JPH01295449A - 冷却型固体撮像装置 - Google Patents

冷却型固体撮像装置

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JPH01295449A
JPH01295449A JP63126504A JP12650488A JPH01295449A JP H01295449 A JPH01295449 A JP H01295449A JP 63126504 A JP63126504 A JP 63126504A JP 12650488 A JP12650488 A JP 12650488A JP H01295449 A JPH01295449 A JP H01295449A
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solid
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JP63126504A
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Junichi Ando
淳一 安藤
Yukio Endo
幸雄 遠藤
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
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    • H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオカメラ等に使用される固体撮像装置に
関わり、特に固体撮像素子チップの冷却をはかった冷却
型固体撮像装置に関する。
（従来の技術） ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子は、一般に素子
温度が上昇すると、光が入射しないときの信号電流、即
ち暗電流が増加する。この暗電流が増加すると、信号の
ダイナミックレンジが減少し、暗電流によって発生する
ノイズが増加し、撮像信号のＳ／Ｎを低下させてしまう
。また、最近では撮像素子の高精細化、ＨＤＴＶ　（高
品位テレビジョン）の開発に伴ない、読出し周波数が高
い方に移行している。この高周波化により、撮像素子の
電力消費が増大し、撮像素子自体の発熱が問題となって
いる。
従来、この問題を解決するために、ペルチェ効果を利用
したヒートポンプ、所謂ペルチェ素子を用いて撮像素子
を冷却する構造が採用されている。
第３図は従来の冷却型固体撮像装置の概略構成を示す断
面図である。ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子１
は光透過窓２を備えたパッケージ３内に収容されており
、パッケージ３はペルチェ素子４を介して放熱器５に接
続されている。そして、固体撮像素子１はパッケージ３
を介してペルチェ素子４により吸熱され、ペルチェ素子
４により吸熱された熱は放熱器５により放熱されるもの
となっている。
しかしながら、この種の構造にあっては次のような問題
があった。即ち固体撮像素子１とペルチェ素子４との間
にパッケージ３が介入するので、ペルチェ素子４はパッ
ケージ３も冷却しなければならず、またパッケージ３は
外部回路と接続されるので、熱効率が悪い状態で使うこ
とになる。以上のことから、撮像素子１を冷却するため
には、必要以上に冷却しなければならず、消費電力が大
きくなってしまう。さらに、パッケージ３を冷却するの
で、光透過窓２も冷却されてしまい該窓２が結露してし
まうという問題があった。
（発明が解決しようとする課題） このように従来、固体撮像素子を冷却して使用するため
には、パッケージ全体を冷やす必要があるため、必要以
上に冷却能力が必要となり、消費電力の増大を招く。ま
た、パッケージを冷却することから、光透過窓が結露し
てしまう問題があった 本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、固体撮像素子を効率良く冷却するこ
とができ、冷却に要する消費電力の低減及び光透過窓窓
の結露防止をはかり得る冷却型固体撮像装置を提供する
ことにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、固体撮像素子チップを冷却する手段と
してヒートポンプ方式のペルチェ素子を用い、このペル
チェ素子でパッケージを冷却するのではなく固体撮像素
子チップを直接冷却すると共に、チップから吸出した熱
をパッケージを通して光透過窓に伝えることにある。
即ち本発明は、固体撮像素子チップと、この固体撮像素
子チップを収容し、その一部に光透過窓を設けたパッケ
ージと、固体撮像素子チップを冷却するペルチェ素子と
を備えた冷却型固体撮像装置において、前記ペルチェ素
子でパッケージの一部を構成し、該素子のコールドサイ
ドを前記固体撮像素子に接着し、ホットサイドをパッケ
ージと一体化して放熱器に接続するようにしたものであ
る。
（作　用） 本発明によれば、固体撮像素子チップを直接冷却するこ
とにより、冷却効率が高くなり、冷却装置の消費電力を
低減することができる。しかも、固体撮像素子チップか
ら吸出した熱をパッケージ自身を通して光透過窓に伝え
ることにより、窓の結露を未然に防止することが可能と
なる。また、黒色のコンパウンドで固体撮像素子チップ
の一部（受光部を除く部分）を覆うことにより、不要な
光の反射を防ぎフレアの発生を抑えることが可能となる
。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる冷却型固体撮像装置
の概略構成を示す断面図である。この装置は、固体撮像
素子チップ１０、このチップ１０を搭載するペルチェ素
子旦及びこれらを収容するパッケージ３０、さらに透明
ガラス等の光透過窓４０等から構成されている。
固体撮像素子チップ１０は、ＣＣＤイメージセンサ等か
らなるものであり、周囲に駆動電極及び出力電極等のポ
ンディングパッド１１が形成されている。そして、この
チップ１０は接着剤１２によりペルチェ素子λ且上に接
着されている。なお、接着剤１２としては、Ａｇペース
ト或いは低融点半田等が使用される。
ペルチェ素子旦は、第２図に示す如く導電性セラミック
ス基板２１．２２間に、ｐｌ　ｎ型の半導体基板として
Ｂｉ２Ｔｅ、等のｎ型エレメント２３及びｎ型エレメン
ト２４を配置した基本要素を、複数組配列したものであ
る。ここで、上側のセラミックス基板２１が吸熱接合部
（コールドサイド）２１となり、下側のセラミックス基
板２２が放熱接合部（ホットサイド）２２となる。そし
て、コールドサイド２１上に固体撮像素子チップ１０が
搭載され、ホットサイド２２はパッケージ３０の一部を
構成している。
パッケージ３０は、上記ペルチェ素子２０のホットサイ
ド２２と共に、一対のセラミックス基板３１、筒状の金
属フレーム３２及び板状の金属枠３３等から構成されて
いる。セラミックス基板３１は前記固体撮像素子１０を
挟んで平行配置され、ホットサイド２２上に固定されて
いる。金属フレーム３２はセラミックス基板３１の外側
に配置され、該基板３１の側面及びホットサイド２２の
上面に固定されている。金属枠３３は前記光透過窓４０
を保持する枠体として機能するものであり、金属フレー
ム３２の上端開口を塞ぐように取付けられている。そし
て、ホットサイド２２．セラミックス基板３１．金属フ
レーム３２．金属枠３３及び光透過窓４０等から囲まれ
た空間に、前記固体撮像素子チップ１ｏが収容されるも
のとなっている。
また、前記セラミックス基板３１の内部には、パッケー
ジ３０５の外部に導出されたリードビン３４が埋込まれ
ており、このリードビン３４は基板３１の一部に設けら
れたポンディングパッド３５に接続されている。パッド
３５は、固体撮像素子チップ１０上に設けられたバッド
１１とボンディングワイヤー３６により接続される。こ
のボンディングワイヤー３６には、ＡｆＩ線やＡｕ線等
が使用される。また、パッケージ３ｏ内部のコールドサ
イド２１とホットサイド２２との間には、黒色の熱絶縁
コンパウンド３７が充填されており、このコンパウンド
３７により固体撮像素子チップ１０の一部（受光部を除
く部分）が埋込まれている。このコンパウンドには、黒
色に染めたポリスチレンやウレタン等が用いられる。
なお、図には示さないがパッケージ３０の下面、即ちペ
ルチェ素子２０のホットサイド２２は、放熱器に取付け
られるものとなっている。また、ペルチェ素子２０への
通電は、前記リードビン３４の一部を用いて行われる。
さらに、パッケージ３０内には乾燥窒素が封入されるも
のとなっている。
このような構成であれば、ペルチェ素子２０を通電する
ことにより、該素子２０のコールドサイド２１側が冷却
される。このため、固体撮像素子チップ１０の駆動によ
り発生する熱は、ペルチェ素子２０のコールドサイド２
１側で吸熱され、これにより固体撮像素子チップ１０は
効率良く冷却される。また、コールドサイド２１側で吸
熱された熱はホットサイド２２側に現れるが、この熱は
放熱器等により放熱されると共に、パッケージ３０を伝
熱して光透過窓４０に伝わる。このため、光透過窓４０
は僅かであるが加熱されることになり、光透過窓４０に
結露が生じる等の不都合は生じない。
かくして本実施例によれば、パッケージ３ｏを介するこ
となく、固体撮像素子チップ１０をペルチェ素子１旦に
より直接冷却しているので、冷却効率を高めることがで
き、冷却に要する消費電力を低減することができる。し
かも、ペルチェ素子旦のホットサイド２２をパッケージ
３０の一部として用いているので、パッケージ３ｏは従
来とは逆に加熱されることになる。このため、パッケー
ジ３０に接続された光透過窓４０を加熱することができ
、該窓４０の結露を未然に防止することが可能となる。
さらに、ホットサイド２２がパッケージ３０の一部を構
成することから、ホットサイド２２に直接放熱器等を取
付けることができる。
従って、ペルチェ素子旦と放熱器との熱抵抗を小さくす
ることができ、冷却のための損失を十分に小さくするこ
゛とが可能である。
また、パッケージ３０内部に熱絶縁コンパウンド３７を
充填しているので、パッケージ３ｏがらの輻射による固
体撮像素子チップ１０の加熱を抑えることができる。さ
らに、このコンパウンド３７として黒色コンパウンドを
用いているので、パッケージ内での反射によるフレアの
発生を抑えることができる。また、パッケージ１０を金
属材料で構成しているので、パッケージ１０を接地する
ことによりシールド効果が発生し、固体撮像素子チップ
１０からの駆動パルスが外部に漏れる影響、逆に外部か
らの電界による固体撮像素子チップ１０への影響も低減
できる利点がある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記固体撮像素子チップはＣＯＤイメージ
センサに限るものではなく、撮像機能を有する素子で発
熱を伴うものに適用することができる。また、前記コン
パウンドは必ずしも用いる必要はなく、省略してもよい
。さらに、パッケージ材料は金属やセラミックス等に限
るものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ペルチェ素子で固
体撮像素子チップを直接冷却すると共に、チップから吸
出した熱をパッケージを通して光透過窓に伝える構成と
しているので、固体撮像索子を効率良く冷却することが
でき、且つ光透過窓を加熱することができ、冷却に要す
る消費電力の低減及び光透過窓窓の結露防止をはかるこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係わる冷却型固体撮像装置
の概略構成を示す断面図、第２図はペルチェ素子の具体
的構成を示す模式図、第３図は従来装置の概略構成を示
す断面図である。 １０・・・固体撮像素子チップ、１１・・・ポンディン
グパッド、１２・・・接着剤、２０−・・ペルチェ素子
、２１・・・コールドサイド、２２・・・ホットサイド
、２３．２４・・・半導体、３０・・・パッケージ、３
１・・・セラミックス基板、３２・・・金属フレーム、
３３・・・金属枠、３４・・・リードピン、３５・・・
ポンディングパッド、３６・・・ボンディングワイヤー
、３７・・・コンパウンド、４０・・・光透過窓。 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ
    が収容され且つ一部に光透過窓が設けられたパッケージ
    と、該固体撮像素子チップを冷却するペルチェ素子とを
    備えた冷却型固体撮像装置において、前記ペルチェ素子
    は、そのコールドサイドが前記固体撮像素子に接着され
    、且つホットサイドが前記パッケージの一部を構成して
    放熱器に接続される構造であることを特徴とする冷却型
    固体撮像装置。
  2. （２）前記光透過窓は、前記パッケージと熱的に接続さ
    れており、前記ペルチェ素子により加熱されることを特
    徴とする請求項１記載の冷却型固体撮像装置。
  3. （３）前記パッケージ内部の熱絶縁に黒色のコンパウン
    ドを用い、このコンパウンドで前記固体撮像素子チップ
    の一部を覆ったことを特徴とする請求項１記載の冷却型
    固体撮像装置。
JP63126504A 1988-05-24 1988-05-24 冷却型固体撮像装置 Pending JPH01295449A (ja)

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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0497572A (ja) * 1990-08-15 1992-03-30 Hamamatsu Photonics Kk 光素子装置
JPH04212442A (ja) * 1990-09-07 1992-08-04 Japan Computer Aid:Kk 性能増強ｉｃパッケージング構造体
JPH04216656A (ja) * 1990-02-28 1992-08-06 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 熱電冷却器を有する集積回路パッケージ
JPH04121750U (ja) * 1991-04-17 1992-10-30 池上通信機株式会社 固体撮像素子冷却装置
US5166777A (en) * 1987-04-22 1992-11-24 Sharp Kabushiki Kaisha Cooling apparatus for superconducting devices using Peltier effect cooling element
JPH0574993A (ja) * 1990-04-24 1993-03-26 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 熱電冷却式集積回路パツケージ
JPH0677366A (ja) * 1992-04-27 1994-03-18 Nec Corp 半導体装置
US5637921A (en) * 1995-04-21 1997-06-10 Sun Microsystems, Inc. Sub-ambient temperature electronic package
US5815921A (en) * 1994-01-26 1998-10-06 Sun Microsystems, Inc. Electronic package cooling system and heat sink with heat transfer assembly
US5895964A (en) * 1993-06-30 1999-04-20 Pioneer Electronic Corporation Thermoelectric cooling system
US5921087A (en) * 1997-04-22 1999-07-13 Intel Corporation Method and apparatus for cooling integrated circuits using a thermoelectric module
US6029742A (en) * 1994-01-26 2000-02-29 Sun Microsystems, Inc. Heat exchanger for electronic equipment
EP1148558A2 (en) * 2000-03-29 2001-10-24 Omnivision Technologies Inc. Image sensor integrated circuit package having cooling
KR20030068633A (ko) * 2002-02-15 2003-08-25 이엠씨테크(주) 열전소자를 이용한 집적회로 냉각장치
KR100716865B1 (ko) * 2001-07-28 2007-05-09 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체패키지
US7268019B2 (en) 2004-09-22 2007-09-11 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for high temperature operation of electronics
WO2011081166A1 (ja) * 2009-12-28 2011-07-07 Ｎｅｃ東芝スペースシステム株式会社 デバイス設置構造及びデバイス設置方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5166777A (en) * 1987-04-22 1992-11-24 Sharp Kabushiki Kaisha Cooling apparatus for superconducting devices using Peltier effect cooling element
JPH04216656A (ja) * 1990-02-28 1992-08-06 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 熱電冷却器を有する集積回路パッケージ
JPH0574993A (ja) * 1990-04-24 1993-03-26 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 熱電冷却式集積回路パツケージ
JPH0497572A (ja) * 1990-08-15 1992-03-30 Hamamatsu Photonics Kk 光素子装置
JPH04212442A (ja) * 1990-09-07 1992-08-04 Japan Computer Aid:Kk 性能増強ｉｃパッケージング構造体
JPH04121750U (ja) * 1991-04-17 1992-10-30 池上通信機株式会社 固体撮像素子冷却装置
JPH0677366A (ja) * 1992-04-27 1994-03-18 Nec Corp 半導体装置
US5895964A (en) * 1993-06-30 1999-04-20 Pioneer Electronic Corporation Thermoelectric cooling system
US5815921A (en) * 1994-01-26 1998-10-06 Sun Microsystems, Inc. Electronic package cooling system and heat sink with heat transfer assembly
US6029742A (en) * 1994-01-26 2000-02-29 Sun Microsystems, Inc. Heat exchanger for electronic equipment
US5637921A (en) * 1995-04-21 1997-06-10 Sun Microsystems, Inc. Sub-ambient temperature electronic package
US5921087A (en) * 1997-04-22 1999-07-13 Intel Corporation Method and apparatus for cooling integrated circuits using a thermoelectric module
EP1148558A2 (en) * 2000-03-29 2001-10-24 Omnivision Technologies Inc. Image sensor integrated circuit package having cooling
EP1148558A3 (en) * 2000-03-29 2003-11-26 Omnivision Technologies Inc. Image sensor integrated circuit package having cooling
KR100716865B1 (ko) * 2001-07-28 2007-05-09 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체패키지
KR20030068633A (ko) * 2002-02-15 2003-08-25 이엠씨테크(주) 열전소자를 이용한 집적회로 냉각장치
US7268019B2 (en) 2004-09-22 2007-09-11 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for high temperature operation of electronics
WO2011081166A1 (ja) * 2009-12-28 2011-07-07 Ｎｅｃ東芝スペースシステム株式会社 デバイス設置構造及びデバイス設置方法

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