(57)【要約】【課題】  固体撮像装置の外形サイズを大きくせずに電磁シールドを行う。【解決手段】  固体撮像装置２は、受光部１１が形成されたベアチップ１０と、ベアチップ１０を保持する保持部材２０と、ベアチップ１０の受光部１１が形成された面に対向するように保持部材２０に取り付けられたカバーガラス３０と、保持部材２０を実装する実装基板４０とを備える。保持部材２０は、その表面に接地された金属膜２１が形成されている。また、実装基板に形成された開口からベアチップの受光部が形成されていない面が露出する際には、この開口及び実装基板の表面を覆うように接地された金属層を設ける。さらに、カバーガラスの表面に導電性及び透光性を有する透光性金属膜を形成し、この透光性金属膜を保持部材表面の金属膜に電気的に接続してもよい。【選択図】        図３
2005086100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部が形成されたベアチップと、このベアチップを保持する保持部材と、前記ベアチップの受光部が形成された面に対向するように前記保持部材に取り付けられた透光性部材と、前記保持部材を実装する実装基板とを備えた固体撮像装置において、
前記保持部材は、その表面に接地された金属膜が形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記実装基板は、前記ベアチップの受光部が形成されていない面を露出する開口を備え、この開口及び実装基板の表面を覆うように接地された金属層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記透光性部材は、その表面に導電性及び透光性を有する透光性金属膜が形成され、この透光性金属膜は、保持部材表面の前記金属膜に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記透明金属膜と保持部材表面の前記金属膜とは、導電性の接着剤によって接続されていることを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等のベアチップがセラミック等のパッケージに搭載された固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を使用したデジタルカメラやビデオカメラが普及している。また、パーソナルコンピュータや携帯電話、電子手帳等の電子機器に、この固体撮像素子とメモリとを組み込み、撮影機能を付加することも行なわれている。
【０００３】
このような固体撮像素子は、半導体ウェハプロセスによって製造された後、ダイシングによって方形のベアチップの状態とされる。このベアチップ状の固体撮像素子は、シリコンからなる半導体基板上に形成された複数の受光素子からなる受光部と、複数の電極（ボンディングパッド）とを備える。この受光部は保護されていない状態であるので、受光部に塵芥や汚れが付着すると故障の原因となる。このため、従来の固体撮像装置は、例えばセラミックで形成されたパッケージにベアチップ状の固体撮像素子が搭載され、固体撮像素子のボンディングパッドとパッケージが備える外部端子（リード）との間がボンディングワイヤーによって結線されてなる。また、このパッケージは受光部と対向する面が開口されており、この開口を覆うようにパッケージにカバーガラスが取り付けられている。
【０００４】
しかし、このようなセラミック製のパッケージでは、導電性がないため電磁シールドの効果はなく、固体撮像素子が放射するパッケージ内部からの電磁放射ノイズや、パッケージ外部からの電磁放射ノイズを遮蔽（電磁シールド）することができない。このため、固体撮像素子の電磁放射ノイズが他の素子に影響を与えたり、他の素子の電磁放射ノイズによって固体撮像素子が影響を受けたりすることがある。そこで、この電磁放射ノイズを遮蔽するために、固体撮像素子を搭載したセラミック製のパッケージ全体を箱形状の金属製フレームに収納した固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−５６９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電磁シールドのために金属製フレームを使用した上記固体撮像装置では、固体撮像装置全体の外形サイズが大きくなってしまい、携帯電話等の小型電子機器に組み込むには不利な大きさとなる。また、本固体撮像装置の生産コストの増加を招くこととなる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、装置の外形サイズを大きくせずに電磁シールドを行うことが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に固体撮像装置は、受光部が形成されたベアチップと、このベアチップを保持する保持部材と、前記ベアチップの受光部が形成された面に対向するように前記保持部材に取り付けられた透光性部材と、前記保持部材を実装する実装基板とを備えた固体撮像装置において、前記保持部材は、その表面に接地された金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、前記実装基板は、前記ベアチップの受光部が形成されていない面を露出する開口を備え、この開口及び実装基板の表面を覆う接地された金属層が設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、前記透光性部材は、その表面に導電性及び透光性を有する透光性金属膜が形成され、この透光性金属膜は、保持部材表面の前記金属膜に電気的に接続されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記透明金属膜と保持部材表面の前記金属膜とは、導電性の接着剤によって接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の固体撮像装置は、受光部が形成されたベアチップと、このベアチップを保持する保持部材と、前記ベアチップの受光部が形成された面に対向するように前記保持部材に取り付けられた透光性部材と、前記保持部材を実装する実装基板とを備えた固体撮像装置において、前記保持部材は、その表面に接地された金属膜が形成されているので、装置の外形サイズを大きくせずにベアチップを電磁シールドすることができる。また、この金属膜は容易に形成できるので、本固体撮像装置の生産性が向上する。
【００１３】
また、前記実装基板が前記ベアチップの受光部が形成されていない面を露出する開口を備えるとき、この開口及び実装基板の表面を覆うように接地された金属層が設けられていると、ベアチップの裏面側が効果的に電磁シールドされる。
【００１４】
また、前記透光性部材の表面に導電性及び透光性を有する透光性金属膜が形成され、この透光性金属膜が保持部材表面の前記金属膜に電気的に接続されていると、ベアチップの受光面側が効果的に電磁シールドされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図４に示すように、本発明を実施した固体撮像装置２は、ベアチップ１０と、ベアチップ１０を搭載（マウント）して保持する保持部材（パッケージ）２０と、保持部材２０の開口部２０ａを被覆するカバーガラス３０と、保持部材２０を実装する実装基板４０とを備える。
【００１６】
ベアチップ１０は、シリコン半導体からなるＣＣＤ等の固体撮像素子である。ベアチップ１０には、照射された光を電気信号に変換する受光素子１１ａが複数個配列された受光部１１が形成されており、外部と信号の入出力を行うための複数の電極（ボンディングパッド）１２がベアチップ１０表面の縁辺付近に形成されている。
【００１７】
保持部材２０は、開口部２０ａを有する箱形状であって、図４に示すように内周側面２０ｂ、内底面２０ｃ、外周側面２０ｄ、外底面２０ｅ、及び上端面２０ｆを備える。保持部材２０は、例えばセラミックで形成されており、その外周側面２０ｄ全体、外底面２０ｅの外周側面２０ｄに連なる一部分、及び上端面２０ｆの外周側面１０ｄに連なる一部分は、銅などからなる導電性を有する金属膜２１によって覆われている。この金属膜２１は、金属めっき処理などによって容易に形成されるものである。
【００１８】
また、保持部材２０には、内底面２０ｃから外底面２０ｅに貫通するように複数のスルーホール２０ｇが形成されており、各スルーホール２０ｇには銅合金などからなる導電性を有する外部端子（リード）２２が貫入されている。このリード２２の一端は保持部材２０の内底面２０ｃから露出しており、他端は保持部材２０の外底面２０ｅから突出して外底面２０ｅに沿って内側に折り曲げられ、リード２２はＬ字形となっている。
【００１９】
ベアチップ１０は、その裏面（受光部１１が形成されていない面）が保持部材２０の内底面２０ｃに固着（保持）され、各ボンディングパッド１２とリード２２は、金などの金属細線からなるボンディングワイヤー１３によって結線されている。さらに、保持部材２０の外底面２０ｅの一部分を覆う金属膜２１の表面には半田層２３ｂが形成されており、保持部材１０の外底面１０ｅに沿って折り曲げられたリード２２の表面には半田層２３ａが形成されている。
【００２０】
カバーガラス３０は、ガラス材などの透光性部材であり、ベアチップ１０の受光面（受光部１１が形成された面）に対向して、開口部２０ａを覆うようにその周縁部が保持部材２０の上端面２０ｆに固着されている。カバーガラス３０はベアチップ１０を塵芥などから保護するとともに、固体撮像装置２の上方から照射された光を透過させる。
【００２１】
実装基板４０は、保持部材２０を表面実装により固設し、保持部材２０にマウントされたベアチップ１０を電気的に接続する。実装基板４０の表面には、フットパターン４１ａ及びシールドパターン４１ｂからなる導電部が形成されており、他の部分は絶縁されている。フットパターン４１ａは、半田層２３ａを介してリード２２に接続され、シールドパターン４１ｂは、半田層２３ｂを介して金属膜２１に接続される。なお、フットパターン４１ａは、図示しない信号処理部に電気的に接続されており、この信号処理部は、ベアチップ１０の受光部１１から送られた画像情報信号としての電気信号の処理を行う。また、詳しく図示しないが、シールドパターン４１ｂは接地されてグランド電位となっており、金属膜２１を同電位（グランド電位）にする。
【００２２】
以上のように構成された固体撮像装置２では、実装基板４０に実装された保持部材２０の露出面（外周側面２０ｄ及びそれに連なる上端面２０ｆの一部分）がグランド電位の金属膜２１で覆われているため、保持部材２０に電磁シールド効果が付与される。これにより、ベアチップ１０の側方を取り囲むように電磁シールドされる。
【００２３】
図５は、本発明の第１の変形例である固体撮像装置３を示す。固体撮像装置３のカバーガラス３０の下面（ベアチップ１０の受光面に対向する面）には、導電性及び透光性を有する透光性金属膜３１が形成されている。この透光性金属膜３１は、例えばハーフミラーの材料として用いられているＴｉ，Ｃｕ，ステンレス，Ａｌ等を蒸着することよって形成される。なお、透光性金属膜３１の膜厚は、光の透過率が最適となるように所定の厚さとされている。
【００２４】
保持部材５０は、上記保持部材２０と同様な開口部５０ａを有する箱形状であって、内周側面５０ｂ、内底面５０ｃ、外周側面２０ｄ、外底面５０ｅ、及び上端面５０ｆを備え、さらに上端面５０ｆには溝状の凹部５０ｈが形成されている。保持部材５０は、同様に例えばセラミックで形成されており、その外周側面５０ｄ全体、外底面５０ｅの外周側面５０ｄに連なる一部分、及び上端面５０ｆの外周側面５０ｄに連なる一部分は、銅などからなる導電性を有する金属膜５１によって覆われている。
【００２５】
凹部５０ｈは、カバーガラス３０の外周を取り囲むように形成され、凹部５０ｈには導電性の接着材５４が充填されている。この凹部５０ｈによって、接着材５４は、上記の金属膜５１と透光性金属膜３１とを隙間なく完全に接続するとともに、それらを電気的に接続し、透光性金属膜３１をグランド電位とする。なお、この接着材５４の代わりに導電性ゴムを凹部５０ｈに嵌め込むようにしてもよい。
【００２６】
固体撮像装置３のその他の部分については上記固体撮像装置２と同様であるので同一符号を付し、その説明を省略する。この固体撮像装置３では、カバーガラス３０にも電磁シールド効果が付与されるので、ベアチップ１０の受光面側が効果的に電磁シールドされる。
【００２７】
次に、図６は、本発明の第２の変形例である固体撮像装置４を示す。保持部材６０は、中空部６０ａを有する中空の部材であって、内周側面６０ｂ、底面６０ｃ、外周側面６０ｄ、及び上面６０ｅを備える。保持部材６０は、同様に例えばセラミックで形成されており、その外周側面６０ｄ全体、底面６０ｃの外周側面６０ｄに連なる一部分、上端面６０ｅの外周側面６０ｄに連なる一部分は、銅などからなる導電性を有する金属膜６１によって覆われている。なお、中空部６０ａは、その開口の大きさがベアチップ１０全体の面積より小さく、受光部１１の面積より大きくなるように形成されている。
【００２８】
また、保持部材６０の底面６０ｃには、銅合金などからなる導電性を有する外部端子（リード）６２が設けられている。このリード６２の中空部６０ａ側の一端の表面には半田層６３ｃが形成されており、他端の表面には半田層６３ａが形成されている。さらに、保持部材６０の底面６０ｃの一部分を覆う金属膜６１の表面には半田層６３ｂが形成されている。
【００２９】
ベアチップ１０の表面には、前述のボンディングパッド１２に代わって粒状の突起電極（バンプ）１４が形成されている。このバンプ１４が半田層６３ｃを介してリード６２に接続されることにより、ベアチップ１０は保持部材６０に固着（保持）される。また、カバーガラス７０は、ガラス材などの透光性部材によって形成されており、中空部６０ａの開口を覆うようにその周縁部が保持部材６０の上面６０ｅに固着されている。
【００３０】
実装基板８０は、ベアチップ１０全体の面積より大きく開口された中空部８０ａが形成されている。実装基板８０の表面には、フットパターン８１ａ及びシールドパターン８１ｂからなる導電部が形成されており、他の部分は絶縁されている。フットパターン８１ａは、半田層６３ａを介してリード６２に接続され、シールドパターン８１ｂは、半田層６３ｂを介して金属膜６１に接続される。保持部材６０は、ベアチップ１０が中空部８０ａに収納されるように実装基板８０に実装され、ベアチップ１０は実装基板８０の裏面側に露出する。なお、金属膜６１は、接地されたシールドパターン８１ｂによってグランド電位とされる。
【００３１】
そして、実装基板８０の裏面（実装面と反対の面）及びこの裏面側の中空部８０ａ開口を覆うように、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）８２が貼付されている。このＦＰＣ８２の裏面には、金属層８２ａが形成され、金属層８２ａは接地されてグランド電位となっている。
【００３２】
以上のように構成された固体撮像装置４は、上記固体撮像装置２と比べて薄く、コンパクトになるという利点がある。この固体撮像装置４では、基板７０に実装された保持部材６０の露出面（外周側面６０ｄ及びそれに連なる上端面６０ｅの一部分）に電磁シールド効果が付与され、ベアチップ１０の側方向が電磁シールドされるとともに、基板７０の裏面側全体に電磁シールド効果が付与されるので、ベアチップ１０の裏面側が効果的に電磁シールドされる。
【００３３】
図７は、本発明の第３の変形例である固体撮像装置５を示す。固体撮像装置５のカバーガラス（透光性部材）７０の下面（ベアチップ１０の受光面に対向する面）には、導電性及び透光性を有する透光性金属膜７１が形成されている。この透光性金属膜７１は、例えばハーフミラーの材料として用いられているＴｉ，Ｃｕ，ステンレス，Ａｌ等を蒸着することよって形成される。なお、透光性金属膜７１の膜厚は、光の透過率が最適となるように所定の厚さとされている。
【００３４】
保持部材９０は、上記保持部材６０と同様な中空部９０ａを有する中空の部材であって、内周側面９０ｂ、底面９０ｃ、外周側面９０ｄ、及び上面９０ｅを備え、さらに上面９０ｅには溝状の凹部９０ｆが形成されている。保持部材９０は、同様に例えばセラミックで形成されており、その外周側面９０ｄ全体、底面９０ｃの外周側面９０ｄに連なる一部分、上端面９０ｅの外周側面６０ｄに連なる一部分は、銅などからなる導電性を有する金属膜９１によって覆われている。
【００３５】
凹部９０ｆは、カバーガラス７０の外周を取り囲むように形成され、凹部９０ｆには導電性の接着材９４が充填されている。この凹部９０ｆによって、接着材９４は、上記の金属膜９１と透光性金属膜７１とを隙間なく完全に密着させて接着するとともに、それらを電気的に接続し、透光性金属膜９１をグランド電位とする。なお、この接着材９４の代わりに導電性ゴムを凹部９０ｆに嵌め込むようにしてもよい。
【００３６】
固体撮像装置５のその他の部分については上記固体撮像装置４と同様であるので同一符号を付し、その説明を省略する。この固体撮像装置５では、カバーガラス７０にも電磁シールド効果が付与されるので、ベアチップ１０の受光面側が効果的に電磁シールドされる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、保持部材を箱形状や中空形状としたが、これに限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で変形することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、保持部材の表面のうち少なくとも外周側面を覆うように金属膜を形成したが、これに限られるものではなく、例えば保持部材の内周側面を覆うように金属膜を形成してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、保持部材をセラミックで形成したが、これに限られるものではなく、プラスチック等の樹脂で形成するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、透光性を有する透光性金属膜をカバーガラスの下面に形成するようにしたが、これに限られるものではなく、透光性金属膜をカバーガラスの上面に形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】固体撮像装置の概観斜視図である。
【図２】固体撮像装置の分解斜視図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ線に沿う固体撮像装置の断面図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線に沿う固体撮像装置の断面図である。
【図５】固体撮像装置の第１の変形例を示す断面図である。
【図６】固体撮像装置の第２の変形例を示す断面図である。
【図７】固体撮像装置の第３の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２，３，４，５    固体撮像装置
１０    ベアチップ
１１    受光部
２０，５０，６０，９０    保持部材
２１，５１，６１，９１    金属膜
３０，７０  カバーガラス
３１，７１    透光性金属膜
４０，８０    実装基板
５４，９４    接着剤
８２    フレキシブルプリント配線板
８２ａ    金属層
【図１】
2005086100.tif 000003
【図２】
2005086100.tif 000004
【図３】
2005086100.tif 000005
【図４】
2005086100.tif 000006
【図５】
2005086100.tif 000007
【図６】
2005086100.tif 000008
【図７】
2005086100.tif 000009