JP4705125B2 - イメージセンサー - Google Patents

Description

本発明は、イメージセンサーに関するものであり、特に放熱装置を有するイメージセンサーに関するものである。

一般的にイメージセンサーは光信号を受信することに用いられ、光信号を受信してから、イメージセンサーチップによって光信号を電気信号に変換し、基板によって回路基板に伝送する。

図１は、従来のイメージセンサーの断面図である。イメージセンサーは、基板１０と、側壁１１と、イメージセンサーチップ１２と、複数の導線１３及び透光層１４を備える。前記基板１０に、信号入力端１０１を形成する第一表面１０２及び信号出力端１０３を形成する第二表面１０４が設けられる。前記側壁１１に、対向配置する上表面１１１と下表面１１２が設けられる。前記上表面１１１は、前記透光層１４に固定接続し、前記下表面１１２は、前記第一表面１０２に固定接続する。前記イメージセンサーチップ１２は、粘着剤１５によって前記基板１０と前記側壁１１から形成された収容空間内に設置され、且つ前記基板１０の第一表面１０２の上に固定される。複数の導線１３は、前記イメージセンサーチップ１２の溶接パッド１２１及び前記基板１０の信号入力端１０１に電気接続する。前記透光層１４は、粘着剤１５によって前記側壁１１の上表面１１１に設置される。

前記イメージセンサーのイメージセンサーチップ１２が前記基板１０の上に設置されるため、入射光が前記イメージセンサーチップ１２の上に照射する時に生じる熱量及び前記イメージセンサーチップ１２が運行する時に生じる熱量を適時に放熱することができなくなり、従ってイメージセンサーの温度が予定使用温度の範囲を上回り、さらに前記イメージセンサーの寿命及び影像の品質を下げる。

本発明の目的は、前記課題を解決し、放熱装置を有するイメージセンサーを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明に係るイメージセンサーは、基板及び前記基板に連接するイメージセンサーチップを備える。前記基板の上に収容孔が設置され、前記イメージセンサーチップは、前記収容孔を覆う。前記イメージセンサーは、前記基板の収容孔の中に収容され、且つ前記イメージセンサーチップと接触するヒート・シンクを更に備える。

本発明のイメージセンサーは、ヒート・シンクを利用するため、入射光が前記イメージセンサーチップの上に照射する時に生じる熱量及び前記イメージセンサーチップが運行する時に生じる熱量を適時に放熱することができ、従ってイメージセンサーの温度が予定使用温度の範囲に戻り、さらに前記イメージセンサーの寿命及び影像の品質を上げる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。

図２及び図３は、本発明の実施形態に係るイメージセンサーの構造を示す図である。イメージセンサー２００は、収容孔２０１を有する基板２０と、前記基板２０の上に設置され、且つ前記収容孔２０１を覆うイメージセンサーチップ２１と、前記収容孔２０１の中に収容されるヒート・シンク２２と、前記基板２０の上に設置され、且つ前記イメージセンサーチップ２１と同じ側に設置される側壁２３と、前記側壁２３を覆い、且つ前記基板２０と対向する透光層２４と、前記ヒート・シンク２２と前記イメージセンサーチップ２１との間に設置される熱伝導コネクター２６と、を備える。

前記基板は、対向配置される第一表面２０２及び第二表面２０３を有する回路基板であることができ、且つ回路パターン（図示せず）が形成される二層又複数層の印刷回路基板又はセラミック回路基板である。前記基板の収容孔２０１は、通孔であって、好ましくは前記基板２０の中央に設置される。前記収容孔２０１の面積は、前記イメージセンサーチップ２１の面積より小さい。前記収容孔２０１は、四角形、円形又は他の形状であることができ、本実施形態において、前記収容孔２０１の形状は、四角形である。前記第一表面２０２の上に複数の内部接点２０４が設置されており、これらの内部接点２０４は、好ましくは前記収容孔２０１を囲む前記第一表面２０２の周辺に設置される。前記第二表面２０３の上に複数の外部接点２０５が設置される。

前記イメージセンサーチップ２１は、感知表面２１１及び前記感知表面２１１に対応する背面２１２を有する集積回路チップであって、撮像された影像（図示せず）の情報を感知することに用いられる。前記感知表面２１１の周辺に複数の溶接パッド２１３が設置されており、且つ前記溶接パッド２１３の数量は、前記基板２０の内部接点２０４の数量に相当する。前記イメージセンサーチップ２１は、粘着剤（図示せず）によって前記基板２０の第一表面２０２に固定され、且つ前記収容孔２０１を覆うように前記収容孔２０１の上に設置され、前記イメージセンサーチップ２１と前記収容孔２０１が同じな中心軸を持つことが好ましい。前記溶接パッド２１３と前記内部接点２０４を導線２５によって電気接続することにより、前記イメージセンサーチップ２１が獲得した影像情報を前記基板２０に伝送させ、最終的に前記外部接点２０５によって回路基板（図示せず）に伝送する。

前記ヒート・シンク２２は、銅シートであることができ、前記収容孔２０１の中に収容され、且つ前記イメージセンサーチップ２１と接触する。前記ヒート・シンク２２の形状は、前記収容孔２０１の形状と同じでもよく又は異なってもよく、前記ヒート・シンク２２を前記収容孔２０１の中に収容することができればよい。しかし、前記ヒート・シンク２２の面積を最大化するために、本実施形態において、前記ヒート・シンク２２の形状と前記収容孔２０１の形状は、同じである。前記ヒート・シンク２２の材質は、銅又はアルミニウムであってもよい。本実施形態において、前記ヒート・シンク２２の材質は、銅である。

前記熱伝導コネクター２６は、シリコンパッド又は放熱パッドであることができる。本実施形態において、前記熱伝導コネクター２６は、放熱パッドである。前記ヒート・シンク２２は、前記熱伝導コネクター２６によって前記イメージセンサーチップ２１に接続し、前記ヒート・シンク２２と前記イメージセンサーチップ２１の位置を固定する。

前記側壁２３は、周辺が密封し、且つ蓋も底面もない枠形状の素子であって、其の高さは、前記イメージセンサーチップ２１の厚さより高く、且つ前記側壁２３に囲まれる領域は、前記イメージセンサーチップ２１を収容することができる。前記側壁２３の枠形状と前記基板２０の形状は、同じであって、即ち前記基板２０が円形ならば、前記側壁２３に囲まれる領域の形状も円形であって、本実施形態において、前記基板２０が四角形であるため、前記側壁２３に囲まれる領域の形状も四角形である。前記側壁２３に囲まれる領域の面積は、前記基板２０の面積に相当する。前記側壁２３は、粘着剤（図示せず）によって前記基板２０の第一表面２０２に固定されることができる。勿論、前記側壁２３と前記基板２０を一体成型することができる。

前記透光層２４は、ガラス、透明プラスチック又はレンズであってもよい。前記透光層２４は、前記基板２０及び前記側壁２３と一緒に前記イメージセンサーチップ２１を密封することに用いられ、前記イメージセンサーチップ２１が埃などによって汚染されることを免れる。

図４及び図５は、本発明の第二実施形態に係るイメージセンサーの構造を示す図である。イメージセンサー３００は、収容孔３０１を有する基板３０と、前記基板２０の上に設置され、且つ前記収容孔３０１を覆うイメージセンサーチップ３１と、前記収容孔３０１の中に収容されるヒート・シンク３２と、前記基板３０の上に設置され、且つ前記イメージセンサーチップ３１と同じ側に設置される側壁３３と、前記側壁３３を覆い、且つ前記基板３０と対向配置する透光層３４と、前記ヒート・シンク３２と前記イメージセンサーチップ３１との間に設置される熱伝導コネクター３６と、を備える。

前記第二実施形態に係るイメージセンサー３００は、前記第一実施形態に係るイメージセンサー２００と異なって、前記イメージセンサー３００は、少なくとも一つの前記ヒート・シンク３２と連接する伝導部３７を更に備え、前記ヒート・シンク３２の放熱を助ける。前記伝導部３７は、一つでもよく、二つでもよく、甚だ複数でもよい。本実施形態において、前記イメージセンサー３００は、二つの伝導部３７を備える。

前記二つの伝導部３７と前記ヒート・シンク３２は、“几”字のような形状を形成する。すなわち、前記二つの伝導部３７と前記ヒート・シンク３２は、前記ヒート・シンク３２の部分が突出するように、上面及び底面において凸状に形成されている。前記ヒート・シンク３２は、前記基板３０の収容孔３０１の中に収容され、前記イメージセンサーチップ３１と接触する。前記ヒート・シンク３２は、前記イメージセンサーチップ３１の熱量を伝導し且つ放熱することに用いられる。前記伝導部３７は、前記ヒート・シンク３２の辺縁から伸び出し、且つ前記ヒート・シンク３２と一体成型することができ、又は溶接する方法で前記ヒート・シンク３２と連接することができる。本実施形態において、前記伝導部３７は、前記ヒート・シンク３２と一体成型されて、前記ヒート・シンク３２の放熱面積を拡大することに用いられ、従って放熱速度を高めることができる。本実施形態において、前記イメージセンサー３００の体積を縮小するため、前記伝導部３７は、前記イメージセンサーチップ３１と対向する前記基板３０の背面に緊密に貼って設置される。勿論、前記伝導部３７と前記基板３０との間に隙間が有ってもよく、放熱効果を高めることができる。

本実施形態において、前記伝導部３７の固定程度を強化するために、前記伝導部３７の上にピン３７１を設置する。前記ピン３７１と対応するように前記基板３０の上にピン・ホール３０６を設置する。前記ピン３７１が前記ピン・ホール３０６を貫くことにより、前記伝導部３７を前記基板３０に固定する。前記ピン３７１を設置するとともに、前記ピン３７１が前記基板３０を貫く部分に半田３７２を溶接することが好ましい。

本発明の実施形態に係るイメージセンサーは、ヒート・シンクを利用するため、入射光が前記イメージセンサーチップの上に照射する時に生じる熱量及び前記イメージセンサーチップが運行する時に生じる熱量は、前記ヒート・シンクによって適時に放熱することができ、従ってイメージセンサーの温度が予定使用温度の範囲に戻り、さらに前記イメージセンサーの寿命及び影像の品質を上げる。

従来のイメージセンサーの断面図である。 本発明の第一実施形態に係るイメージセンサーの構造を示す分解図である。 図２に示すイメージセンサーの断面図である。 本発明の第二実施形態に係るイメージセンサーの構造を示す分解図である。 図４に示すイメージセンサーの断面図である。

符号の説明

１０、２０、３０ 基板
１１、２３、３３ 側壁
１２、２１、３１ イメージセンサーチップ
１３、２５ 導線
１４、２４、３４ 透光層
１５ 粘着剤
２２、３２ ヒート・シンク
２６、３６ 熱伝導コネクター
３７ 伝導部
１０１ 信号入力端
１０２、２０２ 第一表面
１０３ 信号出力端
１０４、２０３ 第二表面
１１１ 上表面
１１２ 下表面
１２１、２１３ 溶接パッド
２００、３００ イメージセンサー
２０１、３０１ 収容孔
２０４ 内部接点
２０５ 外部接点
２１１ 感知表面
２１２ 背面
３０６ ピン・ホール
３７１ ピン
３７２ 半田

Claims (7)

1. 基板及び前記基板に連接するイメージセンサーチップを備えるイメージセンサーであって、前記基板の上に収容孔を設置し、且つ前記イメージセンサーチップが前記収容孔を覆い、前記イメージセンサーは、ヒート・シンクを更に備え、前記ヒート・シンクは、前記基板の収容孔の中に収容され、且つ前記イメージセンサーチップと接触し、
   前記イメージセンサーチップと前記ヒート・シンクとの間に設置され、前記イメージセンサーチップと前記ヒート・シンクの位置を固定することに用いられる熱伝導コネクターを更に備え、
   前記熱伝導コネクターは、シリコンパッド又は放熱パッドであり、
   前記ヒート・シンクに連接し、前記ヒート・シンクの側部に設置し、且つ前記イメージセンサーチップに対向する前記基板の他の側に位置し、前記ヒート・シンクの放熱を助ける少なくとも一つの伝導部を更に備え、
   前記伝導部の上に少なくとも一つのピンを設置し、前記ピンは、前記基板を貫いて前記伝導部を固定することを特徴とするイメージセンサー。
2. 前記ヒート・シンクと前記伝導部は、一体成型されていることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
3. 前記ピンが前記基板を貫く部分に半田を溶接することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
4. 前記ヒート・シンクの材料は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサー。
5. 前記基板に対して、前記イメージセンサーチップと同じ側に設置される側壁を更に備えることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサー。
6. 前記側壁を覆い、且つ前記基板と対向する透光層を更に備えることを特徴とする請求項５記載のイメージセンサー。
7. 前記基板は、印刷回路基板又はセラミック回路基板であることを特徴とする請求項１記載のイメージセンサー。

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