(57)【要約】【課題】信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず実装面積の縮小化を図る。【解決手段】信号処理チップ５と、イメージセンサチップ７と、信号処理チップ及びイメージセンサチップが実装された回路基板２とを備える半導体装置１において、イメージセンサチップが信号処理チップを封止した封止樹脂６の上に配設された。【選択図】    図１
2004165240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号処理チップと、
該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、
前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板とを備える半導体装置において、
前記イメージセンサチップは、前記信号処理チップを封止した封止樹脂の上に配設された
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記信号処理チップは、その裏面が回路基板の下面と同一平面をなす様に実装された
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記イメージセンサチップは、光学系の光軸に垂直な平面に対して生じる像面のズレに合わせて湾曲させて実装された
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
信号処理チップと、該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板とを有する半導体装置の製造方法において、
前記回路基板に実装され、前記回路基板と電気的に接続された前記信号処理チップを封止樹脂により封止する工程と、
前記封止樹脂の上に前記イメージセンサチップを配設し、前記回路基板と前記イメージセンサチップを電気的に接続する工程とを備える
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記信号処理チップは、その裏面が回路基板の下面と同一平面をなす様に実装する
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記イメージセンサチップは、光学系の光軸に垂直な平面に対して生じる像面のズレに合わせて湾曲させて実装する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
信号処理チップと、
該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、
前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板と、
前記イメージセンサチップの上方に配設されたレンズと、
該レンズを支持する鏡筒部とを備える固体撮像カメラモジュールにおいて、
前記イメージセンサチップは、前記信号処理チップを封止した封止樹脂の上に配設された
ことを特徴とする固体撮像カメラモジュール。
【請求項８】
前記信号処理チップは、その裏面が回路基板の下面と同一平面をなす様に実装された
ことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像カメラモジュール。
【請求項９】
前記イメージセンサチップは、光学系の光軸に垂直な平面に対して生じる像面のズレに合わせて湾曲させて実装された
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体撮像カメラモジュール。
【請求項１０】
前記回路基板に実装された受動部品を封止した封止樹脂を前記鏡筒部の支持体とした
ことを特徴とする請求項７、請求項８または請求項９に記載の固体撮像カメラモジュール。
【請求項１１】
信号処理チップと、該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板と、前記イメージセンサチップの上方に配設されたレンズと、該レンズを支持する鏡筒部とを有する固体撮像カメラモジュールの製造方法において、
前記回路基板に実装され、前記回路基板と電気的に接続された前記信号処理チップを封止樹脂により封止する工程と、
前記封止樹脂の上に前記イメージセンサチップを配設し、前記回路基板と前記イメージセンサチップを電気的に接続する工程とを備える
ことを特徴とする固体撮像カメラモジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記信号処理チップは、その裏面が回路基板の下面と同一平面をなす様に実装する
ことを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像カメラモジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記イメージセンサチップは、光学系の光軸に垂直な平面に対して生じる像面のズレに合わせて湾曲させて実装する
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の固体撮像カメラモジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記回路基板に実装された受動部品を封止樹脂により封止することによって前記鏡筒部の支持体を形成する工程を備える
ことを特徴とする請求項１１、請求項１２または請求項１３に記載の固体撮像カメラモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、並びに固体撮像カメラモジュール及びその製造方法に関する。詳しくは、信号処理チップ、イメージセンサチップ及び回路基板を備える半導体装置及びその製造方法、並びに固体撮像カメラモジュール及びその製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤイメージャーやＣＭＯＳイメージャーを使用した固体撮像カメラモジュールは、信号処理系統を含むカメラシステムとして携帯電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等のモバイル端末に搭載する用途が求められ、小型薄型化の要求が急速に高まっている。
【０００３】
以下、図面を用いて上記した小型薄型化の要求に応じてチップが積層された従来の固体撮像カメラモジュールについて説明する。
図５は従来の固体撮像カメラモジュールを説明するための模式的な断面図であり、ここで示す固体撮像カメラモジュール１０１は、回路基板１０２の上に信号処理チップ１０３及びイメージセンサチップ１０４が積層状態で接着されており、両チップの電極（図示せず）と回路基板に形成されている配線パターン（図示せず）とがボンディングワイヤ１０５により電気的に接続されている。また、積層された両チップの周辺には回路形成に必要なＬＲＣ等の受動部品１０６が回路基板に実装されており、信号処理チップ、イメージセンサチップ及び受動部品を覆う様に、イメージセンサ上に結像を行うレンズ１０７、赤外光を遮断する光学フィルタ１０８を備える鏡筒部１０９が回路基板に形成されている（例えば、非特許文献１参照）。上記の様に構成された従来の固体撮像カメラモジュールでは、信号処理チップとイメージセンサチップとが積層構造となっているために、実装面積の縮小化を図ることが可能である。
【０００４】
【非特許文献１】
「ＳＥＭＩ  テクノロジーシンポジウム２００１予稿集―ＣＭＯＳセンサーカメラモジュールについて―」，ＳＥＭＩジャパン，２００１年１２月５日，ｐ．９−２３〜９−２６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記構成では、イメージセンサチップが信号処理チップと比較して大きな場合には物理的にこの様な構造を採ることができない。
即ち、イメージセンサチップはレンズからの入射光を感知する必要性から、信号処理チップとイメージセンサチップが積層される場合には信号処理チップの上にイメージセンサチップが配設されるために、イメージセンサチップが信号処理チップと比較して大きな場合には信号処理チップとイメージセンサチップが積層状態を採ることができず、実装面積の縮小化を図ることができない。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず実装面積の縮小化を図ることができる半導体装置及びその製造方法、並びに固体撮像カメラモジュール及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、信号処理チップと、該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板とを備える半導体装置において、前記イメージセンサチップは、前記信号処理チップを封止した封止樹脂の上に配設された。
【０００８】
ここで、イメージセンサチップは、信号処理チップを封止した封止樹脂の上に配設されたことによって、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず信号処理チップとイメージセンサチップが積層構造を採ることができる。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、信号処理チップと、該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板とを有する半導体装置の製造方法において、前記回路基板に実装され、前記回路基板と電気的に接続された前記信号処理チップを封止樹脂により封止する工程と、前記封止樹脂の上に前記イメージセンサチップを配設し、前記回路基板と前記イメージセンサチップを電気的に接続する工程とを備える。
【００１０】
ここで、回路基板に実装され、回路基板と電気的に接続された信号処理チップを封止した封止樹脂の上にイメージセンサチップを配設し、回路基板とイメージセンサチップを電気的に接続することによって、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず信号処理チップとイメージセンサチップを積層することができる。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像カメラモジュールは、信号処理チップと、該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板と、前記イメージセンサチップの上方に配設されたレンズと、該レンズを支持する鏡筒部とを備える固体撮像カメラモジュールにおいて、前記イメージセンサチップは、前記信号処理チップを封止した封止樹脂の上に配設された。
【００１２】
ここで、イメージセンサチップは、信号処理チップを封止した封止樹脂の上に配設されたことによって、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず信号処理チップとイメージセンサチップが積層構造を採ることができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像カメラモジュールの製造方法は、信号処理チップと、該信号処理チップの上方に配設されたイメージセンサチップと、前記信号処理チップ及び前記イメージセンサチップが実装された回路基板と、前記イメージセンサチップの上方に配設されたレンズと、該レンズを支持する鏡筒部とを有する固体撮像カメラモジュールの製造方法において、前記回路基板に実装され、前記回路基板と電気的に接続された前記信号処理チップを封止樹脂により封止する工程と、前記封止樹脂の上に前記イメージセンサチップを配設し、前記回路基板と前記イメージセンサチップを電気的に接続する工程とを備える。
【００１４】
ここで、回路基板に実装され、回路基板と電気的に接続された信号処理チップを封止した封止樹脂の上にイメージセンサチップを配設し、回路基板とイメージセンサチップを電気的に接続することによって、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず信号処理チップとイメージセンサチップを積層することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１６】
図１は本発明を適用した半導体装置の一例である固体撮像カメラモジュールを説明するための模式的な断面図であり、ここで示す固体撮像カメラモジュール１は、回路基板２の中央部に形成された穴部３に、回路基板とボンディングワイヤ４によって接続された信号処理チップ５が、その裏面が回路基板の下面と同一平面をなす様に配設されている。また、信号処理チップを封止すると共にその表面が湾曲形状に形成された封止樹脂６の上に、回路基板とボンディングワイヤによって接続されたイメージセンサチップ７が湾曲状に実装されている。
更に、回路基板の配線パターン（図示せず）上に受動部品８が実装され、この受動部品を封止した封止樹脂の上に、レンズ９及び光学フィルタ１０を備える鏡筒部本体１１が形成されている。
【００１７】
ここで、本発明を適用した固体撮像カメラモジュールでは、中央部に穴部が形成された回路基板を用いて、この穴部に信号処理チップが配設されているが、回路基板は信号処理チップと電気的に接続されれば充分であり、必ずしも中央部に穴部が形成された回路基板を用いる必要は無く、上記した従来の固体撮像カメラモジュールの様に穴部が形成されていない回路基板を用いて、回路基板の上に信号処理チップが実装された構造であっても構わない。但し、中央部に穴部が形成された回路基板を用いて、信号処理チップの裏面が回路基板の下面と同一平面をなす様に信号処理チップが回路基板の穴部に配設されることによって、回路基板の厚みに応じた固体撮像カメラモジュールの薄型化が可能となるために中央部に穴部が形成された回路基板を用いる方が好ましい。同様の理由から、有底の凹部が形成された回路基板を用いて、この凹部に信号処理チップが配設された場合も凹部の深さに応じた固体撮像カメラモジュールの薄型化が可能である。
【００１８】
更に、上記した様に回路基板は信号処理チップと電気的に接続されれば充分であり、例えば図２で示す様に、中央部に穴部が形成されると共に上面が上面上段部１２と上面下段部１３から構成された段差を有する回路基板を用いて、穴部に配設された信号処理チップと上面下段部がワイヤボンディングされ、イメージセンサチップと上面上段部がワイヤボンディングされた構造としても良い。
【００１９】
また、信号処理チップを封止した封止樹脂の上にイメージセンサチップが配置されることにより、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず信号処理チップとイメージセンサチップが積層構造を採ることができるために、必ずしもその表面が湾曲形状に形成された封止樹脂の上にイメージセンサチップが湾曲状に実装される必要は無いが、像面湾曲収差を解消すべく、イメージセンサチップは湾曲状に実装された方が好ましい。
即ち、レンズの有する光軸に対して垂直に置かれた物体１４の像１５が光軸に垂直な平面内に結像せずに、図３（ａ）で示す様に湾曲し、光軸に垂直な平面から像面がずれる像面湾曲収差が、イメージセンサチップが湾曲状に実装され、光学系の像面の湾曲が撮像面の湾曲により補正され、図３（ｂ）で示す様に光学系の像面と撮像面とが一致することによって解消する。
【００２０】
また、本発明を適用した固体撮像カメラモジュールでは、回路基板に実装された受動部品を封止した封止樹脂の上に鏡筒部本体が形成され、即ち、受動部品を封止した封止樹脂を鏡筒部本体の支持体として鏡筒部本体及び支持体で鏡筒部が形成されているが、鏡筒部はイメージセンサチップ上に結像するレンズを支持することができれば充分であって必ずしも受動部品を封止した封止樹脂を支持体とする必要は無い。但し、上記した従来の固体撮像カメラモジュールの様に回路基板に実装された受動部品の周辺に鏡筒部の下面が接着された場合と比較すると、受動部品の周辺に接着に必要な面積を確保する必要が無く、固体撮像カメラモジュールの小型化を図ることができるために、受動部品を封止した封止樹脂が鏡筒部の支持体として構成された方が好ましい。
【００２１】
以下、上記した固体撮像カメラモジュールの製造方法について説明する。即ち、本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例である固体撮像カメラモジュールの製造方法について説明する。
【００２２】
本発明を適用した固体撮像カメラモジュールの製造方法では、先ず、中央部に穴部が形成された回路基板の配線パターン上に図４（ａ）で示す様に受動部品を実装する。
【００２３】
次に、回路基板の下面に仮固定テープ１６を貼り付け、仮固定テープに信号処理チップを接着することにより回路基板の穴部に信号処理チップを配設する。また、図４（ｂ）で示す様に、信号処理チップの電極と回路基板上の配線パターンとをボンディングワイヤによって電気的に接続する。
【００２４】
ここで、仮固定テープを貼り付けるのは、信号処理チップを穴部の所定位置に仮固定するためであるので、穴部が形成されていない回路基板を用いて固体撮像カメラモジュールを製造する場合には仮固定テープを貼り付ける必要がないのは勿論である。
【００２５】
次に、図４（ｃ）で示す様に、信号処理チップの実装部位及び受動部品の実装部位を封止樹脂により封止すると共に、信号処理チップの実装部位を封止した封止樹脂の表面を湾曲形状に形成する。
【００２６】
ここで、信号処理チップの実装部位及び受動部品の実装部位を封止樹脂によって封止することができれば充分であって、必ずしも信号処理チップの実装部位及び受動部品の実装部位を同時に封止する必要は無いが、固体撮像カメラモジュールの生産性を考慮すると信号処理チップの実装部位を封止する際に同時に受動部品の実装部位を封止する方が好ましい。
【００２７】
続いて、信号処理チップを仮固定していた仮固定テープを剥離し、封止樹脂の表面に形成した湾曲形状に沿ってイメージセンサチップの湾曲実装を行い、図４（ｄ）で示す様に、イメージセンサチップの電極と回路基板上の配線パターンとをボンディングワイヤによって接続する。
【００２８】
次に、図４（ｅ）で示す様に、イメージセンサチップ上に結像するためのレンズ及び赤外光を遮断するための光学フィルタを備える鏡筒部本体を受動部品の実装部位を封止した封止樹脂の上に配設することによって、上記した固体撮像カメラモジュールを得ることができる。
【００２９】
本発明を適用した固体撮像カメラモジュールでは、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず積層構造を採ることができ、実装面積の縮小化を図ることができる。
また、信号処理チップの裏面と回路基板の下面が同一平面となる様に形成されたことによって回路基板の厚さに応じた固体撮像カメラモジュールの薄型化が可能になると共に、信号処理チップの裏面が露出することによって回路動作時における信号処理チップからの放熱性の向上を図ることができる。
更に、像面湾曲収差を解消することによって画面歪、撮像面内での焦点のずれ及び色ずれを抑制することができる。なお、イメージセンサチップの湾曲実装技術は、通常の平坦化実装品と同等の像面湾曲収差で構わないとした場合には、広画角化を可能とするものであり、レンズとイメージセンサチップ間の距離の短縮が可能となり、固体撮像カメラモジュールの小型化を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の半導体装置及びその製造方法、並びに固体撮像カメラモジュール及びその製造方法では、信号処理チップ及びイメージセンサチップの大きさにかかわらず実装面積の縮小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した半導体装置の一例である固体撮像カメラモジュールを説明するための模式的な断面図である。
【図２】固体撮像カメラモジュールの他の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図３】像面湾曲収差を説明するための模式的な図である。
【図４】本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例である固体撮像カメラモジュールの製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図５】従来の固体撮像カメラモジュールを説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    固体撮像カメラモジュール
２    回路基板
３    穴部
４    ボンディングワイヤ
５    信号処理チップ
６    封止樹脂
７    イメージセンサチップ
８    受動部品
９    レンズ
１０    光学フィルタ
１１    鏡筒部本体
１２    上面上段部
１３    上面下段部
１４    物体
１５    像
１６    仮固定テープ
【図１】
2004165240.tif 000003
【図２】
2004165240.tif 000004
【図３】
2004165240.tif 000005
【図４】
2004165240.tif 000006
【図５】
2004165240.tif 000007