JP6939561B2 - 撮像素子パッケージ、撮像装置及び撮像素子パッケージの製造方法 - Google Patents

撮像素子パッケージ、撮像装置及び撮像素子パッケージの製造方法 Download PDF

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Description

本技術は、CMOSイメージセンサ等の固体撮像素子を収容した撮像素子パッケージ及びこれを備えた撮像装置、並びに撮像素子パッケージの製造方法に関する。
ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置においては、長時間にわたって高精細画像の連続撮影が行われるケースが増加しており、これによりイメージセンサの温度が過剰に上昇して、機器に動作不具合を生じさせることがある。このため、イメージセンサ及びそのパッケージの放熱性は、撮像装置において重要な特性となっている。
例えば特許文献1には、撮像素子の受光面の裏面を固定する基板と、レンズホルダに固定されるネジ穴を有し、撮像素子の周辺を取り囲むように基板に接合された樹脂製のフレームとを備えた撮像素子パッケージが開示されている。この撮像素子パッケージは、内部の熱を、フレームに設けられた金属プレートを介してレンズホルダに放熱することが可能に構成されている。
特開2013−222772号公報
しかしながら、特許文献1の構造では、基板と金属プレートとの間に樹脂製のフレームが介在しているため、基板から金属プレートへの熱伝達が阻害されてパッケージ内部の熱を効率よく放出することが困難であるという問題がある。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、パッケージ内部の熱を効率よく放出することができる撮像素子パッケージ、撮像装置及び撮像素子パッケージの製造方法を提供することにある。
本技術の一形態に係る撮像素子パッケージは、固体撮像素子と、回路基板と、透光性基板と、支持体とを具備する。
上記固体撮像素子は、受光面と、上記受光面とは反対側の裏面とを有する。
上記回路基板は、上記固体撮像素子の上記裏面を支持する。
上記透光性基板は、上記受光面に対向する。
上記支持体は、樹脂フレーム部と、導体部とを有し、上記回路基板と上記透光性基板との間に配置される。上記樹脂フレーム部は、上記固体撮像素子を収容する中空部と、撮像機器の筐体部に固定される固定部とを有する。上記導体部は、上記樹脂フレーム部に一体的に設けられ、上記回路基板と上記固定部との間を熱的に接続する。
上記撮像素子パッケージは、回路基板と固定部との間を熱的に接続する導体部を備えているため、この導体部を介してパッケージ内部の熱を回路基板から固定部へ効率よく放出することができる。
上記樹脂フレーム部は、上記回路基板に設けられる第1の樹脂層と、上記第1の樹脂層と上記透光性基板との間を接続する第2の樹脂層とを有してもよく、上記導体部は、第1の導体部品と、第2の導体部品とを有してもよい。上記第1の導体部品は、上記回路基板に接続された第1の端部とその反対側の第2の端部とを有し、上記第1の樹脂層の内部に配置される。上記第2の導体部品は、上記第2の端部と上記固定部との間を連絡し、上記第2の樹脂層に固定される。
上記第1の導体部品は、上記回路基板に搭載された複数の電子部品を含んでもよい。あるいは、上記第1の導体部品は、上記回路基板に搭載された複数の金属ブロックを含んでもよい。
上記第1の樹脂層は、上記中空部を構成する第1の開口部を有し、上記第2の樹脂層は、上記中空部を構成し上記第1の開口部よりも開口面積が小さい第2の開口部を有してもよい。これにより、透光性基板の面積を小さくすることができる。
上記回路基板は、上記固体撮像素子の上記裏面と対向する領域に設けられた放熱層を有してもよい。これにより、固体撮像素子の放熱性を高めることができる。
本技術の一形態に係る撮像装置は、筐体部と、固体撮像素子と、回路基板と、透光性基板と、支持体と、レンズとを具備する。
上記固体撮像素子は、受光面と、上記受光面とは反対側の裏面とを有する。
上記回路基板は、上記固体撮像素子の上記裏面を支持する。
上記透光性基板は、上記受光面に対向する。
上記支持体は、樹脂フレーム部と、導体部とを有し、上記回路基板と上記透光性基板との間に配置される。上記樹脂フレーム部は、上記固体撮像素子を収容する中空部と、上記筐体部に固定される固定部とを有する。上記導体部は、上記樹脂フレーム部に一体的に設けられ、上記回路基板と上記固定部との間を熱的に接続する。
上記レンズは、上記筐体部に収容され、上記透光性基板を介して上記受光面に対向する。
上記撮像装置は、回路基板と固定部との間を熱的に接続する導体部を備えているため、この導体部を介してパッケージ内部の熱を回路基板から筐体部へ効率よく放出することができる。
本技術の一形態に係る撮像素子パッケージの製造方法は、回路基板上の素子実装領域の周囲に複数の第1の導体部品を搭載することを含む。
上記第1の導体部品の周囲を被覆する第1の樹脂層が、上記素子実装領域を取り囲む枠状に形成される。
上記素子実装領域に固体撮像素子が実装される。
上記第1の樹脂層の上に、上記第1の導体部品と接続される第2の導体部品を有する第2の樹脂層が接合される。
上記第2の樹脂層の上に、上記固体撮像素子の受光面と対向する透光性基板が接合される。
以上のように、本技術によれば、パッケージ内部の熱を効率よく放出することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の一実施形態に係る撮像装置の要部概略断面図である。 上記撮像装置における撮像素子パッケージの拡大図である。 図2におけるA−A線断面図である。 上記撮像素子パッケージの製造方法を説明する主要工程の概略断面図である。 上記撮像素子パッケージの製造方法を説明する主要工程の概略断面図である。 上記撮像素子パッケージの製造方法を説明する主要工程の概略断面図である。
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本技術の一実施形態に係る撮像装置の要部概略断面図である。
[撮像装置]
本実施形態の撮像装置1は、撮像素子パッケージ100と、レンズ200と、筐体部300とを有する。
撮像素子パッケージ100及びレンズ200は、筐体部300に収容されている。筐体部300は、例えば、ビデオカメラやスチルカメラ等における鏡筒部の一部、あるいは携帯電話機やスマートフォン等の携帯情報端末における筐体部の一部として構成される。撮像素子パッケージ100を支持する筐体部300は、例えば、金属等の熱伝導性に優れた材料で構成される。なお図1に示すように、撮像素子パッケージ100及びレンズ200を各々の光軸が同一直線上に整列するように固定できるものであれば、筐体部300の形状、構造等は特に限定されない。
レンズ200は、単一のレンズに限られず、複数のレンズで構成されたレンズユニットであってもよい。また、レンズ200は、筐体部300に対して光軸方向に移動可能に構成されてもよい。
[撮像素子パッケージ]
撮像素子パッケージ100は、固体撮像素子10と、回路基板20と、透光性基板30と、支持体40とを有する。撮像素子パッケージ100は、支持体40に固定された固定金具310を介して筐体部300に固定される。撮像素子パッケージ100は、レンズ200が透光性基板30を介して固体撮像素子10の受光面10A(図2参照)に対向する位置に配置される。
図2は、撮像素子パッケージ100の拡大図、図3は図2におけるA−A線断面図である。なお、図3は説明の便宜のためものであり、図2との関係において各部の大きさや寸法比は必ずしも一致していない。
図2及び図3に示すように、撮像素子パッケージ100は、固体撮像素子10を内部に収容したパッケージ構造を有し、その周縁部には固定金具310にボルト等の締結具311を介して結合される複数の固定部402が設けられている。
固体撮像素子10は、受光面10Aを有するイメージセンサで構成される。典型的に、固体撮像素子10は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)センサ等で構成される。受光面10Aには、受光部11とその周囲に配列された複数の端子部12とを有する。受光部10Aとは反対側の固体撮像素子10の裏面10Bは、回路基板20により支持される。受光面10A及び受光部11は、図3に示すように矩形状に形成され、端子部12は、受光面10Aの各長辺に沿って所定間隔で配列される。
固体撮像素子10は、レンズ200を透過した被写体光束L(図1参照)を受光部11において受光し、受光した光の量に応じた電荷を光電変換により発生し、端子部12から電気信号として出力する。
回路基板20は、多層配線基板で構成され、典型的には、ガラスエポキシ基板等の有機基板で構成される。回路基板20は、図示しない制御基板(マザーボード)と固体撮像素子10との間の電気的接続を中継するインターポーザ基板として構成される。回路基板20と上記制御基板との間の電気的接続には、例えば、図示しないフレキシブル配線基板等を介して接続される。
回路基板20の表面(図2において上面)には、固体撮像素子10がその受光面10Aを上向きにしたフェイスアップ方式で実装されている。回路基板20の表面には、図3に示すように、固体撮像素子10の端子部12とボンディングワイヤ35を介して電気的に接続される複数の端子部22が配列されている。
回路基板20は、固体撮像素子10の裏面10Bと対向する領域に設けられた放熱層21を有する。放熱層21は、典型的には、回路基板の表面に形成された導体層(銅箔等)のベタ膜で構成される。放熱層21は、例えば回路基板20の内部を介して後述する第1の導体部品421に接続される。これにより、固体撮像素子10の放熱性を高めることができる。なお、回路基板20の表面には、固体撮像素子10以外の他の素子や部品が搭載されてもよい。
回路基板20の裏面(図2において下面)には、固体撮像素子10の周辺回路を構成する複数の電子部品50が実装されている。これら電子部品50は、抵抗やコンデンサ等の受動素子のほか、IC等の集積回路を含んでもよい。
透光性基板30は、固体撮像素子10の受光面10Aに対向して配置されたガラスや透明プラスチック等からなる板材で構成される。透光性基板30は、支持体40を介して回路基板20に固定され、固体撮像素子10が収容される中空部401を閉塞する。
支持体40は、樹脂フレーム部41と、導体部42とを有し、回路基板20と透光性基材30との間に配置される。樹脂フレーム部41は、固体撮像素子10を収容する中空部401と、筐体部300に固定される固定部402とを有する。導体部42は、樹脂フレーム部41に一体的に設けられ、回路基板20と固定部402との間を熱的に接続する。
樹脂フレーム部41は、回路基板20に設けられる第1の樹脂層411と、第1の樹脂層411と透光性基板30との間を接続する第2の樹脂層412とを有する。第1の樹脂層411及び第2の樹脂層412は、例えば、光沢のない黒色のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の硬化物で構成される。樹脂フレーム部41は、回路基板20上において固体撮像素子10の周囲を外気から遮蔽する封止層として構成される。
第1の樹脂層411は、図3に示すように、固体撮像素子10を取り囲むように回路基板20の表面に矩形環状に形成される。第1の樹脂層411は、固体撮像素子10の受光部11を透光性基板30に露出させるための第1の開口部411aを有する。
第1の開口部411aは矩形状であり、その周縁部は、透光性基板30側から回路基板20側に向かって開口面積が大きくなる逆テーパ状に形成されるが、これに限られず、回路基板20の表面に直交する垂直面で形成されてもよいし、透光性基板30側から回路基板20側に向かって開口面積が小さくなるテーパ状に形成されてもよい。第1の樹脂層411は、図2に示すように固体撮像素子10の厚さよりも大きな高さ寸法を有するが、勿論これに限られず、固体撮像素子10の厚さと同等又はそれよりも小さい高さであってもよい。
第2の樹脂層412は、第1の樹脂層411と一体的に接合された矩形環状の枠体で構成され、固体撮像素子10の受光部11を透光性基板30に露出させるための第2の開口部412aを有する。第2の開口部412aは、第1の開口部411aと同心的に配置され、第1の開口部411aと協働して角錐台形状の中空部401を構成する。
第2の開口部412aは矩形状であり、その周縁部は、第1の開口部411aの周縁部と連続するように、第1の樹脂層411側から透光性基板30側に向かって開口面積が小さくなる逆テーパ状に形成される。これにより、透光性基板30の面積を小さくすることができる。また、透光性基板30の面積を小さくすることで、受光面10Aへの迷光等の不要光の入射を規制できるようになる。
導体部42は、第1の導体部品421と、第2の導体部品422とを有する。
第1の導体部品421は、回路基板20に接続された第1の端部421aとその反対側の第2の端部421bとを有し、第1の樹脂層411の内部に配置される。本実施形態において、第1の導体部品421は、図3に示すように、固体撮像素子10を取り囲むように回路基板20の表面に矩形環状に配列された複数の電子部品あるいは金属ブロックで構成される。
第1の導体部品421を構成する電子部品としては、例えば、ゼロオーム抵抗等の低抵抗素子が好適である。また、上記金属ブロックとしては、銅やアルミニウム等の低抵抗かつ熱伝導性に優れた金属材料が好適である。これら電子部品あるいは金属ブロックを第1の導体部品421として用いることで、回路基板20の熱を第2の導体部品422へ効率よく伝達することができる。
第1の導体部品421の第1の端部421aは、例えば、回路基板20上に設けられた金属パターン(ランド)に半田等を介して接合される。これにより、回路基板20と第1の導体部品421との間の熱抵抗を低減することができる。第1の導体部品421を構成する複数の電子部品あるいは金属ブロックの配列間隔あるいは個数は特に限定されず、回路基板20の目的とする放熱特性が得られるように適宜の値に設定される。また、第1の導体部品421の形状も特に限定されず、図示する角柱形状だけでなく、円柱形状が錐体形状等の任意の形状が適用可能である。
なお、上記複数の電子部品は、発熱性素子等の電子部品が含まれてもよい。これにより当該電子部品の放熱特性も高めることができる。また、上記複数の電子部品の一部には、第1の導体部品421として機能しない回路素子や部品が含まれてもよい。第1の樹脂層411の形成領域をも実装領域として利用することで、回路基板20の部品実装密度を高めることができる。
なおまた、第1の導体部品421は、複数の電子部品や金属ブロック等で構成される場合に限られず、単一の矩形環状の金属ブロック等で構成されてもよい。これにより、回路基板20の放熱特性や回路基板20へのマウント作業性を高めることができる。
第2の導体部品422は、第2の樹脂層422に固定され、第1の導体部品421の第2の端部421bと支持体40の固定部402との間を連絡する。本実施形態において第2の導体部品422は、第2の樹脂層412の下面に設けられた銅やアルミニウム等の金属板で構成される。これにより、第1の導体部品421との安定した接合を確保しつつ、固定部402の機械的強度を高めることが可能となる。
なお、第2の導体部品422は、金属板で構成される例に限られず、網状のメッシュ材や線材等で構成されてもよい。また、第2の導体部品422は、第2の樹脂層412の下面に設けられる例に限られず、第2の樹脂層412の内部に埋設されてもよい。
固定部402は、第2の樹脂層412の周囲の所定部位に設けられ、締結具311が挿通される挿通孔Hを有する。固定部402は、第2の樹脂層412の周縁部に形成されたフランジ部、あるいは、第2の樹脂層412の周縁部から外方へ突出した複数の翼部で構成されてもよい。
[撮像素子パッケージの製造方法]
次に、撮像素子パッケージ100の製造方法について説明する。図4〜図6は、撮像素子パッケージ100の製造方法を説明する主要工程の概略断面図である。
図4Aに示すように、回路基板20の集合体からなる集合基板20Sを準備する。そして図4Bに示すように、集合基板20Sの裏面202を上向きにした状態で、周辺回路を構成する複数の電子部品50がリフロー半田付け法等によって実装される。
続いて図4Cに示すように、集合基板20Sが反転され、表面201の固体撮像素子10の実装領域(例えば放熱層21)の周囲に、第1の導体部品421を構成する複数の電子部品あるいは金属ブロックが搭載される。集合基板20Sへの第1の導体部品421の実装には、既存のマウンタ設備やリフロー設備等が用いられる。
続いて図5Aに示すように、第1の導体部品421の周囲を被覆するように第1の樹脂層411が回路基板20の表面201に枠状に形成される。第1の樹脂層411は、第1の導体部品421の頂部(第2の端部421b)が第1の樹脂層411の上面から露出するように、例えば、第1の導体部品421と同等の高さで形成される。第1の樹脂層411の形成方法は特に限定されず、典型的には、トランスファ成形法が用いられる。これにより、回路基板20に対する第1の樹脂層411の密着性が確保される。
また、第1の樹脂層411は、隣接する複数の第1の導体部品421の間に充填される。これにより、第1の樹脂層411の内部に第1の導体部品421が埋設される。なお、隣接する複数の回路基板20の境界部に位置する第1の導体部品421の間にも第1の樹脂層421が充填される。
次に、集合基板20Sが個々の回路基板20に個片化される。この工程では、図5Bに示すように、ダイシングブレードDs等の加工具を用いて、回路基板20間の境界部に位置する第1の樹脂層411が分断される。加工方法は上記の例に限られず、例えばレーザ加工等の他の加工法が採用されてもよい。
続いて図6Aに示すように、回路基板20の表面に固体撮像素子10が実装される。固体撮像素子10の実装には、例えば非導電性接着剤を介して固体撮像素子10の裏面が回路基板20上の放熱層21に接合される(ダイボンディング)。その後、固体撮像素子10の端子部12と回路基板20の端子部22との間がボンディングワイヤ35を介して電気的に接続される(ワイヤボンディング)。
続いて図6Bに示すように、第1の樹脂層411の上に、第1の導体部品421と接続される第2の導体部品422を有する第2の樹脂層412が接合される。これにより、固体撮像素子10を収容する中空部401を有する樹脂フレーム部41と、回路基板20と固定部402との間を熱的に接続する導体部42とを備えた支持体40が作製される。
第1の樹脂層411と第2の樹脂層412との接合には、接着剤等が用いられる。この際、第1の導体部品421と第2の導体部品422との間に接着剤が介在してもよいが、熱伝導性に優れた接着剤を用いるのが更に好適である。
続いて図6Cに示すように、支持体40(第2の樹脂層412)の上に、固体撮像素子10の受光面10Aと対向する透光性基板30が接合され、中空部401が密閉される。以上のようにして、撮像素子パッケージ100が作製される。
[作用]
一般に、イメージセンサを搭載するインターポーザ基板には、剛性や放熱性を確保する観点からセラミック基板が使われるケースが多いが、低コスト化等の理由により有機基板を使うケースも増えている。また、回路特性向上や、周辺回路も含めたユニットの小型化の意図から、イメージセンサチップだけでなく、バイパスコンデンサ等の周辺回路部品についても同じ基板に載せる要求が強くなってきている。
ところが、有機基板の熱伝導率は、例えば1[W/m・K]程度であり、セラミック基板の熱伝導率(例えば15[W/m・K]程度)に比べ小さいため、駆動中のセンサチップから生じる熱をパッケージ外に逃す性能が劣る。特に、周辺回路部品を基板の両面に実装してスペースを活用あるいは小型化したい意図からは、センサと反対側の基板面に、ヒートシンク等を貼り付ける面積は確保できないため、横方向(パッケージ側面方向)からセット筐体等へ熱を逃がす構造が必要となっている。
これに対して本実施形態の撮像素子パッケージ100において、支持体40は、回路基板20と固定部402との間を熱的に接続する導体部42を備えているため、この導体部42を介してパッケージ内部の熱を回路基板20から固定部402、そして、固定部402に結合される固定金具310を介して筐体部300へ効率よく放出することができる。したがって、回路基板20に有機基板を用いた場合でも、固体撮像素子10の発熱をパッケージ外部へ効率よく放出することができる。これにより、例えば長時間撮影や高精細画像の連続撮影時等における固体撮像素子10の過剰な発熱を抑止でき、撮像機器1の動作不具合の発生を防止することができる。
しかも、本実施形態によれば、回路基板20に固体撮像素子10の裏面10Bを放熱するための放熱層21が設けられているため、パッケージの良好な放熱特性を維持しつつ、回路基板20のスペースの有効利用化あるいは小型化を実現することができる。
さらに、導体部42を構成する第1の導体部品421が支持体40を構成する第1の樹脂層411の内部に配置されるため、回路基板20上に放熱用の部品を別途配置するスペースが不要となる。また、回路基板20上のバイパスコンデンサ等の周辺素子(部品)も一緒に第1の樹脂層411の内部に埋設することが可能である。このように本実施形態によれば、回路基板20の部品実装スペースの効率化、部品実装密度の向上、回路基板20の小型化等を容易に実現することができる。
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば以上の実施形態では、第1の導体部品421が搭載された回路基板20の上に第1の樹脂層411がモールド成形された後、第2の導体部品422を有する第2の樹脂層が第1の樹脂層411の上に積層された。これに代えて、第1の樹脂層411と第1の導体部品421とが一体的に形成された枠状部材が直接、回路基板上に設置されてもよい。あるいは、第1及び第2の樹脂層と第1及び第2の導体部品とが一体的に形成された枠状の成形体が直接、回路基板上に設置されてもよい。
また、以上の実施形態では、固体撮像素子10と回路基板20との電気的接続にワイヤボンド方式が採用されたが、これに限られない。例えば、固体撮像素子10の端子部11が受光面10Aとは反対側の裏面10Bに配置される場合には、これら端子部に設けられたバンプを介して回路基板20の表面にフリップチップ接続されてもよい。この場合、回路基板20に対して固体撮像素子10を電気的かつ機械的に接続することが可能となる。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1) 受光面と、前記受光面とは反対側の裏面とを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の前記裏面を支持する回路基板と、
前記受光面に対向する透光性基板と、
前記固体撮像素子を収容する中空部と撮像機器の筐体部に固定される固定部とを有する樹脂フレーム部と、前記樹脂フレーム部に一体的に設けられ前記回路基板と前記固定部との間を熱的に接続する導体部とを有し、前記回路基板と前記透光性基板との間に配置された支持体と
を具備する撮像素子パッケージ。
(2)上記(1)に記載の撮像素子パッケージであって、
前記樹脂フレーム部は、前記回路基板に設けられる第1の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記透光性基板との間を接続する第2の樹脂層とを有し、
前記導体部は、前記回路基板に接続された第1の端部とその反対側の第2の端部とを有し前記第1の樹脂層の内部に配置された第1の導体部品と、前記第2の端部と前記固定部との間を連絡し前記第2の樹脂層に固定された第2の導体部品とを有する
撮像素子パッケージ。
(3)上記(2)に記載の撮像素子パッケージであって、
前記第1の導体部品は、前記回路基板に搭載された複数の電子部品を含む
撮像素子パッケージ。
(4)上記(2)に記載の撮像素子パッケージであって、
前記第1の導体部品は、前記回路基板に搭載された複数の金属ブロックを含む
撮像素子パッケージ。
(5)上記(2)〜(4)のいずれか1つに記載の撮像素子パッケージであって、
前記第1の樹脂層は、前記中空部を構成する第1の開口部を有し、
前記第2の樹脂層は、前記中空部を構成し前記第1の開口部よりも開口面積が小さい第2の開口部を有する
撮像素子パッケージ。
(6)上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の撮像素子パッケージであって、
前記回路基板は、前記固体撮像素子の前記裏面と対向する領域に設けられた放熱層を有する
撮像素子パッケージ。
(7) 筐体部と、
受光面と、前記受光面とは反対側の裏面とを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の前記裏面を支持する回路基板と、
前記受光面に対向する透光性基板と、
前記固体撮像素子を収容する中空部と前記筐体部に固定される固定部とを有する樹脂フレーム部と、前記樹脂フレーム部に一体的に設けられ前記回路基板と前記固定部との間を熱的に接続する導体部とを有し、前記回路基板と前記透光性基板との間に配置された支持体と、
前記筐体部に収容され、前記透光性基板を介して前記受光面に対向するレンズと
を具備する撮像装置。
(8) 回路基板上の素子実装領域の周囲に複数の第1の導体部品を搭載し、
前記第1の導体部品の周囲を被覆する第1の樹脂層を、前記素子実装領域を取り囲む枠状に形成し、
前記素子実装領域に固体撮像素子を実装し、
前記第1の樹脂層の上に、前記第1の導体部品と接続される第2の導体部品を有する第2の樹脂層を接合し、
前記第2の樹脂層の上に、前記固体撮像素子の受光面と対向する透光性基板を接合する
撮像素子パッケージの製造方法。
1…撮像装置
10…固体撮像素子
10A…受光面
11…受光部
20…回路基板
21…放熱層
30…透光性基板
35…ボンディングワイヤ
40…支持体
41…樹脂フレーム部
42…導体部
100…撮像素子パッケージ
200…レンズ
300…筐体部
401…中空部
402…固定部
411…第1の樹脂層
412…第2の樹脂層
421…第1の導体部品
422…第2の導体部品

Claims (7)

  1. 受光面と、前記受光面とは反対側の裏面とを有する固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の前記裏面を支持する回路基板と、
    前記受光面に対向する透光性基板と、
    前記固体撮像素子を収容する中空部と撮像機器の筐体部に固定される固定部とを有する樹脂フレーム部と、前記樹脂フレーム部に一体的に設けられ前記回路基板と前記固定部との間を熱的に接続する導体部とを有し、前記回路基板と前記透光性基板との間に配置された支持体と
    を具備し、
    前記樹脂フレーム部は、前記回路基板に設けられる第1の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記透光性基板との間を接続する第2の樹脂層とを有し、
    前記導体部は、前記回路基板に接続された第1の端部とその反対側の第2の端部とを有し前記第1の樹脂層の内部に配置された第1の導体部品と、前記第2の端部と前記固定部との間を連絡し前記第2の樹脂層に固定された第2の導体部品とを有する
    撮像素子パッケージ。
  2. 請求項に記載の撮像素子パッケージであって、
    前記第1の導体部品は、前記回路基板に搭載された複数の電子部品を含む
    撮像素子パッケージ。
  3. 請求項に記載の撮像素子パッケージであって、
    前記第1の導体部品は、前記回路基板に搭載された複数の金属ブロックを含む
    撮像素子パッケージ。
  4. 請求項に記載の撮像素子パッケージであって、
    前記第1の樹脂層は、前記中空部を構成する第1の開口部を有し、
    前記第2の樹脂層は、前記中空部を構成し前記第1の開口部よりも開口面積が小さい第2の開口部を有する
    撮像素子パッケージ。
  5. 請求項1に記載の撮像素子パッケージであって、
    前記回路基板は、前記固体撮像素子の前記裏面と対向する領域に設けられた放熱層を有する
    撮像素子パッケージ。
  6. 筐体部と、
    受光面と、前記受光面とは反対側の裏面とを有する固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の前記裏面を支持する回路基板と、
    前記受光面に対向する透光性基板と、
    前記固体撮像素子を収容する中空部と前記筐体部に固定される固定部とを有する樹脂フレーム部と、前記樹脂フレーム部に一体的に設けられ前記回路基板と前記固定部との間を熱的に接続する導体部とを有し、前記回路基板と前記透光性基板との間に配置された支持体と、
    前記筐体部に収容され、前記透光性基板を介して前記受光面に対向するレンズと
    を具備し、
    前記樹脂フレーム部は、前記回路基板に設けられる第1の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記透光性基板との間を接続する第2の樹脂層とを有し、
    前記導体部は、前記回路基板に接続された第1の端部とその反対側の第2の端部とを有し前記第1の樹脂層の内部に配置された第1の導体部品と、前記第2の端部と前記固定部との間を連絡し前記第2の樹脂層に固定された第2の導体部品とを有する
    撮像装置。
  7. 回路基板上の素子実装領域の周囲に複数の第1の導体部品を搭載し、
    前記第1の導体部品の周囲を被覆する第1の樹脂層を、前記素子実装領域を取り囲む枠状に形成し、
    前記素子実装領域に固体撮像素子を実装し、
    前記第1の樹脂層の上に、前記第1の導体部品と接続される第2の導体部品を有する第2の樹脂層を接合し、
    前記第2の樹脂層の上に、前記固体撮像素子の受光面と対向する透光性基板を接合する
    撮像素子パッケージの製造方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI630452B (zh) * 2017-09-01 2018-07-21 致伸科技股份有限公司 攝像模組及攝像模組之組裝方法
TWI685125B (zh) * 2018-12-05 2020-02-11 海華科技股份有限公司 影像擷取模組及可攜式電子裝置
JP2020150207A (ja) 2019-03-15 2020-09-17 キヤノン株式会社 電子部品およびその製造方法、機器
CN115298813A (zh) * 2020-03-31 2022-11-04 索尼半导体解决方案公司 半导体装置
KR102483614B1 (ko) * 2020-09-01 2023-01-02 삼성전기주식회사 카메라 모듈

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100609012B1 (ko) * 2004-02-11 2006-08-03 삼성전자주식회사 배선기판 및 이를 이용한 고체 촬상용 반도체 장치
JP5427337B2 (ja) 2005-12-21 2014-02-26 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 半導体装置及びその製造方法、カメラモジュール
US7511299B1 (en) * 2007-10-02 2009-03-31 Xilinx, Inc. Packaged integrated circuit with raised test points
JP5376865B2 (ja) * 2008-08-19 2013-12-25 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び電子撮像装置
JP5197421B2 (ja) * 2009-02-17 2013-05-15 新光電気工業株式会社 カメラモジュール
JP2010225919A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Sony Corp 半導体装置
JP5489543B2 (ja) * 2009-06-09 2014-05-14 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US8866067B2 (en) * 2009-12-24 2014-10-21 Kyocera Corporation Imaging device with an imaging element and an electronic component
KR101711007B1 (ko) * 2010-04-29 2017-03-02 삼성전자주식회사 이미지 센서 패키지를 갖는 이미지 센서 모듈
CN202120913U (zh) * 2011-06-08 2012-01-18 旭丽电子(广州)有限公司 薄型化图像撷取模块
EP3627553B1 (en) * 2012-02-07 2022-07-20 Nikon Corporation Imaging unit and imaging apparatus
JP2013222772A (ja) 2012-04-13 2013-10-28 Sony Corp 撮像素子パッケージおよび撮像装置
EP2866535B1 (en) * 2012-06-22 2019-09-04 Nikon Corporation Substrate, imaging unit and imaging device
JP2014170819A (ja) 2013-03-01 2014-09-18 Nikon Corp 撮像ユニットおよび撮像装置
JP6214337B2 (ja) 2013-10-25 2017-10-18 キヤノン株式会社 電子部品、電子機器および電子部品の製造方法。
US10546888B2 (en) * 2015-10-09 2020-01-28 Sony Corporation Solid-state imaging device package and manufacturing method, and electronic apparatus

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