JPH1187678A - 画像ヘッド組立体 - Google Patents

画像ヘッド組立体

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JPH1187678A
JPH1187678A JP10163284A JP16328498A JPH1187678A JP H1187678 A JPH1187678 A JP H1187678A JP 10163284 A JP10163284 A JP 10163284A JP 16328498 A JP16328498 A JP 16328498A JP H1187678 A JPH1187678 A JP H1187678A
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JP
Japan
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substrate
image sensor
lens system
image
assembly
Prior art date
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Pending
Application number
JP10163284A
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English (en)
Inventor
Bryan A Beaman
エイ ビーマン ブライアン
Julie K Gerstenberger
ケイ ゲルステンバーガー ジュリー
David M Orlicki
エム オルリッキ デビッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N23/50—Constructional details
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/804—Containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 整列板を使用せずパッケージ中では能動的整
列を行い大きさ、インタフェース及び費用が減少された
画像ヘッド組立体を提供することを目的とする。 【解決手段】 画像ヘッド組立体は、基板の中に形成さ
れる少なくとも１対の開口を有する基板と、基板の中の
開口にしっかりと固定されて嵌合する少なくとも１対の
ピンを有する光学組立体と、光学組立体上の画像センサ
の上のカバーガラスによって覆われる開口の間に配置さ
れる画像センサと、基板と画像センサとの間に電気接続
を与えるインタフェース手段と、カバーガラスの上に搭
載されるレンズ系と、レンズ系の中に含まれる単一素子
ぶれフィルタとからなる。組立体は交差プリーツ式ぶれ
フィルタといった単一要素ぶれフィルタを含む。レンズ
系は、バックフォーカスを必要としないぶれフィルタを
使用することにより逆望遠レンズ系であることが防止さ
れ、代わりに望遠レンズ系である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概して画像センサ組
立体に関し、更に特定的には画像センサ組立体の大き
さ、部品の数及び費用を減少させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願は、１９９７年６月１６日にPeter
Zepetella 外によって出願された「Circuit Board Stan
doff」なる名称の米国特許出願、同日出願の「集積画像
ヘッド及びその形成方法」なる名称の日本国特許出願
（優先権主張１９９７年６月１６日Bryan Beaman外出願
の「Integrated Imaging Head」なる名称の米国特許出
願第０８／８７６，４５６号）、同日出願の「画像セン
サ組立体及びその組み付け方法、並びに光学系」なる名
称の日本国特許出願（１９９７年６月１７日DeanJohnso
n 外出願の「Packaging of Imaging Devices Assembl
y」なる名称の米国特許出願第０８／８７６，４５３
号）、並びに１９９７年６月１７日にDean Johnson 外
によって出願された「CCD Attachment Module」なる名
称の米国特許出願に関連する。
【０００３】固体画像センサ及び組立体は従来技術によ
って周知である。これらの組立体では、レンズの光学的
中央線が画像センサダイの中心と光学的に整列すること
が重要である。典型的には、画像センサダイはむしろ緩
い位置許容誤差でパッケージ中に配置される。正しい整
列を獲得するために、従来のパッケージはまず基準整列
形状（孔）を含む金属板に能動的に整列され、所定の位
置にボンディングされる。基準孔は次にボンディングさ
れた組立体にレンズを整列するために使用される。これ
らの従来技術の組立体は、外部の機械的形状を基準にす
ることなくパッケージ中にダイを搭載する。次にパッケ
ージングされた部分は、光学構成部品の搭載の整列参照
を確立するために別々の部品に能動的に整列される。
【０００４】画像センサをパッケージングする最も一般
的な方法は、ダイをセラミック又はプラスチックのＤＩ
Ｐ又はＬＣＣ（リードレスチップキャリア）パッケージ
の中に搭載し、ガラスカバー板によって覆うことであ
る。これは、センサの繊細なＡＣ試験が実行されうるよ
う、ダイを清潔なハーメチックシール環境に置くことを
目的とする。この段階までに歩留まりが生じているの
で、この組立段階までに加えられる価値を最小限に抑え
ることが求められる。画像センサの試験を可能な限り早
い段階で可能にするよう、低コストの解法を検討するこ
とが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来の
技術の問題点を扱う。本発明によるシステムでは、ダイ
は基準孔パターンを含む基板に対して既知の位置に搭載
される。同じ孔パターンは光学系の搭載基準として使用
される。本発明は従って従来技術の整列板を除去すると
共に、ダイがパッケージの中に入った後は能動的整列を
行う。ダイがパッケージの中に配置される前に基準形状
を見つけることはかなり容易である。
【０００６】画像センサを搭載し、試験装置へのインタ
フェースを設ける基板としてプリント回路板（ＰＣＢ−
ＦＲ材料）を使用することが提案される。更に概念は筐
体（カバーガラスを含む）が組立体に固定される前の組
立工程の早い段階にＡＣ試験を移すことを含む。基板及
び光学筐体には組立体の受動的整列を可能にする形状が
含まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の１つ以上
の問題を克服することを目的とする。要約するに、本発
明の１つの面によれば、画像ヘッド組立体は、基板の中
に形成される少なくとも１対の開口を有する基板と、基
板の中の開口にしっかりと固定されて嵌合する少なくと
も１対のピンを有する光学組立体と、光学組立体上の画
像センサの上のカバーガラスによって覆われる開口の間
に配置される画像センサと、基板と画像センサとの間に
電気接続を与えるインタフェース手段とからなる。また
上述の画像ヘッド組立体と共に、カバーガラスの上に搭
載されるレンズ系と、レンズ系の中に含まれる単一素子
ぶれフィルタとが使用されうる。単一要素ぶれフィルタ
は交差プリーツ式ぶれフィルタでありうる。レンズ系
は、バックフォーカスを必要としないぶれフィルタを使
用することにより逆望遠レンズ系である必要はなく、代
わりに望遠レンズ系である。
【０００８】本発明は、安価な基板上の基準点への半導
体ダイの整列と、同じ基準への光学系の整列と、ダイの
ハーメチック状の隔離を達成するよう搭載された光学系
の使用とを主要な点とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の上述及び他の面、目的、
形状及び利点は、以下の望ましい実施例の詳細な説明及
び請求項から、また添付の図面を参照にしてより明らか
となり認められるであろう。容易に理解がなされるよ
う、可能な限り図面に共通な同一の素子を示すために全
く同一の参照番号が使用される。
【００１０】図１はプリント回路基板１０を詳細に示す
図であり、基板１０中に形成される１対の開口１１，１
２からなる整列形状が示されている。また固体画像セン
サにワイヤボンディングされるべき複数の試験パッド１
４が設けられている。図２は光学組立体２０と、光学組
立体２０の整列形状とを示す図である。図２に示される
ピン２１，２２は図１に示される基板１０中の開口１
１，１２に嵌合する。
【００１１】図３は、画像センサダイ３２が基板１０の
上に配置された組立体３０と、基板１０に対する固体画
像センサ３２の整列とを示す図である。画像センサ３２
は開口１１，１２の間に形成される領域内に配置され、
基板１０の上に直接搭載される。基板１０と画像センサ
３２との間の電気接続を与えるインタフェースは、画像
センサ上のリードを基板１０上の試験パッド１４に接続
するワイヤボンディング（図示せず）であると考えられ
る。望ましい実施例では、画像センサ３２は位置領域３
１の中に配置される。画像センサ３２はエポキシによっ
て基板１０に取り付けられる。
【００１２】図４は組立体４０を形成するための光学組
立体２０の基板１０に対する整列を示す図である。組立
体４０は、開口１１，１２の中にはめ込まれるよう固定
されるピン２１，２２を含む筐体２４の中に取り付けら
れる光学組立体２０を有する。ＩＲフィルタ２７を有す
るカバーガラス２５は、筐体２４の上に含まれる。図示
される光学素子は光を透過し、密封バリアを提供するた
めに必要である。光学素子はＩＲ被膜を有する、又は有
さない平ガラス素子、又はＩＲ被膜を有する、又は有さ
ない光学素子、又は光学的パワーを有する光学素子、即
ちレンズでありうる。望ましい実施例はＩＲフィルタ２
７を形成するために被膜を有する平カバーガラス２５で
ある。組立体はカバーガラスとＩＲフィルタ２７とを整
列させるために使用される棚部２９を有する。
【００１３】図５は従来の画像ヘッド５０と、従来の画
像ヘッドの構成要素を示す図である。ぶれフィルタの厚
さを収容するために多素子水晶ぶれフィルタ５４が使用
されるとき、後焦点距離を増加させるために典型的に逆
望遠レンズ５２の構成が使用される。ＩＲフィルタ５６
は典型的には画像ヘッド５０の中に水晶ぶれフィルタ５
４の近傍に、ＤＩＰパッケージ５８の上に置かれるカバ
ーガラスレンズ５７の上に配置される。画像センサ３２
はワイヤボンディング５５を通じてＤＩＰパッケージ５
８上の接触部に電気的に接続される。ＤＩＰパッケージ
５８は金属板５１の上の回路基板５３上に搭載され、リ
ード５９を通じて回路基板５３に電気的に接続される。
ＤＩＰパッケージ５８に含まれる画像センサは自動化リ
フロー半田付け工程の高い温度によって容易に傷つけら
れうるため、図５に示される構成は概してＤＩＰパッケ
ージ５８を回路基板５３に手で半田付けすることを必要
とする。金属板５１はまた上記の手で半田付けする工程
の間のヒートシンクとして作用する。
【００１４】図６は図４に関して上述された画像センサ
３２を含む光学組立体４０を組み込んだ本発明による画
像ヘッドを示す図である。本発明と共に使用されるレン
ズ６２は上述のような逆望遠式のレンズではない。ぶれ
フィルタ素子６４は多数の個々の素子を有する水晶ぶれ
フィルタではなく、代わりに交差プリーツ式ぶれフィル
タ６４であるためこの構成が可能である。交差プリーツ
式ぶれフィルタ６４と大きなバックフォーカスを必要と
しないレンズ素子系を組み合わせることにより、画像ヘ
ッドの全体の高さが減少される。当業者によって、交差
プリーツ式ぶれフィルタは単一要素ぶれフィルタであ
り、図６に示される画像ヘッド６０を形成する際に他の
タイプの単一要素ぶれフィルタもまた同様に可能である
ことが理解されよう。重要な条件はぶれフィルタが大き
なバックフォーカス性質を有するレンズを無理に使用し
ないことである。
【００１５】再び図６を参照するに、画像センサ３２は
上述のように基板１０の上に直接搭載され、ワイヤボン
ディング３５は画像センサ３２と基板１０との間に電気
的なインタフェースを与える。図６から容易に明らかで
あるように、光学組立体４０は図５の従来の装置よりも
より小さく、より少ないインタフェースを有する。更
に、図６に示される本発明の画像ヘッドは、光学組立体
と共にやはり従来の技術と比較して本発明の画像ヘッド
の大きさ及び費用を減少させるレンズ装置６２及び交差
プリーツ式ぶれフィルタ６４を有する。
【００１６】本発明はある望ましい実施例を特に参照し
て説明されたが、本発明の精神及び範囲において変形及
び修正が行われうることが理解されよう。
【００１７】
【発明の効果】本発明は光学画像感知ヘッドの大きさ及
び費用が減少されるという利点を有する。より低い費用
に加え、より少ないインタフェースを有し、従ってより
少ない公差累積の簡単化された設計によってより高い生
産量の可能性が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】整列形状及び試験パッドを示すプリント回路基
板の詳細図を示す図である。
【図２】光学組立体及び光学組立体の整列形状を示す図
である。
【図３】基板に対するダイの整列を示す図である。
【図４】基板に対する光学組立体の整列を示す図であ
る。
【図５】従来の画像ヘッド及び従来技術の画像ヘッドの
構成要素を示す図である。
【図６】本発明による画像ヘッドを示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板 １１，１２ 開口 １４ 試験パッド ２０ 光学組立体 ２１，２２ ピン ２４ 筐体 ２５ カバーガラス ２７ ＩＲフィルタ ２９ 棚部 ３０ 基板組立体上のダイ ３１ 位置領域 ３２ 画像センサ ３５ ワイヤボンディング ４０ 組立体 ５０ 従来技術の画像ヘッド ５１ 金属板 ５２ 逆望遠レンズ ５３ 回路基板 ５４ 水晶ぶれフィルタ ５５ ワイヤボンディング ５６ ＩＲフィルタ ５７ カバーガラス ５８ ＤＩＰパッケージ ５９ リード ６０ 本発明の画像ヘッド ６２ レンズ素子 ６４ ぶれフィルタ
フロントページの続き (72)発明者 デビッド エム オルリッキ アメリカ合衆国，ニューヨーク 14616, ロチェスター，ピクチャレスク・ドライヴ ５

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板の中に形成される少なくとも１対の
    開口を有するプリント回路基板と、 上記プリント回路基板の中の開口にしっかりと固定され
    て嵌合する少なくとも１対のピンを有するカバーガラス
    組立体と、 上記プリント回路基板上に開口の間に配置され、上記カ
    バーガラス組立体上に配置され、画像センサよりも上に
    位置するカバーガラスによって覆われる画像センサと、 上記基板と上記画像センサとの間に電気的接続を与える
    インタフェース手段とからなる、画像ヘッド組立体。
  2. 【請求項２】 上記光学組立体は、ピンを含む筐体と、
    上記筐体の上に含まれるカバーガラスとを更に有する、
    請求項１記載の画像ヘッド組立体。
  3. 【請求項３】 上記光学組立体は、ピンを含む筐体と、
    上記筐体の上に含まれる一体型レンズ素子とを更に有す
    る、請求項１記載の画像ヘッド組立体。
JP10163284A 1997-06-16 1998-06-11 画像ヘッド組立体 Pending JPH1187678A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US876633 1986-06-20
US08/876,633 US5821532A (en) 1997-06-16 1997-06-16 Imager package substrate

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JPH1187678A true JPH1187678A (ja) 1999-03-30

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ID=25368220

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JP10163284A Pending JPH1187678A (ja) 1997-06-16 1998-06-11 画像ヘッド組立体

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US (1) US5821532A (ja)
EP (1) EP0886323A3 (ja)
JP (1) JPH1187678A (ja)

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