CN107818999B - 半导体装置的制造方法以及半导体装置 - Google Patents

半导体装置的制造方法以及半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体装置的制造方法以及半导体装置，提高半导体装置的性能。一个实施方式的半导体装置(PKG1)的制造方法包括：在布线基板(WB)上固定的框部件的上表面，隔着粘接材料(BND2)搭载盖部件(CVG)的工序；以及对在框部件(FLP)上搭载的粘接材料(BND2)照射紫外线而使粘接材料(BND2)硬化的工序。布线基板(WB)具有基体材料(BSP)以及覆盖基体材料(BSP)的绝缘膜(SR1)，框部件(FLP)以及半导体芯片搭载(固定)到绝缘膜(SR1)的上表面(SR1t)。框部件(FLP)含有玻璃纤维(GC)。另外，框部件(FLP)的上表面(FLt)的粗糙度与绝缘膜(SR1)的上表面(SR1t)的粗糙度相同、或者不比绝缘膜(SR1)的上表面(SR1t)的粗糙度粗。

Description

半导体装置的制造方法以及半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法以及半导体装置，涉及适用于在基体材料上搭载的半导体芯片被盖部件覆盖的半导体装置的技术。
背景技术
在日本特开2013-243341号公报(专利文献1)中，记载了用框体以及盖体覆盖在基板上搭载的电子设备的电子零件。另外，在专利文献1中，作为粘接框体和盖体的接合材料的例子，记载了光硬化性树脂、热硬化性树脂等。
另外，在日本特开2002-289718号公报(专利文献2)中，记载了用框体以及盖体覆盖在基板上搭载的固体摄像元件的固体摄像装置。在专利文献2中，记载了经由紫外线硬化性树脂粘接框体的上表面和盖体。另外，在专利文献2中，在作为框体的材料列举的材料中，包含玻璃环氧树脂。
另外，在日本特开2012-217021号公报(专利文献3)中，记载了用框架部件以及光学部件(盖部件)覆盖在基板上搭载的固体摄像元件的固体摄像装置。在专利文献3中，记载了用热硬化性树脂粘接框架部件和基板，用紫外线硬化性树脂粘接框架部件和光学部件。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2013-243341号公报
专利文献2：日本特开2002-289718号公报
专利文献3：日本特开2012-217021号公报
发明内容
例如，作为成像传感器等的安装方式，有利用玻璃板等盖部件覆盖在布线基板上搭载的半导体芯片的半导体装置。在使用如成像传感器具有受光部的半导体芯片的情况下，在半导体装置中，要求以下的结构。即，是能够针对受光部照射可见光的结构以及从外力保护半导体芯片的结构。
作为兼具上述二个结构的构造，优选以下的半导体装置。即，在布线基板上固定的框部件的内侧、即在俯视时用框部件包围的区域内搭载半导体芯片。另外，该半导体芯片被固定到框部件，并且，用由玻璃板那样的可见光透射性的材料构成的盖部件覆盖。上述构造的半导体装置由于能够相互独立地制造框部件和盖部件，所以在制造效率这点上也优选。
但是，根据本申请发明者的研究，判明了在上述构造的半导体装置的情况下，根据提高产品的可靠性等观点，也仍有改善的余地。例如，在布线基板上固定框部件以及盖部件的构造中，在各部件的粘接界面的一部分处粘接材料和部件剥离时，有时成为半导体芯片的可靠性降低的原因。
其他课题和新的特征根据本说明书的记述以及附图将更加明确。
一个实施方式的半导体装置的制造方法包括：在布线基板上固定的框部件的上表面，经由粘接材料固定盖部件的工序；以及对在上述框部件上固定的上述粘接材料照射紫外线而使上述粘接材料硬化的工序。上述布线基板具有基体材料以及覆盖上述基体材料的绝缘膜，上述框部件以及半导体芯片固定到上述绝缘膜的上表面。上述框部件含有玻璃纤维。另外，上述框部件的上表面的粗糙度与上述绝缘膜的上表面的粗糙度相同、或者不比上述绝缘膜的上表面的粗糙度粗。
根据上述一个实施方式，能够提高半导体装置的性能。
附图说明
图1是一个实施方式的半导体装置的俯视图。
图2是表示图1所示的半导体装置的内部构造的俯视图。
图3是沿着图1的A-A线的剖面图。
图4是图3所示的框部件的周边的放大剖面图。
图5是作为针对实施方式的研究例的框部件的上表面的放大剖面图。
图6是图4所示的框部件的上表面以及下表面的放大剖面图。
图7是表示图1～图4所示的半导体装置的装配流程的说明图。
图8是在图7所示的布线基板准备工序中准备的布线基板的俯视图。
图9是沿着图8的A-A线的剖面图。
图10是表示图7所示的框部件装配工序的详细的流程的一个例子的说明图。
图11是接着图10表示框部件装配工序的详细的流程的一个例子的说明图。
图12是表示在图7所示的框部件搭载工序中在布线基板上搭载有框部件的状态的俯视图。
图13是表示在图9所示的布线基板上搭载有半导体芯片的状态的剖面图。
图14是表示对图13所示的半导体芯片以及布线基板连接有导线的状态的剖面图。
图15是表示在图14所示的框部件上涂覆有粘接材料的状态的剖面图。
图16是表示在图15所示的框部件上搭载盖部件并照射紫外线的状态的剖面图。
图17是表示对图16所示的端子接合有焊球的状态的剖面图。
图18是表示针对图6所示的框部件的变形例的剖面图。
图19是作为针对图4的变形例的、本实施方式的半导体装置具有的框部件的周边的放大剖面图。
图20是图19所示的框部件的上表面以及下表面的放大剖面图。
图21是作为针对图20的变形例的半导体装置具有的框部件的上表面以及下表面周边的放大剖面图。
图22是作为针对图20的其他变形例的半导体装置具有的框部件的上表面以及下表面周边的放大剖面图。
图23是作为针对图20的其他变形例的半导体装置具有的框部件的上表面以及下表面周边的放大剖面图。
(符号说明)
AR：反射防止膜；BL：端子(键合引线、导线连接部)；BND1、BND2、DB：粘接材料；BSP：基体材料(基体材料层)；BSPb：下表面(面、主面)；BSPt：上表面(面、主面)；BW：导线；CBG：盖部件(玻璃板、透明板)；CP：半导体芯片；CPb：背面(主面、下表面)；CPs：侧面；CPt：表面(主面、上表面)；CVG：盖部件(玻璃板、透明板)；CVGb：下表面(面、主面)；CVGs：侧面；CVGt：上表面(面、主面)；DVP：设备区域；FLM、FLP、FLP2、FLP3、FLPh：框部件(支撑部件、隔板、坝体)；FLb：下表面(面、主面)；FLs1：外侧面(侧面)；FLs2：内侧面(侧面)；FLt：上表面(面、主面)；GC：玻璃纤维；GCS：玻璃纤维片；GLL：玻璃层；LD：端子(台阶、焊球连接部)；LRP：受光部；MF1、MF2：金属膜(铜箔)；MFb1、MFb2：下表面(面、主面)；MFs1、MFs3：外侧面(侧面)；MFs2、MFs4：内侧面(侧面)；MFt1、MFt2：上表面(面、主面)；NMF1、NMF2：树脂膜(绝缘膜)；PD：焊盘(电极焊盘、键合焊盘、芯片电极)；PKG1、PKG2、PKG3、PKG4、PKG5：半导体装置；PPB：树脂体(预浸材料)；RES：树脂；SB：焊球；SLF：填料粒子；SR：绝缘膜；SR1、SR2：绝缘膜(焊剂抗蚀剂膜)；SR1b、SR2b：下表面(面、主面)；SR1t、SR2t：上表面(面、主面)；TH：贯通孔；THW：布线；UVR：紫外线；WB、WBM：布线基板；WBb：下表面(面、主面)；WBt：上表面(面、主面)。
具体实施方式
(本申请中的记载形式/基本的用语/用法的说明)
在本申请中，在实施方式的记载中，根据需要，为便于说明分成多个部分等而记载，但除了特别明示了并非如此的意思的情况以外，它们并非相互独立单独的部分，不论在记载的前后，单个例子的各部分、一方是另一方的一部分详细内容或者一部分或者全部的变形例等。另外，作为原则，同样的部分省略重复的说明。另外，实施方式中的各构成要素除了特别明示了并非如此的意思的情况、理论上限定于该数量的情况以及根据上下文明确并非如此的情况以外，并非必须的部分。
同样地，在实施方式等的记载中，关于材料、组成等，对于“由A构成的X”等，除了特别明示了并非如此的意思的情况以及根据上下文明确并非如此的情况以外，不排除包括A以外的要素的情形。例如，就成分而言，是“将A作为主要的成分包含的X”等的意义。例如，对于“硅部件”等，也不限定于纯粹的硅，当然还包括SiGe(硅/锗)合金、其他以硅为主要的成分的多元合金、其他包含添加物等的部件。另外，对于镀金、Cu层、镀镍等，除了特别明示了并非如此的意思的情况以外，不仅是纯粹的例子，而且还包括分别以金、Cu、镍等为主要的成分的部件。
进而，在提及特定的数值、数量时，除了特别明示了并非如此的意思的情况、理论上限定于该数量的情况以及根据上下文明确并非如此的情况以外，也可以是超过该特定的数值的数值，也可以是小于该特定的数值的数值。
另外，在实施方式的各图中，同一或者同样的部分用同一或者类似的记号或者参照编号表示，原则上不重复说明。
另外，在本申请中，有使用上表面或者下表面这样的用语的情况，但在半导体封装体的安装方式中，存在各种方式，所以还有时在安装半导体封装体之后，例如将上表面比下表面配置于下方。在本申请中，将半导体封装体的安装面侧的面设为下表面，将位于安装面的相反侧的面设为上表面而进行说明。
另外，在附图中，在反而变得繁杂的情况或者与空隙的区别明确的情况下，有时在剖面中也省略阴影线等。与其关联地，在根据说明等明确的情况等下，即使是平面上封闭的孔，也有时省略背景的轮廓线。进而，即便并非剖面，为了明示并非空隙、或者明示区域的边界，有时附加阴影线、点图案。
(实施方式1)
在本实施方式中，作为在布线基板上搭载半导体芯片并用框部件以及盖部件包围的半导体装置的例子，举出在布线基板上搭载有作为成像传感器的半导体芯片的成像传感器封装体来进行说明。
<半导体装置>
首先，使用图1以及图3，说明本实施方式的半导体装置PKG1的结构。本实施方式的半导体装置PKG1具备布线基板WB以及在线基板WB上搭载的半导体芯片CP。图1是本实施方式的半导体装置的俯视图，图2是表示图1所示的半导体装置的内部构造的俯视图。另外，图3是沿着图1的A-A线的剖面图。图4是图3所示的框部件的周边的放大剖面图。此外，在图2以及图3中，用双点划线包围在半导体芯片CP的表面CPt侧所形成的受光部的区域，附加符号LRP来表示。另外，在图2中，以去掉图3所示的盖部件CVG以及将盖部件CVG固定到框部件FLP的粘接材料BND2的图示的状态表示。另外，在图4中，示意性地表示在框部件FLP中含有的玻璃纤维GC，框部件FLP的阴影线省略。
如图1～图3所示，本实施方式的半导体装置PKG1具有布线基板WB以及在布线基板WB上固定的框部件(支撑部件、隔板、坝体)FLP。另外，半导体装置PKG1具有：半导体芯片CP(参照图2以及图3)，搭载于框部件FLP的内侧；以及盖部件(玻璃板、透明板)CVG(参照图1以及图3)，以覆盖半导体芯片CP的方式固定到框部件FLP上。
如图3所示，布线基板(基板)WB具有作为芯片搭载面的上表面WBt以及位于上表面WBt的相反侧且作为安装面的下表面WBb。在本实施方式中，上表面WBt以及下表面WBb分别是四边形。另外，布线基板WB具有包含绝缘材料的基体材料BSP、覆盖基体材料BSP的上表面BSPt的绝缘膜(焊剂抗蚀剂膜)SR1以及覆盖基体材料BSP的下表面BSPb的绝缘膜(焊剂抗蚀剂膜)SR2。
基体材料BSP具有上表面(面、主面)BSPt以及位于上表面BSPt的相反侧的下表面(面、主面)BSPb。基体材料BSP是由绝缘材料构成的部件，在例如图3所示的例子中，由单层构造构成。构成基体材料BSP的绝缘层具有玻璃纤维。具体而言，例如，通过使将环氧系的热硬化性树脂浸渍于玻璃纤维片而成的所谓预浸材料硬化而形成。使预浸材料硬化而得到的绝缘材料还有时被称为玻璃环氧。在基体材料BSP包含玻璃纤维的情况下，布线基板WB的强度提高。此外，图3所示的布线基板WB的基体材料BSP是单层构造的绝缘层，但能够应用各种变形例。例如，基体材料BSP也可以是交替层叠有多个绝缘层和多个布线层的构造。在该情况下，能够使布线基板WB具备的布线层的数量成为多层构造。另外，在基体材料BSP具有多个绝缘层的情况下，也可以多个绝缘层中的一部分包含玻璃纤维，另一部分不包含玻璃纤维。另外，对于在布线基板WB中要求的强度，构成基体材料BSP的绝缘层还有不包含玻璃纤维的情况。
另外，在基体材料BSP的上表面BSPt，配置有多个端子(键合引线、导线连接部)BL以及绝缘膜(焊剂抗蚀剂膜、保护膜)SR1。绝缘膜SR1是覆盖基体材料BSP的上表面BSPt的大部分的绝缘膜，如图3所示，具有与上表面BSPt对置的下表面(面、主面、背面)SR1b以及位于下表面SR1b的相反侧的上表面(面、主面、表面)SR1t。绝缘膜SR1作为保护在布线基板WB的最上层所形成的布线图案的保护膜发挥功能。绝缘膜SR1是在布线基板WB的最上层形成的膜，所以绝缘膜SR1的上表面SR1t兼具布线基板WB的上表面WBt。
另外，在绝缘膜SR1中设置开口部，在其开口部中，多个端子BL露出。端子BL是经由导线BW与半导体芯片CP连接的半导体装置PKG1的内部接口端子。多个端子BL由例如铜等金属材料构成，是构图而成的导体图案。另外，在图2所示的例子中，多个端子BL在半导体芯片CP的周围排列。此外，在图2所示的例子中，表示在绝缘膜SR1形成有使多个端子BL的各个单独地露出的开口部的例子，但在开口部的大小、形状中有各种变形例。例如，也可以在绝缘膜SR1形成使相互相邻的多个端子BL一并地露出的大的开口部。
另外，如图3所示，在基体材料BSP的下表面BSPb，配置有多个端子(台阶、焊球连接部)LD以及绝缘膜(焊剂抗蚀剂膜、保护膜)SR2。绝缘膜SR2是覆盖基体材料BSP的下表面BSPb的大部分的绝缘膜，如图3所示，具有与下表面BSPb对置的上表面(面、主面、表面)SR2t以及位于上表面SR2t的相反侧的下表面(面、主面、背面)SR2b。绝缘膜SR2作为保护在布线基板WB的最下层所形成的布线图案的保护膜发挥功能。绝缘膜SR2是在布线基板WB的最下层形成的膜，所以绝缘膜SR2的下表面SR2b兼具布线基板WB的下表面WBb。
另外，在绝缘膜SR2中设置开口部，在其开口部中，多个端子LD露出。端子LD是经由焊球SB与半导体装置PKG1的外部设备连接的半导体装置PKG1的外部接口端子。多个端子LD由例如铜等金属材料构成，是构图而成的导体图案。端子LD经由作为对基体材料BSP的上表面BSPt的布线层和下表面BSPb的布线层进行电连接的层间导电路的布线(层间导电路、通孔布线、通道布线)THW，与在上表面BSPt中所形成的端子BL电连接。多个端子LD和多个端子BL经由布线THW分别电连接。另外，对多个端子LD分别接合焊球SB。多个焊球SB的各个与端子LD同样地，可视为半导体装置PKG1的外部接口端子。此外，在图3所示的例子中，表示在绝缘膜SR2形成有使多个端子LD的各个单独地露出的开口部的例子，但在开口部的大小、形状中有各种变形例。例如，也可以在绝缘膜SR2中形成使相互相邻的多个端子LD一并地露出的大的开口部。
绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2如上所述，作为保护在布线基板WB的最上层或者最下层所形成的布线图案等导体图案的保护膜发挥功能。因此，根据在基体材料BSP与绝缘膜SR1、SR2之间不产生间隙的观点，绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2优选为比基体材料BSP更柔软的材料。绝缘膜SR1(或者绝缘膜SR2)如果至少在配置到基体材料BSP上时具有灵活性，则仿效导体图案所引起的凹凸，贴紧到基体材料BSP的上表面BSPt或者下表面BSPb。另外，布线基板WB的强度主要由基体材料BSP的强度决定，所以在绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2中不要求基体材料BSP程度的强度。因此，在本实施方式1中，使用由不包含玻璃纤维的树脂构成的绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2。因此，绝缘膜SR1的上表面SR1t以及绝缘膜SR2的下表面SR2b各自的平坦度(特别是未覆盖在基体材料BSP的上表面BSPt以及下表面BSPb分别形成的导体图案的部分的平坦度)高于包含玻璃纤维的树脂的表面的平坦度。换言之，由不包含玻璃纤维的树脂构成的绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2相比于包含玻璃纤维的树脂，能够减小(不加粗)表面粗糙度的值。因此，绝缘膜SR1的上表面SR1t以及绝缘膜SR2的下表面SR2b各自的粗糙度(特别是未覆盖在基体材料BSP的上表面BSPt以及下表面BSPb分别形成的导体图案的部分的粗糙度)不比包含玻璃纤维的树脂的表面的粗糙度粗。此外，构成绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2的树脂的组成没有特别限定，能够使用例如作为焊剂抗蚀剂一般销售的有机树脂。在被用作焊剂抗蚀剂的树脂中，例如，包含具有羧基的感光性聚合物、交联剂(例如环氧树脂等)、各种硬化开始剂(光硬化开始剂、热硬化开始剂)以及填充剂等。另外，在本实施方式1中，说明了将不包含玻璃纤维的树脂用作绝缘膜SR1(或者绝缘膜SR2)，但也可以将包含玻璃纤维的树脂用作绝缘膜SR1(或者绝缘膜SR2)。但是，绝缘膜SR1的上表面SR1t是搭载(固定)半导体芯片CP、框部件FLP等零件的零件搭载面(零件固定面)。因此，根据在上表面SR1t上稳定地固定零件的观点，即使在将包含玻璃纤维的树脂用作绝缘膜SR1的情况下，也优选使绝缘膜SR1的上表面SR1t平坦化为与使用不包含玻璃纤维的树脂的情况相同的程度。
另外，在布线基板WB的上表面WBt上，搭载有半导体芯片CP。如图3所示，半导体芯片CP具有表面(主面、上表面)CPt、与表面CPt相反的一侧的背面(主面、下表面)CPb以及位于表面CPt与背面CPb之间的侧面CPs(参照图2)，如图2所示在俯视时形成平面积比布线基板WB小的四边形的外形形状。
半导体芯片CP具有在表面CPt所形成的多个焊盘(电极焊盘、键合焊盘、芯片电极)PD。在图2所示的例子中，多个焊盘PD沿着构成表面CPt的外缘的四边中的各边(沿着侧面CPs)排列。另外，在图3所示的例子中，半导体芯片CP以与布线基板WB的上表面WBt对置配置背面CPb的状态，经由粘接材料DB搭载于上表面WBt上。这样的搭载方式被称为面朝上安装方式。
半导体芯片CP(详细而言半导体芯片CP的半导体基板)由例如硅(Si)构成。另外，在表面CPt，形成有覆盖半导体芯片CP的基体材料以及布线的绝缘膜，多个焊盘PD各自的表面在该绝缘膜中所形成的开口部中从绝缘膜露出。另外，多个焊盘PD分别由金属构成，在本实施方式中，由例如铝(Al)构成。
在图2以及图3所示的例子中，半导体芯片CP是具有配置有在表面CPt侧所形成的多个成像传感器元件(受光元件)的受光部LRP的、所谓成像传感器芯片。成像传感器元件是例如在从光电二极管(光电变换电路)输出的电信号的读出中利用CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)的固体摄像元件。在半导体芯片CP的表面CPt侧的受光部LRP中所配置的多个成像传感器元件与在表面CPt的周缘部中所形成的多个焊盘PD电连接。
半导体芯片CP的多个焊盘PD经由例如由金(Au)或者铜(Cu)等金属材料构成的多个导线(导电性部件)BW，与布线基板WB的多个端子BL电连接。导线BW的一方的端部与半导体芯片CP的焊盘PD接合，另一方的端部与布线基板WB的端子BL接合。在具有成像传感器芯片等传感器芯片的半导体封装体的情况下，产生使传感器部分成为可视觉辨认的状态的必要的情况较多。因此，在图2以及图3所示的例子中，通过面朝上安装方式，搭载半导体芯片CP，经由导线BW对半导体芯片CP和布线基板WB进行电连接。
但是，作为针对本实施方式的变形例，也可以通过多个成像传感器元件构成且受光部LRP形成于半导体芯片CP的背面CPb侧。在该情况下，为了使背面CPb成为可视觉辨认的状态，半导体芯片CP以表面CPt侧与布线基板WB的上表面WBt对置的状态搭载于布线基板WB上。将这样的搭载方法称为面朝下安装方式。另外，在该情况下，在半导体装置PKG1的厚度方向(图3所示的Z方向)上，半导体芯片CP的焊盘PD和多个端子BL重叠，经由未图示的凸块电极电连接。这样，经由凸块电极对半导体芯片CP的焊盘PD和布线基板WB的端子BL进行电连接的方法被称为倒装芯片连接方式。
另外，如图2所示，在从布线基板WB的上表面WBt侧观察的俯视时，在半导体芯片CP的周围，固定(配置)框部件FLP，在框部件FLP上，固定有图1所示的盖部件CVG。根据半导体装置PKG1的可靠性提高的观点，优选保护半导体芯片的焊盘PD、受光部LRP。另外，在如本实施方式所述对焊盘PD连接导线BW的情况下，为了抑制由于外力而导线BW变形，优选也保护导线BW。
但是，在半导体装置PKG1的情况下，需要对受光部LRP照射光，所以难以采用一般用于保护导线BW、半导体芯片CP的树脂密封的方法。因此，半导体装置PKG1如图2所示通过框部件FLP保护半导体芯片CP的周围，如图3所示用盖部件CVG覆盖半导体芯片CP，通过该盖部件CVG保护半导体芯片CP的表面CPt侧。
如图4所示，框部件FLP具有与绝缘膜SR1的上表面SR1t对置的下表面(面、主面)FLb以及位于下表面FLb的相反侧的上表面(面、主面)FLt。框部件FLP以绝缘膜SR1的上表面SR1t和框部件FLP的下表面FLb相互对置的状态，经由粘接材料BND1固定到布线基板WB。详细后述，粘接材料BND1是将环氧系树脂等热硬化性的树脂材料作为主成分包含的所谓热硬化性树脂。
另外，框部件FLP具有在框部件FLP的厚度方向(图4所示的Z方向)上位于上表面FLt与下表面FLb之间的外侧面FLs1以及内侧面FLs2。在俯视时，外侧面FLs1是比内侧面FLs2更位于布线基板WB的周缘部侧的侧面。另外，内侧面FLs2是与半导体芯片CP(参照图3)等部件对置的面。如图2以及图3所示，半导体芯片CP在俯视时，搭载于被框部件FLP包围的区域。框部件FLP被配置成连续地包围半导体芯片CP的周围。
另外，如图4所示，框部件FLP与上述基体材料BSP同样地，具有玻璃纤维。具体而言，通过使将作为环氧系的热硬化性树脂的树脂RES浸渍于使玻璃纤维GC按照薄片状成型而得到的玻璃纤维片而成的所谓预浸材料硬化而形成。框部件FLP包含玻璃纤维GC，所以盖部件CVG的支撑强度提高。详细后述，通过在使预浸材料硬化之后，去除框形状的内侧部分的部件(玻璃纤维GC以及硬化后的树脂RES)，形成框部件FLP的形状。因此，在框部件FLP的外侧面FLs1以及内侧面FLs2中的各个面，玻璃纤维GC的一部分露出。另一方面，在框部件FLP的上表面FLt以及下表面FLb，玻璃纤维GC未露出。
另外，盖部件CVG具有与布线基板WB的上表面WBt对置的下表面CVGb以及位于下表面CVGb的相反侧的上表面CVGt。另外，盖部件CVG具有在盖部件CVG的厚度方向(图4所示的Z方向)上，位于上表面CVGt与下表面CVGb之间的侧面CVGs。
如图3所示，盖部件CVG以使下表面CVGb与绝缘膜SR1的上表面SR1t以及半导体芯片CP的表面CPt对置的方式，经由粘接材料BND2搭载于框部件FLP的上表面FLt上。粘接材料BND2与框部件FLP的上表面FLt贴紧。换言之，粘接材料BND2和框部件FLP的上表面FLt相互贴紧。另外，详细后述，粘接材料BND2是将通过照射紫外线而硬化的树脂成分作为主成分包含的、所谓紫外线硬化性树脂。
盖部件CVG是对于可见光透明的玻璃板，能够从盖部件CVG的上表面CVGt侧视觉辨认半导体芯片CP(参照图2)的受光部LRP(参照图2)。例如，在图3以及图4所示的例子中，盖部件CVG的光学上的特性如以下所述。即，在盖部件CVG中，针对400nm～700nm的波长区域的光的绝对反射率为1％以下。另外，在盖部件CVG中，针对450nm～650nm的波长区域的光的绝对反射率为0.5％以下。
另外，盖部件CVG也可以由一层构造的玻璃层构成，但也可以成为层叠有使盖部件CVG的光学上的特性提高的各种光学功能膜的构造。例如，图4所示的盖部件CVG在作为基体材料的玻璃层GLL的上表面以及下表面中的各个面，形成有反射防止膜AR。反射防止膜AR是具备与玻璃层GLL不同的折射率的薄膜，由无机材料构成。反射防止膜AR被形成为覆盖玻璃层GLL的上表面以及下表面的各个。通过层叠具有与玻璃层GLL不同的折射率的反射防止膜AR，在各部件的边界面中反射的反射光中产生相位差。通过利用该相位差以使反射光彼此相互消除的方式干扰，能够降低作为盖部件CVG整体的反射率。
另外，作为盖部件CVG的变形例，除了上述反射防止膜AR以外，也可以形成各种光学功能膜。例如，也可以在盖部件CVG的上表面CVGt以及下表面CVGb中的某一方或者两方，形成具有对红外线(infrared ray)进行反射或者吸收的特性的无机膜(以下记载为IR滤光片膜)。另外，例如，也可以在盖部件CVG的上表面CVGt以及下表面CVGb中的某一方形成反射防止膜AR，在另一方形成IR滤光片膜。另外，例如，也可以在盖部件CVG的上表面CVGt以及下表面CVGb中的某一方，玻璃层GLL露出。另外，盖部件CVG的其他变形例也可以是不具有玻璃层，由对于可见光透明的树脂材料(透明树脂材料)构成的板部件(图示省略)。在该情况下，优选按照与使用上述玻璃板的情况的例子相同的程度，具有针对可见光的透明性。
<盖部件和框部件的粘接部分的详细内容>
接下来，说明框部件FLP和盖部件CVG的粘接部分的构造。如上所述，半导体装置PKG1通过用框部件FLP以及盖部件CVG包围半导体芯片CP的周围以及上部，保护半导体芯片CP。但是，根据本申请发明者的研究，根据盖部件CVG被粘接固定到框部件FLP的部分中的、粘接材料BND2和框部件FLP的粘接界面的状态，判明盖部件CVG从框部件FLP剥离。以下，说明通过本申请发明者的研究得到的知识以及课题的解决手段。
本申请发明者与半导体装置PKG1同样地，通过作为成像传感器的半导体芯片搭载于布线基板上的、成像传感器封装体的回流耐热性试验进行评价。通过以下的方法，实施回流耐热性试验。首先，作为前处理，将与产品同样地包装的成像传感器封装体从包装材料取出，在预先设定的环境条件下(温度：125℃、时间：24小时以上)放置，接下来，在温度30℃并且湿度60％下放置48小时、72小时或者168小时。接下来，针对前处理后的成像传感器封装体，实施设想安装时的回流工序的加热处理。关于加热条件等，通过在安装时使用的焊料等条件设定，将例如到达260℃左右的温度的温度分布图反复实施多次(例如3次左右)。
作为针对多个成像传感器封装体实施上述回流耐热性试验的结果，确认了在一部分的成像传感器封装体中，在粘接盖部件和框部件的粘接材料处发生剥离。因此，本申请发明者解析发生剥离的封装，得到以下的知识。即，判明在粘接材料和框部件的粘接界面的附近处发生上述剥离。另外，在发生剥离的封装中，在所剥离的粘接界面、粘接材料中，形成大量小的气泡。
本申请发明者根据上述知识进一步进行研究的结果，一般认为基于以下的机理发生上述剥离。即，在框部件中包含的玻璃纤维吸收水分时，在回流工序中该水分蒸发。此时，由于存在于框部件中的侧面附近处的水分蒸发而产生的气体(水蒸气)从该框部件的侧面被排出到框部件外，但由于侵入至框部件的内部(远离侧面的位置)的水分蒸发而产生的气体(水蒸气)朝向框部件的上表面方向。此时，在框部件的上表面，在玻璃纤维从树脂露出的部分、或者覆盖玻璃纤维的树脂的厚度薄的部分，由于水分蒸发而产生的气体(水蒸气)从框部件的上表面被排出。另外，在粘接材料和框部件的粘接界面积蓄水蒸气，其结果，在该水蒸气所积蓄的部分，发生上述剥离。另外，本申请发明者所确认的大量气泡一般认为是水分从框部件的上表面侧蒸发的痕迹。
在此，使用图5以及图6，说明框部件的上表面的粗糙度和水蒸气向框部件的上表面侵入的关系。图5是作为针对本实施方式的研究例的框部件的上表面的放大剖面图。图6是图4所示的框部件的上表面以及下表面的放大剖面图。如图5所示，在本申请发明者所研究的成像传感器封装体的情况下，框部件FLPh的上表面FLt的粗糙度(表面粗糙度)粗。这是旨在通过增加框部件FLPh的上表面FLt和粘接材料的贴紧面积来提高框部件FLPh和粘接材料的粘接强度的结构。但是，在着眼于框部件FLPh的上表面FLt的附近处的树脂RES的厚度、换言之从玻璃纤维GC至框部件FLPh的上表面FLt的距离时，在图5所示的框部件FLPh的情况下，存在树脂RES的厚度变薄的部位。在图5所示的例子中，在框部件FLPh的上表面FLt中形成多个孔洞，孔洞的底面相比于其他面，直至玻璃纤维GC的距离更短。
另外，树脂RES的厚度变薄的部分在上述回流工序中，易于被由于取入到玻璃纤维GC内的水分蒸发而产生的气体(水蒸气)的压力破坏。即，在框部件FLPh的上表面FLt所设置的多个孔洞一般认为成为水蒸气易于侵入到框部件FLPh和粘接材料的粘接界面的原因。
因此，本申请发明者根据上述研究结果，发现通过如图6所示使框部件FLP的上表面FLt平坦化，在上表面FLt与玻璃纤维GC之间减少树脂RES的厚度局部地变薄的部分的结构。在本实施方式的情况下，框部件FLP的上表面FLt为与图4所示的绝缘膜SR1的上表面SR1t相同的程度、或者比上表面SR1t更平坦。换言之，框部件FLP的上表面FLt的平坦度与绝缘膜SR1的上表面SR1t的平坦度相同、或者高于上表面SR1t的平坦度。进而换言之，框部件FLP的上表面FLt的粗糙度与绝缘膜SR1的上表面SR1t的粗糙度相同、或者不比上表面SR1t的粗糙度粗。
关于表面粗糙度的值，将在日本工业标准(JISB0601-1994)中规定的十点平均粗糙度Rz的值用作评价指标。即，从粗糙度曲线在其平均线的方向上抽出基准长度，求出从该抽出部分的平均线在纵倍率的方向上测定出的、从最高的波峰至第5个波峰的标高的绝对值的平均值、与从最低的波谷至第5个波谷的标高的绝对值的平均值之和，把将该值用微米(μm)表示而得到的结果设为粗糙度Rz。此外，在本实施方式1中，在例如50μm见方的范围内，分别确定最高的波峰以及最低的波谷，但不限于该范围。
图5所示的框部件FLPh的上表面FLt的粗糙度Rz是7～8μm左右。另外，图4所示的绝缘膜SR1的上表面SR1t中的、未覆盖在基体材料BSP的上表面BSPt上所形成的导体图案的部分的粗糙度Rz是3.1～4.9μm左右。相对于此，图6所示的框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz为2.7～3.3μm左右、特别优选为1.0～1.5μm左右。
如图6所示，如果框部件FLP的上表面FLt平坦，则上表面FLt与玻璃纤维GC之间的距离局部地变短的部分几乎消失。在该情况下，能够抑制在回流工序中，对构成框部件FLP的树脂RES，局部地施加从玻璃纤维GC蒸发的水分(水蒸气)的压力，压力集中。即，由于框部件FLP的上表面FLt平坦，树脂RES不易被破坏，所以水蒸气难以到达框部件FLP的上表面FLt。其结果，能够抑制水蒸气侵入到图4所示的框部件FLP和粘接材料BND2的粘接界面，所以能够抑制框部件FLP和粘接材料BND2的剥离。另外，在对图5所示的上表面FLt进行研磨而使上表面FLt平坦化的情况下，玻璃纤维GC和上表面FLt的距离平均地变短。但是，在本实施方式的情况下，如后述图10所示，在将压焊面被平坦化的金属膜MF1压焊到树脂体PPB之后，去掉金属膜MF1，从而如图6所示，进行框部件FLP的上表面FLt的平坦化。因此，玻璃纤维GC和上表面FLt的距离平均地变厚。例如，在图6所示的例子中，从玻璃纤维GC的上端至上表面FLt的最短距离是与玻璃纤维GC的直径相同的程度，至少大于玻璃纤维GC的半径。在该情况下，相比于对图5所示的上表面FLt进行研磨而平坦化的情况，能够进一步抑制树脂RES的破坏。
根据本申请发明者的研究，上表面FLt的平坦度越高，越易于抑制上述剥离。例如，如上所述，在上表面FLt的粗糙度Rz是1.0～1.5μm左右的情况下，在利用回流耐热试验的评价中，几乎未确认上述剥离。图3所示的半导体芯片CP的背面CPb的粗糙度Rz是1.5μm左右，所以在上表面FLt(参照图4)的粗糙度Rz是1.0～1.5μm左右的情况下，上表面FLt的粗糙度Rz的值是半导体芯片CP的背面CPb的值以下。换言之，框部件FLP的上表面FLt的粗糙度与半导体芯片CP的背面CPb的粗糙度相同、或者不比背面CPb的粗糙度粗。
另外，如图6所示，在框部件FLP的外侧面FLs1，玻璃纤维GC的一部分从树脂RES露出。在该情况下，相比于玻璃纤维GC未露出的情况，框部件FLP更易于吸湿。但是，根据本实施方式，通过框部件FLP的上表面FLt平坦化，能够抑制水蒸气到达上表面FLt侧，所以能够抑制粘接材料BND2的剥离。
此外，说明了在半导体装置PKG1的绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2中不包含玻璃纤维，但如图4所示，包含多个填料粒子SLF。另外，如图4所示，在框部件FLP中，除了玻璃纤维GC以及树脂RES以外，还包含多个填料粒子SLF。但是，作为变形例，还有在绝缘膜SR1、绝缘膜SR2以及框部件FLP中，不包含填料粒子SLF的情况。
填料粒子SLF是用于调整绝缘膜SR1以及绝缘膜SR2(或者框部件FLP)的特性(例如线膨胀系数等特性)的粒子，是例如由硅石(由二氧化硅构成的物质)等无机材料构成的粒子。在绝缘膜SR1中包含填料粒子SLF的情况下，填料粒子SLF吸湿。在该填料粒子SLF所吸收的水分通过加热而蒸发的情况下，水蒸气移动到绝缘膜SR1的上方，从绝缘膜SR1的上表面SR1t排出。但是，在研究了是否由于水蒸气侵入到粘接材料BND1和绝缘膜SR1的粘接界面而发生剥离的情况下，填料粒子SLF所吸湿的水分的量(以下记载为吸湿量)比玻璃纤维GC的吸湿量压倒性地少，实质上是可忽略程度的微量。因此，即使假设在绝缘膜SR1中包含大量的填料粒子SLF，一般认为也不发生填料粒子SLF的吸湿所引起的剥离。
<半导体装置的制造方法>
接下来，说明图1～图4所示的半导体装置PKG1的制造方法。图7是表示图1～图4所示的半导体装置的装配流程的说明图。在本实施方式中，例示地举出购入搭载有框部件的状态的布线基板并在该布线基板上搭载半导体芯片等而装配的实施方式而进行说明。因此，如图7所示，框部件搭载工序等包含于布线基板准备工序中。但是，也可以在一个工厂中一并地实施在图7所示的布线基板准备工序中包含的各工序中的一部分或者全部。例如，还能够认为图7所示的框部件装配工序、框部件搭载工序、加热处理工序以及单片化工序中的各工序不包含于布线基板准备工序，各工序分别为与布线基板准备工序不同的其他工序。
<布线基板准备>
在图7所示的布线基板准备工序中，准备如图8以及图9所示，框部件FLP搭载于上表面WBt的状态的布线基板WB。图8是在图7所示的布线基板准备工序中准备的布线基板的俯视图。图9是沿着图8的A-A线的剖面图。
如图9所示，在本工序中准备的布线基板WB具有基体材料BSP、形成于基体材料BSP的上表面BSPt的端子BL、以使端子BL露出的方式形成于上表面BSPt的绝缘膜SR1、形成于基体材料BSP的下表面BSPb的端子LD以及以使端子LD露出的方式形成于下表面BSPb的绝缘膜SR2。在本工序中准备的布线基板WB，未搭载图3所示的半导体芯片CP。另外，对多个端子BL未连接图3所示的导线BW。另外，对多个端子LD中的各端子，未连接图3所示的焊球SB。在本工序中准备的布线基板WB的构造具有除了上述不同点以外，与图1～图3所示的布线基板WB同样的构造，所以重复的说明省略。
另外，对绝缘膜SR1的上表面SR1t，经由粘接材料BND1粘接固定框部件FLP。如使用图4说明，框部件FLP是由玻璃纤维GC和浸渍于玻璃纤维GC的树脂RES构成的部件，以下表面FLb和布线基板WB的绝缘膜SR1的上表面SR1t对置的状态，被粘接固定到布线基板WB上。
粘接材料BND1是将热硬化性树脂作为主成分含有的粘接剂硬化而成的部件。在本实施方式的情况下，粘接材料BND1是在作为基体材料的树脂薄膜的两面，形成有将热硬化性树脂作为主成分包含的粘接层的粘接带。在使用粘接带的情况下，在图7所示的框部件装配工序中，能够在框部件FLP(参照图9)的下表面FLb(参照图9)预先粘贴粘接材料BND1(参照图9)。另外，在利用粘接带的情况下，相比于膏粘接材料，能够降低扩展到框部件FLP的周围的粘接材料BND1的量。因此，在从搭载框部件FLP的区域至端子BL的距离短的情况下有效。作为针对本实施方式的变形例，也可以作为粘接材料BND1，使用将热硬化性树脂作为主成分包含且硬化前的状态是膏状态的膏粘接材料。在膏粘接材料的情况下，粘接材料的一部分还附着到框部件FLP的内侧面FLs2(参照图4)。由此，粘接材料BND1和框部件FLP的贴紧面积增加，所以能够提高框部件FLP的粘接强度。
在框部件搭载工序中，将在下表面FLb上粘贴有粘接材料BND1的框部件FLP配置到布线基板WB(参照图9)上，对粘接材料BND1和绝缘膜SR1的上表面SR1t进行粘接。之后，实施用于使图9所示的粘接材料BND1的热硬化性树脂成分硬化的加热处理(Cure Bake)(加热处理工序)。在粘接材料BND1中包含的热硬化性树脂成分硬化时，框部件FLP被粘接固定到布线基板WB上。
在该加热处理工序之前，存在在框部件FLP中包含的玻璃纤维GC(参照图6)吸湿的情况、在加热处理工序中水分蒸发的情况。此时，在如使用图5说明的框部件FLPh那样上表面FLt的粗糙度粗的情况下，有时树脂RES的一部分通过水蒸气的压力被破坏，形成从玻璃纤维GC连通到上表面FLt的路径。另外，如果在本工序中形成连通到上表面FLt的路径，则成为每当使玻璃纤维GC所吸湿的水分蒸发时水蒸气移动到上表面FLt侧的原因。
因此，在使用如图5所示的框部件FLPh那样上表面FLt的粗糙度粗的部件的情况下，为了抑制树脂RES的一部分被破坏，例如，需要使用在降低升温速度而向周围释放水蒸气的压力的同时进行加热的方法。
另一方面，在图6所示的本实施方式的框部件FLP的情况下，被平坦化至上表面FLt的粗糙度Rz的值为绝缘膜SR1(参照图9)的上表面SR1t(参照图9)的粗糙度Rz的值以下的程度，所以在加热处理工序中，即使水分从玻璃纤维GC蒸发，也不易产生树脂RES的破坏。因此，如上所述，不需要降低升温速度等特别的处理。其结果，能够高效地实施加热处理工序。
但是，图8以及图9所示的框部件FLP例如如以下所述装配。图10以及图11是表示图7所示的框部件装配工序的详细的流程的一个例子的说明图。在图10以及图11中，在框部件装配工序中包含的各工序的附近处，记载了示意地表示各工序的概要的说明图。
在框部件装配工序中，首先，准备薄片状地形成玻璃纤维的玻璃纤维片GCS(玻璃纤维片准备工序)。之后，将玻璃纤维片GCS浸到树脂RES，使树脂RES浸渍于玻璃纤维片GCS(树脂浸渍工序)。
之后，使在树脂RES中包含的热硬化性树脂成分的一部分硬化，形成由玻璃纤维片GCS以及半硬化的树脂RES构成的树脂体(预浸材料)PPB。此外，上述半硬化表示热硬化性树脂成分的一部分硬化、并且未完全硬化的状态，不限定于热硬化性树脂成分中的50％硬化的状态。
之后，用金属膜MF1以及金属膜MF2夹着半硬化的树脂体PPB，将金属膜MF1以及金属膜MF2压焊到树脂体PPB(金属膜压焊工序)。金属膜MF1以及金属膜MF2是例如铜箔。此时，通过调整金属膜MF1的压焊面的粗糙度Rz，能够控制图6所示的框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz。例如，在金属膜MF1的压焊面的粗糙度Rz粗的情况下，得到如图5所示的框部件FLPh，上表面FLt的粗糙度Rz粗的框部件。此外，在使用在压焊面上实施了粗面化处理的金属膜MF1的情况下，在将该金属膜MF1压焊到树脂体PPB时，从金属膜MF1的表面突出的突起深入到树脂体PPB。其结果，形成框部件的FLPh的上表面FLt至玻璃纤维GC的距离短的部分、即树脂RES的厚度薄的部分。另一方面，在金属膜MF1的压焊面被平坦化的情况下，从金属膜MF1的表面突出的突起的突出量小，所以即使将这样的金属膜MF1压焊到树脂体PPB，也得到如图6所示上表面FLt的粗糙度Rz不粗的框部件FLP、即其上表面FLt至玻璃纤维GC的距离长的框部件FLP、换言之树脂RES的厚度厚的框部件FLP。
同样地，通过调整金属膜MF2的压焊面的粗糙度Rz，能够控制图4所示的框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz。在本实施方式中，金属膜MF1的压焊面的粗糙度Rz和金属膜MF2的压焊面的粗糙度Rz是相同的程度。因此，图4所示的框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz和下表面FLb的粗糙度Rz是相同的程度。因此，图4所示的框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz不比绝缘膜SR1的上表面SR1t的粗糙度Rz粗。另外，框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz不比绝缘膜SR2的下表面SR2b的粗糙度Rz粗。特别优选，框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz不比图3所示的半导体芯片CP的背面CPb的粗糙度Rz粗。
之后，在金属膜MF1以及金属膜MF2被压焊的状态下对树脂体PPB实施加热处理(Cure Bake)，使在树脂体PPB中包含的热硬化性树脂成分硬化(树脂硬化工序)。在本工序中，抑制由于从玻璃纤维产生的气体(蒸发的水分、水蒸气)而硬化前的树脂RES(参照图6)的一部分被破坏，所以优选降低升温速度。
之后，分别去掉金属膜MF1以及金属膜MF2，使图4所示的框部件FLP的上表面FLt以及下表面FLb露出(金属膜去除工序)。金属膜MF1以及金属膜MF2能够通过例如蚀刻去除。如果通过蚀刻选择性地去除金属膜MF1，则具备使用图6说明的粗糙度Rz的上表面FLt露出。同样地，如果通过蚀刻选择性地去除金属膜MF2，则具备与上表面FLt相同的程度的粗糙度Rz的下表面FLb露出。
之后，在金属膜MF1、MF2被去除的树脂体PPB中形成贯通孔TH，按照框形状成型(孔加工工序)。在图11所示的例子中，表示一并制造多个框部件的实施方式的例子。因此，图11所示的贯通孔TH的数量(在图11中12个)相当于一并装配的框部件的数量。
另外，在如上所述作为粘接材料BND1(参照图9)利用粘接带的情况下，在孔加工工序之后粘贴粘接材料BND1(粘接材料粘贴工序)。在孔加工工序中，与树脂体PPB一起在粘接带中也形成贯通孔的情况下，粘接材料粘贴工序也可以在金属膜去除工序之后、并且孔加工工序之前进行。另外，在作为粘接材料BND1而使用膏粘接材料的情况下，粘接材料粘贴工序可省略。在该情况下，在图7所示的框部件搭载工序之前，对布线基板以及框部件中的至少一方实施涂覆膏粘接材料的粘接材料涂覆工序(图示省略)。
如图11所示，在一并装配多个框部件FLP的情况下，在图7所示的框部件搭载工序中，将如图12所示一并装配多个框部件的框部件FLM搭载到多腔的布线基板WBM上。图12是表示在图7所示的框部件搭载工序中在布线基板上搭载有框部件的状态的俯视图。多腔的布线基板WBM是指一体地形成与多个布线基板WB(参照图9)相当的部分(图12所示的设备区域DVP)的布线基板。在利用多腔的布线基板WBM的情况下，能够一并地制造多个布线基板WB，所以制造效率提高。
另外，在图7所示的例子中，在加热处理工序之后，沿着切断区域(切断线、切割行线)DCP的延伸方向，切断图12所示的布线基板WBM以及框部件FLM，针对图8以及图9所示的每个布线基板WB进行分割(单片化工序)。在切断方法中，例如，能够利用使用被称为切割刀刃的旋转刃的切削加工等。此外，在图7所示的例子中，单片化工序包含于布线基板准备工序，但也可以在焊球搭载工序之后实施单片化工序。在该情况下，在多腔的布线基板WBM(参照图12)的状态下，实施图7所示的布线基板准备工序～焊球搭载工序的各工序。
<管芯键合>
接下来，在图7所示的管芯键合工序中，如图13所示，在布线基板WB的上表面WBt上搭载半导体芯片CP。图13是表示在图9所示的布线基板上搭载有半导体芯片的状态的剖面图。
在本实施方式中，半导体芯片CP以使背面CPb与布线基板WB的绝缘膜SR1的上表面SR1t对置的方式，经由粘接材料(管芯键合材料)DB搭载(固定)于布线基板WB的绝缘膜SR1的上表面SR1t。另外，半导体芯片CP在上表面SR1t上，搭载于被框部件FLP包围的区域(芯片搭载区域)。关于半导体芯片CP的构造，由于已经说明，所以重复的说明省略。
粘接材料DB是与粘接材料BND1同样地，将热硬化性树脂作为主成分包含的粘接材料。在图13所示的例子中，粘接材料DB是在成为基体材料的树脂薄膜的两面形成有将热硬化性树脂作为主成分包含的粘接层的粘接带。另外，作为变形例，也可以作为粘接材料DB，使用将热硬化性树脂作为主成分包含的膏粘接材料。在利用粘接带的情况下，能够以在背面CPb上预先粘贴有粘接材料DB的状态搭载。另外，在利用粘接带的情况下，相比于膏粘接材料，能够降低扩展到半导体芯片CP的周围的粘接材料DB的量。因此，在从芯片搭载区域至端子BL的距离短的情况下有效。另一方面，在膏粘接材料的情况下，粘接材料的一部分还被附着到半导体芯片CP的侧面。由此，粘接材料DB和半导体芯片CP的贴紧面积增加，所以能够提高半导体芯片CP的粘接强度。
在本工序中，在经由粘接材料DB将半导体芯片CP粘贴到绝缘膜SR1之后，进行加热处理(Cure Bake)而使粘接材料DB硬化。由此，半导体芯片CP被粘接固定到布线基板WB上。
另外，在本工序中，优选在粘接材料DB与绝缘膜SR1之间不产生间隙。因此，绝缘膜SR1的上表面SR1t优选为平坦的面。如上所述，绝缘膜SR1的上表面SR1t的粗糙度Rz为3.1～4.9μm左右。如果是该程度的粗糙度，则能够抑制在管芯键合工序中在粘接材料DB与绝缘膜SR1之间产生间隙。
<导线键合>
接下来，在图7所示的导线键合工序中，如图14所示，经由导线BW对半导体芯片CP的焊盘PD和布线基板WB的端子BL进行电连接。图14是表示对图13所示的半导体芯片以及布线基板连接导线的状态的剖面图。在本实施方式中，对多个焊盘PD和多个端子BL的各个进行电连接。
在本工序中，例如，在将导线BW的一方的端部连接到半导体芯片CP的焊盘PD之后，形成导线环。之后，在将导线BW连接到端子BL之后，在切断导线时，得到图14所示的导线BW。
<粘接材料涂覆>
接下来，在图7所示的粘接材料涂覆工序中，如图15所示，在框部件FLP的上表面FLt配置(涂覆)粘接材料BND2。图15是表示在图14所示的框部件上涂覆有粘接材料的状态的剖面图。
如上所述，粘接材料BND2是将通过照射紫外线而硬化的以紫外线硬化性树脂作为主成分包含的粘接材料。另外，粘接材料BND2的硬化前的状态是膏状态。因此，如图15所示，在本实施方式中，能够将粘接材料BND2涂覆到框部件FLP的上表面FLt上。
此外，作为针对本实施方式的变形例，还能够作为粘接材料BND2，将热硬化性树脂作为主成分。但是，关于用于使热硬化性树脂硬化的加热处理(Cure Bake)，需要在预先设定的环境条件下(温度：150℃、时间：2小时以上)放置。因此，在如图3所示半导体芯片CP被密封的状态下进行加热处理时，针对半导体芯片CP的热负荷大。另一方面，在紫外线硬化性树脂的情况下，通过照射紫外线，能够使粘接材料BND2硬化，所以针对半导体芯片CP的负荷小。此外，上述环境条件根据使用的材料而有各种各样。
<盖部件搭载>
接下来，在图7所示的盖部件搭载工序中，如图16所示，在框部件FLP的上表面FLt上，经由粘接材料BND2搭载(固定)盖部件CVG。图16是表示在图15所示的框部件上搭载盖部件并照射紫外线的状态的剖面图。在图16中，示意性地表示紫外线UVR。
在本工序中，以使盖部件CVG的下表面CVGb与布线基板WB的绝缘膜SR1的上表面SR1t以及半导体芯片CP的表面CPt对置的方式，将盖部件CVG的下表面CVGb侧按压到粘接材料BND2。由此，膏状的粘接材料BND2变形，仿效盖部件CVG的形状而扩大。
在本实施方式中，盖部件CVG的平面尺寸小于布线基板WB的平面尺寸、框部件的平面尺寸。因此，盖部件CVG的上表面CVGt以及下表面CVGb的面积小于布线基板WB的上表面WBt的面积(绝缘膜SR1的上表面SR1t的面积)。另外，构成盖部件CVG的上表面CVGt以及下表面CVGb的外缘的各边的长度的合计值比框部件FLP的外侧面FLs1的上端的边的长度的合计值短。
换言之，盖部件CVG具有在其厚度方向(Z方向)上位于上表面CVGt与下表面CVGb之间的侧面CVGs，侧面CVGs在盖部件CVG的厚度方向的剖面视图中，位于外侧面FLs1与内侧面FLs2之间。详细而言，盖部件CVG具有的所有侧面CVGs在俯视时，位于外侧面FLs1与内侧面FLs2之间。
这样，在盖部件CVG的平面尺寸小于框部件FLP的平面尺寸的情况下，在本工序中，即使在盖部件CVG的搭载位置稍微偏移的情况下，也能够抑制以向框部件FLP的外侧伸出的状态搭载盖部件CVG。另外，在盖部件CVG的平面尺寸小于框部件FLP的平面尺寸的情况下，如图16所示，粘接材料BND2附着到盖部件CVG的侧面CVGs的一部分。由此，能够提高利用粘接材料BND2粘接框部件FLP和盖部件CVG的粘接强度。
<紫外线照射>
接下来，在图7所示的紫外线照射工序中，如图16所示，对粘接材料BND2照射紫外线UVR，使粘接材料BND2硬化。盖部件CVG如上所述由可见光透射性的材料构成，所以在本工序中，在例如如图16所示从盖部件CVG侧照射紫外线UVR时，能够经由盖部件CVG对框部件FLP照射紫外线。
在此，根据本申请发明者的研究结果，判明在该紫外线照射工序中，水分从图6所示的玻璃纤维GC蒸发。在通过加热处理而水分蒸发的情况下，通过降低升温速度，能够控制蒸发速度。因此，即使在利用例如图5所示的框部件FLPh的情况下，也能够抑制树脂RES的破坏。但是，在通过紫外线而水分从玻璃纤维GC蒸发的情况下，即使控制紫外线的照射量，蒸发量的控制也困难。因此，在图5所示的框部件FLPh包含水分的情况下，通过紫外线照射，易于发生树脂RES的破坏。
另一方面，在图6所示的本实施方式的框部件FLP的情况下，被平坦化至上表面FLt的粗糙度Rz的值为绝缘膜SR1(参照图9)的上表面SR1t(参照图9)的粗糙度Rz的值以下的程度、即框部件FLP的上表面FLt至玻璃纤维GC的距离比图5所示的框部件FLPh长，所以在紫外线照射工序中，即使在玻璃纤维GC中包含的水分蒸发而气压变高的情况下，也能够抑制树脂RES的破坏。因此，在紫外线照射工序中，能够抑制成为粘接材料BND2和框部件FLP的粘接界面的剥离的原因的气泡(水蒸气所引起的气泡)的侵入。
在本工序中粘接材料BND2硬化时，盖部件CVG经由粘接材料BND2被粘接固定到框部件FLP上。另外，被布线基板WB、框部件FLP以及盖部件CVG包围且搭载有半导体芯片CP的空间被密封。
<焊球搭载>
接下来，在图7所示的焊球搭载工序中，如图17所示，对端子LD接合焊球SB。图17是表示对图16所示的端子接合焊球的状态的剖面图。
如图17所示，在使布线基板WB的上下反转的状态下，实施本工序。即，在多个端子LD所露出的绝缘膜SR2比绝缘膜SR1更位于下方的状态下实施焊球搭载工序。在本工序中，如图17所示，在使布线基板WB的上下反转的状态下，在多个端子LD的露出面，涂覆未图示的焊料膏、或者助焊剂膏。此外，焊料膏是指除了焊料成分以外，还包含使焊料材料料的表面活性化的助焊剂成分的膏状态的材料。另外，助焊剂膏是指不包含焊料成分的膏状的材料。
接下来，将按照球状成型的焊料材料即焊球SB配置于端子LD上。对多个LD的各个各配置一个焊球。接下来，对焊球SB进行加热(回流)，使焊料成分熔融而将焊球SB接合到端子LD。此时，在焊料膏或者助焊剂膏中包含的助焊剂成分使焊球SB以及端子LD的表面活性化，而成为易于接合的状态。接下来，在使焊球SB冷却之后，实施去除助焊剂成分的残渣等的清洗处理。由此，得到图3所示的半导体装置PKG1。
在本工序中，在使上下反转的状态下实施加热处理(回流)。在该情况下，在框部件FLP中包含的水分蒸发时，从所蒸发的水分产生的气体(水蒸气)朝向上方，所以朝向粘接材料BND1和框部件FLP的粘接界面(图4所示的下表面FLb和粘接材料BND1的界面)。因此，根据抑制图4所示的下表面FLb与玻璃纤维GC之间的树脂RES的破坏的观点，下表面FLb也优选被平坦化至与上表面FLt相同的程度。
如在上述布线基板准备工序的部分中已经说明，图4所示的框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz和下表面FLb的粗糙度Rz是相同的程度。因此，图4所示的框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz不比绝缘膜SR1的上表面SR1t的粗糙度Rz粗。另外，框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz不比绝缘膜SR2的下表面SR2b的粗糙度Rz粗。特别优选，框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz不比图3所示的半导体芯片CP的背面CPb的粗糙度Rz粗。因此，在焊球搭载工序中，能够抑制树脂RES被破坏。因此，能够抑制树脂RES的破坏所引起的框部件FLP和粘接材料BND1的粘接界面的剥离。
但是，如上所述，通过降低升温时间，能够抑制加热处理所引起的树脂的破坏。例如，在焊球搭载工序中，如果在实施在比焊料成分的熔融温度低的温度下使在框部件FLP中包含的水分缓慢地蒸发的干燥处理之后，升温至焊料成分的熔融温度，则能够抑制树脂RES的破坏。因此，作为变形例，也可以如图18所示的框部件FLP2，下表面FLb的粗糙度Rz比上表面FLt的粗糙度更粗。换言之，框部件FLP2的上表面FLt需要比下表面FLb更优先地平坦化。因此，框部件FLP2的上表面FLt的粗糙度Rz不比下表面FLb的粗糙度粗。图18是表示针对图6所示的框部件的变形例的剖面图。
<检查>
接下来，在图7所示的检查工序中，针对半导体装置PKG1，实施外观检查、电气的试验等必要的试验。检查的结果，判定为合格的部分作为产品出厂。
(实施方式2)
接下来，作为实施方式2，说明在框部件FLP与粘接材料BND2之间介有其他部件的实施方式。图19是作为针对图4的变形例的、本实施方式的半导体装置具有的框部件的周边的放大剖面图。图20是图19所示的框部件的上表面以及下表面的放大剖面图。
图19所示的半导体装置PKG2在框部件FLP的上表面FLt与粘接材料BND2之间介有覆盖上表面FLt的金属膜(部件)MF1这点上，与图4所示的半导体装置PKG1不同。另外，图19所示的半导体装置PKG2在框部件FLP的下表面FLb与粘接材料BND1之间介有覆盖下表面FLb的金属膜(部件)MF2这点上，与图4所示的半导体装置PKG1不同。
金属膜MF1以及金属膜MF2是在上述实施方式1中使用图10说明了的金属膜压焊工序中压焊到树脂体PPB的金属膜。金属膜MF1以及金属膜MF2是例如铜箔，以铜作为主成分包含。通过省略图10所示的金属膜去除工序，得到图19所示的半导体装置PKG2。
如图20所示，金属膜MF1具有与框部件FLP的上表面FLt对置的下表面(面、主面)MFb1以及位于下表面MFb1的相反侧的上表面(面、主面)MFt1。另外，金属膜MF1具有在金属膜MF1的厚度方向(Z方向)上位于上表面MFt1与下表面MFb1之间的外侧面(面、侧面)MFs1以及内侧面(面、侧面)MFs2。金属膜MF1与框部件FLP同样地具有框形状的平面形状，框形状中的外侧的侧面是外侧面MFs1，外侧面MFs1的相反侧的侧面是内侧面MFs2。
同样地，金属膜MF2具有与框部件FLP的下表面FLb对置的上表面(面、主面)MFt2以及位于上表面MFt2的相反侧的下表面(面、主面)MFb2。另外，金属膜MF2具有在金属膜MF2的厚度方向(Z方向)上位于上表面MFt2与下表面MFb2之间的外侧面(面、侧面)MFs3以及内侧面(面、侧面)MFs4。金属膜MF2与框部件FLP同样地具有框形状的平面形状，框形状中的外侧的侧面是外侧面MFs3，外侧面MFs3的相反侧的侧面是内侧面MFs4。
在图19以及图20所示的例子中，金属膜MF1覆盖框部件FLP的上表面FLt整体。因此，粘接材料BND2未与框部件FLP的上表面FLt接触。另外，金属膜MF1的外侧面MFs1以及内侧面MFs2的各个面从粘接材料BND2露出。同样地，金属膜MF2覆盖框部件FLP的下表面FLb整体。因此，粘接材料BND1未与框部件FLP的下表面FLb接触。另外，金属膜MF2的外侧面MFs3以及内侧面MFs4的各个面从粘接材料BND1露出。
如使用图10说明，金属膜MF1以及金属膜MF2以在树脂体PPB中包含的热硬化性树脂成分成为半硬化的状态被压焊。因此，关于图20所示的金属膜MF1、金属膜MF2和框部件FLP的粘接强度，能够确保与图4所示的框部件FLP的上表面FLt和粘接材料BND1的粘接强度等同以上的强度。
另外，在假设在玻璃纤维GC中包含的水分蒸发的情况下，由于水分的蒸发而产生的气体不通过金属膜MF1、金属膜MF2。因此，气泡不会侵入到金属膜MF1和粘接材料BND2的粘接界面以及金属膜MF2和粘接材料BND1的粘接界面，能够抑制水分的蒸发所引起的粘接材料BND1、BND2的剥离。
另外，如在上述实施方式1中说明，框部件FLP的上表面FLt与图4所示的绝缘膜SR1的上表面SR1t相同程度地平坦、或者比上表面SR1t更平坦。换言之，框部件FLP的上表面FLt的平坦度与绝缘膜SR1的上表面SR1t的平坦度相同、或者高于上表面SR1t的平坦度。进而换言之，框部件FLP的上表面FLt的粗糙度与绝缘膜SR1的上表面SR1t的粗糙度相同、或者不比上表面SR1t的粗糙度粗。另外，特别优选，框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz是图3所示的半导体芯片CP的背面CPb的粗糙度Rz以下。由此，即使在假设在玻璃纤维GC中包含的水分蒸发的情况下，由于能够抑制树脂RES的破坏，所以能够抑制气体侵入到金属膜MF1与框部件FLP的上表面FLt之间。由此，能够抑制金属膜MF1和框部件FLP的剥离。
另外，虽然重复的说明省略，根据同样的理由，通过减小框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz(换言之变得平坦)，能够抑制金属膜MF2的剥离。框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz的程度如在上述实施方式1中说明所述。
另外，如上所述，水蒸气不会侵入到金属膜MF1和粘接材料BND2的粘接界面以及金属膜MF2和粘接材料BND1的粘接界面，所以金属膜MF1的上表面MFt1以及金属膜MF2的下表面MFb2的粗糙度Rz能够设为任意的值。换言之，针对金属膜MF1的上表面MFt1以及金属膜MF2的下表面MFb2，在进行平坦化处理的情况和不进行平坦化处理的情况下，对粘接材料BND2、BND1的剥离性造成的影响不变化。另一方面，如在上述实施方式1中说明，通过减小金属膜MF1的下表面MFb1的粗糙度Rz，能够减小框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz。因此，对于针对金属膜MF1的下表面MFb1的平坦化处理的程度，有时如图20所示的例子，框部件FLP的上表面FLt的粗糙度Rz为金属膜MF1的上表面MFt1的粗糙度Rz以下。
同样地，通过减小金属膜MF2的上表面MFt2的粗糙度Rz，能够减小框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz。因此，根据针对金属膜MF2的上表面MFt2的平坦化处理的程度，有时如图20所示的例子，框部件FLP的下表面FLb的粗糙度Rz为金属膜MF2的下表面MFb2的粗糙度Rz以下。
另外，如上所述，金属膜MF1以及金属膜MF2以在树脂体PPB中包含的热硬化性树脂成分为半硬化的状态被压焊。因此，例如，即使在如图21所示的半导体装置PKG3那样框部件FLP的上表面FLt(以及下表面FLb)的粗糙度Rz粗的情况下，也能够抑制金属膜MF1(以及金属膜MF2)的剥离。图21是作为针对图20的变形例的半导体装置具有的框部件的上表面以及下表面周边的放大剖面图。
在图21所示的例子中，对金属膜MF1的下表面MFb1(以及金属膜MF2的上表面MFt2)实施粗面化处理。因此，框部件FLP3的上表面FLt(以及下表面FLb)的粗糙度Rz是7～8μm左右，大于图4所示的绝缘膜SR1的上表面SR1t的粗糙度Rz。但是，金属膜MF1(以及金属膜MF2)在树脂体PPB(参照图10)中包含的树脂成分硬化之前被压焊，所以易于在金属膜MF1的下表面MFb1(以及金属膜MF2的上表面MFt2)的间隙中埋入树脂体PPB的树脂成分。因此，在框部件FLP3的上表面FLt(或者下表面FLb)附近处，金属材料贴紧到树脂RES的厚度薄的部分。换言之，在树脂RES的厚度薄的部分，通过构成金属膜MF1(或者金属膜MF2)的金属材料加强。因此，在上述实施方式1中所说明的图7所示的框部件搭载工序、管芯键合工序、紫外线照射工序或者焊球搭载工序中，即使在水分从图21所示的玻璃纤维GC蒸发的情况下，树脂RES的厚度薄的部分也不易破坏。因此，在图21所示的变形例的情况下，相比于对框部件FLP3粘接粘接材料BND1、BND2的情况，能够抑制气泡侵入到框部件FLP的上表面FLt(或者下表面FLb)。
另外，根据抑制金属膜MF1、金属膜MF2的氧化的观点，优选为如图22所示的半导体装置PKG4，金属膜MF1以及金属膜MF2未露出的方式。图22是作为针对图20的其他变形例的半导体装置具有的框部件的上表面以及下表面周边的放大剖面图。图22所示的金属膜MF1在外侧面MFs1以及内侧面MFs2的各个面在俯视时位于框部件FLP的外侧面FLs1与内侧面FLs2之间、并且被粘接材料BND2覆盖这点上，与图20所示的金属膜MF1不同。另外，图22所示的金属膜MF2在外侧面MFs3以及内侧面MFs4的各个面在俯视时位于框部件FLP的外侧面FLs1与内侧面FLs2之间、并且未被粘接材料BND1覆盖这点上，与图20所示的金属膜MF2不同。
通过在上述实施方式中所说明的金属膜去除工序(参照图10)中，选择性地去除金属膜MF1以及金属膜MF2各自的一部分，分别得到图22所示的金属膜MF1以及金属膜MF2。在半导体装置PKG4的情况下，金属膜MF1以及金属膜MF2各自不露出，所以能够抑制这些金属膜的氧化。
另外，在半导体装置PKG4的情况下，框部件FLP的上表面FLt中的一部分(与外侧面FLs1连接的部分以及与内侧面FLs2连接的部分)与粘接材料BND2接触。但是，由于玻璃纤维GC的水分蒸发而产生的气体优先地流向静压相对地小的路径。因此，在外侧面FLs1的附近以及内侧面FLs2的附近处，易于从框部件FLP的侧面排出气体。即，在图22所示的框部件FLP的上表面FLt中的、与粘接材料BND2贴紧的部分，即使在玻璃纤维GC的水分蒸发的情况下，由于所施加的压力小，所以也能够抑制树脂RES的破坏。
虽然重复的说明省略，关于框部件FLP的下表面FLb中的、与粘接材料BND1贴紧的部分也是同样的。
另外，虽然图示省略，作为针对半导体装置PKG4的变形例，也可以将图22所示的框部件FLP置换为图21所示的框部件FLP3。在该情况下，如上所述，在上表面FLt中的、与粘接材料BND2贴紧的部分，即使在玻璃纤维GC的水分蒸发的情况下，由于所施加的压力小，所以也能够抑制树脂RES的破坏。
此外，在图19～图22中，说明了设置有金属膜MF1以及金属膜MF2这两方的实施方式，但作为变形例，也可以设置金属膜MF1以及金属膜MF2中的某一方。例如，如上所述，在半导体装置的制造工序中，在粘接材料BND2的一方比粘接材料BND1配置于上方的状态下进行加热处理、紫外线照射等的工艺较多。因此，在优先地实施粘接材料BND2的剥离对策的情况下，也可以设置金属膜MF1、并且不设置金属膜MF2，框部件FLP的下表面FLb与粘接材料BND1贴紧。在该情况下，虽然并非金属膜MF2一层量，但能够减小半导体封装体的厚度。
另外，在图19～图22中，作为介于框部件FLP与粘接材料BND2之间的部件以及介于框部件FLP与粘接材料BND1之间的部件，示出了金属膜。但是，也可以如图23所示的半导体装置PKG5，在框部件FLP与粘接材料BND2之间介有树脂膜NMF1。图23是作为针对图20的其他变形例的半导体装置具有的框部件的上表面以及下表面周边的放大剖面图。
图23所示的半导体装置PKG5在框部件FLP的上表面FLt与粘接材料BND2之间介有覆盖上表面FLt的树脂膜(部件)NMF1，在这点上与图20所示的半导体装置PKG2不同。另外，图23所示的半导体装置PKG5在框部件FLP的下表面FLb与粘接材料BND1之间介有覆盖下表面FLb的树脂膜(部件)NMF2，在这点上与图20所示的半导体装置PKG2不同。
通过在图10所示的金属膜去除工序之后，在树脂体PPB的上表面FLt上涂覆粘度比例如图15所示的粘接材料BND2低的液状的树脂膜NMF1之后硬化，得到图23所示的树脂膜NMF1。同样地，通过在图10所示的金属膜去除工序之后，在树脂体PPB的下表面FLb上涂覆粘度比例如图15所示的粘接材料BND2低的液状的树脂膜NMF2之后硬化，得到树脂膜NMF2。树脂膜NMF1以及树脂膜NMF2也可以包含例如热硬化性树脂、紫外线硬化性树脂。
在图23所示的半导体装置PKG5的情况下，在去除金属膜之后形成树脂膜时，相比于使用图10以及图11说明的框部件装配工序，工序数增加。但是，树脂膜NMF1在即使向外部露出的情况下也难以氧化，在这点上，比图20所示的金属膜MF1更有利。另外，即使在如使用图21说明的框部件FLP3那样上表面FLt的粗糙度Rz粗的情况下，如果作为树脂膜NMF1、NMF2的材料，使用低粘度的液状的树脂，则被埋入到上表面FLt的凹凸，所以树脂RES的厚度薄的部分通过构成树脂膜NMF1、NMF2的硬化的树脂而加强。
以上，根据实施方式，具体地说明了由本发明者完成的发明，但本发明不限于上述实施方式，当然能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。此外，在上述实施方式中也说明了几个变形例，以下，说明在上述实施方式中所说明的变形例以外的代表性的变形例。
<变形例1>
例如，在上述实施方式1以及上述实施方式2中，作为在布线基板上搭载半导体芯片并用框部件以及盖部件包围的半导体装置的例子，举出在布线基板上搭载有作为成像传感器的半导体芯片的成像传感器封装体而进行说明。但是，只要是与在上述实施方式1以及上述实施方式2中所说明的半导体装置同样的构造，则除了例如成像传感器封装体以外，还能够应用于各种变形例。
<变形例2>
另外，例如，在上述实施方式1和上述实施方式2中，举出盖部件CVG是玻璃板(包括形成有反射防止膜的玻璃板)的实施方式而进行了说明。玻璃板是指除了对于可见光透明以外，在耐热性高这点上作为盖部件CVG合适的材料。但是，盖部件CVG除了玻璃板以外，还有各种变形例。例如，即使是树脂制的板，只要是适合于针对可见光的透明性、耐热性的要求标准的板，则能够代替玻璃板而用作盖部件CVG。
<变形例3>
另外，例如，在上述实施方式1以及上述实施方式2中所说明的实施方式中，与上述基体材料BSP同样地，通过使将作为环氧系的热硬化性树脂的树脂RES浸渍于在按照薄片状对玻璃纤维GC进行成型而得到的玻璃纤维片而成的预浸材料硬化，而形成框部件FLP。但是，只要是具有吸收周围的水分并通过加热处理、紫外线照射处理使水分蒸发的特性的部件，则有时产生与在上述实施方式1等中所说明的课题同样的课题。例如，关于图6所示的树脂RES，说明为热硬化性的树脂，但也可以是液晶聚合物、聚醚醚酮等树脂。另外，树脂RES也可以除了上述材料以外，还包含碳粉末(炭黑)等添加材料。
<变形例4>
另外，例如，如上所述说明了各种变形例，但能够在不与关于各变形例说明的要旨矛盾的范围内，相互组合应用在上述中所说明的各变形例的一部分或者全部。
上述多个实施方式包括下述的方式。
(附记1)
一种半导体装置的制造方法，包括以下的工序：
(a)准备布线基板的工序，该布线基板具备：
基体材料，具有第1上表面及所述第1上表面的相反侧的第1下表面，由绝缘材料构成；
第1端子，形成于所述基体材料的所述第1上表面；以及
第1绝缘膜，具有与所述第1上表面对置的第2下表面及所述第2下表面的相反侧的第2上表面，以使所述第1端子露出的方式形成于所述第1上表面，
其中，具有第3下表面及所述第3下表面的相反侧的第3上表面的框部件以所述第2上表面和所述第3下表面相互对置的状态，隔着第1粘接材料而固定于所述第1绝缘膜的所述第2上表面，
在所述框部件的所述第3上表面上，配置覆盖所述第3上表面的第1部件，
所述框部件由包含玻璃纤维的第1树脂构成；
(b)在所述(a)工序之后，将具备具有受光部的主面及所述主面的相反侧的背面的半导体芯片以使所述背面与所述第2上表面对置的方式，隔着管芯键合材料而固定到所述第2上表面的由所述框部件包围的区域的工序；
(c)在所述(b)工序之后，将具有第4下表面及所述第4下表面的相反侧的第4上表面的盖部件以使所述第4下表面与所述第2上表面对置的方式并且以覆盖所述半导体芯片的方式，隔着第2粘接材料而固定到所述框部件的所述第3上表面的工序；以及
(d)在所述(c)工序之后，对所述第2粘接材料照射紫外线而使所述第2粘接材料硬化的工序。
(附记2)
一种半导体装置，包括：
布线基板，具备：
基体材料，具有第1上表面及所述第1上表面的相反侧的第1下表面，
第1端子，形成于所述基体材料的所述第1上表面，以及
第1绝缘膜，具有与所述第1上表面对置的第2下表面及所述第2下表面的相反侧的第2上表面，以使所述第1端子露出的方式形成于所述第1上表面；
框部件，具有第3下表面及所述第3下表面的相反侧的第3上表面，以所述第1绝缘膜的所述第2上表面和所述第3下表面相互对置的状态，隔着第1粘接材料固定到所述布线基板的所述第1绝缘膜的所述第2上表面；
半导体芯片，具备具有受光部的主面及所述主面的相反侧的背面，以使所述背面与所述第1绝缘膜的所述第2上表面对置的方式，搭载于所述第2上表面的由所述框部件包围的区域；
盖部件，具有第4下表面及所述第4下表面的相反侧的第4上表面，以使所述第4下表面与所述第1绝缘膜的所述第2上表面对置的方式并且以覆盖所述半导体芯片的方式，隔着第2粘接材料而固定到所述框部件的所述第3上表面上；以及
第1部件，介于所述框部件的所述第3上表面与所述第1粘接材料之间，覆盖所述第3上表面，
所述框部件由在玻璃纤维中浸渍的第1树脂构成。

Claims (16)

1.一种半导体装置的制造方法，包括以下的工序：
(a)准备布线基板的工序，该布线基板具备：
基体材料，具有第1上表面及所述第1上表面的相反侧的第1下表面，由绝缘材料构成；
第1端子，形成于所述基体材料的所述第1上表面；以及
第1绝缘膜，具有与所述第1上表面对置的第2下表面及所述第2下表面的相反侧的第2上表面，以使所述第1端子露出的方式形成于所述第1上表面，
其中，具有第3下表面及所述第3下表面的相反侧的第3上表面的框部件以所述第2上表面和所述第3下表面相互对置的状态，隔着第1粘接材料而固定于所述第1绝缘膜的所述第2上表面，
所述框部件由包含玻璃纤维的第1树脂构成，
所述框部件的所述第3上表面的粗糙度与所述第1绝缘膜的所述第2上表面的粗糙度相同、或者与所述第2上表面的粗糙度相比不粗糙；
(b)在所述(a)工序之后，将具备具有受光部的主面及所述主面的相反侧的背面的半导体芯片以使所述背面与所述第2上表面对置的方式，隔着管芯键合材料而固定到所述第2上表面的由所述框部件包围的区域的工序；
(c)在所述(b)工序之后，将具有第4下表面及所述第4下表面的相反侧的第4上表面的盖部件以使所述第4下表面与所述第2上表面对置的方式并且以覆盖所述半导体芯片的方式，隔着第2粘接材料而固定到所述框部件的所述第3上表面的工序；以及
(d)在所述(c)工序之后，对所述第2粘接材料照射紫外线而使所述第2粘接材料硬化的工序，
其中，所述框部件的所述第3上表面平坦化，以在回流工序中，使得所述第1树脂不易被破坏，水蒸汽难以达到所述框部件的所述第3上表面，抑制水蒸汽侵入到所述框部件和所述第2粘接材料的粘接界面。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述(a)工序中，包括以下工序：
(a1)将玻璃纤维片浸到树脂层，使所述第1树脂浸渍于所述玻璃纤维片的工序；
(a2)在所述(a1)工序之后，用第1金属膜及第2金属膜夹着含有所述玻璃纤维片的树脂体，对所述第1金属膜及所述第2金属膜和所述树脂体进行压焊的工序；以及
(a3)在所述树脂体硬化之后，分别去掉所述第1金属膜及所述第2金属膜，使所述第3上表面及所述第3下表面露出的工序。
3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述布线基板具有形成于所述基体材料的所述第1下表面的第2端子，
所述半导体装置的制造方法包括：
(e)在所述(d)工序之后，对所述第2端子接合焊球的工序。
4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
所述第1绝缘膜不包含玻璃纤维。
5.一种半导体装置，包括：
布线基板，具备：
基体材料，具有第1上表面及所述第1上表面的相反侧的第1下表面，
第1端子，形成于所述基体材料的所述第1上表面，以及
第1绝缘膜，具有与所述第1上表面对置的第2下表面及所述第2下表面的相反侧的第2上表面，以使所述第1端子露出的方式形成于所述第1上表面；
框部件，具有第3下表面及所述第3下表面的相反侧的第3上表面，以所述第1绝缘膜的所述第2上表面和所述第3下表面相互对置的状态，隔着第1粘接材料固定到所述布线基板的所述第1绝缘膜的所述第2上表面；
半导体芯片，具备具有受光部的主面及所述主面的相反侧的背面，以使所述背面与所述第1绝缘膜的所述第2上表面对置的方式，隔着管芯键合材料而固定到所述第2上表面的由所述框部件包围的区域；以及
盖部件，具有第4下表面及所述第4下表面的相反侧的第4上表面，以使所述第4下表面与所述第1绝缘膜的所述第2上表面对置的方式并且以覆盖所述半导体芯片的方式，隔着第2粘接材料而固定到所述框部件的所述第3上表面上，
所述框部件由包含玻璃纤维的第1树脂构成，
所述框部件的所述第3上表面的粗糙度与所述第1绝缘膜的所述第2上表面的粗糙度相同、或者与所述第2上表面的粗糙度相比不粗糙，
其中，所述框部件的所述第3上表面平坦化，以在回流工序中，使得所述第1树脂不易被破坏，水蒸汽难以达到所述框部件的所述第3上表面，抑制水蒸汽侵入到所述框部件和所述第2粘接材料的粘接界面。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述框部件的所述第3上表面的粗糙度与所述半导体芯片的所述背面的粗糙度相同、或者与所述背面的粗糙度相比不粗糙。
7.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述框部件具有在厚度方向上位于所述第3上表面与所述第3下表面之间的第3内侧面及第3外侧面，
在所述第3外侧面，所述玻璃纤维的一部分从所述第1树脂露出。
8.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述框部件具有在厚度方向上位于所述第3上表面与所述第3下表面之间的第3内侧面及第3外侧面，
所述盖部件具有在厚度方向上位于所述第4上表面与所述第4下表面之间的第4侧面，
在俯视时，所述第4侧面位于所述第3内侧面与所述第3外侧面之间。
9.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
在所述框部件的所述第3上表面与所述第1粘接材料之间，介有覆盖所述第3上表面的第1部件。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，
所述框部件具有在厚度方向上位于所述第3上表面与所述第3下表面之间的第3内侧面及第3外侧面，
所述第1部件由以铜作为主成分的金属材料构成，并且具有与所述第3上表面对置的第5下表面、所述第5下表面的相反侧的第5上表面以及在厚度方向上位于所述第5上表面与所述第5下表面之间的第5外侧面及第5内侧面，
在俯视时，所述第5外侧面及第5内侧面分别位于所述第3内侧面与所述第3外侧面之间，并且，所述第5外侧面被所述第1粘接材料覆盖。
11.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1部件具有与所述第3上表面对置的第5下表面及所述第5下表面的相反侧的第5上表面，所述第5上表面的粗糙度与所述框部件的所述第3上表面的粗糙度相比更粗糙。
12.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，
在所述框部件的所述第3下表面与所述第2粘接材料之间，介有覆盖所述第3下表面的第2部件。
13.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述第2粘接材料是紫外线硬化性树脂，
所述第2粘接材料与所述框部件的所述第3上表面相互贴紧。
14.根据权利要求13所述的半导体装置，其特征在于，
所述框部件的所述第3上表面的粗糙度与所述框部件的所述第3下表面的粗糙度相比不粗糙。
15.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述布线基板具有形成于所述基体材料的所述第1下表面的第2端子，
对所述第2端子接合焊球，
所述框部件的所述第3下表面的粗糙度与所述第1绝缘膜的所述第2上表面的粗糙度相同、或者与所述第2上表面的粗糙度相比不粗糙。
16.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1绝缘膜不包含玻璃纤维。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292828B2 (ja) * 2018-04-27 2023-06-19 キヤノン株式会社 撮像素子モジュール、撮像システム、撮像素子パッケージ及び製造方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997860A (ja) * 1995-06-12 1997-04-08 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置
JPH10284648A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Hitachi Ltd 半導体装置
JP2002033407A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Kyocera Corp 光半導体素子収納用パッケージ
CN1627178A (zh) * 2003-12-08 2005-06-15 索尼株式会社 光学装置和图像生成装置
JP2005175686A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Seiko Epson Corp 圧電デバイスおよび蓋体の製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP2005236067A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Dainippon Printing Co Ltd 配線基板と配線基板の製造方法、および半導パッケージ
JP2013084998A (ja) * 2013-02-08 2013-05-09 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体パッケージの製造方法および半導体パッケージ
JP2013201301A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Tdk Corp 半導体装置、電子部品内蔵基板、及びこれらの製造方法
JP2013218245A (ja) * 2012-04-12 2013-10-24 Seiko Epson Corp 光学素子、撮像装置、カメラ及び光学素子の製造方法
JP2015211190A (ja) * 2014-04-30 2015-11-24 旭硝子株式会社 カバーガラス、および、その製造方法
CN105593986A (zh) * 2013-09-27 2016-05-18 瑞萨电子株式会社 半导体装置及其制造方法
CN105702692A (zh) * 2014-12-10 2016-06-22 株式会社东芝 半导体装置及固态摄像装置
TW201628263A (zh) * 2014-10-02 2016-08-01 羅傑斯公司 磁─介電基材

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289718A (ja) 2001-03-27 2002-10-04 Kyocera Corp 固体撮像装置
JP5821242B2 (ja) 2011-03-31 2015-11-24 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法、並びに電子機器
KR20130087249A (ko) * 2012-01-27 2013-08-06 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 이를 이용한 이미지 센서 패키지
JP5885690B2 (ja) 2012-04-27 2016-03-15 キヤノン株式会社 電子部品および電子機器
TWI523208B (zh) * 2013-01-10 2016-02-21 精材科技股份有限公司 影像感測晶片封裝體及其製作方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997860A (ja) * 1995-06-12 1997-04-08 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置
JPH10284648A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Hitachi Ltd 半導体装置
JP2002033407A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Kyocera Corp 光半導体素子収納用パッケージ
CN1627178A (zh) * 2003-12-08 2005-06-15 索尼株式会社 光学装置和图像生成装置
JP2005175686A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Seiko Epson Corp 圧電デバイスおよび蓋体の製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP2005236067A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Dainippon Printing Co Ltd 配線基板と配線基板の製造方法、および半導パッケージ
JP2013201301A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Tdk Corp 半導体装置、電子部品内蔵基板、及びこれらの製造方法
JP2013218245A (ja) * 2012-04-12 2013-10-24 Seiko Epson Corp 光学素子、撮像装置、カメラ及び光学素子の製造方法
JP2013084998A (ja) * 2013-02-08 2013-05-09 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体パッケージの製造方法および半導体パッケージ
CN105593986A (zh) * 2013-09-27 2016-05-18 瑞萨电子株式会社 半导体装置及其制造方法
JP2015211190A (ja) * 2014-04-30 2015-11-24 旭硝子株式会社 カバーガラス、および、その製造方法
TW201628263A (zh) * 2014-10-02 2016-08-01 羅傑斯公司 磁─介電基材
CN105702692A (zh) * 2014-12-10 2016-06-22 株式会社东芝 半导体装置及固态摄像装置

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