專利名稱:固體攝像裝置、固體攝像元件收納盒以及制造方法
技術領域:
本發明涉及固體攝像裝置、固體攝像元件收納盒以及制造方法。
背景技術:
現在,在固體攝像裝置的一部分使用透明板,固體攝像元件表面的受光元件可受光的固體攝像裝置上,是在以陶瓷為材質預先成形的中空盒子的側壁上,夾入以導電性金屬材料為材質成形的引線框,成形出中空盒子。
近年,為了降低材料費,逐漸將中空盒子的材質從陶瓷變成了樹脂。此時,在固體攝像元件的載置部下面,優選設置以前所不需要的島。在現在的陶瓷盒子上,由于陶瓷與固體攝像元件的熱膨脹差一樣而不需要島,但在樹脂制盒子上,由于樹脂與固體攝像元件之間存在熱膨脹差,會在固體攝像元件上附加應力,所以優選設置島。
將設置有該島的引線框安裝在中空盒子成形用的封入金屬模上,注入塑料樹脂制作盒子時,存在由于島與樹脂的熱膨脹差而島變成凸狀,產生翹曲的問題。
在使用了有翹曲的島的固體攝像裝置上,島的翹曲還會引起粘固在其上部的固體攝像元件的翹曲,存在入射光的焦點不準而不能正確讀取影像等導致性能不良的問題。
因此,作為島的翹曲少的樹脂制中空盒子,提出過成形為連續蛇行的形狀的島(專利文獻1),但還在尋求可吸收樹脂制盒子的熱膨脹·熱收縮并且散熱效果好、新型的島的構造。
專利文獻1特開平6-163950號公報發明內容本發明的一個課題在于提供具有散熱效果,島的翹曲少的固體攝像裝置、其盒子。
為了解決上述課題,本發明的固體攝像裝置,(1)具有由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成、且開口部被透明板封閉的樹脂制中空盒子,在該中空盒子的內底面上設置有矩形的金屬制島,在該島上粘固有固體攝像元件,其特征在于該島具有向垂直于縱向的方向突出的突出部,該突出部的一部分埋設在該中空盒子中固定,形成有島壓緊部。
在此,島壓緊部優選設置在島縱向的2處以上。島在一處以上具有相鄰的切口,且相鄰的切口優選交錯地從島的相向的2條長邊的外側向內側延伸。相鄰的切口優選在相鄰的2個島壓緊部之間的區域設置一處以上。優選一處以上的島壓緊部的前端部向中空盒子的外部突出,并連接在散熱部件或散熱電路上。島的縱向兩端部優選固定在中空盒子上。
另外,島的縱向兩端部附近也可不固定在該中空盒子上。
具有緩和樹脂制盒子,特別是縱長的樹脂制中空盒子的熱膨脹·熱收縮、且散熱性優良的島的固體攝像裝置,具有由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成且被透明板封閉的樹脂制中空盒子,在該中空盒子的內底面上設置有金屬制島,在該島上粘固有固體攝像元件,其特征在于該島是具有縱橫比為4以上的的矩形,該島在1處以上具有相鄰的切口,且相鄰的切口從島的相向的2條長邊的外側向內側延伸。
另外,在本發明中將「金屬制島」也只叫做「島」。
又,引線框通常通過對金屬板進行壓力加工而制作,但當金屬板的尺寸大時,精加工困難。特別是在盒子的縱向的尺寸超過70mm那樣的線性傳感器時,存在引線框的島形成部上產生翹曲的問題。
作為引線框的制作方法,除利用壓力的沖裁加工以外,還有利用蝕刻的制作方法,但在可廉價、短時間高精度大量生產方面優選壓力加工。利用蝕刻加工制作時,可抑制引線框的變形/翹曲的發生,但與壓力加工相比成本高,不適合大量生產。
島的翹曲少的固體攝像元件收納盒由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成且開口部可被透明板封閉,其特征在于該盒子具有沿縱向分隔的島。
翹曲少的固體攝像裝置具有由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成、且開口部被透明板封閉的固體攝像元件收納盒,在該盒子的內底面上設置有矩形的金屬制島,在島上粘固有固體攝像元件,其特征在于島在縱向上是分隔的。
本發明的固體攝像元件收納盒的制造方法,其特征在于,包含將具有島形成部和導線端子形成部且預先分隔的2塊以上的金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內的工序,以及將樹脂注入金屬模的腔部并固化的工序。
固體攝像裝置的制造方法,其特征在于,包含將具有島形成部和導線端子形成部且預先分隔的2塊以上的金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內的工序;將樹脂注入該金屬模的腔部并固化而制造固體攝像元件收納盒的工序;在該島上粘固固體攝像元件的工序;電氣連接該固體攝像元件與導線端子的工序;以及由透明板封閉該盒子的上部開口部的工序。
又,上述制造方法,優選該金屬制引線框形成為分別獨立的環箍件,而該插入工序包含將2塊以上的環箍件利用環箍輸送裝置插入同一金屬模內的工序。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于備有具有凹部的樹脂制盒主體(中空盒子);設在凹部的底面上,固定固體攝像元件的島;從凹部內經由盒主體的側壁向外部延伸的導線端子;以及與島相連續,向沿著盒主體的縱向的側壁內延伸的島壓緊部。
由于島壓緊部向側壁內部延伸,所以能夠限制島相對于盒主體的移動,因此,能夠抑制島的翹曲以及固體攝像元件的翹曲,抑制其特性的劣化。又,還能夠經由島壓緊部向外部散熱。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于備有具有凹部的樹脂制盒主體;設在凹部的底面上,固定固體攝像元件的島;以及從凹部內經由盒主體的側壁向外部延伸的導線端子;島備有從寬度方向的一端朝向另一端延伸的狹縫(切口)。
由于應力容易集中在狹縫附近的島部分上,該島部分撓曲,并且吸收膨脹和收縮,所以能夠抑制固體攝像元件的撓曲。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于還備有與島相連續,向沿著盒主體的縱向的側壁內延伸的至少一對島壓緊部;一對島壓緊部在縱向上分開;狹縫設在一對島壓緊部之間的中央位置附近。
如上所述,雖然由于存在一對島壓緊部,島的翹曲受到抑制,但由于一對島壓緊部的位置是固定的,所以應力容易集中在其間的島的中央位置附近。由于在該中央位置附近設有狹縫,所以在該位置吸收應力,該島部分撓曲,而且,由于吸收膨脹和收縮,所以能夠抑制固體攝像元件的撓曲。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于狹縫備有第1和第2狹縫;第1狹縫從島的寬度方向的一端朝向另一端延伸;第2狹縫從島的寬度方向的另一端朝向一端延伸;第1和第2狹縫隔著中央位置配置。
在這種情況下,由于第1狹縫的形成位置上的島繞縱向扭轉的朝向與第2狹縫的形成位置上的島繞縱向扭轉的朝向為逆向,所以可抵消島繞縱向的扭轉,能夠抑制島的兩端部繞縱向的扭轉。又,由于第1和第2狹縫具有繞第1狹縫和第2狹縫之間的島上的1點為點對稱的傾向,所以在島進行縱向的熱膨脹時,島的寬度方向相對于島的縱向的中心線的移動受到限制。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于狹縫的最深部由曲面構成。在這種情況下,當應力集中在狹縫的形成部位上的島上時,由于能夠緩和最深部上的局部應力集中,所以島的耐久性優良。而且,通過由曲面構成狹縫的最深部,還可以減少成形時產生溢料。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于狹縫的內部填充有氣體。在這種情況下,由于在狹縫的內部不存在抑制狹縫撓曲的固體,所以狹縫的形成部位上的島容易撓曲,能夠吸收膨脹和收縮。
又,本發明的固體攝像元件收納盒的特征在于備有與島的寬度方向的兩端相接觸,沿著島的縱向延伸的一對突起部。一對突起部能夠抑制島在寬度方向上的移動。
又,本發明的固體攝像元件收納盒特征在于備有具有凹部的樹脂制盒主體;設在凹部的底面上,固定一個固體攝像元件的一對島;以及從凹部內經由盒主體的側壁延伸到外部的導線端子;一對島在盒主體的長度方向上分開。
即,島是分離的。在這種情況下,由于島未固定在雙方的島之間的盒主體部位上,所以該盒主體部位容易撓曲,而且能夠吸收膨脹和收縮,抑制固體攝像元件的撓曲。
如果采用本發明,則可提供樹脂制盒子的熱膨脹·熱收縮得以緩和,在島上不產生翹曲且沒有動作不良的固體攝像裝置。又,可提供島具有良好的傳導來自固體攝像元件的熱的導熱性,并且傳遞給島的熱高效地傳導到樹脂制中空盒子,所以容易保證動作時的固體攝像元件溫度在規定的溫度內而沒有動作不良的固體攝像裝置。如果采用本發明,則還可提供散熱效果好的固體攝像裝置。并且可提供具有尺寸精度高的島的固體攝像元件收納盒以及固體攝像裝置。
圖1是表示可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子的一例的俯視圖。
圖2是將本發明的固體攝像裝置的一例在該裝置的固體攝像元件與導線端子的連接部剖開的概要剖面圖。
圖3是將本發明的固體攝像裝置的一例在該裝置的島壓緊部的形成部剖開的概要剖面圖。
圖4是表示島30具有切口32的,可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子的一例的俯視圖。
圖5是表示可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子的另一例的俯視圖。
圖6是將本發明的固體攝像裝置的一例在其導線端子插入部剖開的概要剖面圖。
圖7是表示可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子的一例的俯視圖。
圖8是表示可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子內設置的島具有的四邊形的切口的一例的模式性局部放大俯視圖。
圖9是與圖8一樣表示四邊形的切口的另一例的模式性局部放大俯視圖。
圖10是表示本發明的固體攝像元件收納盒的一例的俯視圖。
圖11是將本發明的固體攝像裝置的一例在導線端子的插設部剖開的概要剖面圖。
圖12是表示用于本發明的固體攝像元件收納盒的制造的預先分隔的金屬制引線框的一例的俯視圖。
圖13是表示用于本發明的固體攝像元件收納盒的制造的由環箍件構成的金屬制引線框的一例的俯視圖。
圖14是備有固體攝像元件收納盒的固體攝像裝置的詳細分解立體圖。
圖15是備有具有切口的島的固體攝像元件收納盒中央部的立體圖。
圖16是備有分隔的島的固體攝像元件收納盒中央部的立體圖。
圖17是用于說明固體攝像元件收納盒的制造方法的圖。
具體實施例方式
以下,說明實施形式的固體攝像裝置、固體攝像元件收納盒以及制造方法。同樣的部分采用同樣的標記,省去重復的說明。
圖1是表示可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子的一例的俯視圖。圖2是將本發明的固體攝像裝置的一實施形式在該裝置的固體攝像元件與導線端子的連接部剖開的概要剖面圖(II-II剖面圖)。圖3是將本發明的固體攝像裝置的一實施形式在該裝置的島壓緊部的形成部剖開的概要剖面圖(III-III剖面圖)。
固體攝像裝置10是具有由大致矩形的樹脂制底板22和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁24一體形成,而開口部被透明板26封閉的樹脂制中空盒子,且在該中空盒子的內底面23上設置矩形的金屬制島30,固體攝像元件12粘固在島30上的固體攝像裝置,島30具有向垂直于縱向的方向突出的突出部(34、36),該突出部的一部分(36)埋設在中空盒子中固定,形成島壓緊部34。
下面參照適當的圖說明本發明及其優選實施形式。
如圖1~圖3所示,在本發明的固體攝像裝置10上,固體攝像元件收納用的樹脂制中空盒子20是樹脂或樹脂組成物構成的中空構造的,開口部被透明板26封閉。固體攝像元件12設置在固體攝像元件收納盒20內,接受通過透明板26入射的外部光。
樹脂制中空盒子20,是將樹脂或以樹脂為主要成分根據需要將含有各種填充材料的樹脂組成物成形而獲得的。另外,關于樹脂以及填充劑的詳細情況在后面敘述。
透明板26優選在波長400~800nm范圍具有90%以上的透過率。特別是將固體攝像裝置用于條形碼讀出器時,優選在波長650~660nm范圍具有90%以上的透過率。透明板26可利用例如透明玻璃、透明樹脂或透光性陶瓷形成。更具體地,作為透明板26的材質,可例示玻璃、丙烯樹脂、聚碳酸酯、含有環烯烴單元的聚合物。在此,所謂透明板,指用于攝像的入射光,一般在可見光(400~700nm)以及近紅外區域透過率80%以上,優選90%以上的板狀部件。攝像裝置是條形碼讀出器時,重要的是紅色半導體激光的波長650nm的透過率。
固體攝像元件12具有讀出部,讀出部具有應答通過透明板26入射的光而順序讀出發生信號電荷的像素的排列和像素排列的信號電荷的功能,可對從攝像裝置入射的光攝像。固體攝像元件12應答入射光所記錄的電信號可通過與固體攝像元件12電氣連接的導線端子40等取出到固體攝像裝置10之外。固體攝像元件優選具有多個像素排列的半導體攝像元件。
固體攝像元件,大致分為一維狀像素排列的一維圖像傳感器(線性傳感器)和二維狀像素排列的二維圖像傳感器,但本發明的固體攝像元件優選一維圖像傳感器。作為攝像元件,可例示CCD圖像傳感器、COMS圖像傳感器、CMD、電荷注入器件、紅外圖像傳感器等。一維圖像傳感器的代表長度是2~15cm,優選3~10cm。
也可代替導線端子40,在電極座上設置金屬突起,使絕緣性膜與導體配線構成的配線基板通過前述電極座電氣連接。
另外,使用一維圖像傳感器的固體攝像裝置可用于傳真機、掃描儀、條形碼讀出器等,使用二維圖像傳感器的固體攝像裝置可用于電視攝像機等。
樹脂制中空盒子20由大致矩形的樹脂制底板22(以下也只叫做“底板”)和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁24(以下也只叫做“側壁”)一體形成。大致矩形的樹脂制底板22以及樹脂制側壁24都具有適當的厚度。在此,大致矩形的樹脂制底板22具有面向盒子外部的外底面以及面向盒子內側的內底面23。
固體攝像元件收納盒的底板只要是可將矩形的金屬制島設置在中空部的內底面上的即可。因此,內底面的設置金屬制島的面也可具有凹部。并且樹脂制中空盒子也可具有從盒子外底面垂設的肋部。
又,所謂「大致矩形」,是指除正方形以及矩形形狀以外大體矩形的形狀。所謂「大體矩形」,是指具有平行的長邊,但短邊即使是直線狀也不與長邊正交,或短邊不是直線的形狀,以及極其縱長的橢圓等。例如樹脂制中空盒子的底板也可是矩形缺四角的形狀、矩形的角帶倒圓的形狀、或短邊不是直線狀而是半圓形的形狀。
樹脂制側壁24大致垂設在大致矩形的樹脂制底板的周緣上。側壁也可不是從底板的所有周緣部,而是從底面的長邊以及/或短邊的稍微內側垂設的。又,所謂「大致垂設」,是指除嚴格垂直設置的側壁以外,也包含朝向開口部稍微擴大地設置的側壁。所謂「稍微擴大」,是指具有離垂直方向45°以內優選30°以內的傾斜。又,側壁也可是具有朝向上部或下部增大厚度那樣的傾斜的側壁、具有級差或凹部的側壁。
又,在樹脂制中空盒子的開口部周緣上,可設置用于嵌入透明板26的切槽或級差。
矩形的金屬制島30(以下也只叫做「島」)形成在固體攝像元件收納盒20的內底面上,并在島30上粘固固體攝像元件12。
固體攝像元件12優選利用粘接劑、焊錫等粘固,更優選利用粘接劑粘固。固體攝像元件優選利用導熱率高的粘接劑粘固。具體地,優選導熱率在1W/mK以上,更優選3W/mK以上。又,優選使用絕緣性的樹脂粘固。
并且,固定在島30上的固體攝像元件12與將其信號電荷傳遞到盒子外部的導線端子40連接。如果參照圖2,則粘固在島30上的固體攝像元件12利用接合線42與導線端子40連接。接合線42是鋁或金等金屬構成的細線。
導線端子40電氣以及機械連接固體攝像裝置與外部電路。導線端子還具有將固體攝像元件產生的熱利用局部熱傳導向樹脂制中空盒子外散熱的作用。導線端子40是金屬制的,可使用金屬制的眾所周知的形式。作為金屬可例示銅、銅合金、鐵合金,可優選使用作為銅或鐵58%鎳42%的合金的42合金。這些金屬(合金)可施加鍍層使用,用于鍍層的材料可例示金、銀、鎳以及焊錫。
導線端子40優選是使用引線框在該中空盒子成形時與樹脂組成物一體成形,之后進行彎曲或切斷等加工的導線端子。又,引線框,其一實施形式也優選具有導線端子形成部分以及島形成部分成為一體的構造。
島30是長條形,優選縱向的尺寸是橫向的尺寸的10~100倍,更優選是15~85倍,進一步優選是25~50倍。
島30具有向垂直于縱向的方向突出的突出部,該突出部形成島壓緊部34,島壓緊部34將其一部分埋設在固體攝像元件收納盒中固定。又,埋設在固體攝像元件收納盒中的部分形成島壓件埋設部36。
島30具有向垂直于縱向的方向突出的突出部,突出部也可在垂直的方向(橫向)傾斜形成,但優選垂直于縱向形成。又,突出部優選從島向兩側突出,更優選從同一位置垂直向兩側突出,形成十字狀。
又,島壓緊部34的形狀如果是可抑制島的翹曲則不特別限制,也可設為蛇行的形狀,但優選等寬的帶狀。
島壓緊部34最優選是從島30十字狀形成等寬的帶狀。即,最優選形成十字架形狀。
島30由于具有島壓緊部34也從橫向被固定。其結果,可抑制島30的翹曲,可減小固體攝像元件的翹曲或變形。并且聚焦容易,固體攝像裝置獲得的圖像品質提高。
又,島還具有發散固體攝像元件發出的熱的作用。通過具有島壓緊部,散熱面積增大,可提高散熱效率。其結果,固體攝像裝置的高速動作成為可能,并且可抑制熱引起的固體攝像元件的誤動作,提高圖像品質。
島具有50~100mm的長度時,島壓緊部優選以10~40mm的間隔設置,更優選以15~30mm的間隔設置。
島30由平坦的金屬板構成,具有適當的長度。用于島的金屬,優選具有適當的強度和導熱率,可例示銅、銅合金、鐵合金以及鋁(鋁合金)。作為島用金屬,可優選使用作為銅或鐵58%鎳42%的合金的42合金以及鋁(鋁合金)。這些金屬(合金)可施加鍍層使用,用于鍍層的材料可例示金、銀、鎳以及焊錫。
島壓緊部34優選具有與島30同樣的組成,優選島壓緊部34以及島30一體插入中空盒子地形成。
又,也優選島壓緊部34、島30、引線框一體插設在中空盒子中地形成。即,優選將島壓件形成部分、島形成部分以及導線端子形成部分成為一體的引線框插入金屬模內,注射成形(嵌入成形)后,通過切除不需要部分而分開導線端子與島30以及島壓緊部34。
另一方面,嵌入成形時,也可將與導線端子分開的島形成部分以及島壓件形成部分插入金屬模內。
島壓緊部34優選設置在島縱向的2處以上。
在多處設置島壓緊部,島的翹曲受到更有效抑制所以優選。
在本發明中,島30在一處以上具有相鄰的切口32(參照圖4),且該相鄰的切口優選交錯地從島的相向的2條長邊的外側向內側延伸。
通過在島上設置切口,從而使切口吸收島的膨脹·收縮,結果提高了抑制島的翹曲的效果所以優選。并且交錯設置從島的相向的2條長邊的外側向內側延伸的切口,樹脂制盒子與島的線膨脹率(收縮率)差的緩和·吸收的平衡提高,變形吸收效果好所以優選。其結果,島不會彎曲所以優選。
圖4是島30具有切口32的可用于本發明的固體攝像裝置的樹脂制中空盒子的一例的俯視圖。
圖4表示優選的切口形狀的一例。相鄰的切口32優選在相鄰的2個島壓緊部34之間的區域設置一處以上。
通過這樣設置切口32,從而利用島壓件對翹曲的抑制以及切口對變形的吸收而抑制島30的翹曲所以優選。
島切口32也可是去除的寬度極窄的切槽,但切槽的寬度優選能清楚看到,優選為島寬度的1/2~1/10,更優選為1/2~1/5。
切口32優選從島長邊周緣大致垂直設置,其形狀可例示U字形、四邊形,但不限于此。
島壓緊部34的前端部向固體攝像元件收納盒20的外部突出,且優選連接在散熱部件以及/或散熱電路上。另外,所謂「連接在」,指也包含通過島壓緊部34的前端部向固體攝像元件收納盒20的外部突出從而其自身形成散熱部件。
通過島壓緊部34在盒子外部露出并連接在散熱部件以及/或散熱電路上,可設計散熱性特別優良的固體攝像裝置,固體攝像裝置的更高速動作成為可能,并且誤動作減少,品質特性提高所以優選。
島30的縱向兩端部也優選固定在中空盒子上。
又,如圖5所示,島的縱向兩端部附近也可不固定在中空盒子上。
當不將兩端部固定在盒子上時,利用縱向兩端部吸收島的變形,可抑制島的翹曲所以優選。
固體攝像元件收納盒具有由樹脂以及/或樹脂組成物構成的中空構造,利用注射成形法、注射壓縮成形法、壓縮成形法、多工位成形法等形成。作為使用的樹脂,例舉可成形的熱硬化性樹脂以及熱可塑性樹脂,優選從阻燃性、電絕緣性、強度·剛性的觀點選擇。從可縮短成形周期,可削減成形成本的觀點出發,優選使用熱可塑性樹脂,利用注射成形法形成該盒子。
作為熱硬化性樹脂,可例示酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙級酯樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂以及不飽和聚酯樹脂等,優選使用酚醛樹脂、環氧樹脂。又,作為熱可塑性樹脂,可例示出聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚縮醛樹脂、聚苯醚樹脂、氟樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚砜樹脂、聚芳酯、聚醚酰亞胺樹脂、聚醚砜樹脂、聚醚酮樹脂、液晶性聚合物、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂等,優選使用聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、液晶性聚合物,從流動性、耐熱性、剛性優良的觀點考慮,更優選使用液晶性聚合物。這些樹脂可單獨使用也可作為聚合物共混物同時使用多種。
關于上述樹脂的概要情況,記載于「高分子大辭典」(丸善株式會社發行,平成6年9月20日)以及其上引用的文獻等。
形成固體攝像元件收納盒的樹脂組成物,出于提高強度或剛性、耐熱性,提高尺寸精度,降低線膨脹系數等目的,優選在上述樹脂中填充至少1種填充劑材料。作為使用的填充劑,可例示出玻璃纖維(磨碎玻璃纖維、短玻璃纖維等)、玻璃珠、中空玻璃球、玻璃粉末、云母、滑石、粘土、二氧化硅、氧化鋁、鈦酸鉀、硅灰石、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸蘇打、硫酸鈣、硫酸鋇、亞硫酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、硅酸鈣、硅砂、硅石、石英、氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、石墨、鉬、石棉、硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維、石膏纖維、碳素纖維、炭黑、白炭黑、硅藻土、膨潤土、絹云母、白砂(sirasu)、石墨等無機填料,鈦酸鉀晶須、氧化鋁晶須、硼酸鋁晶須、碳化硅晶須、氮化硅晶須等金屬晶須或非金屬晶須類等。
(實施例1)利用液晶性聚合物[住友化學(株)制スミカス-バ-E6008B],在矩形底板的周緣垂設側壁并且插入金屬制導線端子,利用嵌入成形一體成形在內底面上設置了寬2mm、長90mm的島的中空盒子。
另外,該島30的兩端插入中空盒子被固定。
在該島30上以18mm的間隔設置4處從島30十字狀形成的寬度1mm的島壓緊部34,并且如圖4所示,在2個島壓緊部34之間的區域的島30的中央,交錯設置從島30的相對的長邊的外側向內側延伸的相鄰的2個矩形切口32。切口寬0.5mm、深1.5mm,相鄰的2個切口的間隔設為0.5mm。
利用粘接劑將固體攝像元件12粘固在該島30上,并利用接合線與導線端子連接。再利用透明板并利用紫外線硬化性樹脂封閉側壁上端的開口部而獲得固體攝像裝置。
以連結獲得的固體攝像裝置的島30的縱向兩端部的直線為基準時的島中央部的最大翹曲量(島最大翹曲量)是18μm。
(比較例1)在比較例1中,除沒有設置島壓緊部34以及島30上的切口32以外與實施例1完全一樣地制造固體攝像裝置時,獲得的固體攝像裝置的島30的最大翹曲量在50μm以上。
下面說明省略了島壓緊部34的固體攝像裝置。
圖6是將本發明的固體攝像裝置的一例在其導線端子插入部剖開的概要剖面圖。
固體攝像裝置10,是具有由大致矩形的樹脂制底板22和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁24一體形成且利用透明板26封閉的樹脂制中空盒子20,并在中空盒子20的內底面23上設置有島30,且在該島30上粘固有固體攝像元件12的固體攝像裝置,島30是具有縱橫比為4以上的矩形形狀,島30具有1處以上相鄰的切口32,且相鄰的切口32從島30的相向的2條長邊的外側向內側延伸。
大致矩形的樹脂制底板22以及樹脂制側壁24為了具有必要的機械強度而都具有適當的厚度。
可任意組合以上的樹脂制底板形狀和樹脂制側壁的設置角度而設計中空盒子的整體形狀。中空盒子20與上述的整體形狀無關,在中空盒子20的內底面23上具有可設置具有4以上的縱橫比的金屬制島30的區域。
粘固在島30上的固體攝像元件12與將讀出的信號電荷傳到固體攝像裝置10的外部的導線端子40連接。在圖6中,固體攝像元件12利用接合線42與導線端子40連接。可使用金等金屬構成的細線作為接合線42。
利用接合線等電氣配線后,用透明板26封閉中空盒子20的開口部而獲得固體攝像裝置。在由樹脂制側壁形成的框體開口部的內側周緣上也可設置埋入透明板的切槽。在本發明中使用的樹脂制中空盒子內插設金屬制導線端子。在樹脂側壁開口部的內側周緣上,也可設置埋入透明板的切槽。在固體攝像元件12的設置和配線結束后,利用透明板26封閉中空盒子20。
圖7是表示可用于本發明的固體攝像裝置上的樹脂制中空盒子的一例的俯視圖。
島30也可具有用于將島30固定在中空盒子的內底面上的島壓緊部,但在本例中省略了島壓緊部。
金屬制島30是用于載置固體攝像元件12的平坦部,在截面凹狀的樹脂制中空盒子20的內底面上與之接觸地形成。島30的兩端,與導線端子40一樣,優選插入埋設在樹脂制中空盒子20內固定。此時,如前所述,將導線端子40形成部分以及島30形成部分構成一體的金屬制引線框插入注射成形用的金屬模內后進行注射成形(嵌入成形)之后,通過切除金屬制引線框的不需要部分而可分開導線端子40與島30。又,也可在嵌入成形時一開始就將與導線端子40分開的島30形成部分插入金屬模內。
另外,也可成形樹脂制中空盒子20之后,利用粘接劑等將島30的兩端粘固在中空盒子20的內底面上。
島30也可設置在樹脂制中空盒子20的平坦的內底面23上,也可設置在從內底面23局部隆起的區域,又,也可設置在比內底面23更低的凹進去的區域。
在該島30上粘固固體攝像元件12。粘固方法沒有特別限制,可利用粘接劑、焊錫等將固體攝像元件粘固在島30上,優選利用粘接劑粘固,更優選利用絕緣性的粘接劑粘固。用于粘固固體攝像元件的粘接劑也優選導熱率高的,更優選導熱率在1W/mK以上,進一步優選3W/mK以上。
如果與專利文獻1(特開平6-163950號公報)上記載的連續蛇形形狀的島相比,則由于本發明的島具有更寬面積的金屬部分,所以具有可通過金屬制島將固體攝像元件上產生的熱有效發散到樹脂制中空盒子外的優點。
島30如圖7所示,是具有上述那樣的縱橫比的縱長的矩形形狀,在縱向的側緣的一處以上具有相鄰的切口32。該相鄰的切口32從島30的相對的2條長邊的外側向內側延伸,它們交錯地設置。又,該切口32沒有在島30的縱向同樣地設置,在設置多個相鄰的切口群時,優選以一定的距離分散開設置。
島30優選在縱向的側緣具有多個相鄰的2個以上的切口群。相鄰的切口群從島的相向的長邊的兩側交錯地設置。在一個切口群中,優選設置多個切口,換言之,優選從相向的長邊的兩側同數量地設置,更優選設置合計2個。通過將設置在相向的長邊的兩側的切口的數量設為一樣,從而可平衡良好地緩和·吸收樹脂制中空盒子與金屬制島的線膨脹率(收縮率)差,可防止溫度變化引起的島的彎曲。
切口32的形狀可采用各種形狀和大小。切口優選從島長邊側緣大致垂直設置,其形狀可例示三角形、U字形、四邊形,優選U字形以及四邊形,更優選四邊形。
圖8模式性表示四邊形的切口的一例。在圖8的四邊形切口上,優選切口的最大深度a優選在島30的寬度d的2分之1以上,更優選1/2~3/4。通過最大深度a設定在上述范圍,從而可維持島30的機械強度并充分緩和·吸收樹脂制盒子與金屬制島的線膨脹率(收縮率)之差,防止島30凸狀翹起。
又,切口的形狀為四邊形,且該切口的寬度b優選在島寬度d的2分之1以下,更優選1/2~1/5。通過上述那樣設定切口的寬度b,可維持島的切口設置部分的機械強度并充分緩和·吸收樹脂制盒子與金屬制島的線膨脹率(收縮率)之差,防止島30的翹起。
島30的四邊形切口如圖9模式性所示,也更優選切口的寬度在切口的深度方向變寬。即,在圖9中,b’>b。反之也可使用切口32的寬度在切口32的深度方向變窄的四邊形切口。
切口32具有上述的最大深度,且相鄰的切口32之間的部分的寬度c優選在島寬度d的3分之1以下,更優選1/4~1/2。通過將切口間隔c設在上述范圍,從而可充分吸收樹脂制盒子與金屬制島的線膨脹率(收縮率)之差,防止島的翹起,且可維持設置切口的部分的機械強度,防止島彎曲變形。
當島30的切口32的數量多,且切口32的總面積大時有利于緩和樹脂制中空盒子的熱膨脹·熱收縮,但島30的金屬部分的面積變小所以不利于散熱。
切口32的總面積優選在沒有切口的島面積的20%以下,更優選1~10%。如果是該面積則可抑制樹脂制中空盒子因溫度變化引起的熱膨脹·熱收縮,并且不妨礙從固體攝像裝置散熱。
也可代替切口構造而設計切除寬度極窄的切槽,但一般不如切口構造的技術效果。
相鄰的切口群優選設計多個,在圖7中,作為一實施形式例示了靠近島的中央部設置4對相鄰的切口群的例子。相鄰的切口群優選在島縱向大致等間隔設置。
(實施例2)利用液晶性聚合物[住友化學(株)制スミカス-バ-E6008B],并利用嵌入成形法一體成形在矩形底板的周緣垂設側壁并且插入了金屬制導線端子的中空盒子。在該中空盒子的內底面上設置了縱橫比為45的鍍金的銅制島。在島上如圖7所示相距大致一定的間隔在4處預先設置從島長邊的外側向內側相互切入的一對四邊形的切口。在該島上利用粘接劑粘固寬1.0mm的固體攝像元件,利用接合線與導線端子連接。利用透明板并利用紫外線硬化性樹脂封閉側壁上端的開口部而獲得固體攝像裝置。
(實施例3)在實施例2中,制造了將相鄰的2個切口設為如圖8所示的矩形的固體攝像裝置。島全長=90mm、a=1.5mm、b=0.5mm、c=0.5mm、d=2.0mm。切口的總面積是6mm2,相當于島面積的3.3%。
以連結島兩端的直線為基準線時的島中央部的最大翹曲量(島最大翹曲量)是38μm。
將固體攝像裝置連接在電路上對固體攝像元件通電,通電開始10分鐘后利用紅外線熱像儀觀察到攝像元件的發熱部的溫度上升,發熱部表面的最高溫度是45℃。
(實施例4)在實施例3中,通過設計將相鄰的2個切口設為如圖9所示的向內擴大的矩形(b’=1.0mm)的固體攝像元件,從而同樣程度以上地抑制了翹曲,還可降低發熱部表面的溫度。
在上述例子中,關于切口32的形狀,切口32的最大深度在島30的寬度的3分之2以上,且相鄰的切口之間的部分的寬度在島寬度的3分之1以下。切口32的形狀是四邊形,且切口32的寬度在島的寬度的2分之1以下。切口32的形狀是四邊形,且切口32的寬度在切口32的深度方向變寬。
(比較例A)除不設置島30以外其他與實施例3完全一樣地制造了固體攝像裝置。
當利用紅外線熱像儀觀察發熱部表面溫度時最高溫度是60℃。
(參考例)使用底板以及側面由陶瓷(氧化鋁)構成的中空盒子,不設置金屬制島,與實施例3一樣制造了固體攝像裝置。
當利用紅外線熱像儀觀察發熱部表面溫度時最高溫度是43℃。
又,切口32的總面積在島30的面積的20%以下,島30的寬度在固體攝像元件的1.5倍以上。
下面說明分隔型的金屬制島。
圖10是表示固體攝像元件收納盒的一例的俯視圖。圖11是將固體攝像裝置的一實施形式在導線端子的插設部剖開的概要剖面圖(XI-XI剖面圖)。
固體攝像元件收納盒是由大致矩形的樹脂制底板22和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁24一體形成,且開口部可被透明板26封閉的固體攝像元件收納盒,盒子20具有沿縱向分隔的金屬制島30。
又,固體攝像裝置10是具有由大致矩形的樹脂制底板22和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁24一體形成,而開口部被透明板26封閉的固體攝像元件收納盒20,且在盒子20的內底面23上設置矩形的金屬制島30,固體攝像元件12粘固在島30上的固體攝像裝置,其特征在于島30在縱向上是分隔的。
在固體攝像裝置10上,固體攝像元件收納盒20是由樹脂或樹脂組成物構成的中空構造,盒子開口部被透明板26封閉。固體攝像元件12設置在固體攝像元件收納盒20內,接受通過透明板26入射的外部光。
固體攝像元件收納盒20是樹脂制的,是將樹脂或以樹脂為主要成分并根據需要含有各種填充材料的樹脂組成物成形而獲得的。另外,關于樹脂以及填充劑的詳細情況在后面敘述。
內底面23的設置島30的面也可具有凹部。并且固體攝像元件收納盒還可具有從盒子外底面垂設的肋部。
又,本發明的固體攝像元件收納盒20,優選其縱向的尺寸是橫向的尺寸的4~20倍,更優選是4~15倍。
矩形的金屬制島30形成在固體攝像元件收納盒20的內底面上,固體攝像元件12粘固在島30之上。
固體攝像元件優選利用粘接劑、焊錫等固定,更優選利用粘接劑粘固。固體攝像元件優選利用導熱率高的粘接劑粘固。具體地,優選導熱率在1W/mK以上,更優選3W/mK以上。又,優選使用絕緣性的樹脂粘固。
并且,粘固在島30上的固體攝像元件12與將其信號電荷傳遞到盒子外部的導線端子40電氣連接。如果參照圖,則固定在島30上的固體攝像元件12利用接合線42與導線端子40連接。接合線是鋁或金等金屬構成的細線。
導線端子40是金屬制的,可使用上述的形式。
島30沿縱向分隔,只要分隔成2個以上即可,但優選分隔成2個。又,分隔的島之間優選相互具有適當的間隔。
通過島30沿縱向分隔,從而可吸收與熱膨脹·熱收縮伴隨的島30的變形,抑制翹曲。
但是,分隔的島30之間的間隔過大時,成為形成粘固在島30上的固體攝像元件島的金屬與形成盒子的樹脂組成物的線膨脹率之差的原因,熱膨脹或熱收縮時可能產生在固體攝像元件上發生翹曲等不妥。
分隔的島30之間優選具有島寬度的1~30倍的間隔,更優選具有10~30倍的間隔。通過將島30之間的間隔設在上述范圍內,可抑制島的翹曲,還可抑制線膨脹率之差引起的固體攝像元件的翹曲所以優選。
島30具有向垂直于縱向的方向突出的突出部,該突出部優選形成將其一部分埋設在樹脂制中空盒子中固定的島壓緊部34。又,埋設在固體攝像元件收納盒中的部分形成島壓件埋設部36。
島30在垂直于縱向的方向具有突出部,突出部也可向垂直的方向(橫向)傾斜形成,但優選垂直于縱向形成。又,突出部優選從島向兩側突出,優選從同一位置垂直向兩側突出。雖然可具有1個或多個島壓緊部,但優選在島30分隔的島末端具有島壓緊部34。
又,島壓緊部34的形狀如果可抑制島的翹曲則沒有特別限制,也可設為蛇行的形狀,但優選等寬的帶狀。
島壓緊部34從島分隔的島末端形成十字形,也最優選等寬的帶狀。
島30由于具有島壓緊部34也從橫向被固定。其結果,可抑制島30的翹曲,可減小固體攝像元件12的翹曲或變形。并且聚焦容易,固體攝像裝置獲得的圖像品質提高。
又,島30還具有發散固體攝像元件發出的熱的作用。通過具有島壓緊部,散熱面積增大,可提高散熱效率。其結果,固體攝像裝置的高速動作成為可能,并且可抑制熱引起的固體攝像元件的誤動作,提高圖像品質。
島30由平坦的金屬板構成,且具有適當的厚度。用于島30的金屬優選具有適當的強度和導熱率,可使用上述材料。
島壓緊部34優選具有與島同樣的組成,優選島壓緊部以及島一體插入固體攝像元件收納盒地形成。
島壓緊部34優選在島縱向的2處以上設置。
通過在多處設置島壓緊部34,島的翹曲受到更有效抑制所以優選。
也優選在島縱向的側緣的一處以上設置相鄰的切口。該相鄰的切口優選交錯地從島的相向的長邊的外側向內側設置。又,該切口沒有在島的縱向同樣地設置,在設置多個相鄰的切口群時,優選以一定的距離分散開設置。
通過在島30上設置切口,切口部吸收島30的膨脹·收縮,結果抑制島30的翹曲的效果提高所以優選。并且通過設置從島30的相向的長邊的外側向內側延伸的切口,樹脂制盒子20與島30的線膨脹率(收縮率)差的緩和·吸收的平衡提高,變形吸收效果好所以優選。
島切口也可是去除的寬度極窄的切槽,但切槽的寬度優選能清楚看到,優選是島寬度的1/2~1/10,更優選是1/2~1/5。
切口32優選從島長邊周緣大致垂直設置,其形狀可例示U字形、四邊形,但不限于此。
固體攝像元件收納盒具有由樹脂以及/或樹脂組成物構成的中空構造。作為使用的樹脂,舉出可成形的熱硬化性樹脂以及熱可塑性樹脂,優選根據阻燃性、電絕緣性、強度·剛性選擇。作為熱硬化性樹脂,如上述那樣。又,形成固體攝像元件收納盒20的樹脂組成物,出于提高強度或剛性、耐熱性,提高尺寸精度,降低線膨脹系數等目的,優選在上述樹脂中填充各種填充材料。使用的填充劑如上述那樣。
固體攝像元件收納盒的形成法,利用注射成形法、注射壓縮成形法、壓縮成形法、多工位成形法等形成。從可縮短成形周期,可削減成形成本的觀點出發,優選使用熱可塑性樹脂,利用注射成形法形成該盒子。并且優選使用熱可塑性樹脂并利用注射成形法形成該盒子。注射成形法可連續生產,并且可省略多工位成形法所必需的用于造型的裝置·時間所以優選。
下面詳細介紹注射成形法。
注射成形法使用的注射成形機不特別限定在螺旋直列式、推桿式、螺旋推桿式等,但出于溫度控制容易,融化均勻等角度優選螺旋直列式。
在注射成形時,樹脂或樹脂組成物以粉末狀、顆粒狀提供到注射成形機內,在圓筒內保持熔融狀態地利用螺桿注射到金屬模中。之后,在金屬模內使樹脂或樹脂組成物冷卻固化,打開金屬模取出獲得的成形品。
使用注射成形法時,注射成形時的澆口優選設置在該盒子的橫向的單側側壁面內或盒子外底面的縱向端部上。通過將澆口設置在橫向的單側側壁面內或盒子外底面的縱向端部上,從而樹脂向與縱向的側壁平行的方向穩定流動,使成形的盒子的側壁以及底板的各部分的線膨脹率均勻,可抑制與加熱·冷卻時的熱變形伴隨的翹曲的發生所以優選。
在此,所謂「縱向」指矩形的長邊方向,所謂「橫向」指矩形的短邊方向。
即使在注射成形中也優選使用嵌入成形制造固體攝像元件收納盒。即,本發明的制造方法,優選包含將金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內的工序,以及將樹脂注入該金屬模的腔部并固化的工序。
導線端子優選是使用引線框在該盒子成形時與樹脂或樹脂組成物一體成形,之后進行彎曲或切斷等加工的導線端子。
又,也優選島壓緊部、島、引線框一體插入盒子地形成。即,優選將島壓緊部形成部、島形成部以及導線端子形成部構成一體的引線框插入金屬模內,注射成形(嵌入成形)后,通過切除不需要部分而分開導線端子與島以及島壓緊部。
另一方面,嵌入成形時,也可將預先與導線端子分開的島形成部分以及島壓緊部形成部插入金屬模內。
要獲得島沿縱向分隔的固體攝像元件收納盒,也可將插入金屬模內的金屬制引線框設為1塊,但優選將具有島形成部以及導線端子形成部且預先分隔的2塊以上的金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內。
通過插入2塊以上的金屬制引線框,可減小每1塊的金屬板的尺寸。其結果,可高精度加工引線框所以優選。特別是在引線框的島形成部不易發生翹曲所以優選。
圖12是表示可優選用于本發明的預先分隔的金屬制引線框的一例的俯視圖。
金屬制引線框50具有島形成部52以及導線端子形成部54。將2塊圖12例示的引線框插入金屬模,閉合金屬模,通過將樹脂注入作為腔部的盒子成形部60并固化可獲得島沿縱向分隔的固體攝像元件收納盒。又,引線框具有島壓緊部形成部55,獲得的固體攝像元件收納盒具有島壓緊部。
在本發明中,還特別優選利用環箍成形進行嵌入成形。
即,該金屬制引線框形成為分別獨立的環箍件,該插入工序,優選包含利用環箍輸送裝置將2塊以上的環箍件插入同一金屬模內。
優選利用環箍成形連續高效地獲得盒子以及固體攝像裝置。并且通過將2塊以上具有島形成部以及導線端子形成部的金屬制引線框一體插入金屬模內形成分隔的島,從而可吸收島的膨脹·收縮所以優選。
下面詳細說明環箍成形。
環箍成形,一般是以合模、注射、保壓、冷卻、開模、從金屬模移動環箍件順序送出的循環進行。所謂「環箍成形」,指將引線框作為嵌入物固定在注射成形金屬模中,利用注射成形將樹脂或樹脂組成物注入金屬模內,使其硬化后,將該引線框僅移送既定長度并再次作為嵌入物固定,與引線框的前述成形的部分連續地在非成形部進行下一次的注射成形的成形法。
圖13是表示用于本發明的固體攝像元件收納盒的制造的由環箍件構成的金屬制引線框的一例的俯視圖。
金屬制引線框50具有島形成部52以及導線端子形成部54。又,引線框50具有島壓緊部形成部55。金屬制引線框50由預先分隔的第1環箍件以及第2環箍件構成。另外,環箍件優選在金屬模插入2個以上,更優選插入2~4個以上,更優選插入2個。
在環箍件的帶狀體58上設置有輸送孔56。通過使用輸送孔,可卷裝或順序送出地移送環箍件。
將金屬制引線框的盒子成形部插入金屬模后,閉合金屬模,在金屬模的腔部中從澆口注入(注射)樹脂或樹脂組成物。在保壓·冷卻而固化樹脂或樹脂組成物后開模。將引線框移送既定長度后,在新既定的位置合模。通過順序反復操作可制造固體攝像元件收納盒。又,開模后,優選對引線框進行彎曲或切斷等加工。
環箍件配置成金屬制島沿固體攝像元件收納盒的縱向分隔。因此,如圖13所示,優選帶狀體在盒子的橫向地配置。
在本發明中,引線框的制作方法沒有特別限制,可利用任何方法制作,具體舉出對金屬板進行利用壓力的沖裁加工(以下也只叫做“壓力加工”)制作引線框的方法,或利用蝕刻制作的方法。
這些方法中,也優選以利用壓力的壓力加工制作引線框。適合廉價大量生產所以優選。
利用壓力加工制作引線框時,引線框的島縱向的長度優選在100mm以下,更優選在70mm以下。當在上述范圍內時,壓力加工時島或導線端子上不會產生變形或翹曲所以優選。又,尺寸精度提高所以優選。
在此,圖12以及圖13中表示了引線框的島縱向的長度70。所謂引線框的島縱向的長度,指插設引線框的盒子縱向的引線框的長度。
固體攝像裝置,可利用以下工序制造將具有島形成部以及導線端子形成部且預先分隔的2塊以上的金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內的工序;將樹脂注入金屬模的腔部并固化而制造樹脂制的固體攝像元件收納盒的工序;在該島上粘固固體攝像元件的工序;電氣連接該固體攝像元件與引線框的工序;利用透明板封閉該盒子的上部開口部的工序。
(實施例5)利用液晶性聚合物[住友化學(株)制スミカス-バ-E6008B],嵌入金屬使用具有圖12所示構造的鍍金的銅制的引線框,獲得在內底面上具有圖10所示的沿縱向分隔的島(島縱向的長度51mm)的固體攝像元件收納盒(長度約100mm×進深9mm×高4mm、厚約2mm)。
該盒子的內底面尺寸是5mm×90mm,分隔的島分別是長36mm×寬2mm。又,分隔的島如圖10所示各自的一末端埋設在樹脂制盒子中固定,另一末端成T字形地形成寬1mm的島壓緊部。
在獲得的固體攝像元件收納盒的該島上利用粘接劑固定固體攝像元件,并利用接合線與導線端子連接。并且利用透明板并利用紫外線硬化性樹脂封閉側壁上端的開口部而獲得固體攝像裝置。
對于獲得的固體攝像裝置,為了評價載置固體攝像元件的島部的平坦度,以連結分隔的島分別埋設在樹脂制盒子中的一末端的上表面的面為基準面時,測定了的樹脂制盒子內底面上設置的島上表面與基準面的偏差(翹曲),島上表面與基準面的偏差不到±10μm。
(比較例B)除使用沒有沿縱向分隔的金屬制的島(島縱向的長度120mm)以外與實施例一樣地獲得固體攝像元件收納盒以及固體攝像裝置。島寬2mm×長90mm,兩端埋設在樹脂制盒子中固定,并且沒有形成島壓緊部。
與實施例一樣評價島部的平坦度,島發生了凸狀翹曲,島上表面與基準面的偏差在+50μm以上。
以下,對備有上述的固體攝像元件收納盒的固體攝像裝置的具體結構進行說明。
圖14是備有固體攝像元件收納盒的固體攝像裝置的詳細分解立體圖。
如上所述,固體攝像元件收納盒20具有固體攝像元件12要配置在起內部的收納用凹部DP,并備有縱向X的尺寸是寬度方向的尺寸的3倍以上的樹脂制的盒主體(中空盒)100,和從收納用凹部DP的內部經由與盒主體100的縱向X平行的側壁24向外部延伸的多個導線端子40。
該固體攝像裝置備有固體攝像元件收納盒20,設在收納用凹部DP中的固體攝像元件12,以及封閉收納用凹部DP的開口的透明板26。盒主體的縱向與橫向的縱橫比較高,在3以上。當采用液晶性聚合物作為縱橫比高的盒主體100的材料時,能夠獲得在縱向上對齊的高分子的取向狀態,耐熱性、強度特性、低膨脹性優良。而且,如上所述,優選地是在樹脂內包含無機材料構成的填料。即,通過在樹脂內含有無機材料構成的填料,能夠進一步提高剛性。通過液晶性聚合物與無機材料填料的組合,可構成具有高剛性的盒子。填料由多個纖維狀體或針狀體構成,各纖維狀體或針狀體的縱橫比為5以上。
而且,固體攝像元件12的縱橫比也為3以上。固體攝像元件12是一維CCD(線形傳感器)。由于縱橫比高的固體攝像元件12容易撓曲,所以,本發明在使用這種固體攝像元件12的情況下特別有效。另外,固體攝像元件12也可以僅通過島30的縱向兩端部固定在島30上。
在固體攝像元件收納盒20的縱向兩端部上,分別設有加強部105。加強部105與側壁24一體形成,從盒主體100的縱向兩端,沿著縱向X向外突出。加強部105的XY截面與盒主體100的兩端部一起構成大致的U字型。加強部105抑制垂直于側壁24的方向上的翹曲或撓曲。引線框的一部分在加強部105內側的空間內露出。
盒主體100的側壁24具有寬度方向Y為深度方向、沿著縱向X延伸的多個凹部(薄壁部、凹槽)104。這樣一來,樹脂成形時樹脂的流動均勻,并且能夠進行輕量化。
圖15是備有具有狹縫(切口)32的島30的固體攝像元件收納盒中央部的立體圖。
在盒主體100上,沿著盒主體100的底板22的縱向X、與底板22一體地設有一對樹脂制的肋103。通過一對肋103,在其間形成有凹槽LGR。盒主體100是容易產生應變的縱橫比小的盒主體,并且,無論是否由樹脂構成,在這種裝置中,由于具有在縱向X上延伸的肋103,能夠抑制垂直于盒主體100的縱向X方向上的翹曲或撓曲。肋103優選有多個,從提高剛性的觀點考慮,肋103優選位于側壁24的高度方向Z的延長線上。
固體攝像元件收納盒20設在凹部DP的底面上,備有要固定固體攝像元件12的島30,與島30相連續、向沿著盒主體100的縱向的側壁24內延伸的島壓緊部34。由于島壓緊部34向側壁24的內部延伸,所以能夠限制島30相對于盒主體100的移動,因此,可抑制島30的翹曲及固體攝像元件12的翹曲,能夠抑制其特性的劣化。而且,還可以經由島壓緊部34向外部進行散熱。
島30在除了其兩端部的位置上備有從寬度方向的一端朝向另一端延伸的狹縫(切口)32。由于應力容易集中在狹縫32附近的島部分上,該島部分撓曲,而且吸收膨脹和收縮,所以能夠抑制固體攝像元件12的撓曲。
而且,固體攝像元件收納盒20備有至少一對島壓緊部34,其與島30相連續,向沿著盒主體100的縱向的側壁24內延伸。一對島壓緊部34在縱向X上是分離的,狹縫32設在一對島壓緊部34之間的中央位置J附近。島壓緊部34的位置限定在沿著島30的寬度方向的島壓緊部34的中心線的位置。當將一對島壓緊部34之間的距離作為X0,將從一個島壓緊部34的位置到中央位置J的距離作為X1時,從另一個島壓緊部34到中央位置J的距離X2等于X0/2。
如上所述,雖然由于存在一對島壓緊部34,到島30的翹曲受到抑制,但由于一對島壓緊部34的位置固定在側壁24上,所以應力容易加在其間的島30的中央位置J的附近。由于在該中央位置J附近設有狹縫32,所以在該位置吸收應力,該島部分撓曲,而且吸收膨脹和收縮,所以能夠抑制固體攝像元件12的撓曲。
狹縫32備有第1狹縫32A和第2狹縫32B,第1狹縫32A從島30的寬度方向的一端向另一端延伸,第2狹縫32B從島的寬度方向的另一端向一端延伸,第1狹縫32A和第2狹縫32B隔著中央位置J配置。
在這種情況下,由于第1狹縫32A的形成位置上的島30繞縱向扭轉的朝向與第2狹縫32B的形成位置上的島30繞縱向的扭轉的朝向相反,所以可抵消島30繞縱向的扭轉,能夠抑制島30的兩端部繞縱向的扭轉。而且,由于第1狹縫32A和第2狹縫32B具有繞第1狹縫32A及第2狹縫32B之間的島30上的1點P點對稱的傾向,所以在島30產生了縱向的熱膨脹的情況下,島30的寬度方向相對于島30的縱向的中心線的移動受到限制。
狹縫32的最深部D由曲面構成。該曲面局部包含以平行于島30的厚度方向的Z軸為中心的圓筒面。在這種情況下,由于應力集中在狹縫32的形成部位上的島30上時能夠緩和最深部D上的局部應力集中,所以島30的耐久性優良。通過由曲面構成狹縫的最深部,還能夠減少成形時產生溢料。
在狹縫32內填充有氣體。換句話說,由于在狹縫32的內部不存在抑制狹縫32撓曲的固體(樹脂),所以狹縫32的形成部位上的島30容易撓曲,而且能夠吸收膨脹和收縮。
而且,盒主體100備有與島30的寬度方向兩端接觸的一對突起部101。突起部101沿著島30的縱向延伸。一對突起部101能夠抑制島30的寬度方向的移動。盒主體100備有沿著島30的縱向延伸的一對凹槽SGR,各突起部101的側面構成各凹槽SGR的一個側面。另外,突起部101未設在狹縫32的形成位置上,狹縫32的形成部位上的島30容易變形。
圖16是備有分隔的島的固體攝像元件收納盒中央部的立體圖。
一對島30、30在盒主體100的縱向上是分開的。即,由于島30、30分離,在雙方的島30、30之間的盒主體部位100A上未固定有島100,所以該盒主體部位100A容易撓曲,而且可吸收膨脹和收縮,能夠抑制固定攝像元件12的撓曲。其他的結構如上所述,一對島壓緊部34之間的中央位置J與盒主體100的縱向的中央位置相一致。
圖17是用于說明固體攝像元件收納盒的制造方法的圖。
在進行上述固體攝像元件收納盒的注射成形的情況下,將樹脂RE流入在對向面之間具有上述盒子形成的模腔的第1金屬模M1和第2金屬模M2之間。第1金屬模M1和第2金屬模M2構成盒子成形用金屬模。在第1金屬模M1和第2金屬模M2之間插入有上述的引線框50兩個以上。引線框50分別作為獨立的環箍件(環箍件的帶狀體58,參照圖13)而形成,該插入工序通過環箍件輸送裝置將2個以上的環箍件插入相同的金屬模M1、M2內。
第2金屬模M2具有在Z方向上延伸的錐狀樹脂導入孔M21,并具有從樹脂導入孔M21的前端在X方向上延伸的聯絡通路M22。聯絡通路22的前端部構成澆口部,樹脂RE從此處被導入模腔內,樹脂沿著X方向流入模腔內。因此,在樹脂RE為液晶性聚合物的情況下,構成其的高分子的取向在X方向上對齊。
在樹脂填充、固化后,通過貫通第1金屬模M1的多個推桿EP,將固化的樹脂向第2金屬模M2的方向推壓時,完成固體攝像元件收納盒。即,本發明的方法包含將樹脂注入金屬模M1、M2的模腔部中進行固化的工序。之后,將固體攝像元件12粘固、連接在島30上,通過線接合線電氣連接固體攝像元件12和導線端子40,最后,用透明板26封閉盒子的上部開口,完成上述的固體攝像裝置。
權利要求
1.一種固體攝像裝置,具有由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成、且開口部被透明板封閉的樹脂制中空盒子,在該中空盒子的內底面上設置有矩形的金屬制島,在該島上粘固有固體攝像元件,其特征在于該島具有向垂直于縱向的方向突出的突出部,該突出部的一部分埋設在該中空盒子內固定,形成島壓緊部。
2.如權利要求1所述的固體攝像裝置,其特征在于該島壓緊部設置在島縱向的2處以上。
3.如權利要求1所述的固體攝像裝置,其特征在于該島在一處以上具有相鄰的切口,且該相鄰的切口交錯地從島的相向的2條長邊的外側向內側延伸。
4.如權利要求3所述的固體攝像裝置,其特征在于該相鄰的切口在相鄰的2個島壓緊部之間的區域設置一處以上。
5.如權利要求1所述的固體攝像裝置,其特征在于一處以上的島壓緊部的前端部向中空盒子的外部突出,連接在散熱部件或散熱電路上。
6.如權利要求1所述的固體攝像裝置,其特征在于該島的縱向兩端部固定在該中空盒子上。
7.如權利要求1所述的固體攝像裝置,其特征在于該島的縱向兩端部附近沒有固定在該中空盒子上。
8.一種固體攝像裝置,具有由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成、且被透明板封閉的樹脂制中空盒子,在該中空盒子的內底面上設置有金屬制島,在該島上粘固有固體攝像元件,其特征在于該島是具有縱橫比為4以上的矩形,該島在1處以上具有相鄰的切口,且該相鄰的切口從島的相向的2條長邊的外側向內側延伸。
9.如權利要求8所述的固體攝像裝置,其特征在于該切口的最大深度在島寬度的2分之1以上,相鄰的切口之間的部分的寬度在島寬度的2分之1以下。
10.如權利要求8所述的固體攝像裝置,其特征在于該切口的形狀是四邊形,且該切口的寬度在島寬度的2分之1以下。
11.如權利要求8所述的固體攝像裝置,其特征在于該切口的形狀是四邊形,且該切口的寬度在切口的深度方向上變寬。
12.如權利要求8所述的固體攝像裝置,其特征在于該切口的總面積在島面積的20%以下。
13.如權利要求8所述的固體攝像裝置,其特征在于該島的寬度在固體攝像元件的1.5倍以上。
14.一種固體攝像元件收納盒,由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成、且開口部可被透明板封閉,其特征在于該盒子具有在縱向上分隔的島。
15.一種固體攝像裝置,具有由大致矩形的樹脂制底板和大致垂設在其周緣上的樹脂制側壁一體形成、且開口部被透明板封閉的固體攝像元件收納盒,在該盒子的內底面上設置有矩形的金屬制島,在該島上粘固有固體攝像元件,其特征在于該島在縱向上是分隔的。
16.一種固體攝像元件收納盒的制造方法,其特征在于,包含將具有島形成部以及導線端子形成部,且預先分隔的2塊以上的金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內的工序,以及將樹脂注入該金屬模的腔部并固化的工序。
17.如權利要求16所述的固體攝像元件收納盒的制造方法,其特征在于該金屬制引線框形成為分別獨立的環箍件,該插入工序包含將2塊以上的環箍件利用環箍輸送裝置插入同一金屬模內的工序。
18.一種固體攝像裝置的制造方法,其特征在于,包含將具有島形成部和導線端子形成部,且預先分隔的2塊以上的金屬制引線框插入盒子成形用金屬模內的工序;將樹脂注入該金屬模的腔部并固化而制造固體攝像元件收納盒的工序;在該島上粘固固體攝像元件的工序;電氣連接該固體攝像元件與導線端子的工序;由透明板封閉該盒子的上部開口部的工序。
19.如權利要求18所述的固體攝像裝置的制造方法,其特征在于該金屬制引線框形成為分別獨立的環箍件,該插入工序包含將2塊以上的環箍件利用環箍輸送裝置插入同一金屬模內的工序。
20.一種固體攝像元件收納盒,其特征在于備有具有凹部的樹脂制盒主體;設在上述凹部的底面上,固定固體攝像元件的島;從上述凹部內經由上述盒主體的側壁向外部延伸的導線端子;與上述島相連續,向沿著上述盒主體的縱向的側壁內延伸的島壓緊部。
21.一種固體攝像元件收納盒,其特征在于備有具有凹部的樹脂制盒主體;設在上述凹部的底面上,固定固體攝像元件的島;從上述凹部內經由上述盒主體的側壁向外部延伸的導線端子;上述島備有從寬度方向的一端朝向另一端延伸的狹縫。
22.如權利要求21所述的固體攝像元件收納盒,其特征在于還備有與上述島相連續,向沿著上述盒主體的縱向的側壁內延伸的至少一對島壓緊部;上述一對島壓緊部在上述縱向上分開;上述狹縫設在上述一對島壓緊部之間的中央位置附近。
23.如權利要求22所述的固體攝像元件收納盒,其特征在于上述狹縫備有第1和第2狹縫;上述第1狹縫從上述島的寬度方向的一端朝向另一端延伸;上述第2狹縫從上述島的寬度方向的另一端朝向一端延伸;上述第1和第2狹縫隔著上述中央位置配置。
24.如權利要求21所述的固體攝像元件收納盒,其特征在于上述狹縫的最深部由曲面構成。
25.如權利要求21所述的固體攝像元件收納盒,其特征在于上述狹縫的內部填充有氣體。
26.如權利要求21所述的固體攝像元件收納盒,其特征在于備有與上述島的寬度方向的兩端相接觸,沿著上述島的縱向延伸的一對突起部。
27.一種固體攝像元件收納盒,其特征在于備有具有凹部的樹脂制盒主體;設在上述凹部的底面上,固定一個固體攝像元件的一對島;從上述凹部內經由上述盒主體的側壁延伸到外部的導線端子;上述一對島在上述盒主體的長度方向上分開。
全文摘要
在該固體攝像裝置上,在盒子的內底面上設置有矩形的金屬制島(30),在島(30)上粘固有固體攝像元件(12)。島(30)具有向垂直于縱向的方向突出的突出部,突出部的一部分埋設在中空盒子中固定,形成島壓緊部(34)。島(30)在1處以上具有相鄰的切口(32),且該相鄰的切口從島(30)的相向的長邊的外側向內側延伸。該裝置也可具有沿縱向分隔的島(30)。
文檔編號H01L21/02GK1838421SQ20061007164
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月27日 優先權日2005年3月25日
發明者佐藤知廣, 前田光男, 吉田賀英, 小西正芳, 井手淳一 申請人:住友化學株式會社, 株式會社東芝