專利名稱：固態(tài)圖像傳感裝置及其封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像傳感裝置以及該固態(tài)圖像傳感裝置的封 裝，更具體地說，涉及適用于用在線性傳感器中的固態(tài)圖像傳感裝置， 以及該固態(tài)圖像傳感裝置的封裝。
背景技術(shù)：
對于用于讀取圖像和字符信息的諸如復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)等 等的電子設(shè)備中的固態(tài)圖像傳感裝置，通過在直線中排列光電二極管 而組成的一維固態(tài)圖像傳感芯片，即所謂的線性傳感器已經(jīng)被廣泛使
用。已經(jīng)非常多地開始利用例如CCD (電荷耦合器件)線性傳感器和 CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)線性傳感器。將那些固態(tài)圖像傳感裝 置貼附到印刷電路板，以便然后安裝到電子設(shè)備上。存在以下情況， 即將用于圖像縮小的光學(xué)裝置(縮小玻璃)，連同固態(tài)圖像傳感裝置一 起，貼附到印刷電路板。
為精確地讀取圖像上的信息等等，在組裝前，要精確地光學(xué)調(diào)整 電子設(shè)備。然而，當(dāng)電子設(shè)備正在操作時，在其中產(chǎn)生發(fā)熱，因此， 在具有固態(tài)圖像傳感裝置附貼到其上的印刷電路板上，發(fā)生所謂的翹 曲(由于熱的作用，印刷電路板變形或扭結(jié))。結(jié)果，固態(tài)圖像傳感裝 置也發(fā)生翹曲，由此導(dǎo)致固態(tài)圖像傳感裝置的光電二極管之間的光學(xué) 距離產(chǎn)生位移，使得用于圖像傳感的對象失焦，導(dǎo)致畫面質(zhì)量惡化。 由于近來讀取速率的增加，所產(chǎn)生的發(fā)熱變得更明顯，所以固態(tài)圖像 傳感裝置產(chǎn)生的翹曲的問題變得更嚴(yán)重。
在JP-ANo.2007-281451 (在下文中，稱為第一現(xiàn)有技術(shù))中，已 經(jīng)描述了一種固態(tài)圖像傳感裝置，其中，設(shè)計每一個外引線的形狀，以便通過外引線來吸收施加到印刷電路板的變形應(yīng)力，由此減少施加 到固態(tài)圖像傳感芯片的應(yīng)力。在下文中，將參考附圖，描述如在第一
現(xiàn)有技術(shù)中闡述的固態(tài)圖像傳感裝置io。
圖i是固態(tài)圖像傳感裝置io的立體圖，圖2是沿在圖i中線n-n
截取的截面圖，圖3A是用在固態(tài)圖像傳感裝置10中的引線框架2的 平面圖，以及圖3B是外引線2bi的詳細(xì)平面圖。
在圖1中所示的固態(tài)圖像傳感裝置IO包括封裝本體1，其由合成 樹脂制成，具有長邊和短邊；固態(tài)圖像傳感芯片3，其被裝于封裝本體 1中形成的凹進(jìn)部中；以及多個外引線2bp其被布置成以封裝本體1 長邊的方向而排列在封裝本體1的側(cè)面上。類似地，多個外引線2bj 位于封裝本體1的相對的側(cè)面上，因此組成所謂的DIP (雙列直插式封 裝)結(jié)構(gòu)。將透光性良好的透明板4安裝在封裝本體1的頂面上，由 此密封凹進(jìn)部和固態(tài)圖像傳感芯片3。將固態(tài)圖像傳感裝置IO連接到 印刷電路板20。多個外引線的每一個具有彎曲部2b10。
如圖2所示，如從封裝本體1的短邊的方向看(在圖1的x方向 中)，每個外引線2bi都是線性的。安裝固態(tài)圖像傳感芯片3以便形成 島形圖案，并通過焊線5，分別與內(nèi)引線2b2電連續(xù)。
圖3A是用在固態(tài)圖像傳感裝置10中的引線框架2的平面圖，并 且圖3B是外引線部的詳細(xì)平面圖。彎曲部2bn)為類似字母S的形 狀，包括分別位于外引線部2h的中心線Zo的右側(cè)和左側(cè)上的弧形形 狀的彎頭(bend) 2b1P以及弧形形狀的彎頭2b12。當(dāng)由于發(fā)熱，印刷 電路板在與封裝本體1的長邊平行的方向中(在x方向中)膨脹時， 使固定到印刷電路板的外引線的末端部A在x方向中移動。經(jīng)由 彎曲部A將彎曲部2bH)直接向下拉的力將作用在彎曲部2bu)上，然而 因為彎頭2bn和彎頭2bu變形，經(jīng)由外引線2h的根部2bu作用在封 裝本體1的應(yīng)力被控制。因此，能將固態(tài)圖像傳感芯片3的翹曲量控制到小的值。
除上述描述外，分別在JP-A No.9 (1997) -246452 (在下文中稱 為第二現(xiàn)有技術(shù))，JP-ANo.ll (1999) -307708 (在下文中，稱為第三 現(xiàn)有技術(shù))以及JP-ANo.6 (1994) -45724 (在下文中，稱為第四現(xiàn)有 技術(shù))中，已經(jīng)公開了一種半導(dǎo)體器件和電子部件，其中，在每一個 外引線的中間部分，提供彎曲部，由此吸收應(yīng)力。
然而，本發(fā)明人由此意識到那些現(xiàn)有技術(shù)的每個都具有下述問題。
利用根據(jù)第一現(xiàn)有技術(shù)的固態(tài)圖像傳感裝置10，如果彼此相鄰的 外引線2bJ司的間距變窄，彎曲部2bu)將會在寬度方面變得更小，使得 防止外引線2bi彼此接觸(短路)。更具體地說，彎頭2bn和彎頭2b12 尺寸縮減，使得將減小對作用在封裝本體1上的應(yīng)力的控制效果。
相反，分別在第二至第四現(xiàn)有技術(shù)的情況下，當(dāng)從在其中對應(yīng)外 引線向封裝本體的對應(yīng)側(cè)面突出的方向中(在與圖2相同的方向中) 看去時，對應(yīng)彎頭被示為彎曲狀態(tài)，并且假如在將對應(yīng)外引線橫向旋 轉(zhuǎn)卯度的方向中(在圖1的Y方向中)看去，所示的對應(yīng)外引線為線 性的。因此，分別通過第二至第四現(xiàn)有技術(shù)，即使將對應(yīng)彎頭尺寸增 加，似乎也不存在彼此相鄰的外引線彼此接觸的風(fēng)險。
然而，因為外引線是表面安裝型的，所以第二和第三現(xiàn)有技術(shù)均 不適合應(yīng)用于諸如線性傳感器的細(xì)長的固態(tài)圖像傳感裝置。即，簡單 地焊接到印刷電路板表面的外引線不能完全吸收施加到細(xì)長的固態(tài)圖 像傳感裝置的應(yīng)力，使得外引線將剝落。
同時，在第四現(xiàn)有技術(shù)中，公開了一種組件的安裝結(jié)構(gòu)，其中， 將引線插入到形成在印刷電路板中的孔中，以焊接到其上。如圖4所 示，通過將引線42彎曲，能為封裝41的引線42提供彈性，并且將引線42的末端部47插入印刷電路板44的孔中。彎曲部43鄰靠圍繞孔 的上區(qū)域，并且通過使用焊料46，使引線42的末端部47焊接到印刷 電路板44的圖案45。
彎曲部43用作用于防止引線42進(jìn)一步插入印刷電路板44的孔中 的停止器。即，形成彎曲部43以便使組件41不與印刷電路板44接觸。 如果封裝41是固態(tài)圖像傳感裝置，彎曲部43的形狀的變化和變形將 導(dǎo)致固態(tài)圖像傳感裝置傾斜，使得用于圖像傳感的對象失焦，由此惡 化畫面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種固態(tài)圖像傳感裝置，包括多個 外引線，每個外引線都包括水平部，其在水平方向中從封裝本體的側(cè) 面突出；末端部，其在垂直于水平部的方向中延伸，并位于水平部的 正下方；中間部，其位于水平部和末端部之間；第一彎頭，其在水平 部和中間部之間形成；以及第二彎頭，其在中間部和末端部之間形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種固態(tài)圖像傳感裝置的封裝，所 述封裝包括多個外引線，每個外引線都包括水平部，其在水平方向中 從封裝本體的側(cè)面突出；末端部，其在垂直于水平部的方向中延伸，
并且位于水平部的正下方；中間部，其位于水平部和末端部之間；第 一彎頭，其在水平部和中間部之間形成；以及第二彎頭，其在中間部
和末端部之間形成。
通過這樣做，即使外引線的形狀出現(xiàn)變化和變形，也可以當(dāng)將固 態(tài)圖像傳感裝置安裝到印刷電路板上時，防止固態(tài)圖像傳感裝置產(chǎn)生 位移，同時控制固態(tài)圖像傳感裝置的翹曲和扭曲。


結(jié)合附圖，從以下某些優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的上述和其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將更加明顯，其中
圖1是傳統(tǒng)的固態(tài)圖像傳感裝置10的立體圖； 圖2是沿圖1的線II-II截取的截面圖3A是用在固態(tài)圖像傳感裝置10中的引線框架2的平面圖； 圖3B是外引線2b,的詳細(xì)平面圖4是另一傳統(tǒng)的固態(tài)圖像傳感裝置的局部截面圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的固態(tài)圖像傳感裝置100的俯
視圖5B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置100的側(cè)視圖； 圖5C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置IOO的側(cè)視圖； 圖6A至6C的每個是安裝在印刷電路板20上的固態(tài)圖像傳感裝
置100的視圖，示出了未彎曲狀態(tài)中的印刷電路板20;
圖6D至6F的每個是示出在內(nèi)凹彎曲狀態(tài)中，具有安裝在其上的
固態(tài)圖像傳感裝置100的印刷電路板20的視圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例2的固態(tài)圖像傳感裝置200的俯
視圖7B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置200的側(cè)視圖； 圖7C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置200的側(cè)視圖； 圖8A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例3的固態(tài)圖像傳感裝置300的俯
視圖8B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置300的側(cè)視圖； 圖8C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置300的側(cè)視圖； 圖9是在彎曲外引線302之前，固態(tài)圖像傳感裝置300的俯視圖； 圖IOA至IOC的每個是在未彎曲狀態(tài)中，具有安裝在其上的固態(tài)
圖像傳感裝置300的印刷電路板20的視圖IOD至IOF的每個是示出在內(nèi)凹彎曲狀態(tài)中，具有安裝在其上
的固態(tài)圖像傳感裝置300的印刷電路板20的視圖11A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例4的固態(tài)圖像傳感裝置400俯
視圖11B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置400的側(cè)視圖；圖11C是如在X方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置400的側(cè)視圖；圖12A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例5的固態(tài)圖像傳感裝置500的俯視圖12B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置500的側(cè)視圖；圖12C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置500的側(cè)視圖；圖13A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例6的固態(tài)圖像傳感裝置600的俯視圖13B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置600的側(cè)視圖；圖13C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置600的側(cè)視圖；圖14A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例7的固態(tài)圖像傳感裝置700的俯視圖14B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置700的側(cè)視圖；圖14C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置700的側(cè)視圖；圖15A是示出使用評價樣本810，以測量用在測試中的印刷電路
板820的翹曲量，以及固態(tài)圖像傳感芯片803的翹曲量的方法的示意
俯視圖15B是當(dāng)翹曲應(yīng)力為零時，評價樣本810的示意側(cè)視圖；圖15C是當(dāng)施加翹曲應(yīng)力時，評價樣本810的示意側(cè)視圖；圖16是分別相對于根據(jù)本發(fā)明的實施例1的樣本，以及出于比較目的的樣本，通過對照印刷電路板820的翹曲量(測量值)，繪制固態(tài)圖像傳感芯片803的翹曲量(測量值)而形成的圖；以及
圖17是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置100的截面圖。
具體實施例方式
在此，將參考所示的實施例，描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到使用本發(fā)明的指導(dǎo)，能實現(xiàn)許多替代的實施例，并且本發(fā)明不限于為說明目的而例示的實施例。
圖5A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例1的固態(tài)圖像傳感裝置100的俯視圖，圖5B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置100的側(cè)視圖，圖5C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置100的側(cè)視圖，以及圖17是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置IOO的截面圖。固態(tài)圖像傳感裝置IOO是所謂的DIP (雙列直插式封裝)結(jié)構(gòu)，其中，沿其的長邊，在封裝本體IOI的對應(yīng)側(cè)面上，排列多個外引線102，并且將外引線102放置成相對于圖5A至5C的每一個中所示的點(diǎn)劃線對稱。如在圖17中所示，在封裝本體101中形成凹進(jìn)部(室空間)，并且在凹進(jìn)部中安裝固態(tài)圖像傳感芯片110。固態(tài)圖像傳感芯片IIO通過焊接線114等等，電連接到對應(yīng)內(nèi)引線112。透明板104安裝在封裝本體101的頂面上，由此密封該凹進(jìn)部。
如圖5C和17所示，外引線102包括水平部LF，其從封裝本體IOI的側(cè)面突出；末端部LT，其在垂直于水平部LF的方向中延伸，且位于水平部LF的正下方；以及中間部LC，其位于水平部LF和末端部LT之間。在水平部LF以及中間部LC之間形成第一彎頭K1，并且在中間部LC和末端部LT之間形成第二彎頭K2。更具體地說，外引線102水平突出，并朝向封裝本體102折疊回來，以便在第一彎頭K1處形成銳角，并再次向后折疊，以便在第二彎頭K2處形成鈍角，因此，使末端部LT定位到在水平部LF正下方。利用固態(tài)圖像傳感裝置100，通過從末端部LT的中心線向上延伸的線和水平部LF的交點(diǎn)、第一彎頭K1和第二彎頭K2而形成直角三角形。典型地，形成具有第一彎頭Kl為45°的內(nèi)角的直角等腰三角形。由于外引線102實際上具有厚度(例如，0.25mm)，第一彎頭Kl將以弧形的形式(例如，0.2mm的內(nèi)曲率半徑)。將末端部LT插入印刷電路板(未示出)中的孔中，以便焊接到在印刷電路板上形成的圖案中。位于封裝本體101的對應(yīng)側(cè)面上的成對的外引線102的對應(yīng)末端部LT之間的間隔W2小于第一彎頭Kl之間的間隔Wl，由此防止將待焊接的區(qū)域的任何部分位于對應(yīng)的第一彎頭K1外。
第二彎頭K2形成在封裝本體101的底面上方，并且第二彎頭K2間的間隔W2大于封裝本體101的寬度W。通過這樣做，當(dāng)固態(tài)圖像傳感裝置100焊接到印刷電路板時，使封裝本體101的底面與印刷電
路板緊密接觸。因此，即使外引線的形狀出現(xiàn)改變和變形，這也將不會導(dǎo)致固態(tài)圖像傳感芯片傾斜，因此，可以防止用于圖像傳感的對象失焦。
當(dāng)從其側(cè)面觀看固態(tài)圖像傳感裝置100時，其中，外引線102突出(在Y方向中)，如圖5B所示，看到外引線102的中心線是線性的。第一彎頭K1、中間部LC、第二彎頭K2和末端部LT是可見的，并且外引線102的那些部分在寬度LW2 (第二寬度)方面是彼此相同的。因為被第一彎頭Kl覆蓋，具有與第一彎頭Kl相同寬度LW2的部分水平部LF不可見，然而，從封裝本體101的側(cè)面?zhèn)韧怀龅乃讲縇F的根部具有稍微小于第二寬度的寬度LW1 (第一寬度)，因此，部分地可見。此外，當(dāng)從其頂面?zhèn)?Z方向中)査看固態(tài)圖像傳感裝置IOO時，如在圖5A中所示，水平部LF和第一彎頭K1是可見的，然而，因為其位于水平部LF正下方，所以第二彎頭K2、中間部LC和末端部LT是不可見的。此外，封裝本體101可以具有在其底面的中央提供的切除部，如圖5B所示，但也可以省卻切除部。
圖6A是安裝在印刷電路板20上的固態(tài)圖像傳感裝置100的側(cè)視圖，其示出處于未彎曲狀態(tài)的印刷電路板20，以及圖6B， 6C分別是沿圖6A中的線IB-IB， IC-IC截取的截面圖。圖6D是示出在內(nèi)凹彎曲狀態(tài)中，具有安裝在其上的固態(tài)圖像傳感裝置100的印刷電路板20的側(cè)視圖，以及圖6E， 6F分別是在圖6A中，沿線IE-IE， IF-IF截取的截面圖。
如從圖6D可以看出，當(dāng)印刷電路板20被內(nèi)凹彎曲時，固態(tài)圖像傳感裝置100的對應(yīng)端與印刷電路板20接觸，并且根據(jù)彎曲量將外引線102向下拉的力將作用在對應(yīng)的外引線102上。分別如圖6E， 6F所示，水平部LF的根部(具有第一寬度LW1的部分)保持在水平狀態(tài)中，而具有比第一寬度LW1窄的第二寬度LW2的從根部延伸的外引線
12102的部分向下傾斜，因此，以這種方式使第一彎頭K1和第二彎頭K2變形，以便張開在對應(yīng)彎頭處形成的角，由此吸收應(yīng)力。觀察到在部分印刷電路板20中，在其中心的附近(圖6E)，其中，彎曲量較大，水平部LF的傾斜幅度，以及在第一彎頭Kl和第二彎頭K2處的對應(yīng)角的張開程度大于在印刷電路板20的對應(yīng)端處的程度。因此，由于印刷電路板的翹曲而引起的外引線102的變形能控制封裝本體101的翹曲。因此，能控制封裝在封裝本體101中的固態(tài)圖像傳感芯片的翹曲量，由此防止用于圖像傳感的對象失焦。
.此外，由于線性傳感器的形狀細(xì)長，如果在彼此相反的方向中指向的力施加到其對應(yīng)的端處，將使線性傳感器易于扭曲，并且產(chǎn)生根據(jù)扭曲量而施加下拉力的區(qū)域，以及施加上拉力的區(qū)域。相反，利用固態(tài)圖像傳感裝置IOO，由于根據(jù)扭曲量，使水平部LF、第一彎頭K1和第二彎頭K2的每個都變形，所以封裝本體IOI的扭曲處于控制中。在圖6D至6F中，示出了具有安裝在其上的固態(tài)圖像傳感裝置100的印刷電路板20被內(nèi)凹彎曲的狀態(tài)，然而，如果在相反方向(凸向)中彎曲印刷電路板20，在印刷電路板20的中心附近中的外引線102經(jīng)受較少的變形，而對應(yīng)端處的外引線102經(jīng)受較大變量，因此，控制了封裝本體101的翹曲量。
圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例2的固態(tài)圖像傳感裝置200的俯視圖，圖7 B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置200的側(cè)視圖，以及圖7C是表示如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置200的側(cè)視圖。固態(tài)圖像傳感裝置200的特點(diǎn)在于除固態(tài)圖像傳感裝置100的特征外，外引線202的中間部LC進(jìn)一步具有彎頭204。如圖7B所示，彎頭204朝向與之相鄰的外引線202而彎曲，而不是位于外引線202的水平部LF正下方。如在固態(tài)圖像傳感裝置100的情形下，第二彎頭K2形成在封裝本體101的底面上方，并且第二彎頭K2間的間隔W2寬于封裝本體101的寬度W。末端部LT和外引線202的第二彎頭K2位于水平部LF正下方。如在固態(tài)圖像傳感裝置IOO的情形下，通過使封裝本體101的底面緊密與印刷電路板接觸，能將固態(tài)圖像傳感裝置200焊接到印刷電路板。
利用固態(tài)圖像傳感裝置200，因為除水平部LF、第一彎頭K1和第二彎頭K2外，彎頭204也發(fā)生變形，所以在防止封裝本體IOI (即固態(tài)圖像傳感芯片)的翹曲和扭曲的效果上得到增強(qiáng)。然而，如果彼此相鄰的外引線202之間的間距變窄，彎頭204的內(nèi)曲率半徑應(yīng)當(dāng)會更小，使得在吸收來自于固態(tài)圖像傳感裝置100的應(yīng)力的效果方面，固態(tài)圖像傳感裝置200可能不會有太大不同。
圖8A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例3的固態(tài)圖像傳感裝置300的俯視圖，圖8B是如在y方向中所看到的固態(tài)圖像傳感裝置300的側(cè)視圖，以及圖8C是如在x方向中所看到的固態(tài)圖像傳感裝置300的側(cè)視圖。存在以下傾向，SP，在相同的電子設(shè)備中，印刷電路板20在相同的方向彎曲。利用固態(tài)圖像傳感裝置300，旨在通過有效使用對照印刷電路板20易于被內(nèi)凹彎曲的該屬性，進(jìn)一步控制封裝本體101的翹曲量。
與固態(tài)圖像傳感裝置100的情形相比，固態(tài)圖像傳感裝置300的特征在于根據(jù)外引線302的位置，改變水平部LF的寬度。利用固態(tài)圖像傳感裝置300，圖8C中所示的其的側(cè)視形狀與固態(tài)圖像傳感裝置100的相同，然而，分別如圖8A， 8B所示，可以看出隨著外引線302的對應(yīng)位置從封裝本體101的中心周圍向其對應(yīng)端處移動，外引線302在中間部LC和水平部LF的寬度上逐漸發(fā)生變形。位于中心附近的外引線302具有與固態(tài)圖像傳感裝置100的外引線102類似的形狀，然而，將外引線302定形，以便當(dāng)外引線302的位置朝著封裝本體101的對應(yīng)端移動時，水平部LF的較寬部分(具有第一寬度LW1的部分)的比例增加，并且隨著外引線302的位置進(jìn)一步朝著對應(yīng)端移動，第一彎頭K1以及中間部LC的一部分也變?yōu)榫哂械谝粚挾萀W1。形成固態(tài)圖像傳感裝置300，以便第二彎頭K2和末端部LT的每個都具有比第一寬度LW1更窄的第二寬度LW2。另外，如在固態(tài)圖像傳感裝置100的情況下，在封裝本體101的底面上方形成第二彎頭K2，并且第二彎頭K2間的間隔W2寬于封裝本體101的寬度W。中間部LC、第二彎頭K2和末端部LT位于水平部LF下正方。
圖9是在彎曲外引線302之前，固態(tài)圖像傳感裝置300的俯視圖。交替的一長和兩短的虛線表示被選定形成第一彎頭Kl和第二彎頭K2對應(yīng)的位置。在外引線302的對應(yīng)部分中形成第二彎頭K2，其具有第二寬度LW2，然而，在外引線302的對應(yīng)部分中形成與封裝本體101的對應(yīng)端相鄰的一些第一彎頭K1，其具有第一寬度LW1。
圖10A是安裝在印刷電路板20上的固態(tài)圖像傳感裝置300的側(cè)視圖，其表示在未彎曲狀態(tài)中的印刷電路板20，并且圖IOB， 10C的每個分別是沿圖IOA中的線XB-XB， XC-XC截取的截面圖。圖IOD是示出在內(nèi)凹彎曲狀態(tài)中，具有在其上安裝固態(tài)圖像傳感裝置300的印刷電路板20的側(cè)視圖，并且圖IOE， 10F的每個分別是沿圖10D中的線XE-XE、 XF-XF截取的截面圖。因為在封裝本體IOI的中心的附近中的點(diǎn)處，印刷電路板20的彎曲量較大，所以將末端部LT向下拉的力強(qiáng)，而在封裝本體101的對應(yīng)端處，印刷電路板20的彎曲量較小，因此，使末端部LT向下拉的力變得較弱。因此，固態(tài)圖像傳感裝置300在封裝本體101的中心部處具有以下對應(yīng)的外引線302，該外引線302提供有第二寬度LW2的較長較窄的部分，而不是具有第一寬度LW1的較寬的部分，并且因此易于變形，使得更容易地吸收施加到封裝本體101的應(yīng)力。另一方面，因為就印刷電路板20的彎曲量較小而言，施加到封裝本體101的對應(yīng)端的應(yīng)力通常小于施加到其中央部分的應(yīng)力，所以如果將與中心部分的引線形狀相同的外引線302置于封裝本體101的對應(yīng)端處，則施加到封裝本體101的對應(yīng)端的應(yīng)力將會更小。因此，利用固態(tài)圖像傳感裝置300，使位于封裝本體101的對應(yīng)端的外引線302的剛性增加，并且具有第一寬度LW1的較長較寬的部分，由此增加可施加到封裝本體101的對應(yīng)端的應(yīng)力。艮P，外引線302的位置越接近封裝本體101的對應(yīng)端，則具有較 大寬度的第一寬度的外引線302的部分的比例更高，使得外引線302 不易于變形，就印刷電路板20接收更少的應(yīng)力而言，由此補(bǔ)充從外引 線302施加到封裝本體101的應(yīng)力。通過這樣做，能在從封裝本體101 的中央到對應(yīng)端均衡施加到封裝本體101的應(yīng)力，從而進(jìn)一步控制固 態(tài)圖像傳感裝置300的變形。
圖11A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例4的固態(tài)圖像傳感裝置400的 俯視圖，圖11B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置400的側(cè)視 圖，以及圖11C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝400的側(cè)視圖。 固態(tài)圖像傳感裝置400表示以下示例，即，在與固態(tài)圖像傳感裝置300 的情形相反，印刷電路板易于被外凸彎曲的情況下，利用與用于固態(tài) 圖像傳感裝置300的相同技術(shù)，通過增加外引線402的剛性，來補(bǔ)充 施加到封裝本體101中心部的應(yīng)力的不足。
利用固態(tài)圖像傳感裝置400，外引線402越接近封裝本體101的 中心附近的位置，具有第一寬度LW1的外引線402的部分的比例變得 越高，由此使外引線402不易于變形，就從印刷電路板(未示出)接 收更少的應(yīng)力而言，以便于補(bǔ)充從外引線402施加到封裝本體101的 應(yīng)力。通過這樣做，能從封裝本體101中心到對應(yīng)端來均衡施加到封 裝本體101的應(yīng)力，由此進(jìn)一步控制固態(tài)圖像傳感裝置400的變形。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例5的固態(tài)圖像傳感裝置500的俯 視圖，圖12B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置500的側(cè)視圖， 以及圖12C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置500的側(cè)視圖。 與固態(tài)圖像傳感裝置100的情形相比，固態(tài)圖像傳感裝置500的特征 在于以弧形形狀形成每個第一彎頭K1，如圖12C所示。利用固態(tài)圖像 傳感裝置500的每一個外引線502，第二彎頭K2以及末端部LT位于 水平部LF正下方。如果由于引線框架的基本材料的質(zhì)量，以及引線框架的表面上電
鍍的特性，而難以作用于外引線502以在第一彎頭K1形成銳角，則通 過以弧形形狀形成第一彎頭K1的方式來作用于外引線502，能控制封 裝本體IOI (即固態(tài)圖像傳感芯片)的翹曲和扭曲。
圖13A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例6的固態(tài)圖像傳感裝置600的 俯視圖，圖13B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置600的側(cè)視 圖，以及圖13C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置600的側(cè)視 圖。除固態(tài)圖像傳感裝置100的特征外，固態(tài)圖像傳感裝置600的特 征在于外引線602的中間部LC進(jìn)一步具有彎頭604。形成彎頭604， 使其的位置與第一彎頭Kl相比離封裝本體101更近，并且位于水平部 LF正下方。如圖13C所示，使彎頭604位于水平部LF正下方，并且 定向在與固態(tài)圖像傳感裝置200的彎頭204不同的方向中。如固態(tài)圖 像傳感裝置IOO的情形，在封裝本體101的底面上方形成第二彎頭K2。
利用固態(tài)圖像傳感裝置600，不僅水平部LF、第一彎頭Kl以及 第二彎頭K2，而且彎頭604均經(jīng)受變形，使得防止封裝本體101 (即 固態(tài)圖像傳感芯片)的翹曲和扭曲的效果得到增強(qiáng)。此外，因為彎頭 604位于水平部LF正下方，所以即使彼此相鄰的外引線602間的間隔 變得更窄，也不需要縮減彎頭604的尺寸，使得與固態(tài)圖像傳感裝置 200的情形相比，防止封裝本體IOI (即固態(tài)圖像傳感芯片)的翹曲和 扭曲的效果更大。
圖14A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的固態(tài)圖像傳感裝置700的俯 視圖，圖14B是如在y方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置700的側(cè)視圖， 以及圖14C是如在x方向中看到的固態(tài)圖像傳感裝置700的側(cè)視圖。 在使封裝本體101的底面與印刷電路板(未示出)緊密接觸，并且具 有熱輻射板704夾入其間的情況下，在熱輻射板704的底面上方，符 合要求地形成外引線702的第二彎頭K2，并且也可以形成為位于封裝 本體101的底面下方。圖14B和14C的每個示出其中將第二彎頭K2形成為位于封裝本體101的底面下方，但在熱輻射板704的底面上方 的示例。
分別利用固態(tài)圖像傳感裝置100至600，可以使封裝本體101的 底面與印刷電路板緊密接觸，并且具有熱輻射板704夾入其間。
工作示例
制備材料質(zhì)量和形狀彼此相同的引線框架，并且制備各種固態(tài)圖 像傳感裝置的樣本，每個樣本包括各種形狀形成的外引線，因此，對 照用在測試中的印刷電路板820的翹曲量，測量固態(tài)圖像傳感芯片803 的翹曲量。
圖15A是示出使用評價樣本810，以測量用在測試中的印刷電路 板820的翹曲量，以及固態(tài)圖像傳感芯片803的翹曲量的方法的示意 俯視圖，圖15B是示出當(dāng)翹曲應(yīng)力為零時，評價樣本810的示意側(cè)視 圖，以及圖15C是當(dāng)施加翹曲應(yīng)力時，評價樣本810的示意側(cè)視圖。 存在通過將固態(tài)圖像傳感芯片803安裝在將由透明板104密封的、提 供有各種外引線結(jié)構(gòu)的對應(yīng)封裝本體801中，而制作的用于固態(tài)圖像 傳感裝置的制備樣本800，并且將外引線802插入印刷電路板820的對 應(yīng)孔中，以通過焊接將其固定到此，由此完成評價樣本810。使評價樣 本810位于金屬塊826上方，并且在金屬塊826的對應(yīng)端處放置隔板 827，使其夾在中間，由此通過螺絲828，將印刷電路板820固定地貼 附到金屬塊826。隔板827之間的間隔為48mm，封裝本體的長邊的長 度為55mm，并且固態(tài)圖像傳感芯片803的長邊長度為43mm。對于隔 板827，存在4種制備的類型，厚度分別為30|j.m， 5(Him， 100^im和15(Him。 通過擰緊對應(yīng)螺絲828，根據(jù)隔板827的不同厚度，用于測試的印刷電 路板820在內(nèi)凹方向中經(jīng)受翹曲，如圖15C所示。此后，使用激光形 狀測量儀器(未示出)，測量印刷電路板820，以及固態(tài)圖像傳感芯片 803對應(yīng)的翹曲量。測試范圍是在評價樣本810的中心部分處的覆蓋 35mm長度的范圍，并且以lmm間距，在35個點(diǎn)上進(jìn)行測量?，F(xiàn)在，將描述通過安裝固態(tài)圖像傳感芯片803而制作的用于固態(tài) 圖像傳感裝置的樣本800。如在固態(tài)圖像傳感裝置IOO的情況下，樣本 l和5的每個都是固態(tài)圖像傳感裝置的樣本，其中，封裝本體的材料是 合成樹脂，并且使每個外引線彎曲成三角形形狀。如在具有傳統(tǒng)固態(tài) 圖像傳感裝置IO的情形下，樣本2是固態(tài)圖像傳感裝置的樣本，其中， 封裝本體的材料是合成樹脂，并且將每一個外引線形成為以類似字母S 的形狀而彎曲。為了比較，還存在制備樣本3和4，其中，對應(yīng)外引線 不具備彎頭。對于樣本3，封裝本體的材料為合成樹脂，而對于樣本4，
封裝本體的材料為陶瓷。
引線框架的每一樣本1至5的材料為銅合金，厚度為0.25mm，外 引線的總數(shù)為44，每個外引線的寬度為0.46mm (除外引線的根部的寬 度外，其從封裝本體突出)，并且外引線間的間隔設(shè)置成1.3mm。在彎 曲樣本1至5前，外引線的形狀為彼此相同的結(jié)構(gòu)。
對于樣本1，封裝本體的側(cè)面和第一彎頭Kl的頂點(diǎn)間的距離為 2.3mm，第一彎頭Kl的內(nèi)曲率半徑不大于0.2mm，并且在水平部LF 和中間部LC之間形成的角度為45度。第二彎頭K2以及末端部LT的 每個都位于水平部LF正下方，并且從沿封裝本體的側(cè)面垂直延伸的線 到第二彎頭K2以及末端部LT的距離分別為0.56mm。對于樣本5，使 外引線的三角形形狀的尺寸小于樣本1，并且封裝本體的側(cè)面和第一彎 頭K1的角間的距離為1.7mm。其他方面，樣本5與樣本1相同。
對于樣本2，從封裝本體的側(cè)面到從其垂直延伸外引線的彎頭的 距離為0.25mm，類似字母S的形狀中的彎曲部的彎頭的內(nèi)曲率半徑(對 應(yīng)于圖3B中的R3)為0.15mm，并且彎曲部的外殼的寬度為lmm。分 別地，對于樣本3和4，從封裝本體的側(cè)面到從其垂直延伸外引線的彎 頭的距離為0.25mm。圖16是分別相對于根據(jù)本發(fā)明的實施例1的樣本1和5，以及出 于比較目的的樣本2和4，通過對照印刷電路板820的翹曲量(測量值)， 繪制固態(tài)圖像傳感芯片803的翹曲量(測量值)而形成的圖，由此繪 制互連各個繪制點(diǎn)的近似直線。分別地，對于樣本1至5，使用4至5 個樣品。圖中的每一個繪制點(diǎn)是35個點(diǎn)的一個，其中，以lmm為間 距對每一個樣品進(jìn)行測量，并且最大程度地找出翹曲量。
對于樣本4，由于封裝本體由陶瓷制成，封裝本體具有極其強(qiáng)的 剛性，因此，對照用于測試的印刷電路板的翹曲量，發(fā)現(xiàn)表示固態(tài)圖 像傳感芯片的翹曲量的近似直線的斜率最平緩。對于樣本3，其中，將 封裝本體的材料簡單地從陶瓷改變成合成樹脂，封裝本體的剛性被降
低，因此，發(fā)現(xiàn)近似直線的斜率最陡，并且發(fā)現(xiàn)翹曲量的變化較大。 對于樣本2，發(fā)現(xiàn)翹曲量的變化小于樣本3，但未發(fā)現(xiàn)大的改進(jìn)。對于 樣本l，盡管封裝本體由合成樹脂制成，但是發(fā)現(xiàn)近似直線的斜率接近 于封裝本體由陶瓷制成的樣本4，其表明性能的顯著改進(jìn)。因此，這證 明可以獲得比得上使用陶瓷的固態(tài)圖像傳感裝置的固態(tài)圖像傳感裝 置，即使合成樹脂的成本低于用在前者中的陶瓷。對于樣本5，分別觀 察到優(yōu)于樣本2和3的性能的明顯改進(jìn)，然而，改進(jìn)的效果低于樣本l 的情形。通過樣本1和樣本5的比較，發(fā)現(xiàn)三角形形狀越大，吸收翹 曲應(yīng)力的效果越大。
此外，相對于樣本2，假定增加類似字母S (彎曲部)的外引線的 內(nèi)曲率半徑和字母S (彎曲部)的寬度，可以稍微改進(jìn)表示翹曲量的近 似直線的斜率。然而，因為字母S (彎曲部)的寬度應(yīng)當(dāng)限于不大于彼 此相鄰的外引線間的間距的一半，以防止它們之間的接觸(短路)，所 以這種改進(jìn)是有限的。
相反，分別地，對于樣本1和5，即使分別改變水平部LF和中間 部LC的長度，并且分別改變第一彎頭Kl和和第二彎頭K2的角度， 也不存在彼此相鄰的外引線之間發(fā)生接觸(短路)的風(fēng)險。因此，能獲得性能更優(yōu)越的固態(tài)圖像傳感裝置。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例，如上描述了本發(fā)明，但 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到那些實施例僅出于示例本發(fā)明而提供，并 且不應(yīng)當(dāng)以限制意義而依賴其來對附加權(quán)利要求進(jìn)行解釋。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像傳感裝置，包括固態(tài)圖像傳感芯片；封裝本體，所述封裝本體將所述固態(tài)圖像傳感芯片裝于其中；以及多個外引線，所述外引線的每個包括水平部，所述水平部在水平方向上從所述封裝本體的側(cè)面突出；末端部，所述末端部在垂直于所述水平部的方向上延伸，并位于所述水平部的正下方；中間部，所述中間部位于所述水平部和所述末端部之間；第一彎頭，所述第一彎頭形成在所述水平部和所述中間部之間；以及第二彎頭，所述第二彎頭形成在所述中間部和所述末端部之間。
2. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述中間部位于所述水平部的正下方。
3. 如權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 通過在從所述末端部的中心線向上延伸的線和所述水平部之間的交點(diǎn)、所述第一彎頭、以及所述第二彎頭來形成三角形。
4. 如權(quán)利要求3所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述三角形是等腰直角三角形。
5. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述第二彎頭位于所述封裝本體的底面的上方。
6. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述中間部具有彎頭。
7. 如權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 在所述中間部中形成的所述彎頭位于所述水平部的正下方。
8. 如權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 在所述中間部形成的所述彎頭設(shè)置在偏離于所述水平部的正下方的位置。
9. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 以弧形形狀形成所述第一彎頭。
10. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述第二彎頭在寬度上基本與所述末端部相同。
11. 如權(quán)利要求IO所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述多個外引線分成第一和第二組；在所述第一組中的所述外引線的所述水平部具有具有第一寬度 的一部分，以及具有比所述第一寬度窄的第二寬度的一部分；在所述第二組中的所述外引線包括具有所述第一寬度的所述水 平部，以及具有具有所述第一寬度的一部分和具有所述第二寬度的一 部分的所述中間部。
12. 如權(quán)利要求11所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述第二組不存在。
13. 如權(quán)利要求12所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中， 所述第一彎頭和所述第二彎頭的每一個具有等于所述第二寬度的寬度。
14. 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中，所述封裝本體的材料是合成樹脂。
15. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)圖像傳感裝置，進(jìn)一步包括 熱輻射板，所述熱輻射板組裝在所述封裝本體的底面上。
16. 如權(quán)利要求15所述的固態(tài)圖像傳感裝置，其中，所述第二彎頭位于所述封裝本體的所述底面和所述熱輻射板的底 面之間。
17. —種固態(tài)圖像傳感裝置的封裝，所述封裝包括 封裝本體，所述封裝本體能將固態(tài)圖像傳感芯片裝于其中；以及 多個外引線，所述外引線的每個包括水平部，所述水平部在水平方向上從所述封裝本體的側(cè)面突出； 末端部，所述末端部在垂直于所述水平部的方向上延伸，并位于 所述水平部正下方；中間部，所述中間部位于所述水平部和所述末端部之間； 第一彎頭，所述第一彎頭形成在所述水平部和所述中間部之間；以及第二彎頭，所述第二彎頭形成在所述中間部和所述末端部之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固態(tài)圖像傳感裝置及其封裝。控制該固態(tài)圖像傳感裝置的翹曲和扭曲，從而防止當(dāng)其安裝在印刷電路板上時，固態(tài)圖像傳感裝置出現(xiàn)位移。固態(tài)圖像傳感裝置包括多個外引線，并且每個外引線包括水平部，其在水平方向中從用于將固態(tài)圖像傳感芯片裝于其中的封裝本體的側(cè)面突出；末端部，其在垂直于水平部的方向中延伸，并位于水平部正下方；中間部，其位于水平部和末端部之間；第一彎頭，其在水平部和中間部之間形成；以及第二彎頭，其在中間部和末端部之間形成。
文檔編號H01L23/50GK101527310SQ200910007958
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者成田博史 申請人:恩益禧電子股份有限公司