DE4319786A1 - Compact plastics encapsulated charge coupled device unit for mass prodn. - comprises semiconductor chip, lead frame, thin confining wall of thermosetting polymer, glass cover, metal wires, and cast body e.g for camcorder - Google Patents

Compact plastics encapsulated charge coupled device unit for mass prodn. - comprises semiconductor chip, lead frame, thin confining wall of thermosetting polymer, glass cover, metal wires, and cast body e.g for camcorder

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DE4319786A1 DE19934319786 DE4319786A DE4319786A1 DE 4319786 A1 DE4319786 A1 DE 4319786A1 DE 19934319786 DE19934319786 DE 19934319786 DE 4319786 A DE4319786 A DE 4319786A DE 4319786 A1 DE4319786 A1 DE 4319786A1
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Abstract

The unit has (a) a semiconductor chip which has a CCD and which has contact pads (1a) and a light receiving section (16); (b) a lead frame which is integral with a chip mounting plate (2) and leads (3) having inner (3a) and outer (3b) connections; (c) a thin confining wall (4) of predetermined height, on the chip surface for enclosing the section (16); (d) a glass cover (5) on top of the wall (4) for tightly closing and allowing light passage to the section (1b); (e) metal wires ()6) for electrically connecting the chip contact pads (1a) to the inner connections (3a) of the lead frame; and (f) a cast body (7) for hermetically sealing the chip (1) and the inner connections (3a). Prodn. of the plastics-encapsulated CCD unit is also new. The confining wall (4) pref. comprises a thermosetting polymer which exhibits adhesive properties at the opposite end daces and which is hardened at above 150 deg.C for 1 hr. for bonding to the glass cover (5). The glass cover (5) pref. comprises highly transparent glass with a refractive index of ca. 1.5 and a transmission of at least 90%. USE/ADVANTAGE - The CCD unit is useful in a camcorder. The design allows simple and inexpensive mass prodn. of compact CCD units by transfer casting using an inexpensive plastics (esp. injection mouldable resin).

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein sogenannte CCD-Bau­ elemente, also ladungsgekoppelte Bauelemente, und ins­ besondere eine CCD-Einheit, die als ein optisches Element in einem VCR-System verwendet wird, welches in eine Kamera integriert ist, also sogenannte Camcorder. Noch spezieller betrifft die Erfindung in Kunststoff gegossene CCD- Einheiten und ein Verfahren zum Herstellen solcher Ein­ heiten, bei dem ein Transfer-Guß unter Verwendung eines preisgünstigen Kunststoffmaterials, welches gute Gießeigen­ schaften aufweist, eingesetzt wird, wodurch das Herstel­ lungsverfahren vereinfacht wird, die Herstellungskosten gesenkt werden und eine kompakte Einheit erreicht wird. Das Verfahren soll insbesondere auch für eine Massenproduktion von CCD-Einheiten geeignet sein.The invention relates generally to so-called CCD construction elements, i.e. charge-coupled components, and ins special a CCD unit that acts as an optical element is used in a VCR system which is in a camera is integrated, so-called camcorders. Even more special relates to the invention molded in plastic CCD Units and a method of making such a where a transfer molding using a inexpensive plastic material, which has good casting properties has shafts, is used, whereby the manufacturer is simplified, the manufacturing costs be reduced and a compact unit is achieved. The The method is also intended in particular for mass production of CCD units.

Fig. 3 zeigt ein typisches Ausführungsbeispiel einer bekannten CCD-Einheit im Schnitt. Fig. 3 shows a typical embodiment of a known CCD unit in section.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, weist das bekannte CCD (ladungsgekoppelte Bauelement) einen Körper 11 auf mit einer Ausnehmung 11a in Form einer großen rechtwinkligen Vertiefung und einer kleineren rechtwinkligen Ausnehmung, wobei die letztgenannte innerhalb der erstgenannten ange­ ordnet ist, wie in Fig. 3 zu erkennen ist. Der Körper 11 der Einheit weist auch eine Mehrzahl von metallischen An­ schlußdrähten 16 auf, die auch als "Finger" bezeichnet werden können und an gegenüberliegenden Seiten der kleinen Ausnehmung des Ausnehmungsbereichs 11a angeordnet sind, und zwar so, daß sie sich mit einem Ende an der Bodenfläche der größeren Ausnehmung und mit dem anderen Ende bis zur Außen­ wand des Körpers 11 erstrecken. Die Zuleitungsfinger 16 sind mit den sich über die Außenwand des Körpers 11 erstreckenden Enden elektrisch mit einzelnen Ausgangsan­ schlüssen 12 verbunden, welche ihrerseits an die Außenwände des Körpers 11 mittels eines Lötmetalls 12′ angelötet sind. Ein Halbleiter-Chip 13 mit einem Licht-Empfangabschnitt 13a in seiner oberen Mitte, ist in der kleineren Ausnehmung des Ausnehmungsbereichs 11a derart angeordnet, daß es in der Mitte des Bodens der kleinen Ausnehmung befestigt ist und die Chip-Kontaktierungsflecken durch einzelne Drähte 15 mit den Zuführfingern 16 verbunden sind. Der Ausnehmungs­ abschnitt 11a ist durch ein Glasplättchen 14 abgedeckt, das an der oberen Fläche des Körpers 11 befestigt ist, um den Ausnehmungsbereich 11a abzudichten und weiterhin von außen kommendes Licht auf den Licht-Empfangsabschnitt 13a des Chip 13 auftreffen zu lassen.As can be seen from the drawing, the known CCD (charge-coupled device) has a body 11 with a recess 11 a in the form of a large rectangular recess and a smaller rectangular recess, the latter being arranged within the former, as shown in Fig. 3 can be seen. The body 11 of the unit also has a plurality of metallic connection wires 16 , which can also be referred to as "fingers" and are arranged on opposite sides of the small recess of the recess area 11 a, in such a way that they attach themselves to one end the bottom surface of the larger recess and with the other end to the outer wall of the body 11 extend. The lead fingers 16 are electrically connected to the ends extending over the outer wall of the body 11 with individual output connections 12 , which in turn are soldered to the outer walls of the body 11 by means of a solder 12 '. A semiconductor chip 13 with a light receiving section 13 a in its upper center, is arranged in the smaller recess of the recess region 11 a such that it is fixed in the middle of the bottom of the small recess and the chip contact pads by individual wires 15th are connected to the feed fingers 16 . The recess portion 11 a is covered by a glass plate 14 which is attached to the upper surface of the body 11 to seal the recess portion 11 a and continue to let light coming from outside on the light receiving portion 13 a of the chip 13 .

Bei dieser Ausgestaltung erfolgt der Kontakt zwischen dem Glasplättchen 14 und der Oberfläche des Körpers 11 durch Auftragen eines Dichtmittels 17 mit niedrigem Schmelzpunkt. Dabei wird bevorzugt ein Glas verwendet mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 und einer Durchlässigkeit von nicht weniger als 90%. In this embodiment, the contact between the glass plate 14 and the surface of the body 11 takes place by applying a sealant 17 with a low melting point. A glass with a refractive index of approximately 1.5 and a permeability of not less than 90% is preferably used.

Die vorstehend beschriebene CCD-Einheit wird im allgemeinen verwendet als ein optisches Element in sogenannten Camcordern, wobei die Einheit auf eine Schaltkreis-Platine (nicht gezeigt) so montiert ist, daß die Ausgangsanschlüsse 12 mit der Signalverarbeitungseinrichtung der Platine verbunden sind. Beim Betrieb läßt das Glasplättchen 14 von außen kommendes Licht entsprechend einem optischen Bild zum Licht-Empfangsabschnitt 13a des Halbleiter-Chips 13 durch, wobei das dem Bild entsprechende Licht in elektrische Signale umgewandelt wird. Diese elektrischen Signale werden an die Signalverarbeitungsschaltung abgegeben, und zwar über die Kontaktierungsflecken des Halbleiter-Chips 13, die Drähte 15, die Zufuhrleitungen (-finger) 16 und die Ausgangsanschlüsse 12, wobei die genannten Bauteile in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise wandelt die CCD- Einheit das optische Bild der Kamera des Camcorders in ein elektrisches Bildsignal um, welches dann in der Datenver­ arbeitungseinrichtung weiterverarbeitet wird.The above-described CCD unit is generally used as an optical element in so-called camcorders, the unit being mounted on a circuit board (not shown) so that the output terminals 12 are connected to the signal processing device of the board. In operation, the glass plate 14 transmits light coming from outside in accordance with an optical image to the light receiving section 13a of the semiconductor chip 13 , the light corresponding to the image being converted into electrical signals. These electrical signals are output to the signal processing circuit, specifically via the contact pads of the semiconductor chip 13 , the wires 15 , the feed lines (fingers) 16 and the output connections 12 , the components mentioned being connected in series. In this way, the CCD unit converts the optical image of the camera of the camcorder into an electrical image signal, which is then processed further in the data processing device.

Das Herstellungsverfahren für eine solche bekannte CCD- Einheit weist im allgemeinen mehrere Schritte auf, nämlich einen zum Vorbereiten des Körpers, einen Schritt zum Vor­ bereiten der Gußform, einen Schritt zum Verbinden der Drähte und einen Schritt zum Abdichten der Ausnehmung (des Hohlraumes), wobei die Schritte nacheinander ausgeführt werden. Die Vorbereitung des Körpers der Einheit bedeutet, daß unter Verwendung eines keramischen Materials der Körper 11 mit dem Ausnehmungsbereich 11a hergestellt wird, wobei der Körper eine Vielzahl von Zuführdrähten 16 einschließt. Beim Anbringen der Gußform wird der Halbleiter-Chip 13, welcher durch Sägen eines Wafers hergestellt wurde, in dem Ausnehmungsbereich 11a des Körpers 11 befestigt. Beim Ver­ binden der Drähte werden die Chip-Kontaktflecken des Halbleiter-Chips 13 mit der Vielzahl von Zufuhrfingern 16 verbunden, wobei einzelne Drähte 15 jeweils mit einem zuge­ ordneten Chip-Kontaktflecken und (mit dem anderen Ende) mit einem zugeordneten Zufuhrfinger 16 verbunden sind. Beim Ab­ dichten des durch die Ausnehmungen gebildeten Hohlraumes wird das Glasplättchen 14 mit der Oberfläche des Körpers 11 verbunden, so daß der Ausnehmungsbereich 11a des Körpers 11 abdeckt und abgedichtet ist. Dabei wird die Abdichtung des Ausnehmungsbereichs 11a durch Verwendung eines Dichtmittels 17 mit niedrigem Schmelzpunkt erreicht, welches im Kontakt­ bereich der beiden Bauteile 11 und 14 angebracht wird.The manufacturing process for such a known CCD unit generally has several steps, namely one for preparing the body, a step for preparing the mold, a step for connecting the wires and a step for sealing the recess (the cavity), wherein the steps are carried out one after the other. The preparation of the body of the unit means that the body 11 with the recess region 11 a is produced using a ceramic material, the body including a plurality of feed wires 16 . When attaching the mold, the semiconductor chip 13 , which was produced by sawing a wafer, is fastened in the recess region 11 a of the body 11 . When connecting the wires, the chip contact pads of the semiconductor chip 13 are connected to the plurality of feed fingers 16 , with individual wires 15 each being connected to an associated chip contact pad and (at the other end) to an associated feed finger 16 . When sealing from the cavity formed by the recesses, the glass plate 14 is connected to the surface of the body 11 , so that the recess region 11 a of the body 11 is covered and sealed. The sealing of the recess area 11 a is achieved by using a sealant 17 with a low melting point, which is attached in the contact area of the two components 11 and 14 .

Die bekannte CCD-Einheit und das Verfahren zu ihrer Herstellung haben aber Nachteile, die durch den Aufbau der Einheit bedingt sind. Da es erforderlich ist, einen Körper 11 für die Einheit aus keramischem Material vorzusehen und die Vielzahl von metallischen Zuführdrähten 16 darin ein­ zuschließen, beinhaltet die Herstellung der CCD-Einheit notwendigerweise die Ausbildung eines Grünlings und einen Siebdruck-Schritt zum Formen und Anordnen der Kontakt- Finger 16 unter Verwendung von Aluminiumoxid bzw. des Materials der Finger 16. Die Formung des Grünlings und der Siebdruck sowie das Ausheizen des mehrschichtigen Keramik­ körpers 11 bewirken, daß die Herstellung der CCD-Einheit sehr aufwendig ist. Darüber hinaus bedingt auch das Löten der Vielzahl von Anschlußleitungen 12 an die Außenwand des Körpers 11 einen sehr großen Herstellungsaufwand. Dieser große Herstellungsaufwand steht insbesondere einer Mas­ senproduktion der CCD-Einheiten entgegen. Auch die Her­ stellung kleinerer Mengen derartiger CCD-Einheiten für Entwicklungszwecke ist sehr aufwendig. Ein anderer Nachteil der bekannten CCD-Einheiten liegt darin, daß keine große Kompaktheit, also geringe Baugröße der Einheit, erreichbar ist.However, the known CCD unit and the method for its production have disadvantages which are due to the structure of the unit. Since it is necessary to provide a body 11 for the ceramic material unit and to include the plurality of metallic lead wires 16 therein, the manufacture of the CCD unit necessarily includes the formation of a green compact and a screen printing step for forming and arranging the contact Finger 16 using aluminum oxide or the material of the fingers 16 . The formation of the green body and the screen printing and the heating of the multilayer ceramic body 11 cause that the production of the CCD unit is very expensive. In addition, the soldering of the plurality of connecting lines 12 to the outer wall of the body 11 also requires a very large amount of production. This great manufacturing effort is particularly opposed to mass production of the CCD units. The manufacture of smaller quantities of such CCD units for development purposes is also very complex. Another disadvantage of the known CCD units is that they cannot achieve great compactness, that is to say a small unit size.

Der Erfindung liegt deshalb das Ziel zugrunde, eine CCD- Einheit bereitzustellen, die einfach und kostengünstig her­ stellbar ist und dabei eine kompakte Bauweise ermöglicht.The aim of the invention is therefore to develop a CCD Provide unit that is simple and inexpensive is adjustable and thereby enables a compact design.

Gegenstand der Erfindung sind eine in Kunststoff gegossene CCD-Einheit und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Einheit, bei denen ebenso wie bei einer herkömmlichen Halb­ leitereinheit ein Transfer-Guß unter Verwendung eines kostengünstigen Kunststoffmaterials mit guten Gießeigen­ schaften eingesetzt wird, wobei das Herstellungsverfahren für die CCD-Einheit vereinfacht ist und bei geringer Bau­ größe der Einheit eine Massenproduktion ermöglicht ist.The invention relates to a cast in plastic CCD unit and a method for producing such  Unit in which just like a conventional half a transfer molding using a ladder unit inexpensive plastic material with good casting dough is used, the manufacturing process is simplified for the CCD unit and with small construction Unit size enables mass production.

Die erfindungsgemäße CCD-Einheit weist folgendes auf: einen Halbleiter-Chip als CCD-Bauelement, wobei der Chip eine Mehrzahl von Kontaktflecken und einen Licht-Empfangsab­ schnitt aufweist; einen Zuführ-Rahmen, der integral mit einer Tafel und einer Vielzahl von Zuführungen versehen ist, wobei die Tafel so ausgelegt ist, daß ein Halbleiter- Chip darauf befestigbar ist und die genannten Zuführungen jeweils einen inneren Anschluß und einen äußeren Anschluß aufweisen; eine aus einer Schicht gebildete Wand, die an der Oberfläche des Halbleiter-Chips derart befestigt ist, daß sie den Licht-Empfangsabschnitt des Halbleiter-Chips umfängt, wobei die eine Wand bildende Schicht eine vor­ gegebene Höhe aufweist; ein Glasplättchen zum Abdichten des Licht-Empfangsabschnittes und zum Durchlassen von Licht auf diesen Licht-Empfangsabschnitt, wobei das Glasplättchen an einem oberen Ende der Wand-Schicht befestigt ist; eine Vielzahl von Metalldrähten zum elektrischen Verbinden der Kontaktfleckchen des Halbleiter-Chips mit einzelnen inneren Anschlüssen des Zuführ-Rahmens; und einen Guß-Kunststoff­ körper zum hermetischen Abdichten vorgegebener Bauteile einschließlich des Halbleiter-Chips und der genannten inneren Zuführungen, die mittels Draht mit dem Halbleiter- Chip verbunden sind.The CCD unit according to the invention has the following: one Semiconductor chip as a CCD component, the chip being a Plurality of contact pads and a light receiving area cut; a feed frame that is integral with a board and a variety of feeders is, the panel is designed so that a semiconductor Chip can be attached to it and the feeds mentioned one inner connection and one outer connection exhibit; a wall made of one layer, the the surface of the semiconductor chip is attached in such a way that they are the light receiving section of the semiconductor chip includes, the layer forming a wall in front given height; a glass plate to seal the Light receiving section and for passing light on this light receiving section, with the glass plate on an upper end of the wall layer is attached; a Variety of metal wires for electrical connection of the Contact spots of the semiconductor chip with individual inner ones Connections of the feed frame; and a molded plastic body for hermetically sealing specified components including the semiconductor chip and the like internal leads that are connected to the semiconductor Chip are connected.

Das Verfahren zum Herstellen einer solchen in Kunststoff gegossenen CCD-Einheit sieht folgende Schritte vor: Einen Schritt zum Anbringen von Halbleiterplättchen, bei dem eine Mehrzahl von Halbleiter-Chips, welche durch Sägen einer Wafers hergestellt wurden, mit einzelnen Tafeln eines Zuführ-Rahmens verbunden werden; einen Schritt, bei dem eine isolierende Schicht zur Bildung einer Wandung mit vor­ gegebener Höhe auf die Oberfläche jedes der Halbleiter- Chips derart aufgetragen wird, daß die isolierende Wandung mit dem Licht-Empfangsabschnitt des Halbleiter-Chip umfängt; eine Glasabdeckung wird auf einen oberen Abschnitt der Wandung aufgebracht, wobei die Glasabdeckung Licht von außen auf den Empfangsabschnitt durchläßt, die Wandung wird ausgeheizt, um die Glasabdeckung vollständig auf der Wandung anzubinden, so daß der Licht-Empfangsabschnitt des Halbleiter-Chips abgedichtet ist; eine Draht-Verbindung wird durchgeführt zum elektrischen Verbinden des Halbleiter-Chips mit einzelnen inneren Zuführungen des Zuführ-Rahmens unter Verwendung individueller Metalldrähte; ein Guß wird durchgeführt zum Herstellen eines Körpers der Einheit mittels Transfer-Guß unter Verwendung eines Guß Kunstharzes, wobei der Körper vorgegebene Bauteile ein­ schließlich des Halbleiter-Chips und der genannten inneren Zuführungen, die mit Drähten mit dem Halbleiter-Chip ver­ bunden sind, hermetisch nach außen abdichtet; es wird ein Trimm- und ein Form-Schritt durchgeführt zum Abschneiden überflüssiger Teile der Verbindungen des Zuführ-Rahmens und um die einzelnen CCD-Einheiten voneinander zu trennen und zum Ausbiegen der einzelnen Zuführungen in eine vorgegebene Form.The process for making such a plastic cast CCD unit provides the following steps: one Step of attaching semiconductor die, in which one Plurality of semiconductor chips, which by sawing one Wafers were made with individual bars one Feed frame are connected; a step where  an insulating layer to form a wall with front given height on the surface of each of the semiconductor Chips is applied so that the insulating wall with the light receiving section of the semiconductor chip embraces; a glass cover is placed on an upper section applied to the wall, the glass cover light from lets outside on the receiving section, the wall is baked out to completely cover the glass cover Tie wall, so that the light receiving section of the Semiconductor chips is sealed; a wire connection is carried out for the electrical connection of the Semiconductor chips with individual inner leads of the Feed frame using individual metal wires; a cast is made to make a body of the Transfer cast unit using a cast Synthetic resin, with the body given components Finally, the semiconductor chip and the inner mentioned Feeders ver with wires to the semiconductor chip are bound, hermetically seals to the outside; it will be a Trimming and a shaping step performed for cutting off redundant parts of the connections of the feed frame and to separate the individual CCD units and for bending the individual feeders into a predetermined one Shape.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention is exemplified on the basis of the Drawing explained in more detail. It shows:

Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel einer in Kunst­ stoff gegossenen CCD-Einheit gemäß der Erfindung, wobei Fig. 1 ein vertikaler Schnitt und Fig. 3 ein dazu senkrecht stehender horizontaler Schnitt sind; Figures 1 and 2 an embodiment of a plastic cast CCD unit according to the invention, wherein Figure 1 is a vertical section and Figure 3 is a horizontal section perpendicular thereto.

Fig. 3 ein Beispiel des Standes der Technik in ver­ tikalem Schnitt; und Fig. 3 shows an example of the prior art in vertical section; and

Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches das Herstellungs­ verfahren für eine in Kunststoff gegossene CCD-Einheit erläutert. Fig. 4 is a flowchart which explains the manufacturing process for a plastic-molded CCD unit.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine in Kunststoff gegossene CCD- Einheit, einmal (Fig. 2) in einem sogenannten vertikalen Schnitt, also senkrecht zur Licht-Empfangsebene, und einmal (Fig. 3) in sogenanntem Horizontalschnitt, also einem Schnitt parallel zur Licht-Empfangsebene. Wie die Figuren zeigen, weist die CCD-Einheit einen Halbleiter-Chip 1 auf, der mit einer Vielzahl von Kontaktierungsflecken 1a ver­ sehen ist, die an gegenüberliegenden Seiten des Chips 1 angeordnet sind, wobei auf der Oberseite des Chips mittig ein Licht-Empfangsbereich 1b vorgesehen ist. Die CCD- Einheit weist weiterhin einen Zuführ-Rahmen auf, der integral mit einer Tafel 2 versehen ist zum Montieren des Halbleiter-Chip 1 auf der Tafel, und eine Mehrzahl von Zuführungen 3, die jeweils einen inneren Zuführanschluß 3a und einen äußeren Zuführanschluß 3b aufweisen. Ein fenster­ förmiger Rahmen ist aus einer Schicht 4 gebildet, die eine Wandung darstellt mit vorgegebener Höhe und die weiterhin an der oberen Fläche des Halbleiter-Chip derart angeordnet ist, daß sie rechtwinklig den Licht-Empfangsabschnitt 1b des Chips 1 umfängt. Der Licht-Empfangsabschnitt 1b ist weiterhin mit einer Glasabdeckung 5 in Form eines Glas­ plättchens verschlossen, welche auf der Oberseite der schichtförmigen Wandung 4 derart befestigt ist, daß sie den Bereich 1b abdichtet und überdies von außen kommendes Licht in den Bereich 1b durchläßt. Die Kontaktierungsflecken 1a des Halbleiter-Chips 1 sind elektrisch mit den inneren An­ schlüssen 3a der Zuführungen 3 mittels einer Vielzahl von Metalldrähten 6 jeweils verbunden. Wie am besten in Fig. 1 zu erkennen ist, weist die CCD-Einheit einen Körper 7 aus gegossenem Kunststoff (insbesondere Kunstharz) auf, der durch Spritzpreßformung eines gießfähigen Kunststoffes der­ art hergestellt wurde, daß der Körper 7 den mit Drähten kontaktierten Halbleiter-Chip 1 und die inneren Anschlüsse 3a einschließt und dabei ermöglicht, daß die obere Fläche der Glasabdeckung 5 nach außen frei liegt. Figs. 1 and 2 show a molded in plastic CCD unit once (Fig. 2) in a so-called vertical section, ie perpendicular to the light-receiving plane, and once (Fig. 3) in so-called horizontal section, ie a section parallel to Light reception level. As the figures show, the CCD unit has a semiconductor chip 1 , which is seen with a plurality of contacting spots 1 a, which are arranged on opposite sides of the chip 1 , with a light receiving area in the center on the top of the chip 1 b is provided. The CCD unit also has a feed frame which is integrally provided with a panel 2 for mounting the semiconductor chip 1 on the panel, and a plurality of feeds 3 , each having an inner feed port 3 a and an outer feed port 3 b have. A window-shaped frame is formed from a layer 4 , which represents a wall with a predetermined height and which is further arranged on the upper surface of the semiconductor chip such that it encloses the light receiving section 1 b of the chip 1 at right angles. The light receiving section 1 b is further closed with a glass cover 5 in the form of a glass plate which is attached to the top of the layered wall 4 in such a way that it seals the area 1 b and also lets light coming from the outside into the area 1 b . The contact pads 1 a of the semiconductor chip 1 are electrically connected to the inner connections 3 a of the leads 3 by means of a plurality of metal wires 6 each. As can best be seen in Fig. 1, the CCD unit has a body 7 made of molded plastic (in particular synthetic resin), which was produced by injection molding a castable plastic in such a way that the body 7 the semiconductor chip contacted with wires 1 and the inner terminals 3 a and thereby allows that the upper surface of the glass cover 5 is exposed to the outside.

Der Halbleiter-Chip 1 ist an der Tafel 2 des Zuführ-Rahmens mittels eines Klebstoffes 8 befestigt, beispielsweise ein Epoxy-Klebstoff oder ein Polyimid-Klebstoff. Der Zuführ- Rahmen ist metallisch.The semiconductor chip 1 is fastened to the panel 2 of the feed frame by means of an adhesive 8 , for example an epoxy adhesive or a polyimide adhesive. The feed frame is metallic.

Die fensterförmige Wandung 4, die durch eine dünne Schicht gebildet ist, hat eine vorgegebene Höhe und weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen thermisch aushärt­ baren Polymer-Film auf, der isolierend wirkt und an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten Klebwirkung entfaltet. Die Wandung ist auf diese Weise auf der Oberfläche des Halb­ leiter-Chips 1 derart befestigt, daß ein vorgegebener Ab­ stand zwischen der Glasabdeckung 5 und dem Licht-Empfangs­ abschnitt 1b des Chips 1 gegeben ist. Beim Aufbringen der Wandung 4 auf den Chip 1 ist darauf zu achten, daß die Kontaktierungsflecken 1a des Chips 1 nicht durch die Wandung 4 abgedeckt werden.The window-shaped wall 4 , which is formed by a thin layer, has a predetermined height and, in the exemplary embodiment shown, has a thermally hardenable polymer film which has an insulating effect and has an adhesive action on its two opposite sides. The wall is fixed in this way on the surface of the semiconductor chip 1 such that a predetermined Ab was between the glass cover 5 and the light receiving section 1 b of the chip 1 is given. When applying the wall 4 to the chip 1 , care must be taken that the contacting spots 1 a of the chip 1 are not covered by the wall 4 .

Die Glasabdeckung 5 ist dicht und fest auf der Oberseite der fensterförmigen Wandung 4 angebracht, um den Licht- Empfangsabschnitt 1b des Chips 1 luftdicht zu versiegeln und um von außen kommendes Licht, welches das Bild erzeugt, zum Bereich 1b durchzulassen. Es ist hierfür ein hochtrans­ parentes Glas vorgesehen mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 und einer Transmission, die nicht geringer ist als 90%.The glass cover 5 is attached tightly and firmly onto the top of the window-shaped wall 4 to the light receiving portion 1 b of the chip 1 airtight seal and to pass coming from outside light, which forms the image, to region 1 b. For this purpose, a highly transparent glass is provided with a refractive index of approximately 1.5 and a transmission that is not less than 90%.

Beim Gießen des Körpers 7 unter Verwendung von Kunstharz wird die Oberfläche des Körpers 7 in Bezug auf die Ober­ fläche der Glasabdeckung 5 so ausgerichtet, daß die Glas­ abdeckung bündig in den Körper eingebettet ist und nach außen freiliegt. Der Körper 7 der CCD-Einheit wird durch Spritzpreßformung gegossen unter Verwendung einer Gußform, die sich aus den dargestellten geometrischen Abmessungen der Vorrichtung ergibt.When casting the body 7 using synthetic resin, the surface of the body 7 is aligned with respect to the upper surface of the glass cover 5 so that the glass cover is embedded flush in the body and is exposed to the outside. The body 7 of the CCD unit is injection molded using a mold that results from the geometrical dimensions of the device shown.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm des Herstellungsverfahrens der gezeigten, in Kunststoff gegossenen CCD-Einheit. Danach sind insbesondere folgende Schritte beim Herstellungsver­ fahren vorgesehen: Ein Wafer-Herstellungsschritt, ein Säge- Schritt, ein Spritzgieß-Schritt, ein Schritt, bei dem eine Schicht (Wandung) aufgebracht wird, ein Schritt bei dem die Glasabdeckung aufgebracht wird, ein Ausheizschritt, ein Draht-Verbindungsschritt, ein Gieß-Schritt und ein Trimm- und Formgebungsschritt. Fig. 4 shows a flow chart of the manufacturing process of the plastic molded CCD unit shown. Thereafter, the following steps in particular are provided in the manufacturing process: a wafer manufacturing step, a sawing step, an injection molding step, a step in which a layer (wall) is applied, a step in which the glass cover is applied, a heating step, a wire joining step, a casting step, and a trimming and shaping step.

Im einzelnen wird der Wafer (Halbleiter-Scheibe) in eine Vielzahl von Halbleiter-Chips 1 aufgeteilt, die eine vorge­ gebene Größe aufweisen. Dies erfolgt durch Sägen. Die Halbleiter-Chips 1 werden dann an den einzelnen Tafeln 2 des Zuführ-Rahmens unter Verwendung eines Klebers 8 befestigt. Beim anschließenden Aufbringen einer Schicht wird die fensterförmige Wandung 4 erzeugt, und zwar mittels eines thermisch aushärtbaren Polymer-Films, der isolierend ist und eine vorgegebene Höhe aufweist. Der Film wird auf die Oberfläche jedes der Halbleiter-Chips 1 derart auf­ gebracht, daß er die Wandung bildet und so den Licht- Empfangsabschnitt 1b umschließt. Dabei berührt die Wandung die Kontaktierungsflecken 1a des Chips 1 nicht.In detail, the wafer (semiconductor wafer) is divided into a plurality of semiconductor chips 1 , which have a predetermined size. This is done by sawing. The semiconductor chips 1 are then attached to the individual panels 2 of the feed frame using an adhesive 8 . When a layer is subsequently applied, the window-shaped wall 4 is produced, specifically by means of a thermally curable polymer film which is insulating and has a predetermined height. The film is placed on the surface of each of the semiconductor chips 1 in such a way that it forms the wall and thus encloses the light receiving section 1 b. The wall does not touch the contact spots 1 a of the chip 1 .

Danach wird die Glasabdeckung 5 aufgebracht, um den Licht- Empfangsabschnitt 1b des Chips 1 abzuschließen und Licht von außen zu diesem Bereich durchzulassen. Das Glas wird auf die obere Stirnseite der durch die Schicht gebildeten Wandung 4 aufgebracht. Die Glasabdeckung 5 wird dann bei einer Temperatur von oberhalb 150°C für etwa 1 h ausge­ heizt, um die Aushärtung durchzuführen und eine vollständige Bindung des Glases an die Wandung 4 zu erreichen. Danach werden die Drähte angebracht, um die Kontaktierungsflecken 1a des Halbleiter-Chips 1 mit einzelnen inneren Anschlüssen 3a des Zuführ-Rahmens elektrisch zu verbinden, und zwar unter Verwendung einzelner Drähte 6.Thereafter, the glass cover 5 is applied to the light receiving portion 1 b of the chip 1 and to complete transmit light from outside this area. The glass is applied to the upper end face of the wall 4 formed by the layer. The glass cover 5 is then heated at a temperature of above 150 ° C. for about 1 h in order to carry out the curing and to achieve complete bonding of the glass to the wall 4 . Then the wires are attached to electrically connect the contact pads 1 a of the semiconductor chip 1 with individual inner terminals 3 a of the feed frame, using individual wires 6 .

Anschließend wird dieses Arbeitsergebnis einem Gieß-Schritt unterzogen. Bei diesem Gießen wird eine Spritzpreßformung durchgeführt, um unter Verwendung eines geeigneten Kunst­ stoffes den Körper 7 zu formen, der sowohl den Halbleiter- Chip 1 als auch die inneren Anschlüsse 3a des Zuführ- Rahmens umschließt. Danach werden die Verbindungsstege (nicht gezeigt), welche die Zuführungen 3 des Zuführ- Rahmens miteinander verbinden, weggeschnitten und im Ergebnis werden somit die zuvor noch miteinander ver­ bundenen CCD-Einheiten voneinander getrennt. Auf dieses Trimmen folgt ein Formgebungsschritt, bei dem die vor­ stehenden Anschlüsse 3b jeder CCD-Einheit umgebogen werden, um eine gewünschte gekrümmte Form zu erhalten.This work result is then subjected to a casting step. In this casting, an injection molding is carried out to form the body 7 using a suitable plastic, which encloses both the semiconductor chip 1 and the inner terminals 3 a of the feed frame. Thereafter, the connecting webs (not shown), which connect the feeders 3 of the feed frame to one another, are cut away, and as a result the CCD units which were previously connected to one another are thus separated from one another. This trimming is followed by a shaping step in which the protruding connections 3 b of each CCD unit are bent over in order to obtain a desired curved shape.

Besonders wichtig ist die oben beschriebene Aufbringung der die Wandung 4 bildenden Schicht und die Aufbringung der Glasabdeckung. Mit dem beschriebenen Verfahren ist eine Massenproduktion von CCD-Einheiten möglich und es ergibt sich ein relativ kompakter Aufbau für diese Einheiten. Weiterhin haben die beschriebenen CCD-Einheiten einen besonders einfachen Aufbau und es ergibt sich auch der Vorteil, daß die Formgebung der äußeren Anschlüsse nach Bedarf geändert werden kann. Auf diese Weise können sehr unterschiedliche CCD-Einheiten in einfacher Weise hergestellt werden. Bei herkömmlichen Herstellungsverfahren werden die äußeren Anschlüsse in der Regel an die Außenwand des Körpers der Einheit angelötet, um ein Anschließen der CCD-Einheit auf eine Leiter-Platine zu ermöglichen, wobei die Einheiten in das Lot eingeführt werden. Hingegen ermöglicht die oben beschriebene CCD-Einheit bei gleicher äußerer Form wie der Stand der Technik eine Montage auf einer Leitungs-Platine in unterschiedlicher Weise, insbesondere gemäß der sogenannten Oberflächen-Montage als auch gemäß der herkömmlichen Einfügung in das Lot. Diese Möglichkeiten ergeben sich aus der einfachen Formbarkeit der äußeren Zuleitungen.The above-described application of the layer forming the wall 4 and the application of the glass cover are particularly important. With the described method, mass production of CCD units is possible, and a relatively compact structure results for these units. Furthermore, the CCD units described have a particularly simple structure and there is also the advantage that the shape of the external connections can be changed as required. In this way, very different CCD units can be manufactured in a simple manner. In conventional manufacturing processes, the external connections are typically soldered to the outer wall of the body of the unit in order to enable the CCD unit to be connected to a printed circuit board, the units being inserted into the solder. On the other hand, the CCD unit described above, with the same external shape as the prior art, enables mounting on a line board in different ways, in particular according to the so-called surface mounting and also according to the conventional insertion into the solder. These possibilities result from the simple formability of the outer supply lines.

Claims (6)

1. In Kunststoff gegossene CCD-Einheit mit:
einem Halbleiter-Chip (1) einschließlich einer la­ dungsgekoppelten Einrichtung, wobei der Chip eine Vielzahl von Kontaktierungsflecken (1a) aufweist und einen Licht- Empfangsabschnitt (1b);
einem Zuführ-Rahmen, der integral mit einer Tafel (2) und einer Vielzahl von Zuführungen (3) ausgestattet ist, wobei auf der Tafel der Halbleiter-Chip (1) montiert ist und wobei die genannten Zuführungen (3) jeweils einen Innen­ anschluß (3a) und einen Außenanschluß (3b) aufweisen;
einer aus einer dünnen Schicht gebildeten Wandung (4), die auf der Oberfläche des Halbleiter-Chips (1) derart an­ geordnet ist, daß sie den Licht-Empfangsabschnitt (1b) des Halbleiter-Chips umfängt und wobei die aus einer Schicht gebildete Wandung (4) eine vorgegebene Höhe aufweist;
einer Glasabdeckung (5) zum dichten Abschließen des Licht-Empfangsabschnittes (1b), die von außen kommendes Licht zum Licht-Empfangsabschnitt durchläßt und an der oberen Stirnfläche der Wandung (4) befestigt ist;
einer Mehrzahl von Metalldrähten (6) zum elektrischen Verbinden der Kontaktierungsflecken (1a) des Halbleiter- Chips (1) mit einzelnen inneren Anschlüssen (3a) des Zuführ-Rahmens; und
einem gegossenen Körper (7) zum hermetischen Abdichten zumindest des Halbleiter-Chips (1) und der Innenanschlüsse (3a), die über die Drähte mit dem Halbleiter-Chip verbunden sind.
1. CCD unit cast in plastic with:
a semiconductor chip ( 1 ) including a charge-coupled device, the chip having a plurality of contact pads ( 1 a) and a light receiving section ( 1 b);
a feed frame which is integrally equipped with a board ( 2 ) and a plurality of feeders ( 3 ), the semiconductor chip ( 1 ) being mounted on the board and said feeders ( 3 ) each having an inner connection ( 3 a) and have an external connection ( 3 b);
a wall formed from a thin layer ( 4 ), which is arranged on the surface of the semiconductor chip ( 1 ) in such a way that it encompasses the light receiving section ( 1 b) of the semiconductor chip and wherein the wall formed from a layer ( 4 ) has a predetermined height;
a glass cover ( 5 ) for sealing the light receiving section ( 1 b), which transmits light coming from outside to the light receiving section and is attached to the upper end face of the wall ( 4 );
a plurality of metal wires ( 6 ) for electrically connecting the contact pads ( 1 a) of the semiconductor chip ( 1 ) with individual inner connections ( 3 a) of the feed frame; and
a cast body ( 7 ) for hermetically sealing at least the semiconductor chip ( 1 ) and the inner connections ( 3 a), which are connected to the semiconductor chip via the wires.
2. In Kunststoff gegossene CCD-Einheit gemäß An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die durch eine Schicht gebildete Wandung (4) ein thermisch aushärtbares Polymer enthält, das auf seinen gegenüberliegenden Stirnflächen Klebwirkung entfaltet.2. Cast in plastic CCD unit according to claim 1, characterized in that the wall formed by a layer ( 4 ) contains a thermally curable polymer which has an adhesive effect on its opposite end faces. 3. In Kunststoff gegossene CCD-Einheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Glasabdeckung (5) ein hoch-transparentes Glas aufweist mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 und einer Durchlässigkeit, die nicht geringer ist als 90%.3. Plastic-molded CCD unit according to one of claims 1 or 2, characterized in that the glass cover ( 5 ) has a highly transparent glass with a refractive index of about 1.5 and a permeability which is not less than 90%. 4. Verfahren zum Herstellen einer in Kunststoff ge­ gossenen CCD-Einheit mit folgenden Schritten:
eine Mehrzahl von Halbleiter-Chips (1) wird nach einer Wafer-Sägung auf einzelne Tafeln eines Zuführ-Rahmens aufgebracht;
eine isolierende Schicht wird zur Bildung einer Wandung mit vorgegebener Höhe auf eine Oberfläche jedes der Halbleiter- Chips derart aufgebracht, daß die Wandung einen Licht- Empfangsabschnitt des Halbleiter-Chips umfängt;
eine Glasabdeckung wird auf die obere Stirnfläche der Wandung aufgebracht, wobei die Glasabdeckung von außen kommendes Licht zum Licht-Empfangsabschnitt durchläßt;
ein Aushärtvorgang wird durchgeführt zum Aushärten des Materials der Wandung derart, daß die Glasabdeckung voll­ ständig und dicht mit der oberen Stirnfläche der Wandung verbunden wird und so den Licht-Empfangsabschnitt des Halbleiter-Chips abdichtet;
der Halbleiter-Chip wird elektrisch mit einzelnen Innen­ anschlüssen des Zuführ-Rahmens durch einzelne Drähte verbunden;
ein Körper wird für die CCD-Einheit durch Gießen unter Verwendung eines Kunststoffes hergestellt, wobei der Körper hermetisch vorgegebene Bauteile einschließlich des Halbleiter-Chips und der inneren Anschlüsse abdichtet, welche mit dem Halbleiter-Chip verbunden sind; und
es wird eine Trimmung und Formung durchgeführt, bei der Verbindungsstege, welche die Tafeln des Zuführ-Rahmens miteinander verbinden, weggeschnitten werden, um die CCD- Einheiten voneinander zu trennen, und wobei die Zuführungen in eine gewünschte Form gebogen werden.
4. A method of manufacturing a CCD unit molded in plastic, comprising the following steps:
a plurality of semiconductor chips ( 1 ) are applied to individual plates of a feed frame after a wafer sawing;
an insulating layer is applied to form a wall of a predetermined height on a surface of each of the semiconductor chips so that the wall encloses a light receiving portion of the semiconductor chip;
a glass cover is applied to the upper end face of the wall, the glass cover transmitting light coming from outside to the light receiving section;
a curing process is carried out for curing the material of the wall such that the glass cover is fully and tightly connected to the upper end face of the wall and thus seals the light receiving portion of the semiconductor chip;
the semiconductor chip is electrically connected to individual internal connections of the feed frame by individual wires;
a body is made for the CCD unit by molding using a plastic, the body sealing hermetically sealed components including the semiconductor chip and the inner terminals connected to the semiconductor chip; and
trimming and shaping is performed in which connecting webs connecting the panels of the feed frame are cut away to separate the CCD units and the feeders are bent into a desired shape.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die durch eine Schicht gebildete Wandung für etwa 1 h bei einer Temperatur oberhalb von 150°C ausgehärtet wird.5. The method according to claim 4, characterized that the wall formed by a layer for about 1 h is cured at a temperature above 150 ° C. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Einheit so gegossen wird, daß seine obere Fläche bündig mit der oberen Fläche der Glasabdeckung abschließt.6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized,  that the body of the unit is cast so that its top surface is flush with the top surface of the glass cover completes.
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