(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂製の半導体素子実装用パッケージでありながら、密閉性が高いパッケージを提供することを目的とする。さらに、樹脂フィルムの積層体とすることで、配線の自由度の高い樹脂製の半導体素子実装用パッケージを提供する。【解決手段】１）半導体素子を実装するための実装面を有する基材と、前記基材に配置された導線とを有するプリント回路基板１であって、前記導線は、基材に実装される半導体素子と連結されるためのインナーリード１−２と、外部の配線と連結されるためのアウターリードとを含むプリント回路基板１と、２）前記実装面を囲む樹脂製枠２とを有し、前記樹脂製枠２で囲まれた領域の、前記基材の表面または内部に配置された水分不透過膜をさらに有する、半導体素子実装用パッケージ。【選択図】図１
2009289830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）半導体素子を実装するための実装面を有する基材と、前記基材に配置された導線とを有するプリント回路基板であって、前記導線は、基材に実装される半導体素子と連結されるためのインナーリードと、外部の配線と連結されるためのアウターリードとを含むプリント回路基板と、
２）前記実装面を囲む樹脂製枠とを有し、
前記樹脂製枠で囲まれた領域の、前記基材の表面または内部に配置された水分不透過膜をさらに有する、半導体素子実装用パッケージ。
【請求項２】
前記水分不透過膜は、金属膜またはセラミックス膜である、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項３】
前記プリント回路基板の基材は、ガラスクロスを含む樹脂シート、樹脂クロスを含む樹脂シート、または樹脂薄膜である、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項４】
前記プリント回路基板の基材はポリイミド樹脂薄膜であり、前記導線は銅または銅合金を含む、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項５】
前記プリント回路基板の基材の厚さは、０．０１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項６】
前記プリント回路基板の基材の、実装面とは反対の面に配置された樹脂層をさらに含む、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項７】
前記樹脂製枠は、モールド樹脂で前記プリント回路基板と一体成形される、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項８】
前記樹脂製枠は、前記プリント回路基板に接着層を介して積層されている、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項９】
前記樹脂製枠を構成する樹脂フィルムＡと、
前記基材を構成し、前記導線および前記水分不透過膜を有する樹脂フィルムＢとの積層体を含み、
前記樹脂フィルムＢは２以上のフィルムからなる、請求項１に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項１０】
前記樹脂フィルムＡは２以上のフィルムからなる、請求項９に記載の半導体実装用パッケージ。
【請求項１１】
前記樹脂フィルムＢは、熱可塑性樹脂フィルムを含み、かつ
前記樹脂フィルムＢに含まれる少なくとも一部のフィルムは、加熱圧着により積層される、請求項９に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項１２】
前記樹脂製枠を構成する樹脂フィルムＡと、
前記基材を構成し、前記導線および前記水分不透過膜を有する樹脂フィルムＢと、
前記樹脂層を構成する樹脂フィルムＣとの積層体を含み、
前記樹脂フィルムＢは２以上のフィルムからなる、請求項６に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項１３】
前記樹脂フィルムＡまたは樹脂フィルムＣは、２以上のフィルムからなる、請求項１２に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【請求項１４】
前記樹脂フィルムＢは、熱可塑性樹脂フィルムを含み、かつ
前記樹脂フィルムＢに含まれる少なくとも一部のフィルムは、加熱圧着により積層される、請求項１２に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を実装するためのパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、例えばイメージセンサは、パッケージ内に実装されて、さらにパッケージ内部を透明封止板（例えばガラス板）で封止することがある。イメージセンサを実装されたパッケージは、固体撮像装置などとして用いられる。パッケージは、プラスチック製であったり、セラミック製であったりする。
【０００３】
半導体素子を実装するためのパッケージとして、フレキシブルプリント回路基板と、それに固定された樹脂製のパッケージ枠とパッケージ台とを有するパッケージが知られている（特許文献１を参照）。パッケージ枠とパッケージ台は、金型で加圧成形により一体成形されている。このように、パッケージを一体成形により作製すれば、製造コストの削減などが期待される。
【０００４】
また、パッケージの内部にアイランドと称される金属板を、モールド樹脂の底面部に入れて、耐湿性などを向上させたパッケージが提供されている（特許文献３および４を参照）。
【０００５】
また、セラミックシートの積層体からなるセラミック製パッケージが知られている（特許文献２を参照）。積層されるセラミックシートには、パターン印刷およびスルーホールに充填された導体が配置されており、各シートが積層されたときに、各シートの導体は互いに接続する。
【０００６】
これらの半導体素子を実装するパッケージには、実装される素子が高画素化・高機能化することにより、より多くのピンが配置されるようになっている。それによりパッケージ内での配線の自由度の向上が求められている。また、パッケージを配置するデバイスが小型化することにより、パッケージにもさらなる薄膜化が求められる。
【０００７】
また、パッケージの内部への水分の浸入は、透明封止板での結露を発生させるため、より気密性を高める必要もある。一般的に、プラスチック製のパッケージよりも、セラミックス製のパッケージのほうが密閉性を高めやすい。
【特許文献１】特開平８−２２７９８４号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８１８３号公報
【特許文献３】特開平４−７９２５６号公報
【特許文献４】特開平４−３１２９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のとおり、半導体素子が実装されるパッケージの内部への水分の浸入を抑制するには、セラミックス製パッケージとすることが好ましい。しかしながら、樹脂製のパッケージは製造コストの低減や小型化しやすいなどの利点を有する。
【０００９】
そこで本発明は、樹脂製のパッケージでありながら、密閉性が高いパッケージを提供することを目的とする。さらに、樹脂フィルムの積層体とすることで、配線の自由度の高い樹脂製のパッケージを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明の第一は、以下に示す半導体素子実装用パッケージに関する。
［１］  １）半導体素子を実装するための実装面を有する基材と、前記基材に配置された導線とを有するプリント回路基板であって、前記導線は、基材に実装される半導体素子と連結されるためのインナーリードと、外部の配線と連結されるためのアウターリードとを含むプリント回路基板と、２）前記実装面を囲む樹脂製枠とを有し、
前記樹脂製枠で囲まれた領域の、前記基材の表面または内部に配置された水分不透過膜をさらに有する、半導体素子実装用パッケージ。
【００１１】
［２］  前記水分不透過膜は、金属膜またはセラミックス膜である、［１］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
［３］  前記プリント回路基板の基材は、ガラスクロスを含む樹脂シート、樹脂クロスを含む樹脂シート、または樹脂薄膜である、［１］または［２］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
［４］  前記プリント回路基板の基材はポリイミド樹脂薄膜であり、前記導線は銅または銅合金を含む、［１］〜［３］のいずれかに記載の半導体素子実装用パッケージ。
［５］  前記プリント回路基板の基材の厚さは、０．０１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、［１］〜［４］のいずれかに記載の半導体素子実装用パッケージ。
［６］  前記プリント回路基板の基材の、実装面とは反対の面に配置された樹脂層をさらに含む、［１］〜［５］のいずれかに記載の半導体素子実装用パッケージ。
【００１２】
［７］  前記樹脂製枠は、モールド樹脂で前記プリント回路基板と一体成形される、［１］〜［６］のいずれかに記載の半導体素子実装用パッケージ。
［８］  前記樹脂製枠は、前記プリント回路基板に接着層を介して積層されている、［１］〜［６］のいずれかに記載の半導体素子実装用パッケージ。
【００１３】
［９］  前記樹脂製枠を構成する樹脂フィルムＡと、前記基材を構成し、前記導線および前記水分不透過膜を有する樹脂フィルムＢとの積層体を含み、
前記樹脂フィルムＢは２以上のフィルムからなる、［１］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
［１０］  前記樹脂フィルムＡは２以上のフィルムからなる、［９］に記載の半導体実装用パッケージ。
［１１］  前記樹脂フィルムＢは、熱可塑性樹脂フィルムを含み、かつ
前記樹脂フィルムＢに含まれる少なくとも一部のフィルムは、加熱圧着により積層される、［９］または［１０］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【００１４】
［１２］  前記樹脂製枠を構成する樹脂フィルムＡと、前記基材を構成し、前記導線および前記水分不透過膜を有する樹脂フィルムＢと、前記樹脂層を構成する樹脂フィルムＣとの積層体を含み、
前記樹脂フィルムＢは２以上のフィルムからなる、［６］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
［１３］  前記樹脂フィルムＡまたは樹脂フィルムＣは、２以上のフィルムからなる、［１２］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
［１４］  前記樹脂フィルムＢは、熱可塑性樹脂フィルムを含み、かつ
前記樹脂フィルムＢに含まれる少なくとも一部のフィルムは、加熱圧着により積層される、［１２］または［１３］に記載の半導体素子実装用パッケージ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体素子実装用パッケージは、半導体素子を実装する領域への水分の浸入が抑制されているので耐湿性が高い。そのためガラスで封止した場合にもガラスでの結露がしにくい。よって、例えばイメージセンサを搭載して固体撮像装置として好適に用いられる。また、本発明の半導体素子実装用パッケージは、樹脂フィルムを積層して作製されてもよいので、配線の自由度を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の半導体素子実装用パッケージは、中空パッケージと称されることがあり、中空の内部空間に半導体素子を実装して用いられる。実装される半導体素子はイメージセンサなどであることが多いが、特に限定されない。半導体素子が実装された中空の内部空間を封止することにより半導体素子を保護する。特に半導体素子がイメージセンサであるときは、透明板で封止することにより、撮像素子として用いることもできる。
【００１７】
本発明の半導体素子実装用パッケージは、１）半導体素子を実装するための実装面を有する基材と、前記基材に配置された導線とを有するプリント回路基板であって、前記導線は、基材に実装される半導体素子と連結されるためのインナーリードと、外部の配線と連結されるためのアウターリードとを含むプリント回路基板と、２）前記実装面を囲む樹脂製枠とを有する。
【００１８】
本発明のパッケージに含まれるプリント回路基板は、基材と基材に配置された導線とを有する。基材に配置された導線は、基材表面（基材の側壁面を含む）にパターニングされていることが好ましい。また基材に配置された導線は、基材に形成されたスルーホールに充填された導体であっても、スルーホールめっきされた導体であってもよい。
導線には、基材に実装される半導体素子と連結されるためのインナーリードと、外部の配線と連結されるためのアウターリードとが含まれる。導線に含まれるインナーリードは、基材表面（実装面）に実装される半導体素子と接続される。インナーリードと半導体素子は、直接接続されてもよいが、ボンディングワイヤーなどを介して接続されてもよい。
【００１９】
基材は樹脂を含む板状部材であることが好ましく、一方の面に半導体素子を実装するための領域（実装面）を有する。基材の厚さは、約０．０１ｍｍ〜１．２ｍｍであればよい。前記基材は例えば、樹脂薄膜であってもよいし、ガラスクロスを含む樹脂シートであってもよいし、樹脂クロスを含む樹脂シートであってもよい。また基材は、複数の薄膜やシートの積層体であってもよい。
【００２０】
前記基材を樹脂薄膜とすればフレキシブル性が得られることがある。そこで本発明のパッケージに含まれるプリント回路基板を、例えば、銅または銅合金を含む導線をパターニングされたポリイミド樹脂薄膜を基材とするフレキシブルプリント回路基板としてもよい。
また前記基材を、ガラスクロスや樹脂クロスを含む樹脂シートとすれば剛性が得られる。そこで本発明のパッケージに含まれるプリント回路基板を、導線がパターニングされたガラスエポキシ基板を基材とするプリント回路基板としてもよい。
【００２１】
さらに、プリント回路基板の半導体素子が実装される面に導線をパターニングして、もう一方の面に、後述の水分不透過膜を配置してもよい。
【００２２】
プリント回路基板の基材の、実装面とは反対の面には樹脂層が配置されていてもよい（図１参照）。樹脂層を設けることで、剛性を確保することができる。特に、樹脂薄膜からなる基材は剛性が十分でない場合があるので、実装された半導体素子の確実な位置決めが行えないことがある。その場合には、樹脂層を設けて剛性を高めることが好ましい。
【００２３】
基材には、樹脂製の枠が配置されている。樹脂製の枠は、半導体素子が実装される基材の面上に配置され、かつ半導体素子実装領域を囲むように配置される。つまり、樹脂製の枠で囲まれた領域に半導体素子が実装される。枠の高さは、実装される半導体素子の高さよりも高ければよい。半導体素子を実装したのち、透明板（ガラス板など）で枠を覆って封止することにより、実装用パッケージを撮像素子などとして用いることができる。
【００２４】
前記のとおり、半導体素子は、枠で囲まれた基材の表面（実装面）に配置される。配置された半導体素子は、基材に配置された導線のインナーリードと電気的に接続される。半導体素子とインナーリードとの接続は、一般的な手法を採用すればよく、ボンディングワイヤーを用いて行ってもよく（ワイヤーボンド法）、シリコン貫通電極を用いて行ってもよい（バンプ接続法）。
【００２５】
さらに、基材に配置された導線のアウターリードは、外部配線と接続される。アウターリードは導線の一部であり、外部に露出している導体であることが好ましく、基材にパターニングされた導線であっても、基材から延出したワイヤーなどであってもよい。
【００２６】
前記プリント回路基板の基材の表面または内部には、水分不透過膜が配置されている。水分不透過膜は、基材の半導体素子実装面側の表面にあっても反対側の表面にあってもよく、基材の内部にあってもよい。水分不透過膜の例には、金属膜やセラミックス膜が含まれる。金属膜である場合には０．０００１ｍｍ〜０．３ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
セラミックス膜の材料は、膜としたときに水分不透過性能を有すれば特に限定されないが、例えば窒化珪素層、酸化窒化珪素層、酸化珪素層、酸化アルミニウム層、酸化珪素−酸化アルミニウム複合層、酸化チタン層などが挙げられる。基材にセラミックス膜を配置する方法は特に限定されないが、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）、ゾルゲル法、ポリシラザン法などの湿式コーティング法が挙げられる。特に、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）がより好ましい。セラミックス膜の厚さは特に限定されないが、割れの発生を防ぐためには、０．００１〜１μｍであることが好ましく、０．０１〜０．５μｍであることがより好ましい。
【００２８】
導線と、半導体素子や外部配線とを電気的に接続させるため、インナーリードやアウターリード部分にはセラミックス膜を形成しないことが好ましい。例えば、当該部分にマスクをするなどして、セラミックス膜の形成工程を行えばよい。
【００２９】
水分不透過膜は、水分が基材を透過して半導体素子が実装された領域に浸入することを防止するために設けられる。そのため、基材の表面または内部であって、樹脂製枠で囲まれた領域に対応する位置に水分不透過膜を配置することが好ましいが、厳密に対応する必要は必ずしもない。また水分不透過膜の面積は、樹脂製枠で囲まれた領域の面積の約７０％以上であればよく、もちろん１００％以上であってもよい。好ましくは、水分不透過膜が樹脂製枠で囲まれた領域を完全に覆うように水分不透過膜を配置することが好ましい。
【００３０】
本発明の半導体素子実装用パッケージは、プリント回路基板の基材に樹脂製枠をモールド樹脂成形することで製造されうる。プリント回路基板の基材の、実装面とは反対の面に樹脂層を設ける場合は、樹脂製枠と樹脂層とをモールド樹脂で一体成形してもよい。
また本発明の半導体素子実装用パッケージは、プリント回路基板と、樹脂製枠を構成する樹脂フィルムとの積層体であってもよい。プリント回路基板と樹脂製枠を構成する樹脂フィルムとは、例えば接着層を介して接着されうる。
【００３１】
図１には、本発明の半導体素子実装用パッケージの第一の例が示される。図１に示されるパッケージは、フレキシブルプリント回路基板１、樹脂製枠２および樹脂層３を有する。
【００３２】
フレキシブルプリント回路基板１は、ポリイミド樹脂薄膜１−１、薄膜１−１の上面にパターニングされた導線１−２（銅を含む）、薄膜１−１の下面に配置された銅箔膜１−３、薄膜１−１に形成されたスルーホール１−４を有する。導線１−２（インナーリード）は、実装される半導体素子と接続される。銅膜１−３は水分不透過膜として作用する。スルーホール１−４に、スルーホールめっきを形成して導線と外部配線とを接続したり、または半田ボール（不図示）を配置して、半田ボールを介して外部配線と導線１−２とを接続したりする。このように、スルーホール１−４に形成されたスルーホールめっきや、スルーホール１−４に充填される半田などをアウターリードとしてもよい。
【００３３】
図１に示されるパッケージの樹脂製枠２および樹脂層３は、モールド樹脂で成形される。また樹脂製枠２および樹脂層３は、フレキシブルプリント回路基板１とモールド樹脂で一体成形されてもかまわない。図１５には、図１に示されるパッケージを製造するための装置（テープモールド装置）の例の概要が示される。テープモールド装置は、テープローダ部６０、モールド部６１、テープアンローダ部６２を有する。
【００３４】
テープローダ部６０のフレキシブルプリント回路基板ロール６５から、フレキシブルプリント回路基板６３がモールド部６１に供給される。このときフレキシブルプリント回路基板６３に重ねられていた層間紙６４は剥離されて除去される。モールド部６１には、プレス（プラテン）６６に取り付けられた金型６７と、プレス（プラテン）６８に取り付けられた金型６９が配置され、それぞれの金型には樹脂が射出充填される。金型６７は樹脂製枠２（図１参照）に対応する型を有し、金型６９は樹脂層３（図１参照）に対応する型を有する。所定位置に設置されたフレキシブルプリント回路基板６３を、金型６７および金型６９で挟み込み、フレキシブルプリント回路基板６３に、樹脂製枠２と樹脂層３を一体成形する。
【００３５】
樹脂製枠２と樹脂層３を成形されたフレキシブルプリント回路基板６３’は、テープアンローダ部６２に送られる。フレキシブルプリント回路基板６３’は巻き取られてロール７０となる。このとき、フレキシブルプリント回路基板６３’に層間紙６４’が重ねられる。
【００３６】
図２には、本発明の半導体素子実装用パッケージの第二の例が示される。図２に示されるパッケージは、ガラスエポキシ樹脂基板１−１’を基材とするプリント回路基板１、樹脂製枠２を有する。ガラスエポキシ樹脂基板１−１’を基材とするプリント回路基板１は、それ自体に剛性を有するので樹脂層３（図１参照）はなくてもよい。
【００３７】
図２におけるプリント回路基板１は、ガラスエポキシ樹脂基板１−１’、基板１−１’の上面にパターニングされた導線１−２’、基板１−１’の下面に配置された金属膜１−３’、基板１−１’の側端面に形成されためっき１−４’を有する。さらにめっき１−４’と導通する金属膜１−５’も形成されている。
導線１−２’は、実装される半導体素子と接続される。金属膜１−３’は水分不透過膜として作用する。めっき１−４’および金属膜１−５’は、アウターリードとして作用する。
【００３８】
多層積層型の半導体素子実装用パッケージ
前述の通り本発明の半導体素子実装用パッケージは、プリント回路基板と、樹脂製枠を構成する樹脂フィルムとの積層体であってもよい。さらに本発明の半導体素子実装用パッケージは、プリント回路基板の基材、または樹脂製枠を構成する樹脂フィルム自体が、２以上の樹脂フィルムの積層体であってもよい。
【００３９】
プリント回路基板の基材が２以上の樹脂フィルムの積層体である場合には、樹脂フィルムのそれぞれには導線がパターニングされている。パターニングされた導線は、樹脂フィルムの表面（側壁面を含む）に配置された導線であったり、樹脂フィルムに形成されたスルーホールにめっきされた導線もしくはスルーホールに導電性ペースト等を埋め込んで作製された導線であったりする。樹脂フィルムが積層されると、各樹脂フィルムに配置された導線が互いに接続する。プリント回路基板の基材を樹脂フィルムの積層体とすることによって、パッケージ内での半導体素子からの配線の自由度を向上させることができる。
【００４０】
プリント回路基板の基材が２以上の樹脂フィルムの積層体である場合には、積層される樹脂フィルムの少なくとも１枚のフィルムに、水分不透過膜が形成されていなければならない。水分不透過膜とは、金属膜やセラミックス膜であり、樹脂製枠で囲まれる領域を覆う位置に配置されることが好ましい。
【００４１】
水分不透過膜はパッケージの最下面に露出させなくてもよい。つまり、多層基材の中央層に位置する樹脂フィルムに水分不透過膜を配置してもよい。このように水分不透過膜を、半導体素子を実装する面（ダイアタッチ面）、その裏面、多層基材の中央層などのいずれに配置してもよい。水分不透過膜である金属膜を多く配置することで、半導体素子から発せられる熱を効果的に基板から放熱することができる。
【００４２】
配線自由度がより高いパッケージが必要な場合には、プリント回路基板の基材をさらに多層構造として、互いの配線を交差させて複雑な配線とすればよい。
【００４３】
さらに本発明の半導体素子実装用パッケージの樹脂製枠も、２以上の樹脂フィルムの積層体でありうる。
【００４４】
図３には、多層積層型のパッケージの第一の例が示される。図３に示されるパッケージは、樹脂製枠が２つの樹脂フィルム（フィルムＡ１およびフィルムＡ２）からなり、プリント回路基板の基材が２つの樹脂フィルム（フィルムＢ１およびフィルムＢ２）からなる。フィルムＡ１およびフィルムＡ２ならびにフィルムＢ１は枠状のフィルムであり、フィルムＢ２は平板状のフィルムである。
【００４５】
フィルムＢ１の一方の面（図中上側）には、実装される半導体素子と接続される導線（インナーリード）となる金属膜１０が形成され；スルーホール１１には、スルーホールめっきがされているか、または導電性ペーストが充填されている。フィルムＢ２の一方の面（図中下側）には、水分不透過膜となる金属膜１２と、アウターリードとなる金属膜１３が形成され；スルーホール１４には、スルーホールめっきがされているか、または導電性ペーストが充填されている。
【００４６】
フィルムＢ１とフィルムＢ２は、それぞれのフィルムに形成されたスルーホール（１１および１４）のめっき同士が接触するように積層される。その結果、金属膜１０と金属膜１３が導通する。またフィルムＢ１の上には、フィルムＡ１およびフィルムＡ２が積層される。各フィルムの積層は、熱可塑性樹脂フィルムであれば加熱圧着により行えばよく、接着剤で接着してもよい。
【００４７】
図４には、多層積層型のパッケージの第二の例が示される。図４に示されるパッケージは、樹脂製枠が２つの樹脂フィルム（フィルムＡ１およびフィルムＡ２）からなり、プリント回路基板の基材が３つの樹脂フィルム（フィルムＢ１、フィルムＢ２およびフィルムＢ３）からなる。フィルムＡ１およびフィルムＡ２は枠状のフィルムであり、フィルムＢ１〜フィルムＢ３は平板状のフィルムである。
【００４８】
フィルムＢ１の一方の面（図中上側）には、実装される半導体素子と接続される導線（インナーリード）となる金属膜２０が形成され；スルーホール２１には、スルーホールめっきがされているか、または導電性ペーストが充填されている。フィルムＢ２の一方の面（図中上側）の縁付近には金属膜２２が形成され；側壁面にも金属膜２３が形成され；もう一方の面（図中下側）には、水分不透過膜となる金属膜２４が形成されている。フィルムＢ３の側壁面には金属膜２５が形成され；一方の面（図中下側）にはアウターリードとなる金属膜２６が形成されている。
【００４９】
フィルムＢ１とフィルムＢ２は、スルーホール２１に形成されためっきと金属膜２２が接触するように積層される。フィルムＢ２とフィルムＢ３は、金属膜２３と金属膜２５が接触するように積層される。その結果、金属膜２０と金属膜２６が導通する。また、フィルムＢ１の上には、フィルムＡ１およびフィルムＡ２が積層される。各フィルムの積層は、熱可塑性樹脂フィルムであれば加熱圧着により行えばよく、接着剤で接着してもよい。
【００５０】
図５には、多層積層型のパッケージの第三の例が示される。図５に示されるパッケージは、樹脂製枠が２つの樹脂フィルム（フィルムＡ１およびフィルムＡ２）からなり、プリント回路基板の基材が５つの樹脂フィルム（フィルムＢ１〜フィルムＢ５）からなる。フィルムＡ１およびフィルムＡ２ならびにフィルムＢ１は枠状のフィルムであり、フィルムＢ２〜フィルムＢ５は平板状のフィルムである。
【００５１】
フィルムＢ１の一方の面（図中上側）には、実装される半導体素子と接続される導線（インナーリード）となる金属膜３０が形成され；スルーホール３１には、スルーホールめっきがされているか、導電性ペーストが充填されている。フィルムＢ２の一方の面（図中上側）には金属膜３２が形成され；スルーホール３３にはスルーホールめっきが形成されているか、導電性ペーストが充填されている。フィルムＢ３も同様に、一方の面（図中上側）に金属膜３４が形成され；スルーホール３５にスルーホールめっきが形成されているか、導電性ペーストが充填されている。フィルムＢ４には、一方の面（図中上側）の縁付近に金属膜３６が形成され；側壁面に金属膜３７が形成され；もう一方の面（図中下側）には、水分不透過膜となる金属膜３８が形成されている。フィルムＢ５の側壁面には金属膜３９が形成され；一方の面（図中下側）には、アウターリードとなる金属膜４０が形成されている。
【００５２】
フィルムＢ１〜フィルムＢ５は、それぞれ隣接する金属（金属膜またはスルーホールめっき）同士が接触するように積層される。その結果、金属膜３０と金属膜４０が導通する。また、フィルムＢ１の上には、フィルムＡ１およびフィルムＡ２が積層される。各フィルムの積層は、熱可塑性樹脂フィルムであれば加熱圧着により行えばよく、接着剤で接着してもよい。
【００５３】
図５に示されるパッケージは、金属膜３０が形成された面よりも、半導体素子実装面４１が低くされている。このように段差を設けることで、インナーリードと半導体素子の接続を容易にすることができる。
【実施例】
【００５４】
［実施例１］
図１に示される態様の半導体素子実装用パッケージを以下の手順で作製した。
ポリイミド層５２（厚さ２５μｍ）の両面に銅箔（１２μｍ）がラミネートされた、ポリイミドフィルムをベースとしたフレキシブル基材を用意した。用意した基材の表面の銅箔をエッチング加工して、図６Ａに示される配線５０を形成した。一方、基材の裏面の銅箔をエッチング加工して、図６Ｂに示される銅膜５１を形成した。エッチング加工されたフレキシブル基材を金型に搭載した。フィラーを充填させたエポキシ系の半導体封止モールド樹脂を用いて、樹脂製枠２と樹脂層３を形成して中空パッケージとした（図７参照）。
【００５５】
得られた中空パッケージの上面図（樹脂製枠２の側から見た図）が図７Ａに示され、側断面図が図７Ｂに示される。パッケージの外形は１０ｍｍ×１０ｍｍ、素子実装面であるダイアタッチ面は７．２ｍｍ×７．２ｍｍとした。なお、図６Ｂのフレキシブル基材の裏面中央部に配置された銅膜５１は、７．５ｍｍ×７．５ｍｍであり、ダイアタッチ面よりも大きい面積とした。
【００５６】
図７Ｂに示されるパッケージの全高さは０．７５ｍｍであり、フレキシブル基材よりも下部分のモールド樹脂層の高さを０．１ｍｍとした。成形したパッケージをポストキュア、めっき、洗浄乾燥など半導体パッケージとして必要な所定の工程を経た後、基材から個片化し、目的の中空パッケージを得た。
【００５７】
得られた中空パッケージの耐湿性を以下のように評価した。中空パッケージの上面に１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５５ｍｍのガラスをＵＶ硬化剤（協立化学産業（株）製のワールドロック８７２３Ｌ）で接着して、中空パッケージの内部空間をシールした。シールされた中空パッケージを高温高湿下（１２１℃×１００％×８時間）に放置した。試験終了後、２３℃にコントロールされたペルチェ式冷熱板に、パッケージガラス面を７秒間押し当てて、ガラス内側に結露が見られないものを合格、結露が見られたものを不合格とした。評価結果を表１に記載した。
【００５８】
［実施例２］
図２で示される態様の半導体実装用パッケージを以下の手順で作製した。
フレキシブル基材の代わりにプリント配線板を用いること以外は、実施例１と同様にパッケージを作製した。ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）５２’の表面に、図８Ａに示すようなパターンの配線５０を形成し；一方、基板裏面に、図８Ｂに示すようなパターンの銅膜５１とアウタ−リード５３を形成して、プリント配線板（厚み：０．３ｍｍ）とした。パッケージの大きさは、実施例１のパッケージと同様とした（１０ｍｍ×１０ｍｍ）。図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、プリント配線板の周囲の端面には、複数の半円状のくぼみが形成されており、くぼみの断面にはめっき処理がなされている。母基板に２以上のプリント配線板を形成し、２以上のスルーホールでそれぞれのプリント配線板を区画し、区画にそって各プリント配線板を割って個片化すると、プリント配線板の周囲の端面に半円状のくぼみが形成される。
【００５９】
得られたプリント配線板を金型に搭載し、樹脂製枠２を形成して、図９（側面図）に示されるパッケージを作製した。実施例２のプリント配線板はフレキシブル基材と比べて剛直性が高いため、実施例１のパッケージの下面モールド樹脂層３（図７Ｂ参照）は必ずしも必要ではない。成形したパッケージをポストキュア、めっき、洗浄乾燥など半導体パッケージとして必要な所定の工程を経た後、ダイシングにより個片化し、目的の中空パッケージを得た。図９のパッケージの全高さは、プリント配線板の厚みを含めて０．８ｍｍとした。
【００６０】
得られた中空パッケージについて、実施例１と同様の耐湿性評価を行い、結果を表１に記載した。
【００６１】
［実施例３］
図３に示される態様の半導体素子実装用パッケージを、熱可塑性樹脂であるＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）のフィルムを熱圧着させて作製した。まず、以下のフィルムを作製した。２枚の枠フィルム（図１０）が樹脂製枠を構成する。一方、配線段フィルム（図１１）と底部フィルム（図１２）とが、プリント回路基板を構成する。枠フィルムと配線段フィルムの内部（７０および７０’）は穴になっている。
枠フィルム（上面：図１０Ａ、下面：図１０Ｂ）
配線段フィルム（上面のパターニング：図１１Ａ、下面のパターニング：図１１Ｂ）
底部フィルム（上面のパターニング：図１２Ａ、下面のパターニング：図１２Ｂ）
【００６２】
底部フィルムおよび配線段フィルムは、ＰＥＥＫフィルムの片面に銅箔（厚み：１２μｍ）をラミネートした基材（合計厚み：５０μｍ）を準備して、その銅箔をパターニングして作製した。
【００６３】
配線段フィルムの上面（図１１Ａ）は、配線６２がパターニングされている。配線段フィルムの配線６２の裏面には、炭酸ガスレーザで銅箔までのスルーホール６３を形成し、スルーホール６３に銀ペーストを充填させることで、フィルム上下間の導通を確保した。
【００６４】
底部フィルムの下面（図１２Ｂ）は、アウターリード６０、および水分不透過膜となる銅膜６１がパターニングされている。底部フィルムのアウターリードの裏面には、炭酸ガスレーザで銅箔までのスルーホール６４を形成した。スルーホール６４に銀ペーストを充填させることで、フィルム上下間の導通を確保した。
【００６５】
枠フィルムは、銅箔をラミネートされていない、２枚のＰＥＥＫのフィルム（厚み：５０μｍ）を用いた。
【００６６】
各フィルムを、２５０℃の加熱環境下でプレスしてパッケージ形状とした。その結果、全高さが０．２ｍｍのパッケージを得た。得られたパッケージをめっき、洗浄乾燥など半導体パッケージとして必要な所定の工程を経た後、ダイシングにより個片化し、目的の中空パッケージを得た。得られた中空パッケージについて、実施例１と同様の耐湿性評価を行い、結果を表１にまとめた。
【００６７】
［比較例１］
図１３には、従来から使用されているリードフレームタイプの中空パッケージの側断面図が示される。図１３に示されるパッケージは、所定形状に加工されたリードフレームを金型に搭載し、実施例１のようにエポキシ系半導体封止モールド樹脂で成形して得られた。
【００６８】
比較例１の従来のリードフレームタイプのパッケージは、十分な耐湿性と剛直性を有しており、従来は好適に使用されていた。ただし、一般的にはリードフレーム厚みより細いリードを作製することが困難であり、ピッチを細かくしにくい。また、たとえ細いリードを作製したとしても、例えば実施例１のように複雑な配線パターンを実現することは困難であるため、配線自由度に限界があり、より高度な半導体素子搭載用途として適さない場合がある。得られたリードフレームタイプのパッケージについて、実施例１と同様の耐湿性評価を行い、結果を表１に記載した。
【００６９】
［比較例２］
実施例１と同様にパッケージを作製したが、実施例１のフレキシブル基材（図６参照）に代えて、図１４に示すように、基材裏面に中央部分の銅箔（図６Ｂの５１参照）が形成されていないフレキシブル基材を用いた。得られた中空パッケージについて、実施例１と同様に耐湿性を評価して、結果を表１に記載した。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
表１に示されたように、実施例および比較例１は、所定の耐湿性基準を満足することがわかった。一方、比較例２は耐湿性に劣り、中空部を覆う銅箔がないため、パッケージ底面からの水分が浸入しやすいことがわかった。このように本発明のパッケージは、薄型にもかかわらず、十分な耐湿性を有し、かつ従来のリードフレームタイプのパッケージと比較して、高い配線自由性を有するパッケージであることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の半導体素子実装用パッケージは、樹脂製の薄層化が実現された中空パッケージでありながら、耐湿性が高く、配線の自由度が高い。そのため特に、イメージセンサを実装して、撮像素子として用いるのに適する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のパッケージの第一の例の断面図である。
【図２】本発明のパッケージの第二の例の断面図である。
【図３】本発明のパッケージ（多層積層型）の第三の例の断面図である。
【図４】本発明のパッケージ（多層積層型）の第四の例の断面図である。
【図５】本発明のパッケージ（多層積層型）の第五の例の断面図である。
【図６】実施例１のパッケージに含まれるプリント回路基板のパターンを示す図である。
【図７】実施例１のパッケージの上面図（図７Ａ）、および側断面図（図７Ｂ）である。
【図８】実施例２のパッケージに含まれるプリント回路基板のパターンを示す図である。
【図９】実施例２のパッケージの側断面図である。
【図１０】実施例３のパッケージ（多層積層型）に含まれる枠フィルムのパターンを示す図である。
【図１１】実施例３のパッケージ（多層積層型）に含まれる配線段フィルムのパターンを示す図である。
【図１２】実施例３のパッケージ（多層積層型）に含まれる底部フィルムのパターンを示す図である。
【図１３】比較例１のパッケージを示す図である。
【図１４】比較例２のパッケージに含まれるプリント回路基板のパターンを示す図である。
【図１５】テープモールド装置の概要を示す図である。
【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】
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【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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