(57)【要約】【目的】ゲル漏れしない半導体光センサデバイスを提供すること。【解決手段】ペアレンズ６と絞り部品５と半導体光センサチップ２を固着したチップ支持台１で構成される半導体光センサデバイスにおいて、透明シリコーンゲル８の露出面８ａが絞り部品５内に収まり、この露出面８ａと裏蓋９の間に隙間（開放部７）を設けるようにする。ペアレンズ６が固着した絞り部品５を上下逆さにして未硬化の透明シリコーンゲルを充填しその液面を絞り部品５内に収めることで、未硬化の透明シリコーンゲルが絞り部品５の外に漏れるのを防止できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光センサチップを固着した支持体と、該支持体より大きく該支持体を内部で固着し複数の導光空隙となる絞り穴を有する絞り部と、該絞り部の前記半導体光チップと対向する側の表面と固着する光学レンズ部と、前記絞り部の裏面と固着する裏蓋と、前記絞り部の内部を充填する透明充填剤とを有し、被写体からの光を前記光学レンズ部および前記絞り穴を介して前記半導体光センサチップに結像させて測距する半導体光センサデバイスにおいて、
前記透明充填剤の露出面の端部が前記絞り部の側壁面に接し、前記透明充填剤の露出面と前記裏蓋との間に空隙を有することを特徴とする半導体光センサデバイス。
【請求項２】
前記透明充填剤が、透明シリコーンゲルであることを特徴とする請求項１に記載の半導体光センサデバイス。
【請求項３】
前記光学レンズ部、前記絞り部および前記支持体が、同一の材料もしくは膨張率が略等しい材料により成形されることを特徴とする請求項１に記載の半導体光センサデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体光センサチップが実装された半導体光センサデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の半導体光センサデバイスの要部構成図である（特許文献１参照）。この図は、後述の図３に相当する図であり、右側が断面図であり左側は側面図である。この半導体光センサデバイスは外光測距用ＡＦ（オートフォーカス）モジュールである。このＡＦモジュールの斜視構成図は図示しないが特許文献１に開示されている。
【０００３】
ＡＦモジュールは、半導体光センサチップ２、底部に開放部７を有し半導体光センサチップ２を接着し外部への配線部材（リード３）と一体に成形されたプラスチック筐体２０（センサステージ）、絞り穴５ｂ（５ａは左側にあり）を備えた絞り部品５、２個一組のペアレンズ６、通気穴９ａを有した裏蓋９の５つの部品から構成されている。
【０００４】
前記ＡＦモジュールの組立手順は以下のようになる。
・  プラスチック筐体２０のチップ支持台２０ｂに半導体光センサチップ２を接着する。
・  半導体光センサチップ２表面に設けられた図示しない端子とプラスチック筐体２０のリード３とをボンディングワイヤ４にて配線（ワイヤボンディング）を行う。
・  プラスチック筐体２０の固着面２０ａに絞り部品５を溶着する。
・  絞り部品５の上面に２個一組のペアレンズ６を溶着する。
・  図９に示すようにペアレンズ６面を下にし、半導体光センサチップ２を接着したプラスチック筐体２０の底部の隙間から絞り部品５の内部に充填剤（未硬化の透明シリコーンゲル８ｂ）を充填し、硬化させる（硬化した透明シリコーンゲル８にする）。このとき、図９に示すように、プラスチック筐体２０の固着面２０ａより未硬化の透明シリコーンゲル８ｂの液面８ｃを低くする。
・  硬化した透明シリコーンゲル８を入れたプラスチック筐体２０の底面の固着面２０ｃに通気穴９ａを有した裏蓋９を溶着により固着する。
【特許文献１】特開２００２−２０２１２１号公報  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５はプラスチック筐体２０の構成図であり、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図である。このプラスチック筐体２０は半導体光センサチップ２を固着するチップ支持台２０ｂと絞り部品５と固着するする固着面２０ａを有している。
【０００６】
プラスチック筐体２０の内部から外部へ引き出される配線部材（リード３）を備えたプラスチック筐体２０はインサート成形で製造される。また、抜きピン１１は図６に示すように成形型１０の下型１０ｂにセットされている。
【０００７】
図６は、プラスチック筐体２０をインサート成形で製造される様子を示した図である。
【０００８】
同図（ａ）において、上型１０ａと下型１０ｂで構成される成形型１０にリード３を有するリードフレームをセットし、プラスチック筐体２０となる熱可塑性の樹脂２０ｄ（プラスチック）を注入する。
【０００９】
同図（ｂ）において、熱可塑性の樹脂２０ｄが型中で硬化した後，上型１０ａを外し、下型１０ｂに密着している熱可塑性の樹脂２０ｄを抜きピン１１で押し上げて、下型１０ｂから剥がす。この時、プラスチック筐体２０の平坦であるべき固着面２０ａがたわむ場合がある。
【００１０】
同図（ｃ）において、下型１０ｂから取り出されたプラスチック筐体２０の固着面２０ａはたわんだ状態となる（図は誇張して書いてある）。
【００１１】
また、図７に示すように、リード３の上面と下面で樹脂量に差がある場合は、成形した後リード３が入った部分と樹脂のみの部分との収縮の違いから前記の溶着面２０ａがたわむものが発生する。
【００１２】
前記の５の工程で、ペアレンズ６面を下にし、半導体光センサチップ２を接着したプラスチック筐体２０の底部の図示しない穴より内部充填剤（シリコーンゲル）を充填する工程において、図９で示すように、絞り部品５と半導体光センサチップ２を固着したプラスチック筐体２０との固着面２０ａが未硬化の透明シリコーンゲル８ｂの液面８ｃよりも下にある。
【００１３】
一方、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、たわんだプラスチック筐体２０と絞り部材５とを固着すると、固着部分が完全には固着できず隙間１２が発生する。そのため、内部充填剤の透明シリコーンゲル８ｂ充填時にはこの隙間１２から充填した透明シリコーンゲル８ｂが漏洩し、このゲルの漏れたＡＦモジュールは不良となる。不良の内容は外観不良や測距精度の低下および測距不能などである。
【００１４】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、ゲル漏れしない半導体光センサデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的を達成するために、半導体光センサチップを固着した支持体と、該支持体より大きく該支持体を内部で固着し複数の導光空隙となる絞り穴を有する絞り部と、該絞り部の前記半導体光チップと対向する側の表面と固着する光学レンズ部と、前記絞り部の裏面と固着する裏蓋と、前記絞り部の内部を充填する透明充填剤とを有し、被写体からの光を前記光学レンズ部および前記絞り穴を介して前記半導体光センサチップに結像させて測距する半導体光センサデバイスにおいて、
前記透明充填剤の露出面の端部が前記絞り部の側壁面に接し、前記透明充填剤の露出面と前記裏蓋との間に空隙を有する構成とする。
【００１６】
また、前記透明充填剤が、透明シリコーンゲルであるとよい。
【００１７】
また、前記光学レンズ部、前記絞り部および前記支持体が、同一の材料もしくは膨張率が略等しい材料により成形されるとよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、図１０に示すようにゲル液面が絞り部品の内部に納まる構造とすることにより、溶着の不具合によるゲル漏れを防止できる。半導体光センサチップを固着したチップ支持台（センサステージ）と絞り部品との溶着は絞り部品の内側で行ない、これによりチップ支持台の固着面に固着不良部分（ゆがみ部分）が発生してもゲル漏れは起こらないようにできる。
【００１９】
ゲル漏れが防止されることで、測距精度の不良が防止され、外観不良も低減することができるのでデバイスの良品率を向上させることができる。
【００２０】
また、透明シリコーンゲルの露出面と裏蓋の間に隙間を開けて開口部を設けることで、透明シリコーンゲルの熱膨張または熱収縮による体積の変動を逃がすことができて、透明シリコーンゲルがチップ支持台や絞り部品から剥離することが防止され、安定した封止状態を維持することができる。
【００２１】
また、チップ支持台と絞り部品およびペアレンズの材質を同じにし、それぞれの熱膨張係数を合わせることでそれにより、温度変化の激しい環境下にあっても、精度よく半導体光センサチップに結像できるので、高い検出能力を持ち、また固着面が剥離することなく長寿命化で信頼性の向上を図ることができる半導体光センサデバイスを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態を以下の実施例にて説明する。尚、図面において、従来例の図面と同一部位には同一符号を付した。
【実施例１】
【００２３】
図１から図３は、この発明の第１実施例の半導体光センサデバイスの構成図であり、図１（ａ）は半導体光センサチップが固着されている状態のチップ支持台（センサステージ）の要部平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した要部断面図、図２（ａ）は半導体光センサデバイスの要部平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した要部断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した要部断面図、図３は図２（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した要部断面図と要部側面図である。半導体光センサデバイスとして外光測距用ＡＦモジュールを例として挙げた。
【００２４】
図１において、チップ支持台１の上部には半導体光センサチップ２が固着されている。半導体光センサチップ２は、ＣＣＤ画像センサ、ＭＯＳ画像センサ、フォトダイオードまたは赤外センサ等である。
【００２５】
このチップ支持台１は、配線部材としてのリード３が内部から外部へ貫通している。ボンディングされている半導体光センサチップ２の表面の図示しない内部端子とリード３とはボンディングワイヤ４を介して接続されている。
【００２６】
チップ支持台１の上面の固着面１ａは、接着または溶着などで図２の絞り部品５と固着する。この固着面５は、ボンディングワイヤ４の保護のためボンディングワイヤ４のループ高よりも高くしている。
【００２７】
図２および図３において、チップ支持台１の上面部（固着面１ａのある突出部）がこのチップ支持台１の周囲を取り囲む部分を有する絞り部品５とその内部で接着または溶着により固着されている。絞り部品５は絞り穴５ａ、５ｂを有している。
【００２８】
絞り部品５の上部は、２個一組（図ではレンズ６ａ、レンズ６ｂの一組）のレンズを有するペアレンズ６と接着または溶着により固着されている。
【００２９】
ペアレンズ６は、半導体光センサチップ２上の二箇所で像を結ぶように構成されている。チップ支持台１、絞り部品５およびペアレンズ６は同じ材料とするか、または熱膨張率が略等しい材料とする。
【００３０】
その後、図１０に示すように、絞り部品５を上下を逆さにして底部より未硬化の透明シリコーンゲル８ｂを充填する。このとき絞り部品５の固着面５ｃ（図３で示す裏蓋９と固着する）より未硬化の透明シリコーンゲル８ｂの液面８ｃが低くなるように充填する。その後、硬化させると固着面５ｃより低い露出面８ａの透明シリコーンゲル８が絞り部品５に充填される。
【００３１】
シリコーンゲル８が硬化後、通気穴９ａを有した裏蓋９が絞り部品５の底部に接着または溶着で固着される。そうすると、図２に示すように硬化した透明シリコーンゲル８の表面８ａと裏蓋９の間に隙間が形成され、この隙間が開放部７となる。
【００３２】
上記の構成により、図１０に示すように、未硬化の透明シリコーンゲル８ｂが絞り部品５に納まる構造とすることにより、前記した図８のようなプラスチック筐体２０と絞り部品５の固着部にできた隙間１２によるゲル漏れのようなことは発生しなくなる。半導体光センサチップ２を固着したチップ支持台１と絞り部品５との溶着などによる固着は絞り部品５の内側で行なうので、チップ支持台１の固着面１ａにたわみがあってもこの箇所をゲル漏れと無関係にできる。その結果、ゲル漏れの発生は起こらない。
【００３３】
ゲル漏れの発生が起こらないことで、測距精度の不良をなくし、外観不良を低減することで半導体光センサデバイスの良品率を向上できる。
【００３４】
また、チップ支持台１と絞り部品５およびペアレンズ６の材質を同じにし、それぞれの熱膨張係数を合わせることでそれにより、チップ支持台１およびペアレンズ６が熱膨張または熱収縮したとしてもレンズ６ａ、６ｂの焦点位置は常に半導体光センサチップ２上に位置するようにすることができ、また、固着面の剥離を防止することができる。さらに、透明シリコーンゲル８は絞り部品５の底部の開放部７により熱膨張または熱収縮による体積の変動を逃がすことができ、安定した封止状態を維持する。温度変化の激しい環境下にあっても、高い検出能力を持つ半導体光センサデバイスとすることができる。
【００３５】
尚、前記実施例では、レンズが２個一組のペアレンズ６の場合を例を挙げたが、さらにレンズの個数を増やし、二次元にレンズを配置した場合にも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の第１実施例の半導体光センサデバイスの構成図で、（ａ）は半導体光センサチップが固着したチップ支持台（センサステージ）の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した要部断面図
【図２】この発明の第１実施例の半導体光センサデバイスの要部構成図で、（ａ）は半導体光センサデバイスの要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した要部断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した要部断面図
【図３】この発明の第１実施例の半導体光センサデバイスの要部構成図で、図２（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した要部断面図と要部側面図
【図４】従来の半導体光センサデバイスの要部構成図
【図５】プラスチック筐体の構成図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した要部断面図
【図６】プラスチック筐体がインサート成形で製造される様子を示した図
【図７】リード３の上面と下面で樹脂量に差がある場合のゆがみ状態を示す図
【図８】たわんだプラスチック筐体と絞り部材とを固着した状態の図
【図９】従来の絞り部品とプラスチック筐体が固着したものに未硬化の透明シリコーンゲルを充填した状態の図
【図１０】本発明の絞り部品に未硬化の透明シリコーンゲルを充填した状態の図
【符号の説明】
【００３７】
１    チップ支持台
１ａ  固着面（チップ支持台）
２    半導体光センサチップ
３    リード
４    ボンディングワイヤ
５    絞り部品
５ａ，５ｂ  絞り穴
５ｃ  固着面（絞り部品）
６    ペアレンズ
６ａ，６ｂ  レンズ
７    開放部（隙間）
８    透明シリコーンゲル（硬化）
８ａ  露出面（硬化した透明シリコーンゲル８）
８ｂ  透明シリコーンゲル（未硬化）
８ｃ  液面（未硬化の透明シリコーンゲル８ｂ）
９    裏蓋
９ａ  通気穴
【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】
2007250722.tif 000010
【図９】
2007250722.tif 000011
【図１０】
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