(57)【要約】【課題】樹脂基材を用いながら、水分の透過を大幅に抑制することができ、薄型、かつ小型で、しかも高信頼性の固体撮像装置を提供する。【解決手段】一方の面上に素子搭載領域と素子接続用ランド１３が設けられ、他方の面上に外部接続用ランド１４が設けられた樹脂基材１２と、素子搭載領域上に搭載された半導体撮像素子２１と、半導体撮像素子の電極端子２１ａと素子接続用ランド１３とを電気的に接続する金属細線２２と、樹脂基材１２の一方の面上に設けられた枠状リブ１７と、枠状リブ１７に接着された透明蓋板２４とを備え、樹脂基材１２には一方の面上に形成された第１の有機被膜１５と、他方の面上に形成された第２の有機被膜１６とが設けられており、第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６とはソルダーレジストからなり、かつ第１の有機被膜１５は第２の有機被膜１６に比べてフィラーの含有量が高く、その含有量を５０重量％から９０重量％の範囲とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面上に光学デバイス搭載領域を有する平板状の樹脂基材と、前記樹脂基材の一方の面上の外周領域に固定し、前記素子搭載領域を囲む枠状リブと、前記素子搭載領域上に搭載した光学デバイスと、前記光学デバイスを覆って前記枠状リブに接着した透明蓋板とを備え、
前記樹脂基材の一方の面上に形成した第１の有機被膜がソルダーレジストからなり、前記ソルダーレジストのフィラーの含有量が５０重量％から９０重量％の範囲であることを特徴とする光学デバイス装置。
【請求項２】
前記樹脂基材は、一方の面上に光学デバイス接続用ランドを有し、他方の面上に外部接続用ランドを有し、前記光学デバイスの電極と前記光学デバイス接続用ランドが電気的に接続し、前記光学デバイス接続用ランドが前記樹脂基材の一方の面上に形成した第１の有機被膜の開口部において露出し、前記外部接続用ランドが前記樹脂基材の他方の面上に形成した前記第２の有機被膜の開口部において露出し、前記第１の有機被膜と前記第２の有機被膜がソルダーレジストからなり、かつ前記第１の有機被膜は前記第２の有機被膜に比べてフィラーの含有量が高く、その含有量が５０重量％から９０重量％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス装置。
【請求項３】
前記光学デバイスが半導体撮像素子からなり、固体撮像装置を構成することを特徴とする請求項１または２に記載の光学デバイス装置。
【請求項４】
前記第１の有機被膜は、前記光学デバイス接続用ランドのそれぞれの外周領域を覆うとともに、少なくとも前記枠状リブで囲まれた領域の前記樹脂基材面上に形成された電極パターンに一部が重なり、全体として連続したパターン形状に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光学デバイス装置。
【請求項５】
前記枠状リブは樹脂材料からなり、その内周面上に前記第１の有機被膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光学デバイス装置。
【請求項６】
前記第１の有機被膜と前記第２の有機被膜の前記フィラーはそれぞれ異なる無機粒子からなることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の光学デバイス装置。
【請求項７】
前記樹脂基材は内層領域に内部配線層が形成された多層配線構成からなり、前記光学デバイス接続用ランドと前記外部接続用ランドが、前記樹脂基材の内層領域に形成された内部配線層およびビア導体とを介して電気的に接続することを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載の光学デバイス装置。
【請求項８】
前記樹脂基材は、ガラスエポキシ樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、アクリルブタジェンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂およびアクリル樹脂から選択された１種類からなることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の光学デバイス装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の光学デバイス装置における光学デバイスを半導体撮像素子として構成した固体撮像装置を用いることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１０】
半導体撮像素子を搭載する素子搭載領域と前記素子搭載領域の周囲に配置した複数の素子接続用ランドとを樹脂平板の一方の面上に一定の配列ピッチで複数個形成するとともに、前記素子接続用ランドと電気的に接続する外部接続用ランドを前記樹脂平板の他方の面上に前記配列ピッチと同一の配列ピッチで形成して多面取り基板を形成する工程と、
前記多面取り基板の一方の面上であって、前記素子接続用ランドのそれぞれの外周領域を覆うとともに、少なくとも枠状リブで囲む領域に相当する前記樹脂平板の面上に、フィラー含有量が５０重量％から９０重量％の範囲からなるソルダーレジストを用いて連続したパターン形状の第１の有機被膜を形成する工程と、
前記多面取り基板の他方の面上に、前記外部接続用ランドが露出するように前記第１の有機被膜に比べてフィラーの含有量が少ない第２の有機被膜を形成する工程と、
前記多面取り基板の一方の面上であって、前記素子接続用ランドよりも外周領域に、それぞれの前記素子搭載領域を囲むように格子形状の枠状部を接着する工程と、
前記枠状部の中心線に沿って、前記多面取り基板と前記枠状部とを切断して個片化する工程と、
前記素子搭載領域に半導体撮像素子を搭載し、前記半導体撮像素子の電極端子と前記素子接続用ランドとを金属細線により接続する工程と、
前記半導体撮像素子および前記金属細線を覆い、前記枠状リブに透明蓋板を接着する工程とを備えたことを特徴とする光学デバイス装置の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂平板は、前記配列ピッチに対応して内層領域に内部配線層が形成された多層配線構成からなり、前記素子接続用ランドと前記外部接続用ランドとの電気的な接続は、前記樹脂平板の内層領域に形成された内部配線層と、前記内部配線層に電気的に接続し、かつ異なる位置に配置された少なくとも２つのビア導体とを用いて行うことを特徴とする請求項１０に記載の光学デバイス装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイス装置およびその製造方法ならびにカメラモジュールに関し、特に半導体撮像素子の耐湿性に係る技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学デバイス、特に半導体撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー）を搭載する固体撮像装置において主として用いられている構成は、パッケージの中空形状をなす領域に半導体撮像素子を搭載し、ワイヤボンディングにより実装した後に、ガラス等の透明蓋板により蓋をして封止を行うものである。このような構成の固体撮像装置に用いられてきたパッケージは、従来ではセラミック基材を立体的に加工したセラミックパッケージであった。
【０００３】
しかしながら、携帯電話やディジタルカメラ等の小型化、薄型化の進展に伴い、固体撮像装置に対してもさらに低コスト化と薄型化の要求が強まってきているが、セラミックパッケージではその対応が困難であるので、樹脂基材を用いたパッケージの開発が積極的に行われている。
【０００４】
しかし、樹脂パッケージは、従来用いられているセラミックパッケージに比べて剛性が低く、容易に湾曲等が生じやすいだけでなく、水分等が樹脂基材を透過するために、固体撮像装置の信頼性を保障することが困難であるという課題を有している。
【０００５】
例えば、水分等が半導体撮像素子の実装されている領域内に浸透すると、半導体撮像素子の電極端子と樹脂基材の素子接続ランドとを接続するワイヤリードが腐食して断線する等の不良が生じる場合がある。また、半導体撮像素子の撮像素子形成領域の面上や透明部材の面上に結露等が発生すると、画像欠陥が発生するという課題もある。
【０００６】
このために、熱硬化性樹脂モールドパッケージを用いる場合には、耐湿性を向上させるための方法としてパッケージの底部を厚くすることが行われてきた。しかしながら、このようにパッケージの底部の厚みを大きくすれば、固体撮像装置としての厚みが大きくなることから、薄型化の要求が特に強い携帯電話やディジタルカメラ等の用途には好ましくない方法である。
【０００７】
これに対して、熱硬化性樹脂パッケージを用いながら、固体撮像装置としての厚みをほとんど増加させることなく耐湿性を改善する方法が、例えば、特許文献１において提案されている。
【０００８】
この耐湿性を改善する方法は、固体撮像装置のパッケージの底面に水分透過防止層を形成するものであり、水分透過防止層として金属膜、合金膜、金属酸化物膜、金属ケイ化物膜、あるいは金属炭化物膜等を用いることで水分の透過を防いでいる。
【０００９】
さらに他の耐湿性を改善する方法としては、熱硬化性樹脂パッケージの全外周面を水分透過性の低い被膜で覆う構成が、例えば、特許文献２において提案されている。
この場合に、水分透過性の低い被膜としては、ポリマータイプの被膜材料を２０μｍ〜３０μｍの厚みでコーティングして形成する。このような被膜材料を形成することで、パッケージ内部への水分の侵入を防止している。
【特許文献１】特開平４−３４３４５７号公報
【特許文献２】特開平１０−７４８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した構成において、熱硬化性樹脂パッケージの底面に金属単体膜や合金膜あるいは炭化物膜等を水分透過防止膜として形成する場合にあっては、より小型化、薄型化を実現するために樹脂パッケージの底面部にはんだ等の接続部材を設けて回路基板に直接接続する構成は実現が困難である。つまり、水分透過防止膜が金属単体、合金等の導電性を有するものであると、樹脂パッケージの底面部においてはんだ等の接続部材間にショートが発生するという課題を有する。また、水分透過防止膜として、金属酸化物膜等の絶縁膜を用いる場合には、スパッタリング等の方法で形成するので低コスト化が困難である。
【００１１】
また、熱硬化性樹脂パッケージの全外周面を水分透過性の低い被膜で覆う場合にあっては、被膜形成後に樹脂パッケージの外周面に形成した被膜材料が、例えば固体撮像装置の取り扱い過程や回路基板への実装時の取り扱い時に接触等により破れたり、剥がれたりする可能性がある。このような皮膜の破れや剥離が生じる要因は、長期的な信頼性を確保するうえでマイナス要因となる課題を有している。
【００１２】
本発明は、固体撮像装置等においてパッケージに樹脂基材を用いながらも水分の透過を大幅に抑制することができるものであって、薄型、かつ小型で、しかも高信頼性の光学デバイス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために、本発明の光学デバイス装置は、一方の面上に光学デバイス搭載領域を有する平板状の樹脂基材と、前記樹脂基材の一方の面上の外周領域に固定し、前記素子搭載領域を囲む枠状リブと、前記素子搭載領域上に搭載した光学デバイスと、前記光学デバイスを覆って前記枠状リブに接着した透明蓋板とを備え、前記樹脂基材の一方の面上に形成した第１の有機被膜がソルダーレジストからなり、前記ソルダーレジストのフィラーの含有量が５０重量％から９０重量％の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることにより、薄い樹脂基材を用い、その周辺に枠状リブを固定してなる樹脂パッケージを用いた光学デバイス装置であっても、樹脂パッケージからの水分の透過を抑制し、かつ平坦性の良好なものにすることができる。また、第１の有機被膜を内部に形成することで、光学デバイス装置の表面が他物体と擦れる等の現象が生じても信頼性が低下することがない。この結果、回路基板等への実装不良が生じ難く、かつ長期的な信頼性に優れた固体撮像装置を実現できる。
【００１５】
さらに第一の有機皮膜のフィラー含有量を高くしていることで有機皮膜の熱伝導が良くなり、半導体撮像素子からの発熱を基板厚み方向だけでなく平面方向へも放熱することが可能となり、高温による素子の特性低下を防止することができる。
【００１６】
なお、第１の有機被膜のフィラーの含有量は５０重量％〜９０重量％の範囲とすることが望ましいのは、５０重量％未満であると、水分の透過を充分抑制できなくなり、一方９０重量％より多い場合には、被膜硬度が大きくなりすぎてクラックや剥離等が生じやすくなることによる。
【００１７】
また、前記樹脂基材は、一方の面上に光学デバイス接続用ランドを有し、他方の面上に外部接続用ランドを有し、前記光学デバイスの電極と前記光学デバイス接続用ランドが電気的に接続し、前記光学デバイス接続用ランドが前記樹脂基材の一方の面上に形成した第１の有機被膜の開口部において露出し、前記外部接続用ランドが前記樹脂基材の他方の面上に形成した前記第２の有機被膜の開口部において露出し、前記第１の有機被膜と前記第２の有機被膜がソルダーレジストからなり、かつ前記第１の有機被膜は前記第２の有機被膜に比べてフィラーの含有量が高く、その含有量が５０重量％から９０重量％の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、半導体撮像素子が搭載されている空間部への水分の浸入をより有効に抑制できる。
また、前記光学デバイスが半導体撮像素子からなり、固体撮像装置を構成することを特徴とする。
【００１９】
また、前記第１の有機被膜は、前記光学デバイス接続用ランドのそれぞれの外周領域を覆うとともに、少なくとも前記枠状リブで囲まれた領域の前記樹脂基材面上に形成された電極パターンに一部が重なり、全体として連続したパターン形状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このような構成とすることにより、半導体撮像素子が搭載されている空間部への水分の浸入をより有効に抑制できる。
また、前記枠状リブは樹脂材料からなり、その内周面上に前記第１の有機被膜が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
このような構成とすることにより、薄い樹脂材料からなる枠状リブを用いても、枠状リブからの水分の透過を抑制することができる。したがって、枠状リブの幅を小さくすることも可能となり、さらに小型の光学デバイスを実現できる。
【００２２】
また、前記第１の有機被膜と前記第２の有機被膜の前記フィラーはそれぞれ異なる無機粒子からなることを特徴とする。
このような構成とすることにより、第１の有機被膜中のフィラーの含有量を第２の有機被膜中のフィラーの含有量より多くすることを容易に実現できる。さらに、第１の有機被膜の線膨脹係数を第２の有機被膜の線膨張係数より小さくすることも容易に可能となるので、薄い樹脂基材を用いた場合でも樹脂パッケージとしての反りも小さくできる。この結果、回路基板へのハンダ接続不良も大幅に抑制できる。なお、異なるフィラーとしては、例えば第１の有機被膜中のフィラーとして線膨張係数の小さなシリカ粒子を用い、第２の有機被膜中のフィラーとしてシリカ粒子より線膨張係数の大きなアルミナ粒子を用いることができる。
【００２３】
また、前記樹脂基材は内層領域に内部配線層が形成された多層配線構成からなり、前記光学デバイス接続用ランドと前記外部接続用ランドが、前記樹脂基材の内層領域に形成された内部配線層およびビア導体とを介して電気的に接続することを特徴とする。
【００２４】
このような構成とすることにより、樹脂パッケージには一方の面から他方の面にかけて貫通するような貫通導体を有しないようにできる。貫通導体は水分が透過しやすい構成であるが、貫通導体を設けずに樹脂基材を構成することから樹脂基材を透過する水分をさらに大幅に抑制できる。
【００２５】
また、前記樹脂基材は、ガラスエポキシ樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、アクリルブタジェンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂およびアクリル樹脂から選択された１種類からなることを特徴とする。
【００２６】
このような構成とすることにより、従来の樹脂配線基板の製造工程を用いて配線パターンを容易に形成することができる。
本発明のカメラモジュールは、上記した何れかの光学デバイス装置における光学デバイスを半導体撮像素子として構成した固体撮像装置を用いることを特徴とする。
【００２７】
このカメラモジュールを内蔵させることにより、小型、薄型で、かつ高信頼性の携帯用電子機器、例えば携帯電話やディジタルカメラを実現できる。
本発明の光学デバイス装置の製造方法は、半導体撮像素子を搭載する素子搭載領域と前記素子搭載領域の周囲に配置した複数の素子接続用ランドとを樹脂平板の一方の面上に一定の配列ピッチで複数個形成するとともに、前記素子接続用ランドと電気的に接続する外部接続用ランドを前記樹脂平板の他方の面上に前記配列ピッチと同一の配列ピッチで形成して多面取り基板を形成する工程と、前記多面取り基板の一方の面上であって、前記素子接続用ランドのそれぞれの外周領域を覆うとともに、少なくとも枠状リブで囲む領域に相当する前記樹脂平板の面上に、フィラー含有量が５０重量％から９０重量％の範囲からなるソルダーレジストを用いて連続したパターン形状の第１の有機被膜を形成する工程と、前記多面取り基板の他方の面上に、前記外部接続用ランドが露出するように前記第１の有機被膜に比べてフィラーの含有量が少ない第２の有機被膜を形成する工程と、前記多面取り基板の一方の面上であって、前記素子接続用ランドよりも外周領域に、それぞれの前記素子搭載領域を囲むように格子形状の枠状部を接着する工程と、前記枠状部の中心線に沿って、前記多面取り基板と前記枠状部とを切断して個片化する工程と、前記素子搭載領域に半導体撮像素子を搭載し、前記半導体撮像素子の電極端子と前記素子接続用ランドとを金属細線により接続する工程と、前記半導体撮像素子および前記金属細線を覆い、前記枠状リブに透明蓋板を接着する工程とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
このような方法とすることにより、大面積の平板の状態で、素子接続用ランド、外部接続ランド、第１の有機被膜、第２の有機被膜および枠状リブとなる枠状部の固定等を行った後、切断して個片化することで樹脂パッケージを一括して複数形成することができる。なお、枠状部は、その中心線に沿って切断して個片化した後には、枠状リブとなる。また、樹脂平板は切断して個片化した後には、樹脂基材となり、これらにより樹脂パッケージが構成される。なお、個片化する工程は、半導体撮像素子を素子搭載領域に搭載し、金属細線により接続し、さらに透明蓋板を接着した後に行うようにしてもよい。
【００２９】
また、前記樹脂平板は、前記配列ピッチに対応して内層領域に内部配線層が形成された多層配線構成からなり、前記素子接続用ランドと前記外部接続用ランドとの電気的な接続は、前記樹脂平板の内層領域に形成された内部配線層と、前記内部配線層に電気的に接続し、かつ異なる位置に配置された少なくとも２つのビア導体とを用いて行うことを特徴とする。
【００３０】
このような方法とすることにより、樹脂パッケージには一方の面から他方の面にかけて貫通するような貫通導体を有しないようにできる。貫通導体は水分が透過しやすい構成であるが、貫通導体を設けずに樹脂基材を構成するので樹脂基材を透過する水分をさらに大幅に抑制できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、薄い樹脂基材を用いながら、樹脂基材を透過して半導体撮像素子が搭載されている空間部に水分が浸入することを大幅に抑制できる。また、固体撮像装置としての反りも小さくできるので、回路基板等への半田付け実装の不良発生も大幅に抑制できる。また、半導体撮像素子からの発熱を基板厚み方向だけでなく平面方向へも放熱することが可能となり、高温による素子の特性低下を防止することができる。この結果、小型、薄型化が可能で、かつ信頼性が高く、安価な光学デバイス装置を実現できるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの図においては、それぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状と異なるものとして表示している。また、半導体撮像素子上の電極の個数や樹脂パッケージ上の素子接続ランドや外部接続用ランドの個数も実際とは異なり、図示しやすい個数としている。本実施の形態で示す例は固体撮像装置であるが、本発明は他の光学デバイス装置、例えば、ＬＥＤ、フォトダイオード、レーザーなどに適用しても同様の効果が得られる。
【００３３】
図１は本実施の形態にかかる固体撮像装置の概略斜視図である。図２は同固体撮像装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における２Ａ−２Ａ矢視断面図である。図３は同固体撮像装置に用いられる樹脂パッケージの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における３Ａ−３Ａ矢視断面図である。
【００３４】
以下、図１から図３を用いて本実施の形態の固体撮像装置の構成を説明する。本実施の形態の固体撮像装置１０は、樹脂パッケージ１１が樹脂基材１２と枠状リブ１７からなり、樹脂パッケージ１１の枠状リブ１７で囲まれた内部に半導体撮像素子２１を搭載し、半導体撮像素子２１の電極端子２１ａを金属細線２２により樹脂パッケージ１１の素子接続用ランド１３に接続し、枠状リブ１７の段差部１７ａに透明蓋板２４を接着した構成をなす。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、樹脂パッケージ１１は枠状リブ１７に囲まれた内部の所定位置が半導体撮像素子２１を搭載するための素子搭載領域２７をなす。樹脂基材１２は平板形状をなし、一方の面上の素子搭載領域２７に対応する位置に配置したダイパターン１８および素子搭載領域２７の周囲に配置した素子接続用ランド１３と、他方の面上で所定位置に配置した外部接続用ランド１４とを備えている。
【００３６】
樹脂基材１２は主基材１２ａの内層領域に内部配線層１２ｄと内部配線層１２ｄに電気的に接続するビア導体１２ｂ、１２ｃとを形成した多層配線構造をなし、素子接続用ランド１３と外部接続用ランド１４が内部配線層１２ｄおよび２つのビア導体１２ｂ、１２ｃを介して電気的に接続している。樹脂基材１２は矩形状で、その厚みは４０μｍ〜１０００μｍ程度の範囲を選択することができるが、薄型の固体撮像装置を実現するためには２００μｍ程度とすることが好ましい。
【００３７】
樹脂基材１２の主基材１２ａには、ＦＲ−４に代表されるガラスエポキシ樹脂を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、アクリルブタジェンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂およびアクリル樹脂を用いてもよい。また、これらのうちのいずれかの樹脂をガラス布に含浸させたものを用いることもできる。
【００３８】
樹脂基材１２の一方の面上には第１の有機被膜１５が形成してあり、他方の面上には第２の有機被膜１６が形成してあり、ダイパターン１８および素子接続用ランド１３は第１の有機被膜１５の所定位置に所定形状で露出しており、外部接続用ランド１４は第２の有機被膜１６の所定位置に所定形状で露出している。
【００３９】
つまり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の有機被膜１５は素子接続用ランド１３の外周領域を覆うだけでなく、枠状リブ１７で囲まれた樹脂基材１２の一方の面上に連続的なパターン形状に形成してあり、その開口部１５ａは素子接続用ランド１３より小さく開口し、ダイパターン１８の一部のみが露出する程度に開口している。第２の有機被膜１６は外部接続用ランド１４の外周領域を覆うだけでなく、樹脂基材１２の他方の面上に全体的に形成してあり、その開口部１６ａは外部接続用ランド１４の小さく開口しているが、必ずしも小さな開口に形成することは要求されない。この第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６については後に詳述する。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、半導体撮像素子２１は樹脂パッケージ１１の素子搭載領域２７に対応する第１の有機被膜１５とダイパターン１８の上に、例えば導電性の熱硬化型接着剤２３により接着固定されている。枠状リブ１７は、樹脂基材１２の一方の面上における素子接続用ランド１３よりも外周領域に固定してあり、少なくとも金属細線２２に接触しない高さを有する。
【００４１】
枠状リブ１７は、例えば金型成形用に用いられるビフェニル樹脂を用いて、あらかじめ枠状に形成しておき、樹脂基材１２に接着固定することで形成するが、ビフェニル樹脂に限定されることはなく、例えばエポキシ樹脂を用いることもできる。なお、枠状リブ１７の内周部には、透明蓋板２４を嵌め込んで接着固定するための段差部１７ａを形成しているが、このような形状は枠状に形成するときに同時に形成すれば容易に加工できる。ただし、透明蓋板２４を枠状リブ１７に対してずれなく接着できる場合には、このような段差部１７ａを特に設ける必要はない。
【００４２】
透明蓋板２４は、枠状リブ１７の段差部１７ａに嵌め込んで配置し、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂あるはポリイミド系樹脂等で、かつ紫外線硬化特性を有する光熱硬化型の接着剤２５を用いて段差部１７ａに接着している。透明蓋板２４は、例えば硬質ガラス、石英または透明樹脂を用いており、その厚みは１００μｍ〜６００μｍの範囲にあり、好ましくは４００μｍ程度とすることが望ましい。
【００４３】
外部接続用電極１４には、電子機器の回路基板に実装するための導電性電極２６が形成されている。この導電性電極２６は、例えばハンダボールでもよいし、あるいは表面に導電性被膜を形成した樹脂ボールでもよい。ハンダボールとしては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｚｎ−Ｂｉ系等、種々の組成のハンダ材料を用いることができる。導電性電極２６にハンダボールを用いる場合には回路基板にハンダ付け実装することができるし、導電性接着剤を用いて実装してもよい。また、導電性樹脂ボールを用いる場合にも、ハンダ付けあるいは導電性接着剤による接着のいずれであってもよい。
【００４４】
両面に形成する素子接続用ランド１３、ダイパターン１８を含む電極パターンおよび外部接続用ランド１４は、例えば以下のようにして形成する。なお、素子接続用ランド１３とダイパターン１８以外の電極パターンについては図示していない。
【００４５】
まず、電解メッキあるいは無電解メッキまたはこれらを併用して銅等の導体被膜を主基材１２ａ上に直接堆積する。または、電解銅箔などの導体箔と主基材１２ａのプリプレグとを積層し熱プレスを行って接着し、銅箔をエッチングしてパターン形成を行う。この場合、その厚みは５μｍ〜５０μｍの範囲とすることが好ましいが、パターン加工等の面からは１５μｍ程度の厚みに設定することがより好ましい。このようにして形成した導体被膜を、例えばエッチングしてパターン加工する。そして、その上層には、電解メッキや無電解メッキ等を用いて、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）の２層構成膜を形成する。これらの厚みは、例えばニッケルが１μｍ〜１０μｍの範囲で、好ましくは３μｍとし、金が０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲で、好ましくは０．０５μｍとする。
【００４６】
以下に、第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６とについて説明する。第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６は、フィラーが含有されて主成分がエポキシ樹脂からなるソルダーレジストからなり、このソルダーレジストを塗布して硬化させたものである。
【００４７】
具体的な例として、第１の有機被膜１５は第２の有機被膜１６に比べてフィラーの含有量が高く、シリカ粒子からなるフィラーを５０重量％〜９０重量％の割合でエポキシ樹脂中に添加したソルダーレジストである。一方、第２の有機被膜１６はシリカ粒子からなるフィラーを５重量％〜１０重量％の割合でエポキシ樹脂中に添加したものである。
【００４８】
この場合、フィラーであるシリカ粒子を増加させるほど耐湿性の改善には好ましいが、９０重量％を超えると被膜硬度が大きくなり、クラックが入りやすくなるため、耐湿性を改善することができなくなる。このように、第１の有機被膜１５のフィラーの含有量を第２の有機被膜１６のフィラーの含有量より多くすることで、第１の有機被膜１５の耐湿性の改善と同時に線膨脹係数および剛性を大きくすることができる。なお、第１の有機被膜１５は、例えばスクリーン印刷方式により形成してもよい。
【００４９】
第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６は、その厚みを１０μｍから１００μｍの範囲に設定することが望ましく、より好ましい厚みは３０μｍ程度である。すなわち、１０μｍ未満であると、フィラーの含有量を５０重量％以上とすることが困難となり、耐湿性を大きくすることができない。一方、１００μｍより大きな厚みであれば、水分透過特性については改善できるが、クラック等が発生しやすくなるため、総合的には耐湿性を大きくできないので、１０μｍ〜１００μｍの範囲に設定することが望ましい。
【００５０】
上述のフィラーとしては、シリカ粒子に限定することなく、珪酸アルミニウム粒子、酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子等を用いることができ、これらのフィラーに対してシリカゲル等の吸湿性を有する材料を添加してもよい。
【００５１】
上述した説明では、第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６の主成分として、エポキシ樹脂を用いる場合について説明したが、ポリイミド樹脂等のようにソルダーレジストに用いられる樹脂材料を用いてもよい。あるいは、一般的に用いられているソルダーレジストを第２の有機被膜１６として用い、このソルダーレジストに対してさらにフィラーを添加したものを第１の有機被膜１５として用いてもよい。
【００５２】
次に、図４および図５を用いて本実施の形態の固体撮像装置１０の製造方法について説明する。図４は、固体撮像装置の製造工程のうち、樹脂パッケージを作製するための主要工程の断面図である。図５は、樹脂パッケージ１１に半導体撮像素子２１を搭載し、透明蓋板２４により封止する工程の断面図である。樹脂パッケージ１１の製造工程においては、複数の樹脂パッケージ１１を一括して形成するため、樹脂からなる平板を用いて形成している。
【００５３】
ここで、樹脂平板２８は樹脂基材１２として個別の片々に分割して個片化する前の長尺な状態のものであり、主基材１２ａにガラスエポキシ樹脂を用いている。樹脂平板２８は内層領域に内部配線層１２ｄやビア導体１２ｂ、１２ｃが形成された多層配線構成をなしており、表裏の面上に形成された素子接続用ランド１３と外部接続用ランド１４が異なる位置に配置された２つのビア導体１２ｂ、１２ｃおよび内部配線層１２ｄを介して電気的に接続している。
【００５４】
最初に、図４（ａ）に示すように、半導体撮像素子２１を搭載するための素子搭載領域２７に配置するダイパターン１８と、素子搭載領域２７の周囲に配置する複数の素子接続用ランド１３とを、樹脂平板２８の一方の面上に一定の配列ピッチで複数個形成する。
【００５５】
この作製と同時に、素子接続用ランド１３と電気的に接続する外部接続用ランド１４を樹脂平板２８の他方の面上に、ダイパターン１８と素子接続用ランド１３の配列ピッチと同一の配列ピッチで形成して、多面取り基板２９を形成する。
【００５６】
なお、図示は省略しているが、樹脂平板２８の一方の面および他方の面上には、これらを接続するための電極パターンも形成されている。本実施の形態では、樹脂平板２８に樹脂パッケージ１１を２個形成する例を示しているが、実際にはさらに複数の樹脂パッケージ１１を一括して作製する。
【００５７】
次に、図４（ｂ）に示すように、樹脂平板２８の他方の面上に第２の有機被膜１６を形成する。この第２の有機被膜１６を形成するための樹脂材料は、感光性を有して第１の有機被膜１５を形成する材料よりフィラーであるシリカ粒子の添加量が少ないものを用いる。具体的には、上述したように第１の有機被膜１５はシリカ粒子からなるフィラーを約５０重量％の割合でエポキシ樹脂中に添加したソルダーレジストを用いて形成し、第２の有機被膜１６は同様にシリカ粒子からなるフィラーを１０重量％の割合でエポキシ樹脂中に添加したソルダーレジストを用いて形成する。
【００５８】
樹脂平板２８へのソルダーレジストのコーティングは、例えばスクリーン印刷で樹脂平板２８の全面に約３０μｍの厚みに塗布した。なお、その他、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、または感光性ドライフィルムを用いた常圧ロールラミネート法、真空プレスラミネート法、真空ロールラミネート法等、一般にソルダーレジストを塗布する方法を適宜使用することができる。この後に、露光して現像することにより、外部接続用電極１４のみを露出し、その他を第２の有機被膜１６で覆ったパターン形状とした。
【００５９】
次に、図４（ｃ）に示すように、樹脂平板２８の一方の面上に第１の有機被膜１５を形成する。第１の有機被膜１５を形成するための樹脂材料には、上述したようにシリカ粒子からなるフィラーを約５０重量％の割合でエポキシ樹脂中に添加したソルダーレジストを用いた。樹脂平板２８へのソルダーレジストのコーティングも、第２の有機被膜１６の形成と同様にスクリーン印刷で樹脂平板２８の全面に約３０μｍの厚みに塗布した。この後に、露光して現像することにより、素子接続用電極１３のみを露出し、その他を第１の有機被膜１５で覆ったパターン形状とした。
【００６０】
なお、第１の有機被膜１５と第２の有機被膜１６の形成は、樹脂平板２８の表裏面のそれぞれに各ソルダーレジストをコーティングして乾燥させた後に、各面をそれぞれ露光してから同時に現像処理することで所定の箇所のエッチングを行うものであってもよい。
【００６１】
樹脂平板２８の一方の面上の第１の有機被膜１５、および他方の面上の第２の有機被膜１６をそれぞれ所定のパターン形状に形成した後に、例えば熱風循環式乾燥炉で１３０℃〜１８０℃の温度範囲で、好ましくは１５０℃の温度で所定の時間（約６０分）にわたってポストキュアーを行った。
【００６２】
次に、図４（ｄ）に示すように、樹脂平板２８における素子接続用ランド１３の外周領域上に、後にダイシングされて枠状リブ１７となる枠状部３０を接着固定する。枠状部３０は格子状をなして、各格子目において素子搭載領域２７および素子接続用ランド１３を囲んで開口している。このような形状は樹脂金型等で容易に成形することができる。
【００６３】
次に、図４（ｅ）に示すように、多面取り基板２９を枠状部３０の中心線に沿って枠状部３０と一緒に切断して個片化し、樹脂パッケージ１１となす。
次に、図５（ａ）に示すように、樹脂パッケージ１１の素子搭載領域１８上に半導体撮像素子２１を導電性の熱硬化型接着剤２３により接着して固定した。このような半導体撮像素子２１の接着は、通常のパッケージでダイスボンディングとして行われているものであるので、これ以上の説明を省略する。
【００６４】
次に、図５（ｂ）に示すように、半導体撮像素子２１の電極端子２１ａと樹脂基材１２の素子接続用ランド１３との間を、ワイヤボンディング方式を用いて金属細線２２により電気的に接続した。この金属細線２２としては、金線が主として用いられるが、アルミニウム線や銅線であってもよい。
【００６５】
次に、図５（ｃ）に示すように、金属細線２２に接触しないようにして透明蓋板２４を光熱硬化型接着剤２５により接着固定する。この状態とした後に、さらに外部接続用ランド１４に導電性電極２６を形成すれば、本実施の形態の固体撮像装置１０が得られる。
【００６６】
以下においは、本発明に係る固体撮像装置１０の耐湿特性を評価した結果について説明する。本評価のための試料として以下の固体撮像装置１０を作製した。
（試料１）
樹脂基材１２が多層配線基板で、主基材１２ａはガラスエポキシ樹脂であり、厚みは２００μｍである。また、この樹脂基材１２の一方の面上に形成する第１の有機被膜１５は、シリカ粒子を５０重量％含有させたエポキシ樹脂からなるソルダーレジストを用いた。
（試料２）
樹脂基材１２の構成は同じであるが、第１の有機被膜１５のシリカ粒子の含有量を７０重量％含有させたエポキシ樹脂からなるソルダーレジストを用いた。
（試料３）
樹脂基材１２の構成は同じであるが、第１の有機被膜１５のフィラーであるシリカ粒子の含有量を９０重量％含有させたエポキシ樹脂からなるソルダーレジストを用いた。
（比較試料１）
試料１、試料２および試料３との比較対照の試料であり、樹脂基材１２の構成は同じであるが、第１の有機被膜１５のシリカ粒子の含有量を、第２の有機被膜１６の場合と同じ１０重量％含有させたエポキシ樹脂からなるソルダーレジストを用いた。
【００６７】
これらの試料をそれぞれ３０個作製し、結露実験を行って結露発生の有無により耐湿性を評価した。結露実験は、透明蓋板２４を光熱硬化型接着剤２５により接着した後に、６０℃、９０％の温湿度雰囲気中に１００時間放置して吸湿させ、その後に、−５℃の雰囲気中に曝して半導体撮像素子２１が搭載されている空間部に結露が発生しているかどうかを、透明蓋板２４を通して肉眼により観察した。この結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
2008153313.tif 000003
表１からわかるように、本発明に係る試料１から試料３までにおいては、結露の発生はみられなかったのに対して、比較試料１では大半の試料で結露が発生した。以上の結果から、本発明に係る固体撮像装置１０では、耐湿性が改善されることが確認された。
【００６９】
なお、第１の有機被膜１５のフィラーの含有量を多くしたので、線膨張係数も小さくなり、樹脂基材１２の反りも小さくなることも確認できたし、回路基板等へ固体撮像装置１０を実装する場合の実装不良の発生も大幅に低減できることが見出された。また、第一の有機皮膜１５のフィラー含有量を高くしていることで有機皮膜の熱伝導が高くなり、半導体撮像素子からの発熱を基板厚み方向だけでなく平面方向へも放熱することが可能となり、高温による素子の特性低下を防止できるという効果も得られた。
【００７０】
図６は、本発明の他の実施の形態の固体撮像装置４０の構成を示す断面図である。この固体撮像装置４０は、枠状リブ１７の内周面にも第１の有機被膜３２が形成されていることが特徴である。このように枠状リブ１７の内周面にも第１の有機被膜３２を形成することで、枠状リブ１７の幅方向の厚みを薄くしても水分の透過を抑制することができるので、より小型の固体撮像装置を実現できる。
【００７１】
枠状リブ１７が樹脂の場合は、幅方向の厚みは通常０．４〜０．６ｍｍ必要であるが、本発明の枠状リブ１７の内周面にも第１の有機被膜３２を塗布すれば０．１〜０．２ｍｍでも充分に水分の透過を抑制することができる。
【００７２】
図７は、本発明に係る固体撮像装置をカメラモジュールに用いた例を示す断面図である。図７において、レンズ６２とカラーフィルター６３を内蔵した匡筒６１を固体撮像装置１０の上に装着してカメラモジュール６０が完成する。
【００７３】
ここでは、匡筒６１と固体撮像装置１０との平行出しが非常に重要となる。そのため固体撮像装置１０をカメラモジュール６０として作り込む場合には、セット機器（例えば、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話など）に組み込む直前にカメラモジュール６０として組み立てられる場合がある。
【００７４】
本発明を用いることで、固体撮像装置１０として製作した後にカメラモジュール６０として完成するまでの時間軸上における耐湿性の向上はもちろんのことに、カメラモジュール６０として組み立てる際の熱や機械的応力にも充分、耐えうる固体撮像装置１０が実現できる。さらに図６に示す固体撮像装置１０を用いたカメラモジュール６０を適用すれば、カメラモジュール６０の小型化にも寄与することは言うまでもない。
【００７５】
図８は、携帯用電子機器としての携帯電話に本発明のカメラモジュール６０を用いた例を示すものであり、携帯電話５０に搭載した状態を示す斜視図である。図８において、表示部５２の表面には小型表示部５１と本発明のカメラモジュール６０とが配置されている。表示部５２はヒンジ５４、５５により開くことができるが、本発明のカメラモジュール６０を用いることで、従来の携帯電話に比べてさらに小型、薄型化を実現できる。なお、図６に示す固体撮像装置１０を用いたカメラモジュール６０を適用すれば、さらに小型の携帯電話とすることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明にかかる光学デバイス装置は、樹脂パッケージの内部に透湿防止のための第１の有機被膜を形成したので、耐湿性が大幅に向上するとともに、光学デバイス装置の表面が他物体と擦れる等の現象が生じても信頼性が低下することがない。このため、高温状態や高湿状態に曝される可能性があり、かつ薄型、小型が要求される携帯電話等の携帯用電子機器分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる固体撮像装置の概略斜視図
【図２】（ａ）は本実施の形態の固体撮像装置の構成を示す図で、透明蓋板側からみた平面図、（ｂ）は（ａ）の２Ａ−２Ａ矢視断面図
【図３】（ａ）は、本実施の形態の固体撮像装置に用いられる樹脂パッケージの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の３Ａ−３Ａ矢視断面図
【図４】本実施の形態の固体撮像装置の製造工程のうち、樹脂パッケージを作製するための主要工程の断面図
【図５】本実施の形態の固体撮像装置の製造工程のうち、樹脂パッケージに半導体撮像素子を搭載し、透明蓋板により封止する工程の断面図
【図６】本発明の他の実施の形態における固体撮像装置の構成を示す断面図
【図７】本発明の固体撮像装置をカメラモジュールに用いた例を示す断面図
【図８】本発明のカメラモジュールを用いた例を示す図で、携帯電話に搭載した状態を示す斜視図
【符号の説明】
【００７８】
１０，４０    固体撮像装置
１１    樹脂パッケージ
１２    樹脂基材
１２ａ  主基材
１２ｂ，１２ｃ    ビア導体
１２ｄ  内部配線層
１３    素子接続用ランド
１４    外部接続用ランド
１５    第１の有機被膜
１５ａ  開口部
１６，３２    第２の有機被膜
１６ａ  開口部
１７    枠状リブ
１７ａ  段差部
１８    ダイパターン
２１    半導体撮像素子
２１ａ  電極端子
２２    金属細線
２３    熱硬化型接着剤
２４    透明蓋板
２５    接着剤
２６    導電性電極
２７    素子搭載領域
２８    樹脂平板
２９    多面取り基板
５０    携帯電話
５２    表示部
５１    小型表示部
５４，５５    ヒンジ
６０    カメラモジュール
６１    匡筒
６２    レンズ
６３    カラーフィルター
【図１】
2008153313.tif 000004
【図２】
2008153313.tif 000005
【図３】
2008153313.tif 000006
【図４】
2008153313.tif 000007
【図５】
2008153313.tif 000008
【図６】
2008153313.tif 000009
【図７】
2008153313.tif 000010
【図８】
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