(57)【要約】【課題】製造が容易で、必要な感光曲線をよく近似する曲線を示す感光デバイスを提供すること。【解決手段】本発明は、感光領域を有するセンサーチップと、光フィルター層と、パッケージング素子とを含み、前記光フィルター層は、透明接着層を有する前記感光センサーチップの感光領域にボンディングされ、前記センサーチップは前記パッケージング素子の上に取り付けられ、該パッケージング素子は、完全な感光デバイスを形成するために、前記センサーチップ及び光フィルター層を封止する、必要な感光曲線を容易に達成する感光デバイスを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光領域を有するセンサーチップと、光フィルター層と、パッケージング素子とを含み、
前記光フィルター層は、透明接着層を有する前記感光センサーチップの感光領域にボンディングされ、
前記センサーチップは前記パッケージング素子の上に取り付けられ、該パッケージング素子は、完全な感光デバイスを形成するために、前記センサーチップ及び光フィルター層を封止する、必要な感光曲線を容易に達成する感光デバイス。
【請求項２】
前記センサーチップは光センサーチップである、請求項１に記載の感光デバイス。
【請求項３】
前記センサーチップは画像センサーチップである、請求項１に記載の感光デバイス。
【請求項４】
前記光フィルター層は、ガラス、透明材料、アクリル、プラスチック、複合材料又はエポキシドである、請求項１に記載の感光デバイス。
【請求項５】
前記パッケージング素子は、基板と、封止材とを含み、
前記基板は、頂面と、底面と、前記頂面に形成され前記センサーチップに接続する頂部配線層と、前記底面に形成され前記頂部配線層と電気的に接続する底部配線層とを有し、
前記封止材は、透明で、前記センサーチップ及び光フィルター層を封止する、請求項１に記載の感光デバイス。
【請求項６】
前記パッケージング本体は、リードフレームと、封止材とを含み、
前記リードフレームは、前記センサーチップがボンディングされるダイパッドと、複数のピンと、前記センサーチップを前記ピンに電気的に接続するワイヤーとを有し、
前記封止材は、透明で、前記センサーチップ、ダイパッド及び光フィルター層を封止する、請求項１に記載の感光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感光デバイスを提供し、より具体的には、必要な感光曲線を容易に達成し、パッケージング費用が有意に削減できる、感光デバイスを提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来の感光素子、すなわち受光器は、必要な感光曲線を得るために、１個または２個以上の異なる光学特性を有するシリコン光ダイオードで作られる。図４及び５を参照して、理想的な感光曲線は、異なる光学特性を有する２個のシリコン光ダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）を用いる受光器によって達成できる。前記２個のシリコン光ダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）は異なる感光曲線を示す。
【０００３】
さらに図６を参照して、理想的な感光曲線を実行する回路は、出力電流（Ｉｏｕｔ）を発生するために、個別にコレクタ及びエミッタを有する４個のトランジスタ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）と、２個のシリコン光ダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）とを含む。第１トランジスタ（Ｑ１）及び第２トランジスタ（Ｑ２）は、増幅係数ｎの第１電流ミラー（符号なし）を形成する。第１トランジスタ（Ｑ１）はレファレンス端子として働き、第２トランジスタ（Ｑ２）はミラー端子である。第３トランジスタ（Ｑ３）及び第４トランジスタ（Ｑ４）は増幅係数ｍの第２電流ミラー（符号なし）を形成する。第３トランジスタ（Ｑ３）はレファレンス端子であり、第４トランジスタ（Ｑ４）はミラー端子である。第１トランジスタ（Ｑ１）は第１シリコン光ダイオード（ＰＤ１）とコレクタを介して第３トランジスタ（Ｑ３）に接続される。第２トランジスタ（Ｑ２）及び第４トランジスタ（Ｑ４）もコレクタで接続されて、１つ出力端子（符号なし）を設定する。第２シリコン光ダイオード（ＰＤ２）は第１トランジスタ（Ｑ１）のコレクタ及び第３トランジスタ（Ｑ３）のエミッタに接続される。光がシリコン光ダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）を照射するとき、該シリコン光ダイオードはそれぞれ第１電流（Ｉｐ１）及び第２電流（Ｉｐ２）を発生する。第２トランジスタ（Ｑ２）のコレクタでの第１ミラー電流（Ｉ１）は、第１電流ミラーの増幅係数（ｎ）と、シリコン光ダイオード（ＰＤ１、ＰＤ２）によって生成される第１電流（Ｉｐ１）及び第２電流（Ｉｐ２）の和との積である。第４トランジスタ（Ｑ４）のコレクタでの第２ミラー電流（Ｉ２）は、第２電流ミラーの増幅係数（ｍ＊）と、第１シリコン光ダイオード（ＰＤ１）によって生成される第１電流（Ｉｐ１）との積である。回路内のノードでの全ての電流の和は零であるから、第２及び第４トランジスタ（Ｑ２、Ｑ４）のコレクタの間の出力ノード（符号なし）での出力電流（Ｉｏｕｔ）は前記ミラー電流（Ｉ１、Ｉ２）の算術和で、以下の式（１）によって表される。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
出力電流（Ｉｏｕｔ）のグラフは、理想的な感光曲線をよく近似する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、短所は、それぞれの感光曲線が固定されることである。したがって、回路に複数のシリコン光ダイオードが用いられるときであっても、回路は必要な感光曲線を正確に実現することはできない。
【０００７】
上記の課題を解決するために必要な感光曲線を得る別の従来のアプローチは、光フィルターフィルムを用いる。現行の画像センサーは画像を感知するためにかかる方法を用いる。該方法は、画像の異なる色成分を感知し分離して、完全な画像に再合成する。
【０００８】
図７を参照して、上記の方法を利用する従来の画像センサーは基板（７１）上に形成され、基板（７１）の下では複数の錫ボール（７２）が回路ボードに前記基板を接続するべく付着され、基板（７１）上では複数のエンクロージャ（７５）が基板（７１）の表面に形成される。各エンクロージャ（７５）はエンクロージャ内部（符号なし）を有する。そして、感光チップ（７３）は、エンクロージャ（７５）の内側の基板（７１）表面に結合される。感光チップ（７３）は、ボンディング・ワイヤーによって基板（７１）に電気的に接続できる。エンクロージャの内部は、真空状態にさせ、その上にガラスカバー（７４）を取り付けることによってパッケージングされる。図８を参照して、別の従来のパッケージング構造は、まず、受光器（８１）をフリップチップ接続工程を用いることによって透明ガラスにボンディングする。それから、前記ガラス及び受光器（８１）は従来の半導体製造工程によってパッケージングされ、複数の導電体錫ボールが前記基板の下に取り付けられる。
【０００９】
上記の方法は、必要な感光曲線を実現できるが、製造工程が複雑で、歩留まりが低く、コストも比較的高いため、改善すべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主目的は、製造が容易で、必要な感光曲線をよく近似する曲線を示す感光デバイスを提供することである。好ましい光フィルタ−技術及びパッケージング技術の利用は、前記感光デバイスの製造工程を単純化するだけでなく、必要な感光曲線を近似する曲線を提供する。
【００１１】
前記主目的を達成するために、本感光デバイスの第１の実施態様は、センサーチップと、光フィルタ−層と、基板及び封止材を有するパッケージング本体とを含む。前記センサーチップは前記基板上にボンディングされ、頂部と、該頂部に形成される感光領域とを有する。前記光フィルタ−層は透明で、前記感光領域に透明な接着層を用いてボンディングされる。前記パッケージング本体の封止材は、完全な感光デバイスを形成するために前記センサーチップ及び前記光フィルタ−層を封止して、前記センサーチップ及び光フィルタ−層を外部の汚染物質又は湿気の損害から保護する。
【００１２】
本感光デバイスの第２の実施態様は、リードフレームと、センサーチップと、光フィルタ−層と、パッケージングとを含み、第１の実施態様と非常に類似した構造を有する。しかし、前記リードフレームは、ダイパッドと、複数の端子とを有し、前記センサーチップは、前記ダイパッドにボンディングされ、前記複数の端子に接続する。それ以外、他の構成要素は同じである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１及び２を参照して、本発明の感光デバイスは、パッケージング素子（１０、１０’）と、センサーチップ（２０）と、光フィルター層（３０）とを含む。
【００１４】
パッケージング素子（１０）は、選択的な基板（１２）と、封止材（１１、１１’）と、選択的なリードフレーム（符号なし）とを含む。
【００１５】
本発明の感光デバイスの第１の実施態様は、頂面（符号なし）と、底面（符号なし）と、頂部配線層（１３ａ）と、底部配線層（１３ｂ）とを有する基板（１２）を用いる。頂部配線層（１３ａ）は前記頂面に形成される。底部配線層（１３ｂ）は、前記底面に形成され、頂部配線層（１３ａ）と電気的に接続され、他の回路ボード（符号なし）に接続されることになる。
【００１６】
封止材（１１、１１’）は透明で、前記感光デバイスを覆い、外界から密封し、従来の成形工法を用いて形成され、エポキシ樹脂のような樹脂組成物の場合がある。封止材（１１、１１’）は、外部の湿気又は汚染物質による損害に対して前記感光デバイスを保護する。
【００１７】
本発明の感光デバイスの第２の実施態様は、ダイパッド（１４）と、複数のピン（１５）とを有するリードフレームを用いる。ピン（１５）は、他の回路ボード（図示されない）に接続するために封止材（１１’）から突出する。
【００１８】
センサーチップ（２０）は、頂部と、感光領域（２１）とを有し、光センサーチップ又は画像センサーチップのいずれかである。本感光デバイスの第１の実施態様では、センサーチップ（２０）は、基板（１２）の頂面にボンディングされ、頂部配線層（１３ａ）に電気的に接続される。本感光デバイスの第２の実施態様では、センサーチップ（２０）は前記リードフレームのダイパッド（１４）にボンディングされる。感光領域（２１）はセンサーチップ（２０）の頂部に形成される。本感光デバイスの第１の実施態様では、ワイヤー（２２）がセンサーチップ（２０）を基板（１２）の頂部配線層（１３ａ）に接続する。本感光デバイスの第２の実施態様では、前記ワイヤーはセンサーチップ（２０）を前記リードフレーム上のピン（１５）に接続する。
【００１９】
光フィルター層（３０）は、フィルター光に対して透明なガラスその他の材料の場合があり、例えば、アクリル、プラスチック、複合材料又はエポキシドのような、透明な接着層（４０）を用いて感光領域（２１）に取り付けられる。光フィルター層（３０）の材料を変更することにより、異なるフィルター効果が達成されて、望ましくない波長の光を除外することができる。封止材（１１、１１’）、光フィルター層（３０）及び接着層（４０）の全てが光フィルター効果を有するため、望ましくない波長の光は、光が封止材（１１、１１’）、光フィルター層（３０）及び接着層（４０）を順次透過するときに、これらの層（１１、１１’）、（３０）、（４０）によって除外できる。感光領域（２１）は望ましい波長の光だけを受光する。封止材（１１、１１’）及び接着層（４０）の一部の材料については、封止材（１１、１１’）及び接着層（４０）の光フィルター効果は有意ではなく、光フィルター層（３０）の光フィルター効果と比較すると無視される。したがって、光フィルター層（３０）の光フィルター効果のみが考慮される。
【００２０】
図３を参照して、従来のシリコンチップは、望ましい感光曲線（９１）とは実質的に異なる感光曲線（９２）を有する。本感光デバイスは、上記の技術を使うと、同じシリコン光ダイオードとでも、適当な光フィルター層を通せば、望ましい感光曲線（９１）をよく近似する感光曲線（９３）を有する。
【００２１】
上記のとおり、本感光デバイスは、望ましい感光曲線を起こすために、光学的な光フィルター素子と、センサーチップとを組み合わせる。本発明は、回路の複雑さを下げるだけでなく、必要な感光曲線を獲得する。
【００２２】
本発明の多数の特徴及び長所が本発明の構造及び特徴の詳細とともに、以上の説明に列挙されたが、開示は例示のためだけのものである。詳細、特に、部品の形状、サイズ及び配置の事項における変更は、添付する特許請求の範囲が表現される用語の広範な一般的な意味によって示される限界までの本発明の原理の範囲内で行われる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の感光デバイスの第１の実施態様の側面部分断面図。
【図２】本発明の感光デバイスの第２の実施態様の側面部分断面図。
【図３】必要な感光曲線と、従来の感光デバイスの感光曲線と、本発明の感光デバイスの感光曲線のグラフ。
【図４】理想的な感光曲線のグラフ。
【図５】２種類の異なる従来の光ダイオードの感光曲線のグラフ。
【図６】図４の理想的な感光曲線のグラフを実現する従来のデバイスの回路ダイアグラム。
【図７】先行技術の従来の画像センサーの側面部分断面図。
【図８】先行技術の別の従来の画像センサーの側面部分断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１０、１０’    パッケージング素子
１１、１１’    封止材
１２    基板
１３ａ    頂部配線層
１３ｂ    底部配線層
１４    ダイパッド
１５    ピン
２０    センサーチップ
２１    感光領域
２２    ワイヤー
３０    光フィルター層
４０    接着層
７１    基板
７２、８３    錫ボール
７３    感光性チップ
７４、８２    ガラスカバー
７５    エンクロージャ
８１    受光器
９１    望ましい感光曲線
９２    従来のシリコンチップの感光曲線
９３    本発明の感光デバイスの感光曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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