JP2009164362A - Solid-state imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】半田付けによる熱など外的ストレスが加えられても外気の湿気が固体撮像装置内へ進入することがない固体撮像装置及びその製造方法を提案する。
【解決手段】セラミックパッケージ11に設けられた凹部11aにイメージセンサチップ12を載置して固着する。セラミックパッケージ11にカバーガラス16を載置し、紫外線硬化型接着剤17により接着してセラミックパッケージ11の凹部11aを密封する。セラミックパッケージ11を実装基板20に載置してセラミックパッケージ11に設けられた外部端子21を実装基板20に設けられた半田ランドに半田付けする。イメージセンサチップ12の受光光の透過範囲26を除いたカバーガラス16の周縁部16aから実装基板20に至る範囲にシール剤25aを塗布する。シール剤25aは硬化して防湿シール部材25を形成し接着剤17の外縁部17aをシールする。
【選択図】図2A solid-state imaging device and a method for manufacturing the solid-state imaging device in which moisture of the outside air does not enter the solid-state imaging device even when external stress such as heat due to soldering is applied.
An image sensor chip is mounted and fixed in a recess provided in a ceramic package. A cover glass 16 is placed on the ceramic package 11 and adhered by an ultraviolet curable adhesive 17 to seal the recess 11 a of the ceramic package 11. The ceramic package 11 is placed on the mounting substrate 20, and the external terminals 21 provided on the ceramic package 11 are soldered to solder lands provided on the mounting substrate 20. A sealing agent 25 a is applied to a range from the peripheral edge portion 16 a of the cover glass 16 to the mounting substrate 20 excluding the transmission light transmission range 26 of the image sensor chip 12. The sealing agent 25 a is cured to form a moisture-proof sealing member 25 and seals the outer edge portion 17 a of the adhesive 17.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、防湿性を高めた固体撮像装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device with improved moisture resistance and a method for manufacturing the same.
固体撮像装置に用いられるパッケージにはプラスチックパッケージとセラミックパッケージとがあるが、プラスチックパッケージは成形が簡単で寸法精度が出しやすい利点がある反面、耐環境性が悪く特に耐湿性に問題があり、画素密度の高いより高精度な固体撮像装置にはセラミックパッケージが多用される。これらの固体撮像装置は、簡単な構造でイメージセンサチップを外気の湿気から守らなければならない。 There are two types of packages used in solid-state imaging devices: plastic packages and ceramic packages, but plastic packages have the advantage of being easy to mold and easy to achieve dimensional accuracy, but they have poor environmental resistance and have problems with moisture resistance. Ceramic packages are frequently used for high-density solid-state imaging devices with high density. These solid-state imaging devices must protect the image sensor chip from the humidity of the outside air with a simple structure.
下記特許文献1には、プラスチックパッケージを水分透過性の低い被覆材料で包むことでプラスチックパッケージの耐湿性を改善した固体撮像素子用中空パッケージが記載されている。 Patent Document 1 below describes a hollow package for a solid-state imaging device in which a plastic package is wrapped with a coating material having low moisture permeability to improve the moisture resistance of the plastic package.
また、下記特許文献2には、回路基板に搭載された集積受光素子を外枠に収納して、外枠の開口部に露呈した集積受光素子の受光面を透明接着剤が塗布された透明防湿シートで覆った高集積受光装置が示めされている。
上記の特許文献に示されたものに比べてセラミックパッケージを用いた固体撮像装置は、イメージセンサチップが載置されたセラミックパッケージにカバーガラスを接着して、内部が密封されるように作られているので、防湿性を含む耐環境性に優れている。 The solid-state imaging device using the ceramic package is made so that the inside is sealed by adhering a cover glass to the ceramic package on which the image sensor chip is placed as compared with the one shown in the above patent document. Therefore, it is excellent in environmental resistance including moisture resistance.
しかしながら、セラミックパッケージとカバーガラスを接着する接着剤は、エポキシ樹脂系のものが多く、基板実装の際の半田付けによる熱膨張や他の要因から生ずる歪みなどで硬化した接着剤にクラックが入り、防湿性能が劣化して外気の湿気が固体撮像装置内へ進入してしまうことがある。特に、環境問題から最近使用されるようになった鉛フリー半田は実装温度が高くパッケージへの熱ストレスが大きいので接着剤への影響も大きい。 However, the adhesive that bonds the ceramic package and the cover glass is often an epoxy resin type, and cracks enter the adhesive that has hardened due to thermal expansion due to soldering during board mounting or distortion caused by other factors, The moisture-proof performance may deteriorate and external moisture may enter the solid-state imaging device. In particular, lead-free solder that has recently been used due to environmental problems has a high mounting temperature and a large thermal stress on the package, and thus has a great influence on the adhesive.
また、前述の特許文献2のように透明接着剤を透過した光を受光素子が受光する構成では、透明接着剤によって感度低下が生じる。更に、透明シートや接着剤によって光の分散が生じることがあり受光素子の性能劣化の原因となるので、好ましくない。 Further, in the configuration in which the light receiving element receives light transmitted through the transparent adhesive as in Patent Document 2 described above, the sensitivity is lowered by the transparent adhesive. Furthermore, the dispersion of light may occur due to the transparent sheet or the adhesive, which causes a deterioration in the performance of the light receiving element.
本発明は上記問題点に鑑み、半田付けによる熱など外的ストレスが加えられても外気の湿気が固体撮像装置内へ進入することがない固体撮像装置及びその製造方法を提案するものである。 In view of the above problems, the present invention proposes a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same, in which moisture of outside air does not enter the solid-state imaging device even when an external stress such as heat caused by soldering is applied.
本発明による固体撮像装置は、イメージセンサチップと、イメージセンサチップが載置される凹部を有するセラミックパッケージと、凹部を覆ってイメージセンサチップをセラミックパッケージ内に封入するカバーガラスと、カバーガラスと前記セラミックパッケージとを接着し前記凹部を密封する接着剤と、カバーガラスとセラミックパッケージとの間に露呈する前記接着剤の外縁部を被覆する防湿シール部材とを備える。セラミックパッケージに設けられたリード端子は、実装基板の半田ランドに半田付けされる。 A solid-state imaging device according to the present invention includes an image sensor chip, a ceramic package having a recess on which the image sensor chip is placed, a cover glass that covers the recess and encloses the image sensor chip in the ceramic package, the cover glass, An adhesive that adheres the ceramic package and seals the recess; and a moisture-proof seal member that covers an outer edge of the adhesive that is exposed between the cover glass and the ceramic package. Lead terminals provided on the ceramic package are soldered to solder lands on the mounting board.
前記防湿シール部材は、前記イメージセンサチップの受光光の透過範囲を除いて前記カバーガラスを覆うとともに、前記カバーガラスから前記実装基板に至る前記セラミックパッケージの側面全周を覆うように塗布される。シリコーン系またはゴム系またはエラストマ系の熱硬化型シール剤であり、硬化後は、柔軟性、低透湿性、高気密性を備える。 The moisture-proof seal member is applied so as to cover the cover glass except the transmission range of the received light of the image sensor chip and to cover the entire side surface of the ceramic package from the cover glass to the mounting substrate. It is a silicone-based, rubber-based, or elastomer-based thermosetting sealant, and after curing, it has flexibility, low moisture permeability, and high airtightness.
前記固体撮像装置は、イメージセンサチップをセラミックパッケージに設けられた凹部に載置する第1工程と、凹部を覆うカバーガラスとセラミックパッケージとを接着剤によって接着してイメージセンサチップをセラミックパッケージ内に気密封入する第2工程と、セラミックパッケージを実装基板に載置してセラミックパッケージに設けられたリード端子を実装基板に設けられた半田ランドに半田付けする第3工程と、前記イメージセンサチップの受光光の透過範囲を除いた前記カバーガラスの周縁部と、カバーガラスとセラミックパッケージとの間に露呈する前記接着剤の外縁部と、セラミックパッケージの側面部と、を防湿シール部材によって被覆する第4工程と、によって製造される。 In the solid-state imaging device, the image sensor chip is placed in the ceramic package by adhering the first step of placing the image sensor chip in the recess provided in the ceramic package, and the cover glass covering the recess and the ceramic package. A second step of hermetically sealing, a third step of placing the ceramic package on the mounting substrate and soldering lead terminals provided on the ceramic package to solder lands provided on the mounting substrate, and light reception of the image sensor chip A moisture-proof seal member covers a peripheral portion of the cover glass excluding a light transmission range, an outer edge portion of the adhesive exposed between the cover glass and the ceramic package, and a side surface portion of the ceramic package. And is manufactured by a process.
本発明による固体撮像装置は、セラミックパッケージとカバーガラスを接着した接着剤の外側を防湿シール部材によって被覆するので、接着剤の防湿性能が低下しても外気の湿気が内部へ進入することがなく、イメージセンサチップの性能を長く維持させることができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the outside of the adhesive bonded with the ceramic package and the cover glass is covered with the moisture-proof sealing member. Therefore, even if the moisture-proof performance of the adhesive is lowered, the moisture of the outside air does not enter the inside. The performance of the image sensor chip can be maintained for a long time.
また、前記防湿シール部材は、前記イメージセンサチップの受光光の透過範囲を除いて前記カバーガラスを覆うので、イメージセンサチップの受光光に悪い影響を与えることがない。 Further, since the moisture-proof seal member covers the cover glass except for the transmission range of the received light of the image sensor chip, it does not adversely affect the received light of the image sensor chip.
図1および図2に示すように、固体撮像装置10は、セラミックパッケージ11に設けられた凹部11aにイメージセンサチップ12が載置され固着される。固着されたイメージセンサチップ12のボンディングパッド13とセラミックパッケージ11の内部端子14とが金属細線15によって接続される。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the solid-
カバーガラス16が前記凹部11aを覆うようにセラミックパッケージ11の上に載置される。カバーガラス16はセラミックパッケージ11との間に紫外線硬化型樹脂の接着剤17が塗布されて前記イメージセンサチップ12が収容された前記凹部11aを密封する。
A
セラミックパッケージ11は実装基板20の上に載置され、セラミックパッケージ11に設けられた外部端子(リード端子)21は、実装基板20に設けられた半田ランド22に半田付けされる。外部端子21は、前記内部端子14と電気的に接続されている。
The
カバーガラス16から実装基板20にかけてシール剤25aが塗布され、塗布後、過熱により硬化して固化し防湿シール部材25が形成される。防湿シール部材25は、前記イメージセンサチップ12の受光光が透過する範囲26を除いて前記カバーガラス16を覆い、実装基板20に至るセラミックパッケージ11の側面11b全周を覆うように塗布され形成され、カバーガラス16とセラミックパッケージ11との間に露呈する前記接着剤17の外縁部17aを被覆する。
A
前記防湿シール部材は、前記イメージセンサチップの受光光の透過範囲を除いて前記カバーガラスを覆うとともに、前記カバーガラスから前記実装基板に至る前記セラミックパッケージの側面全周を覆うように塗布され、硬化後は、柔軟性、低透湿性、高気密性を備える。 The moisture-proof seal member is applied and cured so as to cover the cover glass except the transmission range of received light of the image sensor chip and to cover the entire side surface of the ceramic package from the cover glass to the mounting substrate. After that, it has flexibility, low moisture permeability, and high airtightness.
次に、図3に示すフローチャートに沿って固体撮像装置10の製造方法について説明する。第1工程は、図4および図5に示すように、セラミックパッケージ11に設けられた凹部11aにイメージセンサチップ12を載置して固着する。固着したイメージセンサチップ12のボンディングパッド13とそれに対応するセラミックパッケージ11の内部端子14とを金属細線15によって接続する。
Next, a manufacturing method of the solid-
第2工程は、図6および図7に示すように、セラミックパッケージ11のカバーガラス16を載置する場所に紫外線硬化型樹脂の接着剤17を塗布し、カバーガラス16を載置してセラミックパッケージ11の凹部11aを密封する。
In the second step, as shown in FIGS. 6 and 7, the
第3工程は、図8および図9に示すように、セラミックパッケージ11を実装基板20に載置してセラミックパッケージ11に設けられた外部端子(リード端子)21を実装基板20に設けられた半田ランド22に半田付けする。
In the third step, as shown in FIGS. 8 and 9, the
第4工程は、図10に示すように、マスク板28を前記イメージセンサチップ12の受光光が透過する範囲26が隠れるようにカバーガラス16の上に載せる。次に、図11に示すように、マスク板28の周囲に露呈したカバーガラス16の周縁部16aから実装基板20にかけてシール剤25aを塗布する。シール剤25aは、カバーガラス16とセラミックパッケージ11との間に露呈する前記接着剤17の外縁部17aとセラミックパッケージ11の側面11bを被覆する。その後、過熱されて硬化し防湿シール部材25が形成される。図12に示すように、マスク板28をカバーガラス16の上から取り外すことにより、固体撮像装置10が完成する。
In the fourth step, as shown in FIG. 10, the
以上のように構成され製造された固体撮像装置10は、前述の第1工程及び第3工程における半田付け作業時の加熱によるストレスあるいは経時劣化などにより接着剤17にクラックが入った場合でも、その外側に防湿シール部材25が形成されているため、外気の湿度がセラミックパッケージ11の凹部11aに進入することがない。従って凹部11aに密封されたイメージセンサチップ12は湿度による劣化が起きないので、固体撮像装置10の高品質高性能を長く維持させることができる。
The solid-
10 固体撮像装置
11 セラミックパッケージ
11a 凹部
11b 側面部
12 イメージセンサチップ
13 ボンディングパッド
14 内部端子
15 金属細線
16 カバーガラス
16a 周縁部
17 接着剤
17a 外縁部
20 実装基板
21 外部端子(リード端子)
22 半田ランド
25 防湿シール部材
25a シール剤
26 受光光が透過する範囲
28 マスク板
DESCRIPTION OF
22
Claims (4)
前記イメージセンサチップが載置される凹部を有するセラミックパッケージと、
前記凹部を覆って前記イメージセンサチップを前記セラミックパッケージ内に封入するカバーガラスと、
前記カバーガラスと前記セラミックパッケージとを接着し、前記凹部を気密封印する接着剤と、
前記イメージセンサチップの受光光の透過範囲を除いた前記カバーガラスの周縁部と、前記カバーガラスと前記セラミックパッケージとの間に露呈する前記接着剤の外縁部と、前記セラミックパッケージの側面部と、を被覆する防湿シール部材と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。 In a solid-state imaging device equipped with an image sensor chip,
A ceramic package having a recess in which the image sensor chip is placed;
A cover glass that covers the recess and encloses the image sensor chip in the ceramic package;
An adhesive that bonds the cover glass and the ceramic package and seals the recesses in an airtight manner;
The peripheral portion of the cover glass excluding the transmission range of the received light of the image sensor chip, the outer edge portion of the adhesive exposed between the cover glass and the ceramic package, and the side portion of the ceramic package; A moisture-proof seal member covering the
A solid-state imaging device comprising:
前記イメージセンサチップをセラミックパッケージに設けられた凹部に載置する第1工程と、
前記凹部を覆うカバーガラスと前記セラミックパッケージとを接着剤によって接着して、前記イメージセンサチップを前記セラミックパッケージ内に気密封入する第2工程と、
前記セラミックパッケージを実装基板に載置して、前記セラミックパッケージに設けられたリード端子を前記実装基板に設けられた半田ランドに半田付けする第3工程と、
前記イメージセンサチップの受光光の透過範囲を除いた前記カバーガラスの周縁部と、前記カバーガラスと前記セラミックパッケージとの間に露呈する前記接着剤の外縁部と、前記セラミックパッケージの側面部と、を防湿シール部材によって被覆する第4工程と、
からなることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
In a method for manufacturing a solid-state imaging device equipped with an image sensor chip,
A first step of placing the image sensor chip in a recess provided in a ceramic package;
A second step of adhering the image sensor chip into the ceramic package by bonding the cover glass covering the recess and the ceramic package with an adhesive;
A third step of placing the ceramic package on a mounting substrate and soldering a lead terminal provided on the ceramic package to a solder land provided on the mounting substrate;
The peripheral portion of the cover glass excluding the transmission range of the received light of the image sensor chip, the outer edge portion of the adhesive exposed between the cover glass and the ceramic package, and the side portion of the ceramic package; A fourth step of covering with a moisture-proof seal member;
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
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2008
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