KR101970360B1 - 고체 촬상 유닛, 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법, 및 전자 기기 - Google Patents

고체 촬상 유닛, 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법, 및 전자 기기 Download PDF

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소니 주식회사
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Abstract

기판에 실장된 고체 촬상 디바이스; 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어; 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재; 및 광 투과성을 가지며 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하는 고체 촬상 유닛으로서, 프레임 부재는 광학 부재측으로부터 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 갖고, 프레임 부재와 광학 부재는, 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다.

Description

고체 촬상 유닛, 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법, 및 전자 기기{SOLID-STATE IMAGING UNIT, METHOD OF MANUFACTURING SOLID-STATE IMAGING UNIT, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 명세서는 고체 촬상 유닛, 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법, 및 고체 촬상 유닛을 사용하는 전자 기기에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 명세서는 고체 촬상 유닛의 구조에 관한 것이다.
고체 촬상 유닛으로는, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 고체 촬상 디바이스를 사용하는 라인 센서 또는 이미지 센서가 통상적으로 사용된다. 고체 촬상 유닛은 디지털 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 비디오와 스틸 카메라 기능 양자를 갖춘 디지털 카메라, 또는 휴대 전화와 같은 전자 기기의 촬상 유닛으로 널리 사용되고 있다. 본 명세서에서는, 디지털 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 및 비디오와 스틸 카메라 기능 양자를 갖춘 카메라를 총체적으로 디지털 카메라라고 한다.
앞서 설명된 바와 같은 고체 촬상 유닛은, 고체 촬상 디바이스가 기판에 실장되고 기판쪽의 리드와 고체 촬상 디바이스쪽의 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 서로 접속되는 센서 유닛을 포함한다. 센서 유닛에는, 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태 또는 바닥 상자 형태(bottomed box shape)의 프레임 부재가 실장되고 입사광을 고체 촬상 디바이스의 촬상면으로 유도하는 광학 부재가 프레임 부재의 상부 표면쪽에 실장됨으로써, 고체 촬상 유닛이 구성된다(예를 들면, JP-A-2002-57311 및 JP-A-2006-313868 참조). 광학 부재로서는, 예를 들어, 고체 촬상 유닛이 센서 패키지인 경우에는, 커버 글래스(cover glass)가 제시될 수 있고, 고체 촬상 유닛이 카메라 모듈인 경우라면, 단일 또는 복수개 렌즈, IR 컷 필터(cut filter) 등이 제시될 수 있다.
도 11에 디지털 카메라에 사용되는 종래 기술의 일반적인 고체 촬상 유닛의 개략적인 단면도가 표시된다. 도 11에 표시된 바와 같이, 고체 촬상 유닛(600)은 센서 패키지이고 대체로 센서 유닛(601)과 패키지(602)를 포함하도록 구성된다.
센서 유닛(601)은 주로 앞서 설명된 CCD 또는 CMOS와 같은 센서 칩으로 이루어진 고체 촬상 디바이스(610), 인터포저(interposer)와 같은 기판(620), 본딩 와이어(630) 등을 포함하도록 구성된다. 고체 촬상 디바이스(610)는 기판(620)에 실장되고 다이 본드(626)를 통해 기판(620)에 고정된다. 고체 촬상 디바이스(610)쪽의 패드(615)와 기판(620)쪽의 리드(625)는 본딩 와이어(630)에 의해 전기적으로 서로 접속되고, 그에 따라 센서 유닛(601)이 구성된다.
패키지(602)는 주로 프레임 부재(650)와 광학 부재(660)를 포함하도록 구성된다. 프레임 부재(650)는 아래 위가 개방되어 본딩 와이어(630)의 바깥쪽을 둘러싸는 프레임의 형태로 형성되며, 아래쪽으로 연장되는 다리 부분의 하부 표면이 본딩 와이어(630)의 접속 부분보다 좀더 바깥쪽에서 기판의 상부 표면에 접착되고 고정된다. 광학 부재(660)는 고체 촬상 디바이스(610)의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재(650)의 상부 표면쪽에 접착되고 고정된다. 따라서, (표시되지 않은) 카메라 렌즈를 통해 입사한 광(피사체 이미지)이 광학 부재(660)를 투과한 다음 고체 촬상 디바이스쪽으로 유도된다. 이 구성 실례가 광학 부재(660)로서 (실 글래스(seal glass)라고도 하는) 커버 글래스가 제공되는 구성이다.
그러한 구성에 따르면, 광학 부재(660)를 투과한 다음 촬상면에 결상되는 피사체 이미지가 고체 촬상 디바이스(610)에 의해 광전변환(photoelectric conversion)되어 판독되고 이미지 신호가 기판(620)을 통해 출력되는 고체 촬상 유닛(600)이 구성된다. 고체 찰상 유닛(600)의 조립 공정에서는, 프레임 부재(650)가 센서 유닛(601)에 조립된 다음 광학 부재(660)가 프레임 부재(650)의 위쪽으로부터 프레임 부재(650)의 개방 부분을 덮도록 조립된다.
최근, 디지털 카메라의 크기 감소, 좀더 높은 품질(픽셀 수의 증가), 및 좀더 높은 기능성이 진행되고 있고, 그러한 전자 기기에 실장되는 고체 촬상 유닛에 대해서도 크기 감소, 좀더 높은 품질(픽셀 수의 증가), 및 좀더 높은 정밀도를 위한 강한 수요가 존재하고 있다. 그런데, 센서 패키지 또는 카메라 모듈과 같은 고체 촬상 유닛이 제공되었던 과거의 구성에서는, 프레임 부재(650)가 기판(620)에 실장되는 고체 촬상 디바이스(610) 및 기판(620)과 고체 촬상 디바이스(610) 사이에 배치되는 본딩 와이어(630)의 외부 주변쪽(outer periphery side)에 배치되므로, 추가적인 크기 감소가 어려운 상황이다.
더 나아가, 고체 촬상 유닛의 크기 감소가 진행된다면, 출력 이미지에서 플레어가 발생하기 쉽다. 구체적으로, 광학 부재(660)를 통해 입사한 광이 본딩 와이어(630)의 접속 단부(connection end portion)에 의해 반사되어 고체 촬상 디바이스(610)의 촬상 영역(유효 픽셀 영역)에 입사하는 것에 의해 플레어가 발생한다. 고체 촬상 디바이스(610)의 크기가 고체 촬상 유닛의 크기 감소를 위해 감소된다면, 광학 부재(660)를 통한 입사광이 본딩 와이어(630)에 의해 반사되어 고체 촬상 디바이스(610)의 촬상 영역에 입사하기 쉬워지고, 그에 따라 플레어가 쉽게 발생한다.
따라서, 플레어 발생이 억제되고 추가적인 크기 감소가 가능한 고체 촬상 유닛 및 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 더 나아가, 소형의 고품질 전자 기기를 제공하는 것이 바람직하다.
본 명세서의 실시예는 기판에 실장되는 고체 촬상 디바이스; 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어; 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재; 및 광 투과성을 가지며 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하는 고체 촬상 유닛에 대한 것으로서, 프레임 부재는 광학 부재측으로부터 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분(예를 들어, 실시예의 제1 다리 부분(51))을 갖고, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스는, 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다.
본 명세서의 실시예에 따른 고체 촬상 유닛은 다리 부분이 촬상면의 중간 영역에 접착됨으로써 프레임 부재가 고체 촬상 디바이스에 고정되도록 구성될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 다른 고체 촬상 유닛은, 프레임 부재가, 다리 부분에 접속되며 고체 촬상 디바이스의 측면을 가로질러 기판을 향해 연장하는 제2 다리 부분을 갖도록 그리고 다리 부분과 제2 다리 부분 사이에 패드와 리드를 접속시키는 본딩 와이어가 수용되는 와이어 수용 부분이 형성되도록 구성될 수 있다. 이때, 와이어 수용 부분은 전기 절연 특성을 가진 수지로 충전될 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예는 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법에 대한 것이다. 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법은 고체 촬상 디바이스가 기판에 실장되고, 기판에 형성된 리드와 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 서로 접속되는 센서 유닛을, 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임의 형태로 형성되며 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하도록 하부 표면측에 형성된 다리 부분(예를 들어, 실시예의 제1 다리 부분(51))을 갖는 프레임 부재로 센서 유닛의 위쪽으로부터 덮는 단계; 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이의 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스를 서로 일체적으로 고정시키는 단계; 및 광 투과성을 가진 광학 부재를, 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재의 상부 표면측에 실장하는 단계를 포함하도록 구성된다.
다른 방법으로, 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법은 고체 촬상 디바이스가 기판에 실장되고, 기판에 형성된 리드와 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 서로 접속되는 센서 유닛을, 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임의 형태로 형성되며 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하도록 하부 표면측에 형성된 다리 부분(예를 들어, 실시예의 제1 다리 부분(51))을 갖는 프레임 부재 및 광 투과성을 가지며 프레임 부재의 상부 표면측에 실장되는 광학 부재를 포함하는 광학 유닛(예를 들어, 실시예의 패키지(2))으로 센서 유닛의 위쪽으로부터 덮는 단계; 및 광학 부재가 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하며 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스를 서로 일체적으로 고정시키는 단계를 포함하도록 구성된다.
본 명세서의 또 다른 실시예는 고체 촬상 유닛; 및 고체 촬상 유닛의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 포함하는 전자 기기에 대한 것으로서, 고체 촬상 유닛은 기판에 실장된 고체 촬상 디바이스, 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어, 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재, 및 광 투과성을 갖고 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하고, 프레임 부재는 광학 부재쪽으로부터 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분(예를 들어, 실시예의 제1 다리 부분(51))을 가지며, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스는, 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다.
본 명세서의 실시예에 따른 고체 촬상 유닛에서, 프레임 부재는 광학 부재쪽으로부터 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 갖고 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스는, 다리 부분이 촬상면상의 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다. 그러한 구성에 따르면, 광학 부재를 투과한 다음 패드 부근으로 유도되는 광이 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 다리 부분에 의해 차단되므로, 광이 본딩 와이어쪽으로 조사되지 않고, 따라서 본딩 와이어로부터의 반사에 기초한 플레어의 발생이 억제된다. 따라서, 플레어의 발생이 억제되며 추가적인 크기 감소가 촉진될 수 있는 고체 촬상 유닛을 제공할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법에서, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스는, 센서 유닛이 프레임 부재로써 위쪽으로부터 덮이고 프레임 부재의 다리 부분이 촬상면상의 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다. 그러한 구성에 따르면, 광학 부재를 투과한 다음 패드 부근으로 유도되는 광이 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 다리 부분에 의해 차단되므로, 광이 본딩 와이어쪽으로 조사되지 않고, 따라서 본딩 와이어로부터의 반사에 기초한 플레어의 발생이 억제된다. 따라서, 플레어의 발생이 억제되며 고체 촬상 유닛의 추가적인 크기 감소가 촉진될 수 있는 제조 방법을 제공할 수 있다.
다른 방법으로, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스는, 센서 유닛이 위쪽으로부터 광학 유닛(예를 들어, 실시예의 패키지(2))으로 덮이고 광학 유닛의 프레임 부재의 다리 부분이 촬상면상의 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다. 그러한 구성에 따르면, 광학 부재를 투과한 다음 패드 부근으로 유도되는 광이 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치한 다리 부분에 의해 차단되므로, 광이 본딩 와이어쪽으로 조사되지 않고, 따라서 본딩 와이어로부터의 반사에 기초한 플레어가 억제된다. 따라서, 플레어의 발생이 억제되고 고체 촬상 유닛의 추가적인 크기 감소가 촉진될 수 있는 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 명세서의 상기 실시예에 따른 전자 기기에서는, 고체 촬상 유닛의 프레임 부재가 광학 부재쪽으로부터 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 갖고, 다리 부분이 촬상면상의 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스가 서로 일체적으로 고정되는 구성이 형성된다. 그러한 구성에 따르면, 광학 부재를 투과한 다음 패드 부근으로 유도되는 광이 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 다리 부분에 의해 차단되므로, 광이 본딩 와이어쪽으로 조사되지 않고, 따라서 본딩 와이어로부터의 반사에 기초한 플레어의 발생이 억제된다. 따라서, 플레어의 발생이 억제되는 소형화된 고체 촬상 유닛을 사용하는 소형의 고품질 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛에 대한 부분 단면의 개략적인 투시도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A-A의 방향에서 본 단면도이다.
도 3은 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 센서 유닛에 대한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 센서 유닛에 대한 오른쪽 부분의 부분 확대도이다.
도 5a 및 도 5b는 관련 기술의 고체 촬상 유닛의 구조와 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 구조를 대비하는 설명도인데, 도 5a는 관련 기술의 고체 촬상 유닛의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고 도 5b는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 관련 기술의 고체 촬상 유닛의 프레임 부재에 대한 위치 결정 상황과 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 프레임 부재에 대한 위치 결정 상황을 대비하는 설명도인데, 도 6a는 관련 기술의 고체 촬상 유닛에서의 위치 결정 상황을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고 도 6b는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛에서의 위치 결정 상황을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 와이어 수용 부분이 전기 절연 특성을 가진 수지로 충전되는 구성을 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 기판과 프레임 부재가 서로 접착되는 구성을 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 본 명세서가 적용되는 전자 기기의 촬상부(imaging section)에 대한 개략적인 구성을 설명하는 블록도이다.
도 11은 관련 기술의 일반적인 고체 촬상 유닛에 대한 개략적인 단면도이다.
이하에서는, 대표적인 실례로서 본 명세서가 패키지형 고체 촬상 유닛(센서 패키지)에 적용되는 경우를 참조하여 본 명세서의 실시예가 설명될 것이다. 도 1에는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛(100)의 개략적인 투시 단면도가 표시되고, 도 2에는 도 1의 화살표 A-A의 방향에서 본 단면도가 표시된다. 도 3에는 센서 유닛(1)의 개략적인 평면도가 표시된다. 먼저, 이들 도면을 참조하여 고체 촬상 유닛(100)의 전반적인 구성이 설명될 것이다. 또한, 설명의 편의를 위해, X, Y, 및 Z의 좌표축이 도 1에 부기되고, X 축의 화살표에 의해 지시되는 방향을 오른쪽이라고 하며 그 반대 방향을 왼쪽이라고 하고, Y 축의 화살표에 의해 지시되는 방향을 후방이라고 하며 그 반대 방향을 전방이라고 하고, Z 축의 화살표에 의해 지시되는 방향을 상방이라고 하며 그 반대 방향을 하방이라 하는 방향을 써서 설명이 수행될 것이다.
[고체 촬상 유닛의 구성]
고체 촬상 유닛(100)은 크게 센서 유닛(1) 및 패키지(2)를 포함하도록 구성된다.
센서 유닛(1)은 고체 촬상 디바이스(10), 고체 촬상 디바이스(10)를 유지하는 기판(20), 및 본딩 와이어(30)를 가진다. 본딩 와이어(30)는 고체 촬상 디바이스(10)에 형성된 패드(15)와 기판(20)에 형성된 리드(25)를 전기적으로 접속시킨다.
고체 촬상 디바이스(10)는 CCD 또는 CMOS와 같은 센서 칩이다. 이 실시예에서는, 고체 촬상 디바이스(10)로서, 다수 픽셀이 X-Y 평면에 매트릭스로 형성되고 각각의 픽셀에 의해 검출되는 픽셀 신호로부터 2차원 이미지가 발생되는 직사각형 박판 형태의 이미지 센서가 예시된다. 고체 촬상 디바이스(10)는 기판(20)에 실장된다. 유효 픽셀에 의해 형성되는 촬상 영역(12)이 고체 촬상 디바이스(10)의 상부 표면인 촬상면(11)의 중앙부에 제공된다. 각각이 전원 유닛, 제어 신호, 이미지 신호 등의 입-출력 터미널인 다수 패드(15)가 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)의 모서리 부분(marginal portions)에 나란히 형성된다.
도 3에 표시된 바와 같이, 이 실시예에서는, 촬상 영역(12)을 둘러싸고 서로 대향하는 4개 변 중 3개 변(왼쪽 변, 오른쪽 변, 및 후방 변)의 모서리 부분에, 다수 패드(15, 15, 15, ...)가 각 변을 따라 나란히 형성된다. 또한, 패드(15)의 수 또는 위치 결정, 패드(15)가 형성되는 변(1개 변에서 4개 변 또는 그 이상) 등은 센서의 유형(라인 센서, 이미지 센서, CCD, CMOS 등), 유효 픽셀 수, 칩 크기 등에 따라 달라진다. 그러나, 본 명세서는 어떤 태양에도 적용 가능하다. 이 명세서에서는, 패드(15, 15, 15, ...)가 나란히 형성되는 각 변의 모서리 부분의 영역(15A)을 "패드 형성 영역"이라고 한다.
기판(20)은 입-출력 신호를 고체 촬상 디바이스(10)쪽으로 전송하는 회로 기판이다. 이 실시예에서는, 기판(20)으로서, 인터포저가 예시된다. 고체 촬상 디바이스(10)를 둘러싸는, 기판(20)의 상부 표면의 모서리 부분에는, 다수 리드(25, 25, 25, ...)가 고체 촬상 디바이스(10)에 형성된 패드(15, 15, 15, ...)에 대응하도록 나란히 형성된다. 이 명세서에서는, 리드(25, 25, 25, ...)가 나란히 형성되는 각 변의 모서리 부분의 영역(25A)을 "리드 형성 영역"이라고 한다.
고체 촬상 디바이스(10)는 기판(20)의 상부 표면에 실장되고 다이 본드(26)를 통해 기판(20)에 고정된다. 고체 촬상 디바이스(10)쪽의 패드(15)와 기판(20)쪽의 리드(25)가 본딩 와이어(30)에 의해 전기적으로 서로 접속됨으로써 센서 유닛(1)이 구성된다. 또한, 기판(20)에 이미지 처리 칩과 같은 연산 처리 회로가 제공되고 고체 촬상 디바이스(10)로부터 출력된 이미지 신호가 이미지 처리된 다음 출력되는 구성도 형성될 수 있다.
패키지(2)는 주로 프레임 부재(50) 및 광학 부재(60)를 포함하도록 구성된다.
프레임 부재(50)는, 그것의 중앙에, 상하로 연결되는 직사각형 개방 부분(50a)을 갖고, 전체로서는, 고체 촬상 디바이스(10)의 옆부분을 둘러싸는 외부 정사각형 형태(outer square shape)를 갖는 프레임 형태의 부재이다. 프레임 부재(50)의 하부 표면쪽에는, 다음에서 좀더 상세하게 설명될, 제1 다리 부분(51) 및 제2 다리 부분(52)이 아래쪽으로 돌출하도록 형성된다. 더 나아가, 프레임 부재(50)의 상부 표면쪽에는, 광학 부재(60)가 실장되는 평평한 광학 부재 실장면(54)이 형성된다. 프레임 부재(50)는, 예를 들어, 액정 폴리머 또는 PEEK(polyether ether ketone)와 같은 수지에 카본 블랙과 같은 반사 억제 재료가 추가되고 필요하다면 거기에 글래스 섬유 또는 카본 섬유가 추가되는 수지 재료를 사용해 사출 성형과 같은 공지 기술에 의해 제작된다.
광학 부재(60)는 광 투과성을 갖고 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)과 대향하도록 프레임 부재(50)에 실장된다. 광학 부재(60)는 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)에 대한 이물질 접착을 방지하고 입사광을 고체 촬상 디바이스(10)쪽으로 유도하는 부재이다. 이 실시예에서는, 광학 부재(60)로서, 직사각형 박판 형태의 커버 글래스(실 글래스)가 예시된다. 광학 부재(60)는 프레임 부재(50)의 개방 부분(50a)보다 약간 크고, 그럼으로써 위쪽으로부터 개방 부분(50a)를 덮는다. 커버 글래스는, 예를 들어, BK7 또는 석영 글래스와 같은 광학 글래스 또는 폴리카보네이트 또는 PMMA(polymethylmethacrylate resin)와 같은 투명한 수지 재료로 제작된다.
광학 부재(60)는 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)과 대향하도록 접착제(66)에 의해 프레임 부재(50)의 광학 부재 실장면(54)에 접착되고 고정된다. (표시되지 않은) 카메라 렌즈로서의 렌즈 유닛이 광학 부재(60) 위쪽에 제공되고 렌즈 유닛을 통해 입사하는 광이 광학 부재(60)를 투과한 다음 고체 촬상 디바이스(10)쪽으로 유도됨으로써, 촬상면(11)에 형성되는 촬상 영역(12)에 이미지를 형성한다.
앞서 설명된 바와 같이 구성되는 고체 촬상 유닛(100)에서는, 각각이 혀 모양 단면을 가진 제1 및 제2 다리 부분(51 및 52)이 프레임 부재(50)의 하부 표면쪽에 형성되고 아치 형태의 공간인 와이어 수용 부분(55)이 제1 다리 부분(51)과 제2 다린 부분(52) 사이에 형성된다. 제1 다리 부분(51) 및 제2 다리 부분(52)은 아래쪽에서 봤을 때 평행하게 연장하는 이중의 직사각형 프레임 형태를 형성하고, 제1 다리 부분(51) 및 제2 다리 부분(52)과 함께 와이어 수용 부분(55)을 형성하는 상부 프레임 부분(53)을 통해, 프레임 부재(50)의 상부 표면쪽에서 서로 접속된다.
제1 다리 부분(51)은 서로 대향하는 변의 하단부 사이의 내폭 치수, 즉, 개방 부분(50a)의 하단부에 대한 종횡의 개방 부분 치수가 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상 영역(12)보다 약간 큰 직사각형 프레임 형태로 형성된다. 더 나아가, 제1 다리 부분(51)은 서로 대향하는 하단부 사이의 외폭 치수가 패드 형성 영역(15A 및 15A) 사이의 내폭 치수보다 작도록 형성된다. 평평한 실장면(51a)이 제1 다리 부분(51)의 하단에 형성된다. 프레임 부재(50)는, 제1 다리 부분(51)의 실장면(51a)이 촬상 영역(12)과 패드 형성 영역(15A) 사이의 영역과 접촉하는 상태로, 고체 촬상 디바이스(10) 위에 지지된다.
이 명세서에서는, 촬상면(11)상의 촬상 영역(12)보다 좀더 바깥쪽에 그리고 패드 형성 영역(15A)보다 좀더 안쪽에 위치 결정되는, 소정 폭의 영역(16)을 "중간 영역"이라고 한다(도 3 참조). 도 3에서, 중간 영역(16)의 부위가 해칭된 영역에 의해 표시된다. 더 나아가, 도 2의 오른쪽 부분에 대한 부분 확장도가 도 4에 표시된다. 제1 다리 부분(51)은 실장면(51a)이 고체 촬상 디바이스(10)상의 중간 영역(16)과 접촉하는 상태로 지지되고, 접착제(56)에 의해 고체 촬상 디바이스(10)에 고정된다. 접착제(56)로서는, 자외선 경화형 접착제, 가열 경화형 접착제 등이 적절히 사용된다. 또한, 이 실시예에서는, 패드(15)가 형성되지 않는 변(전방 변)의 프레임 부재에도, 패드(15)가 형성되는 변(후방 변)에 대칭으로, 제1 다리 부분(51)이 형성되는 구성이 예시된다. 또한, 도 2 및 도 4에서는, 접착제(56 및 66)가 과장된 방식으로 표현된다.
제2 다리 부분(52)은 제1 다리 부분(51)에 접속되어 고체 촬상 디바이스(10)의 측면을 가로질러 기판(20)쪽으로 연장하는 부분이다. 제2 다리 부분(52)은 서로 대향하는 변의 하단부 사이의 외폭 치수, 즉, 프레임 부재(50)의 하단부에 대한 바깥쪽 치수가 기판(20)의 바깥쪽 치수보다 약간 큰 직사각형 프레임 형태로 형성된다. 제2 다리 부분(52)은, 제1 다리 부분의 실장면(51a)이 고체 촬상 디바이스(10)의 중간 영역(16)과 접촉하도록 지지될 때 제2 다리 부분(52)의 하단과 기판(20)이 서로 직접적으로 접촉하지 않고 둘 사이에 약간의 간극이 형성되도록 설정되는 높이 치수(또는 제2 다리 부분(52)과 기판(20) 사이의 간극 치수)를 가진다. 다시 말해, 프레임 부재(50)는 제1 다리 부분(51)을 통해 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)에 직접적으로 실장되고 지지되며, 그에 따라 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 상하 방향(Z-축 방향)의 높이 위치가 규정된다.
서로 대향하는 변의 제2 다리 부분(52 및 52) 사이의 내폭 치수는 대응하는 리드 형성 영역(25A 및 25A) 사이의 외폭 치수보다 크게 형성된다. 다시 말해, 리드 형성 영역(25A)의 외부 끝은 제2 다리 부분(52)의 내부 끝보다 좀더 안쪽으로 위치 결정된다.
와이어 수용 부분(55)은 제1 다리 부분(51)과 제2 다리 부분(52) 사이에 형성된 아치형 또는 아래쪽이 개방된 오목한 공간이다. 앞서 설명된 바와 같이, 서로 대향하는 제1 다리 부분(51 및 51)의 하단부 사이의 외측 치수는 패드 형성 영역(15A 및 15A) 사이의 내측 치수보다 작게 만들어지고 서로 대향하는 제2 다리 부분(52 및 52)의 하단부 사이의 외측 치수는 리드 형성 영역(25A 및 25A) 사이의 외측 치수보다 크게 만들어진다. 이런 이유로, 와이어 수용 부분(55)은 고체 촬상 디바이스(10)쪽의 패드 형성 영역(15A)과 기판(20)쪽의 리드 형성 영역(25A)을 포함하여 고체 촬상 디바이스(10)를 둘러싸는 공간을 형성하고 각 변의 본딩 와이어(30, 30, ...)를 수용한다.
광학 부재 실장면(54)은 직사각형 프레임 형태로 형성된 제1 다리 부분의 실장면(51a)에 대하여 Z 방향의 소정 위치에서 소정 평탄도를 갖도록 형성된다. 광학 부재(60)는 프레임 부재(50) 위쪽으로부터 개방 부분(50a)를 덮도록 광학 부재 실장면(54)에 실장되고 접착제(66)에 의해 프레임 부재(50)에 접착되고 고정된다. 접착제(66)로서는, 자외선 경화형 접착제, 가열 경화형 접착제 등이 적절히 사용된다.
앞서 설명된 바와 같이 구성되는 고체 촬상 유닛(100)에서, 프레임 부재(50)는 광학 부재(60)쪽으로부터 촬상면(11)을 향해 돌출하는 제1 다리 부분(51)을 가진다. 그 다음, 프레임 부재(50)와 고체 촬상 디바이스(10)는, 제1 다리 부분(51)이 촬상면(11)상의 촬상 영역(12)과 패드 형성 영역(15A) 사이에 위치하는 중간 영역(16)과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다. 이런 이유로, 광학 부재(60)를 투과한 다음 패드 부근으로 유도되는 광(L)이 제1 다리 부분(51)에 의해 차단됨으로써, 본딩 와이어(30)쪽으로 조사되지 않는다(도 4 참조). 이런 식으로, 본딩 와이어(30)로부터의 반사에 기인한 플레어 발생이 억제된다.
더 나아가, 고체 촬상 유닛(100)에서는, 제1 다리 부분(51)이 촬상면(11)상의 중간 영역(16)에 접착됨으로써, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)에 고정된다. 이런 이유로, 프레임 부재(50)와 센서 유닛(1) 사이의 접착 강도를 확보하기 위한 접착면이 프레임 부재(50)의 제2 다리 부분(52)과 기판(20)의 외부 주변부 사이에 형성되지 않을 수 있다. 더 나아가, 개방 부분(50a)의 크기 감소를 달성할 수 있다. 이런 식으로, 기판(20), 프레임 부재(50), 및 광학 부재(60)의 크기를 감소시킬 수 있고, 그에 따라 고체 촬상 유닛(100)의 크기와 무게를 전체적으로 감소시킬 수 있다.
앞서 설명된 관련 기술의 고체 촬상 유닛(600)과 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100) 사이의 구조적 차이를 대비하는 양상이 도 5a 및 도 5b에 표시된다. 이들 중에서, 도 5a는 관련 기술의 고체 촬상 유닛의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고 도 5b는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b의 두 도면의 대비로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에 따르면, 종래 기술의 고체 촬상 유닛(600)에 비해, 기판(20) 및 광학 부재(60)의 크기를 감소시킬 수 있고, 그에 따라 디바이스의 크기와 무게를 전체적으로 감소시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)과 관련 기술의 고체 촬상 유닛(600)을 비교하면, 도 5b의 좌우 양쪽에서 이점쇄선으로써 표시된 부분(B1 및 B2)에 의해 표시되는 바와 같이, 기판(20) 및 광학 부재(60)의 크기를 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 기판(20)에 대해서는, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)에 부착되는 구성 때문에, 기판(20)에서 프레임 부재(50)의 접착 영역(도 5b의 부호 B1 참조)이 불필요해지고, 그에 따라 해당량만큼 크기 감소를 달성할 수 있다. 더 나아가, 광학 부재(60)에 대해서는, 마찬가지로, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)에 부착되는 구성 때문에, 광학 부재(60)를 지지하기 위한 프레임 부재(50)가 본딩 와이어(30)에 의한 접속 장소 너머로 고체 촬상 디바이스(10)와 중복하는 위치에 존재하고, 그에 따라 프레임 부재(50)에 대한 광학 부재(60)의 고정 위치가 고체 촬상 디바이스(10) 위쪽에 위치 결정될 수 있게 하는 양(도 5b의 부호 B2 참조)만큼 광학 부재(60)의 크기를 감소시킬 수 있다.
이런 식으로, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에 따르면, 관련 기술의 고체 촬상 유닛(600)과 비교할 때 기판(20)의 외부 주변부 및 광학 부재(60)의 외부 주변부를 생략할 수 있고, 그에 따라 각 부재의 크기 및 무게 감소를 실현할 수 있다. 결과적으로, 디바이스의 크기와 무게를 전체적으로 감소시킬 수 있다.
더 나아가, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에서, 제1 다리 부분(51)은 촬상 영역(12)을 둘러싸도록 프레임 부재(50)의 하부 표면쪽에 형성되고, 그것의 하단이 중간 영역(16)에 부착되고 고정되며, 광학 부재(60)는 촬상면(11)과 대향하도록 프레임 부재(50)의 상부 표면쪽에 부착되고 고정되며, 그에 따라 촬상 영역(12)이 밀폐된다. 이런 이유로, 패드 형성 영역(15A)보다 먼 외부 주변쪽의 부재에서 발생될 수 있는 아웃 가스, 대기 중에 포함된 수분, 주변 먼지 등이 촬상 영역(12)으로 들어가지 않고, 그에 따라 장기 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
더 나아가, 고체 촬상 유닛(100)에서는, 제1 다리 부분(51)이 촬상면(11)과 접촉하는 상태에서, 다시 말해, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)을 기준으로 Z-축 방향에서 위치 결정되는 상태에서, 프레임 부재(50)가 접착제(56)에 의해 고체 촬상 디바이스(10)에 실장되고 고정된다. 이런 식으로, 고체 촬상 유닛(100)의 조립 시점에서의 조정 작업이 간명해지고 용이해질 수 있다.
관련 기술의 고체 촬상 유닛(600) 및 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)의 고체 촬상 디바이스에서 고체 촬상 디바이스에 대한 프레임 부재의 위치 결정 상황을 대비하는 양상이 도 6a 및 도 6b에 표시된다. 이들 중에서, 도 6a는 관련 기술의 고체 촬상 유닛에서의 위치 결정 상황을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고 도 6b는 본 명세서가 적용되는 고체 촬상 유닛에서의 위치 결정 상황을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6a에 표시된 바와 같이, 관련 기술의 고체 촬상 유닛(600)에서는, 프레임 부재(650)가 기판(620)의 상부 표면에 실장되고 고정된다. 이런 이유로, 프레임 부재(650)의 상부 표면이 기준 평면(S)으로 설정되고 기준 평면(S)에서의 소정 위치(예를 들어, 왼쪽 전단부)가 프레임 부재(650)의 원점(G)으로 설정될 때, 고체 촬상 디바이스(610)에 대한 프레임 부재(650)의 위치 결정은 6-축 조정에 의해 수행되어야 한다.
구체적으로, 관련 기술의 고체 촬상 유닛(600)에서는, 총 6개 축; 고체 촬상 디바이스(610)에 대한 프레임 부재(650)의 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향에서의 위치, Z 축 주위의 회전각(θ), X 축 주위의 기울기(Rx), 및 Y 축 주위의 기울기(Ry)에 대한 위치 결정 조정을 수행해야 한다. 고체 촬상 디바이스(610)에 대한 프레임 부재(650)의 위치가 이런 식으로 6-축에 의해 조정된 상태에서, 프레임 부재(650)를 고정시키기 위한 접착제가 경화된다. 그러한 6-축 조정의 필요성은, 프레임 부재(650)가 충분히 높은 정밀도를 가지고 있는 경우라 하더라도, 다이 본드를 통해 서로 접착되는 고체 촬상 디바이스(610)와 기판(620)에 대한 상대 위치에서 불가피한 변동이 발생한다는 사실 때문이다.
이와 대조적으로, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에서는, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)에 직접적으로 실장되고 고정된다. 이런 이유로, 프레임 부재(50)의 상부 표면(광학 부재 실장면(54))이 기준 평면으로 설정되고 그 평면에서의 소정 위치(왼쪽 전단부)가 프레임 부재(50)의 원점(G)으로 설정될 때, 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 프레임 부재(50)의 위치 결정을 3-축 조정에 의해 수행할 수 있다.
구체적으로, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에서는, 위치 결정 조정이 총 3개 축; 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 프레임 부재(50)의 X-축 및 Y-축 방향에서의 위치 그리고 Z 축 주위의 회전각(θ)에 대해 수행된다면 수용 가능하다. 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 프레임 부재(50)의 위치가 이런 식으로 3-축 조정에 의해 조정된 상태에서, 프레임 부재(50)를 고정시키기 위한 접착제가 경화된다. 프레임 부재(50)의 위치 결정이 이런 식으로 3-축 조정에 의해 수행될 수 있는 이유는, 프레임 부재(50)의 제1 다리 부분(51)이 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)에 직접적으로 지지되는 구성 때문에, 프레임 부재(50)의 정밀도를 소정 범위 이내가 되게 하는 것에 의해 광학 부재 실장면(54)의 Z-축 방향의 위치 및 기울기(Rx 및 Ry)가 규정되기 때문이다.
다시 말해, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에 따르면, 관련 기술의 고체 촬상 유닛(600)과 비교할 때, 3개 축 조정: 고체 촬상 디바이스(610)의 촬상면으로부터의 높이 방향(Z 방향) 및 촬상면의 기울기(Rx 및 Ry)가 불필요해지고, 3개 축: 고체 촬상 디바이스(10)의 수평 및 수직 방향(X 및 Y) 그리고 회전 방향(θ) 조정을 사용하는 것에 의해 위치 결정 조정에 대응할 수 있는 반면, 관련 기술은 6-축 조정이 필요하다. 이런 식으로, 고체 촬상 유닛(100)의 조립 공정이 감소될 수 있고 위치 조정 공정이 간략화될 수 있다. 이런 식으로, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에 따르면, 디바이스의 조립 시점에서의 조정 작업이 간명해지고 용이해질 수 있으며, 결국 디바이스의 비용 감소를 실현할 수 있다.
더 나아가, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에 따르면, 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 광학 부재(60)의 위치 결정이 프레임 부재(50)에 의해 수행되므로, 앞서 설명된 바와 같이, 광학 부재(60) 위쪽에 제공되는 렌즈 유닛을 실장할 때, 광학 부재(60)의 상부 표면을 기준으로 위치 조정을 수행하는 것이 가능해진다. 이런 식으로, 작업 시간 감소를 실현할 수 있고 또한 렌즈 유닛의 고정밀도 실장(high-precision mounting)이 가능해진다.
더 나아가, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)에 따르면, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)에 직접적으로 고정되는 구성 때문에, 고체 촬상 디바이스(10)에서 발생되는 열의 전도성을 향상시킬 수 있어 고체 촬상 디바이스(10)의 방열성(heat dissipation)을 향상시킬 수 있다.
이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)의 변경된 실례가 도 7에 표시된다. 도 7에 표시된 바와 같이, 고체 촬상 유닛(100)에서는, 와이어 수용 부분(55)이 전기 절연 특성을 가진 수지(57)로 충전되는 구성도 만들어 질 수 있다. 수지(57)는, 예를 들어, 포팅(potting) 또는 몰딩을 위한 실리콘 실란트 등이다.
와이어 수용 부분(55)이 이런 식으로 수지(57)로 충전되는 구성에 따르면, 대기에 포함된 수분 또는 아웃 가스에 의한 본딩 와이어(30), 패드(15), 리드(25) 등의 부식을 억제할 수 있다. 이런 식으로, 패드(15) 등의 부식으로 인한 접속 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 더 나아가, 본딩 와이어(30)의 와이어 접속 부분이 존재하는 와이어 수용 부분(55)에 수지(57)가 충전됨으로써, 와이어 수용 부분(55)으로 먼지와 같은 이물질이 침입하는 것이 방지된다. 이런 식으로, 본딩 와이어(30)의 와이어 접속 부분에서의 이물질에 의한 단락이 방지된다.
더 나아가, 와이어 수용 부분(55)에 충전되는 수지(57)에 의해 고체 촬상 디바이스(10) 및 기판(20)에서의 프레임 부재(50)의 접착 작용이 획득될 수 있으므로, 프레임 부재(50)의 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 와이어 수용 부분(55)이 수지(57)로 충전되는 구성에 따르면, 외부 진동 등에 기인한 본딩 와이어(30)의 흔들림 또는 본딩 와이어(30)의 상호 접촉, 파손 등을 방지할 수 있다.
와이어 수용 부분(55)에 수지(57)가 충전되는 구성에서는, 기판(20)의 옆 모서리 부분(side marginal portion) 또는 프레임 부재(50)의 제2 다리 부분(52)에 홀 또는 컷아웃을 형성하여 와이어 수용 부분(55)이 외부로 개구되게 하는 것에 의해, 수지(57)의 충전을 용이하게 수행할 수 있다. 더 나아가, 와이어 수용 부분(55)에 수지(57)를 충전할 때 기판(20)의 상부 표면과 제2 다리 부분(52)의 하단면(52a) 사이의 간극을 통한 와이어 수용 부분(55)으로부터의 수지(57) 유출을 억제한다는 관점에서는, 기판(20)의 상부 표면과 제2 다리 부분(52)의 하단면(52a) 사이의 간극이 좁은 것이 바람직하다.
이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)의 변경된 또 다른 실례가 도 8에 표시된다. 도 8에 표시된 바와 같이, 고체 촬상 유닛(100)에서는, 기판(20)과 프레임 부재(50) 또한 접착제(58)에 의해 서로 접착될 수 있다. 이 경우, 접착제(58)는 제2 다리 부분(52)의 하단면 또는 기판(20)의 옆 모서리 부분의 상부 표면에 도포된다. 더 나아가, 제2 다리 부분(52)과 기판(20)이 접착제(58)에 의해 서로 접착되는 구성에서는, 접착면을 확보한다는 관점에서, 제2 다리 부분(52)의 하단면(52a)이 리드 형성 영역(25A)을 침범하지 않는 정도까지 넓은 것이 바람직하다.
제2 다리 부분(52)과 기판(20)이 이런 식으로 접착제(58)에 의해 서로 접착되는 구성에 따르면, 프레임 부재(50)와 센서 유닛(1) 사이의 접착 강도를 향상시킬 수 있다.
다음으로는, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)을 제조하는 방법이 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 설명될 것이다. 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)을 제조하는 방법에서는, 먼저, 고체 촬상 디바이스(10)가 기판(20)의 상부 표면에 실장된다. 다시 말해, 도 9a에 표시된 바와 같이, 고체 촬상 디바이스(10)가 기판(20)의 상부 표면에 위치 결정되어 배치된 다음 고체 촬상 디바이스(10)가 다이 본드(26)에 의해 기판(20)에 고정된다.
다음으로는, 도 9b에 표시된 바와 같이, 고체 촬상 디바이스(10)의 각 변에 형성된 패드(15, 15, ...)와 각각 패드(15, 15, ...)에 대응하도록 기판(20)의 각 변에 형성된 리드(25, 25, ...)가 본딩 와이어(30)에 의해 전기적으로 서로 접속된다. 이런 식으로, 센서 유닛(1)이 구성된다.
다음으로는, 도 9c에 표시된 바와 같이, 프레임 부재(50)가 위쪽으로부터 센서 유닛(1)을 덮도록 위치 결정되고 제1 다리 부분(51)이 고체 촬상 디바이스(10)의 촬상면(11)상의 중간 영역(16;도 3 참조)과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재(50)와 고체 촬상 디바이스(10)가 서로 일체적으로 고정된다. 이때, 프레임 부재(50)와 고체 촬상 디바이스(10)가 서로 일체적으로 고정되는 접착 부위는 제1 다리 부분(51) 이외의 부위일 수도 있다. 그러나, 이 실시예에서는, 2개가 중간 영역(16) 또는 실장면(51a;도 4 참조)에 도포된 접착제(56)에 의해 서로 일체적으로 고정된다. 이 공정에서, 프레임 부재(50)의 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 위치 결정은, 앞서 설명된 바와 같이, 3-축 조정에 의해 용이하게 수행될 수 있다.
프레임 부재(50)를 고체 촬상 디바이스(10)에 고정시키는데 사용되는 접착제(56)는, 예를 들어, 자외선 경화형 접착제, 가열 경화형 접착제 등이다. 프레임 부재(50)가 3-축 조정에 의해서 프레임 부재(50)의 X-축 방향, Y-축 방향, 및 Z 축 주위의 θ 방향의 각 방향에 관해서 고체 촬상 디바이스(10)에 대해 위치 결정된 상태에서, 접착 부위로의 자외선 조사 또는 가열에 의해 접착제(56)가 응고된다.
그 다음, 도 9d에 표시된 바와 같이, 광학 부재(60)가 위쪽으로부터 프레임 부재(50)를 덮도록 위치 결정되고 광학 부재(60)는 광학 부재 실장면(54)에 도포된 접착제(66)에 의해 프레임 부재(50)에 고정된다. 광학 부재(60)를 프레임 부재(50)에 고정시키는데 사용되는 접착제(66)는, 접착제(56)와 마찬가지로, 예를 들어, 자외선 경화형 접착제, 가열 경화형 접착제 등이다. 예를 들어, 프레임 부재(50)의 고체 촬상 디바이스(10)에 대한 위치 결정과 마찬가지로, 광학 부재(60)는 3-축 조정에 의해 광학 부재(60)의 X-축 방향, Y-축 방향, 및 Z 축 주위의 θ 방향의 각 방향에 관해서 프레임 부재(50)에 대해 위치 결정된 상태에서, 접착 부위로의 자외선 조사 또는 가열에 의해 접착제(66)가 응고된다.
고체 촬상 유닛(100)을 제조하는 그러한 방법에서, 프레임 부재(50)는 광학 부재(60)쪽으로부터 촬상면(11)을 향해 돌출하는 제1 다리 부분(51)을 가진다. 그 다음, 제1 다리 부분(51)이 촬상면(11;도 2 참조)상의 촬상 영역(12)과 패드 형성 영역(15A) 사이에 위치하는 중간 영역(16)과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재(50)와 고체 촬상 디바이스(10)가 서로 일체적으로 고정된다.
이런 이유로, 광학 부재(60)를 투과한 다음 패드 부근으로 유도되는 광(L)이 제1 다리 부분(51)에 의해 차단됨으로써, 본딩 와이어(30;도 4 참조)쪽으로 조사되지 않는다. 이런 식으로, 본딩 와이어(30)로부터의 반사에 기인한 플레어 발생이 억제되는 고체 촬상 유닛(100)을 제조할 수 있다.
더 나아가, 제1 다리 부분(51)이 촬상면상의 중간 영역(16)에 접착되는 것에 의해, 프레임 부재(50)가 고체 촬상 디바이스(10)에 고정되기 때문에, 기판(20), 프레임 부재(50), 및 광학 부재(60)의 크기가 감소되는 좀더 작고 가벼운 고체 촬상 유닛(100)을 제조할 수 있다. 더 나아가, 제1 다리 부분(51)이 촬상면(11)과 접촉하는 상태에서 제1 다리 부분(51)이 접착제(56)에 의해 촬상면(11)에 실장되고 고정되므로, 고체 촬상 유닛(100)의 조립 시점에서의 조정 작업이 간명하고 용이해질 수 있다.
또한, 이 실시예에서는, 프레임 부재(50)가 센서 유닛(1)에 실장되고 고정된 다음 광학 부재(60)가 고정된 프레임 부재(50)에 접착되고 고정되는 구성이 에시된다. 그런데, 광학 부재(60)의 실장 공정은 고체 촬상 유닛(100)의 구성에 다라 적절하게 변경될 수 있다. 구체적으로, 광학 부재(60)를 미리 프레임 부재(50)에 실장하는 것에 의해 광학 유닛으로서의 패키지(2)가 형성된 다음 패키지(2)가 센서 유닛(1)에 고정적으로 실장되는 구성도 가능할 수 있다.
앞서 설명된 실시예에서는, 광학 부재(60)가 커버 글래스인 구성이 예시된다. 그러나, 광학 부재(60)는 광을 고체 촬상 디바이스(10)쪽으로 유도하는 부재이기만 하면 수용 가능하고, 광학 부재(60)가 단일 또는 복수개 렌즈 등일 수도 있다. 그러한 렌즈가 제공되는 고체 촬상 유닛으로는, 휴대 전화, 정보 단말기 등에 사용되는 렌즈 유닛이 예시된다.
[전자 기기의 구성 실례]
앞서 설명된 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)은, 예를 들어, 디지털 카메라(디지털 스틸 카메라 또는 디지털 비디오 카메라), 촬상 기능을 갖춘 휴대 전화, 및 다른 기기와 같은 다양한 전자 기기에 적용된다. 이하에서는, 앞서 설명된 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛이 제공되는 전자 기기의 일 실례인 비디오 카메라(200)가 도 10을 사용해 설명될 것이다. 도 10은 비디오 카메라(200)의 구성을 예시하는 블록도이다.
비디오 카메라(200)는 정지 이미지 또는 움직이는 이미지의 촬영을 수행하기 위한 것이다. 비디오 카메라(200)는, 앞서 설명된 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100), 광학 시스템(201), 셔터 디바이스(202), 시스템 컨트롤러(203), 및 신호 처리부(204)을 포함한다.
광학 시스템(201)은, 예를 들어, 단일 또는 복수개의 광학 렌즈를 갖춘 광학 렌즈 시스템으로서 구성되고 입사광을 고체 촬상 유닛(100)의 수광 센서부쪽으로 유도한다. 광학 시스템(201)은 피사체로부터의 이미지 광(입사광)이 고체 촬상 유닛(100)의 촬상면(11)에 결상되게 한다. 이런 식으로, 신호 전하가 일정 시간 동안 고체 촬상 유닛(100)에 축적된다. 고체 촬상 유닛(100)은 광학 시스템(201)에 의해 결상된 이미지 광을 픽셀 단위의 전기 신호로 변환하는 것에 의해 획득되는 이미지 신호를 출력한다. 셔터 디바이스(202)는 고체 촬상 유닛(100)으로의 광 조사 시간 및 차광 시간을 제어하기 위한 구성을 가진다.
시스템 컨트롤러(203)는 고체 촬상 유닛(100) 또는 신호 처리부(204)쪽으로 제어 신호를 출력하고 비디오 카메라(200) 전체의 동작을 제어한다. 시스템 컨트롤러(203)는 소정 타이밍에서 고체 촬상 유닛(100)을 구동하기 위한 구동 신호(타이밍 신호)를 발생시키고 그것을 고체 촬상 유닛(100)에 공급한다. 고체 촬상 유닛(100)의 신호 전하에 대한 전송 동작 등은 시스템 컨트롤러(203)에서 고체 촬상 유닛(100)에 공급되는 구동 신호에 의해 제어된다. 다시 말해, 고체 촬상 유닛(100)은 시스템 컨트롤러(203)로부터 공급되는 구동 신호에 의해 신호 전하의 전송 동작 등을 수행한다.
시스템 컨트롤러(203)는 고체 촬상 유닛(100)을 구동하기 위한 구동 신호로서 다양한 펄스 신호를 발생시키는 기능 및 발생된 펄스 신호를 고체 촬상 유닛(100)을 구동하기 위한 구동 펄스로 변환하는 드라이버로서의 기능을 가진다. 또한, 시스템 컨트롤러(203)는 셔터 디바이스(202)의 동작을 제어하기 위한 구동 신호의 발생 및 공급을 수행한다.
신호 처리부(204)는 다양한 신호 처리를 수행하는 기능을 갖고 고체 촬상 유닛(100)의 출력 신호를 처리하는 것에 의해, 피사체의 이미지를 발생시킨다. 신호 처리부(204)는 입력 신호를 처리하는 것에 의해, 비디오 신호를 출력한다. 신호 처리부(204)로부터 출력되는 비디오 신호는 메모리와 같은 저장 매체에 저장되거나 모니터에 출력된다. 또한, 비디오 카메라(200)는 시스템 컨트롤러(203) 등에 전원을 공급하는 배터리와 같은 전원부, 촬상에 의해 발생되는 비디오 신호 등을 저장하는 저장부, 기기 전체를 제어하는 제어부 등을 가진다.
이런 식으로, 이 실시예에 관련된 고체 촬상 유닛(100)이 제공되는 비디오 카메라(200)에 따르면, 고체 촬상 유닛(100)의 본딩 와이어(30)로부터의 반사에 기인한 플레어 발생이 억제된다. 따라서, 플레어 발생이 억제되는 소형의 고품질 전자 기기를 제공할 수 있다.
또한, 본 명세서는 다음 구성으로서 구현될 수 있다.
(1) 기판에 실장된 고체 촬상 디바이스,
고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와, 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어,
고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재, 및
광 투과성을 갖고, 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하는 고체 촬상 유닛으로서,
프레임 부재는 광학 부재측으로부터 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 갖고,
프레임 부재 및 고체 촬상 디바이스는, 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다.
(2) 상기 (1)에 따른 고체 촬상 유닛으로서, 다리 부분이 촬상면상의 중간 영역에 접착되고, 그에 따라 프레임 부재가 고체 촬상 디바이스에 고정된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 따른 고체 촬상 유닛으로서, 프레임 부재는 다리 부분에 접속되며 고체 촬상 디바이스의 측면을 가로질러 기판쪽으로 연장하는 제2 다리 부분을 갖고,
패드와 리드를 접속시키는 본딩 와이어가 수용되는 와이어 수용 부분이 다리 부분과 제2 다리 부분 사이에 형성된다.
(4) 상기 (3)에 따른 고체 촬상 유닛으로서, 와이어 수용 부분은 전기 절연 특성을 갖는 수지로 충전된다.
(5) 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법으로서,
고체 촬상 디바이스가 기판에 실장되고, 기판에 형성된 리드와 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 서로 접속되는 센서 유닛을, 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임의 형태로 형성되며 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하도록 하부 표면측에 형성된 다리 부분을 갖는 프레임 부재로 센서 유닛 위쪽으로부터 덮는 단계;
다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스를 서로 일체적으로 고정시키는 단계; 및
광 투과성을 가진 광학 부재를, 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재의 상부 표면측에 실장하는 단계를 포함한다.
(6) 상기 (5)에 따른 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법으로서, 다리 부분이 촬상면상의 중간 영역에 접착되고, 그에 따라 프레임 부재가 고체 촬상 디바이스에 고정된다.
(7) 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법으로서,
고체 촬상 디바이스가 기판에 실장되고, 기판에 형성된 리드와 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 서로 접속되는 센서 유닛을, 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임의 형태로 형성되며 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하도록 하부 표면측에 형성된 다리 부분을 갖는 프레임 부재 및 광 투과성을 가지며 프레임 부재의 상부 표면측에 실장되는 광학 부재를 포함하는 광학 유닛으로 센서 유닛 위쪽으로부터 덮는 단계; 및
광학 부재가 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하며 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 프레임 부재와 고체 촬상 디바이스를 서로 일체적으로 고정시키는 단계를 포함한다.
(8) 상기 (7)에 따른 고체 촬상 유닛을 제조하는 방법으로서, 다리 부분이 촬상면의 중간 영역에 접착되고, 그에 따라 프레임 부재가 고체 촬상 디바이스에 고정된다.
(9) 전자 기기로서,
고체 촬상 유닛; 및
고체 촬상 유닛의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 포함하고,
고체 촬상 유닛은
기판에 실장된 고체 촬상 디바이스,
고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와, 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어,
고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재, 및
광 투과성을 가지며, 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하고,
프레임 부재는 광학 부재쪽으로부터 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 가지며,
프레임 부재와 고체 촬상 디바이스는, 다리 부분이 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정된다.
본 명세서는, 그것의 전체 내용이 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있는, 2011년 3월 31일에 일본 특허청에 출원된, 일본 우선권 특허 출원 JP 2011-080995호에 개시되어 있는 것과 관련된 주제를 포함한다.
당업자라면, 첨부된 청구항 또는 그것에 관한 등가물의 범위 내에 해당하기만 한다면, 설계 요구 사항 및 다른 팩터에 따라 다양한 수정, 조합, 하위 조합, 및 변경이 발생할 수 있다는 것을 이해할 수 있어야 한다.
1: 센서 유닛
2: 패키지
10: 고체 촬상 디바이스
11: 촬상면
12: 촬상 영역
15: 패드
15A: 패드 형성 영역
16: 중간 영역
20: 기판
25: 리드
25A: 리드 형성 영역
30: 본딩 와이어
50: 프레임 부재
51: 제1 다리 부분
52: 제2 다리 부분
54: 광학 부재 실장면
55: 와이어 수용 부분
56: 접착제
60: 광학 부재
100: 고체 촬상 유닛
200: 비디오 카메라(전자 기기)

Claims (9)

  1. 고체 촬상 유닛으로서,
    기판에 실장된 고체 촬상 디바이스;
    상기 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와, 상기 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어;
    상기 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재; 및
    광 투과성을 가지며, 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하여 상기 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하고,
    상기 프레임 부재는 상기 광학 부재측으로부터 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 갖고,
    상기 프레임 부재와 상기 고체 촬상 디바이스는, 상기 다리 부분이 상기 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정되고,
    상기 프레임 부재는, 상기 다리 부분에 접속되며 상기 고체 촬상 디바이스의 측방을 통해 상기 기판에 접속하지 않고 종단된 제2 다리 부분을 갖고,
    상기 기판의 모서리 부분의 적어도 일부가 상기 기판의 면 방향에 있어서 상기 제2 다리 부분의 저면의 외측 모서리 부분보다도 내측에 위치하고 있는, 고체 촬상 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다리 부분이 상기 촬상면 상의 상기 중간 영역에 접착되어, 상기 프레임 부재가 상기 고체 촬상 디바이스에 고정되는, 고체 촬상 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다리 부분, 상기 제2 다리 부분, 상기 프레임 부재의 상기 다리 부분과 상기 제2 다리 부분을 접속시키는 상부 프레임부, 및 상기 기판에 의해 둘러싸인 와이어 수용부에 전기 절연 특성을 갖는 수지가 충전되고,
    상기 제2 다리 부분과 상기 기판의 간극은, 미경화의 상기 수지가 유출되지 않을 정도로 좁은 폭인, 고체 촬상 유닛.
  4. 고체 촬상 유닛의 제조 방법으로서,
    기판에 고체 촬상 디바이스가 실장되고, 상기 기판에 형성된 리드와 상기 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 접속된 센서 유닛의 상방으로부터,
    상기 고체 촬상 디바이스의 측부를 둘러싸는 프레임 형상을 이루며 하면측에 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출되는 다리 부분이 형성되고, 상기 다리 부분에 접속되며 상기 고체 촬상 디바이스의 측방을 통해 상기 기판에 접속하지 않고 종단된 제2 다리 부분을 갖고, 상기 기판의 모서리 부분의 적어도 일부가 상기 기판의 면 방향에 있어서 상기 제2 다리 부분의 저면의 외측 모서리 부분보다도 내측에 위치하고 있는 프레임 부재를 덮는 단계;
    상기 다리 부분이 상기 촬상면상의 촬상 영역과 상기 패드의 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 상기 프레임 부재와 상기 고체 촬상 디바이스를 일체적으로 고정시키는 단계; 및
    상기 프레임 부재의 상면측에, 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하도록 광 투과성을 가진 광학 부재를 실장하는 단계를 포함하는, 고체 촬상 유닛의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다리 부분이 상기 촬상면 상의 상기 중간 영역에 접착되어, 상기 프레임 부재가 상기 고체 촬상 디바이스에 고정되는, 고체 촬상 유닛의 제조 방법.
  6. 고체 촬상 유닛의 제조 방법으로서,
    기판에 고체 촬상 디바이스가 실장되고, 상기 기판에 형성된 리드와 상기 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 접속된 센서 유닛의 상방으로부터,
    상기 고체 촬상 디바이스의 측부를 둘러싸는 프레임 형상을 이루며 하면측에 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출되는 다리 부분이 형성되고, 상기 다리부분에 접속되며 상기 고체 촬상 디바이스의 측방을 통해 상기 기판에 접속하지 않고 종단된 제2 다리부를 갖고, 상기 기판의 모서리 부분의 적어도 일부가 상기 기판의 면 방향에 있어서 상기 제2 다리 부분의 저면의 외측 모서리 부분보다도 내측에 위치하고 있는 프레임 부재와, 광 투과성을 갖고 상기 프레임 부재의 상면측에 설치된 광학 부재를 구비한 광학 유닛을 덮는 단계;
    상기 광학 부재가 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하고, 상기 다리부분이 상기 촬상면 상의 촬상 영역과 상기 패드의 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역에 접촉하는 상태에서, 상기 프레임 부재와 상기 고체 촬상 디바이스를 일체적으로 고정시키는 단계를 포함하는, 고체 촬상 유닛의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다리 부분이 상기 촬상면 상의 상기 중간 영역에 접착되어, 상기 프레임 부재가 상기 고체 촬상 디바이스에 고정되는, 고체 촬상 유닛의 제조 방법.
  8. 전자 기기로서,
    고체 촬상 유닛; 및
    상기 고체 촬상 유닛의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 포함하고,
    상기 고체 촬상 유닛은
    기판에 실장된 고체 촬상 디바이스;
    상기 고체 촬상 디바이스에 형성된 패드와, 상기 기판에 형성된 리드를 전기적으로 접속시키는 본딩 와이어;
    상기 고체 촬상 디바이스의 옆부분을 둘러싸는 프레임 형태를 가진 프레임 부재; 및
    광 투과성을 가지며, 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면과 대향하여 상기 프레임 부재에 실장되는 광학 부재를 포함하고,
    상기 프레임 부재는 상기 광학 부재측으로부터 상기 고체 촬상 디바이스의 촬상면을 향해 돌출하는 다리 부분을 갖고,
    상기 프레임 부재와 상기 고체 촬상 디바이스는, 상기 다리 부분이 상기 촬상면상의 촬상 영역과 패드 형성 영역 사이에 위치하는 중간 영역과 접촉하는 상태에서, 서로 일체적으로 고정되고,
    상기 프레임 부재는, 상기 다리 부분에 접속되며 상기 고체 촬상 디바이스의 측방을 통해 상기 기판에 접속하지 않고 종단된 제2 다리 부분을 갖고,
    상기 기판의 모서리 부분의 적어도 일부가 상기 기판의 면 방향에 있어서 상기 제2 다리 부분의 저면의 외측 모서리 부분보다도 내측에 위치하고 있는, 전자 기기.


















  9. 삭제
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