JP4976703B2 - 固体撮像素子収納用ケース及び固体撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像素子収納用ケース、及び、これを具備する固体撮像装置に関する。
従来、固体撮像装置には中空のセラミック製ケースが長く使用されてきたが、資材費を安価にするため、最近は中空の樹脂製ケースが開発されつつある。
セラミックケースでは、セラミックと、金属等からなるリードフレームや固体撮像素子と、ガラス等からなる透明板等との熱膨張差は同等であるので、ケースの成形時や固体撮像素子の実装時の加熱等によるケースの歪み、反り等の変形は小さく、特に問題にはならない。しかしながら、樹脂製ケースでは、樹脂と金属又はガラス等との熱膨張差が大きいため、通常、成形時や実装時の熱によるケースの変形は大きくなる。このような変形があると、入射光の焦点にずれが生じ、固体撮像素子が画像を正確に読み取れなくなる等の問題が生じる。
セラミックケースでは、セラミックと、金属等からなるリードフレームや固体撮像素子と、ガラス等からなる透明板等との熱膨張差は同等であるので、ケースの成形時や固体撮像素子の実装時の加熱等によるケースの歪み、反り等の変形は小さく、特に問題にはならない。しかしながら、樹脂製ケースでは、樹脂と金属又はガラス等との熱膨張差が大きいため、通常、成形時や実装時の熱によるケースの変形は大きくなる。このような変形があると、入射光の焦点にずれが生じ、固体撮像素子が画像を正確に読み取れなくなる等の問題が生じる。
例えば、実装時のケースの変形を防ぐため、リードフレームより上部のケース部分と下部のケース部分との体積比が設定されている中空の樹脂製ケースが提案されている（特許文献１参照）。ここで、ケース上部とケース下部の体積比を、ケース上部の体積：ケース下部の体積＝１：１．６〜１：１．８にすることによって、一体成形時のソリを抑えることが提案されている。
しかしながら、射出成形等によって成形された樹脂製ケースは、樹脂が線膨張率に異方性を有することが多いことから、成形時のケース内への樹脂の流れ方によってケース底板と側壁部で線膨張率に差を有することがあり、この線膨張率の差がケースを加熱・冷却した場合のソリの原因となる。したがって、特許文献１のようにケース上部と下部の体積比を制御するだけではケースのソリを抑制するのは困難であり、成形時のケース内への樹脂の流れ方を制御するためにケース底板と側壁部の寸法を制御する必要がある。
しかしながら、射出成形等によって成形された樹脂製ケースは、樹脂が線膨張率に異方性を有することが多いことから、成形時のケース内への樹脂の流れ方によってケース底板と側壁部で線膨張率に差を有することがあり、この線膨張率の差がケースを加熱・冷却した場合のソリの原因となる。したがって、特許文献１のようにケース上部と下部の体積比を制御するだけではケースのソリを抑制するのは困難であり、成形時のケース内への樹脂の流れ方を制御するためにケース底板と側壁部の寸法を制御する必要がある。
本発明が解決しようとする一つの課題は、ケース成形時に生じる反りを抑制でき、かつ実装時の熱による変形が少ない固体撮像素子収納用ケースを提供することであり、他の課題は、使用温度が変化しても読み取り不良等が少なく動作信頼性の高い固体撮像装置を提供することである。
本発明の固体撮像素子収納用ケースは、略矩形の樹脂製底板と該底板と略同一の外形面積を有し該底板に略垂設された樹脂製側壁とから一体に形成されると共に、金属製リード端子が挿設され、開口部が透明板により閉塞可能な中空の樹脂製固体撮像素子収納用ケースであって、該底板の外底面の長手方向に垂設された少なくとも１つのリブを有することを特徴とする。なお、固体撮像素子収納用ケース内には固体撮像素子が配置され、固体撮像装置を構成する。
本発明によれば、底板の外底板の長手方向に設けられたリブにより、成形時及び実装時の温度変化によるケースの熱膨張・熱収縮に基づく影響を抑制した固体撮像素子収納用ケースを提供することができる。この収納用ケースを使用した本発明の固体撮像装置は、読み取り不良が少なく、また、使用温度の変動による動作不良を抑制することができる。
また、本発明の固体撮像素子収納用ケースは、固体撮像素子が内部に配置されるべき収納用凹部を有し、長手方向の寸法が幅方向の寸法の３倍以上の樹脂製のケース本体と、前記収納用凹部の内部から前記ケース本体の長手方向に平行な側壁を介して外部に延びた複数のリード端子と、前記ケース本体の底板の長手方向に沿って前記底板と一体的に設けられた樹脂製のリブと、を備えることが好ましい。
歪が生じやすいアスペクト比の高いケース本体であって、且つ、樹脂からなるにも拘わらず、長手方向に延びたリブを有することにより、ケース本体の長手方向に垂直な方向の反りや撓みを抑制することができる。リブの数は複数であることが好ましく、剛性を高める観点からは、リブは側壁の高さ方向の延長線上に位置することが好ましい。リード端子は固体撮像素子に電気的に接続される。
尚、本発明において、ケース本体とは、底板及び側壁からなる部分を指し、本発明の固体撮像素子収納用ケースは、ケース本体とリブを備え、必要に応じて、後述する補強部を有する。さらに、固体撮像素子収納ケースにはリード端子が挿設されている。
歪が生じやすいアスペクト比の高いケース本体であって、且つ、樹脂からなるにも拘わらず、長手方向に延びたリブを有することにより、ケース本体の長手方向に垂直な方向の反りや撓みを抑制することができる。リブの数は複数であることが好ましく、剛性を高める観点からは、リブは側壁の高さ方向の延長線上に位置することが好ましい。リード端子は固体撮像素子に電気的に接続される。
尚、本発明において、ケース本体とは、底板及び側壁からなる部分を指し、本発明の固体撮像素子収納用ケースは、ケース本体とリブを備え、必要に応じて、後述する補強部を有する。さらに、固体撮像素子収納ケースにはリード端子が挿設されている。
また、本発明の固体撮像素子収納用ケースは、側壁及びリブと一体的に形成され、ケース本体の長手方向両端から長手方向に沿って外方に突き出した補強部をさらに備えることが好ましい。この補強部は、側壁に垂直な方向の反りや撓みを抑制することができる。
ケース本体及びリブは、液晶ポリマーを含む樹脂からなることが好ましい。アスペクト比が高いケース本体の材料として液晶ポリマーを用いると、長手方向に揃った高分子の配向状態を得ることができ、耐熱性、強度特性、低熱膨張性に優れることになるので好ましい。
また、樹脂内に無機材料からなるフィラーを含むことが好ましい。すなわち、無機材料からなるフィラーが樹脂内に含まれることにより、さらに剛性を高めることができるので好ましい。液晶ポリマーと無機材料フィラーとの組み合わせにより相乗的に高剛性を有するケースを構成することができる。
フィラーは、複数の繊維状体及び／又は針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比は５以上であることが好ましい。すなわち、アスペクト比が５以上である場合にはケース剛性を十分に高めることができるので好ましい。
また、樹脂内に無機材料からなるフィラーを含むことが好ましい。すなわち、無機材料からなるフィラーが樹脂内に含まれることにより、さらに剛性を高めることができるので好ましい。液晶ポリマーと無機材料フィラーとの組み合わせにより相乗的に高剛性を有するケースを構成することができる。
フィラーは、複数の繊維状体及び／又は針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比は５以上であることが好ましい。すなわち、アスペクト比が５以上である場合にはケース剛性を十分に高めることができるので好ましい。
ケース本体の側壁部は、前記幅方向を深さ方向とし、長手方向に沿って延びた複数の肉盗み部（凹部）を有していることが好ましい。これにより、樹脂成形時の流れを均一化し、且つ、軽量化を行うことができるので好ましい。
また、これら複数の凹部の長手方向の長さの合計は、底板のの長手方向の長さの２０％〜９０％であることが好ましい。この場合においても、ケース本体の剛性は十分に維持することができるので好ましい。
なお、側壁部の詳細については、段落００２６に後述する。
また、これら複数の凹部の長手方向の長さの合計は、底板のの長手方向の長さの２０％〜９０％であることが好ましい。この場合においても、ケース本体の剛性は十分に維持することができるので好ましい。
なお、側壁部の詳細については、段落００２６に後述する。
リブを含むケースの合計の高さｂ及び前記ケースの幅ａは、以下の関係式：１≦ａ／ｂ≦２．５、を満たすことが好ましい。
底板の厚みｈ、前記リブの幅ｃ、前記複数の肉盗み部（凹部）の個々の深さｉは、以下の関係式：０．１≦ｉ／（ｃ＋ｈ）≦０．４、を満たすことが好ましい。
底板の厚みｈ、ケースの高さ方向に沿った前記複数の肉盗み部（凹部）の個々の幅ｇは、以下の関係式：０．７≦ｇ／ｈ≦１．５、を満たすことが好ましい。
リブの幅ｃ、前記リブの高さｄは、以下の関係式：０．５≦ｄ／ｃ≦２．０、を満たすことが好ましい。
底板の厚みｈ、前記リブの幅ｃ、前記複数の肉盗み部（凹部）の個々の深さｉは、以下の関係式：０．１≦ｉ／（ｃ＋ｈ）≦０．４、を満たすことが好ましい。
底板の厚みｈ、ケースの高さ方向に沿った前記複数の肉盗み部（凹部）の個々の幅ｇは、以下の関係式：０．７≦ｇ／ｈ≦１．５、を満たすことが好ましい。
リブの幅ｃ、前記リブの高さｄは、以下の関係式：０．５≦ｄ／ｃ≦２．０、を満たすことが好ましい。
なお、固体撮像装置は、上述の固体撮像素子収納用ケースを具備することを特徴とし、上述の固体撮像素子収納用ケースの他に、該ケースの内底面に設けられた固体撮像素子と、該ケースの開口部を塞ぐ透明板とを備えることを特徴とする。アスペクト比の高いケース内には、アスペクト比の高い固体撮像素子を設けることができる。このような固体撮像装置は、一次元ＣＣＤ（ラインセンサ）として使用することができる。
本発明によれば、該底板の外底面の長手方向に設けられたリブにより、成形時及び実装時の温度変化によるケースの熱膨張・熱収縮に基づく影響を抑制した固体撮像素子収納用ケースを提供することができる。この収納用ケースを使用した本発明の固体撮像装置は、読み取り不良等が少なく、また、使用温度の変動による動作不良を抑制することができる。
以下、本発明及びその実施態様について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の固体撮像装置の一例をその装置の長手方向中央部で短手方向に切断した断面概略図である。図２は、本発明の固体撮像装置の他の一例をその装置の長手方向中央部で短手方向に切断した断面概略図である。
図１及び図２に示すように本発明の固体撮像装置１０は、固体撮像素子収納用ケース２０、リード端子３０、透明板４０、及び、固体撮像素子５０を有し、この他にボンディングワイヤ６０等の記録情報をケース外に電気的に取り出すための手段を有することが好ましい。
本発明の固体撮像素子収納用ケース２０は、略矩形の樹脂製底板２２と該底板２２と略同一の外形面積を有し該底板２２に略垂設された樹脂製側壁２４とから一体に形成されると共に、金属製リード端子３０が挿設され、開口部が透明板４０により閉塞可能な中空の樹脂製固体撮像素子収納用ケースであって、該底板２２の外底面の長手方向に垂設された少なくとも１つのリブ２６を有する。
本発明の固体撮像装置１０は、金属製リード端子３０が挿設された該固体撮像素子収納用ケース２０を具備し、該固体撮像素子収納用ケース２０の開口部を透明板４０が閉塞し、該透明板４０を通して装置外から入射する画像を固体撮像素子５０により撮像可能である。この固体撮像素子５０は該ケースの内底面上に設置され、素子回路を装置外に接続するための外部導線を有している。該ケースの内底面は、固体撮像素子５０を載置する領域を有する。固体撮像素子５０と導電性金属から形成されるリード端子３０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されるのが好ましく、該リード端子３０により固体撮像装置は外部と電気的に接続される。リード端子以外に金属バンプ等の外部と電気的に接続可能な手段を使用しても良い。
図１は本発明の固体撮像装置の一例をその装置の長手方向中央部で短手方向に切断した断面概略図である。図２は、本発明の固体撮像装置の他の一例をその装置の長手方向中央部で短手方向に切断した断面概略図である。
図１及び図２に示すように本発明の固体撮像装置１０は、固体撮像素子収納用ケース２０、リード端子３０、透明板４０、及び、固体撮像素子５０を有し、この他にボンディングワイヤ６０等の記録情報をケース外に電気的に取り出すための手段を有することが好ましい。
本発明の固体撮像素子収納用ケース２０は、略矩形の樹脂製底板２２と該底板２２と略同一の外形面積を有し該底板２２に略垂設された樹脂製側壁２４とから一体に形成されると共に、金属製リード端子３０が挿設され、開口部が透明板４０により閉塞可能な中空の樹脂製固体撮像素子収納用ケースであって、該底板２２の外底面の長手方向に垂設された少なくとも１つのリブ２６を有する。
本発明の固体撮像装置１０は、金属製リード端子３０が挿設された該固体撮像素子収納用ケース２０を具備し、該固体撮像素子収納用ケース２０の開口部を透明板４０が閉塞し、該透明板４０を通して装置外から入射する画像を固体撮像素子５０により撮像可能である。この固体撮像素子５０は該ケースの内底面上に設置され、素子回路を装置外に接続するための外部導線を有している。該ケースの内底面は、固体撮像素子５０を載置する領域を有する。固体撮像素子５０と導電性金属から形成されるリード端子３０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されるのが好ましく、該リード端子３０により固体撮像装置は外部と電気的に接続される。リード端子以外に金属バンプ等の外部と電気的に接続可能な手段を使用しても良い。
底板は樹脂製であり、略矩形の形状を有し、内底面と外底面とを有する。「略矩形」とは、正方形及び完全な矩形である他にほぼ矩形の形状を含む意である。「ほぼ矩形」とは、平行な長辺を有するが、短辺が直線であっても長辺と直交していないか、又は短辺が直線でない形状、及び、きわめて縦長の楕円を含む意である。その他に、平行な長辺を有する該ケースの底板形状は、矩形の四隅を欠いた形状、矩形の角が丸みを帯びている形状、あるいは短辺が直線ではなく半円状の形状も上記の「ほぼ矩形」に含まれる。
内底面とは、側壁が設けられた側の面のことを言い、外底面とは、側壁が設けられた面とは反対側の面をいう。
内底面とは、側壁が設けられた側の面のことを言い、外底面とは、側壁が設けられた面とは反対側の面をいう。
また、該ケースを構成する側壁は樹脂製であり、該底板と略同一の外形面積を有し、該底板に略垂設されている。また、側壁は該底板の４辺に対応して該底板上に設けられ、枠体を構成する。「外形面積」とは、側壁の外周で囲まれた面積をいう。「該底板と略同一の外形面積を有する」とは、該底板の面積が該側壁の外形面積と完全に同一であるか、又は、該底板の面積が該側壁の外形面積に対し１．０〜２．５倍の面積のものを含む意であり、好ましくは１．０〜１．５倍である。具体的には、側壁は直方体の四側壁を構成する形状を有することが好ましく、底板と接続される枠体の外周面積は底板と同一である（図１）か、又は底板よりも小さい（図２）。
側壁は略矩形の底板に略垂設されているが、厳密に垂直に設けられた側壁の他に、開口部に向かってやや広がって設けられた樹脂製側壁をも含む意である。「やや広がって」とは垂直方向から４５°以内、好ましくは３０°以内の傾斜を有することをいう。
側壁は略矩形の底板に略垂設されているが、厳密に垂直に設けられた側壁の他に、開口部に向かってやや広がって設けられた樹脂製側壁をも含む意である。「やや広がって」とは垂直方向から４５°以内、好ましくは３０°以内の傾斜を有することをいう。
リード端子は、固体撮像装置と外部回路とを電気的及び機械的に接続する。リード端子はまた、固体撮像素子の発生する熱を一部熱伝導により、ケース外に放熱する作用も有する。リード端子は金属製の公知のものを使用することができる。金属としては銅、銅合金、鉄合金が例示でき、金、銀、ニッケル又ははんだ等でメッキをしてもよい。中でも、金メッキされた銅や、鉄５８％ニッケル４２％の合金である４２アロイを好ましく使用できる。これらの中でも、リード端子３０は、銅からなることが好ましい。
リード端子は、リードフレームを用い、該ケース成形時に樹脂組成物と一体に成形し、その後曲げや切断等の加工を施し、リード端子とするのが好ましい。
該ケースにリード端子が挿設される位置や数としては、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に制限はない。
リード端子は、リードフレームを用い、該ケース成形時に樹脂組成物と一体に成形し、その後曲げや切断等の加工を施し、リード端子とするのが好ましい。
該ケースにリード端子が挿設される位置や数としては、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に制限はない。
該固体撮像素子収納用ケースは、ケース上部の開口部を透明板により閉塞可能である。固体撮像素子の設置と配線が終了した後に、固体撮像素子収納用ケースは透明板により閉塞される。
ここで、透明板とは、撮像に使用する入射光、一般には可視光（４００〜７００ｎｍ）及び近赤外域において透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上の板状部材をいう。透明板４０は、波長４００〜８００ｎｍにおいて９０％以上の透過率を有することが好ましい。特に、固体撮像装置をバーコードリーダーとして用いる場合には、波長６５０〜６６０ｎｍにおいて、９０％以上の透過率を有することが好ましい。
透明板の材質としては、本発明の趣旨を満たす限り特に限定されないが、例えば、透明ガラス、透明樹脂又は透光性セラミック等が好ましい。より具体的には、透明板の材質として、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィン単位含有ポリマーが例示できる。また、集光効果を得るため、透明板にレンズ等を用いてもよい。
透明板と固体撮像素子収納用ケースとの接合方法としては、接着剤等による接着や、嵌合などの方法が挙げられる。接着剤としては、公知のものを用いることができ、特に公知の熱硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、可視光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリレート樹脂などを例示することができる。これらの硬化性樹脂を形成する樹脂形成組成物は、該硬化性樹脂を形成するモノマーやオリゴマーやポリマーに対して、必要に応じて重合開始剤、架橋剤、反応促進剤等の添加剤、シリカ等の無機充填材等を用途に合わせて適宜組み合わせてもよい。
ここで、透明板とは、撮像に使用する入射光、一般には可視光（４００〜７００ｎｍ）及び近赤外域において透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上の板状部材をいう。透明板４０は、波長４００〜８００ｎｍにおいて９０％以上の透過率を有することが好ましい。特に、固体撮像装置をバーコードリーダーとして用いる場合には、波長６５０〜６６０ｎｍにおいて、９０％以上の透過率を有することが好ましい。
透明板の材質としては、本発明の趣旨を満たす限り特に限定されないが、例えば、透明ガラス、透明樹脂又は透光性セラミック等が好ましい。より具体的には、透明板の材質として、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィン単位含有ポリマーが例示できる。また、集光効果を得るため、透明板にレンズ等を用いてもよい。
透明板と固体撮像素子収納用ケースとの接合方法としては、接着剤等による接着や、嵌合などの方法が挙げられる。接着剤としては、公知のものを用いることができ、特に公知の熱硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、可視光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリレート樹脂などを例示することができる。これらの硬化性樹脂を形成する樹脂形成組成物は、該硬化性樹脂を形成するモノマーやオリゴマーやポリマーに対して、必要に応じて重合開始剤、架橋剤、反応促進剤等の添加剤、シリカ等の無機充填材等を用途に合わせて適宜組み合わせてもよい。
本発明の固体撮像素子収納用ケースは、樹脂底板の外底面の長手方向に垂設された少なくとも１つのリブを有する。
「リブ」とは、樹脂ケースの機械的強度を補強する部分をいう。
「長手方向」とは、矩形の長辺方向のことをいい、「短手方向」とは、矩形の短辺方向のことをいう。
「外底面の長手方向に垂設された」とは、外底面の長手方向とほぼ平行であって、外底面からほぼ垂直に設けられていればよく、リブの断面形状は、長方形や台形、三角形であってもよい。
本発明の固体撮像素子収納用ケースはリブを有することで、機械的強度が増加するだけでなく、加熱・冷却時の熱膨張や熱収縮に伴い、成形時及び実装時に生じる歪みや反りを抑制することができる。
また、本発明の固体撮像素子収納用ケースはリブを有することで、該固体撮像素子収納用ケースの放熱表面積が広がり、固体撮像装置として用いる際、固体撮像素子より生じる熱をそのリブ表面より放熱でき、リブのない固体撮像素子収納用ケースの態様よりも優れた放熱効果が得られる。また、本発明の固体撮像装置と、公知の送風装置とを組み合わせて用いて、固体撮像装置の短手方向から風を送ることでより優れた放熱効果が得られる。
「リブ」とは、樹脂ケースの機械的強度を補強する部分をいう。
「長手方向」とは、矩形の長辺方向のことをいい、「短手方向」とは、矩形の短辺方向のことをいう。
「外底面の長手方向に垂設された」とは、外底面の長手方向とほぼ平行であって、外底面からほぼ垂直に設けられていればよく、リブの断面形状は、長方形や台形、三角形であってもよい。
本発明の固体撮像素子収納用ケースはリブを有することで、機械的強度が増加するだけでなく、加熱・冷却時の熱膨張や熱収縮に伴い、成形時及び実装時に生じる歪みや反りを抑制することができる。
また、本発明の固体撮像素子収納用ケースはリブを有することで、該固体撮像素子収納用ケースの放熱表面積が広がり、固体撮像装置として用いる際、固体撮像素子より生じる熱をそのリブ表面より放熱でき、リブのない固体撮像素子収納用ケースの態様よりも優れた放熱効果が得られる。また、本発明の固体撮像装置と、公知の送風装置とを組み合わせて用いて、固体撮像装置の短手方向から風を送ることでより優れた放熱効果が得られる。
設けるリブの数としては、本発明の趣旨から逸脱しない限り特に限定されないが、より効果的に樹脂製ケースの反りを抑制する目的から２つが好ましい。リブの数が２つであると、反りの抑制効果が十分であり、基板等への実装時にケースが傾斜する恐れもなく、また、固体撮像装置組み立て時のダイボンディングやワイヤボンディング等に支障をきたす恐れもないので好ましい。リブを設ける位置は、樹脂底板の外底面長手方向に垂設され、かつ短手方向の両端部であることが好ましい。複数のリブを有する場合、各リブの断面形状が合同であることが好ましい。
また、リブには必要に応じ、後述する肉盗み部や、穴がリブを貫通した貫通部等を設けてもよい。
また、リブには必要に応じ、後述する肉盗み部や、穴がリブを貫通した貫通部等を設けてもよい。
リブの具体例としては、図１に示すように該ケースの長手方向の側壁２４ａに対向するように外底面の両端部に垂設され、該ケースの長手方向中央部の断面がＨ型となるようにリブ２６を設けるのが好ましい。
「長手方向の側壁」とは、図３に示すように、底板の長辺とほぼ平行であって、底板よりほぼ垂直に設けられた側壁２４ａのことをいい、「短手方向の側壁」とは、底板の短辺とほぼ平行であって、底板よりほぼ垂直に設けられた側壁２４ｂのことをいう。
「該ケースの長手方向中央部の断面」とは、該ケースの長手方向で、短手方向側壁部分より外側を除いた内側の部分の断面をいう。
固体撮像素子収納用ケースが図１に示す形状を有していると、熱変形の抑制、固体撮像装置組み立て時の作業性、放熱効果及びコストの面において優れている。また、ワイヤボンティングを行う際には、通常、固体撮像素子及びリード端子を加熱する必要があるが、該ケースが図１に示す形状であると、外底面にヒータ等の加熱ブロックを接触させて効率的に加熱することもできる。
また、図２に断面図を示すように、長手方向の２つの側壁２４ａの幅よりも対向して設けられる２つのリブ２６の幅を広くすることもできる。
「長手方向の側壁」とは、図３に示すように、底板の長辺とほぼ平行であって、底板よりほぼ垂直に設けられた側壁２４ａのことをいい、「短手方向の側壁」とは、底板の短辺とほぼ平行であって、底板よりほぼ垂直に設けられた側壁２４ｂのことをいう。
「該ケースの長手方向中央部の断面」とは、該ケースの長手方向で、短手方向側壁部分より外側を除いた内側の部分の断面をいう。
固体撮像素子収納用ケースが図１に示す形状を有していると、熱変形の抑制、固体撮像装置組み立て時の作業性、放熱効果及びコストの面において優れている。また、ワイヤボンティングを行う際には、通常、固体撮像素子及びリード端子を加熱する必要があるが、該ケースが図１に示す形状であると、外底面にヒータ等の加熱ブロックを接触させて効率的に加熱することもできる。
また、図２に断面図を示すように、長手方向の２つの側壁２４ａの幅よりも対向して設けられる２つのリブ２６の幅を広くすることもできる。
本発明の固体撮像素子収納用ケースは、合成樹脂単独、又は、樹脂に各種充填剤を含む樹脂組成物を成形して得られるものである。該固体撮像素子収納用ケースの成形方法としては、射出成形法、射出圧縮成形法、圧縮成形法及びトランスファー成形法等が挙げられる。中でも射出成形法を用いるのが好ましい。射出成形法を用いる場合、射出成形時のゲートが該ケースの短手方向の片側側壁面内に設けられているのが好ましい。
ゲートを短手方向の片側側壁面内に設けることにより、長手方向の側壁及び長手方向と平行に設けられたリブに対して平行方向に樹脂がバランスよく流動することになり、成形されたケースの側壁、底板及びリブの各部の線膨張率が均等になり、加熱・冷却時の熱変形に伴う反りの発生を抑制することができるので好ましい。
また、本発明の固体撮像素子収納用ケースは、その長手方向の寸法が短手方向の３倍以上の寸法を有するのが好ましく、４〜２０倍の寸法を有するのが、より好ましく、４〜１５倍の寸法であるのが、さらに好ましい。
ゲートを短手方向の片側側壁面内に設けることにより、長手方向の側壁及び長手方向と平行に設けられたリブに対して平行方向に樹脂がバランスよく流動することになり、成形されたケースの側壁、底板及びリブの各部の線膨張率が均等になり、加熱・冷却時の熱変形に伴う反りの発生を抑制することができるので好ましい。
また、本発明の固体撮像素子収納用ケースは、その長手方向の寸法が短手方向の３倍以上の寸法を有するのが好ましく、４〜２０倍の寸法を有するのが、より好ましく、４〜１５倍の寸法であるのが、さらに好ましい。
使用される樹脂としては、成形可能な熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が挙げられ、難燃性、電気絶縁性、強度・剛性の観点から選択することが好ましい。成形サイクルが短縮でき、成形コストが削減できるという観点からは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂に各種充填剤を含む樹脂組成物を一体に射出成形し、該固体撮像素子収納用ケースを形成することが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が例示でき、フェノール樹脂、エポキシ樹脂が好ましく使用される。
また熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、液晶性ポリマー、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂等が例示でき、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、液晶性ポリマーが好ましく使用され、流動性、耐熱性及び剛性に優れているという観点からは液晶性ポリマーが特に好ましく使用できる。これらの樹脂は単独で用いても、ポリマーアロイとして複数を同時に用いても良い。上記の例示の中でも、ケース本体及びケース本体と一体に成形されるリブ及び補強部は、共に液晶ポリマーからなることが好ましい。
なお、上記の樹脂の概要については、「高分子大辞典」（丸善株式会社、平成６年９月２０日発行）及びそれに引用された文献などに記載されている。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が例示でき、フェノール樹脂、エポキシ樹脂が好ましく使用される。
また熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、液晶性ポリマー、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂等が例示でき、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、液晶性ポリマーが好ましく使用され、流動性、耐熱性及び剛性に優れているという観点からは液晶性ポリマーが特に好ましく使用できる。これらの樹脂は単独で用いても、ポリマーアロイとして複数を同時に用いても良い。上記の例示の中でも、ケース本体及びケース本体と一体に成形されるリブ及び補強部は、共に液晶ポリマーからなることが好ましい。
なお、上記の樹脂の概要については、「高分子大辞典」（丸善株式会社、平成６年９月２０日発行）及びそれに引用された文献などに記載されている。
固体撮像素子収納用ケースを形成する樹脂は、強度や剛性、耐熱性の向上、寸法精度向上、線膨張係数低下等の目的から、各種の充填材を充填することができる。
使用される充填剤としては、ガラス繊維（ミルドガラスファイバー、チョップドガラスファイバーなど）、ガラスビーズ、中空ガラス球、ガラス粉末、マイカ、タルク、クレー、シリカ、アルミナ、チタン酸カリウム、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸ソーダ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、けい砂、けい石、石英、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、グラファイト、モリブデン、アスベスト、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、石膏繊維、炭素繊維、カーボンブラック、ホワイトカーボン、珪藻土、ベントナイト、セリサイト、シラス、黒鉛などの無機フィラー、チタン酸カリウムウィスカ、アルミナウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、炭化珪素ウィスカ、窒化珪素ウィスカなどの金属ウィスカ又は非金属ウィスカ類などを例示することができる。その中でも、遮光効果及びケース内部での光の乱反射防止効果等が得られるカーボンブラックを用いるのが好ましい。
使用される充填剤としては、ガラス繊維（ミルドガラスファイバー、チョップドガラスファイバーなど）、ガラスビーズ、中空ガラス球、ガラス粉末、マイカ、タルク、クレー、シリカ、アルミナ、チタン酸カリウム、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸ソーダ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、けい砂、けい石、石英、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、グラファイト、モリブデン、アスベスト、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、石膏繊維、炭素繊維、カーボンブラック、ホワイトカーボン、珪藻土、ベントナイト、セリサイト、シラス、黒鉛などの無機フィラー、チタン酸カリウムウィスカ、アルミナウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、炭化珪素ウィスカ、窒化珪素ウィスカなどの金属ウィスカ又は非金属ウィスカ類などを例示することができる。その中でも、遮光効果及びケース内部での光の乱反射防止効果等が得られるカーボンブラックを用いるのが好ましい。
本発明の固体撮像素子収納用ケースが射出成形法により得られる場合は、その射出成形用ゲートが該ケースの短手方向の片側側壁に設けられており、かつ肉盗み部が該ケースの長手方向の側壁部に設けられていることが好ましい。
図３は、リード端子が挿設され、固体撮像素子及びボンディングワイヤが設けられ、肉盗み部が設けられた本発明の固体撮像素子収納用ケースの一例を示す斜視図であり、図４は、肉盗み部が設けられた本発明の固体撮像装置の一例をその肉盗み部で短手方向に切断した断面概略図である。
図３及び図４に示すように、該ケースの長手方向の側壁部には、数箇所の肉盗み部２８が設けられている。側壁部とは、該ケースの長手方向外側に面する部分を意味し、側壁、底板及びリブの一部を指す。
肉盗み部２８とは、該固体撮像素子収納用ケース２０の強度が十分に得られるよう必要な部分を残し、軽量化や射出成形時のケース内への樹脂の流れを均一化する目的でケースの側壁部等から不要な部分を取り除いた部分のことをいう。肉盗み部２８の位置、形状、大きさ及び数は、固体撮像素子収納用ケース２０の強度が十分であれば特に制限はない。
図３及び図４に示すように、該固体撮像素子収納用ケース２０の側壁部が底板部に接続する肉厚の厚い領域に数箇所の肉盗み部２８を設置することが好ましい。上記のような肉盗み部を設けることにより、ゲートが短手方向の片側側壁に設けられた金型を用いてケースを射出成形する際、ケースの側壁、底板及びリブにより均等に樹脂を流動させることができるようになり、ケースの反りをさらに抑制することができるので好ましい。
図３は、リード端子が挿設され、固体撮像素子及びボンディングワイヤが設けられ、肉盗み部が設けられた本発明の固体撮像素子収納用ケースの一例を示す斜視図であり、図４は、肉盗み部が設けられた本発明の固体撮像装置の一例をその肉盗み部で短手方向に切断した断面概略図である。
図３及び図４に示すように、該ケースの長手方向の側壁部には、数箇所の肉盗み部２８が設けられている。側壁部とは、該ケースの長手方向外側に面する部分を意味し、側壁、底板及びリブの一部を指す。
肉盗み部２８とは、該固体撮像素子収納用ケース２０の強度が十分に得られるよう必要な部分を残し、軽量化や射出成形時のケース内への樹脂の流れを均一化する目的でケースの側壁部等から不要な部分を取り除いた部分のことをいう。肉盗み部２８の位置、形状、大きさ及び数は、固体撮像素子収納用ケース２０の強度が十分であれば特に制限はない。
図３及び図４に示すように、該固体撮像素子収納用ケース２０の側壁部が底板部に接続する肉厚の厚い領域に数箇所の肉盗み部２８を設置することが好ましい。上記のような肉盗み部を設けることにより、ゲートが短手方向の片側側壁に設けられた金型を用いてケースを射出成形する際、ケースの側壁、底板及びリブにより均等に樹脂を流動させることができるようになり、ケースの反りをさらに抑制することができるので好ましい。
固体撮像素子は、入射光に応答して信号電荷を発生する画素の配列と画素配列の信号電荷を順次読み出す機能を有する読み出し部からなる。固体撮像素子は、好ましくは多数の画素配列を有する半導体撮像素子であり、一次元状画素配列の一次元イメージセンサ（リニアセンサ）と２次元状画素配列の２次元イメージ配列センサ（エリアセンサ）に大別される。本発明に使用する固体撮像装置には、固体撮像素子としてリニアセンサもエリアセンサも使用できるが、リニアセンサが好ましく使用できる。撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイージセンサ、ＣＭＤ、チャージインジェクションデバイス、赤外イメージセンサ等が例示できる。リニアセンサの代表的な長さは、２ないし１５ｃｍであり、好ましくは３〜１０ｃｍである。
本発明の固体撮像装置は、例えば、ファクシミリ、スキャナ、バーコードリーダー及びテレビカメラ等に利用することができる。
本発明の固体撮像装置は、例えば、ファクシミリ、スキャナ、バーコードリーダー及びテレビカメラ等に利用することができる。
ボンディングワイヤは、固体撮像素子とリード端子とを電気的に接続する導線である。
ボンディングワイヤは金属細線であり、金、アルミニウム、銅及びそれらを主成分とする合金からなるのが好ましい。ボンディングワイヤの接続方法は、導線の材質等によるが、ボールボンディング法やウェッジボンディング法等が挙げられる。
ボンディングワイヤは金属細線であり、金、アルミニウム、銅及びそれらを主成分とする合金からなるのが好ましい。ボンディングワイヤの接続方法は、導線の材質等によるが、ボールボンディング法やウェッジボンディング法等が挙げられる。
図示はしないが、本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子と樹脂ケースとの熱膨張差による歪みを防止するため、該ケースの内底面上にアイランドを有していてもよい。アイランドは、固体撮像素子収納用ケースの内底部に形成され、アイランドの上に固体撮像素子が固着される。アイランドは金属製であるが、金属としては銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄合金が例示でき、銅、アルミニウム、アルミニウム合金、金メッキされた銅及び４２アロイを好ましく使用できる。
固体撮像素子は、アイランドに接着剤、ハンダ等で固着されていることが好ましく、接着剤で固着されていることがより好ましい。用いる接着剤としては、公知のものを使用することができるが、熱伝導率が高く、かつ絶縁性の接着剤が好ましく、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上のものがより好ましく、３Ｗ／ｍＫ以上のものが特に好ましい。
アイランドは、長手方向に垂直な方向に突出した突出部を有していてもよく、該突出部はその一部をケースに埋設されて固定されたアイランド押さえ部を形成していてもよい。
固体撮像素子は、アイランドに接着剤、ハンダ等で固着されていることが好ましく、接着剤で固着されていることがより好ましい。用いる接着剤としては、公知のものを使用することができるが、熱伝導率が高く、かつ絶縁性の接着剤が好ましく、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上のものがより好ましく、３Ｗ／ｍＫ以上のものが特に好ましい。
アイランドは、長手方向に垂直な方向に突出した突出部を有していてもよく、該突出部はその一部をケースに埋設されて固定されたアイランド押さえ部を形成していてもよい。
上述のように、固体撮像素子収納用ケースを形成する樹脂には、強度や剛性、耐熱性の向上、寸法精度の向上、線膨張係数低下等の目的から、無機繊維状フィラー及び／又は無機針状フィラーを添加するのが好ましい。
無機繊維状フィラー及び無機針状フィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化珪素ウィスカ、窒化珪素ウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ等が挙げられる。これらは単独で用いられても良いし、複数を同時に用いても良い。
本発明において、複数の繊維状体及び／又は複数の針状体からなるフィラーを使用することが好ましい。また、繊維状体は、無機繊維状体（無機繊維状フィラー）であることが好ましく、針状体は無機針状体（無機針状フィラー）であることが好ましい。本発明に用いられる繊維状体及び針状体はアスペクト比が５以上であることが好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。換言すれば、フィラーは複数の繊維状体又は針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比は５以上であることが好ましい。アスペクト比は５〜１００であることが好ましく、１０〜５０であることがより好ましい。このようにアスペクト比が高い無機フィラーを用いることにより、力学特性や寸法精度に優れ、線膨張係数の低い固体撮像素子収納用ケースが得られるので好ましい。
ここで、アスペクト比とは、長さと幅の比である。特に短繊維のアスペクト比についてはＪＩＳ Ｈ−７４０２−１９９３に定められており、繊維の投影輪郭形状の外周上の最大２点間距離を繊維長さ（Ｌ）とし、繊維長さの中点を通り、繊維長さの方向に直角な線が繊維の輪郭を横切る長さを繊維径（Ｄ）としたとき、アスペクト比（Ｘ）は、下記式で与えられる。
Ｘ＝Ｌ／Ｄ
無機繊維状フィラー及び無機針状フィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化珪素ウィスカ、窒化珪素ウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ等が挙げられる。これらは単独で用いられても良いし、複数を同時に用いても良い。
本発明において、複数の繊維状体及び／又は複数の針状体からなるフィラーを使用することが好ましい。また、繊維状体は、無機繊維状体（無機繊維状フィラー）であることが好ましく、針状体は無機針状体（無機針状フィラー）であることが好ましい。本発明に用いられる繊維状体及び針状体はアスペクト比が５以上であることが好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。換言すれば、フィラーは複数の繊維状体又は針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比は５以上であることが好ましい。アスペクト比は５〜１００であることが好ましく、１０〜５０であることがより好ましい。このようにアスペクト比が高い無機フィラーを用いることにより、力学特性や寸法精度に優れ、線膨張係数の低い固体撮像素子収納用ケースが得られるので好ましい。
ここで、アスペクト比とは、長さと幅の比である。特に短繊維のアスペクト比についてはＪＩＳ Ｈ−７４０２−１９９３に定められており、繊維の投影輪郭形状の外周上の最大２点間距離を繊維長さ（Ｌ）とし、繊維長さの中点を通り、繊維長さの方向に直角な線が繊維の輪郭を横切る長さを繊維径（Ｄ）としたとき、アスペクト比（Ｘ）は、下記式で与えられる。
Ｘ＝Ｌ／Ｄ
これらの無機繊維状フィラー及び無機針状フィラーのうち、固体撮像素子収納用ケースの寸法精度、表面平坦性を向上させる目的から、平均繊維径が０．１〜５μｍの無機針状フィラーを用いることが好ましい。さらに、比較的安価に入手できるとの観点からは、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカのいずれか一種又は複数を組み合わせて用いることがさらに好ましい。
無機繊維状フィラー及び／又は無機針状フィラーを、好ましい樹脂である液晶ポリマーに充填する場合の配合量は、一般的には、液晶ポリマー１００重量部に対して２０〜１５０重量部が好ましく、より好ましくは３０〜１２０重量部であり、さらに好ましくは４０〜１００重量部である。無機繊維状フィラー及び／又は無機針状フィラーの含有量が２０重量部以上であると、良好なケース寸法精度が得られ、反りが少なく、適切な先膨張係数が得られると共に、良好な強度や剛性が得られるので好ましい。また、含有量が１５０重量部以下であると、良好な樹脂組成物の流動性が得られ、好適な固体撮像素子収納ケースの強度が得られるので好ましい。
本発明において、樹脂に板状フィラーを添加することも好ましく、板状フィラーとしては、無機板状フィラーが好ましい。
強度や剛性、耐熱性の向上、寸法精度の向上、線膨張係数の低下等の目的から、本発明に好適に用いられる無機板状フィラーとしては、タルク、マイカ、ガラスフレーク、モンモリロナイト、スメクタイト、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン等が挙げられる。これらは単独で用いられても良いし、複数を同時に用いても良い。樹脂組成物の熱伝導率を向上させる目的から、熱伝導率１Ｗ／ｍＫ以上の無機板状フィラーを用いることが好ましく。熱伝導率１Ｗ／ｍＫ以上の無機板状フィラーとしては、タルク、黒鉛、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でコスト、絶縁性の観点から、タルクが最も好ましい。
強度や剛性、耐熱性の向上、寸法精度の向上、線膨張係数の低下等の目的から、本発明に好適に用いられる無機板状フィラーとしては、タルク、マイカ、ガラスフレーク、モンモリロナイト、スメクタイト、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン等が挙げられる。これらは単独で用いられても良いし、複数を同時に用いても良い。樹脂組成物の熱伝導率を向上させる目的から、熱伝導率１Ｗ／ｍＫ以上の無機板状フィラーを用いることが好ましく。熱伝導率１Ｗ／ｍＫ以上の無機板状フィラーとしては、タルク、黒鉛、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でコスト、絶縁性の観点から、タルクが最も好ましい。
無機板状フィラーを、好ましい樹脂である液晶ポリマーに充填する場合の配合量は、液晶ポリマー１００重量部に対して好ましくは１０〜１００重量部であり、より好ましくは１０〜８０重量部である。無機板状フィラーの含有量が１０重量部以上であると、得られる固体撮像素子収納用ケースの寸法精度が高く、反りなどが少ないので好ましい。また、含有量が１００重量部以下であると、樹脂組成物の流動性が良好であり、好適な固体撮像素子収納用ケースの強度が得られるので好ましい。
強度や剛性、耐熱性の向上、寸法精度の向上、線膨張係数の低下等の目的から、本発明に用いられる樹脂にガラス繊維を充填するのが好ましい。ガラス繊維としては、シランカップリング剤等の表面処理剤を用いて表面処理したものを用いても良いし、表面処理していないものを用いても良い。
ガラス繊維を、好ましい樹脂である液晶ポリマーに充填する場合の配合量は、液晶ポリマー１００重量部に対して５〜５０重量部であり、好ましくは１０〜４０重量部である。ガラス繊維を液晶ポリマーに充填することにより、固体撮像素子収納用ケースの耐熱性を向上させることができ、加熱による反り、変形を抑制することができ、また、ウェルド強度を向上させることもできるので好ましい。しかしながら、ガラス繊維の含有量が多すぎると、樹脂組成物の流動性が低下する恐れがあり、好ましくない。また、この含有量が少ないと、固体撮像素子収納用ケースの耐熱性やウェルド強度を向上させる効果が得られない。
さらに、得られる固体撮像素子収納用ケースの遮光効果及び該ケース内部での光の乱反射防止のため、本発明に用いる樹脂に無機又は有機の染料、顔料あるいは着色剤を添加するのが好ましく、入手のしやすさの観点からカーボンブラックを添加するのが、より好ましい。
図５は固体撮像装置の一例の分解斜視図、図６は図５に示した固体撮像装置のＶＩ−ＶＩ矢印断面図である。
上述のように、固体撮像素子収納用ケース２０は、固体撮像素子５０が内部に配置されるべき収納用中空凹部ＤＰを有し、底板の長手方向Ｘの寸法ｊが底板の短手方向Ｙの寸法ａの３倍以上の樹脂製のケース本体１００と、収納用中空凹部ＤＰの内部からケース本体１００の長手方向Ｘに平行な側壁２４ａを介して外部に延びた複数のリード端子３０と、ケース本体１００の底板２２の長手方向Ｘに沿って底板２２と一体的に設けられた一対の樹脂製のリブ２６とを備えている。ここで、上述した通り、ケース本体１００とは、底板２２、長手方向に底板に略垂設された側壁２４ａ、及び、短手方向に底板２２に略垂設された側壁２４ｂとよりなる。
ケースのアスペクト比は高く、アスペクト比の高い固体撮像素子５０が設けられている。この固体撮像素子５０は、一次元ＣＣＤ（ラインセンサ）である。ケース本体１００は、歪みが生じやすいアスペクト比の高いものであって、且つ、樹脂からなるにも拘わらず、この装置では、長手方向Ｘの延びたリブ２６を有することにより、ケース本体１００の長手方向Ｘに垂直な方向の反りや撓みを抑制することができる。
上述のように、固体撮像素子収納用ケース２０は、固体撮像素子５０が内部に配置されるべき収納用中空凹部ＤＰを有し、底板の長手方向Ｘの寸法ｊが底板の短手方向Ｙの寸法ａの３倍以上の樹脂製のケース本体１００と、収納用中空凹部ＤＰの内部からケース本体１００の長手方向Ｘに平行な側壁２４ａを介して外部に延びた複数のリード端子３０と、ケース本体１００の底板２２の長手方向Ｘに沿って底板２２と一体的に設けられた一対の樹脂製のリブ２６とを備えている。ここで、上述した通り、ケース本体１００とは、底板２２、長手方向に底板に略垂設された側壁２４ａ、及び、短手方向に底板２２に略垂設された側壁２４ｂとよりなる。
ケースのアスペクト比は高く、アスペクト比の高い固体撮像素子５０が設けられている。この固体撮像素子５０は、一次元ＣＣＤ（ラインセンサ）である。ケース本体１００は、歪みが生じやすいアスペクト比の高いものであって、且つ、樹脂からなるにも拘わらず、この装置では、長手方向Ｘの延びたリブ２６を有することにより、ケース本体１００の長手方向Ｘに垂直な方向の反りや撓みを抑制することができる。
リブ２６の数は複数であることが好ましく、剛性を高める観点からは、リブは側壁２４ａの高さ方向Ｚの延長線上に位置することが好ましい。リード端子３０はボンディングワイヤ６０を介して固体撮像素子５０に電気的に接続されている。
図５においては固体撮像素子収納用ケースの長手方向両端部には、それぞれ補強部ＲＦが設けられている。補強部ＲＦは、側壁２４ａ及びリブ２６と一体的に形成されており、ケース本体１００の長手方向両端から、長手方向Ｘに沿って外部に突き出している。補強部ＲＦのＸＹ断面はケース本体１００の両端部と共に略Ｕ字型を構成している。補強部ＲＦは、側壁２４ａに垂直な方向のそりや撓みを抑制している。補強部ＲＦの内部の空間には、リードフレーム７０の一部が露出していることが好ましく、リードフレーム７０は固体撮像素子５０のマウントされるダイパッド７１に接続されている。露出したリードフレーム７０には開口７２が設けられており、ピン等を挿入して別の装置に固定することもできる。
ケース本体１００、リブ２６及び補強部ＲＦは、液晶ポリマーを含む樹脂からなることが好ましい。アスペクト比の高いケース本体の材料として液晶ポリマーを用いると、長手方向に揃った高分子の配向状態を得ることができ、耐熱性、強度特性、低膨張性に優れることとなるので好ましい。
また、上述のように、好適には樹脂内に無機材料からなるフィラーを含む。すなわち、無機材料からなるフィラーが樹脂内に含まれることにより、さらに剛性を高めることができるので好ましい。液晶ポリマーと無機材料フィラーとの組み合わせにより相乗的に高剛性を有するケースを構成することができる。フィラーは、複数の繊維状体及び／又は複数の針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比は５以上であることが好ましい。
また、上述のように、好適には樹脂内に無機材料からなるフィラーを含む。すなわち、無機材料からなるフィラーが樹脂内に含まれることにより、さらに剛性を高めることができるので好ましい。液晶ポリマーと無機材料フィラーとの組み合わせにより相乗的に高剛性を有するケースを構成することができる。フィラーは、複数の繊維状体及び／又は複数の針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比は５以上であることが好ましい。
図５において、ケース本体１００の側壁部（側壁２４ａ及び／又は底板２２及び／又はリブ２６）は、短手方向Ｙを深さ方向とし、長手方向Ｘに沿って延びた複数の肉盗み部（凹部）２８を有している。これにより、樹脂成形時の樹脂の流れを均一化し、且つ、軽量化を行うことができる。
これら複数の肉盗み部（凹部）２８の長手方向の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の合計Σは、ケース本体１００の長手方向Ｘの長さｊ（底板の長手方向の長さ）の２０％〜９０％であることが好ましい。合計Σは、３０％〜８０％であるとより好ましく、４０％〜７０％であるとさらに好ましい。
これら複数の肉盗み部（凹部）２８の長手方向の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の合計Σは、ケース本体１００の長手方向Ｘの長さｊ（底板の長手方向の長さ）の２０％〜９０％であることが好ましい。合計Σは、３０％〜８０％であるとより好ましく、４０％〜７０％であるとさらに好ましい。
図６を参照して説明する。ケース本体１００の底板の短手方向の長さａ、ケース本体１００及びリブ２６を含むケースの合計の高さｂ、リブ２６の幅（短手方向の長さ）ｃ、リブ２６の高さｄ、ケース本体１００の高さ方向Ｚに沿った複数の肉盗み部（凹部）２８の個々の幅ｇ、ケース本体１００の底板２２の厚みｈ、複数の肉盗み部（凹部）２８の個々の深さｉ、は以下の関係式を単独又は組み合わせて満たすことが好ましい。
１≦ａ／ｂ≦２．５
０．１≦ｉ／（ｃ＋ｈ）≦０．４
０．７≦ｇ／ｈ≦１．５
０．５≦ｄ／ｃ≦２．０
これらの関係式を満たす場合は、ケース本体１００の剛性をさらに高く維持することができる。
１≦ａ／ｂ≦２．５
０．１≦ｉ／（ｃ＋ｈ）≦０．４
０．７≦ｇ／ｈ≦１．５
０．５≦ｄ／ｃ≦２．０
これらの関係式を満たす場合は、ケース本体１００の剛性をさらに高く維持することができる。
図７は、図２に示した固体撮像装置に肉盗み部を付した装置の縦断面図である。
この固体撮像素子収納用ケースでは、収納用中空凹部ＤＰを画成する側壁２４ａの幅方向Ｙに沿った最大離隔距離ｅは、底板２２及びリブ２６の幅方向Ｙに沿った最大離隔距離ｆと異なっており、側壁２４は高さ方向に段差を有している。本例の場合には、最大離隔距離ｅは、最大離隔距離ｆよりも小さい。この構造の場合、以下の関係式を満たすことが好ましい。
０．８≦ｆ／ｅ≦２．０
段差が構成されている場合に、この関係式を満たすと、ケース本体１００の剛性を高く維持することができるので好ましい。
この固体撮像素子収納用ケースでは、収納用中空凹部ＤＰを画成する側壁２４ａの幅方向Ｙに沿った最大離隔距離ｅは、底板２２及びリブ２６の幅方向Ｙに沿った最大離隔距離ｆと異なっており、側壁２４は高さ方向に段差を有している。本例の場合には、最大離隔距離ｅは、最大離隔距離ｆよりも小さい。この構造の場合、以下の関係式を満たすことが好ましい。
０．８≦ｆ／ｅ≦２．０
段差が構成されている場合に、この関係式を満たすと、ケース本体１００の剛性を高く維持することができるので好ましい。
図８は、固体撮像素子収納用ケースを製造する金型の一例の縦断面図である。
射出成型を行う場合、対向面間に上述のケース形状のキャビティを有する第１金型Ｍ１と第２金型Ｍ２との間に、樹脂ＲＥを流し込む。第２金型Ｍ２は、Ｚ方向に延びたテーパ状の樹脂導入孔Ｍ２１を有しており、樹脂導入孔Ｍ２１の先端部からＸ方向に延びる連絡通路Ｍ２２を有している。連絡通路Ｍ２２の先端部は、ゲート部を構成し、ここからキャビティ内に樹脂ＲＥが導入され、樹脂はＸ方向に沿ってキャビティ内を流れていく。したがって、樹脂ＲＥが液晶ポリマーである場合には、これを構成する高分子の配向がＸ方向に揃ってくる。
樹脂を充填、固化した後、第１金型Ｍ１を貫通した複数のエジェクタピンＥＰにより、固化した樹脂を第２金型Ｍ２方向へ押すと、固体撮像素子収納用ケースが得られる。
射出成型を行う場合、対向面間に上述のケース形状のキャビティを有する第１金型Ｍ１と第２金型Ｍ２との間に、樹脂ＲＥを流し込む。第２金型Ｍ２は、Ｚ方向に延びたテーパ状の樹脂導入孔Ｍ２１を有しており、樹脂導入孔Ｍ２１の先端部からＸ方向に延びる連絡通路Ｍ２２を有している。連絡通路Ｍ２２の先端部は、ゲート部を構成し、ここからキャビティ内に樹脂ＲＥが導入され、樹脂はＸ方向に沿ってキャビティ内を流れていく。したがって、樹脂ＲＥが液晶ポリマーである場合には、これを構成する高分子の配向がＸ方向に揃ってくる。
樹脂を充填、固化した後、第１金型Ｍ１を貫通した複数のエジェクタピンＥＰにより、固化した樹脂を第２金型Ｍ２方向へ押すと、固体撮像素子収納用ケースが得られる。
図９は、図８に示した金型のＩＸ−ＩＸ矢印断面図である。
なお、図５に示した複数の肉盗み部２８は、突起部Ｍ２８を有する一対の側方金型Ｍ２８１、Ｍ２８２によって、上述の樹脂射出時に形成される。射出成型時、樹脂ＲＥはＸ方向に進行するが、肉盗み部（凹部）２８が形成されるように樹脂が充填され、固化した後、金型Ｍ１及びＭ２が開く際に、側方金型Ｍ２８１、Ｍ２８２が、それぞれ−Ｙ、Ｙ方向に移動して、成型された固体撮像素子収納用ケースが金型Ｍ２８１、Ｍ２８２から分離する。
なお、図５に示した複数の肉盗み部２８は、突起部Ｍ２８を有する一対の側方金型Ｍ２８１、Ｍ２８２によって、上述の樹脂射出時に形成される。射出成型時、樹脂ＲＥはＸ方向に進行するが、肉盗み部（凹部）２８が形成されるように樹脂が充填され、固化した後、金型Ｍ１及びＭ２が開く際に、側方金型Ｍ２８１、Ｍ２８２が、それぞれ−Ｙ、Ｙ方向に移動して、成型された固体撮像素子収納用ケースが金型Ｍ２８１、Ｍ２８２から分離する。
（実施例）
液晶性ポリマー（住友化学（株）製スミカスーパーＥ６０００）１００重量部にホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製ＹＳ−３Ａ、繊維径 ０．５〜１μｍ、繊維長 １０〜３０μｍ）８７重量部、ガラス繊維（旭グラスファイバー（株）製ＣＳ０３ＪＡＰＸ−１、繊維径 １０μｍ、繊維長 ３，０００μｍ）３７重量部、タルク（日本タルク（株）製Ｘ−５０）２５重量部及びカーボンブラック（三菱化学（株）製＃４５Ｂ）２．５重量部を混合し、二軸押し出し機（（株）池貝製ＰＣＭ３０型）を用い、シリンダ温度３４０℃で造粒し、液晶ポリエステル組成物を得た。得られた液晶ポリエステル組成物を射出成形機（日精樹脂工業（株）製ＥＳ４００型）を用いて、予め金型に幅２ｍｍ、長さ９４ｍｍのアイランドを設置し、該金型にインサート成形（成形温度３６０℃、射出速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、金型温度８０℃）することで、内底面にアイランドを備えた、図５に示す固体撮像素子収納用ケースを得た。
得られた固体撮像素子収納用ケースの図６に示す寸法は、下記のとおりである。
底板の短手方向の長さ（ａ）＝９．５ｍｍ
ケースの合計高さ（リブ及びケース本体の合計高さ）（ｂ）＝４．５ｍｍ
リブの幅（ｃ）＝１．７ｍｍ
リブの高さ（ｄ）＝１．５ｍｍ
肉盗み部の幅（ｇ）＝１．５ｍｍ
底板の厚み（ｈ）＝１．５ｍｍ
肉盗み部の深さ（ｉ）＝０．８ｍｍ
底板の長手方向の長さ（ｊ）＝１０５．０ｍｍ
個々の肉盗み部の長手方向の長さ（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）＝１５．３ｍｍ
このように、リブを有する固体撮像素子収納用ケースは、成形時及び実装時の温度変化によるケースの熱膨張・熱収縮に基づく反り、撓みが少なかった。また、得られた固体撮像素子収納用ケースを用いて作製した固体撮像装置は、読み取り不良等が少なく、また、使用温度の変動による動作不良を抑制することができた。
液晶性ポリマー（住友化学（株）製スミカスーパーＥ６０００）１００重量部にホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業（株）製ＹＳ−３Ａ、繊維径 ０．５〜１μｍ、繊維長 １０〜３０μｍ）８７重量部、ガラス繊維（旭グラスファイバー（株）製ＣＳ０３ＪＡＰＸ−１、繊維径 １０μｍ、繊維長 ３，０００μｍ）３７重量部、タルク（日本タルク（株）製Ｘ−５０）２５重量部及びカーボンブラック（三菱化学（株）製＃４５Ｂ）２．５重量部を混合し、二軸押し出し機（（株）池貝製ＰＣＭ３０型）を用い、シリンダ温度３４０℃で造粒し、液晶ポリエステル組成物を得た。得られた液晶ポリエステル組成物を射出成形機（日精樹脂工業（株）製ＥＳ４００型）を用いて、予め金型に幅２ｍｍ、長さ９４ｍｍのアイランドを設置し、該金型にインサート成形（成形温度３６０℃、射出速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、金型温度８０℃）することで、内底面にアイランドを備えた、図５に示す固体撮像素子収納用ケースを得た。
得られた固体撮像素子収納用ケースの図６に示す寸法は、下記のとおりである。
底板の短手方向の長さ（ａ）＝９．５ｍｍ
ケースの合計高さ（リブ及びケース本体の合計高さ）（ｂ）＝４．５ｍｍ
リブの幅（ｃ）＝１．７ｍｍ
リブの高さ（ｄ）＝１．５ｍｍ
肉盗み部の幅（ｇ）＝１．５ｍｍ
底板の厚み（ｈ）＝１．５ｍｍ
肉盗み部の深さ（ｉ）＝０．８ｍｍ
底板の長手方向の長さ（ｊ）＝１０５．０ｍｍ
個々の肉盗み部の長手方向の長さ（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）＝１５．３ｍｍ
このように、リブを有する固体撮像素子収納用ケースは、成形時及び実装時の温度変化によるケースの熱膨張・熱収縮に基づく反り、撓みが少なかった。また、得られた固体撮像素子収納用ケースを用いて作製した固体撮像装置は、読み取り不良等が少なく、また、使用温度の変動による動作不良を抑制することができた。
（比較例）
実施例と同様にして、図５における固体撮像素子収納用ケースからリブを形成していないケース（図１０参照）を作製した。
すなわち、本比較例で固体撮像素子収納用ケースの寸法は、下記のとおりである。
底板の短手方向の長さ（ａ’）＝９．５ｍｍ
ケース本体の高さ（ｂ’）＝３．０ｍｍ
肉盗み部の幅（ｇ’）＝１．５ｍｍ
底板の厚み（ｈ’）＝１．５ｍｍ
肉盗み部の深さ（ｉ’）＝０．８ｍｍ
底板の長手方向の長さ（ｊ’）＝１０５．０ｍｍ
個々の肉盗み部の長手方向の長さ（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）＝１５．３ｍｍ
得られたケースは、温度変化によるケースの熱膨張・熱収縮に基づく反り、撓みが多かった。
実施例と同様にして、図５における固体撮像素子収納用ケースからリブを形成していないケース（図１０参照）を作製した。
すなわち、本比較例で固体撮像素子収納用ケースの寸法は、下記のとおりである。
底板の短手方向の長さ（ａ’）＝９．５ｍｍ
ケース本体の高さ（ｂ’）＝３．０ｍｍ
肉盗み部の幅（ｇ’）＝１．５ｍｍ
底板の厚み（ｈ’）＝１．５ｍｍ
肉盗み部の深さ（ｉ’）＝０．８ｍｍ
底板の長手方向の長さ（ｊ’）＝１０５．０ｍｍ
個々の肉盗み部の長手方向の長さ（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）＝１５．３ｍｍ
得られたケースは、温度変化によるケースの熱膨張・熱収縮に基づく反り、撓みが多かった。
１０ 固体撮像装置
２０ 固体撮像素子収納用ケース
２２ 樹脂製底板
２４ 樹脂製側壁
２４ａ 長手方向の側壁
２４ｂ 短手方向の側壁
２６ リブ
２８ 肉盗み部
３０ リード端子
４０ 透明板
５０ 固体撮像素子
６０ ボンディングワイヤ
７０ リードフレーム
７１ ダイパッド
７２ 開口
１００ ケース本体
ＲＦ 補強部
ＤＰ 収納用中空凹部
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ２８１、Ｍ２８２ 金型
ＥＰ エジェクタピン
Ｍ２１ 樹脂導入孔
Ｍ２２ 連絡通路
ＲＥ 樹脂
ａ，ａ’ 底板の短手方向の長さ
ｂ ケースの合計の高さ
ｂ’ ケース本体の高さ
ｃ リブの幅
ｄ リブの高さ
ｅ 側壁の幅方向Ｙに沿った最大離隔距離
ｆ 底板及びリブの幅方向Ｙに沿った最大離隔距離
ｇ，ｇ’ 肉盗み部の幅
ｈ，ｈ’ 底板の厚み
ｉ，ｉ’ 肉盗み部の深さ
ｊ 底板の長手方向の長さ
２０ 固体撮像素子収納用ケース
２２ 樹脂製底板
２４ 樹脂製側壁
２４ａ 長手方向の側壁
２４ｂ 短手方向の側壁
２６ リブ
２８ 肉盗み部
３０ リード端子
４０ 透明板
５０ 固体撮像素子
６０ ボンディングワイヤ
７０ リードフレーム
７１ ダイパッド
７２ 開口
１００ ケース本体
ＲＦ 補強部
ＤＰ 収納用中空凹部
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ２８１、Ｍ２８２ 金型
ＥＰ エジェクタピン
Ｍ２１ 樹脂導入孔
Ｍ２２ 連絡通路
ＲＥ 樹脂
ａ，ａ’ 底板の短手方向の長さ
ｂ ケースの合計の高さ
ｂ’ ケース本体の高さ
ｃ リブの幅
ｄ リブの高さ
ｅ 側壁の幅方向Ｙに沿った最大離隔距離
ｆ 底板及びリブの幅方向Ｙに沿った最大離隔距離
ｇ，ｇ’ 肉盗み部の幅
ｈ，ｈ’ 底板の厚み
ｉ，ｉ’ 肉盗み部の深さ
ｊ 底板の長手方向の長さ
Claims (11)
- 固体撮像素子収納用ケースであって、
固体撮像素子が内部に配置されるべき収納用凹部を有し、長手方向の寸法が幅方向の寸法の３倍以上の樹脂製ケース本体と、
前記収納用凹部の内部から前記ケース本体の長手方向に平行な側壁を介して外部に延びた複数のリード端子と、
前記ケース本体の底板の長手方向に沿って前記底板と一体的に設けられた樹脂製のリブと、を備え、
該リブは、該底板の外底面の長手方向に垂設され、
該側壁及び該リブと一体的に形成され、該ケースの長手方向両端から該長手方向に沿って外方に突き出した補強部を更に備えることを特徴とする
固体撮像素子収納用ケース。 - 該樹脂が、液晶ポリマーを含む樹脂からなる請求項１記載の固体撮像素子収納用ケース。
- 該樹脂内に無機材料からなるフィラーを含む請求項１又は２に記載の固体撮像素子収納用ケース。
- 該フィラーは、複数の繊維状体及び／又は複数の針状体からなり、個々の繊維状体又は針状体のアスペクト比が５以上である請求項３記載の固体撮像素子収納用ケース。
- 該リブを含む該ケースの合計の高さｂ及び該ケースの幅ａは、以下の関係式：
１≦ａ／ｂ≦２．５
を満たす請求項１〜４いずれか１つに記載の固体撮像素子収納用ケース。 - 側壁部は、幅方向を深さ方向とし、長手方向に沿って延びた複数の肉盗み部を有している請求項１〜５いずれか１つに記載の固体撮像素子収納用ケース。
- 該複数の肉盗み部の長手方向の長さの合計が、該側壁部の長手方向の長さの２０％〜９０％である請求項６記載の固体撮像素子収納用ケース。
- 該底板の厚みｈ、前記リブの幅ｃ、前記複数の肉盗み部の個々の深さｉは、以下の関係式：
０．１≦ｉ／（ｃ＋ｈ）≦０．４
を満たす請求項６又は７に記載の固体撮像素子収納用ケース。 - 該底板の厚みｈ、該複数の肉盗み部の個々の幅ｇは、以下の関係式：
０．７≦ｇ／ｈ≦１．５
を満たす請求項６〜８いずれか１つに記載の固体撮像素子収納用ケース。 - 該リブの幅ｃ、該リブの高さｄは、以下の関係式：
０．５≦ｄ／ｃ≦２．０
を満たす請求項１〜９いずれか１つに記載の固体撮像素子収納用ケース。 - 請求項１〜１０いずれか１つに記載の固体撮像素子収納用ケースを具備することを特徴とする固体撮像装置。
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