KR100589922B1 - 반도체 광 센서 디바이스 - Google Patents

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후지 덴키 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 안정한 밀봉 상태에 의해 열화 특성과 광학 특성의 변동을 방지하고, 가혹한 조건에서의 용도에 대응할 수 있는 반도체 광센서 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 절연 재료로 구성되는 케이스(1)와, 케이스(1)의 내부에서 외부로 인출되는 리드 프레임(2)과, 케이스(1)의 저부에 고정되는 반도체 광센서 칩(6)과, 반도체 광센서 칩(6)의 표면에 설치된 단자와 상기 배선 부재를 전기적으로 접속하는 본딩 와이어(3)와, 케이스(1)의 내부에 충전되어 반도체 광센서 칩(6)의 상면을 도포하는 투명 실리콘 겔(4)과, 이 투명 실리콘 겔(4)을 통해 반도체 광센서 칩(6)의 상방에 설치되는 투명판(5)을 구비한 반도체 광센서 디바이스에 관한 것이다. 구조에 있어서의 특징은 상기 케이스(1)의 저면에 구멍(la, 1b)을 설치하고, 이 구멍(la, 1b)으로부터 투명 실리콘 겔(4)의 표면을 외부에 노출시키는 것이다.

Description

반도체 광센서 디바이스{A SEMICONDUCTOR OPTICAL SENSING DEVICE}
본 발명은 반도체 광센서 칩이 실장된 외용기의 구조를 개량한 반도체 광센서 디바이스에 관한 것이다.
종래, CCD(전하 결합 소자: charge coup1ed device)와 같은 반도체 광센서 디바이스는 세라믹 외용기에 밀봉된 실장 형태로 사용되고 있다.
도 9의 (a)와 도 10의 (a)는 종래의 세라믹 외용기에 패키징된 CCD 화상 센서를 나타내는 평면도이고, 도 9의 (b)와 도 10의 (b)는 각각의 I-I 단면도 및 J-J 단면도이다. 이 경우, 광센서는 CCD 화상 센서 외에 광 다이오드, 적외선 센서 등 다른 광센서여도 상관없다.
도 9의 (b)에 표시된 세라믹제 외용기 기체는 반도체 광센서 칩(58)이 다이 본딩되는 세라믹 기판(59)과, 리드 프레임(55) 및 외용기 개구부에 투명판을 고착하기 위한 절연틀이 되는 세라믹 외주틀(60)로 구성된다.
세라믹 기판(59)은 그 저면에 다이본딩을 위한 오목부가 있고, 그 오목부 저면에 반도체 광센서 칩(58)이 다이 본딩되어 있다. 리드 프레임(55)은 수용되는 반도체 광센서 칩(58)의 내부단자에 대응하여 패터닝되어 있고, 세라믹 기판(59)과 세라믹 외주틀(60) 사이에 삽입되는 형태로 저융점 유리 또는 접착제(61)에 의해서 고착된다. 수납된 반도체 광센서 칩(58)의 각 내부 단자는 본딩 와이어(56)를 통해 각각 대응하는 상기 리드 프레임(55)에 접속되어 있다.
또한 세라믹 외주틀(60)의 상면, 즉 세라믹제 외용기 기체의 개구부 단면에는 저융점 유리 또는 접착제(62)에 의해서 투명판(57)이 고착되어 있고, 외용기내 저면부에 수용되어 있는 반도체 광센서 칩(58)을 밀봉하고 있다. 단지, 외용기 내부는 중공 상태이다.
상기의 구조로 이루어지는 반도체 광센서 디바이스는 투명판(57)을 투과하는 빛을 반도체 광센서 칩(58)이 검지하고, 그것에 의한 신호를 리드 프레임(55)을 통해 출력함으로써 센서 장치로서 기능하는 것이다.
도 10의 (b)는 도 9의 (b)와는 달리, 외용기 내부가 중공 상태가 아니라 투명 수지에 의해 밀봉된 종래의 표면 실장형의 CCD 화상 센서를 나타내는 단면도이다.
도 10의 (b)에 있어서, 63은 플라스틱 기판이다. 이 플라스틱 기판(63)의 표면 중앙부 부근에는 반도체 광센서 칩(58)이 본딩되어 있다. 또한, 플라스틱 기판(63)의 표면에는 수용되는 반도체 광센서 칩(58)의 내부 단자에 대응한 금속 배선 패턴(65)이 반도체 광센서 칩(58)의 본딩되는 위치의 근방까지 패터닝되어 있다.
금속 배선 패턴(65)의 반도체 광센서 칩(58)측의 단부는 본딩 와이어(56)를 통해 반도체 광센서 칩(58)의 본딩 패드와 접속되어 있다. 또한, 이 금속 배선 패턴(65)은 플라스틱 기판(63)의 외연부에서 관통공(67)에 의해서 플라스틱 기판(63)의 이면에 패터닝된 실장용 단자(66)에 접속되어 있다. 금속 배선 패턴(65)의 위에는 반도체 광센서 칩(58)의 와이어 본딩 부분을 둘러싸는 형이고, 절연체 외틀(64)이 접착제(68)에 의해서 플라스틱 기판(63)과 접착 고정되어 있다. 또한, 절연체 외틀(64)로 둘러싸인 내측에는 반도체 광센서 칩(58) 및 본딩 와이어(56)를 완전히 밀봉하는 형으로 투명 수지(69)가 충전되고, 그 위에는 투명판(57)이 투명 수지 또는 접착제(70)에 의해서 고착되어 있다.
상기의 구조로 이루어지는 광센서 디바이스의 기본적인 원리는 도 9에 나타내는 것처럼 변하지 않는다. 다른 점은 외용기 내부가 중공 상태가 아니라 투명 수지(69)로 충전되어 있는 것이다.
도 9와 같이 세라믹 외용기에 의해서 패키징된 종래의 반도체 광센서 디바이스는 반도체 광센서 칩을 수용한 외용기의 내부가 중공 상태로 되어 있기 때문에, 밀봉한 외용기 내부의 가스의 상태에 따라서 반도체 광센서 칩 표면 또는 본딩 와이어에 열화가 발생되므로, 외용기의 내부에 불활성 가스를 충전하지 않으면 안되었다. 또한 불활성 가스를 이용한다고 해도 온도 및 습도 조건을 엄밀히 제어하지 않으면 특성의 저하를 피할 수 없다는 문제가 있었다.
또한, 불활성 가스의 충전후에는 가스의 누설 검사를 행하지 않으므로, 패키지 비용이 높아지는 문제가 있었다.
또한, 도 10에 나타내는 표면 실장형의 외용기로는 도 9에 도시한 내부가 중공형인 외용기와는 달리, 투명 수지(69)에 의해서 반도체 광센서 칩(58)의 보호 및 외용기를 밀봉하고 있다. 그러나, 외용기의 주위 온도 및 외용기 내부의 온도 변화에 의해 이 투명 수지(69)가 팽창 및 수축하고, 이것이 원인이 되어 외용기와 투명 수지(69)의 계면에서 박리가 발생하거나 투명 수지(69)의 내부에 기포가 발생하고, 경우에 따라서는 본딩 와이어(56)가 절단된다고 하는 문제가 있었다.
또한, 온도 변화에 의한 투명 수지(69)의 팽창 및 수축에 의해, 투명판(57)의 상면으로부터 반도체 광센서 칩(58)의 표면까지의 거리가 변화하고, 광학 특성이 변동하는 문제도 있었다.
그래서 본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 안정된 밀봉 상태에 의해 기계적 특성이 열화 및 광학 특성의 변동을 방지할 수 있고, 자동차용 등 가혹한 조건에서의 용도에 대응할 수 있는 반도체 광센서 디바이스를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면 절연 재료로 구성되는 케이스와, 이 케이스의 내부에서 외부로 인출되는 배선 부재와, 케이스의 저부에 고정되는 반도체 광센서 칩과, 이 반도체 광센서 칩 표면에 설치된 단자와 상기 배선부재를 전기적으로 접속하는 수단과, 케이스의 내부에 충전되어 반도체 광센서 칩의 상면을 덮는 투명 충전제와, 이 투명 충전제를 통해 반도체 광센서 칩의 상방에 설치된 투명판을 구비한 반도체 광센서 디바이스의 케이스 저면에 투명 충전제와 연속하여 통하는 구멍을 설치한다.
그리고, 상기 케이스 저면의 구멍으로부터 상기 투명 충전제의 표면을 외부 공기에 대하여 노출한다.
또한, 투명 충전제의 상면 중 상기 투명판에 접촉하는 부분을 제외한 영역을 외부 공기에 대하여 노출한다.
또한, 본 발명에 따르면, 케이스 저면에 구멍을 설치하는 대신에, 상기 투명 수지층의 상면 중 상기 투명판에 접촉하는 부분을 제외한 영역을 외부 공기에 대하여 노출하는 것이다.
반도체 광센서 디바이스에 있어서, 상기 투명판은 상기 케이스에 설치된 지주에 의해 지지한다. 이 지주는 예컨대 케이스의 내주면 또는 저면에 일체 형성된다.
케이스의 저면에 투명 충전제에 통하는 구멍을 설치하는 동시에, 이 구멍을 덮는 박막을 상기 케이스의 저면에 장치한다.
케이스의 저면에 투명 충전제로 통하는 구멍을 설치하는 동시에, 이 구멍쪽의 상기 투명 충전제의 표면에 코팅을 행한다.
상기 투명 충전제로서는 예컨대 투명 실리콘 겔이 이용된다.
이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태의 평면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 대한 A-A 단면도이다.
도 1의 (b)에서 플라스틱 케이스(1)는 상면과, 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치와 그것을 지지하는 부분을 제외한 저면과의 2면이 개방된 구조로 되어 있다. 즉, 플라스틱 케이스(1)의 저면에 구멍(1a, 1b)을 가지고 있다. 이 플라스틱 케이스(1)는 배선 부재로서의 리드 프레임(2)이 내부에서 외부로 관통하고 있다.
또한, 플라스틱(1)의 저부에는 CCD 화상 센서, 광 다이오드, 적외선 센서 등의 반도체 광센서 칩(6)이 본딩되어 있고, 이 칩(6)의 본딩 부분과 그것을 플라스틱 케이스(1)의 주변부에 접속하여 본딩 부분을 고정하고 있는 부분을 제외하고 개방 상태로 되어 있다. 본딩되어 있는 반도체 광센서 칩(6) 표면의 내부 단자와 리드 프레임(2)과는 본딩 와이어(3)를 통해 접속되어 있다.
또한, 플라스틱 케이스(1)의 상부에는 투명판(5)이 접착 또는 용착에 의해 고착되어 있다. 이 플라스틱 케이스(1)의 내부에는 투명 충전제로서의 투명 실리콘 겔(4)이 충전되고, 이 투명 실리콘 겔(4)은 플라스틱 케이스(1) 저부의 구멍(1a, 1b)에서 외부 공기에 대하여 노출되고 있다.
제1 실시 형태에서는 플라스틱 케이스(1)의 내부가 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 채워지고, 반도체 광센서 칩(6) 및 본딩 와이어(3)는 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 밀봉되어 보호된다. 따라서, 종래와 같이 밀봉에 이용되는 가스 상태가 반도체 광센서 칩에 영향을 주는 일은 없고, 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 플라스틱 케이스(1)의 저면이 구멍(1a, 1b)에 의해서 개방되어 있고, 투명 실리콘 겔(4)은 이것들의 구멍(1a, 1b)에서 노출된 형태로 되어 있다. 이 때문에, 온도 변화에 의해 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하더라도 플라스틱 케이스(1) 저부의 실리콘 겔 노출부가 상하로 움직이고, 투명 실리콘 겔(4)의 온도 변화에 의한 체적 변동을 흡수한다. 따라서, 종래의 투명 충전제(투명 수지)에 의하여 케이스 내부가 완전히 밀봉되는 구조와 같이, 충전제의 팽창 및 수축에 기인하는 충전제 내부에 놓을 수 있는 기포의 발생이라든지 외부 공기의 흡입 및 충전제와 케이스와의 계면 박리는 발생하지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는 투명판(5)이 플라스틱 케이스(1)의 상면에 고착되어 있으므로, 케이스 내부의 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하더라도, 투명판(5)의 표면에서 반도체 광센서 칩(6)의 표면까지의 거리는 변하지 않는다.
따라서, 투명 실리콘 겔(4)의 체적 변화가 광학 특성에 영향을 주지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
이 제1 실시 형태의 실시 방법을 이하에 설명한다.
금형에 금속판(리드 프레임(2))을 삽입하여 열가소성 수지로 사출 성형한 플라스틱 케이스(1)에 반도체 광센서 칩(6)을 본딩하고, 그리고 본딩 와이어(3)의 본딩을 행하며, 투명판(5)을 플라스틱 케이스(1)에 접착제로 접착하거나 바닥제와 초음파 등으로 용착한다. 용착을 행하는 경우는 플라스틱 케이스(1)와 투명판(5)은 같은 재질인 것이 바람직하다. 그 후, 플라스틱 케이스(1)를 거꾸로 하고 저부의 구멍(1a)과 구멍(1b)보다 미경화의 투명 실리콘 겔(4)을 충전하고, 항온조에 넣어 투명 실리콘 겔(4)을 열경화한다.
도 2의 (a)는 제2 실시 형태의 평면도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 대한 B-B 단면도이다. 이 제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 다르고, 플라스틱 케이스(1)의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에 금속 다이 패드(7)를 구비한 것이다.
금속 다이 패드(7)는 반도체 광센서 칩(6)의 패키지의 전위를 그라운드로 낮추거나, 또는 반도체 광센서 칩(6)과 플라스틱 케이스(1)의 접착성 및 사출성을 좋게 하기 위해서 삽입되는 것이다.
또, 이 금속 다이 패드(7)가 배치되는 플라스틱 케이스(1)의 부분에는 구멍(1c)이 형성되어 있다. 이 구멍(1c)은 플라스틱 케이스(1)의 사출 성형시에 금속다이 패드(7)를 사출되는 수지에 의해 움직이지 않도록 지지하기 위한 핀이 삽입되는 구멍이다. 그 외의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.
도 3의 (a)는 제3 실시 형태의 평면도이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 대한 C-C 단면도이다.
플라스틱 케이스(1)는 리드 프레임(2)이 내부에서 외부로 관통하고 있다. 또한, 플라스틱 케이스(1)의 내측 저부의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에는 반도체 광센서 칩(6)의 본딩용의 오목부(1d)가 설치된다. 이 오목부(1d)에는 반도체 광센서 칩(6)이 본딩되어 있고, 반도체 광센서 칩(6) 표면의 내부 단자와 리드 프레임(2)과는 본딩 와이어(3)를 통해 접속되어 있다.
플라스틱 케이스(1)의 내부에는 투명 실리콘 겔(4)이 충전되고, 또한 이 투명 실리콘 겔(4)의 표면의 중앙부에는 투명판(5)이 플라스틱 케이스(1)에는 접하지 않고 투명 실리콘 겔(4)의 표면에 뜬 상태로 접착된다. 즉, 투명 실리콘 겔(4)의 상면 중 투명판(5)에 접촉하는 부분을 제외한 영역이 외부 공기에 노출되어 있다. 바꿔 말하면 투명 실리콘 겔(4)의 상면 중 일부에 투명판(5)을 설치하고, 나머지의 부분을 외부 공기에 노출시키고 있다.
제3 실시 형태에서는 플라스틱 케이스(1)의 내부가 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 채우고, 반도체 광센서 칩(6) 및 본딩 와이어(3)는 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 밀봉되어 보호된다. 따라서, 종래와 같이 밀봉에 사용되는 가스 상태가 반도체 칩에 영향을 주지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 구조에서는 플라스틱 케이스(1)의 상면이 개방되어 있고 투명 실리콘 겔(4)이 일부에서 노출한 형태로 되어 있다. 이 때문에, 온도 변화에 의해 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하면 투명 실리콘 겔(4)의 노출면 및 투명판(5)이 상하로 움직여, 투명 실리콘 겔(4)의 온도 변화에 의한 체적 변동을 흡수한다. 따라서, 종래의 투명 충전제(투명 수지)에 의해 케이스 내부가 완전히 밀봉되어 있는 구조와 같이 충전제의 팽창 및 수축에 기인한다. 충전제 내부의 기포의 발생 및 외부 공기의 흡인 및 충전제와 케이스의 계면 박리는 발생하지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한 제3 실시형태에서도 필요에 따라서 플라스틱 케이스(1)의 내측 저부의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에 금속 다이 패드를 구비하는 것이 가능하다.
또한, 도시되어 있지 않지만 도 3의 구조에서 플라스틱 케이스(1)의 저면에 도 1과 같은 구멍(1a, lb)을 형성하여도 좋다.
도 4의 (a)는 제4 실시 형태의 평면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 대한 D-D 단면도이다. 제4 실시 형태는 플라스틱 케이스(1)의 상면이 개방되어 있고, 투명판(5)이 플라스틱 케이스(1) 저부에 투명판 고정 지주(81)에 의해서 고정되어 있는 것이다. 여기서, 투명판 고정 지주(81)는 반도체 광센서 칩(6) 둘레의 네 구석에 플라스틱 케이스(1)의 저면에 세워 설치되어 있다.
플라스틱 케이스(1)는 리드 프레임(2)이 내부에서 외부로 관통하고 있고, 또한 플라스틱 케이스(1) 내측의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에는 제3 실시 형태와 동일하게 오목부(1d)가 설치되어 있다. 이 오목부(1d)는 반도체 광센서 칩(6)이 본딩되어 있고, 반도체 광센서 칩(6) 표면의 내부 단자와 리드 프레임(2)은 본딩 와이어(3)를 통해 접속되어 있다.
플라스틱 케이스(1)의 내부에는 투명 실리콘 겔(4)이 충전되고, 또한 이 투명 실리콘 겔(4)의 표면에는 투명판(5)이 투명판 고정 지주(81)를 통하고 플라스틱 케이스(1)에 고정되어 있다. 이 경우, 투명판(5)은 플라스틱 케이스(1)에 직접 접촉하지 않고, 투명 실리콘 겔(4) 표면에 투명판(5)의 저면이 접한 상태로 고정되어 있다.
제4 실시 형태에서는 제3 실시 형태와 같이 플라스틱 케이스(1)의 내부가 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 채워지고, 반도체 광센서 칩(6) 및 본딩 와이어(3)는 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 밀봉되어 보호된다. 따라서, 종래와 같이 밀봉에 사용되는 가스 상태가 반도체 칩에 영향을 주지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 온도 변화에 의해 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하는 경우에 투명 실리콘 겔(4)의 노출면이 상하로 움직이고, 투명 실리콘 겔(4)의 온도 변화에 의한 체적 변동을 흡수한다. 따라서, 종래의 투명 충전제(투명 수지)에 의한 밀봉 구조와 같이 충전제의 팽창과 수축에 기인한다. 충전제 내부의 기포의 발생 및 외부 공기의 흡인 및 충전제와 케이스와의 계면 박리는 발생하지 않고, 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 제4 실시 형태에서는 투명판(5)이 플라스틱 케이스(1)의 저면에 투명 판고정 지주(81)에 의해서 고착되어 있기 때문에, 케이스 내부의 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하여도, 투명판(5)의 표면에서 반도체 광센서 칩(6)의 표면까지의 거리는 변하지 않는다. 따라서, 투명 실리콘 겔의 체적 변화가 광학 특성에 영향을 주지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다. 또한 제4 실시 형태에 있어서도, 필요에 따라서 플라스틱 케이스(1)의 내측 저부의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에 금속 다이 패드를 구비하는 것이 가능하다.
도 5의 (a)는 제5 실시 형태의 평면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 대한 E-E 단면도이다.
제5 실시 형태에서, 플라스틱 케이스(1)의 상면이 개방되어 있고, 투명판(5)이 케이스(1)의 내주면의 이면으로부터 내측을 향하여 돌출 설치된 투명판 고정 지주(82)에 의해서 지지되어 있다. 이 플라스틱 케이스(1)는 리드 프레임(2)이 내부에서 외부로 관통하고 있다. 또한, 플라스틱 케이스(1)의 저부는 반도체 광센서 칩(6)이 본딩되어 있고, 이 칩(6)의 본딩 부분과 그것을 플라스틱 케이스(1)의 주변부에 접속하여 본딩 부분을 고정하고 있는 부분을 제거하여 개방 상태로 되어 있다.
즉, 이러한 실시 형태는 제1 실시 형태와 동일하게 플라스틱 케이스(1)의 저면에 구멍(1a, 1b)을 가지고 있다. 본딩되어 있는 반도체 광센서 칩(6) 표면의 내부 단자와 리드 프레임(2)과는 본딩 와이어(3)를 통해 접속되어 있다. 이 플라스틱 케이스(1)의 내부에는 투명 실리콘 겔(4)이 충전되고, 또한 이 투명 실리콘 겔(4)의 표면에는 투명판(5)이 투명판 고정 지주(82)에 의해 플라스틱 케이스(1)에 지지되어 있다. 이 경우, 투명판(5)은 플라스틱 케이스(1)에는 직접 접하지 않고, 투명 실리콘 겔(4) 표면에 투명판(5)의 저면이 접한 상태로 고정되어 있다.
제5 실시 형태에서는 플라스틱 케이스(1)의 내부가 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 채워지고, 반도체 광센서 칩(6) 및 본딩 와이어(3)는 투명 실리콘 겔(4)로 완전히 밀봉되고 보호된다. 따라서, 종래와 같이 밀봉에 이용되는 가스 상태가 반도체 칩에 영향을 주지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 제5 실시 형태에서는 플라스틱 케이스(1)의 상면 및 저면이 개방되어 있고 투명 실리콘 겔(4)이 노출된 형태로 되어 있다. 이 때문에 온도 변화에 의해 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하여도 플라스틱 케이스(1) 저부의 실리콘 겔 노출 부가 상하로 움직이고, 투명 실리콘 겔(4)의 온도 변화에 의한 체적 변동을 흡수한다. 따라서, 종래의 투명 충전제(투명 수지)에 의한 밀봉 구조와 같이 충전제의 팽창과 수축에 기인한 충전제 내부의 기포의 발생 및 외부 공기의 흡인, 충전제와 케이스와의 계면 박리는 발생하지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한, 제5 실시 형태에서는 투명판(5)이 플라스틱 케이스(1)의 내주면에 장치된 투명판 고정 지주(82)에 의해서 지지되어 있기 때문에, 케이스 내부의 투명 실리콘 겔(4)이 팽창 및 수축하여도, 투명판(5)의 표면에서 반도체 광센서 칩(6)의 표면까지의 거리는 변하지 않는다. 따라서, 투명 실리콘 겔(4)의 체적 변화가 광학 특성에 영향을 주지 않고 안정된 특성을 유지할 수 있다.
또한 제5 실시 형태에 있어서도, 필요에 따라서 플라스틱 케이스(1)의 내측 저부의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에 금속 다이 패드를 구비하는 것이 가능하다.
도 6의 (a)는 제6 실시 형태의 평면도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 대한 F-F 단면도이다.
또한 제6 실시 형태는 제1 실시 형태의 플라스틱 케이스(1)의 저부에 구멍(1a, 1b)을 덮는 박막(21)을 부가한 것이다. 박막(21)은 케이스(1)의 내부에 충전되어 있는 투명 실리콘 겔(4)을 보호하기 위해서 외부 공기로부터의 수분과 이물질 등의 침입을 막는다. 이 박막(21)의 케이스 개방부의 차단 부분은 투명 실리콘 겔(4)의 팽창과 수축에 따라 부피가 커지거나 작아지는 것이다.
이 박막(21)은 고무, 플라스틱, 합성 수지 등의 필름으로 형성되어 있고, 빛을 통과시키지 않도록 형성되면 좋다(예컨대, 검은색으로 착색).
도 7의 (a)는 제7 실시 형태의 평면도이고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 대한 G-G 단면도이다.
제7 실시 형태는 플라스틱 케이스(1)의 내부에 충전되어 있는 투명 실리콘 겔(4)의 케이스 저부 개방부의 표면(구멍 1a와 1b에서의 투명 실리콘 겔(4)의 표면)에 고무 또는 합성 수지 등을 코팅하고 코팅막(22a, 22b)을 형성한 것이다. 코팅막(22a, 22b)은 케이스 내부에 충전되어 있는 투명 실리콘 겔(4)을 보호하기 위해서 외부 공기로부터의 수분과 이물질 등의 침입을 방지한다.
이 코팅막(22a, 22b)은 투명 실리콘 겔(4)의 팽창 및 수축에 의한 노출부의 상하 이동에 따라서 상하로 움직인다.
도 8의 (a)는 제8 실시 형태의 평면도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 대한 H-H 단면도이다.
제8 실시 형태는 제1 실시 형태에서의 플라스틱 케이스(1)의 저부에 구멍(24a, 24b)을 가지고 있는 보호판(23)을 장치한 것이다. 보호판(23)은 외부 공기로부터의 수분과 이물질 등의 침입을 막고, 또한 케이스 내부에 충전되어 있는 투명 실리콘 겔(4)을 보호하기 위해서 개구 면적을 작게 하면 좋다.
또한 상기 제6, 제7 및 제8 실시 형태에 있어서도, 필요에 따라서 플라스틱 케이스(1)의 내측 저부의 반도체 광센서 칩(6)의 본딩 위치에 금속 다이 패드를 구비하는 것이 가능하다.
또한 제6, 제7 및 제8 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태에 도시한 바와 같이 케이스의 저부가 개방된 구조뿐만 아니라, 제3, 제4 및 제5 실시 형태의 기술적 특징을 부가할 수 있다.
또한 본 발명의 적용 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 도 10의 표면 실장형의 외용기를 이용하여 그 내부에 투명 충전제를 충전한 경우에도 동일하게 적용하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 모든 실시 형태에서는, 외용기 내부에 충전되는 투명 충전제로 서 투명 실리콘 겔을 예로 들었으나, 이것에 한정되지 않고 투명 실리콘 고무나 투명 합성 수지 등을 적용할 수도 있다.
절연 케이스에 관해서도, 상기 실시 형태에서는 플라스틱 케이스를 들었지만, 케이스 재료로서 플라스틱 외에 세라믹이나 세라믹/플라스틱 복합재 등의 적용이 가능하다.
또한, 플라스틱 케이스의 제조 방법으로서, 제1 실시 형태에서 제8 실시 형태에서는 플라스틱 케이스(1)를 열가소성 수지에 의한 사출 성형으로 만들었지만, 에폭시계 수지와 같은 열경화성 수지에 의한 주형 성형으로 만드는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서도, 반도체 광센서 칩 표면의 내부 단자와 절연 케이스의 배선 패턴간의 접속으로 본딩을 들었지만, 이것에 한정되지 않고 범프(CCB)에 의한 접속 수단의 적용도 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 반도체 광센서 디바이스의 외용기로서 안정한 밀봉 상태를 유지할 수 있고, 특성의 열화를 방지하며, 나아가서는 높은 신뢰성과 디바이스의 장기적인 수명을 도모할 수 있다.
도 1의 (a)는 제1 실시 형태의 평면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 대한 A-A 단면도.
도 2의 (a)는 제2 실시 형태의 평면도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 대한 B-B 단면도.
도 3의 (a)는 제3 실시 형태의 평면도이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 대한 C-C 단면도.
도 4의 (a)는 제4 실시 형태의 평면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 대한 D-D 단면도.
도 5의 (a)는 제5 실시 형태의 평면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 대한 E-E 단면도.
도 6의 (a)는 제6 실시 형태의 평면도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 대한 F-F 단면도.
도 7의 (a)는 제7 실시 형태의 평면도이고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 대한 G-G 단면도.
도 8의 (a)는 제8 실시 형태의 평면도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 대한 H-H 단면도.
도 9의 (a)는 종래 기술의 반도체 광센서 디바이스의 평면도이고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 대한 I-I 단면도.
도 10의 (a)는 종래 기술의 반도체 광센서 디바이스의 평면도이고, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 J-J 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 플라스틱 케이스
1a, 1b, 1c, 24a, 24b : 구멍
1d : 오목부
2 : 리드 프레임
3 : 본딩 와이어
4 : 투명 실리콘 겔
5 : 투명판
6 : 반도체 광센서 칩
7 : 금속 다이 패드
21 : 박막
22 : 코팅막
23 : 보호판
81, 82 : 투명판 고정 지주

Claims (6)

  1. 절연 재료로 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 외부로 인출되는 배선 부재와, 상기 케이스의 저부에 고정되는 반도체 광센서 칩과, 상기 반도체 광센서 칩 표면에 설치된 단자와 상기 배선 부재를 전기적으로 접속하는 수단과, 상기 케이스의 내부에 충전되어 상기 반도체 광센서 칩의 상면을 덮는 투명 실리콘 겔과, 상기 투명 실리콘 겔을 통해 상기 반도체 광센서 칩의 상측에 설치되는 투명판을 구비한 반도체 광센서 디바이스에 있어서,
    상기 케이스의 저면에 구멍을 형성하고, 상기 구멍으로부터, 상기 투명 실리콘 겔의 표면을 외부 공기에 대하여 노출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 광센서 디바이스.
  2. 절연 재료로 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 외부로 인출되는 배선 부재와, 상기 케이스의 저부에 고정되는 반도체 광센서 칩과, 상기 반도체 광센서 칩 표면에 설치된 단자와 상기 배선 부재를 전기적으로 접속하는 수단과, 상기 케이스의 내부에 충전되어 상기 반도체 광센서 칩의 상면을 덮는 투명 실리콘 겔과, 상기 투명 실리콘 겔을 통해 상기 반도체 광센서 칩의 상측에 설치되는 투명판을 구비한 반도체 광센서 디바이스에 있어서,
    상기 투명 실리콘 겔의 상면 중 상기 투명판에 접촉하는 부분을 제외한 영역을 외부 공기에 대하여 노출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 광센서 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 실리콘 겔의 상면 중 상기 투명판에 접촉하는 부분을 제외한 영역을 외부 공기에 대하여 노출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 광센서 디바이스.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 투명판을 상기 케이스에 마련된 지주(支柱)에 의해 지지하는 것을 특징으로 하는 반도체 광센서 디바이스.
  5. 절연 재료로 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 외부로 인출되는 배선 부재와, 상기 케이스의 저부에 고정되는 반도체 광센서 칩과, 상기 반도체 광센서 칩 표면에 설치된 단자와 상기 배선 부재를 전기적으로 접속하는 수단과, 상기 케이스의 내부에 충전되어 상기 반도체 광센서 칩의 상면을 덮는 투명 실리콘 겔과, 상기 투명 실리콘 겔을 통해 상기 반도체 광센서 칩의 상측에 설치되는 투명 판을 구비한 반도체 광센서 디바이스에 있어서,
    상기 케이스의 저면에 상기 투명 실리콘 겔로 통하는 구멍을 형성하는 동시에, 상기 구멍을 덮는 박막을 상기 케이스의 저면에 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 광센서 디바이스.
  6. 절연 재료로 구성되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에서 외부로 인출되는 배선 부재와, 상기 케이스의 저부에 고정되는 반도체 광센서 칩과, 상기 반도체 광 센서 칩 표면에 설치된 단자와 상기 배선 부재를 전기적으로 접속하는 수단과, 상기 케이스의 내부에 충전되어 상기 반도체 광센서 칩의 상면을 덮는 투명 실리콘 겔과, 상기 투명 실리콘 겔을 통해 상기 반도체 광센서 칩의 상측에 설치되는 투명 판을 구비한 반도체 광센서 디바이스에 있어서,
    상기 케이스의 저면에 상기 투명 실리콘 겔로 통하는 구멍을 형성하는 동시에, 상기 구멍을 향하는 상기 투명 실리콘 겔의 표면에 코팅을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 광센서 디바이스.
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