JPH10107241A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を回
路基板上に装着した固体撮像装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device having a solid-state imaging device mounted on a circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＣＣＤイメージセンサの如き半導体構成
の固体撮像素子は、センサチップの表面に被写体映像を
写す必要があるため、半導体チップの受光面に対応して
開口部を有する封止体が形成される。このため、固体撮
像素子の場合には、開口部を形成し易いセラミックパッ
ケージが従来より多く用いられる。2. Description of the Related Art A solid-state image pickup device having a semiconductor structure such as a CCD image sensor needs to project a subject image on the surface of a sensor chip. Therefore, a sealing body having an opening corresponding to a light receiving surface of the semiconductor chip is formed. Is done. For this reason, in the case of a solid-state imaging device, a ceramic package in which an opening is easily formed is used more often than before.
【０００３】図４は、セラミックパッケージを用いた従
来の固体撮像素子の構造を示す斜視図である。セラミッ
クパッケージ１は、所定の深さの凹部を有する箱形を成
し、この凹部内にセンサチップ２を収納する。センサチ
ップ２は、シリコン等の半導体基板上に周知の半導体プ
ロセスによって形成される複数の受光画素及び各受光画
素に発生する情報電荷を転送するシフトレジスタを有
し、セラミックパッケージ１の凹部の中央部分に装着さ
れる。複数のリード３は、予めセラミックパッケージ１
に埋め込まれており、外部リードがセラミックパッケー
ジ１の側面に沿って配置され、内部リードが凹部内のセ
ンサチップ２の周辺部に配置される。これらの複数のリ
ード３の内部リードには、ワイヤボンディングによって
センサチップ２の周辺部に入出力端子として設けられる
電極パッドが接続される。そして、透明板４は、ガラス
やアクリル樹脂からなり、セラミックパッケージ１上に
凹部を塞ぐようにして装着される。これにより、センサ
チップ２が封止され、センサチップ２及びセンサチップ
２とリード３とを接続する配線が保護される。FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional solid-state imaging device using a ceramic package. The ceramic package 1 has a box shape having a concave portion with a predetermined depth, and the sensor chip 2 is stored in the concave portion. The sensor chip 2 has a plurality of light receiving pixels formed on a semiconductor substrate such as silicon by a known semiconductor process and a shift register for transferring information charges generated in each light receiving pixel. Attached to. The plurality of leads 3 are connected to the ceramic package 1 in advance.
The external leads are arranged along the side surface of the ceramic package 1 and the internal leads are arranged around the sensor chip 2 in the concave portion. Electrode pads provided as input / output terminals on the periphery of the sensor chip 2 are connected to the internal leads of these leads 3 by wire bonding. The transparent plate 4 is made of glass or acrylic resin, and is mounted on the ceramic package 1 so as to cover the recess. Thereby, the sensor chip 2 is sealed, and the wiring connecting the sensor chip 2 and the leads 3 to the leads 3 is protected.
【０００４】図５は、固体撮像素子の実装方法を説明す
る分解斜視図である。固体撮像素子１０は、図４に示す
構造のものであり、センサチップ２を収納したセラミッ
クパッケージ１の側面に複数のリード３が配置されてい
る。回路基板５は、ガラスエポキシ基板等の絶縁材料よ
りなり、一面あるいは両面に銅箔により配線パターンが
形成されている。この回路基板５には、固体撮像素子１
０のリード３に対応したスルーホール６が形成されてお
り、リード３をスルーホール６へ通して固体撮像素子１
０が所定の位置に装着される。そして、回路基板５上に
は、固体撮像素子１０に対して各種の駆動信号を供給す
るための駆動回路及び固体撮像素子１０の出力を取り込
んで所定の処理を施すための信号処理回路が設けられ、
配線パターンを介して固体撮像素子１０と接続される。FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining a method of mounting the solid-state image sensor. The solid-state imaging device 10 has a structure shown in FIG. 4, and a plurality of leads 3 are arranged on a side surface of a ceramic package 1 containing a sensor chip 2. The circuit board 5 is made of an insulating material such as a glass epoxy board, and has a wiring pattern formed on one or both sides by copper foil. The circuit board 5 includes the solid-state imaging device 1
The through hole 6 corresponding to the lead 3 of the solid-state imaging device 1 is formed by passing the lead 3 through the through hole 6.
0 is mounted at a predetermined position. A drive circuit for supplying various drive signals to the solid-state imaging device 10 and a signal processing circuit for taking in the output of the solid-state imaging device 10 and performing predetermined processing are provided on the circuit board 5. ,
It is connected to the solid-state imaging device 10 via a wiring pattern.
【０００５】レンズユニット７は、マウント部８及び鏡
筒部９より構成される。マウント部８は、裏面側に固体
撮像素子１０を収納できる凹部を有し、固体撮像素子１
０を被うようにして回路基板５に装着される。鏡筒部９
は、固体撮像素子１０の受光面に被写体映像を結像させ
るレンズが取り付けられ、固体撮像素子１０の受光面と
対向するマウント部８の表面に取り付けられる。このレ
ンズユニット７は、例えば、凹部の側面を固体撮像素子
１０のセラミックパッケージ１の側面に接するようにし
て位置決めが成される。[0005] The lens unit 7 comprises a mount 8 and a lens barrel 9. The mount section 8 has a concave portion on the rear surface side in which the solid-state imaging device 10 can be stored.
It is mounted on the circuit board 5 so as to cover 0. Lens barrel 9
Is mounted on a light-receiving surface of the solid-state imaging device 10 with a lens for forming an image of a subject, and is mounted on the surface of the mount unit 8 facing the light-receiving surface of the solid-state imaging device 10. The positioning of the lens unit 7 is performed, for example, such that the side surface of the concave portion is in contact with the side surface of the ceramic package 1 of the solid-state imaging device 10.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】セラミックパッケージ
を用いた固体撮像素子においては、セラミックの加工が
難しく、パッケージ自体が高価なため、素子の組み立て
に要する製造コストが高くなるという問題を有してい
る。また特定波長を取り除くために、固体撮像素子の上
にフィルタを設ける場合があり、この場合、フィルタま
たは封止体表面にキズが入る問題があった。In a solid-state image pickup device using a ceramic package, there is a problem that the processing of ceramic is difficult and the package itself is expensive, so that the manufacturing cost required for assembling the device is increased. . In some cases, a filter is provided on the solid-state imaging device in order to remove a specific wavelength. In this case, there is a problem in that the surface of the filter or the sealing body is damaged.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、透明樹脂封止体に封止され、フィルタと前記透明樹
脂封止体との間に、前記固体撮像素子の周辺に到達する
光を遮光する柔軟性の遮光板を設けることで解決するも
のである。まずセラミックパッケージと透明板を簡略化
するために、固体撮像素子を透明な樹脂で封止した。し
かし透明樹脂であるため、固体撮像素子の受光部には、
乱反射された光が入射する恐れがあり、このため、遮光
板を用いることで、この乱反射光を抑制している。また
遮光板は、柔軟性を有するため、透明樹脂封止体または
フィルタの損傷を抑制でき、またフィルタの保持と枠部
材の回路基板への固定が実現できる。The solid-state imaging device of the present invention is sealed in a transparent resin sealing body, and a light reaching the periphery of the solid-state imaging device between a filter and the transparent resin sealing body. This problem can be solved by providing a flexible light-shielding plate for shielding light. First, in order to simplify the ceramic package and the transparent plate, the solid-state imaging device was sealed with a transparent resin. However, since it is a transparent resin, the light-receiving part of the solid-state image sensor has
There is a possibility that light that has been irregularly reflected may be incident, and therefore, by using a light shielding plate, the irregularly reflected light is suppressed. Further, since the light-shielding plate has flexibility, damage to the transparent resin sealing body or the filter can be suppressed, and the filter can be held and the frame member can be fixed to the circuit board.
【０００８】つまり安価な遮光板を用いることで、固体
撮像素子は透明樹脂で封止できるため、大幅なコストを
実現できる。また第２に固体撮像素子をリードフレーム
に実装し、遮光板を、黒体より成るゴムで構成すること
で解決するものである。つまり遮光板を用いることで、
半導体実装では一般的であるリードフレームに固体撮像
素子を実装でき、しかもリードフレームの反射光も遮る
ことができる。また同時に遮光板はゴムで構成されるた
め、フィルタや透明樹脂封止体への損傷を防止すると共
に、枠部材が、回路基板と隙間もなく固定できる。That is, by using an inexpensive light-shielding plate, the solid-state imaging device can be sealed with a transparent resin, so that a great cost can be realized. Second, the problem is solved by mounting the solid-state imaging device on a lead frame and forming the light-shielding plate from rubber made of a black body. In other words, by using a light shielding plate,
In a semiconductor mounting, a solid-state image pickup device can be mounted on a lead frame, which is common in semiconductor mounting, and the reflected light from the lead frame can be blocked. At the same time, since the light-shielding plate is made of rubber, damage to the filter and the transparent resin sealing body can be prevented, and the frame member can be fixed to the circuit board without any gap.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図１、図２および図３は、本発明
の固体撮像素子の構造を示す分解斜視図である。図１
は、枠部材頭部から見たもの、図２は枠部材底部から見
たもの、更に図３は、透明樹脂封止体に実装されている
ことを説明するための分解図である。固体撮像素子であ
るセンサチップ５１は、シリコン基板上に周知の半導体
プロセスによって複数の受光画素及びシフトレジスタが
形成されたものであり、複数の受光画素がマトリクス状
に配列された受光面５２を有する。このセンサチップ
は、図３のように通常使用されるリードフレームに実装
される。リードフレームは例えばＣｕ材より成り、ラン
ド５３の表面中央部分にセンサチップ１１が装着され
る。また、センサチップ１１の装着位置の周辺部、つま
りランドの周囲からその周辺に延在する複数のリード５
４が設けられ、この複数のリード５４は、センサチップ
５１の周辺部分に入出力端子として形成される電極パッ
ドとワイヤボンディングにより接続される。また詳細は
後述するが、透明樹脂封止体５５で封止される。FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 are exploded perspective views showing the structure of a solid-state imaging device according to the present invention. FIG.
Is a view from the frame member head, FIG. 2 is a view from the bottom of the frame member, and FIG. 3 is an exploded view for explaining that it is mounted on a transparent resin sealing body. The sensor chip 51 which is a solid-state image sensor has a plurality of light receiving pixels and a shift register formed on a silicon substrate by a known semiconductor process, and has a light receiving surface 52 in which the plurality of light receiving pixels are arranged in a matrix. . This sensor chip is mounted on a commonly used lead frame as shown in FIG. The lead frame is made of, for example, a Cu material, and the sensor chip 11 is mounted on the center of the surface of the land 53. Further, a plurality of leads 5 extending from the periphery of the mounting position of the sensor chip 11, that is, from the periphery of the land to the periphery.
4 are provided, and the plurality of leads 54 are connected to electrode pads formed as input / output terminals around the sensor chip 51 by wire bonding. Although the details will be described later, it is sealed with a transparent resin sealing body 55.
【００１０】次に枠部材５６は、中央部にセンサチップ
１１を納める凹み部５７を形成するための開口部５８が
形成され、この枠部材５６の対向する２辺の内側には、
ネジ止め穴５８ａが形成されている。また凹み部５７に
は更にフィルタ５９を収納するために、フィルタ５９が
収納される凹み部６０が設けられている。形状はフィル
タと同じ矩形でも、また円形でも良い。またレンズが組
み込まれているユニットは、鏡筒部６１を構成する筒に
ねじ込み式で装着され、このねじ込みの大小で焦点が調
整できるようになっている。更に凹み部５７は、後述す
る遮光板６２が装着できるように、矩形の凹みが設けら
れている。Next, the frame member 56 is formed with an opening 58 for forming a concave portion 57 for receiving the sensor chip 11 at the center, and inside the two opposing sides of the frame member 56,
A screw hole 58a is formed. In order to further house the filter 59, the recess 57 is provided with a recess 60 in which the filter 59 is housed. The shape may be the same rectangle as the filter or a circle. The unit in which the lens is incorporated is mounted on the barrel constituting the lens barrel 61 by screwing, and the focus can be adjusted by the size of the screw. Further, the concave portion 57 is provided with a rectangular concave so that a light shielding plate 62 described later can be mounted.
【００１１】続いて前記遮光板６２について説明する。
この遮光板は、本発明の特徴とする所であり、固体撮像
素子（センサチップ）５１を透明樹脂で封止するために
用いられるものである。つまり図３によれば、光は矢印
の方向より入射されフィルタ５９で特定波長、例えば赤
外光がフィルタリングされ、透明樹脂封止体５５に入射
される。Next, the light shielding plate 62 will be described.
This light shielding plate is a feature of the present invention, and is used for sealing the solid-state imaging device (sensor chip) 51 with a transparent resin. That is, according to FIG. 3, light is incident in the direction of the arrow, a specific wavelength, for example, infrared light is filtered by the filter 59, and is incident on the transparent resin sealing body 55.
【００１２】図４のように、セラミックパッケージ１に
実装し、開口部を封止するために透明板４を設ける場
合、コストも手間もかかるが、透明樹脂材料で封止すれ
ば、工程も簡略されコストの低減が実現できるメリット
を有する。しかしチップ周辺に到達する光が乱反射を起
こし画素に入射されれば、ノイズとなり画像の劣化を発
生する。特にリードフレーム５３，５４は、金属性の平
坦部を有するため乱反射は顕著である。As shown in FIG. 4, when mounting on the ceramic package 1 and providing the transparent plate 4 for sealing the opening, it is costly and time-consuming, but the process is simplified by sealing with a transparent resin material. This has the advantage that the cost can be reduced. However, if the light that reaches the periphery of the chip undergoes irregular reflection and enters the pixel, it becomes noise and causes image degradation. In particular, since the lead frames 53 and 54 have a metallic flat portion, irregular reflection is remarkable.
【００１３】この遮光板は、そのために用いるものであ
り、遮光板のサイズは、透明樹脂封止体の外形と実質同
じである。また、開口部６３は、実質センサチップの受
光画素領域より若干広がったサイズで設けられている。
光は、レンズから収束され、受光面に到達するが、詳し
くは遮光板の厚みおよび透明樹脂封止体の表面から受光
面までの離間距離分が足し合わされた距離だけ収束して
ゆくため、この分開口部は、画素配置領域のサイズより
も大きく形成されている。またこの開口部を除いた遮光
板は、リードフレームに対応する部分を覆っているた
め、リードフレームから反射された光を遮断することが
でき、画素に入射されるこの光を抑制することができ
る。This light shielding plate is used for that purpose, and the size of the light shielding plate is substantially the same as the outer shape of the transparent resin sealing body. The opening 63 is provided in a size slightly larger than the light receiving pixel area of the sensor chip.
The light converges from the lens and reaches the light receiving surface. The dividing opening is formed larger than the size of the pixel arrangement region. In addition, since the light-shielding plate excluding the opening covers a portion corresponding to the lead frame, it is possible to block light reflected from the lead frame and to suppress the light incident on the pixel. .
【００１４】更には遮光板６２は、柔軟性を有する材
料、例えば黒色のゴムで成るため、フィルタ５９と透明
樹脂封止体５５との間に配置すれば、フィルタが原因で
成る透明樹脂封止体のキズを抑制でき、しかも遮光板が
若干押圧されて枠部材５６を回路基板に固定すれば、フ
ィルタ５９のガタもなく、また枠部材５６と回路基板６
４とが隙間無く固定できる。従ってセンサチップの画素
面が回路基板から決まった位置で固定される。Further, since the light shielding plate 62 is made of a flexible material, for example, a black rubber, if it is disposed between the filter 59 and the transparent resin sealing body 55, the transparent resin sealing caused by the filter can be achieved. When the frame member 56 is fixed to the circuit board by slightly pressing the light-shielding plate, the backlash of the filter 59 can be eliminated, and the frame member 56 and the circuit board 6 can be prevented.
4 can be fixed without any gap. Therefore, the pixel surface of the sensor chip is fixed at a fixed position from the circuit board.
【００１５】続いて、回路基板６４について説明する。
この回路基板は、プリント基板、セラミック基板および
金属基板で実現できる。ここではプリント基板でなるた
め、スルーホールを形成でき、表裏に配線が実装でき、
高密度配線が実現されている。またプリント基板には、
リードフレームとこれに対応して設けられた電極が半田
を介して固着され、この周辺には枠部材の固定穴と一致
して固定穴が設けられている。Next, the circuit board 64 will be described.
This circuit board can be realized by a printed board, a ceramic board, and a metal board. Since it is a printed circuit board here, through holes can be formed, wiring can be mounted on the front and back,
High-density wiring has been realized. Also on the printed circuit board,
The lead frame and the electrode provided corresponding thereto are fixed via solder, and a fixing hole is provided around the lead frame so as to coincide with the fixing hole of the frame member.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、第１に、固体撮像素子
を透明樹脂封止体で封止するため加工が容易且つ安価な
材料により構成することができ、またこの封止体が透明
なために発生する光の反射は、遮光板を配置することで
抑制できる。従ってため、セラミックパッケージを使用
した場合に比べて、製造コストを大幅に削減することが
できると共に画像劣化を抑制できる。また、遮光板は、
柔軟性の材料で成るため、フィルタへの損傷、封止体へ
の損傷が抑制され、且つフィルタのガタを無くすことが
できる。According to the present invention, firstly, since the solid-state imaging device is sealed with a transparent resin sealing member, it can be made of an easy and inexpensive material, and this sealing member is transparent. The reflection of light generated for this reason can be suppressed by arranging a light shielding plate. Therefore, as compared with the case where a ceramic package is used, the manufacturing cost can be significantly reduced and image deterioration can be suppressed. Also, the light blocking plate is
Since it is made of a flexible material, damage to the filter and damage to the sealing body can be suppressed, and play of the filter can be eliminated.
【００１７】第２に半導体実装では一般的であるリード
フレームに固体撮像素子を実装し、この固体撮像素子を
透明樹脂で封止し、しかもリードフレームからの反射光
を安価な黒色のゴム板で遮っているので、従来の装置に
より、しかも安価な材料により構成できるため、装置自
体のコストダウンを実現できる。また遮光板はゴムで構
成されるため、フィルタや透明樹脂封止体への損傷を防
止すると共に、枠部材が、回路基板と隙間もなく固定で
きる。Second, a solid-state image sensor is mounted on a lead frame, which is common in semiconductor mounting, and this solid-state image sensor is sealed with a transparent resin, and reflected light from the lead frame is inexpensive with a black rubber plate. Since the light is blocked, the device can be configured with a conventional device and with an inexpensive material, so that the cost of the device itself can be reduced. Further, since the light shielding plate is made of rubber, damage to the filter and the transparent resin sealing body can be prevented, and the frame member can be fixed to the circuit board without any gap.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の固体撮像装置の構造を頭部から見た分
解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a structure of a solid-state imaging device according to the present invention as viewed from a head.
【図２】本発明の固体撮像装置の構造を底部から見た分
解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the structure of the solid-state imaging device of the present invention as viewed from the bottom.
【図３】本発明の固体撮像素子と遮光板との関係を示す
分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a relationship between the solid-state imaging device of the present invention and a light shielding plate.
【図４】従来の固体撮像素子の構造を示す斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view showing a structure of a conventional solid-state imaging device.
【図５】従来の固体撮像素子の実装方法を説明する分解
斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a mounting method of a conventional solid-state imaging device.
Claims (2)
され、各受光画素に光電変換により情報電荷を蓄積する
固体撮像素子と、前記固体撮像素子を封止する樹脂封止
体と、前記固体撮像素子が封止された樹脂封止体が実装
される少なくとも表面が絶縁性を有する回路基板と、前
記樹脂封止体を取り囲み、この樹脂封止体を収納する凹
み部を有し、前記上部にレンズが組み込まれた絶縁性の
枠部材と、前記枠部材と前記樹脂封止体との間に設けら
れるフィルタとを有する固体撮像装置に於いて、 前記樹脂封止体を透明にし、前記フィルタと前記透明な
樹脂封止体との間には、前記固体撮像素子の周辺に到達
する光を遮光する遮光板を有することを特徴とした固体
撮像装置。1. A solid-state imaging device in which a plurality of light-receiving pixels are arranged in a matrix, and wherein each solid-state imaging device accumulates information charges by photoelectric conversion, a resin sealing body that seals the solid-state imaging device, and the solid-state imaging device. A circuit board having at least a surface having an insulating property on which the resin sealing body in which the element is sealed is mounted, and a recess surrounding the resin sealing body and accommodating the resin sealing body. In a solid-state imaging device having an insulating frame member in which a lens is incorporated, and a filter provided between the frame member and the resin sealing body, the resin sealing body is made transparent, and the filter A solid-state imaging device, comprising: a light-shielding plate that shields light reaching the periphery of the solid-state imaging device between the transparent resin sealing body.
ランドと、前記固体撮像素子表面の電極と電気的に接続
されるリードとを有するリードフレームに前記固体撮像
素子が実装され、前記遮光板は、黒体より成るゴムでな
る請求項１記載の固体撮像装置。2. The solid-state imaging device is mounted on a lead frame having an island fixed to the back surface of the solid-state imaging device and leads electrically connected to electrodes on the front surface of the solid-state imaging device. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is made of a black body rubber.
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| JP3369865B2 JP3369865B2 (en) | 2003-01-20 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045825A (en) * | 1998-12-22 | 2005-02-17 | Sony Corp | Electronic device and electronic device mounting method |
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1996
- 1996-09-27 JP JP25709696A patent/JP3369865B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045825A (en) * | 1998-12-22 | 2005-02-17 | Sony Corp | Electronic device and electronic device mounting method |
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| Publication number | Publication date |
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