KR20070094559A - 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (ｐａｃｋａｇｅ) 및 고체촬상 장치 - Google Patents

고체 촬상 소자 수용용 케이스 (ｐａｃｋａｇｅ) 및 고체촬상 장치 Download PDF

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KR20070094559A
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미츠오 마에다
야스오 마츠미
다쿠지 요시다
준이치 이데
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

아우터 리드부 (2b1) 는 굴곡부 (2b10) 를 가지고 있다. 굴곡부 (2b10) 는 아우터 리드부 (2b1) 의 긴 방향의 중심선 (Z0) 에 대하여 비대칭이다. 이와 같이, 아우터 리드부 (2b1) 가 중심선 (Z0) 에 대하여 비대칭인 굴곡부 (2b10) 를 갖기 때문에, 배선 기판 (20) 의 열팽창에 수반하여, 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 가 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향 (X) 을 따라 이동하면, 이 굴곡부 (2b10) 에 응력이 집중되어 약간 구부러진다. 따라서, 아우터 리드부 (2b1) 가 접속된 케이스 본체 (1a) 에 대한 응력의 전달이 완화되어, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.
고체 촬상 소자

Description

고체 촬상 소자 수용용 케이스 (ｐａｃｋａｇｅ) 및 고체 촬상 장치{A PACKAGE FOR SOLID-STATE IMAGE SENSING APPARATUS AND A SOLID IMAGE SENSING APPARATUS}
도 1 은 제 1 실시 형태에 관련된 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (1) 를 구비한 고체 촬상 장치 (10) 의 분해 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 고체 촬상 장치 (10) 의 Ⅱ－Ⅱ 화살표선 단면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 케이스 (1) 가 되는 리드 프레임 (lead frame; 2) 의 평면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타낸 아우터 리드부 (2b1) 중 하나의 평면도이다.
도 5 는 제 2 실시 형태에 관련된 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (1) 를 구비한 고체 촬상 장치 (10) 의 분해 사시도이다.
도 6 은 도 5 에 나타낸 고체 촬상 장치 (10) 의 Ⅵ－Ⅵ 화살표선 단면도이다.
도 7 은 도 5 에 나타낸 케이스 (1) 가 되는 리드 프레임 (2) 의 평면도이다.
도 8 은 도 7 에 나타낸 아우터 리드부 (2b1) 중 하나의 평면도이다.
도 9 는 온도 (℃) 와 고체 촬상 소자 (3) 의 두께 방향의 휨량 (㎛) 의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 은 온도 (℃) 와 고체 촬상 소자 (3) 의 두께 방향의 휨량 (㎛) 의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11 은 아일랜드 (2a) 의 형상만을 도 3 또는 도 7 의 것으로부터 대신한 고체 촬상 장치의 부분 사시도이다.
도 12 는 고체 촬상 소자의 휨량의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은 온도 (℃) 와 고체 촬상 소자 (3) 의 두께 방향의 휨량 (㎛) 의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명은, 고체 촬상 소자 수용용 케이스 및 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
종래, 수지제의 케이스 내에 고체 촬상 소자를 수용한 고체 촬상 장치가 알려져 있다. 이러한 고체 촬상 장치는, 예를 들어, 특허 문헌 1 (일본 공개특허공보 평6－163950호) 에 기재되어 있다. 고체 촬상 장치로부터는 복수의 아우터 리드 (outer lead) 가 연장되어 있고, 이들 아우터 리드는 배선 기판 상에 고정 된다.
그러나, 고체 촬상 장치를 배선 기판 상에 고정한 경우, 배선 기판이 열팽창하면, 아우터 리드의 말단부의 위치가 이동하고, 아우터 리드를 통하여 케이스에 응력이 작용한다. 특히, 라인 센서 (Line Sensor) 등의 애스펙트비 (aspect ratio) 가 높은 고체 촬상 소자를 케이스 내에 고정시키고, 케이스의 긴 방향 양단부에 각각 복수의 아우터 리드를 설치한 경우, 케이스 긴 방향에 평행한 외측 방향으로 아우터 리드 말단부가 이동하면, 케이스가 두께 방향을 따라 휘어지고, 이 때의 응력에 의해, 케이스 내에 고정된 고체 촬상 소자가 크게 휘어진다는 문제가 발생한다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감 가능한 고체 촬상 소자 수용용 케이스 및 고정 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관련된 고체 촬상 소자 수용용 케이스는, 오목부를 갖는 수지제의 케이스 본체와, 오목부 내로부터 케이스 본체의 측벽을 통하여 외부로 연장된 리드를 구비하고, 이 리드의 아우터 리드부는 아우터 리드부의 긴 방향의 중심선에 대하여 비대칭인 굴곡부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 고체 촬상 소자 수용용 케이스는, 수지제의 케이스 본체의 오목부의 저면 상에 고체 촬상 소자의 설치용으로서 설치된 아일랜드 (island) (다이 패드：die pad) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 그 아일랜드는 고체 촬상 소자의 가동시에 발생하는 열을 외부에 방열하는 용도로 바람직하게 사용할 수 있다.
아우터 리드부가 중심선에 대하여 비대칭인 굴곡부를 갖기 때문에, 아우터 리드부의 말단부가 이동하면, 이 굴곡부에 응력이 집중되어 약간 구부러진다. 따라서, 아우터 리드부가 접속된 케이스 본체에 대한 응력의 전달이 완화되어, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다. 도전성 아일랜드 상에는 고체 촬상 소자가 고정되지만, 케이스 내의 응력이 저감되기 때문에 고체 촬상 소자에 대한 응력도 저감된다.
또, 이 굴곡부는, 중심선의 일방측에 호를 그리듯이 구부러진 제 1 만곡부와, 제 1 만곡부에 연속하여, 중심선의 타방측에 호를 그리듯이 구부러진 제 2 만곡부를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 배선 기판의 열팽창시에 아우터 리드부의 말단부가 일방향으로 이동함으로써 일방의 만곡부에 응력이 작용하는 것과 마찬가지로, 배선 기판의 열수축시에 아우터 리드부의 말단부가 역방향으로 이동함으로써 타방의 만곡부에 응력이 작용하기 때문에, 폭넓은 온도 범위에 있어서 균일성이 높은 응력 완화를 행할 수 있다.
또, 제 1 만곡부와 제 2 만곡부는, 상기 중심선 상의 1 점에 대하여 점대칭의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 중심선 상의 1 점의 둘레에서 균등하게 응력이 완화되는 경향이 있기 때문에, 균일성이 높은 응력 완화를 행할 수 있다.
또, 상기 굴곡부는, 중심선의 일방측에 직선적으로 돌출된 제 1 직선부와, 제 1 직선부에 연속하여, 중심선측으로 되돌아오도록 직선적으로 연장된 제 2 직선부를 가질 수도 있다. 이 경우, 제 1 직선부와 제 2 직선부의 접속부에 응력이 작용하여, 응력 완화를 행할 수 있다.
또, 상기 기술한 굴곡부의 폭은, 아우터 리드부의 말단부의 폭보다 좁은 것이 바람직하다. 이 경우, 굴곡부가 가늘기 때문에, 응력이 집중되어 구부러지기 쉬워진다. 아우터 리드부의 선단으로부터 10％ 이내를 말단부로 하면, 이 아우터 리드부의 말단부의 최대폭보다 굴곡부의 폭이 좁은 것이 바람직하다.
아우터 리드부는, 인장 강도가 390N/㎟ 이상인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 아우터 리드부가 이러한 재료로 이루어지는 경우, 아우터 리드부의 말단부의 이동에 대하여, 아우터 리드부, 특히 굴곡부가 유연하게 변형되고, 또, 말단부의 위치가 원래대로 되돌아가면 그 형상이 유연하게 복원되는 것으로, 충분한 탄성 변형을 행할 수 있다.
이러한 재료는, 구리 합금을 함유하는 것이 바람직하다. 구리 합금을 함유하면, 높은 도전성 때문에 리드로서 충분히 기능함과 함께 충분한 탄성도 갖는다. 구리 합금은, 인 청동 (phosphor bronze), 황동 (brass), 양은 (white metal) 및 베릴륨 구리 (beryllium copper) 로 이루어진 합금군에서 선택되는 것이 바람직하다. 이들 합금은, 높은 인장 강도와 스프링성을 갖기 때문에, 충분한 탄성도 갖는다.
또, 아우터 리드부는, 케이스 본체의 긴 방향에 수직인 폭방향으로 연장된 수평부와, 수평부의 말단으로부터 케이스 본체의 두께 방향으로 굴곡되고, 굴곡부에 연속되는 어깨부를 갖는 것이 바람직하다. 아우터 리드부가 수평부 및 어깨부를 갖는 경우, 굴곡부에 있어서의 응력이 케이스 본체에 전달되기 어려워져, 케이스 본체의 휨을 억제할 수 있다. 본 발명에 관련된 고체 촬상 장치는, 상기 기술한 고체 촬상 소자 수용용 케이스와, 고체 촬상 소자 수용용 케이스의 오목부 내에 고정된 고체 촬상 소자를 구비하고 있고, 케이스에 발생하는 휨량을 극적으로 저감시킬 수 있기 때문에, 소자의 오작동을 억제하는 것이 가능해진다.
본 발명의 고체 촬상 소자 수용용 케이스에 의하면, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있고, 따라서, 내부에 설치되는 고체 촬상 소자의 휨을 억제하여, 이것에 기인하는 고체 촬상 소자의 특성 열화를 억제할 수 있다.
이하, 실시 형태에 관련된 고체 촬상 소자 수용용 케이스 및 고체 촬상 장치 에 대하여 설명한다. 또한, 동일 요소에는 동일 부호를 사용하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 은, 제 1 실시 형태에 관련된 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (1) 를 구비한 고체 촬상 장치 (10) 의 분해 사시도이다. 도 2 는, 도 1 에 나타낸 고체 촬상 장치 (10) 의 Ⅱ－Ⅱ 화살표선 단면도이다.
고체 촬상 장치 (10) 는, 배선 기판 (20) 상에 고정되어 있다. 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (1) 는, 오목부 (1a1) 를 갖는 수지제의 케이스 본체 (1a) 를 가지고 있다. 케이스 본체 (1a) 의 오목부 (1a1) 의 저면 상에는 도전성 아 일랜드 (다이 패드; 2a) 가 설치되고 있고, 도전성 아일랜드 (2a) 상에는 고체 촬상 소자 (3) 가 고정되어 있다. 고체 촬상 소자 (3) 는, 라인 센서 등의 애스펙트비가 높은 것이다. 오목부 (1a1) 내로부터 케이스 본체 (1a) 의 측벽 (1a2) 을 통하여 외부에는 리드 (2b) 가 연장되어 있다. 리드 (2b) 는, 아우터 리드부 (2b1) 및 이너 리드부 (2b2) 로 이루어진다. 고체 촬상 소자 (3) 는, 본딩와이어 (5) 를 통하여, 이너 리드부 (2b2) 에 전기적으로 접속되어 있다.
케이스 본체 (1a) 의 오목부 (개구; 1a1) 는, 투명판 (4) 에 의해 밀봉되어 있고, 투명판 (4) 을 통하여 입사한 이미지는 고체 촬상 소자 (3) 에 입사하고, 고체 촬상 소자 (3) 에 의해 광전 변환된 이미지의 화상 신호는 본딩와이어 (5), 이너 리드부 (2b2) 및 아우터 리드부 (2b1) 를 순차적으로 통하여 배선 기판 (20) 에 전달된다.
케이스 본체 (1a) 는 긴 방향과 짧은 방향의 애스펙트비가 3 이상인 장척 형상을 가지고 있다. 리드 프레임 (2) 의 이면측에 형성되는 이면 금형의 내부 공간은, 리드 프레임 (2) 으로부터 멀어짐에 따라, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향에 수직인 단면에 있어서의 폭이 서서히 좁아져 있고, 성형 수지를 용이하게 이면 금형으로부터 뽑을 수 있다. 고체 촬상 소자 (3) 도, 긴 방향과 짧은 방향의 애스펙트비가 3 이상인 장척 형상을 가지고 있다. 이와 같이 애스펙트비가 3 이상이면, 본 발명에 의한 휨량의 저감이 효과적으로 발현되고, 애스펙트비가 보다 높아짐에 따라 현저해진다. 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향에 따른 측벽 (1a2) 에는, 복수의 오목홈 (1a3; 절결부) 이 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향을 따라 형성되어 있으면 바람직하다. 이와 같이, 절결부를 갖으면, 케이스 본체 (1a) 의 경량화 관점에서 바람직하다. 또, 이러한 절결부 형성용의 금형을 사용하면, 수지 성형시에 있어서의 수지의 유동성을 확보할 수 있다는 이점도 있다.
아일랜드 (2a) 의 폭방향 (Y 축) 양단의 측면에는, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향 (X 축) 을 따라 연장되고, 오목부 (1a1) 의 저면으로부터 Z 축 방향으로 수직 형성된 한 쌍의 돌기 (돌제부; 1a5) 가 접촉되어 있어, 아일랜드 (2a) 의 폭방향의 이동을 규제하고 있다. 돌기 (1a5) 의 이너 리드부측의 측면과 이너 리드부 (2b2) 의 아일랜드측의 단면은, 이들 사이에 개재하는 홈 (1a6) 의 일측면 및 타측면의 일부를 각각 구성하고 있다.
케이스 본체 (1a) 는, 수지의 사출 성형에 의해 형성되지만, 이 경우, 리드 프레임 (2; 도 3 참조) 의 표면측 및 이면측에 금형을 배치하여, 표면 금형과 이면 금형 사이에 형성되는 공간 내에 수지를 주입한다. 케이스 본체 (1a) 에 있어서의 이너 리드부 (2b2) 의 바로 아래에는, 케이스 본체 (1a) 의 외저면으로부터 이너 리드부 (2b2) 의 이면에 도달하는 오목홈 (1a4) 이 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향을 따라 형성되어 있다. 이 오목홈 (1a4) 은, 수지 성형을 실시할 때에 이너 리 드부 (2b2) 를 이면측에 의해 금형으로 누른 자국이다.
케이스 본체 (1a) 는, 그 긴 방향 (X 축) 을 따른 한 쌍의 보강 리브 (1a7) 를 가지고 있다. 바꿔 말하면, 한 쌍의 보강 리브 (1a7) 사이에 이면홈 (1a8) 이 형성되어 있다.
리드 (2b) 의 아우터 리드부 (2b1) 는, 굴곡부 (2b10) 를 가지고 있다. 리드 (2b) 는, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향의 양단부 주변 부위에 각각 복수 설치되어 있다.
도 3 은, 상기 기술한 케이스 (1) 가 되는 리드 프레임 (2) 의 평면도이다.
한 쌍의 아일랜드 (2a) 는, 케이스 본체 (1a) 의 양단부에 각각 설치되어 있다. 이 분할된 한 쌍의 아일랜드 (2a) 는, 일체화되어 있어도 된다. 아일랜드 (2a) 의 폭방향 양단으로부터는, 폭방향 아일랜드 누름부 (2a2) 가 케이스 본체 (1a) 의 폭방향을 따라 연속하여 일체적으로 연장되어 있고, 측벽 (1a2) 의 내부에 도달하고 있다. 또, 아일랜드 (2a) 의 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향 양단으로부터는, 긴 방향 아일랜드 누름부 (2a3) 가 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향을 따라 연속하여 일체적으로 연장되어 있고, 케이스 본체 (1a) 의 짧은 방향 (Y 축) 을 따라 연장된 측벽 (1a9; 도 1 참조) 의 내부에 도달하고 있다.
리드 프레임 (2) 은, 외틀 (2c) 을 구비하고 있고, 외틀 (2c) 의 내측으로부 터 복수의 아우터 리드부 (2b1), 긴 방향 아일랜드 누름부 (2a3) 가 내측을 향하여 연장되어 있다. 수지 성형 후, 외틀 (2c) 로부터 아우터 리드부 (2b1), 긴 방향 아일랜드 누름부 (2a3) 를 절단하여 떼어내고, 아우터 리드부 (2b1) 를 케이스 본체 (1a) 의 두께 방향을 따라 접어 구부림으로써, 도 1 에 나타낸 케이스 (1) 가 완성된다.
도 4 는, 도 3 에 나타낸 아우터 리드부 (2b1) 중 하나의 평면도이다.
아우터 리드부 (2b1) 는 굴곡부 (2b10) 를 가지고 있다. 굴곡부 (2b10) 는, 아우터 리드부 (2b1) 의 긴 방향의 중심선 (Z0) 에 대하여 비대칭이다. 이와 같이, 아우터 리드부 (2b1) 가 중심선 (Z0) 에 대하여 비대칭인 굴곡부 (2b10) 를 갖기 때문에, 배선 기판 (20) (도 1 참조) 의 열팽창에 수반하여, 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 가 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향 (X 축 방향) 을 따라 이동하면, 이 굴곡부 (2b10) 에 응력이 집중되어 약간 구부러진다. 따라서, 아우터 리드부 (2b1) 가 접속된 케이스 본체 (1a) 에 대한 응력의 전달이 완화되어, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.
또, 굴곡부 (2b10) 의 폭 W1 (=0.3㎜) 은, 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 의 폭 W2 (=0.46㎜) 보다 좁고, 굴곡부 (2b10) 가 가늘기 때문에, 응력이 집중 되어 구부러지기 쉬워진다.
도 1 을 다시 참조하면, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향 (X) 을 따라 배선 기판 (20) 이 열팽창하면, X 축의 정(正)방향측에 위치하는 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 에 X 축의 정방향을 따른 힘 Fs＋ 가 작용하고, X 축의 부(負)방향측에 위치하는 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 에 X 축의 부방향을 따른 힘 Fs- 가 작용한다. 이 경우, 고체 촬상 소자 (3) 의 X 방향 중심 위치는 Z 축의 부방향으로 휘려고 하지만, 굴곡부 (2b10) 가 탄성 변형함으로써, 힘 Fs＋, Fs- 가 케이스 본체 (1a) 에 전달되는 것이 억제된다. 또한, 굴곡부 (2b10) 에는, 굴곡부 (2b10) 로부터 말단부 (A) 방향으로 당기는 힘도 작용한다.
도 4 에 있어서, 굴곡부 (2b10) 는, 중심선 (Z0) 의 일방측으로 호를 그리듯이 구부러진 제 1 만곡부 (2b11) 와, 제 1 만곡부 (2b11) 에 연속하고, 중심선 (Z0) 의 타방측으로 호를 그리듯이 구부러진 제 2 만곡부 (2b12) 를 가지고 있다. 이 경우, 배선 기판 (20) 의 열팽창시에 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 가 일방향으로 이동함으로써 일방의 만곡부 (예를 들어, 2b11) 에 응력이 작용하는 것과 마찬가지로, 배선 기판 (20) 의 열수축시에 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 가 역방향으로 이동함으로써 타방의 만곡부 (예를 들어 2b12) 에 응력이 작용하기 때문에, 폭넓은 온도 범위에서 균일성이 높은 응력 완화를 행할 수 있다.
또, 제 1 만곡부 (2b11) 와 제 2 만곡부 (2b12) 는, 중심선 (Z0) 상의 1 점 B 에 대하여 점대칭의 관계를 갖는다. 이 경우, 중심선 상의 1 점 B 의 주위에서 균등하게 응력이 완화되는 경향이 있기 때문에, 균일성이 높은 응력 완화를 행할 수 있다. 또, 상기 기술한 인장력에 대해서도 중심선 (Z0) 에 대하여 아우터 리드부 (2b1) 가 비대칭으로 변형되기 어렵기 때문에, 케이스 본체 (1a) 에 대한 응력 전달이 더욱 완화된다. 또, 아우터 리드부 (2b1) 는, 그 기단부와 굴곡부 (2b10) 사이에, 선단을 향할수록 가늘어진 테이퍼부 (2b13) 를 가지고 있다.
제 1 만곡부 (2b11) 의 내측의 호의 중심점 B1 보다 중심점 B 측의 영역에 있어서, 이 호의 접선과 X 축이 이루는 각의 최소값 1, 이 호의 중심점 B1 보다 아우터 리드부 (2b1) 의 기단부 (테이퍼부 (2b13)) 측의 영역에 있어서, 이 호의 접선과 X 축이 이루는 각의 최소값 2, 이 영역에 있어서, 제 1 만곡부 (2b11) 의 외측의 호의 접선과 X 축이 이루는 각의 최소값 3 은, 각각, θ1 = 15 도, θ2 = 10도, θ3 = 20 도이다. 이들 각도는 ±20％ 의 오차를 포함하고 있어도 된다.
제 1 만곡부 (2b11) 의 외측의 호로부터 아우터 리드부 (2b1) 의 기단부에 연속되는 호의 곡률 반경 R1, 제 1 만곡부 (2b11) 의 내측의 호로부터 아우터 리드부 (2b1) 의 기단부에 연속되는 호의 곡률 반경 R2, 제 1 만곡부 (2b11) 의 내측의 호 의 곡률 반경 R3, 제 1 만곡부 (2b11) 의 외측의 호의 곡률 반경 R4 는, 각각, R1 = 0.05㎜, R2 = 0.3㎜, R3 = 0.4㎜, R4 = 0.7㎜ 이다. 이들 곡률 반경은 ±20％ 의 오차를 포함하고 있어도 된다.
또한, 제 2 만곡부 (2b12) 의 형상은, 말단부에 연속되는 부분의 곡률 반경 R1, R2 가 약간 상이한 점을 제외하고, 중심점 B 에 대하여 제 1 만곡부 (2b11) 와 점대칭이며, 상기 기술한 설명에 있어서 기단부를 말단부로 바꿔 읽는다.
또, 아우터 리드부 (2b1) 의 형상은, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향의 중심을 지나고, 이 긴 방향에 수직인 평면 (YZ 평면) 에 대하여 거울 대칭으로서, 응력 완화의 대칭성을 달성하고 있다.
도 5 는, 제 2 실시 형태에 관련된 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (1) 를 구비한 고체 촬상 장치 (10) 의 분해 사시도이다. 도 6 은, 도 5 에 나타낸 고체 촬상 장치 (10) 의 Ⅵ－Ⅵ 화살표선 단면도이다.
이 고체 촬상 장치 (10) 는, 아우터 리드부 (2b1) 의 형상만이 도 1 에 나타낸 것과 상이하고, 다른 구성은 동일하다.
아우터 리드부 (2b1) 는, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향 (X) 에 수직인 폭방향 (Y) 으로 연장된 수평부 (2b14) 와, 수평부 (2b14) 의 말단으로부터 케이스 본체 (1a) 의 두께 방향으로 굴곡하고 굴곡부 (2b10) 에 연속되는 어깨부 (2b8) 를 가지 고 있다. 아우터 리드부 (2b1) 가 수평부 (2b14) 및 어깨부 (2b8) 를 갖는 경우, 굴곡부 (2b10) 에 있어서의 응력이 케이스 본체 (1a) 에 전달되기 어려워져, 케이스 본체 (1a) 의 휨를 억제할 수 있다. 수평부 (2b14) 의 길이는 0.8㎜ ∼ 8㎜ 이다. 또한, 이 구성은, 상기 기술한 만곡부를 갖는 굴곡부 (2b10) 를 채용한 아우터 리드부 (2b1) 의 구조에도 적용할 수 있다.
도 7 은, 도 5 에 나타낸 케이스 (1) 가 되는 리드 프레임 (2) 의 평면도이다.
리드 프레임 (2) 은 외틀 (2c) 을 구비하고 있고, 외틀 (2c) 의 내측으로부터 복수의 아우터 리드부 (2b1), 긴 방향 아일랜드 누름부 (2a3) 가 내측을 향하여 연장되어 있지만, 도 3 에 나타낸 것과 아우터 리드부 (2b1) 의 형상만이 상이하다. 수지 성형 후, 외틀 (2c) 로부터 아우터 리드부 (2b1), 긴 방향 아일랜드 누름부 (2a3) 를 절단하여 떼어내고, 아우터 리드부 (2b1) 를 상기 기술한 수평부 (2b14; 도 6 참조) 의 거리를 취하여, 케이스 본체 (1a) 의 두께 방향을 따라 접어 구부림으로써, 도 1 에 나타낸 케이스 (1) 가 완성된다.
도 8 은, 도 7 에 나타낸 아우터 리드부 (2b1) 중 하나의 평면도이다.
아우터 리드부 (2b1) 의 굴곡부 (2b10) 는, 중심선 (Z0) 의 일방측 (도면 우 측) 으로 직선적으로 돌출된 제 1 직선부 (2b15) 와 제 1 직선부 (2b15) 에 연속하고, 중심선 (Z0) 측으로 되돌아오도록 직선적으로 연장된 제 2 직선부 (2b16) 를 갖는다. 이 경우, 제 1 직선부 (2b15) 와 제 2 직선부 (2b16) 의 접속부 (C) 에 응력이 작용하여, 응력을 완화시킬 수 있다.
제 1 직선부 (2b15) 와 제 2 직선부 (2b16) 가 이루는 각도 (θ11) 는 90 도이다. 제 1 직선부 (2b15) 의 굴곡 내측의 측면과 직선부 (테이퍼부 (2b13)) 를 접속하는 부분의 곡률 반경 R11, 제 1 직선부 (2b15) 의 굴곡 외측의 측면과 직선부 (테이퍼부 (2b13)) 를 접속하는 부분의 곡률 반경 R12, 제 1 직선부 (2b15) 와 제 2 직선부 (2b16) 의 접속부 (C) 의 외측의 호의 곡률 반경 R13, 제 1 직선부 (2b15) 와 제 2 직선부 (2b16) 의 접속부 (C) 의 내측의 호의 곡률 반경 R14 는, 각각, R11 = 0.3㎜, R12 = 0.1㎜, R13 = 0.4㎜, R14 = 0.1㎜ 이다. 이들 각도 및 곡률 반경은 ±20％ 의 오차를 포함하고 있어도 된다. 또한, 굴곡부 (2b10) 의 폭 W1 (=0.3㎜) 은, 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 의 폭 W2 (=0.46㎜) 보다 좁고, 굴곡부 (2b10) 가 가늘기 때문에, 응력이 집중되어 구부러지기 쉬워진다.
도 9 는, 온도 (℃) 와 고체 촬상 소자 (3) 의 두께 방향의 휨량 (㎛) 의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서, 그 휨량의 측정 방법을 도 12 를 참조하여 설명한다. 고체 촬상 소자 (3) 를 긴 방향으로 4 등분하고, 측정점 XA, S1, S2, S3, XB 의 높이를 각각 측정한다 (도 12(a) 참조). 측정점 XA 와 측정점 XB 를 이은 직선을 기준선 XP 로 한다 (도 12(b) 참조). 측정점 S1, S2, S3 과 기준선 XP 의 차이를 변위량 δ1, δ2, δ3 으로 하고, 이들 중에서 최대가 되는 변위량을 고체 촬상 소자 (3) 의 긴 방향에 있어서의 휨량으로 한다. 고체 촬상 소자 (3) 가 아래로 볼록해지도록 휘게 하면 변위량은 부의 값이 되고, 고체 촬상 소자 (3) 가 위로 볼록해지도록 휘게 하면 변위량은 정의 값이 된다. 상기 휨량은, 각 측정점 S1, S2, S3 에 있어서의 변위량 δ1, δ2, δ3 의 최대값으로 한다. 또한, 실온에 있어서의 휨량을 0㎛ 로 하여, 그래프에 플롯하고 있다.
온도의 상승에 수반하여, 고체 촬상 소자 (3) 의 긴 방향 중앙 위치는 Z 방향으로 변위한다. A* (수평부 없음 ≒ 0㎜) 는 종래의 굴곡부가 없는 타입의 아우터 리드부를 채용한 고체 촬상 장치의 데이터, B* 는 도 8 에 나타낸 타입의 아우터 리드부 (수평부 없음 ≒ 0㎜) 를 채용한 고체 촬상 장치의 데이터, C* 는 도 4 에 나타낸 타입의 아우터 리드부 (수평부(=1㎜) 있음) 를 채용한 고체 촬상 장치의 데이터이다.
또한, 리드 프레임의 재료는 미쓰비시 신도 주식회사 제조 TAMAC194 이다.
TAMAC194 는, Cu：97 (중량％) 이상, Fe：2.1 ∼ 2.6 (중량％), P：0.015 ∼ 0.15 (중량％), Zn：0.05 ∼ 0.20 (중량％), Pb : 0.03 (중량％) 이하를 함유하는 재료이다.
제품에 따라 데이터에 약간의 편차가 있지만, 굴곡부를 갖는 아우터 리드부를 채용한 경우, 종래품보다 온도 변화에 대한 변위의 변화가 작아져 있다. 20℃ ∼ 100℃ 의 온도 범위에 있어서, 도 8 에 나타낸 타입의 아우터 리드부를 채용한 경우, 변위는 15㎛ 이하이며, 도 4 에 나타낸 타입의 아우터 리드부를 채용한 경우, 변위는 13㎛ 이하였다. 또한, 동일 그래프에서는, 승온 중의 변위량 (㎛) 과 강온 중의 변위량 (㎛) 을 나타내고 있고, 어떤 상태의 데이터인지는 그래프 중에 (승온) 및 (강온) 으로 나타내고 있다.
도 10 은, 온도 (℃) 와 고체 촬상 소자 (3) 의 두께 방향의 휨량 (㎛) 의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 휨량의 측정 방법은 상기 기술한 바와 같다.
E* 는 도 8 에 나타낸 타입의 아우터 리드부 (수평부 (=1㎜) 있음) 를 채용한 고체 촬상 장치의 데이터, B* 는 도 8 에 나타낸 타입의 아우터 리드부 (수평부 없음 ≒ 0㎜) 를 채용한 고체 촬상 장치의 데이터를 나타낸다.
또한, 리드 프레임의 재료는 미쓰비시신도 주식회사 제조 TAMAC194 이다.
제품에 따라 데이터에 약간의 편차가 있지만, 수평부 (=1㎜) 를 갖는 아우터 리드부를 채용한 경우, 이것을 채용하지 않는 것보다 온도 변화에 대한 변위의 변화가 작아져 있다. 20℃ ∼ 100℃ 의 온도 범위에 있어서, 도 6 에 나타낸 수 평부 (=1㎜) 를 갖는 아우터 리드부를 채용한 경우, 변위는 12㎛ 이하였다. 또한, 동일 그래프에서는, 승온 중의 변위량 (㎛) 과 강온 중의 변위량 (㎛) 을 나타내고 있고, 이 중 어떤 상태의 데이터인지는 그래프 중에 (승온) 및 (강온) 으로 나타내고 있다.
도 13 은, 온도 (℃) 와 고체 촬상 소자 (3) 의 두께 방향의 휨량 (㎛) 의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 휨량의 측정 방법은 상기 기술한 바와 같다.
F* 는 리드 프레임 재료로서, 키요미네 금속 공업 주식회사 제조의 「C5210」(인 청동) 을 사용한 고체 촬상 장치의 데이터이다. 「C5210」은, Sn：7 ∼ 9 (중량％), P：0.03 ∼ 0.35 (중량％), Fe：0.10 (중량％) 이하, Pb：0.05 (중량％) 이하, Zn：0.20 (중량％) 이하, Cu＋Sn＋P：99.7 (중량％) 이상을 함유하는 재료이다.
G* 는 리드 프레임 재료로서, 일본 가이시 제조의 「7 합금」 (베릴륨 구리) 을 사용한 고체 촬상 장치의 데이터이다. 「7 합금」은 Be：0.2 ∼ 0.4 (중량％), Ni＋Co：1.8 ∼ 2.5 (중량％), Al：0.6 (중량％) 이하, Cu＋Be＋Ni＋Co＋Al：99.0 (중량％) 이상을 함유하는 재료이다.
또한, F* 및 G* 는 모두, 도 8 에 나타낸 타입의 아우터 리드부에 있어서, R11 = 0.8㎜, R12 = 0.5㎜, R13 = 0.8㎜, R14 = 0.5㎜ 라고 변경한 것 이외에는, 도 8 과 동일 형상의 아우터 리드부 (수평부 = 1㎜) 를 채용하였다.
굴곡부를 갖는 아우터 리드부를 채용한 경우, 종래품보다 온도 변화에 대한 변위의 변화가 작아져 있다. 20℃ ∼ 100℃ 의 온도 범위에 있어서, 리드 프레임 재료로서 인 청동을 사용한 경우 (데이터 F*), 변위는 8㎛ 이하이며, 리드 프레임 재료로서 베릴륨 구리를 사용한 경우 (데이터 G*), 변위는 13㎛ 이하였다. 상기 기술한 각 원료는 ±10％ 의 오차를 포함하는 것으로 해도 된다.
다음으로, 재료에 대하여 설명한다.
상기 기술한 아우터 리드부 (2b1) 는, 인장 강도가 390N/㎟ 이상인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 아우터 리드부 (2b1) 가 이러한 재료로 이루어지는 경우, 아우터 리드부 (2b1) 의 말단부 (A) 의 이동에 대하여, 아우터 리드부, 특히 굴곡부가 유연하게 변형되고, 또, 말단부의 위치가 원래대로 되돌아가면, 그 형상이 유연하게 복원되는 것으로, 충분한 탄성 변형을 행할 수 있다.
이러한 재료로서는 구리 합금을 함유하는 것이 바람직하다. 구리 합금을 포함하면, 높은 도전성때문에 리드로서 충분히 기능함과 동시에, 충분한 탄성도 갖는다.
구리 합금은, 인 청동 (구리를 주성분으로 하여, 주석 3.5 ∼ 9.0％, 인 0.03 ∼ 0.35％ 를 함유하는 합금), 황동 (구리를 주성분 (59.0 ∼ 71.5％) 으로 하는 아연과의 합금), 양은 (구리 54.0 ∼ 75.0％, 니켈 (Nickel) 5.0％ 이상, 망간 0 ∼ 0.50％, 나머지 아연으로 이루어지는 합금), 베릴륨 구리 (구리에 베릴륨 0.2 ∼ 2.2％ 과 소량의 코발트 및 니켈을 첨가한 석출 경화형의 합금) 등이 바람직하고, 이들을 채용할 수 있다. 이들 합금은 높은 인장 강도와 탄성을 갖는다.
또, 케이스 본체 (1a) 를 구성하는 수지로는 열경화성 수지, 열가소성 수지를 들 수 있다. 이러한 열경화성 수지로서, 페놀 수지 (phenol resin), 우레아 수지 (urea resin), 멜라민 수지 (melamine resin), 디알릴 프탈레이트 수지 (diallyl phthalate resin), 에폭시 수지 (epoxide resin), 폴리우레탄 수지 (polyurethane resin), 폴리이미드 수지 (polyimide resin) 및 불포화 폴리에스테르수지 (unsaturated polyester resin) 등을 예시할 수 있고, 페놀 수지, 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 또 열가소성 수지로서는, 폴리스티렌 수지 (polystyrene resin), 아크릴 수지 (acrylic resin), 폴리카보네이트 수지 (polycarbonate resin), 폴리에스테르 수지 (polyester resin), 폴리아미드 수지 (polyamide resin), 폴리아세탈 수지 (polyacetal resin), 폴리페닐렌 에테르 수지 (poly phenylene ether resin), 불소 수지 (fluorine resin), 폴리페닐렌 술피드 수지 (poly phenylene sulfide resin), 폴리술폰 수지 (polysulfon resin), 폴리아릴레이트 수지 (polyarylate resin), 폴리에테르이미드 수지 (polyetherimide resin), 폴리에테르술폰 수지 (polyethersulfone resin), 폴리에테르케톤 수지 (polyetherketone resin), 액정성 폴리머 (liquid crystalline polymer), 폴리아미드이미드 수지 (polyamide-imide resin), 폴리이미드 수지 (polyimide resin) 등을 예시할 수 있고, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리페닐렌 술피드 수지, 액정성 폴리머가 바람직하게 사용되고, 유동성, 내열성, 강성이 우수하다는 관점에서는 액정성 폴리머가 가장 바람직하게 사용된다. 이들 수지는 단독으로 사용해도 되고, 폴리머 얼로이로서 복수를 동시에 사용해도 된다.
또, 이 수지에는, 적어도 1 종 이하의 충전재가 충전되어 있는 것이 바람직하다. 충전제로서는, 유리 섬유 (밀드 유리 화이버 (milled glass fiber), 촙트 유리 화이버 (chopped glass fiber) 등), 유리 비즈 (glass beads), 중공 유리구(球), 유리 분말, 마이카 (mica), 탤크 (talc), 클레이 (clay), 실리카 (silica), 알루미나 (alumina), 티탄산 칼륨 (potassium titanate), 월라스토나이트 (wollastonite), 탄산 칼슘 (calcium carbonate), 탄산 마그네슘 (magnesium carbonate), 황산 소다 (sodium sulfate), 황산 칼슘 (calcium sulfate), 황산 바륨 (barium sulfate), 아황산 칼슘 (calcium sulfite), 수산화 알루미늄 (aluminum hydroxide), 수산화 마그네슘 (magnesium hydroxide), 수산화 칼슘 (calcium hydroxide), 규산 칼슘 (calcium silicate), 규사 (silica sand), 형석 (silica rock), 석영 (quartz), 산화 티탄 (titanic oxide), 산화 아연 (zinc oxide), 산화철 (ferric oxide), 그라파이트 (graphite), 몰리브덴 (molybdenum), 아스베스토스 (asbestos), 실리카 알루미나 (silica-alumina) 섬유, 알루미나 (alumina) 섬유, 석고 (calcium sulfate) 섬유, 탄소 (carbon) 섬유, 카본블랙 (carbon black), 화이트 카본 (white carbon), 규조토 (diatom earth), 벤토나이트 (bentonite), 견운모 (sericite), 시라스 (white sandy deposit), 흑연 (black lead) 등의 무기 필러 (filler), 티탄산 칼륨 (potassium titanate) 위스커 (whisker), 알루미나 (alumina) 위스커, 붕산 알루미늄 (aluminum borate) 위스커, 탄화 규소 (silicon carbide) 위스커, 질화 규소 위스커 (silicon nitride) 등의 금속 위스커 또는 비금속 위스커류 등을 예시할 수 있다.
다음으로, 아일랜드의 형상의 변형예에 대하여 약간의 설명을 해둔다.
도 11 은, 아일랜드 (2a) 의 형상만을 도 3 또는 도 7 의 것으로 대신한 고체 촬상 장치의 부분 사시도이다. 상기 기술한 예에서는, 아일랜드 (2a) 는 긴 방향 양단에 한 쌍이 있고, 이들은 별체였지만, 본 예에서는, 아일랜드 (2a) 는 일체이다. 이 아일랜드 (2a) 로부터는, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향을 따라 거리 X0 만큼 이간된 한 쌍의 폭방향 아일랜드 누름부 (2a2) 가 폭방향을 따라 연장되어 있다. 즉, 아일랜드 (2a) 의 폭방향 양단으로부터는, 폭방향 아일랜드 누름부 (2a2) 가 케이스 본체 (1a) 의 폭방향을 따라 연속하여 일체적으로 연장되어 있고, 측벽 (1a2) 의 내부에 도달하고 있다.
이 이간 거리 X0 의 중앙 위치 (J) 는, 케이스 본체 (1a) 의 긴 방향의 중앙 위치에 일치한다. 아일랜드 (2a) 는, 중앙 위치 (J) 의 긴 방향 양측에, 한 쌍의 슬릿 (slit; 노치부 (2a4)) 을 가지고 있다. 일방의 슬릿 (2a4) 은 폭방향의 일단으로부터 타단을 향하여 연장되어 있고, 타방의 슬릿 (2a4) 은 폭방향의 타단으로부터 일단을 향하여 연장되어 있다. 각 슬릿 (2a4) 의 길이는, 아일랜드 (2a) 의 폭의 1/2 이상 6/7 이하이다.
본 예에서는, 일방의 폭방향 아일랜드 누름부 (2a2) 의 중심선으로부터 중앙 위치 (J) 까지의 거리 X1 은, 타방의 폭방향 아일랜드 누름부 (2a2) 의 중심선에서 중앙 위치 (J) 까지의 거리 X2 와 동일하다. 슬릿 (2a4) 의 내부에는 수지가 충전되어 있지 않아, 주변의 아일랜드 (2a) 가 용이하게 변형될 수 있다. 바꿔 말하면, 슬릿 (2a4) 의 내부에는 기체가 충전되어 있다. 또, 슬릿 (2a4) 의 최심부는 곡면으로 구성되어 있고, 변형시의 응력 집중에 의한 금속 피로를 억제한다.
이상, 설명한 바와 같이, 상기 기술한 실시 형태에 의한 고체 촬상 소자 수용용 케이스 (1) 에 의하면, 아우터 리드부 (2b1) 가 굴곡부 (2b10) 를 갖기 때문에, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 고체 촬상 소자 수용용 케이스에 의하면, 케이스 내에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있고, 따라서, 내부에 설치되는 고체 촬상 소자의 휨을 억제하여, 이것에 기인하는 고체 촬상 소자의 특성 열화를 억제할 수 있다.

Claims (11)

  1. 오목부를 갖는 수지제의 케이스 본체와,
    상기 오목부 내로부터 케이스 본체의 측벽을 통하여 외부로 연장된 리드를 구비하고,
    상기 리드의 아우터 리드부는, 이 아우터 리드부의 긴 방향의 중심선에 대하여 비대칭인 굴곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수지제의 상기 케이스 본체의 상기 오목부의 저면 상에, 고체 촬상 소자의 설치용으로서 설치된 아일랜드를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡부는,
    상기 중심선의 일방측에 호를 그리듯이 구부러진 제 1 만곡부와,
    상기 제 1 만곡부에 연속되고, 상기 중심선의 타방측에 호를 그리듯이 구부러진 제 2 만곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 만곡부와 상기 제 2 만곡부는, 상기 중심선 상의 1 점에 대하여 점대칭의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡부는,
    상기 중심선의 일방측에 직선적으로 돌출된 제 1 직선부와,
    상기 제 1 직선부에 연속하고, 상기 중심선측으로 되돌아오도록 직선적으로 연장된 제 2 직선부를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡부의 폭은, 상기 아우터 리드부의 말단부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 리드부는, 인장 강도가 390N/㎟ 이상인 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 재료는, 구리 합금을 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 구리 합금이, 인 청동, 황동, 양은 및 베릴륨 구리로 이루어지는 합금 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터 리드부는,
    상기 케이스 본체의 긴 방향에 수직인 폭방향으로 연장된 수평부와,
    상기 수평부의 말단으로부터 상기 케이스 본체의 두께 방향으로 굴곡되고 상기 굴곡부에 연속되는 어깨부를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 수용용 케이스.
  11. 제 1 항에 기재된 고체 촬상 소자 수용용 케이스와,
    상기 고체 촬상 소자 수용용 케이스 내에 설치된 고체 촬상 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
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