JP3369865B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を回
路基板上に装着した固体撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CCDイメージセンサの如き半導体構成
の固体撮像素子は、センサチップの表面に被写体映像を
写す必要があるため、半導体チップの受光面に対応して
開口部を有する封止体が形成される。このため、固体撮
像素子の場合には、開口部を形成し易いセラミックパッ
ケージが従来より多く用いられる。
【0003】図4は、セラミックパッケージを用いた従
来の固体撮像素子の構造を示す斜視図である。セラミッ
クパッケージ1は、所定の深さの凹部を有する箱形を成
し、この凹部内にセンサチップ2を収納する。センサチ
ップ2は、シリコン等の半導体基板上に周知の半導体プ
ロセスによって形成される複数の受光画素及び各受光画
素に発生する情報電荷を転送するシフトレジスタを有
し、セラミックパッケージ1の凹部の中央部分に装着さ
れる。複数のリード3は、予めセラミックパッケージ1
に埋め込まれており、外部リードがセラミックパッケー
ジ1の側面に沿って配置され、内部リードが凹部内のセ
ンサチップ2の周辺部に配置される。これらの複数のリ
ード3の内部リードには、ワイヤボンディングによって
センサチップ2の周辺部に入出力端子として設けられる
電極パッドが接続される。そして、透明板4は、ガラス
やアクリル樹脂からなり、セラミックパッケージ1上に
凹部を塞ぐようにして装着される。これにより、センサ
チップ2が封止され、センサチップ2及びセンサチップ
2とリード3とを接続する配線が保護される。
【0004】図5は、固体撮像素子の実装方法を説明す
る分解斜視図である。固体撮像素子10は、図4に示す
構造のものであり、センサチップ2を収納したセラミッ
クパッケージ1の側面に複数のリード3が配置されてい
る。回路基板5は、ガラスエポキシ基板等の絶縁材料よ
りなり、一面あるいは両面に銅箔により配線パターンが
形成されている。この回路基板5には、固体撮像素子1
0のリード3に対応したスルーホール6が形成されてお
り、リード3をスルーホール6へ通して固体撮像素子1
0が所定の位置に装着される。そして、回路基板5上に
は、固体撮像素子10に対して各種の駆動信号を供給す
るための駆動回路及び固体撮像素子10の出力を取り込
んで所定の処理を施すための信号処理回路が設けられ、
配線パターンを介して固体撮像素子10と接続される。
【0005】レンズユニット7は、マウント部8及び鏡
筒部9より構成される。マウント部8は、裏面側に固体
撮像素子10を収納できる凹部を有し、固体撮像素子1
0を被うようにして回路基板5に装着される。鏡筒部9
は、固体撮像素子10の受光面に被写体映像を結像させ
るレンズが取り付けられ、固体撮像素子10の受光面と
対向するマウント部8の表面に取り付けられる。このレ
ンズユニット7は、例えば、凹部の側面を固体撮像素子
10のセラミックパッケージ1の側面に接するようにし
て位置決めが成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】セラミックパッケージ
を用いた固体撮像素子においては、セラミックの加工が
難しく、パッケージ自体が高価なため、素子の組み立て
に要する製造コストが高くなるという問題を有してい
る。また特定波長を取り除くために、固体撮像素子の上
にフィルタを設ける場合があり、この場合、フィルタま
たは封止体表面にキズが入る問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、透明樹脂封止体に封止され、フィルタと前記透明樹
脂封止体との間に、前記固体撮像素子の周辺に到達する
光を遮光する柔軟性の遮光板を設けることで解決するも
のである。まずセラミックパッケージと透明板を簡略化
するために、固体撮像素子を透明な樹脂で封止した。し
かし透明樹脂であるため、固体撮像素子の受光部には、
乱反射された光が入射する恐れがあり、このため、遮光
板を用いることで、この乱反射光を抑制している。また
遮光板は、柔軟性を有するため、透明樹脂封止体または
フィルタの損傷を抑制でき、またフィルタの保持と枠部
材の回路基板への固定が実現できる。
【0008】つまり安価な遮光板を用いることで、固体
撮像素子は透明樹脂で封止できるため、大幅なコストを
実現できる。また第2に固体撮像素子をリードフレーム
に実装し、遮光板を、黒体より成るゴムで構成すること
で解決するものである。つまり遮光板を用いることで、
半導体実装では一般的であるリードフレームに固体撮像
素子を実装でき、しかもリードフレームの反射光も遮る
ことができる。また同時に遮光板はゴムで構成されるた
め、フィルタや透明樹脂封止体への損傷を防止すると共
に、枠部材が、回路基板と隙間もなく固定できる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1、図2および図3は、本発明
の固体撮像素子の構造を示す分解斜視図である。図1
は、枠部材頭部から見たもの、図2は枠部材底部から見
たもの、更に図3は、透明樹脂封止体に実装されている
ことを説明するための分解図である。固体撮像素子であ
るセンサチップ51は、シリコン基板上に周知の半導体
プロセスによって複数の受光画素及びシフトレジスタが
形成されたものであり、複数の受光画素がマトリクス状
に配列された受光面52を有する。このセンサチップ
は、図3のように通常使用されるリードフレームに実装
される。リードフレームは例えばCu材より成り、ラン
ド53の表面中央部分にセンサチップ11が装着され
る。また、センサチップ11の装着位置の周辺部、つま
りランドの周囲からその周辺に延在する複数のリード5
4が設けられ、この複数のリード54は、センサチップ
51の周辺部分に入出力端子として形成される電極パッ
ドとワイヤボンディングにより接続される。また詳細は
後述するが、透明樹脂封止体55で封止される。
【0010】次に枠部材56は、中央部にセンサチップ
11を納める凹み部57を形成するための開口部58が
形成され、この枠部材56の対向する2辺の内側には、
ネジ止め穴58aが形成されている。また凹み部57に
は更にフィルタ59を収納するために、フィルタ59が
収納される凹み部60が設けられている。形状はフィル
タと同じ矩形でも、また円形でも良い。またレンズが組
み込まれているユニットは、鏡筒部61を構成する筒に
ねじ込み式で装着され、このねじ込みの大小で焦点が調
整できるようになっている。更に凹み部57は、後述す
る遮光板62が装着できるように、矩形の凹みが設けら
れている。
【0011】続いて前記遮光板62について説明する。
この遮光板は、本発明の特徴とする所であり、固体撮像
素子(センサチップ)51を透明樹脂で封止するために
用いられるものである。つまり図3によれば、光は矢印
の方向より入射されフィルタ59で特定波長、例えば赤
外光がフィルタリングされ、透明樹脂封止体55に入射
される。
【0012】図4のように、セラミックパッケージ1に
実装し、開口部を封止するために透明板4を設ける場
合、コストも手間もかかるが、透明樹脂材料で封止すれ
ば、工程も簡略されコストの低減が実現できるメリット
を有する。しかしチップ周辺に到達する光が乱反射を起
こし画素に入射されれば、ノイズとなり画像の劣化を発
生する。特にリードフレーム53,54は、金属性の平
坦部を有するため乱反射は顕著である。
【0013】この遮光板は、そのために用いるものであ
り、遮光板のサイズは、透明樹脂封止体の外形と実質同
じである。また、開口部63は、実質センサチップの受
光画素領域より若干広がったサイズで設けられている。
光は、レンズから収束され、受光面に到達するが、詳し
くは遮光板の厚みおよび透明樹脂封止体の表面から受光
面までの離間距離分が足し合わされた距離だけ収束して
ゆくため、この分開口部は、画素配置領域のサイズより
も大きく形成されている。またこの開口部を除いた遮光
板は、リードフレームに対応する部分を覆っているた
め、リードフレームから反射された光を遮断することが
でき、画素に入射されるこの光を抑制することができ
る。
【0014】更には遮光板62は、柔軟性を有する材
料、例えば黒色のゴムで成るため、フィルタ59と透明
樹脂封止体55との間に配置すれば、フィルタが原因で
成る透明樹脂封止体のキズを抑制でき、しかも遮光板が
若干押圧されて枠部材56を回路基板に固定すれば、フ
ィルタ59のガタもなく、また枠部材56と回路基板6
4とが隙間無く固定できる。従ってセンサチップの画素
面が回路基板から決まった位置で固定される。
【0015】続いて、回路基板64について説明する。
この回路基板は、プリント基板、セラミック基板および
金属基板で実現できる。ここではプリント基板でなるた
め、スルーホールを形成でき、表裏に配線が実装でき、
高密度配線が実現されている。またプリント基板には、
リードフレームとこれに対応して設けられた電極が半田
を介して固着され、この周辺には枠部材の固定穴と一致
して固定穴が設けられている。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、第1に、固体撮像素子
を透明樹脂封止体で封止するため加工が容易且つ安価な
材料により構成することができ、またこの封止体が透明
なために発生する光の反射は、遮光板を配置することで
抑制できる。従ってため、セラミックパッケージを使用
した場合に比べて、製造コストを大幅に削減することが
できると共に画像劣化を抑制できる。また、遮光板は、
柔軟性の材料で成るため、フィルタへの損傷、封止体へ
の損傷が抑制され、且つフィルタのガタを無くすことが
できる。
【0017】第2に半導体実装では一般的であるリード
フレームに固体撮像素子を実装し、この固体撮像素子を
透明樹脂で封止し、しかもリードフレームからの反射光
を安価な黒色のゴム板で遮っているので、従来の装置に
より、しかも安価な材料により構成できるため、装置自
体のコストダウンを実現できる。また遮光板はゴムで構
成されるため、フィルタや透明樹脂封止体への損傷を防
止すると共に、枠部材が、回路基板と隙間もなく固定で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像装置の構造を頭部から見た分
解斜視図である。
【図2】本発明の固体撮像装置の構造を底部から見た分
解斜視図である。
【図3】本発明の固体撮像素子と遮光板との関係を示す
分解斜視図である。
【図4】従来の固体撮像素子の構造を示す斜視図であ
る。
【図5】従来の固体撮像素子の実装方法を説明する分解
斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14 H04N 5/335

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の受光画素がマトリックス状に配置
    され、各受光画素に光電変換により情報電荷を蓄積する
    固体撮像素子と、前記固体撮像素子を封止する樹脂封止
    体と、前記固体撮像素子が封止された樹脂封止体が実装
    される少なくとも表面が絶縁性を有する回路基板と、前
    記樹脂封止体を取り囲み、この樹脂封止体を収納する凹
    み部を有し、前記上部にレンズが組み込まれた絶縁性の
    枠部材と、前記枠部材と前記樹脂封止体との間に設けら
    れるフィルタとを有する固体撮像装置に於いて、 前記樹脂封止体を透明にし、前記フィルタと前記透明な
    樹脂封止体との間には前記固体撮像素子の周辺に到達す
    る光を遮断するゴムから成る遮光板を有し、前記遮光板
    により前記フィルタが前記枠部材側に押圧されること
    特徴とした固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記固体撮像素子裏面と固着されるアイ
    ランドと、前記固体撮像素子表面の電極と電気的に接続
    されるリードとを有するリードフレームに前記固体撮像
    素子が実装され、前記遮光板は前記リードフレームに対
    応する部分を覆うことを特徴とする請求項1記載の固体
    撮像装置。
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