(57)【要約】【課題】小型薄型化することができるとともに、高解像度を有するセンサ素子実装体を得ることができるセンサ素子実装体の製造方法を提供する。【解決手段】センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、減圧雰囲気下において、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程と、前記減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行うことによって、前記接着剤パターン層を硬化させる工程とを有するセンサ素子実装体の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、
減圧雰囲気下において、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程と、
前記減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行うことによって、前記接着剤パターン層を硬化させる工程とを有する
ことを特徴とするセンサ素子実装体の製造方法。
【請求項２】
センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、
減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行った後、前記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前に、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程とを有する
ことを特徴とするセンサ素子実装体の製造方法。
【請求項３】
センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子及び溶剤を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、
前記接着剤パターン層から前記溶剤を除去する工程と、
減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行った後、前記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前に、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程とを有する
ことを特徴とするセンサ素子実装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型薄型化することができるとともに、高解像度を有するセンサ素子実装体を得ることができるセンサ素子実装体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、携帯電話等の受光部には、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等の受光センサを実装してなる受光センサパッケージが搭載されていることが知られている。
従来、このような受光センサの実装には、セラミック、樹脂等で形成された封止容器内部に収容、封止する方法が多く用いられてきた。具体的には例えば、受光センサを封止容器に収容し、封止容器を光透過性保護部材で気密封止することによって、受光センサパッケージ（いわゆるキャビティ型）を作製する方法が挙げられる。
【０００３】
図１は、この方法によって得られる受光センサパッケージ（キャビティ型）の断面図の一例を示す模式図である。図１中、１は受光センサパッケージ（キャビティ型）、１１は半導体ウエハ、１２は受光センサ、１３は封止容器、１４は金属製ワイヤー、１５は光透過性保護部材を示す。
図１に示す受光センサパッケージ１は、受光センサ１２等を搭載した半導体ウエハ１１は、所定のチップ状に切断され、予め封止容器１３に接着固定される。半導体ウエハ１１上で受光センサに接続された半導体の配線回路と、外部に接続される金属製リードとを金属製ワイヤー１４で接続した後、主にガラス板からなる光透過性保護部材１５を封止容器に接着し、受光センサ１２を気密封止することによって作製される。
【０００４】
一方、デジタルカメラ、携帯電話等の小型化に伴い、これらに搭載される受光センサパッケージにも小型薄型化が求められている。しかしながら、このような方法では、半導体チップの周辺に封止容器、保護部材等を配置し、受光センサと光透過性保護部材との間に空間（キャビティ）を設ける必要があることから、得られる受光センサパッケージの小型薄型化が制限されてしまうという問題があった。
【０００５】
これに対して、例えば、貫通電極が形成された半導体ウエハ上に受光センサを設け、受光センサの上から半導体ウエハ上に透明樹脂等を塗布し、透明樹脂層を形成した後、透明樹脂層上に更にガラス板等の光透過性保護部材を貼り合わせ、所望のサイズに切断することによって受光センサパッケージ（いわゆるノンキャビティ型）を作製する方法が用いられている。
【０００６】
図２は、この方法によって得られる受光センサパッケージ（ノンキャビティ型）の断面図の一例を示す模式図である。図２中、２は受光センサパッケージ（ノンキャビティ型）、２１は半導体ウエハ、２２は貫通電極、２３は受光センサ、２４は透明樹脂層、２５は光透過性保護部材を示す。
このような方法によって得られた受光センサパッケージは、受光センサと光透過性保護部材との間に空間を設ける必要がないことから、得られる受光センサパッケージの小型薄型化が期待できる。
【０００７】
しかしながら、このような方法では、受光センサ上に直接樹脂が覆い被さることや、透明樹脂層と光透過性保護部材との間で光の屈折率に差があることから、得られる受光センサパッケージの解像度が劣り、高解像度を要する受光センサパッケージとしては用いることができないという問題があった。
【０００８】
このような問題を考慮すると、受光センサパッケージにおいて、受光センサと光透過性保護部材との間には、小型薄型化を妨げない程度に一定の空間を設ける必要があると考えられる。そこで、半導体ウエハ上の受光センサをスペーサによって取り囲み封止することによって受光センサパッケージ（いわゆるスペーサ型）を作製する方法が検討されている。
例えば、特許文献１には、半導体ウエハ上の受光センサ領域以外の領域に封止剤を塗布し、半導体ウエハとほぼ同サイズの光透過性保護部材を搭載する製造方法が開示されており、例えば、特許文献２には、基板上にレジスト材料を用いてロ字状スペーサを形成し、得られたスペーサ付き基板を、受光センサが形成された基板に位置合わせし、ＵＶ硬化型又は熱硬化型接着剤を用いてスペーサと受光部センサが形成された基板とを固定する方法等が開示されている。
【０００９】
図３は、これらの方法によって得られる受光センサパッケージ（スペーサ型）の断面図の一例を示す模式図である。図３中、３は受光センサパッケージ（スペーサ型）、３１は半導体ウエハ、３２は貫通電極、３３は受光センサ、３４はスペーサ含有接着剤、３５は光透過性保護部材を示す。
これらの方法によれば、受光センサ上に直接樹脂が覆い被さることがなく、樹脂層と光透過性保護部材との間の光の屈折率の差の問題も生じない。
【００１０】
ところが、このような方法では、得られた受光センサパッケージが押圧された際、スペーサによって封止されている空気の逃げ場がないことから、押圧の強さによっては、封止部分に空気の逃げ道（パス）が生じてしまうという問題を生じていた。パスが生じると、封止が崩れてしまい、得られる受光センサパッケージの諸性能に不具合を生じることとなる。
【００１１】
これに対して、真空下において、半導体ウエハ上の受光センサをスペーサによって封止する方法が検討されている。このような方法によれば、得られた受光センサパッケージにおいて、スペーサで封止された領域に空気が存在しないため、押圧による空気の逃げ道（パス）の発生の問題を解消できる。
【００１２】
しかしながら、このような方法では、真空下において封止した後、得られた受光センサパッケージを常圧下で使用しようとする際、受光センサパッケージの外部から空気が侵入してくることによって、結局封止部分に空気の通り道（パス）が生じてしまうという問題を生じていた。
従って、未だ小型薄型化と高解像度化とを両立する受光センサパッケージは得られていない。
【特許文献１】特開２００５−２８６０２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記現状に鑑み、小型薄型化することができるとともに、高解像度を有するセンサ素子実装体を得ることができるセンサ素子実装体の製造方法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】
【００１４】
本発明者らは、鋭意検討した結果、センサ素子実装体の作製工程において、減圧雰囲気下にて、スペーサ含有接着剤からなる接着剤パターン層を形成し、そのまま、減圧雰囲気下にて、接着剤パターン層に光照射等を行い、接着剤パターン層を硬化させることによって、得られたセンサ素子実装体を常圧下に取り出しても、接着剤パターン層に空気の通り道（パス）が生じず、接着剤パターン層が崩れないことを見出し、本発明を完成させるに至った。
こうして本発明のセンサ素子実装体の製造方法によって得られるセンサ素子実装体は、接着剤パターン層を介して、受光センサと透過性保護部材とが貼り合わせることによって、高解像度を実現するために必要なキャビティを確保しつつ、小型薄型化を実現することができる。
なお、得られるセンサ素子実装体において、接着剤パターン層に囲繞された領域は、作製当初は減圧状態にあるが、常圧下に取り出した後、徐々に外部から空気が侵入し、常圧状態となる。しかし、本発明のセンサ素子実装体の製造方法では、減圧雰囲気下にて接着剤パターン層の硬化を進行せしめることから、接着剤パターン層に囲繞された領域に外部から徐々に空気が侵入しても、接着剤パターン層に空気の通り道（パス）が生じず、接着剤パターン層が崩れることはない。
【００１５】
本発明は、センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、減圧雰囲気下において、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程と、前記減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行うことによって、前記接着剤パターン層を硬化させる工程とを有するセンサ素子実装体の製造方法である（以下、本発明１のセンサ素子実装体の製造方法ともいう）。
【００１６】
本発明のセンサ素子実装体の製造方法は、センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程を有する。
【００１７】
上記センサ素子が形成された基板としては特に限定されず、例えば、シリコン単結晶からなるウエハを円形、矩形等の形状に裁断してなる基板上に、例えば、マトリクス状に配列された多数のフォトダイオードと、該フォトダイオードに蓄積された電荷を搬送する電荷結合素子（ＣＣＤ）、Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ等が形成されてなるもの等、従来公知のものが挙げられる。
上記フォトダイオード上には、ＲＧＢのカラーフイルタ、マイクロレンズアレイ等が積層されていてもよい。
【００１８】
上記基板には、貫通電極が設けられていることが好ましい。
上記貫通電極は、上記センサ素子又はセンサ素子に接続する配線と、外部とを電気的に接続する役割を担う。
上記貫通電極としては特に限定されず、従来公知の電極を用いることができる。
【００１９】
上記光硬化型接着剤としては特に限定されず、例えば、光硬化性樹脂と光反応開始剤とを含有する接着剤を用いることができる。
上記光硬化性樹脂としては特に限定はされず、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。なかでも、得られる光硬化型接着剤の耐熱性、耐湿性等を高めることができるため、反応性官能基を有するアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が好ましい。
【００２０】
上記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２１】
上記光反応開始剤としては特に限定はされず、例えば、イオン性光酸発生タイプの光反応開始剤であってもよく、非イオン性光酸発生タイプの光反応開始剤であってもよい。
【００２２】
上記イオン性光酸発生タイプの光重合開始剤としては特に限定されず、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩類；鉄−アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノール−アルミニウム錯体等の有機金属錯体類等が挙げられる。
【００２３】
上記熱硬化型接着剤としては特に限定されず、例えば、硬化性化合物と硬化剤とを含有する接着剤を用いることができる。
上記硬化性化合物としては特に限定されず、例えば、付加重合、重縮合、重付加、付加縮合、開環重合反応により硬化する化合物を用いることができる。
上記硬化性化合物としては、具体的には例えば、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、キシレン樹脂、アルキル−ベンゼン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、珪素樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性化合物等が挙げられる。なかでも、接合後の信頼性及び接合強度に優れるため、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
【００２４】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等のような芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、及び、これらの水添化物等が挙げられる。
なかでも、イミド骨格を有するエポキシ樹脂が好ましい。
【００２５】
上記エポキシ樹脂としては、更に、ＮＢＲ、ＣＴＢＮ、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を有するゴム変性エポキシ樹脂、可撓性エポキシ化合物等のエポキシ化合物等を用いることができる。このようなエポキシ樹脂を用いた場合、硬化後に柔軟性を付与することができる。
【００２６】
上記硬化剤としては特に限定されず、従来公知の硬化剤を上記硬化性化合物に合わせて適宜選択することができるが、硬化性化合物としてエポキシ樹脂を用いる場合の硬化剤としては、例えば、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
上記硬化剤の配合量としては特に限定されないが、上記硬化性化合物の官能基と等量反応する硬化剤を用いる場合、上記硬化性化合物の官能基量に対して、９０〜１１０当量であることが好ましい。また、触媒として機能する硬化剤を用いる場合であれば、上記硬化性化合物１００重量部に対して好ましい下限が１重量部、好ましい上限が２０重量部である。
上記接着組成物においては、硬化速度や硬化物の物性等を調整するために、硬化剤に加えて硬化促進剤を添加してもよい。
【００２８】
上記硬化促進剤としては、特に限定されず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられ、なかでも、硬化速度や硬化物の物性等の調整をするための反応系の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好適に用いられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２９】
上記イミダゾール系硬化促進剤としては、特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールや、イソシアヌル酸で塩基性を保護したもの（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
上記硬化促進剤の配合量としては特に限定はされず、上記硬化性化合物１００重量部に対して好ましい下限が１重量部、好ましい上限が１０重量部である。
【００３１】
上記光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤は、スペーサ粒子を含有する。
上記スペーサ粒子は、得られる接着剤パターン層の高さを一定に保持すること、すなわち、上記基板と後述する透明基板との間の高さ（以下、キャビティ高さともいう）を一定に保持する役割を担う。上記スペーサ粒子を含有することによって、得られる接着剤パターン層を所望の高さに制御することが容易となる。上記スペーサ粒子を含有しないと、得られる接着剤パターン層を所望の高さに制御することができず、接着剤パターン層を介して、上記基板と後述する透明基板とを貼り合わした際に、歪みが生じることがある。このような歪みは、上記センサ素子には致命的な欠陥となるため、このような歪みが生じると、上記センサ素子を形成したウエハごと廃棄しなければならないことになる。
【００３２】
上記スペーサ粒子は、ＣＶ値が１０％以下であることが好ましい。
このようなスペーサ粒子を含有することにより、得られる接着剤パターン層の高さを一定に保持すること、すなわち、上記基板と、透明基板との間隔を一定に保つことが可能となる。１０％を超えると、粒子径のばらつきが大きいことから、部品間の間隔を一定に保つことが困難となり、スペーサ粒子としての機能を充分に果たせない。好ましい上限は６％、より好ましい上限は４％である。
なお、本明細書においてＣＶ値とは、下記式（１）により求められる数値のことである。粒子径のＣＶ値（％）＝（σ２／Ｄｎ２）×１００          （１）
式（１）中、σ２は粒子径の標準偏差を表し、Ｄｎ２は数平均粒子径を表す。
【００３３】
上記スペーサ粒子の平均粒子径としては特に限定されず、所望のキャビティ高さが達成可能となるような粒子径を選択することができるが、好ましい下限が５μｍ、好ましい上限が２００μｍである。５μｍ未満であると、スペーサ粒子の粒子径程度にまでキャビティ高さを縮めることが困難となる場合が有り、２００μｍを超えると、キャビティ高さが必要以上に大きくなることがある。より好ましい下限は９μｍ、より好ましい上限は５０μｍである。
【００３４】
上記スペーサ粒子の平均粒子径は、スペーサ粒子以外に添加する固体成分の平均粒子径の１．２倍以上であることが好ましい。１．２倍未満であると、キャビティ高さを確実にスペーサ粒子の粒子径程度にまで縮めることが困難となることがある。より好ましくは１．１倍以上である。
【００３５】
上記スペーサ粒子は、粒子径分布の標準偏差がスペーサ粒子の平均粒子径の１０％以下であることが好ましい。１０％以下とすることで、キャビティ高さをより安定して水平にすることができる。
【００３６】
上記スペーサ粒子は、下記式（２）で表されるＫ値の好ましい下限が９８０Ｎ／ｍｍ２、好ましい上限が４９００Ｎ／ｍｍ２である。
Ｋ＝（３／√２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２                  （２）
式（２）中、Ｆ、Ｓはそれぞれ樹脂微粒子の１０％圧縮変形における荷重値（ｋｇｆ）、圧縮変位（ｍｍ）を表し、Ｒは該スペーサの半径（ｍｍ）を表す。
【００３７】
上記Ｋ値は以下の測定方法により測定することができる。
まず、平滑表面を有する鋼板の上に粒子を散布した後、その中から１個の粒子を選び、微小圧縮試験機を用いてダイヤモンド製の直径５０μｍの円柱の平滑な端面で微粒子を圧縮する。この際、圧縮荷重を電磁力として電気的に検出し、圧縮変位を作動トランスによる変位として電気的に検出する。そして、得られた圧縮変位−荷重の関係から１０％圧縮変形における荷重値、圧縮変位をそれぞれ求め、得られた結果からＫ値を算出する。
【００３８】
上記スペーサ粒子は２０℃、１０％の圧縮変形状態から解放した時の圧縮回復率の好ましい下限が２０％である。このような圧縮回復率を有するスペーサ粒子を用いた場合、接着剤パターン層に平均粒子径よりも大きな粒子が存在しても、圧縮変形により形状を回復してギャップ調整材として働かせることができる。従って、より安定した一定間隔で水平に貼り合わせることができる。
【００３９】
上記圧縮回復率は、以下の測定方法により測定することができる。
上記Ｋ値の測定の場合と同様の手法によって圧縮変位を作動トランスによる変位として電気的に検出し、反転荷重値まで圧縮したのち荷重を減らしていき、その際の荷重と圧縮変位との関係を測定する。得られた測定結果から圧縮回復率を算出する。ただし、除荷重における終点は荷重値ゼロではなく、０．１ｇ以上の原点荷重値とする。
【００４０】
上記スペーサ粒子の材質としては特に限定されないが、樹脂粒子か、有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記樹脂粒子を構成する樹脂としては特に限定はされないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール等が挙げられる。なかでも、スペーサ粒子の硬さと回復率を調整しやすく耐熱性についても向上させることが可能であることから、架橋樹脂を用いることが好ましい。有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、カップリング剤等で有機表面処理を施した無機粒子を用いることができる。
【００４１】
上記架橋樹脂としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合体、ベンゾグアナミン重合体等の網目構造を有する樹脂が挙げられる。なかでも、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン系共重合体、ジビニルベンゼン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体等が好ましい。これらを用いた場合、チップをボンディングした後、硬化プロセス、半田リフロープロセス等の熱処理プロセスへの耐性が優れる。
【００４２】
上記スペーサ粒子の形状としては、球状が好ましい。また、上記スペーサ粒子のアスペクト比の好ましい上限は１．１である。アスペクト比を１．１以下とすることで、基板と透明基板とを貼り合わせる場合に、キャビティ高さを安定して一定に保つことができる。なお、本明細書においてアスペクト比とは、粒子の長径と短径に関して、短径の長さに対する長径の長さの比（長径の長さを短径の長さで割った値）を意味する。このアスペクト比の値が１に近いほどスペーサ粒子の形状は真球に近くなる。  
【００４３】
上記光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤において、上記スペーサ粒子の配合量の好ましい下限は０．０１重量％、好ましい上限は５重量％である。０．０１重量％未満であると、センサ素子実装体の製造に用いた場合に、キャビティ高さを安定して一定に保つことができないことがあり、５重量％を超えると、接着剤としての機能が低下することがある。
【００４４】
上記接着剤パターン層は、上記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する。
このような形状を有することによって、得られるセンサ素子実装体において所望のキャビティを確保するとともに、上記センサ素子の外周を取り囲み封止する役割を担うことができる。
なお、このようなセンサ素子を封止するためのパターン層を形成する方法としては、フォトレジスト等を用いる方法も考えられるが、接着剤を塗布する方法を用いることによって、センサ素子実装体の作製の効率化を図ることができる。
【００４５】
上記スペーサ粒子を含有する熱硬化型接着剤は、基板上に塗布する際の温度おけるＥ型粘度計で測定した１０ｒｐｍの粘度が６０Ｐａ・ｓ未満であることが好ましい。６０Ｐａ・ｓを超えると、塗布性が悪化し、所望の接着剤パターン層が得られないことがある。
【００４６】
本発明のセンサ素子実装体の製造方法は、減圧雰囲気下において、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程を有する。
大気圧下において貼り合せると、上記接着剤パターン層の内部に閉じ込められた空気が外に出ようとすることによって、接着剤パターン層に空気の逃げ道（パス）が生じ、該接着剤パターン層が崩れてしまうため、上記センサ素子を封止することができないことがある。これに対して、所定の減圧雰囲気下において貼り合わせると、少なくとも上記接着剤パターン層の内部に空気を閉じ込めることがない。そのため、上記接着剤パターン層の内部に閉じ込められた空気との関係では、該接着剤パターン層が崩れることはない。
【００４７】
上記減圧雰囲気の好ましい下限は１.０×１０１Ｐａ、好ましい上限は１.０×１０５Ｐａである。１.０×１０１Ｐａ未満であると、高温で真空貼り合わせを行うので樹脂揮発分が多くパス形成の原因となることがある。１.０×１０４Ｐａを超えると、得られるセンサ素子実装体において、接着剤パターン層の内部に閉じ込められた空気が外部に逃げ出し、空気の逃げ道（パス）が生じることによって、該接着剤パターン層が崩れることがある。より好ましい下限は５.０×１０１Ｐａ、更に好ましい下限は１.０×１０２Ｐａ、特に好ましい上限は５.０×１０２Ｐａ、より好ましい上限は５.０×１０４Ｐａ、更に好ましい上限は５.０×１０３Ｐａである。
なお、本明細書において、単に「減圧雰囲気」という場合には、５.０×１０２〜５.０×１０３Ｐａの雰囲気を意味する。
【００４８】
上記透明基板としては特に限定されず、例えば、ガラス板等を用いることができる。
【００４９】
上記基板上に、上記透明基板を貼り合わせる方法としては特に限定されず、上記接着剤パターン層を介して、該接着剤パターン層が有する接着力を利用して貼り合わせる方法を用いることができる。
【００５０】
本発明のセンサ素子実装体の製造方法は、上記減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行うことによって、前記接着剤パターン層を硬化させる工程を有する。
すなわち、本発明のセンサ素子実装体の製造方法では、減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層を硬化させる。上述のように、減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層を介して、上記基材と、上記透明基板とを貼り合わせて封止しても、該接着剤パターン層が未硬化の状態で常圧下に取り出されると、該接着剤パターン層に囲繞された領域に、外部から空気が侵入することによって、該接着剤パターン層に空気の通り道（パス）が生じる等、該接着剤パターン層が崩れることがある。これに対して、減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層を介して、上記基材と、上記透明基板とを積層した上で、そのまま、減圧雰囲気下で該接着剤パターン層を硬化させることによって、常圧下に取り出された場合、該接着剤パターン層に囲繞された領域に、徐々に外部から空気は侵入し最終的には該領域も常圧になるものの、そのことによって、該接着剤パターン層が崩れることはない。
【００５１】
上記接着剤パターン層を硬化させる際、該接着剤パターン層を硬化させる度合いとしては、得られるセンサ素子実装体を常圧下に取り出した際、上記接着剤パターン層が空気の侵入によって崩れない程度に硬化させればよく、上記減圧雰囲気下にて上記接着剤パターン層を本硬化してもよいが、上記減圧雰囲気下にて上記接着剤パターン層を半硬化しておき、得られたセンサ素子実装体を常圧下に取り出した後、更に光照射及び／又は加熱を行うことによって、本硬化を行ってもよい。
なお、本明細書において、本硬化とは、ゲル分率９０％以上の状態をいい、半硬化とは、ゲル分率２０〜７０％の状態をいう。
【００５２】
なお、本発明のセンサ素子実装体の製造方法において、上記減圧雰囲気下において、上記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程（以下、工程Ｘともいう）と、上記減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行うことによって、前記接着剤パターン層を硬化させる工程（以下、工程Ｙともいう）との間では、上記減圧雰囲気を継続することとする。上記工程Ｘと工程Ｙとの間で、上記減圧状態が解かれると、上記接着剤パターン層が未硬化の状態で大気圧に晒されることとなるため、接着剤パターン層に囲繞された領域に、外部から空気が侵入することによって、該接着剤パターン層に空気の通り道（パス）が生じる等、該接着剤パターン層が崩れることがある。
【００５３】
本発明のセンサ素子実装体の製造方法によって得られるセンサ素子実装体は、減圧雰囲気下において、接着剤パターン層が硬化され、封止が行われるため、接着剤パターン層に空気の逃げ道（パス）等の発生がなく、接着剤パターン層が崩れることなく、好適に封止を行うことができる。そのため、本発明のセンサ素子実装体の製造方法によって得られるセンサ素子実装体は、接着剤パターン層を介して、受光センサと透過性保護部材とを貼り合わせることによって、高解像度を実現するために必要なキャビティを確保しつつ、小型薄型化を実現することができる。
図４に、本発明のセンサ素子実装体の製造方法によって得られるセンサ素子実装体の断面図の一例を示す模式図である。図４中、４は本発明のセンサ素子実装体、４１は基板、４２は貫通電極、４３はセンサ素子、４４は接着剤パターン層、４５は透明基板を示す。
【００５４】
本発明１のセンサ素子実装体の製造方法では、上記減圧雰囲気下において、上記基板上に、上記接着剤パターン層を介して、上記透明基板を貼り合わせる工程と、上記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行うことによって、上記接着剤パターン層を硬化させる工程とを有するものであるが、これらの工程に代えて、上記減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行った後、上記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前に、上記基板上に、上記接着剤パターン層を介して、上記透明基板を貼り合わせる工程を有するものであってもよい。
すなわち、上記センサ素子が形成された基板上に、上記スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、上記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、上記減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行った後、上記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前に、上記基板上に、上記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程とを有するセンサ素子実装体の製造方法もまた、本発明の一つである（以下、本発明２のセンサ素子実装体の製造方法ともいう）。
【００５５】
本発明２のセンサ素子実装体の製造方法は、上記減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層に、光照射及び／又は加熱を行った後、上記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前に、上記基板上に、上記接着剤パターン層を介して、上記透明基板を貼り合わせる工程を有する。
上記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前、すなわち、上記接着剤パターン層の硬化が進行しつつある状態で、該接着剤パターン層を介して、上記基板上に、上記透明基板を貼り合わせることによって、該接着剤パターン層が有する接着力を利用して、該基板と、該透明基板とを貼り合わせることができる。
なお、本明細書において、ゲル化時間とは、上記接着剤パターン層に、光照射及び／又は加熱を行ってから、該接着剤パターン層がゲル化するまでに要する時間をいう。
【００５６】
本発明２のセンサ素子実装体の製造方法においても、上記減圧雰囲気下において、上記接着剤パターン層を硬化させるため、常圧下に取り出された場合、該接着剤パターン層に囲繞された領域に、徐々に外部から空気は侵入し最終的には該領域も常圧になるものの、そのことによって、該接着剤パターン層が崩れることなく、センサ素子を封止することができる。本発明２のセンサ素子実装体の製造方法によって、得られるセンサ素子実装体は、接着剤パターン層を介して、受光センサと透過性保護部材とが貼り合わせることによって、高解像度を実現するために必要なキャビティを確保しつつ、小型薄型化を実現することができる。
【００５７】
本発明２のセンサ素子実装体の製造方法では、スペーサ粒子を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を用いることに代えて、スペーサ粒子及び溶剤を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を用いてもよい。上記光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤は、溶剤を含有することによって、塗布性を向上させることができる。
なお、上記光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤が溶剤を含有する場合は、上記減圧雰囲気下での貼り合せの前に、溶剤乾燥工程を経ることが好ましい。
すなわち、センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子及び溶剤を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程と、前記接着剤パターン層から前記溶剤を除去する工程と、減圧雰囲気下において、前記接着剤パターン層に対して、光照射及び／又は加熱を行った後、前記接着剤パターン層のゲル化時間が経過するより前に、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程とを有するセンサ素子実装体の製造方法もまた、本発明の一つである（以下、本発明３のセンサ素子実装体の製造方法ともいう）。
【００５８】
本発明３のセンサ素子実装体の製造方法において、上記溶剤としては特に限定はされず、従来公知のものを用いることができるが、上記硬化促進剤及び／又は硬化剤を溶解させないものを選択することが好ましい。
上記溶剤としては、具体的には例えば、上記エポキシ化合物、酸無水物、イミダゾール系硬化促進剤を含有する場合は、ケトン系の溶剤が好ましい。
【００５９】
本発明３のセンサ素子実装体の製造方法は、センサ素子が形成された基板上に、スペーサ粒子及び溶剤を含有する光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤を塗布して、前記センサ素子を囲繞する閉じた形状を有する接着剤パターン層を形成する工程の後であって、減圧雰囲気下で、前記基板上に、前記接着剤パターン層を介して、透明基板を貼り合わせる工程の前に、上記接着剤パターン層から上記溶剤を除去する工程を有する。
このような工程を有することにより、残存揮発分による接着剤形状の崩れを防止することができ、残存揮発分によるセンサ基板の曇りを防止できるため好ましい。
【００６０】
上記溶剤を除去する方法としては特に限定されないが、加熱及び／又は減圧する方法が好ましい。なかでも、減圧雰囲気下で加熱することにより溶剤を除去する方法が好ましい。
上記溶剤を除去する程度としては特に限定されないが、残留溶剤量を１０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
上記残留溶剤量は、溶剤除去工程を経た上記光硬化型及び／又は熱硬化型接着剤をＧＣ−ＭＡＳＳを用いて測定することによって求められる。
【００６１】
上記溶剤を除去する具体的な方法としては、溶剤の沸点により異なるが、一般的には、加熱のみによって除去する場合、１２０℃以上の温度の加熱を１０〜２０分程度行うことが好ましい。
また、減圧雰囲気下で加熱することによって溶剤を除去する場合には、１．０×１０２Ｐａ程度で１００〜１５０℃程度の加熱を１０分程度行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によれば小型薄型化することができるとともに、高解像度を有するセンサ素子実装体を得ることができるセンサ素子実装体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００６４】
（実施例１）
２５℃において、Ｅ型粘度計で測定した１０ｒｐｍの粘度が２０Ｐａ・ｓの無溶剤系エポキシ樹脂をウエハ上に、内径０．４ｍｍのノズルを用いて塗布圧１００ｋＰａ、塗布速度５０ｍｍ／ｓｅｃで塗布を行い塗布重量４０ｕｇ／ｍ（塗布線幅６００μｍ、塗布高さ６０ｕｍ）で格子上に塗布した。格子の大きさは、中心線で囲まれた領域が縦４．０ｍｍ、横４．０ｍｍであった。
減圧雰囲気下（５．０×１０２Ｐａ）にて、１５０℃、荷重０．１ｋｇｆで５分間貼り合わせを行った。貼り合わせ後の線幅は１．０ｍｍであった。
なお、上述の無溶剤系エポキシ樹脂の組成は、下記の通りである。
高分子エポキシ（日油社製、ＣＰ−３０）２重量部
エポキシ（ナガセケムテックス社製、ＬＳＣ−２０１）６０重量部
エポキシ（アデカ社製、ＥＰＲ−４０３０）２０重量部
エポキシ（大日本インキ化学工業社製、ＨＰ−７２００ＨＨ）２０重量部
硬化剤（ジャパンエポキシレジン社製、ＹＨ−３０７）５８重量部
硬化促進剤（四国化成工業社製、２ＭＺ−Ａ）８重量部
シランカップリング剤（信越化学工業社、ＫＢＭ−５７３）２重量部
増粘剤（トクヤマ社製、ＭＴ−１０）３重量部
増粘剤（トクヤマ社製、ＰＭ−２０Ｌ）４重量部
増粘剤（トクヤマ社製、ＱＳ−４０）３重量部
スペーサ粒子（積水化学工業社製、ＳＰ−２３０）０．６重量部
【００６５】
（実施例２）
２５℃において、Ｅ型粘度計で測定した１０ｒｐｍの粘度が２０Ｐａ・ｓの溶剤系エポキシ樹脂（溶剤（ＭＩＢＫ）量５５重量％）をウエハ上に、内径０．４ｍｍのノズルを用いて塗布圧１５０ｋＰａ、塗布速度５０ｍｍ／ｓｅｃで塗布を行い乾燥後塗布重量４０ｕｇ／ｍ（塗布線幅６００μｍ、塗布高さ６０ｕｍ）で格子上に塗布した。格子の大きさは、中心線で囲まれた領域が縦４．０ｍｍ、横４．０ｍｍであった。１２０℃で１０分間溶剤乾燥させた後、減圧雰囲気下（５．０×１０２Ｐａ）にて、１７０℃、荷重０．１ｋｇｆで５分間貼り合わせ、貼り合せ及び硬化を行った。貼り合わせ後の線幅は１．０ｍｍであった。
なお、上述の溶剤系エポキシ樹脂の組成は下記の通りである。
溶剤（和光純薬工業社製、ＭＩＢＫ）１５０重量部
高分子エポキシ（日油社製、ＣＰ−３０）２５重量部
エポキシ（大日本インキ化学工業社製、ＨＰ−７２００ＨＨ）７９重量部
エポキシ（アデカ社製、ＥＰＲ−４０３０）１４重量部
ゴム粒子（ガンツ化成社製、ＡＣ−４０３０）５．５重量部
硬化剤（ジャパンエポキシレジン社製、ＹＨ−３０６）４５重量部
硬化促進剤（四国化成工業社製、２ＭＡＯＫ）５．４重量部
シランカップリング剤（信越化学工業社製、ＫＢＭ−５７３）１重量部
増粘剤（トクヤマ社製、ＭＴ−１０）１７重量部
増粘剤（トクヤマ社製、ＰＭ−２０Ｌ）１３重量部
スペーサ粒子（積水化学工業社製、ＳＰ−２３０）０．６重量部
【００６６】
（実施例３）
実施例２で用いた溶液系エポキシ樹脂を格子状に接着剤を塗布した後に、減圧雰囲気下（５．０×１０２Ｐａ）にて、１７０℃、荷重０．１ｋｇｆで５分間貼り合わせを行い、貼り合せ及び硬化を行った。
【００６７】
（比較例１）
実施例１と同様にして接着剤を塗布した。
減圧雰囲気下（５．０×１０２Ｐａ）にて９０℃（硬化しない温度）で５分間貼り合わせを行った。貼り合せ終了時点で、接着剤層は未硬化であった。これを減圧雰囲気下から取り出し、大気圧下で加熱オーブンを用いて１５０℃、５分間硬化させた。
【００６８】
（比較例２）
実施例２と同様にして接着剤を塗布した。
大気圧下で１２０℃で５分間貼り合せを行った。貼り合せ終了時点で、接着剤層は未硬化であった。これを減圧雰囲気下（５．０×１０２Ｐａ）で加熱オーブンを用いて１７０℃５分間硬化させた。
【００６９】
（接着剤パターン層形状評価）
実施例及び比較例で得られた接合体について目視にて観察を行い、以下の基準で評価を行った。結果を表１に示す。実施例及び比較例では、接着剤パターン形状を１０個ずつ観察した。
◎：１０個全てにおいて、格子状の接着剤パターン形状に崩れがなく、かつ、曇りもなかった。
○：１０個中１〜２個は、格子状の接着剤パターン形状に崩れ又は曇りが見られた。
△：１０個中３〜５個は、格子状の接着剤パターン形状に崩れ又は曇りが見られた。
×：１０個中５個以上において、格子状の接着剤パターン形状に崩れ又は曇りが見られた。
【００７０】
【表１】
2009158713.tif 000002
【００７１】
実施例１、２では、大気圧下で半硬化の後に、減圧下にて貼り合せ及び硬化を行ったため、接着剤パターン形状が気圧差で崩れることがなく、更に、揮発分が少ないためガラス面の曇りなく貼り合わせが行われる。
実施例３では、溶剤を充分に乾燥させていないため、若干の接着剤パターン形状の崩れや曇りが見られた。これは、残存揮発分によるものと考えられる。
一方、比較例１では、減圧雰囲気下で貼り合せ後、大気圧下で硬化させたため、接着剤パターン形状に崩れが発生した。大気圧下で空気が一気に減圧された接着剤パターン内に入り込もうとする現象によると考えられる。比較例２では、大気圧下で貼り合せ後、減圧雰囲気下で硬化させたため、接着剤パターン形状に崩れが発生した。これは、接着剤パターン内部に溜まった空気が減圧の際にパターン外に出て行こうとするためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、小型薄型化することができるとともに、高解像度を有するセンサ素子実装体を得ることができるセンサ素子実装体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】受光センサパッケージ（キャビティ型）の断面図の一例を示す模式図である。
【図２】受光センサパッケージ（ノンキャビティ型）の断面図の一例を示す模式図である。
【図３】受光センサパッケージ（スペーサ型）の断面図の一例を示す模式図である。
【図４】本発明のセンサ素子実装体の断面図の一例を示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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