JP2017228779A - Optical package structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical package structure which has high reliability and a small dimension without deteriorating the performance.SOLUTION: An optical package structure includes: a substrate 21; a frame layer 25; an optical unit 22; a bonding layer 28; a transparent plate 26; and an encapsulation layer 27. The frame layer 15 is formed on the substrate 21 so as to surround a cavity 35 where the optical unit 22 is located. The bonding layer 28 covers a portion of an upper edge 253 of the frame layer 25 and exposes the other portion of the upper edge 253 of the frame layer 25. The transparent plate 26 mounted on the bonding layer 28 extends beyond an outer edge 282 of the bonding layer 28. The encapsulation layer 27 covers a lateral edge 271 of the transparent plate 26 and the outer edge 282 of the bonding layer 28.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光学的封止構造体、特に、高い信頼性を有し、寸法の小さい光学的封止構造体に関する。   The present invention relates to an optical sealing structure, and more particularly, to an optical sealing structure having high reliability and small dimensions.

従来の画像センサ封止構造体を示す側部断面図である図１を参照する。画像センサ封止構造体１０において、画像センサ素子１２は、基板１１上に実装されており、ワイヤ１３及び基板１１中のスルーホール１４を介して外部回路（図示せず）に電気的に接続されている。フレーム層１５は基板１１上に配置されており、画像センサ素子１２を取り囲んでいる。透明板１６は、画像センサ素子１２が、基板１１、フレーム層１５及びこの透明板１６によって規定された空洞内に配置されるように、フレーム層１５上に装着されている。封止層１７は、基板１１、フレーム層１５及び透明板１６を覆っている。   Reference is made to FIG. 1, which is a side sectional view showing a conventional image sensor sealing structure. In the image sensor sealing structure 10, the image sensor element 12 is mounted on the substrate 11 and is electrically connected to an external circuit (not shown) via the wire 13 and the through hole 14 in the substrate 11. ing. The frame layer 15 is disposed on the substrate 11 and surrounds the image sensor element 12. The transparent plate 16 is mounted on the frame layer 15 so that the image sensor element 12 is disposed in the cavity defined by the substrate 11, the frame layer 15, and the transparent plate 16. The sealing layer 17 covers the substrate 11, the frame layer 15, and the transparent plate 16.

使用又は試験のために画像センサ封止構造体１０が厳しい環境（高温及び高湿）に置かれたときに、蒸気や湿気がスルーホール１４を通って空洞内にたやすく侵入し、画像センサ素子１２の検出面や透明板１６の下面に微小な水滴が形成される。このような状況の下で、画像センサ素子１２の検出画像の質は、微小な水滴によって著しく悪影響を受ける。さらに、空洞内で浮遊している蒸気や湿気は、封止構造体内の電気的素子の電気的性能に悪影響を及ぼす。それゆえ、このような影響は光学ユニットの質と信頼性を著しく低下させ、画像センサ封止構造体１０が製品の仕様や長期使用の要求を満足させることができなくなる。   When the image sensor sealing structure 10 is placed in a harsh environment (high temperature and high humidity) for use or testing, vapor or moisture easily penetrates into the cavity through the through hole 14, and the image sensor element Minute water droplets are formed on the 12 detection surfaces and the lower surface of the transparent plate 16. Under such circumstances, the quality of the image detected by the image sensor element 12 is significantly adversely affected by minute water droplets. Furthermore, vapor and moisture floating in the cavity adversely affects the electrical performance of the electrical elements in the sealed structure. Therefore, such an effect remarkably deteriorates the quality and reliability of the optical unit, and the image sensor sealing structure 10 cannot satisfy the specifications of the product and the requirements for long-term use.

さらに、従来の画像センサ封止構造体１０の大きなパッケージサイズは、長年に亘って主要な関心事となっている。それゆえ、必要とされる材料の消費、製造工具の摩耗及びそれに伴うメンテナンス費用に起因して、製造原価を低減することができない。   Furthermore, the large package size of the conventional image sensor sealing structure 10 has been a major concern for many years. Therefore, manufacturing costs cannot be reduced due to required material consumption, manufacturing tool wear and attendant maintenance costs.

また、画像センサ封止構造体１０の封止層１７が透明板１６の上面の一部分を覆っているため、封止処理中に、封止材料が透明板１６の上面を汚したり、品質を低下させたりする虞がある。それゆえ、画像センサ封止構造体１０の異常動作が生じる可能性がある。   In addition, since the sealing layer 17 of the image sensor sealing structure 10 covers a part of the upper surface of the transparent plate 16, the sealing material stains the upper surface of the transparent plate 16 or deteriorates the quality during the sealing process. There is a risk of letting it go. Therefore, abnormal operation of the image sensor sealing structure 10 may occur.

従って、上記の課題を解決するために、性能を低下させることなく、高い信頼性と小さな寸法を備えた光学的封止構造体が望まれる。   Therefore, in order to solve the above problems, an optical sealing structure having high reliability and small dimensions is desired without degrading performance.

本発明の一態様に係る光学的封止構造体は、第１表面と前記第１表面とは反対側の第２表面を有する基板と；前記基板の前記第１表面上に形成され、前記基板上の空洞を取り囲むフレーム層と；前記基板の前記第１表面上に配置され、前記空洞内に実装された光学ユニットと；前記フレーム層の上縁の一部分の上に形成され、前記フレーム層の上縁の他の部分を露出させる接着層と；前記接着層の上に取り付けられ、前記光学ユニットの全域に広がり、前記接着層の外縁を越えて広がる透明板と；前記透明板の側縁及び前記接着層の外縁を覆い、前記透明板の前記第２表面及び前記フレーム層の上縁を部分的に覆う封止層とを含む。   An optical sealing structure according to an aspect of the present invention includes a substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface; formed on the first surface of the substrate; A frame layer surrounding an upper cavity; an optical unit disposed on the first surface of the substrate and mounted in the cavity; formed on a portion of an upper edge of the frame layer; An adhesive layer that exposes other portions of the upper edge; a transparent plate that is mounted on the adhesive layer, extends across the entire optical unit, and extends beyond the outer edge of the adhesive layer; a side edge of the transparent plate; A sealing layer covering the outer edge of the adhesive layer and partially covering the second surface of the transparent plate and the upper edge of the frame layer.

本発明の他の態様に係る光学的封止構造体は、第１表面と前記第１表面とは反対側の第２表面を有する基板と；前記基板の前記第１表面上に形成され、前記基板上の空洞を取り囲むフレーム層と；前記基板の前記第１表面上に配置され、前記空洞内に実装された光学ユニットと；前記光学ユニットに電気的に接続された少なくとも１つのワイヤと；前記フレーム層の上に取り付けられ、前記空洞を覆う透明板と；前記透明板の側縁及び前記フレーム層の外縁を覆う封止層とを含む。前記基板の前記第１表面と前記第２表面とを接続する複数のスルーホールが、前記基板中に設けられている。前記基板の前記第１表面上の前記スルーホールの開口は、前記光学ユニット、前記フレーム層又は前記封止層の下に位置している。保護フィルムが、前記スルーホールの開口と前記光学ユニット、前記フレーム層又は前記封止層との間に形成されている。前記ワイヤは前記スルーホールと電気的に接続されている。   An optical sealing structure according to another aspect of the present invention includes: a substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface; formed on the first surface of the substrate; A frame layer surrounding a cavity on the substrate; an optical unit disposed on the first surface of the substrate and mounted in the cavity; and at least one wire electrically connected to the optical unit; A transparent plate mounted on the frame layer and covering the cavity; and a sealing layer covering a side edge of the transparent plate and an outer edge of the frame layer. A plurality of through holes connecting the first surface and the second surface of the substrate are provided in the substrate. The opening of the through hole on the first surface of the substrate is located below the optical unit, the frame layer, or the sealing layer. A protective film is formed between the opening of the through hole and the optical unit, the frame layer, or the sealing layer. The wire is electrically connected to the through hole.

従来の画像センサ封止構造体を示す側部断面図。Side surface sectional drawing which shows the conventional image sensor sealing structure. 本発明の一実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。1 is a side sectional view showing an optical sealing structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。Side part sectional drawing which shows the optical sealing structure which concerns on other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図。The side part sectional view showing the optical sealing structure concerning other embodiments of the present invention. 本発明の一実施形態に係る光学的封止構造体用の基板デザインを示す平面図。The top view which shows the board | substrate design for the optical sealing structures which concern on one Embodiment of this invention. 図１１Ａの基板デザインに基づいて製造された光学的封止構造体を示す側面図。FIG. 11B is a side view showing an optical sealing structure manufactured based on the substrate design of FIG. 11A. 本発明の他の実施形態に係る光学的封止構造体用の基板デザインを示す平面図。The top view which shows the board | substrate design for the optical sealing structures which concern on other embodiment of this invention. 図１２Ａの基板デザインに基づいて製造された光学的封止構造体を示す側面図。The side view which shows the optical sealing structure manufactured based on the board | substrate design of FIG. 12A. 本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体用の基板デザインを示す平面図。The top view which shows the board | substrate design for the optical sealing structures which concern on other embodiment of this invention. 図１３Ａの基板デザインに基づいて製造された光学的封止構造体を示す側面図。The side view which shows the optical sealing structure manufactured based on the board | substrate design of FIG. 13A.

本発明について、以下の実施形態を参照しつつ、より具体的に説明する。以下の本発明の好適な実施形態の記載は、図示及び説明のみを目的としており、開示された正確な形状のみに限定したり、これら以外を排除したりすることは意図していない。また、本発明の利点は、以下の詳細な説明及び添付図面を精査することによって、当業者であれば容易に理解できるであろう。   The present invention will be described more specifically with reference to the following embodiments. The following description of the preferred embodiments of the present invention is intended for purposes of illustration and description only and is not intended to be limited to the precise shapes disclosed or to exclude others. The advantages of the present invention can be easily understood by those skilled in the art by examining the following detailed description and the accompanying drawings.

本発明の一実施形態に係る光学的封止構造体を示す側部断面図である図２を参照する。光学的封止構造体２０は、基板２１と、光学ユニット２２と、フレーム層２５と、接着層２８と、透明板２６と、封止層２７を含む。（例えばプラスチック基板などの）基板２１は、第１表面２１１及び第２表面２１２を有し、これら２つの表面は互いに反対側に位置する。光学ユニット２２は、接着層、接着剤、ダイボンディング・エポキシ又はその他の接着方法によって基板２１の第１表面２１１に実装されている。光学ユニット２２の機能面（検出面）２２１は、基板２１から離れる方向、すなわち、透明板２６の方を向いている。複数のパッド２３１が基板２１の第１表面２１１上に配置されており、基板２１の第２表面２１２上の（図示しない）はんだボール、ピン、リード線、パッド、配線又は電極に電気的に接続されている。光学ユニット２２は、ワイヤ２３を介してパッド２３１に電気的に接続されている。パッド２３１及びワイヤ２３の数は、光学ユニット２２からの検出信号を（図示しない）外部回路に送信したり、外部回路からの駆動信号を光学ユニット２２に送信したりすることを可能にするために、実際の用途の要求に応じて決定される。この実施形態では、光学ユニット２２は画像センサ素子であるが、これに限定されるものではない。ここで開示された封止構造体は、信頼性及び耐候性を向上させるために、湿度に敏感な光学ユニットに適用することができる。   Reference is made to FIG. 2, which is a side sectional view showing an optical sealing structure according to an embodiment of the present invention. The optical sealing structure 20 includes a substrate 21, an optical unit 22, a frame layer 25, an adhesive layer 28, a transparent plate 26, and a sealing layer 27. The substrate 21 (eg, a plastic substrate) has a first surface 211 and a second surface 212, the two surfaces being opposite to each other. The optical unit 22 is mounted on the first surface 211 of the substrate 21 by an adhesive layer, an adhesive, die bonding epoxy, or other bonding method. The functional surface (detection surface) 221 of the optical unit 22 faces away from the substrate 21, that is, toward the transparent plate 26. A plurality of pads 231 are disposed on the first surface 211 of the substrate 21 and are electrically connected to solder balls, pins, lead wires, pads, wires, or electrodes (not shown) on the second surface 212 of the substrate 21. Has been. The optical unit 22 is electrically connected to the pad 231 through the wire 23. The number of the pads 231 and the wires 23 is used to transmit a detection signal from the optical unit 22 to an external circuit (not shown) and to transmit a drive signal from the external circuit to the optical unit 22. Determined according to actual application requirements. In this embodiment, the optical unit 22 is an image sensor element, but is not limited to this. The sealing structure disclosed here can be applied to an optical unit sensitive to humidity in order to improve reliability and weather resistance.

フレーム層２５は、基板２１上に配置されており、周囲の影響から光学ユニット２２を保護するために光学ユニット２２を取り囲んでいる。フレーム層２５及び基板２１として、例えばプラスチックなどの同じ材料を用いることができる。あるいは、フレーム層２５を形成するために、エラストマ部やシリコーンを用いてもよい。フレーム層２５は、公知の接着方法のいずれかによって基板２１の第１表面２１１に固定されていてもよい。この実施形態では、フレーム層２５は積層膜３１によって基板２１の第１表面２１１に接着されている。   The frame layer 25 is disposed on the substrate 21 and surrounds the optical unit 22 to protect the optical unit 22 from the influence of the surroundings. For the frame layer 25 and the substrate 21, the same material such as plastic can be used. Alternatively, an elastomer part or silicone may be used to form the frame layer 25. The frame layer 25 may be fixed to the first surface 211 of the substrate 21 by any known bonding method. In this embodiment, the frame layer 25 is bonded to the first surface 211 of the substrate 21 by the laminated film 31.

透明板２６は、第１表面２６１及び第２表面２６２を有し、これらの表面は互いに反対側を向いている。第２表面２６２は光学ユニット２２の方を向いている。透明板２６は、フレーム層２５に取り付けられており、光学ユニット２２の全域に広がっている。言い換えれば、透明板２６と光学ユニット２２の間に隙間が形成されている。透明板２６は、ガラス、レンズ又は光を透過させる板であってもよい。さらに、透明板２６は、表面２６１及び２６２のいずれか一方又は両方がコーティングされていてもよい。透明板２６にコーティングされた層として、反射防止（ＡＲ）層、赤外線（ＩＲ）透過層、赤外線遮断層及び紫外線（ＵＶ）遮断層を含む少なくとも１つの光学層を選択することができる。   The transparent plate 26 has a first surface 261 and a second surface 262, and these surfaces face opposite sides. The second surface 262 faces the optical unit 22. The transparent plate 26 is attached to the frame layer 25 and extends over the entire area of the optical unit 22. In other words, a gap is formed between the transparent plate 26 and the optical unit 22. The transparent plate 26 may be glass, a lens, or a plate that transmits light. Furthermore, the transparent plate 26 may be coated on one or both of the surfaces 261 and 262. As the layer coated on the transparent plate 26, at least one optical layer including an antireflection (AR) layer, an infrared (IR) transmission layer, an infrared blocking layer, and an ultraviolet (UV) blocking layer can be selected.

接着層２８は、例えばコーティングによってフレーム層２５と透明板２６の間に配置されている。接着層２８の材料としては、ガラス上での接着効果に優れたガラス充填エポキシであってもよい。それによって、基板２１の表面、フレーム層２５、接着像２８及び透明板２６によって密閉された空洞３５が規定され、光学ユニット２２が空洞の内部に配置される。要約すれば、接着層２８は、フレーム層２５の内縁２５１を越えて内側には広がっていない。例えば、接着層２８の内縁２８１がフレーム層２５の内縁２５１と一直線に揃えられているか、又は、接着層２８の内縁２８１がフレーム層２５の内縁２５１と外縁２５２の間に位置している。このような設計は、接着層２８の材料が空洞３５内に流れ出て、内側のワイヤや素子に付着するのを防止する。透明板２６は、接着層２８の外縁２８２を越えて外側に広がっている。言い換えれば、接着層２８の上縁は透明板２６によって完全に覆われている。接着層２８の高さＤ２とフレーム層２５の高さＤ１の合計が空洞３５の高さに等しいので、光学ユニット２２の機能距離、すなわち透明板２６の第１表面２６１と光学ユニット２２の間の距離を、フレーム２５の高さＤ１及び／又は接着層２８の高さＤ２を正確に決定することによって、正しく設定することができる。製造者は、製造工程の複雑さやフレーム層２５及び接着層２８の縦横比に応じて、高さＤ１及びＤ２の一方又は両方を調節するようにしてもよい。機能距離を長くすることによって、透明板２６の第１表面２６１上又は第２表面２６２上の粒子や汚染物質の影響を減少させることができるが、光学的封止構造体２０又は空洞３５の高さの増加は光学的封止構造体２０の信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。   The adhesive layer 28 is disposed between the frame layer 25 and the transparent plate 26 by coating, for example. The material of the adhesive layer 28 may be a glass-filled epoxy having an excellent adhesive effect on glass. Thereby, a cavity 35 sealed by the surface of the substrate 21, the frame layer 25, the adhesion image 28 and the transparent plate 26 is defined, and the optical unit 22 is arranged inside the cavity. In summary, the adhesive layer 28 does not extend inward beyond the inner edge 251 of the frame layer 25. For example, the inner edge 281 of the adhesive layer 28 is aligned with the inner edge 251 of the frame layer 25, or the inner edge 281 of the adhesive layer 28 is located between the inner edge 251 and the outer edge 252 of the frame layer 25. Such a design prevents the material of the adhesive layer 28 from flowing into the cavity 35 and adhering to the inner wires and elements. The transparent plate 26 extends outward beyond the outer edge 282 of the adhesive layer 28. In other words, the upper edge of the adhesive layer 28 is completely covered by the transparent plate 26. Since the sum of the height D 2 of the adhesive layer 28 and the height D 1 of the frame layer 25 is equal to the height of the cavity 35, the functional distance of the optical unit 22, that is, between the first surface 261 of the transparent plate 26 and the optical unit 22. The distance can be set correctly by accurately determining the height D1 of the frame 25 and / or the height D2 of the adhesive layer 28. The manufacturer may adjust one or both of the heights D1 and D2 according to the complexity of the manufacturing process and the aspect ratio of the frame layer 25 and the adhesive layer 28. By increasing the functional distance, the influence of particles and contaminants on the first surface 261 or the second surface 262 of the transparent plate 26 can be reduced, but the height of the optical sealing structure 20 or the cavity 35 is increased. The increase in the thickness may adversely affect the reliability of the optical sealing structure 20.

封止層２７は、水蒸気又は湿気が空洞３５の内部に侵入するのを遅延させるために、基板２１の第１表面２１１の一部分の上に形成されている。封止層２７の材料は成形用コンパウンド（化合物）である。封止層２７の外縁２７２は、基板２１の側縁２１３と一直線に揃えられており、一方、封止層２７の内縁２７１は、透明板２６の側縁２６３を完全に又はほぼ完全に覆うと共に、接着層２８の外縁２８２及びフレーム層２５の外縁２５２を完全に覆っている。封止層２７の上縁２７３は、透明板２６の第１表面２６１とほぼ同じ水平面である。接着層２８の外縁２８２は、透明板２６の側縁２６３及びフレーム層２５の外縁２５２から後退している。言い換えれば、接着層２８の内縁２８１と外縁２８２の間の距離は、接着層２８の内縁２８１と透明板２６の側縁２６３の間の距離よりも短く、また、接着層２８の内縁２８１とフレーム層２５の外縁２５２の間の距離よりも短い。そのため、封止層２７の内縁２７１は、透明板２６の側縁２６３、透明板２６の第２表面２６２の一部分（すなわち、接着層２８の外縁２８２と透明板２６の側縁２６３の間の部分）、接着層２８の外縁２８２、フレーム層２５の上縁２５３の一部分（すなわち、接着層２８の外縁２８２とフレーム層２５の外縁２５２の間の部分）、及びフレーム層２５の外縁２５２に接触し、且つ、接着されている。さらに、封止層２７は、基板２１の第１表面２１１の一部分（すなわち、フレーム層２５の外縁２５２と基板２１の側縁２１３との間の部分）に接触し、且つ、接着されている。そのため、封止層２７とその他の層の間の異なる方向を有する接触面の全体の面積が増加している。封止層２７と透明板２６、接着層２８及びフレーム層２５との間の接触面に加えられる機械的な応力が分散され、より良い締め付け及び固定効果が得られる。本発明の他の態様によれば、封止層２７の上縁２７３は、透明板２６の第１表面２６１よりも高くはない。そのため、封止作業中に封止層２７の材料が透明板２６上に流れ、汚染によって透明板２６の品質を低下させることが効果的に防止される。このような設計は、光学的封止構造体２０の通常の動作を可能とし、また、封止作業後の洗浄ステップの困難さを減らすことを可能にする。さらに、透明板２６の第１表面２６１よりも上に突出している部分を無くすことによって、封止層２７を形成するために使用される材料の量が少なくなり、光学的封止構造体２０の製造原価を低減することができる。   The sealing layer 27 is formed on a portion of the first surface 211 of the substrate 21 in order to delay the entry of water vapor or moisture into the cavity 35. The material of the sealing layer 27 is a molding compound (compound). The outer edge 272 of the sealing layer 27 is aligned with the side edge 213 of the substrate 21, while the inner edge 271 of the sealing layer 27 completely or almost completely covers the side edge 263 of the transparent plate 26. The outer edge 282 of the adhesive layer 28 and the outer edge 252 of the frame layer 25 are completely covered. The upper edge 273 of the sealing layer 27 is substantially the same horizontal plane as the first surface 261 of the transparent plate 26. The outer edge 282 of the adhesive layer 28 is recessed from the side edge 263 of the transparent plate 26 and the outer edge 252 of the frame layer 25. In other words, the distance between the inner edge 281 and the outer edge 282 of the adhesive layer 28 is shorter than the distance between the inner edge 281 of the adhesive layer 28 and the side edge 263 of the transparent plate 26, and the inner edge 281 of the adhesive layer 28 and the frame. It is shorter than the distance between the outer edges 252 of the layer 25. Therefore, the inner edge 271 of the sealing layer 27 includes a side edge 263 of the transparent plate 26 and a part of the second surface 262 of the transparent plate 26 (that is, a portion between the outer edge 282 of the adhesive layer 28 and the side edge 263 of the transparent plate 26). ), The outer edge 282 of the adhesive layer 28, a portion of the upper edge 253 of the frame layer 25 (ie, the portion between the outer edge 282 of the adhesive layer 28 and the outer edge 252 of the frame layer 25), and the outer edge 252 of the frame layer 25. And are bonded. Further, the sealing layer 27 is in contact with and bonded to a part of the first surface 211 of the substrate 21 (that is, a portion between the outer edge 252 of the frame layer 25 and the side edge 213 of the substrate 21). Therefore, the entire area of the contact surface having different directions between the sealing layer 27 and the other layers is increased. Mechanical stress applied to the contact surfaces between the sealing layer 27 and the transparent plate 26, the adhesive layer 28, and the frame layer 25 is dispersed, and a better tightening and fixing effect can be obtained. According to another aspect of the present invention, the upper edge 273 of the sealing layer 27 is not higher than the first surface 261 of the transparent plate 26. Therefore, it is effectively prevented that the material of the sealing layer 27 flows on the transparent plate 26 during the sealing operation and the quality of the transparent plate 26 is deteriorated due to contamination. Such a design allows normal operation of the optical sealing structure 20 and also reduces the difficulty of the cleaning step after the sealing operation. Furthermore, by eliminating the portion protruding above the first surface 261 of the transparent plate 26, the amount of material used to form the sealing layer 27 is reduced, and the optical sealing structure 20 Manufacturing costs can be reduced.

封止処理の後、光学的封止構造体２０は、例えば自動車用の集積回路（ＩＣｓ）に課せられるＡＥＣ−Ｑ１００試験などの温度サイクル試験を受けなければならない。機械適応力に関する信頼性試験の間、光学的封止構造体２０は、長年に亘って接触面が剥がれることなく光学的封止構造体２０が温度サイクルに耐えうるか否かを検査するために、−６５℃から＋１５０℃の間の温度サイクルを少なくとも１０００サイクル被る。フレーム層２５と基板２との間の上記積層膜３１は、フレーム層２５と基板２１との間の層間剥離を防止するために、応力を吸収することができる。そのため、光学的封止構造体２０の耐候性及び信頼性が効果的に高められる。   After the sealing process, the optical sealing structure 20 must undergo a temperature cycling test, such as the AEC-Q100 test imposed on automotive integrated circuits (ICs). During a reliability test on machine adaptability, the optical sealing structure 20 is used to test whether the optical sealing structure 20 can withstand temperature cycling without peeling the contact surface for many years. It undergoes at least 1000 cycles of temperatures between −65 ° C. and + 150 ° C. The laminated film 31 between the frame layer 25 and the substrate 2 can absorb stress in order to prevent delamination between the frame layer 25 and the substrate 21. Therefore, the weather resistance and reliability of the optical sealing structure 20 are effectively improved.

基板２１の第１表面２１１上のパッド２３１、（図示しない）配線又は回路を、基板２１の第２表面２１２上のはんだボール、ピン、リード線、パッド、配線又は電極に電気的に接続するために、複数の導電構造が第１表面２１１と第２表面２１２の間の基板２１中に設けられている。例えば、複数のスルーホール／ビアホールがパッド２３１の付近に配置されている。本発明は、光学的封止構造体２０をさらに改良する。本発明の他の実施形態に係る光学的封止装置を示す側部断面図である図３を参照する。基板２１の第１表面２１１上のスルーホール２４の開口は、光学ユニット２２、フレーム層２５、封止層２７又は（図示しない）その他の素子の下に配列されている。積層膜３１が設けられているときは、開口は積層膜３１の下に配列されていてもよい。基板２１の第１表面２１１上に巡らされ、スルーホール２４に接触する配線２３２は、外部回路と光学的封止構造体の内側の構成部品との間で信号の送信を行うことができる。例えば、はんだマスクやはんだレジストなどの保護膜３２は、酸化、腐食又は擦り傷から配線２３２を保護すると共に、狭い隙間で隔てられた複数のはんだ付けパッドの間にはんだブリッジが形成されることによって生ずる短絡を防止するために、配線２３２に対して塗布されている。スルーホールの数や位置はこの実施形態には限定されないことに注意するべきである。さらに、スルーホール２４の開口を覆う光学ユニット２２、フレーム層２５、封止層２７及び保護膜３２は、空洞３５内に水蒸気が拡散するのを遅延させることができる。そのため、光学的封止構造体の品質が長期間維持され、光学的封止構造体の耐候性及び信頼性が著しく高められる。   For electrically connecting pads 231, wiring (not shown) or circuits on the first surface 211 of the substrate 21 to solder balls, pins, leads, pads, wirings or electrodes on the second surface 212 of the substrate 21. In addition, a plurality of conductive structures are provided in the substrate 21 between the first surface 211 and the second surface 212. For example, a plurality of through holes / via holes are arranged in the vicinity of the pad 231. The present invention further improves the optical sealing structure 20. Reference is made to FIG. 3, which is a side sectional view showing an optical sealing device according to another embodiment of the present invention. The openings of the through holes 24 on the first surface 211 of the substrate 21 are arranged under the optical unit 22, the frame layer 25, the sealing layer 27, or other elements (not shown). When the laminated film 31 is provided, the openings may be arranged below the laminated film 31. The wiring 232 that runs around the first surface 211 of the substrate 21 and contacts the through hole 24 can transmit a signal between an external circuit and a component inside the optical sealing structure. For example, the protective film 32 such as a solder mask or a solder resist protects the wiring 232 from oxidation, corrosion, or scratches, and is formed by forming a solder bridge between a plurality of soldering pads separated by a narrow gap. In order to prevent a short circuit, it is applied to the wiring 232. It should be noted that the number and position of through holes are not limited to this embodiment. Further, the optical unit 22, the frame layer 25, the sealing layer 27, and the protective film 32 covering the opening of the through hole 24 can delay the diffusion of water vapor into the cavity 35. Therefore, the quality of the optical sealing structure is maintained for a long time, and the weather resistance and reliability of the optical sealing structure are remarkably enhanced.

スルーホール２４は、特定の要求を満たすように、充填剤２４１が充填されていてもよい。充填剤２４１は、導電性を高めるために、メッキされた銅のような導電性材料であってもよい。あるいは、充填剤２４１は、安定性を高めたり、空洞内への水蒸気の拡散を遅延させたりするためのはんだマスク又は樹脂であってもよい。基板２１の第２表面２１２上のスルーホール２４の開口は、様々なパッケージ、例えばボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、リードレス・チップ・キャリア（ＬＣＣ）、ランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、クワッド・フラット・ノーリード（ＱＦＮ）などに応じて、はんだボール、ピン、リード線、パッド、配線又は電極に接続されている。この実施形態におけるスルーホール２４の構造は、以下の実施形態における光学的封止構造体に応用することができ、関連する説明は以下の実施形態において繰り返さない。   The through hole 24 may be filled with a filler 241 so as to satisfy a specific requirement. The filler 241 may be a conductive material such as plated copper to increase conductivity. Alternatively, the filler 241 may be a solder mask or a resin for increasing stability or delaying the diffusion of water vapor into the cavity. Openings in the through holes 24 on the second surface 212 of the substrate 21 are available in various packages, such as ball grid array (BGA), leadless chip carrier (LCC), land grid array (LGA), quad. -Connected to solder balls, pins, lead wires, pads, wires or electrodes according to flat package (QFP), quad flat no lead (QFN), etc. The structure of the through hole 24 in this embodiment can be applied to the optical sealing structure in the following embodiment, and the related description will not be repeated in the following embodiment.

図４−１０は、図２の光学的封止構造体の変形例を示す。変更箇所だけを図面を参照しつつ説明し、上記実施形態においてすでに説明した同様の構成要素については説明を省略する。２つ又はそれ以上の実施形態における変更は、多数の機能を有する光学的封止構造体を提供するために組み合わせることができることに注意すべきである。   4-10 shows a modification of the optical sealing structure of FIG. Only the changed part will be described with reference to the drawings, and the description of the same components already described in the above embodiment will be omitted. It should be noted that changes in two or more embodiments can be combined to provide an optical sealing structure having multiple functions.

図４において、複数の光学的微小構造体２２２が光学ユニット２２の機能面（検出面）２２１上に配置されている。微小構造体２２２は、光学ユニット２２の検出性能を高めるために、回折、集光又はキャリブレーションを行う。例えば、微小構造体２２２は微小レンズアレイを形成する。   In FIG. 4, a plurality of optical microstructures 222 are arranged on the functional surface (detection surface) 221 of the optical unit 22. The microstructure 222 performs diffraction, condensing, or calibration in order to improve the detection performance of the optical unit 22. For example, the micro structure 222 forms a micro lens array.

図５において、封止層２７’は、液体コンパウンドを硬化又は凝固させることによって形成されている。封止層２７’は、非平面の上縁２７３’を有していてもよい。この断面において、封止層２７’の上縁２７３’は、内縁２７１’（すなわち、透明板２６の第１表面２６１と側縁２６３の間の交点）から俯角θで延びている。俯角θは、液体コンパウンドの粘着力と、液体コンパウンドと透明板２６の接着力と、液体コンパウンドの量によって変化し、俯角θは５度乃至６０度の範囲で変化する。   In FIG. 5, the sealing layer 27 'is formed by curing or solidifying the liquid compound. The sealing layer 27 ′ may have a non-planar upper edge 273 ′. In this cross section, the upper edge 273 ′ of the sealing layer 27 ′ extends from the inner edge 271 ′ (that is, the intersection between the first surface 261 and the side edge 263 of the transparent plate 26) at a depression angle θ. The depression angle θ varies depending on the adhesive strength of the liquid compound, the adhesive force between the liquid compound and the transparent plate 26, and the amount of the liquid compound, and the depression angle θ varies in the range of 5 to 60 degrees.

図６において、２以上の素子が空洞３５内に配置されている。この実施形態では、光学ユニット２２と回路素子４２が積み重ねられている。例えば、光学ユニット２２は画像センサ素子であり、回路素子４２は画像信号処理（ＩＳＰ）素子又はディジタル信号処理（ＤＳＰ）素子である。複数のパッド２３１及び４３１が基板２１の第１面２１１に配置されている。上側の光学ユニット２２はワイヤ２３を介してパッド２３１に電気的に接続され、一方、下側の回路素子４２はワイヤ４３を介してパッド４３１に電気的に接続されている。このような設計は、電子製品の大きさを小さくするために、マルチ・チップ・パッケージを可能にする。単一の封止構造体中に２以上の素子が一体化されているので、単一の封止構造体の体積は、分離された封止構造体の全体の体積よりも小さくなる。   In FIG. 6, two or more elements are arranged in the cavity 35. In this embodiment, the optical unit 22 and the circuit element 42 are stacked. For example, the optical unit 22 is an image sensor element, and the circuit element 42 is an image signal processing (ISP) element or a digital signal processing (DSP) element. A plurality of pads 231 and 431 are disposed on the first surface 211 of the substrate 21. The upper optical unit 22 is electrically connected to the pad 231 via the wire 23, while the lower circuit element 42 is electrically connected to the pad 431 via the wire 43. Such a design allows for a multi-chip package to reduce the size of the electronic product. Since two or more elements are integrated in a single sealing structure, the volume of the single sealing structure is smaller than the entire volume of the separated sealing structure.

図７において、光学ユニット２２に電気的に接続されたパッド２３１は、基板２１の第１表面２１１上ではなく、フレーム層２５の上縁２５３上に配置されている。この実施形態では、接着層２８の内縁２８１は、フレーム層２５の内縁２５１とは一直線に揃えられていない。その代わりに、接着層２８の内縁２８１は、フレーム層２５の内縁２５１から後退しており、フレーム層２５の上縁２５３の位置側の部分は接着層２８によっては覆われていない。パッド２３１は、フレーム層２５の上縁２５３の内側の部分に配置されている。この実施形態では、パッド２３１を（図示しない）内部回路又は外部回路と電気的に接続するために、（図示しない）スルーホール／ビアホールなどの追加の導電構造が、フレーム層２５の内部に配列されている。マルチ・チップ・パッケージ構造では、それに対応する複数のパッド２３１が空洞５３内に設けられている。他の応用例によれば、全てのパッド２３１が基板２１の第１表面２１１上又はフレーム層２５の上縁２５３上に配置されていてもよい。あるいは、一部のパッド２３１が基板２１の第１表面２１１上に配置され、残りのパッド２３１がフレーム層２５の上縁２５３上に配置されていてもよい。   In FIG. 7, the pad 231 electrically connected to the optical unit 22 is disposed not on the first surface 211 of the substrate 21 but on the upper edge 253 of the frame layer 25. In this embodiment, the inner edge 281 of the adhesive layer 28 is not aligned with the inner edge 251 of the frame layer 25. Instead, the inner edge 281 of the adhesive layer 28 is recessed from the inner edge 251 of the frame layer 25, and the portion on the position side of the upper edge 253 of the frame layer 25 is not covered by the adhesive layer 28. The pad 231 is disposed on the inner side of the upper edge 253 of the frame layer 25. In this embodiment, additional conductive structures such as through holes / via holes (not shown) are arranged inside the frame layer 25 to electrically connect the pads 231 with internal circuits (not shown) or external circuits. ing. In the multi-chip package structure, a plurality of pads 231 corresponding to the multi-chip package structure are provided in the cavity 53. According to another application example, all the pads 231 may be arranged on the first surface 211 of the substrate 21 or on the upper edge 253 of the frame layer 25. Alternatively, some pads 231 may be disposed on the first surface 211 of the substrate 21, and the remaining pads 231 may be disposed on the upper edge 253 of the frame layer 25.

図８において、光学的封止構造体は、フレーム層２５の上縁２５３上に配置された、少なくとも１つの電源を備えていない構成要素５１をさらに含む。電源を備えていない構成要素５１は、封止層２７’によって包み込まれ、保護されていてもよい。この実施形態では、電源を備えていない構成要素５１を（図示しない）内部回路又は外部回路に電気的に接続するために、（図示しない）スルーホール／ビアホールなどの追加の導電構造が、フレーム層２５の内部に配列されている。   In FIG. 8, the optical sealing structure further includes a component 51 that is disposed on the upper edge 253 of the frame layer 25 and does not include at least one power source. The component 51 that is not provided with a power source may be encapsulated and protected by a sealing layer 27 '. In this embodiment, in order to electrically connect a component 51 without a power source to an internal circuit (not shown) or to an external circuit, an additional conductive structure such as a through-hole / via hole (not shown) is added to the frame layer. 25 are arranged inside.

図９において、透明板２６’は、階段状に切断された縁２６３’を有している。封止層２７’の内縁２７１’は、より良い締め付け及び固定効果が得られるように、封止層２７’と透明板２６’の間の接触面の面積を増加させるために、透明板２６’の側縁２６３’を完全に又はほぼ完全に覆っている。そのため、光学的封止構造体の信頼性を高めるために、封止層２７’は透明板２６’に強固に接着されている。   In FIG. 9, the transparent plate 26 ′ has an edge 263 ′ cut in a step shape. The inner edge 271 ′ of the sealing layer 27 ′ is used to increase the area of the contact surface between the sealing layer 27 ′ and the transparent plate 26 ′ so that a better clamping and fixing effect can be obtained. Completely or almost completely covering the side edge 263 '. Therefore, the sealing layer 27 'is firmly bonded to the transparent plate 26' in order to increase the reliability of the optical sealing structure.

図１０において、接着層２８の外縁２８２は、透明板２６の側縁２６３及びフレーム層２５の外縁２５２から後退している。言い換えれば、接着層２８の内縁２８１と外縁２８２の間の距離は、接着層２８の内縁２８１と透明板２６の側縁２６３の間の距離よりも短く、また、接着層２８の内縁２８１とフレーム層２５の外縁２５２の間の距離よりも短い。上記のように、封止層５７と透明板２６及び／又は接着層２８の間の接触面の応力は、より良い締め付け及び固定効果が達成されるように、分散される。このような状況の下で、封止材料の量をさらに少なくすることが可能である。フレーム層２５を越える封止層５７の一部分を縮小又は均一に削除してもよい。それによって、封止層５７の外縁５７２はフレーム層２５の外縁２５２と一直線に揃えられ、封止層５７は基板２１には接触していない。言い換えれば、封止層５７の内縁５７１は、透明板２６の側縁２６３、透明板２６の第２表面２６２の一部分（接着層２８の外縁２８２と透明板２６の側縁２６３の間の部分）、接着層２８の外縁２８２、フレーム層２５の上縁２５３の一部分（接着層２８の外縁２８２とフレーム層２５の外縁２５２の間の部分）と接触し、接着されている。そのため、この設計は、光学的封止構造体全体の大きさを小さくし、封止材料の量を少なくすることを可能とする。封止構造体の最小化及び製造原価の低減という効果が達成される。   In FIG. 10, the outer edge 282 of the adhesive layer 28 is recessed from the side edge 263 of the transparent plate 26 and the outer edge 252 of the frame layer 25. In other words, the distance between the inner edge 281 and the outer edge 282 of the adhesive layer 28 is shorter than the distance between the inner edge 281 of the adhesive layer 28 and the side edge 263 of the transparent plate 26, and the inner edge 281 of the adhesive layer 28 and the frame. It is shorter than the distance between the outer edges 252 of the layer 25. As described above, the stress at the contact surface between the sealing layer 57 and the transparent plate 26 and / or the adhesive layer 28 is distributed so that a better clamping and fixing effect is achieved. Under such circumstances, the amount of sealing material can be further reduced. A part of the sealing layer 57 beyond the frame layer 25 may be reduced or uniformly removed. Accordingly, the outer edge 572 of the sealing layer 57 is aligned with the outer edge 252 of the frame layer 25, and the sealing layer 57 is not in contact with the substrate 21. In other words, the inner edge 571 of the sealing layer 57 includes the side edge 263 of the transparent plate 26 and a part of the second surface 262 of the transparent plate 26 (the portion between the outer edge 282 of the adhesive layer 28 and the side edge 263 of the transparent plate 26). The outer edge 282 of the adhesive layer 28 and a part of the upper edge 253 of the frame layer 25 (the portion between the outer edge 282 of the adhesive layer 28 and the outer edge 252 of the frame layer 25) are in contact with and bonded to each other. Therefore, this design makes it possible to reduce the overall size of the optical sealing structure and to reduce the amount of sealing material. The effect of minimizing the sealing structure and reducing manufacturing costs is achieved.

図３−１０に示された特徴は、特定の位置に設けられたスルーホール、光学的微小構造体、封止層の非平面上縁、素子の積層構造、特定の位置に設けられたパッド、電源を有しない構成要素、及び封止材料を少なくするための階段状に切断された透明板及び封止層の縁を含み、図２の光学的封止構造体２０を変形するために、単独で又は組み合わせて用いることができ、従って、本発明に係る現実の光学的封止構造体は、図面に示された正確な形状に限定されるものではない。   The features shown in FIGS. 3-10 include a through hole provided at a specific position, an optical microstructure, a non-planar upper edge of a sealing layer, a stacked structure of elements, a pad provided at a specific position, In order to deform the optical sealing structure 20 of FIG. 2, including components that do not have a power source, and stepped transparent plates and sealing layer edges to reduce the sealing material Therefore, the actual optical sealing structure according to the present invention is not limited to the exact shape shown in the drawings.

本発明の一実施形態に係る光学的封止構造体のために設計された基板の平面図を示す図１１Ａを参照する。フレーム層２５は、基板２１上にスルーホール、導電部材及び保護膜（はんだマスク）を形成した後、第１表面上に形成される。空洞３５が形成される基板２１の第１表面の部分は、フレーム層２５から露出されている。複数のスロット６５が空洞３５の周囲に形成されている。光学ユニット及び／又は素子の実装、ワイヤボンディング工程、接着層の塗布及び透明板の取り付け後、封止層２７’を形成するために、得られた構造物のうち透明板以外の部分に成形用コンパウンドが塗布される。封止層２７’の上縁は、透明板の第１表面（上面）とほぼ同じ水平面か、又は、全ての隣接する２つの透明板の間に凹面を形成する。そして、はんだボール、ピン、リード線、パッド、配線又は電極が、光学的封止構造体のパッケージタイプに応じて、基板２１の第２面（背面）の特定の位置に実装される。続いて、全体構造をそれぞれの光学的封止構造体に分離するために、スロット６５に沿って分離工程が実行される。図１１Ｂは、単一の光学的封止構造体を示す側面図である。側面から観察すると、封止層２７’と角のフレーム層２５のみが基板２１上に見えるだけである。   Reference is made to FIG. 11A showing a plan view of a substrate designed for an optical sealing structure according to an embodiment of the present invention. The frame layer 25 is formed on the first surface after forming a through hole, a conductive member, and a protective film (solder mask) on the substrate 21. A portion of the first surface of the substrate 21 where the cavity 35 is formed is exposed from the frame layer 25. A plurality of slots 65 are formed around the cavity 35. After forming the optical unit and / or element, wire bonding process, applying an adhesive layer and attaching a transparent plate, in order to form a sealing layer 27 ′, molding is performed on a portion other than the transparent plate in the obtained structure. Compound is applied. The upper edge of the sealing layer 27 ′ is substantially the same horizontal plane as the first surface (upper surface) of the transparent plate or forms a concave surface between all two adjacent transparent plates. Then, solder balls, pins, lead wires, pads, wirings, or electrodes are mounted at specific positions on the second surface (back surface) of the substrate 21 in accordance with the package type of the optical sealing structure. Subsequently, a separation step is performed along the slot 65 to separate the entire structure into respective optical sealing structures. FIG. 11B is a side view showing a single optical sealing structure. When viewed from the side, only the sealing layer 27 ′ and the corner frame layer 25 are visible on the substrate 21.

本発明の他の実施形態に係る光学的封止構造体のために設計された基板の平面図を示す図１２Ａを参照する。基板２１上にスルーホール、導電部材及び保護膜（はんだマスク）を形成した後、空洞３５を取り囲むように第１表面上にフレーム層２５が形成され、各フレーム層２５の間の基板２１の第１表面の部分に、何にも覆われていない空間６６が形成される。光学ユニット及び／又は素子の実装、ワイヤボンディング工程、接着層の塗布及び透明板の取り付け後、封止層２７’を形成するために、得られた構造物のうち透明板以外の部分に成形用コンパウンドが塗布される。封止層２７’の上縁は、透明板の第１表面（上面）とほぼ同じ水平面か、又は、全ての隣接する２つの透明板の間に凹面を形成する。そして、はんだボール、ピン、リード線、パッド、配線又は電極が、光学的封止構造体のパッケージタイプに応じて、基板２１の第２面（背面）の特定の位置に実装される。続いて、全体構造をそれぞれの光学的封止構造体に分離するために空間６６に沿って分離工程が実行される。図１２Ｂは、単一の光学的封止構造体を示す側面図である。側面から観察すると、封止層２７’のみが基板２１上に見えるだけである。   Reference is made to FIG. 12A showing a plan view of a substrate designed for an optical sealing structure according to another embodiment of the present invention. After the through hole, the conductive member, and the protective film (solder mask) are formed on the substrate 21, the frame layer 25 is formed on the first surface so as to surround the cavity 35, and the first portion of the substrate 21 between the frame layers 25 is formed. A space 66 that is not covered with anything is formed in a portion of one surface. After forming the optical unit and / or element, wire bonding process, applying an adhesive layer and attaching a transparent plate, in order to form a sealing layer 27 ′, molding is performed on a portion other than the transparent plate in the obtained structure. Compound is applied. The upper edge of the sealing layer 27 ′ is substantially the same horizontal plane as the first surface (upper surface) of the transparent plate or forms a concave surface between all two adjacent transparent plates. Then, solder balls, pins, lead wires, pads, wirings, or electrodes are mounted at specific positions on the second surface (back surface) of the substrate 21 in accordance with the package type of the optical sealing structure. Subsequently, a separation step is performed along the space 66 to separate the entire structure into respective optical sealing structures. FIG. 12B is a side view showing a single optical sealing structure. When viewed from the side, only the sealing layer 27 ′ is visible on the substrate 21.

本発明のさらに他の実施形態に係る光学的封止構造体のために設計された基板の平面図を示す図１３Ａを参照する。基板２１上にスルーホール、導電部材及び保護膜（はんだマスク）を形成した後、第１表面上にフレーム層２５が形成される。空洞３５が形成される基板２１の第１表面２１１の部分は、フレーム層２５から露出されている。光学ユニット及び／又は素子の実装、ワイヤボンディング工程、接着層の塗布及び透明板の取り付け後、封止層５７を形成するために、得られた構造物のうち透明板以外の部分に成形用コンパウンドが塗布される。封止層５７の上縁は、透明板の第１表面（上面）とほぼ同じ水平面か、又は、全ての隣接する２つの透明板の間に凹面を形成する。そして、はんだボール、ピン、リード線、パッド、配線又は電極が、光学的封止構造体のパッケージタイプに応じて、基板２１の第２面（背面）の特定の位置に実装される。続いて、全体構造をそれぞれの図１０の光学的封止構造体と同様の光学的封止構造体に分離するために、分離工程が実行される。図１３Ｂは、単一の光学的封止構造体を示す側面図である。封止層５７はフレーム層２５を覆っているが、基板２１とは接していない。フレーム層２５の外縁は、基板２１の側縁と一直線に揃えられている。   Reference is made to FIG. 13A showing a plan view of a substrate designed for an optical sealing structure according to yet another embodiment of the present invention. After the through hole, the conductive member, and the protective film (solder mask) are formed on the substrate 21, the frame layer 25 is formed on the first surface. A portion of the first surface 211 of the substrate 21 where the cavity 35 is formed is exposed from the frame layer 25. In order to form the sealing layer 57 after mounting the optical unit and / or the element, wire bonding process, application of the adhesive layer, and attachment of the transparent plate, a molding compound is formed on a portion other than the transparent plate in the obtained structure. Is applied. The upper edge of the sealing layer 57 is substantially the same horizontal plane as the first surface (upper surface) of the transparent plate, or forms a concave surface between all two adjacent transparent plates. Then, solder balls, pins, lead wires, pads, wirings, or electrodes are mounted at specific positions on the second surface (back surface) of the substrate 21 in accordance with the package type of the optical sealing structure. Subsequently, a separation step is performed to separate the entire structure into optical sealing structures similar to the respective optical sealing structures of FIG. FIG. 13B is a side view showing a single optical sealing structure. The sealing layer 57 covers the frame layer 25 but is not in contact with the substrate 21. The outer edge of the frame layer 25 is aligned with the side edge of the substrate 21.

図１１Ａ−１３Ａにおける基板のレイアウトは、説明のためにのみ例示されたものであって、光学的封止構造体の数はこれらの実施形態に限定されるものではないことに注意すべきである。光学的封止構造体の数は、実際の設計や処理能力に応じて調節してもよい。   It should be noted that the substrate layouts in FIGS. 11A-13A are illustrated for illustrative purposes only, and the number of optical sealing structures is not limited to these embodiments. . The number of optical sealing structures may be adjusted according to actual design and throughput.

要するに、本発明によれば、透明板の側縁、接着層の外縁及びフレーム層の外縁は平面を構成せず、接着層のそばに凹部が形成される。このような設計は、封止層の接着効果を高くすることができる。接着効果が高くなることにより、本発明は、封止材料をさらに少なくすることを探求することを可能にする。一方、本発明によれば、内部構成要素の効果を阻害しないように、光学的封止構造体の内部の空洞への水蒸気の侵入を低減させる。そのため、本発明は、優れた信頼性と耐候性を備えた小型の光学的封止構造体を提供することができる。   In short, according to the present invention, the side edge of the transparent plate, the outer edge of the adhesive layer, and the outer edge of the frame layer do not constitute a plane, and a recess is formed near the adhesive layer. Such a design can increase the adhesion effect of the sealing layer. By increasing the adhesion effect, the present invention makes it possible to explore further reducing the sealing material. On the other hand, according to the present invention, invasion of water vapor into the cavity inside the optical sealing structure is reduced so as not to hinder the effects of the internal components. Therefore, the present invention can provide a small optical sealing structure having excellent reliability and weather resistance.

この明細書は、現時点で最も実際的であり、好ましい実施形態であると思われるものの観点で記載されているけれども、本発明は記載された実施形態に限定されるものではないことを理解されるべきである。一方、添付された特許請求の範囲に含まれる様々な変形や類似の配置をカバーすることを意図しており、特許請求の範囲は、それらの変形や類似の構成を包含するように、最も広く解釈することは許容されるべきである。   While this specification has been described in terms of what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is understood that the invention is not limited to the described embodiment. Should. On the other hand, it is intended to cover various modifications and similar arrangements that fall within the scope of the appended claims, and the claims are broadest to encompass those modifications and similar configurations. Interpretation should be allowed.

この出願は、出願番号６２／３５２，６０８号を有する２０１６年６月２１日付で米国に出願された先の出願、出願番号６２／３５３，１５４号を有する２０１６年６月２２日付で米国に出願された先の出願、及び出願番号２０１７１００６７６５１．６を有する２０１７年２月７日に中国に出願された先の出願に基づく優先権主張を無条件に伴っており、これらの出願の内容は、参考資料としてここに合体される。   This application is a previous application filed in the United States on June 21, 2016 with application number 62 / 352,608, and filed in the United States on June 22, 2016 with application number 62 / 353,154. And prior claims based on earlier applications filed in China on Feb. 7, 2017 with application number 201710067651.6 unconditionally, the contents of these applications are Combined here as a document.

２１ 基板
２１１ （基板の）第１表面
２１２ （基板の）第２表面
２１３ （基板の）側縁
２２ 光学ユニット
２２１ 機能面（検出面）
２３、４３ ワイヤ
２３１、４３１ パッド
２４ スルーホール
２４１ 充填剤
２５ フレーム層
２５１ （フレーム層の）内縁
２５２ （フレーム層の）外縁
２５３ （フレーム層の）上縁
２６ 透明板
２６１ （透明板の）第１表面
２６２ （透明板の）第２表面
２６３、２６３’ （透明板の）側縁
２７、２７’、５７ 封止層
２７１、５７１ （封止層の）内縁
２７２ （封止層の）外縁
２７３、２７３’ （封止層の）上縁
２８ 接着層
２８１ （接着層の）内縁
２８２ （接着層の）外縁
３１ 積層膜
３２ 保護膜
３５ 空洞
６５ スロット
６６ 空間
Ｄ１ フレーム層の高さ
Ｄ２ 接着層の高さ 21 substrate 211 (substrate) first surface 212 (substrate) second surface 213 (substrate) side edge 22 optical unit 221 functional surface (detection surface)
23, 43 Wire 231, 431 Pad 24 Through-hole 241 Filler 25 Frame layer 251 Inner edge 252 (frame layer) Outer edge 253 (Frame layer) Upper edge 26 Transparent plate 261 First (transparent plate) Surface 262 (transparent plate) second surface 263, 263 ′ (transparent plate) side edge 27, 27 ′, 57 sealing layer 271, 571 (sealing layer) inner edge 272 (sealing layer) outer edge 273, 273 'Upper edge (sealing layer) 28 Adhesive layer 281 (Adhesive layer) inner edge 282 (Adhesive layer) outer edge 31 Laminated film 32 Protective film 35 Cavity 65 Slot 66 Space D1 Frame layer height D2 Adhesive layer height The

Claims (11)

第１表面と前記第１表面とは反対側の第２表面を有する基板と；
前記基板の前記第１表面上に形成され、前記基板上の空洞を取り囲むフレーム層と；
前記基板の前記第１表面上に配置され、前記空洞内に実装された光学ユニットと；
前記フレーム層の上縁の一部分の上に形成され、前記フレーム層の上縁の他の部分を露出させる接着層と；
前記接着層の上に取り付けられ、前記光学ユニットの全域に広がり、前記接着層の外縁を越えて広がり、第１表面と前記第１表面とは反対側で、且つ、前記光学ユニットの方を向いた第２表面を有する透明板と；
前記透明板の側縁及び前記接着層の外縁を覆い、前記透明板の前記第２表面及び前記フレーム層の上縁を部分的に覆う封止層と、
を備えたことを特徴とする光学的封止構造体。 A substrate having a first surface and a second surface opposite the first surface;
A frame layer formed on the first surface of the substrate and surrounding a cavity on the substrate;
An optical unit disposed on the first surface of the substrate and mounted in the cavity;
An adhesive layer formed on a portion of the upper edge of the frame layer and exposing the other portion of the upper edge of the frame layer;
Mounted on the adhesive layer, extends across the entire optical unit, extends beyond the outer edge of the adhesive layer, is opposite the first surface and the first surface, and faces the optical unit. A transparent plate having a second surface;
A sealing layer that covers a side edge of the transparent plate and an outer edge of the adhesive layer, and partially covers the second surface of the transparent plate and the upper edge of the frame layer;
An optical sealing structure comprising: 前記封止層の外縁は、前記フレーム層の外縁と一直線に揃えられていることを特徴とする請求項１に記載の光学的封止構造体。   The optical sealing structure according to claim 1, wherein an outer edge of the sealing layer is aligned with an outer edge of the frame layer. 前記封止層は、さらに前記フレーム層の外縁を完全に覆うと共に、前記基板の前記第１表面を部分的に覆い、前記封止層の外縁は、前記基板の側縁と一直線に揃えられていることを特徴とする請求項１に記載の光学的封止構造体。   The sealing layer further completely covers the outer edge of the frame layer and partially covers the first surface of the substrate, and the outer edge of the sealing layer is aligned with the side edge of the substrate. The optical sealing structure according to claim 1, wherein: 前記封止層の上縁は、前記封止層の内縁から俯角を有するように延びており、前記俯角は５度乃至６０度の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光学的封止構造体。   2. The optical device according to claim 1, wherein an upper edge of the sealing layer extends from an inner edge of the sealing layer so as to have a depression angle, and the depression angle is in a range of 5 degrees to 60 degrees. Sealing structure. 前記光学ユニットの電気的に接続された少なくとも１つのワイヤと；
前記少なくとも１つのワイヤと電気的に接続され、前記基板の前記第１表面上又は前記フレーム層の前記上縁の露出された部分に配置された少なくとも１つのパッドと；
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光学的封止構造体。 At least one electrically connected wire of the optical unit;
At least one pad electrically connected to the at least one wire and disposed on the first surface of the substrate or an exposed portion of the upper edge of the frame layer;
The optical sealing structure according to claim 1, further comprising: 前記基板の前記第１表面と前記第２表面を電気的に接続する複数のスルーホールが前記基板中に設けられており、前記基板の前記第１表面上の前記スルーホールの開口は、前記光学ユニット、前記フレーム層又は前記封止層の下に位置しており、前記スルーホールの開口と前記光学ユニット、前記フレーム層又は前記封止層との間に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学的封止構造体。   A plurality of through holes electrically connecting the first surface and the second surface of the substrate are provided in the substrate, and the openings of the through holes on the first surface of the substrate It is located under the unit, the frame layer or the sealing layer, and a protective film is formed between the opening of the through hole and the optical unit, the frame layer or the sealing layer. The optical sealing structure according to claim 1. 前記透明板は階段状に切断された縁を有し、前記封止層は前記透明板の階段状に切断された縁を覆うことを特徴とする請求項１に記載の光学的封止構造体。   2. The optical sealing structure according to claim 1, wherein the transparent plate has an edge cut in a step shape, and the sealing layer covers the edge of the transparent plate cut in a step shape. . 第１表面と前記第１表面とは反対側の第２表面を有する基板と；
前記基板の前記第１表面上に形成され、前記基板上の空洞を取り囲むフレーム層と；
前記基板の前記第１表面上に配置され、前記空洞内に実装された光学ユニットと；
前記光学ユニットに電気的に接続された少なくとも１つのワイヤと；
前記フレーム層の上に取り付けられ、前記空洞を覆う透明板と；
前記透明板の側縁及び前記フレーム層の外縁を覆う封止層と；
を含む光学的封止構造体であって、
前記基板の前記第１表面と前記第２表面とを接続する複数のスルーホールが前記基板中に設けられ、前記基板の前記第１表面上の前記スルーホールの開口は、前記光学ユニット、前記フレーム層又は前記封止層の下に位置し、保護フィルムが、前記スルーホールの開口と前記光学ユニット、前記フレーム層又は前記封止層との間に形成され、前記ワイヤは前記スルーホールと電気的に接続されていることを特徴とする光学的封止構造体。 A substrate having a first surface and a second surface opposite the first surface;
A frame layer formed on the first surface of the substrate and surrounding a cavity on the substrate;
An optical unit disposed on the first surface of the substrate and mounted in the cavity;
At least one wire electrically connected to the optical unit;
A transparent plate mounted on the frame layer and covering the cavity;
A sealing layer covering a side edge of the transparent plate and an outer edge of the frame layer;
An optical sealing structure comprising:
A plurality of through holes connecting the first surface and the second surface of the substrate are provided in the substrate, and the openings of the through holes on the first surface of the substrate are formed by the optical unit and the frame. A protective film is formed between the opening of the through hole and the optical unit, the frame layer or the sealing layer, and the wire is electrically connected to the through hole. An optical sealing structure characterized in that the optical sealing structure is connected to. 前記保護膜ははんだマスクであることを特徴とする請求項８に記載の光学的封止構造体。   The optical sealing structure according to claim 8, wherein the protective film is a solder mask. 前記スルーホールは、導電性材料、はんだマスク又は樹脂で充填されていることを特徴とする請求項８に記載の光学的封止構造体。   The optical sealing structure according to claim 8, wherein the through hole is filled with a conductive material, a solder mask, or a resin. 前記透明板と前記フレーム層の間に形成された接着層をさらに備え、前記透明板は前記接着層も外縁を越えて広がっていることを特徴とする請求項８に記載の光学的封止構造体。   The optical sealing structure according to claim 8, further comprising an adhesive layer formed between the transparent plate and the frame layer, wherein the transparent plate also extends beyond the outer edge of the transparent layer. body.
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