JPH11103040A - 画像センサ組立体及びその組み付け方法、並びに光学系 - Google Patents

画像センサ組立体及びその組み付け方法、並びに光学系

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JPH11103040A
JPH11103040A JP10163282A JP16328298A JPH11103040A JP H11103040 A JPH11103040 A JP H11103040A JP 10163282 A JP10163282 A JP 10163282A JP 16328298 A JP16328298 A JP 16328298A JP H11103040 A JPH11103040 A JP H11103040A
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image sensor
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Dean A Johnson
エイ ジョンソン ディーン
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部基準形状を使用せず、ダイを基板上に直
接設けることによって簡単化された画像センサ組立体及
び組み立てる方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 画像ヘッド組立体は、基板の中に形成さ
れる少なくとも1対の開口を有する基板と、基板の中の
開口にしっかりと固定され嵌合する少なくとも1対のピ
ンを有する光学組立体と、光学組立体上の画像センサの
上のカバーガラスによって覆われる開口の間に配置され
る画像センサと、基板と画像センサとの間に電気接続を
与えるインタフェース手段と、カバーガラスの上に搭載
されるレンズ系と、レンズ系の中に含まれる単一素子ぶ
れフィルタとからなる。組立体は交差プリーツ式ぶれフ
ィルタといった単一素子ぶれフィルタを含む。レンズ系
はバックフォーカスを必要としないぶれフィルタを使用
することにより逆望遠レンズ系であることが防止され、
代わりに望遠レンズ系である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は概して画像センサ用
のパッケージ方法に関し、更に特定的には画像センサに
対して光学素子を配置するために使用されうるデータに
関して画像センサを位置決めする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本願は、1997年6月16日にPeter
Zepetella 外出願の「Circuit BoardStandoff」なる名
称の米国特許出願、同日出願の「画像ヘッド組立体」な
る名称の日本国特許出願(優先権主張1997年6月1
7日 Bryan Beaman外出願の「Imager Package Substr
ate 」なる名称の米国特許出願第08/876,633
号)、同日出願の「集積画像ヘッド及びその形成方法」
なる名称の日本国特許出願(優先権主張1997年6月
16日Bryan Beaman外出願の「Integrated Imaging He
ad」なる名称の米国特許出願第08/876,456
号)、並びに1997年6月17日にDean Johnson 外
出願の「CCD Attachment Module」なる名称の米国特許
出願に関連する。CCD型画像センサの配置について議
論する多数の従来の装置、及び回路板又は装着パッケー
ジ上の固体装置が存在する。係属中の特許出願(コダッ
ク社内番号第72729号)は、画像センサを光学素子
に対して正しく搭載し、整列するためにチップ装着パッ
ケージ上の基準形状を使用するディジタルカメラといっ
た組立体上に配置されたチップ装着パッケージの中の画
像センサの位置決めの方法を開示する。
【0003】典型的なイメージング用途では、集積回路
ダイ(チップ) の形式の固体画像センサは、チップ回路
板の空洞部に取り付けられる。画像センサの位置は、チ
ップ回路板の空洞部の底にエッチングされた整列パター
ン(典型的にはクロスヘアパターン)の中に略配置され
る。典型的な組立体の動作では、ビデオカメラはダイの
切截されたエッジと共にチップキャリア整列パターンを
見つけるために使用される。画像センサは整列パターン
に対して中央に配置され、接着剤によって回路板の所定
の位置にポッティングされる。パッケージは通常はラミ
ネート化されたセラミック(cerdip)、リードフ
レームの上部及び下部に取り付けられたセラミック又は
プラスチックを有する金属リードフレーム(プラスチッ
クディップ)、又はプラスチックのデュアルインライン
パッケージである。画像センサは最終的に、画像センサ
を汚染から保護するようカバーガラスによってチップキ
ャリア空洞の中に密封される。
【0004】この画像センサ(ダイ/キャリア)組立体
全体は、この画像センサ組立体を使用する光学系の中に
略配置され、次に画像センサに電圧が印加される。光学
系は画像センサ組立体上の1つ以上の結像目標を結像
し、これは画像センサ組立を光学系に対する最適合焦位
置に正確に配置するために使用される対応する画像信号
を生成する。通常この位置決め工程では、画像センサ組
立体は光学系に対して通常6°の範囲で正確に配置され
る。この能動的整列技術は、しかしながら拡張的な設備
と、終了までのかなりの時間とを必要とする。回路板は
回路板を製造するのに使用される工程による最大+/−
10%のかなりのばらつきを有しうる。特に、整列に使
用される切截されたエッジと、画像センサチップ中の光
学的に能動的な画素の場所との間にはかなりのばらつき
がありうる。更に、画像センサ組立工程は、画像センサ
を回路板に接着するのに使用された接着剤によって不鮮
明にされた整列マークによって続く整列検査を制限す
る。従って、組立後の装置の配置の正確さに対するビデ
オカメラによる検査は難しいか、又は不可能である。
【0005】日本国特許公開第63−155648号即
ち日本国特許第2112280号(1990年)は、画
像センサの切截エッジを、回路板の基板を構成する金属
板上に機械加工された形状に対して機械的に配置するた
めに正確な束縛を使用することを提案する。最終製品中
の光学系に関する位置決め基準として使用されるよう、
機械加工された金属板のエッジの中に追加的な配置形状
が切截される。上記公開された特許明細書は画像センサ
の配置のために切截エッジを使用することを開示する。
しかしながら上述の問題、即ち整列に使用される切截エ
ッジと画像センサ内の能動的画素サイトとの間の大きな
ばらつきによる問題は残る。更に、機械加工された金属
板のエッジに切り込まれた配置形状は既存の正確さを増
加させず、また最終製品中の回路板の正確な束縛を内在
的には与えない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この分野において製品
組立体を簡単化し、画像センサ(ダイ/キャリア)組立
体の置換を可能にするために、工程全体に亘って、即ち
センサ組立工程及び最終製品組立工程において、センサ
パッケージ上の外部基準形状/データが使用されるビデ
オイメージングを必要としない受動的整列技術を使用す
ることが望ましい。理想的にはチップ回路板設計は、セ
ンサパッケージを製造し、組み立てるため、及び最終製
品内のパッケージを位置決めするための基準形状/デー
タの標準的な組を特定する。
【0007】本発明は、装着パッケージからイメージン
グ装置を取り除き、従来の技術で開示される正確な束縛
による搭載方法を使用して、同じ回路板に配置され、ボ
ンディングされるベアダイ(bare die)を光学
素子保持装置上に直接設けることによって従来の装置の
工程を簡単化する。本発明は装着パッケージのばらつき
を製造フレームの中へ取り除く。
【0008】画像センサを搭載する最も一般的な方法
は、ダイをセラミック又はプラスチックのデュアルイン
ラインパッケージ(DIP)又はリードレスチップキャ
リア(LCC)の中に搭載し、ガラスカバー板によって
パッケージを覆うことである。これは、センサの繊細な
AC試験が実行されうるよう、ダイを清潔なハーメチッ
クシール環境に置くことを目的とする。この段階までに
歩留まりが生じているので、この組立段階までに加えら
れる価値を最小限に抑えることが求められる。画像セン
サの試験を可能な限り早い段階で可能にするよう、低コ
ストの解法を検討することが望ましい。
【0009】画像センサを搭載し、試験装置へのインタ
フェースを設ける基板としてプリント回路板(PCB−
FR材料)を使用することが提案される。更に概念は筐
体(カバーガラスを含む)が組立体に固定される前の組
立工程の早い段階にAC試験を移すことを含む。基板及
び光学筐体には組立体の受動的整列を可能にする形状が
含まれる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の1つ以上
の問題を克服することを目的とする。要約するに、本発
明の1つの面によれば、画像ヘッド組立体は、基板の中
に形成される少なくとも1対の開口を有する基板と、基
板の中の開口にしっかりと固定され嵌合する少なくとも
1対のピンを有する光学組立体と、光学組立体上の画像
センサの上のカバーガラスによって覆われる開口の間に
配置される画像センサと、基板と画像センサとの間に電
気接続を与えるインタフェース手段と、カバーガラスの
上に搭載されるレンズ系と、レンズ系の中に含まれる単
一素子ぶれフィルタとからなる。組立体は交差プリーツ
式ぶれフィルタといった単一素子ぶれフィルタを含む。
レンズ系は、バックフォーカスを必要としないぶれフィ
ルタを使用することにより逆望遠レンズ系であることが
防止され、代わりに望遠レンズ系である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の上述及び他の面、目的、
形状及び利点は、以下の望ましい実施例の詳細な説明及
び請求項から、また添付の図面を参照にしてより明らか
となり認められるであろう。容易に理解がなされるよ
う、可能な限り図面に共通な同一の素子を示すために全
く同一の参照番号が使用される。
【0012】図1はプリント回路基板10を詳細に示す
図であり、基板10中に形成される1対の開口11,1
2からなる整列形状が示されている。また固体画像セン
サにワイヤボンディングされるべき複数の試験パッド1
4が設けられている。図2は光学組立体20と、光学組
立体20の整列形状とを示す図である。図2に示される
ピン21,22は図1に示される基板10中の開口1
1,12に嵌合する。図2では、レンズ25は棚部29
上に置かれている。
【0013】図3は固体画像センサ32の基板10への
整列を示す図である。画像センサ32は開口11,12
の間に形成される領域内に配置され、基板10の上に直
接搭載される。基板10と画像センサ32との間の電気
接続を与えるインタフェースは、画像センサ上のリード
を基板10上の試験パッド14に接続するワイヤボンデ
ィング(図示せず)であると考えられる。望ましい実施
例では、画像センサ32は位置領域31の中に配置さ
れ、画像センサ位置領域31の中には銀充填エポキシが
与えられる。画像センサ32は銀充填エポキシを通じて
基板10に取り付けられる。
【0014】再び図3を参照するに、画像センサ組立体
30は図2で説明された光学系20を搭載するために使
用される。画像センサ32は組立工程の間に照射されう
るフォトリトグラフィーによって作成された素子を有す
る。これは固体画像センサ32が回路基板10上に直接
搭載されることを可能にする。基板10は外部アクセス
可能な基準形状である開口11,12を有する。開口1
1,12は画像センサ32を回路基板10に整列するた
めに画像センサ上の少なくとも1つのフォトリトグラフ
ィーによって作成された素子を使用することを可能にす
る。画像センサ組立体30は、互いに直交する2つの略
直線的なエッジを形成し、回路基板を画像センサ32上
のフォトリトグラフィーによって作成された素子と整列
するために、外部アクセス可能な開口11,12が従来
の機械視野整列装置によって使用されることを可能にす
る。フォトリトグラフィーによって作成された素子は、
光検出器といった画像感知場所でありうる画像センサ3
2上の画像感知場所であるか、又はボンディングパッド
である。フォトリトグラフィーによって作成された素子
は専用整合マークであるとも考えられる。画像センサ3
2はワイヤボンディング35を通じて基板10上の導電
体14に電気的に接続される。
【0015】画像センサ組立体30は従って、回路基板
上に配置された画像センサを含み、回路基板は回路基板
上の基準形状の組を基準にして正確に束縛されている。
図4は組立体40を形成するための光学組立体20の基
板10に対する整列を示す図である。組立体40は、開
口11,12の中にはめ込まれるよう固定されるピン2
1,22を含む筐体24の中に取り付けられる光学組立
体20を有する。レンズ25はカバーガラスとして作用
し、筐体24の上に含まれる。IRフィルタ27をレン
ズ25の上に配置することにより、IRフィルタは光学
組立体40の筐体24の中に配置される。組立体はカバ
ーガラスとIRフィルタ27とを整列させるために使用
される棚部29を有する。
【0016】再び図4を参照するに、組立体40は像平
面の中の画像センサ32に画像を合焦するレンズ25
と、像平面を位置決めする基準を与えるようレンズ25
に関して配置された複数の基準ロケータと、画像センサ
32を少なくとも1対の基準マーク、即ち望ましい実施
例では開口11,12に正確に束縛するよう適合された
回路基板10と、回路基板10を光学系の中に正確に束
縛するために回路基板10を複数の基準ロケータに対し
て所定の位置に保持する手段とからなる。組立体40
は、回路組立体30と共に使用される整列された光学組
立体20を与え、それにより光学系は画像センサ32と
整列される。
【0017】本発明はある望ましい実施例を特に参照し
て説明されたが、本発明の精神及び範囲において変形及
び修正が行われうることが理解されよう。
【0018】
【発明の効果】本発明は、より低コストで、画像センサ
の能動的整列を行い、より少ないインタフェース及びよ
り少ない公差累積でより高い生産量を生ずる可能性に対
する要求を満たすという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】整列形状及び試験パッドを示す基板の詳細な図
である。
【図2】光学組立体の整列形状を示す図である。
【図3】基板に対するダイの整列を示す図である。
【図4】基板に対する光学組立体の整列を示す図であ
る。
【符号の説明】
10 基板 11,12 開口 14 導電体 20 光学組立体 21,22 ピン 24 筐体 25 レンズ 27 IRフィルタ 29 棚部 30 基板上のダイ 31 位置領域 32 画像センサ 35 ワイヤボンディング 40 組立体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトリトグラフィーによって作成され
    た素子を有し、光学系に搭載するための画像センサ組立
    体であって、 回路基板上に直接搭載された固体画像センサよりなり、 上記回路基板は上記画像センサ用の基板として機能し、 上記回路基板は上記画像センサ上の少なくとも1つのフ
    ォトリトグラフィーによって作成された素子に対して整
    列される外部的にアクセス可能な基準形状を有する画像
    センサ組立体。
  2. 【請求項2】 像平面上に画像を合焦するレンズと、 像平面を配置する基準を与えるため上記レンズに対して
    位置決めされた複数の基準ロケータと、 画像センサと、 上記複数の基準ロケータにアクセス可能な回路基板上の
    形状の組に対して正確に束縛されるよう適合され、上記
    画像センサを上記形状の組を基準とする位置に支持する
    回路基板と、 光学系の中で上記回路基板を正確に束縛するよう上記複
    数の基準ロケータに対して所定の位置に上記回路基板を
    保持する手段とからなる光学系。
  3. 【請求項3】 回路基板上の画像センサを光学系に組み
    付ける方法において、 上記回路基板上に複数の外部アクセス可能な基準形状を
    与える段階と、 上記画像センサ上のフォトリトグラフィーによって作成
    された素子を上記回路基板の外部アクセス可能な基準形
    状に対して基準とする段階と、 上記光学系の中で上記回路基板を位置決めするために外
    部アクセス可能な基準形状を使用する段階とからなる方
    法。
JP10163282A 1997-06-16 1998-06-11 画像センサ組立体及びその組み付け方法、並びに光学系 Pending JPH11103040A (ja)

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