JP2006278726A - 半導体装置モジュール及び半導体装置モジュールの製造方法 - Google Patents

半導体装置モジュール及び半導体装置モジュールの製造方法 Download PDF

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好範 谷田
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Abstract

【課題】 外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができるとともに、外部の衝撃があった場合でも導電線の剥離を抑制することができる半導体装置モジュール及び半導体装置モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の半導体装置モジュールとしての光学装置用モジュール１は、導体配線が形成された基板１０と半導体素子としての撮像素子１１とを電気的に接続するボンディングワイヤ１３を被覆体４０で被覆し、被覆体４０の上部に蓋体であるホルダー２０を配置する。これにより、ホルダー２０を基板１０に配置するための領域を別途確保する必要がないことから、外形サイズをより小型化することができる。つまり、撮像機能に全く影響を与えることのない無駄な領域が不要となる。また、ボンディングワイヤ１３を被覆体４０で被覆することから、外力によるボンディングワイヤ１３の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に配置された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置され、半導体素子を覆う蓋体とを備える半導体装置モジュール及び半導体装置モジュールの製造方法に関する。
半導体素子の一種であるＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージャなどの撮像素子が様々な分野で利用されている。特に、通信機能に加えて、撮像素子を搭載することによりカメラ機能を付加したカメラ付き携帯電話が広く実用化されている。カメラ付き携帯電話、デジタルカメラなどの製品自体の小型化、薄型化及び軽量化に伴って、撮像素子とレンズとをモジュール化した半導体装置モジュールの一形態である光学装置用モジュールが実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１０は半導体装置モジュールの一形態である従来の光学装置用モジュールの構成を示す側断面図、図１１は図１０のXI−XI線から下側の断平面図である。
従来の光学装置用モジュール１００は、基板１１０に撮像素子１１１が配置され、撮像素子１１１の周縁に設けられたボンディングパッド１１１ｂと基板１１０の周縁に設けられたボンディングパッド１１０ｂとをボンディングワイヤ１１３で電気的に接続される。また、ボンディングパッド１１０ｂのさらに外側には、筒状のホルダー１２０が接着剤１４０によって接合されている。ホルダー１２０には、撮像素子１１１に入射する光のうち赤外線（ＩＲ）を除去するためのＩＲカットフィルタ１２１が配設されている。また、ホルダー１２０の内周には、レンズバレル１３０が設けられている。レンズバレル１３０にはレンズ１３１が配設されており、外部からの光を撮像素子１１１の中央に設けられた受光部１１１ａに結像するように撮像素子１１１に対する位置が調整されている。
特開２００４−７２５７２号公報
しかしながら、従来の光学装置用モジュール１００においては、基板１１０に接続されたボンディングワイヤ１１３の位置より外側に、ホルダー１２０の脚部を配置する必要があることから、ホルダー１２０の肉厚分、余計に基板１１０の外形サイズを大きくしなければならなかった。つまり、現状の構造では、撮像素子として機能するのに必要な外形サイズ（ボンディングワイヤ１１３の基板１１０への接続部であるボンディングパッド１１０ｂの外側端縁を結ぶ線（図１１：一点鎖線））に加えて、ホルダー１２０の脚部を配置するための領域を確保しなければならず、この領域の分だけ、光学装置用モジュール１００の平面寸法が大きくならざるを得ない。この領域は、単に光路画定器の保持体としてのホルダー１２０の配置に必要であり、撮像機能に全く影響を与えることのない無駄な領域である。
ところで、近年、カメラ付き携帯電話、デジタルカメラなどに用いられる光学装置用モジュールは、より小型かつ軽量のものが要望されており、また、基板１１０を小型化することは製造コストの観点からもそのメリットは大きく、光学装置用モジュールの基本的構造として新たな構造の開発が要望されていた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、導体配線が形成された基板と半導体素子とを電気的に接続する導電線を被覆体で被覆し、その被覆体の上部に半導体素子と対向する蓋体を配置する構成とすることにより、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができるとともに、外部の衝撃があった場合でも導電線の剥離を抑制することができる半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、半導体素子を基板、蓋体及び被覆体によって密封する構成とすることにより、外部からの湿気、ダストなどの侵入を防止でき、半導体素子の耐久性を向上することができる半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、半導体素子と電気的に接続する導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置で基板と蓋体とを接続する構成とすることにより、蓋体を基板に直接的に接続する位置を確保することで接着性を向上することができ、ボンディングパッドが設けられていない位置を接着部として適宜確保することで、外形サイズ（平面寸法）が大きくなることのない半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、基板が矩形状をなし、基板の一辺乃至三辺にボンディングパッドが配置されている構成とすることにより、ボンディングパッドが配置されていない基板の辺縁に蓋体を接着するための接着部を設けて、接着性を向上することができ、ボンディングパッドが配置された辺縁の外側には蓋体を基板に配置するための領域を別途確保せずに、外形サイズ（平面寸法）を小型化することができる半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、基板に設ける接着部の厚みを他の部分より厚くする構成とすることにより、その部分で基板と蓋体とを直接的に接続して接着性を向上することができ、また、蓋体を配置することによって生じた間隙には導電線が露出しているので、その導電線を被覆体で簡単に被覆することができる半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、基板が平板状である場合に、接着部に対応する領域に脚部を有した蓋体を、脚部と基板とが接着するように配置する構成とすることにより、基板と蓋体とを直接的に接続して接着性を向上することができ、また、脚部を基板に接着することで生じた間隙には導電線が露出しているので、その導電線を被覆体で簡単に被覆することができる半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、導体配線が形成された基板と半導体素子とを電気的に接続する導電線を非導電性樹脂で被覆する構成とすることにより、製造工程で被覆体を簡単に形成できる半導体装置モジュールを提供することを目的とする。
また本発明は、半導体素子が一面に撮像面を有する撮像素子であり、蓋体が光学部材及び該光学部材を保持する保持体を有し、撮像素子の撮像面への光路を画定する構成とすることにより、外形サイズ（平面寸法）の小さな半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュール（撮像モジュール）を提供することを目的とする。
また本発明は、導体配線が形成された基板と半導体素子とを導電線で電気的に接続し、基板に蓋体の脚部を配置して蓋体を基板に接着し、そして、導電線の一部又は全部を被覆体で被覆して、基板と蓋体との間隙を封止することにより、導電線が被覆体で被覆され、その被覆体の上部に蓋体が配置され、外形サイズ（平面寸法）が小型化された半導体装置モジュールを簡単かつ確実に製造することができる半導体装置モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、基板に蓋体の脚部を配置することによって生じた間隙に非導電性樹脂を注入し、間隙に露出した導電線を被覆することにより、被覆体を極めて簡単に形成することができる半導体装置モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、導体配線が形成された基板と半導体素子とを導電線で電気的に接続し、導電線の一部又は全部を被覆体で被覆し、そして、被覆体に蓋体を配置して蓋体の基板に対する位置を固定することにより、導電線を被覆体で被覆した後に、被覆体に蓋体を配置することで、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要はなく、外形サイズ（平面寸法）が小型化された半導体装置モジュールを簡単かつ確実に製造することができる半導体装置モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、硬化性の非導電性樹脂を導電線の対応位置に塗布した後に、塗布した非導電性樹脂を硬化して導電線を被覆する被覆体とすることにより、極めて簡単に被覆体を形成することができる半導体装置モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、熱硬化性又は光硬化性を有する非導電性樹脂を用いることにより、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して導電線を被覆する被覆体を簡単に形成することができる半導体装置モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、熱硬化性又は光硬化性を有する非導電性樹脂を用い、非導電性樹脂が硬化する前に蓋体を被覆体に配置することにより、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して導電線を被覆する被覆体とすることが容易であり、被覆体に蓋体を配置して蓋体の基板に対する位置を固定する場合、非導電性樹脂が硬化する前に蓋体を配置するようにすることで、蓋体の配置位置を適宜調整することができる半導体装置モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体装置モジュールは、導体配線が形成された基板と、導電線によって前記導体配線と接続された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置された蓋体とを備える半導体装置モジュールにおいて、前記導電線の一部又は全部を被覆する被覆体を備え、前記蓋体が前記被覆体の上部に配置されていることを特徴とする。
本発明にあっては、導体配線が形成された基板と半導体素子とを電気的に接続する導電線を被覆体で被覆し、その被覆体の上部に、半導体素子と対向する蓋体を配置する。これにより、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要がないことから、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。つまり、半導体素子の機能に全く影響を与えることのない無駄な領域が不要となる。また、導電線を被覆体で被覆することから、外力による導電線の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記半導体素子は、前記基板、前記蓋体及び前記被覆体によって密封されていることを特徴とする。
本発明にあっては、半導体素子を基板、蓋体及び被覆体によって密封する。これにより、基板、蓋体及び被覆体からなる空間が密封空間となることから、外部からの湿気、ダストなどの侵入を防止でき、耐久性を向上することができる。また、基板、蓋体及び被覆体が互いに固定されることになってモジュールの総合的な耐衝撃性が向上する。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記基板は、前記導電線を接続するためのボンディングパッドと、該ボンディングパッドが設けられていない位置に前記蓋体を接着するための接着部とを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、半導体素子と電気的に接続する導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置で基板と蓋体とを接続する。この場合には、蓋体を基板に直接的に接続する位置を確保することで接着性を向上することができる。ボンディングパッドが設けられていない位置を接着部として適宜確保することで、外形サイズ（平面寸法）が大きくなることはない。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記基板は矩形状をなし、前記ボンディングパッドは、前記基板の一辺乃至三辺に配置されていることを特徴とする。
本発明にあっては、基板が矩形状で、基板の一辺乃至三辺にボンディングパッドが配置されている。この場合、ボンディングパッドが配置されていない基板の辺縁に蓋体を接着するための接着部を設けることで、接着性を向上することができる。ボンディングパッドが配置されている辺縁では、導電線が被覆体で被覆され、その被覆体の上部に蓋体が配置されるので、ボンディングパッドが配置された辺縁の外側には、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要がないことから、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記基板は前記接着部の厚みが他の部分より厚く、前記蓋体は、前記基板の厚みが厚い領域にて該基板と接着されていることを特徴とする。
本発明にあっては、基板に設ける接着部の厚みを他の部分より厚くして、その部分で基板と蓋体とを接着する。このように、導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置（ここでは接着部）に壁（出っ張り部）が形成された基板上に蓋体を配置する。蓋体を配置することによって生じた間隙には導電線が露出しているので、その導電線を被覆体で被覆する。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記基板は平板状をなし、前記蓋体は、前記接着部に対応する領域に脚部を有し、該脚部により前記基板と接着されていることを特徴とする。
本発明にあっては、基板が平板状である場合、接着部に対応する領域に脚部を有した蓋体を、その脚部と基板とが接着するように配置する。蓋体の脚部を基板に接着することで生じた間隙には導電線が露出しているので、その導電線を被覆体で被覆する。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記被覆体は非導電性樹脂よりなることを特徴とする。
本発明にあっては、導体配線が形成された基板と半導体素子とを電気的に接続する導電線を非導電性樹脂で被覆する。導電線を被覆する被覆体を非導電性樹脂とすることで、製造工程で被覆体を簡単に形成できる。例えば、まず蓋体を基板に配置し、生じた間隙に非導電性樹脂を流し込んで、間隙に露出した導電線を極めて簡単に被覆することができる。
本発明に係る半導体装置モジュールは、前記半導体素子は一面に撮像面を有する撮像素子であり、前記蓋体は、光学部材及び該光学部材を保持する保持体を有し、前記撮像面への光路を画定するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、半導体素子が一面に撮像面を有する撮像素子であり、蓋体が光学部材及び該光学部材を保持する保持体を有し、撮像素子の撮像面への光路を画定して、外形サイズ（平面寸法）の小さな半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュール（撮像モジュール）を実現することができる。例えば、半導体素子が撮像素子である場合、ダストが撮像素子の受光部に付着ことによって、撮像画像にノイズが発生してしまうが、密封空間とすることで、この問題を解決することができる。特に、小型かつ耐衝撃性が要求されるカメラ付き携帯電話、デジタルカメラなど、可搬性の電子機器に用いて好適なものである。
本発明に係る半導体装置モジュールの製造方法は、導体配線が形成された基板と、導電線によって前記導体配線と接続された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置された脚部を有する蓋体とを備える半導体装置モジュールの製造方法において、前記基板に前記半導体素子を配置し、該半導体素子と前記基板とを前記導電線で接続する工程と、前記基板に前記脚部を配置して、前記蓋体を前記基板に接着する接着工程と、前記導電線の一部又は全部を被覆体で被覆して、前記基板と前記蓋体との間隙を封止する封止工程とを含むことを特徴とする。
本発明にあっては、導体配線が形成された基板と半導体素子とを導電線で電気的に接続し、基板に蓋体の脚部を配置して蓋体を基板に接着する。そして、導電線の一部又は全部を被覆体で被覆して、基板と蓋体との間隙を封止する。例えば、導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置に蓋体の脚部を配置して蓋体を基板に接着する。ボンディングパッドが配置された辺縁の外側には、蓋体の脚部を基板に配置するための領域を別途確保する必要がないことから、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。また、導電線を被覆体で被覆することから、外力による導電線の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
本発明に係る半導体装置モジュールの製造方法は、前記封止工程は、非導電性樹脂を前記間隙に注入することにより前記被覆体を形成することを特徴とする。
本発明にあっては、基板に蓋体の脚部を配置することによって生じた間隙に非導電性樹脂を注入し、間隙に露出した導電線を被覆する。導電線を被覆する被覆体を非導電性樹脂とすることで、製造工程で被覆体を簡単に形成できる。
本発明に係る半導体装置モジュールの製造方法は、導体配線が形成された基板と、導電線によって前記導体配線と接続された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置された蓋体とを備える半導体装置モジュールの製造方法において、前記基板に前記半導体素子を配置し、該半導体素子と前記基板とを前記導電線で接続する工程と、前記導電線の一部又は全部を被覆体で被覆する被覆工程と、前記被覆体に前記蓋体を配置して、該蓋体の前記基板に対する位置を固定する固定工程とを含むことを特徴とする。
本発明にあっては、導体配線が形成された基板と半導体素子とを導電線で電気的に接続し、導電線の一部又は全部を被覆体で被覆する。そして、被覆体に蓋体を配置して蓋体の基板に対する位置を固定する。このように、導電線を被覆体で被覆した後に、被覆体に蓋体を配置することで、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要はなく、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。つまり、半導体素子の機能に全く影響を与えることのない無駄な領域が不要となる。また、導電線を被覆体で被覆することから、外力による導電線の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
本発明に係る半導体装置モジュールの製造方法は、前記被覆工程は、硬化性の非導電性樹脂を塗布し、該非導電性樹脂を硬化して前記被覆体を形成することを特徴とする。
本発明にあっては、硬化性の非導電性樹脂を導電線の対応位置に塗布した後に、塗布した非導電性樹脂を硬化して導電線を被覆する被覆体とする。これにより、極めて簡単に被覆体を形成できる。
本発明に係る半導体装置モジュールの製造方法は、前記非導電性樹脂は、熱硬化性又は光硬化性を有することを特徴とする。
本発明にあっては、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して導電線を被覆する被覆体とすることが容易である。
本発明に係る半導体装置モジュールの製造方法は、前記非導電性樹脂は、熱硬化性又は光硬化性を有しており、前記固定工程は、前記非導電性樹脂が硬化する前に前記蓋体を配置することを特徴とする。
本発明にあっては、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して導電線を被覆する被覆体とすることが容易であり、被覆体に蓋体を配置して蓋体の基板に対する位置を固定する場合、非導電性樹脂が硬化する前に蓋体を配置するようにすることで、蓋体の配置位置を適宜調整することができ、また、基板、蓋体及び被覆体からなる空間が密封空間として、外部からの湿気、ダストなどの侵入を防止でき、耐久性を向上することができる。
本発明によれば、導体配線が形成された基板と半導体素子とを電気的に接続する導電線を被覆体で被覆し、その被覆体の上部に半導体素子と対向する蓋体を配置する構成としたので、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要はなく、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。また、導電線を被覆体で被覆することから、外力による導電線の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
本発明によれば、半導体素子を基板、蓋体及び被覆体によって密封する構成としたので、外部からの湿気、ダストなどの侵入を防止でき、耐久性を向上することができる。例えば、半導体素子が撮像素子の場合、ダストが撮像素子の受光部に付着ことによって、撮像画像にノイズが発生してしまうが、密封空間とすることで、この問題を解決することができる。また、基板、蓋体及び被覆体が互いに固定されることになってモジュールの総合的な耐衝撃性が向上する。
本発明によれば、撮像素子と電気的に接続する導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置で基板と蓋体とを接続する構成としたので、蓋体を基板に直接的に接続する位置を確保することで接着性を向上することができる。ボンディングパッドが設けられていない位置を接着部として適宜確保することで、外形サイズ（平面寸法）が大きくなることはない。
本発明によれば、基板が矩形状をなし、基板の一辺乃至三辺にボンディングパッドが配置されている構成としたので、ボンディングパッドが配置されていない基板の辺縁に蓋体を接着するための接着部を設けることで、接着性を向上することができる。ボンディングパッドが配置されている辺縁では、導電線が被覆体で被覆され、その被覆体の上部に蓋体が配置されるので、ボンディングパッドが配置された辺縁の外側には、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要がないことから、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。
本発明によれば、基板に設ける接着部の厚みを他の部分より厚くする構成としたので、導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置（ここでは接着部）の壁（出っ張り部）が形成された基板上に蓋体を配置することで、生じた間隙に導電線が露出するので、その導電線を被覆体で簡単に被覆することができる。
本発明によれば、基板が平板状である場合に、接着部に対応する領域に脚部を有した蓋体を、その脚部と基板とが接着するように配置する構成としたので、蓋体の脚部を基板に接着することで生じた間隙に導電線が露出するので、その導電線を被覆体で簡単に被覆することができる。
本発明によれば、導体配線が形成された基板と半導体素子とを電気的に接続する導電線を非導電性樹脂で被覆する構成としたので、製造工程で被覆体を簡単に形成できる。例えば、まず蓋体を基板に配置し、生じた間隙に非導電性樹脂を流し込んで、間隙に露出した導電線を極めて簡単に被覆することができる。
本発明によれば、半導体素子が一面に撮像面を有する撮像素子であり、蓋体が光学部材及び該光学部材を保持する保持体を有し、撮像素子の撮像面への光路を画定する構成としたので、外形サイズ（平面寸法）の小さな半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュール（撮像モジュール）を実現することができる。特に、小型かつ耐衝撃性が要求されるカメラ付き携帯電話、デジタルカメラなど、可搬性の電子機器に用いて好適なものである。
本発明によれば、導体配線が形成された基板と半導体素子とを導電線で電気的に接続し、基板に蓋体の脚部を配置して蓋体を基板に接着し、そして、導電線の一部又は全部を被覆体で被覆して、基板と蓋体との間隙を封止することとしたので、例えば、導電線を接続するためのボンディングパッドが設けられていない位置に蓋体の脚部を配置して蓋体を基板に接着するようにすれば、ボンディングパッドが配置された辺縁の外側には、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要がないことから、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。また、導電線を被覆体で被覆することから、外力による導電線の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
本発明によれば、基板に蓋体の脚部を配置することによって生じた間隙に非導電性樹脂を注入し、間隙に露出した導電線を被覆することとしたので、製造工程で被覆体を簡単に形成することができる。
本発明によれば、導体配線が形成された基板と半導体素子とを導電線で電気的に接続し、導電線の一部又は全部を被覆体で被覆し、そして、被覆体に蓋体を配置して蓋体の基板に対する位置を固定することとしたので、蓋体を基板に配置するための領域を別途確保する必要はなく、外形サイズ（平面寸法）をより小型化することができる。つまり、半導体素子の機能に全く影響を与えることのない無駄な領域が不要となる。また、導電線を被覆体で被覆することから、外力による導電線の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
本発明によれば、硬化性の非導電性樹脂を導電線の対応位置に塗布した後に、塗布した非導電性樹脂を硬化して導電線を被覆する被覆体とすることとしたので、極めて簡単に被覆体を形成することができる。
本発明によれば、熱硬化性又は光硬化性を有する非導電性樹脂を用いることとしたので、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して導電線を被覆する被覆体とすることが容易である。
本発明によれば、熱硬化性又は光硬化性を有する非導電性樹脂を用い、非導電性樹脂が硬化する前に蓋体を被覆体に配置することとしたので、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して導電線を被覆する被覆体とすることが容易であり、被覆体に蓋体を配置して蓋体の基板に対する位置を固定する場合、非導電性樹脂が硬化する前に蓋体を配置するようにすることで、蓋体の配置位置を適宜調整することができ、また、基板、蓋体及び被覆体からなる空間が密封空間として、外部からの湿気、ダストなどの侵入を防止でき、耐久性を向上することができる等、優れた効果を奏する。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュールの構成を示す側断面図、図２は図１のII−II線から下側の断平面図である。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュール１は、基板１０の一方の表面に撮像素子１１がダイスボンディングされている。撮像素子１１は、半導体素子の一種であるＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージャなどであり、チップ中央に受光部１１ａを設け、受光部１１ａで検出した光量に基づく信号を読み出す読出回路などの周辺回路をチップ周辺に設けた構成をしている。このような撮像素子１１は、それ自体公知の半導体製造技術を利用して、半導体ウェハに複数の層を積層することなどにより製造される。受光部１１ａの上面にマイクロレンズを形成して、受光部１１ａへの集光率を高めるようにしてあってもよい。
基板１０は、例えば多層配線基板であり、その表面には所定の配線（不図示）が施されており、基板１０の側面（裏面であってもよい）に設けられた外部端子１０ａを介して、モジュール外部の外部回路と接続される。また、基板１０の周縁（ここではチップの四辺）には、複数のボンディングパッド１０ｂが設けられている。ボンディングパッド１０ｂは、撮像素子１１のチップ周辺に設けたボンディングパッド１１ｂとボンディングワイヤ１３で接続されている。このようにして、撮像素子１１で変換された電気信号は、ボンディングパッド１１ｂからボンディングワイヤ１３を介してボンディングパッド１０ｂへ、さらに、基板１０に設けた配線を介して外部端子１０ａへ送られる。
また、ボンディングワイヤ１３の一部（ここでは、ボンディングパッド１０ｂ側の一部）が非導電性樹脂のような被覆体４０で被覆されており、被覆体４０の上部に管状のホルダー２０が配置されている。ホルダー２０には、撮像素子１１に入射する光のうち赤外線（ＩＲ）を除去するためのＩＲカットフィルタ２１が撮像面と対向するように配設されている。また、ホルダー２０の内面にはレンズ３１が配設されたレンズバレル３０が嵌挿されている。このホルダー２０とレンズバレル３０とが協業して撮像面への光路を画定する光路画定器として機能する。レンズ３１から撮像面までの光路長が調整されて、レンズバレル３０の外面がホルダー２０の内面に当接された状態で適宜固定（接着）されている。なお、本例では１枚のレンズ３１を用いた場合を示したが、レンズの枚数は、必要に応じて複数のレンズを組み合わせて用いられる。
基板１０、本発明の蓋体としての光路画定器（ホルダー２０，レンズバレル３０）、及び被覆体４０によって、撮像素子１１が配置された空間が密封空間となる。したがって、外部からの湿気、ダストなどがこの空間に侵入することを防止でき、耐久性を向上することができる。例えば、ダストが撮像素子１１の受光部１１ａに付着した場合、撮像画像にノイズが発生してしまう虞があるが、光学装置用モジュール１では、撮像素子１１が密封空間に配置されているので、ノイズが発生することはなく、高品位な画像を撮像することができる。もちろん、光路画定器（ホルダー２０，レンズバレル３０）、及び被覆体４０が互いに固定されることになるので、総合的な耐衝撃性が向上する。
次に、上述した光学装置用モジュール１の製造方法について説明する。図３は本発明に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュールの製造方法を示す説明図である。
まず、導体配線が形成された基板１０に、受光部１１ａを有する撮像素子１１を配置し、基板１０に設けたボンディングパッド１０ｂと撮像素子１１に設けたボンディングパッド１１ｂとをボンディングワイヤ１３で電気的に接続する（図３（ａ））。
次に、基板１０に光路画定器の保持体としてのホルダー２０の脚部が、基板１０の四隅に配置されるようにアライメントし、接着剤などを用いてホルダー２０を基板１０に接着する（図３（ｂ））。本例では、基板の四隅にはボンディングワイヤ１３を接続するためのボンディングパッド１０ｂが設けられていない場合を示しており、ボンディングパッド１０ｂが配置された辺縁の外側には、ホルダー２０を基板１０に直接配置するための領域を確保する必要はない。
そして、基板１０とホルダー２０との間に生じた間隙に、熱硬化性（例えばアクリル系樹脂である紫外線硬化樹脂）又は光硬化性（例えばエポキシ系樹脂）の非導電性樹脂をディスペンサなどを用いて注入し、非導電性樹脂が熱硬化性を有する場合は熱エネルギーを、光硬化性を有する場合は光エネルギーを与えることによって、非導電性樹脂の硬化を制御して、間隙に露出しているボンディングワイヤ１３を被覆して被覆体４０とする（図３（ｃ））。
なお、基板１０と撮像素子１１とをボンディングワイヤ１３で電気的に接続し、ボンディングワイヤ１３の一部又は全部を被覆体４０で被覆する。そして、被覆体４０に光路画定器の構成要素であるホルダー２０を配置して光路画定器の基板１０に対する位置を固定するようにしてもよく、被覆体４０にホルダー２０を配置して光路画定器の基板１０に対する位置を固定する場合、非導電性樹脂が硬化する前にホルダー２０を配置するようにすることで、光路画定器の光軸調整が不能となる事態を防止できる。
図４は光学装置用モジュールの外形サイズ（平面寸法）を説明するための説明図であり、同図（ａ）は本発明の実施の形態１に係る光学装置用モジュール１の要部を、同図（ｂ）は従来の光学装置用モジュール１００の要部をそれぞれ示す。
Ａは、撮像素子１１（１１１）の端部からボンディングワイヤ１３（１１３）の基板１０（１１０）上の接続位置までの距離を示しており、距離Ａはワイヤボンディング装置のワイヤボンディング精度によって規制され、基板１０（１１０）に設けるボンディングパッドの大きさが決定される。また、この距離Ａを省略することは不可能である。Ｂは、ボンディングワイヤ１１３の基板１１０上の接続位置からホルダー１２０の内側壁までの距離を示しており、距離Ｂはホルダー１２０の基板１１０に対する搭載精度、ワイヤボンディング精度、基板１１０に設けたボンディングパッドのパターンズレなどによって規制され、そうした精度を考慮した上で適宜決定される。Ｃは、ホルダー１２０の肉厚（壁幅）であり、ホルダー１２０に用いる材質によって規制され、ホルダー１２０に作用する応力を考慮した上でその厚みが決定される。
光学装置用モジュール１００は、撮像素子１１１の端部から、上述した距離Ａ，Ｂ，Ｃの総和に相当する領域を確保する必要があるが、光学装置用モジュール１では、ホルダー２０を被覆体４０の上部に配置する構成としたので、距離Ｃのホルダー１２０の肉厚に相当する領域を確保する必要がない。距離Ｃは、撮像機能に全く影響を与えることのない無駄な領域であり、本発明ではこの領域が不要となることから、光学装置用モジュール１の外形サイズ（平面寸法）を従来よりも小さくすることができる。また、光学装置用モジュール１００と異なりボンディングワイヤ１３を被覆体４０で被覆することから、外力によるボンディングワイヤ１３の剥離を抑制して耐衝撃性を向上することができる。
なお、本実施形態では、基板１０の周縁四辺には、ボンディングパッド１０ｂが設けられた場合について説明したが、基板１０の周縁の少なくとも一辺にボンディングパッドが設けられている場合に好適である。例えば図５に示すように、例えば基板１０の対となる二辺にボンディングパッド１０ｂが設けられている場合には、ボンディングパッド１０ｂが設けられていない二辺（ここでは、上辺及び下辺）を直接接着する接着部とし、ボンディングパッド１０ｂが設けられている二辺（ここでは、左辺及び右辺）に対応する部分がトンネル状に貫通したホルダー２０を用い、ホルダー２０を基板１０に接着した後に、トンネル状の貫通部分を被覆体４０で被覆して、左辺及び右辺に配されたボンディングワイヤ１３を被覆する。このようにすれば、ボンディングパッド１０ｂが配されている辺縁（左辺及び右辺）では、ボンディングワイヤ１３が被覆体４０で被覆され、その被覆体４０の上部にホルダー２０が配置されるので、ボンディングパッド１０ｂが配置された辺縁の外側には、ホルダー２０を基板１０に配置するための領域を別途確保する必要はなく、外形サイズ（平面寸法）を従来よりも小型化することができる。
また、本実施形態では、基板１０が平板状をなし、接着部に対応する領域（基板四隅）に脚部を有したホルダー２０を基板１０に配置することで、ボンディングパッド１０ｂに対応する領域を間隙とし、この間隙に非導電性樹脂を注入することでボンディングパッド１０ｂを被覆する被覆体４０を形成するようにしたが、図６に示すように、基板１０に設ける接着部の厚みを他の部分より厚くして、その部分で基板１０とホルダー２０とを接着するようにしてもよい。ボンディングワイヤ１３を接続するためのボンディングパッド１０ｂが設けられていない位置（ここでは接着部）に出っ張り部を有する基板１０を用いても、ホルダー２０を基板１０に配置することによって生じた間隙にはボンディングパッド１０ｂが露出することになるので、この間隙から非導電性樹脂を注入することでボンディングパッド１０ｂを被覆する被覆体４０とすることができ、本例で示した構造と同様となる。なお、図６では、構成の詳細が分るように被覆体４０の図示を省略している。
（実施の形態２）
実施の形態１では、ボンディングワイヤの一部が被覆体で被覆された場合について説明したが、ボンディングワイヤの全部が被覆体で被覆するようにしても良く、このようにしたものが実施の形態２である。
図７は本発明の実施の形態２に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュールの構成を示す側断面図である。
本発明の実施の形態２に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュール２は、ボンディングワイヤ１３の全部が非導電性樹脂のような被覆体４０で被覆されており、被覆体４０の上部に管状のホルダー２０が配置されている。被覆体４０の内側端部は、撮像素子１１の受光部１１ａの領域にかからないようにしておく。当然ながら、受光部１１ａの上部にまで被覆体４０が配置された場合には、被覆体４０によるノイズが撮像画像にのってしまうことになるためである。
このように、ボンディングワイヤ１３の全部を被覆体４０で被覆するようにすれば、外力によるボンディングワイヤ１３の剥離を抑制して耐衝撃性をさらに向上することができる。また、ホルダー２０と被覆体４０との接触面積が大きくなるので、モジュールの総合的な耐衝撃性が向上する。ホルダー２０の肉厚をより厚くした場合であっても、外形サイズ（平面寸法）に影響することがなく、より多くの種類の光学装置用モジュールに適用することができる。
なお、各実施の形態では、固体撮像素子１１を配線基板としての基板１０に配置した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図８に示すように、基板１０上に、画像処理装置であるＤＳＰ１４を配置し、ＤＳＰ１４上にシリコン片を用いてなるスペーサ１５を接着し、スペーサ１５上に撮像素子１１を接着する構造に対して、撮像素子１１と基板１０とをボンディングワイヤ１３で接続し、ＤＳＰ１４と基板１０とをボンディングワイヤ１６で接続する場合、ボンディングワイヤ１３及びボンディングワイヤ１６の一部（又は全部）を被覆体４０で被覆してもよい（図８（ａ））。
また、基板１０の一方の面（上面）上に撮像素子１１を配置し、他方の面（下面）上に金バンプ１７を介して画像処理装置であるＤＳＰ１４を配置する構造に対して、撮像素子１１と基板１０とをボンディングワイヤ１３で接続する場合、ボンディングワイヤ１３の一部（又は全部）を被覆体４０で被覆してもよい（図８（ｂ））。もちろん、ＤＳＰ１４以外の半導体チップを撮像素子１１と積み重ねる構成であってもよく、更に多くの半導体チップを積み重ねる構成であってもよい。
さらに、図９に示すように、ガラスなどの透光性材料からなる透光性蓋体１９を接着部１８を介して撮像素子１１の受光部１１ａ側に接着し、撮像素子１１を基板１０に配置したような形態であっても同様であり、撮像素子１１と基板１０と接続するボンディングワイヤ１３の一部（又は全部）を被覆体４０で被覆する。この場合には、透光性蓋体１９の表面に赤外線遮断膜を形成してＩＲカットフィルタを兼ねるようにすれば、ホルダー２０にＩＲカットフィルタ２１を設ける必要はない。赤外線遮断膜は、例えば酸化チタン，酸化ジルコニウム，硫化亜鉛などからなる高屈折率層と、フッ化マグネシウム，フッ化カルシウム，二酸化珪素などからなる低屈折率層とを交互に多層積層した誘電体多層膜から構成され、光の干渉を利用して赤外光を選択的に遮断することができる。もちろん、ＩＲカットフィルタに限定されるものではなく、その用途に応じて、透過する波長を選択するようにした波長選択フィルタを適宜設けるようにしてもよい。
つまり、本発明の主旨は、ボンディングワイヤの一部又は全部を被覆する被覆体を設け、さらにその被覆体の上部に光路画定器（蓋体）を配置して、モジュールの小型化を図ることにあり、半導体装置モジュールの一形態として光学装置用モジュール及びその製造方法について具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory)のような記憶モジュールなど、半導体素子に対向して蓋体が配置された半導体装置モジュールに適用できる。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置モジュールの一形態である光学装置用モジュールの構成を示す側断面図である。 図１のII−II線から下側の断平面図である。 本発明に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュールの製造方法を示す説明図である。 光学装置用モジュールの外形サイズを説明するための説明図である。 本発明に係る光学装置用モジュールの他の構成を示す断平面図である。 本発明に係る光学装置用モジュールの他の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体装置モジュールの一形態としての光学装置用モジュールの構成を示す側断面図である。 本発明に係る光学装置用モジュールの他の構成を示す側断面図である。 本発明に係る光学装置用モジュールの他の構成を示す側断面図である。 半導体装置モジュールの一形態である従来の光学装置用モジュールの構成を示す側断面図である。 図１０のXI−XI線から下側の断平面図である。
符号の説明
１，２ 光学装置用モジュール
１０ 基板
１０ａ 外部端子
１０ｂ ボンディングパッド
１１ 撮像素子
１１ａ 受光部
１１ｂ ボンディングパッド
１３ ボンディングワイヤ
１４ ＤＳＰ
１５ スペーサ
１６ ボンディングワイヤ
１７ 金バンプ
１８ 接着部
１９ 透光性蓋体
２０ ホルダー
２１ ＩＲフィルタ
３０ レンズバレル
３１ レンズ
４０ 被覆体

Claims (14)

  1. 導体配線が形成された基板と、導電線によって前記導体配線と接続された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置された蓋体とを備える半導体装置モジュールにおいて、
    前記導電線の一部又は全部を被覆する被覆体を備え、
    前記蓋体が前記被覆体の上部に配置されていること
    を特徴とする半導体装置モジュール。
  2. 前記半導体素子は、
    前記基板、前記蓋体及び前記被覆体によって密封されていること
    を特徴とする請求項１に記載の半導体装置モジュール。
  3. 前記基板は、
    前記導電線を接続するためのボンディングパッドと、
    該ボンディングパッドが設けられていない位置に前記蓋体を接着するための接着部と
    を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置モジュール。
  4. 前記基板は矩形状をなし、
    前記ボンディングパッドは、前記基板の一辺乃至三辺に配置されていること
    を特徴とする請求項３に記載の半導体装置モジュール。
  5. 前記基板は前記接着部の厚みが他の部分より厚く、
    前記蓋体は、前記基板の厚みが厚い領域にて該基板と接着されていること
    を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導体装置モジュール。
  6. 前記基板は平板状をなし、
    前記蓋体は、前記接着部に対応する領域に脚部を有し、該脚部により前記基板と接着されていること
    を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導体装置モジュール。
  7. 前記被覆体は非導電性樹脂よりなること
    を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の半導体装置モジュール。
  8. 前記半導体素子は一面に撮像面を有する撮像素子であり、
    前記蓋体は、光学部材及び該光学部材を保持する保持体を有し、前記撮像面への光路を画定するようにしてあること
    を特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の半導体装置モジュール。
  9. 導体配線が形成された基板と、導電線によって前記導体配線と接続された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置された脚部を有する蓋体とを備える半導体装置モジュールの製造方法において、
    前記基板に前記半導体素子を配置し、該半導体素子と前記基板とを前記導電線で接続する工程と、
    前記基板に前記脚部を配置して、前記蓋体を前記基板に接着する接着工程と、
    前記導電線の一部又は全部を被覆体で被覆して、前記基板と前記蓋体との間隙を封止する封止工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  10. 前記封止工程は、非導電性樹脂を前記間隙に注入することにより前記被覆体を形成すること
    を特徴とする請求項９に記載の半導体装置モジュールの製造方法。
  11. 導体配線が形成された基板と、導電線によって前記導体配線と接続された半導体素子と、該半導体素子に対向して配置された蓋体とを備える半導体装置モジュールの製造方法において、
    前記基板に前記半導体素子を配置し、該半導体素子と前記基板とを前記導電線で接続する工程と、
    前記導電線の一部又は全部を被覆体で被覆する被覆工程と、
    前記被覆体に前記蓋体を配置して、該蓋体の前記基板に対する位置を固定する固定工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置モジュールの製造方法。
  12. 前記被覆工程は、硬化性の非導電性樹脂を塗布し、該非導電性樹脂を硬化して前記被覆体を形成すること
    を特徴とする請求項１１に記載の半導体装置モジュールの製造方法。
  13. 前記非導電性樹脂は、熱硬化性又は光硬化性を有すること
    を特徴とする請求項１０又は請求項１２に記載の半導体装置モジュールの製造方法。
  14. 前記非導電性樹脂は、熱硬化性又は光硬化性を有しており、
    前記固定工程は、前記非導電性樹脂が硬化する前に前記蓋体を配置すること
    を特徴とする請求項１２に記載の半導体装置モジュールの製造方法。
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