(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施形態を述べる
図1ないし
図14Bを参照する。なお、本実施形態の対応する図面に言及している、関連する数と外形とは、本発明の実施の態様を具体的に説明し、本発明を理解しやすくするためのものに過ぎず、本発明の保護範囲を限定するためのものではない。
【0010】
本発明に開示されたセンサパッケージ構造は、その設計者の要望に応じて選択的にカット(切断)ができることについてまず説明しておく。すなわち、本発明に係るセンサパッケージ構造はカットされていなくてもよく、カットされていてもよい。なお、本発明をより理解しやすくするために、下記の各実施形態については、まず、カットされていないセンサパッケージ構造を説明してから、カットされていないセンサパッケージ構造がカットされた後に生じる差異について説明することとする。
【0011】
[実施形態1]
本発明の実施形態1を述べる
図1ないし
図5を参照する。
図1ないし
図3に示すように、センサパッケージ構造100は、基板1と、該基板1に配置されるセンサチップ2と、基板1とセンサチップ2とを電気的に接続する複数の金属ワイヤ3と、基板1及び/又はセンサチップ2の上方に設けられる支持枠4と、センサチップ2と支持枠4との間に接着されるシール材5と、支持枠4に配置される透光カバー6と、該透光カバー6の天面に配置される阻止壁7と、基板1と支持枠4との間に充填されると共に、支持枠4の上面の一部を覆うモールドパッケージ(molding compound)9と、基板1に配置されると共にモールドパッケージ9に埋め込まれる少なくとも一つの電子部品8とを備えている。下記において、本実施形態に係るセンサパッケージ構造100の各部材構造及び接続関係についてそれぞれ説明する。
【0012】
本実施形態において、基板1は正方形状又は長方形状を呈しており、少なくとも一つの側縁の長さが7.5mm以下となる。なお、基板1の側縁の何れの長さも7.5mm以下となることが好ましい。なかでも、基板1の天面には、チップ実装エリア11、及び該チップ実装エリア11の外側に位置するように複数の第1のパッド12が設けられている。チップ実装エリア11の形状は、センサチップ2と対応するように形成されている。また、チップ実装エリア11が本実施形態においては長方形とされて、それは対向する二つの短辺側縁及び対向する二つの長辺側縁(
図1に示すように)を有する。複数の第1のパッド12はそれぞれチップ実装エリア11における二つの短辺側縁及び一方の長辺側縁の外側に設けられる。
【0013】
本実施形態において、センサチップ2はイメージセンサチップである。センサチップ2の天面には、感知エリア21、及び該感知エリア21の外側に位置するように複数の第2のパッド22が設けられる。なかでも、本実施形態においては、感知エリア21が長方形とされており、対向する二つの短辺側縁及び対向する二つの長辺側縁(
図1に示すように)を有する。なお、複数の第2のパッド22はそれぞれ感知エリア21における二つの短辺側縁及び一方の長辺側縁の外側に設けられる。
【0014】
また、センサチップ2は基板1のチップ実装エリア11に配置されており、且つ複数の第2のパッド22の位置がそれぞれ複数の第1のパッド12の位置と対応する。別の観点から見ると、基板1のチップ実装エリア11における他方の長辺側縁の外側にはいずれの第1のパッド12も設けていない。また、センサチップ2の感知エリア21における他方の長辺側縁の外側には何れの第2のパッド22も設けていない上に、外側に何れの第1のパッド12も設けていない該チップ実装エリア11の該長辺側縁と近接するように構成されている。
【0015】
複数の金属ワイヤ3の一端がそれぞれ複数の第1のパッド12と接続されて、他端がそれぞれ複数の第2のパッド22と接続される。これにより、基板1とセンサチップ2とが複数の金属ワイヤ3を介して電気的に接続されるようにすることができる。なかでも、金属ワイヤ3はその高さを低くするようにボールボンディング(エレクトロン・フレーム・オフ(EFO))の方式により形成されることが好ましい。
【0016】
本実施形態において、支持枠4は環状を呈し、且つ、その外側部には複数の支持足41(
図1又は
図4に示すように)が設けられている。また、支持枠4の内側の縁に位置決め部42が設けられている。なかでも、本実施形態において、位置決め部42はリング溝に形成され、且つ、該リング溝は支持枠4の内側の縁の頂部に形成される。
【0017】
また、支持枠4の複数の支持足41は基板1の天面上に配置される。基板1における複数の支持足41と接触する位置はそれぞれ、チップ実装エリア11の外側に位置すると共に、チップ実装エリア11の二つの短辺側縁と、外側の何れの第1のパッド12も設けていない長辺側縁と対応するように設けられている。支持枠4の内側部分の下縁はシール材5によりセンサチップ2に粘着され、該シール材5の一部は感知エリア21と複数の第2のパッド22との間に介在されている(他の実施形態として、シール材5が複数の第2のパッド22を覆ってもよい)。これにより、支持枠4とセンサチップ2との間にほぼ隙間がない接続構造が実現する。
【0018】
本実施形態において、透光カバー6は平板構造とされており、その外形が位置決め部42の外形と対応するようになっている(例えば、同じ又は略小さい)。また、透光カバー6の厚さが位置決め部42の厚さ(即ち、リング溝の深さ)よりも大きくなることが好ましい。言い換えれば、本実施形態において、透光カバー6のサイズはセンサチップ2のサイズ(又はチップ実装エリア11)よりも大きい。
【0019】
また、透光カバー6の底部は支持枠4の位置決め部42内に配置されている。すなわち、本実施形態の透光カバー6の頂部は位置決め部42から突き出ている。また、該透光カバー6は、位置決め部42によりセンサチップ2の上方に固定されることにより、センサチップ2との間に垂直距離Dを維持する。従って、本実施形態に係るセンサパッケージ構造100は、位置決め部42を変更(調整)することにより、透光カバー6とセンサチップ2との間の垂直距離Dをより精度良く制御することができる。なかでも、本実施形態の垂直距離Dは200μmであることが好ましい。他の好ましい実施形態として、垂直距離Dは300μmであることが好ましい。
【0020】
追加で説明しなければならないことでは、
図3及び
図4に示すように、支持枠4が位置決め部42(又はリング溝)に切欠き421が設けられる。該切欠き421の側壁と透光カバー6との間には気流通路Cが設けられ、該気流通路Cは、感知エリア21と透光カバー6の間に形成された空間と連通するように形成されている。これにより、本実施形態に係るセンサパッケージ構造100は、その製造過程において、気流通路Cにより、感知エリア21と透光カバー6との間にある空気が膨張することによって透光カバー6を変位させてしまうことを効果的に避けることができる。
【0021】
また、切欠き421の一部は、チップ実装エリア11の一方の短辺側縁の支持足41と対応するように構成され、且つ、気流通路Cの出口は、支持足41の上方に配置されている。
【0022】
阻止壁7は、透光カバー6の天面における側縁と近接する位置に設けられると共に、少なくとも透光カバー6の天面の一部を覆うように構成されている。なかでも、本実施形態においては、阻止壁7は環状を呈し、且つ透光カバー6の側縁から距離をおいて設けられることが好ましい。さらに言えば、阻止壁7がセンサチップ2の天面に投影されて投影エリアを形成する場合には、その投影エリアは、感知エリア21の外側を囲むようにすることが好ましい。
これにより、阻止壁7は、透光カバー6の天面の中央部を囲むように形成される。
【0023】
本実施形態において、少なくとも一つの電子部品8の数は、複数として説明するが、各々の電子部品8の類型について、設計者の要望に応じて変更することができ、ここについて本発明は制限しない。なかでも、複数の電子部品8が基板1に配置されて、それぞれがチップ実装エリア11の二つの長辺側縁の外側に位置する。なお、複数の電子部品8におけるいくつかの電子部品8は、上記のように、外側に何れの第1のパッド12も設けていない長辺側縁と対応する(又は近接する)ように設けられると共に、支持枠4の下方に配置される。
【0024】
モールドパッケージ9の大部分は、基板1上のチップ実装エリア11以外のエリアに配置され、即ち、モールドパッケージ9が基板1の天面に向かって正投影されて投影エリアを形成すれば、その投影エリアの大部分がチップ実装エリア11の外側に位置することが好ましい。なかでも、モールドパッケージ9の側面が基板1の側縁とほぼ面一となり、且つ、モールドパッケージ9の天面が阻止壁7の上縁とほぼ面一となるようにする。
【0025】
詳しく言うと、モールドパッケージ9は、複数の第1のパッド12、複数の第2のパッド22、複数の金属ワイヤ3、及び複数の電子部品8を覆うように設けられている。モールドパッケージ9は、支持枠4の上面を覆って、阻止壁7の外側と隣接している。また、モールドパッケージ9は、透光カバー6における支持枠4の上面と阻止壁7との間に位置する上縁と外側縁とを覆っている。なかでも、モールドパッケージ9の天面と基板1との間の距離は、透光カバー6の天面と基板1との間の距離よりも大きくなるように設定されている。
【0026】
以上は、本実施形態に係る、カットされていないセンサパッケージ構造100についての説明であるが、上記のように、カットされていないセンサパッケージ構造100を、
図3(又は
図1)に示すような二つのカット経路Sに沿ってカットを行った結果、本実施形態に係る、カットされたセンサパッケージ構造100’(
図5に示すように)を形成することができる。これにより、パッケージのサイズを縮めることができる。下記において、本実施形態に係る、カットされたセンサパッケージ構造100’の差異について説明する。
【0027】
具体的に言えば、
図5に示すように、支持枠4の一部の側面がカット面47である。また、支持枠4の一部の側面がモールドパッケージ9の側面と面一となっている。なかでも、支持枠4の対応する位置に二つのカット面47が形成されるように、チップ実装エリア11における二つの短辺側縁と対応する二つの支持足41が切除され、また、気流通路Cの出口が一方のカット面47に位置するように変更される。
【0028】
[実施形態2]
本発明に係る実施形態2を述べる
図6ないし
図9を参照する。なお、本実施形態に係るセンサパッケージ構造200の一部の部材が、実施形態1の部材と類似するため、ここではその説明を省略する。
【0029】
具体的に言えば、
図6ないし
図8に示すように、本実施形態に係るセンサパッケージ構造200は、基板1と、該基板1に配置されるセンサチップ2と、基板1とセンサチップ2と電気的に接続される複数の金属ワイヤ3と、センサチップ2の上方に設けられ、基板1と接触しない支持枠4と、センサチップ2と支持枠4との間に接着されるシール材5と、支持枠4に配置される透光カバー6と、該透光カバー6の天面に配置される阻止壁7と、基板1と支持枠4との間に充填されると共に、支持枠4の上面の一部を覆うモールドパッケージ9と、基板1に配置されると共にモールドパッケージ9に埋め込まれる少なくとも一つの電子部品8とを備えている。下記において、本実施形態に係るセンサパッケージ構造200の各部材構造及び接続関係についてそれぞれ説明する。
【0030】
本実施形態において、支持枠4は環状を呈し、且つ支持足41を設けていない。また、支持枠4の内側の縁には、位置決め部42が形成されている。なお、本実施形態に係る位置決め部42の構成は実施形態1とほぼ同一であるため、ここでは説明を省略する。なかでも、支持枠4には、インナーリンク43とアウターリンク44とが含まれる。アウターリンク44はインナーリンク43の外側と連結され、位置決め部42がインナーリンク43の上方に形成される。
【0031】
また、支持枠4のインナーリンク43がセンサチップ2の上方に設けられ(即ち、センサチップ2の側縁の上方に位置付けられ)、センサチップ2がインナーリンク43と接触する位置は、チップ実装エリア11の外側にされている。さらに言えば、支持枠4が基板1と接触されていない上に、双方の間に距離が設けられている。なお、支持枠4のインナーリンク43の下縁は、シール材5によってセンサチップ2と粘着されており、該シール材5の一部は感知エリア21と複数の第2のパッド22の間に介在されている(他の実施形態として、シール材5が複数の第2のパッド22を覆ってもよい)。これにより、支持枠4とセンサチップ2との間にほぼ隙間がない接続構造が実現される。さらに言えば、感知エリア21の二つの短辺側縁と対応する(又は近接する)アウターリンク44は、本実施形態において、基板1から外方に突き出しており、各々の側縁に露出部441を定義するようになっている。
【0032】
また、支持枠4と透光カバー6との間には、気流通路Cが形成されている。本実施形態に係る気流通路Cは、実施形態1と類似しているものの、本実施形態に係る支持枠4における切欠き421の一部は、アウターリンク44における一つの露出部441と対応するように構成されている。また、気流通路Cの出口は、露出部441の上面に設けられている。
【0033】
少なくとも一つの電子部品8の数は、複数として説明するが、各々の電子部品8の類型について、設計者の要望に応じて変更することができ、ここについて本発明は制限しない。なかでも、複数の電子部品8が基板1に配置されて、上記のように、外側に何れの第1のパッド12も設けていない長辺側縁と対応する(又は近接する)ように設けられると共に、支持枠4の下方に配置される。
【0034】
モールドパッケージ9は、複数の第1のパッド12、複数の第2のパッド22、複数の金属ワイヤ3、及び複数の電子部品8を覆うように設けられている。モールドパッケージ9は、支持枠4の上面を覆って、阻止壁7の外側と隣接している。また、モールドパッケージ9は、透光カバー6における支持枠4の上面と阻止壁7との間に位置する上縁と外側縁とを覆っている。ここで、
図8に示すように、支持枠4における短辺側の二つの露出部441がモールドパッケージ9から突き出している。
【0035】
以上は、本実施形態に係る、カットされていないセンサパッケージ構造200についての説明であるが、上記のように、カットされていないセンサパッケージ構造200を、
図8(又は
図6)に示すような二つのカット経路Sに沿ってカットを行った結果、本実施形態に係る、カットされたセンサパッケージ構造200’(
図9に示すように)を形成することができる。これにより、パッケージのサイズを縮めることができる。下記において、本実施形態に係る、カットされたセンサパッケージ構造200’の差異について説明する。
【0036】
具体的に言えば、
図9に示すように、支持枠4の一部の側面がカット面47である。また、支持枠4の一部の側面がモールドパッケージ9の側面と面一となっている。なかでも、支持枠4の対応する部分に二つのカット面47が形成されるように、支持枠の二つの露出部441が切除され、また、気流通路Cの出口が一方のカット面47に位置するように変更される。
【0037】
[実施形態3]
本発明に係る実施形態3を述べる
図10ないし
図13を参照する。なお、本実施形態に係るセンサパッケージ構造300の一部の部材が、実施形態1、2の部材と類似するため、ここではその説明を省略する。
【0038】
具体的に言えば、
図10ないし
図12に示すように、本実施形態に係るセンサパッケージ構造300は、基板1と、該基板1に配置されるセンサチップ2と、基板1とセンサチップ2と電気的に接続される複数の金属ワイヤ3と、基板1に配置される支持枠4と、支持枠4に配置される透光カバー6と、該透光カバー6の天面に配置される阻止壁7と、基板1と支持枠4との間に充填されると共に、支持枠4の上面の一部を覆うモールドパッケージ9と、基板1に配置されると共にモールドパッケージ9に埋め込まれる複数の電子部品8とを備えている。下記において、本実施形態に係るセンサパッケージ構造300の各部材構造及び接続関係についてそれぞれ説明する。
【0039】
基板1における複数の第1のパッド12は、それぞれチップ実装エリア11の二つの短辺側縁の外側に設けられている。また、センサチップ2の複数の第2のパッド22は、それぞれ感知エリア21の二つの短辺側縁の外側に設けられると共に、それぞれ複数の第1のパッド12の位置と対応するように配置されている。言い換えれば、基板1におけるチップ実装エリア11の二つの長辺側縁の外側に何れの第1のパッド12も設けていない。また、センサチップ2における感知エリア21の長辺側縁の外側に何れの第2のパッド22も設けていない。
【0040】
本実施形態において、支持枠4は環状を呈し、且つ、支持枠4の外側部分には少なくとも二つの長形の支持足41が設けられている。また、支持枠4の内側の縁に位置決め部42が設けられている。なお、本実施形態における位置決め部42の構成は実施形態1とほぼ同じであるため、ここでは説明を省略する。なかでも、支持枠4が対向する各内側に内凹部45が設けられ、また、支持枠4が対向する各外側の底部に外凹部46が設けられている。
【0041】
また、支持枠4の複数の支持足41が基板1と接触して設けられている。基板1における複数の支持足41と接触する位置は、それぞれチップ実装エリア11の外側であり、且つ、それぞれがチップ実装エリア11の二つの短辺側縁と対応するように構成されている。なかでも、支持枠4の内凹部45がそれぞれチップ実装エリア11の二つの短辺側縁と対応し、支持枠4の外凹部46がそれぞれチップ実装エリア11の二つの長辺側縁と対応している。また、複数の金属ワイヤ3は、それぞれ複数の内凹部45に収納されている。なお、複数の電子部品8が基板1に設けられると共に、それぞれの電子部品8が外凹部46に配置されている。
【0042】
また、支持枠4と透光カバー6との間には、気流通路Cが形成されている。気流通路Cは、実施形態1と類似しているものの、本実施形態に係る支持枠4における切欠き421の一部は、支持枠4における一つの支持足41と対応するように構成されている。また、気流通路Cの出口は、支持足41の上方に設けられている。
【0043】
モールドパッケージ9は、支持枠4の外側及び上側に配置されている。即ち、モールドパッケージ9は、支持枠4の複数の外凹部46に充填され、一方、複数の内凹部45には充填されていない。これにより、モールドパッケージ9は、複数の電子部品8を覆うものの、複数の第1のパッド12、複数の第2のパッド22及び複数の金属ワイヤ3は覆っていない。なかでも、モールドパッケージ9の側面が基板1の側縁とほぼ面一となり、モールドパッケージ9の天面が阻止壁7の上縁とほぼ面一となるようにする。
【0044】
以上は、本実施形態に係る、カットされていないセンサパッケージ構造300についての説明であるが、上記のように、カットされていないセンサパッケージ構造300を、
図12(又は
図10)に示すような二つのカット経路Sに沿ってカットを行った結果、本実施形態に係る、カットされたセンサパッケージ構造300’(
図13に示すように)を形成することができる。これにより、パッケージのサイズを縮めることができる。下記において、本実施形態に係る、カットされたセンサパッケージ構造300’の差異について説明する。
【0045】
具体的に言えば、
図13に示すように、支持枠4の一部の側面がカット面47である。また、支持枠4のその一部の側面がモールドパッケージ9の側面と面一になっている。なかでも、支持枠4の対応する部分に二つのカット面47が形成されるように、支持枠の二つの支持足41が切除され、また、気流通路Cの出口が一方のカット面47に位置するように変更される。
【0046】
[実施形態4]
本発明に係る実施形態4を述べる
図14A、
図14Bを参照する。なお、本実施形態に係るセンサパッケージ構造400、500の一部の部材が、上記の実施形態と類似するため、ここではその説明を省略する。
【0047】
具体的に言えば、本実施形態に係るセンサパッケージ構造400、500の透光カバー6の天面が支持枠4の天面と面一となっている。なお、
図14Bに示すセンサパッケージ構造500において、阻止壁7が透光カバー6の天面の外縁及び支持枠4の天面の内縁を共に覆うように構成されている。
【0048】
[本発明に係る実施形態の技術的な効果]
上記を纏めて、本発明に係る実施形態により開示されたセンサパッケージ構造は、支持枠をほぼモールドパッケージ内に埋め込む(例えば、モールドパッケージが基板と支持枠の間に充填され、支持枠の上面の一部を覆うように設けられる)ことにより、透光カバーとセンサチップとの間の垂直距離を効果的に維持することができる。また、支持枠には透光カバーを固定する位置決め部が設けられ、これにより、透光カバーとセンサチップとの相対位置を保持することができる。
【0049】
また、本発明に係る実施形態により開示されたセンサパッケージ構造は、支持枠における位置決め部を変更(調整)することにより、透光カバーとセンサチップとの間の垂直距離Dをより精度良く制御することができる。例えば、垂直距離を200μm及び300μmの間にあるように制御する。また、センサパッケージ構造は、支持枠がほぼモールドパッケージに埋め込まれた後にカットを行うことができる。これにより、パッケージのサイズを縮めることができる。
【0050】
また、本発明に係る実施形態1、実施形態2及び実施形態4が開示されるセンサパッケージ構造は、支持枠をほぼモールドパッケージに埋め込むことにより、MOC(molding on chip)の技術的な障壁を越えて、センサパッケージ構造のサイズを効果的に縮めることができる。
【0051】
上述したのは、本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するためのものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づき為された均等の変形と変更とは、全て本発明の請求項の保護範囲に属するものとする。