CN100433339C - 固体摄像器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种及其制造方法。固体摄像器件具有：基座(1)，具有在内侧区域形成开口部(2)的框架状的平面形状，由绝缘材料构成；多根布线(4)，设在基座一方的面上，从开口部侧的区域朝基座的外周端延伸；摄像元件(5)，以受光区域(5a)面朝开口部的方式，搭载在基座的设置布线的面上。各布线在基座的开口部侧及外周端侧的各端部形成各自的内部端子部(4a)及外部端子部(4b)，摄像元件的电极和布线的内部端子部电连接。布线由金属薄板引线形成，基座由埋入金属薄板引线的树脂成型体构成，金属薄板引线的侧端面的至少一部分埋设在基座中。能由金属薄板引线提高基座的刚性，抑制扭歪及翘曲。

Description

固体摄像器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种在基座上搭载CCD等摄像元件而构成的固体摄像器件及其制造方法。
背景技术
固体摄像器件广泛用于摄影机及静像摄影机等，在由绝缘材料构成的基座上搭载CCD等摄像元件，以用透光板覆盖受光区域的封装形式提供固体摄像器件。为使器件小型化，摄像元件以裸芯片的样子搭载在基座上(例如，参照日本特开2000-58805号公报)。参照图7说明有关这样的固体摄像器件的现有例子。
图7中的基座31由陶瓷或可塑性树脂构成，其平面形状为在中央部有开口部32的框架状。基座31的下面沿开口部32周边的区域凹进，形成凹部33。在基座31的下面，从开口部32的附近开始跨过外周端面设置由镀金层构成的布线34。在凹部33的形成布线34的一面上，搭载由CCD等构成的摄像元件35，并与布线34连接。以受光区域35a面朝开口部32的方式配置摄像元件35。在基座31的上面，覆盖开口部32来安装由玻璃构成的透光板36。在摄像元件35的端部的周边填充密封树脂37，对摄像元件35的端部和基座31之间的间隙进行密封。如上所述，将受光区域35a配置在形成于开口部32上的封闭空间内。
在与摄像元件35的受光区域35a相同的面上，配置与受光区域35a的电路相连接的电极垫片(pad)(图未示出)，在电极垫片上配置凸起(bump)(突起电极)38。与布线34的开口部32相邻的端部形成内部端子部，借助凸起38与摄像元件35的电极垫片连接。
该固体摄像器件如图所示，以使透光板36侧朝上的状态，搭载在电路基板上。布线34的在基座31的外周端部(凹部33的外侧部分)的下面配置的部分形成外部端子部，用于与电路基板上的电极连接。在透光板36的上部，安装装入了摄像光学系统的镜筒(图未示出)，按预定精度设定其与受光区域35a的相互位置关系。通过安装在镜筒中的摄像光学系统，将来自被摄像对象的光聚光在受光区域35a上，进行光电转换。
此外，还公开了一种固体摄像器件的例子，不同于图7所示构成的基座31的构成，在摄像元件35所搭载的面上没有凹部33，具有整体平坦的平板形状的基座(例如参照日本特开2002-43554号公报)。此时，通过大直径的焊料球等，对配置在基座外周端部上的外部端子部和电路基板上的电极进行连接。此外，利用焊料球，对摄像元件35的下面和电路基板的面的间隔进行调节。
但是，在上述现有例的固体摄像器件的构成中，基座31不能得到充分的平面度。即，由于基座31为具有开口部32的框架状，其剖面形状有产生扭歪或翘曲的倾向。搭载摄像元件35的凹部33的面的平面度一旦恶化，摄像元件35的位置就不稳定，不能对受光区域35a高精度地定位镜筒。
此外，在现有例中，由于通过电镀形成布线34，所以在基座31实施电镀的工序繁杂，形成布线34的尺寸精度容易产生偏差，而且成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种搭载摄像元件的基座实用地具有充分的平面度的固体摄像器件。此外，本发明的目的是提供一种，尺寸精度的偏差小、低成本的设置布线的固体摄像器件。另外，本发明的目的是提供一种适合制造这样的固体摄像器件的制造方法。
本发明的固体摄像器件，具有：基座，具有在内侧区域形成开口部的框架状的平面形状，由绝缘材料构成；多根布线，设在上述基座一方的面上，从上述开口部侧的区域朝上述基座的外周端延伸；及摄像元件，以受光区域面朝上述开口部的方式，搭载在上述基座的设置上述布线的面上；上述各布线的上述基座开口部侧及外周端侧的各端部形成各自的内部端子部及外部端子部，上述摄像元件的电极和上述布线的内部端子部电连接。为解决上述课题，上述布线由金属薄板引线形成，上述基座由埋入上述金属薄板引线的树脂成型体构成，上述金属薄板引线的侧端面的至少一部分埋设在上述基座中。
本发明的固体摄像器件的制造方法，是制造上述构成的固体摄像器件的方法，采用引线框，该引线框的形成用于成型上述基座的型腔的一对模具、及形成上述布线的金属薄板引线和形状与上述基座的上述开口部对应的增强板部，在相互的边界部分以半切断状态连接。将上述引线框装在上述一对模具的之间，以便使上述金属薄板引线位于由上述一对模具形成的上述型腔内，并使上述增强板位于与上述开口部相对应的部分；在上述型腔内填充密封树脂，并使其硬化。从上述模具中取出树脂成型体，该树脂成型体形成埋入上述金属薄板引线的上述基座状；上述金属薄板引线分离上述增强板部，得到上述基座；在上述基座的设置上述布线的面上，安装上述摄像元件。
附图说明
图1是第1实施方式的固体摄像器件的剖面图。
图2A是从构成图1的固体摄像器件的基座的背面看的俯视图，图2B是其侧面图。
图3是第2实施方式的固体摄像器件的剖面图。
图4A是从构成图3的固体摄像器件的基座的背面看的俯视图，图4B是其侧面图。
图5A～C是表示第3实施方式的固体摄像器件的制造方法的剖面图。
图6是图5B阶段的基座的俯视图。
图7是现有例的固体摄像器件的剖面图。
具体实施方式
本发明的固体摄像器件，由金属薄板引线形成设置在搭载有摄像元件的基座上的布线，由埋入金属薄板引线的树脂成型体构成基座。金属薄板引线的侧端面的至少一部分埋设在基座中，由此能够提高基座的刚性，抑制扭歪和翘曲。结果能够实用地得到充分的基座平面度。此外，还能获得尺寸精度的偏差小、以低成本设置的布线。
该固体摄像器件可以构成为，在上述基座的设置上述布线的面上，上述开口部的周围区域比其外侧的区域凹进而形成凹部，上述摄像元件搭载在该凹部的面上。优选上述金属薄板引线，其上述内部端子部和上述外部端子部之间的部分表面埋设在上述基座中。
可以构成为，上述基座的厚度实质上是一定的，在上述各布线的外部端子部设有焊料球。
所述固体摄像器件可以构成为，上述金属薄板引线的上述内部端子部及上述外部端子部的至少一方，从上述基座的表面突出。
优先上述基座具有在其厚度方向形成的多个定位孔，配置上述摄像元件配置上述摄像元件使其相对上述定位孔形成预定的平面位置关系。多个上述定位孔分别配置在上述基座平面形状的非对称位置上。由此，能够认识基座的方向。或者，也可以配置直径不同的多个上述定位孔。优选上述定位孔贯通上述基座的厚度方向，上述摄像元件的搭载面侧的直径比其背面侧的直径小。
本发明的固体摄像器件的制造方法，在对基座进行树脂成型的工序中，采用形成布线的金属薄板引线和形状与基座开口部相对应的增强板部在相互的边界部分以半切断状态连接的引线框，成型后将增强板从金属薄板引线分离。所谓的以半切断状态，指的是金属薄板在各区域的边界实质上被切断，用弱小的力对两者的结合进行保持，以便加小的力就能轻易分离两者。在成型工序中，通过存在增强板部，成型时上下的金属膜间不形成中空部，不易发生基座的扭歪及翘曲。
在该方法中，优选在一方的上述模具上形成用于形成上述型腔的凹部，使溢料抑制片介于另一方的上述模具和上述引线框之间，进行上述基座的成型。由于增强板部的存在可以确保溢料抑制片的固定，可得到充分抑制产生溢料的效果。
下面，参照附图具体说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
参照图1及图2说明第1实施方式的固体摄像器件。基座1由环氧树脂等可塑性树脂构成，平面形状为在中央部有矩形开口部2的矩形框架状。基座1的下面，其沿开口部2周边的区域凹进，形成包围开口部2的矩形凹部3。在基座1的下面，从开口部2的附近跨过外周端面，设置由金属薄板引线构成的多根布线4。作为金属薄板引线，与通常的引线框所使用的材料相同，例如采用铜合金、42合金(Fe-Ni42合金)等，厚度一般在2～3μm。
在凹部3的形成布线4的面上，安装形成在Si基板上的CCD等摄像元件5，并与布线4连接。以摄像元件5的受光区域5a面朝开口部2的方式搭载摄像元件5。在基座1的上面，覆盖开口部2来安装由玻璃构成的透光板6。在摄像元件5的周边部，填充由环氧树脂等构成的密封树脂7，对摄像元件5的端部和基座1之间的间隙进行密封。如上将受光区域5a配置在形成于开口部2的封闭空间内。
在与摄像元件5的受光区域5a相同的面上，配置与受光区域5a的电路相连接的电极垫片(图未示出)，在电极垫片上配置由Au构成的凸起8。各布线4的与开口部2相邻的端部形成内部端子部4a，借助凸起8与摄像元件5的电极垫片连接。各布线4的在基座1的外周端部(凹部3的外侧部分)的下面配置的部分形成外部端子部4b，用于连接电路基板上的电极。
在基座1的凹部3的外侧形成多个定位孔9。以预定的精度对定位孔9安装摄像元件4。因此，将固体摄像器件搭载在电路基板上，在透光部6的上部安装装入摄像光学系统的镜筒时，能够以定位孔9为基准，高精度地使镜筒对应于受光区域5a的平面位置进行定位。如图所示，也可以将多个定位孔9配置在基座1的平面形状的非对称的位置上。由此，也能用于基座1的方向识别。此外，配置直径相互不同的多个定位孔也能得到同样的效果。
将构成各布线4的多根金属薄板引线埋入而形成基座1。参照图2说明埋入构成布线4的金属薄板引线的基座1的结构。图2A是表示从图1下方看的安装摄像元件4之前的状态的基座1的俯视图。图2B是其侧面图。如图2A所示，布线4由内部端子部4a、外部端子部4b及它们之间的中间部4c构成。中间部4c被入形成基座1的树脂中。此外，如图2B所示，内部端子部4a和外部端子部4b的表面虽然露出，但侧端面埋入基座1中。侧端面不一定如图所示必须全部埋入。如果埋入程度足够得到以下说明的作用及效果，则可根据其他条件调整。即，结构也可以不同于图2B，是内部端子部4a或外部端子部4b的侧端面从基座1露出一部分、内部端子部4a或外部端子部4b面从基座1的表面突出的结构。
由金属薄板引线形成的布线4，通过如上所述埋入基座1中，由金属薄板引线加固基座1的框架形状，可得到维持上下面平面度的效果。即，针对具有开口部2的基座1有产生扭歪及翘曲的倾向，通过埋入金属薄板引线来提高刚性，以便抵抗产生扭歪及翘曲的内部应力，维持框架形状的平面度。其结果，使搭载在基座1面上的摄像元件5的位置安定，易于相对受光区域5a高精度地定位镜筒。
此外，能够通过金属薄板的切断加工而尺寸精度高、偏差小、且低成本地制造金属薄板引线。
此外，由于采用金属薄板引线，与采用电镀的情况相比较，能够充分增加布线4的厚度。因此，如图1所示，如果布线4的端面在基座1的外端面露出，则在用焊料连接电路基板上的电极和布线4时，在布线4的端面能够充分形成焊料的钎角。其结果，能够得到焊料形成的足够的接合强度。因此，不需要像图7的现有例那样，跨过基座的外端面形成布线，可以简化制造工序。
此外，如上所述，构成布线4的金属薄板引线在中间部4c被埋入中形成基座1的树脂中时，能避免来自金属薄板引线表面的反射、漏光对受光区域5a的影响。
(第2实施方式)
参照图3及图4说明第2实施方式的固体摄像器件。与第1实施方式相同的要素附加相同的符号，以简化说明。在本实施方式中，基座10的结构不同于第1实施方式。平面形状为矩形的基座10是剖面形状整体有相同厚度的平面板状，没有如第1实施方式中的凹部。在板状的基座10的中央部形成开口部11，搭载摄像元件5以便使其受光区域5a面朝开口部11。
在基座10的下面，从开口部11的周边跨过基座10外周端面，设置由金属薄板引线构成的多根布线12。在配置于与摄像元件5的受光区域5a相同的面上的电极垫片(图未示出)上配置凸起8，凸起8与各布线12的开口部11侧端部的内部端子部12a连接。布线12的在基座10的外周区域的下面配置的端部形成外部端子部12b。在各布线12的外部端子部12b上设置焊料球13，用于与电路基板上的电极连接。此外，焊料球13还具有将基座10维持在距离电路基板面适当高度的功能。
在该固体摄像器件中，也通过埋入形成布线12的金属薄板引线来形成基座10。如图4A所示，布线12的下侧表面的整体露出。另一方面，如图4B所示，布线12的侧端面埋入形成基座10的树脂中。因此，利用金属薄板引线能加固基座1的框架形状，能良好地维持上下面的平面度。即，通过埋入金属薄板引线，可以提高刚性以便抵抗产生扭歪及翘曲的内部应力，维持框架形状的平面度。
如本实施方式，通过将基座10制成平坦的板状，除易于树脂成型之外，还具有如下优点。即，在埋入布线12而基座10的翘曲等不完全消失时，成型后也能进行矫正。例如，在树脂成型后、安装摄像元件5之前，通过将基座10的上下面夹持在平坦面之间进行加热，易于矫正变形。
设置在基座10上的定位孔14形成同心状，由上面侧的大直径部14a和下面侧的小直径部14b构成。如图4A所示，定位孔14的配置不与布线12重合，在背面露出小直径部14b。可以由图像识别装置等检测该小直径部14b的位置，以小直径部14b的位置为基准，进行安装摄像元件5时的定位。此外，如果以大直径部14a为基准进行镜筒平面位置的定位，则可相互高精度地定位摄像元件5和镜筒。例如，可以通过将设在镜筒下部的轴部嵌合在大直径部14a内，容易地进行镜筒的定位。
(第3实施方式)
参照图5及图6说明具有上述结构的固体摄像器件的制造方法。
在以下的说明中，示出将本实施方式的制造方法用于制造图1及图2作为一例所示的结构的固体摄像器件的情况。图5只示出形成基座的工序。图6是图5B阶段的基座的俯视图。
首先，作为树脂成型用的模具，准备图5A所示的下模20和上模21。在下模20形成凹部20a。在此处填充树脂，成型图1的基座1。但是，在图5A所示的状态下，成型的基座1与图1所示的状态上下反转。此外，在下模20的中央部还形成下侧凸部20b。在上模21，在中央部形成上侧凸部21a。在组合下模20和上模21时，下侧凸部20b与上侧凸部21a相对置，在凹部20a的中央部形成未填充树脂的区域。由此，在成型后的基座1上形成图1的开口部2。上侧凸部21a的下面，具有比下侧凸部20b的上面更向外侧伸出的肩区域21b，利用该肩区域21b形成图1的凹部3的面。
在下模20和上模21之间，插入包括金属薄板引线22(相当于布线4)及增强板23的引线框24、及溢料(毛刺)抑制片25。通过采用溢料抑制片25，能够抑制树脂在成型时产生溢料，同时也能得到确保支座(stand-off)的效果。如图6所示，增强板23具有与基座1的开口部2相同的平面形状。金属薄板引线22和增强板23由一块金属薄板形成，金属薄板引线22和增强板23的边界加工成半切断状态。溢料抑制片25用于防止在成型后的树脂的端部产生溢料。
关于成型工序，首先，在图5A所示的状态下，在由下模20和上模21形成的型腔中填充树脂并使之硬化，成型埋入金属薄板引线22的基座1。然后，打开下模20和上模21，如图5B所示，取出形成为埋入金属薄板引线22的基座1状的树脂成型体。最后，分离增强板23，得到图5C所示的基座1。
如图1所示，在该基座1上安装摄像元件5，安装透明板6，制成固体摄像器件。
在上述的成型工序中，由于存在增强板23，能够抑制基座1产生扭歪及翘曲。即，在无增强板23的情况下，在成型时，在相应于开口部2的区域的下模20和上模21的之间形成中空部。成型时如存在中空部，就成为在成型后的基座1产生扭歪及翘曲的原因。对此，由于存在增强板23，成型时不形成中空部，就很难产生基座1的扭歪及翘曲。此外，如果不存在增强板23而成型时形成中空部，则在模具内溢料抑制片24的固定变得不充分，容易产生由成型造成的树脂溢料。对此，由于存在增强板23，在下模20和上模21之间平坦地插入溢料抑制片24，所以能够抑制树脂溢料的产生。

Claims (11)

1.一种固体摄像器件，具有：基座，具有在内侧区域形成了开口部的框架状的平面形状，由绝缘材料构成；多根布线，设在上述基座的一个面上，从上述开口部侧的区域朝上述基座的外周端延伸；及摄像元件，以受光区域面朝上述开口部的方式，搭载在上述基座的设置有上述布线的面上；上述各布线的上述基座开口部侧及外周端侧的各端部形成各自的内部端子部及外部端子部，上述摄像元件的电极和上述布线的内部端子部电连接，其特征在于：
上述布线由金属薄板引线形成，上述基座由将上述金属薄板引线的侧端面的厚度方向的至少一部分埋入的树脂成型体构成，至少上述外部端子部的下表面从上述基座的下表面露出。
2.如权利要求1记载的固体摄像器件，其特征在于：在上述基座的下表面上，上述开口部的周围区域比其外侧的区域凹进而形成凹部，上述摄像元件搭载在该凹部的面上。
3.如权利要求2记载的固体摄像器件，其特征在于：上述金属薄板引线，其上述内部端子部和上述外部端子部之间的部分的表面埋设在上述基座中。
4.如权利要求1记载的固体摄像器件，其特征在于：上述基座的厚度是固定的，在上述各布线的外部端子部设有焊料球。
5.如权利要求1记载的固体摄像器件，其特征在于：上述金属薄板引线的上述内部端子部的侧端面及上述外部端子部的侧端面的至少一方，从上述基座的表面突出。
6.如权利要求1记载的固体摄像器件，其特征在于：上述基座具有在其厚度方向形成的多个定位孔，配置上述摄像元件使其相对上述定位孔形成预定的平面位置关系。
7.如权利要求6记载的固体摄像器件，其特征在于：多个上述定位孔分别配置在上述基座平面形状的非对称位置上。
8.如权利要求6记载的固体摄像器件，其特征在于：配置有直径不同的多个上述定位孔。
9.如权利要求6记载的固体摄像器件，其特征在于：上述定位孔贯通上述基座的厚度方向，上述摄像元件的搭载面侧的直径比其背面侧的直径小。
10.一种固体摄像器件的制造方法，该固体摄像器件具有：基座，具有在内侧区域形成了开口部的框架状的平面形状，由绝缘材料构成；多根布线，设在上述基座的一个面上，从上述开口部侧的区域朝上述基座的外周端延伸；及摄像元件，以受光区域面朝上述开口部的方式，搭载在上述基座的设置有上述布线的面上；上述各布线的上述基座开口部侧及外周端侧的各端部形成各自的内部端子部及外部端子部，上述摄像元件的电极和上述布线的内部端子部电连接，其特征在于具有以下步骤：
采用形成用于成型上述基座的型腔的一对模具、及形成上述布线的金属薄板引线和形状与上述基座的上述开口部对应的增强板部在相互的边界部分以半切断状态连接的引线框；将上述引线框装在上述一对模具的之间，以便使上述金属薄板引线位于由上述一对模具形成的上述型腔内，并使上述增强板位于与上述开口部相对应的部分；
在上述型腔内填充密封树脂，并使其硬化；
从上述模具中取出树脂成型体，该树脂成型体形成埋入上述金属薄板引线的上述基座状；
从上述金属薄板引线分离上述增强板部，得到上述基座；
在上述基座的设置上述布线的面上，安装上述摄像元件。
11.如权利要求10记载的固体摄像器件的制造方法，其特征在于：在一个上述模具上形成用于形成上述型腔的凹部，使溢料抑制片介于另一个上述模具和上述引线框之间，进行上述基座的成型。
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