JP2005327801A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子をパッケージに対して光学的な反応によって接着する半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element is bonded to a package by an optical reaction.
画像入射光を画像電気信号に変換する素子電荷結合素子として、一般的に固体撮像素子が使用されている。これは、撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換するセンサ部と、センサ部から出力される電気信号を処理する回路部とを1つのシリコン基板に設けた半導体素子である。この半導体素子を温度あるいは湿度変化から保護するためにプラスチックモールドなどのパッケージに組み込まれたものが固体撮像装置である。この固体撮像装置が他の電子部品とともに基板に実装され、ビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラなどの製品が完成する。 A solid-state imaging device is generally used as a device charge-coupled device that converts image incident light into an image electrical signal. This is a semiconductor element in which a sensor unit that converts an optical image formed by an imaging lens into an electrical signal and a circuit unit that processes an electrical signal output from the sensor unit are provided on one silicon substrate. In order to protect this semiconductor element from temperature or humidity changes, a solid-state imaging device is incorporated in a package such as a plastic mold. This solid-state imaging device is mounted on a substrate together with other electronic components, and a product such as a video camera or a digital still camera is completed.
以下に従来の固体撮像素子のパッケージへの取り付け方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for attaching a conventional solid-state imaging device to a package will be described with reference to the drawings.
図4は従来の方法を説明するための斜視図、図5は図4における要部を説明するための断面図であって、まず、固体撮像素子1の電気接続端子には金のバンプ3が予め形成されており、さらに、バンプ3に導電性接着剤7を塗布し、固体撮像素子1のバンプ3がパッケージ4の回路パターン6と電気的に接続される。
FIG. 4 is a perspective view for explaining a conventional method, and FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a main part in FIG. 4. First,
導電性接着剤7の接着強度はあまり大きくないため、固体撮像素子1とパッケージ4の隙間に、エポキシ樹脂系の紫外線硬化型の封止剤8を充填して両者を強固に接着する。封止剤8は、液状であって液状物を一定量供給するためのディスペンサノズル9などを用いて、充填すべき部位に注入される。
Since the adhesive strength of the
すなわち、ディスペンサノズル9から封止剤8を吐出しつつ、図示を省略した移動装置により、ディスペンサノズル9を、固体撮像素子1における周囲を一周させ、固体撮像素子1の全周とパッケージ4との隙間に封止剤8を注入する。
That is, while discharging the
パッケージ4には固体撮像素子1の受光部2よりも0.2mm程度大きい長方形の窓5が形成されており、下方に光ファイバー11を設けて、光ファイバー11の出射端12から紫外線を照射することにより、固体撮像素子1とパッケージ4の間から染み出した封止剤16を硬化させ、注入した封止剤8が固体撮像素子1の受光部2に浸入しないようにしていた(特許文献1参照)。
紫外線硬化型の封止剤の硬化に必要な紫外線の波長は365nmであり、一般的に、この波長付近の光が受光面に許容値以上に照射されると、白キズと呼ばれる画素欠陥が発生することがある。 The wavelength of ultraviolet rays necessary for curing an ultraviolet curable encapsulant is 365 nm. Generally, when light near this wavelength is irradiated to the light receiving surface beyond an allowable value, pixel defects called white scratches occur. There are things to do.
すなわち、従来の取り付け方法では、紫外線が固体撮像素子の受光面に直接入射して画像品質を劣化させるという問題があった。また、固体撮像素子の受光面が長方形に対して、ライトガイドの照射範囲が円形であり、中心からの距離で照度がバラツキ、特に四隅のコーナ部は照度が弱く、封止剤のしみ出しが発生したり、最低照度を維持するために照射パワーを上げると必要以上に受光面に紫外線が入光して、品質劣化を増幅させるという課題があった。 In other words, the conventional mounting method has a problem that the ultraviolet light is directly incident on the light receiving surface of the solid-state image pickup device to deteriorate the image quality. In addition, the light receiving surface of the solid-state image sensor is rectangular, and the irradiation range of the light guide is circular.The illuminance varies with the distance from the center.Especially, the corners at the four corners have low illuminance, and the sealant oozes out. When the irradiation power is increased in order to generate or maintain the minimum illuminance, there is a problem that ultraviolet rays are incident on the light receiving surface more than necessary and amplify quality degradation.
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、封止剤硬化のための紫外線が受光面に入光して固体撮像素子の特性が劣化することを防ぎ、かつ紫外線を必要な箇所に均一に照射させることによって、流れ出した封止剤の受光面への浸入を防ぐことを可能にした半導体装置の製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, prevent the ultraviolet rays for curing the sealant from entering the light-receiving surface and deteriorating the characteristics of the solid-state imaging device, and make the ultraviolet rays uniform where necessary It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can prevent the sealant that has flowed out from entering the light-receiving surface by irradiating the semiconductor device with the semiconductor device.
前記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、受光開口部を有するパッケージ体と、受光部を有し該受光部が前記受光開口部に対向するように搭載される半導体素子とを、前記受光開口部周辺に塗布される紫外線硬化型の封止剤に紫外線照射して接着する半導体装置の製造方法であって、前記受光開口部側から紫外線を照射する光源と、前記パッケージと前記光源との間に配置される遮光マスクとを備え、前記遮光マスクに前記受光開口部の外周部に対応させてマスク開口部を設け、前記マスク開口部の内側を遮光構造にし、前記マスク開口部を通して前記光源から紫外線を入射させて前記封止剤を照射することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a package body having a light receiving opening, and a semiconductor element that has a light receiving portion and is mounted so that the light receiving portion faces the light receiving opening. Is a method of manufacturing a semiconductor device in which an ultraviolet curable sealant applied to the periphery of the light receiving opening is irradiated with ultraviolet light and bonded thereto, and the light source for irradiating ultraviolet light from the light receiving opening side and the package And a light shielding mask disposed between the light source and the light source, the masking opening being provided in the light shielding mask so as to correspond to the outer periphery of the light receiving opening, the inside of the mask opening having a light shielding structure, and the mask The sealing agent is irradiated with ultraviolet light incident from the light source through the opening.
ここで、前記光源は、光ファイバーから出射される光源であってもよい。 Here, the light source may be a light source emitted from an optical fiber.
なお、前記マスク開口部は、前記接着剤に対して所定の強度分布の紫外線照射されるように形成されることが好ましい。 The mask opening is preferably formed so that the adhesive is irradiated with ultraviolet rays having a predetermined intensity distribution.
なお、前記マスク開口部は、前記封止剤に紫外線が均等に照射されるように形成されることが好ましい。 The mask opening is preferably formed so that the sealing agent is evenly irradiated with ultraviolet rays.
なお、前記マスク開口部は、前記受光開口部の角部に対する紫外線照射量が多くなるように形成されることが好ましい。 In addition, it is preferable that the mask opening is formed so that the amount of ultraviolet irradiation with respect to the corner of the light receiving opening is increased.
また、前記マスク開口部は複数の開口部からなり、前記複数の開口部のうち少なくとも2つ以上の大きさが異なることを特徴とする。 In addition, the mask opening includes a plurality of openings, and at least two of the plurality of openings are different in size.
なお、前記複数の開口部のそれぞれの大きさは、前記接着剤に対して所定の強度分布の紫外線照射されるように設定されることが好ましい。 The size of each of the plurality of openings is preferably set so that the adhesive is irradiated with ultraviolet rays having a predetermined intensity distribution.
なお、前記複数の開口部のそれぞれの大きさは、前記接着剤に紫外線が均等に照射されるように形成されることが好ましい。 In addition, it is preferable that the size of each of the plurality of openings is formed so that the adhesive is evenly irradiated with ultraviolet rays.
なお、前記複数の開口部のそれぞれの大きさは、前記パッケージ体の開口の角部に対する紫外線照射量が多くなるように形成されることが好ましい。 In addition, it is preferable that the size of each of the plurality of openings is formed so that the amount of ultraviolet irradiation with respect to the corner of the opening of the package body is increased.
また、前記マスク開口部は、透明膜で覆われていてもよい。 The mask opening may be covered with a transparent film.
前記方法により、照射箇所によりマスク開口部の孔サイズを変えたり、スリットの幅を変えたりすることにより、従来の紫外線照度強度のバラツキを解消することができる。 By the method described above, the variation in the conventional ultraviolet illuminance intensity can be eliminated by changing the hole size of the mask opening or changing the width of the slit depending on the irradiation location.
本発明によれば、不要な紫外線が受光部を有する半導体素子における受光面に照射することが、遮光マスクにより避けられ、またマスク開口部の絞り効果により照射強度を一定にすることができることから、封止剤が受光面へ侵入することを効果的に避けることができ、受光部を有する半導体素子のパッケージへの取り付けを、受光特性を劣化させることなく、確実に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to avoid unnecessary ultraviolet rays from irradiating the light receiving surface in the semiconductor element having the light receiving portion by the light shielding mask, and the irradiation intensity can be made constant by the aperture effect of the mask opening. The sealing agent can be effectively prevented from entering the light receiving surface, and the semiconductor element having the light receiving portion can be reliably attached to the package without deteriorating the light receiving characteristics.
また、従来のように、受光面の周囲にのみ紫外線が照射されるように構成した高価で特殊なライトガイドを用いることなく、受光面のサイズに対応した薄板の金属のような簡単な構成のマスクを交換することで、パッケージサイズに対応する切替が簡単に行なうことができ、安価で柔軟性に富んだ半導体装置の製造方法が実現可能である。 In addition, a simple structure such as a thin metal plate corresponding to the size of the light receiving surface can be used without using an expensive and special light guide configured to irradiate ultraviolet rays only around the light receiving surface as in the past. By exchanging the mask, switching corresponding to the package size can be easily performed, and an inexpensive and flexible semiconductor device manufacturing method can be realized.
以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施例である固体撮像素子のパッケージへの取り付け方法を説明するための断面図、図2は本方法にて用いられる遮光マスクの平面図である。なお、以下の説明において、図4,図5にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。 FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of attaching a solid-state image pickup device according to a first embodiment of the present invention to a package, and FIG. 2 is a plan view of a light shielding mask used in this method. In the following description, members corresponding to those described in FIG. 4 and FIG.
図1に示すように、受光部を有する半導体素子としての固体撮像素子1の受光面2には、外部回路に接続するための端子である複数のバンプ3が金ボールなどで形成されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of
パッケージ4は、その中央部に固体撮像素子1の受光面2より大きい四角形の受光開口である窓5を有する。固体撮像素子1は、受光面2を窓5に向けてパッケージ4に取り付けられる。パッケージ4には、固体撮像素子1の複数のバンプ3のそれぞれに対応する位置に銅箔などにより形成された回路パターンが設けられている。
The
固体撮像素子1をパッケージ4に取り付けるときは、回路パターンの端部のパッド部6(電気接続をする部分)に導電性接着剤7を塗布し、固体撮像素子1の各バンプ3を、それぞれ対応する回路パターンのパッド部6に接するように位置決めして取り付ける。これにより固体撮像素子1はパッケージ4に仮付けされる。
When the solid-
次に、固体撮像素子1の外周とパッケージ4との隙間に、封止剤8をディスペンサノズル9を用いて注入する。ディスペンサノズル9は、図示を省略したX−Y移動装置によって固体撮像素子1の外周部に沿って移動するようになっているものである。封止剤8は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性の樹脂である。
Next, the
パッケージ4の直下には、本例では金属製の遮光マスク10が配置されており、遮光マスク10の下方に光ファイバー11の出射端12が配置されている。光ファイバー11の入射端13には紫外線を放射する光源14(以下、UV光源という)が配置されている。
In the present example, a
光ファイバー11の出射端12からの紫外線は、遮光マスク10におけるパッケージ4の窓5の外周部分に対向する位置に設けられたマスク開口である複数の通孔15を通って、選択的に固体撮像素子1を照射する。すなわち、紫外線は、図2に示すように、遮光マスク10の通孔15の設置部より内側部分10aにより光が反射させられるため、受光面2には紫外線が入光しないが、パッケージ4の窓5の周囲と固体撮像素子1の間の部位を照射する。この照度は予め光ファイバー11の出射端12から照射される照度分布を測定しておき、各通孔15の大きさを決定することで制御することができる。
Ultraviolet rays from the
光ファイバー11の出射端12から照射された光は、遮光マスク10の面内で一様ではなく照度の分布を有しており、出射端12からの距離が遠くなるほど光の照度が低下する。これによる露光量のばらつきを吸収するため、マスク開口である通孔15の大きさを部分的に変えることによって絞りを調整することが可能である。例えば、照度の高いところは通孔15の開口を小さく、照度の低い角部は通孔15の開口を大きくすることにより、封止剤8への紫外線照射量を均一にすることができる。
The light emitted from the
また、固体撮像素子1における角部は封止剤8の溜りが発生しやすく、紫外線による硬化が不十分になる傾向があるため、特に角部の照度を高くすることによる固体撮像装置1の周囲全体に渡り、十分な硬化度を得ることができる。
Further, since the corner of the solid-
ディスペンサノズル9で注入された封止剤8は、固体撮像素子1とパッケージ4の隙間を通って、余剰の封止剤16が受光面2の周囲方向へ流れ出す。流れ出た封止剤16は光ファイバー11で照射されている紫外線を受けて表面が急速に硬化し流動性を失う。このとき、染み出してきた封止剤16が受ける紫外線強度は、四辺全てが同一の照度となり、隙間から染み出してきた封止剤16を瞬時に均一に硬化させることができる。
The
図3は本発明の第2の実施形態を説明するための遮光マスクの平面図であって、第2の実施例では、遮光マスク17における紫外線を透過させたい部位に、スリット孔18を設けており、そのスリット幅の大きさにより照度の制御を行う。 FIG. 3 is a plan view of a light shielding mask for explaining the second embodiment of the present invention. In the second example, a slit hole 18 is provided in a portion of the light shielding mask 17 where it is desired to transmit ultraviolet rays. The illuminance is controlled according to the slit width.
光ファイバー11の出射端12から照射された光は、遮光マスク10の面内で一様ではなく照度の分布を有しており、出射端12からの距離が遠くなるほど光の照度が低下する。これによる露光量のばらつきを吸収するため、マスク開口の大きさを部分的に変えることにより絞りの調整が可能である。
The light emitted from the
例えば、照度の高いところは開口幅を狭く、照度の低い角部は開口幅を広くすることにより封止剤8への紫外線照射量を均一にすることができる。
For example, the ultraviolet irradiation amount to the sealing
また、固体撮像装置1における角部は封止剤8の溜りが発生しやすく、紫外線の硬化が不十分になる傾向があるため、特に角部の照度を高くすることにより、固体撮像装置1の周囲全体に渡り、十分な硬化度を得ることができる。
Moreover, since the corner | angular part in the solid-
また、通孔15,スリット孔18などのマスク開口は、露光に必要な波長域、例えば紫外線を透過するものであれば、透明膜で覆われていてもよい。
Further, the mask openings such as the through
本発明に係る固体撮像素子をパッケージに取り付ける方法、およびその方法に用いる遮光マスクは、固体撮像素子などを温度あるいは湿度、その他の外的ストレスから保護するためにパッケージングする際に、固体撮像素子における心臓部である受光面を紫外線の照射を避け、受光面への封止剤の浸入を防止する手段として有用である。 A method of attaching a solid-state image pickup device according to the present invention to a package, and a light-shielding mask used in the method are provided when a solid-state image pickup device is packaged to protect the solid-state image pickup device from temperature, humidity, and other external stresses. This is useful as a means for avoiding ultraviolet light irradiation on the light receiving surface, which is the heart of, and preventing the sealing agent from entering the light receiving surface.
1 固体撮像素子
2 受光面
3 バンプ
4 パッケージ
5 窓
6 パッド部
7 導電性接着剤
8 封止剤
9 ディスペンサノズル
10,17 遮光マスク
11 光ファイバー
12 光ファイバーの出射端
13 光ファイバーの入射端
14 光源
15 通孔
16 流れ出た封止剤
18 スリット孔
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記受光開口部側から紫外線を照射する光源と、
前記パッケージと前記光源との間に配置される遮光マスクとを備え、
前記遮光マスクに前記受光開口部の外周部に対応させてマスク開口部を設け、前記マスク開口部の内側を遮光構造にし、前記マスク開口部を通して前記光源から紫外線を入射させて前記封止剤を照射することを特徴とする半導体装置の製造方法。 An ultraviolet curable sealant that is applied to the periphery of the light receiving opening, and includes a package body having the light receiving opening and a semiconductor element that has the light receiving part and is mounted so that the light receiving part faces the light receiving opening. A method of manufacturing a semiconductor device that adheres by irradiating with ultraviolet rays,
A light source that emits ultraviolet light from the light receiving opening side;
A light-shielding mask disposed between the package and the light source,
A mask opening is provided in the light shielding mask so as to correspond to the outer peripheral portion of the light receiving opening, a light shielding structure is provided on the inner side of the mask opening, and ultraviolet rays are incident from the light source through the mask opening to thereby apply the sealing agent. Irradiation, a method for manufacturing a semiconductor device.
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KR101245632B1 (en) | 2011-08-30 | 2013-03-20 | 주식회사 인지모바일솔루션 | Led package and its manufacturing method |
WO2015010413A1 (en) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | Frame sealing glue solidifying device |
CN113983045A (en) * | 2021-10-26 | 2022-01-28 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | Bonding method of conductive sealing strip and aluminum alloy frame and sealing strip |
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2004
- 2004-05-12 JP JP2004142479A patent/JP2005327801A/en active Pending
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