JP2014017716A - Semiconductor device, manufacturing method of the same, and electronic information device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法、並びに電子情報機器に関し、特に小型の情報機器に用いられる、カメラ部とストロボ部を一体化した小型カメラ装置などの半導体装置およびその製造方法、並びにこのような半導体装置を備えた電子情報機器に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and an electronic information device, and more particularly to a semiconductor device such as a small camera device in which a camera unit and a strobe unit are integrated, and a manufacturing method thereof. The present invention relates to an electronic information device provided with a simple semiconductor device.
従来、受光素子を備えた小型のカメラ装置(カメラモジュール)は、小型化を求めた構造からストロボを内蔵しておらず、このような小型のカメラ装置を内蔵した携帯電話では、暗い場所での撮影や夜間の撮影はできなかったが、ストロボも独自に小型化されたことから、近年の携帯電話などには、カメラモジュールとともにストロボ装置を組み合わせて使用したものがあった(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a small camera device (camera module) provided with a light receiving element does not have a built-in strobe because of a structure that requires miniaturization, and a mobile phone with such a small camera device built in a dark place. Although photography and night photography were not possible, the strobe was also downsized, so recent mobile phones and the like have used a strobe device in combination with a camera module (for example, Patent Document 1). ).
図7は、この特許文献1に開示の携帯電話を説明する図であり、図7(a)は、この携帯電話の外観を示し、図7(b)は、この携帯電話の断面構造を部分的に示している。 7A and 7B are diagrams for explaining the mobile phone disclosed in Patent Document 1. FIG. 7A shows the appearance of the mobile phone, and FIG. 7B shows a partial sectional structure of the mobile phone. Is shown.
この携帯電話81では、図7(a)に示すように、その前面側の液晶画面89の上側に撮像素子モジュール82が配置されており、この撮像素子モジュール82の周囲に120度間隔で3つのLED(発光ダイオード)85が埋め込まれている。撮像素子モジュール82は、FPC(フレキシブルプリント基板)83aに取り付けられ、FPC83aはFPCコネクタ84によりメイン基板83に接続されている。 In this cellular phone 81, as shown in FIG. 7 (a), an image sensor module 82 is arranged on the upper side of the liquid crystal screen 89 on the front surface side, and three image sensors are spaced around the image sensor module 82 at intervals of 120 degrees. An LED (light emitting diode) 85 is embedded. The image sensor module 82 is attached to an FPC (flexible printed circuit board) 83 a, and the FPC 83 a is connected to the main board 83 by an FPC connector 84.
このようにLED85を撮像素子モジュール82とともに内蔵した携帯電話では、暗い所での撮影や夜間の撮影は、LED85の発光により被写体を照明することで行うことができる。 As described above, in a mobile phone in which the LED 85 is built in together with the image sensor module 82, shooting in a dark place or night shooting can be performed by illuminating the subject by light emission of the LED 85.
ところが、撮像素子モジュール(カメラモジュール)とともにLEDなどのストロボ装置を内蔵した従来の携帯電話では、カメラモジュールとストロボ装置とが別々の部品として内蔵されており、このため、携帯電話の組立工程では、カメラモジュールとストロボ装置とを別々に携帯電話の実装基板上に実装する必要があり、実装に手間がかかるといった問題、さらに、カメラモジュールとストロボ装置という2つの部品を所定の間隔を空けて配置するためのスペースを確保する必要があり、小型化の障害になるといった問題があった。 However, in a conventional mobile phone incorporating a strobe device such as an LED together with an image sensor module (camera module), the camera module and the strobe device are built in as separate parts. It is necessary to mount the camera module and the strobe device separately on the mounting board of the mobile phone, which is troublesome to mount. Furthermore, the camera module and the strobe device are arranged at a predetermined interval. Therefore, there is a problem that it is necessary to secure a space for the reduction in size and an obstacle to miniaturization.
また、カメラモジュール内にストロボ装置を配置してカメラモジュールとストロボ装置とを一体化すると、カメラモジュールとストロボ装置とを別々に実装する手間は省けるが、受光素子と発光素子(LED)をベアチップで、つまり半導体チップの状態で並べて実装すると、受光素子が発光素子からの光による光学的な干渉を受けるという問題がある。 Also, if the strobe device is arranged in the camera module and the camera module and strobe device are integrated, the trouble of separately mounting the camera module and strobe device can be saved, but the light receiving element and light emitting element (LED) are bare chip. That is, if the semiconductor chips are mounted side by side, there is a problem that the light receiving element is subjected to optical interference due to light from the light emitting element.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、受光素子と発光素子とを同一のパッケージ内に、受光素子を発光素子から光学的に分離して収容することができ、これにより、ストロボ発光可能なカメラモジュールとして、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされ、しかも受光素子に対する発光素子の実質的な光学的干渉のないものを実現できる半導体装置およびその製造方法、およびこのような半導体装置を備えた電子情報機器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The light receiving element and the light emitting element can be accommodated in the same package and optically separated from the light emitting element. As a result, it is possible to realize a camera module capable of flash emission, which can be reduced in size, reduced in the number of mounted components, and simplified in the mounting process, and without substantial optical interference of the light emitting element with respect to the light receiving element. It is an object of the present invention to obtain an apparatus, a manufacturing method thereof, and an electronic information device including such a semiconductor device.
本発明に係る半導体装置は、受光素子および発光素子を同一パッケージ内に収容した半導体装置であって、該パッケージを構成するパッケージ基板と、該パッケージ基板上に実装された受光素子と、該パッケージ基板上に該受光素子と隣接して位置するように実装された発光素子と、該パッケージ基板上に該受光素子および該発光素子を覆うように取り付けられた、遮光部材からなるパッケージ蓋部材とを備え、該パッケージ蓋部材は、該受光素子と該発光素子との間に、該受光素子が該発光素子による光学的干渉を受けないように配置された遮光板を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。 A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a light receiving element and a light emitting element are accommodated in the same package, the package substrate constituting the package, the light receiving element mounted on the package substrate, and the package substrate. A light-emitting element mounted on the light-receiving element so as to be adjacent to the light-receiving element; and a package lid member made of a light-shielding member and mounted on the package substrate so as to cover the light-receiving element and the light-emitting element. The package lid member has a light shielding plate disposed between the light receiving element and the light emitting element so that the light receiving element is not subjected to optical interference by the light emitting element. The objective is achieved.
本発明は、上記半導体装置において、前記パッケージ蓋部材は、前記受光素子および前記発光素子を覆う蓋本体と、該受光素子と該発光素子との間に配置した遮光板とを一体構造としたものであることが好ましい。 According to the present invention, in the above semiconductor device, the package lid member has an integrated structure of a lid body that covers the light receiving element and the light emitting element, and a light shielding plate disposed between the light receiving element and the light emitting element. It is preferable that
本発明は、上記半導体装置において、前記蓋本体は、その天面壁の、前記発光素子の発光面に対向する発光面対向部と、該天面壁の、前記受光素子の受光面に対向する受光面対向部とで、前記パッケージ基板からの高さが異なる構造となっており、該天面壁の発光面対向部には、該発光素子から発光光を該パッケージ外部に放出するための光放出用開口が形成され、該天面壁の受光面対向部には、該パッケージ外部から光を該受光素子に導入するための光導入用開口が位置していることが好ましい。 According to the present invention, in the semiconductor device, the lid body includes a light emitting surface facing portion of the top wall facing the light emitting surface of the light emitting element, and a light receiving surface of the top wall facing the light receiving surface of the light receiving element. A light emitting opening for emitting light emitted from the light emitting element to the outside of the package has a structure in which the height from the package substrate is different between the facing portion and the light emitting surface facing portion of the top wall. It is preferable that a light introduction opening for introducing light from the outside of the package into the light receiving element is located in the light receiving surface facing portion of the top wall.
本発明は、上記半導体装置において、前記パッケージ基板は、前記発光素子および前記受光素子を実装する実装面に該受光素子に隣接するように設けられ、該受光素子の端子と接続された受光素子用電極と、該実装面に該発光素子に隣接するように設けられ、該発光素子の端子と接続された発光素子用電極とを有し、該パッケージ基板の実装面における、該受光素子の配置領域と該発光素子の配置領域との間に位置する領域には、この領域の長手方向に沿って、1以上の該受光素子用電極からなる受光素子用電極群と、1以上の該発光素子用電極からなる発光素子用電極群とが互い違いに配置されていることが好ましい。 According to the present invention, in the semiconductor device, the package substrate is provided on a mounting surface on which the light emitting element and the light receiving element are mounted so as to be adjacent to the light receiving element, and is connected to a terminal of the light receiving element. An electrode, and a light emitting element electrode provided on the mounting surface so as to be adjacent to the light emitting element and connected to a terminal of the light emitting element, and the arrangement region of the light receiving element on the mounting surface of the package substrate And a light emitting element electrode group including one or more electrodes for the light receiving element and one or more light emitting elements for the light emitting element. It is preferable that the electrode groups for light emitting elements made of electrodes are alternately arranged.
本発明は、上記半導体装置において、前記遮光板は、前記受光素子の配置領域と前記発光素子の配置領域とを仕切るように配置されており、前記受光素子用電極群に含まれる受光素子用電極は、該遮光板に対して該受光素子の配置領域側に位置するように配置され、前記発光素子用電極群に含まれる発光素子用電極は、該遮光板に対して該発光素子の配置領域側に位置するように配置されていることが好ましい。 According to the present invention, in the semiconductor device, the light shielding plate is disposed so as to partition the light receiving element disposed region and the light emitting element disposed region, and the light receiving element electrode included in the light receiving element electrode group Is arranged so as to be positioned on the light receiving element arrangement region side with respect to the light shielding plate, and the light emitting element electrode included in the light emitting element electrode group is arranged with respect to the light shielding plate. It is preferable to arrange so as to be located on the side.
本発明は、上記半導体装置において、前記発光素子の端子の配列と、該発光素子の端子に接続された前記発光素子用電極の配列とが対向して配置されており、該発光素子の端子に接続された該発光素子用電極が、前記受光素子と該発光素子との間に配置されていることが好ましい。 In the semiconductor device, the light emitting element terminal array and the light emitting element electrode array connected to the light emitting element terminal are disposed to face each other, and the light emitting element terminal is connected to the light emitting element terminal. It is preferable that the connected electrode for the light emitting element is disposed between the light receiving element and the light emitting element.
本発明は、上記半導体装置において、前記発光素子は、該発光素子の端子が1列に並び、かつ該発光素子の端子の配列と該発光素子の端子に接続された前記発光素子用電極の配列とが対向するように配置されていることが好ましい。 According to the present invention, in the semiconductor device, the light emitting element includes a terminal of the light emitting element arranged in a line, and an array of the terminals of the light emitting element and an array of the electrodes for the light emitting element connected to the terminals of the light emitting element. Are preferably arranged so as to face each other.
本発明は、上記半導体装置において、前記発光素子の端子と前記発光素子用電極とはワイヤにより電気的に接続され、前記受光素子の端子と前記受光素子用電極とはワイヤにより電気的に接続されており、該発光素子の配置領域内の隣接する3個の発光素子は、それぞれが1つの三角形の頂点に位置し、かつ、該3個の発光素子のうちの対向する2個の発光素子の間を、残り1個の発光素子の端子と該発光素子用電極とを接続するワイヤが通るように配置されていることが好ましい。 In the semiconductor device, the terminal of the light emitting element and the electrode for the light emitting element are electrically connected by a wire, and the terminal of the light receiving element and the electrode for the light receiving element are electrically connected by a wire. The three adjacent light emitting elements in the arrangement region of the light emitting elements are each positioned at the apex of one triangle, and two of the three light emitting elements facing each other among the three light emitting elements. It is preferable that a wire connecting the terminal of the remaining one light emitting element and the electrode for the light emitting element pass between them.
本発明は、上記半導体装置において、前記受光素子は、被写体の撮像を行うCCDイメージセンサあるいはCMOSイメージセンサであり、前記発光素子は発光ダイオードであることが好ましい。 In the semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the light receiving element is a CCD image sensor or a CMOS image sensor that captures an image of a subject, and the light emitting element is a light emitting diode.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上述した本発明に係る半導体装置を製造する方法であって、前記パッケージ基板上に前記受光素子および前記発光素子をこれらが隣接するように配置し、該受光素子の端子および該発光素子の端子をそれぞれ該パッケージ基板に形成された電極と電気的に接続する工程と、該パッケージ基板上に該受光素子および該発光素子を覆うように前記パッケージ蓋部材を固定する工程とを含み、前記遮光板は、該パッケージ蓋部材を該パッケージ基板に固定する時に同時に該パッケージ基板に固定されるものであり、そのことにより上記目的が達成される。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing the above-described semiconductor device according to the present invention, wherein the light receiving element and the light emitting element are arranged adjacent to each other on the package substrate, A step of electrically connecting a terminal of the light receiving element and a terminal of the light emitting element to an electrode formed on the package substrate, and the package lid member covering the light receiving element and the light emitting element on the package substrate. The light shielding plate is fixed to the package substrate at the same time as the package lid member is fixed to the package substrate, thereby achieving the above object.
本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、上述した本発明に係る半導体装置であり、そのことにより上記目的が達成される。 An electronic information device according to the present invention is an electronic information device including an image pickup unit that picks up an image of a subject, and the image pickup unit is the above-described semiconductor device according to the present invention, whereby the above-described object is achieved. The
次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
本発明においては、受光素子と発光素子とを有する半導体装置において、受光素子と発光素子とを同一パッケージ内に収容して一体化したので、ストロボ発光可能なカメラモジュールとして、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされたものを得ることができる。 In the present invention, in a semiconductor device having a light receiving element and a light emitting element, the light receiving element and the light emitting element are housed and integrated in the same package. Can be obtained, and the mounting process can be simplified.
また、受光素子と発光素子とをワンパッケージ化したことで、受光素子と発光素子の光軸中心がより近付くこととなり、これにより、両素子の光軸中心のズレによる影の発生を抑制することができる。 In addition, by combining the light receiving element and the light emitting element in one package, the optical axis centers of the light receiving element and the light emitting element are closer, thereby suppressing the occurrence of shadows due to the misalignment of the optical axis centers of both elements. Can do.
また、パッケージを構成するパッケージ蓋部材を、受光素子と発光素子との間に、受光素子が発光素子による光学的干渉を受けないように配置された遮光板を有する構造としたので、パッケージ内での受光素子に対する発光素子の光学的干渉による撮像画像の画質劣化を回避することができる。 In addition, since the package lid member constituting the package has a light shielding plate disposed between the light receiving element and the light emitting element so that the light receiving element is not subjected to optical interference by the light emitting element, It is possible to avoid image quality degradation of a captured image due to optical interference of the light emitting element with respect to the light receiving element.
この結果、ストロボ発光機能を搭載したカメラモジュールとして、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされ、しかも受光素子に対する発光素子の実質的な光学的干渉のないものを得ることができ、引いては、このようなカメラモジュールとしての半導体装置を搭載した電子情報機器の小型化、低コスト化が可能になる。 As a result, a camera module equipped with a strobe light emitting function can be reduced in size, the number of mounted parts can be reduced, and the mounting process can be simplified, and the light emitting element can be obtained without substantial optical interference with respect to the light receiving element. As a result, electronic information equipment equipped with such a semiconductor device as a camera module can be reduced in size and cost.
また、本発明においては、パッケージ蓋部材では、蓋本体と遮光板とを一体構造としているので、パッケージ蓋部材をパッケージ基板に対して位置決めして取り付けることで、遮光板はパッケージ蓋部材と同時にパッケージ基板に固定することができ、その際、遮光板はパッケージ基板に対して位置決めされることとなる。従って、パッケージ基板に対する遮光板の位置合わせは不要である。 In the present invention, since the lid body and the light shielding plate are integrated in the package lid member, the light shielding plate can be packaged simultaneously with the package lid member by positioning and attaching the package lid member to the package substrate. The light shielding plate can be positioned with respect to the package substrate. Therefore, alignment of the light shielding plate with respect to the package substrate is not necessary.
さらに、本発明においては、パッケージ蓋部材では、天面壁の光放出用開口が形成された、発光素子の発光面に対向する発光面対向部が、天面壁の光導入用開口が位置する、受光素子の受光面に対向する受光面対向部より、パッケージ基板に対して高くなっているので、光放出用開口から放出された光が乱反射などにより光導入用開口から受光素子に入り込むのを抑えることができる。 Further, in the present invention, in the package lid member, the light emitting surface facing portion facing the light emitting surface of the light emitting element in which the light emitting opening of the top surface wall is formed, the light introducing opening of the top surface wall is located. Since the light receiving surface facing part facing the light receiving surface of the element is higher than the package substrate, the light emitted from the light emitting opening is prevented from entering the light receiving element from the light introducing opening due to irregular reflection or the like. Can do.
また、本発明においては、パッケージ基板の実装面における、受光素子配置領域と発光素子配置領域との間に位置する中間領域には、1以上の受光素子用電極からなる受光素子用電極群と、1以上の発光素子用電極からなる発光素子用電極群とを互い違いに配置しているので、受光素子配置領域と発光素子配置領域との間の中間領域を、受光素子用電極と発光素子用電極とで有効に利用することができ、つまり、受光素子用電極の配置されていないスペースに発光素子用電極が位置することとなり、両素子の電極の占める配置スペースを縮小することができる。このため、受光素子と発光素子との配置間隔を狭めることが可能となり、これによって互いの光軸を近接させることができ、ストロボ内蔵のカメラモジュールのさらなる小型化が可能となる。 Further, in the present invention, an intermediate region located between the light receiving element arrangement region and the light emitting element arrangement region on the mounting surface of the package substrate includes a light receiving element electrode group including one or more light receiving element electrodes, Since the light emitting element electrode groups including one or more light emitting element electrodes are alternately arranged, an intermediate region between the light receiving element arrangement region and the light emitting element arrangement region is defined as the light receiving element electrode and the light emitting element electrode. In other words, the light emitting element electrode is located in a space where the light receiving element electrode is not disposed, and the arrangement space occupied by the electrodes of both elements can be reduced. For this reason, it becomes possible to narrow the arrangement | positioning space | interval of a light receiving element and a light emitting element, Thereby, a mutual optical axis can be adjoined and the further miniaturization of the camera module incorporating a strobe is attained.
また、本発明においては、複数の発光素子を、これらの発光素子の端子が一列に並ぶように受光素子の1つの側辺に沿って一列に配列しているので、発光素子配置領域の、該発光素子配置領域と受光素子配置領域とが並ぶ方向における寸法を小さくすることができ、カメラモジュールの更なる小型化が可能となる。 Further, in the present invention, the plurality of light emitting elements are arranged in a line along one side of the light receiving element so that the terminals of these light emitting elements are arranged in a line. The dimension in the direction in which the light emitting element arrangement area and the light receiving element arrangement area are arranged can be reduced, and the camera module can be further downsized.
さらに、本発明においては、発光素子配置領域における3つの発光素子を、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発生するものとして、三角形の頂点に位置するように配置しているので、これらの3つの発光素子からの光(例えば、赤色光、緑色光、青色光)の色むらがでないようにするなど、発色性の向上を図ることができる。 Furthermore, in the present invention, the three light emitting elements in the light emitting element arrangement region are arranged so as to generate red light, green light, and blue light, respectively, so as to be positioned at the apex of the triangle. It is possible to improve color developability such as avoiding uneven color of light (for example, red light, green light, and blue light) from two light emitting elements.
以上のように、本発明によれば、受光素子と発光素子とを同一のパッケージ内に、受光素子を発光素子から光学的に分離して収容することができ、これにより、ストロボ発光可能なカメラモジュールとして、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされ、しかも受光素子に対する発光素子の実質的な光学的干渉のないものを実現することができる半導体装置を得ることができ、さらにこのような半導体装置の製造方法およびこのような半導体装置を備えた電子情報機器を得ることができる。 As described above, according to the present invention, the light receiving element and the light emitting element can be accommodated in the same package by optically separating the light receiving element from the light emitting element. As a module, it is possible to obtain a semiconductor device that can be miniaturized, reduced the number of mounted components, and simplified the mounting process, and can realize a module without substantial optical interference of the light emitting element with respect to the light receiving element. Furthermore, a method for manufacturing such a semiconductor device and an electronic information device including such a semiconductor device can be obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による半導体装置を説明する図であり、図1(a)は、この半導体装置としてのカメラモジュールの外観を示す図、図1(b)は、図1(a)に示すカメラモジュールにおける、Ib−Ib線を含むパッケージ基板の実装面と平行な面での断面構造をカメラモジュールの上方から見た図、図1(c)は、図1(b)のIc−Ic線断面の構造を示す図であり、図1(d)は、レンズホルダの構造を示す図である。
(Embodiment 1)
1A and 1B are diagrams for explaining a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a diagram illustrating an appearance of a camera module as the semiconductor device, and FIG. The figure which looked at the cross-section in the surface parallel to the mounting surface of the package board | substrate containing the Ib-Ib line in the camera module shown to a from the camera module, FIG.1 (c) is FIG.1 (b). It is a figure which shows the structure of an Ic-Ic line cross section, and FIG.1 (d) is a figure which shows the structure of a lens holder.
この実施形態1のカメラモジュール100は、イメージセンサチップなどの受光素子110と、LED(発光ダイオード)チップなどの発光素子120a〜120cとを有し、この受光素子110と発光素子120a〜120cとを同一パッケージ1内に収容したものである。なお、イメージセンサチップとしては、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどを構成する固体撮像素子チップが用いられる。これらの発光素子120a、120b、および120cはそれぞれ、赤色光、緑色光、青色光を発するものであり、これらの発光素子は、白色ストロボ光を発生させるために同時に発光させることも、種々の色の光を発生させるためにそれぞれ独立させて発光させることもできるようになっている。 The camera module 100 according to the first embodiment includes a light receiving element 110 such as an image sensor chip and light emitting elements 120a to 120c such as LED (light emitting diode) chips, and the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c. It is housed in the same package 1. As the image sensor chip, a solid-state image sensor chip that constitutes a CCD image sensor, a CMOS image sensor, or the like is used. These light emitting elements 120a, 120b, and 120c emit red light, green light, and blue light, respectively. These light emitting elements can emit light at the same time in order to generate white strobe light. In order to generate the light, the light can be emitted independently.
このパッケージ1は、パッケージ基板10とホルダーと呼ばれるパッケージ蓋部材20とを有し、パッケージ基板10上には受光素子110と発光素子120a〜120cとが隣接して位置するように実装され、パッケージ基板10には、受光素子110および発光素子120a〜120cを覆うように、パッケージ蓋部材20が接着樹脂A1により取り付けられている。この接着樹脂A1は、例えば黒色の樹脂などの遮光性を有する樹脂であり、パッケージ基板10とパッケージ蓋部材20の下端との間にできた隙間を埋めて、パッケージ1の遮光性を確保する機能を有している。この接着樹脂A1の材料としては、パッケージ基板10とパッケージ蓋部材20との接着強度として十分な強度が得られるものが用いられる。 The package 1 includes a package substrate 10 and a package lid member 20 called a holder, and the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are mounted on the package substrate 10 so as to be adjacent to each other. 10, a package lid member 20 is attached with an adhesive resin A1 so as to cover the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c. This adhesive resin A1 is a resin having a light shielding property such as a black resin, for example, and fills a gap formed between the package substrate 10 and the lower end of the package lid member 20 to ensure the light shielding property of the package 1. have. As the material of the adhesive resin A1, a material capable of obtaining sufficient strength as the adhesive strength between the package substrate 10 and the package lid member 20 is used.
ここで、上記パッケージ基板10は四角形形状のプリント基板であり、このパッケージ基板10の受光素子配置領域R1には、ダイボンドペーストと呼ばれる受光素子用のダイボンド接着剤B1により平面四角形形状の受光素子110が固着されており、このパッケージ基板10の発光素子配置領域R2には、発光素子用のダイボンド接着剤B2により平面四角形形状の3つの発光素子120a〜120cが固着されている。これらのダイボンド接着剤B1およびB2には、パッケージ基板10と各素子とを接着する接着層をできるだけ薄くできる接着剤を用いている。これらの3つの発光素子120a〜120cは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発生するものであり、平面四角形形状の受光素子110の1つの側辺(発光素子側の側辺)に沿って一列に並ぶように配列されている。なお、図1(b)では、受光素子110および発光素子120a〜120cは平面長方形形状のものを示しているが、これらの素子の平面形状は長方形形状に限定されるものではなく、正方形形状であってもよい。 Here, the package substrate 10 is a rectangular printed board, and a light receiving element 110 having a planar rectangular shape is formed in a light receiving element arrangement region R1 of the package substrate 10 by a die bond adhesive B1 for a light receiving element called a die bond paste. In the light emitting element arrangement region R2 of the package substrate 10, three planar square light emitting elements 120a to 120c are fixed by a die bond adhesive B2 for the light emitting element. For these die bond adhesives B1 and B2, an adhesive capable of making the adhesive layer for bonding the package substrate 10 and each element as thin as possible is used. These three light emitting elements 120a to 120c generate red light, green light, and blue light, respectively, and extend along one side (the light emitting element side) of the planar square light receiving element 110. They are arranged in a line. In FIG. 1 (b), the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c have a rectangular shape, but the planar shape of these elements is not limited to a rectangular shape, and is a square shape. There may be.
そして、パッケージ蓋部材20は、受光素子110および発光素子120a〜120cを覆う蓋本体20aと、受光素子110と発光素子120a〜120cとの間に受光素子110が発光素子120a〜120cによる光学的干渉を受けないように配置された遮光板20bとを有し、蓋本体20aと遮光板20bとを一体構造としたものであり、遮光性樹脂、例えば黒色樹脂の一体成形により形成されている。 The package lid member 20 includes the lid body 20a that covers the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c, and the optical interference between the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c by the light emitting elements 120a to 120c. The lid body 20a and the light shielding plate 20b are integrally structured, and are formed by integral molding of a light shielding resin, for example, a black resin.
この蓋本体20aは、その天面壁21の、発光素子120a〜120cの発光面Efに対向する発光面対向部P2と、該天面壁21の、受光素子110の受光面Rfに対向する受光面対向部P1とで、パッケージ基板10からの高さが異なる構造となっており、天面壁21の発光面対向部P2には、発光素子120a〜120cから発光光をパッケージ外部に放出するための光放出用開口Ap2が形成され、この光放出用開口Ap2には透明部材からなる透明カバー部材Cvが取り付けられている。この透明カバー部材Cvは、用途に応じて、発光素子からの光の光束を広げたりあるいは平行光束にしたりするレンズ機能を持たせている。また、天面壁21の受光面対向部P1には、レンズLを保持したバレルと呼ばれるレンズホルダLhを装着する部品装着孔21aが形成されている。この部品装着孔21aにはレンズホルダLhが螺着されており、レンズホルダLhの中央部分にはパッケージ外部から光を受光素子110に導入するための光導入用開口Ap1が形成されている。 The lid body 20a has a light emitting surface facing portion P2 of the top wall 21 facing the light emitting surface Ef of the light emitting elements 120a to 120c, and a light receiving surface facing the light receiving surface Rf of the light receiving element 110 of the top surface wall 21. The portion P1 has a structure in which the height from the package substrate 10 is different, and the light emitting surface facing portion P2 of the top wall 21 emits light emitted from the light emitting elements 120a to 120c to the outside of the package. A transparent cover member Cv made of a transparent member is attached to the light emission opening Ap2. The transparent cover member Cv has a lens function for expanding the light flux of the light from the light emitting element or making it a parallel light flux depending on the application. The light receiving surface facing portion P1 of the top wall 21 is formed with a component mounting hole 21a for mounting a lens holder Lh called a barrel holding the lens L. A lens holder Lh is screwed into the component mounting hole 21a, and a light introduction opening Ap1 for introducing light into the light receiving element 110 from the outside of the package is formed at the center of the lens holder Lh.
ここでは、具体的には、天面壁21の光放出用開口Ap2が形成された、発光素子120a〜120cの発光面Efに対向する発光面対向部P2は、天面壁21の光導入用開口Ap1が位置する受光素子110の受光面Rfに対向する受光面対向部P1よりパッケージ基板10に対して高くなっている。 Specifically, the light emitting surface facing portion P2 facing the light emitting surface Ef of the light emitting elements 120a to 120c in which the light emitting opening Ap2 of the top surface wall 21 is formed is the light introducing opening Ap1 of the top surface wall 21. Is higher than the light receiving surface facing portion P1 facing the light receiving surface Rf of the light receiving element 110 where is located with respect to the package substrate 10.
なお、上記レンズホルダLhと部品装着孔21aとはこれらの隙間に粘性の低い低粘度の接着剤(図示せず)が流し込まれて固着されている。また、部品装着孔21aの下端には、赤外線カットフィルタとしてリッドガラスLgが取り付けられている。また、上記レンズホルダLhは、遮光性樹脂で構成されており、このレンズホルダLhには、図1(d)に示すように2枚のレンズ部材L1およびL2が上下に重ねて保持されている。上側のレンズ部材L1は、中央部分を上方に湾曲した構造としてその中央部分にレンズ機能を持たせており、下側のレンズ部材L2は、中央部分を下方に湾曲した構造としてその中央部分にレンズ機能を持たせており、これらの2つのレンズ部材L1およびL2により、パッケージ外部からの光が受光素子110の受光面Rf上に集光するようになっている。ここで、レンズ部材L1およびL2は全体が透明樹脂により構成されている。 The lens holder Lh and the component mounting hole 21a are fixed by pouring a low-viscosity adhesive (not shown) into these gaps. A lid glass Lg is attached to the lower end of the component mounting hole 21a as an infrared cut filter. The lens holder Lh is made of a light-shielding resin, and two lens members L1 and L2 are held on the lens holder Lh so as to overlap each other as shown in FIG. 1 (d). . The upper lens member L1 has a central portion curved upward and has a lens function at the central portion, and the lower lens member L2 has a central curved portion and a lens at the central portion. These two lens members L1 and L2 condense the light from the outside of the package onto the light receiving surface Rf of the light receiving element 110. Here, the entire lens members L1 and L2 are made of a transparent resin.
ただし、上記レンズホルダLhは、図1(c)および(d)に示す構造に限定されるものではなく、保持するレンズの枚数やレンズの形状は用途などに合わせて設計され、また、レンズホルダLhはレンズLを固定して保持する構造に限定されるものではなく、レンズホルダは、レンズを移動可能に保持する構造としてもよく、このようなレンズを移動可能の保持するレンズホルダは、オートフォーカス機能を搭載するカメラなどで用いられる。つまり、本発明において、上記レンズホルダは、被写体からの光を受光素子110に導く光学系を構成するものであればどのようなものでもよい。 However, the lens holder Lh is not limited to the structure shown in FIGS. 1C and 1D, and the number of lenses to be held and the shape of the lenses are designed in accordance with the application and the like. Lh is not limited to a structure that holds the lens L fixedly, and the lens holder may have a structure that holds the lens so that the lens can be moved. Used in cameras equipped with a focus function. In other words, in the present invention, the lens holder may be anything as long as it constitutes an optical system that guides light from the subject to the light receiving element 110.
上記パッケージ基板10は、受光素子110および発光素子120a〜120cを実装する実装面10a上に受光素子110に隣接するように設けられ、受光素子の端子111と接続された受光素子用電極11と、上記実装面10a上に発光素子120a〜120cに隣接するように設けられ、発光素子の端子121と接続された発光素子用電極12とを有している。これらの受光素子用電極11および発光素子用電極12は、このパッケージ基板10を構成する絶縁性部材の表面に形成された、表面が金メッキされた導電性層から構成されている。 The package substrate 10 is provided on the mounting surface 10a on which the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are mounted so as to be adjacent to the light receiving element 110, and is connected to the terminal 111 of the light receiving element. A light emitting element electrode 12 is provided on the mounting surface 10a so as to be adjacent to the light emitting elements 120a to 120c and connected to the terminal 121 of the light emitting element. The light receiving element electrode 11 and the light emitting element electrode 12 are formed of a conductive layer formed on the surface of an insulating member constituting the package substrate 10 and having a surface plated with gold.
受光素子用電極11は、受光素子110の端子111の配列と、受光素子の端子111に接続された受光素子用電極11の配列とが対向するように受光素子110の端子11の配列に沿って配置されており、また、発光素子用電極12は、発光素子120a〜120cの端子121の配列と、発光素子の端子121に接続された該発光素子用電極12の配列とが対向するように発光素子の端子121の配列に沿って配置されている。ここで、受光素子の端子111と受光素子用電極11とは金線などのワイヤWにより接続されており、発光素子の端子121と発光素子用電極12とは同様に、金線などのワイヤWにより接続されている。 The light receiving element electrode 11 is arranged along the arrangement of the terminals 11 of the light receiving element 110 so that the arrangement of the terminals 111 of the light receiving element 110 and the arrangement of the light receiving element electrodes 11 connected to the terminals 111 of the light receiving element face each other. The light emitting element electrode 12 emits light so that the arrangement of the terminals 121 of the light emitting elements 120a to 120c and the arrangement of the light emitting element electrodes 12 connected to the terminals 121 of the light emitting elements face each other. Arranged along the arrangement of the terminal 121 of the element. Here, the light receiving element terminal 111 and the light receiving element electrode 11 are connected by a wire W such as a gold wire, and the light emitting element terminal 121 and the light emitting element electrode 12 are similarly connected by a wire W such as a gold wire. Connected by.
さらに、パッケージ基板10の実装面10aにおける、受光素子配置領域R1と発光素子配置領域R2との間に位置する中間領域R3には、複数の受光素子用電極11からなる受光素子用電極群G1と、複数の発光素子用電極12からなる発光素子用電極群G2とが互い違いに配置されている。なお、受光素子用電極群G1に含まれる受光素子用電極11は1つでもよく、また、発光素子用電極群G2に含まれる発光素子用電極12は1つでもよい。 Furthermore, in the intermediate region R3 located between the light receiving element arrangement region R1 and the light emitting element arrangement region R2 on the mounting surface 10a of the package substrate 10, a light receiving element electrode group G1 including a plurality of light receiving element electrodes 11 and The light emitting element electrode groups G2 including the plurality of light emitting element electrodes 12 are alternately arranged. The number of light receiving element electrodes 11 included in the light receiving element electrode group G1 may be one, and the number of light emitting element electrodes 12 included in the light emitting element electrode group G2 may be one.
さらに、上記遮光板20bは、受光素子配置領域R1と発光素子配置領域R2とを仕切るように配置されており、受光素子用電極群G1に含まれる受光素子用電極11は、遮光板20bに対して受光素子配置領域R1側に位置するように配置され、発光素子用電極群G2に含まれる発光素子用電極12は、遮光板20bに対して発光素子配置領域R2側に位置するように配置されている。 Further, the light shielding plate 20b is arranged so as to partition the light receiving element arrangement region R1 and the light emitting element arrangement region R2, and the light receiving element electrode 11 included in the light receiving element electrode group G1 is arranged with respect to the light shielding plate 20b. The light emitting element electrode 12 included in the light emitting element electrode group G2 is disposed so as to be located on the light emitting element arranging region R2 side with respect to the light shielding plate 20b. ing.
次に、本実施形態1によるカメラモジュールの製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method of the camera module according to the first embodiment will be described.
図2は、本発明の実施形態1による半導体装置(カメラモジュール)の組立て順序の一例を説明する図であり、図2(a)は、図1に示すカメラモジュールのパッケージ蓋部材にレンズホルダを装着する工程を示し、図2(b)は、レンズホルダを装着したパッケージ蓋部材をパッケージ基板に取り付ける工程を示している。 FIG. 2 is a view for explaining an example of the assembly order of the semiconductor device (camera module) according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2A shows a lens holder on the package cover member of the camera module shown in FIG. FIG. 2B shows a process of attaching the package lid member with the lens holder attached to the package substrate.
まず、蓋本体20aと遮光板20bとを有するパッケージ蓋部材20を遮光性樹脂の一体成形により形成し、このパッケージ蓋部材20の部品装着孔21aの下端側にリッドガラスLgを固着し、パッケージ蓋部材20の光放出用開口Ap2に透明カバー部材Cvを取り付ける。 First, a package lid member 20 having a lid body 20a and a light shielding plate 20b is formed by integral molding of a light shielding resin, and a lid glass Lg is fixed to the lower end side of the component mounting hole 21a of the package lid member 20, The transparent cover member Cv is attached to the light emission opening Ap2 of the member 20.
その後、図2(a)に示すように、パッケージ蓋部材20の部品装着孔21aに、レンズLを組み込んだレンズホルダLhを取り付ける。なお、部品装着孔21aは内面にネジ溝が形成されたネジ孔となっており、また、レンズホルダLhはその外周側面にはネジ山が形成された構造となっており、レンズホルダLhの取り付けは、レンズホルダLhのネジ山が部品装着孔21aのネジ溝に螺合するようにレンズホルダLhを部品装着孔21aにねじ込むことにより行う。ただし、焦点位置の調整を後の工程で行うため、レンズホルダLhは部品装着孔21aに対して回転可能な状態にしておく。 Thereafter, as shown in FIG. 2A, a lens holder Lh incorporating the lens L is attached to the component mounting hole 21 a of the package lid member 20. The component mounting hole 21a is a screw hole in which a screw groove is formed on the inner surface, and the lens holder Lh has a structure in which a screw thread is formed on the outer peripheral side surface thereof. Is performed by screwing the lens holder Lh into the component mounting hole 21a so that the thread of the lens holder Lh is screwed into the thread groove of the component mounting hole 21a. However, in order to adjust the focal position in a later step, the lens holder Lh is in a state of being rotatable with respect to the component mounting hole 21a.
一方、パッケージ基板10の受光素子配置領域R1には受光素子110を受光素子用のダイボンド接着材B1により固着し、また、発光素子配置領域R2には発光素子120a〜120cを発光素子用のダイボンド用接着材B2により固着する。このとき、これらのダイボンド接着剤B1およびB2は、受光素子110および発光素子120a〜120cをパッケージ基板10に固着する直前に、パッケージ基板の受光素子配置領域R1および発光素子配置領域R2に塗布し、受光素子および発光素子を対応するこれらの領域に配置した後、ダイボンド接着剤B1およびB2を乾燥させることで、受光素子110および発光素子120a〜120cがパッケージ基板10に固着されることとなる。その後、受光素子110の端子111を金線などのワイヤWにより、パッケージ基板10の実装面10aに形成されている受光素子用電極11と接続し、さらに、発光素子120a〜120cの端子121をワイヤWにより、パッケージ基板10の実装面10aに形成されている発光素子用電極12と接続する。 On the other hand, the light receiving element 110 is fixed to the light receiving element arrangement region R1 of the package substrate 10 by the die bonding adhesive B1 for the light receiving element, and the light emitting elements 120a to 120c are used for die bonding for the light emitting element in the light emitting element arrangement region R2. It adheres with adhesive B2. At this time, these die bond adhesives B1 and B2 are applied to the light receiving element arrangement region R1 and the light emitting element arrangement region R2 of the package substrate immediately before the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are fixed to the package substrate 10, After disposing the light receiving element and the light emitting element in the corresponding regions, the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are fixed to the package substrate 10 by drying the die bonding adhesives B1 and B2. Thereafter, the terminal 111 of the light receiving element 110 is connected to the light receiving element electrode 11 formed on the mounting surface 10a of the package substrate 10 by a wire W such as a gold wire, and the terminals 121 of the light emitting elements 120a to 120c are further connected to the wire. By W, the light emitting element electrode 12 formed on the mounting surface 10a of the package substrate 10 is connected.
次に、図2(b)に示すように、受光素子110および発光素子120a〜120cを実装したパッケージ基板10に、リッドガラスLgおよびレンズホルダLhを取り付けたパッケージ蓋部材20を接着樹脂A1により固着する。このとき、接着樹脂A1はパッケージ蓋部材20の下端面に塗布しておき、パッケージ蓋部材20をパッケージ基板10に対して位置合わせして貼り合せた後に該接着樹脂A1を乾燥硬化させることにより、パッケージ基板10にパッケージ蓋部材20が固着される。なお、接着樹脂A1はパッケージ蓋部材20ではなくパッケージ基板10に塗布しておいてもよい。 Next, as shown in FIG. 2B, the package lid member 20 with the lid glass Lg and the lens holder Lh attached thereto is fixed to the package substrate 10 on which the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are mounted by an adhesive resin A1. To do. At this time, the adhesive resin A1 is applied to the lower end surface of the package lid member 20, and after the package lid member 20 is aligned and bonded to the package substrate 10, the adhesive resin A1 is dried and cured. The package lid member 20 is fixed to the package substrate 10. The adhesive resin A1 may be applied to the package substrate 10 instead of the package lid member 20.
その後、レンズホルダLhを部品装着孔21aに対して回転させてレンズホルダLhを光軸に沿って最適焦点位置まで移動させ、この状態で、レンズホルダLhと部品装着孔21aとの隙間に低粘度の接着剤を流し込んでレンズホルダLhと部品装着孔21aとを固着する。 Thereafter, the lens holder Lh is rotated with respect to the component mounting hole 21a to move the lens holder Lh along the optical axis to the optimum focal position, and in this state, a low viscosity is formed in the gap between the lens holder Lh and the component mounting hole 21a. Then, the lens holder Lh and the component mounting hole 21a are fixed.
これにより、受光素子110および発光素子120a〜120cを同一パッケージ1内に収容してなるカメラモジュール100を得ることができる。このようなカメラモジュール100はフレキシブル配線基板に実装して携帯電話などの電子情報機器に組み込むことができる。なお、カメラモジュールを実装する基板は、フレキシブルプリント基板に限定されるものではなく、通常のプリント基板であってもよい。また、実装の方法としては、ソケット実装、ACF実装(異方性導電フィルムを用いた実装)、リフロー実装等、種々の既存の実装方法を使用することができる。 Thereby, the camera module 100 in which the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are accommodated in the same package 1 can be obtained. Such a camera module 100 can be mounted on a flexible wiring board and incorporated in an electronic information device such as a mobile phone. In addition, the board | substrate which mounts a camera module is not limited to a flexible printed circuit board, A normal printed circuit board may be sufficient. As a mounting method, various existing mounting methods such as socket mounting, ACF mounting (mounting using an anisotropic conductive film), reflow mounting, and the like can be used.
なお、パッケージ1を組み立てる順序は、図2に示す順序に限定されるものではなく、例えば、レンズホルダLhは、パッケージ基板10にパッケージ蓋部材20を取り付けた後に、該パッケージ蓋部材20の部品取付孔21aに装着してもよい。 Note that the order of assembling the package 1 is not limited to the order shown in FIG. 2. For example, the lens holder Lh attaches the package lid member 20 to the package substrate 10 and then attaches the components of the package lid member 20. You may mount | wear with the hole 21a.
図3は、本発明の実施形態1による半導体装置(カメラモジュール)の組立て順序の他の例を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the assembly order of the semiconductor device (camera module) according to the first embodiment of the present invention.
図3(a)は、図1に示すカメラモジュールのパッケージ蓋部材をそのパッケージ基板に取り付ける工程を示し、図3(b)は、パッケージ基板に取り付けたパッケージ蓋部材にレンズホルダを装着する工程を示している。 FIG. 3A shows a step of attaching the package lid member of the camera module shown in FIG. 1 to the package substrate, and FIG. 3B shows a step of attaching the lens holder to the package lid member attached to the package substrate. Show.
まず、図2を用いて説明した組立方法と同様に、蓋本体20aと遮光板20bとを有するパッケージ蓋部材20を遮光性樹脂の一体成形により形成し、このパッケージ蓋部材20の部品装着孔21aの下端側にリッドガラスLgを固着し、パッケージ蓋部材20の光放出用開口Ap2に透明カバー部材Cvを取り付ける。 First, similarly to the assembly method described with reference to FIG. 2, a package lid member 20 having a lid body 20a and a light shielding plate 20b is formed by integral molding of a light shielding resin, and a component mounting hole 21a of the package lid member 20 is formed. The lid glass Lg is fixed to the lower end side of the transparent cover member Cv, and the transparent cover member Cv is attached to the light emission opening Ap2 of the package lid member 20.
また、図2を用いて説明した組立方法と同様に、パッケージ基板10の実装面10aに受光素子110を受光素子配置領域R1に位置するように実装し、また、パッケージ基板10の実装面10aに発光素子120a〜120cを発光素子配置領域R2に位置するように実装する。 Similarly to the assembly method described with reference to FIG. 2, the light receiving element 110 is mounted on the mounting surface 10 a of the package substrate 10 so as to be positioned in the light receiving element arrangement region R <b> 1, and is mounted on the mounting surface 10 a of the package substrate 10. The light emitting elements 120a to 120c are mounted so as to be positioned in the light emitting element arrangement region R2.
次に、図3(a)に示すように、受光素子110および発光素子120を実装したパッケージ基板10に、リッドガラスLgおよび透明カバー部材Cvを取り付けたパッケージ蓋部材20を接着樹脂A1により固着する。このとき、接着樹脂A1はパッケージ蓋部材20の下端面に塗布しておき、パッケージ蓋部材20をパッケージ基板10に対して位置合わせして貼り合せた後に該接着樹脂A1を乾燥硬化させることにより、パッケージ基板10にパッケージ蓋部材20が固着される。なお、接着樹脂A1はパッケージ蓋部材20ではなくパッケージ基板10に塗布しておいてもよい。 Next, as shown in FIG. 3A, the package lid member 20 to which the lid glass Lg and the transparent cover member Cv are attached is fixed to the package substrate 10 on which the light receiving element 110 and the light emitting element 120 are mounted by an adhesive resin A1. . At this time, the adhesive resin A1 is applied to the lower end surface of the package lid member 20, and after the package lid member 20 is aligned and bonded to the package substrate 10, the adhesive resin A1 is dried and cured. The package lid member 20 is fixed to the package substrate 10. The adhesive resin A1 may be applied to the package substrate 10 instead of the package lid member 20.
その後、図3(b)に示すように、パッケージ蓋部材20aの部品装着孔21aに、レンズLを組み込んだレンズホルダLhを螺合させ、レンズホルダLhを部品装着孔21aに対して回転させてレンズホルダLhを光軸に沿って最適焦点位置まで移動させ、この状態で、レンズホルダLhと部品装着孔21aとの隙間に低粘度の接着剤を流し込んでレンズホルダLhと部品装着孔21aとを固着する。 Thereafter, as shown in FIG. 3B, the lens holder Lh incorporating the lens L is screwed into the component mounting hole 21a of the package lid member 20a, and the lens holder Lh is rotated with respect to the component mounting hole 21a. The lens holder Lh is moved along the optical axis to the optimum focal position, and in this state, a low-viscosity adhesive is poured into the gap between the lens holder Lh and the component mounting hole 21a to move the lens holder Lh and the component mounting hole 21a. Stick.
これにより、受光素子110および発光素子120a〜120cを同一パッケージ20内に収容してなるカメラモジュール100を得ることができる。 Thereby, the camera module 100 in which the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are accommodated in the same package 20 can be obtained.
次に本実施形態1の作用効果について説明する。 Next, the function and effect of the first embodiment will be described.
本実施形態1では、カメラモジュール100を、同一パッケージ1内に受光素子110としてのイメージセンサチップと、発光素子120a〜120cとしてのLEDチップとを収容した構造としているので、発光素子をカメラモジュールと別に実装する手間を省くことができる。また、受光素子110と発光素子120a〜120cとをワンパッケージ化したことで、受光素子と発光素子の光軸中心がより近付くこととなり、これにより、両素子の光軸中心のズレによる影の発生を抑制することができる。 In the first embodiment, since the camera module 100 has a structure in which the image sensor chip as the light receiving element 110 and the LED chips as the light emitting elements 120a to 120c are accommodated in the same package 1, the light emitting element is a camera module. The trouble of mounting separately can be saved. In addition, by combining the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c in one package, the optical axis centers of the light receiving element and the light emitting element are closer to each other, thereby generating a shadow due to a deviation between the optical axis centers of both elements. Can be suppressed.
また、パッケージ1を構成するパッケージ蓋部材20を、受光素子110と発光素子120a〜120cとの間に、受光素子が発光素子による光学的干渉を受けないように配置された遮光板20bを有する構造としたので、パッケージ内での受光素子に対する発光素子の光学的干渉により撮像画像の画質が劣化するのを回避することができる。 Further, the package lid member 20 constituting the package 1 has a light shielding plate 20b disposed between the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c so that the light receiving element is not subjected to optical interference by the light emitting element. Therefore, it is possible to avoid degradation of the image quality of the captured image due to optical interference of the light emitting element with respect to the light receiving element in the package.
また、パッケージ蓋部材20では、蓋本体20aと遮光板20bとを一体構造としているので、パッケージ基板10に対してパッケージ蓋部材20を位置決めして取り付けることで、遮光板20bをパッケージ基板10に対する適切な位置に位置決めすることができる。つまり、遮光板20bはパッケージ蓋部材20をパッケージ基板10に固定するのと同時にパッケージ基板10に固定することができ、パッケージ基板10に対する遮光板20bの位置合わせは不要である。さらに、パッケージ蓋部材20は、受光素子110を覆う部分と発光素子120a〜120cを覆う部分とが一体となっているので、両素子の被覆もパッケージ蓋部材20をパッケージ基板10に取り付けることで一括して行うことができる。 Further, in the package lid member 20, the lid body 20 a and the light shielding plate 20 b have an integral structure. Therefore, the light shielding plate 20 b can be appropriately attached to the package substrate 10 by positioning and attaching the package lid member 20 to the package substrate 10. Can be positioned at any position. That is, the light shielding plate 20b can be fixed to the package substrate 10 at the same time as the package lid member 20 is fixed to the package substrate 10, and the alignment of the light shielding plate 20b with respect to the package substrate 10 is not necessary. Furthermore, since the package cover member 20 is integrally formed with a portion covering the light receiving element 110 and a portion covering the light emitting elements 120a to 120c, the covering of both elements can be collectively performed by attaching the package cover member 20 to the package substrate 10. Can be done.
またさらに、パッケージ蓋部材20では、天面壁21の光放出用開口Ap2が形成された、発光素子120a〜120cの発光面Efに対向する発光面対向部P2が、天面壁21の光導入用開口Ap1が位置する受光素子110の受光面Rfに対向する受光面対向部P1より、パッケージ基板10に対して高くなっているので、光放出用開口Ap2から放出された光が乱反射などにより光導入用開口Ap1から受光素子110に入り込むのを抑えることができる。 Furthermore, in the package lid member 20, the light emitting surface facing portion P <b> 2 facing the light emitting surface Ef of the light emitting elements 120 a to 120 c in which the light emitting opening Ap <b> 2 of the top surface wall 21 is formed is the light introducing opening of the top surface wall 21. Since the light receiving surface facing portion P1 facing the light receiving surface Rf of the light receiving element 110 where Ap1 is located is higher than the package substrate 10, the light emitted from the light emitting aperture Ap2 is used for light introduction due to irregular reflection or the like. It is possible to prevent the light receiving element 110 from entering the opening Ap1.
また、パッケージ基板10の実装面10aにおける、受光素子配置領域R1と発光素子配置領域R2との間に位置する中間領域R3には、複数の受光素子用電極11からなる受光素子用電極群G1と、複数の発光素子用電極12からなる発光素子用電極群G2とを互い違いに配置しているので、受光素子配置領域R1と発光素子配置領域R2との間の領域R3を、受光素子用電極と発光素子用電極とで有効に利用することができ、つまり、受光素子用電極11の配置されていないスペースに発光素子用電極12が位置することとなり、両素子の電極の配置スペースの縮小が可能となる。 Further, in the intermediate region R3 located between the light receiving element arrangement region R1 and the light emitting element arrangement region R2 on the mounting surface 10a of the package substrate 10, a light receiving element electrode group G1 including a plurality of light receiving element electrodes 11 is provided. Since the light emitting element electrode groups G2 including the plurality of light emitting element electrodes 12 are alternately arranged, the region R3 between the light receiving element arrangement region R1 and the light emitting element arrangement region R2 is defined as the light receiving element electrode. It can be used effectively with the light emitting element electrode, that is, the light emitting element electrode 12 is located in a space where the light receiving element electrode 11 is not disposed, and the arrangement space of the electrodes of both elements can be reduced. It becomes.
このため、受光素子110と発光素子120a〜120cとの配置間隔を狭めることが可能となり、これによって互いの光軸を近接することができる。この結果、ストロボ内蔵のカメラモジュールの小型化を図ることができる。 For this reason, it becomes possible to narrow the arrangement | positioning space | interval of the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a-120c, and, thereby, a mutual optical axis can be adjoined. As a result, the camera module with a built-in strobe can be reduced in size.
このように本実施形態1のカメラモジュール100では、受光素子110と発光素子120a〜120cとを同一のパッケージ1内に、受光素子110を発光素子120a〜120cから光学的に分離して収容することができ、これにより、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされたストロボ発光可能なカメラモジュール100を、受光素子110に対する発光素子120a〜120cの光学的干渉を実質的に回避しつつ実現することができ、引いては、このようなカメラモジュールとしての半導体装置を搭載した電子情報機器の小型化、低コスト化が可能になる。
(実施形態2)
図4は、本発明の実施形態2による半導体装置であるカメラモジュールを説明する図であり、図4(a)は、この半導体装置としてのカメラモジュールの外観を示す図、図4(b)は、図4(a)に示すカメラモジュールにおける、IVb−IVb線を含むパッケージ基板の実装面に平行な面での断面構造をカメラモジュールの上方から見た図である。
As described above, in the camera module 100 according to the first embodiment, the light receiving element 110 and the light emitting elements 120a to 120c are accommodated in the same package 1 and optically separated from the light emitting elements 120a to 120c. Accordingly, the camera module 100 capable of strobe light emission having a reduced size, a reduced number of mounting components, and a simplified mounting process can substantially reduce optical interference between the light emitting elements 120a to 120c with respect to the light receiving element 110. In other words, it is possible to reduce the size and cost of an electronic information device equipped with such a semiconductor device as a camera module.
(Embodiment 2)
4A and 4B are diagrams illustrating a camera module that is a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4A is a diagram illustrating an appearance of the camera module as the semiconductor device, and FIG. FIG. 5 is a view of a cross-sectional structure taken along the plane parallel to the mounting surface of the package substrate including the IVb-IVb line in the camera module shown in FIG.
この実施形態2のカメラモジュール200は、実施形態1のカメラモジュール100と同様に、イメージセンサチップなどの受光素子210と、LEDなどの発光素子220a〜220cとを有し、この受光素子210と発光素子220a〜220cとを同一パッケージ2内に収容したものである。 Similar to the camera module 100 of the first embodiment, the camera module 200 of the second embodiment includes a light receiving element 210 such as an image sensor chip and light emitting elements 220a to 220c such as LEDs. The light receiving element 210 emits light. The elements 220a to 220c are accommodated in the same package 2.
このパッケージ2は、パッケージ基板30とパッケージ蓋部材40とを有し、パッケージ基板30上には受光素子210と発光素子220a〜220cとが隣接して位置するように実装され、パッケージ基板30には、受光素子210および発光素子220a〜220cを覆うように、遮光部材からなるパッケージ蓋部材40が接着樹脂A1(図1(c)参照)により取り付けられている。 The package 2 includes a package substrate 30 and a package lid member 40, and the light receiving element 210 and the light emitting elements 220 a to 220 c are mounted on the package substrate 30 so as to be adjacent to each other. A package lid member 40 made of a light shielding member is attached with an adhesive resin A1 (see FIG. 1C) so as to cover the light receiving element 210 and the light emitting elements 220a to 220c.
ここで、上記パッケージ基板30は平面略四角形形状のプリント基板であり、このパッケージ基板30の受光素子配置領域R1aには、受光素子用のダイボンド接着剤B1(図1(c)参照)により平面四角形形状の受光素子210が固着されており、このパッケージ基板30の発光素子配置領域R2aには、発光素子用のダイボンド接着剤B2(図1(c)参照)により平面四角形形状の3つの発光素子220a〜220cが固着されている。これらの3つの発光素子220a〜220cは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発生するものであり、その長手方向が四角形形状の受光素子210の1つの側辺(発光素子側の側辺)に平行になるように、該側辺に沿って一列に配列されている。なお、図4(b)では、受光素子210および発光素子220a〜220cは平面長方形形状のものを示しているが、これらの素子の平面形状は長方形形状に限定されるものではなく、正方形形状であってもよい。 Here, the package substrate 30 is a printed board having a substantially rectangular shape in a plane, and the light receiving element arrangement region R1a of the package substrate 30 is planar rectangular by a die bond adhesive B1 for the light receiving element (see FIG. 1C). A light receiving element 210 having a shape is fixed, and in the light emitting element arrangement region R2a of the package substrate 30, three light emitting elements 220a having a planar square shape are formed by a die bond adhesive B2 (see FIG. 1C) for the light emitting element. ˜220c is fixed. These three light emitting elements 220a to 220c generate red light, green light, and blue light, respectively, and one side of the light receiving element 210 whose longitudinal direction is a square shape (side on the light emitting element side). Are arranged in a line along the side. In FIG. 4B, the light receiving element 210 and the light emitting elements 220a to 220c are shown to have a rectangular planar shape. However, the planar shape of these elements is not limited to a rectangular shape, but is a square shape. There may be.
そして、パッケージ蓋部材40は、受光素子210および発光素子220a〜220cを覆う蓋本体40aと、受光素子210と発光素子220a〜220cとの間に受光素子210が発光素子220a〜220cによる光学的干渉を受けないように配置された遮光板40bとを有し、蓋本体40aと遮光板40bとを一体構造としたものである。 The package lid member 40 includes a lid body 40a that covers the light receiving element 210 and the light emitting elements 220a to 220c, and an optical interference between the light receiving element 210 and the light emitting elements 220a to 220c by the light emitting elements 220a to 220c. The lid body 40a and the light shielding plate 40b are integrated with each other.
この蓋本体40aは、その天面壁41の、発光素子220a〜220cの発光面(上面)に対向する発光面対向部P2と、該天面壁41の、受光素子210の受光面(上面)に対向する受光面対向部P1とで、パッケージ基板30からの高さが異なる構造、具体的には発光面対向部P2が受光面対向部P1より高い構造となっており、天面壁41の発光面対向部P2には、発光素子220a〜220cから発光光をパッケージ外部に放出するための光放出用開口Ap2が形成され、この光放出用開口Ap2には透明部材からなる透明カバー部材Cv(図1(c)参照)が取り付けられている。また、天面壁41の受光面対向部P1には、レンズLを保持したレンズホルダLhを装着する部品装着孔41aが形成されている。この部品装着孔41aにはレンズホルダLhが螺着されており、レンズホルダLhの中央部分にはパッケージ外部から光を受光素子210に導入するための光導入用開口Ap1が形成されている。なお、上記レンズホルダLhと部品装着孔41aとはこれらの隙間に低粘度の接着剤(図示せず)が流し込まれて固定されている。 The lid body 40a is opposed to the light emitting surface facing portion P2 of the top surface wall 41 facing the light emitting surfaces (upper surface) of the light emitting elements 220a to 220c, and the light receiving surface (upper surface) of the light receiving element 210 of the top surface wall 41. The light receiving surface facing portion P1 is different in height from the package substrate 30, specifically, the light emitting surface facing portion P2 is higher than the light receiving surface facing portion P1, and the top surface wall 41 faces the light emitting surface. In the portion P2, a light emission opening Ap2 for emitting light emitted from the light emitting elements 220a to 220c to the outside of the package is formed. The light emission opening Ap2 has a transparent cover member Cv (FIG. 1 (FIG. 1)). c)) is attached. In addition, a component mounting hole 41a for mounting the lens holder Lh holding the lens L is formed in the light receiving surface facing portion P1 of the top wall 41. A lens holder Lh is screwed into the component mounting hole 41a, and a light introduction opening Ap1 for introducing light into the light receiving element 210 from the outside of the package is formed in the central portion of the lens holder Lh. The lens holder Lh and the component mounting hole 41a are fixed by pouring a low-viscosity adhesive (not shown) into these gaps.
上記パッケージ基板30は、受光素子210および発光素子220a〜220cを実装する実装面30a上に受光素子210に隣接するように設けられ、受光素子の端子211と接続された受光素子用電極31と、上記実装面30a上に発光素子220a〜220cに隣接するように設けられ、発光素子の端子221と接続された発光素子用電極32とを有している。 The package substrate 30 is provided on the mounting surface 30a on which the light receiving element 210 and the light emitting elements 220a to 220c are mounted so as to be adjacent to the light receiving element 210, and the light receiving element electrode 31 connected to the terminal 211 of the light receiving element; A light emitting element electrode 32 is provided on the mounting surface 30a so as to be adjacent to the light emitting elements 220a to 220c and connected to the terminal 221 of the light emitting element.
受光素子用電極31は、受光素子210の端子211の配列と、受光素子の端子211に接続された受光素子用電極31の配列とが対向するように受光素子210の端子211の配列に沿って配置されており、また、発光素子用電極32は、発光素子220a〜220cの端子221の配列と、発光素子の端子221に接続された該発光素子用電極32の配列とが対向するように発光素子の端子221の配列に沿って配置されている。ここで、受光素子の端子211と受光素子用電極31とは金線などのワイヤWにより接続されており、発光素子の端子221と発光素子用電極32とは同様に、金線などのワイヤWにより接続されている。 The light receiving element electrode 31 follows the arrangement of the terminals 211 of the light receiving element 210 so that the arrangement of the terminals 211 of the light receiving element 210 and the arrangement of the light receiving element electrodes 31 connected to the terminals 211 of the light receiving element face each other. The light emitting element electrode 32 emits light so that the arrangement of the terminals 221 of the light emitting elements 220a to 220c and the arrangement of the light emitting element electrodes 32 connected to the terminals 221 of the light emitting elements face each other. Arranged along the arrangement of the terminal 221 of the element. Here, the terminal 211 of the light receiving element and the light receiving element electrode 31 are connected by a wire W such as a gold wire, and the terminal 221 of the light emitting element and the light emitting element electrode 32 are similarly connected by a wire W such as a gold wire. Connected by.
さらに、パッケージ基板30の実装面30aにおける、受光素子配置領域R1aと発光素子配置領域R2aとの間に位置する中間領域R3aには、複数の受光素子用電極31からなる受光素子用電極群G1aと、複数の発光素子用電極32からなる発光素子用電極群G2aとが互い違いに配置されている。なお、受光素子用電極群G1aに含まれる受光素子用電極31は1つでもよく、また、発光素子用電極群G2aに含まれる発光素子用電極32は1つでもよい。 Furthermore, in the intermediate region R3a located between the light receiving element arrangement region R1a and the light emitting element arrangement region R2a on the mounting surface 30a of the package substrate 30, a light receiving element electrode group G1a including a plurality of light receiving element electrodes 31 is provided. The light emitting element electrode groups G2a including a plurality of light emitting element electrodes 32 are alternately arranged. The light receiving element electrode 31 included in the light receiving element electrode group G1a may be one, and the light emitting element electrode 32 included in the light emitting element electrode group G2a may be one.
さらに、上記遮光板40bは、受光素子配置領域R1aと発光素子配置領域R2aとを仕切るように配置されており、受光素子用電極群G1aに含まれる受光素子用電極31は、遮光板40bに対して受光素子配置領域R1a側に位置するように配置され、発光素子用電極群G2aに含まれる発光素子用電極32は、遮光板40bに対して発光素子配置領域R2a側に位置するように配置されている。 Further, the light shielding plate 40b is arranged so as to partition the light receiving element arrangement region R1a and the light emitting element arrangement region R2a, and the light receiving element electrode 31 included in the light receiving element electrode group G1a is arranged with respect to the light shielding plate 40b. The light emitting element electrode 32 included in the light emitting element electrode group G2a is disposed so as to be located on the light emitting element arranging region R2a side with respect to the light shielding plate 40b. ing.
本実施形態2によるカメラモジュール200の製造は、図2(a)および図2(b)、あるいは図3(a)および図3(b)に示すように、実施形態1によるカメラモジュール100の製造と同様に行われる。 The camera module 200 according to the second embodiment is manufactured as shown in FIGS. 2A and 2B, or FIGS. 3A and 3B. Done in the same way.
次に作用効果について説明する。 Next, the function and effect will be described.
このように本実施形態2のカメラモジュール200では、実施形態1のカメラモジュール100と同様に、受光素子210と発光素子220a〜220cとを同一のパッケージ2内に、受光素子210を発光素子220a〜220cから光学的に分離して収容することができ、これにより、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされたストロボ発光可能なカメラモジュール200を、受光素子210に対する発光素子220a〜220cの光学的干渉を実質的に回避しつつ実現することができる効果がある。 As described above, in the camera module 200 of the second embodiment, similarly to the camera module 100 of the first embodiment, the light receiving element 210 and the light emitting elements 220a to 220c are in the same package 2, and the light receiving element 210 is the light emitting element 220a to 220a. The camera module 200 capable of strobe light emission, which can be optically separated from the housing 220c and thereby reduced in size, reduced number of mounting parts, and simplified in the mounting process, is a light emitting element for the light receiving element 210. There is an effect that can be realized while substantially avoiding optical interference of 220a to 220c.
さらに、本実施形態2によるカメラモジュール200では、発光素子220a〜220cを、その長手方向が四角形形状の受光素子210の1つの側辺(発光素子側の側辺)に平行になるように、該側辺に沿って一列に配列し、さらに3つの発光素子220a〜220cの端子221が一列に並ぶようにしているので、3つの発光素子220a〜220cの端子221の配列と発光素子用電極32の配列とが2列に平行に並ぶこととなり、発光素子配置領域R2aの、該発光素子配置領域R2aと受光素子配置領域R1aとが並ぶ方向における寸法を小さくすることができ、更なるカメラモジュールの小型化を図ることができる効果がある。
(実施形態3)
図5は、本発明の実施形態3による半導体装置であるカメラモジュールを説明する図であり、図5(a)は、この半導体装置としてのカメラモジュールの外観を示す図、図5(b)は、図5(a)に示すカメラモジュールにおける、Vb−Vb線を含むパッケージ基板の実装面に平行な面での断面構造をカメラモジュールの上方から見た図である。
Furthermore, in the camera module 200 according to the second embodiment, the light emitting elements 220a to 220c are arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to one side of the rectangular light receiving element 210 (side on the light emitting element side). Since the terminals 221 of the three light emitting elements 220a to 220c are arranged in a line along the side edge, the arrangement of the terminals 221 of the three light emitting elements 220a to 220c and the electrodes 32 of the light emitting element electrodes 32 are arranged. As a result, the light emitting element arrangement region R2a can be reduced in size in the direction in which the light emitting element arrangement region R2a and the light receiving element arrangement region R1a are arranged, thereby further reducing the size of the camera module. There is an effect that can be achieved.
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a diagram illustrating a camera module that is a semiconductor device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 5A is a diagram illustrating an appearance of the camera module as the semiconductor device, and FIG. FIG. 6 is a view of a cross-sectional structure taken along the plane parallel to the mounting surface of the package substrate including the Vb-Vb line in the camera module shown in FIG.
この実施形態3のカメラモジュール300は、イメージセンサチップなどの受光素子310と、LEDチップなどの発光素子320a〜320cとを有し、この受光素子310と発光素子320a〜320cとを同一パッケージ3内に収容したものである。 The camera module 300 according to the third embodiment includes a light receiving element 310 such as an image sensor chip and light emitting elements 320a to 320c such as LED chips. The light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c are included in the same package 3. Is housed in.
このパッケージ3は、パッケージ基板50とパッケージ蓋部材60とを有し、パッケージ基板50上には受光素子310と発光素子320a〜320cとが隣接して位置するように実装され、パッケージ基板50には、受光素子310および発光素子320a〜320cを覆うように、遮光部材からなるパッケージ蓋部材60が接着樹脂A1(図1(c)参照)により取り付けられている。 The package 3 includes a package substrate 50 and a package lid member 60, and the light receiving element 310 and the light emitting elements 320 a to 320 c are mounted on the package substrate 50 so as to be adjacent to each other. A package lid member 60 made of a light shielding member is attached with an adhesive resin A1 (see FIG. 1C) so as to cover the light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c.
ここで、上記パッケージ基板50は平面略四角形形状のプリント基板であり、このパッケージ基板50の受光素子配置領域R1bには、受光素子用のダイボンド接着剤B1(図1(c)参照)により平面四角形形状の受光素子310が固着されており、このパッケージ基板50の発光素子配置領域R2bには、発光素子用のダイボンド接着剤B2(図1(c)参照)により平面四角形形状の3つの発光素子320a〜320cが固着されている。これらの3つの発光素子320a〜320cは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発生するものであり、底辺が受光素子310の1辺(発光素子側の側辺)と平行な二等辺三角形の頂点に位置するように配置されている。なお、図5(b)では、受光素子310および発光素子320a〜320cは平面長方形形状のものを示しているが、これらの素子の平面形状は長方形形状に限定されるものではなく、正方形形状であってもよい。 Here, the package substrate 50 is a printed circuit board having a substantially rectangular shape in a plane, and the light receiving element arrangement region R1b of the package substrate 50 is planar rectangular by a die bond adhesive B1 (see FIG. 1C) for the light receiving element. A light-receiving element 310 having a shape is fixed, and three light-emitting elements 320a each having a square shape are formed in the light-emitting element arrangement region R2b of the package substrate 50 by a die-bonding adhesive B2 for the light-emitting element (see FIG. 1C). ˜320c is fixed. These three light emitting elements 320a to 320c generate red light, green light, and blue light, respectively, and have an isosceles triangle whose base is parallel to one side of the light receiving element 310 (side on the light emitting element side). It is arranged to be located at the vertex. In FIG. 5 (b), the light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c have a rectangular shape, but the planar shape of these elements is not limited to a rectangular shape, and is a square shape. There may be.
そして、パッケージ蓋部材60は、受光素子310および発光素子320a〜320cを覆う蓋本体60aと、受光素子310と発光素子320a〜320cとの間に受光素子310が発光素子320a〜320cによる光学的干渉を受けないように配置された遮光板60bとを有し、蓋本体60aと遮光板60bとを一体構造としたものである。 The package lid member 60 includes the lid body 60a covering the light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c, and the optical interference between the light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c by the light emitting elements 320a to 320c. The lid body 60a and the light shielding plate 60b are integrated with each other.
この蓋本体60aは、その天面壁61の、発光素子320a〜320cの発光面(上面)に対向する発光面対向部P2と、該天面壁61の、受光素子310の受光面(上面)に対向する受光面対向部P1とで、パッケージ基板50からの高さが異なる構造、具体的には発光面対向部P2が受光面対向部P1より高い構造となっており、天面壁61の発光面対向部P2には、発光素子320a〜320cから発光光をパッケージ外部に放出するための光放出用開口Ap2が形成され、この光放出用開口Ap2には透明部材からなる透明カバー部材Cv(図1(c)参照)が取り付けられている。また、天面壁61の受光面対向部P1には、レンズLを保持したレンズホルダLhを装着する部品装着孔61aが形成されている。この部品装着孔61aにはレンズホルダLhが螺着されており、レンズホルダLhの中央部分にはパッケージ外部から光を受光素子310に導入するための光導入用開口Ap1が形成されている。なお、上記レンズホルダLhと部品装着孔61aとはこれらの隙間に低粘度の接着剤(図示せず)が流し込まれて固定されている。 The lid main body 60a is opposed to the light emitting surface facing portion P2 of the top wall 61 facing the light emitting surfaces (upper surface) of the light emitting elements 320a to 320c, and the light receiving surface (upper surface) of the light receiving element 310 of the top surface wall 61. The light receiving surface facing portion P1 is different in height from the package substrate 50, specifically, the light emitting surface facing portion P2 is higher than the light receiving surface facing portion P1, and the top surface wall 61 faces the light emitting surface. In the part P2, a light emission opening Ap2 for emitting light emitted from the light emitting elements 320a to 320c to the outside of the package is formed. The light emission opening Ap2 has a transparent cover member Cv (FIG. 1 (FIG. 1)). c)) is attached. In addition, a component mounting hole 61a for mounting the lens holder Lh holding the lens L is formed in the light receiving surface facing portion P1 of the top wall 61. A lens holder Lh is screwed into the component mounting hole 61a, and a light introduction opening Ap1 for introducing light into the light receiving element 310 from the outside of the package is formed at the center of the lens holder Lh. The lens holder Lh and the component mounting hole 61a are fixed by pouring a low-viscosity adhesive (not shown) into these gaps.
上記パッケージ基板50は、受光素子310および発光素子320a〜320cを実装する実装面50aに受光素子310に隣接するように設けられ、受光素子の端子311と接続された受光素子用電極51と、上記実装面50aに発光素子320a〜320cに隣接するように設けられ、発光素子の端子321と接続された発光素子用電極52とを有している。 The package substrate 50 is provided adjacent to the light receiving element 310 on the mounting surface 50a on which the light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c are mounted. The light receiving element electrode 51 connected to the terminal 311 of the light receiving element; A light emitting element electrode 52 is provided on the mounting surface 50a so as to be adjacent to the light emitting elements 320a to 320c and connected to a terminal 321 of the light emitting element.
ここで、受光素子310の端子311と受光素子用電極51とは金線などのワイヤWにより接続されており、発光素子の端子321と発光素子用電極52とは同様に、金線などのワイヤWにより接続されている。また、3個の発光素子320a〜320cの配置は、3個の発光素子320a〜320cのうちの対向する2個の発光素子320aおよび320cが二等辺三角形の底辺の両端に位置し、残り1個の発光素子320bが二等辺三角形の底辺を臨む頂点に位置しており、2個の発光素子320aおよび320cの間を、残りの1個の発光素子320bの端子321と発光素子用電極52とを接続するワイヤWが通る配置となっている。 Here, the terminal 311 of the light receiving element 310 and the light receiving element electrode 51 are connected by a wire W such as a gold wire, and the terminal 321 of the light emitting element and the light emitting element electrode 52 are similarly wire such as a gold wire. Connected by W. The three light emitting elements 320a to 320c are arranged such that two of the three light emitting elements 320a to 320c are opposed to each other at both ends of the base of the isosceles triangle, and the remaining one is The light emitting element 320b is positioned at the apex facing the base of the isosceles triangle, and the terminal 321 of the remaining one light emitting element 320b and the light emitting element electrode 52 are connected between the two light emitting elements 320a and 320c. The arrangement is such that the wire W to be connected passes through.
さらに、パッケージ基板50の実装面50aにおける、受光素子配置領域R1bと発光素子配置領域R2bとの間に位置する中間領域R3bには、複数の受光素子用電極51からなる受光素子用電極群G1bと、複数の発光素子用電極52からなる発光素子用電極群G2bとが互い違いに配置されている。なお、受光素子用電極群G1bに含まれる受光素子用電極51は1つでもよく、また、発光素子用電極群G2bに含まれる発光素子用電極52は1つでもよい。 Further, in the intermediate region R3b positioned between the light receiving element arrangement region R1b and the light emitting element arrangement region R2b on the mounting surface 50a of the package substrate 50, a light receiving element electrode group G1b including a plurality of light receiving element electrodes 51 is provided. The light emitting element electrode groups G2b including the plurality of light emitting element electrodes 52 are alternately arranged. The number of light receiving element electrodes 51 included in the light receiving element electrode group G1b may be one, and the number of light emitting element electrodes 52 included in the light emitting element electrode group G2b may be one.
さらに、上記遮光板60bは、受光素子配置領域R1bと発光素子配置領域R2bとを仕切るように配置されており、受光素子用電極群G1bに含まれる受光素子用電極51は、遮光板60bに対して受光素子配置領域R1b側に位置するように配置され、発光素子用電極群G2bに含まれる発光素子用電極52は、遮光板60bに対して発光素子配置領域R2b側に位置するように配置されている。 Further, the light shielding plate 60b is arranged so as to partition the light receiving element arrangement region R1b and the light emitting element arrangement region R2b, and the light receiving element electrode 51 included in the light receiving element electrode group G1b is arranged with respect to the light shielding plate 60b. The light emitting element electrode 52 included in the light emitting element electrode group G2b is disposed so as to be positioned on the light emitting element arranging region R2b side with respect to the light shielding plate 60b. ing.
本実施形態3によるカメラモジュール300の製造は、図2(a)および図2(b)、あるいは図3(a)および図3(b)に示すように、実施形態1によるカメラモジュール100の製造と同様に行われる。 The camera module 300 according to the third embodiment is manufactured as shown in FIGS. 2A and 2B, or FIGS. 3A and 3B. Done in the same way.
次に作用効果について説明する。 Next, the function and effect will be described.
このように本実施形態3のカメラモジュール300では、実施形態1のカメラモジュール100と同様に、受光素子310と発光素子320a〜320cとを同一のパッケージ3内に、受光素子310を発光素子320a〜320cから光学的に分離して収容することができ、これにより、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされたストロボ発光可能なカメラモジュール300を、受光素子310に対する発光素子320a〜320cの光学的干渉を実質的に回避しつつ実現することができる効果がある。 As described above, in the camera module 300 of the third embodiment, similarly to the camera module 100 of the first embodiment, the light receiving element 310 and the light emitting elements 320a to 320c are included in the same package 3, and the light receiving element 310 is the light emitting element 320a to 320a. The camera module 300 capable of strobe light emission, which can be optically separated from the housing 320c and thereby reduced in size, reduced in the number of mounting parts, and simplified in the mounting process, is provided as a light emitting element for the light receiving element 310. There is an effect that can be realized while substantially avoiding the optical interference of 320a to 320c.
さらに、本実施形態3によるカメラモジュール300では、3つの発光素子320a〜320cを、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を発生するものとし、さらに、これらが1つの三角形の頂点に位置するように配置しているので、例えば、赤色光、緑色光、青色光の3色の光の色むらがでないようにするなど発色性の向上を図ることができる。 Furthermore, in the camera module 300 according to the third embodiment, the three light emitting elements 320a to 320c generate red light, green light, and blue light, respectively, and are further positioned at the apex of one triangle. Since it is arranged, for example, it is possible to improve the color developability such that there is no color unevenness of the three colors of red light, green light, and blue light.
さらに、上記実施形態1ないし実施形態3では、特に説明しなかったが、上記実施形態1ないし3の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
(実施形態4)
図6は、本発明の実施形態4として、実施形態1ないし実施形態3の少なくともいずれかの半導体装置(カメラモジュール)を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
Furthermore, although not specifically described in the first to third embodiments, for example, a digital video camera or a digital still camera using at least one of the solid-state imaging devices of the first to third embodiments as an imaging unit. An electronic information device having an image input device, such as a digital camera, an image input camera, a scanner, a facsimile, and a camera-equipped mobile phone device will be briefly described below.
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electronic information device that uses at least one of the semiconductor devices (camera modules) of Embodiments 1 to 3 as an imaging unit as Embodiment 4 of the present invention.
図6に示す本発明の実施形態4による電子情報機器90は、本発明の上記実施形態1ないし3の半導体装置(カメラモジュール)の少なくともいずれかを、被写体の撮影を行う撮像部91として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部92と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部93と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部94と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力部95とのうちの少なくともいずれかを有している。 The electronic information device 90 according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6 includes at least one of the semiconductor devices (camera modules) according to the first to third embodiments of the present invention as an imaging unit 91 that captures a subject. And a memory unit 92 such as a recording medium for recording data after high-quality image data obtained by photographing by such an imaging unit is subjected to predetermined signal processing for recording, and the image data is predetermined for display. A display unit 93 such as a liquid crystal display device that displays the signal on a display screen such as a liquid crystal display screen after the signal processing, and a communication unit 94 such as a transmission / reception device that performs communication processing after processing this image data for predetermined signal processing. And an image output unit 95 for printing (printing) and outputting (printing out) the image data.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.
本発明は、半導体装置およびその製造方法、並びに電子情報機器の分野において、受光素子と発光素子とを同一のパッケージ内に、受光素子を発光素子から光学的に分離して収容することができ、これにより、ストロボ発光可能なカメラモジュールとして、小型化、実装部品点数の削減、および実装工程の簡略化がなされ、しかも受光素子に対する発光素子の実質的な光学的干渉のない半導体装置を実現することができ、さらにはこのような半導体装置の製造方法、およびこのような半導体装置を備えた電子情報機器を実現することができる。 The present invention can accommodate a light receiving element and a light emitting element optically separated from the light emitting element in the same package in the field of a semiconductor device and its manufacturing method, and electronic information equipment, As a result, a camera module capable of flash emission is reduced in size, the number of mounting parts is reduced, and the mounting process is simplified, and a semiconductor device without substantial optical interference of the light emitting element with respect to the light receiving element is realized. In addition, a method for manufacturing such a semiconductor device and an electronic information device including such a semiconductor device can be realized.
1〜3 パッケージ
10、30、50 パッケージ基板
11、31、51 受光素子用電極
12、32、52 発光素子用電極
20、40、60 パッケージ蓋部材
20a、40a、60a 蓋本体
20b、40b、60b 遮光板
21、41、61 天面壁
21a、41a、61a 部品装着孔
90 電子情報機器
91 撮像部
92 メモリ部
93 表示部
94 通信部
95 画像出力部
100、200、300 カメラモジュール
110、210、310 受光素子
120a〜120c、220a〜220c、320a〜320c 発光素子
111、211、311 受光素子の端子
121、221、321 発光素子の端子
Ap1 光導入用開口
Ap2 光放出用開口
B1 受光素子用のダイボンド接着材
B2 発光素子用のダイボンド接着材
Cv 透明カバー部材
Ef 発光面
G1、G1a、G1b 受光素子用電極群
G2、G2a、G2b 発光素子用電極群
L レンズ
Lg リッドガラス
Lh レンズホルダ
P1 受光面対向部
P2 発光面対向部
R1、R1a、R1b 受光素子配置領域
R2、R2a、R2b 発光素子配置領域
R3、R3a、R3b 中間領域
Rf 受光面
W ワイヤ
1-3 Package 10, 30, 50 Package substrate 11, 31, 51 Light receiving element electrode 12, 32, 52 Light emitting element electrode 20, 40, 60 Package lid member 20a, 40a, 60a Lid body 20b, 40b, 60b Light shielding Plate 21, 41, 61 Top wall 21a, 41a, 61a Component mounting hole 90 Electronic information device 91 Imaging unit 92 Memory unit 93 Display unit 94 Communication unit 95 Image output unit 100, 200, 300 Camera module 110, 210, 310 Light receiving element 120a to 120c, 220a to 220c, 320a to 320c Light emitting element 111, 211, 311 Light receiving element terminal 121, 221, 321 Light emitting element terminal Ap1 Light introducing opening Ap2 Light emitting opening B1 Die bond adhesive for light receiving element B2 Die bond adhesive for light emitting devices Cv Transparent Cover member Ef Light emitting surface G1, G1a, G1b Light receiving element electrode group G2, G2a, G2b Light emitting element electrode group L Lens Lg Lid glass Lh Lens holder P1 Light receiving surface facing part P2 Light emitting surface facing part R1, R1a, R1b Light receiving element Arrangement region R2, R2a, R2b Light emitting element arrangement region R3, R3a, R3b Intermediate region Rf Light receiving surface W Wire
Claims (11)
該パッケージを構成するパッケージ基板と、
該パッケージ基板上に実装された受光素子と、
該パッケージ基板上に該受光素子と隣接して位置するように実装された発光素子と、
該パッケージ基板上に該受光素子および該発光素子を覆うように取り付けられた、遮光部材からなるパッケージ蓋部材と
を備え、
該パッケージ蓋部材は、該受光素子と該発光素子との間に、該受光素子が該発光素子による光学的干渉を受けないように配置された遮光板を有する、半導体装置。 A semiconductor device that houses a light receiving element and a light emitting element in the same package,
A package substrate constituting the package;
A light receiving element mounted on the package substrate;
A light emitting device mounted on the package substrate so as to be adjacent to the light receiving device;
A package lid member made of a light-shielding member and mounted on the package substrate so as to cover the light-receiving element and the light-emitting element;
The package lid member includes a light shielding plate disposed between the light receiving element and the light emitting element so that the light receiving element is not subjected to optical interference by the light emitting element.
該天面壁の発光面対向部には、該発光素子から発光光を該パッケージ外部に放出するための光放出用開口が形成され、
該天面壁の受光面対向部には、該パッケージ外部から光を該受光素子に導入するための光導入用開口が位置している、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 The lid body includes a light emitting surface facing portion of the top wall facing the light emitting surface of the light emitting element and a light receiving surface facing portion of the top wall facing the light receiving surface of the light receiving element from the package substrate. Has a different height,
A light emitting opening for emitting emitted light from the light emitting element to the outside of the package is formed in the light emitting surface facing portion of the top wall.
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a light introduction opening for introducing light from the outside of the package into the light receiving element is located at a portion facing the light receiving surface of the top wall.
前記発光素子および前記受光素子を実装する実装面に該受光素子に隣接するように設けられ、該受光素子の端子と接続された受光素子用電極と、
該実装面に該発光素子に隣接するように設けられ、該発光素子の端子と接続された発光素子用電極とを有し、
該パッケージ基板の実装面における、該受光素子の配置領域と該発光素子の配置領域との間に位置する領域には、この領域の長手方向に沿って、1以上の該受光素子用電極からなる受光素子用電極群と、1以上の該発光素子用電極からなる発光素子用電極群とが互い違いに配置されている、請求項1に記載の半導体装置。 The package substrate is:
A light receiving element electrode provided adjacent to the light receiving element on a mounting surface for mounting the light emitting element and the light receiving element, and connected to a terminal of the light receiving element;
A light emitting element electrode provided on the mounting surface so as to be adjacent to the light emitting element and connected to a terminal of the light emitting element;
An area located between the light receiving element arrangement area and the light emitting element arrangement area on the mounting surface of the package substrate is composed of one or more light receiving element electrodes along the longitudinal direction of the area. The semiconductor device according to claim 1, wherein the light receiving element electrode groups and the light emitting element electrode groups including one or more light emitting element electrodes are alternately arranged.
前記受光素子用電極群に含まれる受光素子用電極は、該遮光板に対して該受光素子の配置領域側に位置するように配置され、
前記発光素子用電極群に含まれる発光素子用電極は、該遮光板に対して該発光素子の配置領域側に位置するように配置されている、請求項4に記載の半導体装置。 The light shielding plate is arranged so as to partition the light receiving element arrangement region and the light emitting element arrangement region,
The light receiving element electrodes included in the light receiving element electrode group are arranged so as to be positioned on the light receiving element arrangement region side with respect to the light shielding plate,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the light emitting element electrode included in the light emitting element electrode group is disposed so as to be positioned on the light emitting element arrangement region side with respect to the light shielding plate.
該発光素子の端子に接続された該発光素子用電極が、前記受光素子と該発光素子との間に配置されている、請求項5記載の半導体装置。 The arrangement of the terminals of the light emitting element and the arrangement of the electrodes for the light emitting element connected to the terminals of the light emitting element are arranged to face each other.
The semiconductor device according to claim 5, wherein the light emitting element electrode connected to a terminal of the light emitting element is disposed between the light receiving element and the light emitting element.
該発光素子の配置領域内の隣接する3個の発光素子は、
それぞれが1つの三角形の頂点に位置し、かつ、該3個の発光素子のうちの対向する2個の発光素子の間を、残り1個の発光素子の端子と該発光素子用電極とを接続するワイヤが通るように配置されている、請求項5記載の半導体装置。 The terminal of the light emitting element and the electrode for the light emitting element are electrically connected by a wire, and the terminal of the light receiving element and the electrode for the light receiving element are electrically connected by a wire,
Three adjacent light emitting elements in the arrangement region of the light emitting elements are:
Each is located at the apex of one triangle, and between the two opposing light emitting elements of the three light emitting elements, the remaining one light emitting element terminal and the light emitting element electrode are connected. The semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor device is arranged so that a wire to be passed through.
前記パッケージ基板上に前記受光素子および前記発光素子をこれらが隣接するように配置し、該受光素子の端子および該発光素子の端子をそれぞれ該パッケージ基板に形成された電極と電気的に接続する工程と、
該パッケージ基板上に該受光素子および該発光素子を覆うように前記パッケージ蓋部材を固定する工程と
を含み、
前記遮光板は、該パッケージ蓋部材を該パッケージ基板に固定する時に同時に該パッケージ基板に固定される、半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing the semiconductor device according to claim 1,
Arranging the light receiving element and the light emitting element on the package substrate so as to be adjacent to each other, and electrically connecting the terminals of the light receiving element and the terminals of the light emitting element to the electrodes formed on the package substrate, respectively; When,
Fixing the package lid member so as to cover the light receiving element and the light emitting element on the package substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the light shielding plate is fixed to the package substrate simultaneously with fixing the package lid member to the package substrate.
該撮像部は、請求項1に記載の半導体装置である電子情報機器。 An electronic information device having an imaging unit for imaging a subject,
The electronic information device is the semiconductor device according to claim 1.
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