接着剤自身が硬いため、シリコンチップ101とガラス
基板105との間の線膨張係数の差により、反りが発生
する欠点がある。
【0008】一方、フィラーが少ない柔らかな接着剤を
用いると、シリコンチップ101とガラス基板105と
の間に線膨張係数差があっても、柔らかな接着剤が緩衝
層として働くため、反りの発生を防ぐことはできる。た
だし、接着剤が柔らかいため、リードピンが機械的な外
力を受けたとき、リードピン周辺(界面)部で、接着剤
の剥がれることがある。また、リードピンとバンプとの
間、バンプとAlパッドとの間の接合不良が発生するこ
ともある。
【0009】この発明の目的は、これらの課題を解決
し、信頼性を向上することができる固体撮像装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1に記載の固体撮像装置は、固体撮像素子が
設けられたチップと、前記チップの固体撮像素子から所
定距離に対向面が配置された透明基板を具備し、前記固
体撮像素子に光を入射させる光学系と、前記チップの周
縁部と前記透明基板の対向面との間に配置され、前記固
体撮像素子と電気的に接続され、前記チップおよび前記
透明基板の外側に屈曲部を具備する複数のリードピン
と、前記透明基板の対向面周辺に前記チップおよび前記
リードピンを固定し、柔軟な接着剤である周辺封止部と
を備えることを特徴とする。
【0011】請求項2に記載の固体撮像装置は、請求項
1に記載の固体撮像装置において、前記リードピンの屈
曲部を前記透明基板側面に固定する周辺接着部を備える
ことを特徴とする。
【0012】請求項3に記載の固体撮像装置は、請求項
1または2に記載の固体撮像装置において、前記リード
ピンの屈曲部は、波状であることを特徴とする。
【0013】前記構成によって、周辺封止部にフィラー
の少ない接着材を用いる。さらに、リードピンを接着材
で周辺封止部(外周部)、透明基板端部に固定する。こ
れによって、反りの発生を防ぎ、リードピンの固定(補
強)を確実なものとすることができる。
【0014】また、チップ側でリードピンがバンプに固
定されているため、温度サイクルテスト(信頼性試験)
における接着剤の膨張・収縮といった熱ストレスでリー
ドピンやバンプが断線することもある。このような断線
を防ぐために、この発明では、周辺封止部より外側に位
置するリードピンに応力緩和層つまり屈曲部を設け、固
体撮像装置の信頼性をさらに向上させている。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて説明する。
【0016】図1は、この発明の一実施の形態を示す平
面図であり、図2は、図1のI−I断面を示す断面図で
ある。この実施の形態による固体撮像装置は、固体撮像
素子が形成されているシリコンチップ1を備えている。
固体撮像素子は、CCDやCMOSセンサなどのような
素子である。
【0017】シリコンチップ1の四角形状の受光面に
は、マイクロレンズ2が取り付けられている。また、シ
リコンチップ1の周縁部1Aには、複数のバンプ3が、
Al製のパッドに設けられている。この実施の形態で
は、1列に配列されたバンプ3が、マイクロレンズ2の
両側に配置されている。
【0018】各バンプ3を経て、TABフィルム4のリ
ードピン4Aが固体撮像素子に電気的に接続されてい
る。なお、TABフィルム4は、図3のTABフィルム
102と同じであるので、その説明を省略する。TAB
フィルム4つまりリードピン4Aには、屈曲部4Bが形
成されている。この実施の形態の場合、屈曲部4Bは波
状をしている。TABフィルム4に膨張や収縮といった
応力が加わった場合、屈曲部4Bは、受光面と水平な方
向、つまり、矢印Aの方向に伸縮して応力を吸収する。
これによって、屈曲部4Bは、応力を緩和する応力緩和
層として働き、固体撮像装置の信頼性を向上させてい
る。
【0019】シリコンチップ1の受光面から所定距離だ
け離れて、対向面5Aが向かい合うように、ガラス基板
5が配置されている。ガラス基板5は、透光性の材料で
あるガラスで作られている。この実施の形態では、ガラ
ス基板5とマイクロレンズ2とによって、光学系が構成
される。
【0020】シリコンチップ1とガラス基板5との距離
を保つために、シリコンチップ1の周縁部1Aおよび側
面1B、つまりシリコンチップ1の周辺部が、フィラー
が少ない接着剤である柔軟な接着剤6によって、ガラス
基板5の対向面5Aの周縁部と接着されている。この結
果、周辺封止部である接着剤6によって、ガラス基板5
がシリコンチップ1に実装される。そして、ガラス基板
5とシリコンチップ1との間に線膨張係数差があって
も、接着剤6が柔らかく緩衝層として働くため、反りの
発生を防ぐことができる。
【0021】ガラス基板5の側面部5Bおよび接着剤6
の側面部6AとTABフィルム4の屈曲部4Bとの間
が、周辺接着部である接着剤7で充填されている。この
結果、接着剤7によって、TABフィルム4のリードピ
ン4Aがガラス基板5の側面部5Bに固定される。この
実施の形態による固体撮像装置は、以上の構成である。
【0022】前記構成の固体撮像装置によれば、ガラス
基板5とシリコンチップ1の接着をフィラーが少ない接
着剤6を用いて行った場合、接着剤6が柔らかいため、
反りに対する効果はあるが、反面、信頼性を損なう欠点
がある。つまり、リードピン4Aが機械的な力を受けた
時、固定している接着剤6が柔らかいため、機械的な力
に負け、リードピン4Aの周辺(界面)部において接着
剤6が剥がれるなどの不具合を発生させることがある。
【0023】この欠点を補うため、ガラス基板1の端部
および接着剤6の外周部と、リードピン4Aとを接着剤
7で固定し、外的な力から保護することにより、シリコ
ンチップ1に形成された固体撮像素子の信頼性を向上さ
せる。さらに、信頼性試験における温度サイクルテスト
を行った場合、接着剤6が柔らかく、それ自身の膨張・
収縮と言った応力がリードピン4Aに加わるため、リー
ドピン4Aとバンプ3との間、バンプ3とAlパッド間
が断線する可能性がある。そこで、リードピン4Aにか
かる膨張・収縮といった応力を吸収または回避するた
め、リードピン4Aに曲げを形成し、断線および接着剤
剥がれを防止し、機械的な力に対する、固体撮像装置の
信頼性をさらに高める。
【0024】つまり、この実施の形態によれば、反りに
対して有効な、フィラーの少ない(柔軟な)接着剤で固
体撮像素子とガラス基板1の接着(周辺封止)を行った
場合、周辺封止部材(外周部)およびガラス基板端部に
リードピン4Aを接着剤で固定すれば、外的な力から保
護でき、固体撮像装置の信頼性を高めることができる。
さらに、リードピン4Aに応力緩和のための曲げをつく
れば、温度サイクルにおける膨張・収縮といった熱スト
レスに対する信頼性をさらに向上することができる。
【0025】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、反りに対して有効である柔軟な接着材を用いて、固
体撮像素子と透明基板とを接着し、周辺封止を行うの
で、外的な力から固体撮像装置を保護し、固体撮像装置
の信頼性を高めることができる。しかも、この発明によ
れば、リードピンが屈曲部を備えているので、この屈曲
部によって応力が緩和され、例えば、温度サイクルにお
ける膨張・収縮といった熱ストレスに対する信頼性をさ
らに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示す平面図である。
【図2】図1のI−I断面を示す断面図である。
【図3】従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリコンチップ 1A 周縁部 1B 側面 2 マイクロレンズ 3 バンプ 4 TABフィルム 4A リードピン 4B 屈曲部 5 ガラス基板 5A 対向面 5B 側面部 6、7 接着剤 6A 側面部 7 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H01L 31/02 H01L 31/02 B Fターム(参考) 4M118 AA08 AA10 AB01 BA10 BA14 GD04 HA16 HA17 HA23 HA24 5C024 CY47 CY48 EX22 EX23 EX25 EX43 GY00 5F044 MM03 MM26 NN07 RR18 5F061 AA01 BA05 CA05 DD12 5F088 AB03 BA11 BB03 JA02 JA12 JA20

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子が設けられたチップと、 前記チップの固体撮像素子から所定距離に対向面が配置
    された透明基板を具備し、前記固体撮像素子に光を入射
    させる光学系と、 前記チップの周縁部と前記透明基板の対向面との間に配
    置され、前記固体撮像素子と電気的に接続され、前記チ
    ップおよび前記透明基板の外側に屈曲部を具備する複数
    のリードピンと、 前記透明基板の対向面周辺に前記チップおよび前記リー
    ドピンを固定し、柔軟な接着剤である周辺封止部とを備
    えることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記リードピンの屈曲部を前記透明基板
    側面に固定する周辺接着部を備えることを特徴とする請
    求項1に記載の固体撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記リードピンの屈曲部は、波状である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010232643A (ja) * 2009-03-05 2010-10-14 Nichia Corp 光半導体装置及びその製造方法
JP2010278176A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Ricoh Co Ltd 光デバイス、光走査装置及び画像形成装置
US8743461B2 (en) 2011-02-17 2014-06-03 Seiko Epson Corporation Optical module and electronic apparatus

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