JP2804669B2 - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents

固体撮像素子及びその製造方法

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JP2804669B2
JP2804669B2 JP4041194A JP4119492A JP2804669B2 JP 2804669 B2 JP2804669 B2 JP 2804669B2 JP 4041194 A JP4041194 A JP 4041194A JP 4119492 A JP4119492 A JP 4119492A JP 2804669 B2 JP2804669 B2 JP 2804669B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂モールド型のCC
Dイメージセンサの如き固体撮像素子及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりCCDイメージセンサの如き固
体撮像素子に用いられるセラミックパッケージは、組立
て工程が繁雑なことやセラミックパッケージ自体が高価
なことから、固体撮像素子の製造コストを上げる要因の
一つとなっている。そこで、固体撮像素子の製造コスト
を低減させる方法として、透光性の樹脂によりパッケー
ジを形成することが考えられている。透光性の樹脂によ
ってセンサチップをモールドして固体撮像素子を形成す
れば、セラミックパッケージを用いる場合に比して組立
工程が簡単になり、材料自体も安価である、固体撮像素
子の製造コストを大幅に低減することができる。
【0003】図6は、透光性樹脂によりパッケージが形
成された固体撮像素子の断面図である。複数の光電変換
素子がマトリクス状に配列されたセンサチップ1は、リ
ードフレーム2のアイランド部2aに装着されると共
に、センサチップ1の入出力パッドにリードフレーム2
のリード部2bが金線等のワイヤを介して接続される。
そして、センサチップ1は、アイランド部2aと共に透
光性の樹脂パッケージ3によりモールドされる。この樹
脂パッケージ3には、固体撮像素子を基板に装着する際
の位置決め用の穴4(場合によっては切欠となる)が設
けられる。また、樹脂パッケージ3は、ガラス等に比し
て硬度が低くキズがつき易いため、センサチップ1の受
光面に対向する樹脂パッケージ3の表面には、表面保護
用のガラス板5が装着される。
【0004】このような樹脂パッケージ3を用いる固体
撮像素子では、セラミックパッケージを用いる固体撮像
素子のような繁雑な組立て工程が必要なくなり、パッケ
ージの材料自体もセラミックに比して安価なため、製造
コストが低減されるが、センサチップ1の受光面に不要
な光を当てないようにするための遮光が問題となる。即
ち、透明な樹脂パッケージ3によりモールドされた固体
撮像素子では、樹脂パッケージ3の側面や裏面から侵入
する光がリードフレーム2やリードフレーム2とセンサ
チップ1とを接続するワイヤ等で反射してセンサチップ
1の受光面に当るため、樹脂パッケージ3の側面及び裏
面を遮光する必要が生じる。そこで、パッケージの側面
や裏面からの不要な光の侵入を防止した固体撮像素子を
本出願人は、特願平3−249706号に提案してい
る。
【0005】図7乃至図9は、パッケージの側面や裏面
から光が侵入するのを防止した固体撮像素子の製造方法
を説明する断面図である。リードフレーム2は、センサ
チップ1が装着されるアイランド部2a、アイランド部
2aの周辺に配列されたリード部2b及びリード部2b
を取り囲む外枠2cからなり、センサチップ1がアイラ
ンド部2aに装着されてセンサチップ1の入出力パッド
とリード部2bの先端とがワイヤで接続され、さらにリ
ード部2bがアイランド部2aに対して垂直に折り曲げ
られる。樹脂パッケージ3を形成する金型10の凹部1
1内には、保護板となるガラス板5を収納する開口部1
2が設けられており、この開口部12の周辺部の段差で
支持するようにガラス板5が配置される。また、凹部1
1には、樹脂パッケージ3の貫通孔4に対応し、リード
フレーム2のアイランド部2aを固定する突出部13が
設けられ、この突出部13にアイランド部2aをはめ込
むようにしてリードフレーム2が凹部11に収納され
る。
【0006】続いて、図8に示すように、凹部11内の
センサチップ1の受光面とガラス板5との間に熱硬化型
の透光性の樹脂21を充填する。この透光性の樹脂21
は、センサチップ1とガラス板5との間に隙間を生じる
ことなく、且つガラス板5から多量にはみ出すことのな
いように過不足なく注入する。そして、この透光性の樹
脂21を短時間の加熱処理によって表面のみを硬化させ
る。
【0007】次に、図9に示すように、半硬化状態の透
光性の樹脂21を覆うようにして、凹部11内を非透光
性の樹脂22で充填する。この非透光性の樹脂22は、
センサチップ1及びガラス板5の周辺部で透光性の樹脂
21と接するため、透光性の樹脂21との密着性や互い
の収縮率を考慮し、透光性の樹脂21と同一の材料を黒
色の染色剤により着色して得られる。そして、非透光性
の樹脂22を透光性の樹脂21と共に加熱処理して完全
に硬化させ、樹脂パッケージ20を形成する。この樹脂
パッケージ20が形成された後には、この樹脂パッケー
ジを金型10から取り出してリードフレーム2の外枠2
cを切断することで固体撮像素子が完成される。
【0008】以上のような製造方法によれば、特殊な製
造治具を用いることなく、図8に示すような透光性の樹
脂21を注入する工程を追加することで、遮光性に優れ
た固体撮像素子を得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような製造方法によると、透光性の樹脂21をセンサチ
ップ1とガラス板5との間隙に注入する工程での樹脂の
注入量の制御が難しく、さらには、透光性の樹脂21を
一旦硬化させるための加熱処理の条件設定が厳しくなる
ため、製造歩留まりが安定せず、結果的に歩留まりの低
下を招いて製造コストを十分に低減することができな
い。
【0010】そこで本発明は、各工程での作業を容易に
して製造歩留まりを安定にすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、第1の特徴とするとこ
ろは、複数の光電変換素子がマトリクス状に配列されて
なる半導体チップと、この半導体チップが装着されるア
イランド部及びこのアイランド部に対して略垂直に折り
曲げられると共に上記半導体チップの入出力パッドに電
気的に接続されるリード部からなるリードフレームと、
上記半導体チップを上記アイランド部と共に封止してパ
ッケージを成す熱硬化性樹脂と、を備えた固体撮像素子
であって、上記熱硬化性樹脂は、上記リードフレームの
上記半導体チップが装着される表面側を被う透光性の第
1の樹脂と、上記リードフレームの裏面側を被う非透光
性の第2の樹脂と、で構成されることにある。
【0012】そして、第2の特徴とするところは、複数
の光電変換素子がマトリクス状に配列されてなる半導体
チップをリードフレームのアイランド部に装着し、リー
ドフレームのリード部を上記半導体チップに対して略垂
直に折り曲げる工程と、パッケージ形状を成す凹部に上
記半導体チップが装着された上記リードフレームを収納
し、少なくとも凹部底面と上記半導体チップとの間隙を
透光性の第1の熱硬化性樹脂で充填する工程と、残余の
上記凹部内を非透光性の第2の熱硬化樹脂で充填し、上
記第1の熱硬化性樹脂と共に加熱して第1及び第2の熱
硬化性樹脂を硬化させて上記半導体チップを上記リード
フレームのアイランド部と共に封止することにある。
【0013】
【作用】本発明によれば、半導体チップが装着されるリ
ードフレームのアイランド部の裏面側が非透光性の第2
の熱硬化樹脂で被われ、パッケージの裏面側から入射す
る不要な光が半導体チップの受光面に照射されることが
なくなると同時に、透光性の第1の熱硬化性樹脂の量に
過不足が生じた場合でも半導体チップの受光面側に非透
光性の第2の熱硬化性樹脂が回り込むようなことがなく
るため、製造工程における樹脂の注入量の制御及び加熱
処理の条件が緩和される。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の固体撮像素子の平面図で、
図2は、そのX−Y線の断面図である。これらの図にお
いて、センサチップ1及びリードフレーム2は、図6と
同一であり、同一部分には、同一符号が付してある。本
発明の特徴とするところは、パッケージ30を透光性の
樹脂31と非透光性の樹脂32とにより構成し、センサ
チップ1の受光面に対応する側を透光性の樹脂31で被
覆し、センサチップ1の裏面側を非透光性の樹脂22で
被覆することにある。即ち、透光性の樹脂31と非透光
性の樹脂32とをリードフレーム2のアイランド部2a
を境界にして合わせてパッケージ30を形成し、パッケ
ージ30の裏面側から侵入する不要な光を主に遮光して
いる。また、この樹脂パッケージ30の透光性の樹脂3
0部分の表面には、図6と同様にして、樹脂保護用のガ
ラス板5が装着され、さらに、固体撮像素子を基板に装
着する際の位置決め用の穴33(場合によっては切欠と
なる)が設けられる。この穴33は、パッケージ30の
樹脂31の側から樹脂32の途中まで形成されており、
この穴33を通してパッケージ30の裏面側から不要な
光が漏れ込まないようにしている。
【0015】従って、センサチップ1の受光面の周辺部
からリードフレーム2のアイランド部2a及びリード部
2bの一部が非透光性の樹脂22で被覆され、樹脂パッ
ケージ30の裏面側からの光の侵入が阻止されると同時
に、リードフレーム2での光の反射が防止される。この
ようなパッケージ30が採用された固体撮像素子では、
パッケージ30の側面側から光が侵入することになる
が、通常、固体撮像素子を装置に用いる場合には、図3
に示すように、センサチップ1の受光面に被写体映像を
結像させるための光学レンズ40を装着するためのレン
ズマウント41で被われることになるため、パッケージ
30の側面側に不要な光が照射されるようなことがな
く、実用的に問題はない。
【0016】図4及び図5は、本発明の固体撮像素子の
製造方法を示す断面図である。リードフレーム2は、ア
イランド部2aにセンサチップ1が装着され、リード部
2bがセンサチップ1に対して垂直に折り曲げられた
後、金型10の凹部11に収納される。この金型10
は、図6と同一で、凹部11の底面に設けられた開口部
12にガラス板5が配置されている。この金型10の凹
部11にセンサチップ1が装着されたリードフレーム2
を収納するまでの工程は、図7に示す従来の工程と同一
である。
【0017】続いて、図4に示すように、リードフレー
ム2と金型10の底面との間に熱硬化型の透光性の樹脂
31を充填する。この透光性の樹脂21は、センサチッ
プ1を十分に被うことのできるだけの量を注入する。こ
のとき、センサチップ1が装着されるアイランド部2a
をリード部2bの先端部分より金型10の底面に近くな
るようにしておけば、リード部2bを被わない状態で、
センサチップ1のみを被うようにすることが容易にでき
る。そして、この透光性の樹脂31を短時間の加熱処理
によって表面部分のみを硬化させる。
【0018】次に、図5に示すように、半硬化状態の透
光性の樹脂31及びリード部2bを覆うようにして、残
りの凹部11内を非透光性の樹脂32で充填する。この
非透光性の樹脂32は、樹脂31から露出するリード部
2bを被うことになるため、リード2b等における光の
反射が防止される。また、樹脂32は、リード部2bの
間隙で樹脂31に密着するため、図9と同様に樹脂31
との密着性や互いの収縮率を考慮し、透光性の樹脂31
と同一の材料を黒色の染色剤により着色して得られる。
この後、非透光性の樹脂32を透光性の樹脂31と共に
加熱処理して完全に硬化させることで、樹脂パッケージ
30を形成し、硬化後、樹脂パッケージ30をリードフ
レーム2と共に金型10から取り出してリードフレーム
2の外枠2cを切断する。
【0019】以上のような製造方法によれば、図4に示
すような樹脂31の注入工程において、樹脂31の量に
過不足が生じたとしても不良が発生しにくくなるため、
製造歩留まりが安定する。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、センサチップを樹脂パ
ッケージによりモールドする際の製造歩留まりを安定化
することができるため、パッケージ自体のコスト低減と
併せて固体撮像素子の製造コストを大幅削減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像素子の平面図である。
【図2】本発明の固体撮像素子の断面図である。
【図3】本発明の固体撮像素子の実装方法を説明する断
面図である。
【図4】本発明の固体撮像素子の製造方法の第1工程を
説明する断面図である。
【図5】本発明の固体撮像素子の製造方法を第2工程を
説明する断面図である。
【図6】従来の固体撮像素子の断面図である。
【図7】従来の固体撮像素子の製造方法の第1工程を説
明する断面図である。
【図8】従来の固体撮像素子の製造方法の第2工程を説
明する断面図である。
【図9】従来の固体撮像素子の製造方法の第3工程を説
明する断面図である。
【符号の説明】
1 センサチップ 2 リードフレーム 2a アイランド部 2b リード部 3、21、31 透光性の樹脂 5 ガラス板 10 金型 11 凹部 12 開口部 20、30 樹脂パッケージ 22、32 非透光性の樹脂 33 位置決め穴 40 光学レンズ 41 レンズマウント

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光電変換素子がマトリクス状に配
    列されてなる半導体チップと、この半導体チップが装着
    されるアイランド部及びこのアイランド部に対して略垂
    直に折り曲げられると共に上記半導体チップの入出力パ
    ッドに電気的に接続されるリード部からなるリードフレ
    ームと、上記半導体チップを上記アイランド部と共に封
    止してパッケージを成す熱硬化性樹脂と、を備えた固体
    撮像素子であって、上記熱硬化性樹脂は、上記リードフ
    レームの上記半導体チップが装着される表面側を被う透
    光性の第1の樹脂と、上記リードフレームの裏面側を被
    う非透光性の第2の樹脂と、で構成されると共に、特定
    位置に、上記リードフレームのアイランド部と対応付け
    られた位置決め穴あるいは切欠が、上記第1の樹脂の表
    面側から上記第2の樹脂の途中まで形成されることを特
    徴とする固体撮像素子。
  2. 【請求項2】 上記リードフレームのリード部を上記第
    2の樹脂で被うことを特徴とする請求項1記載の固体撮
    像素子。
  3. 【請求項3】 複数の光電変換素子がマトリクス状に配
    列されてなる半導体チップをリードフレームのアイラン
    ド部に装着し、リードフレームのリード部を上記半導体
    チップに対して略垂直に折り曲げる工程と、パッケージ
    形状を成す凹部に上記半導体チップが装着された上記リ
    ードフレームを収納し、少なくとも凹部底面と上記半導
    体チップとの間隙を透光性の第1の熱硬化性樹脂で充填
    する工程と、残余の上記凹部内を非透光性の第2の熱硬
    化樹脂で充填し、上記第1の熱硬化性樹脂と共に加熱し
    て第1及び第2の熱硬化性樹脂を硬化させて上記半導体
    チップを上記リードフレームのアイランド部と共に封止
    することを特徴とする固体撮像素子の製造方法
  4. 【請求項4】 上記凹部内に充填された上記第1の熱硬
    化性樹脂を加熱し、少なくとも樹脂表面を硬化させた
    後、上記第2の熱硬化性樹脂を上記凹部内に充填するこ
    とを特徴とする請求項3記載の固体撮像素子の製造方
    法。
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