JP2016139736A - Package for storing image pickup device, imaging apparatus, and imaging module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像素子が搭載される撮像素子収納用パッケージ、その撮像素子収納用パッケージを含む撮像装置および撮像モジュールに関するものである。 The present invention relates to an image pickup device storage package on which an image pickup device is mounted, an image pickup apparatus including the image pickup device storage package, and an image pickup module.
CCD、C−MOS等の撮像素子をカメラ等の撮像用の機器に実装する際に、撮像機器のレンズ等の光学系部品との光学的な位置精度が保たれるように撮像素子を実装することが必要であり、この位置精度を向上させつつ簡易に実装することが実装のコストダウンのための必須課題となっている。 When an image pickup device such as a CCD or C-MOS is mounted on an image pickup device such as a camera, the image pickup device is mounted so that optical positional accuracy with an optical system component such as a lens of the image pickup device is maintained. Therefore, it is essential to reduce the mounting cost by simply mounting while improving the positional accuracy.
撮像機器に実装される撮像素子が搭載される撮像素子収納用パッケージは、撮像素子が搭載される部位を有する基板と、撮像素子と外部電気回路とを電気的に接続するリード端子と、撮像素子が搭載される部位の外側で基板上に配置された枠体とを有している。基板と枠体とが、両者の間に挟まれた接合材によって互いに接合されている。リード端子は、平面視で枠体の内側の部位から外側の部位にかけて、この接合材を貫通して配置されている。 An image pickup device storage package on which an image pickup device mounted on an image pickup device is mounted includes a substrate having a part on which the image pickup device is mounted, a lead terminal that electrically connects the image pickup device and an external electric circuit, and the image pickup device. And a frame body disposed on the substrate outside the portion on which is mounted. The substrate and the frame are joined together by a joining material sandwiched between them. The lead terminal is disposed through the bonding material from the inner part to the outer part of the frame body in plan view.
基板に搭載された撮像素子がリード端子と電気的に接続されて撮像装置が形成され、リード端子を介して撮像素子が外部電気回路に電気的に接続される。また、リード端子に設けられた位置決め用の穴等によって光学系部品と撮像装置の撮像素子との位置合わせが行なわれる。 An imaging device mounted on the substrate is electrically connected to the lead terminal to form an imaging device, and the imaging device is electrically connected to an external electric circuit via the lead terminal. Further, alignment between the optical system component and the image pickup device of the image pickup apparatus is performed by a positioning hole or the like provided in the lead terminal.
従来の撮像素子収納用パッケージ等においては、リード端子の上下方向(いわゆるz方向)の位置精度を高めることが難しいという問題点があった。これは、リード端子が貫通している接合材の厚みが、部分的にばらつきやすい(厚みが不均一になりやすい)ことに起因する。接合材の厚みが所定値からずれたときには、その厚みのずれに応じてリード端子の上下方向の位置がばらつく。 The conventional image pickup device storage package has a problem that it is difficult to improve the positional accuracy of the lead terminals in the vertical direction (so-called z direction). This is due to the fact that the thickness of the bonding material through which the lead terminal penetrates tends to vary partially (the thickness tends to be non-uniform). When the thickness of the bonding material deviates from a predetermined value, the vertical position of the lead terminal varies depending on the thickness deviation.
Z方向の位置精度が低くなる原因の一つは、低融点ガラス接合材は強度が弱いため、気
密性を確保するために低融点ガラスでリード端子を封着する場合には、リード端子に大きな応力が残らないようにして接合するために、上面のガラスと下面のガラスでリードを挟んで封着時に上下方向に強い荷重を加えることはしないで、ガラスの粘度が下がりぬれ広がることで封着を行うため、上面のガラス量、下面のガラス量の多少のばらつきや凹凸によってガラスの濡れ広がり方に変化が出やすくなるので、間に挟まれたリードの高さも、それに伴って変化しやすくなる。
One of the reasons for the low positional accuracy in the Z direction is that the low melting point glass bonding material has a low strength. In order not to leave any stress, the lead glass is sandwiched between the upper glass and the lower glass so that no strong load is applied in the vertical direction during sealing. Therefore, it is easy to change the wetness and spread of the glass due to some variation in the glass amount on the upper surface and the glass amount on the lower surface, and the unevenness, so the height of the lead sandwiched between them is also likely to change accordingly. .
そのため、リード端子の位置決め用穴による光学系の上下方向の位置がばらつきやすい傾向があり、位置精度を高めることが難しい。 For this reason, the vertical position of the optical system tends to vary due to the positioning hole of the lead terminal, and it is difficult to improve the positional accuracy.
仮にリード端子の上下方向の位置精度が低くなると、基板に搭載される撮像素子に対する光学系の上下方向の位置精度が低くなりやすく、撮像機器の撮像に関する性能向上が難
しい。
If the positional accuracy in the vertical direction of the lead terminal is low, the positional accuracy in the vertical direction of the optical system with respect to the imaging device mounted on the substrate tends to be low, and it is difficult to improve the performance of the imaging device in terms of imaging.
本発明の1つの態様の撮像素子収納用パッケージは、上面の中央部に撮像素子の搭載部を有する基板と、該基板の前記上面の外周部上に配置された枠体と、前記基板と前記枠体との間に介在しており、前記基板に接合されている下端および前記枠体に接合されている上端とを有する接合材と、前記搭載部から前記枠体よりも外側にかけて、前記接合材の前記上端と前記下端との間を通って前記接合材を貫通しているリード端子とを有しており、該リード端子が、前記枠体よりも外側において穴部を有しており、前記接合材は、前記リード端子よりも下側に位置しているとともに第1含有率でフィラー粒子を有する第1接合材と、前記リード端子よりも上側に位置しているとともに前記第1含有率よりも高い第2含有率でフィラー粒子を有する第2接合材とを含んでいる。 An image pickup device storage package according to one aspect of the present invention includes a substrate having an image pickup device mounting portion at a central portion of an upper surface, a frame disposed on an outer peripheral portion of the upper surface of the substrate, the substrate, A bonding material interposed between the frame body and having a lower end bonded to the substrate and an upper end bonded to the frame body, and the bonding from the mounting portion to the outside of the frame body A lead terminal that passes between the upper end and the lower end of the material and penetrates the bonding material, and the lead terminal has a hole outside the frame, The bonding material is positioned below the lead terminal and has filler particles at a first content rate, and is positioned above the lead terminal and the first content rate. Having filler particles with a second content higher than And a second bonding material.
本発明の1つの態様の撮像装置は、上記構成の撮像素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された撮像素子とを有している。 An image pickup apparatus according to one aspect of the present invention includes the image pickup device storage package having the above-described configuration and an image pickup device mounted on the mounting portion.
本発明の1つの態様の撮像モジュールは、上記構成の撮像装置と、該撮像装置の前記枠体上に配置されており、前記リード端子の前記穴部に挿入された部位を有する光学部材とを有している。 An imaging module according to one aspect of the present invention includes an imaging device having the above-described configuration, and an optical member that is disposed on the frame body of the imaging device and has a portion inserted into the hole of the lead terminal. Have.
本発明の1つの態様の撮像素子収納用パッケージは、上記構成であり、接合材が、リード端子よりも下側に位置しているとともに第1含有率でフィラー粒子を有する第1接合材と、リード端子よりも上側に位置しているとともに第1含有率よりも高い第2含有率でフィラー粒子を有する第2接合材とを含んでいることから、リード端子の上下方向の位置精度を従来よりも向上させることができる。 The package for storing an image sensor according to one aspect of the present invention has the above-described configuration, and the bonding material is located below the lead terminal and has the first bonding material having filler particles at the first content rate; Since it includes a second bonding material that is located above the lead terminal and has filler particles at a second content rate higher than the first content rate, the positional accuracy in the vertical direction of the lead terminal is conventionally improved. Can also be improved.
すなわち、このような構成によって、接合材を介して、基板、リード端子および枠体が接合されるときに第2接合材の変形が抑制される。この変形が抑制された第2接合材を介して圧力が加えられてリード端子が基板側に押し付けられるとともに、第1接合材が第2接合材の表面にぬれ広がる。これにより、撮像素子を接合する搭載部とリード端子の高さの差が小さくなるとともに、高さばらつきも小さくなるので、リード端子と、この撮像素子収納用パッケージに搭載される撮像素子との互いの高さ方向(z方向)の位置精度を高めることができるようになる。 That is, with such a configuration, deformation of the second bonding material is suppressed when the substrate, the lead terminal, and the frame body are bonded via the bonding material. Pressure is applied through the second bonding material in which the deformation is suppressed to press the lead terminal against the substrate side, and the first bonding material wets and spreads on the surface of the second bonding material. As a result, the difference in height between the mounting portion to which the image sensor is joined and the lead terminal is reduced, and the variation in height is also reduced, so that the lead terminal and the image sensor mounted in the image sensor storage package are mutually connected. The positional accuracy in the height direction (z direction) can be improved.
また、第1接合材におけるフィラー粒子の含有率が比較的低いため、リード端子の厚みが第1接合材の変形で吸収される。そのため、接合材の上下面(基板および枠体との接合面)の平坦性がリード端子の厚みによって低下する可能性が低減される。 Moreover, since the content rate of the filler particles in the first bonding material is relatively low, the thickness of the lead terminal is absorbed by the deformation of the first bonding material. Therefore, the possibility that the flatness of the upper and lower surfaces of the bonding material (the bonding surface between the substrate and the frame) is reduced by the thickness of the lead terminal is reduced.
本発明の1つの態様の撮像装置によれば、上記構成の撮像素子収納用パッケージを含んでいるため、リード端子の上下方向の位置精度が高く、この撮像装置に接続される光学系の撮像素子に対する上下方向の位置精度を高めることが容易な撮像装置を提供することができる。 According to the imaging device of one aspect of the present invention, since the imaging device housing package having the above-described configuration is included, the positional accuracy of the lead terminals in the vertical direction is high, and the imaging device of the optical system connected to the imaging device It is possible to provide an imaging apparatus that can easily improve the vertical position accuracy with respect to the vertical axis.
本発明の1つの態様の撮像モジュールによれば、上記構成の撮像装置を含んでいることから、光学系の撮像素子に対する上下方向の位置精度が高い撮像モジュールを提供することができる。 According to the imaging module of one aspect of the present invention, since the imaging apparatus having the above-described configuration is included, an imaging module having high positional accuracy in the vertical direction with respect to the imaging element of the optical system can be provided.
本発明の実施形態の撮像素子収納用パッケージ等について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、撮像素子収納用パッケージ等が使用されるときの上下を限定するものではない。また、説明の便宜上、図1および図3においては直交座標系xyzを定義するとともに、z方向の正側を上方として、適宜、上面または下面の語を用いている。 An image sensor housing package and the like according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the distinction between the upper and lower sides in the following description is for the sake of convenience, and does not limit the upper and lower sides when an image sensor housing package or the like is used. Further, for convenience of explanation, in FIG. 1 and FIG. 3, the orthogonal coordinate system xyz is defined, and the term “upper surface” or “lower surface” is used as appropriate with the positive side in the z direction as the upper side.
図1(a)は本発明の実施形態の撮像素子収納用パッケージおよび撮像装置を示す上面図であり、(b)は(a)のA−A線における断面図である。 FIG. 1A is a top view illustrating an image sensor housing package and an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
実施形態の撮像素子収納用パッケージ20は、上面の中央部に撮像素子の搭載部1aを有する基板1と、基板1の上面の外周部上に配置された枠体2と、基板1上面の外周部と枠体2の下面と間に介在している接合材3と、外部接続用のリード端子4とを有している。また、撮像素子収納用パッケージ20に撮像素子5が搭載されて撮像装置30が基本的に形成されている。
The image pickup
基板1は、例えば四角平板状であり、上面に撮像素子5を搭載して固定するための基体として機能する。基板1は、例えばセラミック焼結体(セラミック材料)等の絶縁材料によって形成されている。基板1は、セラミック焼結体からなる場合には、例えば酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)、ムライト質焼結体、ステアタイト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスからなる。
The
基板1は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば次のようにして製作することができる。すなわち、酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化マグネシウム,酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤,分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のスプレードライ法を用いて顆粒化し、この顆粒を所定の形状のプレス金型によりプレス成形した後、約1500℃の高温で焼成することによって基板1を製作することができる。
If the
基板1は、この他にもガラス材料または樹脂材料等の絶縁材料や、金属の様な導電性の材料によって製作することも可能である。なお、基板1の材料として酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料を使用した場合は、撮像素子5から発生する熱の放散性に優れる。そのため、撮像素子5の特性に支障を及ぼすことが少ない。また、セラミック材料からなる基板1の剛性が高いので、撮像素子5が熱や機械的な力で歪む可能性が効果的に低減される。これらの理由で、撮像素子5をより安定して機能させることができる。
In addition to this, the
枠体2は、基板1およびこれに搭載される撮像素子5上に後述する封止材としての蓋体を固定するためのフレーム部材として機能する。枠体2についても、例えば基板1と同様の材料を用い、同様の方法で製作することができる。この場合、プレス成形に用いる金型として、枠体2の形状に対応した枠状の金型を用いる。
The
基板1の上面の外周部と枠体2の下面とが、これらの間に介在している接合材3によって互いに接合されている。言い換えれば、接合材3は、基板1に接合されている下端および枠体2に接合されている上端とを有している。接合材3は、例えば低融点ガラスを含む
ガラス組成物からなる。接合材3の詳細については後述する。
The outer peripheral portion of the upper surface of the
リード端子4は、搭載部1aに搭載される撮像素子5を外部電気回路(図示せず)と電気的に接続させるための導電路の一部になる部分である。リード端子4は、撮像装置30においては外部接続用の端子として機能する。
The
リード端子4は、例えば、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金や42アロイ(Fe58−Ni42合金)等の金属からなる。リード端子4は、これらの金属材料の板材に対してスタンピング金型による打ち抜き加工等の金属加工を施すことによって製作することができる。打ち抜かれる。また、必要に応じて曲げ金型による折り曲げ加工等の加工を施してもよい。
The
リード端子4は、上記のように、搭載部1aに搭載される撮像素子5と、撮像素子収納用パッケージ20の枠体2の外側の(つまり撮像装置30外の)外部電気回路とを電気的に接続する必要がある。そのため、リード端子4は、搭載部1aから枠体2よりも外側にかけて、接合材3の上端と下端との間を通って接合材3を横方向(xy方向)に貫通している。
As described above, the
なお、リード端子4は、枠体3よりも外側において穴部4aを有している。この穴部4aは、後述するように光学部材(図1では図示せず)を撮像素子収納用パッケージ20(実際には撮像装置30)の取り付けるときの位置決め用の部分である。これの詳細については後述する。
Note that the
また、接合材3は、例えば図2に示すように、リード端子4よりも下側に位置しているとともに第1含有率でフィラー粒子を有する第1接合材3aと、リード端子4よりも上側に位置しているとともに第1含有率よりも高い第2含有率でフィラー粒子を有する第2接合材3bとを含んでいる。なお、図2は図1(b)のB部分を拡大して示す断面図である。図2において図1と同様の部位には同様の符号を付している。
In addition, as shown in FIG. 2, for example, the
フィラー粒子は、例えば上記のように、熱膨張係数の小さいシリカ系化合物や負の熱膨張係数を持つウイレマイト系化合物である。フィラー粒子は、一般的には熱膨張係数を調整する等、接合材3の特性を向上させるためのものである。実施形態の撮像素子収納用パッケージ20等においては、フィラー粒子の含有率や粒径によって、第1接合材3aと第2接合材3bとのそれぞれの流動性に差がある。これにより、例えば接合時には、第1接合材3aの流動性が大きく、第2接合材3bの流動性が小さい。そのため第2接合材3bの変形が抑制されてリード端子4を基板1側に押し付けるとともに、第1接合材3aが第2接合材3bの表面にぬれ広がる。そのため、撮像素子収納用パッケージ20において、撮像素子5を接合する搭載部1aとリード端子4の高さの差が小さくなるとともに、高さばらつきも小さくなるので、リード端子4と撮像素子5との高さ方向(z方向)の位置精度を高めることができるようになる。
The filler particles are, for example, a silica-based compound having a small thermal expansion coefficient or a willemite-based compound having a negative thermal expansion coefficient as described above. The filler particles are generally for improving the characteristics of the
接合材3が低融点ガラスを含むガラス組成物からなる場合には、例えば、第1接合材3aとなる第1ガラスペーストとして、酸化鉛を56〜66質量%,酸化ホウ素を4〜14質量%,酸化ケイ素を1〜6質量%および酸化亜鉛を1〜11質量%含むガラス成分に、フィラーとして熱膨張係数の小さいシリカ系化合物や負の熱膨張係数を持つウイレマイト系化合物を4〜8質量%外添加したものが用いられる。第2接合材3bとなる第2ガラスペーストは、第1ガラスペーストと同様なガラス成分に、フィラーとして熱膨張係数の小さいシリカ系化合物や負の熱膨張係数を持つウイレマイト系化合物を10〜15質量%外添加したものが用いられる。
When the
この場合には、上記のガラス組成粉末に適当な有機溶剤,溶媒を添加混合して得た第1ガラスペーストを、スクリーン印刷法等の印刷法により基板1の上面の外周部に所定厚みに積層印刷塗布し、約430℃の温度で焼き付け、第2ガラスペーストを所定厚み積層印刷
した枠体2も同様に焼き付けた後、第1接合材3aを上面に接合した基板1の上に後述するリード端子4および第2接合材3bを下面に接合した枠体2を載置した後に、約430℃
の温度で再度焼成することによって基板1と枠体2との間に接合材3(基板1側に第1接合材3a、枠体2側に第2接合材3b)が設けられ、接合材3によって基板1と枠体2とが互いに接合されることで、撮像素子収納用パッケージ20となる。
In this case, the first glass paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to the glass composition powder is laminated to a predetermined thickness on the outer peripheral portion of the upper surface of the
The bonding material 3 (the first bonding material 3a on the
基板1と枠体2とが接合材3を介して接合されてなる撮像素子収納用パッケージ20の搭載部1aに撮像素子5が搭載されて製作された撮像装置30は、必要に応じて、透明蓋7等の封止材によって撮像素子5が封止される。図1の例では、枠体2の上面に透明蓋7の下面の外周部が接着剤8によって接着され、撮像素子5が、基板1、枠体2および接合材3等によって形成される容器(符号なし)内に封止されている。
The
例えば図3に示す例のように、撮像素子5が封止された撮像装置30について、その上部に光学部材6が設けられて撮像モジュール40が製作される。なお、図3は、本発明の実施形態の撮像モジュール40を示す断面図である。図3において図1と同様の部位には同様の符号を付している。
For example, as in the example shown in FIG. 3, for the
光学部材6は、例えばレンズ10を基本的な部材として含むものである。図3の例では、このレンズ10がレンズ鏡筒等の保持部(符号なし)の上端に取り付けられて光学部材6を形成している。また、この撮像モジュール40が、例えばデジタルカメラ等の撮像用の機器において部品として実装される。
The
光学部材6は、例えば下端(レンズ鏡筒の下面等)に設けられた突起6aがリード端子4の穴部4aに位置合わせして挿入されることによって、撮像装置30に位置合わせして取り付けられる。この場合、穴部4aは、光学部材6上端のレンズ10を、搭載部1aに搭載された撮像素子5に対して位置合わせするための位置合わせ部としても機能する。なお、撮像モジュール40は、図には記していないが、例えば光学部材6の下面に押し付けられるように固定ねじ等で位置決めされている。この位置合わせに際しては、横方向(xy方向)だけでなく、上下方向(z方向)の穴部4aの撮像素子5に対する位置の精度が高いことも求められる。これに対して、実施形態の撮像モジュール40においては、後述するようにリード端子4の上下方向の位置のばらつきが従来よりも低減されているため、上記のようなz方向の位置決め精度も高められている。
The
この場合、前述したように、接合材3が上記のように第1接合材3aおよび第2接合材3bを含む構成であることから、リード端子4の上下方向の位置精度を従来よりも向上させることができる。
In this case, as described above, since the
すなわち、このような構成によって、接合材3を介して基板1、リード端子4および枠体2が接合されるときに、第2接合材3bの変形が効果的に抑制される。そのためリード端子4を押し付ける力のばらつきが抑制される。これにより、第2接合材3bを含む接合材3全体の厚みの部分的なばらつきが抑制される。
That is, such a configuration effectively suppresses deformation of the second bonding material 3b when the
つまり、接合材3のうち直接に枠体2から圧力を受ける部分である第2接合材3bが、比較的多く含有されているフィラー粒子の作用によって変形しにくい。そのため、接合材3の一部が他の部分に比べて大きく凹むことに起因した接合材3の厚みのばらつきが効果的に低減されている。
That is, the second bonding material 3b, which is a portion that directly receives pressure from the
また、第1接合材3aにおけるフィラー粒子の含有率が比較的低いため、リード端子4の厚みが第1接合材3aの変形で吸収される。つまり、リード端子4の厚みに追従して接合材3が容易に変形できる。そのため、接合材3の上下面(基板1および枠体2との接合面)がリード端子4の厚みに応じて凹凸を生じるような可能性が低減される。すなわち、接合材3全体の上下面(上記の上端および下端)の平坦性がリード端子4の厚みによって低下する可能性が低減されている。
Moreover, since the content rate of the filler particles in the first bonding material 3a is relatively low, the thickness of the
第1接合材3aおよび第2接合材3bにおけるフィラー粒子の含有率は、用いる接合材3の材料、接合材3の厚み、フィラー粒子の材料、フィラー粒子の粒径およびリード端子4の厚み等の条件、ならびに生産性および経済性等を考慮して、適宜設定することができる。
The filler particle content in the first bonding material 3a and the second bonding material 3b includes the material of the
第1接合材3aにおけるフィラー粒子の含有率は、例えば基板1および枠体2を形成する材料に酸化アルミニウム質焼結体を使用した場合には、次のように設定すればよい。すなわち、前述したようなガラス成分とフィラーとを含有する接合材3用のガラス組成(粉末等)として、酸化鉛を56〜66質量%,酸化ホウ素を4〜14質量%,酸化ケイ素を1〜6質量%および酸化亜鉛を1〜11質量%それぞれ含むガラス成分に、熱膨張係数が基板1や枠体2の熱膨張係数の1/2より小さいシリカや負の熱膨張係数を持つウイレマイト系化合物からなるフィラー粒子を添加したものを用いることができる。この場合に、フィラー粒子の平均粒径が約3〜5μmであり、最大粒径が約30μm程度であれば、このフィラー粒子がガラス組成に外添加として4〜8質量%程度含有されていればよい。
The content rate of the filler particles in the first bonding material 3a may be set as follows, for example, when an aluminum oxide sintered body is used as the material for forming the
第2接合材3bにおけるフィラー粒子の含有率についても、例えば基板1や枠体2に酸化アルミニウム質焼結体を使用した場合には、ガラス組成として、酸化鉛を56〜66質量%,酸化ホウ素を4〜14質量%,酸化ケイ素を1〜6質量%および酸化亜鉛を1〜11質量%含むガラス成分に、フィラー粒子が熱膨張係数が基板1や枠体2の熱膨張係数の1/2より小さいシリカや負の熱膨張係数を持つウイレマイト系化合物からなるフィラー粒子が添加されていればよく、フィラー粒子の平均粒径が約3〜5μm程度であり、最大粒径が約30μm程度であれば、そのフィラー粒子がガラス組成に外添加として10〜15質量%程度に設定されていればよい。
Regarding the content rate of the filler particles in the second bonding material 3b, for example, when an aluminum oxide sintered body is used for the
つまり、第1接合材3aと第2接合材3bとは、それぞれの熱膨張係数が互いに近いほど、第1接合材3aと第2接合材3bとの間に生じる熱応力が小さくなるため、接合材3を介した基板1と枠体2との接続信頼性が高くなる。接合材3について、上記の割合で作製した場合には、第1接合材3aに対して第2接合材3bの熱膨張係数は+10〜−10%の範囲とすることが容易であり、好ましい。
That is, the first bonding material 3a and the second bonding material 3b have a smaller thermal stress generated between the first bonding material 3a and the second bonding material 3b as the coefficients of thermal expansion are closer to each other. The connection reliability between the
なお、第2接合材3bには、第2のフィラー粒子として熱膨張係数が基板1や枠体2の1/2より大きく、2倍より小さい熱膨張係数を持つアルミナや酸化ジルコニウムを適宜追加してもよい。第2のフィラー粒子を追加することで、第1接合材3aおよび第2接合材3bの溶融時の互いの粘度差が大きい場合でも、接合材(溶融した第1および第2接合材3a、3b)同士の熱膨張係数の差をより効果的に小さくすることができるので、作業性や信頼性をさらに向上させることができる。
Note that alumina or zirconium oxide having a thermal expansion coefficient larger than 1/2 of the
なお、上記の例では第1接合材3aおよび第2接合材3bに添加するフィラーは、それぞれの平均粒径と最大粒径とで示される粒子サイズのばらつきが互いに同じ程度のものを使用したが、これに限定されない。例えば、第1接合材3aに添加するフィラー粒子の粒径のばらつきを、第2接合材3bに添加するフィラーの粒径のばらつきより小さくしてもよい。この場合には、基板1、リード端子4および枠体2の接合材3を介した接合時において、次のような効果が得られる。すなわち、基板1側にリード端子4が押し付けられた
時のリード端子4の高さはフィラー粒子の最大粒径で決まる。そのため、上記のように第1接合材3aにおけるフィラー粒子の粒径のばらつきが小さくなるほど、リード端子4の高さのばらつきが小さくなるので好ましい。
In the above example, the fillers added to the first bonding material 3a and the second bonding material 3b are those having the same particle size variation indicated by the average particle size and the maximum particle size. However, the present invention is not limited to this. For example, the particle size variation of the filler particles added to the first bonding material 3a may be made smaller than the particle size variation of the filler added to the second bonding material 3b. In this case, the following effects can be obtained when the
なお、接合材3におけるフィラー粒子の粒径のばらつきを小さくする方法として、狭い範囲で未分級のフィラー粒子を分級する等の手法を用いても構わないが、狭い範囲で分級すると収率が低下しコストが上がる傾向がある。そのため、例えば、あらかじめ第1接合材3aに添加するフィラーの最大粒径を、第2接合材3bに添加するフィラーの最大粒径より小さく設定して、これを分級したフィラー粒子を使用すればよい。この場合には、フィラー粒子の粒径の大きさが小さくなるのに伴い粒径のばらつきの絶対値は小さくなるので、リード端子4の高さのばらつきを小さくできるようになる。したがって、工数(生産性)およびコスト(経済性)の点でより一層好ましい。
In addition, as a method of reducing the variation in the particle size of the filler particles in the
なお、接合材3について、酸化ビスマス70〜90質量%、酸化硼素3〜15質量%、酸化バリウム2〜8質量%、酸化銅1〜3質量%、酸化アルミニウム0.5〜2質量%、酸化珪素0.5〜2質量%および酸化亜鉛0.5〜2質量%を含み、鉛を含まないガラス成分に、フィラ
ーとしてシリカやウイレマイト系化合物を外添加で4〜15質量%添加したものでもよい。この場合には、接合材3の熱膨張係数(線膨張係数)を10×10−6〜18×10−6/℃程度とすることができる。すなわち、接合材3の熱膨張係数を銅の熱膨張係数(16×10−6/℃)に近似させることができるようになる。
In addition, about the joining
また、上記と同様なガラス組成において、第1接合材3aには、フィラーを4〜8質量%外添加し、第2接合材3bにはフィラーを10〜15質量%外添加するようにしてもよい。この場合には、例えば上記熱膨張係数の差が小さくなるので、基板1、枠体2およびリード端子4に銅合金を使用することができるようになるので、より一層放熱性や導電性に優れた撮像素子収納用パッケージ20とすることができるようになる。なお、この場合にも第2接合材3bに第2のフィラーを適宜添加してもよい。
Further, in the same glass composition as described above, 4 to 8% by mass of filler is added to the
さらに、基板1、枠体2に銅合金のように金属を使用する場合には、例えば図1の例のように、枠体2凸部2aと基板1とを半田等の導電性の接続材で電気的に接続するとともに、基板1とリード端子4の接地電極とをボンディングワイヤ9で電気的に接続してもよい。この場合には、リード端子4は、金属からなる基板1と枠体2とで上下を挟まれたストリップライン構造となるので、特性インピーダンスをさらに調整しやすくなり好ましい。
Further, when a metal such as a copper alloy is used for the
なお、枠体凸部2aは、平面視において枠体2の内周の一部が内側(搭載部1a側)に張り出して設けられた部分である。枠体凸部2aは、例えば上記のように枠体2の基板1に対する位置決めの精度および作業性を向上させる機能を有している。
In addition, the frame convex part 2a is a part provided so that a part of the inner periphery of the
本発明の実施形態の撮像装置30は、前述したように、上記構成の撮像素子収納用パッケージ20と、搭載部1aに搭載された撮像素子5とを有していることから、リード端子4の上下方向(z方向)の位置のばらつきが効果的に低減されている。そのため、上記のように光学部材6が取り付けられるときに、リード端子4の穴部4aを介した光学部材6のレンズ10と撮像素子5とのz方向等の位置合わせの精度が高い。
As described above, the
また、この撮像モジュール40は、上記構成の撮像装置30と、該撮像装置30の枠体2上に配置されており、リード端子4の穴部4aに挿入された部位である突起部6aを有する光学部材6とを有している。そのため、撮像素子5と光学部材6(レンズ10)との位置の精度が高い。
The
図4は、図1に示す撮像素子収納用パッケージ20および撮像装置30の変形例を示す上面図である。図4において図1と同様の部位には同様の符号を付している。
FIG. 4 is a top view showing a modification of the image
図4に示す例において、リード端子4は外周にフレーム部分(符号なし)を有している。フレーム部分は平面視で複数のリード端子4の外側を囲むようにリード端子4の一部が延びた部分であり、このフレーム部分に穴部4aが設けられている。
In the example shown in FIG. 4, the
この場合には、穴部4aが、図1の例よりも撮像素子5の搭載部1aから遠く離れている。すなわち、撮像装置30および撮像モジュール40において、撮像素子5と穴部4aとの間の距離がより大きくなっている。そのため、撮像素子5からリード端子4のうち穴部4aが設けられた部分までの距離がより大きく、撮像素子5から穴部4a周辺のリード端子4に伝導される熱量もより低減されている。
In this case, the hole 4a is farther from the mounting portion 1a of the image sensor 5 than in the example of FIG. That is, in the
また、この例では、搭載部1a(撮像素子5)と穴部4aとの間のリード端子4を囲む部分において、フレーム部分が大きな開口を有している。すなわち、搭載部1aから穴部4aに至る部分に熱伝導に寄与しない部分(開口)が存在している。これによっても、搭載部1a(撮像素子5)と穴部4aとの間で伝導される熱量が低減されている。
In this example, the frame portion has a large opening in the portion surrounding the
これらの構成によって、撮像素子5が発生する熱に起因した、リード端子4の穴部4a周辺における変形がより効果的に低減されている。したがって、リード端子4の上下方向の位置精度がさらに高められた撮像モジュール40を提供することができる。また、このような撮像モジュール40を製作することがより容易な撮像装置30を提供することができる。また、このような撮像装置30を製作することがより容易な撮像素子収納用パッケージ20を提供することができる。
With these configurations, deformation around the hole 4a of the
なお、フレーム部分は、例えば前述したように複数のリード端子4を金属の板材の打ち抜き加工で製作するときに、打ち抜きに使用する金型を、所定のフレーム部分を含むパターンとしておくことによって、リード端子4と一体的に作製することができる。
For example, as described above, when the plurality of
1・・・・・基板
1a・・・・搭載部
2・・・・・枠体
2a・・・・枠体凸部
3・・・・・接合材
3a・・・・第1接合材
3b・・・・第2接合材
4・・・・・リード端子
4a・・・・穴部
5・・・・・撮像素子
6・・・・・光学部材
6a・・・・突起
7・・・・・透明蓋
8・・・・・接着剤
9・・・・・ボンディングワイヤ
10・・・・・レンズ
20・・・・・撮像素子収納用パッケージ
30・・・・・撮像装置
40・・・・・撮像モジュール
DESCRIPTION OF
10 ... Lens
20 ・ ・ ・ ・ ・ Image sensor storage package
30 ... Imaging device
40: Imaging module
Claims (4)
該基板の前記上面の外周部上に配置された枠体と、
前記基板と前記枠体との間に介在しており、前記基板に接合されている下端および前記枠体に接合されている上端とを有する接合材と、
前記搭載部から前記枠体よりも外側にかけて、前記接合材の前記上端と前記下端との間を通って前記接合材を貫通しているリード端子とを備えており、
該リード端子が、前記枠体よりも外側において穴部を有しており、
前記接合材は、前記リード端子よりも下側に位置しているとともに第1含有率でフィラー粒子を有する第1接合材と、前記リード端子よりも上側に位置しているとともに前記第1含有率よりも高い第2含有率でフィラー粒子を有する第2接合材とを含んでいることを特徴とする撮像素子収納用パッケージ。 A substrate having an image sensor mounting portion at the center of the upper surface;
A frame disposed on an outer peripheral portion of the upper surface of the substrate;
A bonding material interposed between the substrate and the frame, and having a lower end bonded to the substrate and an upper end bonded to the frame;
From the mounting part to the outside of the frame body, the lead material is provided between the upper end and the lower end of the bonding material and penetrates the bonding material,
The lead terminal has a hole outside the frame body;
The bonding material is positioned below the lead terminal and has filler particles at a first content rate, and is positioned above the lead terminal and the first content rate. And a second bonding material having filler particles at a second content rate higher than that of the image pickup element housing package.
前記搭載部に搭載された撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。 The image sensor housing package according to claim 1 or 2,
An imaging device comprising: an imaging device mounted on the mounting unit.
該撮像装置の前記枠体上に配置されており、前記リード端子の前記穴部に挿入された部位を有する光学部材とを備えることを特徴とする撮像モジュール。
An imaging device according to claim 3;
An imaging module comprising: an optical member disposed on the frame of the imaging device and having a portion inserted into the hole of the lead terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015014435A JP2016139736A (en) | 2015-01-28 | 2015-01-28 | Package for storing image pickup device, imaging apparatus, and imaging module |
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ID=56559360
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2016139736A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019041016A (en) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 住友電気工業株式会社 | Image sensor device and imaging apparatus |
-
2015
- 2015-01-28 JP JP2015014435A patent/JP2016139736A/en active Pending
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