JP2010080577A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子等の半導体パッケージをプリント基板に実装してなる半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor package such as a solid-state image sensor is mounted on a printed board.
従来、ミラーやプリズムを用いて光軸を90度屈曲させることで、筐体の厚みを薄くするとともに、光軸方向に生じた長さの余裕を利用して、ズーム機能を組み込んだデジタルカメラが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a digital camera that incorporates a zoom function by using a mirror or prism to bend the optical axis by 90 degrees to reduce the thickness of the housing and to take advantage of the extra length generated in the optical axis direction. It is known (see, for example, Patent Document 1).
このようなデジタルカメラの筐体には、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の固体撮像素子が組み込まれている。固体撮像素子は、通常、セラミックパッケージ等でパッケージ化された状態で、プリント基板に実装される。 A solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor is incorporated in the housing of such a digital camera. The solid-state image sensor is usually mounted on a printed circuit board in a state packaged with a ceramic package or the like.
また、近年のデジタルカメラでは、固体撮像素子として、CCDイメージセンサと比較して、コストや消費電力の面で優位性を有するCMOSイメージセンサの使用が高まっている。
CMOSイメージセンサは、通常、CCDイメージセンサと比べて外部端子数が多いため、裏面にボール状の外部端子を2次元アレイ状に配するボールグリッドアレイ(BGA)タイプのパッケージを用いることにより、実装面積の縮小が図られている。 Since CMOS image sensors usually have more external terminals than CCD image sensors, they can be mounted by using a ball grid array (BGA) type package in which ball-shaped external terminals are arranged in a two-dimensional array on the back surface. The area is reduced.
しかしながら、上記の屈曲光学系用の固体撮像素子として、外部端子数の多いものを用いる場合には、筐体の薄型化を図るために、筐体の厚み方向に関するパッケージ及びプリント基板の幅は、可能な限り小さいことが好ましく、さらなる改善を図る必要がある。このことは、CMOSイメージセンサに限られず、CCDイメージセンサにおいても外部端子数が多い場合には同様に、上記の改善を図ることが好ましい。また、固体撮像素子に限られず、他の半導体パッケージをプリント基板に実装した半導体装置を備える電子機器の薄型化を図る場合についても同様である。 However, when using a solid imaging device for the bending optical system having a large number of external terminals, the width of the package and the printed circuit board in the thickness direction of the casing is It is preferably as small as possible and further improvements are required. This is not limited to the CMOS image sensor, and the CCD image sensor preferably has the above improvement when the number of external terminals is large. Further, the present invention is not limited to a solid-state imaging device, and the same applies to the case where an electronic apparatus including a semiconductor device in which another semiconductor package is mounted on a printed board is to be thinned.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、半導体パッケージの実装面積を縮小し、かつ実装面の幅に合わせてプリント基板の幅を縮小することができる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing the mounting area of the semiconductor package and reducing the width of the printed board in accordance with the width of the mounting surface. And
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、第1接合電極が裏面に配置され、第2接合電極が一方向に対向する一対の側面にそれぞれ配置され、内部に半導体チップを封止した略直方体形状の半導体パッケージと、前記裏面に対向する上面に第1ランド電極が配置され、前記一方向に対向する一対の側面にそれぞれ第2ランド電極が配置され、前記一方向に関して前記半導体パッケージと幅寸法が略同一であるプリント基板と、前記第1接合電極と前記第1ランド電極との間と、前記第2接合電極と前記第2ランド電極との間を、電気的かつ機械的に接合する導電性接合材料と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the semiconductor device of the present invention, the first bonding electrode is disposed on the back surface, the second bonding electrode is disposed on a pair of side surfaces facing in one direction, and the semiconductor chip is sealed inside. A substantially rectangular parallelepiped semiconductor package, a first land electrode is disposed on an upper surface facing the back surface, and a second land electrode is disposed on each of a pair of side surfaces facing the one direction, and the semiconductor package with respect to the one direction. Between the first junction electrode and the first land electrode and between the second junction electrode and the second land electrode electrically and mechanically. And a conductive bonding material to be bonded.
なお、前記第2ランド電極は、断面スルーホール構造であることが好ましい。 The second land electrode preferably has a cross-sectional through-hole structure.
また、前記半導体パッケージは、低温同時焼成セラミックスからなることが好ましい。また、前記半導体パッケージは、樹脂からなることも好ましい。 The semiconductor package is preferably made of a low-temperature co-fired ceramic. The semiconductor package is preferably made of a resin.
また、前記第1接合電極には、導電性接合材料としてはんだボールが形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a solder ball is formed on the first bonding electrode as a conductive bonding material.
また、前記第1及び第2接合電極は、前記第1及び第2ランド電極上にスクリーン印刷法によって形成された導電性接合材料を介して接合されていることも好ましい。 The first and second bonding electrodes are preferably bonded to the first and second land electrodes via a conductive bonding material formed by a screen printing method.
本発明によれば、半導体パッケージに第2接合電極を設けることにより、実装面積を縮小することができ、かつ、プリント基板に第2ランド電極を設けることにより、実装面の幅に合わせてプリント基板の幅を縮小することができる。 According to the present invention, the mounting area can be reduced by providing the second bonding electrode on the semiconductor package, and the printed circuit board can be adjusted to the width of the mounting surface by providing the second land electrode on the printed circuit board. The width of can be reduced.
図1において、デジタルカメラ10の筐体11の全面には、向かって右側から左側へ順に、受光窓12、ファインダ窓13、フラッシュ発光部14が配置されている。筐体11は、前後方向(X方向)に扁平した直方体形状であって、その内部には、受光窓12から入射した被写体光を屈曲させて結像させる屈曲光学系15が設けられている。
In FIG. 1, a
屈曲光学系15は、筐体11内に、筐体11の右側壁に沿って立てた状態で設けられている。屈曲光学系15は、図2に示すように、鏡胴本体20の内部に、ファインダ窓13から露呈された対物レンズ21と、対物レンズ21の背後に設けられたプリズム22と、プリズム22の下方に配置されたズームレンズ23,24と、2つのズームレンズ23,24の間に配置されたシャッターユニット25と、ズームレンズ23,24の下方に配置されたフォーカスレンズ26とを備えている。
The bending optical system 15 is provided in the
また、フォーカスレンズ26の下方には、CMOSイメージセンサからなる固体撮像素子27が設けられている。固体撮像素子27は、その下に配置されたプリント基板28上に実装されている。
Further, below the
対物レンズ21から入射した被写体光の光束Lは、プリズム22によって下方に屈曲されて筐体11の底面方向に向かう。プリズム22から射出された光束Lは、ズームレンズ23,24、シャッターユニット25、及びフォーカスレンズ26を介して、固体撮像素子27の撮像部に入射される。固体撮像素子27は、フォーカスレンズ26により結像された被写体光を受光し、その受光量に応じた画像信号を出力する。
The light beam L of the subject light incident from the
プリント基板28には、図示は省略するが、固体撮像素子27の駆動を行う駆動回路や、固体撮像素子27から出力された画像信号を信号処理するための信号処理回路の他、コンデンサや抵抗等の電子部品が表面実装方式により実装されている。
Although not shown in the figure, the printed
図3において、固体撮像素子27は、CMOSイメージセンサが形成された半導体チップ(図示せず)を、パッケージ基板30とカバーガラス31とで封入した半導体パッケージであって、上下方向に扁平した直方体形状となっている。パッケージ基板30は、例えば、低温同時焼成セラミックス(Low Temperature Co-fired Ceramics)により形成されている。パッケージ基板30は、上部が開放された開放容器形状であって、正方形状の裏面30a(図4(A),(B)参照)と、これを囲う側面30b,30cとを有する。側面30bは、X方向に対向する一対の側面であり、側面30cは、Y方向(X方向に直交する方向)に対向する一対の側面である。なお、上記半導体チップは、CMOSイメージセンサに限られず、CCDイメージセンサが形成されたものであっても良い。
In FIG. 3, a solid-
パッケージ基板30の開放された上部には、カバーガラス31が嵌め込まれている。このカバーガラス31は、半導体チップに形成された撮像部を保護するように、該撮像部上を覆っている。
A cover glass 31 is fitted into the opened upper portion of the
図4(A)に示すように、パッケージ基板30の裏面30aの中央部には、複数の第1接合電極32が正方格子状に配置されている。また、パッケージ基板30の裏面30aの周縁部には、複数の第2接合電極33が設けられている。図4(B)に示すように、各第2接合電極33は、パッケージ基板30の裏面30aから側面30b,30cにわたって表面が露出している。第1及び第2接合電極32,33は、固体撮像素子27に信号を入力または出力するための外部端子であって、金属部材からなり、パッケージ基板30中に埋設されている。なお、第1接合電極32の配置は、正方格子状でなくても良い。
As shown in FIG. 4A, a plurality of
また、第1接合電極32の表面上には、固体撮像素子27をプリント基板28に実装するためにはんだボール34が形成されている。一方の第2接合電極33は、後述するはんだペーストによって、プリント基板28と接続される。第1及び第2接合電極32,33の総数は、実際には数十〜百数十個程度であるが、図の簡略化のため、同図では、第1接合電極32を9個、第2接合電極33を12個のみ示している。
A
図3に戻り、プリント基板28は、上下方向に扁平した直方体形状のリジッド基板であり、固体撮像素子27が実装される長方形状の上面28aと、これを囲う側面28b,28cとを有する。側面28bは、X方向に対向する長辺側の一対の側面であり、側面28cは、Y方向に対向する短辺側の一対の側面である。プリント基板28は、X方向に関して、固体撮像素子27と略同一の幅Wを有しており、固体撮像素子27がプリント基板28に実装された状態で、側面28bは、固体撮像素子27の側面30bとともに略同一平面を形成する。一方のY方向に関するプリント基板28の長さは、固体撮像素子27の幅より長く、側面28cは、固体撮像素子27の側面30cより外側に位置している。
Returning to FIG. 3, the printed
図5(A)に示すように、プリント基板28の上面28aには、複数の第1及び第2ランド電極40,41が形成されている。第1ランド電極40は、固体撮像素子27の第1接合電極32に対応する位置と、側面30cに配置された第2接合電極33に対応する位置とに設けられている。一方の第2ランド電極41は、固体撮像素子27の側面30bに配置された第2接合電極33に対応する位置に設けられている。
As shown in FIG. 5A, a plurality of first and
図5(B)に示すように、第2ランド電極41は、プリント基板28を上下方向に貫通するように設けられたスルーホールに導電部材を埋設してなる柱状電極を、上下方向に切断することにより半円柱状とした、いわゆる断面スルーホール構造であり、表面が側面28bに露出している。上記の導電部材は、Cu等の金属膜であって、メッキ法によりスルーホールの内部に埋め込むことが可能である。
As shown in FIG. 5B, the
図6は、固体撮像素子27をプリント基板28に実装してなる半導体装置を、X方向に沿って切断した様子を示す。プリント基板28の第2ランド電極41上に、はんだペースト50が設けられている。固体撮像素子27のプリント基板28への実装は、はんだボール34を第1ランド電極40上に当接させるとともに、第2接合電極33をはんだペースト50に接触させ、リフロー(加熱工程)を実施することによりなされる。これにより、固体撮像素子27は、プリント基板28に対して、電気的かつ機械的に接合される。
FIG. 6 shows a state where a semiconductor device in which the solid-
以上のように、固体撮像素子27の側面30b,30cに第2接合電極33を設けることにより、固体撮像素子27のサイズを大きくすることなく、外部端子の数を増加させることができる。これにより、固体撮像素子27の実装面積を縮小することができる。
As described above, by providing the
また、プリント基板28は、側面28bに第2ランド電極41を設けており、筐体11の厚み方向であるX方向に関する幅を、固体撮像素子27の幅(すなわち実装面の幅)に合わせて略同一とすることができる。よって、X方向に関する固体撮像素子27及びプリント基板28の幅寸法を縮小することができ、筐体11の厚みを縮小することが可能となる。
Further, the printed
また、第2接合電極33及び第2ランド電極41は、互いに対向する面に加えて、側面もはんだペースト50の接合面として使用することができるため、確実にかつ安定的に接合が行われる。
Moreover, since the 2nd joining
なお、上記実施形態では、第1接合電極32を、はんだボール34を介して第1ランド電極40に接合しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、はんだペースト等の他の導電性接合材料により接合することも可能である。
In the above embodiment, the
例えば、図7に示すように、スクリーン印刷法によって、プリント基板28の第1及び第2ランド電極40,41上にはんだペースト60を形成し、各はんだペースト60に第1及び第2接合電極32,33がそれぞれ当接するように固体撮像素子27を載置した状態でリフローを行うことにより、固体撮像素子27をプリント基板28に接合させる。この接合方法によれば、固体撮像素子27にはんだボールを形成する工程が不要となるため、製造工程を簡略化することができる。
For example, as shown in FIG. 7, a
また、上記実施形態では、パッケージ基板30を低温同時焼成セラミックスにより形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、パッケージ基板30を樹脂によって形成しても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、固体撮像素子27をプリント基板28に実装してなる半導体装置を組み込んだデジタルカメラ10を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、固体撮像素子以外の半導体パッケージをプリント基板に実装してなる半導体装置を組み込んだ種々の電子機器に適用することが可能である。
In the above-described embodiment, the digital camera 10 incorporating the semiconductor device in which the solid-
10 デジタルカメラ
11 筐体
15 屈曲光学系
27 固体撮像素子
28 プリント基板
28a 上面
28b,28c 側面
30 パッケージ基板
30a 裏面
30b,30c 側面
31 カバーガラス
32 第1接合電極
33 第2接合電極
34 はんだボール(導電性接合材料)
40 第1ランド電極
41 第2ランド電極
50,60 はんだペースト(導電性接合材料)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
40
Claims (6)
前記裏面に対向する上面に第1ランド電極が配置され、前記一方向に対向する一対の側面にそれぞれ第2ランド電極が配置され、前記一方向に関して前記半導体パッケージと幅寸法が略同一であるプリント基板と、
前記第1接合電極と前記第1ランド電極との間と、前記第2接合電極と前記第2ランド電極との間を、電気的かつ機械的に接合する導電性接合材料と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。 A substantially rectangular parallelepiped semiconductor package in which a first bonding electrode is disposed on the back surface, a second bonding electrode is disposed on each of a pair of side surfaces facing in one direction, and a semiconductor chip is sealed inside;
A first land electrode is disposed on the upper surface facing the back surface, a second land electrode is disposed on each of the pair of side surfaces facing the one direction, and the width dimension is substantially the same as the semiconductor package in the one direction. A substrate,
A conductive bonding material for electrically and mechanically bonding between the first bonding electrode and the first land electrode and between the second bonding electrode and the second land electrode;
A semiconductor device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008245420A JP2010080577A (en) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | Semiconductor device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9774769B2 (en) | 2014-10-23 | 2017-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Mounted electronic component including connection portions |
JP2018010962A (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | キヤノン株式会社 | Image pick-up device and mounting board thereof |
-
2008
- 2008-09-25 JP JP2008245420A patent/JP2010080577A/en active Pending
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