JPH02246270A - 固体撮像装置及び電子部品用パッケージ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子部品、特に固体撮像装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路のパッケージを材料で分類すると、樹脂
モールド技術を利用したプラスチック・パッケージ、セ
ラミックス配線基板を利用したセラミック・パッケージ
、２枚のセラミックス板間にリードをはさみ低融点ガラ
スで封止したガラス封止パッケージの３種類がある。リ
ードの並び方が２辺で平行になっているものはＤ　Ｉ　
Ｌ　（Ｄｕａｌ−Ｉ　ｎ−Ｌ　１ｎｅ）と呼ばれ最も普
及している型であり、前述の３種類のパッケージはそれ
ぞれＤＩＬＰ、ＤＩＬＣ，ＤＩＬＧとも呼ばれる。

固体撮像素子で現在量も普及しているのはＤＩＬＣパッ
ケージであるが、コスト面からはＤＩＬＧが好ましい、
−前者のＤＩＬＣは例えば特開昭５４−１４６９８５号
公報で、後者のＤＩＬＧは例えば特開昭５９−１６１１
８７で知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したようにＤＩＬＧ型はＤＩＬＣに比ベコスト面で
は圧倒的に有利であるが、耐湿性等の信頼性面では不利
と言われている。

本発明の一つの目的は耐湿性を向上させた電子部品のパ
ッケージング技術を提供することである。

本発明の他の目的は信頼性を向上された電子部品のパッ
ケージング技術を提供することである。

本発明の更に他の目的は小型化が可能な電子部品のパッ
ケージング技術を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の実施例〔第１図の（ａ）〕によれば、固体撮像
装置の位置決め用基準穴ＨＬ２が上下セラミック板ＵＰ
Ｐ及びＬＯＷの縁を横切るように基準食用金属板ＨＬ２
を配置したパッケージが提供される。

〔作用〕

基準食用金属板ＨＬ２の金属部分が上下セラミック板Ｕ
ＰＰ及びＬＯＷの縁部分と交差する延べ長さが短かくな
るので、耐湿性が向上し、またフリットガラスＦＬＴの
はみ出しを防ぐことができパッケージの小型化がはかれ
る。

本発明の他の目的及び本発明の他の特徴は図面を参照し
た以下の説明から明らかとなるであろう。

〔実施例〕

第１図は固体撮像チップＣＨＩをパッケージングした構
造を示す図であり、以下、全体構造を固体撮像デバイス
ＤＶＣ，チップＣＨＩを除くデバイスＤＶＣの部分（容
器）をパッケージＰＫＧと称する。

同図に於いて、（ａ）はデバイスＤｖｃをチップＣＨＩ
の受光面側から見たときの上面図である、上面図（ａ）
を基準にして、（ｂ）は上側から見たときの側面図、（
ｃ）はｃ−ｃ切断線に於ける断面図、（ｄ）は右側から
見たときの側面図、（ａ）はｅ−ａ切断線に於ける断面
図である。

ＧＬＳは透光性の封止板であり、硼珪酸硝子（Ｂ、０１
−　Ｓ　ｉ　ｏｘ）のようなガラス材から成る。

以下、ＧＬＳは窓ガラスと称する。

チップＣＨＩはモノリシック半導体集積回路技術で作ら
れ、窓ガラスＧＬＳ側の表面（受光面）にはフォトダイ
オードのような光電変換素子が複数個配列され、裏面は
銀ペースト材のような接着剤で下部セラミック基板ＬＯ
Ｗにボンディングされている。

下部セラミック基板ＬＯＷは中央にチ・ツブＣＨＩを取
り付けるための凹部（マウント部ＭＮＴ）を有し、この
凹部はチップＣＨＩと内側リードエＬとの高さ関係や、
下部セラミック基板ＬＯＷの底面を基準にしたときのチ
ップＣＨＩ表面の相対的位置（カメラ用レンズは下部セ
ラミック基板ＬＯＷの底面を基準に位置合わせすること
により、チ、ツブＣＨＩ表面とのバックフォーカスを合
わせることができる）を調整するためのものである。

上部セラミック枠体ＵＰＰは中央部をくり抜いた受光窓
ＷＤＷを有し、外光がチップＣＨＩに当たるようにして
いる。

上下セラミック体ＵＰＰ及びＬＯＷの縁部分は欠け等の
防止用に面取り（上図面では二重層の線で描かれた縁部
分）が施されている。

ＬＤはチップＣＨＩとプリント配線基板のような外部応
用回路との間を電気的に接続するためのリードであり、
上下セラミック体ＵＰＰ、ＬＯＷの間にフリットガラス
のような低融点ガラスＦＬＴで固定されている。リード
ＬＤは、チップＣＨ工との接続用のインナーリード部Ｉ
Ｌと外部回路との接続用のアウターリード部ＯＬを有し
、両リード部は連続して（一体に）形成されている。内
側リードＩＬは、同一形状の先端形状を持ち中側に位置
する１６個の内側リードエＬ１と、中央部に丸穴があけ
られ太き目の先端形状を持ち４角に位置する４個の内側
リードエＬ２の合計２０個有る。この内側リードＩＬ２
の特殊形状は、自動ワイヤボンディング時のリード位置
パターン認識に有用である。

ＷＩＲは内側リードＩＬとチップＣＨ工のポンディング
パッドとを電気的に接続するための、ＡｌやＡｕ等の金
属ワイヤである。マウント部ＭＮＴの窪みによりチップ
ＣＨＩの上表面が内側り−ドＩＬの上表面より低い位置
にあるため、ワイヤＷＩＲが垂れ下がってチップＣＨＩ
の縁に短絡するという不良を未然に防止できる。

ＲＥＦＩ及びＲＥＦ２は基準穴ＨＬＩ及びＨＬ２を作る
ための金属板である。チップＣＨＩがマウント部ＭＮＴ
に自動ダイボンディングされるとき、その位置決めは基
準穴ＨＬ１．ＨＬ２を基準に行なわれるので、基準穴Ｈ
ＬＩ、ＨＬ２とチップＣＨＩとの相対位置は精度良く設
定される。従って、デバイスＤＶＳを応用製品に実装す
るとき、基準穴ＨＬＩ、ＨＬ２を位置決めの基準とすれ
ば、レンズの中心とチップＣＨＩのフォトダイオードア
レイの中心とを精度良く合わすことができる。基準穴Ｈ
ＬＩは丸穴とされ基準穴ＨＬ２は長穴とされる。基準穴
ＨＬＩは左右上下（ｘｙ）方向の位置決めに役立ち、基
準穴ＨＬ２の平行な直線部は回転方向の位置決めに役立
つ、この位置決めは両基準穴にピン等を挿入することに
よって行なうことができる。

ＩＤＸは上下セラミック体ＵＰＰ、ＬＯＷに設けた凹部
であり、２０個の外側リードＩＬＬの回路配置基準位置
を示すインデックスである。このインデックスＩＤＸは
、デバイスＤＶＳを（外側リードＩＬＬを）実装すると
き、実装基板側にインデックスＩＤＸの凹部に適合する
ピン等を立てておくことにより、誤接続の防止手段とし
ても役立つ。

次に、デバイスＤＶＳの組み立て方法を簡単に説明する
。

リードＩＬと基準食用金属板ＲＥＦＩ、ＲＥＦ２等が連
なったリードフレームを１枚の金属板からプレス成型又
はエツチングにより形成する。金属材料としてはセラミ
ックスとの相性の良い１例えば４２７０イ（Ｎｉ：４２
・％、Ｆｅ：５８％重量比の合金）が選ばれる。

外側リードＩＬＬを垂直に折り曲げたリードフレームを
、マウント部ＭＮＴの周辺の高い部分にフリットガラス
ＦＬＴを枠状に塗布した下部セラミック基板に乗せ、上
部セラミック枠体でサンドウィッチにして、それらを融
着する。

リードフレームの不要な部分（基準食用金属板ＨＬ１．
ＨＬ２とフレーム間のブリッジ部分）を切断する。

チップＣＨＩをマウント部ＭＮＴに自動ダイボンディン
グし、内側リードＩＬとチップＣＨＩとの間を自動ワイ
ヤボンディングする。

窓ガラスＧＬＳを上部セラミック枠体ＵＰＰに有機接着
剤等で貼り付ける。

リードフレームの不要部分（外側リードＯＬ同志をつな
いでいるブリッジ部分）を切断し、２０個のり−ドＩＬ
と基準食用金属板ＲＥＦＩ、ＲＥＦ２のそれぞれを分離
する。（ａ）の上面図に示す基準穴金属板ＲＥＦＩ、Ｒ
ＥＦ２の凸部ＢＲＤは不要なブリッジ部分を取り除いた
跡である。

次に、基準食用金属板ＲＥＦ２と上下セラミック体ＵＰ
Ｐ及びＬＯＷとの関係について詳しく説明する。

第３Ａ図は第１図の金属板ＲＥＦ２周辺を拡大した平面
図であり（但し、上下セラミック体ＵＰＰ及びＬＯＷの
面取り部分の線は省略）、第３Ｂ図は同じ付近の拡大°
断面図であり、それぞれは第１図の（ａ）及び（ｅ）の
部分拡大図に対応する。

第２Ａ図及び第２Ｂ図は同様な郡部を示す変形例の拡大
平面図及び断面図であり、本発明の効果を比較法により
判り易くするためのものである。

前述したように、金属板ＲＥＦ１はＸＹ力方向位置決め
に役立つ丸穴ＨＬＩを有し、他方、金属板ＲＥＦ２は回
転方向の位置決めを行な′うたぬ平行な直線部を有する
長穴（ＨＬ２）とされる、この長穴ＨＬ２のパターンと
して最も自然に考えられるが、丸穴ＨＬＩと同様なパタ
ーンであり、その例が第２Ａ図に示すパターンである。

しかしながら１本発明者等の実験及び研究によれば、第
２Ａ図に示′す平面構造は第２Ｂ図に示すような断面構
造となり、後述する点で好ましくないことが判明した。

以下、２つの例を比較しながら本発明のメリットを説明
する。

第４図は本発明の他の実施例を示す、第３Ａ図と同じ部
分の平面図である。

同図の実施例の第３Ａ図と具なる点は、Ｕ字状縁の両側
面部にも、そこを横切る切り込み４を設けた点である。

この切り込み４は、穴３に連続して（延長して）設けで
ある。切り込み４を設けたことにより、前述の効果■〜
■が一層大きくなる。

第５図は、本発明の他の実施例を示す同様な平面図であ
り、第３Ａ図と具なる点は金属部２を省き、パッケージ
外側の端において基準穴ＨＬ２５を開放とした点である
。

このような変形に従って、ブリッジ部分ＢＲＤ５は第３
Ａ図のそれと比べ外側にずらされている。

・、このような構成によれば、金属部分２を省略す条こ
とにより、パッケージを更に小型化することができ、ま
た１図において左右の応力がアンバランスでかかったと
した場合、その応力を吸収できる。

第２Ｂ図に示すように、金属板ＨＬ２２の金属部分１が
セラミック体ＵＰＰ、ＬＯＷのＵ字状縁の底部縁１１を
横切っている場合、溶融状態のフリットガラスＦＬＴは
金属との親和性が大きいので、ＩＩｋｌｌからはみ出し
、固化後もはみ出したままとなる（１４の部分）、一方
、本発明においては第３Ｂ図に示すように、金属部分１
が縁１１の中に完全に入り込んでいるので、ブリットガ
ラスＦＬＴははみ出すことはなく、むしろ内側にへこむ
ようになっている。

■　従って、本発明においては、第２Ｂ図におけるフリ
ットガラスＦＬＴのはみ出し部分１４の寸法と、そのは
み出し部分１４と基準穴ＨＬ２２の端部１５間の余裕寸
法（基準穴ＨＬ２２にフリットガラスＦＬＴがはみ出す
とピン等が挿入できなくなることがある）を省略でき、
パッケージの小型化が可能となる。

特に、基準穴ＨＬ２は、真円形状の基準穴ＨＬ１と異な
り、長大とされているので、図において左右方向の長さ
制限は特に厳しく、第ａＡ、ｍ図に示す構造は１／２イ
ンチサイズ以下のパッケージで一層その効果が極だつ。

なお、このフリットガラスＦＬＴのはみ出しはセラミッ
ク体ＵＰＰ、ＬＯＷのＵ字状縁の側部縁１２の部分で生
じるが、図において上下方向は寸法の余裕度があるので
問題はない。

■　フリットガラスＦＬＴの金属板との接着性はセラミ
ック板ＵＰＰ、ＬＯＷに比べて悪く。

両者の界面が第２Ｂ図のように露出している場合、その
界面から金属板のはがれや、クラックの発生が起き易く
なる。このような現象に起因して、空気中の水分が入り
易くなり。

耐湿性の問題も生じる。

従って、第３Ｂ図の構造では、金属部分１がフリットガ
ラスＦＬＴ中に完全に埋め込まれているので、上述の問
題の確率が減り、耐湿性も向上する。特に、Ｕ字状縁部
の底部１１はチップに近い場所であるのでその効果は大
きい。

■　第３Ｂ図に示す構造は金属部分１がフリットガラス
中に埋め込まれているため、言い換えれば、上下セラミ
ック板ＵＰＰ、ＬＯＷ間で、他に何も介在することなく
強固に固化したフリットガラスＦＬＴによって囲まれて
いるため、金属板ＲＥＦ２のパッケージ本体に対する接
着力は更に強くなる。つまり、埋め込まれた金属部分は
、第２Ａ図では上端、下端の２個所１６．１７であるが
、第３Ａ図ではそれに加えて中央部１も埋め込まれ、都
合３個所となる。

以上、本発明を実施例に沿って説明したが、本発明はこ
れらに限定されるものではなく、例えば、ピンの形状等
を工夫すれば、金属板ＲＥＦ２と反対側の金属板ＲＥＦ
Ｉにも本発明を適用できる。

また、金属板ＲＥＦＩ、２は位置合わせ用のみならず、
取り付は用としても使用でき、固体撮像素子で最も大き
な効果があるものの、一般の半導体製品や抵抗、コンデ
ンサを搭載した電子部品にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の実施例によれば、金属板の切り欠
け部とパッケージの縁とが交差する構成としているため
、パッケージの小型化、耐質性等の信頼性の向上がはか
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による固体撮像装置の各部の平面、側面
及び断面を示す図である。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は本発明の効果を理解する手助け
のための平面図及び断面図である。 第３Ａ図は第１図の（ａ）の部分拡大平面図、第３Ｂ図
は第１図の（８）の部分拡大平面図である。 第４図及び第５図は本発明の他の実施例を示す同様な部
分拡大平面図である。 ＬＯＷ・・・下部セラミック基板、ＭＮＴ・・・チップ
マウンド部、ＣＨＩ・・・固体撮像チップ、ＦＬＩ・・
・フリットガラス、ＯＬ・・・外部リード、ＩＬ・・・
内部リード、ＲＥＦＩ、２・・書基準穴用金属板、ＨＬ
Ｉ、２・・・位置決め基準穴、ＢＲＤ・・・ブリッジ切
断残部％ＵＰＰ・・φ上部セラミック枠体、ＷＤＷ・・
・受光窓、ＧＬＳ・・・窓ガラス、ＩＤＸ・・・インデ
ックス兼逆差し防止部、ＷＩＲ・・・ボンディング・ワ
イヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体撮像チップと、該チップを収納するための第１
   及び第２の絶縁板と、上記第１及び第２の絶縁板によっ
   てはさまれ、絶縁材により固定された切り欠き部を有す
   る金属板と複数のリードとを具備して成り、上記リード
   は上記チップに電気的に接続されて成り、上記金属板の
   上記切り欠け部の境界線が上記第１及び第２の絶縁板の
   縁を横切るように上記金属板を配置したことを特徴とす
   る固体撮像装置。 ２、第１、第２、第３及び第４の辺を有し、上記第１と
   第３の辺及び上記第２と第４の辺が対向するような外形
   を有する絶縁体と、上記第１及び第３の辺において、上
   記絶縁体の中に埋められた部分とそこから露出する部分
   を有する複数のリードと、上記第２の辺において上記絶
   縁体の中に埋められた部分とそこから露出する部分は、
   上記第１及び第３の辺間に位置する上記リードの先端部
   を露出するよう、中央部分に窓が形成されており、上記
   金属板に上記絶縁体の縁を横切る境界線を持つ切り欠き
   部を設けたことを特徴とする電子部品用パッケージ。