(57)【要約】【課題】本発明は、カメラモジュールの底面（実装側面）の領域を有効に利用して樹脂バンプを形成することにより小型化されたカメラモジュールを提供すること課題とする。【解決手段】カメラモジュール４０は、モールド成型体１２の実装側面に形成された突起部と、突起部と共に外部接続端子を構成する金属膜１５と、モールド成型体中に埋め込まれた半導体素子１４と、モールド成型体の開口を通じて撮像用レンズ１１に対向する撮像素子１３と、モールド成型体が実装された配線基板１９とを有する。突起部は、半導体素子１４の周囲に位置する第１の突起部１２ａと、半導体素子の搭載領域内における実装側面に形成された第２の突起部４２ａとを含む。【選択図】図８
2006180523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用レンズを担持するレンズホルダと、
該レンズホルダが取り付けられるモールド成型体と、
前記モールド成型体の実装側面に形成された突起部と、
前記モールド成型体の実装側面においてパターン配線を形成すると共に前記突起部上に形成され、前記突起部と共に外部接続端子を構成する金属膜と
該モールド成型体中に埋め込まれた半導体素子と、
前記モールド成型体の実装側面に実装され、前記モールド成型体の開口を通じて前記撮像用レンズに対向する撮像面を有する撮像素子と、
前記モールド成型体が実装された配線基板と、
を有するカメラモジュールであって、
前記半導体素子の電極は前記パターン配線に電気的に接続され、
前記突起部は、前記半導体素子の周囲に位置する第１の突起部と、前記半導体素子の搭載領域内における前記実装側面に形成された第２の突起部とを含むことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のカメラモジュールであって、
前記実装側面と前記半導体素子との間に、前記モールド樹脂とは異なる樹脂が設けられ、前記第２の突起部は該異なる樹脂により形成されたことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項３】
請求項２記載のカメラモジュールであって、
前記半導体素子の電極は金属ワイヤにより前記パターン配線に接続され、前記異なる樹脂は素子固定用樹脂であることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項４】
請求項２記載のカメラモジュールであって、
前記半導体素子の電極は突起電極であり、前記半導体素子は前記パターン配線に対してフリップチップ接合され、前記異なる樹脂はアンダーフィル材であることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項５】
請求項２記載のカメラモジュールであって、
前記第２の突起部は、前記モールド成型体の実装側面において素子搭載領域の外側の近傍にも形成されていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項６】
請求項２記載のカメラモジュールであって、
前記第１の突起部は、前記半導体素子の周囲近傍に配置されたダミー突起部を含み、該ダミー突起部上に形成された金属膜は、前記配線パターンから孤立していることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項７】
請求項２記載のカメラモジュールであって、
前記撮像素子の一部と前記半導体装置の一部とは、互いに重なり合った状態で配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項８】
リードフレームの搭載面で素子搭載領域を含む領域に凹部を形成し、
前記リードフレームの搭載面及び該凹部内に金属膜を形成し、
該素子搭載領域内に形成された凹部内に絶縁性樹脂を充填し、
前記リードフレームの前記素子搭載領域に半導体素子を搭載し、
前記リードフレーム上で前記半導体素子をモールド樹脂により封止し、且つ該モールド樹脂を前記素子搭載領域以外の領域に形成された前記凹部内に充填し、
該モールド成型体から前記リードフレームを除去し、
前記モールド成型体の搭載面に露出した前記金属膜に対して撮像素子をフリップチップ実装し、
前記凹部に充填された前記絶縁性樹脂及び前記モールド樹脂により形成された突起部上の前記金属膜を用いて、前記モールド成型体を配線基板に実装し、
撮像用レンズが設けられたレンズホルダを前記モールド成型体に取り付ける
各工程を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に係り、特に、受光素子と撮像用レンズとを一体化してパッケージしたカメラモジュールとして好適な半導体装置に関する。
【０００２】
近年、小型カメラが組み込まれた携帯電話機やハンディパソコン（携帯型パーソナルコンピュータ）が開発されている。例えば、小型カメラを備えた携帯電話機は、通話者の映像を小型カメラにより撮像して画像データとして取り込み、通話相手にその画像データを送信する。このような小型カメラは、一般的にＣＭＯＳセンサとレンズとにより構成される。
【０００３】
携帯電話機やハンディパソコンはより一層の小型化が進められており、これらに使用される小型カメラにも小型化が要求されている。このようなカメラの小型化への要求を満足するために、レンズとＣＭＯＳセンサとを一体化して形成したカメラモジュールが開発されている。
【背景技術】
【０００４】
上述のようなカメラモジュールは撮像用レンズと、撮像素子と、半導体素子とをモールド樹脂中に封止することにより、小型のモジュールとして形成される。カメラモジュールは、半導体素子がモールド樹脂中に封止された半導体装置と同様な構成を有しており、外部接続端子としてＢＣＣ（Ｂｕｍｐ  Ｃｈｉｐ  Ｃａｒｒｉｅｒ）電極を用いることで基板に接続することができる。ＢＣＣ電極の一例として、モールド樹脂を突起状に形成し、突起の外周面上に金属膜を設けて電極を形成したものがある。このようなＢＣＣ電極は一般的に樹脂バンプと称される。
【０００５】
図１は樹脂バンプを有する半導体装置の一例を示す断面図であり、図２は樹脂バンプを有する半導体装置の他の例を示す断面図である。
【０００６】
図１に示す半導体装置は、半導体素子１をモールド樹脂２により封止したものであり、モールド樹脂２の底面（実装側面）に金属膜３が形成されている。金属膜３はパターン化されて配線パターンを形成している。半導体素子１は回路形成面を上に向けたフェイスアップ状態でモールド樹脂２内に配置され、半導体素子１の背面側には素子固定用樹脂４が設けられている。素子固定用樹脂４は、製造工程において半導体素子１を基板に固定しておくために用いられる接着材である。半導体素子１の電極はボンディングワイヤ５により金属膜３（パターン配線）に接続されている。
【０００７】
樹脂モールド２の底面（実装側面）には樹脂バンプ６が形成されている。樹脂バンプ６は、モールド樹脂２により突起部を形成し、突起部の上に金属膜３を形成したもので、突起部の先端に位置する金属膜３が外部接続電極として機能する。このような樹脂バンプは、基板上に突起部に対応した凹部を形成し、凹部を利用して樹脂バンプを形成した後で基板を除去することにより形成することができる。
【０００８】
図２は図１に示す半導体装置において、回路形成面を下に向けたフェイスダウン状態で半導体素子１を配置した構成である。半導体素子１には突起電極が形成されており、突起電極は金属膜３により形成された配線パターンに接合されている。半導体素子の回路面にはアンダーフィル材７が充填されている。モールド樹脂２の底面（実装側面）には、図１に示す半導体装置と同様に樹脂バンプ６が形成されている。
【０００９】
図１及び図２に示すような樹脂バンプを有する半導体装置の構成は、小型のカメラモジュールを作成するために用いることが好ましい。
【００１０】
小型化が可能なカメラモジュールの構造として、たとえば、受光用の貫通穴と配線パターンが設けられた樹脂成型体が、貫通孔が設けられた基板に接続され、樹脂成型体の一方の面に撮像素子がフリップチップ実装され、他方の面に受光部上の空間を覆う状態で結像用のレンズホルダを搭載したカメラモジュールが提案されている。ここで撮像素子は、受光部やマイクロレンズが存在する素子表面から光を検知して光電変換し、これによって得られた画像信号を信号処理回路等に与えてディスプレイ等の画面上に画像を表示させる。
【００１１】
図３は図１に示す半導体装置の構成を用いたカメラモジュールの断面図であり、図４は図２に示す半導体装置の構成を用いたカメラモジュールの断面図である。
【００１２】
図３に示すカメラモジュールは、レンズホルダ１０に取り付けられた撮像用レンズ１１を有する。レンズホルダ１０はモールド成型体１２（図１のモールド樹脂２に相当）の上面に取り付けられ、モールド成型体１２の下面には撮像素子１３が取り付けられる。モールド成型体１２の内部には半導体素子１４（図１の半導体素子１に相当）が配置されている。半導体素子１４の電極は、モールド成型体１２の底面（実装側面）に形成された金属膜１５よりなるパターン配線にボンディングワイヤにより接続されている。
【００１３】
モールド成型体１２の底面には、樹脂バンプ１６が形成されており、金属膜１５よりなるパターン配線を介して半導体素子１４及び撮像素子１３の電極に電気的に接続されている。また、樹脂バンプ１６は配線基板１７のパターン配線１８に接続されている。配線基板１７はフレキシブル基板であり、ポリイミド基板１９上に銅箔などによるパターン配線が施されたものである。カメラモジュールは配線基板１７を介して外部の回路に接続される。
【００１４】
上述のような構成のカメラモジュールにおいて、レンズ１０を通過した光は、フィルタガラス２０を通過して撮像素子１３の撮像面に入射して結像し、撮像素子から像に対応した電気信号が出力される。半導体素子１４は撮像素子１３からの電気信号に画像処理を施して、樹脂バンプ１６を介して配線基板１７へと出力する。このように、撮像素子１３及び半導体素子１４は、モールド成型体１２の樹脂を用いて形成された樹脂バンプ１６により、効率的に配線基板１７に接続されている。
【００１５】
図４は図３に示すカメラモジュールにおいて、回路形成面を下に向けたフェイスダウン状態で半導体素子１４を配置した構成である。半導体素子１４は突起電極が形成されており、突起電極は金属膜１５により形成された配線パターンに接合されている。
【特許文献１】特開平９−１６２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１及び図２に示す半導体装置は、樹脂バンプ６が半導体素子１の周辺に配置された構成であり、半導体素子が大型となり電極数が増えると、樹脂バンプ６を形成するための領域が増大し、半導体装置自体のサイズも大きくなってしまうという問題がある。
【００１７】
上述の問題は、図３及び図４に示すカメラモジュールにおいても同様に起こり得る。すなわち、撮像素子１３に加えて半導体素子１４（例えばプロセッサ用素子）もカメラモジュールに搭載する場合、半導体素子１４は、外付けの撮像素子とは異なりモールド成型体１２を形成する封止樹脂中に埋め込まれた構造をとるほうがモジュールの小型化を図る上で好適となる。ところが、封止樹脂で樹脂バンプを形成するとモジュールサイズが必然的に大きくなってしまうため、樹脂バンプを用いながらモジュールを小型化することが課題となっていた。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、カメラモジュールの底面（実装側面）の領域を有効に利用して樹脂バンプを形成することにより小型化されたカメラモジュールを提供すること目的とする。
【００１９】
また、本発明は、撮像素子とプロセッサ用素子が搭載された、いわゆる複数チップ構造のカメラモジュールの小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によれば、撮像用レンズを担持するレンズホルダと、該レンズホルダが取り付けられるモールド成型体と、前記モールド成型体の実装側面に形成された突起部と、前記モールド成型体の実装側面においてパターン配線を形成すると共に前記突起部上に形成され、前記突起部と共に外部接続端子を構成する金属膜と、該モールド成型体中に埋め込まれた半導体素子と、前記モールド成型体の実装側面に実装され、前記モールド成型体の開口を通じて前記撮像用レンズに対向する撮像面を有する撮像素子と、前記モールド成型体が実装された配線基板とを有するカメラモジュールであって、前記半導体素子の電極は前記パターン配線に電気的に接続され、前記突起部は、前記半導体素子の周囲に位置する第１の突起部と、前記半導体素子の搭載領域内における前記実装側面に形成された第２の突起部とを含むことを特徴とするカメラモジュールが提供される。
【００２１】
上述のカメラモジュールにおいて、前記実装側面と前記半導体素子との間に、前記モールド樹脂とは異なる樹脂を設け、前記第２の突起部を該異なる樹脂により形成することとしてもよい。また、前記半導体素子の電極を金属ワイヤにより前記パターン配線に接続し、前記異なる樹脂は素子固定用樹脂としてもよい。代わりに、前記半導体素子の電極を突起電極とし、前記半導体素子を前記パターン配線に対してフリップチップ接合し、前記異なる樹脂をアンダーフィル材とすることもできる。また、前記第２の突起部を、前記モールド成型体の実装側面において素子搭載領域の外側の近傍にも形成することとしてもよい。さらに、前記第１の突起部は、前記半導体素子の周囲近傍に配置されたダミー突起部を含み、該ダミー突起部上に形成された金属膜を、前記配線パターンから孤立させることとしてもよい。また、前記撮像素子の一部と前記半導体装置の一部とを、互いに重なり合った状態で配置することもできる。
【００２２】
また、本発明によれば、リードフレームの搭載面で素子搭載領域を含む領域に凹部を形成し、前記リードフレームの搭載面及び該凹部内に金属膜を形成し、該素子搭載領域内に形成された凹部内に絶縁性樹脂を充填し、前記リードフレームの前記素子搭載領域に半導体素子を搭載し、前記リードフレーム上で前記半導体素子をモールド樹脂により封止し、且つ該モールド樹脂を前記素子搭載領域以外の領域に形成された前記凹部内に充填し、該モールド成型体から前記リードフレームを除去し、前記モールド成型体の搭載面に露出した前記金属膜に対して撮像素子をフリップチップ実装し、前記凹部に充填された前記絶縁性樹脂及び前記モールド樹脂により形成された突起部上の前記金属膜を用いて、前記モールド成型体を配線基板に実装し、撮像用レンズが設けられたレンズホルダを前記モールド成型体に取り付ける各工程を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
上述の本発明によるカメラモジュール及びその製造方法によれば、半導体素子の直下にも樹脂バンプが配置されるため、配線パターンの引き回しのためのスペースを十分に確保することができる。これにより、配線の高密度化が可能となり、結果としてカメラモジュールの小型化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の第１の実施の形態による半導体装置について、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の第１の実施の形態による半導体装置３０の断面図である。図５において、図１に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付す。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態による半導体装置３０は、半導体素子１をモールド樹脂２により封止したものであり、モールド樹脂２の底面（実装側面）に金属膜３が形成されている。金属膜３はパターン化されて配線パターンを形成している。半導体素子１は回路形成面を上に向けたフェイスアップ状態でモールド樹脂２内に配置され、半導体素子１の背面側には素子固定用樹脂４が設けられている。素子固定用樹脂４は、製造工程において半導体素子１を基板に固定しておくために用いられる接着材である。半導体素子１の電極はボンディングワイヤ５により金属膜３（パターン配線）に接続されている。
【００２６】
樹脂モールド２の底面（実装側面）には樹脂バンプ６が形成される。樹脂バンプ６は、モールド樹脂２により突起部２ａ（第１の突起部）を形成し、突起部２ａの上に金属膜３を形成したもので、突起部２ａの先端に位置する金属膜３が外部接続電極として機能する。このような樹脂バンプは、基板上に突起部に対応した凹部を形成し、凹部を利用して樹脂バンプを形成した後で基板を除去することにより形成することができる。樹脂バンプの形成方法については、後述するカメラモジュールの製造方法において説明する。
【００２７】
半導体装置３０は、樹脂バンプ６に加えて、樹脂バンプ６Ａを有している。樹脂バンプ６Ａは、半導体素子１の真下の領域に設けられる。半導体素子１の真下の領域には素子固定用樹脂４が充填されるため、樹脂バンプ６Ａは素子固定用樹脂４により形成された突起部４ａ（第２の突起部）の上に金属膜３を形成した構成である。一方、樹脂バンプ６は、上述のようにモールド樹脂２により形成した突起部２ａ上に金属膜３を形成した構成である。
【００２８】
図６は図５に示す半導体装置３０の底面図である。図６において、点線で示す領域は半導体素子搭載領域であり、半導体素子１の真下の領域に相当する。樹脂バンプ６及び６Ａは、金属膜３により形成されたパターン配線３ａにより、同じく金属膜３により形成されたボンディングパッド３ｂに接続されている。
【００２９】
以上のように、本実施の形態では、半導体装置３０の底面に樹脂バンプ６と樹脂バンプ６Ａとが形成される。樹脂バンプ６Ａは、従来の半導体装置では形成されていない領域、すなわち半導体素子１の真下の領域に形成されているが、金属膜３よりなるパターン配線３ａ及びボンディングパッド３ｂを介して半導体素子１の電極に接続される。このように、半導体装置３０では、底面の全体に樹脂バンプを形成することができる。
【００３０】
したがって、本実施の形態による半導体装置３０は、従来の半導体装置に比べて、同じサイズであれば樹脂バンプの数を増やすことができる。言い換えると、従来の半導体装置と同じ数の樹脂バンプを形成するのであれば、半導体装置３０（モールド樹脂２）のサイズを低減することができ、小型化された半導体装置を実現することができる。また、半導体素子搭載領域にも樹脂バンプ６Ａを設けることにより、パターン配線の配置の自由度が増し、効率的な配線を行うことができる。
【００３１】
図７は図５に示す半導体装置３０において、回路形成面を下に向けたフェイスダウン状態で半導体素子１を配置した構成の半導体装置３５の断面図である。半導体素子１には突起電極１ａが形成されており、突起電極１ａは金属膜３により形成された配線パターンに接合されている。すなわち、図５に示す半導体素子１はワイヤボンディングであるが、図６に示す半導体素子１はフリップチップボンディングにより接続されている。
【００３２】
半導体装置３５において、モールド樹脂２の底面（実装側面）には、図２に示す半導体装置と同様に樹脂バンプ６が形成されている。半導体素子１の真下の領域にはアンダーフィル材７が充填されているが、図５に示す半導体装置３０と同様に、アンダーフィル７により突起部７ａが形成されている。そして、突起部７ａの上に金属膜３が形成され、樹脂バンプ６Ｂを構成している。
【００３３】
半導体装置３０では、素子固定用樹脂４により形成された突起部４ａにより樹脂バンプ６Ａが形成されるが、半導体装置３５では、アンダーフィル材７により形成された突起部７ａにより樹脂バンプ６Ｂが形成される。素子固定用樹脂４とアンダーフィル材は、いずれも絶縁性樹脂等よりなるため、樹脂バンプ６Ａと６Ｂは外部接続端子として同等の機能を有する。
【００３４】
以上のように、図７に示す半導体装置３５も、図５に示す半導体装置３５と同様に半導体素子１の真下の領域にも樹脂バンプ６Ｂが形成されるため、半導体装置３０と同様に、半導体装置の小型化に寄与する。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態による半導体装置であるカメラモジュールについて、図８を参照しながら説明する。図８は本発明の第２の実施の形態によるカメラモジュール４０の断面図である。図８において、図３に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付す。
【００３６】
図８に示すカメラモジュール４０において、撮像用レンズ１１が取り付けられたレンズホルダ１０は、モールド成型体１２の上面に取り付けられ、モールド成型体１２の下面には撮像素子１３が取り付けられる。モールド成型体１２の内部にはプロセッサ用素子として半導体素子１４が配置されている。半導体素子１４の電極は、モールド成型体１２の底面（実装側面）に形成された金属膜１５よりなるパターン配線にボンディングワイヤ４１により接続されている。
【００３７】
モールド成型体１２の底面には、上述の図５に示すような樹脂バンプ１６が形成されており、金属膜１５よりなるパターン配線を介して半導体素子１４及び撮像素子１３の電極に電気的に接続されている。また、半導体素子１４の真下の領域には素子固定用樹脂４２により形成された突起部４２ａを利用して樹脂バンプ１６Ａが形成されている。樹脂バンプ１６及び１６Ａは、配線基板１７のパターン配線１８に接続されている。
【００３８】
配線基板１７はフレキシブル基板であり、ポリイミドテープ等よりなる基板１９上に銅箔などによるパターン配線が施されたものである。配線基板には開口１７ａが形成されており、撮像素子１３は突起電極１３ａを有しており、開口１７ａ内に配置された状態で、モールド成型体１２の底面（実装側面）にフリップチップ実装される。撮像素子１３とモールド成型体１２との間にはアンダーフィル材４３が充填される。カメラモジュール４０は配線基板１７を介して、携帯電話機や小型コンピュータ等の外部の回路に接続される。
【００３９】
上述のような構成のカメラモジュール４０において、レンズ１０を通過した光は、フィルタガラス２０を通過して撮像素子１３の撮像面に入射して結像し、撮像素子から像に対応した電気信号が出力される。半導体素子１４は撮像素子１３からの電気信号に画像処理を施して、樹脂バンプ１６を介して配線基板１７へと出力する。このように、撮像素子１３及び半導体素子１４は、モールド成型体１２の樹脂を用いて形成された樹脂バンプ１６及び素子固定用樹脂４２を用いて形成された樹脂バンプ１６Ａにより、効率的に配線基板１７に接続される。
【００４０】
次に、図８に示すカメラモジュール４０の製造方法について、図９を参照しながら説明する。図９はカメラモジュール４０の製造工程を説明するための図である。
【００４１】
まず、銅板などよりなるリードフレーム４５を準備し、図９（ａ）に示すように、リードフレーム４５の表面に凹部４５ａを形成する。凹部４５ａは、モールド成型体１２の底面に形成される樹脂バンプ１６及び１６Ａに相当する位置及び形状に形成される。リードフレーム４５の表面に金属膜１５を形成する。金属膜１５は、凹部４５ａの内面およびリードフレームの表面に形成されパターン配線及びボンディングパッドとなるようにパターン化される。そして、リードフレーム４５の素子搭載領域に、絶縁性樹脂よりなる素子固定用樹脂４２を塗布する。この際、素子固定領域内の凹部４５ａ内に素子固定用樹脂４２を充填する。
【００４２】
次に、図９（ｂ）に示すように、半導体素子１４を素子固定用樹脂４２上に載置し、素子固定用樹脂４２を硬化させる。素子固定用樹脂４２が硬化したら、半導体素子１４の電極を、ボンディングワイヤ４１により金属膜１５により形成されたボンディングパッドに接続する。
【００４３】
続いて、図９（ｃ）に示すように、基板４５において、モールド樹脂によりモールド成型体１２を形成する。この際、素子搭載領域以外の凹部にもモールド樹脂を充填する。
【００４４】
モールド成型体１２が形成され後、図９（ｄ）に示すように、リードフレーム４５を基板４５モールド成型体１２から除去する。リードフレーム４５の除去は、剥離法やエッチングによる溶解法などを用いて行われる。
【００４５】
その後、図９（ｅ）に示すように、モールド成型体１２の底面（実装側面）に露出した金属膜１５により形成されたボンディングパッドに対して撮像素子１３をフリップチップ接合する。そして、配線基板１７の開口１７ａ内に撮像素子１３が配置された状態で配線基板１７のパターン配線１８に樹脂バンプ１６及び１６Ａを接続する。続いて、モールド成型体１２に、レンズ１１及びフィルタガラス２０が取り付けられたレンズホルダ１０を取り付けて、カメラモジュール４０が完成する。
【００４６】
以上のようなカメラモジュール４０によれば、半導体素子１４の直下にも樹脂バンプ１６Ａが配置されるため、配線パターンの引き回しのためのスペースを十分に確保することができる。これにより、配線の高密度化が可能となり、結果としてカメラモジュールの小型化を達成することができる。また、半導体素子の接着剤として用いる素子固定用樹脂を用いて樹脂バンプ用の突起部４２ａを形成するため、樹脂バンプ上の素子搭載が可能となる。
【００４７】
ワイヤボンディングする場合は、ダイボンディング時に金属配線の短絡を防ぐ必要があることから、素子固定用樹脂として絶縁性樹脂を使用する必要がある。このような絶縁性樹脂としては、基板の溶解除去で使用するエッチング液に対して耐性を有し、且つ、金属膜１５との密着力が高い樹脂が信頼性上望ましい。
【００４８】
図８に示すカメラモジュールにおいて、半導体素子１４はワイヤボンディングにより接続されているが、半導体素子１４をフリップチップボンディングすることもできる。図１０は図８に示すカメラモジュール４０の半導体素子１４をフリップチップ実装したカメラモジュールの断面図である。図１０において、図８に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４９】
図１０に示すカメラモジュール５０は、モールド成型体１２の底面（実装側面）に露出した金属膜１５に対して半導体素子１４をフリップチップ実装したものである。半導体素子１４の下側には、アンダーフィル材５１が設けられ、アンダーフィル材５１により突起部５１ａが形成される。突起部５１ａの外周には金属膜１５が形成されて、樹脂バンプ１６Ｂが構成される。
【００５０】
図１１は図１０に示すカメラモジュール５０の製造方法を説明するための図である。カメラモジュール５０の製造方法は、図９に示すカメラモジュール４０の製造方法と基本的に同じであり、異なる点は、半導体素子１４をフリップチップ実装することである。
【００５１】
すなわち、図１１（ａ）に示すように、リードフレーム４５に凹部４５ａを形成して金属膜１５を形成した後、絶縁性樹脂又は異方性導電樹脂よりなるアンダーフィル材５１を素子搭載領域に塗布する。この際、樹脂バンプ１６Ｂに相当する凹部４５ａの内側にもアンダーフィル１５を充填する。そして、図１１（ｂ）に示すように、アンダーフィル材５１の上から半導体素子１４をフリップチップ実装する。そして、図１１（ｃ）に示すように、リードフレーム４５上においてモールド成型体１２を形成する。その後の工程は、図９に示す工程と同様であり、その説明は省略する。
【００５２】
上述のカメラモジュール５０はカメラモジュール４０と同様な利点を有する。また、半導体素子１の直下にアンダーフィル材による突起部を形成して樹脂バンプを形成し、さらにフリップチップボンディングをリードフレーム４５上の平坦な金属膜１５（ボンディングパッド）に対して行うことにより、樹脂バンプ上に容易に半導体素子１４を搭載することができる。半導体素子１４をフリップチップボンディング方式で接続する方法はワイヤボンディングを用いるよりも実装面積を小さくできるため、カメラモジュールのさらなる小型化を図ることができるという利点もある。
【００５３】
ここで、カメラモジュール５０の製造方法として、樹脂バンプの部分のみを封止樹脂と異なる材質からなる樹脂で構成させ、製造工程ではリードフレームの凹部（樹脂バンプに対応する鋳型）の位置とバンプの位置が一致するようにフリップチップボンディングさせる方法も構造上可能である。ところがこの方法では、１）樹脂バンプのサイズが小さいと樹脂バンプのみを別材料で充填させることは困難である、２）リードフレーム上にハーフエッチングにより形成する凹部の加工サイズとピッチには限界がある、３）フリップチップボンディング時に使用する金属バンプも凹部の深さよりも大きいサイズにしなければ接合できない、といった欠点がある。そこで、上述のカメラモジュール５０のように、半導体素子１４の直下に樹脂バンプも含めて絶縁性樹脂を充填して半導体素子の接着剤（カメラモジュール５０の場合はアンダーフィル材）として用い、さらにフリップチップボンディングをリードフレーム上の平坦な金属膜に対して行うことにより、樹脂バンプ上の素子搭載を容易に実現することができる。
【００５４】
次に、上述のカメラモジュール５０の変形例について、図１２を参照しながら説明する。図１２はカメラモジュール５０の変形例を示す断面図である。図１２において、図１０に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
図１２に示すカメラモジュール６０は、図１０に示すカメラモジュールと基本的に同じ構成を有するが、樹脂バンプが素子搭載領域の真下のみならずその近傍に設けられている。すなわち、図１２に示すように、半導体素子１４の真下の領域（素子搭載領域）の近傍、あるいは素子搭載領域とその外側の領域にまたがった状態で、樹脂バンプ１６Ｃが形成される。樹脂バンプ１６Ｃは、樹脂バンプ１６Ｂと同様にアンダーフィル材５１より形成された突起部５１ａを用いて形成される。
【００５６】
図１３はカメラモジュール６０の製造工程を説明するための図である。カメラモジュール６０の製造工程は、図１１に示すカメラモジュール５０の製造工程と基本的に同じであり、リードフレーム４５の素子搭載領域の近傍に凹部４５ｂを形成する点が異なっている。図１３（ａ）に示すように、素子搭載領域の近傍に形成された凹部４５ｂには、リードフレーム４５の素子搭載領域に塗布されたアンダーフィル材５１が流れ込む。この状態では、凹部４５ｂの一部にアンダーフィル５１が流れ込んだ状態である。
【００５７】
そして、図１３（ｂ）に示すように、半導体素子１４がリードフレーム４５上に配置されると、半導体素子１４とリードフレーム４５との間の余分なアンダーフィル材５１が素子搭載領域からはみ出して、凹部４５ｂに流れ込み、凹部４５ｂはアンダーフィル材５１により完全に充填される。すなわち、凹部４５ｂは、はみ出したアンダーフィル材５１が流れ込むダムとして機能する。アンダーフィル材５１のはみ出し量は素子搭載領域の各辺のほぼ中央が最も多いので、凹部４５ｂを素子搭載領域の各辺の中央付近に設けることが好ましい。このように、樹脂バンプ１６Ｃは、外部接続端子として機能するだけでなく、製造時のアンダーフィル材５１のはみ出し量を制御する効果も有する。なお、図１３（ｃ）〜（ｅ）に示す工程は、図１１（ｃ）〜（ｅ）と同様であり、その説明は省略する。
【００５８】
以上のように、カメラモジュール６０の製造工程では、半導体素子１４の直下にも凹部４５ａが存在し、これらに充填されることを前提に工程を行うことになる。このため、塗布量の制御が従来よりも容易となり、製造工程がより容易になるという利点がある。従来は、アンダーフィル材５１の充填を防ぐために半導体素子１４の周囲に設けられる樹脂バンプの位置を素子搭載領域からある程度離していた。しかし、上述の樹脂バンプ１６Ｃを形成することにより、樹脂バンプの位置を素子搭載領域から離しておく必要がなくなるため、配線パターン設計に余裕が生まれ、配線の高密度化が達成できるという利点もある。
【００５９】
次に、図８に示すカメラモジュール４０の変形例について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、サポート用樹脂バンプが設けられたカメラモジュール７０の断面図である。図１４において、図８に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００６０】
カメラモジュール７０は、図８に示すカメラモジュール４０と基本的に同じ構成を有するが、サポート用樹脂バンプ１６Ｄ（ダミー樹脂バンプとも称する）が設けられている点が異なる。サポート用樹脂バンプ１６Ｄは、パターン配線に接続されていない孤立した樹脂バンプであり、半導体素子１４の近傍に配置される。サポート用樹脂バンプ１６Ｄは、樹脂バンプ１６と同様に、モールド成型体１２を形成するためのモールド用封止樹脂により形成された突起部１２ａ（ダミー突起部）を利用して形成される。
【００６１】
サポート用樹脂バンプ１６Ｄを設ける構成は、半導体素子直下で樹脂バンプ１６Ａを構成する素子固定用樹脂と金属膜１５との密着性が、モールド用封止樹脂と金属膜１５との密着性よりも劣る場合に効果的である。すなわち、樹脂バンプ用の樹脂突起部５１ａと金属膜１５との密着性が劣ると、樹脂バンプ１６Ａと配線基板１７のランドとの接続強度が小さくなるため、機械的な応力が継続して加わった時に樹脂−金属膜間で剥離などが発生しやすく、その結果接続信頼性が低下する恐れがある。そこで、半導体素子１４の周囲にサポート用樹脂バンプ１６Ｄを配置し、これを基板と接続させる。接続強度の弱い樹脂バンプ１６Ａを接続強度の強い樹脂バンプ１６で囲むことにより、樹脂バンプ１６Ａが良好な接続状態を維持するように樹脂バンプ１６Ａを半導体素子１４の周辺からサポートすることができる。例えば、半導体素子１４の４隅の近傍にサポート用樹脂バンプ１６Ｄを配置することが好ましい。
【００６２】
図１５は上述のサポート用樹脂バンプ１６Ｄを図１０に示すカメラモジュールに設けた例を示す断面図である。図１５に示すカメラモジュール７５は、図１０に示すカメラモジュール５０と基本的に同じ構成であるが、サポート用樹脂バンプ１６Ｄが設けられている点が異なる。カメラモジュール５０のようにアンダーフィル材５１により形成された突起部５１ａを利用して樹脂バンプ１６Ｂを形成した場合、樹脂バンプ１６Ｂを構成するアンダーフィル材５１と金属膜１５との密着性が、モールド用封止樹脂と金属膜１５との密着性よりも劣ることがある。このような場合に、サポート用樹脂バンプ１６Ｄを設ける構成は効果的である。
【００６３】
次に、図８に示すカメラモジュール４０の他の変形例について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、撮像素子の一部と半導体素子の一部が重なった状態で配置されたカメラモジュール８０の断面図である。図１６において、図８に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００６４】
カメラモジュール８０は、図８に示すカメラモジュール４０と基本的に同じ構成を有するが、図１６は、撮像素子の一部と半導体素子の一部が重なった状態で配置されている点が異なる。撮像素子１３のサイズ大きく、フリップチップ接続部がモールド成型体１２の開口１２ｂからある程度離れている場合、撮像素子１３の一部と半導体素子１４の一部が重なった状態で配置することにより、モールド成型体１２を小型化できる。この結果、カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００６５】
なお、撮像素子１３のサイズが大きい場合、撮像素子１３の上方におけるモールド成型体１２の中に、コンデンサ等の能動素子８１を組み込むことにより、モールド成型体１２が占める空間を有効に利用することができる。
【００６６】
図１７は、撮像素子の一部と半導体素子の一部が重なった状態で配置された構成を、図１０に示すカメラモジュール５０に適用した例を示す断面図である。図１７において、図１０に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。図１７に示すカメラモジュール８５は、図８に示すカメラモジュール４０と基本的に同じ構成を有するが、撮像素子の一部と半導体素子の一部が重なった状態で配置されている点が異なる。カメラモジュール８５は、図１６に示すカメラモジュール８０と同様な利点を有する。
【００６７】
上記の如く、本明細書は以下の発明を開示する。
【００６８】
（付記１）  半導体素子と、
該半導体素子を封止するモールド樹脂と、
該モールド樹脂の実装側面に突出形成された突起部と、
前記モールド樹脂の実装側面においてパターン配線を形成すると共に前記突起部上に形成され、前記突起部と共に外部接続端子を構成する金属膜と
を有する半導体装置であって、
前記半導体素子の電極は前記パターン配線に電気的に接続され、
前記突起部は、前記半導体素子の周囲に位置する第１の突起部と、前記半導体素子の搭載領域内における前記実装側面に形成された第２の突起部とを含むことを特徴とする半導体装置。
【００６９】
（付記２）  付記１記載の半導体装置であって、
前記実装側面と前記半導体素子との間に、前記モールド樹脂とは異なる樹脂が設けられ、前記第２の突起部は該異なる樹脂により形成されたことを特徴とする半導体装置。
【００７０】
（付記３）  付記２記載の半導体装置であって、
前記半導体素子の電極は金属ワイヤにより前記パターン配線に接続され、前記異なる樹脂は素子固定用樹脂であることを特徴とする半導体装置。
【００７１】
（付記４）  付記２記載の半導体装置であって、
前記半導体素子の電極は突起電極であり、前記半導体素子は前記パターン配線に対してフリップチップ接合され、前記異なる樹脂はアンダーフィル材であることを特徴とする半導体装置。
【００７２】
（付記５）  付記１乃至４のうちいずれか一項記載の半導体装置であって、
前記第１の突起部と前記第２の突起部とは、前記実装側面の略全体わたって、グリッド上に配列されたことを特徴とする半導体装置。
【００７３】
（付記６）  撮像用レンズを担持するレンズホルダと、
該レンズホルダが取り付けられるモールド成型体と、
前記モールド成型体の実装側面に形成された突起部と、
前記モールド成型体の実装側面においてパターン配線を形成すると共に前記突起部上に形成され、前記突起部と共に外部接続端子を構成する金属膜と、
該モールド成型体中に埋め込まれた半導体素子と、
前記モールド成型体の実装側面に実装され、前記モールド成型体の開口を通じて前記撮像用レンズに対向する撮像面を有する撮像素子と、
前記モールド成型体が実装された配線基板と
を有するカメラモジュールであって、
前記半導体素子の電極は前記パターン配線に電気的に接続され、
前記突起部は、前記半導体素子の周囲に位置する第１の突起部と、前記半導体素子の搭載領域内における前記実装側面に形成された第２の突起部とを含むことを特徴とするカメラモジュール。
【００７４】
（付記７）  付記６記載のカメラモジュールであって、
前記実装側面と前記半導体素子との間に、前記モールド樹脂とは異なる樹脂が設けられ、前記第２の突起部は該異なる樹脂により形成されたことを特徴とするカメラモジュール。
【００７５】
（付記８）  付記７記載のカメラモジュールであって、
前記半導体素子の電極は金属ワイヤにより前記パターン配線に接続され、前記異なる樹脂は素子固定用樹脂であることを特徴とするカメラモジュール。
【００７６】
（付記９）  付記７記載のカメラモジュールであって、
前記半導体素子の電極は突起電極であり、前記半導体素子は前記パターン配線に対してフリップチップ接合され、前記異なる樹脂はアンダーフィル材であることを特徴とするカメラモジュール。
【００７７】
（付記１０）  付記９記載のカメラモジュールであって、
前記第２の突起部は、前記モールド成型体の実装側面において素子搭載領域の外側の近傍にも形成されていることを特徴とするカメラモジュール。
【００７８】
（付記１１）  付記１０記載のカメラモジュールであって、
前記素子搭載領域の外側の近傍に形成される第２の突起部は、前記素子搭載領域の各辺の中央の近傍に配置されることを特徴とするカメラモジュール。
【００７９】
（付記１２）  付記６記載のカメラモジュールであって、
前記第１の突起部は、前記半導体素子の周囲近傍に配置されたダミー突起部を含み、該ダミー突起部上に形成された金属膜は、前記配線パターンから孤立していることを特徴とするカメラモジュール。
【００８０】
（付記１３）  付記１２記載のカメラモジュールであって、
前記ダミー突起部は、前記素子搭載領域の各角部の近傍に配置されることを特徴とするカメラモジュール。
【００８１】
（付記１４）  付記６記載のカメラモジュールであって、
前記撮像素子の一部と前記半導体装置の一部とは、互いに重なり合った状態で配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
【００８２】
（付記１５）  リードフレームの搭載面で素子搭載領域を含む領域に凹部を形成し、
前記リードフレームの搭載面及び該凹部内に金属膜を形成し、
該素子搭載領域内に形成された凹部内に絶縁性樹脂を充填し、
前記リードフレームの前記素子搭載領域に半導体素子を搭載し、
前記リードフレーム上で前記半導体素子を樹脂封止し、
前記リードフレームを除去する
各工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８３】
（付記１６）  リードフレームの搭載面で素子搭載領域を含む領域に凹部を形成し、
前記リードフレームの搭載面及び該凹部内に金属膜を形成し、
該素子搭載領域内に形成された凹部内に絶縁性樹脂を充填し、
前記リードフレームの前記素子搭載領域に半導体素子を搭載し、
前記リードフレーム上で前記半導体素子をモールド樹脂により封止し、且つ該モールド樹脂を前記素子搭載領域以外の領域に形成された前記凹部内に充填し、
該モールド成型体から前記リードフレームを除去し、
前記モールド成型体の搭載面に露出した前記金属膜に対して撮像素子をフリップチップ実装し、
前記凹部に充填された前記絶縁性樹脂及び前記モールド樹脂により形成された突起部上の前記金属膜を用いて、前記モールド成型体を配線基板に実装し、
撮像用レンズが設けられたレンズホルダを前記モールド成型体に取り付ける
各工程を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【００８４】
（付記１７）  付記１６記載のカメラモジュールの製造方法であって、
前記絶縁性樹脂は素子固定用樹脂であり、
前記半導体素子を搭載する工程は、前記半導体素子の電極を前記金属膜にワイヤボンディングする工程を含む
ことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【００８５】
（付記１８）  付記１６記載のカメラモジュールの製造方法であって、
前記絶縁性樹脂はアンダーフィル材であり、
前記半導体素子を搭載する工程は、前記半導体素子を前記金属膜にフリップチップ接合する工程を含む
ことを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】樹脂バンプを有する半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】樹脂バンプを有する半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図３】樹脂バンプを有するカメラモジュールの一例を示す断面図である
【図４】樹脂バンプを有するカメラモジュールの他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による半導体装置を示す断面図である。
【図６】図５に示す半導体装置の底面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による半導体装置の他の例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態によるカメラモジュールを示す断面図である。
【図９】図８に示すカメラモジュールの製造工程を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態によるカメラモジュールの他の例を示す断面図である。
【図１１】図１０に示すカメラモジュールの製造工程を説明するための図である。
【図１２】図１０に示すカメラモジュールの変形例を示す断面図である。
【図１３】図１２に示すカメラモジュールの製造工程を説明するための図である。
【図１４】図８に示すカメラモジュールの他の変形例を示す断面図である。
【図１５】図１０に示すカメラモジュールの他の変形例を示す断面図である。
【図１６】図８に示すカメラモジュールのさらに他の変形例を示す断面図である。
【図１７】図１０に示すカメラモジュールのさらに他の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１，１４  半導体素子
１ａ  突起電極
２  モールド樹脂
２ａ，４ａ，７ａ，５１a  突起部
３，１５  金属膜
３ａ  パターン配線
３ｂ  ボンディングパッド
４  素子固定用樹脂
５，４１  ボンディングワイヤ
６，１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ  樹脂バンプ
７，４３，５１  アンダーフィル材
１０  レンズホルダ
１１  レンズ
１２  モールド成型体
１２ａ，４２ａ，５１ａ  突起部
１２ｂ  開口
１３  撮像素子
１７  配線基板
１７ａ  開口
１８  パターン配線
１９  基板
２０  フィルタガラス
３０，３５  半導体装置
４０，５０，６０，７０，７５，８０，８５  カメラモジュール
４５  リードフレーム
４５ａ，４５ｂ  凹部
【図１】
2006180523.tif 000003
【図２】
2006180523.tif 000004
【図３】
2006180523.tif 000005
【図４】
2006180523.tif 000006
【図５】
2006180523.tif 000007
【図６】
2006180523.tif 000008
【図７】
2006180523.tif 000009
【図８】
2006180523.tif 000010
【図９】
2006180523.tif 000011
【図１０】
2006180523.tif 000012
【図１１】
2006180523.tif 000013
【図１２】
2006180523.tif 000014
【図１３】
2006180523.tif 000015
【図１４】
2006180523.tif 000016
【図１５】
2006180523.tif 000017
【図１６】
2006180523.tif 000018
【図１７】
2006180523.tif 000019