(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を固着する領域に相当する固着領域の周囲に設けられた複数の外部電極と、
前記複数の外部電極を絶縁して一体化し、前記外部電極の間および前記外部電極の表から裏に渡る厚みの部分を埋める絶縁性樹脂から成る絶縁部と、
前記複数の外部電極を囲み、前記絶縁部と同一材料で一体化され、前記絶縁部材の表面および前記外部電極の表面が凹むように設けられた枠状部と、
前記複数の外部電極、前記絶縁部、前記枠状部から成る凹部の内部の前記固着領域に固着され、前記外部電極と金属細線で電気的に接続された半導体素子と、
前記凹部を構成する前記枠状部の上端部に接着され、前記凹部を密閉する透明板とを有し、前記透明板の周囲と前記枠状部の周囲の側面は、同一のカット面から成り、前記外部電極の裏面は、前記枠状部の内側に対応するパッケージの裏面に位置する事を特徴とした半導体装置。
【請求項２】
固着領域には、前記外部電極と同一材料から成るアイランドが設けられ、前記アイランドおよび前記外部電極の間および前記外部電極の表から裏に渡る厚みの部分を埋める絶縁性樹脂が設けられる請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記外部電極は、Ｃｕから成る請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー、ＬＥＤ、レーザまたは光センサーから成る請求項１、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
導電部材を用意し、少なくとも半導体素子を固着するアイランドおよび外部電極を形成する導電パターンから成る搭載部を多数個形成する工程と、
前記外部電極を絶縁して一体化する絶縁性樹脂から成る絶縁部および前記導電部材上に前記各搭載部を囲むように前記絶縁性樹脂から成る枠状部を形成する工程と、
前記アイランドに半導体素子を固着する工程と、
前記半導体素子を覆い、前記導電パターンとの間に前記各搭載部毎に気密中空部を形成するように、前記枠状部に透明板を接着する工程と、
前記絶縁性樹脂が露出するように、前記導電部材を取り除く工程と、
前記枠状部をダイシングして前記各搭載部毎に分離する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記枠状部は前記導電部材上の前記各搭載部間に格子状に一体に形成されることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記アイランドと前記外部電極との間に前記絶縁性樹脂を形成し、前記アイランドと前記外部電極とを絶縁することを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記外部電極の裏面には半田層を形成することを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記導電部材は銅から成るリードフレームまたは銅から成る導電箔であることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体素子は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー、ＬＥＤ、レーザまたは光センサーであることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記透明板表面には所望の分光特性を得るフィルター機能を有する透明樹脂を被膜することを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体素子周辺の前記導電パターンには他の半導体素子、半導体モジュールまたはチップ部品を固着し、前記気密中空部内に位置することを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体モジュールは、コンデンサ、抵抗、トランジスタまたはダイオードを内蔵することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
導電部材を用意し、少なくとも半導体素子を固着するアイランドおよび外部電極を形成する導電パターンから成る搭載部を多数個前記導電部材表面からハーフエッチングし形成する工程と、
前記外部電極を絶縁して一体化する絶縁性樹脂から成る絶縁部および前記導電部材上に前記各搭載部を囲むように絶縁性樹脂から成る枠状部を形成する工程と、
所望の前記導電パターンの前記各アイランドに半導体素子を固着する工程と、
前記半導体素子を覆い、前記導電パターンとの間に前記各搭載部毎に気密中空部を形成するように透明板を、前記枠状部に接着する工程と、
前記導電部材の裏面全域を前記絶縁性樹脂が露出するまでバックエッチングにより除去する工程と、
前記枠状部をダイシングして前記各搭載部毎に分離する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記枠状部は前記導電部材上の前記各搭載部間に格子状に一体に形成されることを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記アイランドと前記外部電極との間に前記絶縁性樹脂を形成し、前記アイランドと前記外部電極とを絶縁することを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記半導体素子は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー、ＬＥＤ、レーザまたは光センサーであることを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記透明板表面には所望の分光特性を得るフィルター機能を有する透明樹脂を被膜することを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記半導体素子周辺の前記導電パターンには、他の半導体素子、半導体モジュールまたはチップ部品を固着し、前記気密中空部内に位置することを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記半導体モジュールは、コンデンサ、抵抗、トランジスタまたはダイオードを内蔵することを特徴とする請求項１９記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラモジュールに用いられるＣＣＤ等の光学系の半導体素子を内蔵する半導体装置に関し、ＣＣＤ単独、またはＣＣＤおよび周辺チップ等を中空構造内に配置したものであり、特に、このモジュールの薄型化、量産性を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラモジュールは、携帯電話、携帯用のコンピューター等に積極的に採用されるようになった。従ってカメラモジュールは、小型化、薄型化、軽量化が求められている。
【０００３】
以下、半導体素子としてＣＣＤを用いたカメラモジュールを参照しながら説明を行う。尚、ＣＣＤ以外の半導体素子（例えばＣＭＯＳセンサー等）を用いても同様である。
【０００４】
先ず、図１５（Ａ）に示す如く、従来のカメラモジュールでは、実装基板１にＣＣＤ２が実装されている。そして、ＣＣＤ２の上方に、外部からの光を集めるレンズ５がレンズバレル６に固定されている。また、レンズバレル６はレンズホルダー７によってホールドされており、レンズホルダー７はレンズ止めビス８によって実装基板１に実装されている。ここで、実装基板１としてはセラミック基板等が用いられる。
【０００５】
ここで、ＣＣＤは、（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）の略で、レンズ５によって集められた光の強さに応じた電荷を出力する働きを有する。また、レンズバレル６は側面がねじになっており（図示せず）、回転することによってレンズ５の焦点を合わせる働きを有する。
【０００６】
更に、実装基板１の表面および裏面に、チップ部品３と裏面チップ部品４が実装されている。これらチップ部品としては、ＤＳＰ、ドライブ用ＩＣ、コンデンサ、抵抗、ダイオード等が挙げられる。ＤＳＰは（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の略で、ＣＣＤから送られた信号を高速に処理する働きを有する。また、ドライブ用ＩＣは、ＣＣＤ内のセルの選択をし、転送のための駆動を行う働きを有する。
【０００７】
また、図１５（Ｂ）に示す如く、上述したＣＣＤ２の部分がＣＭＯＳセンサーやインターライン式のＣＣＤを用いる場合もある。このとき、図示したように、実装基板１１上に実装されたＣＭＯＳセンサー１２上には、個々の画素１３に対応してマイクロレンズ１４を構成している。この構造の場合、レンズ５とマイクロレンズ１４との間には、必ず空気層が存在する。また、光の屈折の関係によりマイクロレンズ表面も空気層を設ける必要がある。そのため、レンズホルダー７により中空構造を構成させている。そして、レンズ５により集光された光が空気層およびマイクロレンズ１４を介して個々の画素１３に精度高く取り込まれる。
【０００８】
次に、図１６を参照して、このカメラモジュールの組立方法を説明する。
【０００９】
先ず、図１６（Ａ）に示す如くを参照して、実装基板１を用意し、その表面にＣＣＤ２とチップ部品３を実装する。
【００１０】
次に、図１６（Ｂ）に示す如く、実装基板１の裏面に裏面チップ部品４を実装する。
【００１１】
最後に、図１６（Ｃ）に示す如く、レンズ５が固定されたレンズバレル６をレンズホルダー７に固定し、レンズ止めビス８を用いて、レンズホルダー７を実装基板１に固定する。
【００１２】
以上の方法により、実装基板１を用いた従来型のカメラモジュールが完成する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図１５にも示す如く、例えば、従来におけるカメラモジュールにおいて、チップ部品３、裏面チップ部品４、レンズ５、レンズバレル６、レンズホルダー７、ＣＣＤ２は必要な構成要素であるが、小型化、薄型化、軽量化を実現するカメラモジュールを提供するのは難しかった。特に、ＣＣＤ２を内蔵する構造では、実装基板１上にＣＣＤ２を実装しその周囲をレンズホルダー７で覆い、そのレンズホルダー７上部にレンズバレル６を介して集光用のレンズ５を固定していた。そのため、実装面積も余分に占有してしまい、また、ＣＣＤ２部における薄型化にも問題があった。
【００１４】
更に、例えば、従来におけるカメラモジュールにおいて、レンズホルダー７を固定するためにセラミック等から成る実装基板１を利用していた。一般的には、この基板１は必須であり、この実装基板１を無くすことができなかった。そのため、この実装基板１を採用することによって、コストが上昇し、また、実装基板１が厚いために、モジュールの小型化、薄型化、軽量化に限界があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した従来の課題に鑑みてなされたもので、本発明である半導体装置では、少なくとも半導体素子のアイランドおよび外部電極を形成する導電パターンから成る搭載部が形成された導電部材と、前記導電部材上に前記導電パターンを囲むように設けられた絶縁性樹脂より成る枠状部と、前記所望の前記導電パターンの前記アイランドに固着する半導体素子と、前記各搭載部上に固着された前記半導体素子を気密中空部に位置するように前記枠状部上に接着された透明板とを具備することを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記半導体素子周辺の前記導電パターンには半導体モジュールおよびチップ部品が固着され、前記半導体モジュールおよびチップ部品は前記気密中空部内に位置することを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記半導体モジュールは、コンデンサ、抵抗、トランジスタまたはダイオードを内蔵することを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記アイランドの周辺を絶縁性樹脂で囲み、前記アイランドと前記外部電極との絶縁を行うことを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記外部電極は裏面に半田層が施されていることを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記導電部材は銅から成るリードフレームまたは銅から成る導電箔であることを特徴とする。
【００２１】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記半導体素子は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーであることを特徴とする。
【００２２】
更に、本発明である半導体装置は、好適には、前記透明板表面は所望の分光特性を得るフィルター機能を有する透明樹脂が被膜されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明である半導体装置の製造方法は、導電部材を用意し、少なくとも半導体素子を固着するアイランドおよび外部電極を形成する導電パターンから成る搭載部を多数個形成する工程と、前記導電部材上に前記各搭載部を囲むように絶縁性樹脂から成る枠状部を形成する工程と、所望の前記導電パターンの前記各アイランドに半導体素子を固着する工程と、前記半導体素子を覆い前記導電パターンとの間に前記各搭載部毎に気密中空部を形成するように透明板を接着する工程と、前記導電部材の裏面全域を前記絶縁性樹脂が露出するまで除去する工程と、前記枠状部をダイシングして前記各搭載部毎に分離する工程とを具備することを特徴とする。
【００２４】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記枠状部は前記導電部材上の前記各搭載部間に格子状に一体に形成されることを特徴とする。
【００２５】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記アイランドと前記外部電極との間に前記絶縁性樹脂を形成し、前記アイランドと前記外部電極とを絶縁することを特徴とする。
【００２６】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記外部電極の裏面には半田層を形成することを特徴とする。
【００２７】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記導電部材は銅から成るリードフレームまたは銅から成る導電箔であることを特徴とする。
【００２８】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記半導体素子は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーであることを特徴とする。
【００２９】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記透明板表面には所望の分光特性を得るフィルター機能を有する透明樹脂を被膜することを特徴とする。
【００３０】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記半導体素子周辺の前記導電パターンには半導体モジュールおよびチップ部品を固着し、前記半導体モジュールおよびチップ部品を前記気密中空部内に位置することを特徴とする。
【００３１】
更に、本発明である半導体装置の製造方法は、好適には、前記半導体モジュールは、コンデンサ、抵抗、トランジスタまたはダイオードを内蔵することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明である半導体装置の製造方法は、導電部材を用意し、少なくとも半導体素子のアイランドおよび外部電極を形成する導電パターンから成る搭載部を多数個前記導電部材表面からハーフエッチングし形成する工程と、前記導電部材上に前記各搭載部を囲むように絶縁性樹脂から成る枠状部を形成する工程と、所望の前記導電パターンの前記各アイランドに半導体素子を固着する工程と、前記半導体素子を覆い前記導電パターンとの間に前記各搭載部毎に気密中空部を形成するように透明板を接着する工程と、前記導電部材の裏面全域を前記絶縁性樹脂が露出するまでバックエッチングにより除去する工程と、前記枠状部をダイシングして前記各搭載部毎に分離する工程とを具備することを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明である半導体装置およびその製造方法において、図１〜図１３を参照にして詳細に説明する。
【００３４】
先ず、図１および図２を用いて、本実施の形態における半導体装置について説明する。図１は、本発明の半導体装置の一実施の形態を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。
【００３５】
本実施の形態における半導体装置２１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー等の光学系の半導体素子を内蔵した中空構造の半導体装置である。これらの光学系の半導体素子を内蔵した半導体装置では、半導体素子上部に位置するレンズにより収集された光を半導体素子表面に形成された画素により受光し、その光を電気信号に変換する。このとき、この集光を行うレンズ効果をもたせるためには、半導体素子表面に透明樹脂を直接モールドすることができる場合には中空構造である必要はない。しかし、半導体素子としてＣＭＯＳセンサーやインターライン式のＣＣＤを用いる場合、必ず半導体素子表面にマイクロレンズを用いる必要があり、少なくともマイクロレンズ表面には空気層を形成する必要が有る。そのため、中空構造を有する半導体装置であることが必須の条件となる。
【００３６】
図１（Ａ）に示す如く、半導体装置２１では、導電部材としては、例えば、Ｃｕの導電箔３２（図３参照）から形成されたアイランド２２１上にＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー等の半導体素子２４を固着されている。そして、半導体素子２４は、外部電極２２２と金属細線２５を介して電気的に接続されている。このとき、アイランド２２１および外部電極２２２は同一の導電部材から形成されるが、この２者間には絶縁性樹脂より成る絶縁部２７が存在することで電気的に絶縁された構造となっている。ここで、導電部材としてはＣｕを主材料とした導電箔、Ａｌを主材料とした導電箔、またはＦｅ−Ｎｉ等の合金から成る導電箔等を用いることができる。もちろん、その他、リードフレーム等の導電材料でも可能であり、特にエッチングできる導電材、レーザで蒸発する導電材が好ましい。
【００３７】
そして、図１（Ｂ）に示す如く、アイランド２２１および外部電極２２２から成る搭載部３７（図５参照）の周囲には、アイランド２２１と外部電極２２２とを絶縁する絶縁部２７と同一の絶縁性樹脂により成る枠状部２６が形成されている。この枠状部２６により搭載部３７の中央部分を凹ませた凹部２８を形成している。ここで、詳細は半導体装置の製造方法にて説明するが、枠状部２６および絶縁部２７はトランスファーモールド工程により一体に形成されている。また、絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００３８】
そして、搭載部３７上の半導体素子２４、金属細線２５等を凹部２８内に密閉し中空構造を実現するために、枠状部２６にはガラス板２９が接着されている。このとき、図示はしていないが、枠状部２６とガラス板２９との当接部に接着性樹脂が塗布されており、この樹脂により２者は接着している。また、このガラス板２９の表面には、透明樹脂から成るフィルターが全面に塗布されている。例えば、この透明樹脂の中には、二酸化チタンおよび二酸化ケイ素を主成分とした材料が混入され、その分量やその他の材料を変えることで、可視光線、赤外線等の所望の光の分光特性を得られるようになっている。
【００３９】
そして、アイランド２２１、外部電極２２２裏面には裏面処理を行い、図１（Ａ）に示す構造を得る。すなわち、必要によって露出したアイランド２２１、外部電極２２２に半田３１等の導電材を設け、絶縁が考慮されてレジスト３０が被着される。
【００４０】
従来における半導体装置においても述べたように、ＣＭＯＳセンサーやインターライン方式のＣＣＤ等の半導体素子１２（図１５（Ｂ）参照）では、半導体素子２４表面に形成された１画素毎にマイクロレンズ１４を構成し集光性を上げていた。この集光を行うためには、少なくともと半導体素子１２表面のマイクロレンズ１４表面には空気層が必要であり、中空構造内に半導体素子を配置することが必須条件であった。
【００４１】
そこで、本発明では、枠状部２６およびガラス板２９により形成される搭載部３７上の凹部２８を利用し、半導体素子２４を気密中空部内に配置している。つまり、画素の開口率を向上させるために素子表面にマイクロレンズを形成するＣＭＯＳセンサーやインターライン方式のＣＣＤ等半導体素子２４のように、マイクロレンズ表面に空気層を配置することが必須の条件である光半導体素子に優れた構造となる。
【００４２】
また、本発明では、中空構造を実現するためのガラス板２９全面にフィルター機能を有する透明樹脂を塗布することで、内蔵された半導体素子に応じた光の分光特性を得ることができる。例えば、フィルターを形成する方法としては、半導体素子表面に直接形成する場合もあるが、この場合は、１つの光の分光特性にしか対応できない。しかし、本発明では、ガラス板２９に塗布するフィルター機能を有する透明樹脂を変更するだけで、様々な光の分光特性に対応でき、種々の光半導体素子を内蔵することができる。
【００４３】
また、本発明では、従来における支持基板を用いず導電パターンを枠状部２６およびガラス板２９で支持している。そのことで、支持基板を省略することができるので、半導体装置２１自体の薄型化が実現できる。
【００４４】
更に、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、本発明の半導体装置では、半導体素子のみならず、周辺に配置されるチップ部品等も中空構造部内に配置することができる。例えば、図２（Ａ）に示す如く、半導体装置５１がカメラモジュール内に用いられる場合がある。このとき、半導体素子５２の周辺の導電パターン５５２、５５３、５５４、５５５上には、他の半導体チップ、半導体モジュール５３またはチップ部品５４等が固着される。ここで、チップ部品５４としては、コンデンサ、抵抗、トランジスタまたはダイオード等が考えられる。また、半導体モジュール５３としては、ウェハスケールＣＳＰ、ＣＳＰ、面実装型ＩＣ、ＩＳＰ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｐａｃｋａｇｅ）等も考えられる。ここで、図１の場合と同様に、導電パターン５５間は枠状部５６と同一の絶縁性樹脂から成る絶縁部５９により電気的に絶縁されている。
【００４５】
つまり、本発明では、詳細は後述の製法によって説明するが、中空構造内の半導体素子５２周辺部の導電パターン５５も設けられているので、中空構造内に半導体素子５２、半導体モジュール５３、チップ部品５４も内蔵することができる。また、支持基板を不要にした導電パターンが形成できるのでコストを安価にできる。よって、中空構造を有する半導体装置自体の小型化、薄型化が実現できる。また、周辺チップ部品も半導体装置内に一緒に内蔵することができるので、実装密度も大幅に向上することができる。
【００４６】
上述したように、本実施の形態では半導体素子としてＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーを用いた場合について説明したが特に限定する必要はなく、その他の光学系の半導体素子、例えばＬＥＤ、レーザ、光センサー等の場合も同様な効果を得ることが出来る。
【００４７】
次に、図３〜図１３を用いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。
【００４８】
先ず、本発明の第１の工程は、図３から図５に示す如く、導電箔３２を用意し、半導体素子２４の搭載部や外部電極２２２となる領域を除く導電箔３２に、導電箔３２の厚みよりも浅い分離溝３３をエッチングにより形成することにある。
【００４９】
具体的には、先ず、図３（Ａ）に示す如く、シート状の導電箔３２を用意する。この導電箔３２は、ロウ材の付着性、ボンディング性、メッキ性が考慮されてその材料が選択され、材料としては、Ｃｕを主材料とした導電箔、Ａｌを主材料とした導電箔またはＦｅ−Ｎｉ等の合金から成る導電箔等が採用される。
【００５０】
導電箔３２の厚さは、後のエッチングを考慮すると１０μｍ〜３００μｍ程度が好ましく、ここでは７０μｍ（２オンス）の銅箔を採用した。しかし３００μｍ以上でも１０μｍ以下でも基本的には良い。後述するように、導電箔３０の厚みよりも浅い分離溝３３が形成できればよい。
【００５１】
尚、シート状の導電箔３２は、所定の幅、例えば４５ｍｍでロール状に巻かれて用意され、これが後述する各工程に搬送されても良いし、所定の長さにカットされた短冊状の導電箔３２が用意され、後述する各工程に搬送されても良い。
【００５２】
具体的には、図３（Ｂ）に示す如く、短冊状の導電箔３２に多数の搭載部が形成されるブロック３４が複数個（ここでは４〜５個）離間して並べられる。各ブロック３４間にはスリット３５が設けられ、モールド工程等での加熱処理で発生する導電箔３２の応力を吸収する。また導電箔３２の両側にはインデックス孔３６が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。
【００５３】
続いて、導電パターンを形成する。
【００５４】
先ず、図４に示す如く、Ｃｕ箔３２の上に、ホトレジスト（耐エッチングマスク）ＰＲを形成し、導電パターン２２となる領域を除いた導電箔３２が露出するようにホトレジストＰＲをパターニングする。そして、図５（Ａ）に示す如く、ホトレジストＰＲを介して導電箔３２を選択的にエッチングする。
【００５５】
本工程では、エッチングで形成される分離溝３３の深さを均一に且つ高精度にするために、図５（Ａ）に示す如く、分離溝３３の開口部を下に向けて、導電箔３２の下方に設けたエッチング液の供給管３８から上方に向けてエッチング液をシャワーリングする。この結果、エッチング液の当たる分離溝３３の部分がエッチングされる。また、エッチング液は分離溝３３内に液溜まりを作らず直ぐに排出されるので、分離溝３３の深さはエッチング処理時間で制御でき、均一で高精度の分離溝３３を形成できる。なお、エッチング液は塩化第二鉄または塩化第二銅が主に採用される。
【００５６】
図５（Ｂ）に具体的な導電パターン２２を示す。本図は図３（Ｂ）で示したブロック３４の１個を拡大したものである。点線で示す部分が１つの搭載部３７であり、導電パターン２２を構成し、１つのブロック３４には５行１０列のマトリックス状に多数の搭載部３７が配列され、各搭載部３７毎に同一の導電パターン２２が設けられている。各ブロック３４の周辺には、ダイシング時の位置合わせマーク３９が設けられている。尚、パターンは図１で示したものである。
【００５７】
次に、本発明の第２の工程は、図６および図７に示す如く、各ブロック３４毎に一体の枠状部２６を形成するために、絶縁性樹脂が各搭載部３７内の分離溝３３２に充填されるように共通モールドすることにある。また、本工程では、トランスファーモールドまたはインジェクションモールド等の金型モールドを行う。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。
【００５８】
具体的には、図６（Ａ）に示す如く、先ず、前工程で導電パターン２２が形成された導電箔３２を下金型４０２上に位置合わせをしながら設置し、その後、上金型４０１を設置し導電箔３２を固定する。このとき、図に示す如く、上金型４０１は導電箔３２に形成された集合ブロック３４毎に対応する。そして、本発明の半導体装置の製造方法では、上金型４０１内面には導電箔３２上の各搭載部３７に対応した凸部が複数形成され、搭載部３７と金型の凸部先端面とを当接させている。そして、凸部先端面積は導電箔３２上の搭載部３７の面積とほぼ同等の面積を有するので分離溝３３１は上金型４０１の凸部間に位置する。そのため、図に示す如く、枠状部２６は導電箔３２の表面から突出し、絶縁部２７は導電箔３２の表面と一致している。
【００５９】
次に、図６（Ｂ）に示す如く、各集合ブロック３４毎に上金型４０１および下金型４０２により形成されるキャビティー内の樹脂の流れについて説明する。
【００６０】
先ず、矢印４１で示したように樹脂は金型のゲートから注入される。そして、本発明の半導体装置の製造方法では、通常のモールド手段と異なり樹脂の流動路が狭いことが特徴である。そのため、樹脂は矢印４１２のように枠状部２６を形成する分離溝３３１および上金型４０１の凸部間とからなる空間へ流入したり、また、矢印４１３のように上金型４０１と分離溝３３２とから成る空間へ流入する。ここで、本実施の形態では、１つの集合ブロック３４に対してゲートが１つ対応している場合について述べたが、特に、限定する必要はなく、必要に応じて複数箇所のゲートを設置してもよい。
【００６１】
次に、図７（Ａ）に示す如く、金型から取り出した導電箔３２上には、各集合ブロック３４の搭載部３７の周囲には枠状部２６が絶縁性樹脂により格子状に形成される。また、導電パターン２２間の絶縁部２７は導電箔３２表面と同一平面とするように形成される。図７（Ｂ）は１つの搭載部３７の断面図であるが、搭載部３７の周囲に枠状部２６が形成される。そして、搭載部３７内の導電パターン２２間には絶縁部２７が導電箔３２表面と同一平面で形成されることで、搭載部３７には凹部２８が形成される。この凹部２８は後工程において、半導体装置の中空部を構成する事に成る。
【００６２】
ここで、導電パターン２２はエッチングにより形成されるため、導電パターン２２側面は湾曲構造を有する。そのため、絶縁性樹脂はその湾曲構造と嵌合して強固に結合する。よって、導電パターン２２は、従来例の支持基板を採用しなくても、絶縁性樹脂により支持することができる。
【００６３】
次に、本発明の第３の工程は、図８および図９に示す如く、所望の導電パターン２２の各アイランド２２１に半導体素子２４を固着し、その後半導体素子２４の電極３０と所望の外部電極２２２とをワイヤボンディングすることにある。
【００６４】
図８に示す如く、半導体素子２４としては、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサー等の光学系の半導体素子である。ここでは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサー等の半導体素子２４がアイランド２２１上に半田等のロウ材または導電ペースト２３で固着される。
【００６５】
次に、図９に示す如く、クランパ（図示せず）によって導電箔３２のブロック３４の周端を押さえ、導電箔３２をヒートブロック（図示せず）に密着させる。その後、図の如く、半導体素子２４表面に形成されたパッド３０とアイランド２２１周辺に形成された外部電極２２２とを、金属細線２５で接続する。一般には、ワイヤボンディングで行う。
【００６６】
次に、本発明の第４の工程は、図１０に示す如く、所望の光の分光特性を有するフィルタ機能を有する透明樹脂（図示せず）が全表面に塗布されたガラス板２９を準備し、ガラス板２９を導電箔３２上の集合ブロック３４毎に貼り合わせていくことにある。
【００６７】
先ず、図１０（Ａ）に示す如く、例えば、板厚が０．１〜０．３ｍｍ程度の透明なガラス板２９を準備する。ガラス板２９は導電箔３２上の集合ブロック３４毎に貼り合わせるため、集合ブロック３４とほぼ同等または少し広いくらいの面積を有する。そして、本発明の半導体装置の製造方法の特徴としては、ガラス板２９の全表面に所望の光の分光特性を得るためのフィルタ機能を持つ透明樹脂を塗布することである。またフィルタ機能を持つフィルムを貼り合わせても良い。上述したように、本実施の形態における半導体素子２４としてはＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサー等の光学系の半導体素子が用いられるため、ガラス板２９により内蔵された半導体素子２４の目的用途に応じて種々の光の分光特性を選別することができる。
【００６８】
具体的には、光の分光特性を選別するにあたり、２つのポイントがある。１つ目は、光学系の半導体素子自体が特定波長の光にのみ感度を有する場合である。２つ目は、光学系の半導体素子自体が様々な波長に対して感度を有するが外部から入射する光の中の特定波長を選別したい場合である。このように、光学系の半導体素子を様々な光に対して共用させるためにはフィルターにより光の分光特性を選別する必要がある。このとき、ガラス板２９に塗布するフィルター機能を有する透明樹脂で対処することができる。ここで、透明樹脂としては、例えば、この透明樹脂の中には、二酸化チタンおよび二酸化ケイ素を主成分とした材料が混入され、その分量やその他の材料を変えることで、可視光線、赤外線等の所望の光の分光特性を得られるようになっている。
【００６９】
次に、図１０（Ｂ）に示す如く、ガラス板２９と枠状部２６との当接する部分に接着材を塗布するとき、ガラス板２９側に接着材を塗布して貼り合わせる。また、枠状部２６側の接着面にディスペンサー等で接着材を塗布することで、ガラス板２９を貼り合わせても良い。そして、この工程により、導電箔３２上の集合ブロック３４には各搭載部３７毎に複数の中空部構造ができ、半導体素子２４、金属細線２５等は気密中空部内に位置することとなる。
【００７０】
その他、第２の工程から第４の工程における特徴は、絶縁性樹脂のモールド、半導体素子２４の固着、ワイヤーボンディングおよびガラス基板の貼り合わせまでは、導電箔３２が支持基板となることである。そして、支持基板となる導電箔３２は電極材料として必要な材料であり、これを支持基板として有効活用し、従来用いている支持基板を省略している。そのため、構成材料を省いて作業できるメリットを有し、コストの低下、装置の薄型化が実現できる。
【００７１】
また分離溝３３は、導電箔の厚みよりも浅く形成されているため、導電箔３２が導電パターン２２として個々に分離されていない。従って、シート状の導電箔３２として一体で取り扱え、絶縁性樹脂をモールドする際、金型への搬送、金型への実装の作業が非常に楽になる特徴を有する。
【００７２】
次に、本発明の第５の工程は、図１１に示す如く、導電箔３２の裏面を取り除き、導電パターンを電気的に分離することにある。
【００７３】
本工程は、導電箔３２の裏面を化学的および／または物理的に除き、導電パターン２２として分離するものである。この工程は、研磨、研削、エッチング、レーザの金属蒸発等により施される。
【００７４】
実験では研磨装置または研削装置により全面を３０μｍ程度削り、分離溝３３から枠状部２６、絶縁部２７の絶縁性樹脂を露出させている。この露出される面の一例（削った場合）を図１１では点線で示している。その結果、約４０μｍの厚さの導電パターン２２となって分離される。また、絶縁性樹脂が露出する手前まで、導電箔３２を全面ウェトエッチングし、その後、研磨または研削装置により全面を削り、絶縁性樹脂を露出させても良い。更に、導電箔３２を点線で示す位置まで全面ウェトエッチングし、絶縁性樹脂を露出させても良い。この場合、枠状部、絶縁部の露出した部分は分離溝の形状がトレースされたものとなる。
【００７５】
更に、導電パターン２２の裏面処理を行い、図１２に示す最終構造を得る。すなわち、必要によって半田レジスト３０を被着し、露出させた導電パターン２２に半田等の導電材を被着する。
【００７６】
次に、本発明の第６の工程は、図１３に示す如く、ガラス板２９で貼り合わされた各搭載部３７の半導体素子２４の特性の測定を行うことにある。
【００７７】
前工程で導電箔３２の裏面エッチングをした後に、図５（Ｂ）に示す板状体の導電箔３２から各ブロック３４が切り離される。このブロック３４は絶縁性樹脂で固められるので、切断金型を用いず機械的にブロックを導電箔３２の残余部から剥がすことで達成できる。
【００７８】
各ブロック３４の裏面には、図１３に示す如く、導電パターン２２の裏面が露出されており、各搭載部３７がマトリックス状に配列されている。この裏面電極３１にプローブ４０を当てて、半導体素子２４の特性パラメータ等を個別に測定して良不良の判定を行う。また、不良品には磁気インク等でマーキングを行っても良い。
【００７９】
本工程では、各搭載部３７の半導体装置２１は枠状部２６およびガラス板２９でブロック３４毎に一体で支持されているので、個別にバラバラに分離されていない。従って、テスターの載置台に置かれたブロック３４は搭載部３７のサイズ分だけ矢印のように縦方向および横方向にピッチ送りをすることで、極めて早く大量に測定を行える。
【００８０】
次に、本発明の第７の工程は、図１４に示す如く、絶縁性樹脂から成る枠状部２６を各搭載部３７毎にダイシングにより分離することにある。
【００８１】
本工程では、ブロック３４をダイシング装置の載置台に真空で吸着させ、ダイシングブレード４４で各搭載部３７間のダイシングライン４３に沿って絶縁性樹脂から成る枠状部２６をダイシングし、個別の半導体装置２１に分離する。このとき、枠状部２６およびガラス板２９をダイシングすれば良く、導電箔３２をダイシングする必要がないため、ダイシングブレード４４の寿命を高めることができる。
【００８２】
本工程で、ダイシング時は予め前述した第１の工程で設けた各ブロック周辺の枠状パターン４２の内側に相対向する位置合わせマーク３９を認識して、これを基準としてダイシングを行う。周知ではあるが、ダイシングは縦方向にすべてのダイシングライン４３をダイシングをした後、載置台を９０度回転させて横方向のダイシングライン４３に従ってダイシングを行う。
【００８３】
上記した製造工程により、半導体装置２１は完成する。
【００８４】
また、リードに対応する部分は、半導体装置（モジュール）の側面から露出せず、図１に示す如く、裏面のみに露出する。例えばリードフレーム等を利用するとどうしても側面に露出することが多く、この場合、フレームをダイシングで切るため電極の剥離等に問題が発生する。
【００８５】
更に、本発明の実施の形態では、図２に示す如く、エッチングにより導電パターン５５を形成しているため、半導体素子５２周辺に配置される半導体モジュール５３、チップ部品５４等も中空構造内に内蔵することができる。そのことで、半導体装置の実装密度を大幅に向上させることができる半導体装置の製造方法を実現できる。尚、製造方法については、上述した図１の半導体装置の場合と同様なので、ここでは説明を割愛する。
【００８６】
尚、本発明の半導体装置の製造方法では、導電箔上に集合ブロックを形成した場合について説明したが、特に、この場合に限定する必要はなく、リードフレーム等のように導電部材から成る基板に対しも同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の半導体装置では、同一の導電部材から成るアイランド、外部電極等を含む導電パターン上にＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー等の光学系の半導体素子を固着している。そして、導電パターン等から成る搭載部周囲を絶縁性樹脂から成る枠状部で囲み、また、枠状部上をガラス板で覆うことで、中空構造の半導体装置を実現する。そのことで、半導体素子とガラス板間に空気層を存在させることができ、特に、半導体素子表面にマイクロレンズを形成し、透明樹脂を表面にモールドすることが出来ない場合に効果を有し、更に、半導体素子の集光性を向上させることができる。
【００８８】
更に、本発明の半導体装置では、中空構造を実現するためのガラス板の全表面に所望の光の分光特性を得るフィルター機能を有する透明樹脂が塗布されていることである。そのことで、半導体装置内に内蔵される光学系の半導体素子の特性に応じて透明樹脂を変更することで、中空構造内に配置される種々の光学系の半導体素子に対応することができる。
【００８９】
更に、本発明の半導体装置では、支持基板を用いず導電部材から成る導電パターンがアイランド、外部電極、その他回路パターンを構成している。そのことで、本発明では半導体素子のみならず、周辺部品をも半導体装置内に内蔵することができる。その結果、支持基板が不要とすることでのコスト削減、半導体装置の薄型化および周辺部品を半導体装置内に内蔵したことでの実装密度も大幅に向上させることができる。
【００９０】
本発明の半導体装置の製造方法では、エッチングにより導電部材上に複数の搭載部から成る集合ブロックを多数形成し、集合ブロック毎に共通の枠状部、共通のガラス板を用いて複数の半導体装置を同時に形成することができる。そのことで、従来における個々の搭載部毎の作業が不要となり中空構造の半導体装置の量産性を実現することができる。
【００９１】
更に、本発明の半導体装置の製造方法では、導電部材を表面からエッチングし導電パターンを形成した後、絶縁性樹脂による枠状部を形成し、半導体素子を固着し、集合ブロック毎にガラス板を貼り合わせている。このとき、上記の工程の間は導電部材を一体の支持基板として利用し、その後のエッチング工程で個々に独立した導電パターンとしている。そのことで、支持基板を不要とした半導体装置を実現でき、また、周辺部品をも中空構造内に内蔵できる半導体装置を実現できる。
【００９２】
更に、本発明の半導体装置の製造方法では、中空構造を実現するガラス板全表面に所望の光の分光特性を得るフィルター機能を有する透明樹脂を塗布する。そのことで、使用用途に応じて種々の半導体素子に対応することができるので、汎用性に優れた半導体装置の製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）平面図である。
【図２】本発明の半導体装置を説明する（Ａ）断面図（Ｂ）平面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図６】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図７】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図８】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図１０】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図１１】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図１２】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図１３】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図１４】本発明の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図１５】従来の半導体装置を説明する図である。
【図１６】従来の半導体装置の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
２２            導電パターン
２２１            アイランド
２２２            外部電極
２４            半導体素子
２５            金属細線
２６            枠状部
２７            絶縁部
２８            凹部
２９            ガラス板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004020618.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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