(57)【要約】【課題】封止樹脂に内包する気泡を抑制する。【解決手段】外部接続用の配線部４が設けられた絶縁基体１と、前記絶縁基体１に接着材料５にて接合され、前記配線部４に金属細線７にて電気的に接続された半導体素子６と、前記半導体素子６に接着材料８にて接合された保護体９と、前記絶縁基体１の周縁部に設けられた枠体２と、前記金属細線７を覆う封止樹脂１０とを有する半導体装置１３において、前記枠体２の内壁と前記絶縁基体１との接合部１１はＲ加工が施されていることにより封止樹脂に内包する気泡を抑制することができる。【選択図】図１
2008235616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用の配線部が設けられる絶縁基体と、
前記絶縁基体に接着材料にて接合されて前記配線部に電気的に接続される半導体素子と、
前記絶縁基体の周縁部に設けられる枠体と、
前記半導体素子を前記枠体内に封止する封止樹脂と
を有し、前記枠体の内壁と前記絶縁基体との接合部が滑らかな円弧形状に加工されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体素子上に透光性部材が接続され、前記半導体素子が受光または発光する光学素子であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記枠体の内壁角部にも滑らかな円弧形状の加工が施されることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁基体は、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して形成される多層セラミック基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
絶縁基体を準備する工程と、
前記絶縁基体を分割する工程と、
前記絶縁基体上の所定の位置に半導体素子を搭載する工程と、
前記絶縁基体の配線部と前記半導体素子とを電気的に接続する工程と、
前記金属細線を覆う樹脂を充填する工程と
を備え、
前記絶縁基体を準備する工程において、準備する絶縁基体には、
その表面に、個片領域と、前記個片領域の外周に沿うように当該個片領域を囲む区画線とが存在しており、
前記個片領域には、半導体素子を搭載する搭載部と、該搭載部に搭載された半導体素子に電気的に接続される配線部と、前記搭載部を囲うように設けられた枠体とが存在しており、前記枠体の内壁と前記絶縁基体との接合部には押圧されることで滑らかな円弧形状が形成され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といった、絶縁基体に半導体素子を搭載して樹脂封止されることにより構成される半導体装置およびその製造方法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、その性能の信頼性向上を図るために封止樹脂内の気泡を除去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】
従来の固体撮像装置の構成を示す図を図４に示す。図４（ａ）は同固体撮像装置の平面図、図４（ｂ）は同固体撮像装置の図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。
図４に示すように、従来の固体撮像装置は、絶縁基体１と、前記絶縁基体１の周縁部に設けられた枠体２と、前記枠体２で囲われた内側の絶縁基体１表面に設けられた素子搭載部３と、前記素子搭載部３の周囲から絶縁基体１の下面に導出された複数の配線部４と、素子搭載部３に接着剤５により固定された固体撮像素子６と、固体撮像素子６と配線部４とを電気的に接続している金属細線７と、前記固体撮像素子６上に接着剤８により接合された透光性の保護体９と、前記金属細線７を覆うように枠体２と固体撮像素子６の間に充填されている封止樹脂１０を有する構造である。図４（ａ）では樹脂１０を透視した状態で示している。
【０００４】
かかる固体撮像装置において、封止樹脂１０に気泡を内包することなく充填するには、封止樹脂１０を充填後、減圧チャンバに入れる事で、脱泡処理を行っていた。
また特許文献１には、減圧チャンバ内でのスクリーン印刷による封止樹脂充填の方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−３０３４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように減圧チャンバを用いた場合、減圧時間にタクトがかかる為に製造コストが増大化する虞があり、一般的でない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、封止樹脂内に内包される気泡を容易に抑制することができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の半導体装置は、外部接続用の配線部が設けられる絶縁基体と、前記絶縁基体に接着材料にて接合されて前記配線部に電気的に接続される半導体素子と、前記絶縁基体の周縁部に設けられる枠体と、前記半導体素子を前記枠体内に封止する封止樹脂とを有し、前記枠体の内壁と前記絶縁基体との接合部が滑らかな円弧形状に加工されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置において、前記半導体素子上に透光性部材が接続され、前記半導体素子が受光または発光する光学素子であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の半導体装置は、請求項１乃至請求項２の何れか１つに記載の半導体装置において、前記枠体の内壁角部にも滑らかな円弧形状の加工が施されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の半導体装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の半導体装置において、前記絶縁基体は、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して形成される多層セラミック基板であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の半導体装置の製造方法は、絶縁基体を準備する工程と、前記絶縁基体を分割する工程と、前記絶縁基体上の所定の位置に半導体素子を搭載する工程と、前記絶縁基体の配線部と前記半導体素子とを電気的に接続する工程と、前記金属細線を覆う樹脂を充填する工程とを備え、前記絶縁基体を準備する工程において、準備する絶縁基体には、その表面に、個片領域と、前記個片領域の外周に沿うように当該個片領域を囲む区画線とが存在しており、前記個片領域には、半導体素子を搭載する搭載部と、該搭載部に搭載された半導体素子に電気的に接続される配線部と、前記搭載部を囲うように設けられた枠体とが存在しており、前記枠体の内壁と前記絶縁基体との接合部には押圧されることで滑らかな円弧形状が形成されることを特徴とする。
【００１１】
以上により、封止樹脂内に内包される気泡を容易に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体装置は、枠体の内壁と絶縁基板の接合部を滑らかな円弧形状に加工することにより、樹脂封止の際に、封止樹脂が枠体と隙間をつくることなく、枠体と接触して濡れ拡がることができるので、空気層が形成されることがなく、封止樹脂内の気泡が抑制することができるので、製品信頼性を向上させることができる。また製品品質の安定と製造歩留りの向上をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。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は本発明の固体撮像素子の構成を示す図であり、図１（ａ）は本発明の実施形態１の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。
【００１４】
この固体撮像装置１３は、セラミックや樹脂等により形成された絶縁基体１と、前記絶縁基体１の周縁部に設けられた枠体２と、前記枠体２で囲われた内側の絶縁基体１表面に設けられた素子搭載部３と、前記素子搭載部３の周囲から絶縁基体１の下面に導出された複数のメタライズ配線体等で形成している配線部４と、素子搭載部３に銀ペースト等の接着剤５により固定されたＣＣＤ等の固体撮像素子６と、固体撮像素子６の電極パッドと配線部４とを電気的に接続しているＡｕワイヤー等の金属細線７と、前記固体撮像素子６上にエポキシ樹脂等を主材とするＵＶ接着剤などの接着剤８により接合された透光性の保護体９と、前記金属細線７を覆うように枠体２と固体撮像素子６の間に充填されているエポキシ樹脂を主材とする封止樹脂１０とを有する構造である。図１（ａ）では樹脂１０を透視した状態で示している。
【００１５】
この固体撮像装置が先に図４を用いて説明した従来のものと相違するのは、絶縁基体１の周縁に設けられた枠体２の内壁と絶縁基体１との接合部１１がＲ加工されて、滑らかな円弧状の面を形成している点である。
【００１６】
これによれば、絶縁基体１の周縁に設けられた枠体２の内壁と絶縁基体１が直角に接合されていた従来構造に比べて、滑らかな円弧形状の加工部があることで、素子搭載部３に塗布された封止樹脂１０は枠体２と隙間をつくることなく、枠体２と接触し、濡れ拡がることができるので、枠体２と素子搭載部３と封止樹脂１０の間に空気層が形成されることがない。
【００１７】
したがって、封止樹脂１０は気泡を内包することなく、枠体２と固体撮像素子６の間に充填することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
また、枠体２の内壁角部１２はＲ加工されて、枠体２の隣り合う辺の接合部が滑らかな円弧状に形成されていても良い。この場合、枠体２の隣り合う辺と素子搭載部３と封止樹脂１０との間に空気層が形成されることなく、封止樹脂１０を充填することができる。
【００１８】
Ｒ加工については、研磨等で簡便に実施することが可能であり、尚且つ脱泡の為の減圧チャンバ等の設備が不要になるので、時間的、コスト的メリットが大きく有益である。
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。製品信頼性を向上し且つ製造コストを抑えることができるから、かかる半導体装置を実装する電子機器、たとえばビデオカメラやスチルカメラ等も、従来品に比較して信頼性を向上することができ、且つ低コストで製造することが可能である。
【００１９】
次に、本発明の固体撮像装置の製造方法について図２，図３を用いて説明する。
図２は本発明の半導体装置における絶縁基体の製造方法を示す工程断面図であり、図３は本発明の半導体装置における多面取り基板の構成を示す図である。
【００２０】
本実施形態における固体撮像装置の製造方法は、多面取り基板１００を分割して複数の絶縁基体１を製造し、各絶縁基体１に保護体９が接着された固体撮像素子３を実装してから封止樹脂１０を充填するというものである。以下に、具体的に示す。
【００２１】
まず、図２（ｆ）および図３に示す多面取り基板１００を形成する。具体的には、多面取り基板１００の表面および裏面には、複数本の区画線１０７が存在しており、多面取り基板１００の表面および裏面は、区画線１０７により複数の個辺領域（図３の例では９個の個辺領域）１０８に区画されている。そして、各個辺領域１０８には、素子搭載部および配線部４が設けられている。
【００２２】
さらに、多面取り基板１００は、２枚のセラミックグリーンシート１０１，１０２が積層されたものであり、各シートには複数本の区画線１０７が存在しており、区画線１０７同士を重ね合わせて積層されている。上層となるセラミックグリーンシート１０１には、基板のキャビティ構造を形成するための孔１０４が形成されており、素子搭載部は、セラミックグリーンシート１０２のうち、セラミックグリーンシート１０１に覆われていない部分である。下層となるセラミックグリーンシート１０２には、配線部４が形成されている。
【００２３】
このような他面取り基板１００を形成するために、まず、図２（ａ）に示すように、区画線１０７を備えるセラミックグリーンシート１０１を準備する。
セラミックグリーンシート１０１に形成される孔１０４は、図２（ｂ）に示すように、先端がテーパー形状の刃をもつ切断治具１０９を上方より当てて押し込むことで形成され、図２（ｃ）に示すような孔１０４が形成されたセラミックグリーンシート１０１ができる。
【００２４】
次に、図２（ｄ）に示すように孔１０４が形成されたセラミックグリーンシート１０１をセラミックグリーンシート１０２へ、区画線１０７を重ねるように位置合わせをし、積層する。積層する際には、プレス機２００を用いて孔１０４の内壁に円弧上の曲面を形成し、セラミックグリーンシート１０２とのつながりを滑らかにする。具体的には、図２（ｅ）に示すように、プレス機２００には押圧治具２０１が設けられており、押圧治具２０１の先端形状は、孔１０４内壁に形成したい曲面形状を備えている。そして、押圧治具２０１をその先端を下にして、多面取り基板１００の表面の上方及び素子搭載部中央部に配置する。次に、押圧治具２０１が多面取り基板１００を所定の深さにまで押込み、押圧機２００を多面取り基板１００の表面に近づける。すると、図２（ｆ）のように押圧治具２０１により孔１０４には円弧状加工が形成される。
【００２５】
その後、不図示であるが多面取り基板１００を焼成する。それから、区画線１０７にそって、ダイシング等により個片に分割し、図２（ｇ）に示すような絶縁基体１を製造することができる。
【００２６】
続いて、不図示であるが、接着剤５を介して各絶縁基体１の素子搭載部３に、接着剤８で保護体９が接着された固体撮像素子６を実装し、金属細線７を用いて固体撮像素子６と配線部４とをそれぞれ電気的に接続する。その後、封止樹脂１０を金属細線７を覆うように枠体２と固体撮像素子６の間に充填する。このようにして図１に示す固体撮像装置１３を製造することができる。
【００２７】
なお、基板は、２枚のセラミックグリーンシートを積み重ねて焼成して形成された多層セラミック基板であるとしたが、セラミックグリーンシートの枚数は２枚に限定されることはなく、３枚以上でもよい。また、基板は多層セラミック基板に限定されない。
【００２８】
また、光学素子の場合は保護体が透光性部材となり、その他の半導体素子の場合には必ずしも必要ではない。また、電気的接続に金属細線を用いる場合について説明したが、絶縁基板と半導体素子の電気的接続はバンプ等の他の方法を用いることもできる。
【００２９】
このように、絶縁基体１の周縁に設けられた枠体２の内壁と絶縁基体１が直角に接合されていた従来構造に比べて、滑らかな円弧形状の加工部があることで、素子搭載部３に塗布された封止樹脂１０は枠体２と隙間をつくることなく、枠体２と接触し、濡れ拡がることができるので、枠体２と素子搭載部３と封止樹脂１０の間に空気層が形成されることがない。
【００３０】
したがって、封止樹脂１０は気泡を内包することなく、枠体２と固体撮像素子６の間に充填することができ、製品の信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、封止樹脂内に内包される気泡を容易に抑制することができ、絶縁基体に半導体素子を搭載して樹脂封止されることにより構成される半導体装置および半導体装置の製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の固体撮像素子の構成を示す図
【図２】本発明の半導体装置における絶縁基体の製造方法を示す工程断面図
【図３】本発明の半導体装置における多面取り基板の構成を示す図
【図４】従来の固体撮像装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００３３】
１・・・絶縁基体
２・・・枠体
３・・・素子搭載部
４・・・配線部
５・・・接着剤
６・・・固体撮像素子
７・・・金属細線
８・・・接着剤
９・・・保護体
１０・・・封止樹脂
１１・・・接合部
１２・・・内壁角部
１３・・・固体撮像装置
１００・・・多面取りシート
１０１・・・セラミックグリーンシート
１０２・・・セラミックグリーンシート
１０４・・・孔
１０７・・・区画線
１０８・・・個辺領域
１０９・・・切断治具
２００・・・プレス機
２０１・・・押圧治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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