KR20050039612A - 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연성의 수지로 이루어지는 배선 기판(1)과, 배선 기판 상에 배치된 테두리 형상의 리브(3)와, 리브의 상단면에 배치된 투광판(4)과, 배선 기판과 리브에 의해 형성된 통체의 내부 공간으로부터 외부에 걸쳐 전기적인 도출를 행하기 위한 다수의 배선 부재(6)와, 내부 공간 내에서 배선 기판 상에 배치된 촬상 소자(2)와, 촬상 소자의 전극과 각 배선 부재를 접속하는 접속 부재(7)를 구비한다. 리브는 투광판의 면상에 직접 수지 성형되어 있고, 리브의 하단이 배선 기판 상에 접착제(5)에 의해 접합되어 있다. 리브와 씰 글래스판 등의 투광판 간에, 접착제를 개재시키지 않고 패키지가 구성되어, 입사광에 대한 영향을 경감하는 것이 가능하다.

Description

고체 촬상 장치 및 그 제조 방법{SOLID-STATE IMAGING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 CCD 등의 촬상 소자가 통체 내에 탑재된 구성의 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
고체 촬상 장치는 비디오 카메라나 스틸 카메라 등에 널리 이용되고, CCD 등의 촬상 소자를 절연성 재료로 이루어지는 베이스에 탑재하여 수광 영역을 투광판으로 덮은 패키지의 형태로 제공된다. 장치의 소형화를 위해, 촬상 소자는 베어 칩 그대로 베이스에 탑재된다. 이와 같은 고체 촬상 장치의 종래예로서, 일본국 특개평 5-267629호 공보에 기재된 고체 촬상 장치에 관해서 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6에서, 21은 베이스이고 그 상면에 오목부가 형성되어, 오목부의 중앙에 촬상 소자 칩(22)이 고정된다. 베이스(21)에는 리드 단자(24)가 설치되고, 그 리드측 패드(25)와 촬상 소자 칩(22)의 본딩 패드(23)가 금속선으로 이루어지는 본딩 와이어(26)에 의해서 접속된다. 또 베이스(21)의 둘레 테두리부 상면에는 리브(28)가 설치되고, 그 상부에 투명한 씰 글래스판(27)이 접합되어, 촬상 소자 칩(22)을 보호하기 위한 패키지가 형성된다.
이러한 고체 촬상 장치는 도시된 바와 같이, 씰 글래스판(27)측을 상방을 향하게 한 상태로 회로 기판 상에 탑재되고, 리드 단자(24)가 회로 기판 상의 전극과 접속하기 위해서 이용된다. 도시하지 않지만, 씰 글래스판(27)의 상부에는 촬상 광학계가 장착된 경통(鏡筒)이 촬상 소자 칩(22)에 형성된 수광 영역과의 상호 위치 관계에 소정의 정밀도를 갖으며 장착된다. 촬상 동작 시에는 경통에 장착된 촬상 광학계를 통해, 피촬상 대상으로부터의 광이 수광 영역에 집광되어 광전 변환된다.
상기 종래예의 고체 촬상 장치에서는, 씰 글래스판(27)은 리브(28)의 상단면에 접착제에 의해 접합된다. 따라서, 리브(28)의 내측 씰 글래스판(27)의 내면에 접착제가 조금 삐져 나오는 것을 피할 수 없다. 삐져 나온 접착제에 의해 입사광이 차단 혹은 산란되므로, 촬상 소자 칩(22)의 수광면으로 입사되는 광에 바람직하지 못한 영향을 미칠 우려가 있다.
또, 종래의 고체 촬상 장치의 제조 공정에서, 리브(28)는 베이스(21)와 일체로 성형되므로, 필연적으로 씰 글래스판(27)은 리브(28)의 상단면에 접착제에 의해 접합되게 된다. 따라서, 상술과 같이, 삐져 나온 접착제에 의한 영향을 피할 수 없다.
본 발명은 리브와 씰 글래스판 등의 투광판 간에 접착제를 개재시키지 않고 패키지가 구성되어, 입사광에 대한 영향을 경감하는 것이 가능한 고체 촬상 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또, 이와 같은 구조의 고체 촬상 장치를 용이하게 양산 가능한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 고체 촬상 장치는 절연성의 수지로 이루어지는 배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 배치된 테두리 형상의 리브와, 상기 리브의 상단면에 배치된 투광판과, 상기 배선 기판과 상기 리브에 의해 형성된 통체의 내부 공간으로부터 외부에 걸쳐 전기적인 도출을 행하기 위한 다수의 배선 부재와, 상기 내부 공간 내에서 상기 배선 기판 상에 배치된 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 전극과 상기 각 배선 부재를 접속하는 접속 부재를 구비한다. 상기 리브는 상기 투광판의 면상에 직접 수지 성형되어 있고, 상기 리브의 하단이 상기 배선 기판 상에 접착제에 의해 접합되어 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 상기 구성의 고체 촬상 장치를 제조하는 방법으로서, 다수 개의 상기 고체 촬상 장치에 상당하는 영역을 갖는 상기 투명판의 면상에 각 상기 고체 촬상 장치를 구성하는 다수 세트의 상기 리브를 형성하기 위한 리브 형성 부재를 수지 성형하고, 다수의 상기 배선 기판에 상당하는 영역에 상기 다수의 배선 부재가 각각 배치된 배선 기판 부재를 이용하여 상기 촬상 소자를 각각의 상기 배선 기판에 상당하는 영역 내에 고정하며, 상기 촬상 소자의 전극과 상기 각 배선 부재를 상기 접속 부재에 의해 접속하고, 상기 리브 형성 부재가 상기 배선 기판 부재에 면하여, 상기 리브 형성 부재가 형성하는 각 테두리 내에 상기 촬상 소자가 배치되도록 상기 투명판과 상기 배선 기판 부재를 대향시켜 접착제에 의해 상기 리브 형성 부재를 상기 배선 기판 부재 면에 접합하고, 상기 배선 기판 부재 및 상기 투명판을 절단하여 상기 각 고체 촬상 장치를 각 조각으로 분리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 구성에 의하면, 고체 촬상 소자를 봉입하는 통체를 형성하는 리브가 투명판 면에 직접 수지 성형되므로 그 사이에 접착제가 개재하지 않는다. 따라서, 접착제에 의해 접합한 경우와 같이, 리브의 내측에 삐져 나온 접착제에 의한 입사광에 대한 영향을 회피할 수 있어, 양호한 수광 상태를 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 고체 촬상 장치에서, 상기 배선 기판의 단면, 상기 리브의 외측면 및 상기 투명판의 단면은, 상기 배선 기판의 면에 직교하는 동일 평면 상에 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 리브 폭이 상기 배선 기판 측에서 작아지도록, 상기 리브의 내측면이 경사를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 리브의 내측면이 배선 기판으로부터 역 테이퍼를 갖으며 세워진 상태가 되므로, 리브의 내측면에 의한 입사광의 반사가 촬상 기능에 실질적으로 악영향을 미치는 것을 억제할 수 있다. 이 경우, 상기 리브의 경사의 각도는 상기 배선 기판 면에 직교하는 방향에 대하여 2∼12°의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의하면, 리브와 투명판면 간에 접착제가 개재하지 않는 구조를 용이하게 제작 가능하다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에서, 바람직하게는 상기 리브 형성 부재를 격자 형상으로 형성하고, 상기 배선 기판 부재 및 상기 투명판을 절단할 시에 상기 각 리브 형성 부재를 그 폭을 2등분하는 방향으로 절단한다. 이것에 의하여, 리브는 리브 형성 부재의 절반의 폭이 되므로, 소형화에 유리하게 된다. 또, 기재, 리브 형성 부재 및 투명판을 일괄해서 절단함으로써, 배선 기판의 단면, 리브의 측면 및 투명판의 단면이 형성하는 평면은 실질적으로 동일 평면이 되므로, 양호한 평탄도를 얻을 수 있게 된다.
또, 상기 투명판의 면상에 리브 형성 부재를 수지 성형할 시에, 상기 리브 형성 부재의 폭이 상기 투명판의 면으로부터 멀어짐에 따라 작아지도록 상기 리브 형성 부재의 측면을 경사시켜 형성할 수 있게 된다. 이것에 의해, 완성 후의 리브의 측면에 용이하게 역 테이퍼를 부여하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관해서, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
(실시 형태1)
도 1은 실시 형태1에서의 고체 촬상 장치의 단면도, 도 2는 측면도이다. 도 3은 도 2의 하면을 도시하는 도면이다.
배선 기판(1)은 평판 형상이고, 통상적인 배선 기판에 이용되는 절연성의 수지, 예컨대 글래스 에폭시 수지로 이루어진다. 배선 기판(1) 상에 촬상 소자(2)가 고정되며, 그 촬상 소자(2)를 포위하도록 배선 기판(1) 상에 구형 테두리의 평면 형상을 갖는 리브(3)가 설치되어 있다. 리브(3)는 예컨대 에폭시 수지로 이루어지고, 예컨대 0.3∼1.0mm의 높이를 갖는다. 리브(3)의 상면에는 투광판(4)이 설치되어 있다. 리브(3)는 투광판(4)의 면상에 직접 수지 성형되어 투광판(4)과 일체가 되어 있다. 따라서, 리브(3)의 하단면이 접착제(5)에 의해 배선 기판(1) 상에 접합되어 있다. 배선 기판(1), 리브(3) 및 투광판(4)에 의해, 내부 공간을 갖는 패키지가 형성되고, 그 내부 공간으로부터 외부로 전기적인 도출을 행하기 위한 다수의 배선(6)이 배치되어 있다. 각 배선(6)과 촬상 소자(2)의 패드 전극(2a)은 패키지의 공간 내에서 금속 세선(7)에 의해 접속되어 있다. 패키지 전체의 두께는 통상 2.0mm이하이다.
배선(6)은 촬상 소자(2)의 탑재 면에 형성된 내부 전극(6a)과, 그 이면에 형성된 외부 전극(6b)과, 배선 기판(1)의 단면에 형성된 단면 전극(6c)으로 이루어진다. 외부 전극(6b)은 내부 전극(6a)과 대응하는 위치에 배치되어 있다. 단면 전극(6c)은 내부 전극(6a)과 외부 전극(6b)을 접속하고 있다. 내부 전극(6a), 외부 전극(6b) 및 단면 전극(6c)은 모두 예컨대, 도금에 의해 형성할 수 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 단면 전극(6c)은 배선 기판(1)의 단면에 형성된 오목부(1a)에 배치되어 있다. 단면 전극(6c)의 표면은 배선 기판(1)의 단면과 실질적으로 동일 평면을 형성하고 있던지, 또는 배선 기판(1)의 단면보다도 함몰되어 있다.
배선 기판(1)의 양면에서의 내부 전극(6a)과 외부 전극(6b)의 주위 영역에는, 절연막(8a, 8b)이 형성되어 있다(도 3에는 절연막(8b)을 도시 생략). 외부 전극(6b)의 표면은 도시한 바와 같이 절연막(8b)의 표면보다도 함몰되어 있던지, 혹은 절연막(8b)의 표면과 실질적으로 동일 평면을 형성하고 있다. 절연막(8b)과 외부 전극(6b)은 서로 중첩 부분을 갖지 않도록 배치되어 있어도 되고, 외부 전극(6b)의 둘레 테두리부가 절연막(8b)과 서로 겹치도록 배치되어 있어도 된다.
패키지의 각 측면에 대응하는, 배선 기판(1)의 단면, 리브(3)의 외측면 및 투명판(4)의 단면은 실질적으로 동일 평면 내에 있고, 평탄한 패키지 측면을 형성하고 있다. 이 패키지 측면은, 예컨대, 제조 공정에서 배선 기판(1)의 단면, 리브(3)의 측면 및 투명판(4)의 단면을 일괄해서 절단함으로써, 양호한 평탄도의 평면을 형성할 수 있다. 또, 리브(3)의 내측면은 배선 기판(1)의 면에 대한 경사를 갖는다. 이 경사는, 내부 공간이 배선 기판(1) 측에서 넓어지는 방향으로 설정되어 있다. 경사의 각도는, 배선 기판(1) 면에 직교하는 방향에 대하여 2∼12°의 범위가 된다. 이 경사는, 리브(3)의 내측면에 의해 입사광이 부적당하게 반사되는 것을 억제하기 위해서 설치된다. 리브(3)의 내측면에 의한 반사의 영향을 더욱 경감하기 위해서는, 리브(3)의 내측면에 바둑판 모양 또는 부식면을 형성하여도 된다.
이상의 구성에 의하면, 리브(3)가 투명판(4) 면에 직접 수지 성형되어, 그 사이에 접착제가 개재되지 않는다. 따라서, 접착제에 의해 접합된 경우와 같이, 리브(3)의 내측 투명판(4)의 내면으로 접착제가 삐져 나오지 않고, 입사광에 대한 악영향을 회피할 수 있어 양호한 수광 상태를 얻을 수 있게 된다.
(실시 형태2)
실시 형태2는, 실시 형태1에 나타낸 구조의 고체 촬상 장치를 제조하는 방법이고, 이것에 관해서 도 4 및 5를 참조하여 설명한다.
우선 도 4a에 도시하는 바와 같이, 절연성의 수지로 이루어지는 평판 형상의 기재(10)를 준비한다. 기재(10)는, 그 일부 영역에 배선(6)(도 1 참조)을 형성하기 위한 배선 형성 부재(11)가 형성되고, 나머지 영역의 상하면에 절연막(12)이 형성되어 있다. 배선 형성 부재(11)는, 기재(10)의 상하면에 각각 형성된 표면 도전층(11a) 및 하면 도전층(11b)을 포함한다. 표면 도전층(11a)과 하면 도전층(11b)은 상하 방향에서 상호 대응하는 위치에 배치되고, 기재(10)를 관통하여 형성된 관통 도전층(11c)에 의해 접속되어 있다. 이들의 도전층은 통상 이용되는 어떤 방법으로 형성하여도 된다. 예컨대, 기재(10)에 관통 구멍을 형성하고, 도금에 의해 관통 도전층(11c)을 형성하며, 다음에 관통 도전층(11c)의 위치에 맞춰서 상면 도전층(11a) 및 하면 도전층(11b)을 도금에 의해 형성할 수 있게 된다.
기재(10)는 다수 개의 고체 촬상 장치를 형성 가능한 크기를 갖는다(도 4에는 일부만 도시). 배선 형성 부재(11)는 다수 개의 고체 촬상 장치에 대응시켜 다수 세트 형성한다.
다음에 도 4b에 도시하는 바와 같이, 기재(10)에 대응하는 면적을 갖는 투명판(14) 상에 리브 형성 부재(13)를 수지 성형에 의해 접착제를 이용하지 않고 직접 형성한다. 리브 형성 부재(13)는 각 고체 촬상 장치에 대응하는 각 영역의 경계를 형성하여, 최종적으로는 각 고체 촬상 장치의 리브(3)(도 1참조)가 된다. 리브 형성 부재(13)의 단면 형상은 투명판(14)으로부터 멀어짐에 따라 폭이 좁아지도록 측면이 경사를 갖는다. 투명판(14) 상에 격자 형상으로 수지 성형된 리브 형성 부재(13)의 평면 형상의 일례를, 도 5에 도시한다. 리브 형성 부재(13)를 수지 성형에 의해 형성할 시에는, 수지 성형용의 금형과 기재(10)간에 예컨대 폴리이미드의 시트를 개재시키며, 수지 플래쉬 버르의 발생을 억제할 수 있게 된다.
다음에 도 4c에 도시하는 바와 같이, 각 고체 촬상 장치에 대응하는 영역 내에 촬상 소자(15)를 고정하여, 촬상 소자(15)의 패드 전극(15a)과 각 상면 도전층(11a)을 금속 세선(16)에 의해 접속한다. 또한, 기재(10)에서의 리브 형성 부재(13)에 대응하는 면에 접착제(17)를 도포한다. 다음에 도 4d에 도시하는 바와 같이, 투명판(14)을 리브 형성 부재(13)를 밑을 향하여 하여 기재(10) 상에 올려놓고, 리브 형성 부재(13)의 하단면을 접착제(17)에 당접시켜 접합한다.
다음에 도 4e에 도시하는 바와 같이, 기재(10), 리브 형성 부재(13) 및 투명판(14)을 다이싱 블레이드(18)에 의해 절단하고, 도 4f에 도시하는 바와 같이, 각 고체 촬상 장치를 형성하는 개편으로 분리한다. 절단은, 도 4E에 도시한 바와 같이, 기재(10)에 직교하는 방향이며, 또한 평면 형상에서 각 리브 형성 부재(13)의 폭을 2등분하는 방향으로 행한다. 그 결과, 리브 형성 부재(13), 상면 도전층(11a), 하면 도전층(11b) 및 관통 도전층(11c)이 2등분되고, 각각 별개의 고체 촬상 장치에서의 리브(3), 내부 전극(6a), 외부 전극(6b) 및 단면 전극(6c)을 형성한다.
본 제조 방법에 의하면, 리브(3)와 투명판(4)면 간에 접착제가 개재하지 않는 구조를 용이하게 제작할 수 있다. 또, 기재(10), 리브 형성 부재(13) 및 투명판(14)을 일괄해서 절단함으로써, 배선 기판(1)의 단면, 리브(3)의 측면 및 투명판(4)의 단면이 형성하는 평면은 실질적으로 동일 평면이 되므로, 양호한 평탄도를 얻을 수 있다. 패키지 측면이 평탄한 것에 의해, 광학계를 수용한 경통을 장착할 시에 패키지 측면과 경통 내면의 당접에 의해 경통을 위치 결정하여, 높은 위치 정밀도를 확보할 수 있게 된다. 또한, 배선 기판(1)으로서, 간소한 배선 기판을 이용할 수 있고, 패키지를 소형 또한 저렴한 가격으로 형성하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태1에서의 고체 촬상 장치의 구성을 도시하는 단면도,
도 2는 도 1의 고체 촬상 장치의 측면도,
도 3은 도 2의 고체 촬상 장치의 저면도,
도 4a∼4f는 본 발명의 실시 형태2에서의 고체 촬상 장치의 제조 방법을 도시하는 단면도,
도 5는 동 제조 방법에서의 리브 형성 부재를 도시하는 평면도,
도 6은 종래예의 고체 촬상 장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 배선 기판 2 : 촬상 소사
3 : 리브 4 : 투광판
5 : 접착제 6 : 배선
6a : 내부 전극 6b : 외부 전극
6c : 단면 전극 7 : 금속 세선
8a, 8b: 절연막 10 : 기재
11 : 배선 형성 부재 11a: 상면 도전층
11b: 하면 도전층 11c: 관통 도전층
12 : 절연막 13 : 리브 형성 부재
14 : 투명판 15 : 촬상 소자
16 : 금속 세선 17 : 접착제
18 : 다이싱 블레이드 21 : 베이스
22 : 촬상 소자 칩 23 : 본딩 패드
24 : 리드 단자 25 : 리드측 패드
26 : 본딩 와이어 27 : 씰 글래스판
28 : 리브

Claims (7)

  1. 절연성의 수지로 이루어지는 배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 배치된 테두리 형상의 리브와, 상기 리브의 상단면에 배치된 투광판과, 상기 배선 기판과 상기 리브에 의해 형성된 통체의 내부 공간으로부터 외부에 걸쳐 전기적인 도출을 행하기 위한 다수의 배선 부재와, 상기 내부 공간 내에서 상기 배선 기판 상에 배치된 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 전극과 상기 각 배선 부재를 접속하는 접속 부재를 구비한 고체 촬상 장치에 있어서,
    상기 리브는, 상기 투광판의 면상에 직접 수지 성형되어 있고, 상기 리브의 하단이 상기 배선 기판 상에 접착제에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배선 기판의 단면, 상기 리브의 외측면 및 상기 투명판의 단면은, 상기 배선 기판의 면에 직교하는 동일 평면 상에 있는 고체 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리브의 폭이 상기 배선 기판 측에서 작아지도록, 상기 리브의 내측면이 경사를 갖는 고체 촬상 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리브의 경사의 각도는 상기 배선 기판면에 직교하는 방향에 대하여 2∼12°의 범위인 고체 촬상 장치.
  5. 절연성의 수지로 이루어지는 배선 기판과, 상기 배선 기판 상에 배치된 테두리 형상의 리브와, 상기 리브의 상단면에 배치된 투광판과, 상기 배선 기판과 상기 리브에 의해 형성된 통체의 내부 공간으로부터 외부에 걸쳐 전기적인 도출을 하기 위한 다수의 배선 부재와, 상기 내부 공간 내에서 상기 배선 기판 상에 배치된 촬상 소자와, 상기 촬상 소자의 전극과 상기 각 배선 부재를 접속하는 접속 부재를 구비한 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    다수 개의 상기 고체 촬상 장치에 상당하는 영역을 갖는 상기 투명판의 면상에, 각 상기 고체 촬상 장치를 구성하는 다수 세트의 상기 리브를 형성하기 위한 리브 형성 부재를 수지 성형하고,
    다수의 상기 배선 기판에 상당하는 영역에 상기 다수의 배선 부재가 각각 배치된 배선 기판 부재를 이용하여 상기 촬상 소자를 각각의 상기 배선 기판에 상당하는 영역 내에 고정하며, 상기 촬상 소자의 전극과 상기 각 배선 부재를 상기 접속 부재에 의해 접속하고,
    상기 리브 형성 부재가 상기 배선 기판 부재에 면하여, 상기 리브 형성 부재가 형성하는 각 테두리 내에 상기 촬상 소자가 배치되도록 상기 투명판과 상기 배선 기판 부재를 대향시켜 접착제에 의해 상기 리브 형성 부재를 상기 배선 기판 부재면에 접합하고,
    상기 배선 기판 부재 및 상기 투명판을 절단하여 상기 각 고체 촬상 장치를 각 개편으로 분리하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 리브 형성 부재를 격자 형상으로 형성하여 상기 배선 기판 부재 및 상기 투명판을 절단할 시에, 상기 각 리브 형성 부재의 폭을 2등분하는 방향으로 절단하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 투명판의 면상에 리브 형성 부재를 수지 성형할 시에, 상기 리브 형성 부재의 폭이, 상기 투명판의 면으로부터 멀어짐에 따라 작아지도록, 상기 리브 형성 부재의 측면을 경사시켜 형성하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
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