JP3078010B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP3078010B2 JP02340334A JP34033490A JP3078010B2 JP 3078010 B2 JP3078010 B2 JP 3078010B2 JP 02340334 A JP02340334 A JP 02340334A JP 34033490 A JP34033490 A JP 34033490A JP 3078010 B2 JP3078010 B2 JP 3078010B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、ビデオカメラ,電子スチルカメラ及び体腔
内監視装置等の電子映像器に用いられる固体撮像装置に
係わり、特に樹脂封止パッケージした固体撮像装置に関
する。
Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to a solid-state imaging device used for an electronic image device such as a video camera, an electronic still camera, and a body cavity monitoring device. The present invention relates to a solid-state imaging device in a sealed package.

(従来の技術) 近年、CCDを用いた固体撮像装置においては、特開昭6
2−318665号公報や特開平1−90618号公報等に見られる
ように、フェースダウン実装方式による樹脂封止パッケ
ージが提案されている。また、ワイヤボンディングした
固体撮像素子チップ上に、封止樹脂を用いてガラスを張
り付ける構成の樹脂封止パッケージも、一部実用化され
ている。これらの方法の特徴は、固体撮像素子チップの
画素エリア上にも、光透過性の樹脂を配置していること
にある。
(Prior Art) In recent years, a solid-state imaging device using a CCD has been disclosed in
As disclosed in JP-A-2-318665 and JP-A-1-90618, a resin-sealed package using a face-down mounting method has been proposed. In addition, a resin-sealed package in which glass is stuck on a solid-state image sensor chip to which wire bonding has been performed using a sealing resin has been partially put to practical use. A feature of these methods is that a light-transmitting resin is also arranged on the pixel area of the solid-state imaging device chip.

一方、固体撮像装置の感度を増加させるための手段と
して、特開昭59−68967号公報に見られるように、画素
毎にレンズを形成して集光する方法が提案されている。
この方法では、感光画素上に透明有機層を堆積し、フォ
トリソグラフィ技術によって任意の画素上のみ透明有機
層を残存させる。そして、透明有機残存層を熱処理によ
り半凸レンズ型にして、集光機能を持たせている。
On the other hand, as a means for increasing the sensitivity of a solid-state imaging device, a method of forming a lens for each pixel and condensing light has been proposed as disclosed in JP-A-59-68967.
In this method, a transparent organic layer is deposited on a photosensitive pixel, and the transparent organic layer is left only on an arbitrary pixel by a photolithography technique. Then, the transparent organic residual layer is formed into a semi-convex lens shape by heat treatment to have a light collecting function.

しかしながら、レンズを設けた固体撮像装置に前述し
た樹脂封止パッケージの技術を適用すると、次のような
問題が発生する。即ち、樹脂封止を行うと、画素エリア
上にも樹脂が存在してしまい、レンズ効果そのものが減
少する不具合を生じる。レンズの効果は、透明有機層と
不活性ガス、若しくは空気との屈折率の違いから発揮さ
れるが、封止樹脂の屈折率は透明有機層のそれと近いた
め、レンズの効果が期待できなくなるのである。
However, when the above-described resin-sealed package technology is applied to a solid-state imaging device provided with a lens, the following problem occurs. That is, when resin sealing is performed, the resin also exists on the pixel area, which causes a problem that the lens effect itself decreases. The effect of the lens is exhibited by the difference in the refractive index between the transparent organic layer and the inert gas or air, but since the refractive index of the sealing resin is close to that of the transparent organic layer, the effect of the lens cannot be expected. is there.

また、封止樹脂そのものも透過率が100%ではないた
め、樹脂がない場合と比較した時、感度の低下は避けら
れないし、樹脂中に気泡やごみが混入して画像に影響す
る可能性もある。
Also, since the transmittance of the sealing resin itself is not 100%, a decrease in sensitivity is inevitable when compared to the case without resin, and there is a possibility that bubbles and dust may be mixed in the resin and affect the image. is there.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、画素毎にレンズを備えた固体撮像装
置においては、低コスト化,小型化が可能な樹脂封止パ
ッケージを実現しようとすると、画素エリアに封止樹脂
が流入することによりレンズ効果がなくなり、感度の低
下を招くという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventionally, in a solid-state imaging device having a lens for each pixel, if a resin-sealed package that can be reduced in cost and reduced in size is to be realized, the pixel area is sealed. There is a problem that the lens effect is lost due to the inflow of the sealing resin, resulting in a decrease in sensitivity.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、画素上に封止樹脂が流入するのを
防止することができ、レンズ効果を残存させ、高感度、
低コストで小型な固体撮像装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent the sealing resin from flowing onto the pixel, to leave the lens effect, and to achieve high sensitivity,
An object of the present invention is to provide a small-sized solid-state imaging device at low cost.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、光透過性基板上に設ける導体パター
ンに封止樹脂の侵入を防止するダム材の機能を持たせる
ことにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to provide a conductor pattern provided on a light-transmitting substrate with a function of a dam member for preventing invasion of a sealing resin.

即ち本発明は、一主面に導体パターンが設けられた光
透過性基板と、この基板の導体パターンが形成された面
に受光面が取り付けられる固体撮像素子チップと、固体
撮像素子チップの画素エリアの周囲外側に、光透過性基
板と固体撮像素子リップとの隙間を埋めるように充填さ
れた封止用樹脂とを具備した固体撮像装置において、前
記光透過性基板上の導体パターンを、前記画素エリアの
周囲外側に沿う領域で、隣接するパターン間が所定距離
以下となるように、一部を画素エリアの周囲に沿って形
成するようにしたものである。
That is, the present invention provides a light-transmitting substrate having a conductor pattern provided on one principal surface, a solid-state imaging device chip having a light-receiving surface attached to a surface of the substrate on which the conductor pattern is formed, and a pixel area of the solid-state imaging device chip. A solid-state imaging device comprising a sealing resin filled so as to fill a gap between the light-transmitting substrate and the solid-state imaging device lip, a conductive pattern on the light-transmitting substrate, A part is formed along the periphery of the pixel area so that the distance between adjacent patterns is equal to or less than a predetermined distance in a region along the periphery of the area.

また、本発明の望ましい実施態様としては、固体撮像
素子チップの画素エリアの周囲外周に沿って全周囲の60
%以上に導体パターンが形成されていること、画素エリ
アの周囲外周に沿って連続して導体パターンが形成され
ない長さは最大で0.5mm以下であること、導体パターン
の厚みが光透過性基板表面から固体撮像素子チップの表
面までの距離の10%以上であること、等があげられる。
Further, as a preferred embodiment of the present invention, the entire periphery of the solid-state imaging device chip is formed along the periphery of the pixel area.
% Of the conductor pattern is not more than 0.5 mm, the conductor pattern is not formed continuously along the periphery of the pixel area, and the thickness of the conductor pattern is less than 0.5 mm. 10% or more of the distance from the surface to the surface of the solid-state imaging device chip.

(作用) 本発明によれば、ガラス等の光透過性基板上に厚膜配
線等の導体パターンを形成する際に、同じ工程で画素エ
リアへの樹脂流入を防ぐダムを構成できる。このため、
特に複雑な工程を加えることなく、また部品点数を増す
こともなく、画素上に設けられた透明有機層のレンズ上
に空気若しくは不活性ガスの層を簡単に作ることができ
る。従って、低コスト化、小型化が可能な樹脂封止パッ
ケージでありながら、同時に簡単な構成で高感度化を達
成できる。
(Operation) According to the present invention, when a conductor pattern such as a thick-film wiring is formed on a light-transmitting substrate such as glass, a dam can be configured to prevent resin from flowing into the pixel area in the same step. For this reason,
A layer of air or an inert gas can be easily formed on a transparent organic layer lens provided on a pixel without adding a particularly complicated process and without increasing the number of components. Therefore, high sensitivity can be achieved with a simple configuration at the same time, while being a resin-sealed package that can be reduced in cost and reduced in size.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。
(Examples) Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the illustrated examples.

第1図は本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の概
略構成を示す平面図、第2図は第1図の矢視A−A断面
図、第3図は第1図の矢視B−B断面拡大図である。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. It is a B section enlarged view.

図中2はチップキャリアとしての基板であり、この基
板2は光学的に透明で半導体に影響を及ぼさない無アル
カリガラスから形成されている。ガラス基板2の下面に
は、固体撮像素子チップ1と図示しない外部回路とを電
気的に接続するための電極パターン(導体パターン)5
が形成されている。この電極パターン5は、ガラス基板
2の表面に金の厚膜ペーストを印刷,焼成したもので、
その厚みは約0.01mmで、固体撮像素子チップ1上の受光
エリア3を取り囲むように形成したものである。
In the figure, reference numeral 2 denotes a substrate as a chip carrier, and this substrate 2 is made of non-alkali glass which is optically transparent and does not affect a semiconductor. An electrode pattern (conductor pattern) 5 for electrically connecting the solid-state imaging device chip 1 to an external circuit (not shown) is provided on the lower surface of the glass substrate 2.
Are formed. The electrode pattern 5 is obtained by printing and firing a gold thick film paste on the surface of the glass substrate 2.
It has a thickness of about 0.01 mm and is formed so as to surround the light receiving area 3 on the solid-state imaging device chip 1.

具体的には、電極パターンの最も外側の部分を延長
し、受光エリア3の周囲外側に沿って形成する。このと
き、上記延長するパターンを電源線又は接地線とすれ
ば、該パターンによるシールド効果を持たせてノイズの
低減をはかることが可能となる。また、最外側でないパ
ターンであっても隣接するパターン間が比較的長い部分
(表面張力による樹脂の流入を防止できない長さ)で
は、一方のパターンを延長して他方のパターンに近付け
る。
Specifically, the outermost portion of the electrode pattern is extended and formed along the outer periphery of the light receiving area 3. At this time, if the extending pattern is a power supply line or a ground line, it is possible to reduce noise by providing a shielding effect by the pattern. In addition, even in the case of a pattern that is not the outermost pattern, in a portion where the distance between adjacent patterns is relatively long (a length in which the inflow of resin due to surface tension cannot be prevented), one pattern is extended to approach the other pattern.

電極パターン5のインナーリード、即ち固体撮像素子
チップ1の電極パッドに接触する部分にはバンプ4が形
成されており、固体撮像素子チップ1はバンプ4を介し
て電極パターン5と電気的に接続されている。
A bump 4 is formed on a portion of the electrode pattern 5 which is in contact with an inner lead, that is, an electrode pad of the solid-state imaging device chip 1, and the solid-state imaging device chip 1 is electrically connected to the electrode pattern 5 via the bump 4. ing.

また、固体撮像素子チップ1とガラス基板2との間に
は封止用樹脂6が充填されている。この封止用樹脂6
は、固体撮像素子チップ1とガラス基板2とを接続後、
毛細管現象を利用して充填したもので、固体撮像素子チ
ップ1の周囲にポッティングすることにより自然に充填
される。
The space between the solid-state imaging device chip 1 and the glass substrate 2 is filled with a sealing resin 6. This sealing resin 6
After connecting the solid-state imaging device chip 1 and the glass substrate 2,
It is filled by utilizing the capillary phenomenon, and is naturally filled by potting around the solid-state imaging device chip 1.

このとき、バンプ4が存在する部分は樹脂がせき止め
られる。さらに、バンプとバンプとの間(最大0.5mm)
及び第3図に示すような厚膜配線が存在する部分では表
面張力により樹脂の浸透を阻んでいる。これにより、受
光エリア3とガラス基板2の間には空隙が保たれるもの
となっている。
At this time, the resin where the bumps 4 are present is dammed. In addition, between bumps (up to 0.5mm)
Also, in the portion where the thick film wiring exists as shown in FIG. 3, the penetration of the resin is prevented by the surface tension. Thereby, a gap is maintained between the light receiving area 3 and the glass substrate 2.

ところでCCD等の固体撮像素子にあっては、感度を増
加させるために第4図に示すように個々の画素上に透明
有機層からなるレンズを形成し、集光効率を高める方法
が採用されている。なお、第4図は固体撮像素子チップ
1の1画素構成を示し、図中8はp基板、9はn層(フ
ォトダイオード)、10はn層(CCDチャネル)、11はp
層(チャネルストッパ)、12はゲート電極、13は透明有
機層、7は集光レンズを示している。
Meanwhile, in a solid-state imaging device such as a CCD, a method of forming a lens made of a transparent organic layer on each pixel as shown in FIG. I have. FIG. 4 shows one pixel configuration of the solid-state imaging device chip 1, in which 8 is a p-substrate, 9 is an n-layer (photodiode), 10 is an n-layer (CCD channel), and 11 is a p-channel.
Layer (channel stopper), 12 is a gate electrode, 13 is a transparent organic layer, and 7 is a condenser lens.

このような固体撮像素子チップでは、画素エリア内に
封止用樹脂が浸透すると、レンズ効果そのものが減少し
てしまう。即ち、レンズ効果はレンズを構成する透明有
機層と不活性ガス若しくは空気との屈折率の差から現れ
るが、封止樹脂の屈折率は透明有機層のそれと極めて近
いため、樹脂が侵入するとレンズの効果は殆ど期待でき
ない。
In such a solid-state imaging device chip, when the sealing resin penetrates into the pixel area, the lens effect itself decreases. That is, the lens effect appears from the difference in the refractive index between the transparent organic layer constituting the lens and the inert gas or air. However, the refractive index of the sealing resin is very close to that of the transparent organic layer, so that if the resin enters, the lens will be damaged. Little effect can be expected.

これに対して本実施例のように、厚膜による電極パタ
ーン5を受光エリア3を取り巻くように形成すれば、そ
れがダムの役目を果たし、受光エリア3への封止用樹脂
6の侵入を防ぐため、レンズ効果がなくなり感度低下を
引き起こす等の不具合を避けることができる。しかも、
このダムの形成は電極パターン5の形成と同時に行われ
るため、部材も工程数も増えることはない。従って、高
感度で低コスト、小型の固体撮像装置を実現することが
できる。
On the other hand, when the electrode pattern 5 of a thick film is formed so as to surround the light receiving area 3 as in the present embodiment, it serves as a dam, and prevents the sealing resin 6 from entering the light receiving area 3. To prevent this, it is possible to avoid problems such as loss of the lens effect and reduction in sensitivity. Moreover,
Since the dam is formed simultaneously with the formation of the electrode pattern 5, the number of members and the number of steps do not increase. Therefore, a high-sensitivity, low-cost, small-sized solid-state imaging device can be realized.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。実施例のように、固体撮像素子チップ1の受光エ
リア3の周囲外側に電極パターン5を配置したとして
も、角部においては樹脂6が侵入し易く、第5図(a)
に示すように、角部において受光エリア3まで樹脂6aが
侵入する虞れがある。これは、角部においては樹脂6が
1方向からだけでなく、2方向から侵入しようとするた
めである。
The present invention is not limited to the embodiments described above. Even if the electrode pattern 5 is arranged around the light receiving area 3 of the solid-state imaging device chip 1 as in the embodiment, the resin 6 easily penetrates at the corners, and FIG.
As shown in (2), there is a possibility that the resin 6a may enter the light receiving area 3 at the corner. This is because the resin 6 attempts to enter the corner from not only one direction but also two directions.

そこで、第5図(b)に示すように、角部における電
極パターン5を外側に膨らませるようにする。この場
合、たとえ電極パターン5を通り越して樹脂6の侵入が
あっても、受光エリア3まで樹脂6aが侵入する可能性を
少なくすることができる。従って、より信頼性の高い固
体撮像装置を実現することが可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 5 (b), the electrode pattern 5 at the corner is expanded outward. In this case, even if the resin 6 penetrates past the electrode pattern 5, the possibility that the resin 6 a penetrates to the light receiving area 3 can be reduced. Therefore, a more reliable solid-state imaging device can be realized.

また、封止樹脂の受光エリアへの侵入を防止するため
の条件は、封止樹脂の粘性,その他により変わるため一
該には規定できないのが、望ましくは次のような条件を
選択すればよい。即ち、固体撮像素子チップの画素エ
リアの周囲外周に沿って、全周囲の60%以上の導体パタ
ーンが形成されていること、画素エリアの周囲外周に
沿って連続して導体パターンが形成されない長さは最大
で0.5mm以下であること、導体パターンの厚みが光透
過性基板表面から固体撮像素子チップの表面までの距離
の10%以上であること。
Also, the condition for preventing the sealing resin from entering the light receiving area varies depending on the viscosity of the sealing resin and the like, and cannot be specified. However, it is preferable to select the following condition. . That is, a conductor pattern of 60% or more of the entire periphery is formed along the periphery of the pixel area of the solid-state imaging device chip, and the length of the conductor pattern is not formed continuously along the periphery of the pixel area. Is 0.5 mm or less at maximum, and the thickness of the conductor pattern is 10% or more of the distance from the surface of the light-transmitting substrate to the surface of the solid-state imaging device chip.

また、実施例では導体パターンには金の厚膜を用いた
が、材質は金に限らないし、必ずしも印刷,焼付け等に
よって形成されなくてもよい。さらに、光透過性基板も
実施例ではガラスが用いられているが、それに限定され
るものではなく、可視光領域で透明であれば樹脂でもよ
い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。
Further, in the embodiment, a thick film of gold is used for the conductor pattern, but the material is not limited to gold and may not necessarily be formed by printing, baking, or the like. Further, although the glass is used in the embodiment for the light-transmitting substrate, the present invention is not limited thereto, and a resin may be used as long as it is transparent in a visible light region. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、光透過性基板上
に設ける導体パターンを固体撮像素子チップの画素エリ
アの周囲外周を囲むように形成し、該パターンに封止樹
脂の侵入を防止するダム材の機能を持たせることによ
り、画素エリア上に封止樹脂が流入するのを防止するこ
とができ、レンズ効果を残存させ、高感度、低コストで
小型な固体撮像装置を実現することが可能となる。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, a conductor pattern provided on a light-transmitting substrate is formed so as to surround a periphery of a pixel area of a solid-state imaging device chip, and the pattern is formed of a sealing resin. With the function of a dam material to prevent the intrusion of liquid crystal, it is possible to prevent the sealing resin from flowing into the pixel area, to maintain the lens effect, and to realize a small, high-sensitivity, low-cost solid-state imaging device. Can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の概略
構成を示す平面図、第2図は第1図の矢視A−A断面
図、第3図は第1図の矢視B−B断面図、第4図は固体
撮像素子の1画素構成を拡大して示す断面図、第5図は
本発明の変形例を説明するための平面図である。 1……固体撮像素子チップ、 2……ガラス基板(光透過性基板)、 3……受光エリア(画素エリア)、 4……バンプ、 5……電極パターン(導体パターン)、 6……封止樹脂、 7……集光レンズ、 8……p基板、 9……n層(フォトダイオード)、 10……n層(CCDチャネル)、 12……ゲート電極。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing, on an enlarged scale, one pixel configuration of the solid-state imaging device, and FIG. 5 is a plan view for explaining a modification of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor chip, 2 ... Glass substrate (light transmission substrate), 3 ... Light receiving area (pixel area), 4 ... Bump, 5 ... Electrode pattern (conductor pattern), 6 ... Sealing Resin, 7: Condensing lens, 8: p-substrate, 9: n-layer (photodiode), 10: n-layer (CCD channel), 12: gate electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−174160(JP,A) 特開 昭55−165078(JP,A) 特開 平1−277068(JP,A) 特開 平2−270374(JP,A) 特開 昭63−274162(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14 H01L 23/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-174160 (JP, A) JP-A-55-165078 (JP, A) JP-A-1-277068 (JP, A) JP-A-2- 270374 (JP, A) JP-A-63-274162 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/14 H01L 23/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一主面に導体パターンが設けられた光透過
性基板と、この基板の導体パターンが形成された面に受
光面が取り付けられる固体撮像素子チップと、固体撮像
素子チップの画素エリアの周囲外側に、光透過性基板と
固体撮像素子チップとの隙間を埋めるように充填された
封止用樹脂とを具備した固体撮像装置において、 前記光透過性基板上の導体パターンは、前記画素エリア
の周囲外側に沿う領域で、隣接するパターン間が前記封
止用樹脂の画素エリア内への流入を表面張力により防止
できる距離となるように、一部が画素エリアの周囲に沿
って形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
1. A light-transmitting substrate having a conductor pattern provided on one principal surface thereof, a solid-state image sensor chip having a light-receiving surface attached to a surface of the substrate on which the conductor pattern is formed, and a pixel area of the solid-state image sensor chip. A solid-state imaging device having a sealing resin filled so as to fill a gap between the light-transmitting substrate and the solid-state imaging element chip, a conductor pattern on the light-transmitting substrate, In a region along the outer periphery of the area, a part is formed along the periphery of the pixel area so that a distance between adjacent patterns is such that the sealing resin can be prevented from flowing into the pixel area by surface tension. A solid-state imaging device.
【請求項2】前記画素エリアの周囲に沿って形成された
導体パターンは、前記画素エリアの角部における画素エ
リアの周囲からの距離が他の部位における画素エリアの
周囲からの距離よりも長くなるように、前記画素エリア
の角部において外側に膨らませて形成されていることを
特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
2. A conductor pattern formed along the periphery of the pixel area, wherein a distance from a periphery of the pixel area at a corner of the pixel area is longer than a distance from a periphery of the pixel area at another portion. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is formed so as to expand outward at a corner of the pixel area.
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