JP2006041429A - Sensor unit and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor unit that is small and highly reliable, and to provide its manufacturing method that easily manufactures such a sensor unit. <P>SOLUTION: A sensor unit 11 has a protection material 31, a sensor housing module 21, and an active element housing module 41 in this order in a multi-stage state so that the sensor surface of the sensor housing module may face the protection material. The protection material has a protection substrate 32 and wiring 36, and the sensor housing module has a substrate 22, a sensor 23, and a plurality of front and back conductive vias 25 penetrating the substrate, and the front and back conductive vias are joined to the protection material's wiring as well, and the sensor is connected to the protection material's wiring. The active element housing module has a substrate 42, an active element 43, and a plurality of front and back conductive vias as well as having wiring 46 connecting the front and back conductive vias and the active element, and the front and back conductive vias are joined to the sensor housing module's front and back conductive vias. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、センサーユニットに係り、特にセンサーと能動素子とを内蔵したセンサーユニットと、このセンサーユニットを簡便に製造する方法に関する。   The present invention relates to a sensor unit, and more particularly to a sensor unit incorporating a sensor and an active element, and a method for easily manufacturing the sensor unit.

従来から、CCD、CMOS等のイメージセンサー、加速度センサー等のセンサーと、このセンサーからの信号を処理する能動素子とを備えたセンサーユニットが種々の用途に用いられている。このようなセンサーユニットとしては、例えば、ワイヤボンディング、金属バンプ等の接続手段を用いて配線基板上にセンサー内蔵モジュールと能動素子内蔵モジュールを実装し、これらを樹脂封止して保護したものが知られている(特許文献1)。
特開2003−259169号公報
Conventionally, a sensor unit including an image sensor such as a CCD or CMOS, a sensor such as an acceleration sensor, and an active element that processes a signal from the sensor has been used for various applications. As such a sensor unit, for example, a sensor built-in module and an active element built-in module are mounted on a wiring board by using connection means such as wire bonding or metal bump, and these are protected by resin sealing. (Patent Document 1).
JP 2003-259169 A

しかしながら、上述のような従来のセンサーユニットは、配線基板上に実装されたセンサー内蔵モジュールが、能動素子内蔵モジュールの実装部位とは別の部位に位置するため、配線基板の面方向の広がりが必要であった。このため、センサーユニットの小型化には限界があった。
また、配線基板上にセンサー内蔵モジュールと能動素子内蔵モジュールを個々に実装するため、個々のモジュールを配線基板の所定の位置に実装するための位置合せを正確に行なう必要があり、工程管理が煩雑であるとともに、実装位置のズレを生じた場合、センサーユニットの信頼性が低下するという問題があった。
さらに、実装時にセンサーが高温に曝されることがあり、センサーの特性の低下や、センサーユニットの信頼性低下を引き起こすことがあった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で信頼性の高いセンサーユニットと、このようなセンサーユニットを簡便に製造するための製造方法を提供することを目的とする。
However, in the conventional sensor unit as described above, since the sensor built-in module mounted on the wiring board is located in a part different from the mounting part of the active element built-in module, it is necessary to expand the surface direction of the wiring board. Met. For this reason, there was a limit to downsizing the sensor unit.
In addition, since the sensor built-in module and the active element built-in module are individually mounted on the wiring board, it is necessary to accurately align each module for mounting at a predetermined position on the wiring board, and the process management is complicated. In addition, when the mounting position is shifted, there is a problem that the reliability of the sensor unit is lowered.
In addition, the sensor may be exposed to high temperatures during mounting, which may cause deterioration in sensor characteristics and sensor unit reliability.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small and highly reliable sensor unit and a manufacturing method for easily manufacturing such a sensor unit. .

このような目的を達成するために、本発明のセンサーユニットは、保護材と、センサー内蔵モジュールと、能動素子内蔵モジュールと、をこの順で、かつ、センサー内蔵モジュールのセンサー面が前記保護材と対向するように多段状態で備え、前記保護材は、保護基板と、該保護基板の前記センサー内蔵モジュールとの対向面に配設された配線を有するものであり、前記センサー内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵されたセンサーと、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記センサーから外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアが前記保護材の配線に接合し、かつ、前記センサーが前記保護材の配線に接続したものであり、前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵された能動素子と、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記能動素子から外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアと能動素子を接続する配線を有し、前記表裏導通ビアが前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合したものであるような構成とした。   In order to achieve such an object, the sensor unit of the present invention comprises a protective material, a sensor built-in module, and an active element built-in module in this order, and the sensor surface of the sensor built-in module is the protective material. Provided in multiple stages so as to face each other, the protective material has a protective substrate and wiring disposed on a surface of the protective substrate facing the sensor built-in module, the sensor built-in module, A sensor built in the substrate and a plurality of front and back conductive vias penetrating the substrate in a region outside the sensor, the front and back conductive vias joined to the wiring of the protective material, and the sensor The active element built-in module is connected to the wiring of the protective material, and includes a substrate, an active element built in the substrate, and a composite that penetrates the substrate. The front and back conductive vias are provided in a region outside the active element, and there is a wiring connecting the front and back conductive vias to the active element, and the front and back conductive vias are joined to the front and back conductive vias of the sensor built-in module. The configuration is as follows.

本発明の他の態様として、前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記保護材の配線に接合しており、前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合しているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護基板は、前記センサー面と対向する面に凹部を備えるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the front and back conductive vias of the sensor built-in module are joined to the wiring of the protective material via metal bumps, and the front and back conductive vias of the sensor built-in module are connected to the active element via metal bumps. The built-in module is connected to the front and back conductive vias.
As another aspect of the present invention, the protective substrate is configured to have a recess on a surface facing the sensor surface.

本発明の他の態様として、前記能動素子内蔵モジュールは、前記センサー内蔵モジュールに対向する面の反対面にはんだバンプを備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護基板はガラス基板であり、前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールの基板はシリコン基板であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールが備える表裏導通ビアの太さは1〜10μmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材と前記センサー内蔵モジュールとの間隙部、および前記センサー内蔵モジュールと前記能動素子内蔵モジュールとの間隙部に封止樹脂層を備えるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the module with a built-in active element is configured to have a solder bump on a surface opposite to a surface facing the module with a built-in sensor.
As another aspect of the present invention, the protection substrate is a glass substrate, and the substrate of the sensor built-in module and the active element built-in module is a silicon substrate.
As another aspect of the present invention, the thickness of the front and back conductive vias included in the sensor built-in module and the active element built-in module is in the range of 1 to 10 μm.
As another aspect of the present invention, a sealing resin layer is provided in the gap between the protective material and the sensor built-in module and in the gap between the sensor built-in module and the active element built-in module.

本発明のセンサーユニットの製造方法は、センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎にセンサーを内蔵させる工程と、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記センサーの外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとすることにより、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成する工程と、接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記センサー内蔵モジュール用ウエハはシリコンウエハであり、前記センサーを各面付け毎に前記シリコンウエハ上で作製するような構成とした。
The method for manufacturing a sensor unit according to the present invention includes a step of dividing a sensor built-in module wafer into multiple impositions and incorporating a sensor for each imposition, and an outer side of the sensor for each imposition of the sensor built-in module wafer. Forming a plurality of fine through holes in the region, and arranging a conductive material in the fine through holes to form front and back conductive vias, thereby forming a sensor built-in module with multiple faces, and connection bumps and bonding bumps, A step of forming the connection bump and the wiring connected to the bonding bump on one surface of the protective substrate to form a protective material, and a plurality of the protective materials on the sensor built-in surface side of the sensor built-in module wafer. The sensor is disposed by imposing, connecting the connection bump and the sensor, and bonding the bonding bump and the front and back conductive vias. A step of bonding the protective material for each imposition of the wafer for the storage module, and incorporating an active element on one surface of the substrate, forming a plurality of fine through holes in a region outside the active element, A step of providing a conductive material in the through hole to form a front / back conductive via, forming a wiring for connecting the front / back conductive via and the active element to form an active element built-in module, and a plurality of the active element built-in modules; Are arranged on the opposite side of the sensor built-in surface of the sensor built-in module wafer for each imposition, and the front and back conducting vias of the sensor built-in module wafer and the front and back conducting vias of the active element built-in module are joined via the joining bumps. Thus, the step of bonding the module with a built-in active element for each imposition of the wafer for module with a built-in sensor, and the wafer for module with a built-in sensor with multiple faces Was a step of dicing, and that have configure.
As another aspect of the present invention, the sensor built-in module wafer is a silicon wafer, and the sensor is fabricated on the silicon wafer for each imposition.

また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとする工程と、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に凹部を形成し、該凹部にセンサーチップを埋設して内蔵させる工程と、接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有するような構成とした。   In the method of manufacturing the sensor unit according to the present invention, the module built-in module wafer is divided into multiple faces, a plurality of fine through holes are formed for each face, and a conductive material is disposed in the fine through holes. Steps for forming front and back conductive vias, forming a recess for each imposition of the sensor built-in module wafer, embedding and embedding a sensor chip in the recess, connection bumps and bonding bumps, the connection bumps, Forming wiring connected to the bonding bumps on one surface of the protective substrate as a protective material, and arranging a plurality of the protective materials for each imposition on the sensor built-in surface side of the sensor built-in module wafer The connection bump and the sensor are connected, and the bonding bump and the front and back conductive vias are bonded. A step of bonding a protective material, an active element is built in one surface of the substrate, a plurality of fine through holes are formed in a region outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through hole so Forming a conductive via, forming a wiring for connecting the front and back conductive vias and the active element to form a module with a built-in active element, and incorporating a plurality of modules with a built-in active element into the sensor of the wafer for the module with built-in sensor It is arranged for each imposition on the opposite side of the surface, and the front and back conductive vias of the sensor built-in module wafer and the front and back conductive vias of the active element built-in module are bonded via bonding bumps. A step of joining the module with a built-in active element for each imposition, and a step of dicing a wafer for a module with a built-in sensor with multiple impositions. It was constructed.

また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、保護材用保護基板を多面付けに区画し、各面付け毎に接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを形成する工程と、センサーチップを、前記保護材用保護基板の配線形成面側に各面付け毎に配置し、センサーと前記接合バンプとを接合する工程と、基板にセンサー内蔵用の凹部と、該凹部から外側に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアを形成する工程と、複数の前記基板を、前記凹部に前記センサーチップを埋設するようにして、前記保護材用保護基板の各面付け毎に配置し、かつ、前記保護材用保護基板の前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュールを前記保護材用保護基板の各面付け毎に接合する工程と、基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュールの基板面に配置し、センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記保護材用保護基板の各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、多面付けの前記保護材用保護基板をダイシングする工程と、を有するような構成とした。   In the method of manufacturing the sensor unit according to the present invention, the protective substrate for the protective material is divided into multiple faces, and connection bumps and bonding bumps and wirings connected to the connection bumps and the bonding bumps are formed for each imposition. A step of arranging a sensor chip for each imposition on the wiring forming surface side of the protective substrate for protective material, bonding the sensor and the bonding bump, a concave portion for incorporating the sensor in the substrate, and the concave portion Forming a plurality of fine through holes on the outer side, disposing a conductive material in the fine through holes to form front and back conductive vias, and embedding the plurality of substrates with the sensor chip embedded in the recesses. And arranging the sensor built-in module for the protective material by disposing the protective substrate for the protective material for each imposition and joining the bonding bumps of the protective substrate for protective material and the front and back conductive vias. A step of bonding for each imposition of the protective substrate, and incorporating an active element on one surface of the substrate, forming a plurality of fine through holes in a region outside the active element, and applying a conductive material to the fine through holes Arranging a front and back conductive via to form a wiring for connecting the front and back conductive via and the active element to form an active element built-in module; a plurality of the active element built-in modules; The active element is arranged for each imposition of the protective substrate for the protective material by bonding the front and back conductive vias of the sensor built-in module and the front and back conductive vias of the active element built-in module via bonding bumps. It has the structure which has the process of joining a built-in module, and the process of dicing the said protective substrate for protective materials of multiple surfaces.

本発明の他の態様として、センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアおよび/または能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアの接合面に、予め接合バンプを形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記能動素子内蔵モジュールを構成する基板はシリコン基板であり、前記能動素子はシリコン基板上で作製したものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記接合は低温接合であるような構成とした。
As another aspect of the present invention, a configuration is adopted in which bonding bumps are formed in advance on the bonding surfaces of the front and back conductive vias of the sensor built-in module and / or the front and back conductive vias of the active element built-in module.
As another aspect of the present invention, the substrate constituting the active element built-in module is a silicon substrate, and the active element is fabricated on a silicon substrate.
As another aspect of the present invention, the joining is a low-temperature joining.

このような本発明のセンサーユニットは、配線基板を備えておらず、また、センサー内蔵モジュールを挟持するように保護材と能動素子内蔵モジュールとが多段状態に接合されているため、面積、高さともに大幅な小型化が可能となる。また、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールと保護材と能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能であり、工程管理が容易で製造コストの低減が可能であり、また、接合バンプを用いた低温接合により、センサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。   Such a sensor unit of the present invention does not include a wiring board, and the protective material and the active element built-in module are joined in multiple stages so as to sandwich the sensor built-in module. Both can be greatly downsized. In addition, it is possible to perform batch assembly that joins the sensor built-in module, the protective material, and the active element built-in module at the wafer level, facilitating process management and reducing manufacturing costs, and using low temperature bonding bumps. By joining, the influence of heat on the sensor can be prevented, and a highly reliable sensor unit can be manufactured.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[センサーユニット]
図1は、本発明のセンサーユニットの一実施形態を示す概略断面図である。図1において、本発明のセンサーユニット11は、センサー内蔵モジュール21と、このセンサー内蔵モジュール21を挟持するように多段状態で接合された保護材31、能動素子内蔵モジュール41とを備えている。また、センサー内蔵モジュール21と保護材31との間隙部には封止樹脂層51が介在し、センサー内蔵モジュール21と能動素子内蔵モジュール41との間隙部にも封止樹脂層52が介在している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Sensor unit]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a sensor unit of the present invention. In FIG. 1, the sensor unit 11 of the present invention includes a sensor built-in module 21, a protective material 31 and an active element built-in module 41 that are joined in multiple stages so as to sandwich the sensor built-in module 21. Further, a sealing resin layer 51 is interposed in a gap between the sensor built-in module 21 and the protective material 31, and a sealing resin layer 52 is also interposed in a gap between the sensor built-in module 21 and the active element built-in module 41. Yes.

本発明のセンサーユニット11を構成するセンサー内蔵モジュール21は、基板22と、この基板22の一方の面22a側に内蔵されたセンサー23と、このセンサー23の外側の領域の基板22に設けられた複数の微細貫通孔24と、これらの微細貫通孔24内に配設された表裏導通ビア25とを備えている。上記の表裏導通ビア25は、基板22の他方の面22bにおいて、接合バンプ28として突出し、後述する能動素子内蔵モジュール41の表裏導通ビア45に接合されている。
センサー内蔵モジュール21に内蔵されるセンサーには特に制限はなく、CCD、CMOS等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の各種MEMS(Micro Electromechanical System)センサー等であってよい。
A sensor built-in module 21 constituting the sensor unit 11 of the present invention is provided on a substrate 22, a sensor 23 built in one surface 22 a of the substrate 22, and a substrate 22 in a region outside the sensor 23. A plurality of fine through holes 24 and front and back conductive vias 25 disposed in these fine through holes 24 are provided. The front and back conductive via 25 protrudes as a bonding bump 28 on the other surface 22b of the substrate 22 and is bonded to a front and back conductive via 45 of an active element built-in module 41 described later.
The sensor built into the sensor built-in module 21 is not particularly limited, and may be an image sensor such as a CCD or CMOS, or various MEMS (Micro Electromechanical System) sensors such as an acceleration sensor, a pressure sensor, or a gyro sensor.

本発明のセンサーユニット11を構成する保護材31は、保護基板32と、この保護基板32の一方の面(センサー内蔵モジュール21と対向する面)32aに形成された凹部33と、この凹部33を除く面32a上に形成された所望の配線36を備えている。上記の凹部33は、センサー23との間に所望の空隙部を確保するためのものである。また、保護基板32の面32aには、センサー23の各端子(図示せず)に接続している複数の接続バンプ37と、センサー内蔵モジュール21の表裏導通ビア25と接合している複数の接合バンプ38とが配設され、これらは配線36に接続されている。
また、本発明のセンサーユニット11を構成する能動素子内蔵モジュール41は、基板42と、この基板42の一方の面(センサー内蔵モジュール21と対向する面の反対側の面)42a側に内蔵された能動素子43と、この能動素子43の外側の領域の基板42に形成された複数の微細貫通孔44と、これらの微細貫通孔44内に配設された表裏導通ビア45とを備えている。また、基板42の面42aには、能動素子43の所望の端子(図示せず)と所望の表裏導通ビアとを接続している配線46が配設されている。そして、配線46の所望箇所には、外部端子としてのはんだバンプ49が配設されている。
The protective material 31 constituting the sensor unit 11 of the present invention includes a protective substrate 32, a concave portion 33 formed on one surface (a surface facing the sensor built-in module 21) 32 a of the protective substrate 32, and the concave portion 33. A desired wiring 36 formed on the surface 32a to be removed is provided. The recess 33 is for securing a desired gap between the sensor 23 and the sensor 23. The surface 32 a of the protective substrate 32 has a plurality of connection bumps 37 connected to each terminal (not shown) of the sensor 23 and a plurality of joints bonded to the front and back conductive vias 25 of the sensor built-in module 21. Bumps 38 are disposed, and these are connected to the wiring 36.
Further, the active element built-in module 41 constituting the sensor unit 11 of the present invention is built in the substrate 42 and one surface (the surface opposite to the surface facing the sensor built-in module 21) 42a of the substrate 42. The active element 43 includes a plurality of fine through holes 44 formed in the substrate 42 in a region outside the active element 43, and front and back conductive vias 45 disposed in the fine through holes 44. In addition, on the surface 42a of the substrate 42, wirings 46 connecting desired terminals (not shown) of the active elements 43 and desired front and back conductive vias are disposed. A solder bump 49 as an external terminal is disposed at a desired location of the wiring 46.

上述のような本発明のセンサーユニット11では、センサー23の端子は、接続バンプ37、配線36、接合バンプ38を介して、表裏導通ビア25に接続され、さらに、接合バンプ28を介して、能動素子内蔵モジュール41の表裏導通ビア45に接続され、配線46を介して能動素子43の所望の端子に接続されている。
上記のセンサー内蔵モジュール21の基板22、能動素子内蔵モジュール41の基板42は、XY方向(基板表面に平行な平面)の熱膨張係数が2〜20ppm、好ましくは2.5〜17ppmの範囲内であることが望ましく、例えば、シリコン、セラミック、ガラス、ガラス−エポキシ複合材料等の材質を使用することができる。これらの基板22,42の厚みは、内蔵するセンサー、能動素子、および基板の材質等を考慮して、例えば、50〜400μmの範囲で設定することができる。
In the sensor unit 11 of the present invention as described above, the terminals of the sensor 23 are connected to the front and back conductive vias 25 through the connection bumps 37, the wirings 36, and the bonding bumps 38, and are further activated through the bonding bumps 28. It is connected to the front and back conductive vias 45 of the element built-in module 41, and is connected to a desired terminal of the active element 43 through the wiring 46.
The substrate 22 of the sensor built-in module 21 and the substrate 42 of the active element built-in module 41 have a thermal expansion coefficient in the XY direction (a plane parallel to the substrate surface) of 2 to 20 ppm, preferably 2.5 to 17 ppm. For example, a material such as silicon, ceramic, glass, glass-epoxy composite material, or the like can be used. The thicknesses of these substrates 22 and 42 can be set in the range of 50 to 400 μm, for example, in consideration of the built-in sensor, active element, substrate material, and the like.

また、保護材31の保護基板32は、XY方向(基板表面に平行な平面)の熱膨張係数が上述の基板22,42に近いことが好ましく、また、透明性が要求される場合には、それを考慮して選定することができ、例えば、ガラス等の材質を使用することができる。この保護基板32の厚みは、材質、光透過性等を考慮して、例えば、100〜600μmの範囲で設定することができる。また、保護基板32の凹部33の形状、寸法は、センサー23の特性、寸法等に応じて適宜設定することができ、例えば、センサー23の表面との間1〜20μm程度の間隙を生じるように設定することができる。
保護材31が備える配線36、接続バンプ37、接合バンプ38の材質は、銅、銀、金、スズ等の導電材料とすることができる。また、接続バンプ37、接合バンプ38は、高さが5〜30μm程度、太さが5〜100μm程度であってよく、接続バンプ37と接合バンプ38が同じ形状でも、異なる形状であってもよい。
Further, the protective substrate 32 of the protective material 31 preferably has a thermal expansion coefficient close to the above-described substrates 22 and 42 in the XY direction (a plane parallel to the substrate surface), and when transparency is required, For example, a material such as glass can be used. The thickness of the protective substrate 32 can be set, for example, in the range of 100 to 600 μm in consideration of the material, light transmittance, and the like. Further, the shape and size of the concave portion 33 of the protective substrate 32 can be appropriately set according to the characteristics, size, etc. of the sensor 23. For example, a gap of about 1 to 20 μm is generated between the surface of the sensor 23 and the sensor 23. Can be set.
The material of the wiring 36, the connection bump 37, and the bonding bump 38 included in the protective material 31 can be a conductive material such as copper, silver, gold, or tin. The connection bump 37 and the bonding bump 38 may have a height of about 5 to 30 μm and a thickness of about 5 to 100 μm, and the connection bump 37 and the bonding bump 38 may have the same shape or different shapes. .

センサー内蔵モジュール21の複数の微細貫通孔24と、能動素子内蔵モジュール41の複数の微細貫通孔44は、開口径が1〜50μm、好ましくは5〜30μm程度である。この微細貫通孔24,44の形状は、図示例では厚み方向で内径がほぼ一定のストレート形状であるが、これに限定されず、一方の開口径が広いテーパー形状をなすもの、厚み方向のほぼ中央で内径が狭くなっているような形状等であってもよい。
上記のような微細貫通孔24,44内に配設された表裏導通ビア25,45の太さは、1〜50μm、好ましくは5〜30μm程度である。このような表裏導通ビア25,45は、微細貫通孔24,44内に充填されたものであってもよく、また、表裏導通ビア25,45の内壁面に形成され、貫通孔が存在するようなものであってもよい。
The plurality of fine through holes 24 of the sensor built-in module 21 and the plurality of fine through holes 44 of the active element built-in module 41 have an opening diameter of about 1 to 50 μm, preferably about 5 to 30 μm. The shape of the fine through holes 24 and 44 is a straight shape having a substantially constant inner diameter in the thickness direction in the illustrated example, but is not limited to this, and one having a tapered shape with a wide opening diameter, substantially in the thickness direction. It may be a shape having an inner diameter that is narrow at the center.
The thickness of the front and back conductive vias 25 and 45 disposed in the fine through holes 24 and 44 as described above is about 1 to 50 μm, preferably about 5 to 30 μm. Such front and back conductive vias 25 and 45 may be filled in the fine through holes 24 and 44, and are formed on the inner wall surfaces of the front and back conductive vias 25 and 45 so that there are through holes. It may be anything.

センサー内蔵モジュール21が備える表裏導通ビア25、接合バンプ28、および能動素子内蔵モジュール41が備える表裏導通ビア45、配線46の材質は、銅、銀、金、スズ等の導電材料とすることができる。また、接合バンプ28は、高さが5〜30μm程度、太さが5〜100μm程度とすることができる。
尚、本発明では、微細貫通孔24,44の内壁面等に絶縁層を備えていてもよく、この絶縁層は、二酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化チタン膜等の単層膜、あるいは所望の2種以上の積層膜とすることができる
また、封止樹脂層51,52の材質は、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機材料、あるいは、これらの有機材料とガラス繊維等を組み合わせたもの等とすることができる。また、封止樹脂層51,52の厚みは、上述の接合バンプ28,38の寸法等を考慮して設定することができ、例えば、1〜20μmの範囲で設定することができる。
The material of the front and back conductive vias 25, the bonding bumps 28, and the front and back conductive vias 45 and the wiring 46 provided in the active element built-in module 41 may be conductive materials such as copper, silver, gold, and tin. . The bonding bump 28 can have a height of about 5 to 30 μm and a thickness of about 5 to 100 μm.
In the present invention, an insulating layer may be provided on the inner wall surface of the fine through-holes 24, 44, and this insulating layer is a single layer film such as a silicon dioxide film, a silicon nitride film, a titanium nitride film, or the like. Moreover, the material of the sealing resin layers 51 and 52 is an organic material such as an epoxy resin, a benzocyclobutene resin, a cardo resin, a polyimide resin, or these organic materials. It can be a combination of glass fibers or the like. The thickness of the sealing resin layers 51 and 52 can be set in consideration of the dimensions of the bonding bumps 28 and 38 described above, and can be set in the range of 1 to 20 μm, for example.

上述のような本発明のセンサーユニット11は、配線基板上にセンサー内蔵モジュールや能動素子内蔵モジュールを個別に実装した従来のセンサーユニットと異なり、配線基板を備えておらず、また、センサー内蔵モジュール21を挟持するようにして保護材31と能動素子内蔵モジュール41が多段状態に接合されているため、小面積化、および薄型化が可能で、大幅な小型化が実現できる。
本発明のセンサーユニットは、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図2に示されるように、能動素子43をセンサー内蔵モジュール21側の面42bに備え、この面42bに配線46が形成されているとともに、反対面42aには、外部電極形成用の配線48とはんだバンプ49が形成された能動素子内蔵モジュール41′を備えたものであってもよい。尚、図2では、図1と同様の部材には、同じ部材番号を付して示してある。
また、本発明のセンサーユニットは、上述の封止樹脂層51,52の一方、あるいは、両方を備えていないものであってもよい。
Unlike the conventional sensor unit in which the sensor built-in module and the active element built-in module are individually mounted on the wiring board, the sensor unit 11 of the present invention as described above does not include the wiring board, and the sensor built-in module 21. Since the protective material 31 and the active element built-in module 41 are joined in a multi-stage state so as to sandwich them, the area can be reduced and the thickness can be reduced, and a significant reduction in size can be realized.
The sensor unit of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 2, the active element 43 is provided on the surface 42b on the sensor built-in module 21 side, and a wiring 46 is formed on the surface 42b, and a wiring for forming an external electrode is formed on the opposite surface 42a. An active element built-in module 41 ′ in which 48 and solder bumps 49 are formed may be provided. In FIG. 2, the same members as those in FIG. 1 are given the same member numbers.
In addition, the sensor unit of the present invention may not include one or both of the sealing resin layers 51 and 52 described above.

[センサーユニットの製造方法]
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法について、上述の図1に示すセンサーユニット11を例として説明する。
図3および図4は、本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。まず、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aを多面付けに区画し、各面付け1A毎にセンサー23を作製する(図3(A))。センサー23は、例えば、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aとしてシリコンウエハを使用し、このシリコンウエハにセンサー23をMEMS(Micro Electromechanical System)手法等を用いて作製する。
[Method for manufacturing sensor unit]
Next, a method for manufacturing the sensor unit of the present invention will be described using the sensor unit 11 shown in FIG. 1 as an example.
3 and 4 are process diagrams showing an embodiment of a method for producing a sensor unit of the present invention. First, the sensor built-in module wafer 22A is divided into multiple impositions, and a sensor 23 is produced for each imposition 1A (FIG. 3A). The sensor 23 uses, for example, a silicon wafer as the sensor built-in module wafer 22A, and the sensor 23 is manufactured on the silicon wafer by using a MEMS (Micro Electromechanical System) method or the like.

次に、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aの各面付け1A毎に、センサー23の外側の領域に複数の微細貫通孔24を形成し(図3(B))、これらの微細貫通孔24に導電材料を配設して表裏導通ビア25とし、また、センサー23内蔵面の反対側の面に、外部に突出した接合バンプ28を表裏導通ビア25に連設する。これにより、センサー内蔵モジュール21を多面付けで形成する(図3(C))。
微細貫通孔24は、例えば、センサー内蔵モジュール用ウエハ22A上にマスクパターンを形成し、露出しているセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aに対して、プラズマを利用したドライエッチング法であるICP−RIE(Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching:誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング)法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により微細貫通孔24を形成することもできる。さらに、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aに、上述のいずれかの方法により、センサー23内蔵面から所定の深さで微細孔を形成し、その後、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aの反対面を研磨して微細孔を露出させることにより、微細貫通孔24を形成してもよい。
Next, a plurality of fine through holes 24 are formed in a region outside the sensor 23 for each imposition 1A of the sensor built-in module wafer 22A (FIG. 3B), and a conductive material is formed in these fine through holes 24. The front and back conductive vias 25 are arranged, and the joint bumps 28 projecting outside are connected to the front and back conductive vias 25 on the surface opposite to the sensor 23 built-in surface. Thus, the sensor built-in module 21 is formed with multiple faces (FIG. 3C).
The fine through hole 24 is formed, for example, by forming a mask pattern on the sensor built-in module wafer 22A and exposing the exposed sensor built-in module wafer 22A to ICP-RIE (Inductively) which is a dry etching method using plasma. It can be formed by a coupled plasma-reactive ion etching (inductively coupled plasma-reactive ion etching) method. Further, the fine through holes 24 can be formed by a sandblasting method, a wet etching method, or a femtosecond laser method. Further, a fine hole is formed in the sensor built-in module wafer 22A at a predetermined depth from the sensor built-in surface by any one of the methods described above, and then the opposite surface of the sensor built-in module wafer 22A is polished to be fine. The fine through hole 24 may be formed by exposing the hole.

この微細貫通孔24の開口径は、1〜50μm、好ましくは5〜30μmの範囲で設定することができる。
また、微細貫通孔24内への表裏導通ビア25の形成は、例えば、プラズマCVD法等により下地導電薄膜を微細貫通孔24内に形成し、その後、電解フィルドめっきにより、導電金属を析出させることにより行うことができる。これにより、ボイドのない表裏導通ビア25をえることができる。また、導電性ペーストを微細貫通孔24内に充填することにより表裏導通ビア25を形成することもできる。
The opening diameter of the fine through hole 24 can be set in the range of 1 to 50 μm, preferably 5 to 30 μm.
Further, the formation of the front and back conductive vias 25 in the fine through holes 24 is performed by, for example, forming a base conductive thin film in the fine through holes 24 by plasma CVD or the like, and then depositing a conductive metal by electrolytic field plating. Can be performed. Thereby, the front and back conductive vias 25 without voids can be obtained. Alternatively, the front and back conductive vias 25 can be formed by filling the fine through holes 24 with a conductive paste.

上記の接合バンプ28は、上記の表裏導通ビア25の形成と同時に、センサー23内蔵面の反対側の面から外部に突出するように形成することができる。また、表裏導通ビア25を形成した後、センサー23内蔵面の反対側の面に、表裏導通ビア25が露出するようにレジストパターンを形成し、その後、表裏導通ビア25を給電層として電解めっきにより形成することもできる。さらに、スクリーン印刷法等により導電性ペーストを印刷して接合バンプ28を形成することもできる。このような接合バンプ28の形状は、円錐形状、円柱形状等であってよく、太さは表裏導通ビア25と同等程度、また、高さ(突出量)は1〜30μm程度であることが好ましい。   The joint bump 28 can be formed so as to protrude from the surface opposite to the sensor 23 built-in surface simultaneously with the formation of the front and back conductive vias 25. Also, after forming the front and back conductive vias 25, a resist pattern is formed on the surface opposite to the sensor 23 built-in surface so that the front and back conductive vias 25 are exposed. It can also be formed. Further, the bonding bumps 28 can be formed by printing a conductive paste by a screen printing method or the like. The shape of the bonding bump 28 may be a conical shape, a cylindrical shape, etc., the thickness is about the same as that of the front and back conductive vias 25, and the height (projection amount) is preferably about 1 to 30 μm. .

尚、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aがシリコンウエハの場合、微細貫通孔24の内壁面等、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aの所望の部位に絶縁層を形成してもよい。この絶縁層は、プラズマCVD法等の真空成膜法を用いて二酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化チタン膜等の単層膜、あるいは所望の2種以上の積層膜として形成することができる。また、塗布方法により珪素酸化物の前駆体溶液、あるいはベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁性樹脂を塗布し熱硬化させて形成することができる。   When the sensor built-in module wafer 22A is a silicon wafer, an insulating layer may be formed on a desired portion of the sensor built-in module wafer 22A, such as the inner wall surface of the fine through hole 24. This insulating layer can be formed as a single layer film such as a silicon dioxide film, a silicon nitride film, a titanium nitride film, or a desired two or more kinds of laminated films by using a vacuum film forming method such as a plasma CVD method. In addition, a silicon oxide precursor solution or an insulating resin such as a benzocyclobutene resin, a cardo resin, or a polyimide resin may be applied and thermally cured by a coating method.

次いで、保護基板32に凹部33と、配線36と、接続バンプ37および接合バンプ38とを形成して保護材31を作製する。そして、この保護材31をセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aのセンサー内蔵面側に各面付け1A毎(各センサー内蔵モジュール21毎)に配置し、接続バンプ37とセンサー23の端子(図示せず)を接続し、かつ、接合バンプ38と表裏導通ビア25とを接合する。これにより、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに保護材31を接合する(図4(A))。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層51は示していない。   Next, the protective member 31 is produced by forming the recess 33, the wiring 36, the connection bump 37, and the bonding bump 38 on the protective substrate 32. Then, this protective material 31 is arranged for each imposition 1A (each sensor built-in module 21) on the sensor built-in surface side of the sensor built-in module wafer 22A, and connection bumps 37 and terminals (not shown) of the sensor 23 are provided. The connection bumps 38 and the front and back conductive vias 25 are bonded. Thereby, the protective material 31 is joined to the sensor built-in module at the wafer level (FIG. 4A). In addition, in order to avoid that drawing becomes complicated, the sealing resin layer 51 is not shown.

接合バンプ38を介したセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aへの保護材31の接合は、例えば、SAB(Surface Active Bonding)法により行なうことができる。すなわち、まず、接続バンプ37と接合バンプ38が露出するように配線36上に封止樹脂層用の樹脂組成物膜を形成し、露出している接続バンプ37と接合バンプ38をアルゴンプラズマでクリーニング処理する。次いで、接合バンプ38が表裏導通ビア25上に位置するようにアライメントを行い、180℃以下の温度での低温接合により、接合バンプ38と表裏導通ビア25との接合、および、接続バンプ37とセンサー23の端子との接続を行う。上述のように、SAB(Surface Active Bonding)法とは、金属表面に対してArプラズマでクリーニングを行って表面を活性化し、接続を容易とする技術である。   The protective material 31 can be bonded to the sensor built-in module wafer 22A via the bonding bumps 38 by, for example, the SAB (Surface Active Bonding) method. That is, first, a resin composition film for a sealing resin layer is formed on the wiring 36 so that the connection bump 37 and the bonding bump 38 are exposed, and the exposed connection bump 37 and the bonding bump 38 are cleaned with argon plasma. To process. Next, alignment is performed so that the bonding bumps 38 are positioned on the front and back conductive vias 25, and bonding between the bonding bumps 38 and the front and back conductive vias 25 and connection bumps 37 and sensors are performed by low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or lower. Connection with 23 terminals is performed. As described above, the SAB (Surface Active Bonding) method is a technique that facilitates connection by cleaning the metal surface with Ar plasma to activate the surface.

保護基板32への凹部33の形成は、保護基板32にマスクパターンを形成し、露出している保護基板32に対して、ICP−RIE法により形成することができる。また、サンドブラスト法等により凹部33を形成してもよい。
配線36は、保護基板32に無電解めっき法、真空成膜法等により下地導電薄膜を形成し、この下地導電薄膜上に所望の絶縁パターンを形成し、下地導電薄膜を給電層として電解めっきにより形成し、その後、不要の下地導電薄膜を除去することにより形成することができる。
The concave portion 33 can be formed on the protective substrate 32 by forming a mask pattern on the protective substrate 32 and forming the exposed protective substrate 32 by the ICP-RIE method. Moreover, you may form the recessed part 33 by the sandblasting method etc.
The wiring 36 is formed by forming a base conductive thin film on the protective substrate 32 by an electroless plating method, a vacuum film forming method or the like, forming a desired insulating pattern on the base conductive thin film, and performing electrolytic plating using the base conductive thin film as a power feeding layer. Then, it can be formed by removing an unnecessary underlying conductive thin film.

また、接続バンプ37および接合バンプ38は、配線36を形成した後、接続バンプ37および接合バンプ38が形成される部位の配線36が露出するようにレジストパターンを形成し、その後、配線36を給電層として電解めっきにより形成することができる。また、スクリーン印刷法等により導電性ペーストを印刷して接続バンプ37および接合バンプ38を形成することもできる。このような接続バンプ37および接合バンプ38の形状は、円錐形状、円柱形状等であってよく、太さ、および高さ(突出量)は、上述の接合バンプ28と同様の範囲で設定することが好ましい。   The connection bumps 37 and the bonding bumps 38 are formed with a resist pattern so that the wirings 36 where the connection bumps 37 and the bonding bumps 38 are formed are exposed after the wirings 36 are formed. The layer can be formed by electrolytic plating. Further, the connection bump 37 and the bonding bump 38 can be formed by printing a conductive paste by a screen printing method or the like. The shape of the connection bump 37 and the bonding bump 38 may be a conical shape, a cylindrical shape, or the like, and the thickness and height (projection amount) are set in the same range as the above-described bonding bump 28. Is preferred.

次いで、基板42の一方の面に能動素子43を内蔵させ、この能動素子43の外側の領域に複数の微細貫通孔44を形成し、これらの微細貫通孔44に導電材料を配設して表裏導通ビア45を形成するとともに、表裏導通ビア45と能動素子43とを接続するための配線46を形成して能動素子内蔵モジュール41を作製する。そして、この能動素子内蔵モジュール41をセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aのセンサー内蔵面と反対側の各面付け1A毎(各センサー内蔵モジュール21毎)に配置し、接合バンプ28と表裏導通ビア45とを接合する。その後、配線46の所望の部位に外部電極としてのはんだバンプ49を形成する。これにより、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに能動素子内蔵モジュール41を接合する(図4(B))。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層52は示していない。   Next, the active element 43 is built in one surface of the substrate 42, a plurality of fine through holes 44 are formed in a region outside the active element 43, and a conductive material is disposed in the fine through holes 44 so that the front and back sides are arranged. The conductive via 45 is formed, and the wiring 46 for connecting the front and back conductive via 45 and the active element 43 is formed to produce the active element built-in module 41. The active element built-in module 41 is arranged for each imposition 1A (each sensor built-in module 21) on the opposite side of the sensor built-in surface of the sensor built-in module wafer 22A. Join. Thereafter, solder bumps 49 as external electrodes are formed at desired portions of the wiring 46. Thus, the active element built-in module 41 is joined to the sensor built-in module at the wafer level (FIG. 4B). Note that the sealing resin layer 52 is not shown in order to avoid complicated drawings.

接合バンプ28を介したセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aへの能動素子内蔵モジュール41の接合は、上述の接合バンプ38を介したセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aへの保護材31の接合と同様にして、SAB(Surface Active Bonding)法による180℃以下の温度での低温接合により行うことができる。
基板42への能動素子の内蔵は、例えば、基板42としてシリコンウエハを使用し、このシリコンウエハに能動素子を公知の手法を用いて作製することができる。
また、微細貫通孔44、表裏導通ビア45の形成は、上述の微細貫通孔24、表裏導通ビア25の形成と同様に行うことができ、配線46の形成は、上述の配線36の形成と同様に行うことができる。
次いで、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aをダイシングすることにより、センサーユニット11が得られる(図4(C))。
The bonding of the active element built-in module 41 to the sensor built-in module wafer 22A via the bonding bump 28 is similar to the bonding of the protective material 31 to the sensor built-in module wafer 22A via the bonding bump 38 described above. (Surface Active Bonding) can be performed by low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or less.
For example, a silicon wafer is used as the substrate 42, and the active element can be manufactured on the silicon wafer by a known method.
The fine through hole 44 and the front / back conductive via 45 can be formed in the same manner as the fine through hole 24 and the front / back conductive via 25, and the wiring 46 can be formed in the same manner as the wiring 36 described above. Can be done.
Next, the sensor unit 11 is obtained by dicing the multi-sided sensor built-in module wafer 22A (FIG. 4C).

次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を説明する。
図5および図6は、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。まず、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aを多面付けに区画し、各面付け1A毎に、後工程にてセンサーチップを埋設する部位の外側の領域に複数の微細貫通孔24を形成し、これらの微細貫通孔24に導電材料を配設して表裏導通ビア25とし、また、センサーチップを埋設する面の反対側の面に、外部に突出した接合バンプ28を表裏導通ビア25に連設させる(図5(A))。微細貫通孔24、表裏導通ビア25の形成、および接合バンプ28の形成は、上述の製造方法の実施形態と同様とすることができる。尚、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aがシリコンウエハの場合、微細貫通孔24の内壁面等、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aの所望の部位に絶縁層を形成してもよい。この絶縁層は、上述の製造方法の実施形態と同様にして形成することができる。また、熱酸化により、微細貫通孔24の内壁面を含むセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aの表面に二酸化珪素膜を形成して絶縁層とすることができる。
Next, another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention will be described.
5 and 6 are process diagrams showing another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention. First, the sensor built-in module wafer 22A is divided into multiple impositions, and for each imposition 1A, a plurality of fine through-holes 24 are formed in a region outside the area where the sensor chip is embedded in a subsequent process. A conductive material is disposed in the through-hole 24 to form a front / back conductive via 25, and a joint bump 28 protruding outside is connected to the front / back conductive via 25 on the surface opposite to the surface where the sensor chip is embedded (see FIG. 5 (A)). The formation of the fine through hole 24, the front and back conductive via 25, and the formation of the bonding bump 28 can be the same as those in the embodiment of the manufacturing method described above. When the sensor built-in module wafer 22A is a silicon wafer, an insulating layer may be formed on a desired portion of the sensor built-in module wafer 22A, such as the inner wall surface of the fine through hole 24. This insulating layer can be formed in the same manner as in the embodiment of the manufacturing method described above. Further, a silicon dioxide film can be formed on the surface of the sensor built-in module wafer 22 </ b> A including the inner wall surface of the fine through-hole 24 by thermal oxidation to form an insulating layer.

次に、センサー内蔵モジュール用ウエハ22Aの各面付け1A毎に、センサーチップを埋設するための凹部26を形成する(図5(B))。この凹部26は、例えば、センサー内蔵モジュール用ウエハ22A上にマスクパターンを形成し、露出しているセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aに対して、ICP−RIE法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法等によっても形成することができる。凹部26の形状、寸法は、埋設するセンサーチップの形状、寸法に応じて適宜設定することができる。   Next, for each imposition 1A of the sensor built-in module wafer 22A, a recess 26 for embedding the sensor chip is formed (FIG. 5B). The recess 26 can be formed by, for example, an ICP-RIE method on the exposed sensor built-in module wafer 22A by forming a mask pattern on the sensor built-in module wafer 22A. It can also be formed by sandblasting, wet etching, or the like. The shape and size of the recess 26 can be appropriately set according to the shape and size of the sensor chip to be embedded.

次いで、上記の凹部26内にセンサーチップ23を埋設する。これにより、センサー内蔵モジュール21を多面付けで形成する(図5(C))。センサーチップ23の埋設は、図示のように、接着剤27を用いて固着する方法、凹部26にセンサーチップ23を嵌合する方法のいずれであってもよい。
次いで、上述の実施形態と同様(図4(A)参照)にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに保護材31を接合する(図6(A))。この接合も、180℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層51は示していない。
Next, the sensor chip 23 is embedded in the recess 26. Thereby, the sensor built-in module 21 is formed with multiple faces (FIG. 5C). As shown in the figure, the sensor chip 23 may be embedded by either a method of fixing using the adhesive 27 or a method of fitting the sensor chip 23 into the recess 26.
Next, as in the above-described embodiment (see FIG. 4A), the protective material 31 is bonded to the sensor built-in module at the wafer level (FIG. 6A). This bonding is also a low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or lower. In addition, in order to avoid that drawing becomes complicated, the sealing resin layer 51 is not shown.

その後、上述の実施形態と同様(図4(B)参照)にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに能動素子内蔵モジュール41を接合する(図6(B))。この接合も、180℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層52は示していない。
次いで、多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハ22Aをダイシングすることにより、センサーユニット11が得られる(図6(C))。
Thereafter, as in the above-described embodiment (see FIG. 4B), the active element built-in module 41 is bonded to the sensor built-in module at the wafer level (FIG. 6B). This bonding is also a low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or lower. Note that the sealing resin layer 52 is not shown in order to avoid complicated drawings.
Next, the sensor unit 11 is obtained by dicing the multi-sided sensor built-in module wafer 22A (FIG. 6C).

次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を説明する。
図7および図8は、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。まず、保護材用の保護基板32Aを多面付けに区画し、各面付け1A毎に、凹部33と、配線36と、接続バンプ37および接合バンプ38とを形成して、多面付け状態の保護材31を作製する(図7(A))。
保護基板32Aの各面付け1A毎の凹部33の形成は、保護基板32Aにマスクパターンを形成し、露出している保護基板32に対して、ICP−RIE法により形成することができる。また、サンドブラスト法等により凹部33を形成してもよい。
また、配線36は、保護基板32Aに無電解めっき法、真空成膜法等により下地導電薄膜を形成し、この下地導電薄膜上に所望の絶縁パターンを形成し、下地導電薄膜を給電層として電解めっきにより形成し、その後、不要の下地導電薄膜を除去することにより形成することができる。
Next, another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention will be described.
7 and 8 are process diagrams showing another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention. First, the protective substrate 32A for the protective material is divided into multiple impositions, and the recess 33, the wiring 36, the connection bump 37, and the bonding bump 38 are formed for each imposition 1A, and the multiple imposition protective material is formed. 31 is manufactured (FIG. 7A).
The concave portion 33 for each imposition 1A of the protective substrate 32A can be formed by ICP-RIE method on the exposed protective substrate 32 by forming a mask pattern on the protective substrate 32A. Moreover, you may form the recessed part 33 by the sandblasting method etc.
For the wiring 36, a base conductive thin film is formed on the protective substrate 32A by an electroless plating method, a vacuum film forming method, etc., a desired insulating pattern is formed on the base conductive thin film, and electrolysis is performed using the base conductive thin film as a power feeding layer. It can be formed by plating and then removing an unnecessary underlying conductive thin film.

また、接続バンプ37および接合バンプ38は、配線36を形成した後、接続バンプ37および接合バンプ38が形成される部位の配線36が露出するようにレジストパターンを形成し、その後、配線36を給電層として電解めっきにより形成することができる。また、スクリーン印刷法等により導電性ペーストを印刷して接続バンプ37および接合バンプ38を形成することもできる。
次いで、センサーチップ23の端子(図示せず)を、各面付け1A毎に保護材31の接続バンプ37に接合する(図7(B))。この接合も、180℃以下の温度での低温接合とする。
The connection bumps 37 and the bonding bumps 38 are formed with a resist pattern so that the wirings 36 where the connection bumps 37 and the bonding bumps 38 are formed are exposed after the wirings 36 are formed. The layer can be formed by electrolytic plating. Further, the connection bump 37 and the bonding bump 38 can be formed by printing a conductive paste by a screen printing method or the like.
Next, the terminals (not shown) of the sensor chip 23 are joined to the connection bumps 37 of the protective material 31 for each imposition 1A (FIG. 7B). This bonding is also a low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or lower.

一方、センサー内蔵モジュール用ウエハに、後工程にてセンサーチップ23を埋設する部位の外側の領域に複数の微細貫通孔24を形成し、これらの微細貫通孔24に導電材料を配設して表裏導通ビア25とし、また、センサーチップを埋設する面の反対側の面に、外部に突出した接合バンプ28を表裏導通ビア25に連設させ、さらに、センサーチップ23を埋設するための凹部26を形成する。その後、ダイシングすることにより、センサー内蔵モジュール用の基板22を作製する(図7(C))。微細貫通孔24、表裏導通ビア25の形成、および接合バンプ28の形成、凹部26の形成は、上述の製造方法の実施形態と同様とすることができる。
次に、センサー内蔵モジュール用の基板22を、凹部26内にセンサーチップ23を埋設するように、各面付け1A毎に配置し、接合バンプ38と表裏導通ビア25とを接合する。これにより、ウエハレベルで保護材31にセンサー内蔵モジュール21を接合する(図8(A))。センサーチップ23の埋設は、図示のように、接着剤27を用いて固着する方法、凹部26にセンサーチップ23を嵌合する方法のいずれであってもよい。また、接合バンプ38と表裏導通ビア25との接合も、180℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層51は示していない。
On the other hand, on the sensor built-in module wafer, a plurality of fine through holes 24 are formed in a region outside a portion where the sensor chip 23 is embedded in a later process, and a conductive material is disposed in these fine through holes 24 so that the front and back sides are arranged. A conductive bump 25 is provided on the surface opposite to the surface where the sensor chip is embedded, and a bonding bump 28 protruding outside is connected to the front and back conductive vias 25, and a recess 26 for embedding the sensor chip 23 is further provided. Form. Thereafter, the substrate 22 for the sensor built-in module is manufactured by dicing (FIG. 7C). The formation of the fine through holes 24, the front and back conductive vias 25, the formation of the bonding bumps 28, and the formation of the recesses 26 can be performed in the same manner as in the above-described manufacturing method.
Next, the sensor built-in module substrate 22 is arranged for each imposition 1A so that the sensor chip 23 is embedded in the recess 26, and the bonding bump 38 and the front and back conductive vias 25 are bonded. Thus, the sensor built-in module 21 is bonded to the protective material 31 at the wafer level (FIG. 8A). As shown in the figure, the sensor chip 23 may be embedded by either a method of fixing using the adhesive 27 or a method of fitting the sensor chip 23 into the recess 26. The bonding between the bonding bumps 38 and the front and back conductive vias 25 is also a low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or lower. In addition, in order to avoid that drawing becomes complicated, the sealing resin layer 51 is not shown.

その後、上述の実施形態と同様(図4(B)参照)にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュール21に能動素子内蔵モジュール41を接合する(図8(B))。この接合も、180℃以下の温度での低温接合とする。尚、図面が煩雑になるのを避けるため、封止樹脂層52は示していない。
次いで、多面付けの保護材用の保護基板32Aをダイシングすることにより、センサーユニット11が得られる(図8(C))。
Thereafter, as in the above-described embodiment (see FIG. 4B), the active element built-in module 41 is joined to the sensor built-in module 21 at the wafer level (FIG. 8B). This bonding is also a low-temperature bonding at a temperature of 180 ° C. or lower. Note that the sealing resin layer 52 is not shown in order to avoid complicated drawings.
Next, the sensor unit 11 is obtained by dicing the protective substrate 32A for the multi-face protective material (FIG. 8C).

上述のような本発明のセンサーユニットの製造方法は、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールと保護材と能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能であり、工程管理が容易で製造コストの低減が可能である。また、接合バンプを用いた低温接合により、センサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。
尚、上述の本発明のセンサーユニットの製造方法は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、接合バンプ28、接合バンプ38は、接合するいずれの部材に設けてもよい。また、センサー内蔵モジュールに、多面付けの能動素子内蔵モジュールと多面付けの保護材とを接合し、その後、3層をダイシングしてセンサーユニットを製造してもよい。
The sensor unit manufacturing method of the present invention as described above enables batch assembly in which the sensor built-in module, the protective material, and the active element built-in module are joined at the wafer level, which facilitates process management and reduces manufacturing costs. Is possible. Further, the low-temperature bonding using the bonding bumps can prevent the influence of heat on the sensor, and a highly reliable sensor unit can be manufactured.
In addition, the manufacturing method of the above-mentioned sensor unit of this invention is an illustration, and this invention is not limited to these embodiment. For example, the bonding bump 28 and the bonding bump 38 may be provided on any member to be bonded. Alternatively, a sensor unit may be manufactured by joining a multi-sided active element built-in module and a multi-sided protective material to the sensor built-in module, and then dicing three layers.

次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
(センサー内蔵モジュール(多面付け)の作製)
センサー内蔵モジュール用ウエハとして、厚み625μmのシリコンウエハを準備し、一辺5mmである正方形で多面付けに区画した。上記のシリコンウエハのXY方向(シリコンウエハの表面に平行な平面)の熱膨張係数は3ppmであった。
次に、このシリコンウエハの各面付け毎に、従来の手法によりセンサー(4000μm×4000μm)を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを200μmとした。
Next, the present invention will be described in more detail with specific examples.
[Example 1]
(Production of sensor built-in module (multi-sided))
A silicon wafer with a thickness of 625 μm was prepared as a sensor built-in module module wafer, and was divided into multiple faces with a square having a side of 5 mm. The thermal expansion coefficient of the above silicon wafer in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 3 ppm.
Next, for each imposition of the silicon wafer, a sensor (4000 μm × 4000 μm) was produced by a conventional method, and then back grinding was performed from the back surface of the silicon wafer to a thickness of 200 μm.

次いで、センサー内蔵面の反対側の面に、プラズマCVD法により窒化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が10μmである円形開口が100μmピッチで、センサーの外側の領域に100個形成されたものであった。 Next, a silicon nitride film (thickness 5 μm) was formed on the surface opposite to the sensor built-in surface by plasma CVD. Next, a positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the entire surface of the silicon nitride film, and exposed and developed through a photomask for forming fine through holes, thereby forming a resist pattern. Formed. Next, the silicon nitride film exposed from the resist pattern was dry-etched using CF 4 as an etching gas, and then the resist pattern was peeled off to form a mask pattern made of silicon nitride. In the mask pattern, 100 circular openings each having a diameter of 10 μm were formed in a region outside the sensor at a pitch of 100 μm for each imposition.

次に、センサー内蔵面側のシリコンウエハ上にプラズマCVD法により酸化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。この酸化珪素膜上に、上記の窒化珪素膜からなるマスクパターンの円形開口に対応した位置に開口を有するレジストパターンをフォトリソグラフィー法により形成し、スパッタリング法によりアルミニウム薄膜を成膜した。その後、上記のレジストパターンを除去することにより、アルミニウムパッドを酸化珪素膜上に形成した。
次に、センサー内蔵面の反対側の面においてマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ICP−RIE装置により、エッチングガスにSF6を用いてドライエッチングして、さらに、表面のアルミニウムパッドと酸化珪素膜をエッチングしてスルーホールを形成した。このスルーホールは、一方の開口径が15μmであり、他方の開口径が10μmであるテーパー形状であった。
Next, a silicon oxide film (thickness 5 μm) was formed on the silicon wafer on the sensor built-in surface side by plasma CVD. On this silicon oxide film, a resist pattern having an opening corresponding to the circular opening of the mask pattern made of the silicon nitride film was formed by photolithography, and an aluminum thin film was formed by sputtering. Thereafter, an aluminum pad was formed on the silicon oxide film by removing the resist pattern.
Next, the silicon wafer exposed from the mask pattern on the surface opposite to the sensor-embedded surface is dry-etched with an ICP-RIE apparatus using SF 6 as an etching gas, and further oxidized with an aluminum pad on the surface. The through hole was formed by etching the silicon film. The through hole had a tapered shape with one opening diameter of 15 μm and the other opening diameter of 10 μm.

次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去した。その後、微細貫通孔内、およびシリコンウエハに、プラズマCVD法により窒化珪素膜を形成し、さらに、MOCVD法により窒化チタン膜を形成して、絶縁膜を形成した。この絶縁膜は、シリコンウエハ表面上では2μm、微細貫通孔の内壁面では1μmであった。   Next, the mask pattern was removed from the core material using acetone. Thereafter, a silicon nitride film was formed by plasma CVD in the fine through hole and on the silicon wafer, and further a titanium nitride film was formed by MOCVD to form an insulating film. This insulating film was 2 μm on the silicon wafer surface and 1 μm on the inner wall surface of the fine through hole.

その後、シリコンウエハの一方の面(センサー内蔵面の反対側面)から、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.3μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み15μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細貫通孔内部を充填するとともに、シリコンウエハ面(センサー形成面の反対側面)よりも突出した接合バンプ(高さ5μm、直径30μm)を形成した。このときの電解銅めっきにおけるバンプ形成は、めっき時間の調節と電流密度の調整により制御して行なった。
次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去して、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成した。
Thereafter, a base conductive thin film having a thickness of 0.3 μm was formed from one surface of the silicon wafer (the side opposite to the sensor-incorporated surface) by sputtering in the order of titanium-copper. Next, a dry film resist (APR manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was laminated on the underlying conductive thin film. Next, the resist pattern (thickness 15 μm) was formed by exposure and development through a photomask for forming front and back conductive vias. Using this resist pattern as a mask, electrolytic copper plating is performed using the above-mentioned underlying conductive thin film as a power supply layer, filling the inside of the fine through-hole, and bonding bumps protruding from the silicon wafer surface (the side opposite to the sensor formation surface) ( 5 μm in height and 30 μm in diameter). The bump formation in the electrolytic copper plating at this time was controlled by adjusting the plating time and the current density.
Next, the resist pattern and the underlying conductive thin film were removed, and a sensor built-in module was formed with multiple faces.

(保護材の作製と接合)
また、保護材用のガラス基板を準備し、一辺5mmである正方形で多面付けに区画した。このガラス基板の一方の面に感光性ドライフィルムレジスト(東京応化工業(株)製BF405)をラミネートし、凹部形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりマスクパターンを形成した。上記のガラス基板のXY方向(ガラス基板の表面に平行な平面)の熱膨張係数は4ppmであった。また、マスクパターンは、各面付けの中央部に一辺が4mmである正方形の開口が形成されたものであった。
次に、このマスクパターンをマスクとしてサンドブラストによりガラス基板に凹部を形成した。この凹部は、開口が一辺4mmの正方形であり、深さが50μmのものであった。
(Production and bonding of protective material)
Moreover, the glass substrate for protective materials was prepared and it divided into the multi-sided with the square which is 5 mm of sides. A photosensitive dry film resist (BF405 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was laminated on one surface of this glass substrate, and a mask pattern was formed by exposing and developing through a photomask for forming recesses. The thermal expansion coefficient in the XY direction (a plane parallel to the surface of the glass substrate) of the glass substrate was 4 ppm. In addition, the mask pattern had a square opening with a side of 4 mm formed at the center of each imposition.
Next, a concave portion was formed on the glass substrate by sand blasting using this mask pattern as a mask. The recess had a square shape with an opening of 4 mm on a side and a depth of 50 μm.

次いで、ガラス基板の凹部形成面側に、スパッタリング法によりチタンと銅からなる導電層を形成し、この導電層上に感光性ドライフィルムレジスト(東京応化工業(株)製BF405)をラミネートした。次いで、配線形成用のフォトマスクを介し露光、現像して配線形成用の絶縁パターンを形成した。この絶縁パターンをマスクとして電解銅めっき(厚み5μm)を行って配線を形成し、その後、絶縁パターンを除去した。次に、配線を覆うように感光性ドライフィルムレジスト(東京応化工業(株)製BF405)をラミネートした。次いで、接続バンプと接合バンプを形成するためのフォトマスクを介し露光、現像してバンプ形成用の絶縁パターンを形成した。この絶縁パターンをマスクとし、上記の導電層を給電層として電解銅めっき(厚み10μm)を行って、配線の所望の部位に接続バンプと接合バンプ(高さ10μm、直径30μm)を形成した。その後、絶縁パターンと導電層を除去した。   Next, a conductive layer made of titanium and copper was formed on the concave surface side of the glass substrate by sputtering, and a photosensitive dry film resist (BF405 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was laminated on the conductive layer. Next, an insulating pattern for wiring formation was formed by exposure and development through a photomask for wiring formation. Using this insulating pattern as a mask, electrolytic copper plating (thickness: 5 μm) was performed to form a wiring, and then the insulating pattern was removed. Next, a photosensitive dry film resist (BF405 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was laminated so as to cover the wiring. Next, exposure and development were performed through a photomask for forming connection bumps and bonding bumps to form an insulating pattern for bump formation. Using this insulating pattern as a mask, electrolytic copper plating (thickness: 10 μm) was performed using the conductive layer as a power feeding layer to form connection bumps and bonding bumps (height: 10 μm, diameter: 30 μm) at desired portions of the wiring. Thereafter, the insulating pattern and the conductive layer were removed.

上記のように作製した保護材の接続バンプと接合バンプが形成されている面に、封止樹脂層用の樹脂組成物(日東電工(株)製 MP−7400)を塗布し、硬化させて封止樹脂層とした。その後、約10μmの高さで突出している接続バンプと接合バンプに対してアルゴンプラズマにてクリーニング処理を施し、その後、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、東レエンジニアリング(株)製 WB2000を用いて低温接合(接合温度170℃)を行なった。これにより、保護材の接続バンプとセンサーの端子が接続され、また、保護材の接合バンプと表裏導通ビアとが接合され、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに保護材が接合された。   A resin composition for a sealing resin layer (MP-7400 manufactured by Nitto Denko Corporation) is applied to the surface on which the connection bumps and the bonding bumps of the protective material produced as described above are formed, and cured and sealed. A stop resin layer was obtained. After that, the connection bumps and bonding bumps protruding at a height of about 10 μm are cleaned with argon plasma, and then placed on the sensor built-in side of the silicon wafer for the sensor built-in module for each imposition. Then, low temperature bonding (bonding temperature: 170 ° C.) was performed using WB2000 manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. Thereby, the connection bumps of the protective material and the terminals of the sensor were connected, the bonding bumps of the protective material and the front and back conductive vias were bonded, and the protective material was bonded to the sensor built-in module at the wafer level.

(能動素子内蔵モジュールの作製と接合)
能動素子内蔵モジュール用基板として、厚み625μmのシリコンウエハを準備し、一辺5mmである正方形で多面付けに区画した。上記のシリコンウエハのXY方向(シリコンウエハの表面に平行な平面)の熱膨張係数は3ppmであった。
次に、このウエハの各面付け毎に、従来の手法により能動素子(4000μm×4000μm)を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを200μmとした。
(Manufacture and bonding of active element built-in modules)
A silicon wafer having a thickness of 625 μm was prepared as a substrate for a module with a built-in active element, and was divided into multiple faces with a square having a side of 5 mm. The thermal expansion coefficient of the above silicon wafer in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 3 ppm.
Next, an active element (4000 μm × 4000 μm) was produced by a conventional method for each imposition of the wafer, and then back-grinded from the back surface of the silicon wafer to a thickness of 200 μm.

次いで、能動素子内蔵面の反対側の面に、プラズマCVD法により窒化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が10μmである円形開口が50μmピッチで、センサーの外側の領域に200個形成されたものであった。 Next, a silicon nitride film (thickness 5 μm) was formed on the surface opposite to the active element built-in surface by plasma CVD. Next, a positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the entire surface of the silicon nitride film, and exposed and developed through a photomask for forming fine through holes, thereby forming a resist pattern. Formed. Next, the silicon nitride film exposed from the resist pattern was dry-etched using CF 4 as an etching gas, and then the resist pattern was peeled off to form a mask pattern made of silicon nitride. In the above mask pattern, 200 circular openings having a diameter of 10 μm were formed in a region outside the sensor at a pitch of 50 μm for each imposition.

次に、能動素子内蔵面の反対側のシリコンウエハ上にプラズマCVD法により酸化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。この酸化珪素膜上に、上記の窒化珪素膜からなるマスクパターンの円形開口に対応した位置に開口を有するレジストパターンをフォトリソグラフィー法により形成した。次いで、スパッタリング法によりアルミニウム薄膜を成膜した。その後、上記のレジストパターンを除去することにより、アルミニウムパッドを酸化珪素膜上に形成した。   Next, a silicon oxide film (thickness 5 μm) was formed on the silicon wafer opposite to the active element built-in surface by plasma CVD. On this silicon oxide film, a resist pattern having an opening at a position corresponding to the circular opening of the mask pattern made of the silicon nitride film was formed by photolithography. Next, an aluminum thin film was formed by sputtering. Thereafter, an aluminum pad was formed on the silicon oxide film by removing the resist pattern.

次に、能動素子内蔵面においてマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ICP−RIE装置により、エッチングガスにSF6を用いてドライエッチングして、表面の酸化珪素膜に達する微細孔を形成した。この微細孔は、先端部の径が10μmであり、開口径が15μmであった。次に、センサー内蔵面の反対側から、MOCVD法により酸化珪素膜(厚み5μm)を成膜して、上記の微細孔の内壁面にも酸化珪素膜を形成した。次に、微細孔の最奥部に位置する酸化珪素膜を、ICP−RIE装置により、エッチングガスにSF6を用いてドライエッチングして除去した。これにより、微細孔の最奥部には、上述のアルミニウムパッドが露出した状態となった。その後、シリコンウエハの一方の面(能動素子内蔵面)から、スパッタリング法により銅薄膜を0.2μmの厚みで形成して下地導電薄膜とした。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み15μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細孔内部を充填するとともに、シリコンウエハ面(能動素子内蔵面)に配線を形成した。微細孔内部に充填された電解銅めっきは、微細孔の最奥部においてアルミニウムパッドと接続されたものとなり、表裏導通ビアを構成するものとなった。 Next, the silicon wafer exposed from the mask pattern on the active element built-in surface was dry-etched with an ICP-RIE apparatus using SF 6 as an etching gas to form fine holes reaching the surface silicon oxide film. . The fine holes had a tip diameter of 10 μm and an opening diameter of 15 μm. Next, a silicon oxide film (thickness: 5 μm) was formed by MOCVD from the opposite side of the sensor built-in surface, and a silicon oxide film was also formed on the inner wall surface of the fine hole. Next, the silicon oxide film located at the innermost part of the fine hole was removed by dry etching using SF 6 as an etching gas with an ICP-RIE apparatus. Thereby, the above-mentioned aluminum pad was exposed in the innermost part of the fine hole. Thereafter, a copper thin film having a thickness of 0.2 μm was formed by sputtering from one surface of the silicon wafer (active element built-in surface) to form a base conductive thin film. Next, a dry film resist (APR manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was laminated on the underlying conductive thin film. Next, the resist pattern (thickness 15 μm) was formed by exposure and development through a photomask for forming front and back conductive vias. Using this resist pattern as a mask, electrolytic copper plating was performed using the above-mentioned underlying conductive thin film as a power feeding layer to fill the inside of the fine holes, and wiring was formed on the silicon wafer surface (active element built-in surface). The electrolytic copper plating filled in the fine holes was connected to the aluminum pad at the deepest part of the fine holes, and constituted front and back conductive vias.

次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去し、一辺が5mmの正方形の能動素子内蔵モジュールを多面付けで有するシリコンウエハを得た。
次いで、能動素子内蔵モジュールを、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、東レエンジニアリング(株)製 WB2000を用いて低温接合(接合温度170℃)を行なった。尚、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハの接合バンプが形成されている面に、封止樹脂層用の樹脂組成物(日東電工(株)製 MP−7400)をディスペンス法により塗布し、硬化させて封止樹脂層とした。その後、約5μmの高さで突出している接合バンプに対して、予めアルゴンプラズマにてクリーニング処理を施した。これにより、センサー内蔵モジュール用のシリコンウエハの接合バンプと、能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとが接合され、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに能動素子内蔵モジュールが接合された。
(ダイシング)
Next, the resist pattern and the underlying conductive thin film were removed, and a silicon wafer having a square active element built-in module with a side of 5 mm in multiple faces was obtained.
Next, the active element built-in module is placed on each side of the silicon wafer for the sensor built-in module on the opposite side of the sensor built-in surface, and low temperature bonding (joining temperature 170 ° C.) is performed using WB2000 manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. I did it. The resin composition for the sealing resin layer (MP-7400 manufactured by Nitto Denko Corporation) is applied to the surface on which the bonding bumps of the silicon wafer for the sensor built-in module are formed, and cured. A sealing resin layer was obtained. Thereafter, the bonding bumps protruding at a height of about 5 μm were previously cleaned with argon plasma. As a result, the bonding bumps of the silicon wafer for the sensor built-in module and the front and back conductive vias of the active element built-in module were joined, and the active element built-in module was joined to the sensor built-in module at the wafer level.
(Dicing)

次に、多面付けのセンサー内蔵モジュール用のシリコンウエハ、能動素子内蔵モジュール用のシリコンウエハ、および保護材用のガラス基板をダイシングして、本発明のセンサーユニットを得た。このセンサーユニットは、5mm×5mm、高さが1mmであった。   Next, the silicon wafer for the multi-sided sensor built-in module, the silicon wafer for the active element built-in module, and the glass substrate for the protective material were diced to obtain the sensor unit of the present invention. This sensor unit had a size of 5 mm × 5 mm and a height of 1 mm.

[実施例2]
(センサー内蔵モジュール(多面付け)の作製)
センサー内蔵モジュール用ウエハとして、厚み625μmのシリコンウエハを準備し、一辺5mmである正方形で多面付けに区画した。このシリコンウエハのXY方向(シリコンウエハの表面に平行な平面)の熱膨張係数は3ppmであった。
[Example 2]
(Production of sensor built-in module (multi-sided))
A silicon wafer with a thickness of 625 μm was prepared as a sensor built-in module module wafer, and was divided into multiple faces with a square having a side of 5 mm. The thermal expansion coefficient of this silicon wafer in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 3 ppm.

次に、このシリコンウエハにプラズマCVD法により窒化珪素膜(厚み5μm)を成膜し、ポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が10μmである円形開口が100μmピッチで、後述のセンサーチップ埋設用の凹部形成部位の外側の領域に100個形成されたものであった。 Next, a silicon nitride film (thickness 5 μm) is formed on this silicon wafer by plasma CVD, and a positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to form a photo for forming fine through holes. A resist pattern was formed by exposure and development through a mask. Next, the silicon nitride film exposed from the resist pattern was dry-etched using CF 4 as an etching gas, and then the resist pattern was peeled off to form a mask pattern made of silicon nitride. In the mask pattern, 100 circular openings each having a diameter of 10 μm were formed at a pitch of 100 μm for each imposition, and were formed in a region outside a recess forming portion for embedding a sensor chip described later.

次に、ICP−RIE装置により、マスクパターンから露出しているシリコンウエハを、エッチングガスにSF6を用いてドライエッチングしてスルーホールを形成した。このスルーホールは、一方の開口径が50μmであり、他方の開口径が40μmであるテーパー形状であった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去し、シリコンウエハに熱酸化処理(1050℃、60分間)を施し、微細貫通孔の内壁面を含むシリコンウエハ表面に二酸化珪素膜からなる絶縁層を形成した。その後、微細貫通孔内、およびシリコンウエハに、プラズマCVD法により窒化珪素膜を形成し、さらに、MOCVD法により窒化チタン膜(厚み30nm)を形成して、絶縁膜を形成した。この絶縁膜は、シリコンウエハ表面上では1μm、微細貫通孔の内壁面では1μmであった。
Next, the silicon wafer exposed from the mask pattern was dry-etched using SF 6 as an etching gas with an ICP-RIE apparatus to form a through hole. This through hole had a tapered shape with one opening diameter of 50 μm and the other opening diameter of 40 μm.
Next, the mask pattern is removed from the core material using acetone, the silicon wafer is subjected to a thermal oxidation process (1050 ° C., 60 minutes), and the silicon wafer surface including the inner wall surface of the fine through hole is made of a silicon dioxide film. A layer was formed. Thereafter, a silicon nitride film was formed in the fine through hole and on the silicon wafer by plasma CVD, and further a titanium nitride film (thickness 30 nm) was formed by MOCVD to form an insulating film. This insulating film was 1 μm on the silicon wafer surface and 1 μm on the inner wall surface of the fine through hole.

その後、シリコンウエハの一方の面(後述のセンサー内蔵面の反対側面)から、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.3μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み15μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細貫通孔内部を充填するとともに、シリコンウエハ面よりも突出した接合バンプ(高さ15μm、直径60μm)を形成した。このときの電解銅めっきにおけるバンプ形成は、めっき時間の調節と電流密度の調整により制御して行なった。   Thereafter, a base conductive thin film having a thickness of 0.3 μm was formed by sputtering from one surface of the silicon wafer (the side opposite to the sensor built-in surface described later) in the order of titanium-copper. Next, a dry film resist (APR manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was laminated on the underlying conductive thin film. Next, the resist pattern (thickness 15 μm) was formed by exposure and development through a photomask for forming front and back conductive vias. Using this resist pattern as a mask, electrolytic copper plating is performed using the above-mentioned underlying conductive thin film as a power supply layer, filling the inside of the fine through-hole, and bonding bumps (height 15 μm, diameter 60 μm) protruding from the silicon wafer surface Formed. The bump formation in the electrolytic copper plating at this time was controlled by adjusting the plating time and the current density.

次に、シリコンウエハの一方の面(接合バンプが形成されていない面)に感光性ドライフィルムレジスト(東京応化工業(株)製BF405)をラミネートし、凹部形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりマスクパターンを形成した。マスクパターンは、一辺5mmである正方形の開口が5mmピッチで形成された多面付けであった。
次に、このマスクパターンをマスクとしてサンドブラストによりシリコンウエハに凹部を形成した。この凹部は、開口が一辺4mmの正方形であり、深さが50μmであった。
次いで、上記の凹部にセンサーチップ(5mm×5mm、厚み200μm)を接着剤(エイブルスティック(株)製エイブルボンド3230)を用いて配設した。これにより、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成した。
Next, a photosensitive dry film resist (BF405 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is laminated on one surface of the silicon wafer (the surface on which no bonding bumps are formed), and exposed through a photomask for forming recesses. A mask pattern was formed by development. The mask pattern was a multi-sided pattern in which square openings with sides of 5 mm were formed at a pitch of 5 mm.
Next, a concave portion was formed in the silicon wafer by sand blasting using this mask pattern as a mask. The recess was a square with an opening of 4 mm on a side and a depth of 50 μm.
Next, a sensor chip (5 mm × 5 mm, thickness 200 μm) was disposed in the recess using an adhesive (Ablestick 3230, manufactured by Able Stick Co., Ltd.). As a result, the sensor built-in module was formed with multiple faces.

(保護材の作製と接合)
実施例1と同様にして保護材を作製し、この保護材を実施例1と同様にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに接合した。
(Production and bonding of protective material)
A protective material was produced in the same manner as in Example 1, and this protective material was joined to the sensor built-in module at the wafer level in the same manner as in Example 1.

(能動素子内蔵モジュールの作製と接合)
次に、実施例1と同様にして能動素子内蔵モジュールを作製し、この能動素子内蔵モジュールを実施例1と同様にして、ウエハレベルでセンサー内蔵モジュールに接合した。
(Manufacture and bonding of active element built-in modules)
Next, an active element built-in module was produced in the same manner as in Example 1, and this active element built-in module was joined to the sensor built-in module at the wafer level in the same manner as in Example 1.

(ダイシング)
次に、多面付けのセンサー内蔵モジュール用のシリコンウエハ、能動素子内蔵モジュール用のシリコンウエハ、および保護材用のガラス基板をダイシングして、本発明のセンサーユニットを得た。このセンサーユニットは、5mm×5mm、高さが0.7mmであった。
(Dicing)
Next, the silicon wafer for the multi-sided sensor built-in module, the silicon wafer for the active element built-in module, and the glass substrate for the protective material were diced to obtain the sensor unit of the present invention. This sensor unit had a size of 5 mm × 5 mm and a height of 0.7 mm.

小型で高信頼性のセンサーユニットが要求される種々の分野において適用できる。   The present invention can be applied in various fields where a small and highly reliable sensor unit is required.

本発明のセンサーユニットの一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows other embodiment of the manufacturing method of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows other embodiment of the manufacturing method of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows other embodiment of the manufacturing method of the sensor unit of this invention. 本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows other embodiment of the manufacturing method of the sensor unit of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11…センサーユニット
21…センサー内蔵モジュール
22…基板
22A…センサー内蔵モジュール用ウエハ
23…センサー
24…微細貫通孔
25…表裏導通ビア
28…接合バンプ
31…保護材
32…保護基板
32A…保護材用保護基板
36…配線
37…接続バンプ
38…接合バンプ
41…能動素子内蔵モジュール
42…基板
43…能動素子
44…微細貫通孔
45…表裏導通ビア
46…配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Sensor unit 21 ... Sensor built-in module 22 ... Board | substrate 22A ... Sensor built-in module wafer 23 ... Sensor 24 ... Fine through-hole 25 ... Front and back conduction via 28 ... Bond bump 31 ... Protective material 32 ... Protective substrate 32A ... Protection for protective material Substrate 36 ... Wiring 37 ... Connection bump 38 ... Bond bump 41 ... Active element built-in module 42 ... Substrate 43 ... Active element 44 ... Fine through hole 45 ... Front / back conductive via 46 ... Wiring

Claims (14)

保護材と、センサー内蔵モジュールと、能動素子内蔵モジュールと、をこの順で、かつ、センサー内蔵モジュールのセンサー面が前記保護材と対向するように多段状態で備え、
前記保護材は、保護基板と、該保護基板の前記センサー内蔵モジュールとの対向面に配設された配線を有するものであり、
前記センサー内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵されたセンサーと、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記センサーから外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアが前記保護材の配線に接合し、かつ、前記センサーが前記保護材の配線に接続したものであり、
前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵された能動素子と、前記基板を貫通する複数の表裏導通ビアを前記能動素子から外側の領域に有するとともに、該表裏導通ビアと能動素子を接続する配線を有し、前記表裏導通ビアが前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合したものであることを特徴とするセンサーユニット。
A protective material, a module with a built-in sensor, and a module with a built-in active element are provided in this order, and in a multistage state so that the sensor surface of the module with a built-in sensor faces the protective material,
The protective material has a wiring disposed on a surface facing the protective substrate and the sensor built-in module of the protective substrate,
The sensor built-in module has a substrate, a sensor built in the substrate, and a plurality of front and back conductive vias penetrating the substrate in a region outside the sensor, and the front and back conductive vias serve as wiring of the protective material. And the sensor is connected to the wiring of the protective material,
The module with a built-in active element has a substrate, an active element built in the substrate, and a plurality of front and back conductive vias penetrating the substrate in a region outside the active element. A sensor unit having wiring to be connected, wherein the front and back conductive vias are joined to the front and back conductive vias of the sensor built-in module.
前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記保護材の配線に接合しており、前記センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアが金属バンプを介して前記能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアに接合していることを特徴とする請求項1に記載のセンサーユニット。   Front and back conductive vias of the sensor built-in module are joined to the wiring of the protective material via metal bumps, and front and back conductive vias of the sensor built-in module are joined to front and back conductive vias of the active element built-in module via metal bumps The sensor unit according to claim 1, wherein: 前記保護基板は、前記センサー面と対向する面に凹部を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサーユニット。   The sensor unit according to claim 1, wherein the protective substrate includes a concave portion on a surface facing the sensor surface. 前記能動素子内蔵モジュールは、前記センサー内蔵モジュールに対向する面の反対面にはんだバンプを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のセンサーユニット。   The sensor unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the active element built-in module includes a solder bump on a surface opposite to a surface facing the sensor built-in module. 前記保護基板はガラス基板であり、前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールの基板はシリコン基板であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のセンサーユニット。   5. The sensor unit according to claim 1, wherein the protective substrate is a glass substrate, and a substrate of the sensor built-in module and the active element built-in module is a silicon substrate. 6. 前記センサー内蔵モジュールおよび前記能動素子内蔵モジュールが備える表裏導通ビアの太さは1〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のセンサーユニット。   6. The sensor unit according to claim 1, wherein a thickness of the front and back conductive vias included in the sensor built-in module and the active element built-in module is in a range of 1 to 10 μm. 前記保護材と前記センサー内蔵モジュールとの間隙部、および前記センサー内蔵モジュールと前記能動素子内蔵モジュールとの間隙部に封止樹脂層を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のセンサーユニット。   7. A sealing resin layer is provided in a gap between the protective material and the sensor built-in module and in a gap between the sensor built-in module and the active element built-in module. The sensor unit described in. センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎にセンサーを内蔵させる工程と、
前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記センサーの外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとすることにより、センサー内蔵モジュールを多面付けで形成する工程と、
接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、
複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、
基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、
複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、
多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。
Dividing the sensor built-in module module wafer into multiple impositions and incorporating sensors for each imposition; and
Built-in sensor by forming a plurality of fine through holes in the outer area of the sensor for each imposition of the sensor built-in module wafer, and arranging a conductive material in the fine through holes to form front and back conductive vias. Forming a module with multiple faces;
Forming a connection bump and a bonding bump, and a wiring connected to the connection bump and the bonding bump on one surface of the protective substrate to form a protective material;
A plurality of the protective materials are arranged for each imposition on the sensor built-in surface side of the sensor built-in module wafer, connect the connection bump and the sensor, and join the joining bump and the front and back conductive vias. By bonding the protective material for each imposition of the sensor built-in module wafer,
An active element is built in one surface of the substrate, a plurality of fine through holes are formed in a region outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through hole to form a front / back conductive via, and the front / back conductive via Forming a wiring for connecting the active element and the active element to form a module with a built-in active element;
A plurality of the active element built-in modules are arranged for each imposition on the opposite side of the sensor built-in surface of the sensor built-in module wafer, and the front and back conducting vias of the sensor built-in module wafer and the front and back conducting vias of the active element built-in module Bonding the active element built-in module for each imposition of the sensor built-in module wafer by bonding through the bonding bump;
Dicing a wafer for a sensor-embedded module having multiple surfaces, and a method for manufacturing a sensor unit.
前記センサー内蔵モジュール用ウエハはシリコンウエハであり、前記センサーを各面付け毎に前記シリコンウエハ上で作製することを特徴とする請求項8に記載のセンサーユニットの製造方法。   9. The sensor unit manufacturing method according to claim 8, wherein the sensor built-in module wafer is a silicon wafer, and the sensor is manufactured on the silicon wafer for each imposition. センサー内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとする工程と、
前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に凹部を形成し、該凹部にセンサーチップを埋設して内蔵させる工程と、
接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを保護基板の一方の面に形成して保護材とする工程と、
複数の前記保護材を、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面側に各面付け毎に配置し、前記接続バンプと前記センサーを接続し、かつ、前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記保護材を接合する工程と、
基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、
複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュール用ウエハのセンサー内蔵面の反対側に各面付け毎に配置し、センサー内蔵モジュール用ウエハの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記センサー内蔵モジュール用ウエハの各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、
多面付けのセンサー内蔵モジュール用ウエハをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。
Dividing the sensor built-in module module wafer into multiple impositions, forming a plurality of fine through holes for each imposition, disposing a conductive material in the fine through holes to form front and back conductive vias;
Forming a recess for each imposition of the sensor built-in module wafer, and embedding a sensor chip embedded in the recess; and
Forming a connection bump and a bonding bump, and a wiring connected to the connection bump and the bonding bump on one surface of the protective substrate to form a protective material;
A plurality of the protective materials are arranged for each imposition on the sensor built-in surface side of the sensor built-in module wafer, connect the connection bump and the sensor, and join the joining bump and the front and back conductive vias. By bonding the protective material for each imposition of the sensor built-in module wafer,
An active element is built in one surface of the substrate, a plurality of fine through holes are formed in a region outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through hole to form a front / back conductive via, and the front / back conductive via Forming a wiring for connecting the active element and the active element to form a module with a built-in active element;
A plurality of the active element built-in modules are arranged for each imposition on the opposite side of the sensor built-in surface of the sensor built-in module wafer, and the front and back conducting vias of the sensor built-in module wafer and the front and back conducting vias of the active element built-in module Bonding the active element built-in module for each imposition of the sensor built-in module wafer by bonding through the bonding bump;
Dicing a wafer for a sensor-embedded module having multiple surfaces, and a method for manufacturing a sensor unit.
保護材用保護基板を多面付けに区画し、各面付け毎に接続バンプおよび接合バンプと、該接続バンプ、接合バンプに接続した配線とを形成する工程と、
センサーチップを、前記保護材用保護基板の配線形成面側に各面付け毎に配置し、センサーと前記接合バンプとを接合する工程と、
基板にセンサー内蔵用の凹部と、該凹部から外側に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアを形成する工程と、
複数の前記基板を、前記凹部に前記センサーチップを埋設するようにして、前記保護材用保護基板の各面付け毎に配置し、かつ、前記保護材用保護基板の前記接合バンプと前記表裏導通ビアとを接合することにより、前記センサー内蔵モジュールを前記保護材用保護基板の各面付け毎に接合する工程と、
基板の一方の面に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して表裏導通ビアとし、該表裏導通ビアと前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールとする工程と、
複数の前記能動素子内蔵モジュールを、前記センサー内蔵モジュールの基板面に配置し、センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアと能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアとを接合バンプを介して接合することにより、前記保護材用保護基板の各面付け毎に前記能動素子内蔵モジュールを接合する工程と、
多面付けの前記保護材用保護基板をダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。
Dividing the protective substrate for the protective material into multiple impositions, forming a connection bump and a bonding bump for each imposition, and a wiring connected to the connection bump and the bonding bump;
A sensor chip is disposed for each imposition on the wiring forming surface side of the protective substrate for the protective material, and a step of bonding the sensor and the bonding bump;
Forming a concave portion for incorporating a sensor in the substrate, forming a plurality of fine through holes on the outside from the concave portion, disposing a conductive material in the fine through holes to form front and back conductive vias;
A plurality of the substrates are arranged for each imposition of the protective substrate for the protective material so that the sensor chip is embedded in the recess, and the bonding bumps and the front and back conduction of the protective substrate for the protective material Bonding the sensor built-in module for each imposition of the protective material protective substrate by bonding vias; and
An active element is built in one surface of the substrate, a plurality of fine through holes are formed in a region outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through hole to form a front / back conductive via, and the front / back conductive via Forming a wiring for connecting the active element and the active element to form a module with a built-in active element;
A plurality of the active element built-in modules are arranged on the substrate surface of the sensor built-in module, and the front and back conduction vias of the sensor built-in module and the front and back conduction vias of the active element built-in module are joined via bonding bumps, thereby protecting the protection. Bonding the active element built-in module for each imposition of the protective substrate for materials;
And a step of dicing the protective substrate for multi-sided protective material.
センサー内蔵モジュールの表裏導通ビアおよび/または能動素子内蔵モジュールの表裏導通ビアの接合面に、予め接合バンプを形成することを特徴とする請求項8乃至請求項12に記載のセンサーユニットの製造方法。   13. The sensor unit manufacturing method according to claim 8, wherein a bonding bump is formed in advance on a bonding surface of the front and back conductive vias of the sensor built-in module and / or the front and back conductive vias of the active element built-in module. 前記能動素子内蔵モジュールを構成する基板はシリコン基板であり、前記能動素子はシリコン基板上で作製したものであることを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれかに記載のセンサーユニットの製造方法。   13. The sensor unit manufacturing method according to claim 8, wherein the substrate constituting the module with a built-in active element is a silicon substrate, and the active element is manufactured on the silicon substrate. Method. 前記接合は、低温接合であることを特徴とする請求項8乃至請求項13のいずれかに記載のセンサーユニットの製造方法。   The method for manufacturing a sensor unit according to claim 8, wherein the bonding is a low-temperature bonding.
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