KR101597892B1 - 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법 - Google Patents
고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 방열성이 우수하고, 또한 고체 촬상 소자의 변형을 억제할 수 있는 고체 촬상 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 해결 수단으로서, 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)는 유전체 기판(13), 고체 촬상 소자(11), 다이 본드제(19), 접속 도체(17), 밀봉재(20) 및 패키지 상부(12b)를 구비한다. 고체 촬상 소자(11)는 표면의 일부에 광을 수광하는 감광부(11a)를 갖고, 이면이 유전체 기판(13)의 표면으로부터 이격되도록 배치된다. 다이 본드제(19)는 유전체 기판(13)과 고체 촬상 소자(11) 사이에, 고체 촬상 소자(11)의 이면의 일부에만 접하도록 형성된다. 접속 도체(17)는 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13)을 전기적으로 접속한다. 밀봉재(20)는 접속 도체(17)를 덮고, 또한 고체 촬상 소자(11)의 측면을 따라서 고체 촬상 소자(11)의 측면의 일부가 노출되도록 형성된다. 패키지 상부(12b)는 고체 촬상 소자(11)의 표면 상에, 감광부(11a)를 밀폐하도록 형성된다.
Description
<관련 출원>
본 출원은 2013년 8월 1일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2013-160391호의 우선권의 이익을 향수하고, 그 일본 특허 출원의 전체 내용은 본 출원에서 원용된다.
본 발명의 실시 형태는 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 카메라는 광을 수광하고, 수광량에 따른 신호 전압을 출력하는 고체 촬상 장치를 갖는다. 예를 들어 풀 사이즈, APS-C 사이즈 등의 DSLR 카메라로 대표되는 고급 디지털 카메라에 있어서는, 특히 고체 촬상 장치로서, 대형 광학 사이즈의 CMOS 이미지 센서 패키지가 사용되고 있다. 대형 CMOS 이미지 센서 패키지는 일반적으로 고체 촬상 소자 및 이 고체 촬상 소자 전체를 덮도록 형성된 패키지를 갖는다.
이러한 종류의 고체 촬상 장치에 있어서, 패키지를 상하로 분할하여, 패키지 하부인 기판 상에 고체 촬상 소자를 배치하는 것과 함께, 고체 촬상 소자의 감광부만을 패키지 상부로 밀폐한, 소형의 고체 촬상 장치가 알려져 있다.
이 종래의 고체 촬상 장치에 있어서, 고체 촬상 소자와 패키지 하부인 기판은, 고체 촬상 소자의 주변부에 설치되는 와이어에 의해 전기적으로 접속된다. 이에 반해 상술한 바와 같이 패키지 상부는, 고체 촬상 소자의 감광부만을 덮도록 형성된다. 따라서, 와이어는 패키지 상부의 외측에 설치된다. 그 결과, 와이어는 수지 등으로 밀봉할 필요가 있다.
그러나, 이러한 종래의 고체 촬상 장치에 있어서, 와이어를 밀봉하기 위한 수지는 제조상의 사정에 의해, 고체 촬상 소자의 주변 전체를 덮도록 형성된다. 또한, 고체 촬상 소자의 상방은 패키지 상부로 밀폐되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이 고체 촬상 소자의 주변 전체가 수지로 덮여 있기 때문에, 고체 촬상 소자는 소자 이면의 전체면에 도포된 접착제에 의해, 패키지 하부인 기판의 표면 상에 배치, 고정되어 있다.
이와 같이, 종래의 고체 촬상 장치는 고체 촬상 소자의 표면, 이면, 측면이 모두 패키지로 덮여 있기 때문에, 방열성이 나쁘다는 문제가 있다. 또한, 고체 촬상 소자의 이면 전체면에 접착제가 형성되기 때문에, 고체 촬상 소자와 접착제의 열팽창 계수의 차이에 따라서 고체 촬상 소자에 걸리는 응력이 커지고, 고체 촬상 소자에 휨 등의 변형이 발생한다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 방열성이 우수하고, 또한 고체 촬상 소자의 변형을 억제할 수 있는 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 형태의 고체 촬상 장치는 유전체 기판과, 상기 유전체 기판 상에 배치되고, 표면의 일부에 감광부가 형성된 고체 촬상 소자와, 상기 유전체 기판과 상기 고체 촬상 소자 사이에 상기 고체 촬상 소자의 상기 이면의 일부와 접해서 형성되고, 상기 고체 촬상 소자의 상기 이면의 다른 부분을 따라 외기의 경로를 형성하는 다이 본드제와, 상기 고체 촬상 소자와 상기 유전체 기판을 전기적으로 접속하는 접속 도체와, 상기 고체 촬상 소자의 표면 상에, 상기 감광부를 둘러싸도록 형성된 프레임 형상의 스페이서와, 상기 스페이서 상에 형성된 광학 리드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시 형태의 고체 촬상 장치는 유전체 기판과, 표면 일부에 감광부를 포함하고, 상기 고체 촬상 소자와 상기 유전체 기판 사이에 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구가 형성되도록, 상기 유전체 기판에 접착된 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자와 상기 유전체 기판을 전기적으로 접속하는 접속 도체와, 상기 감광부를 둘러싸도록 상기 고체 촬상 소자의 표면 상에 배치된 프레임 형상의 스페이서와, 상기 프레임 형상의 스페이서의 개구를 막도록 상기 프레임 형상의 스페이서 상에 배치된 광학 리드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 다른 실시 형태의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 유전체 기판의 서로 이격된 복수의 영역에 다이 본드제를 형성하는 공정과, 상기 고체 촬상 소자의 이면이 상기 복수의 다이 본드제에 접하고, 상기 유전체 기판으로부터 이격되도록 상기 다이 본드제에 대하여 상기 고체 촬상 소자를 배치하는 공정과, 상기 유전체 기판 상의 전극 패드에 상기 고체 촬상 소자의 측면의 전극 패드를 접속 도체에 의해 접속하는 공정과, 상기 고체 촬상 소자의 주변에 스페이서 접착제를 링 형상으로 형성하는 공정과, 상기 스페이서 접착제에 대하여 프레임 형상의 스페이서를 배치하는 공정과,
상기 접속 도체를 덮도록 상기 접속 도체 상에 밀봉재를 형성하는 공정과, 상기 프레임 형상의 스페이서의 상면 상의 서로 이격된 두 지점의 ㄷ자 형상 부분에 리드 밀봉제를 형성하는 공정과, 상기 프레임 형상의 스페이서의 개구가 막히도록, 상기 프레임 형상의 스페이서 상에 광학 리드를 배치하고, 상기 리드 밀봉제에 의해 상기 광학 리드를 고정하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의하면, 방열성이 우수하고, 또한 고체 촬상 소자의 변형을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 일점쇄선 X-X´를 따라 도시하는 고체 촬상 장치의 단면도.
도 3은 패키지 상부를 제외한 고체 촬상 장치를 모식적으로 도시하는 상면도.
도 4는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 5는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 6은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 7은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 8은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 9는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 10은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 11은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 12는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 13은 접속 도체가 형성되는 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 14는 접속 도체가 형성되는 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 15는 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 16은 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 17은 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 18은 다이 본드제의 형상 및 형성 위치와, 고체 촬상 소자의 변형량의 관계를 나타내는 도면.
도 19는 도 18에 있어서의 고체 촬상 소자 상의 위치의 정의를 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 일점쇄선 X-X´를 따라 도시하는 고체 촬상 장치의 단면도.
도 3은 패키지 상부를 제외한 고체 촬상 장치를 모식적으로 도시하는 상면도.
도 4는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 5는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 6은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 7은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 8은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 9는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 10은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 11은 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 12는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도.
도 13은 접속 도체가 형성되는 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 14는 접속 도체가 형성되는 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 15는 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 16은 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 17은 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도.
도 18은 다이 본드제의 형상 및 형성 위치와, 고체 촬상 소자의 변형량의 관계를 나타내는 도면.
도 19는 도 18에 있어서의 고체 촬상 소자 상의 위치의 정의를 설명하기 위한 도면.
이하에, 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치를 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시하는 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)는, 예를 들어 CMOS 이미지 센서인 고체 촬상 소자(11)의 감광부(11a)를 포함하는 일부 영역이, 패키지(12)에 의해 밀폐된 것이다.
패키지(12)는 패키지 하부(12a)와, 패키지 상부(12b)로 분할되어 있다. 패키지 하부(12a)는 판형상이면서, 또한 직사각 형상인 유전체 기판(13)을 포함한다. 유전체 기판(13)으로는, 예를 들어 방열성이 우수한 세라믹 기판이 채용되고 있다.
패키지 상부(12b)는 스페이서(14) 및 광학 리드(15)를 갖는다. 스페이서(14)는 대략 중앙 부분에 개구부를 갖는 프레임 형상으로 성형된 수지를 포함한다. 스페이서(14)의 개구부는, 적어도 고체 촬상 소자(11)의 감광부(11a)보다 크게 형성되어 있으면 된다.
광학 리드(15)는 판형상이면서, 또한 직사각 형상으로서, 수광하는 광을 투과시킬 수 있는 유리 등의 투명 기판을 포함한다. 이 광학 리드(15)는 스페이서(14)의 상면에 배치되어 있다.
이러한 패키지(12)를 갖는 고체 촬상 장치(10)는 패키지 하부(12a)와 패키지 상부(12b) 사이에 고체 촬상 소자(11)가 배치되는, 소형인 것이다.
도 2는 도 1의 일점쇄선 X-X´를 따라 나타내는 고체 촬상 장치(10)의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)는, 예를 들어 실리콘 등을 포함하는 반도체 기판(11b)의 표면에, 감광부(11a)가 형성된 것이다. 도시는 생략하지만, 감광부(11a)는, 광을 수광하는 포토 다이오드를 각각 포함하는 복수의 화소가, 예를 들어 격자 형상으로 배열 형성된 영역이다.
이 고체 촬상 소자(11)의 표면 상에는 스페이서(14)가 감광부(11a)를 포함하는 일부 영역을 둘러싸도록 배치되어 있다. 고체 촬상 소자(11)의 표면과 스페이서(14)의 하면 사이에는, 예를 들어 열경화성의 접착제를 포함하는 스페이서 접착제(16)가 형성되어 있고, 이 접착제(16)에 의해 스페이서(14)는 고체 촬상 소자(11)의 표면 상에 고정되어 있다.
후술하는 바와 같이, 이 고체 촬상 소자(11)의 표면 주변부와 유전체 기판(13)은, 와이어 등의 접속 도체(17)에 의해 전기적으로 접속되지만, 스페이서(14)는 고체 촬상 소자(11)의 표면 상에 있어서, 감광부(11a)와 주변부(접속 도체(17)의 접속 영역) 사이에 고정된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 스페이서(14)의 상측의 일부에는, 외측을 향해서 돌출된 돌출부(14a)가 형성되어 있다. 이러한 스페이서(14)는 하면에 비하여 상면이 넓은 면적을 갖는다. 이에 의해, 스페이서(14) 상에 배치되는 광학 리드(15)의 배치 정밀도를 완화할 수 있다. 광학 리드(15)의 배치 정밀도가 충분히 높으면, 스페이서(14)에 돌출부(14a)를 형성할 필요는 없다.
이러한 스페이서(14)의 상면 상에는 광학 리드(15)가 배치되어 있다. 스페이서(14)의 상면과 광학 리드(15) 사이에는, 예를 들어 자외선 경화성의 접착제를 포함하는 리드 밀봉제(18)가 형성되어 있고, 이 리드 밀봉제(18)에 의해, 광학 리드(15)는 스페이서(14)의 상면 상에 고정되어 있다.
즉, 상술한 스페이서(14) 및 광학 리드(15)를 포함하는 패키지 상부(12b)는, 고체 촬상 소자(11)의 감광부(11a)를 포함하는 표면의 일부 영역 상에 중공부를 형성하는 것과 함께, 고체 촬상 소자(11) 표면의 일부 영역 상을 밀폐하도록 배치, 고정되어 있다. 이에 의해, 먼지 등의 촬상 성능을 열화시키는 물질이 감광부(11a) 상에 인입하는 것이 억제된다.
한편, 상술한 고체 촬상 소자(11)는 패키지 하부(12a)인 유전체 기판(13) 상에 배치되어 있다. 유전체 기판(13)의 표면과 고체 촬상 소자(11)의 이면 사이에는, 다이 본드제(19)가 국소적으로 형성되어 있고, 이 다이 본드제(19)에 의해, 고체 촬상 소자(11)는 유전체 기판(13)의 표면 상에 고정되어 있다.
또한, 다이 본드제(19)는 고체 촬상 소자(11)에 있어서 발생한 열을 유전체 기판(13)에 전도시킨다. 따라서, 열전도의 효율을 높이기 위해서, 다이 본드제(19) 중 몇 가지는, 고체 촬상 소자(11)의 발열원인 감광부(11a)의 바로 아래에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 다이 본드제(19)는, 예를 들어 열경화성의 접착제를 포함하지만, 이것이 경화했을 때, 고체 촬상 소자(11)의 이면이 유전체 기판(13)의 표면으로부터 소정 거리만큼 이격되는 재질인 것이 사용된다.
또한, 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13)은, 와이어 등의 복수의 접속 도체(17)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 접속 도체(17)의 각각의 일단부는 패키지 상부(12b)의 외측인 고체 촬상 소자(11)의 주변부에 접속되어 있다.
이와 같이, 상술한 접속 도체(17)는 패키지(12)의 외측에 노출된다. 따라서, 접속 도체(17)를 보호하기 위해서, 접속 도체(17)는 밀봉재(20)에 의해 밀봉되어 있다.
여기서, 다이 본드제(19), 접속 도체(17) 및 밀봉재(20)가 형성되는 위치에 대해서, 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 3은, 패키지 상부(12b)를 제외한 고체 촬상 장치(10)를 모식적으로 도시하는 상면도이다. 또한, 도면 중의 화살표는 외기의 이동 경로를 나타내고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13)을 접속하는 복수의 접속 도체(17)는, 고체 촬상 소자(11)의 서로 대향하는 짧은 변(11s)을 따라 형성되어 있다. 따라서, 밀봉재(20)는 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)을 따라, 모든 접속 도체(17)를 밀봉하도록 형성되어 있다.
또한, 밀봉재(20)는 접속 도체(17)만을 밀봉할 수 있으면 된다. 따라서, 도 1에 도시한 바와 같이, 밀봉재(20)는 반드시 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)을 따른 측면(11S)의 전체면을 덮을 필요는 없고, 이들 측면(11S)의 일부가 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 밀봉재(20)를 형성함으로써, 적어도 고체 촬상 소자(11)의 긴 변(11l)에 접하는 양측면(11L)(도 1)은 밀봉재(20)에 덮이는 일 없이 노출된다. 본 실시 형태에 있어서는, 고체 촬상 소자(11)의 긴 변(11l)을 따른 양측면(11L)의 전체면이 노출되는 것과 함께, 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)을 따른 양측면(11S)의 일부가 노출되어 있다.
이렇게 형성된 밀봉재(20)에 대하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(19)는 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)에 평행하게, 복수개(예를 들어 4개) 형성되어 있다. 복수개의 다이 본드제(19)는 서로 소정의 간격으로 이격되도록 형성되어 있는 것과 함께, 각 다이 본드제(19)는 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s) 및 긴 변(11l)에 접하지 않도록 띠 형상으로 형성되어 있다.
이렇게 밀봉재(20) 및 다이 본드제(19)를 형성함으로써, 유전체 기판(13)의 표면과 고체 촬상 소자(11)의 이면 사이에는, 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구(21)(도 2)가 형성된다.
이러한 구조에 의해, 고체 촬상 소자(11)는 측면(11L, 11S) 중 적어도 일부 및 이면은, 외기에 접촉할 수 있다.
또한, 통풍구(21)에는 반드시 외기를 통과시킬 필요는 없고, 고체 촬상 소자(11)를 소정의 온도로 유지하기 위한 냉매를 통과시켜도 좋다.
이어서, 상술한 고체 촬상 장치(10)의 제조 방법에 대해서, 도 4 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 도 4 내지 도 12는 각각, 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)의 제조 방법을 설명하기 위한, 도 1에 대응하는 사시도이다.
우선, 도 4에 도시한 바와 같이, 패키지 하부(12a)가 되는 유전체 기판(13)의 표면 상에, 각각이 예를 들어 열경화성 접착제를 포함하는 복수개의 다이 본드제(19)를 서로 평행하게 형성한다. 이들 다이 본드제(19)는, 소정의 간격으로 서로 이격되도록 형성된다. 또한, 유전체 기판(13)의 주변부 표면 중, 짧은 변 영역에는 복수개의 전극 패드(22)가, 기판(13)의 짧은 변을 따라 형성되어 있다. 각각의 다이 본드제(19)는, 예를 들어 전극 패드(22)의 열에 평행하게 형성되어 있다.
이어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 이면이 복수개의 다이 본드제(19)에 접하고, 또한 유전체 기판(13)의 표면으로부터 이격되도록, 유전체 기판(13) 상에 고체 촬상 소자(11)를 배치한다. 그리고, 이 상태를 유지하면서, 복수개의 다이 본드제(19)를, 예를 들어 열에 의해 경화시킨다. 이에 의해, 고체 촬상 소자(11)는 복수개의 다이 본드제(19)에 의해, 고체 촬상 소자(11)의 이면이 유전체 기판(13)의 표면으로부터 소정 거리만큼 이격되도록, 유전체 기판(13) 상에 고정된다.
이어서, 도 6에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13)을 전기적으로 접속하기 위해서, 고체 촬상 소자(11)의 주변부와, 유전체 기판(13)에 설치된 복수의 전극 패드(22)를, 각각 와이어 등의 접속 도체(17)에 의해 접속한다. 이 결과, 복수개의 접속 도체(17)는 고체 촬상 소자(11)의 양쪽 짧은 변(11s)을 따라 형성된다.
이어서, 도 7에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 표면 상에 있어서, 감광부(11a)의 외측이면서, 또한 접속 도체(17)가 형성된 영역보다 내측에, 감광부(11a)를 둘러싸도록 링 형상으로, 스페이서 접착제(16)를 형성한다.
이어서, 도 8에 도시한 바와 같이, 스페이서(14)를 고체 촬상 소자(11) 상에 배치한다. 스페이서(14)는 스페이서 접착제(16)에 의해, 고체 촬상 소자(11)의 표면 상에 고정된다.
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)을 따라, 모든 접속 도체(17)를 덮도록 밀봉재(20)를 형성한다. 밀봉재(20)는 도 10에 도시한 바와 같이, 모든 접속 도체(17)만을 덮고, 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)을 따른 양측면(11S)의 일부가 노출되는 것과 함께, 고체 촬상 소자(11)의 긴 변(11l)을 따른 양측면(11L)이 모두 노출되도록 형성된다.
이어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 스페이서(14)의 상면 상에 리드 밀봉제(18)를 형성한다. 리드 밀봉제(18)는, 예를 들어 스페이서(14)의 상면 상의 서로 이격된 두 지점에, ㄷ자 형상으로 형성한다. 그리고, 도 12에 도시한 바와 같이, 리드 밀봉제(18)가 형성된 스페이서(14)의 상면 상에 스페이서(14)의 개구부가 막히도록 광학 리드(15)를 배치한다. 광학 리드(15)는 리드 밀봉제(18)에 의해 스페이서(14)의 상면 상에 고정된다.
또한, 도 12에 도시한 바와 같이 광학 리드(15)를 배치, 고정할 때, 스페이서(14) 내의 공기의 일부는, 리드 밀봉제(18)의 간극(18a)으로부터 스페이서(14) 외부로 배출된다.
이상에 설명한 각 공정을 거쳐, 본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)는 제조된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)에 사용되는 유전체 기판(13)은, 1매의 웨이퍼에 형성된 복수의 유전체 기판을 개편화(個片化)한 것이다. 마찬가지로, 고체 촬상 소자(11)도, 1매의 웨이퍼에 형성된 복수의 고체 촬상 소자를 개편화한 것이다. 즉, 본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)는, 웨이퍼 상태인 채로 복수개를 일괄 형성한 후에 다이싱함으로써 제조하는 것이 아니라, 도 4 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 개편화된 유전체 기판(13) 및 고체 촬상 소자(11)를 조립함으로써, 개개의 고체 촬상 장치(10)를 각각 제조하는 것이다.
이에 반해 종래의 고체 촬상 장치는, 복수의 고체 촬상 장치를 일괄 형성한 후에, 다이싱에 의해 개편화함으로써 제조되는 것이다. 따라서, 고체 촬상 소자와 유전체 기판을 접속하는 접속 도체를 밀봉하는 공정에 있어서는, 제조를 용이하게 하기 위해서, 복수의 고체 촬상 장치 사이 전부를 매립하도록 밀봉재를 형성하고 있다. 이 결과, 제조되는 고체 촬상 장치에 있어서, 고체 촬상 소자의 측면은 전부 밀봉재로 덮인다. 따라서, 종래의 고체 촬상 장치의 방열성은 나쁘다.
또한, 이와 같이 고체 촬상 소자의 측면 전부가 밀봉재로 덮인 상태에서, 유전체 기판과 고체 촬상 소자 사이에 보이드 등의 공간이 존재했을 경우, 공간 내의 공기를 장치의 외부로 배출할 수는 없다. 따라서, 공간 내의 공기의 열팽창에 의해, 고체 촬상 소자는 파괴된다. 이로 인해, 종래의 고체 촬상 장치에 있어서는, 유전체 기판 상에 고체 촬상 소자를 고정하기 위한 다이 본드제는 유전체 기판과 고체 촬상 소자 사이에 보이드 등의 공간을 존재시키지 않기 위해서, 고체 촬상 소자의 이면 전체면을 덮도록 형성될 필요가 있다.
고체 촬상 소자의 이면 전체면을 덮도록 다이 본드제가 형성되는 경우, 고체 촬상 소자와 다이 본드제의 열팽창 계수의 상이에 기인해서 고체 촬상 소자에 관한 응력은 커지고, 고체 촬상 소자에 휨 등의 변형이 발생한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)에 있어서는, 유전체 기판(13)에 대하여 고체 촬상 소자(11)를 고정하기 위한 다이 본드제(19)는, 고체 촬상 소자(11)의 이면의 일부에 접하도록 국소적으로 형성되어 있다. 그리고, 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13)을 전기적으로 접속하기 위한 접속 도체(17)를 밀봉하기 위한 밀봉재(20)는, 고체 촬상 소자(11)의 측면(11S, 11L)의 일부가 노출되도록 국소적으로 형성되어 있다. 이 결과, 고체 촬상 소자(11)의 측면(11S, 11L)의 일부가 노출되는 것과 함께, 유전체 기판(13)과 고체 촬상 소자(11) 사이에 통풍구(21)가 형성된다. 따라서, 종래의 고체 촬상 장치와 비교하여, 방열성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 고체 촬상 장치(10)의 온도를 소정의 온도로 유지하기 쉬워져, 고체 촬상 장치(10)가 고온이 되는 것에 의한 장치(10)의 전기적 특성의 열화는 억제된다.
또한, 다이 본드제(19)는 고체 촬상 소자(11)의 이면의 일부에 접하도록 국소적으로 형성되어 있기 때문에, 다이 본드제(19)와 고체 촬상 소자(11)의 열팽창 계수의 상이에 의해, 고체 촬상 소자(11)에 걸리는 응력을 완화할 수 있고, 고체 촬상 소자(11)의 변형을 억제할 수 있다. 그 결과, 감광부(11a)의 각 화소의 위치와, 각 화소에 입사되는 광의 초점 위치의 불일치에 의한 촬상 특성의 열화를 억제할 수 있다.
이상으로, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 이 실시 형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등 범위에 포함된다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)에 있어서는, 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13)을 전기적으로 접속하기 위한 접속 도체(17)는, 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)을 따라 형성되어 있었다. 그러나, 접속 도체가 형성되는 위치는 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 이하에, 접속 도체가 형성되는 위치의 예 중 몇 가지를, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다. 도 13 및 도 14는, 접속 도체가 형성되는 위치의 예를 도시하는, 도 3에 대응하는 상면도이다. 또한, 각 도면 중의 화살표는 외기의 이동 경로를 나타내고 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 접속 도체(17´)는 고체 촬상 소자(11´)의 모든 변을 따라서 형성되어도 좋다. 이 경우, 접속 도체(17´)를 밀봉하는 밀봉재(20´)는 접속 도체(17´)의 전부를 밀봉하기 위하여, 고체 촬상 소자(11´)의 각 변을 따라 형성된다. 여기서, 밀봉재(20´)를 고체 촬상 소자(11´)의 측면의 일부가 노출되도록 형성하면, 고체 촬상 소자(11´)와 유전체 기판(13´) 사이에, 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구를 형성할 수 있어, 방열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 접속 도체(17´´)는 고체 촬상 소자(11´´)의 4개의 코너에 형성되어도 좋다. 이 경우, 접속 도체(17´´)를 밀봉하는 밀봉재(20´´)는 접속 도체(17´´)의 전부를 밀봉하기 위하여, 고체 촬상 소자(11´´)의 각 변의 양단의 일부를 따라 형성된다. 여기서, 밀봉재(20´´)를, 고체 촬상 소자(11´´)의 측면의 일부가 노출되도록 형성하면, 고체 촬상 소자(11´´)와 유전체 기판(13´´) 사이에, 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구를 형성할 수 있어, 방열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이, 밀봉재(20, 20´, 20´´)를, 고체 촬상 소자(11, 11´, 11´´)의 측면의 일부가 노출되도록 형성함으로써, 유전체 기판(13, 13´, 13´´)에 대하여 고체 촬상 소자(11, 11´, 11´´)를 접착, 고정하기 위한 다이 본드제를, 고체 촬상 소자(11, 11´, 11´´)의 이면의 일부에만 접하도록 형성할 수 있다. 상술한 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)에 있어서는, 유전체 기판(13)에 대하여 고체 촬상 소자(11)를 접착, 고정하기 위한 다이 본드제(19)는, 고체 촬상 소자(11)의 짧은 변(11s)에 평행하게 띠 형상으로 복수개 형성되어 있었다. 그러나, 다이 본드의 형상 및 형성 위치는, 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 이하에 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예 중 몇 가지를, 도 15, 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다. 도 15, 도 16 및 도 17은, 다이 본드제의 형상 및 형성 위치의 예를 나타내는, 도 3에 대응하는 상면도이다. 또한, 각 도면 중의 화살표는 외기의 이동 경로를 나타내고 있다.
도 15의 (a), 도 15의 (b)에 각각 도시하는 바와 같이 다이 본드제(23a, 23b)는 원 형상으로 형성되어도 좋다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(24)는 고체 촬상 소자(11)의 긴 변(11l)에 평행하게 띠 형상으로 복수개 형성되어도 좋다. 또한, 도 17의 (a), 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(25a, 25b)는 원 형상인 것을 복수개 서로 이격되도록 형성해도 좋고, 도 17의 (c)에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(26)는 띠 형상인 것을 복수 지점에 서로 이격되도록 형성해도 좋다.
이와 같이, 다이 본드제(19, 23a, 23b, 24, 25a, 25b, 26)는 고체 촬상 소자(11)의 이면의 일부에 접하고, 또한 고체 촬상 소자(11)를, 이 이면이 유전체 기판(13)의 표면에 대하여 이격된 위치에 배치할 수 있도록 형성되면, 고체 촬상 소자(11)와 유전체 기판(13) 사이에, 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구를 형성할 수 있어, 방열성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 도 18은 고체 촬상 소자(11)의 변형량을, 다이 본드제의 형상 및 형성 위치마다 나타낸 도면이다. 도 18에 있어서 횡축은 고체 촬상 소자(11) 상에 있어서의 위치, 종축은 변형량을 나타내고 있다. 또한, 고체 촬상 소자(11) 상에 있어서의 위치는 도 19에 도시한 바와 같이, 소자(11)의 좌측 하단의 위치를 0, 소자의 우측 상단의 위치를 r로 하고, 이들 위치를 통과하는 직선 상의 위치를 의미한다.
도 18의 곡선 A는 도 15의 각 도면에 도시한 바와 같이 다이 본드제(23a, 23b)를 형성한 경우에 있어서의 고체 촬상 소자(11)의 변형량을 나타내고 있고, 곡선 B는 도 3 또는 도 16에 도시한 바와 같이 다이 본드제(19, 24)를 형성한 경우에 있어서의 고체 촬상 소자(11)의 변형량을 나타내고 있으며, 곡선 C는 도 17의 각 도면에 도시한 바와 같이 다이 본드제(25a, 25b, 26)를 형성한 경우에 있어서의 고체 촬상 소자(11)의 변형량을 나타내고 있다. 그리고, 곡선 D는 다이 본드제를, 종래의 고체 촬상 장치와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 이면 전체면에 접하도록 형성한 경우에 있어서의 고체 촬상 소자(11)의 변형량을 나타내고 있다.
도 18의 곡선 A에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(23a, 23b)를, 도 15의 각 도면에 도시한 바와 같이 형성한 경우, 가장 고체 촬상 소자(11)의 변형량이 작아진다. 그러나, 이 경우, 유전체 기판(13)에 대한 고체 촬상 소자(11)의 접착 강도가 낮아, 장치의 신뢰성 측면에서 문제가 발생하는 경우가 있다.
이에 반해, 도 18의 곡선 B에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(19, 24)를, 도 3 또는 도 16에 도시한 바와 같이 형성한 경우, 도 15의 각 도면에 도시한 바와 같이 형성한 경우와 비교하여, 고체 촬상 소자(11)의 변형량은 약간 증가하지만, 충분한 고체 촬상 소자(11)의 접착 강도가 얻어지고, 충분히 신뢰성이 높은 고체 촬상 장치가 얻어진다.
또한, 도 18의 곡선 C에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(25a, 25b, 26)를 도 17의 각 도면에 도시한 바와 같이 형성한 경우, 고체 촬상 소자(11)의 접착 강도는 충분하다. 그러나, 고체 촬상 소자(11)의 변형량은 소자(11)의 이면 전체면에 다이 본드제를 형성한 경우(도 18의 곡선 D)와 비교하면, 저하시킬 수 있지만, 고체 촬상 소자(11)의 변형량은 더욱 커진다.
이상에 도시한 바와 같이, 다이 본드제(19, 23a, 23b, 24, 25a, 25b, 26)를 고체 촬상 소자(11)의 이면의 일부에 접하도록 형성하면, 종래의 고체 촬상 소자와 비교해서 고체 촬상 소자의 변형을 억제할 수 있다. 실제로는, 고체 촬상 소자의 접착 강도, 고체 촬상 소자의 변형량을 고려하여, 제품마다 최적이 되도록 적절히 설계해서 형성하면 된다. 다이 본드제(19, 24)를, 도 3 또는 도 16에 도시한 바와 같이 형성함으로써, 고체 촬상 소자(11)의 변형을 억제하고, 또한 유전체 기판(13)에 대하여 충분한 강도로 고체 촬상 소자(11)를 접착할 수 있다.
10: 고체 촬상 장치
11, 11´, 11´´: 고체 촬상 소자
11a: 감광부
11b: 반도체 기판
11S, 11L: 측면
12: 패키지
12a: 패키지 하부
12b: 패키지 상부
13, 13´, 13´´: 유전체 기판
14: 스페이서
14a: 돌출부
15: 광학 리드
16: 스페이서 접착제
17, 17´, 17´´: 접속 도체
18: 리드 밀봉제
18a: 간극
19, 23a, 23b, 24, 25a, 25b, 26: 다이 본드제
20, 20´, 20´´: 밀봉재
21: 통풍구
22: 전극 패드
11, 11´, 11´´: 고체 촬상 소자
11a: 감광부
11b: 반도체 기판
11S, 11L: 측면
12: 패키지
12a: 패키지 하부
12b: 패키지 상부
13, 13´, 13´´: 유전체 기판
14: 스페이서
14a: 돌출부
15: 광학 리드
16: 스페이서 접착제
17, 17´, 17´´: 접속 도체
18: 리드 밀봉제
18a: 간극
19, 23a, 23b, 24, 25a, 25b, 26: 다이 본드제
20, 20´, 20´´: 밀봉재
21: 통풍구
22: 전극 패드
Claims (20)
- 고체 촬상 장치로서,
유전체 기판과,
상기 유전체 기판 상에 배치되고, 표면의 일부에 감광부가 형성된 고체 촬상 소자와,
상기 유전체 기판과 상기 고체 촬상 소자 사이에 상기 고체 촬상 소자의 이면의 일부와 접해서 형성되고, 상기 고체 촬상 소자의 상기 이면의 다른 부분과 상기 유전체 기판을 이격하여 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구를 형성하는 다이 본드제와,
상기 고체 촬상 소자와 상기 유전체 기판을 전기적으로 접속하는 접속 도체와,
상기 고체 촬상 소자의 표면 상에, 상기 감광부를 둘러싸도록 형성된 프레임 형상의 스페이서와,
상기 스페이서 상에 형성된 광학 리드
를 구비하고,
상기 다이 본드제는, 서로 소정의 간격으로 이격되고, 또한 서로 평행하게 형성된 복수의 띠 형상의 다이 본드제를 포함하며,
상기 복수의 띠 형상의 다이 본드제는, 상기 고체 촬상 소자의 하나의 측면과 평행한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제1항에 있어서, 상기 접속 도체를 덮고, 상기 고체 촬상 소자의 측면을 따라서 상기 고체 촬상 소자의 측면의 일부가 노출되도록 형성되는 밀봉재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자는 직사각형이고, 대향하는 긴 측면과 대향하는 짧은 측면을 가지며, 상기 복수의 띠 형상의 다이 본드제는 상기 고체 촬상 소자의 짧은 측면과 평행한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자는 직사각형이고, 대향하는 긴 측면과 대향하는 짧은 측면을 가지며, 상기 다이 본드제는 상기 고체 촬상 소자의 긴 측면과 평행한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 프레임 형상의 스페이서에 상기 광학 리드를 기밀 밀봉하기 위한 리드 밀봉제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 리드 밀봉제는 자외선 경화성의 접착제로 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 접속 도체는 상기 고체 촬상 소자의 2개의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 접속 도체는 상기 고체 촬상 소자의 4개의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 접속 도체는 상기 고체 촬상 소자의 코너에 설치하는 것 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 다이 본드제는 열경화성의 접착제인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스페이서의 상측의 일부에, 상기 광학 리드를 배치하기 위해서 외측을 향하여 돌출된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 삭제
- 고체 촬상 장치로서,
유전체 기판과,
고체 촬상 소자로서, 표면 일부에 감광부를 포함하고, 상기 고체 촬상 소자와 상기 유전체 기판이 이격되어 그 사이에 외기의 이동 경로가 되는 공간인 통풍구가 형성되도록, 상기 유전체 기판에 이면의 일부가 접착된 고체 촬상 소자와,
상기 고체 촬상 소자와 상기 유전체 기판을 전기적으로 접속하는 접속 도체와,
상기 감광부를 둘러싸도록 상기 고체 촬상 소자의 표면 상에 배치된 프레임 형상의 스페이서와,
상기 프레임 형상의 스페이서의 개구를 막도록 상기 프레임 형상의 스페이서 상에 배치된 광학 리드
를 구비하고,
상기 고체 촬상 소자는, 서로 소정의 간격으로 이격되고, 또한 서로 평행하게 형성된 복수의 띠 형상의 접착제로 상기 유전체 기판에 이면의 일부가 접착되며,
상기 복수의 띠 형상의 접착제는, 상기 고체 촬상 소자의 하나의 측면과 평행한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제15항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자는 직사각형이고, 대향하는 긴 측면과 대향하는 짧은 측면을 가지며, 상기 통풍구는 상기 짧은 측면 사이에 공기가 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자는 직사각형이고, 대향하는 긴 측면과 대향하는 짧은 측면을 가지며, 상기 통풍구는 상기 긴 측면 사이에 공기가 흐르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 삭제
- 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서,
유전체 기판의 서로 이격된 복수의 영역에 다이 본드제를 형성하는 공정과,
고체 촬상 소자의 이면이 복수의 상기 다이 본드제에 접하고, 상기 유전체 기판으로부터 이격되도록, 상기 다이 본드제에 대하여 상기 고체 촬상 소자를 배치하는 공정과,
상기 유전체 기판 상의 전극 패드에 상기 고체 촬상 소자의 측면의 전극 패드를 접속 도체에 의해 접속하는 공정과,
상기 고체 촬상 소자의 주변에 스페이서 접착제를 링 형상으로 형성하는 공정과,
상기 스페이서 접착제에 대하여 프레임 형상의 스페이서를 배치하는 공정과,
상기 접속 도체를 덮도록 상기 접속 도체 상에 밀봉재를 형성하는 공정과,
상기 프레임 형상의 스페이서의 상면 상의 서로 이격된 두 지점의 ㄷ자 형상 부분에 리드 밀봉제를 형성하는 공정과,
상기 프레임 형상의 스페이서의 개구가 막히도록, 상기 프레임 형상의 스페이서 상에 광학 리드를 배치하고, 상기 리드 밀봉제에 의해 상기 광학 리드를 고정하는 공정
을 구비하고,
상기 다이 본드제는, 서로 소정의 간격으로 이격되고, 또한 서로 평행하게 형성된 복수의 띠 형상의 다이 본드제를 포함하며,
상기 복수의 띠 형상의 다이 본드제는, 상기 고체 촬상 소자의 하나의 측면과 평행한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제19항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자를 상기 다이 본드제에 대하여 배치한 후, 상기 유전체 기판의 표면으로부터 상기 고체 촬상 소자의 이면을 이격한 상태에서 상기 다이 본드제를 경화하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
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