JP2004119672A - Solid-state imaging device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばCCD型イメージセンサやCMOS型イメージセンサと呼ばれる各種の固体撮像装置及びその製造方法に関し、特に撮像素子を形成した半導体チップを湾曲させることにより、結合光学系による像面湾曲を吸収するパッケージ構造を有する固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、特に携帯性を重視した電子機器等では、市場において小型化、軽量化、および低コスト化が求められており、例えばプラスティック製の一枚レンズが用いられる(なお、このような結像光学系の現象を像面湾曲という)。
しかし、一枚レンズによって結像される結像面は、レンズの材質によらず、湾曲面を描いており、固体撮像素子の受光面が平面状であることから、受光面とレンズによる結像面とを全体的に一致させるようなピント調整を行うことが困難となる。
このため、例えば受光面の中心部を重視してピント調整した場合、結果として周辺がボケた画質が得られるようになり、また、例えば受光面の周辺部を重視してピント調整した場合、結果として、中心部がボケた画質となって、一枚レンズでは優れた画質を得ることができなかった。
【0003】
また、このような結像光学系の像面湾曲に対応する方法として、複数枚、たとえば、二枚レンズを用いる方法も考えられる。
しかしながら、この場合には、二枚レンズを設けることによる大幅なコストアップ、および、光路長が長くなってカメラモジュールが大型になってしまい、適用される用途が限定されてしまうことになる。
【0004】
そこで、このような問題に対し、固体撮像素子の受光面を湾曲させることにより、結像光学系の像面湾曲を吸収し、受光面全体でピントの合った画像が得られるような固体撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−156278号公報
【特許文献2】
特開2001−284564号公報
【0006】
図3は、このような固体撮像素子の受光面を湾曲させた固体撮像装置のパッケージ構造の一例を示す断面図である。
この固体撮像装置は、固体撮像素子を形成した薄板状の半導体チップ10と、この半導体チップ10を所定の曲率で湾曲させた状態で装着するための湾曲装着面20Aを有するパッケージ本体20と、半導体チップ10が装着されたパッケージ本体20を封止する透明なカバー体30とを有している。
【0007】
半導体チップ10は、チップ表面(図中上面側)の中央領域に固体撮像素子の受光面が形成されており、その外側に電極パッドが配置されている。
また、パッケージ本体20は、例えばセラミック製の容器状に形成され、半導体チップ10を装着する湾曲装着面20Aの周辺に配線パターンが形成されている。なお、半導体チップ10の受光面、電極パッド、並びにパッケージ本体20の配線パターン等については、図示は省略している。
そして、半導体チップ10の電極パッドとパッケージ本体20の配線とをワイヤ40によってボンディングすることにより、固体撮像素子とパッケージ本体20側の回路とを電気的に接続し、各種信号(制御信号や画像信号)のやり取りを行うようになっている。
【0008】
図4は、図3に示す固体撮像装置のパッケージ化とワイヤボンドを行う場合の工程を示す断面図である。
まず、図4(a)(b)に示すように、湾曲装着面20Aを有するパッケージ本体20を用意し、このパッケージ本体20の湾曲装着面20Aに沿って半導体チップ10を湾曲させ、半導体チップ10と湾曲装着面20Aとを密着させた状態で接着剤等によって接合固定する。
この場合、半導体チップ10を湾曲装着面20Aに沿って湾曲させる方法としては、例えば図示のようにパッケージ本体20の底部に設けた吸引孔20Bを通して真空吸引を行い、湾曲装着面20A側に吸着させる方法や、図示しない治具等を用いて上方から押す圧力をかけ、湾曲装着面20A側に押し付ける方法を用いることが可能である。
次に、図4(c)に示すように、半導体チップ10側の電極パッドとパッケージ本体20側の電極パッドとを図示しないワイヤボンダによってワイヤ40で接続する。
最後に、図4(d)に示すように、パッケージ本体20の上面にカバー体30を装着し、パッケージ本体20内の半導体チップ10を封止する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図3及び図4に示す従来技術では、半導体チップ10をパッケージ本体20の湾曲装着面20Aに装着した状態で、湾曲した半導体チップ10に対してワイヤボンド作業を行うことになり、半導体チップ10の湾曲によって傾いた電極パッドにワイヤボンダ用ツール(キャピラリ)が当接することになる。
このため、半導体チップ10の電極パッドとワイヤボンダ用ツールとの接触状態が片当り状態となり、高速作業に伴って接続不良が生じたり、局所的な衝撃がかかって電極パッドや半導体チップ10自体の損傷を招く原因となる。
また、薄板状の半導体チップ10をパッケージ本体20の湾曲装着面20Aに直接当接させて湾曲させることから、局所的に過大な応力が生じ、半導体チップ10の割れを招き易いという問題もある。
【0010】
そこで本発明の目的は、半導体チップを湾曲させたり、ワイヤボンド作業を行う際に生じる半導体チップの損傷や接続不良を有効に防止でき、半導体チップを湾曲させて結像光学系による像面湾曲を吸収する構成において信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、表面に固体撮像素子の受光面を形成した薄板状の半導体チップと、前記半導体チップを所定の曲率で湾曲させた状態で装着するための湾曲装着面を有するパッケージ本体と、前記半導体チップの裏面に接合されて前記半導体チップと一体に湾曲され、前記半導体チップとパッケージ本体の湾曲装着面との間に介在配置される薄板状の中間補強材とを有することを特徴とする。
【0012】
また本発明は、表面に固体撮像素子の受光面を形成した薄板状の半導体チップの裏面に、前記半導体チップと接続されるフレキシブル配線基板である薄板状の中間補強材を接合し、平坦な状態で前記半導体チップの端子と中間補強材の配線とのワイヤボンドを行う第1の工程と、前記半導体チップ及び中間補強材を一体に湾曲させ、パッケージ本体に形成した湾曲装着面に装着、固定する第2の工程とを有することを特徴とする。
【0013】
また本発明は、表面に固体撮像素子の受光面を形成した薄板状の半導体チップの裏面に薄板状の中間補強材を接合する第1の工程と、前記半導体チップ及び中間補強材を一体に湾曲させ、パッケージ本体に形成した湾曲装着面に装着、固定する第2の工程と、前記半導体チップの端子と前記中間補強材またはパッケージ本体の少なくとも一方に設けた配線とのワイヤボンドを行う第3の工程とを有することを特徴とする。
【0014】
本発明の固体撮像装置では、湾曲した薄板状の半導体チップとパッケージ本体の湾曲装着面との間に、半導体チップと一体化された薄板状の中間補強材を介在配置させたことから、半導体チップの湾曲時に中間補強材によって補強され、また、半導体チップが直接パッケージ本体に当接することもなくなるため、半導体チップが中間補強材によって保護され、割れ等の損傷を防止できる。
また、半導体チップのワイヤボンド時にも、ワイヤボンダによって半導体チップにかかる衝撃を中間補強材によって吸収、緩和でき、ワイヤボンダによる半導体チップ自体あるいは電極パッドの損傷を防止できる。
この結果、半導体チップの湾曲によって結像光学系による像面湾曲を吸収した固体撮像装置における信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【0015】
また本発明の製造方法では、半導体チップとそのフレキシブル配線基板である中間補強材を接合し、平坦な状態で半導体チップと中間補強材とをワイヤボンドで接続した後、この半導体チップ及び中間補強材を一体に湾曲させ、パッケージ本体の湾曲装着面に装着、固定することから、平坦な状態でワイヤボンド作業を行え、ワイヤボンダによる半導体チップ自体あるいは電極パッドの損傷を防止できる。
また、半導体チップの湾曲時にも中間補強材によって補強され、また、半導体チップが直接パッケージ本体に当接することもなくなるため、半導体チップが中間補強材によって保護され、割れ等の損傷を防止できる。
この結果、半導体チップの湾曲によって結像光学系による像面湾曲を吸収した固体撮像装置の製造工程における信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【0016】
また本発明の製造方法では、半導体チップと中間補強材を接合した状態で一体に湾曲させ、パッケージ本体の湾曲装着面に装着、固定し、その後、半導体チップのワイヤボンドを行うことから、半導体チップの湾曲時には中間補強材によって補強され、また、半導体チップが直接パッケージ本体に当接することもなくなるため、半導体チップが中間補強材によって保護され、割れ等の損傷を防止できる。
また、半導体チップのワイヤボンド時にも、ワイヤボンダによって半導体チップにかかる衝撃を中間補強材によって吸収、緩和でき、ワイヤボンダによる半導体チップ自体あるいは電極パッドの損傷を防止できる。
この結果、半導体チップの湾曲によって結像光学系による像面湾曲を吸収した固体撮像装置の製造工程における信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による固体撮像装置及びその製造方法の実施の形態例について説明する。
図1は、本発明の実施の形態例による固体撮像装置のパッケージ構造の一例を示す断面図である。
この固体撮像装置は、固体撮像素子を形成した薄板状の半導体チップ110と、この半導体チップ110の裏面に接合される薄板状の中間補強材140と、この半導体チップ110及び中間補強材140を所定の曲率で湾曲させた状態で装着するための湾曲装着面120Aを有するパッケージ本体120と、半導体チップ110が装着されたパッケージ本体120を封止する透明なガラス等によるカバー体130とを有している。
【0018】
半導体チップ110は、例えば20〜30μm程度の膜厚を有する方形薄板状に形成されており、チップ表面(図中上面側)の中央領域に固体撮像素子の画素を2次元アレイ状に集積した受光面を有し、その外側にチップ外と各種信号を入出力するための電極パッドが配置されている。
また、中間補強材140は、例えば数10μmの膜厚を有する方形薄板状の可撓自在な絶縁性シート体、例えばプラスチップフィルムを主体とするものであり、半導体チップ110の裏面に接着剤(接着手段)等によって接合され、半導体チップ110と一体化されて湾曲されたものである。そして、本例の中間補強材140は、プラスチックフィルム上に配線パターンを設けたフレキシブル配線基板として形成されている。
【0019】
また、図1に示すように、本例の中間補強材140は、パッケージ本体120をカバー体130で封止する際に、このカバー体130の外周部とパッケージ本体120の外周部との間に挟持されるような構造で配置されている。
そして、図1に示す例では、中間補強材140上の配線と半導体チップ110上の電極パッドとがワイヤ142によってボンディングされている。また、中間補強材140の外周部は、上述のようにカバー体130とパッケージ本体120の間からパッケージの外側に露出しており、この露出部分に設けたコネクタ(図示せず)等を用いてパッケージ外との接続を行うような構成となっている。
【0020】
また、パッケージ本体120は、例えばセラミック製の容器状に形成され、半導体チップ110及び中間補強材140を装着する湾曲装着面120Aを有している。
また、パッケージ本体120の底部には、吸引孔120Bが形成されており、この吸引孔120Bを介して半導体チップ110及び中間補強材140を真空吸引することにより、半導体チップ110及び中間補強材140を湾曲装着面120A側に湾曲させる。
【0021】
また、図1では省略しているが、パッケージ本体120の外周部(湾曲装着面120Aの外側領域)には位置合わせ用の突起が形成され、中間補強材140の外周部(半導体チップの外側領域)にはパッケージ本体120の突起が挿入される位置合わせ用の孔が形成されている。
なお、これら位置合わせ用の突起と孔は、パッケージ本体120及び中間補強材140の外周部に沿って複数箇所(例えば各コーナー部や各辺)に配置されており、パッケージ本体120と中間補強材140(及び半導体チップ110)を容易かつ正確に位置合わせして組み立てられるようになっている。
【0022】
なお、図1に示す構造例、及び後述する図2に示す製造方法の例では、半導体チップ110を必ず中間補強材140にワイヤボンドする構成であるので、この中間補強材140にフレキシブル配線基板を用いることが有効であるが、半導体チップ110をワイヤボンドする相手としては、中間補強材140でなく、パッケージ本体120側に配線を設けてワイヤボンドすることも可能である。
すなわち、半導体チップ110及び中間補強材140をパッケージ本体120に装着した後にワイヤボンドを行うことも可能であることから、半導体チップ110及び中間補強材140をパッケージ本体120に装着した後、半導体チップ110とパッケージ本体120とをワイヤボンドすることができる。
【0023】
この場合、半導体チップ110が湾曲した状態でワイヤボンドを行うことになるため、従来技術で説明したように、ワイヤボンダ用ツール(キャピラリ)が半導体チップ110に損傷を与える恐れも生じるが、本例では、半導体チップ110の下面に密着性及び弾力性のある中間補強材140を配置しているため、ワイヤボンダ用ツールによる局所的な衝撃を吸収でき、半導体チップ110の損傷を防止することが期待できる。
そして、このように半導体チップ110をパッケージ本体120にワイヤボンドする場合には、中間補強材140に配線を持たないものを用いることも可能であるため、図1に示す中間補強材140は、必ずしもフレキシブル配線基板には限定されないものとする。
【0024】
また、中間補強材140の強度や膜厚については、あまり柔らかいものや変形量の大きいものを用いた場合には、半導体チップ110をワイヤボンダで結線する際に、半導体チップ110がかえって損傷し易くなることも考えられるため、中間補強材140の材質や膜厚、強度等の特性については、例えば各種のサンプルを用いて試作実験を行い、試作品が最も良好な特性や歩留等を得ることができる最適なものを選択するような方法を用いて決定することが可能である。
また、半導体チップ110及び中間補強材140を湾曲する場合、一定の温度で加熱して湾曲作業を行うことになるが、この加熱及びその後の冷却に際して、半導体チップ110と中間補強材140の線膨張係数の差によって、より湾曲が容易となるような材質を選ぶようにすることも有効である。
また、パッケージ本体120は、全体的にセラミックで形成されたものに限らず、例えば金属製の容器に湾曲装着面120Aの部分だけを絶縁性のセラミック等の材料によって形成して接合したような構造のものであってもよい。
また、上述の例では、真空吸引によって半導体チップ110及び中間補強材140を湾曲装着面120A側に湾曲させているが、半導体チップ110及び中間補強材140を湾曲装着面120A側に押圧することにより、湾曲させるような方法を採用してもよい。
【0025】
以上のような構成の固体撮像装置では、半導体チップ110とパッケージ本体120の湾曲装着面120Aとの間に、半導体チップ110と一体化された中間補強材140を介在配置させたことから、半導体チップ110の湾曲時に中間補強材140によって補強され、また、半導体チップ110が直接パッケージ本体120に当接することもなくなるため、半導体チップ110が中間補強材120によって保護され、割れ等の損傷を防止できる。
また、半導体チップ110のワイヤボンド時にも、ワイヤボンダによって半導体チップ110にかかる衝撃を中間補強材140によって吸収、緩和でき、ワイヤボンダによる半導体チップ110自体あるいは電極パッドの損傷を防止できる。
この結果、半導体チップ110を湾曲させることによって結像光学系による像面湾曲を吸収するようにした固体撮像装置において、信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【0026】
図2は、図1に示す固体撮像装置のパッケージ化とワイヤボンドを行う場合の製造工程の一例を示す断面図である。
まず、図2(a)に示すように、半導体チップ110と中間補強材140を位置合わせし、接着剤等によって接合する。そして、半導体チップ110と中間補強材140とを平坦な状態のままで、ワイヤボンダによるワイヤボンド作業を行い、半導体チップ110の電極パッドと中間補強材140の配線とをワイヤ142によって結線する。このように本例では、半導体チップ110と中間補強材140とを平坦に重ねてワイヤボンドを行うことにより、半導体チップ110の損傷を招くことなく、また、信頼性の高い結線状態を確保できる。
【0027】
次に、図2(b)に示すように、このような半導体チップ110及び中間補強材140をパッケージ本体120の上面に位置決め配置する。これは上述したパッケージ本体120の位置合わせ用の突起121を中間補強材140の位置合わせ用の孔141に挿入するようにして、半導体チップ110及び中間補強材140をパッケージ本体120の上面に装着することにより、容易に位置合わせできるものである。
そして、図2(c)に示すように、半導体チップ110及び中間補強材140をパッケージ本体120の湾曲装着面120Aに沿って一体に湾曲させる。これは上述した真空吸引で行ってもよいし、押圧変形によって行ってもよい。図示の例は、吸引孔120Bにより真空吸引で行う場合を示している。また、湾曲作業は一定の温度で加熱して行うことになる。
このように本例では、半導体チップ110と中間補強材140とを一体な状態で湾曲させることで、半導体チップ110の割れ等を有効に防止できる。
また、この湾曲時に、例えば湾曲装着面120Aの表面に接着剤を塗布しておくことにより、湾曲後の半導体チップ110と中間補強材140を湾曲装着面120Aに密着させた状態で確実に固定することが可能である。
【0028】
次に、図2(d)に示すように、中間補強材140の外周部を介してカバー体130をパッケージ本体120の上面に装着し、パッケージの内部を封止した後、最後に図2(e)に示すように、パッケージの外部にはみ出した中間補強材140の外周部を切断し、パッケージ化された固体撮像装置を完成する。
【0029】
なお、以上のような図2に示す製造工程では、半導体チップ110と中間補強材140のワイヤボンドを行った後、パッケージ本体120に湾曲させて装着したが、半導体チップ110と中間補強材140をパッケージ本体120に湾曲させて装着した後、半導体チップ110と中間補強材140のワイヤボンドを行うことも可能である。
この場合、半導体チップ110及び中間補強材140の湾曲傾斜面にワイヤボンドを行うことになるが、上述のように密着性と弾力性を有する中間補強材140を配置したことで、直接パッケージ本体に装着した従来の構成に比べて、半導体チップ110の損傷を有効に防止でき、生産性や信頼性の面で十分な効果を得られるものである。
【0030】
また、このように半導体チップ110と中間補強材140との間でワイヤボンドを行う代わりに、半導体チップ110とパッケージ本体120との間でワイヤボンドを行うような構成であってもよい。
この場合には、中間補強材140を小さい幅に形成し、半導体チップ110と中間補強材140をパッケージ本体120に装着した状態で、パッケージ本体120に設けた配線部分が上方に露出するような構造とすることで、半導体チップ110の電極パッドとパッケージ本体120の配線のワイヤボンドを行うことになる。
【0031】
また、上述した例では、カバー体130によってパッケージ本体120を封止する構成例を説明したが、このようなカバー体を持たない構造のものであってもよい。
さらに、上述した実施の形態例は、本発明を具体例で限定的に説明したものであり、本発明は上述した実施の形態例に限定されず、例えば各部材の材質や寸法等は適宜選択し得るものである。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の固体撮像装置によれば、湾曲した薄板状の半導体チップとパッケージ本体の湾曲装着面との間に、半導体チップと一体化された薄板状の中間補強材を介在配置させたことから、半導体チップの湾曲時に中間補強材によって補強され、また、半導体チップが直接パッケージ本体に当接することもなくなるため、半導体チップが中間補強材によって保護され、割れ等の損傷を防止でき、さらに半導体チップのワイヤボンド時にも、ワイヤボンダによって半導体チップにかかる衝撃を中間補強材によって吸収、緩和でき、ワイヤボンダによる半導体チップ自体あるいは電極パッドの損傷を防止できる。
この結果、半導体チップの湾曲によって結像光学系による像面湾曲を吸収した固体撮像装置における信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【0033】
また本発明の製造方法によれば、半導体チップとそのフレキシブル配線基板である中間補強材を接合し、平坦な状態で半導体チップと中間補強材とをワイヤボンドで接続した後、この半導体チップ及び中間補強材を一体に湾曲させ、パッケージ本体の湾曲装着面に装着、固定することから、平坦な状態でワイヤボンド作業を行え、ワイヤボンダによる半導体チップ自体あるいは電極パッドの損傷を防止でき、さらに、半導体チップの湾曲時にも中間補強材によって補強され、また、半導体チップが直接パッケージ本体に当接することもなくなるため、半導体チップが中間補強材によって保護され、割れ等の損傷を防止できる。
この結果、半導体チップの湾曲によって結像光学系による像面湾曲を吸収した固体撮像装置の製造工程における信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【0034】
また本発明の製造方法によれば、半導体チップと中間補強材を接合した状態で一体に湾曲させ、パッケージ本体の湾曲装着面に装着、固定し、その後、半導体チップのワイヤボンドを行うことから、半導体チップの湾曲時には中間補強材によって補強され、また、半導体チップが直接パッケージ本体に当接することもなくなるため、半導体チップが中間補強材によって保護され、割れ等の損傷を防止でき、さらに、半導体チップのワイヤボンド時にも、ワイヤボンダによって半導体チップにかかる衝撃を中間補強材によって吸収、緩和でき、ワイヤボンダによる半導体チップ自体あるいは電極パッドの損傷を防止できる。
この結果、半導体チップの湾曲によって結像光学系による像面湾曲を吸収した固体撮像装置の製造工程における信頼性の向上や歩留の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例による固体撮像装置のパッケージ構造の一例を示す断面図である。
【図2】図1に示す固体撮像装置のパッケージ化とワイヤボンドを行う場合の製造工程の一例を示す断面図である。
【図3】従来の固体撮像装置のパッケージ構造の一例を示す断面図である。
【図4】図3に示す固体撮像装置のパッケージ化とワイヤボンドを行う場合の製造工程の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
110……半導体チップ、120……パッケージ本体、120A……湾曲装着面、120B……吸引孔、121……位置合わせ用の突起、130……カバー体、140……中間補強材、141……位置合わせ用の孔。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to various solid-state imaging devices called, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor and a method for manufacturing the same, and in particular, a semiconductor chip on which an imaging element is formed is bent to absorb a field curvature caused by a coupling optical system. The present invention relates to a solid-state imaging device having a package structure and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, particularly in electronic devices and the like that emphasize portability, miniaturization, weight reduction, and cost reduction have been demanded in the market. For example, a single lens made of plastic is used. The phenomenon of the system is called field curvature).
However, the image plane formed by a single lens has a curved surface regardless of the material of the lens, and since the light receiving surface of the solid-state image sensor is planar, the image formed by the light receiving surface and the lens is formed. It is difficult to perform a focus adjustment so that the entire surface is coincident with the surface.
For this reason, for example, when focusing is performed with emphasis on the center of the light receiving surface, as a result, a blurred image quality is obtained at the periphery, and, for example, when focusing is performed with emphasis on the periphery of the light receiving surface, the result is As a result, the image quality was blurred at the center, and excellent image quality could not be obtained with a single lens.
[0003]
Further, as a method corresponding to such a field curvature of the image forming optical system, a method using a plurality of, for example, two lenses can be considered.
However, in this case, the cost is greatly increased by providing two lenses, and the optical path length is increased to increase the size of the camera module, which limits the application to which the camera module is applied.
[0004]
In order to solve such a problem, the solid-state imaging device is configured such that the light-receiving surface of the solid-state imaging element is curved to absorb the curvature of field of the imaging optical system, and an in-focus image can be obtained on the entire light-receiving surface. (For example, Patent Documents 1 and 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-156278 A [Patent Document 2]
JP 2001-284564 A
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a package structure of a solid-state imaging device in which the light-receiving surface of such a solid-state imaging device is curved.
The solid-state imaging device includes a
[0007]
The
The
Then, by bonding the electrode pads of the
[0008]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process of packaging the solid-state imaging device shown in FIG. 3 and performing wire bonding.
First, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
In this case, as a method of bending the
Next, as shown in FIG. 4C, the electrode pads on the
Finally, as shown in FIG. 4D, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art shown in FIGS. 3 and 4, the
For this reason, the contact state between the electrode pad of the
In addition, since the
[0010]
Therefore, an object of the present invention is to be able to effectively prevent a semiconductor chip from being damaged or a connection failure occurring when a semiconductor chip is bent or a wire bonding operation is performed. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of improving reliability and yield in an absorbing configuration and a method of manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has a thin semiconductor chip having a light receiving surface of a solid-state imaging device formed on a surface thereof, and a curved mounting surface for mounting the semiconductor chip in a state of being curved at a predetermined curvature. A package main body, and a thin plate-like intermediate reinforcing member that is joined to the back surface of the semiconductor chip, is integrally curved with the semiconductor chip, and is interposed between the semiconductor chip and a curved mounting surface of the package main body. It is characterized by.
[0012]
Further, according to the present invention, a thin plate-like intermediate reinforcing material, which is a flexible wiring board connected to the semiconductor chip, is joined to a back surface of a thin plate-like semiconductor chip having a light receiving surface of a solid-state imaging device formed on a front surface thereof. A first step of performing wire bonding between the terminals of the semiconductor chip and the wiring of the intermediate reinforcing material, and integrally bending the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material, and mounting and fixing the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material on a curved mounting surface formed on the package body. And a second step.
[0013]
The present invention also provides a first step of joining a thin plate-shaped intermediate reinforcing member to the back surface of a thin semiconductor chip having a light receiving surface of a solid-state imaging device formed on the front surface, and integrally bending the semiconductor chip and the intermediate reinforcing member. A second step of attaching and fixing to the curved attachment surface formed in the package body, and a third step of performing wire bonding between the terminal of the semiconductor chip and the wiring provided on at least one of the intermediate reinforcing member and the package body. And a process.
[0014]
In the solid-state imaging device of the present invention, a thin plate-shaped intermediate reinforcing member integrated with the semiconductor chip is interposed between the curved thin semiconductor chip and the curved mounting surface of the package body. When the semiconductor chip is bent, the semiconductor chip is reinforced by the intermediate reinforcing material, and the semiconductor chip does not directly contact the package body. Therefore, the semiconductor chip is protected by the intermediate reinforcing material, and damage such as cracks can be prevented.
Also, at the time of wire bonding of the semiconductor chip, the impact applied to the semiconductor chip by the wire bonder can be absorbed and reduced by the intermediate reinforcing material, and damage to the semiconductor chip itself or the electrode pad by the wire bonder can be prevented.
As a result, it is possible to improve the reliability and the yield of the solid-state imaging device in which the curvature of the image formed by the imaging optical system is absorbed by the curvature of the semiconductor chip.
[0015]
Further, in the manufacturing method of the present invention, the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material which is a flexible wiring board thereof are joined, and the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material are connected by wire bonding in a flat state. Are integrally bent, and mounted and fixed on the curved mounting surface of the package body, so that the wire bonding operation can be performed in a flat state, and damage to the semiconductor chip itself or the electrode pads by the wire bonder can be prevented.
Further, even when the semiconductor chip is bent, the semiconductor chip is reinforced by the intermediate reinforcing material, and the semiconductor chip does not come into direct contact with the package body. Therefore, the semiconductor chip is protected by the intermediate reinforcing material, and damage such as cracking can be prevented.
As a result, it is possible to improve the reliability and the yield in the manufacturing process of the solid-state imaging device in which the curvature of the image formed by the imaging optical system is absorbed by the curvature of the semiconductor chip.
[0016]
Further, in the manufacturing method of the present invention, the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material are integrally bent in a joined state, mounted and fixed on the curved mounting surface of the package body, and thereafter, the semiconductor chip is wire-bonded. When the semiconductor chip is curved, the semiconductor chip is reinforced by the intermediate reinforcing material, and the semiconductor chip does not directly contact the package body. Therefore, the semiconductor chip is protected by the intermediate reinforcing material, and damage such as cracks can be prevented.
Also, at the time of wire bonding of the semiconductor chip, the impact applied to the semiconductor chip by the wire bonder can be absorbed and reduced by the intermediate reinforcing material, and damage to the semiconductor chip itself or the electrode pad by the wire bonder can be prevented.
As a result, it is possible to improve the reliability and the yield in the manufacturing process of the solid-state imaging device in which the curvature of the image formed by the imaging optical system is absorbed by the curvature of the semiconductor chip.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a package structure of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
This solid-state imaging device includes a
[0018]
The
Further, the intermediate reinforcing
[0019]
As shown in FIG. 1, when the
In the example shown in FIG. 1, the wiring on the intermediate reinforcing
[0020]
The
Further, a
[0021]
Although not shown in FIG. 1, a projection for alignment is formed on the outer peripheral portion of the package main body 120 (the outer region of the
Note that these projections and holes for alignment are arranged at a plurality of positions (for example, at each corner or each side) along the outer peripheral portions of the package
[0022]
In the example of the structure shown in FIG. 1 and the example of the manufacturing method shown in FIG. 2 described later, since the
That is, since wire bonding can be performed after the
[0023]
In this case, since wire bonding is performed in a state where the
When the
[0024]
Also, regarding the strength and the film thickness of the intermediate reinforcing
When the
Further, the
Further, in the above-described example, the
[0025]
In the solid-state imaging device having the above configuration, the intermediate reinforcing
Also, at the time of wire bonding of the
As a result, in the solid-state imaging device in which the
[0026]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process when packaging and wire bonding the solid-state imaging device shown in FIG.
First, as shown in FIG. 2A, the
[0027]
Next, as shown in FIG. 2B, the
Then, as shown in FIG. 2C, the
As described above, in the present example, the
Further, at the time of this bending, for example, by applying an adhesive to the surface of the
[0028]
Next, as shown in FIG. 2D, the
[0029]
In the above-described manufacturing process shown in FIG. 2, the
In this case, wire bonding is performed on the curved inclined surface of the
[0030]
Further, instead of performing the wire bonding between the
In this case, the intermediate reinforcing
[0031]
Further, in the above-described example, the configuration example in which the
Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is described in a limited manner by the specific example, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the material and dimensions of each member are appropriately selected. Can be done.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, the thin plate-shaped intermediate reinforcing member integrated with the semiconductor chip is interposed between the curved thin plate-shaped semiconductor chip and the curved mounting surface of the package body. Since the semiconductor chip is reinforced by the intermediate reinforcing material when the semiconductor chip is bent, and the semiconductor chip does not directly contact the package body, the semiconductor chip is protected by the intermediate reinforcing material and damage such as cracks can be prevented. Further, even during wire bonding of the semiconductor chip, the impact applied to the semiconductor chip by the wire bonder can be absorbed and reduced by the intermediate reinforcing material, and damage to the semiconductor chip itself or the electrode pad by the wire bonder can be prevented.
As a result, it is possible to improve the reliability and the yield of the solid-state imaging device in which the curvature of the image formed by the imaging optical system is absorbed by the curvature of the semiconductor chip.
[0033]
Further, according to the manufacturing method of the present invention, the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material that is a flexible wiring board thereof are joined, and the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material are connected by wire bonding in a flat state. Since the reinforcing material is bent integrally, and mounted and fixed on the curved mounting surface of the package body, wire bonding can be performed in a flat state, and damage to the semiconductor chip itself or the electrode pads by the wire bonder can be prevented. When the semiconductor chip is bent, the semiconductor chip is reinforced by the intermediate reinforcing member, and the semiconductor chip does not directly contact the package body. Therefore, the semiconductor chip is protected by the intermediate reinforcing member, and damage such as cracking can be prevented.
As a result, it is possible to improve the reliability and the yield in the manufacturing process of the solid-state imaging device in which the curvature of the image formed by the imaging optical system is absorbed by the curvature of the semiconductor chip.
[0034]
Further, according to the manufacturing method of the present invention, the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material are integrally bent in a joined state, mounted on the curved mounting surface of the package body, fixed, and thereafter, the semiconductor chip is wire-bonded. When the semiconductor chip is bent, the semiconductor chip is reinforced by the intermediate reinforcing material, and the semiconductor chip does not directly contact the package body. Therefore, the semiconductor chip is protected by the intermediate reinforcing material, and damage such as cracks can be prevented. During the wire bonding, the impact applied to the semiconductor chip by the wire bonder can be absorbed and mitigated by the intermediate reinforcing material, and the semiconductor chip itself or the electrode pads can be prevented from being damaged by the wire bonder.
As a result, it is possible to improve the reliability and the yield in the manufacturing process of the solid-state imaging device in which the curvature of the image formed by the imaging optical system is absorbed by the curvature of the semiconductor chip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a package structure of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a manufacturing process when packaging and wire bonding the solid-state imaging device illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a package structure of a conventional solid-state imaging device.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a manufacturing process when packaging and wire bonding the solid-state imaging device illustrated in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
110: semiconductor chip, 120: package body, 120A: curved mounting surface, 120B: suction hole, 121: positioning projection, 130: cover body, 140: intermediate reinforcing material, 141 ... Hole for alignment.
Claims (25)
前記半導体チップを所定の曲率で湾曲させた状態で装着するための湾曲装着面を有するパッケージ本体と、
前記半導体チップの裏面に接合されて前記半導体チップと一体に湾曲され、前記半導体チップとパッケージ本体の湾曲装着面との間に介在配置される薄板状の中間補強材と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。A thin semiconductor chip having a light receiving surface of a solid-state imaging device formed on a surface thereof,
A package body having a curved mounting surface for mounting the semiconductor chip in a state of being curved at a predetermined curvature,
A thin plate-shaped intermediate reinforcing member that is joined to the back surface of the semiconductor chip, is integrally curved with the semiconductor chip, and is interposed between the semiconductor chip and the curved mounting surface of the package body;
A solid-state imaging device comprising:
前記半導体チップ及び中間補強材を一体に湾曲させ、パッケージ本体に形成した湾曲装着面に装着、固定する第2の工程と、
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。A thin plate-shaped intermediate reinforcing material, which is a flexible wiring board connected to the semiconductor chip, is bonded to the back surface of the thin semiconductor chip having the light receiving surface of the solid-state imaging device formed on the surface, and the semiconductor chip is flat. A first step of performing wire bonding between the terminal and the wiring of the intermediate reinforcing material;
A second step of integrally bending the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material, and mounting and fixing the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material on a curved mounting surface formed on the package body;
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
前記半導体チップ及び中間補強材を一体に湾曲させ、パッケージ本体に形成した湾曲装着面に装着、固定する第2の工程と、
前記半導体チップの端子と前記中間補強材またはパッケージ本体の少なくとも一方に設けた配線とのワイヤボンドを行う第3の工程と、
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。A first step of joining a thin plate-like intermediate reinforcing material to the back surface of a thin plate-like semiconductor chip having a light receiving surface of a solid-state imaging device formed on the front surface;
A second step of integrally bending the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material, and mounting and fixing the semiconductor chip and the intermediate reinforcing material on a curved mounting surface formed on the package body;
A third step of performing wire bonding between the terminal of the semiconductor chip and the wiring provided on at least one of the intermediate reinforcing member and the package body;
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
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