(57)【要約】【課題】モジュールの薄型化を図る。【解決手段】平板状の薄型プレートには、半導体チップとしてのイメージセンサがダイボンディングにより固定され、その薄型プレートにおいてイメージセンサが固定される領域の周囲の一部または全部には、配線層を含む配線基板が配置される。そして、イメージセンサと配線基板とは、例えば、ワイヤボンディングにより電気的に接続される。本技術は、例えば、イメージセンサをパッケージングするイメージセンサパッケージに適用することができる。【選択図】図２
2012238687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップが固定される平板状の薄型プレートと、
前記薄型プレートにおいて前記半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む基板と
を備え、
前記半導体チップと前記基板とは電気的に接続される
半導体パッケージ。
【請求項２】
前記薄型プレートは、金属で形成される
請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記薄型プレートは、ステンレス鋼で形成される
請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記薄型プレートは、熱伝導率の高い金属で形成される
請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記薄型プレートは、ステンレス鋼と熱伝導率の高い金属とが積層されて形成される
請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記薄型プレートと前記基板とは電気的に接続される
請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
平板状の薄型プレートに半導体チップを固定し、
前記薄型プレートにおいて前記半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に、配線層を含む基板を配置し、
前記半導体チップと前記配線基板とを電気的に接続する
ステップを含む半導体装置の製造方法。
【請求項８】
レンズと、
前記レンズにより取り込まれた光を光電変換するイメージセンサと
前記イメージセンサが固定される平板状の薄型プレートと、
前記薄型プレートにおいて前記イメージセンサが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む基板と
を備え、
前記イメージセンサと前記配線基板とは電気的に接続される
固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、半導体パッケージ、半導体装置の製造方法、および固体撮像装置に関し、特に、モジュールの薄型化を図ることができるようにする半導体パッケージ、半導体装置の製造方法、および固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イメージセンサのパッケージングにおいて、ダイボンディングによりイメージセンサを固定する基板として、平板上の基板や、イメージセンサの受光面上に空隙（キャビティ）が設けられるように形成された基板がある（例えば、特許文献１，２）。また、このような基板としては、セラミック基板や、有機基板（リジッド基板やフレキシブル基板）がよく用いられている。
【０００３】
このような、パッケージの一部としての基板は、イメージセンサを支持する役割と、イメージセンサを配線する役割とを担う。前者の場合、強度の観点から、基板の厚みが大きい方が望ましい。また、後者の場合、配線層として２層以上の多層構造が一般的に用いられており、その層数に応じて、基板の厚みは大きくなる。一般的には、基板の厚みは、２層構造の配線層を含む基板で0.1mm以上、４層構造の配線層を含む基板で0.2mm以上となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１８３３３号公報
【特許文献２】特開２００３−２５００７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、最終的なセット製品の軽薄短小化に伴い、イメージセンサパッケージの薄型化が要求されている。
【０００６】
図１は、従来のカメラモジュールの断面図を示している。
【０００７】
図１のカメラモジュール１１は、配線基板２１、イメージセンサ２２、ワイヤ２３、およびレンズ部２４から構成される。
【０００８】
配線基板２１は、複数の配線パターン２１ａを備える多層構造の配線層を含み、配線基板２１上には、イメージセンサ２２がダイボンディングにより固定されている。配線基板２１は、イメージセンサ２２の受光面２２ａ上にキャビティが設けられるように形成されている。配線基板２１とイメージセンサ２２とは、ワイヤボンディングにより、ワイヤ２３を介して電気的に接続されている。レンズ部２４は、レンズ２４ａと支持部２４ｂとから構成され、支持部２４ｂは、イメージセンサ２２の受光面２２ａに光を入射させるレンズ２４ａを、配線基板２１上で支持している。
【０００９】
このようなカメラモジュール１１において、その厚みを考えた場合、イメージセンサ２２の受光面２２ａからレンズ部２４上面までのレンズ設計要素の厚みと、イメージセンサ２２の受光面２２ａから配線基板２１下面までのパッケージ設計要素の厚みとに分けて考えることができる。
【００１０】
カメラモジュール１１の薄型化を図る場合、同一のレンズ設計要素すなわち光学系を用いるときには、パッケージ設計要素の厚みを小さくする必要があった。
【００１１】
そこで、配線基板２１の厚みを小さくすることが検討されるが、配線基板２１がセラミック基板である場合、その厚みが小さくなるにつれ、配線基板２１は割れやすくなってしまう。また、配線基板２１が有機基板である場合、その厚みが小さくなるにつれ、配線基板２１においてねじれや曲りが発生しやすくなってしまう。
【００１２】
このように、従来用いられている基板の厚みを小さくして、カメラモジュールの薄型化を図るには限界があった。
【００１３】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、モジュールの薄型化を図ることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本技術の一側面の半導体パッケージは、半導体チップが固定される平板状の薄型プレートと、前記薄型プレートにおいて前記半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む基板とを備え、前記半導体チップと前記基板とは電気的に接続される。
【００１５】
前記薄型プレートは、金属で形成されるようにすることができる。
【００１６】
前記薄型プレートは、ステンレス鋼で形成されるようにすることができる。
【００１７】
前記薄型プレートは、熱伝導率の高い金属で形成されるようにすることができる。
【００１８】
前記薄型プレートは、ステンレス鋼と熱伝導率の高い金属とが積層されて形成されるようにすることができる。
【００１９】
前記薄型プレートと前記基板とは電気的に接続されるようにすることができる。
【００２０】
本技術の一側面の半導体装置の製造方法は、平板状の薄型プレートに半導体チップを固定し、前記薄型プレートにおいて前記半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に、配線層を含む基板を配置し、前記半導体チップと前記配線基板とを電気的に接続するステップを含む。
【００２１】
本技術の一側面の固体撮像装置は、レンズと、前記レンズにより取り込まれた光を光電変換するイメージセンサと前記イメージセンサが固定される平板状の薄型プレートと、前記薄型プレートにおいて前記イメージセンサが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む基板とを備え、前記イメージセンサと前記配線基板とは電気的に接続される。
【００２２】
本技術の一側面においては、平板状の薄型プレートに半導体チップが固定され、薄型プレートにおいて半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に、配線層を含む基板が配置され、半導体チップと配線基板とが電気的に接続される。
【発明の効果】
【００２３】
本技術の一側面によれば、モジュールの薄型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のカメラモジュールの断面図である。
【図２】本技術を適用したカメラモジュールの断面図である。
【図３】カメラモジュールの製造処理について説明するフローチャートである。
【図４】カメラモジュールの製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本技術の実施の形態について図を参照して説明する。なお、説明は以下に示す順序で行うこととする。
１．カメラモジュールの構成
２．カメラモジュールの製造工程
【００２６】
＜１．カメラモジュールの構成＞
図２は、本技術を適用した固体撮像装置としてのカメラモジュールの一実施の形態の構成を示す断面図である。
【００２７】
図２のカメラモジュール５１は、薄型プレート６１、配線基板６２、イメージセンサ６３、ワイヤ６４、およびレンズ部６５から構成される。
【００２８】
薄型プレート６１は、例えば、平板状の金属により形成される。具体的には、薄型プレート６１は、SUS（Steel Use Stainless：ステンレス鋼）系の金属や、Al，Cu等の熱伝導率の高い金属により形成され、その厚みは、0.1mm程度とされる。なお、薄型プレート６１は、上述したような金属単体で形成されてもよいし、SUS系の金属とAlやCu等の熱伝導率の高い金属とが積層されて形成されてもよい。
【００２９】
薄型プレート６１上には、イメージセンサ６３がダイボンディングにより固定されている。また、薄型プレート６１において、イメージセンサ６３が固定される領域の周囲には、イメージセンサ６３を囲むように配線基板６２が配置され接着されている。配線基板６２は、複数の配線パターン６２ａを備える多層構造の配線層を含む。なお、配線基板６２は、薄型プレート６１において、イメージセンサ６３が固定される領域の周囲の全部に配置されていてもよいし、その一部のみに配置されていてもよい。
【００３０】
イメージセンサ６３は、光電変換素子を含む単位画素（以下、単に、画素ともいう）が行列状（マトリックス状）に２次元配置されてなる受光面６３ａを有しており、受光面６３ａに入射した光量に応じた電荷量を物理量として画素単位で検知する。配線基板６２とイメージセンサ６３とは、ワイヤボンディングにより、ワイヤ６４を介して電気的に接続されている。
【００３１】
レンズ部６５は、レンズ６５ａと支持部６５ｂとから構成され、支持部６５ｂは、イメージセンサ６３の受光面６３ａに光を入射させるレンズ６５ａを、配線基板６２上で支持している。
【００３２】
このようなカメラモジュール５１においては、イメージセンサ６３の受光面６３ａからレンズ部６５上面までがレンズ設計要素となり、イメージセンサ６３の受光面６３ａから薄型プレート６１下面までがパッケージ設計要素、すなわちイメージセンサパッケージとなる。
【００３３】
＜２．カメラモジュールの製造工程＞
次に、図３および図４を参照して、カメラモジュール５１の製造工程について説明する。図３は、カメラモジュール５１の製造処理の流れについて説明するフローチャートであり、図４は、カメラモジュール５１の製造工程を示す図である。
【００３４】
まず、ステップＳ１１において、図４Ａに示されるように、薄型プレート６１が用意される。
【００３５】
ステップＳ１２において、図４Ｂに示されるように、薄型プレート６１に配線基板６２が接着される。このとき、薄型プレート６１を接地した上で、薄型プレート６１と配線基板６２とを、電気的に接続させるようにしてもよい。これにより、配線基板６２の電気的特性やシールド効果を高めることができるようになる。
【００３６】
ステップＳ１３において、図４Ｃに示されるように、薄型プレート６１にイメージセンサ６３がダイボンディングにより固定される。
【００３７】
ここで、ダイボンディングに用いるボンド材として、絶縁性の材料を用いるようにしてもよいし、導電性の材料を用いるようにしてもよい。例えば、ボンド材として絶縁性の材料を用いるようにした場合には、薄型プレート６１とイメージセンサ６３のSi基板とを絶縁することができるようになる。また、薄型プレート６１を接地した上で、ボンド材として導電性の材料を用いるようにした場合には、イメージセンサ６３のSi基板を接地することができるようになる。このように、ダイボンディングに用いるボンド材は、イメージセンサ６３の特性に合わせて、絶縁性の材料か導電性の材料かを選択するようにすればよい。
【００３８】
ステップＳ１４において、図４Ｄに示されるように、配線基板６２とイメージセンサ６３とが、ワイヤボンディングにより、ワイヤ６４を介して電気的に接続される。なお、ここでは、配線基板６２とイメージセンサ６３とが電気的に接続されればよく、ワイヤボンディング以外のボンディング手法を用いてもよい。
【００３９】
そして、ステップＳ１５において、図４Ｅに示されるように、レンズ部６５が、配線基板６２上に搭載される。これにより、カメラモジュール５１が完成する。
【００４０】
以上の構成及び工程によれば、配線層を含まない薄型プレート６１にイメージセンサ６３が固定され、イメージセンサ６３の周囲に配線層を含む配線基板６２が配置されるようにしたので、配線層を含む配線基板にイメージセンサを固定する従来の構成と比較して、イメージセンサパッケージの厚みを配線層の分だけ薄くすることができ、ひいては、カメラモジュールの薄型化を図ることが可能となる。
【００４１】
また、薄型プレート６１が、金属により形成されるようにしたので、イメージセンサパッケージの厚みを薄くした場合であっても、その強度を保持することができる。
【００４２】
そして、薄型プレート６１が、SUS系の金属により形成されるようにした場合には、防錆処理を必要とせず、剛性の高いイメージセンサパッケージを実現することができる。
【００４３】
また、薄型プレート６１が、AlやCu等の熱伝導率の高い金属により形成されるようにした場合には、イメージセンサ６３から発せられる熱を、イメージセンサ６３裏面から薄型プレート６１を介して、外部に効率的に放熱させることが可能なイメージセンサパッケージを実現することができる。
【００４４】
さらに、薄型プレート６１が、SUS系の金属とAlやCu等の熱伝導率の高い金属とが積層されて形成されるようにした場合には、上述した２つの特徴を併せ持つイメージセンサパッケージを実現することができる。
【００４５】
また、薄型プレート６１と配線基板６２とは別体として構成されるので、薄型プレート６１および配線基板６２には、それぞれの用途に適切な特性を有する材料を用いることができる。具体的には、配線基板６２として、従来用いられている基板（セラミック基板や有機基板）を用いることで、配線基板としての特性を維持することができる。また、薄型プレート６１の材料として、薄くても強度や剛性の高い材料を使用することで、配線基板の材料として最適なセラミックや有機材料で実現しにくい強度や剛性を実現することができる。
【００４６】
なお、以上においては、薄型プレート６１は金属により構成されるものとしたが、十分な強度や剛性を実現することができれば、金属以外の材料により構成されるようにしてもよい。
【００４７】
また、以上においては、本技術を、イメージセンサをパッケージングするイメージセンサパッケージに適用した例について説明してきたが、本技術は、所定の半導体チップをパッケージングする半導体パッケージに適用することが可能である。すなわち、本技術によれば、半導体パッケージを薄くすることができ、ひいては、半導体パッケージを含む半導体装置（半導体モジュール）の薄型化を図ることが可能となる。
【００４８】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００４９】
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）  半導体チップが固定される平板状の薄型プレートと、
前記薄型プレートにおいて前記半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む基板と
を備え、
前記半導体チップと前記基板とは電気的に接続される
半導体パッケージ。
（２）  前記薄型プレートは、金属で形成される
（１）に記載の半導体パッケージ。
（３）  前記薄型プレートは、ステンレス鋼で形成される
（２）に記載の半導体パッケージ。
（４）  前記薄型プレートは、熱伝導率の高い金属で形成される
（２）に記載の半導体パッケージ。
（５）  前記薄型プレートは、ステンレス鋼と熱伝導率の高い金属とが積層されて形成される
（２）に記載の半導体パッケージ。
（６）  前記薄型プレートと前記基板とは電気的に接続される
（２）乃至（５）のいずれかに記載の半導体パッケージ。
（７）  平板状の薄型プレートに半導体チップを固定し、
前記薄型プレートにおいて前記半導体チップが固定される領域の周囲の一部または全部に、配線層を含む基板を配置し、
前記半導体チップと前記配線基板とを電気的に接続する
ステップを含む半導体装置の製造方法。
（８）  レンズと、
前記レンズにより取り込まれた光を光電変換するイメージセンサと
前記イメージセンサが固定される平板状の薄型プレートと、
前記薄型プレートにおいて前記イメージセンサが固定される領域の周囲の一部または全部に配置される、配線層を含む基板と
を備え、
前記イメージセンサと前記配線基板とは電気的に接続される
固体撮像装置。
【符号の説明】
【００５０】
５１  カメラモジュール，  ６１  薄型プレート，  ６２  配線基板，  ６２ａ  配線パターン，  ６３  イメージセンサ，  ６３ａ  受光面，  ６４  ワイヤ，  ６５  レンズ部，  ６５ａ  レンズ，  ６５ｂ  支持部
【図１】
2012238687.tif 000003
【図２】
2012238687.tif 000004
【図３】
2012238687.tif 000005
【図４】
2012238687.tif 000006