(57)【要約】【課題】構造が簡単で、パッケージ内に結露が生じ難い構造を備えた半導体パッケージと、その製造方法を提供する。【解決手段】本発明の半導体パッケージ１０は、デバイス１２を備えるワーク１１と、前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部１３と、前記デバイス上方に第一空間１５をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材１４と、を少なくとも備え、前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間１６を少なくとも１以上備えている。この半導体パッケージ１０は、ワーク上に備えられたデバイスの外周に沿って離間して壁部を設けると共に、前記壁部に、該壁部によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する第二空間を形成し、さらに、前記ワーク上に、前記第二空間によって外部空間と連通する第一空間をなすように、前記壁部を介して支持されるカバー部材を配することによって構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面にデバイスを備えるワークと、
前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部と、
前記デバイス上方に第一空間をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材と、を少なくとも備え、
前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間を少なくとも１以上備えていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記壁部は、樹脂からなり、前記第二空間を形成していることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記第二空間は、非ストレート部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
少なくとも一方の面にデバイスを備えるワークと、前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部と、前記デバイス上方に第一空間をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材と、を少なくとも備え、前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間を少なくとも１以上備えている半導体パッケージの製造方法であって、
前記ワーク上に備えられたデバイスの外周に沿って離間して壁部を設ける工程と、
前記壁部に、該壁部によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する第二空間を形成する工程と、
前記ワーク上に、前記第二空間によって外部空間と連通する第一空間をなすように、前記壁部を介して支持されるカバー部材を配する工程と、を備えることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージとその製造方法に係り、詳しくは、デバイスを保護するためにカバー部材を備えた半導体パッケージにおいて、その内部に結露が生じることを解消するようにした半導体パッケージとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスが形成されているワークにおいては、該デバイスを保護するためにカバー部材が設けられているパッケージが多い。たとえば、ＣＣＤなどのイメージセンサを備えたデバイスをパッケージする際には、イメージエリア上にあるマイクロレンズを工程環境や使用環境から保護するために、デバイス上に一定の空間をなすように接着層を介して、保護部材としてのカバーガラスが設けられることがある。
【０００３】
しかしながら、このようなパッケージ構造にすると、接着層が樹脂の場合は、接着層の内側の領域と外側の領域とが完全にシールされているわけではないので、外側の僅かな水分等が樹脂からなる接着層を通して内側の空間内に入り込んで結露の原因となり、結果として、画像不良となることがある。また、接着層の内側の領域（すなわち、空間）を完全に不活性ガス雰囲気に置換することは困難であり、工程中に発生した僅かなガス成分が内側の領域にとどまり、結露等不良の原因となることもある。
【０００４】
そこで、パッケージ内に結露が生じることを解消するようにした手段として、絶縁性基板上に形成された半導体素子の周囲を囲繞するようにして補強リングを配し、前記半導体素子と前記絶縁性基板との間に樹脂を注入し、かつ、前記半導体素子及び前記補強リングの上部にキャップを搭載した構造の半導体装置において、前記補強リング、あるいは前記キャップと前記補強リングとの境界、あるいは前記絶縁性基板と前記補強リングとの間に通気孔を形成することにより、パッケージ外部との通気を確保するようにした方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、このような手段の場合、パッケージ外部との通気を図るための通気孔を、キャップや補強リング、絶縁性基板に溝等を設けて形成しなければならず、構造的に複雑であると共に、製造的にも非常に手間が掛かる煩わしいものである。しかも、補強リングを要することから大きさが固定され、設計上の自由度が得られず、パッケージの薄型化に不利であった。
【特許文献１】特開平１１−１２６８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、パッケージ内に結露が生じ難い構造を備えた半導体パッケージを提供することを目的とする。
また、本発明は、パッケージ内に結露が生じ難くするための製造上の手間を減少させた半導体パッケージの製造方法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】
【０００７】
本発明の請求項１に係る半導体パッケージは、少なくとも一方の面にデバイスを備えるワークと、前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部と、前記デバイス上方に第一空間をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材と、を少なくとも備え、前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間を少なくとも１以上備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る半導体パッケージは、請求項１に係る半導体パッケージにおいて、前記壁部は、樹脂からなり、前記第二空間を形成していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る半導体パッケージは、請求項１又は２に係る半導体パッケージにおいて、前記第二空間は、非ストレート部を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る半導体パッケージの製造方法は、少なくとも一方の面にデバイスを備えるワークと、前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部と、前記デバイス上方に第一空間をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材と、を少なくとも備え、前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間を少なくとも１以上備えている半導体パッケージの製造方法であって、前記ワーク上に備えられたデバイスの外周に沿って離間して壁部を設ける工程と、前記壁部に、該壁部によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する第二空間を形成する工程と、前記ワーク上に、前記第二空間によって外部空間と連通する第一空間をなすように、前記壁部を介して支持されるカバー部材を配する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係る半導体パッケージは、ワークに備えられたデバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部を介して、前記ワークに支持されるようにカバー部材を配すことで形成された第一空間が、外部空間と連通する第二空間を少なくとも１以上備えている。ゆえに、第二空間によって、第一空間内にガス等が滞留することが無いようにガス等の出入りに自由度を持たせることができる。したがって、構造が簡単で、パッケージ内にガス等が滞留することを解消し、結露が生じ難い構造を備えた半導体パッケージとすることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る半導体パッケージの製造方法は、ワーク上に備えられたデバイスの外周に沿って離間して壁部を設ける。次いで、前記壁部に、該壁部によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する第二空間を形成する。さらに、前記ワーク上に、前記第二空間によって外部空間と連通する第一空間をなすように、前記壁部を介して支持されるカバー部材を配する。ゆえに、第一空間内にガス等が滞留することが無いようにガス等の出入りに自由度を持たせることができる第二空間を非常に容易に設けることができる。したがって、パッケージ内に結露が生じ難くするための製造上の手間を減少させた半導体パッケージの製造を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明に係る半導体パッケージの一例を模式的に示す断面図（ａ）と、平面図（ｂ）であり、図１（ａ）は図１（ｂ）に示すＡ−Ａ線に沿った断面を表している。なお、後述する他の実施形態においては、本実施形態と同様の構成部分については同じ符合を用い、その説明は省略することとし、特に説明しない限り同じであるものとする。
【００１４】
本実施形態における半導体パッケージ１０は、図１に示すとおり、少なくとも一方の面にデバイス１２を備えるワーク１１と、前記デバイス１２上方に配されたカバー部材１４と、前記ワーク１１上に前記カバー部材１４を支持する壁部１３と、を少なくとも備えている。
【００１５】
ワーク１１は、少なくとも一方の面にデバイス１２を備える基材であり、たとえばシリコン（Ｓｉ）などの半導体ウエハや、ガラス等からなる基板を挙げることができる。また、デバイス１２としては、たとえばＣＣＤ等のイメージセンサが挙げられる。
【００１６】
壁部１３は、たとえば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ・アクリレート樹脂などの樹脂からなり、保護したいデバイス１２の外周に沿って離間して設けられている。この壁部１３は、完全なリング状ではなく、該壁部１３によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する第二空間１６を少なくとも１以上備えている。
壁部１３は、樹脂により構成することで、第二空間１６の形成がし易くなる。しかも、壁部１３を接着材等の樹脂により構成することにより、その場で高さの調整が簡単に行え、設計上の自由度が高い、パッケージの薄型化が実現できる。
また、壁部１３の形成方法は、たとえばＵＶ硬化樹脂等の感光性樹脂を用いてパターニングを行なっても良いし、印刷等で形成しても良い。さらに、均一な膜厚の樹脂シートとし、これをワーク１１に貼り付けた後、周知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成（パターニング）を行うことにより、第二空間１６を形成するものであっても良い。
【００１７】
第二空間１６は、結露を生じさせる原因となるガス等が、パッケージ内（すなわち、後述する第一空間１５を構成することとなる、該壁部１３によって囲まれた内側領域）に滞留することが無いように、ガス等の出入りに自由度を持たせる流路であり、図示例では形成が容易でガス等の流れが生じ易いストレート状に構成されている。
この第二空間１６は、少なくとも１以上備えていれば良く、たとえば１つの第二空間１６内に仕切りを設け、入口と出口とを隣接して備える構成としたり、入口用及び出口用の第二空間１６をそれぞれ備える構成としたりしても良い。なお、第二空間１６を２つ以上配置する場合、パッケージ内に満遍なく効率良く流れが生じるように、たとえばパッケージ内の対角線上にそれぞれ第二空間１６を備えるように構成すると望ましい。
【００１８】
カバー部材１４は、ワーク１１に備えられたデバイス１２を保護するための部材であり、前記壁部１３を介して前記ワーク１１に支持され、前記デバイス１２上方に第一空間１５をなすように配されている。すなわち、第一空間１５は、ワーク１１と壁部１３とカバー部材１４によって囲まれた領域である。したがって、第一空間１５は、上述したように、外部空間と連通する第二空間１６を備えている。なお、カバー部材１４は、ワーク１１に備えられたデバイス１２がイメージセンサであれば、ガラス等光を透過させるものが望ましいし、逆に光を遮断する必要があるデバイス１２であれば、光を透過させない材質を用いることが望ましい。
【００１９】
次に、本発明における第一の構造の半導体パッケージの製造方法の一例について説明する。
図２乃至図５は、その製造工程の一例を順次示す図である。
まず、図２に示すように、少なくとも一方の面にデバイス１２を備える、縦５ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの大きさをしたワーク１１を用意する。
【００２０】
次いで、図３に示すように、前記ワーク１１上に備えられたデバイス１２の外周に沿って離間して、高さ０．０５ｍｍをした壁部１３を設ける。壁部１３は、感光性エポキシ樹脂を用い、スピンコート法によって形成する。
【００２１】
さらに、図４に示すように、前記壁部１３に、該壁部１３によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する、幅０．０５ｍｍをした第二空間１６を形成する。第二空間１６は、フォトリソグラフィ法によって形成し、図示例のように、パッケージ内の対角線上（左上と右下それぞれ１つずつ計二つ）に設ける。
【００２２】
そして、図５に示すように、前記ワーク１１上に、前記壁部１３を介して支持されるカバー部材１４を配すことで、第二空間１６によって外部空間と連通する第一空間１５をなす、図１に示す半導体パッケージ１０とすることができる。
なお、本説明では、ワーク１１側に壁部１３を形成するものとしているが、本発明はこれに限らず、カバー部材１４に壁部１３を形成するものとし、壁部１３が形成された後、ワーク１１側に接合するものとしても良い。
【００２３】
したがって、第一の構造の半導体パッケージ１０では、第二空間によって第一空間内にガス等が滞留することが無く、たとえば、ＣＣＤのマイクロレンズに結露が発生し、撮像が出来なくなってしまう不具合を解消することができると共に、デバイスが結露によって劣化してしまう虞も解消することができる。しかも、結露を生じ難くするための工程が簡略で、パッケージの生産効率を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明は、第二空間がストレート状に形成された半導体パッケージに限らず、図６及び図７に示すように、第二空間が非ストレート部を備える半導体パッケージとすることもできる。
図６は、本発明に係る半導体パッケージの第二の構造を模式的に示す平面図である。
本実施形態における半導体パッケージ２０は、図６に示すとおり、少なくとも一方の面にデバイス１２を備えるワーク１１と、前記デバイス１２の外周に沿って離間して設けられた壁部１３と、前記デバイス１２上方に第一空間１５をなすように配され、前記壁部１３を介して前記ワーク１１に支持されたカバー部材１４と、を少なくとも備え、前記第一空間１５が、外部空間と連通するクランク状の第二空間２６を少なくとも１以上備えた構成をしている。
なお、図示例では、第二空間２６が平面的にクランク状となっているが、本発明はこれに限らず、立体的（高さ方向に）クランク状となっていても良い。
【００２５】
このように、第二空間が非ストレート部を備えたクランク状に構成されているので、ゴミ等の異物が壁部１５の内側の第一空間１５内に侵入するには蛇行して移動しなければならず、工程中の異物等が該第一空間１５内に侵入する防止効果をより高めることができる。
【００２６】
また、図７は、本発明に係る半導体パッケージの第三の構造を模式的に示す平面図である。
本実施形態における半導体パッケージ３０は、図７に示すとおり、少なくとも一方の面にデバイス１２を備えるワーク１１と、前記デバイス１２の外周に沿って離間して設けられた壁部１３と、前記デバイス１２上方に第一空間１５をなすように配され、前記壁部１３を介して前記ワーク１１に支持されたカバー部材１４と、を少なくとも備え、前記第一空間１５が、外部空間と連通する曲線状の第二空間３６を少なくとも１以上備えた構成をしている。
なお、図示例では、第二空間３６が平面的に曲線状となっているが、本発明はこれに限らず、立体的（高さ方向に）曲線状となっていても良い。
【００２７】
このように、第二空間が非ストレート部を備えた曲線状に構成されているので、やはりゴミ等の異物が壁部１５の内側の第一空間１５内に侵入するには蛇行して移動しなければならず、工程中の異物等が該第一空間１５内に侵入する防止効果をより高めることができると共に、非ストレート部によってガス等の流れが妨げられる虞の少ないものとすることができる。
【００２８】
また、本発明は、１つの第二空間に対し、外部空間と連通する開口部と、第一空間と連通する開口部とを複数設けた半導体パッケージとすることもできる。
図８は、本発明に係る半導体パッケージの第四構造を模式的に示す平面図である。
本実施形態における半導体パッケージ４０は、図８に示すとおり、少なくとも一方の面にデバイス１２を備えるワーク１１と、前記デバイス１２の外周に沿って離間して設けられた壁部１３と、前記デバイス１２上方に第一空間１５をなすように配され、前記壁部１３を介して前記ワーク１１に支持されたカバー部材１４と、を少なくとも備え、第二空間４６は、前記第一空間１５及び／または外部空間と連通する開口部を複数備えた構成をしている。
なお、図示例では、第二空間４６が平面的に直線状となっているが、本発明はこれに限らず、曲線状でもよく、立体的（高さ方向に）に直線状、あるいは曲線状となっていてもよい。
【００２９】
このように、第一空間１５と連通する第二空間４６の開口部を１箇所とし、パーティクル等の影響を受けやすい外部空間と連通する第二空間４６の開口部を２箇所以上とすることにより、第二空間４６の一部に作製不良、あるいは、パーティクル等による影響があったとしても、残りの第二空間４６の経路がバックアップとなって働くため、結露などに対して安定した半導体パッケージ４０を得ることが可能である。また、複数のクランク部分を持つため、パーティクル等の侵入をより効果的に抑制することができる。
また、逆に第一空間１５と連通する第二空間４６の開口部を多くすることもできる。この場合においては、より循環効率の高い通気路として第二空間４６を得ることができる。特に、第二空間４６を平面的でなく、カバー部材１４とワーク１１との近傍にそれぞれ立体的に設けることで、カバー部材１４の結露を防ぐのと同時にデバイス１２の冷却作用としての働きを加えることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、デバイスを保護するためにカバー部材を備える半導体パッケージに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る半導体パッケージの一例を示す図である。
【図２】図１に示す半導体パッケージを製造する第一工程の一例を示す図である。
【図３】図１に示す半導体パッケージを製造する第二工程の一例を示す図である。
【図４】図１に示す半導体パッケージを製造する第三工程の一例を示す図である。
【図５】図１に示す半導体パッケージを製造する第四工程の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る半導体パッケージの他の例を示す図である。
【図７】本発明に係る半導体パッケージの他の例を示す図である。
【図８】本発明に係る半導体パッケージの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，２０，３０，４０  半導体パッケージ、１１  ワーク、１２  デバイス、１３  壁部、１４  カバー部材、１５  第一空間、１６，２６，３６，４６  第二空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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