JPH0637338A - エネルギー検出器のパッケージ及びその組立方法 - Google Patents
エネルギー検出器のパッケージ及びその組立方法Info
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- JPH0637338A JPH0637338A JP5129209A JP12920993A JPH0637338A JP H0637338 A JPH0637338 A JP H0637338A JP 5129209 A JP5129209 A JP 5129209A JP 12920993 A JP12920993 A JP 12920993A JP H0637338 A JPH0637338 A JP H0637338A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組立を簡略化し、しかも、チップからの放熱
特性を改良し、ある温度範囲にわたって循環する際のチ
ップとそのパッケージの間の熱膨張差による、チップに
おけるストレスを低減するエネルギー検出器のパッケー
ジ及びその組立方法を提供する。 【構成】 接着テープ４０はチップ５０のエネルギー検
出器を覆い、チップ上の接着パッド５６は、接着テープ
４０の凹部４４から露出したままにされる。同じ凹部２
４を有する本体２０がテープ４０の反対面に接着する。
本体２０の接着パッド２６とチップ５０の接続パッド５
６とをワイヤー３０により接続する。蓋７０が凹部２４
を覆い、ワイヤー３０が保護される。
特性を改良し、ある温度範囲にわたって循環する際のチ
ップとそのパッケージの間の熱膨張差による、チップに
おけるストレスを低減するエネルギー検出器のパッケー
ジ及びその組立方法を提供する。 【構成】 接着テープ４０はチップ５０のエネルギー検
出器を覆い、チップ上の接着パッド５６は、接着テープ
４０の凹部４４から露出したままにされる。同じ凹部２
４を有する本体２０がテープ４０の反対面に接着する。
本体２０の接着パッド２６とチップ５０の接続パッド５
６とをワイヤー３０により接続する。蓋７０が凹部２４
を覆い、ワイヤー３０が保護される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギー検出器のパ
ッケージ及びその組立方法に関し、特に、パッケージ工
程の簡略化、及びエネルギー検出器を備える半導体チッ
プのサーマルストレスの低減を実現するエネルギー検出
器のパッケージ及びその組立方法に関する。
ッケージ及びその組立方法に関し、特に、パッケージ工
程の簡略化、及びエネルギー検出器を備える半導体チッ
プのサーマルストレスの低減を実現するエネルギー検出
器のパッケージ及びその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線がシリコンを透過することを利用
して、赤外線エネルギーの検出用にシリコン半導体素子
を用いることが可能である。通常の赤外線エネルギー検
出器においては、シリコンチップ（以下、チップと呼
ぶ）の裏の面は、光エネルギーの光源の方向に向けられ
ている。この光エネルギーは、そのチップを透過し、エ
ネルギー検出器を備える、このチップの表の面において
感知される。このため、チップの裏面を露出する必要が
あり、パッケージの内部に配設されるコンピュータ用チ
ップまたは通信用チップ等には見られない、特別なパッ
ケージの問題が生じる。
して、赤外線エネルギーの検出用にシリコン半導体素子
を用いることが可能である。通常の赤外線エネルギー検
出器においては、シリコンチップ（以下、チップと呼
ぶ）の裏の面は、光エネルギーの光源の方向に向けられ
ている。この光エネルギーは、そのチップを透過し、エ
ネルギー検出器を備える、このチップの表の面において
感知される。このため、チップの裏面を露出する必要が
あり、パッケージの内部に配設されるコンピュータ用チ
ップまたは通信用チップ等には見られない、特別なパッ
ケージの問題が生じる。
【０００３】ある種の応用においては、赤外線用エネル
ギー検出素子は、一辺が１センチ以上のチップの上に製
造される。このチップ及びチップが保持されるパッケー
ジは、極低温下においても正常に機能しなければならな
い。このため、パッケージの接着工程の温度から使用状
態における摂氏マイナス１９６度までの温度範囲におい
て、チップとパッケージの熱膨張差のために、脆い材料
であるチップにストレスが生じる。
ギー検出素子は、一辺が１センチ以上のチップの上に製
造される。このチップ及びチップが保持されるパッケー
ジは、極低温下においても正常に機能しなければならな
い。このため、パッケージの接着工程の温度から使用状
態における摂氏マイナス１９６度までの温度範囲におい
て、チップとパッケージの熱膨張差のために、脆い材料
であるチップにストレスが生じる。
【０００４】この赤外線用エネルギー検出素子はさまざ
まなパッケージデザインが周知である。第１のデザイン
は、ピクチャフレーム（写真用の額枠）のような形のパ
ッケージを用いるものである。チップの裏面は、ピクチ
ャーフレームの内部周面に面しており、チップ裏面は、
ピクチャーフレームの内部周面に接着されている。チッ
プの表の面は、ピクチャーフレームの内部に対し、空間
を持ち、そこにおいて、チップとピクチャーフレームと
の間にワイヤーが接続される。この長いパスによって、
チップの表面から、チップの半導体材料を介して、ピク
チャーフレームに接着されるチップの端部まで、熱が放
散されなければならない。このデザインにおける問題
は、チップの赤外線エネルギーの検出器（以下、エネル
ギー検出器と呼ぶ）のための領域が、ピクチャーフレー
ムの接着部分の領域のために、減少されることである。
別の問題は、パッケージを開ける際のチップの位置合わ
せである。
まなパッケージデザインが周知である。第１のデザイン
は、ピクチャフレーム（写真用の額枠）のような形のパ
ッケージを用いるものである。チップの裏面は、ピクチ
ャーフレームの内部周面に面しており、チップ裏面は、
ピクチャーフレームの内部周面に接着されている。チッ
プの表の面は、ピクチャーフレームの内部に対し、空間
を持ち、そこにおいて、チップとピクチャーフレームと
の間にワイヤーが接続される。この長いパスによって、
チップの表面から、チップの半導体材料を介して、ピク
チャーフレームに接着されるチップの端部まで、熱が放
散されなければならない。このデザインにおける問題
は、チップの赤外線エネルギーの検出器（以下、エネル
ギー検出器と呼ぶ）のための領域が、ピクチャーフレー
ムの接着部分の領域のために、減少されることである。
別の問題は、パッケージを開ける際のチップの位置合わ
せである。
【０００５】第２のデザインは、「フリップチップ」タ
イプの接着を用いるものである。このデザインにおいて
は、チップのエネルギー検出器を備える回路（以下、回
路と呼ぶ）に設けられたはんだのボールを有するチップ
が、パッケージに接着している。はんだのボールは、パ
ッケージの接着パッドに間接的に配置され、その接合部
は見えない。はんだ接着を行うために熱が加えられ、通
常、チップとパッケージの間には空間が残る。チップに
沿って設けられる回路から、はんだ接着部を通って、熱
を放散しなければならない。
イプの接着を用いるものである。このデザインにおいて
は、チップのエネルギー検出器を備える回路（以下、回
路と呼ぶ）に設けられたはんだのボールを有するチップ
が、パッケージに接着している。はんだのボールは、パ
ッケージの接着パッドに間接的に配置され、その接合部
は見えない。はんだ接着を行うために熱が加えられ、通
常、チップとパッケージの間には空間が残る。チップに
沿って設けられる回路から、はんだ接着部を通って、熱
を放散しなければならない。
【０００６】上記構造における問題点は、チップのハン
ダ付け時、パッケージとチップとに温度変化が生じ、こ
のとき、パッケージとチップとに熱膨張差を生じるた
め、パッケージとチップとにサーマルストレスを生じ、
チップ及びパッケージが磨耗しやすい。更に、このタイ
プのデザインに関する費用が、ある応用においては所望
の費用より高くなる。
ダ付け時、パッケージとチップとに温度変化が生じ、こ
のとき、パッケージとチップとに熱膨張差を生じるた
め、パッケージとチップとにサーマルストレスを生じ、
チップ及びパッケージが磨耗しやすい。更に、このタイ
プのデザインに関する費用が、ある応用においては所望
の費用より高くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のパッケージにお
いては、チップを取り付ける金属（はんだ）接着工程、
及び、エネルギー検出器としての使用状態等におけるパ
ッケージとチップとの温度変化時、パッケージとチップ
との間に熱膨張差が生じ、このためサーマルストレスが
生じ、このサーマルストレスにより、チップ及びパッケ
ージが摩耗しやすいことである。さらに、組立工程が多
いため、コストが高くなる。
いては、チップを取り付ける金属（はんだ）接着工程、
及び、エネルギー検出器としての使用状態等におけるパ
ッケージとチップとの温度変化時、パッケージとチップ
との間に熱膨張差が生じ、このためサーマルストレスが
生じ、このサーマルストレスにより、チップ及びパッケ
ージが摩耗しやすいことである。さらに、組立工程が多
いため、コストが高くなる。
【０００８】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、チップとパッケージとの熱膨張
差によるチップのストレスを低減し、さらに、パッケー
ジの組立工程を簡略化することを目的とする。
ためになされたもので、チップとパッケージとの熱膨張
差によるチップのストレスを低減し、さらに、パッケー
ジの組立工程を簡略化することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、コンピュータ
または通信機器等に用いられるシリコン半導体チップを
透過する、赤外線（エネルギー、光）を検出する検出器
を含む半導体チップに使用するためのパッケージ、及び
そのパッケージの組み立て方法に関するものである。
または通信機器等に用いられるシリコン半導体チップを
透過する、赤外線（エネルギー、光）を検出する検出器
を含む半導体チップに使用するためのパッケージ、及び
そのパッケージの組み立て方法に関するものである。
【００１０】前記パッケージは、本体上に設けられる接
着パッドと、本体上に設けられる外部接触部と、を備え
る。この本体は、表側及び裏側と、少なくとも１つの凹
部を備える１周面と、を有する。この凹部は本体の周面
に沿って設けられ、エネルギー検出器とそのパッケージ
の組み立ての際、本体の凹部とエネルギー検出器の接着
パッドとが位置合わせされる。このエネルギー検出器の
接着パッドは本体の接着パッドにワイヤにより接続され
る。外部接触部は本体の上部に設けられ、電気的に本体
の接着パッドに接続されている。
着パッドと、本体上に設けられる外部接触部と、を備え
る。この本体は、表側及び裏側と、少なくとも１つの凹
部を備える１周面と、を有する。この凹部は本体の周面
に沿って設けられ、エネルギー検出器とそのパッケージ
の組み立ての際、本体の凹部とエネルギー検出器の接着
パッドとが位置合わせされる。このエネルギー検出器の
接着パッドは本体の接着パッドにワイヤにより接続され
る。外部接触部は本体の上部に設けられ、電気的に本体
の接着パッドに接続されている。
【００１１】また、本発明のパッケージは、本体及び外
部接触部を備え、本体は表側及び裏側を有し、複数層の
材料から形成される。本体の周面には少なくとも１つの
凹部を備え、この凹部は本体の各層にも形成され、第１
の層が接着パッドを支持し、第２の層がシェルフを含有
する。前記凹部は本体の周面に沿って設けられ、パッケ
ージの組立時に、本体のこの凹部と半導体チップの接着
パッドとが位置合わせされるようになっている。本体の
表側に設けられた外部接触部は、本体上の接着パッドに
電気的に接続されている。
部接触部を備え、本体は表側及び裏側を有し、複数層の
材料から形成される。本体の周面には少なくとも１つの
凹部を備え、この凹部は本体の各層にも形成され、第１
の層が接着パッドを支持し、第２の層がシェルフを含有
する。前記凹部は本体の周面に沿って設けられ、パッケ
ージの組立時に、本体のこの凹部と半導体チップの接着
パッドとが位置合わせされるようになっている。本体の
表側に設けられた外部接触部は、本体上の接着パッドに
電気的に接続されている。
【００１２】さらに、本発明は、第１の側の第１接着領
域と、エネルギーが入射するように適合された第２の側
を有するエネルギー検出器のためのパッケージであるこ
のパッケージは、本体と、本体上に設けられた第２組の
接着パッドから成る。本体は、表側及び裏側を有し、表
側は、エネルギー検出器の第１の側より小さい領域を有
し、エネルギー検出器の第１の側が本体の表側に結合さ
れたとき、エネルギー検出器の第１接着領域が本体によ
り覆われないようになっている。第２の接着領域は、エ
ネルギー検出器が本体に接着されたときに、エネルギー
検出器によって覆われる部分以外の本体上の部分におい
て、本体上に支持される。本体の第２の側に設けられた
外部接触部は、第２接着領域に電気的に接続されてい
る。
域と、エネルギーが入射するように適合された第２の側
を有するエネルギー検出器のためのパッケージであるこ
のパッケージは、本体と、本体上に設けられた第２組の
接着パッドから成る。本体は、表側及び裏側を有し、表
側は、エネルギー検出器の第１の側より小さい領域を有
し、エネルギー検出器の第１の側が本体の表側に結合さ
れたとき、エネルギー検出器の第１接着領域が本体によ
り覆われないようになっている。第２の接着領域は、エ
ネルギー検出器が本体に接着されたときに、エネルギー
検出器によって覆われる部分以外の本体上の部分におい
て、本体上に支持される。本体の第２の側に設けられた
外部接触部は、第２接着領域に電気的に接続されてい
る。
【００１３】さらに、本発明は、その第１の側の第１接
着領域と、エネルギーが入射するように適応された第２
の側を有する、エネルギー検出器のためのパッケージで
あるこのパッケージは、第２接着領域と外部接触部を有
する本体から成る。本体は表側及び裏側を有し、表側
は、エネルギー検出器の第１の側が本体の表側に接着さ
れた時、エネルギー検出器の第１接着領域が本体に覆わ
れないような構造を有している。第２の接着領域は、エ
ネルギー検出器が本体に接着されたときに、エネルギー
検出器によって覆われる部分以外の本体上の位置におい
て、本体上に支持される。本体の第２の側上の外部接触
部は、第２接着領域に電気的に接続されている。
着領域と、エネルギーが入射するように適応された第２
の側を有する、エネルギー検出器のためのパッケージで
あるこのパッケージは、第２接着領域と外部接触部を有
する本体から成る。本体は表側及び裏側を有し、表側
は、エネルギー検出器の第１の側が本体の表側に接着さ
れた時、エネルギー検出器の第１接着領域が本体に覆わ
れないような構造を有している。第２の接着領域は、エ
ネルギー検出器が本体に接着されたときに、エネルギー
検出器によって覆われる部分以外の本体上の位置におい
て、本体上に支持される。本体の第２の側上の外部接触
部は、第２接着領域に電気的に接続されている。
【００１４】さらに、本発明は、半導体チップ、接着テ
ープ、本体、外部接触部を備えるパッケージの組立法に
関する。半導体チップは、光が入射するように適合され
た裏面と、接着パッドを支持する表面を有する。接着テ
ープは半導体チップの表側に接触しているが、半導体チ
ップの、接触パッドを有する部分は、これを覆うこと
も、接触もしていない。本体は、複数層のアルミナセラ
ミックにより形成されており、表面及び裏面を有する。
裏面は接着テープと接触しており、本体の周面は少なく
とも１つの凹部を備え、これにより、半導体チップの接
着パッドが凹部の下部に露出する。本体の表面に設けら
れた外部接触部は、本体の接着パッドに接続されてい
る。
ープ、本体、外部接触部を備えるパッケージの組立法に
関する。半導体チップは、光が入射するように適合され
た裏面と、接着パッドを支持する表面を有する。接着テ
ープは半導体チップの表側に接触しているが、半導体チ
ップの、接触パッドを有する部分は、これを覆うこと
も、接触もしていない。本体は、複数層のアルミナセラ
ミックにより形成されており、表面及び裏面を有する。
裏面は接着テープと接触しており、本体の周面は少なく
とも１つの凹部を備え、これにより、半導体チップの接
着パッドが凹部の下部に露出する。本体の表面に設けら
れた外部接触部は、本体の接着パッドに接続されてい
る。
【００１５】さらに、本発明は、半導体チップのパッケ
ージの組立方法に関する。この組立方法は、本体内の凹
部を接着テープに位置合わせする第１工程と、本体とテ
ープを接触させ、本体をテープに接着させる第２工程
と、本体の凹部をチップの印に合わせて配列する第３工
程と、テープと半導体チップを接触させ、テープを半導
体チップに接着する第４工程と、接着テープを硬化さ
せ、半導体チップと本体の間に機械的及び熱による接着
部を形成する第５工程と、チップの接着パッドと本体の
接着パッドの間に電気的な導体を接着する第６工程から
成る。
ージの組立方法に関する。この組立方法は、本体内の凹
部を接着テープに位置合わせする第１工程と、本体とテ
ープを接触させ、本体をテープに接着させる第２工程
と、本体の凹部をチップの印に合わせて配列する第３工
程と、テープと半導体チップを接触させ、テープを半導
体チップに接着する第４工程と、接着テープを硬化さ
せ、半導体チップと本体の間に機械的及び熱による接着
部を形成する第５工程と、チップの接着パッドと本体の
接着パッドの間に電気的な導体を接着する第６工程から
成る。
【００１６】
【作用】本発明において上述した手段により、チップと
本体とのサーマルストレスを低減し、しかも同時に、チ
ップのエネルギー検出器側で発生した熱を効果的に除去
できる半導体チップのパッケージを提供する。また、表
側を上にしてチップを接着するため、チップとパッケー
ジの目合せが容易にできる。さらに、使用する打ち抜き
接着テープの接着材の厚さ及び配置を設定でき、これに
よりパッケージの品質を向上させられる。
本体とのサーマルストレスを低減し、しかも同時に、チ
ップのエネルギー検出器側で発生した熱を効果的に除去
できる半導体チップのパッケージを提供する。また、表
側を上にしてチップを接着するため、チップとパッケー
ジの目合せが容易にできる。さらに、使用する打ち抜き
接着テープの接着材の厚さ及び配置を設定でき、これに
よりパッケージの品質を向上させられる。
【００１７】
【実施例】図１について説明する。図１には、本発明に
よる、パッケージ１０に結合された半導体チップ（エネ
ルギー検出器）５０が示される。パッケージ１０は本体
２０を含み、この本体２０の上面２９に外部接触部（ピ
ン）２２が鑞付けされている。本体２０の周面は、２つ
の凹部２４を備える。本体２０は多層構造であり、各凹
部２４も層状に形成されている。第１の層はシェルフ
（棚）２５を有し、第２の層２７は接着パッド２６とピ
ン２２とは破線で示された導体部２３により電気的に接
続されている。接着パッド２６とシェルフ２５の間のス
ペースにおいて、ワイヤ３０を設ける。チップ５０は、
エネルギー（たとえば赤外線エネルギー）を照射させる
ために適合される１つの側（つまり、裏面）５２と、エ
ネルギー検出器を含む（図１には図示されないが、図２
に導電体５８として図示される）を含み、接着テープ４
０によって本体２０の裏面２８に接着される表面である
回路面５４を有する。チップ５０の回路面５４は、チッ
プ５０のエネルギー検出器（図示されず）に相互連結す
る接着パッド５６をその表面に設ける。接着パッド５６
は、回路面５４の外側端部付近に並べられる。ワイヤー
３０は、本体２０の接着パッド２６をチップ５０のパッ
ド５６に接続する。チップ５０は、図示される接着パッ
ド５６と、図では詳細の見えないもう一方の側（後方）
の凹部２４の、接着パッド５６のもう一つの組と、を有
する。この凹部２４は、図１においては、ごく１部しか
示されていないが、本質的には図示されている前方の凹
部２４と同一であり、本体２０の接着パッド２６（図示
されず）及び、これらの接着パッド２６をチップ５０の
接着パッド５６（図示されず）に接続するワイヤー接着
部３０（図示されず）を含む。図示の目的の関係上、パ
ッケージ１０は４本のピンだけを有するように図示され
ているが、４本以外のピン、例えば１４本のピンと対応
する数の接着パッド５６を含む等でも可能である。任意
の、金属被覆された層６０は、本体２０の上部２９でも
可能である。
よる、パッケージ１０に結合された半導体チップ（エネ
ルギー検出器）５０が示される。パッケージ１０は本体
２０を含み、この本体２０の上面２９に外部接触部（ピ
ン）２２が鑞付けされている。本体２０の周面は、２つ
の凹部２４を備える。本体２０は多層構造であり、各凹
部２４も層状に形成されている。第１の層はシェルフ
（棚）２５を有し、第２の層２７は接着パッド２６とピ
ン２２とは破線で示された導体部２３により電気的に接
続されている。接着パッド２６とシェルフ２５の間のス
ペースにおいて、ワイヤ３０を設ける。チップ５０は、
エネルギー（たとえば赤外線エネルギー）を照射させる
ために適合される１つの側（つまり、裏面）５２と、エ
ネルギー検出器を含む（図１には図示されないが、図２
に導電体５８として図示される）を含み、接着テープ４
０によって本体２０の裏面２８に接着される表面である
回路面５４を有する。チップ５０の回路面５４は、チッ
プ５０のエネルギー検出器（図示されず）に相互連結す
る接着パッド５６をその表面に設ける。接着パッド５６
は、回路面５４の外側端部付近に並べられる。ワイヤー
３０は、本体２０の接着パッド２６をチップ５０のパッ
ド５６に接続する。チップ５０は、図示される接着パッ
ド５６と、図では詳細の見えないもう一方の側（後方）
の凹部２４の、接着パッド５６のもう一つの組と、を有
する。この凹部２４は、図１においては、ごく１部しか
示されていないが、本質的には図示されている前方の凹
部２４と同一であり、本体２０の接着パッド２６（図示
されず）及び、これらの接着パッド２６をチップ５０の
接着パッド５６（図示されず）に接続するワイヤー接着
部３０（図示されず）を含む。図示の目的の関係上、パ
ッケージ１０は４本のピンだけを有するように図示され
ているが、４本以外のピン、例えば１４本のピンと対応
する数の接着パッド５６を含む等でも可能である。任意
の、金属被覆された層６０は、本体２０の上部２９でも
可能である。
【００１８】次に、図２について説明する。図２には、
図１で示されたパッケージ１０とチップ５０の分解図が
示される。同図では、さらに、シェルフ２５に嵌め込む
ための蓋７０が示され、図１に示された接着ワイヤー３
０は示されていない。図２では、２つの凹部４４を有す
る、接着テープ４０の周面が示されている。２つの凹部
４４は、本体２０の裏面２８の凹部２４とほぼ同じ大き
さである。テープ４０によって、チップ５０を本体２０
に接着後、チップ５０の接着パッド５６と本体２０の接
着パッド２６との間をワイヤー３０により接続する。本
実施例のテープ４０は、繊維ガラスで補強されたエポキ
シで形成される。テープの厚さは、１から１５ミル（mi
l ）の範囲である。実際には、チップに供給される、熱
膨張差によるストレスを低減するために、より大きいチ
ップにより厚いテープが用いられている。ポリイミドか
ら形成される接着テープも、使用されている。ここで、
チップ５０の表面５４のうち露出している接着パッド５
６と導電体５８とは接続されている。
図１で示されたパッケージ１０とチップ５０の分解図が
示される。同図では、さらに、シェルフ２５に嵌め込む
ための蓋７０が示され、図１に示された接着ワイヤー３
０は示されていない。図２では、２つの凹部４４を有す
る、接着テープ４０の周面が示されている。２つの凹部
４４は、本体２０の裏面２８の凹部２４とほぼ同じ大き
さである。テープ４０によって、チップ５０を本体２０
に接着後、チップ５０の接着パッド５６と本体２０の接
着パッド２６との間をワイヤー３０により接続する。本
実施例のテープ４０は、繊維ガラスで補強されたエポキ
シで形成される。テープの厚さは、１から１５ミル（mi
l ）の範囲である。実際には、チップに供給される、熱
膨張差によるストレスを低減するために、より大きいチ
ップにより厚いテープが用いられている。ポリイミドか
ら形成される接着テープも、使用されている。ここで、
チップ５０の表面５４のうち露出している接着パッド５
６と導電体５８とは接続されている。
【００１９】図１及び図２において示されたパッケージ
１０は、その性能と組立のいずれにおいても、従来技術
以上の利点がある。本発明は、回路５４を含む半導体チ
ップ５０から熱が除去されなければならない応用におい
て、例えば一辺が１センチ以上の大型の半導体チップの
パッケージに特に有効である。本実施例においては、赤
外線エネルギーの検出用として用いられ、赤外線の光は
チップの裏面に向けられる。赤外線の光（エネルギー）
は、シリコンのような材料を貫通する。このため、チッ
プの裏面をヒートシンクとして用いる技術はここでは不
必要である。
１０は、その性能と組立のいずれにおいても、従来技術
以上の利点がある。本発明は、回路５４を含む半導体チ
ップ５０から熱が除去されなければならない応用におい
て、例えば一辺が１センチ以上の大型の半導体チップの
パッケージに特に有効である。本実施例においては、赤
外線エネルギーの検出用として用いられ、赤外線の光は
チップの裏面に向けられる。赤外線の光（エネルギー）
は、シリコンのような材料を貫通する。このため、チッ
プの裏面をヒートシンクとして用いる技術はここでは不
必要である。
【００２０】本発明は、低温環境、例えば７７ケルビン
度に維持される液体窒素内部で用いられる。このチップ
５０のエネルギー検出器を含む全回路領域は、薄い接着
層４０に接触させ、加熱により、この接着層４０を本体
２０に接着する。チップ５０の動作時に発生した熱は、
接着テープ４０、そして本体２０内を直接通過する。こ
の場合の熱は、「従来の技術」において説明した従来の
パッケージの場合のように、チップの全体の長さ及び幅
に沿って、その外側の端部までの長いパスを通過する必
要はない。このように、チップ５０から本体２０までの
サーマルパスは、前述の従来のパッケージよりも短く、
かつ、その断面においてかなり幅広い。これにより、熱
放散の効果が向上する。
度に維持される液体窒素内部で用いられる。このチップ
５０のエネルギー検出器を含む全回路領域は、薄い接着
層４０に接触させ、加熱により、この接着層４０を本体
２０に接着する。チップ５０の動作時に発生した熱は、
接着テープ４０、そして本体２０内を直接通過する。こ
の場合の熱は、「従来の技術」において説明した従来の
パッケージの場合のように、チップの全体の長さ及び幅
に沿って、その外側の端部までの長いパスを通過する必
要はない。このように、チップ５０から本体２０までの
サーマルパスは、前述の従来のパッケージよりも短く、
かつ、その断面においてかなり幅広い。これにより、熱
放散の効果が向上する。
【００２１】チップ５０と本体２０の間の接着は、はん
だ接着ほど硬直ではない。この接着テープの材質及び厚
さは、このチップ５０と本体２０の組み付け体が、常温
と極低温の間を循環するときに、チップ５０と本体２０
の間に生じる熱膨張の差によるストレスを低減できる程
度でよい。
だ接着ほど硬直ではない。この接着テープの材質及び厚
さは、このチップ５０と本体２０の組み付け体が、常温
と極低温の間を循環するときに、チップ５０と本体２０
の間に生じる熱膨張の差によるストレスを低減できる程
度でよい。
【００２２】本発明のその他の利点は、組み付け作業の
間に生じる。接着テープは通常、本体の裏面に合わせて
打ち抜かれ、１つ以上の凹部を有する。このテープ層の
厚さは、テープの規格によって、接着作業の前に選択さ
れる。テープは、通常、その使用前に、すでに部分的に
硬化されているので、チップ上の接着パッドに位置合わ
せするために、接着剤を塗る必要がない。このような接
着領域及び接着テープの厚みの選択により、パッケージ
全体の質が向上し、組み付け作業の生成性が向上する。
間に生じる。接着テープは通常、本体の裏面に合わせて
打ち抜かれ、１つ以上の凹部を有する。このテープ層の
厚さは、テープの規格によって、接着作業の前に選択さ
れる。テープは、通常、その使用前に、すでに部分的に
硬化されているので、チップ上の接着パッドに位置合わ
せするために、接着剤を塗る必要がない。このような接
着領域及び接着テープの厚みの選択により、パッケージ
全体の質が向上し、組み付け作業の生成性が向上する。
【００２３】本発明の別の利点は、組付けの課程におい
て、チップ５０と本体２０に、接着パッドと、位置合わ
せのための所定の印が見えることである。
て、チップ５０と本体２０に、接着パッドと、位置合わ
せのための所定の印が見えることである。
【００２４】組付けの課程において、本体２０は、配列
取付具の中で、裏面２８を上に向けた状態で、約摂氏１
００度まで加熱され、部分的に硬化し、少なくとも１つ
の凹部４４を有するようにすでに切断されている接着テ
ープ４０が、裏面２８の上に落とされる。接着テープ４
０は本体２０の裏側２８に接着し、本体２０は別の配列
取付具に移動され、ここで、チップの表側５４上の所定
の印により、この本体とテープの結合体が、チップ５０
と位置合わせされる。表側５４は、接着テープ４０に接
触され、この結果できる積層構造が、固定位置に締め付
けられ、その後、摂氏１５０度で３０分間加熱すること
により硬化されて、永久的に接着された構造が形成され
る。次に、ワイヤー３０が、パッケージ１０の接着パッ
ド２６から、チップ５０の接着パッド５６に接着され
る。その後、蓋７０が凹部２４に置かれ、パッケージ１
０を閉じる。
取付具の中で、裏面２８を上に向けた状態で、約摂氏１
００度まで加熱され、部分的に硬化し、少なくとも１つ
の凹部４４を有するようにすでに切断されている接着テ
ープ４０が、裏面２８の上に落とされる。接着テープ４
０は本体２０の裏側２８に接着し、本体２０は別の配列
取付具に移動され、ここで、チップの表側５４上の所定
の印により、この本体とテープの結合体が、チップ５０
と位置合わせされる。表側５４は、接着テープ４０に接
触され、この結果できる積層構造が、固定位置に締め付
けられ、その後、摂氏１５０度で３０分間加熱すること
により硬化されて、永久的に接着された構造が形成され
る。次に、ワイヤー３０が、パッケージ１０の接着パッ
ド２６から、チップ５０の接着パッド５６に接着され
る。その後、蓋７０が凹部２４に置かれ、パッケージ１
０を閉じる。
【００２５】ここに説明した実施例は、本発明の一般的
原理の例示にすぎないことが了解されよう。本発明の精
神と一貫するさまざまな修正が可能である。例えば、本
体２０はさまざまなセラミックまたは有機材料から形成
できる。また、同様の接着テープ４０が、さまざまな有
機材料から形成でき、本体２０の接着及び拡張の特性に
適合される。さらに、組み付け体、及びパッケージ組み
付け体における利点は、赤外線検出以外の応用にも利用
できる。さらに、ほかのチップの接着パッド構造に適合
するように、本体及び接着テープの凹部の構造、配置、
及び数を変更することができる。さらに、チップは、接
着テープ４０以外の手段によっても、パッケージ１０の
ようなパッケージに接着することができる。例えば、熱
伝導絶縁接着剤を使用することができる。さらにまた、
本体２０の接着パッド２６をパッケージ１０の裏側２９
に設け、シェルフ２５と蓋７０を削除してもよい。さら
に、パッケージ１０は、より多くの凹部、及びそれに対
応する数の接着パッド２６を有することもできる。例え
ば、チップ５０が４セットの接着パッド５６を４つの側
の各側に１セットずつ有するとすると、それに対応する
パッケージ１０は、その４つの側の各側に１つの凹部２
４を有することになる。
原理の例示にすぎないことが了解されよう。本発明の精
神と一貫するさまざまな修正が可能である。例えば、本
体２０はさまざまなセラミックまたは有機材料から形成
できる。また、同様の接着テープ４０が、さまざまな有
機材料から形成でき、本体２０の接着及び拡張の特性に
適合される。さらに、組み付け体、及びパッケージ組み
付け体における利点は、赤外線検出以外の応用にも利用
できる。さらに、ほかのチップの接着パッド構造に適合
するように、本体及び接着テープの凹部の構造、配置、
及び数を変更することができる。さらに、チップは、接
着テープ４０以外の手段によっても、パッケージ１０の
ようなパッケージに接着することができる。例えば、熱
伝導絶縁接着剤を使用することができる。さらにまた、
本体２０の接着パッド２６をパッケージ１０の裏側２９
に設け、シェルフ２５と蓋７０を削除してもよい。さら
に、パッケージ１０は、より多くの凹部、及びそれに対
応する数の接着パッド２６を有することもできる。例え
ば、チップ５０が４セットの接着パッド５６を４つの側
の各側に１セットずつ有するとすると、それに対応する
パッケージ１０は、その４つの側の各側に１つの凹部２
４を有することになる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において、
エネルギー検出器を備えるチップから本体外部までの、
熱伝導のための効果的なパスを供給し、前記チップと前
記本体との間に接着テープを挿入することにより、パッ
ケージの温度変化中のチップと本体との熱膨張差による
機械的なストレスを緩和し、ストレスを低減することが
可能である。また、チップ上に位置決めの所定の印を設
けることによって、組立を容易にし、少ない組立工程で
効率良く、チップをパッケージに組み立てることが可能
である。
エネルギー検出器を備えるチップから本体外部までの、
熱伝導のための効果的なパスを供給し、前記チップと前
記本体との間に接着テープを挿入することにより、パッ
ケージの温度変化中のチップと本体との熱膨張差による
機械的なストレスを緩和し、ストレスを低減することが
可能である。また、チップ上に位置決めの所定の印を設
けることによって、組立を容易にし、少ない組立工程で
効率良く、チップをパッケージに組み立てることが可能
である。
【図１】本発明に係るエネルギー検出器のパッケージの
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のエネルギー検出器のパッケージの分解図
であり、さらにパッケージの蓋を含んだ図である。
であり、さらにパッケージの蓋を含んだ図である。
１０ パッケージ ２０ 本体 ２２ 外部接触部 ２４、５４ 凹部 ２５ シェルフ ２６、５６ 接着パッド ２８ 本体の裏面 ２９ 上面 ３０ ワイヤー ４０ 接着テープ ５０ エネルギー検出器 ５２ エネルギー検出器の裏面 ５４ エネルギー検出器の表面 ５８ 導電体 ７０ 蓋
フロントページの続き (72)発明者 ルイス アントニオ リベラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター チベレス ラネ 15 (72)発明者 ティリー タルン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ピッツ フォード キャベルシャム ウッド 53 (72)発明者 エドワード ティシャーノ ネルソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ピッツ フォード ブローク ロード 59
Claims (26)
- 【請求項１】 表側及び裏側と、周面に１つ以上の凹部
と、を有する本体と、 この本体上の凹部に設ける接着パッドと、 この接着パッドに電気的に接続され、本体の表側に設け
られる外部接触部とを有することを特徴とする、エネル
ギー検出器のパッケージ。 - 【請求項２】 本体上の接着パッドと、エネルギー検出
器上の接着パッドと、前記本体の接着パッドとエネルギ
ー検出器の接着パッドとを電気的に接続するワイヤー接
着部と、 前記本体の裏側の凹部及びエネルギー検出器の接着パッ
ドを除く部分を覆い、 垂直方向の力、及び、熱により、エネルギー検出器を前
記本体に接着するように配設する接着テープと、 をさらに有する、請求項１記載のエネルギー検出器のパ
ッケージ。 - 【請求項３】 本体がアルミナセラミックから形成され
る、請求項１記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項４】 接着テープがエポキシテープである、請
求項２記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項５】 接着テープがポリイミドテープである、
請求項２記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項６】 接着テープが繊維で補強される、請求項
２記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項７】 接着テープに、本体の少なくとも１つの
凹部と位置合わせされる、少なくとも１つの凹部を備え
る、請求項２記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項８】 エネルギー検出器が半導体チップである
請求項１記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項９】 表側及び裏側を有し、複数層の材料によ
り形成され、周面に１つ以上の凹部と、前記複数層の第
１層の前記凹部に設ける接着パッドと、第２層の前記凹
部に設けるシェルフと、を有する本体と、 この本体の接着パッドに電気的に接続され、この本体の
表側上に設ける外部接触部と、 を有することを特徴とする、半導体チップのためのパッ
ケージ。 - 【請求項１０】 本体上の接着パッドと、チップ上の接
着パッドとを電気的に結合するワイヤー接着部と、 前記本体の裏側の凹部及び半導体チップの接着パッドを
除いた部分を覆い、垂直方向の力、及び、熱によりチッ
プを本体に接着するように配設された、接着テープと、 前記本体の凹部に備えるシェルフに嵌め込まれる少なく
とも１つの蓋と、 をさらに有する請求項９記載のエネルギー検出器のパッ
ケージ。 - 【請求項１１】 本体はアルミナセラミックから形成さ
れる、請求項９記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項１２】 接着テープはエポキシテープである、
請求項１０記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項１３】 接着テープはポリイミドテープであ
る、請求項１０記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項１４】 接着テープは繊維によって補強され
る、請求項１０記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項１５】 接着テープは、本体の少なくとも１つ
の凹部と位置合わせされる、少なくとも１つの凹部を備
える、請求項１０記載のエネルギー検出器のパッケー
ジ。 - 【請求項１６】 光が入射するように適合された裏側
と、接着パッドを備える表側とを有する、半導体チップ
と、 この半導体チップの表側の前記接着パッドの部分を除
き、半導体チップの表側を覆う接着テープと、 複数層のアルミナセラミックから形成され、接着テープ
に接触する裏側を有し、半導体チップの接着パッドを凹
部の下部に露出させる少なくとも１つの凹部を備える本
体と、 前記本体の接着パッドに接続する、本体の表側に備える
外部接触部と、 を接着するパッケージ。 - 【請求項１７】 本体上の接着パッドと、半導体チップ
の接着パッドを電気的に結合するワイヤー接着部と、 本体の凹部に備えるシェルフに嵌め込まれる、少なくと
も１つの蓋と、 を、さらに有することを特徴とする請求項１６記載のエ
ネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項１８】 接着テープは、弾力性のある、補強さ
れたエポキシテープである、請求項１６記載のエネルギ
ー検出器のパッケージ。 - 【請求項１９】 接着テープは、弾力性のある、補強さ
れたポリイミドテープである、請求項１６記載のエネル
ギー検出器のパッケージ。 - 【請求項２０】 外部接触部は、表側の面に対して適切
な角度で、本体中に鑞付けされ、本体の接着パッドに電
気的に接続される、電導性のピンであることを特徴とす
る、請求項１６記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項２１】 本体の熱伝導の特性に近い材料から、
ピンが形成されることを特徴とする請求項１６記載のエ
ネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項２２】 その材料が、コバール（ｋｏｖａｒ）
の商品名で市販される混合物から形成される、請求項１
６記載のエネルギー検出器のパッケージ。 - 【請求項２３】 本体の凹部を接着テープに位置合わせ
する工程と、 前記本体と前記接着テープを接触させ、前記本体を前記
接着テープに接着させる工程と、 前記本体の凹部を半導体チップの所定の印に位置合わせ
する工程と、 前記接着テープと前記半導体チップを接触させ、前記接
着テープを前記半導体チップに接着させる工程と、 前記接着テープを硬化し、半導体チップと本体との垂直
方向の力、及び熱により半導体チップと本体との接着を
生成する工程と、 前記半導体チップの接着パッドと、前記本体の接着パッ
ドの間に電気的導体を接着する工程と、 から成る、エネルギー検出器の組立方法。 - 【請求項２４】 本体の凹部内に蓋を配置する工程をさ
らに有する、請求項２３記載のエネルギー検出器の組立
方法。 - 【請求項２５】 第１の側の第１接着領域と、エネルギ
ーが入射するように適合された第２の側を有するエネル
ギー検出器と、を備える半導体チップを有し、 表側及び裏側を有する本体で、その表側は、エネルギー
検出器の第１の側より小さい領域を有し、エネルギー検
出器の第１の側が本体の表側に結合され、エネルギー検
出器の第１の接着領域が本体によって覆われないように
形成された本体と、 エネルギー検出器が本体に結合され、このエネルギー検
出器によって覆われない、本体の位置において、本体上
に支えられる第２接着領域と、 第２接着領域に電気的に接続された、本体の第２の側上
の外部接触部と、 から成るパッケージ。 - 【請求項２６】 第１の側の第１接着領域と、エネルギ
ーが入射するように適合された第２の側を有するエネル
ギー検出器と、を備える半導体チップを有し、 表側及び裏側を有する本体で、その表側は、エネルギー
検出器の第１の側が本体の表側に結合され、エネルギー
検出器の第１の接着領域が本体によって覆われないよう
に形成された本体と、 エネルギー検出器が本体に結合され、このエネルギー検
出器によって覆われない、本体の位置において、本体上
に支えられる第２接着領域と、 第２接着領域に電気的に接続された、本体の第２の側上
の外部接触部と、 から成るパッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/890,451 US5349234A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Package and method for assembly of infra-red imaging devices |
| US890,451 | 1992-05-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637338A true JPH0637338A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=25396697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5129209A Pending JPH0637338A (ja) | 1992-05-29 | 1993-05-31 | エネルギー検出器のパッケージ及びその組立方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5349234A (ja) |
| EP (1) | EP0571907B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0637338A (ja) |
| DE (1) | DE69325853T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661336A (en) * | 1994-05-03 | 1997-08-26 | Phelps, Jr.; Douglas Wallace | Tape application platform and processes therefor |
| FR2729757A1 (fr) * | 1995-01-20 | 1996-07-26 | Sofradir | Dispositif de detection d'ondes electromagnetiques, et notamment de rayonnements infra-rouges |
| JPH08316354A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体式センサ |
| DE69632228T2 (de) * | 1995-07-13 | 2005-04-14 | Eastman Kodak Co. | Bildsensor mit einem Trägergehäuse |
| US6551845B1 (en) * | 1996-01-02 | 2003-04-22 | Micron Technology, Inc. | Method of temporarily securing a die to a burn-in carrier |
| JP3309764B2 (ja) * | 1997-04-25 | 2002-07-29 | 松下電器産業株式会社 | ワイヤボンディング方法 |
| US6329224B1 (en) * | 1998-04-28 | 2001-12-11 | Tessera, Inc. | Encapsulation of microelectronic assemblies |
| DE10065624C2 (de) * | 2000-12-29 | 2002-11-14 | Hans Kragl | Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen Halbleiterwandler |
| US11048017B2 (en) * | 2016-08-26 | 2021-06-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cooled optical apparatus, systems, and methods |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3104623A1 (de) * | 1981-02-10 | 1982-08-26 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zum befestigen von bauelementen mit flaechigen anschlusskontakten und bauelement hierfuer |
| JPS5914652A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-25 | Nec Corp | 半導体容器 |
| JPS5976465A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-01 | Fujitsu Ltd | 半導体素子の製造方法 |
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