(57)【要約】【課題】基板に半導体素子を平行精度良く搭載することができる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】外部接続用の導体部５が設けられた絶縁基体１と、絶縁基体１に接着材料６にて導体部５に電気的に接続された半導体素子３と、絶縁基体１に封止材９にて接合された蓋体８とを有し、半導体素子３直下に接着材料６を複数点有し、少なくとも１つは接着材料内に球状フィラー７を含有させる。【選択図】図１
2008181981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置において、
前記半導体素子直下に接着材料を複数点有し、少なくとも１つは前記接着材料内に球状フィラーを含有するとともに、
前記蓋体上面と前記半導体素子上面とが平行に固定されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置において、
前記半導体素子直下に接着材料を複数点有し、前記接着材料として粘度の異なる２種類以上を有するとともに、
前記蓋体上面と前記半導体素子上面とが平行に固定されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置において、
前記半導体素子直下に接着材料を複数点有し、前記接着材料として厚みの異なる２種類以上を有するとともに、
前記蓋体上面と前記半導体素子上面とが平行に固定されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記半導体素子として固体撮像素子と、前記蓋体として透光性蓋体とを用いて、固体撮像装置を構成した
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置を用いて構成した
ことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項６】
外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁基体の蓋体搭載面の傾きを非接触にて検出する工程と、
検出した蓋体搭載面の傾きを補正する工程と、
前記絶縁基体の半導体素子搭載面の傾きを検出する工程と、
検出した半導体素子搭載面の傾きを基に、接着材料を塗布する工程と、
半導体素子を接着材料にて、前記絶縁基体の半導体素子搭載面に固定する工程と、
半導体素子と前記絶縁基体の導体部とを電気的に接続する工程と、
蓋体を封止材にて、前記絶縁基体の蓋体搭載面に固定する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた固体撮像装置等の光学デバイスなど、半導体素子を絶縁基体に搭載して構成される半導体装置及びその製造方法、並びにカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末をはじめとする電子機器の小型化に伴い、半導体装置の小型化が要求されている。また、半導体装置には、小型化および薄型化だけでなく、その性能の向上を図るために、半導体素子を実装基板に平行精度良く実装することが要求されている。半導体装置のなかでも特に、ビデオカメラやスチルカメラ等に広く用いられている固体撮像装置等の光学デバイスには、この市場要求が強い。
【０００３】
従来の半導体装置として固体撮像装置の構成を図５に示す。図５（ａ）は同固体撮像装置の平面図、図５（ｂ）は同固体撮像装置の図５（ａ）におけるＤ−Ｄ’断面図である。
固体撮像装置５０は、凹状の絶縁基体１と、絶縁基体１の凹部内の底面の素子搭載部２の周囲から絶縁基体１の下面に導出された複数の導体部５と、素子搭載部２に接着剤６により固定された固体撮像素子３と、固体撮像素子３と導体部５とを電気的に接続している金属細線４と、絶縁基体１の側壁部上の蓋体搭載部１０に封止材９により接合された透光性の蓋体８とを有しており、絶縁基体１と蓋体８とにより構成される容器内に固体撮像素子３を気密封止した構造である。図５（ａ）では蓋体８を透視した状態で示している。
【０００４】
係る固体撮像装置５０において、固体撮像素子３を絶縁基体１に蓋体搭載部１０と平行精度良く搭載するには、素子搭載部２の形状管理を行い、傾き形状の小さい素子搭載面を持つ絶縁基体１を選択的に採用していた。
【０００５】
また、他の従来技術（例えば、特許文献１を参照）として、パッケージの上面の一部を基準部材へ押し当てることによりパッケージの平行位置出しを行なった後、基準部材とあらかじめ平行精度の高いコレットを用いて固体撮像素子を搭載することが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２４４２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、半導体素子搭載時の平行精度向上のために、傾き形状の小さい素子搭載面を持つ絶縁基体を選択的に採用すると、絶縁基体製造の歩留りが悪化するために、絶縁基体製品の確保が困難になるのとともに、絶縁基体製造コストが増大化してしまう。
【０００７】
また、特許文献１に開示されているパッケージには、基準部材に接触させ、平行位置出しを行なうための突起が設けられており、接触によるダストの撥塵と半導体装置の大型化の虞がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体素子を容易に平行精度良く搭載することができる半導体装置およびその製造方法、並びに、カメラモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の半導体装置は、外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置において、前記半導体素子直下に接着材料を複数点有し、少なくとも１つは前記接着材料内に球状フィラーを含有するとともに、前記蓋体上面と前記半導体素子上面とが平行に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の半導体装置は、外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置において、前記半導体素子直下に接着材料を複数点有し、前記接着材料として粘度の異なる２種類以上を有するとともに、前記蓋体上面と前記半導体素子上面とが平行に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の半導体装置は、外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置において、前記半導体素子直下に接着材料を複数点有し、前記接着材料として厚みの異なる２種類以上を有するとともに、前記蓋体上面と前記半導体素子上面とが平行に固定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の半導体装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置であって、前記半導体素子として固体撮像素子と、前記蓋体として透光性蓋体とを用いて、固体撮像装置を構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載のカメラモジュールは、請求項４記載の半導体装置を用いて構成したことを特徴とする。
また、本発明の請求項６に記載の半導体装置の製造方法は、外部接続用の導体部が設けられた絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて前記導体部に電気的に接続された半導体素子と、前記絶縁基体に封止材にて接合された蓋体とを有する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁基体の蓋体搭載面の傾きを非接触にて検出する工程と、検出した蓋体搭載面の傾きを補正する工程と、前記絶縁基体の半導体素子搭載面の傾きを検出する工程と、検出した半導体素子搭載面の傾きを基に、接着材料を塗布する工程と、半導体素子を接着材料にて、前記絶縁基体の半導体素子搭載面に固定する工程と、半導体素子と前記絶縁基体の導体部とを電気的に接続する工程と、蓋体を封止材にて、前記絶縁基体の蓋体搭載面に固定する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、半導体素子直下に所定の大きさの球状フィラーを含有する接着材料が一部存在することにより、前記球状フィラーが半導体素子の支持体となり、半導体素子と絶縁基体との平行精度を向上させることができる。
【００１５】
係る半導体装置を備えたカメラモジュールは、レンズ鏡筒組付け時に必要であった光軸調整が不要になるため、調整機構が不要となり、従来品に比較して小型に設計することが可能となる。また、部品点数の削減と光軸調整工程の削除による製造コストの削減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。ここでは半導体装置の一例として固体撮像装置について説明する。
図１（ａ）は本発明の実施の形態１の半導体装置として固体撮像装置の平面図、図１（ｂ）は同固体撮像装置の図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００１７】
この固体撮像装置１１は、セラミックや樹脂等により凹状に形成された絶縁基体１と、絶縁基体１の凹部内の素子搭載部２の周囲から絶縁基体１の下面に導出された複数の導体部５と、素子搭載部２に銀ペースト等の接着材料６により固定されたＣＣＤ等の固体撮像素子３と、固体撮像素子３の電極パッドと導体部５の内部端子とを電気的に接続しているＡｕワイヤー等の金属細線４と、絶縁基体１の側壁部上の蓋体搭載部１０にエポキシ樹脂等を主材とするＵＶ接着剤などの封止材９により接合されたガラス等の透光性の蓋体８とを有しており、絶縁基体１と蓋体８とにより構成される容器内にベアチップの状態の固体撮像素子３を気密封止した構造である。図１（ａ）では蓋体８を透視した状態で示している。
【００１８】
絶縁基体１は、その側壁の内面に段部を形成しており、導体部５は側壁の段部上に内部端子が露出するように、メタライズ配線体等によって形成している。
この固体撮像装置１１が先に図５を用いて説明した従来の固体撮像装置５０と相違するのは、半導体素子３直下に複数点存在する接着材料６の一部にテフロン等の球状フィラー７が含有されている点である。
【００１９】
これによれば、球状フィラー７は固体撮像素子３の支持体として作用し、素子搭載部２の傾き影響による固体撮像素子３の傾きの低減がなされ、固体撮像素子３上面と絶縁基体１の側壁部上の蓋体搭載部１０との平行精度が向上する。蓋体搭載部１０の表面は研磨加工等が施されており、数μｍ未満の平面度をもつ平面であり、蓋体８は封止材９を介して、蓋体搭載部１０に平行に搭載される。つまり、半導体素子３と蓋体搭載部１０と蓋体８の互いの平行精度を向上させた構造をもつ固体撮像装置となる。
【００２０】
以上の構造は、固体撮像装置以外の光デバイス、さらには光デバイスでない半導体装置にも適用することができ、加工も容易である。上述したように、基板に平行精度良く半導体素子を搭載できることから、係る半導体装置を備えた電子デバイス、例えばカメラモジュールは、レンズ鏡筒組付け時に必要であった光軸調整が不要になるため、それらの調整機構が不要となり、従来品に比較して小型に設計することが可能となる。また、部品点数の削減と光軸調整工程の削除による製造コストの削減が可能である。
【００２１】
次に、半導体装置として固体撮像装置１１の製造方法を説明する。図４は本実施の形態における固体撮像装置１１の製造方法を示す断面図である。
まず図４（ａ）に示すように、絶縁基体１を可動ステージ４０に置き、吸着穴４１によりバキューム固定する。ここで絶縁基体１が置かれた可動ステージ表面は、あらかじめ半導体素子３を搭載する際に使用するコレット４３の素子吸着面４３ｂと平行精度良く調整されている。そしてレーザー変位計等の非接触測長器４２を用いて蓋体搭載部１０の高さを所定の複数箇所を測定し、蓋体搭載部１０の傾きを検出する。検出された蓋体搭載部１０の傾き分だけ可動ステージ４０を動かし、蓋体搭載部１０とコレット吸着面４３ｂは平行になるよう補正する。（可動ステージ４０の可動機構は図示せず）また、固体撮像素子３はコレット４３に吸着穴４４を利用して吸着保持されている。
【００２２】
次に図４（ｂ）に示すように、非接触測長器４２を用いて素子搭載部２の高さを所定の複数箇所を測定し、素子搭載部２の傾きを検出する。図４（ｃ）に示すように検出された素子搭載部２の傾き分（高さの差分）と等しい直径のテフロン系材料で形成される球状フィラー７を含有する接着材料６を第２のディスペンサ４５ｂから素子搭載部２の所定の位置へ適量塗布する。このとき、球状フィラー７含有の接着材料は素子搭載部２の傾きの低い方の位置に塗布される。他方へは球状フィラー７を含有しない接着材料６を第１のディスペンサ４５から素子搭載部２の所定の位置へ適量塗布する。
【００２３】
次に図４（ｄ）に示すように、コレット４３を用いて固体撮像素子３を素子搭載部２の所定の位置へ接着材料６を介して固定される。このとき球状フィラー７は固体撮像素子３の支持体となり、球状フィラー７の直径と素子搭載部２の傾き分が相殺され、固体撮像素子３は絶縁基体１の蓋体搭載部１０に対し平行精度よく固定される。
【００２４】
続いて図４（ｅ）に示すように、固体撮像素子３と絶縁基体１に設けた導体部５とをＡｕワイヤー等の金属細線４にて電気的に接続をする。最後に図４（ｆ）に示すように、ガラス等の透光性の蓋体８を絶縁基体１の蓋体搭載部１０にＵＶ接着剤等の封止材９を介して接合する。このようにして図１に示す固体撮像装置１１を製造することができる。
【００２５】
図２（ａ）は本発明の実施の形態２の半導体装置として固体撮像装置の平面図、図２（ｂ）は同固体撮像装置の図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。
この固体撮像装置２０が上記の実施の形態１のものと相違するのは、球状フィラー７含有接着材料に代わり、高粘度接着材料６ｂを用いることで、固体撮像素子３の支持体の作用を果たし、素子搭載部２の傾き影響による固体撮像素子３の傾きの低減がなされ、固体撮像素子３上面と絶縁基体１の側壁部上の蓋体搭載部１０との平行精度が向上する。この場合、選別された一定サイズのフィラーを必要としないので、材料のコスト削減が図れる。
【００２６】
次に、半導体装置として固体撮像装置２０の製造方法を説明する。この固体撮像装置２０において上記の実施の形態１のものの製造方法と相違するのは、図４（ｅ）において第２のディスペンサ４５ｂより塗布される接着材料が、球状フィラー７含有の接着剤の代わりに高粘度接着材料になる点であり、その他の工程については、実施の形態１の固体撮像装置の製造方法と同様である。このようにして図２に示す固体撮像装置２０を製造することができる。この場合、球状フィラーのサイズ別の接着材料を準備する必要がなく工程が簡便化される。
【００２７】
図３（ａ）は本発明の実施の形態３の半導体装置として固体撮像装置の平面図、図３（ｂ）は同固体撮像装置の図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図である。
この固体撮像装置３０が上記の実施の形態１のものと相違するのは、球状フィラー７含有接着材料に代わり、同種の接着材料６が厚く形成されることで、固体撮像素子３の支持体の作用を果たし、素子搭載部２の傾き影響による固体撮像素子３の傾きの低減がなされ、固体撮像素子３上面と絶縁基体１の側壁部上の蓋体搭載部１０との平行精度が向上する。この場合、選別された一定サイズのフィラーを必要としないので、材料のコスト削減が図れる。
【００２８】
次に、半導体装置として固体撮像装置３０の製造方法を説明する。この固体撮像装置３０において上記の実施の形態１のものの製造方法と相違するのは、図４（ｅ）において第２のディスペンサ４５ｂより塗布される接着材料が、球状フィラー７含有の接着剤の代わりに第１のディスペンサに充填される接着材料と同種のものになり、塗布量については厚く塗布される点である。その他の工程については、実施の形態１の固体撮像装置の製造方法と同様である。
【００２９】
このようにして図３に示す固体撮像装置３０を製造することができる。この場合、一種類の接着材料のみの使用となるので工程が簡便化される。また第２のディスペンサ４５ｂを使用せずに、第１のディスペンサ４５だけで製造することが可能であり、設備コストの削減にもなる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の半導体装置及びその製造方法は、半導体素子を容易に平行精度良く搭載することができるもので、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた固体撮像装置が組み込まれるカメラモジュールなどに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置として固体撮像装置の平面図および断面図
【図２】本発明の実施の形態２の半導体装置として固体撮像装置の平面図および断面図
【図３】本発明の実施の形態３の半導体装置として固体撮像装置の平面図および断面図
【図４】本発明の実施の形態の半導体装置として固体撮像装置の製造方法を示すフロー図
【図５】従来の半導体装置として固体撮像装置の平面図および断面図
【符号の説明】
【００３２】
１    絶縁基体
２    素子搭載部
３    固体撮像素子
４    金属細線
５    導体部
６    接着材料
６ｂ    高粘度接着材料
７    球状フィラー
８    蓋体
９    封止材
１０    蓋体搭載部
１１、２０、３０    固体撮像装置
４０    可動ステージ
４１、４４    吸着穴
４２    非接触測長器
４３    コレット
４３ｂ    素子吸着面
４５    第１のディスペンサ
４５ｂ    第２のディスペンサ
５０    （従来の）固体撮像装置
【図１】
2008181981.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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