JPH03225867A

JPH03225867A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH03225867A
Application number: JP2019039A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Kumaoka; 熊岡　俊一; Akiya Izumi; 泉　章也; Toshio Nakano; 中野　寿夫; Masahiko Kadowaki; 正彦門脇
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光信号を電気信号に変換する固体撮像装置に
関する。

［従来の技術］固体撮像装置は、規則的に多数配列された光電変換素子
（フォトダイオード）に到達した光量を電気的に読み吊
す装置で、ＶＴＲカメラ、複写機等に用いられる。

固体撮像装置は、主として、次のような構成要素から成
る。すなわち、フォトダイオードが多数配置されて成る
受光部を有する固体撮像チップ、固体撮像チップとリー
ドを保持するためのパッケージ、外部と固体石像チップ
とを電気的に接続するために、パッケージの側面から複
数本突出するリード、固体撮像チップに光を取り込むた
めにパッケージ上面に設けた受光窓、該受光窓を覆うよ
うにパッケージ上面にシール剤により接着され、上記受
光部に光を取り込むための光透過率の高い材料から成る
ガラスキャップである。

固体撮像チップの電極とリードとはボンディングワイヤ
で接続される。複数本のリードは、それぞれパッケージ
の側面から水平に畠て、その少し先でパッケージの上面
に対してほぼ直角に下方向に折り曲（ブられている。

なお、固体撮像装置については、例えば、産業開発機構
（株）　　１９８６年５月１日発行の映像情報２５〜３
１頁に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題］パッケージの受光窓を覆うために、ガラスキャップをパ
ッケージに接着するための従来のシール剤は白色または
透明であった。従って、撮像時に入射光が乱反射してフ
レア不良が起こる問題があった。

本発明の目的は、入射光の乱反射によるフレアを抑制で
きる固体撮像装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記の課題を解決するために、本発明の固体撮像装置は
、パッケージ内に載置した固体撮像チップと、上記固体
撮像チップの電極と電気的に接続され、上記パッケージ
の側面から複数本突出する外部接続用のリードと、上記
固体撮像チップに光を取り込むために上記パッケージに
設けた受光窓と、上記受光窓を覆うために上記パッケー
ジにシール剤により接着されたガラスキャップとを有し
、かつ上記シール剤が灰色、黒色、または有彩色である
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の固体撮像装置では、シール剤の色を灰色、黒色
、または有彩色にしたので、入射光の乱反射を防止でき
、フレアを抑制できる。

〔実施例］第１図は、本発明の一実施例の固体撮像装置の断面図で
ある。

ＤＶＣは固体撮像装置、ＰＫＧはセラミックから成る黒
色のパッケージ、ＣＨＩは固体撮像チップ、ＬＤは固体
撮像チップＣＨＩと外部応用回路とを電気的に接続する
ためのリード、ＷＩＲは固体撮像チップＣＨＩの電極と
リードＬＤを接続するためのＡｌから成るボンディング
ワイヤ、ＡＧＰは固体撮像チップＣＨＩをパッケージＰ
ＫＧ上にダイボンディングするためのＡｇペースト、Ｗ
ＤＷは固体撮像チップＣＨＩに光を取り込むためにパッ
ケージＰＧＫの上面に設けた受光窓、ＧＬＳは受光窓Ｗ
ＤＷを覆うためパッケージＰＫＧの上面に接着されたガ
ラスキャップ、ＳＭはガラスキャップＧＬＳをパッケー
ジＰＫＧに接着し、受光窓ＷＤＷを封止するための灰色
の有機シール剤である。固体撮像チップＣＨＩの表面に
は、図示はしないが、光信号を電気信号に変換するため
のフォトダイオードが２次元的に並べられ、フォトダイ
オード上にはそれぞれ光を赤、緑、青に分光する有機カ
ラーフィルタが直接形成されている。

シール剤Ｓ　Ｍの色を灰色にしたので、シール剤部での
光乱反射によるフレアを低減できる。

シール剤ＳＭの色は、灰色以外は黒や、パッケージの色
に合わせた有彩色にする。

シール剤ＳＭの色は、パッケージＰＫＧの色に近い色に
し、かつ、シール剤ＳＭの明度をパッケージＰＫＧの明
度より低くするのが望ましい。

なお、シール剤ＳＭを介してのガラスキャップＧＬＳの
パッケージＰＫＧへの接着・封止において、シール層の
厚さ（以下、シール厚と記す）は１０μｍオーダーのた
め、シールされない余分なシール剤は、ガラスキャップ
ＧＬＳの横にはみ出されるのでシール剤には凹凸（厚さ
むら）が形成される。

同系統の色にすることによって、シール剤ＳＭの厚さむ
らがあまり目立たないので外観上望ましいとともに、明
度を変えることによって、コントラストによりシール剤
の厚さむらがわかる。

表１は、本発明による一例のシール剤と従来のシール剤
の一例の仕様を比較して示す表である。

以下余白。

表１本実施例では、シール剤ＳＭを灰色にするために、、　
０．１ｗｔ％（０，０５〜０．１５ｗｔ％）の黒色の顔
料Ｃ（カーボンブラック）と３５ｗｔ％（３０〜４０ｗ
ｔ％）の白色のフィラーＺｎＯ（亜鉛華）を混入した。

このような組成により、耐湿性を維持するため重要であ
るシール部を管理する目的で、色むらを検出するために
外観上量も判別しやすい色にすることができた。さらに
、固体撮像装置の耐湿性を維持するために、エポキシ樹
脂中の水分の透湿速度を最小値にする界面改質剤のシラ
ンカップリング剤の添加料の最適化（０，５ｗｔ％）を
図った。

封止後のシール剤の色は、シール剤における光の透過率
で決まり、透過率の大小は、主として充填剤と顔料の添
加量、およびシール部により決まる。通常のシール部に
おいては、白色の充填剤を増加させると、シール部での
入射光の反射が増加し、反対に充填剤を減少させ、ある
いは顔料を増加させると、透過光の吸収の割合が増加す
る。また、充填剤、顔料の添加量が一定ならば、シール
部の色はシール部により決まり、シール部が異なると、
シール部での入射光の反射率が変わり、これによりシー
ル厚異常品、すなわち、封止不良品の検出を行う。

さらに、従来の白色のシール剤は、キュア時に黄褐色に
変色したが、本実施例のシール剤は変色が生じなかった
。

以上のように、本実施例の固体撮像装置ＤＶＣでは、有
機シール剤ＳＭの色を灰色にしたので、従来の装置のよ
うな白色シール剤部での光乱反射によるフレアを低減で
きる。また、シール剤ＳＮ１の色をパッケージＰＫＧの
黒色と同系統の灰色とすることにより、コントラストの
差により厚さむらを検出可能とし、かつ、厚さむらを目
立たなくするとともに、パッケージとキャップの一体感
を出し、外観を向上させた。

第２図は、本実施例の固体撮像装置の組立て工程の一例
を示すフローチャートである。

まず、ガラスキャップと、固体撮像チップと、パッケー
ジと、シール剤を用意する。ガラスキャップをモニタ選
別し、レーザ選別する。固体撮像チップをパッケージに
ベレット付けし、Ａｌボンデ不ングし、封止前洗浄する
。次に、本発明に係る有機シール剤ペーストをパッケー
ジに塗布し、ペースト中のガスを抜くためプレキュアす
る。次に、ガラスキャップをパッケージに圧着封止して
完成する。このプロセスでは、封止前にガラスキャップ
にシール剤を塗布しないため、キャップに付着した異物
を除去するためのキャップの全面洗浄が可能である。

なお、本発明に係る有機シール剤をあらかじめ塗布した
ガラスキャップをパッケージに圧着することにより封止
してもよい。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発明の別の実施例の固体撮
像装置の構造を示す図であり、以下、全体構造を固体撮
像装置ＤＶＣ１固体撮像チップＣＨＩを除く固体撮像装
置ＤＶＣの部分（容器）をパッケージＰＫＧと称する。

同図において、（ａ）は固体撮像装置ＤＶＣをチップＣ
ＨＩの受光面側から見たときの上面図である。上面図（
ａ）を基準にして、（ｂ）は上側から見たときの側面図
、（ｃ）はＣ−Ｃ切断線における断面図、（ｄ）は右側
から見たときの側面図、（ｅ）はｅ−Ｃ切断線における
断面図である。

ガラスキャップＧＬＳは透光性の封止板であり、硼珪酸
ガラス（Ｂ、Ｏ，・Ｓ　ｉ　Ｏ，）のようなガラス材か
ら成る。ガラスキャップＧＬＳは、受光窓ＷＤＷを覆う
ようにパッケージＰＫＧの上面に灰色の有機シール剤Ｓ
Ｍにより接着されている。

固体撮像チップＣＨＩは、モノリシッグ半導体集積回路
技術で作られ、ガラスキャップＧＬＳ側の表面（受光面
）にはフォトダイオードのような光電変換素子が複数個
配列され、裏面は銀ペースト材のような接着剤で下部セ
ラミック基板ＬＯＷにボンディングされている。

黒色の下部セラミック基板ＬＯＷは、その中央に固体撮
像チップＣＨＩを取り付けるための凹部であるチップマ
ウント部ＭＮＴを有し、この凹部により、固体撮像チッ
プＣＨＩと内部リードＩＬとの高さ関係が調整される。

黒色の上部セラミック枠体ＵＰＰは、中央部をくり抜い
た受光ｇｗＤｗを有し、外光が固体撮像チップＣＨＩに
当たるようになっている。

リードＬＤは、固体撮像チップＣＨＩとプリント配線基
板のような外部応用回路との間を電気的に接続するため
のリードであり、上下セラミック体ＵＰＰ、ＬＯＷの間
にフリットガラス（低融点ガラス）ＦＬＴで固着されて
いる。リードＬＤは、固体撮像チップＣＨＩとの接続用
の内部リード部ＩＬと外部回路との接続用の外部リード
部ＯＬを有し、両リード部は連続して（一体に）形成さ
れている。内部リードＩＬは、同一形状の先端形状を持
ち、中側に位置する１６個の内部リードＩＬＩと、中央
部に丸穴があけられ、太き目の先端形状を持ち、４隅に
位置する４個の内部リードＩＬ２の合計２０個ある。こ
の内部リードＩＬ２の特殊な形状は、自動ワイヤボンデ
ィング時のリード位置パターン認識に有用である。

ボンディングワイヤＷＩＲは、内部リードＩＬと固体撮
像チップＣＨＩのポンディングパッドとを電気的に接続
するための、Ａ１やＡｕ等から成る金属ワイヤである。

チップマウント部ＭＮＴの窪みにより、固体撮像チップ
ＣＨＩの上表面が内部リードＩＬの上表面より低い位置
にあるため、ボンディングワイヤＷＩＲが垂れ下がって
固体撮像チップＣＨＩの縁に接触して短絡するという不
良を未然に防止できる。

金属板ＲＥＦ１およびＲＥＦ２には、基準穴ＨＬＩおよ
びＨＬ２が形成されている。固体Ｍ＆像チップＣＨＩが
チップマウント部ＭＮＴに自動ダイボンディングされる
とき、その位置決めは基準穴ＨＬＩ、ＨＬ２および／ま
たは内部リードＩＬ２の穴を基準に行なわれるので、基
準穴ＨＬ１．ＨＬ２と固体撮像チップＣＨＩとの相対位
置は精度良く設定される。従って、固体撮像装置ＤＶＳ
を応用製品に実装するとき、基準穴ＨＬＩ、ＨＬ２を位
置決めの基準とすれば、応用製品のレンズの中心と固体
撮像チップＣＨＩのフォトダイオードアレイの中心とを
精度良く合わせることができる。

凹部ＩＤＸは、上下セラミック体ＵＰＰおよびＬＯＷに
設けた凹部であり、２０個の外部リードＩＬＬの回路配
置基準位置を示すインデックスである。このインデック
スＩＤＸは、固体撮像装置ＤＶＳを（外部リードＯＬを
）プリント基板に挿入するとき、プリント基板側にイン
デックスＩＤＸの凹部に適合するビン等を立てておくこ
とにより、誤接続防止手段としても役立つ。

本実施例の固体撮像装置ＤＶＣでも、有機シール剤Ｓ　
ｋ、Ｉの色を灰色にしたので、入射光の乱反射を防止で
き、フレアを抑制できる。また、有機シール剤ＳＭとパ
ッケージＰＫＧのコントラストがついているので、シー
ル剤の厚さむらを検出できる。さらに、有機シール剤Ｓ
ＭとパッケージＰＫＧが同系色なので、外観が向上する
。

次に、固体撮像装置ＤＶＳの組み立て方法を簡単に説明
する。

まず、リードＬＤと基準穴用金属板ＲＥＦ　１、ＲＥＦ
２等が連なったリードフレームを１枚の金属板からプレ
ス成型またはエツチングにより形成する。金属材料とし
ては、セラミックスとの相性の良い、例えば４２アロイ
（Ｎｉ：４２％、Ｆｅ：５８％重量比の合金）が選ばれ
る。

次に、外部リードＯＬを垂直方向に折り曲げたリードフ
レームを、チップマウント部ＭＮＴの周辺の高い部分に
フリットガラスＦＬＴを枠状に塗布した下部セラミック
基板ＬＯＷに載せ、上部セラミック枠体ＴＪＰＰではさ
んで、それらをフリットガラスＦＬＴにより融着する。

次に、固体撮像チップＣＨＩをチップマウント部ＭＮＴ
に自動ダイボンディングし、内部リードＩＬと固体撮像
チップＣＨＩとの間をボンディングワイヤＷＩ　Ｒによ
り自動ワイヤボンディングする。

次に、ガラスキャップＧＬＳを上部セラミック枠体ＵＰ
Ｐに灰色の有機シール剤ＳＭで貼り付ける。

最後に、リードフレームの不要部分を切断し、２０個の
内部リードＩＬと基準大川金属板ＲＥＦ　１、ＲＥＦ２
のそれぞれを分離する。（ａ）の上面図に示す基準式金
属板ＲＥＦ　１、ＲＥＦ２の凸部ＢＲＤは、不要なブリ
ッジ部分を取り除いた跡である。

以上、本発明の実施例を具体的に説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の固体撮像装置では、撮像
時の入射光の散乱によるフレアを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の固体撮像装置の断面図、
第２図は、本実施例の固体撮像装置の組立て工程の一例
を示すフローチャート、第３図（ａ）〜（ｅ）は、本発
明の別の実施例の固体撮像装置を示す図で、（ａ）は固
体撮像装置の上面図、（ｂ）は（ａ）の上側から見たと
きの側面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ切断線における断
面図、（ｄ）は（ａ）の右側から見たときの側面図、（
ｅ）は（ａ）のｅ−Ｃ切断線における断面図である。ＤＶＣ・・・固体撮像装置ＰＫＧ・・・パッケージＣＨＩ・・・固体撮像チップＬＤ・・・リードＷＩＲ・・・ボンディングワイヤＡＧＰ・・・ＡｇペーストＷＤＷ・・・受光窓ＧＬＳ・・・ガラスキャップＳ　Ｍ・・・有機シール剤ＬＯＷ・・・下部セラミック基板Ｌｉ　Ｎ　Ｔ・・・チップマウント部ＦＬＴ・・・フリットガラスＯＬ・・・外部リードＩＬ・・・内部リードＲＥ　Ｆ　ｌ、ＲＥＦ２・・・基準室用金属板ＨＬＩ、
２・・・位置決め基準穴ＢＲＤ・・ブリッジ切断残部ＵＰＰ・・・上部セラミック枠体ＩＤＸ・・インデックス兼逆差し防止部。第１図ＤＶＣ・・・固体撮像装置ＳＮ・・・有機シール剤

Claims

【特許請求の範囲】

１、パッケージ内に載置した固体撮像チップと、上記固
体撮像チップの電極と電気的に接続され、上記パッケー
ジの側面から複数本突出する外部接続用のリードと、上
記固体撮像チップに光を取り込むために上記パッケージ
に設けた受光窓と、上記受光窓を覆うために上記パッケ
ージにシール剤により接着されたガラスキャップとを有
し、かつ上記シール剤が灰色、黒色、または有彩色であ
ることを特徴とする固体撮像装置。