JP2012028550A - Sensor package, imaging device, and portable electronic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサパッケージ、該センサパッケージを有する撮像装置、及び該撮像装置を備えた携帯電子機器に関する。 The present invention relates to a sensor package, an imaging device having the sensor package, and a portable electronic device including the imaging device.
近年、携帯電話、カーナビゲーション装置等の電子機器に撮像装置が搭載されて、普及されている。 2. Description of the Related Art In recent years, an imaging device is mounted on an electronic device such as a mobile phone or a car navigation device, and is widely used.
例えば、図5に示すように、撮像装置15は、光学系としてのレンズ16と、該レンズ16を収容するレンズホルダ17と、レンズ16から所定距離の位置に配置されるとともに、その中央部に受光部を有する固体撮像素子(例えば、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ)21が備えられたセンサパッケージ22と、該センサパッケージ22が搭載されるプリント回路基板23と、から構成されている(特許文献1)。
For example, as shown in FIG. 5, the
しかしながら、特許文献1の撮像装置15は、固体撮像素子21が、その両側に延出されるリード線24によってプリント回路基板23と接続され、センサパッケージ22内に密閉されているため、撮像装置15が大型化するという問題があった。また、撮像装置15は、光学系が複数のレンズ16からなり、該複数のレンズ16が光軸方向に配列された状態でレンズホルダ17に保持されるとともに、レンズホルダ17と複数のレンズ16とによって外部が遮断された空間を形成している。このため、例えば、撮像装置15がカーナビゲーション装置に使用された場合、車内温度の急激な上昇により撮像装置15内に熱がこもり、その熱の影響により、固体撮像素子21の画質が劣化するという問題があった。
However, in the
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、省スペース化を図りつつ温度変動に伴う画質劣化を抑制できるセンサパッケージ、該センサパッケージを有する撮像装置、及び該撮像装置を備えた携帯電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a sensor package that can suppress image quality deterioration due to temperature fluctuations while saving space, an imaging apparatus having the sensor package, and the imaging apparatus. An object is to provide a portable electronic device.
本発明のセンサパッケージは、一方の面に金属配線が形成された平板状の透光性基板と、該透光性基板に対向して配置され、金属配線に電気的に接続された平板状の固体撮像素子と、金属配線のうち、固体撮像素子よりも外側の部分に電気的に接続された接続用端子と、該接続端子により前記固体撮像素子に対向して配置すると共に電気的に接続された平板状のプリント回路基板とを備えたセンサパッケージであって、前記透光性基板及び前記プリント回路基板は、線膨張係数が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)範囲内において、前記それぞれの基板の一方の線膨張係数が他方の線膨張係数1〜3倍のものを選定したものであることを特徴とする。 The sensor package of the present invention includes a flat light-transmitting substrate having a metal wiring formed on one side thereof, and a flat light-transmitting substrate disposed opposite to the light-transmitting substrate and electrically connected to the metal wiring. A solid-state image sensor, a connection terminal electrically connected to a portion outside the solid-state image sensor of the metal wiring, and the connection terminal arranged to be opposed to and electrically connected to the solid-state image sensor. A flat printed circuit board having a linear expansion coefficient of 3.2 (× 10 −6) to 7.2 (× 10 − 6) Within the range, one having a linear expansion coefficient of one to three times of the other substrate is selected.
かかる構成によれば、背景技術のような固体撮像素子の両側に延出されるリード線によってプリント回路基板と接続されるのではなく、半田ボール等の接続端子によってプリント回路基板と接続されるため、省スペース化を図ることができる。また、透光性基板及びプリント回路基板は、線膨張係数が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)範囲内において、前記それぞれの基板の一方の線膨張係数が他方の線膨張係数1〜3倍のものを選定したことにより、熱膨張差により接続用端子に生じる機械的な応力が軽減され、透光性基板又はプリント回路基板の金属配線と接続端子との接続不良を防止でき、その結果、温度変動に伴う固体撮像素子の画質劣化を抑制できる。 According to such a configuration, since it is connected to the printed circuit board by connection terminals such as solder balls, instead of being connected to the printed circuit board by lead wires extending on both sides of the solid-state imaging device as in the background art, Space can be saved. Further, the translucent substrate and the printed circuit board have a linear expansion coefficient within a range of 3.2 (× 10 −6) to 7.2 (× 10 −6), and one of the linear expansion coefficients of the respective substrates is By selecting the other one having a linear expansion coefficient of 1 to 3 times, the mechanical stress generated in the connection terminal due to the difference in thermal expansion is reduced, and the metal wiring of the translucent board or printed circuit board and the connection terminal are reduced. Connection failure can be prevented, and as a result, image quality deterioration of the solid-state imaging device due to temperature fluctuation can be suppressed.
また、請求項2記載の発明において、前記接続用端子は、内部に樹脂のコアを有する半田ボールであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the connection terminal is a solder ball having a resin core therein.
かかる構成によれば、接続用端子として、その内部に樹脂のコアを有する半田ボールが用いられているため、従来の半田のみで構成された半田ボールを用いる場合に比し、接続用端子に作用する機械的な応力を軽減することができ、透光性基板とプリント回路基板との間の接続を柔軟にすることができる。 According to such a configuration, since the solder ball having a resin core inside is used as the connection terminal, it acts on the connection terminal as compared with the case of using a solder ball composed only of conventional solder. Mechanical stress can be reduced, and the connection between the translucent board and the printed circuit board can be made flexible.
また、請求項3記載の発明において、本発明の撮像装置は、上述のセンサパッケージと、該センサパッケージの固体撮像素子の撮像面に被写体の像を結像させるためのレンズとを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, an imaging apparatus of the present invention comprises the above-described sensor package and a lens for forming an image of a subject on the imaging surface of a solid-state imaging device of the sensor package. Features.
かかる構成によれば、背景技術のような固体撮像素子の両側に延出されるリード線によってプリント回路基板と接続されるのではなく、半田ボール等の接続端子によってプリント回路基板と接続されるため、省スペース化を図ることができる。また、透光性基板及びプリント回路基板は、線膨張係数が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)範囲内において、前記それぞれの基板の一方の線膨張係数が他方の線膨張係数1〜3倍のものを選定したことにより、熱膨張差により接続用端子に生じる機械的な応力が軽減され、透光性基板又はプリント回路基板の金属配線と接続端子との接続不良を防止でき、その結果、温度変動に伴う固体撮像素子の画質劣化を抑制できる。 According to such a configuration, since it is connected to the printed circuit board by connection terminals such as solder balls, instead of being connected to the printed circuit board by lead wires extending on both sides of the solid-state imaging device as in the background art, Space can be saved. Further, the translucent substrate and the printed circuit board have a linear expansion coefficient within a range of 3.2 (× 10 −6 ) to 7.2 (× 10 −6 ), and one of the linear expansion coefficients of the respective substrates is By selecting the other one having a linear expansion coefficient of 1 to 3 times, the mechanical stress generated in the connection terminal due to the difference in thermal expansion is reduced, and the metal wiring of the translucent board or printed circuit board and the connection terminal are reduced. Connection failure can be prevented, and as a result, image quality deterioration of the solid-state imaging device due to temperature fluctuation can be suppressed.
また、請求項4記載の発明において、本発明の携帯電子機器は、上述の撮像装置が搭載されたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a portable electronic device according to the present invention includes the above-described imaging device.
かかる構成によれば、上述の小型化された撮像装置によって得られた画像や映像等のイメージ撮像することができる。 According to this configuration, it is possible to take an image such as an image or a video obtained by the above-described downsized imaging device.
本発明は、一方の面に金属配線が形成された平板状の透光性基板と、該透光性基板に対向して配置され、金属配線に電気的に接続された平板状の固体撮像素子と、金属配線のうち、固体撮像素子よりも外側の部分に電気的に接続された接続用端子と、該接続端子により前記固体撮像素子に対向して配置すると共に電気的に接続された平板状のプリント回路基板とを備えたセンサパッケージであって、前記透光性基板及び前記プリント回路基板は、線膨張係数が3.2〜7.2(×10−6)範囲内において、前記それぞれの基板の一方の線膨張係数が他方の線膨張係数1〜3倍のものを選定することにより、温度変動に伴う固体撮像素子の画質劣化を抑制できる省スペースのセンサパッケージ、該センサパッケージを備えた撮像装置及び携帯電子機器を提供することができる。 The present invention relates to a flat light-transmitting substrate having a metal wiring formed on one surface, and a flat solid-state imaging device that is disposed opposite to the light-transmitting substrate and is electrically connected to the metal wiring. And a connection terminal electrically connected to a portion outside the solid-state image sensor of the metal wiring, and a flat plate shape disposed opposite to the solid-state image sensor by the connection terminal and electrically connected The light-transmitting substrate and the printed circuit board each have a linear expansion coefficient within a range of 3.2 to 7.2 (× 10 −6). A space-saving sensor package that can suppress deterioration in image quality of a solid-state imaging device due to temperature fluctuation by selecting one having a linear expansion coefficient of one to three times that of the other substrate, and the sensor package Imaging device and mobile phone It is possible to provide a child equipment.
以下、本発明にかかる携帯電子機器の一実施形態であるカーナビゲーション装置について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a car navigation device as an embodiment of a portable electronic device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態にかかるカーナビゲーション装置1は、図1に示すように、画像や映像等を表示するための長方形状の表示部2aを有する装置本体2と、該装置本体2に内蔵され、表示部2aの長辺近傍位置(より詳しくは、長辺中間近傍位置)に配置された撮像装置3とを備える。 As shown in FIG. 1, a car navigation device 1 according to this embodiment includes a device main body 2 having a rectangular display unit 2a for displaying an image, a video, and the like, and a built-in display device. And an imaging device 3 disposed at a position near the long side 2a (more specifically, a position near the long side middle).
表示部2aは、例えば、液晶表示パネルから構成され、撮像装置3で撮像された画像や映像等を表示するとともに、カーナビゲーションの表示装置を兼ねている。 The display unit 2a is composed of, for example, a liquid crystal display panel, and displays an image, video, or the like captured by the imaging device 3, and also serves as a display device for car navigation.
撮像装置3は、図2に示すように、被写体の光学像を撮像素子9に集光させる複数のレンズ4と、該レンジ4を収容するレンズホルダ5と、このレンズホルダ5を介して複数のレンズ4を収納する筒状のアウタホルダ6と、赤外線カットフィルタ8と、レンズ4から所定距離の位置に配置されるとともに、その中央部に受光部を有する固体撮像素子9(図示せず)を備えたセンサパッケージ10と、から構成されている。
As shown in FIG. 2, the imaging device 3 includes a plurality of lenses 4 that collect an optical image of a subject on the imaging element 9, a lens holder 5 that houses the range 4, and a plurality of lenses via the lens holder 5. A cylindrical outer holder 6 that accommodates the lens 4, an infrared cut filter 8, and a solid-state imaging device 9 (not shown) that is disposed at a predetermined distance from the lens 4 and that has a light receiving portion at the center thereof.
レンズホルダ5には、複数(図1では3枚)のレンズ4が収容されている。なお、被写体の光学像を固体撮像素子9に集光させるレンズ4は、本実施形態では複数枚のもので説明したが、これに限らず、1枚のものでもよい。
複数のレンズ4は、センサパッケージ10を構成する固体撮像素子の受光部9a(撮像面)に被写体の像を結像させる。レンズホルダ5の上部には、開口部5aが設けられている。この開口部5aは、複数のレンズ4の絞りの機能を果たすものである。また、レンズホルダ5の外面には、雄ねじ(図示せず)が形成されている。
The lens holder 5 accommodates a plurality (three in FIG. 1) of lenses 4. The lens 4 for condensing the optical image of the subject on the solid-state imaging device 9 has been described as being a plurality of lenses in the present embodiment, but is not limited to this and may be a single lens.
The plurality of lenses 4 form an image of the subject on the
アウタホルダ6は、外形が略円筒状に構成されるとともに、その内面に雌ねじ(図示せず)が形成されている。この雌ねじに、レンズホルダ5の雄ねじが螺合し、複数のレンズ4、レンズホルダ5、アウタホルダ6が同心状に配置されるようになっている。 The outer holder 6 has a substantially cylindrical outer shape and has an internal thread (not shown) formed on the inner surface thereof. The male screw of the lens holder 5 is screwed into this female screw, and the plurality of lenses 4, the lens holder 5, and the outer holder 6 are arranged concentrically.
赤外線カットフィルタ8は、複数のレンズ4とセンサパッケージ10との間の位置に設けられている。具体的には、この赤外線カットフィルタ8は、アウタホルダ6の底部に設けられたベース6aの上面に固定されている。そして、複数のレンズ4に結像されたイメージは、赤外線カットフィルタ8を介して固体撮像素子9の受光部9aに集光される。
The infrared cut filter 8 is provided at a position between the plurality of lenses 4 and the
センサパッケージ10は、図3及び図4に示すように、一方の面に金属配線12aが形成された長方形状の透光性基板12と、透光性基板12に対向して配置される共に、ハンダバンプ(またはハンダボール)9bを介して透光性基板12の金属配線12aに電気的に接続固着された、透光性基板12の領域より小さい長方形状の固体撮像素子9と、金属配線12aのうち、固体撮像素子9よりも外側の部分に電気的に接続固着されたハンダボールからなる接続用端子13,13・・・と、前記透光性基板12を覆う領域面を有し、固体撮像素子9に対向して配置され、接続用端子13,13・・・に電気的に接続固着された正方形状のプリント回路基板14とを備える。そして、固体撮像素子9とプリント回路基板14との間に気体又は液体の流通路30となる隙間を形成すべく、接続用端子13,13・・・が固体撮像素子9の対向二辺に沿って複数個設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
透光性基板12は、その熱膨張率(線膨張係数)が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)のガラス又はセラミックの材料で形成されており、一方の面(本実施形態では下面)に、例えば銅配線の金属パターン12a(金属配線12a)がその幅方向(長辺方向)に形成されている。金属パターン12aは、スクリーン印刷や転写印刷等により、透光性基板12にレジネートを塗布し、このレジネートを加熱することにより焼成される。本実施形態では、銅を含むレジネートが用いられている。
The
後述するように、金属パターン12aは、その一部に固体撮像素子9の半田バンプ9bが接続固着され、他の一部に接続用端子13,13・・・が固着されることにより、固体撮像素子9と接続用端子13,13・・・とを接続する。すなわち、固体撮像素子9と接続用端子13,13・・・とは、この金属パターン12aを介して互いに電気的に接続されている。この金属パターン12aの厚さは、約3μm〜10μmである。接続用端子13,13・・・については、後で詳述する。
As will be described later, the
なお、金属パターン12aと半田バンプ9bとの間を電気的に接続するべく、導電性ペーストとして半田ペースト(図示せず)が介設されている。また、接続用端子13,13・・・と金属パターン12aとの間を電気的に接続するべく、導電性ペーストとして半田ペースト(図示せず)が介設されている。
A solder paste (not shown) is interposed as a conductive paste to electrically connect the
固体撮像素子9は、一方面(透光性基板12側)の中央部に長方形状の受光部9aを有し、複数のレンズ4により結像された光学像を電気信号に変換して出力する。具体的には、固体撮像素子9は、例えば、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等によって構成されている。
The solid-state imaging device 9 has a rectangular
前述のように、この固体撮像素子9は、透光性基板12に固着される固着部である半田バンプ9bを備える。この固体撮像素子9は、この半田バンプ9bを透光性基板12に接続固着(溶着)することで、この透光性基板12に固定される。
As described above, the solid-state image pickup device 9 includes the solder bumps 9 b that are fixed portions fixed to the
プリント回路基板14は、その熱膨張率(線膨張係数)が7.0(×10−6)〜7.2(×10−6)のセラミックの材料で形成されている。プリント回路基板14には、流通経路30の入口又は出口の位置で、かつプリント回路基板14の端部、本実施形態ではプリント回路基板14の角部に、複数(本実施形態では2個)の回路部品14bが取り付けられている。回路部品14bとしては、例えば、セラミックコンデンサが挙げられる。かかる構成、特に流通経路30の出口側に回路部品14bを設けた場合に、固体撮像素子9の冷却効果を失うことなく回路部品14bが冷却される。
The printed
また、プリント回路基板14は、一方の面(本実施形態では上面)に銅配線の金属パターン(金属配線14a)14aが形成されている。金属パターン14aは、スクリーン印刷や転写印刷等により、レジネートをプリント回路基板14に塗布し、このレジネートを加熱することにより焼成される。本実施形態では、銅を含むレジネートが用いられている。
The printed
本実施形態において、例えば、半田ボールからなる接続用端子13,13・・・は、固体撮像素子9とプリント基板14との間で、センサパッケージ10(固体撮像素子9)の短辺側の対向二辺に沿って、複数配置されている。すなわち、接続用端子13,13・・・は、固体撮像素子9とプリント回路基板14との間に気体又は液体の流通路となる隙間を形成すべく、固体撮像素子9の短辺側の対向二辺に沿って、複数配置されている。
In this embodiment, for example, the
接続用端子13,13・・・は、前述のように、透光性基板12の下面に配置された金属パターン12aを介して透光性基板12と電気的に接続されるとともに、プリント回路基板14の上面に配置された金属パターン(銅配線パターン)14aを介してプリント回路基板14と電気的に接続される。
As described above, the
このような構成により、本実施形態にかかる撮像装置3(センサパッケージ10)は、固体撮像素子9がその両側に延出されるリード線によってプリント回路基板14と接続されセンサパッケージ10内に密閉される従来の撮像装置に比し、小型化されることができるとともに、固体撮像素子9とプリント基板14との間に形成された気体又は液体の流通路としての隙間によって、気体又は液体を流通させることができるため、固体撮像素子9の放熱効果を高めることができる。
With such a configuration, the imaging device 3 (sensor package 10) according to the present embodiment is sealed in the
以上のように構成されたセンサパッケージ10及び該センサパッケージ10を備えた撮像装置3について、その製造する方法について説明する。
A method of manufacturing the
センサパッケージ10を製造するには、まず、透光性基板12に金属パターン12aを形成する。透光性基板12に金属パターン12aを形成するには、まず、金属パターン12aを形成するためのレジネート(例えば、銅レジネート)を、透光性基板12の所定位置にスクリーン印刷等によって塗布する。そして、このレジネートを所定の温度で加熱し、金属パターン12aとして焼成する。
In order to manufacture the
同様に、プリント回路基板14に金属パターン14aを形成する。プリント回路基板14に電極パターン14aを形成するには、まず、金属パターン14aを形成するためのレジネート(例えば、Wレジネート)を、プリント回路基板14の所定位置にスクリーン印刷等によって塗布する。そして、このレジネートを所定の温度で加熱し、電極パターン14aとして焼成する。
Similarly, a
次に、固体撮像素子9を透光性基板12に密閉固定する。このとき、金属パターン12aの所定位置に半田ペースト(図示せず)を塗布し、その上に、固体撮像素子9の半田バンプ9bを固着させ、固体撮像素子9の外周部を樹脂(図示せず)により密封する。続いて、接続用端子13,13・・・を透光性基板12の電極パターン12aの一部に固定する。このとき、金属パターン12a上において、接続用端子13,13・・・を固定する位置に、半田ペースト(図示せず)を塗布する。接続用端子13,13・・・は、この半田ペーストを介して透光性基板12の電極パターン12aに固定される。
Next, the solid-state imaging device 9 is hermetically fixed to the
次に、接続用端子13,13・・・をプリント回路基板14の金属パターン14aの一部に固定する。このとき、金属パターン14a上において、接続用端子13,13・・・を固定する位置に、半田ペースト(図示せず)を塗布する。接続用端子13,13・・・は、この半田ペーストを介してプリント回路基板14の電極パターン14aに固定される。
Next, the
そして、透光性基板12とプリント基板14との間に、接続用端子13,13・・・を介在させた状態で、リフロー炉に入れて加熱する。この加熱により、接続用端子13,13・・・が半田ペーストを介して、それぞれ金属パターン12a,14aに固着される。以上により、センサパッケージ10が完成する。
Then, with the
以上のように本実施形態によれば、センサパッケージ10において、固体撮像素子9が、その両側に延出されるリード線によってプリント回路基板14と接続されるのではなく、透光性基板12が、固体撮像素子9の短辺側の対向二辺に沿って設けられた複数の接続用端子13,13・・・によって、プリント回路基板14と接続されているため、従来の撮像装置に比し、固体撮像素子9とプリント回路基板14との間の幅を狭くすることができ、このセンサパッケージ10を有する撮像装置3を小型化することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
また、固体撮像素子9とプリント基板14との間に、気体又は液体の流通路としての隙間を形成することによって、該隙間に気体又は液体が流通でき、撮像装置3内に熱がこもることがなく、固体撮像素子9の放熱効果を高めることができる。その結果、固体撮像素子9の熱ノイズによる画質の劣化を低減することができる。さらに、気体又は液体の流通路を有しているので、流通路内のごみ、ほこり等の除去が容易である。
Further, by forming a gap as a gas or liquid flow path between the solid-state imaging device 9 and the printed
ところで、上述のように、透光性基板12及びプリント回路基板14のそれぞれは、その熱膨張係数(線膨張係数)が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)の材料で形成されている。また、透光性基板12とプリント回路基板14とは、接続用端子13,13・・・を介して電気的に接続されている。そのため、センサパッケージ10を有する撮像装置3がカーナビゲーション装置1に使用された場合、車内温度の急激な上昇等によって、透光性基板12とプリント回路基板14との熱膨張差が、接続用端子13,13・・・とのそれぞれの接続部に直接作用して、接続用端子13,13・・・に高い応力が生じる場合がある。
By the way, as described above, each of the
したがって、透光性基板12とプリント回路基板14との熱膨張差が、接続用端子13,13・・・とのそれぞれの接続部に直接作用しないように、透光性基板12とプリント回路基板14との接続を柔軟にして、熱膨張差により接続用端子13,13・・・に生じる機械的な応力を軽減することが考えられる。
Therefore, the
そのため、本実施形態にかかる接続用端子13,13・・・では、半田で形成されるとともにその内部に樹脂のコアを有する半田ボールが用いられてもよい。
Therefore, in the
そこで、上記センサパッケージ10において、透光性基板12であるガラス基板(線膨張係数が3.8(×10−6))を一定とし、各種のプリント回路基板及び接続用端子を変えて、熱衝撃耐性実験(試験条件・方法)を行った。以下に、熱衝撃耐性実験の結果を示す。なお、以下の熱衝撃評価結果は、本実施形態にかかるセンサパッケージ10に熱による機械的な応力を付与した回数(サイクル数)として表示している。
(実施例)
1.プリント回路基板14として、従来のFR−4基板(線膨張係数が16(×10−6))を用い、接続用端子13,13・・・として、通常の半田ボールを用いた場合、センサパッケージ10の熱衝撃評価結果は、300cyc(サイクル数)であった。
Therefore, in the
(Example)
1. When a conventional FR-4 substrate (linear expansion coefficient is 16 (× 10−6)) is used as the printed
2.プリント回路基板14として、従来のFR−4基板に比し低膨張率を有するFR−4基板(線膨張係数が13(×10−6))を用い、接続用端子13,13・・・として、通常の半田ボールを用いた場合、センサパッケージ10の熱衝撃評価結果は、400cyc(サイクル数)であった。
2. As the printed
3.プリント回路基板14として、従来のFR−4基板に比し低膨張率を有するFR−4基板(線膨張係数が13(×10−6))を用い、接続用端子13,13・・・として、その内部に樹脂コアを有する半田ボールを用いた場合、センサパッケージ10の熱衝撃評価結果は、500cyc(サイクル数)であった。
3. As the printed
4.プリント回路基板14として、熱膨張係数(線膨張係数)が7.0(×10−6)〜7.2(×10−6)のセラミック材料を用い、接続用端子13,13・・・として、通常のハンダボールを用いた場合、センサパッケージ10の熱衝撃評価結果は、3000cyc(サイクル数)以上であった。
4). As the printed
5.プリント回路基板14として、熱膨張係数(線膨張係数)が7.0(×10−6)〜7.2(×10−6)のセラミックを用い、接続用端子13,13・・・として、その内部に樹脂のコアを有する半田ボールを用いた場合、センサパッケージ10熱衝撃評価結果は、3000cyc(サイクル数)以上であった。
5). As the printed
以上の結果より、プリント回路基板14として、熱膨張係数(線膨張係数)が7.0(×10−6)〜7.2(×10−6)のセラミックを用い、接続用端子13,13・・・として、その内部に樹脂のコアを有する半田ボールを用いた場合において、センサパッケージ10の熱衝撃評価結果が最も良好であり、熱膨張差により接続用端子13,13・・・に生じる機械的な応力を軽減することが可能であると考える。なお、熱衝撃耐性実験については、現在も進行中である。
From the above results, ceramics having a thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of 7.0 (× 10 −6) to 7.2 (× 10 −6) are used as the printed
上記熱衝撃評価結果等から、カーナビゲーション装置に用いる撮像装置3を実用化(1000cyc程度以上)するには、センサパッケージ10を構成する透光性基板12及びプリント回路基板14は、線膨張係数が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)の範囲の材料において、透光性基板12及びプリント回路基板14の一方の基板の線膨張係数が他方の基板の線膨張係数の1〜3倍(より好ましくは、線膨張係数が1〜2.5倍で2000cyc程度以上、さらに好ましくは、線膨張係数が1〜2倍で3000cyc程度以上)のものを選定することが好ましい。
Based on the thermal shock evaluation results and the like, in order to put the imaging device 3 used in the car navigation device into practical use (about 1000 cyc or more), the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し得ることは勿論のことである。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, it can change suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention.
本実施形態にかかるセンサパッケージ10では、固体撮像素子9の短辺側の対向二辺に沿って複数の接続用端子13,13・・・が配置されているが、これに限られず、例えば、複数の接続用端子13,13・・・を、固体撮像素子9の長辺側の対向二辺に沿って配置してもよい。このような構成によっても、従来の撮像装置に比し、固体撮像素子9とプリント回路基板14との間の幅を狭くすることができ、センサパッケージ10を有する撮像装置3を小型化することができるとともに、固体撮像素子9の放熱効果を高めることができる。因みに、かかる観点からすれば、複数の接続用端子13,13・・・は、固体撮像素子9の三辺あるいは四辺全辺に沿って配置してもよい。かかる構成によれば、接続用端子13,13の個数がさらに増加するので、熱膨張差により接続用端子13,13の1個に生じる機械的な応力をさらに軽減することができる。
In the
また、本実施形態において、透光性基板12及びプリント回路基板14に、固体撮像素子9及び接続用端子13,13・・・を固着する手段として、半田ペーストにより固着した例を示したが、これに限られず、半田ペーストを用いなくてもよい。この場合、金属パターン12a及び14aが接触する部分にフラックスを塗布し、加熱することで金属パターン12a及び14aと固体撮像素子9及び接続用端子13,13・・・とが、それぞれ接続される。また半田以外の金属によってバンプを構成してもよい。例えば、金、銀、銅などのバンプを採用することができる。この場合、半田ペーストに替えて、他の金属ペースト、導電性接着剤を採用するようにしてもよい。
In the present embodiment, an example in which the solid-state imaging device 9 and the
本発明にかかるセンサパッケージは、一方の面に金属配線が形成された平板状の透光性基板と、該透光性基板に対向して配置され、金属配線に電気的に接続された平板状の固体撮像素子と、金属配線のうち、固体撮像素子よりも外側の部分に電気的に接続された接続用端子と、該接続端子により前記固体撮像素子に対向して配置すると共に電気的に接続された平板状のプリント回路基板とを備えたセンサパッケージであって、前記透光性基板及び前記プリント回路基板は、線膨張係数が3.2(×10−6)〜7.2(×10−6)範囲内において、前記それぞれの基板の一方の線膨張係数が他方の線膨張係数1〜3倍のものを選定したものであるため、熱膨張差により接続用端子に生じる機械的な応力が軽減され、透光性基板又はプリント回路基板の金属配線と接続端子との接続不良を防止でき、高温下で使用することが必要なカーナビゲーション装置、高温環境下で使用する携帯電話、カメラ等の用途にも適用できる。 A sensor package according to the present invention includes a flat light-transmitting substrate having a metal wiring formed on one surface thereof, and a flat plate that is disposed opposite to the light-transmitting substrate and is electrically connected to the metal wiring. A solid-state image pickup device, a connection terminal electrically connected to a portion outside the solid-state image pickup device of the metal wiring, and the connection terminal opposed to the solid-state image pickup device and electrically connected thereto A flat printed circuit board having a linear expansion coefficient of 3.2 (× 10 −6) to 7.2 (× 10 10). -6) Within the range, since one of the substrates has a coefficient of linear expansion of 1 to 3 times that of the other, mechanical stress generated in the connection terminal due to the difference in thermal expansion Reduced, translucent substrate or printed circuit Connection failure between the metal wiring of the road board and the connection terminal can be prevented, and the present invention can also be applied to applications such as a car navigation device that needs to be used at a high temperature, a mobile phone that is used in a high temperature environment, and a camera.
1 カーナビゲーション装置
2 装置本体
2a 表示部
3 撮像装置
4 複数のレンズ
5 レンズホルダ
6 アウタホルダ
8 赤外線カットフィルタ
9 固体撮像素子
9a 受光部
9b 半田バンプ
10 センサパッケージ
12 透光性基板
12a,14a 金属パターン
13,13 接続用端子
14 プリント回路基板
14b 複数の回路部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car navigation apparatus 2 Apparatus main body 2a Display part 3 Imaging device 4 Several lenses 5 Lens holder 6 Outer holder 8 Infrared cut filter 9 Solid-
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-
2010
- 2010-07-23 JP JP2010165662A patent/JP2012028550A/en active Pending
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