(57)【要約】【課題】  ＩＣチップを水平状態に保持し、基板上に強固に接着した半導体装置を提供する。【解決手段】  基板１０と、前記基板上に形成した台座部１１と、前記台座部上に載置したＩＣチップ２０とを含む半導体装置１であって、前記台座部１１を複数に分割した台座ブロック１１−１〜１１−４により形成した半導体装置により達成できる。本発明では、ＩＣチップ２０を載置する台座部１１が複数の台座ブロック１１−１〜１１−４に分割されているので、台座ブロック間の部分は基板が露出する。この台座ブロック間の部分に接着剤５を配して、ＩＣチップ２０下面を台座ブロック１１−１〜１１−４上に直接に載置すれば、台座ブロック上面に接着剤５が乗り上がらない状態で両者を接着できる。よって、ＩＣチップの水平度を保ちながら、基板に強固に接着した半導体装置１を提供できる【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成した台座部と、前記台座部上に載置したＩＣチップとを含む半導体装置であって、
前記台座部を複数に分割した台座ブロックにより形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記台座ブロックは少なくとも前記ＩＣチップの四隅を支持する台座ブロックを含み、前記台座ブロックの間には前記ＩＣチップが載置されたときに外部に連通する空間が形成される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】
前記四隅に配置される各台座ブロックは、前記ＩＣチップが載置されたときに該ＩＣチップの外周よりも外側へ突出した外縁部を備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記空間内に接着剤が充填され、該接着剤を介してＩＣチップと前記基板とが接着されていることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記台座ブロックは、前記基板に形成した金属パターンとして形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置を含むことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣチップを実装した基板を含む半導体装置に関する。特に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を所定姿勢で載置するのに適した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１はＣＣＤ等の撮像素子を配置した撮像装置について開示している。この特許文献１で開示する装置は、基板と撮像素子との間に距離設定手段を備えている。設定手段は、撮像素子の底部に配置され焦点位置を調整する台座の機能を果たしている。この設定手段は、撮像素子と一体に構成され、また別の基板或いは実装に使用するペースト材が採用される。特許文献１で示すように、ＣＣＤ等の撮像用のＩＣチップを基板に搭載する場合には、搭載予定位置へ精度良く配置し、さらに光軸方向での位置についても配慮する必要がある。
【０００３】
また、基板上に直接或いはダイパッド等の台座部にＩＣチップを実装する際には、接着剤が使用される場合が多い。例えば、特許文献２ではベアチップをそのまま基板に搭載するフリップチップ実装の際の接着剤に関する問題と、その解決手段が示されている。この特許文献２では、ＩＣチップの接続に用いる接着剤の量が多過ぎる場合の問題を解消するため、複数の放射状の溝を基板に形成している。このように構成すると、接着剤を中央から周囲に向けて流動させることができるので、接着剤が偏在するのを抑制できる。また、はみ出した接着剤は先端側に設けた周囲溝に収容される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７３１１号    公報
【特許文献２】特開２００１−２３０２７４号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示すように、ＣＣＤ等の撮像用のＩＣチップ（以下、単にＣＣＤという）を基板に搭載する半導体装置では、基板上にＣＣＤを載置するための台座部を設け、接着剤を用いてＣＣＤをこの台座部上に接着するという手法が広く採用されている。図５は、従来において基板上にＣＣＤを載置した半導体装置を製造する様子の概観を示した図である。図５（Ａ）は基板上に接着剤を配した状態での平面図、同（Ｂ）はＣＣＤを接着剤上に配置した状態を示した図、同（Ｃ）は（Ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【０００６】
図５（Ａ）に示すように、基板１００上の台座部１０１上に接着剤１０５が配される。基板１００には複数の端子１０２が形成されている。そして、図５（Ｂ）に示すように、接着剤１０５上からこれを押付けるようにしてＣＣＤ１１０が載置され、ＣＣＤ側の接続パッド１１１と端子１０２とがワイヤボンディングされる。ところが、このときの状態を側面から見ると、図５（Ｃ）で示すように接着剤１０５の厚みが不均一となりＣＣＤ１１０が傾くという場合がある。このように撮像素子としてのＣＣＤ１１０が傾くと、作製された半導体装置の撮像機能が劣化してしまう。
【０００７】
また、図５で示した製造法では、接着剤１０５上から単にＣＣＤ１１０を押付けるだけであるので、接着剤中に気泡が混入してボイドが発生し易くなる。このようなボイドは亀裂発生の原因、強度低下の原因となるので半導体装置の信頼性を低下させてしまう。
【０００８】
また、特許文献２で開示された手法では、基板上に直接、放射溝を形成している。そして、この基板とＩＣチップとの間に接着剤を配置し、ＩＣチップを基板側に押付けて固定する。このとき接着剤は、基板表面とＩＣチップ実装面との間に介在して両者を接着する。多過ぎた接着剤は上記溝内に入るが、基板表面とＩＣチップ実装面との間の接着剤が接着に寄与している。よって、基板表面上の接着剤が不均一となった場合には、前述したと同様にＩＣチップが傾斜した状態となる。よって、特許文献２で示す技術を用いてＣＣＤ等の撮像素子を基板上に載置する場合にも、同様に傾斜の問題が発生する虞がある。さらに、この特許文献２では、特別に溝を形成した基板を準備する必要があるので、コストが上昇してしまう。
【０００９】
上記のように、従来の半導体装置では接着剤を用いて基板上にＩＣチップを固定する場合に、傾斜させることなく配置することが困難であった。そこで、本発明は係る課題を解決し、簡単な構成でＩＣチップを水平状態に保持し、基板に強固に接着されている半導体装置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】
【００１０】
上記目的は、基板と、前記基板上に形成した台座部と、前記台座部上に載置したＩＣチップとを含む半導体装置であって、前記台座部を複数に分割した台座ブロックにより形成した半導体装置により達成できる。本発明では、ＩＣチップを載置する台座部が複数の台座ブロックに分割されているので、台座ブロック間の部分は基板が露出する。この台座ブロック間の部分に接着剤を配して、ＩＣチップ下面を台座ブロック上に直接に載置すれば、台座ブロック上面に接着剤が乗り上がらない状態で両者を接着できる。よって、ＩＣチップの水平度を保ちながら、基板に強固に接着した半導体装置を提供できる。
【００１１】
前記台座ブロックは少なくとも前記ＩＣチップの四隅を支持する台座ブロックを含み、前記台座ブロックの間には前記ＩＣチップが載置されたときに外部に連通する空間が形成される状態とするのが好ましい。このような構造であれば、接着剤が空間内に充填されつつ内部エアを外部側へ効率的に排出できる。よって、ボイドの発生を抑制できる。
【００１２】
また、前記四隅に配置される各台座ブロックは、前記ＩＣチップが載置されたときに該ＩＣチップの外周よりも外側へ突出した外縁部を備えている構造であることが望ましい。このように外部側に突出する外縁部を備えていれば、これを目印にして載置予定位置にＩＣチップを確実に載置できる。そして、前記空間内に接着剤が充填され、該接着剤を介してＩＣチップと前記基板とが接着されている強固な構造を得ることができる。
【００１３】
なお、前記台座ブロックは、前記基板に形成した金属パターンとして形成することができる。端子パターン等を形成するときに、同時に形成するようにしてもよい。上記半導体装置を含む撮像装置であれば、ＣＣＤ、ＳＭＯＳ等のＩＣ撮像用のＩＣチップが基板上の所定位置に位置精度良く配されているので、鮮明な撮影画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、ＣＣＤ等のＩＣチップの水平度を持って安定に支持する半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の形態に係る半導体装置を説明する。図１は、実施形態に係る半導体装置１の製造過程の概略を示した図であり、（Ａ）は基板に接着剤を配した状態を示す平面図、同（Ｂ）はＩＣチップ（以下、ＣＣＤを例として説明する）を接着剤上に配置した状態を示した図である。また、図２は、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
本半導体装置１の基板１０には、表面上に多数の端子１２共に、台座部１１が形成されている。この台座部１１は、複数（図１では４個）の台座ブロック１１−１〜１１−４により構成されている。これらの台座ブロック１１−１〜１１−４は、例えばメッキにより基板上に形成する金属パターンにより構成することができる。金属パターンに用いる金属はＡｕを採用することが望ましい。この台座ブロック１１−１〜１１−４は、基板１０の表面との段差が５〜６μｍ程度となるように形成することが望ましい。なお、台座ブロック１１−１〜１１−４は、端子１２をパターン形成するときに同時に基板１０上に形成してもよい。これにより、各台座ブロック専用の製造工程が不要となるので、製造工程を簡略化できる。
【００１７】
図１に示す台座ブロック１１−１〜１１−４は略Ｌ字型であり、ＣＣＤ２０の載置予定位置に対応してＣＣＤ２０の四隅を下端から支持するように、各々独立に配置される。よって、台座ブロック１１−１〜１１−４により囲まれる中央部分や台座ブロック間は、基板１０がむき出し（露出）の状態である。接着剤５は、図１（Ａ）に示すように、ほぼ中央部に配するのが望ましい。ここで、ＣＣＤ２０の載置予定位置は、ＣＣＤ２０の受光部の光軸（不図示）と後述するレンズ３０の光軸とが実質的に一致する位置であることが好ましい。
【００１８】
使用する接着剤５は、ＣＣＤ２０と基板１０との接続形態に応じて、導電性及び絶縁性の接着剤を選択して使用することができる。導電性の接着剤としては銀ペースト、絶縁性の接着剤としてはエポキシ系樹脂を好適に使用することができる。これらの接着剤は熱硬化性であることが望ましい。また、接着剤５は流動状であっても、シート状であってもよい。なお、接着剤５は上記に限らず、適宜変更可能である。
【００１９】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の状態から、ＣＣＤ２０を中央部上に載置して半導体装置１の外観を完成させた状態を示している。ＣＣＤ２０は、その四隅が４個の台座ブロック１１−１〜１１−４上に位置する様に設定される。よって、台座ブロック間とＣＣＤ２０の底部とで囲まれた領域は１つの空間ＳＰとなる。そして、隣接する台座ブロックの間には、この空間ＳＰを外部とに連通する通路７が形成される。すなわち、ＣＣＤ２０を上部から閉じることにより、形成される空間ＳＰは図１（Ｂ）で上下左右に形成された通路７を介して中央部から外部に通じた状態となる。
【００２０】
製造工程では、図１（Ａ）で示すように、上記空間中央に所定量の接着剤５を配置してからＣＣＤ２０を上方から載置する。その際、必要により加熱ツールを用いて接着剤５の流動性を高めることが望ましい。ＣＣＤ２０の底部により、押し込まれた接着剤５は空間ＳＰ内を充満しながら、通路７に向けて流動する。よって、接着剤５自体に気泡が混入していなければ、内部エアを外側に効率的に押出しながら空間内を接着剤５が充満するのでボイドが発生することがない。なお、ＣＣＤ２０は接続パッド２１を備えており、基板１０側の端子１２とワイヤボンディングされる。
【００２１】
ここで、使用する接着剤５の量は、上記空間ＳＰと同等の体積或いはこれより僅かに多い程度とする。このように接着剤５の量を規定しておくと、ＣＣＤ２０を押付けたときに接着剤５が台座ブロック１１−１〜１１−４上まで乗り上ってくることがない。よって、従来の様に台座とＣＣＤ間に介在した不均一な接着剤により、載置したＣＣＤが傾くということがない。すなわち、本半導体装置１では、台座ブロック１１−１〜１１−４の上面に、ＣＣＤ２０の実装面（下面）が直接に接触して載置されるのでＣＣＤ２０は水平度を保持して、傾くことがない。この様子は１（Ｂ）の断面を示した図２により確認できる。Ａｕメッキ等で平滑に形成された台座ブロック１１−１〜１１−４の上面にＣＣＤ２０が載置されるので、確実に水平状態を保持できる。
【００２２】
なお、本願発明者は実験により、接着剤を用いて金属製の台座にＣＣＤを接着する場合よりも、接着剤を用いてＣＣＤを基板に直接、接着する場合の方がより強い接着力が得られることを確認している。本半導体装置１は図１（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ２０下に基板１０との間に介在する接着剤５が存在するので、金属製の台座部に接着剤を介在させて接着した構造と比較して、ＣＣＤ２０をより強固に基板１０上に固定した構造を実現できる。
【００２３】
さらに、各台座ブロック１１−１〜１１−４が果たしている他の機能について説明する。これらの台座ブロック１１−１〜１１−４は、ＣＣＤ２０を載置する際に載置予定位置を確認できるように平面形状が設計されている。図１（Ａ）と図１（Ｂ）とを比較すると確認できるように、ＣＣＤ２０を載置した状態で、ＣＣＤ２０の外周よりもＬ字型に形成した台座ブロック１１−１〜１１−４の外縁部１１ＰＲ分が僅かに突出している。このように、台座ブロック１１−１〜１１−４の外縁部１１ＰＲを僅かに突出する程度に形成することで、載置予定位置を確認しながらＣＣＤ２０を載置できる。
【００２４】
上記のように、本半導体装置１では台座ブロック１１−１〜１１−４の上面でＣＣＤ２０の高さ方向での位置決めが行なわれ、面内方向での位置決めは台座ブロック１１−１〜１１−４の外縁部１１ＰＲを利用して行なわれる。よって、ＣＣＤ２０を基板１０上での予定位置に確実に配置できる。
【００２５】
図３は、台座ブロック１１−１〜１１−４の形状改善例について示している。同（Ａ）は左右の通路部７Ｌ，７Ｒの幅のみを狭めた場合、同（Ｂ）は更に上下の通路７Ｕ，７Ｄの幅を広めた場合の例を示している。この改善例に示す台座ブロック１１−１〜１１−４は、押出された接着剤５が左右に位置する端子１２のパターンに接触することがないように工夫されている。即ち、ＣＣＤ２０が上部に配置されたときに、通路７Ｕ、７Ｄとなる部分の内で左右の通路部７Ｌ，７Ｒは幅を絞っている。このように形成すると上下の通路７側へ接着剤５が多く流動するので、接着剤５と端子１２との接触を抑制できる。
【００２６】
本半導体装置１は、台座部とＣＣＤ２０との間に接着剤が介在しないので、従来のようにＣＣＤが傾斜するという問題を生じない。しかも、メッキ等により形成した平坦な台座部上面にＣＣＤが載置されるので水平状態を保持できる。さらに、接着剤５は基板１０とＣＣＤ２０との間に介在するので、両者を強固に接着することができる。
【００２７】
図４は、上記半導体装置１を組込んだ撮像装置３０を示した図である。この撮像装置３０は基板１０に固定した鏡筒３１と、この鏡筒３１に光軸方向へ摺動自在に接続されたレンズホルダ３２を備えている。レンズホルダ３２にはレンズ３３が固定されている。この撮像装置３０は、ＣＣＤ２０が基板１０上の所定位置に位置精度良く配されるので、鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００２８】
以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＩＣチップをＣＣＤとして説明したがこれに限るものではない。本発明は、水平度を維持し、精度良く所定位置に載置する必要があるＩＣチップを備える半導体装置に広く適用できる。また、上記実施形態では台座ブロックの形状をＬ字としたが、これに限るものではない。台座ブロックの形状や個数は必要により適宜変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る半導体装置の製造過程の概略を示した図である。（Ａ）は基板に接着剤を配した状態を示す平面図、同（Ｂ）はＩＣチップを接着剤上に配置した状態を示した図である。
【図２】図１（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】台座ブロックの形状の改善例について示している図である。
【図４】半導体装置を組込んだ撮像装置を示した図である。
【図５】従来において基板上にＣＣＤを載置した半導体装置を製造する様子の概観を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１                    半導体装置
５                    接着剤
１０                  基板
１１                  台座部
１１‐１〜１１‐４    台座ブロック
２０                  ＣＣＤ
ＳＰ                  空間
ＰＲ                  外縁部
【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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