JP3187222U - 拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ - Google Patents

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Abstract

【課題】結像品質を改善する拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを提供する。
【解決手段】基板10、チップ20、上蓋30および封止樹脂体40から構成される。チップは、基板に接合され、上蓋プラスチック薄板31は、チップ上に接着される。透明蓋体32は、プラスチック薄板31に接合され、チップの感光領域221の上方を被覆して気室33を形成する。封止樹脂体40は、基板上に配置され、チップおよび上蓋の四周を被覆する。プラスチック薄板31の厚さにより、透明蓋体とチップとの間の距離が増大することにより、気室33空間が拡大する。これにより、光線が多重屈折および反射することによるゴースト画像の発生を防止し、撮像効果を改善することができる。
【選択図】図1

Description

本考案は、撮像素子パッケージに関し、特に、撮像効果を改善するために応用される拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージに関する。
科学技術の進歩に伴い、各メーカーは、ユーザの要請に応じて映像マルチメディア製品の機能を向上することを努力目標としている。撮像素子は、これらの電子製品にとって、重要な素子である。撮像素子は、光信号を受信し、光信号を電気信号に変換する。その後、外部装置により、この電気信号が分析される。撮像素子は、電子製品の内部に配置され、撮影などの機能を提供する。
従来の撮像素子パッケージ(Image sensor package)は、主に、撮像素子チップ(Sensor chip)が基板上に配置され、ボンディングワイヤを介して撮像素子チップと基板とが電気的に接続される。その後、透明蓋体(例えば、ガラス)が撮像素子チップの上方に配置される。これにより、光線が透明蓋体を透過し、撮像素子チップにより、撮像が行われる。封止が完了した後の撮像素子は、システムメーカーに供給され、プリント基板などの外部装置に配置される。その後、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視装置、携帯電話、車用撮像素子モジュールなどの各種電子製品に応用される。
撮像素子は、大量生産が可能であるという特徴を有する必要がある以外に、撮像効果に優れることも非常に重要である。従来技術においては、撮像素子の大きさを縮小するために、透明蓋体が撮像素子チップ上に略直接貼合される。このため、透明蓋体と撮像素子チップとの間の距離は、非常に短い。従って、光線が透明蓋体から撮像素子チップ上の感光領域に入射したとき、容易に多重屈折および反射が発生し、結像品質が劣化し、ゴースト画像(ghost image)が発生する。
特開2003−218333号公報 特開昭58−34681号公報
本考案の第1の目的は、透明蓋体とチップとの間にプラスチック薄板が配置されることにより、透明蓋体とチップとの間の距離が増大され、これにより、撮像素子パッケージの結像品質を改善することができる拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを提供することにある。
本考案の第2の目的は、射出成形により、透明蓋体とプラスチック薄板とが接合されるため、製造工程を簡単にすることができる拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを提供することにある。
本考案の第3の目的は、透明蓋体の上表面の周縁が封止樹脂体により被覆されることにより、水分がチップに浸入する経路が延長されるため、水分により、撮像素子パッケージの撮像効果が影響を受けるのを防止することができる、拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを提供することにある。
上述の課題を解決するために、本考案の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージは、
複数の第1の導電接点が形成される第1の表面と、第2の表面と、を含む基板と、
第1の表面上に接合される第3の表面と、感光領域を含む第4の表面と、感光領域の周囲に配置され、複数の第1の導電接点に電気的に接続される複数の第2の導電接点と、を含むチップと、
第4の表面上に接着されるプラスチック薄板と、プラスチック薄板に接合され、感光領域を被覆することにより、気室を形成する透明蓋体と、を含む上蓋と、
基板上に配置され、チップおよび上蓋の四周を被覆する封止樹脂体と、を備える。
本考案を実施することにより、下記の効果が達成される。
1.気室空間が拡大される上、透明蓋体とチップとの間の距離も増大されることにより、撮像素子パッケージの結像品質を改善することができる。
2.射出成形により、透明蓋体とプラスチック薄板とが接合されるため、製造工程を簡単にすることができ、製造コストを低減することができる。
3.透明蓋体の上表面の周縁が封止樹脂体により被覆されることにより、水分がチップに浸入する経路が延長されるため、水分により、撮像素子パッケージの撮像効果が影響を受けるのを防止することができる。
本考案の第1実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。 本考案の第2実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。 本考案の上蓋の第1実施形態を示す斜視図である。 図3の線A−Aに沿った断面図である。 本考案の第3実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。 本考案の第4実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。 図6の平面図である。 本考案の上蓋の第2実施形態を示す斜視図である。 図8の線B−Bに沿った断面図である。 本考案の上蓋を示す分解断面図である。 本考案の基板の第2の表面に配置される半田パッドの第1実施形態を示す底面図である。 本考案の基板の第2の表面に配置される半田パッドの第2実施形態を示す底面図である。
当該技術に熟知する者が本考案の技術内容、目的および長所を簡単に理解できるように、本考案の実施方式を図面に沿って詳細に説明する。
図1は、本考案の第1実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図2は、本考案の第2実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図3は、本考案の上蓋30の第1実施形態を示す斜視図である。図4は、図3の線A−Aに沿った断面図である。図5は、本考案の第3実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図6は、本考案の第4実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図7は、図6の上面図である。図8は、本考案の上蓋30’の第2実施形態を示す斜視図である。図9は、図8の線B−Bに沿った断面図である。図10は、本考案の上蓋30’を示す分解断面図である。図11は、本考案の基板10の第2の表面12に配置される半田パッド122の第1実施形態を示す底面図である。図12は、本考案の基板10の第2の表面12に配置される半田パッド122の第2実施形態を示す底面図である。
(第1実施形態)
図1を参照する。図1に示すように、本考案の第1実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージは、基板10、チップ20、上蓋30および封止樹脂体40を含む。
図1に示すように、基板10は、一般の撮像素子パッケージに使用される基板10であり、例えば、回路基板とすることができる。基板10は、第1の表面11および第2の表面12を有する。第1の表面11は、基板10の上表面であり、第2の表面12は、基板10の下表面である。基板10の第1の表面11には、複数の第1の導電接点111が形成される。第2の表面12には、複数の半田ボール121(solder ball)が配置される。基板10には、回路構造が設けられて、その回路構造を介して第1の導電接点111と半田ボール121とは、電気的に接続される。また、撮像素子パッケージは、半田ボール121を介し、他の回路装置に電気的に接続される。
チップ20は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像チップまたはCCD(Charged Couple Device)であって、光線を検出する。チップ20は、第3の表面21および第4の表面22を有する。第3の表面21は、チップ20の下表面であり、第4の表面22は、チップ20の上表面である。チップ20の第3の表面21は、基板10の第1の表面11に接合される。即ち、チップ20は、基板10の第1の表面11上に配置される。また、チップ20は、接着剤80により、基板10の第1の表面11上に接着してもよい。
また、チップ20の第4の表面22は、感光領域221および複数の第2の導電接点222を有する。感光領域221は、複数の感光素子から構成される。第2の導電接点222は、感光領域221の周囲に配置され、感光素子に電気的に接続される。ボンディングワイヤ23を介し、チップ20上の第2の導電接点222と、基板10上の第1の導電接点111と、が電気的に接続されることにより、感光素子は、半田ボール121に間接的に電気的に接続される。
図3および図4を参照する。図3および図4に示すように、上蓋30は、プラスチック薄板31および透明蓋体32を備える。プラスチック薄板31の材料は、液晶ポリエステル(Liquid Crystal Polyester:LCP)または耐熱プラスチック材料であるため、操作および環境による高熱に対する耐熱性を有する。
図3に示すように、プラスチック薄板31は、筐体とすることができる。また、プラスチック薄板31の中央には、光線が通過するための開口311が設けられる。図4に示すように、プラスチック薄板31は、第5の表面312および第6の表面313を有する。透明蓋体32は、第7の表面321および第8の表面322を有する。第1の接着剤50(例えば、エポキシ樹脂)により、プラスチップ薄板31の第5の表面312が透明蓋体32の第7の表面321に接着されることにより、透明蓋体32は、プラスチック薄板31の開口311を完全に被覆する。即ち、第1の接着剤50を利用することにより、透明蓋体32は、プラスチック薄板31上に接着され、透明蓋体32の周縁端部がプラスチック薄板31の外部に突出する。また、プラスチック薄板31は、射出成形(Injection Molding)により、透明蓋体32に接合してもよい。
図1を参照する。図1に示すように、第2の接着剤60(例えば、エポキシ樹脂)を用いることにより、プラスチック薄板31の第6の表面313をチップ20の第4の表面22上に接着する。また、第2の接着剤60は、チップ20の感光領域221と第2の導電接点222との間に配置する必要があるが、感光領域221を被覆してはならない。従って、光線は、透明蓋体32を通過した後、プラスチック薄板31の開口311を通過し、チップ20の感光領域221に入射する。また、第2の接着剤60は、感光領域221の周囲に塗布され、塗布される形状は、プラスチック薄板31の形状に整合する。このため、プラスチック薄板31は、チップ20の第4の表面22上に確実に接着され、透明蓋体32とプラスチック薄板31とチップ20との間に気室33(air cavity)が形成される。
プラスチック薄板31は、所定の厚さを有するため、プラスチック薄板31の厚さを利用することにより、透明蓋体32を持ち上げ、チップ20と透明蓋体32との間に持ち上げられたストッパ壁が形成される。また、透明蓋体32とチップ20の感光領域221との間にも所定の距離が形成されるため、気室33空間が拡大される。気室33空間が拡大され、透明蓋体32とチップ20との間の距離も増大されるため、撮像効果を改善することができ、従来の撮像素子パッケージのように、透明蓋体32とチップ20との間の距離が短すぎることにより、光線が多重屈折および反射し、ゴースト画像(Ghost Image)が発生することがない。
封止樹脂体40は、基板10上に塗布または成形され、チップ20、プラスチック薄板31および透明蓋体32の周囲を被覆し、ボンディングワイヤ23を内部に完全に封止する。これにより、撮像素子パッケージの封止が完了する。封止樹脂体40は、ディスペンサによる塗布(dispensing)または金型成形により、基板10上に配置されるが、これらの方法に限定されない。
(第2実施形態)
図2を参照する。図2は、本考案の第2実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図2に示すように、封止樹脂体40は、透明蓋体32の第8の表面322の周縁を被覆してもよい。透明蓋体32の上表面の四周が封止樹脂体40により被覆されることにより、水分がチップ20に浸入する経路が延長されるため、水分が撮像素子パッケージの撮像効果に影響を与えるのを防止する。
また、封止樹脂体40は、液状化合物(Liquid compound)またはモールドコンパウンド(Mold Compound)とすることができる。
(第3実施形態)
図5を参照する。図5は、本考案の第3実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図5に示すように、撮像素子パッケージの上蓋30’は、さらに他の実施形態により実施することができる。図8および図9を参照する。図8および図9に示すように、上蓋30’は、第1実施形態および第2実施形態と同様に、透明蓋体32を備える。また、予め、射出成形により、透明蓋体32の外周をプラスチック薄板31’により被覆してもよい。プラスチック薄板31’の材料は、耐熱プラスチック材料または液晶ポリエステル(Liquid Crystal Polyester:LCP)とする。
図9および図10を参照する。図9および図10に示すように、プラスチック薄板31’は、第1の板体314、第2の板体315および第3の板体316からなる。第1の板体314および第3の板体316の中央には、第1実施形態および第2実施形態と同様に、開口311’が形成される。第2の板体315は、第1の板体314の四周の辺縁から垂直に延伸されたものであり、第2の板体315により、第1の板体314上に突出端部が形成される。第3の板体316は、第2の板体315の突出端部から水平方向に中央に延伸したものであり、第1の板体314と平行である。第1の板体314と第2の板体315と第3の板体316との間には、凹溝317が形成される。
図9および図10に示すように、透明蓋体32の周縁端部は、凹溝317内に接合される。透明蓋体32の側面323、第7の表面321の四周周縁および第8の表面322の四周周縁は、全て、プラスチック薄板31’により被覆される。透明蓋体32の四周がプラスチック薄板31’に被覆されるため、透明蓋体32の第8の表面322に第3の板体316が増設された構造となる。これにより、水分がチップ20に浸入する経路が延長され、水分が撮像素子パッケージの撮像効果に影響を与えるのを防止することができ、撮像素子パッケージの信頼性が向上する。
図5を参照する。図5に示すように、第1の板体314は、第3の接着剤70により、チップ20の第4の表面22に接着される。第3の接着剤70は、第1実施形態および第2実施形態と同様に、チップ20の感光領域221と第2の導電接点222との間に配置され、感光領域221を被覆してはならず、感光領域221が遮蔽されて感光領域221が光線を検出する機能が影響を受けるのを防止する。また、第3の接着剤70は、感光領域221の周囲に塗布され、塗布される形状は、第1の板体314の底面の形状に整合するため、プラスチック薄板31’をチップ20の第4の表面22上に確実に接着することができ、感光領域221をプラスチック薄板31’と透明蓋体32とによって形成される気室33の内部に密封することができる。
透明蓋体32と第3の接着剤70との間の第1の板体314は、所定の厚さを有するため、第1の板体314の厚さにより、透明蓋体32を持ち上げ、チップ20と透明蓋体32との間に持ち上げられたストッパ壁が形成される。また、透明蓋体32とチップ20の感光領域221との間にも所定の距離が形成されるため、気室33空間が拡大される。気室33空間が拡大され、透明蓋体32とチップ20との間の距離も増大されるため、撮像効果を改善することができ、従来の撮像素子パッケージのように、透明蓋体32とチップ20との間の距離が短すぎることにより、光線が多重屈折および反射し、ゴースト画像が発生することがない。
(第4実施形態)
図6および図7を参照する。図6は、本考案の第4実施形態による拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージを示す断面図である。図7は、図6の平面図である。図6および図7に示すように、プラスチック薄板31’の第3の板体316の上面辺縁には、ダム90(dam)(図7を参照)が配置される。封止樹脂体40を基板10上に金型成形するとき、ダム90が金型の内表面に当接されてストッパ壁(図示せず)が形成される。封止樹脂体40を金型のキャビティ内に注入したとき、ダム90により、封止樹脂体40は、透明蓋体32の外部に阻止されるため、透明蓋体32の第8の表面322上の中央領域に流れ込まない。また、金型は、ダム90上を直接押圧し、上蓋30’の第3の板体316に接触しないため、上蓋30’が破損するのを防止することができる。
また、金型成形により、撮像素子パッケージを封止するときに使用される封止樹脂体40は、モールドコンパウンド(Mold Compound)であるため、コストが液状化合物よりも低い。これにより、材料コストを大幅に低減することができる。また、トランスファー成形(Transfer Molding)によって封止樹脂体40を金型成形することができるため、製造工程のサイクルタイム(Cycle Time)を大幅に短縮し、単位時間当たりの生産数(throughput)を増加させることができ、間接的にコストを低減することができる。
図11および図12を参照する。図11および図12に示すように、基板10の第2の表面12には、半田ボール121を配置することができる以外に、半田パッド122を配置してもよい。半田パッド122は、基板10の内部の回路構造に電気的に接続されることにより、第1の表面11上の第1の導電接点111に電気的に接続される。半田パッド122を利用することにより、撮像素子パッケージを他の回路装置に電気的に接続することができる。半田パッド122は、第2の表面12の周縁に配置する(図11を参照)か、或いは、第2の表面12にマトリクス状(図12を参照)に配列することができる。
上述の各実施形態は、本考案の特徴を示すものであり、その目的は、当該技術に熟知するものが本考案の内容を理解し、実施することであり、本考案の範囲を限定することではない。従って、本考案の主旨を逸脱しない範囲における修飾または変更は、全て本考案の特許請求の範囲に含まれる。
10 基板
11 第1の表面
111 第1の導電接点
12 第2の表面
121 半田ボール
122 半田パッド
20 チップ
21 第3の表面
22 第4の表面
221 感光領域
222 第2の導電接点
23 ボンディングワイヤ
30 上蓋
30’ 上蓋
31 プラスチック薄板
31’ プラスチック薄板
311 開口
311’ 開口
312 第5の表面
313 第6の表面
314 第1の板体
315 第2の板体
316 第3の板体
317 凹溝
32 透明蓋体
321 第7の表面
322 第8の表面
323 側面
33 気室
40 封止樹脂体
50 第1の接着剤
60 第2の接着剤
70 第3の接着剤
80 接着剤
90 ダム

Claims (12)

  1. 複数の第1の導電接点が形成される第1の表面と、第2の表面とを有する基板と、
    前記第1の表面上に接合される第3の表面と、感光領域を形成した第4の表面と、前記感光領域の周囲に配置され、前記複数の第1の導電接点に電気的に接続される複数の第2の導電接点と、を有するチップと、
    前記チップの感光領域を囲う第4の表面上に接着されるプラスチック薄板と、前記プラスチック薄板に接合され、前記感光領域上方を被覆することにより、気室を形成する透明蓋体と、を有する上蓋と、
    前記基板上の前記チップおよび前記上蓋の四周を被覆する封止樹脂体と、
    前記プラスチック薄板の上面の辺縁に配置されて上記封止樹脂体を樹脂封止の際にせき止めるダムと、
    から構成され、前記プラスチック薄板は、前記チップの第4の表面に接着される第1の板体と、第1の板体の辺縁から垂直に延伸する第2の板体と、該第2の板体の端部から水平に中央方向に延伸する第3の板体と、を有し、前記第1の板体、第2の板体および第3の板体により、凹溝が形成され、前記透明蓋体の周縁端部は、前記凹溝内に接合されることを特徴とする拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  2. 前記基板は、回路基板であることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  3. 前記チップは、CMOS撮像素子チップまたはCCDであることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  4. 前記第2の導電接点と前記第1の導電接点とは、ボンディングワイヤを介して電気的に接続されることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  5. 前記感光領域は、複数の感光素子から構成されることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  6. 前記プラスチック薄板の材料は、液晶ポリエステルまたは耐熱プラスチック材料であることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  7. 前記プラスチック薄板と前記透明蓋体とは、射出成形により、互いに接合されることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  8. 前記透明蓋体は、第7の表面、第8の表面および側面を有し、前記凹溝は、前記側面、第7の表面の四周および前記第8の表面の四周を被覆することを特徴とする請求項記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  9. 前記封止樹脂体は、前記チップ、前記上蓋および前記ダムの周囲に塗布または成形されることを特徴とする請求項記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  10. 前記封止樹脂体は、液状化合物またはモールドコンパウンドであることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  11. 前記第2の表面に配置される複数の半田ボールまたは複数の半田パッドをさらに有し、前記半田ボールまたは前記半田パッドは、前記基板の回路構造を介して前記第1の導電接点に電気的に接続されることを特徴とする請求項1記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
  12. 前記半田パッドは、前記第2の表面の周縁に配置されるか、或いは、前記第2の表面にマトリクス状に配置されることを特徴とする請求項11記載の拡大された気室空間を有する撮像素子パッケージ。
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