(57)【要約】【課題】封止剤硬化用の紫外線が受光面に入光して個体撮像素子の特性が劣化することを防ぎ、かつ紫外線を必要な箇所に均一に照射させることによって、流れ出した封止剤の受光面への浸入を防ぐ。【解決手段】パッケージ４と光ファイバー１１の出射端１２との間に金属製の遮光マスク１０を設ける。この遮光マスク１０には、紫外光が必要な箇所にのみ通ってパッケージ４に入射するように、複数の通孔１５が設けられており、照射箇所に応じて通孔１５のサイズを変えることにより、照度のバラツキを解消することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光開口部を有するパッケージ体と、受光部を有し該受光部が前記受光開口部に対向するように搭載される半導体素子とを、前記受光開口部周辺に塗布される紫外線硬化型封止剤に紫外線照射して接着する半導体装置の製造方法であって、
前記受光開口部側から紫外線を照射する光源と、
前記パッケージと前記光源との間に配置される遮光マスクとを備え、
前記遮光マスクに前記受光開口部の外周部に対応させてマスク開口部を設け、前記マスク開口部の内側を遮光構造にし、前記マスク開口部を通して前記光源から紫外線を入射させて前記封止剤を照射することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記光源として、光ファイバーから出射される光源を用いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記遮光マスクとして、前記封止剤に対して所定の強度分布の紫外線照射されるように前記マスク開口部が形成されたものを用いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記遮光マスクとして、前記封止剤に紫外線が均等に照射されるように前記マスク開口部が形成されたものを用いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記遮光マスクとして、前記受光開口部の角部に対する紫外線照射量が多くなるように前記マスク開口部が形成されたものを用いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記遮光マスクとして、前記マスク開口部が複数の開口部からなり、前記複数の開口部のうち少なくとも２つ以上の大きさが異なるものを用いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記遮光マスクとして、前記マスク開口部が複数の開口部からなり、前記封止剤に対して所定の強度分布の紫外線照射されるように前記複数の開口部のそれぞれの大きさが設定されたものを用いることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記遮光マスクとして、前記マスク開口部が複数の開口部からなり、前記封止剤に紫外線が均等に照射されるように前記複数の開口部のそれぞれの大きさが設定されたものを用いることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記遮光マスクとして、前記マスク開口部が複数の開口部からなり、前記パッケージ体の開口の角部に対する紫外線照射量が多くなるように前記複数の開口部のそれぞれの大きさが設定されたものを用いることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記マスク開口部が透明膜で覆われていることを特徴とする請求項１，３〜９いずれか１項記載の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、半導体素子をパッケージに対して光学的な反応によって接着する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像入射光を画像電気信号に変換する素子電荷結合素子として、一般的に固体撮像素子が使用されている。これは、撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換するセンサ部と、センサ部から出力される電気信号を処理する回路部とを１つのシリコン基板に設けた半導体素子である。この半導体素子を温度あるいは湿度変化から保護するためにプラスチックモールドなどのパッケージに組み込まれたものが固体撮像装置である。この固体撮像装置が他の電子部品とともに基板に実装され、ビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラなどの製品が完成する。
【０００３】
以下に従来の固体撮像素子のパッケージへの取り付け方法について図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図４は従来の方法を説明するための斜視図、図５は図４における要部を説明するための断面図であって、まず、固体撮像素子１の電気接続端子には金のバンプ３が予め形成されており、さらに、バンプ３に導電性接着剤７を塗布し、固体撮像素子１のバンプ３がパッケージ４の回路パターン６と電気的に接続される。
【０００５】
導電性接着剤７の接着強度はあまり大きくないため、固体撮像素子１とパッケージ４の隙間に、エポキシ樹脂系の紫外線硬化型の封止剤８を充填して両者を強固に接着する。封止剤８は、液状であって液状物を一定量供給するためのディスペンサノズル９などを用いて、充填すべき部位に注入される。
【０００６】
すなわち、ディスペンサノズル９から封止剤８を吐出しつつ、図示を省略した移動装置により、ディスペンサノズル９を、固体撮像素子１における周囲を一周させ、固体撮像素子１の全周とパッケージ４との隙間に封止剤８を注入する。
【０００７】
パッケージ４には固体撮像素子１の受光部２よりも０.２ｍｍ程度大きい長方形の窓５が形成されており、下方に光ファイバー１１を設けて、光ファイバー１１の出射端１２から紫外線を照射することにより、固体撮像素子１とパッケージ４の間から染み出した封止剤１６を硬化させ、注入した封止剤８が固体撮像素子１の受光部２に浸入しないようにしていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１８４９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
紫外線硬化型の封止剤の硬化に必要な紫外線の波長は３６５ｎｍであり、一般的に、この波長付近の光が受光面に許容値以上に照射されると、白キズと呼ばれる画素欠陥が発生することがある。
【０００９】
すなわち、従来の取り付け方法では、紫外線が固体撮像素子の受光面に直接入射して画像品質を劣化させるという問題があった。また、固体撮像素子の受光面が長方形に対して、ライトガイドの照射範囲が円形であり、中心からの距離で照度がバラツキ、特に四隅のコーナ部は照度が弱く、封止剤のしみ出しが発生したり、最低照度を維持するために照射パワーを上げると必要以上に受光面に紫外線が入光して、品質劣化を増幅させるという課題があった。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、封止剤硬化のための紫外線が受光面に入光して固体撮像素子の特性が劣化することを防ぎ、かつ紫外線を必要な箇所に均一に照射させることによって、流れ出した封止剤の受光面への浸入を防ぐことを可能にした半導体装置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】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、受光開口部を有するパッケージ体と、受光部を有し該受光部が前記受光開口部に対向するように搭載される半導体素子とを、前記受光開口部周辺に塗布される紫外線硬化型の封止剤に紫外線照射して接着する半導体装置の製造方法であって、前記受光開口部側から紫外線を照射する光源と、前記パッケージと前記光源との間に配置される遮光マスクとを備え、前記遮光マスクに前記受光開口部の外周部に対応させてマスク開口部を設け、前記マスク開口部の内側を遮光構造にし、前記マスク開口部を通して前記光源から紫外線を入射させて前記封止剤を照射することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記光源は、光ファイバーから出射される光源であってもよい。
【００１３】
なお、前記マスク開口部は、前記接着剤に対して所定の強度分布の紫外線照射されるように形成されることが好ましい。
【００１４】
なお、前記マスク開口部は、前記封止剤に紫外線が均等に照射されるように形成されることが好ましい。
【００１５】
なお、前記マスク開口部は、前記受光開口部の角部に対する紫外線照射量が多くなるように形成されることが好ましい。
【００１６】
また、前記マスク開口部は複数の開口部からなり、前記複数の開口部のうち少なくとも２つ以上の大きさが異なることを特徴とする。
【００１７】
なお、前記複数の開口部のそれぞれの大きさは、前記接着剤に対して所定の強度分布の紫外線照射されるように設定されることが好ましい。
【００１８】
なお、前記複数の開口部のそれぞれの大きさは、前記接着剤に紫外線が均等に照射されるように形成されることが好ましい。
【００１９】
なお、前記複数の開口部のそれぞれの大きさは、前記パッケージ体の開口の角部に対する紫外線照射量が多くなるように形成されることが好ましい。
【００２０】
また、前記マスク開口部は、透明膜で覆われていてもよい。
【００２１】
前記方法により、照射箇所によりマスク開口部の孔サイズを変えたり、スリットの幅を変えたりすることにより、従来の紫外線照度強度のバラツキを解消することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、不要な紫外線が受光部を有する半導体素子における受光面に照射することが、遮光マスクにより避けられ、またマスク開口部の絞り効果により照射強度を一定にすることができることから、封止剤が受光面へ侵入することを効果的に避けることができ、受光部を有する半導体素子のパッケージへの取り付けを、受光特性を劣化させることなく、確実に行うことができる。
【００２３】
また、従来のように、受光面の周囲にのみ紫外線が照射されるように構成した高価で特殊なライトガイドを用いることなく、受光面のサイズに対応した薄板の金属のような簡単な構成のマスクを交換することで、パッケージサイズに対応する切替が簡単に行なうことができ、安価で柔軟性に富んだ半導体装置の製造方法が実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施例である固体撮像素子のパッケージへの取り付け方法を説明するための断面図、図２は本方法にて用いられる遮光マスクの平面図である。なお、以下の説明において、図４，図５にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００２６】
図１に示すように、受光部を有する半導体素子としての固体撮像素子１の受光面２には、外部回路に接続するための端子である複数のバンプ３が金ボールなどで形成されている。
【００２７】
パッケージ４は、その中央部に固体撮像素子１の受光面２より大きい四角形の受光開口である窓５を有する。固体撮像素子１は、受光面２を窓５に向けてパッケージ４に取り付けられる。パッケージ４には、固体撮像素子１の複数のバンプ３のそれぞれに対応する位置に銅箔などにより形成された回路パターンが設けられている。
【００２８】
固体撮像素子１をパッケージ４に取り付けるときは、回路パターンの端部のパッド部６（電気接続をする部分）に導電性接着剤７を塗布し、固体撮像素子１の各バンプ３を、それぞれ対応する回路パターンのパッド部６に接するように位置決めして取り付ける。これにより固体撮像素子１はパッケージ４に仮付けされる。
【００２９】
次に、固体撮像素子１の外周とパッケージ４との隙間に、封止剤８をディスペンサノズル９を用いて注入する。ディスペンサノズル９は、図示を省略したＸ−Ｙ移動装置によって固体撮像素子１の外周部に沿って移動するようになっているものである。封止剤８は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性の樹脂である。
【００３０】
パッケージ４の直下には、本例では金属製の遮光マスク１０が配置されており、遮光マスク１０の下方に光ファイバー１１の出射端１２が配置されている。光ファイバー１１の入射端１３には紫外線を放射する光源１４（以下、ＵＶ光源という）が配置されている。
【００３１】
光ファイバー１１の出射端１２からの紫外線は、遮光マスク１０におけるパッケージ４の窓５の外周部分に対向する位置に設けられたマスク開口である複数の通孔１５を通って、選択的に固体撮像素子１を照射する。すなわち、紫外線は、図２に示すように、遮光マスク１０の通孔１５の設置部より内側部分１０ａにより光が反射させられるため、受光面２には紫外線が入光しないが、パッケージ４の窓５の周囲と固体撮像素子１の間の部位を照射する。この照度は予め光ファイバー１１の出射端１２から照射される照度分布を測定しておき、各通孔１５の大きさを決定することで制御することができる。
【００３２】
光ファイバー１１の出射端１２から照射された光は、遮光マスク１０の面内で一様ではなく照度の分布を有しており、出射端１２からの距離が遠くなるほど光の照度が低下する。これによる露光量のばらつきを吸収するため、マスク開口である通孔１５の大きさを部分的に変えることによって絞りを調整することが可能である。例えば、照度の高いところは通孔１５の開口を小さく、照度の低い角部は通孔１５の開口を大きくすることにより、封止剤８への紫外線照射量を均一にすることができる。
【００３３】
また、固体撮像素子１における角部は封止剤８の溜りが発生しやすく、紫外線による硬化が不十分になる傾向があるため、特に角部の照度を高くすることによる固体撮像装置１の周囲全体に渡り、十分な硬化度を得ることができる。
【００３４】
ディスペンサノズル９で注入された封止剤８は、固体撮像素子１とパッケージ４の隙間を通って、余剰の封止剤１６が受光面２の周囲方向へ流れ出す。流れ出た封止剤１６は光ファイバー１１で照射されている紫外線を受けて表面が急速に硬化し流動性を失う。このとき、染み出してきた封止剤１６が受ける紫外線強度は、四辺全てが同一の照度となり、隙間から染み出してきた封止剤１６を瞬時に均一に硬化させることができる。
【００３５】
図３は本発明の第２の実施形態を説明するための遮光マスクの平面図であって、第２の実施例では、遮光マスク１７における紫外線を透過させたい部位に、スリット孔１８を設けており、そのスリット幅の大きさにより照度の制御を行う。
【００３６】
光ファイバー１１の出射端１２から照射された光は、遮光マスク１０の面内で一様ではなく照度の分布を有しており、出射端１２からの距離が遠くなるほど光の照度が低下する。これによる露光量のばらつきを吸収するため、マスク開口の大きさを部分的に変えることにより絞りの調整が可能である。
【００３７】
例えば、照度の高いところは開口幅を狭く、照度の低い角部は開口幅を広くすることにより封止剤８への紫外線照射量を均一にすることができる。
【００３８】
また、固体撮像装置１における角部は封止剤８の溜りが発生しやすく、紫外線の硬化が不十分になる傾向があるため、特に角部の照度を高くすることにより、固体撮像装置１の周囲全体に渡り、十分な硬化度を得ることができる。
【００３９】
また、通孔１５，スリット孔１８などのマスク開口は、露光に必要な波長域、例えば紫外線を透過するものであれば、透明膜で覆われていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る固体撮像素子をパッケージに取り付ける方法、およびその方法に用いる遮光マスクは、固体撮像素子などを温度あるいは湿度、その他の外的ストレスから保護するためにパッケージングする際に、固体撮像素子における心臓部である受光面を紫外線の照射を避け、受光面への封止剤の浸入を防止する手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施例である固体撮像素子をパッケージに取り付ける方法を説明するための断面図
【図２】本発明の第１の実施例における遮光マスクの平面図
【図３】本発明の第２の実施例を説明するための遮光マスクの平面図
【図４】従来の固体撮像素子をパッケージに取り付ける方法を説明するための斜視図
【図５】従来の固体撮像素子をパッケージに取り付ける方法を説明するための断面図
【符号の説明】
【００４２】
１  固体撮像素子
２  受光面
３  バンプ
４  パッケージ
５  窓
６  パッド部
７  導電性接着剤
８  封止剤
９  ディスペンサノズル
１０，１７  遮光マスク
１１  光ファイバー
１２  光ファイバーの出射端
１３  光ファイバーの入射端
１４  光源
１５  通孔
１６  流れ出た封止剤
１８  スリット孔
【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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