JP2010232582A - Image pickup device package and imaging apparatus - Google Patents

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Takayuki Hayashi
隆之 林
Hiroshi Watanabe
弘志 渡辺
Ichiji Maeda
一司 前田
Kazuhiro Ienaka
和浩 家中
Katsumi Tenjin
勝己 天神
Kozo Kanemoto
耕三 金本
Katsuyuki Fujimoto
勝之 藤本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device package ensuring reliability of products by avoiding hollowing of light transmitting substrates even if metal patterns are formed by print or an environment changes. <P>SOLUTION: The image pickup device package is equipped with: the light-transmitting substrate 2 including a first metal 6; an element mounting substrate 3 including a second metal and mounting an image pickup device 10 connected to the second metal; a conductive joining member 4 for holding the first metal 6 and the second metal at a prescribed interval and electrically connecting the first metal 6 to the second metal in an outside position of the image pickup device 10; and a sealing layer 5 for sealing an image pickup region 11 of the image pickup device 10. A conductive ball 20 is mounted to an extension section 6b of the sealing layer 5 which is usually a non-contact position to an external edge of the sealing layer 5. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話機やデジタルカメラ等のカメラモジュールに用いられる撮像素子パッケージ及び撮像装置に関する。   The present invention relates to an image pickup device package and an image pickup apparatus used for a camera module such as a camera-equipped mobile phone or a digital camera.

従来から、カメラ付き携帯電話機やデジタルカメラ等のカメラモジュールに用いられる撮像素子パッケージ(光感知素子パッケージ、電子パッケージとも呼ばれる)として、下記特許文献1に示す技術が提案されている。   Conventionally, as an imaging device package (also referred to as a light sensing device package or an electronic package) used in a camera module such as a camera-equipped mobile phone or a digital camera, a technique disclosed in Patent Document 1 has been proposed.

これは、透光性基板と撮像素子(半導体チップ)とを隙間を介して対向させ、透光性基板の表面に金属パターンを設け、金属パターンと撮像素子とをバンプを介して接続し、透光性基板及び撮像素子を、その対向面どうしの周囲部に設けた合成樹脂製の密閉層によって接着固定し、密閉層で囲まれる領域を光感知用領域(以下、撮像領域という)としている。さらに、金属パターンの外端部にはマザーボードへの実装手段としての導電性ボールを接続している。   In this method, the translucent substrate and the image sensor (semiconductor chip) are opposed to each other with a gap, a metal pattern is provided on the surface of the translucent substrate, the metal pattern and the image sensor are connected via bumps, The optical substrate and the imaging element are bonded and fixed by a synthetic resin sealing layer provided around the opposing surfaces, and a region surrounded by the sealing layer is a light sensing region (hereinafter referred to as an imaging region). Further, conductive balls as means for mounting on the mother board are connected to the outer end of the metal pattern.

上記撮像素子パッケージにおいて、金属パターンの厚みは1〜3μmであり、したがってスパッタリングを複数回行うことで形成している。そして、スパッタリングを行うとリードタイムが長くなり、製造コストが高くなるという問題を有している。   In the image pickup device package, the metal pattern has a thickness of 1 to 3 μm, and is thus formed by performing sputtering a plurality of times. And when it sputter | spatters, it has a problem that lead time becomes long and manufacturing cost becomes high.

この問題を解決するために、導電性ペーストを用い、金属パターンを印刷法により透光性基板に施し、導電性ボール接続するという対応が考えられる。
特開2002−118207号公報
In order to solve this problem, it can be considered that a conductive paste is used, a metal pattern is applied to a light-transmitting substrate by a printing method, and conductive balls are connected.
JP 2002-118207 A

上記のように、金属パターンを印刷法により透光性基板に施すことで、製造コストの上昇を抑えることは可能になる。しかしながら、導電性ペーストには、一般的にフィラーとしてシリカ等が含有されている。このため金属パターンを、導電性ペーストを介して例えばガラス基板からなる透光性基板に印刷すると、フィラーの一部が透光性基板に侵入することになる。   As described above, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost by applying the metal pattern to the translucent substrate by a printing method. However, the conductive paste generally contains silica or the like as a filler. For this reason, when a metal pattern is printed on a translucent substrate made of, for example, a glass substrate via a conductive paste, a part of the filler enters the translucent substrate.

そして、撮像素子パッケージの使用に伴って環境が変化、すなわち温度の上昇又は下降すると、フィラーが透光性基板に侵入している面が境界面となって透光性基板がえぐられた状態で破断する場合が生じることが確認できている。これは、環境が変化すると密封層が膨張して導電性ボールに当る(導電性ボールを押す)ことが一要因と考えられる。また、環境の変化によって透光性基板がえぐられる状態で破断すると、その破断が金属パターン及び/又は導電性ボールと金属パターンまで至る。その結果、撮像素子との間で電気的接続が不良になってしまうという不具合が発生することがある。   Then, when the environment changes with the use of the image pickup device package, that is, when the temperature rises or falls, the surface where the filler enters the translucent substrate becomes a boundary surface and the translucent substrate is removed. It has been confirmed that a case of fracture occurs. This is considered to be caused by the fact that when the environment changes, the sealing layer expands and hits the conductive ball (presses the conductive ball). In addition, when the light-transmitting substrate is broken due to environmental changes, the breakage reaches the metal pattern and / or the conductive ball and the metal pattern. As a result, there may be a problem in that the electrical connection with the image sensor becomes poor.

そして透光性基板がえぐれると塵芥が発生し、透光性基板の撮像領域やレンズに塵芥が付着することがあり、そうなると製品の信頼性が低下する。   If the translucent substrate is removed, dust is generated, and the dust may adhere to the imaging region or the lens of the translucent substrate, which reduces the reliability of the product.

そこで本発明は、印刷によって金属パターンが形成されていても、環境が変化した場合でも透光性基板がえぐられること阻止して、製品の信頼性を確保し得る撮像素子パッケージ及び撮像装置の提供を課題とする。   Therefore, the present invention provides an image pickup device package and an image pickup apparatus that can prevent the translucent substrate from being removed even if the metal pattern is formed by printing or the environment changes, and can ensure the reliability of the product. Is an issue.

本発明の撮像素子パッケージは、印刷によりパターニングした第1の金属が表面に形成された透光性基板と、パターニングした第2の金属が表面に形成され且つ前記第2の金属に電気的に接続した撮像素子が搭載された素子搭載基板と、前記第1の金属と前記第2の金属とが所定の間隔を保持し前記撮像素子の外側位置で前記第1の金属と前記第2の金属とを電気的に接続するよう設けられた複数個の導電性接合部材と、前記撮像素子の撮像領域を閉ループ形状で実質的に密封し樹脂材料を含む密封層とを備え、前記密封層は前記第1の金属と前記第2の金属との間の間隔部分の空洞に充填され、前記第1の金属は前記密封層の外端部に対してその外方へ向けて延在された延在部を有し、導電性ボールが、前記密封層の外端部とは常時的に非接触となる位置で前記延在部に取付けられていることを特徴としている。   An image pickup device package according to the present invention includes a light-transmitting substrate having a first metal patterned by printing formed on a surface thereof, and a second metal patterned to be formed on the surface and electrically connected to the second metal. And the first metal and the second metal at a position outside the image sensor, the element mounting substrate on which the image sensor is mounted, and the first metal and the second metal are kept at a predetermined distance. A plurality of conductive joint members provided so as to electrically connect to each other, and a sealing layer that substantially seals the imaging region of the imaging element in a closed loop shape and includes a resin material, the sealing layer including the first layer An extension portion that fills a cavity in a space portion between one metal and the second metal, and the first metal extends outward with respect to an outer end portion of the sealing layer. And the conductive ball is always non-existent from the outer end of the sealing layer. It is characterized in that in touching a position attached to the extending portion.

導電性ボールが密封層の外端部とは常時的に非接触とは、撮像素子パッケージが使用による環境変化、すなわち温度の上昇又は下降があっても、導電性ボールに密封層の外端部が非接触の状態を維持できる意味合いである。かかる構成によれば、密封層が熱膨張しても導電性ボールを押すことがなく、したがって導電性ボールが透光性基板に対して移動しないから、導電性ボールと第1の金属との電気的接続状態を確保することができ、仮に透光性基板がガラス基板であったとしても、これがえぐれてガラスの粉塵が発生することがなく、信頼性の高い製品となる。   The conductive ball is not always in contact with the outer edge of the sealing layer. Even if the imaging device package changes the environment due to use, that is, the temperature rises or falls, the conductive ball has an outer edge of the sealing layer. Is a meaning that can maintain a non-contact state. According to such a configuration, even when the sealing layer is thermally expanded, the conductive ball is not pushed, and therefore the conductive ball does not move relative to the translucent substrate. Therefore, the electrical connection between the conductive ball and the first metal is not caused. Even if the translucent substrate is a glass substrate, it does not generate glass dust and becomes a highly reliable product.

本発明の撮像素子パッケージでは、前記第1の金属はその表面形状が前記素子搭載基板側へ向けて凸となる円弧形状に形成されていることを特徴としている。   In the image pickup device package of the present invention, the first metal is formed in an arc shape whose surface shape is convex toward the device mounting substrate side.

かかる構成のように、第1の金属の表面形状を円弧形状として角部をなくすことにより、第1金属の表面形状を保持し易く、角部の欠落もなくなるから、その分だけ塵芥の発生が抑えられ、信頼性の高い製品となる。   As in this configuration, the surface shape of the first metal is an arc shape and the corners are eliminated, so that the surface shape of the first metal can be easily maintained and the corners are not lost. Suppressed and highly reliable product.

本発明の撮像素子パッケージでは、前記第1の金属は、前記円弧形状の頂点での厚みが3〜10μmに設定されていることを特徴としている。   In the image pickup device package of the present invention, the first metal has a thickness at the apex of the arc shape set to 3 to 10 μm.

かかる構成によれば、第1の金属を印刷によって形成しても第1の金属の電気的接続性という点での信頼性が確保され、しかも撮像素子パッケージの薄型化の支障とならない。   According to such a configuration, even if the first metal is formed by printing, reliability in terms of the electrical connectivity of the first metal is ensured, and the imaging device package is not hindered in thickness.

本発明の撮像素子パッケージでは、前記第1の金属の表面にはレジスト層が重ねられていることを特徴としている。   In the image pickup device package of the present invention, a resist layer is overlaid on the surface of the first metal.

かかる構成によれば、第1の金属はレジスト層によって保護されるから、第1の金属の電気的接続性が確保されるとともに、第1の金属の剥がれを防止して粉塵の発生が抑制される。   According to such a configuration, since the first metal is protected by the resist layer, the electrical connectivity of the first metal is ensured, and the first metal is prevented from being peeled off and the generation of dust is suppressed. The

本発明の撮像装置は、上記した何れかの撮像素子パッケージが用いられていることを特徴としている。   The image pickup apparatus of the present invention is characterized in that any one of the image pickup device packages described above is used.

かかる構成によれば、密封層が熱膨張しても導電性ボールを押すことがなく、したがって導電性ボールが透光性基板に対して移動しないから、導電性ボールと第1の金属及び撮像素子との電気的接続状態を確保することができ、仮に透光性基板がガラス基板であったとしても、これがえぐれてガラスの粉塵が発生することがなく、信頼性の高い製品となる。   According to this configuration, even if the sealing layer is thermally expanded, the conductive ball is not pushed, and therefore the conductive ball does not move with respect to the translucent substrate. Therefore, the conductive ball, the first metal, and the imaging device Thus, even if the light-transmitting substrate is a glass substrate, it does not generate glass dust and becomes a highly reliable product.

本発明に係る撮像素子パッケージ及び撮像装置によれば、環境が変化しても、導電性ボールと密封層の外端部とが非接触となる状態が維持されて密封層が導電性ボールを押すことがなく、導電性ボールが透光性基板に対して移動しないから、導電性ボールと第1の金属及び撮像素子との電気的接続状態を良好に確保することができ、透光性基板がガラス基板であったとしても、これがえぐれてガラスの粉塵が発生することがなく信頼性の高い製品となる、という優れた効果を奏する。   According to the image pickup device package and the image pickup apparatus of the present invention, even when the environment changes, the state in which the conductive ball and the outer end portion of the sealing layer are not in contact is maintained, and the sealing layer pushes the conductive ball. Since the conductive ball does not move relative to the translucent substrate, the electrical connection state between the conductive ball, the first metal, and the imaging element can be ensured satisfactorily. Even if it is a glass substrate, there is an excellent effect that it becomes a highly reliable product without generating glass dust.

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図1は撮像素子パッケージを含む撮像装置の構成を示す断面図、図2は円弧状断面部及び接触角の説明のための模式図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image pickup apparatus including an image pickup device package, and FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an arcuate cross section and a contact angle.

図1及び図2に示す如く、本実施形態に係る撮像装置1は撮像素子パッケージ1Aと、レンズユニット1Bとから構成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging apparatus 1 according to the present embodiment includes an imaging element package 1A and a lens unit 1B.

撮像素子パッケージ1Aは撮像装置1においてレンズユニット1Bの一端側に装着される。撮像素子パッケージ1Aは、透光性基板2と、素子搭載基板3と、導電性接合部材4と、密封層5とを備えている。   The image pickup device package 1A is attached to one end side of the lens unit 1B in the image pickup apparatus 1. The imaging element package 1 </ b> A includes a translucent substrate 2, an element mounting substrate 3, a conductive bonding member 4, and a sealing layer 5.

透光性基板2はガラス基板であり、パターニングした第1の金属(配線層)6が表面7に形成されている。この場合、第1の金属6は印刷により形成され、内外方向で略同一の厚みの層に形成されている。第1の金属6は導電性ペーストを透光性基板2に印刷して形成されている。導電性ペーストとして、シリカすなわち微粒の二酸化ケイ素がフィラーとして含有されており、フィラーの一部が透光性基板2に侵入して、第1の金属6が透光性基板2に確実にパターニングされている。   The translucent substrate 2 is a glass substrate, and a patterned first metal (wiring layer) 6 is formed on the surface 7. In this case, the first metal 6 is formed by printing and is formed in a layer having substantially the same thickness in the inner and outer directions. The first metal 6 is formed by printing a conductive paste on the translucent substrate 2. As the conductive paste, silica, that is, fine silicon dioxide, is contained as a filler. Part of the filler penetrates into the translucent substrate 2, and the first metal 6 is reliably patterned on the translucent substrate 2. ing.

また透光性基板2の表面7に、第1の金属6の、少なくとも内側端面6aを含む内側部分を覆うように、レジスト層8が形成されている。なお、レジスト層8はパッシベーション層とも呼ばれ、配線工程が完了した後に、第1の金属6の表面を外的な損傷から保護するために形成される層である。
素子搭載基板3には、パターニングした第2の金属(不図示の配線層)が表面9に形成され、且つ第2の金属と電気的に接続されている撮像素子(光感知部)10が搭載されている。素子搭載基板3の表面9と第1の金属6の表面との所定の距離Lは、15μm〜80μmの範囲に設定されている。
なお、この実施形態では、撮像素子10は素子搭載基板3に別体で搭載されているが、撮像素子10と素子搭載基板3とは一体形成されたものであってもよい。また、第1の金属6の厚みtが3〜10μmであることから、透光性基板2の表面7と素子搭載基板3の表面9との距離は18μm〜90μmであり、この距離の範囲に設定した場合と前記所定の距離Lの15μm〜80μmの場合と実質的な効果は同じである。
Further, a resist layer 8 is formed on the surface 7 of the translucent substrate 2 so as to cover the inner portion of the first metal 6 including at least the inner end face 6a. The resist layer 8 is also called a passivation layer, and is a layer formed to protect the surface of the first metal 6 from external damage after the wiring process is completed.
Mounted on the element mounting substrate 3 is an image sensor (light sensing portion) 10 in which a patterned second metal (not shown wiring layer) is formed on the surface 9 and electrically connected to the second metal. Has been. The predetermined distance L between the surface 9 of the element mounting substrate 3 and the surface of the first metal 6 is set in a range of 15 μm to 80 μm.
In this embodiment, the image sensor 10 is separately mounted on the element mounting board 3, but the image sensor 10 and the element mounting board 3 may be integrally formed. Further, since the thickness t of the first metal 6 is 3 to 10 μm, the distance between the surface 7 of the translucent substrate 2 and the surface 9 of the element mounting substrate 3 is 18 μm to 90 μm. Substantial effects are the same as when the predetermined distance L is set to 15 μm to 80 μm.

導電性接合部材4は第1の金属6と第2の金属とが所定の距離Lを保持し撮像素子10の外側位置で第1の金属6と第2の金属とを電気的に接続するよう、複数個設けられている。導電性接合部材4は、すなわち金バンプやハンダバンプをハンダや導電性接着剤で接合することにより形成される。   The conductive bonding member 4 maintains the predetermined distance L between the first metal 6 and the second metal, and electrically connects the first metal 6 and the second metal at a position outside the image sensor 10. A plurality of them are provided. The conductive bonding member 4 is formed by bonding gold bumps or solder bumps with solder or a conductive adhesive.

密封層5は、平面視したとき、撮像素子10の撮像領域11を閉ループ形状で実質的に密封するものであり、樹脂材料を含んで(この場合、エポキシ樹脂を含有している)構成されている。さらに密封層5は、透光性基板2と素子搭載基板3との関係を保持することで、第1の金属6と第2の金属とが所定の距離Lを確保するよう透光性基板2、素子搭載基板3のそれぞれに亙すようにして接着される。   The sealing layer 5 substantially seals the imaging region 11 of the imaging device 10 in a closed loop shape when seen in a plan view, and includes a resin material (in this case, contains an epoxy resin). Yes. Further, the sealing layer 5 maintains the relationship between the translucent substrate 2 and the element mounting substrate 3 so that the first metal 6 and the second metal secure a predetermined distance L. The element mounting substrate 3 is adhered so as to be attached to each other.

レジスト層8は、導電性接合部材4を挟んで、導電性接合部材4から内側(撮像素子10側)には第1のレジスト層13を、導電性接合部材4から外側には第2のレジスト層14をそれぞれ配置したものである。そして、第1のレジスト層13及び第2のレジスト層14は、第1の金属6の外周面を被覆し、かつ、第1のレジスト層13及び第2のレジスト層14の導電性接合部材4と対向する端面が導電性接合部材4と近接するよう配置されたたものである。   The resist layer 8 includes the first resist layer 13 on the inner side (image sensor 10 side) from the conductive bonding member 4 and the second resist on the outer side from the conductive bonding member 4 with the conductive bonding member 4 interposed therebetween. Each of the layers 14 is arranged. The first resist layer 13 and the second resist layer 14 cover the outer peripheral surface of the first metal 6, and the conductive bonding member 4 of the first resist layer 13 and the second resist layer 14. Are arranged so that the end face facing the electrode is close to the conductive bonding member 4.

密封層5は、撮像素子10の外側位置で複数個の導電性接合部材4を実質的に包囲し、且つ第1の金属6と第2の金属との間の間隔部分の空洞15に充填されている。密封層5の断面は、撮像領域側端面である内側端面16全体がフィレット形状に形成されている。また、密封層5の外側端面17は、素子搭載基板3の側面18から第2のレジスト層14の表面に向かう傾斜面(テーパー面)に形成されている。   The sealing layer 5 substantially surrounds the plurality of conductive joining members 4 at a position outside the image sensor 10 and fills the cavity 15 in the space between the first metal 6 and the second metal. ing. As for the cross section of the sealing layer 5, the entire inner end surface 16 that is the end surface on the imaging region side is formed in a fillet shape. The outer end surface 17 of the sealing layer 5 is formed as an inclined surface (tapered surface) from the side surface 18 of the element mounting substrate 3 toward the surface of the second resist layer 14.

図2に示すように、密封層5の内側端面16において、厚み方向中央部側は外側へ向けて凹となる円弧状断面部19とされている。図では、円弧状断面部19に接する仮想円19aを仮想線で示している。この仮想円19aの中心は、密封層5と基板2,3の接触部分での結合強度を向上させる観点から、密封層5の厚み方向の略中心にあることが好ましい。なお、円弧状断面部19がフィレット形状であれば、仮想円19aの中心が密封層5の厚み方向に移動しても、フィレット形状でないものに比べ結合強度を向上することができる。
円弧状断面部19に対する透光性基板2側端部19b及び素子搭載基板3側端部19cは、円弧状断面部19に対してそれぞれ内側に延設され、内側端面16全体として湾曲形状に形成されている。なお、円弧状断面部19は、本実施形態では透光性基板2と素子搭載基板3との間に位置させたが、これに限らず、図3に示すように、第1のレジスト層13の領域内にあって、第1のレジスト層13と素子搭載基板3との間の間隔部分に位置させてもよい。
As shown in FIG. 2, in the inner end face 16 of the sealing layer 5, the central portion in the thickness direction is an arcuate cross-sectional portion 19 that is concave outward. In the figure, a virtual circle 19a in contact with the arcuate cross section 19 is indicated by a virtual line. The center of the virtual circle 19a is preferably substantially at the center in the thickness direction of the sealing layer 5 from the viewpoint of improving the bonding strength at the contact portion between the sealing layer 5 and the substrates 2 and 3. If the arcuate cross section 19 is a fillet shape, even if the center of the imaginary circle 19a moves in the thickness direction of the sealing layer 5, the bonding strength can be improved as compared with a non-fillet shape.
The translucent substrate 2 side end portion 19b and the element mounting substrate 3 side end portion 19c with respect to the arcuate cross section 19 extend inward with respect to the arcuate cross section 19, and are formed in a curved shape as the entire inner end face 16. Has been. Although the arcuate cross section 19 is positioned between the translucent substrate 2 and the element mounting substrate 3 in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. It may be located in a region between the first resist layer 13 and the element mounting substrate 3.

密封層5において、円弧状断面部19の円弧の半径は3〜20μmの範囲に設定されている。なお図2(又は図3)に示すように、密封層5のフィレット形状部分における透光性基板2(又は透光性基板2側)及び素子搭載基板3の接触部分におけるそれぞれの接触角θ1,θ2は、75〜5°好ましくは30〜10°に設定されている。   In the sealing layer 5, the radius of the arc of the arc-shaped cross section 19 is set in the range of 3 to 20 μm. As shown in FIG. 2 (or FIG. 3), the respective contact angles θ1, 1 at the contact portions of the translucent substrate 2 (or translucent substrate 2 side) and the element mounting substrate 3 in the fillet-shaped portion of the sealing layer 5 are shown. θ2 is set to 75 to 5 °, preferably 30 to 10 °.

図1に戻って、撮像素子パッケージ1Aは、導電性ボール(この場合、ハンダボールが用いられている)20を備えている。導電性ボール20は、第1の金属6のうち、透光性基板2の表面7の外端部側へ向けて延在された延在部6bの表面に接続され、第1の金属6と配線基板7A(例えばフレキシブル基板)の表面に設けられた不図示の配線(ランド)とを電気的に接続するものである。   Returning to FIG. 1, the image pickup device package 1 </ b> A includes a conductive ball 20 (in this case, a solder ball is used). The conductive ball 20 is connected to the surface of the extended portion 6 b that extends toward the outer end side of the surface 7 of the translucent substrate 2 among the first metal 6. It electrically connects to a wiring (land) (not shown) provided on the surface of the wiring substrate 7A (for example, a flexible substrate).

延在部6bは、密封層5の外側端面17(外端部に相当する)に対してさらにその外方へ向けて延在された部分であり、導電性ボール20は、密封層5の外側端面17とは常時的に非接触となる位置で延在部6bに電気的に接続して固定されている。この場合、常時的に非接触とは、撮像素子パッケージ1Aが使用による環境変化、すなわち温度上昇があっても、導電性ボール20に密封層5の外側端面17が非接触の状態を維持できる意味合いである。   The extending portion 6 b is a portion extending further outward with respect to the outer end surface 17 (corresponding to the outer end portion) of the sealing layer 5, and the conductive ball 20 is formed on the outer side of the sealing layer 5. The end face 17 is fixed by being electrically connected to the extending portion 6b at a position that is always in non-contact. In this case, “non-contact always” means that the outer end surface 17 of the sealing layer 5 can be maintained in a non-contact state with the conductive ball 20 even when the environment of the image pickup device package 1A is changed, that is, there is a temperature rise. It is.

レンズユニット1Bは、撮像素子パッケージ1Aに一体化された本体21と、本体21の内側に配置された鏡筒22と、鏡筒22のさらに内側にレンズホルダ23を介して取付けられた、例えば複数個(3つ)のレンズ24,25,26と、撮像素子10の撮像面の前方に配置された赤外線カットフィルター27とを備えている。   The lens unit 1B includes a main body 21 integrated with the image pickup device package 1A, a lens barrel 22 disposed on the inner side of the main body 21, and a lens holder 23 attached to the inner side of the lens barrel 22 via, for example, a plurality of lenses. The three (three) lenses 24, 25, and 26 and an infrared cut filter 27 disposed in front of the imaging surface of the imaging device 10 are provided.

そして、レンズ24,25,26を透過した光(像)が赤外線カットフィルター27、素子搭載基板3の順で通過して撮像素子10に導かれるようになっている。   The light (image) transmitted through the lenses 24, 25, and 26 passes through the infrared cut filter 27 and the element mounting substrate 3 in this order, and is guided to the image sensor 10.

上記構成の撮像素子パッケージ1Aにおいて、密封層5の内側端面16のフィレット形状は、透光性基板2(或いはレジスト層8)及び素子搭載基板3の材料または表面粗さ、透光性基板2(或いはレジスト層8)と素子搭載基板3との寸法(密封層5の厚みに相当する)、密封層5の粘度等を調節することで所要の形状に形成することができる。なお、密封層5に用いる樹脂として、上記したようなエポキシ樹脂、フェノール樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂の線膨張係数を小さくするため、必要に応じてフィラーとしてシリカを添加しても良い。   In the image pickup device package 1A having the above-described configuration, the fillet shape of the inner end face 16 of the sealing layer 5 is the light transmitting substrate 2 (or the resist layer 8) and the material or surface roughness of the device mounting substrate 3, the light transmitting substrate 2 ( Alternatively, the resist layer 8) and the element mounting substrate 3 can be formed into a required shape by adjusting the dimensions (corresponding to the thickness of the sealing layer 5), the viscosity of the sealing layer 5, and the like. In addition, as resin used for the sealing layer 5, the above-mentioned epoxy resin and phenol resin are used suitably. In order to reduce the linear expansion coefficient of these resins, silica may be added as a filler as necessary.

密封層5のフィレット形状部分における透光性基板2側(或いはレジスト層8側)及び素子搭載基板3側でのぬれ性を表す指標としての接触角θ1,θ2を上記角度に設定することにより、密封層5との接触部分での結合強度を、フィレット形状としていない場合に比べて1.2倍以上に高めることができる。   By setting the contact angles θ1 and θ2 as indices representing the wettability on the light-transmitting substrate 2 side (or the resist layer 8 side) and the element mounting substrate 3 side in the fillet-shaped portion of the sealing layer 5 to the above angles, The bonding strength at the contact portion with the sealing layer 5 can be increased to 1.2 times or more compared to the case where the sealing layer 5 is not in a fillet shape.

したがって、撮像素子パッケージ1Aを撮像装置1に用い、その使用によって撮像素子パッケージ1Aが加熱されるといった環境変化があったとしても、第1の金属6と第2の金属との電気的な接続を安定させることができる。このため、長期に亘って、製品としての撮像素子パッケージ1A、ひいては撮像装置1の信頼性を向上させることができる。   Therefore, even if there is an environmental change in which the imaging device package 1A is used in the imaging device 1 and the imaging device package 1A is heated by using the imaging device package 1A, electrical connection between the first metal 6 and the second metal is performed. It can be stabilized. For this reason, it is possible to improve the reliability of the image pickup device package 1A as a product and eventually the image pickup apparatus 1 over a long period of time.

さらに、素子搭載基板3の表面9と第1の金属6の表面との所定の距離Lを15μm〜80μmの範囲に設定し、密封層5において、円弧状断面部19の円弧の半径を3〜20μmの範囲に設定している。この構成によって、撮像素子パッケージ1A、ひいては撮像装置1の低背化を実現したうえで、密封層5と基板2,3との接触部分での結合強度をいっそう向上させることができる。   Further, a predetermined distance L between the surface 9 of the element mounting substrate 3 and the surface of the first metal 6 is set in a range of 15 μm to 80 μm, and the arc radius of the arcuate cross section 19 is set to 3 to 3 in the sealing layer 5. The range is set to 20 μm. With this configuration, it is possible to further improve the bonding strength at the contact portion between the sealing layer 5 and the substrates 2 and 3 while realizing a reduction in the height of the imaging element package 1A and thus the imaging device 1.

さらに、導電性ボール20は、密封層5の外側端面17とは常時的に非接触となる位置で延在部6bに電気的に接続して固定されている。この構成により、撮像素子パッケージ1Aが使用により温度上昇があっても、導電性ボール20に密封層5の外側端面17が非接触の状態が維持される。つまり、温度上昇があって密封層5が外方向に膨張したとしても、密封層5が導電性ボール20を押すことがなく、導電性ボール20は延在部6b上の所定位置を動くことがない。つまり、導電性ボール20が固定されている第1の金属6が導電性ペーストを透光性基板2に印刷して形成されていて、導電性ペーストのフィラーの一部が透光性基板2に侵入していたとしても、フィラーの侵入した部分が境界面となって、透光性基板2がえぐれることがなくなり、また、導電性ボール20が固定されている第1の金属6が透光性基板2から剥がれるのを回避することができる。   Further, the conductive ball 20 is electrically connected and fixed to the extending portion 6b at a position that is always in non-contact with the outer end surface 17 of the sealing layer 5. With this configuration, even when the temperature of the image pickup device package 1 </ b> A increases due to use, the outer end surface 17 of the sealing layer 5 is not in contact with the conductive ball 20. That is, even if the temperature rises and the sealing layer 5 expands outward, the sealing layer 5 does not push the conductive ball 20, and the conductive ball 20 can move in a predetermined position on the extending portion 6b. Absent. That is, the first metal 6 to which the conductive balls 20 are fixed is formed by printing the conductive paste on the light-transmitting substrate 2, and a part of the filler of the conductive paste is formed on the light-transmitting substrate 2. Even if it has penetrated, the portion where the filler has entered becomes a boundary surface, and the translucent substrate 2 is not removed, and the first metal 6 to which the conductive ball 20 is fixed is translucent. It is possible to avoid peeling from the conductive substrate 2.

その結果、透光性基板2がガラス基板であったとしても、これがえぐれてガラスの粉塵が発生することもなく、また、導電性ボール20と第1の金属6との電気的接続状態を良好に確保することができ、信頼性の高い製品となる。   As a result, even if the translucent substrate 2 is a glass substrate, it does not generate glass dust, and the electrical connection state between the conductive ball 20 and the first metal 6 is good. It is possible to secure a highly reliable product.

なお、密封層5の外側端面17は、素子搭載基板3の側面18から第2のレジスト層14の表面に向かう傾斜面に形成されている。このため、温度上昇があって密封層5が外方向に膨張したとしても、球形の導電性ボール20の外径面が密封層5の外側端面17にはいっそう接触しにくい構成となっている。また、素子搭載基板3の側面18から第2のレジスト層14の表面に向かう前記傾斜面は、フィレット形状の傾斜面にしてもよい。   The outer end surface 17 of the sealing layer 5 is formed as an inclined surface that extends from the side surface 18 of the element mounting substrate 3 toward the surface of the second resist layer 14. For this reason, even if the temperature rises and the sealing layer 5 expands outward, the outer diameter surface of the spherical conductive ball 20 is more unlikely to contact the outer end surface 17 of the sealing layer 5. The inclined surface from the side surface 18 of the element mounting substrate 3 toward the surface of the second resist layer 14 may be a fillet-shaped inclined surface.

本発明は、上記実施形態に限定されない。すなわち図4に示すように、内側端面16は、透光性基板2側端部19bと素子搭載基板3側端部19cとが位置ずれしているフィレット形状であってもよい。図の例では、素子搭載基板3側端部19cが透光性基板2側端部19bに対してさらに内側に位置ずれしている。そして密封層5の内側端面16において、厚み方向中央部側は外側へ向けて凹となる円弧状断面部19とされている。図4では、円弧状断面部19に接する仮想円19aを仮想線で示している。この仮想円19aの中心は密封層5の厚み方向の中心に対してわずかに透光性基板2側に位置ずれしている。
このような形状の内側端面16であっても、接触角θ1,θ2は上記各実施形態と同様の角度範囲に設定されている。そしてこの構成においても、撮像素子パッケージ1A、ひいては撮像装置の低背化を実現したうえで、密封層5と基板2,3の接触部分での結合強度を向上させることができる。他の構成及び作用効果は上記実施形態と同様である。
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, as shown in FIG. 4, the inner end surface 16 may have a fillet shape in which the translucent substrate 2 side end 19b and the element mounting substrate 3 side end 19c are displaced. In the example of the figure, the element mounting substrate 3 side end portion 19c is further displaced inward relative to the translucent substrate 2 side end portion 19b. In the inner end face 16 of the sealing layer 5, the central portion in the thickness direction is an arcuate cross-sectional portion 19 that is concave outward. In FIG. 4, a virtual circle 19 a in contact with the arcuate cross section 19 is indicated by a virtual line. The center of the virtual circle 19a is slightly displaced toward the translucent substrate 2 with respect to the center of the sealing layer 5 in the thickness direction.
Even in the inner end face 16 having such a shape, the contact angles θ1 and θ2 are set in the same angle range as in the above embodiments. Also in this configuration, it is possible to improve the bonding strength at the contact portion between the sealing layer 5 and the substrates 2 and 3 after realizing a reduction in the height of the imaging device package 1A and thus the imaging device. Other configurations and operational effects are the same as in the above embodiment.

さらに、上記各実施形態では、密封層5の断面は、撮像領域側端面である内側端面16全体をフィレット形状に形成した。しかしながら、内側端面16全体をフィレット形状に形成せずとも、内側端面16の一部をフィレット形状に形成しても、その分だけ密封層5と基板2,3の接触部分での結合強度を向上させることができる。
また、図5に示すように、第1の金属6を、その表面形状が素子搭載基板3側へ向けて凸となる円弧形状に形成してもよい。なおこの場合では、第1の金属6はそのほぼ全体(導電性接合部材4を除く部分)がレジスト層8で被覆され、保護されている。かかる構成のように、第1の金属6の表面形状を円弧形状として角部をなくすことにより、第1金属6の表面形状を保持し易く、角部の欠落もなくなるから、その分だけ塵芥の発生が抑えられ、信頼性の高い製品となる。
Furthermore, in each said embodiment, the cross section of the sealing layer 5 formed the whole inner side end surface 16 which is an imaging region side end surface in the fillet shape. However, even if the entire inner end surface 16 is not formed into a fillet shape, even if a part of the inner end surface 16 is formed into a fillet shape, the bonding strength at the contact portion between the sealing layer 5 and the substrates 2 and 3 is improved accordingly. Can be made.
In addition, as shown in FIG. 5, the first metal 6 may be formed in an arc shape whose surface shape is convex toward the element mounting substrate 3 side. In this case, almost the entire first metal 6 (the portion excluding the conductive bonding member 4) is covered with the resist layer 8 to be protected. As in this configuration, the surface shape of the first metal 6 is made arcuate and the corners are eliminated, so that the surface shape of the first metal 6 can be easily maintained and the corners are not lost. Occurrence is suppressed and the product is highly reliable.

そして、第1の金属6は、円弧形状の頂点での厚みtが3〜10μm、好ましくは4〜8μmに設定されていることが好適である。かかる構成によれば、第1の金属6を印刷によって形成しても第1の金属6の電気的接続性という点での信頼性を確保したうえで、しかも撮像素子パッケージ1Aの薄型化の支障とならない。   And it is suitable for the 1st metal 6 that the thickness t in the vertex of circular arc shape is set to 3-10 micrometers, Preferably it is 4-8 micrometers. According to such a configuration, even if the first metal 6 is formed by printing, the reliability in terms of the electrical connectivity of the first metal 6 is ensured, and the thinning of the imaging device package 1A is hindered. Not.

本発明の撮像素子パッケージ及びこれを用いた撮像装置は、第1の金属は密封層の外端部に対してその外方へ向けて延在された延在部を有し、導電性ボールが、密封層の外端部とは常時的に非接触となる位置で延在部に取付けられている構成により、導電性ボールと第1の金属との電気的接続状態を良好に確保することができ、透光性基板がガラス基板であったとしても、これがえぐれてガラスの粉塵が発生することがなく信頼性の高い製品となるという効果を奏して、カメラ機能を備えた携帯電話機、デジタルカメラ、監視用カメラ、車載カメラ等のカメラモジュールの分野で有用である。   In the image pickup device package and the image pickup apparatus using the same according to the present invention, the first metal has an extending portion extending outward with respect to the outer end portion of the sealing layer, and the conductive ball has The structure in which the conductive ball and the first metal are well connected can be ensured by the configuration in which the extended portion is attached to the outer end of the sealing layer at a position that is always in non-contact. Even if the translucent substrate is a glass substrate, it can be used to produce a highly reliable product without generating glass dust and a mobile phone with a camera function, a digital camera It is useful in the field of camera modules such as surveillance cameras and in-vehicle cameras.

本発明の実施形態を示す撮像素子パッケージの全体構成を示した断面図Sectional drawing which showed the whole structure of the image pick-up element package which shows embodiment of this invention 同じく密封層のフィレット形状を示す拡大断面図Similarly, an enlarged cross-sectional view showing the fillet shape of the sealing layer 他の第2実施形態の密封層のフィレット形状を示す拡大断面図The expanded sectional view which shows the fillet shape of the sealing layer of other 2nd Embodiment 他の第3実施形態の密封層のフィレット形状を示す拡大断面図The expanded sectional view which shows the fillet shape of the sealing layer of other 3rd Embodiment 他の実施形態の第1の金属を示す拡大断面図The expanded sectional view showing the 1st metal of other embodiments

1 撮像装置
1A 撮像素子パッケージ
2 透光性基板
3 素子搭載基板
4 導電性接合部材
5 密封層
6 第1の金属
6b 延在部
10 撮像素子
11 撮像領域
15 空洞
17 外側端面
20 導電性ボール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pick-up device 1A Image pick-up element package 2 Translucent board | substrate 3 Element mounting board | substrate 4 Conductive joining member 5 Sealing layer 6 1st metal 6b Extension part 10 Image pick-up element 11 Image pick-up area 15 Cavity 17 Outer end surface 20 Conductive ball

Claims (5)

印刷によりパターニングした第1の金属が表面に形成された透光性基板と、パターニングした第2の金属が表面に形成され且つ前記第2の金属に電気的に接続した撮像素子が搭載された素子搭載基板と、前記第1の金属と前記第2の金属とが所定の間隔を保持し前記撮像素子の外側位置で前記第1の金属と前記第2の金属とを電気的に接続するよう設けられた複数個の導電性接合部材と、前記撮像素子の撮像領域を閉ループ形状で実質的に密封し樹脂材料を含む密封層とを備え、前記密封層は前記第1の金属と前記第2の金属との間の間隔部分の空洞に充填され、前記第1の金属は前記密封層の外端部に対してその外方へ向けて延在された延在部を有し、導電性ボールが、前記密封層の外端部とは常時的に非接触となる位置で前記延在部に取付けられていることを特徴とする撮像素子パッケージ。 A translucent substrate on which a first metal patterned by printing is formed on the surface, and an element on which an image pickup device on which the patterned second metal is formed and electrically connected to the second metal is mounted A mounting substrate, the first metal, and the second metal are provided at a predetermined interval so as to electrically connect the first metal and the second metal at a position outside the imaging device. A plurality of conductive joining members formed, and a sealing layer that substantially seals an imaging region of the imaging element in a closed loop shape and includes a resin material, and the sealing layer includes the first metal and the second metal The space between the metal is filled in a cavity, and the first metal has an extending portion extending outwardly with respect to an outer end portion of the sealing layer, and a conductive ball is formed. The extension portion is attached to the outer end portion of the sealing layer at a position that is always in non-contact. Image sensor package, characterized by being kicked. 前記第1の金属はその表面形状が前記素子搭載基板側へ向けて凸となる円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の撮像素子パッケージ。 2. The image pickup device package according to claim 1, wherein the first metal is formed in an arc shape whose surface shape is convex toward the element mounting substrate side. 前記第1の金属は、前記円弧形状の頂点での厚みが3〜10μmに設定されていることを特徴とする請求項2記載の撮像素子パッケージ。 3. The image pickup device package according to claim 2, wherein the first metal has a thickness of 3 to 10 μm at an apex of the arc shape. 4. 前記第1の金属の表面にはレジスト層が重ねられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の撮像素子パッケージ。 4. The image pickup device package according to claim 1, wherein a resist layer is superimposed on a surface of the first metal. 5. 請求項1ないし請求項4の何れかに記載の撮像素子パッケージが用いられていることを特徴とする撮像装置。 An image pickup apparatus, wherein the image pickup device package according to claim 1 is used.
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