(57)【要約】【課題】製造工程や製造装置が増えコスト高とならず、または、樹脂内にボイドが生ずることなく、半導体チップのセンサ部が封止樹脂によって覆われていない半導体装置を提供する。【解決手段】主面中央部にセンサ部を周縁部に突起電極をそれぞれ形成した半導体チップと、中央部に矩形状の透孔を穿設しこの透孔の周縁部に配線を形成した配線基板とを、前記センサ部を前記透孔位置に配置して対向させ、前記突起電極と前記配線とを電気的に接続し、前記半導体チップと前記配線基板の透孔の周縁部とを封止樹脂にて接着した半導体装置において、前記配線基板の透孔と配線の間の一部が配線形成面側に枠状に突出している。【選択図】  図１
2004228106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面中央部にセンサ部を周縁部に突起電極をそれぞれ形成した半導体チップと、中央部に矩形状の透孔を穿設しこの透孔の周縁部に配線を形成した配線基板とを、前記センサ部を前記透孔位置に配置して対向させ、前記突起電極と前記配線とを電気的に接続し、前記半導体チップと前記配線基板の透孔の周縁部とを封止樹脂にて接着した半導体装置において、前記配線基板の透孔と配線の間の一部を配線形成面側に枠状に突出させたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の半導体チップと配線基板の接着に際して有用な技術に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】
半導体技術を応用した光センサ、熱センサ、化学センサ等は広い分野で利用されており、中でもＣＣＤやＣＭＯＳセンサを用いた半導体装置は監視、内視鏡等の産業用とデジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）等の民生用に広く用いられている。昨今、デジタルカメラ、携帯電話等の携帯機器用が急速に普及してきており、これに伴って半導体装置の小型薄型化が更に望まれている。
【０００２】
これら半導体装置の実装形態は、かつてはセラミックパッケージが主体であったが、内視鏡やＤＶＣの要求から小型薄型化が進められ、現在では開口部を有する配線基板に半導体チップをフリップチップ接続する方法が一般的になっている。
【０００３】
フリップチップ接続した半導体装置の代表例を図４及び図５を参照し、同一物には同一の符号を用いて説明する。
【０００４】
図４において、絶縁基板１の中央部に矩形状の透孔２が穿設されこの透孔の周縁部に配線３が形成された配線基板４と、主面中央部にセンサ部５を周縁部に突起電極６をそれぞれ形成した半導体チップ７とが、前記センサ部を前記透孔位置に配置して対向し、前記突起電極と前記配線によって電気的に接続され、前記半導体チップと前記配線基板の透孔の周縁部とが封止樹脂８にて接着されている。封止樹脂の樹脂材料としては電気的機械的接続を行う異方性導電性のものと機械的接続のみを目的としたものとがある。
【０００５】
以上の構成をとる半導体装置１７には、封止樹脂による配線基板と半導体チップの接着の際に、封止樹脂やそのアウトガス成分が半導体チップのセンサ部を覆うことがあり、覆われた部分のセンサが正常に機能しないと言う問題があった。センサ部が封止樹脂によって覆われている様子を図４のＹ−Ｙ縦断面図である図５に示す。
【０００６】
この問題に対し、図６のように絶縁基板１上にダム枠１４を形成して樹脂をせき止める方法（特許文献１参照）や、図７のように絶縁基板１に溝条１５を設けて樹脂流れを止める方法（特許文献２参照）が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３のように、構造上の対策をとらず紫外線硬化性樹脂の粘度の制御によって樹脂流れを防止する方法も開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２０７３１９号公報（第６〜７頁、第２０図）
【特許文献２】
特開２０００−２２８５７３号公報（第２〜３頁、第２（ｂ）図）
【特許文献３】
特開平０９−１８６３０８公報（第３〜４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の半導体装置には下記のような残された課題があった。すなわち、特許文献１に記載のダム枠は、絶縁性ペーストのスクリーン印刷又はレジスト液を用いフォトエッチング法で形成されるため、また、特許文献２に記載の溝条は、酸化膜形成後、パターニング、エッチング、シリコンエッチングによって形成されるため、いずれも製造工程が増えコスト高となる。
【００１０】
さらに、特許文献３に記載の紫外線硬化性樹脂の粘度の制御によって樹脂流れを防止する方法によると、紫外線照射のための装置や粘度制御のための装置があらたに必要となるとともに、樹脂流れを防止する目的で高粘度の樹脂を使用しているため、気泡が樹脂内に巻き込まれた際に抜けにくく、ボイドを形成し易い。
【００１１】
本発明の課題は、製造工程や製造装置が増えコスト高とならず、または、樹脂内にボイドが生ずることなく、半導体チップのセンサ部が封止樹脂やそのアウトガス成分によって覆われていない半導体装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、主面中央部にセンサ部を周縁部に突起電極をそれぞれ形成した半導体チップと、中央部に矩形状の透孔を穿設しこの透孔の周縁部に配線を形成した配線基板とを、前記センサ部を前記透孔位置に配置して対向させ、前記突起電極と前記配線とを電気的に接続し、前記半導体チップと前記配線基板の透孔の周縁部とを封止樹脂にて接着した半導体装置において、前記配線基板の透孔と配線の間の一部が配線形成面側に枠状に突出している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照し、同一物には同一の符号を用いて説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）  本発明の第１の実施形態である半導体装置に用いる配線基板４は、図２に示すように、絶縁基板１に半導体チップ７のセンサ部５に対応する矩形状の透孔２と、その一主面に半導体チップの複数の突起電極６に対応する複数の配線３と、前記配線基板の透孔と配線の間の一部が配線形成面側に枠状に突出した凸状部９が形成されている。
【００１５】
本発明の第１の実施形態である半導体装置は、前記配線基板４の配線３と半導体チップ７の対応する突起電極６が電気的に接続され、配線基板４と半導体チップ７とが透孔２の周縁部で封止樹脂（図示省略）によって接着されている。
【００１６】
本実施形態によれば、図２のＸ−Ｘ縦断面図である図１に示すように、配線基板４の凸状部９によって封止樹脂８が半導体チップ７のセンサ部５を覆うことを防止できるため、全てのセンサが正常に機能する。
【００１７】
絶縁基板は、突起電極と配線との電気的接続時に、突起電極や配線の高さばらつきを吸収して変形し凸状部が半導体チップに密着でき、また、その変形によって半導体チップの電気的特性変化の原因となる歪みを生じないことから熱可塑性樹脂が好ましく、さらに、低吸水性、高周波特性、寸法安定性の理由から液晶ポリマが好適である。
【００１８】
絶縁基板の凸状部は、所定位置に凹部を形成した金型とホットプレスを用いて、絶縁基板の熱可塑性を利用し絶縁基板自体を熱変形させて形成する。従って、従来技術と異なり、あらたな絶縁性ペーストやレジスト液等の材料が不要で、スクリーン印刷やフォトエッチングを行う必要が無いため、多くの製造工程や製造装置を必要とせずに凸状部が形成できる。また、低粘度の封止樹脂が使用可能であるため、ボイドに起因する不具合が解消される。
【００１９】
凸状部の高さ（絶縁基板の厚さ）は、突起電極と配線との電気的接続開始時に半導体チップに接触し、電気的接続に伴って変形し半導体チップに密着するように設定する。
【００２０】
配線基板の透孔は、上記凸状部の形成ののち公知のプレス加工又はレーザ加工技術を用いて形成する。
【００２１】
封止樹脂は、市販の汎用封止樹脂で粘度３０Ｐａ・ｓ（０．５ｒｐｍ／２５℃）品を使用したが、これに限定されるものではなく、構成材料や製造条件に応じて適宜変更可能である。
【００２２】
樹脂封止はディスペンサを用い、半導体チップの４辺または４辺のほぼ中央の位置で供給する方法が好ましいが、この方法に限定されるものではない。また、樹脂封止は突起電極と配線の接続ののちに行う必要はなく、例えば、異方性導電材料を用いて電気的接続を兼ねて行っても良いし、異方性導電材料を用いた接続ののちさらにその外周を樹脂封止しても良い。
【００２３】
本発明の半導体装置は、透孔の一方が開口している状態までを説明しているが、図６で説明した従来の半導体装置のように、配線基板の半導体チップを搭載した面の裏面に、光学ガラス、フィルタ等の光学素子を接着し透孔を閉止しても良い。
【００２４】
また、本実施形態では光センサを例として説明したが、本発明は熱センサ、化学センサ等の光センサ以外の半導体センサにも適用できる。
【００２５】
（第２の実施形態）  本発明の第２の実施形態は、絶縁基板の凸状部と透孔を同時に形成するものである。
【００２６】
すなわち、ホットプレスで配線基板表面に凸状部を形成したのち連続して透孔を打ち抜くことにより、第１の実施形態で述べた凸状部形成とプレス加工又はレーザ加工による透孔形成とが同時に実施できる。
【００２７】
本発明の第２の実施形態である半導体装置の要部断面図を図３に示す。本実施形態では、金型によって凸状部を断面円弧状に形成したのち透孔形成を行っているが、配線形成面側に突出していれば凸状部の断面形状は自由に選定できる。凸状部の断面形状及び形成方法以外については、第１の実施形態と同様である。  本実施形態によれば、絶縁基板の凸状部と透孔を同時に形成できるため、第１の実施形態に比べさらに工数低減が可能である。また、第１の実施形態と同様に、低粘度の封止樹脂が使用可能であるため、ボイドに起因する不具合が解消される。
【００２８】
尚、本発明の半導体装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように、主面中央部にセンサ部を周縁部に突起電極をそれぞれ形成した半導体チップと、中央部に矩形状の透孔を穿設しこの透孔の周縁部に配線を形成した配線基板とを、前記センサ部を前記透孔位置に配置して対向させ、前記突起電極と前記配線とを電気的に接続し、前記半導体チップと前記配線基板の透孔の周縁部とを封止樹脂にて接着した半導体装置において、前記配線基板の透孔と配線の間の一部が配線形成面側に枠状に突出していることを特徴とする半導体装置によれば、製造工程や製造装置が増えコスト高とならず、または、樹脂内にボイドが生ずることなく、半導体チップのセンサ部が封止樹脂やそのアウトガス成分によって覆われていない半導体装置が提供できるという優れた産業上の効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置の実施形態を示す要部断面図。
【図２】本発明による半導体装置の実施形態を示す平面図。
【図３】本発明による半導体装置の第２の実施形態を示す要部断面図。
【図４】従来の半導体装置を示す平面図。
【図５】図４Ｙ−Ｙ断面図。
【図６】従来の樹脂流れを防止するダム枠を示す断面図。
【図７】従来の樹脂流れを防止する溝条を示す断面図。
【符号の説明】
１  絶縁基板
２  透孔
３  配線
４  配線基板
５  センサ部
６  突起電極
７  半導体チップ
８  封止樹脂
９  凸状部
１０  凸状部
１１  光学ガラス
１２  接着剤
１３  異方性導電材料
１４  ダム枠
１５  溝条
１６  酸化シリコン膜
１７  半導体装置
【図１】
2004228106.tif 000003
【図２】
2004228106.tif 000004
【図３】
2004228106.tif 000005
【図４】
2004228106.tif 000006
【図５】
2004228106.tif 000007
【図６】
2004228106.tif 000008
【図７】
2004228106.tif 000009