JP2008205391A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 固体撮像素子の映像信号の黒レベルずれを抑制する。
【解決手段】 支持部材の半導体基板との接着面のうち、半導体基板に設けられた暗画素に対応する位置に溝を設けることで、溝が設けられた分だけ接着剤が厚く塗られるようにする。それにより、支持部材の表面で反射し、OB部へと到達してくる赤外光の量を低減することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 支持部材の半導体基板との接着面のうち、半導体基板に設けられた暗画素に対応する位置に溝を設けることで、溝が設けられた分だけ接着剤が厚く塗られるようにする。それにより、支持部材の表面で反射し、OB部へと到達してくる赤外光の量を低減することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラ、その他の撮像装置に用いられるCCD、CMOSなどの固体撮像素子用パッケージの構造に関するものである。
銀塩フィルムや撮像管に代わって撮像装置に多用されているCCD、CMOSなどの固体撮像素子は、光線として固体撮像素子に入射する映像情報を画素内に形成されたフォトダイオードによって電気信号に変換させている。その際、画像を形成するときの出力レベルの基準として用いるために、外部からの光線を遮断した状態で信号を読み出す為の画素(暗画素)が配置された領域が設けられている。この領域をオプティカルブラック部(以下OB部)と呼び、そこからの出力レベルを暗時出力レベルと呼ぶ。
上記について図5を用いて説明すると、撮像素子上のフォトダイオード6は、開口画素部9及びOB部2に分けられる。開口画素部9に入射した光線11は電気信号に変換され、映像信号8として取り出される。一方OB部2は遮光層5で覆われており、遮光層5はOB部2に光線が入射するのを防止している。OB部2は暗時出力レベル7を得るためのものであり、この出力レベルを基準として、映像信号の黒レベルが決定される。
従来の撮像素子において、OB部をアルミニウムや特定波長の光線を遮蔽するフィルタで覆うことにより、入射してくる赤外光を抑制する手法がとられている。
しかしながら、その手法だけでは、遮光された画素近くに赤外光源があると図6に示すように、隣接画素から赤外光12が入射してしまう。そして、入射した赤外光12は、ダイボンド樹脂3と筐体パッケージ4との境界から反射してOB部2に漏れ込む。それをOB部2のフォトダイオード6が検知してしまい、そのことによって映像信号の黒レベルずれが生じるという問題がある。
赤外光がダイボンド樹脂3と筐体パッケージ4との境界から反射してOB部2に漏れ込むことを防ぐため、特許文献1は図7に示すことを行っている。図7に示すように、この問題を解決するため、赤外光に対して低反射率の材料で筐体を形成し、赤外光に対して低反射率のダイボンド用接着剤を使用している。この方法によって、ダイボンド樹脂3と筐体パッケージ4との境界からの赤外光の反射を抑制している。
特開2001−85652号公報
しかしながら、ダイボンド樹脂を用いて半導体基板を筐体パッケージに接着する場合、ダイボンド樹脂は10〜20μm程度の厚さとなる。この程度の厚さであると、黒色に着色されたダイボンド樹脂や筐体パッケージを用いても、ダイボンド樹脂の赤外光透過率が高い場合には赤外光を十分に吸収できない場合がある。それにより、ダイボンド樹脂と筐体パッケージとの境界で反射しOB部へ到達する赤外光の量をあまり抑制できない場合がある。
固体撮像素子を有する半導体基板と該半導体基板を支持するための支持部材とが赤外光を吸収する材料を含有した接着剤を用いて接着される固体撮像装置において、前記固体撮像素子は、外部からの光線を遮断した状態での出力レベルを検出するための暗画素が設けられ、前記支持部材は、前記半導体基板と接着する部分の前記暗画素に対応する位置に溝が設けられ、該溝が前記接着剤で埋められていることである。
本発明によれば、溝部に充填されたダイボンド樹脂の厚さは、溝部以外のダイボンド樹脂の厚さより厚くなり、赤外光がダイボンド樹脂によってより多く吸収される。これにより、ダイボンド樹脂と筐体パッケージとの境界で反射しOB部へ到達する赤外光の量を低減でき、OB部に赤外光が漏れ込むことによって生じる映像信号の黒レベルずれは改善される。
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明におけるパッケージ構造を上から見た図である。図1(b)は図1(a)中の破線A−A’の断面図である。図1(c)は図1(a)中の破線B−B’の断面図である。図1(a)(b)(c)において、001は固体撮像素子を有する半導体基板、002はOB部、003は赤外光を吸収する材料を含有した接着剤、004は筐体パッケージ、010は溝である。
溝010は、図1(b)(c)に示すように、筐体パッケージ004の表面のOB部002と対応する位置に設けられている。溝010の深さは、30〜50μm程度の深さでよいと考えられるが、接着剤中の赤外光を吸収する材料の含有量次第では、それより浅く設けてもよいし、深く設けてもよい。
OB部002をどのように設けるかは、本形態に示されたものに限らず、基板上の4つの辺のうちからいくつを選んでもよい。また、OB部002として用いる画素列数に関しても適宜所望の数を選べばよい。
赤外光を吸収する材料を含有した接着剤003には、熱硬化性のシリコーン樹脂にカーボン等を混ぜたものや、エポキシ樹脂にカーボン等を混ぜたもの等を用いることができる。また、赤外光を吸収する材料は、カーボンに限らず酸化鉄やITO(酸化インジウムスズ)粉末を用いることもできる。しかし、赤外光の透過率を抑えるため、むやみにカーボン等の含有量を増やした場合、粘度が高くなり接着剤として適さなくなるおそれがある。
ちなみに、カーボンを3%含んだ熱硬化性のシリコーン樹脂に、光源としてLEDを用い、パワーメータを用いて赤外光の透過率を測定したところ以下のようになった。樹脂の厚さが10μmのとき、波長1050nmの赤外光の透過率は35.7%であり、25μmのときは8.6%、50μmのときは0.2%程度であった。樹脂の厚さが40μm以上になると、赤外光透過率は5%以下となり、赤外光の反射抑制には十分なものであると考えられる。
また、本発明の別の実施形態を図2(a)(b)(c)に示す。図2(a)は、本発明におけるパッケージ構造を上から見た図である。図2(b)は図2(a)中の破線A−A’の断面図である。図2(c)は図2(a)中の破線B−B’の断面図である。
本実施形態が上記実施形態と異なる点は、溝010の設け方である。溝010は、図2(a)(b)(c)に示すように、筐体パッケージ表面のOB部002と対応する位置とそのその周辺とに設けてある。ここでいう周辺とは、筐体パッケージ表面のOB部002と対応する位置の周辺に0.3mm程度に広がる範囲を指す。また、周辺といっても筐体パッケージ表面のOB部002と対応する位置の全ての周りでなくともよい。ここでは、少なくともOB部002から開口画素部側に向かう方向を指す。幅も0.3mmに限られず、OB部の大きさや筐体との兼ね合いから、その程度の大きさで適宜作成し易いように設けられていればよい。
このような構成にすることで、さらに斜め方向から入射してくる赤外光の影響を抑制することができる。
(第1の実施形態)
図3(a)は、本発明の第1の実施形態であるパッケージ構造を上から見た図である。本実施形態では、OB部102は基板上の4つの辺のうちの2辺に設けてある。図3(b)は、図3(a)中の破線A−A’の断面図である。図3(c)は、図3(a)中の破線B−B’の断面図である。図3(a)(b)(c)において、101は半導体基板、102はOB部、103はダイボンド樹脂、104は筐体パッケージ、110は溝である。この構成においては、ダイボンド樹脂103は、熱硬化性のシリコーン樹脂でカーボンを3%含んだものである。
図3(a)は、本発明の第1の実施形態であるパッケージ構造を上から見た図である。本実施形態では、OB部102は基板上の4つの辺のうちの2辺に設けてある。図3(b)は、図3(a)中の破線A−A’の断面図である。図3(c)は、図3(a)中の破線B−B’の断面図である。図3(a)(b)(c)において、101は半導体基板、102はOB部、103はダイボンド樹脂、104は筐体パッケージ、110は溝である。この構成においては、ダイボンド樹脂103は、熱硬化性のシリコーン樹脂でカーボンを3%含んだものである。
溝の深さを15〜40μmと変化させた場合に、波長1050nmの赤外光を照射したときのOB部からの出力は、溝がないとき(樹脂厚は約10μm)の出力と比べ、溝の深さ15μm(樹脂厚は約25μm)のときで約60%、30μm(樹脂厚は約40μm)のときで約53%、40μm(樹脂厚は約50μm)のときで約50%となる。
(第2の実施形態)
図4(a)は、本発明の第2の実施形態であるパッケージ構造を上から見た図である。図4(b)は、図4(a)中の破線A−A’の断面図である。図4(c)は、図4(a)中の破線B−B’の断面図である。図4(a)(b)(c)において101は半導体基板、102はOB部、103はダイボンド樹脂、104は筐体パッケージ、110は溝である。本実施形態が実施形態1と異なる点は、図4(a)からわかるように、OB部102の直下とその近傍の筐体パッケージ104の表面に設けられた溝110が、半導体基板101の外側にも伸びていることである。一般に、OB部102は、半導体基板の外周部付近に位置することが多い。そのため、筐体パッケージ104の表面にダイボンド樹脂103を塗布して半導体基板101を接着する際、ダイボンド樹脂103がシリコンチップ外へはみ出し、OB部102上へ盛り上がってしまうことがある。図4の実施形態では、筐体パッケージ表面で反射する赤外光を減少させることが可能となるだけでなく、溝部110を半導体基板101外へ伸ばすことにより樹脂溜まりをつくることができる。それによって、半導体基板101を接着する際にダイボンド樹脂103がOB部102上へ盛り上がることの防止も図ることができる。
図4(a)は、本発明の第2の実施形態であるパッケージ構造を上から見た図である。図4(b)は、図4(a)中の破線A−A’の断面図である。図4(c)は、図4(a)中の破線B−B’の断面図である。図4(a)(b)(c)において101は半導体基板、102はOB部、103はダイボンド樹脂、104は筐体パッケージ、110は溝である。本実施形態が実施形態1と異なる点は、図4(a)からわかるように、OB部102の直下とその近傍の筐体パッケージ104の表面に設けられた溝110が、半導体基板101の外側にも伸びていることである。一般に、OB部102は、半導体基板の外周部付近に位置することが多い。そのため、筐体パッケージ104の表面にダイボンド樹脂103を塗布して半導体基板101を接着する際、ダイボンド樹脂103がシリコンチップ外へはみ出し、OB部102上へ盛り上がってしまうことがある。図4の実施形態では、筐体パッケージ表面で反射する赤外光を減少させることが可能となるだけでなく、溝部110を半導体基板101外へ伸ばすことにより樹脂溜まりをつくることができる。それによって、半導体基板101を接着する際にダイボンド樹脂103がOB部102上へ盛り上がることの防止も図ることができる。
001 固体撮像素子を有する半導体基板
002 オプティカルブラック部(暗画素に相当)
003 赤外光を吸収する材料を含有した接着剤
004 筐体パッケージ(支持部材に相当)
010 溝
101 半導体基板
103 ダイボンド樹脂(接着剤に相当)
002 オプティカルブラック部(暗画素に相当)
003 赤外光を吸収する材料を含有した接着剤
004 筐体パッケージ(支持部材に相当)
010 溝
101 半導体基板
103 ダイボンド樹脂(接着剤に相当)
Claims (2)
- 固体撮像素子を有する半導体基板と該半導体基板を支持するための支持部材とが赤外光を吸収する材料を含有した接着剤を用いて接着される固体撮像装置において、
前記固体撮像素子は、外部からの光線を遮断した状態での出力レベルを検出するための暗画素が設けられ、
前記支持部材は、前記半導体基板と接着する部分の前記暗画素に対応する位置に溝が設けられ、
該溝が前記接着剤で埋められていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記溝は、前記支持部材のうち前記半導体基板と接着する部分の前記暗画素に対応する位置とその周辺とに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007042662A JP2008205391A (ja) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007042662A JP2008205391A (ja) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008205391A true JP2008205391A (ja) | 2008-09-04 |
Family
ID=39782528
Family Applications (1)
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JP2007042662A Pending JP2008205391A (ja) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2008205391A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015162506A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 京セラ株式会社 | 撮像素子実装用基板及び撮像装置 |
-
2007
- 2007-02-22 JP JP2007042662A patent/JP2008205391A/ja active Pending
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Legal Events
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100201 |