JP2006344903A - 半導体モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】結露の発生を防止する半導体モジュールを提供する。
【解決手段】イメージセンサモジュール２は、ベース６、ＣＣＤイメージセンサ８、ガラス板１０、透湿部材１１とから構成される。ベース６には載置部６ａと囲繞部６ｂとが形成される。ＣＣＤイメージセンサ８は載置部６ａに固着され、受光面８ａは開口を向く。透湿部材１１は開口の周囲を囲繞し、接着層２０によってガラス板１０とベース６とに挟まれる。透湿部材１１は水を通さずに水蒸気を透過する性質を有する。ＣＣＤイメージセンサ８が熱を帯びることによって水蒸気が発生したとき、収容質１２内の水蒸気は透湿部材１１を介して外部に放出される。これによってガラス板１０に結露が生じることを抑えることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体を収容した半導体モジュールに関するものである。
デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の撮影装置にはイメージセンサが備えられており、イメージセンサはその受光面に塵や埃が付着しないようにパッケージによって覆われてモジュール化されたイメージセンサモジュールとして装置内に組み込まれる。イメージセンサを覆うパッケージはプラスチック製、金属製、セラミック製などが多種多様であり、近年はコストの低さや加工の容易さからプラスチック製のパッケージが用いられることが多くなっている。
イメージセンサを収容するパッケージには、イメージセンサが収容される開口した収容室が形成されており、収容室内の底部には受光面を開口に向けてイメージセンサが固着される。収容室の開口は光を透過させる透光部材によって覆われ、開口の縁と透光部材とは例えばエポキシ樹脂等の接着剤によって接着される。これによって収容室は密封されて収容室内に塵や埃が侵入しないようにされ、ハイレベルな画像の取得が可能なイメージセンサモジュールが提供されていた。
特開２００４−３３１９２０号公報
ところで、イメージセンサ等の半導体チップを覆うパッケージはコスト等の面からエポキシ樹脂によって形成されることが多いが、エポキシ樹脂は湿度の高い環境に長時間曝された場合、吸湿し、半導体チップを収容した収容室内に結露が発生してしまうことがあった。このような事情から特許文献１では吸水性が低く、防水性に優れた材料で構成された半導体用パッケージが紹介されている。
しかしながら、防水性に優れた材料で構成されたパッケージ内に半導体チップを収容して封止する際に水蒸気が収容室内に入ってしまった場合、この水蒸気をパッケージ外に排出する方法がなく、例えば、外気の温度が収容室内の温度に比べて低いとき収容室内で結露が発生してしまうことがあった。収容室内で結露が発生してしまうと結露によって発生した水滴によって半導体チップが短絡して壊れてしまうことがあった。また、半導体チップとしてイメージセンサを収容室内に収容している場合では、イメージセンサの受光面等に結露が生じることで画像のクオリティが低下してしまうことがあった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体チップを収容する収容室内での結露の発生を防止する半導体モジュールを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の半導体モジュールは、半導体チップと、半導体チップを収容するパッケージとを有し、パッケージの一部をパッケージ内部と外部との間で水蒸気を透過させる透湿部材で構成したことを特徴とする。
また、パッケージは、半導体チップが取り付けられる凹部が形成された第１部材と、第１部材に取り付けられかつ凹部を囲むように枠状に形成された透湿部材と、透湿部材に取り付けられて第１部材との間に半導体チップを収容する収容室を形成する第２部材と、から構成されることを特徴とする。
また、第２部材は光を透過する透光性材料で構成されており、半導体チップは、光を受ける受光面を有し、この受光面が前記第２部材と対面するように第１部材に配置されるイメージセンサであることを特徴とする。
本発明の半導体モジュールによれば、半導体チップと、半導体チップを収容するパッケージとを有し、パッケージの一部をパッケージ内部と外部との間で水蒸気を透過させる透湿部材で構成したことにより、パッケージ内の水蒸気を外部に放出することができる。これによってパッケージ内で結露が発生することを防ぐことができ、半導体チップの短絡を防ぐことができる。
また、パッケージは、半導体チップが取り付けられる凹部が形成された第１部材と、第１部材に取り付けられかつ凹部を囲むように枠状に形成された透湿部材と、透湿部材に取り付けられて第１部材との間に半導体チップを収容する収容室を形成する第２部材とから構成されることにより、簡便な構成によって水蒸気を外部に放出可能なパッケージを提供することができる。
また、第２部材は光を透過する透光性材料で構成されており、半導体チップは、光を受ける受光面を有し、この受光面が前記第２部材と対面するように第１部材に配置されるイメージセンサであることにより、第２部材や受光面上に結露が発生することを防ぐことができ、ハイクオリティな画像の取得の維持が可能となる。
次に本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、半導体モジュールであるイメージセンサモジュール２は、パッケージ３と、半導体チップであるイメージセンサ８とから構成される。パッケージ３は、第１部材であるベース６、第２部材であるガラス板１０、透湿部材１１等から構成される。ベース６には凹部１２が形成され、凹部１２はＣＣＤイメージセンサ８が取り付けられる載置部６ａ及び載置部６ａに載置されたＣＣＤイメージセンサ８を囲むように形成された囲繞部６ｂとから形成される。ＣＣＤイメージセンサ８には光を受ける受光面８ａが設けられ、この受光面８ａはガラス板１０と対向する。透湿部材１１は、内周が開口６ｃの大きさに合わせられた枠状に形成され、凹部１２を囲むようにベース６に取り付けられる。ガラス板１０は透湿部材１１に取り付けられてＣＣＤイメージセンサ８の受光面８ａと対向する。なお、ベース６は、エポキシ樹脂、もしくはポリイミド樹脂等のプラスチック樹脂またはセラミック等によって形成されている。
図２に示すように、ガラス板１０を透過した光はＣＣＤイメージセンサ８の受光面８ａに入射する。図示しないが、受光面８ａの周囲には、受光面８ａが受けた光に応じて生成された電気信号を出力するための電極が複数配列されている。ベース６には配線層１８が形成されており、ＣＣＤイメージセンサ８の電極と配線層１８とがボンディングワイヤ１４を介して接続される。配線層１８は収容室２２の内側から外側まで設けられ、収容室２２外の配線層１８に信号処理回路に通じるリード線を接続させることで、ＣＣＤイメージセンサ８からの出力信号は信号処理回路で処理される。
ガラス板１０とベース６との間には透湿部材１１が挟められる。透湿部材１１は微細な孔が多数設けられた高分子素材によってできており、水は通さずに水蒸気のみを通す性質を有している。透湿部材１１の上側と下側には接着層２０が設けられ、これによって透湿部材１１にベース６とガラス板１０とが接着される。ベース６に接着層２０を介して透湿部材１１が接着され、透湿部材１１に接着層２２を介してガラス板１０が接着されると収容室２２が形成される。収容室２２内には透湿部材１１の内周が面し、透湿部材１１の外周は外部に面し、これによって収容室２２内の水蒸気を外部に放出できるようになっている。このため、ＣＣＤイメージセンサ８やガラス板１０に結露が生じることはなく、高品質な画像の取得が維持できる。なお、透湿部材としてはゴアテックス（登録商標）やエントラント（登録商標）などが好ましい。
本発明の作用について説明する。開口６ｃ内にＣＣＤイメージセンサが収容され、ＣＣＤイメージセンサ８の電極とベース６の配線層１８とがボンディングワイヤ１４によって接続された後、透湿部材１１を介してガラス板１０がベース６に取り付けられる。透湿部材１１はゴアテックスでできており、収容室２２内と外部との間で水蒸気を透過させる。これにより、例えば、収容室２２内の水蒸気量が多いときには透湿部材１１を介して外部に水蒸気が放出される。外部の気温が収容室２２内の温度よりも低い場合でも結露が発生しにくくなる。
また、上記の実施形態では半導体チップとしてイメージセンサを用いたものを例示したが、パッケージ内に収容される半導体はこれに限らず、トランジスタやサイリスタ、ダイオード等を収容してもよい。これらの半導体チップをパッケージ内に収容することで、半導体チップを保護することができる。
また、上記の実施形態では、透湿部材１１の形状は枠状であり、開口６ｃの周囲に接着層２０を介してベース６、及びガラス板１０に取り付けられたが、透湿部材の形状はこれに限らない。例えば、収容室にはイメージセンサが載置される載置部、イメージセンサの受光部と対面する透光部、載置部と透光部との間に設けられ、イメージセンサを囲繞する囲繞部とが形成されているが、このうち囲繞部の一部を透湿部材で構成することもできる。囲繞部の一部を透湿部材で構成することでも十分に収容室内の水蒸気を外部に放出することができ、結露の発生を防止することができる。
本発明のイメージセンサ用パッケージ内にＣＣＤイメージセンサを配置したイメージセンサモジュールを分解した分解斜視図である。 イメージセンサモジュールをイメージセンサの受光面と垂直な平面で切断した断面図である。
符号の説明
２ イメージセンサモジュール（半導体モジュール）
６ ベース（第１部材）
６ａ 載置部
６ｂ 囲繞部
８ ＣＣＤイメージセンサ（半導体チップ）
１０ ガラス板（第２部材）
１１ 透湿部材
１２ 凹部
１４ ボンディングワイヤ
２０ 接着層
２２ 収容室

Claims (3)

  1. 半導体チップと、
    前記半導体チップを収容するパッケージとを有し、
    前記パッケージの一部をパッケージ内部と外部との間で水蒸気を透過させる透湿部材で構成したことを特徴とする半導体モジュール。
  2. 前記パッケージは、前記半導体チップが取り付けられる凹部が形成された第１部材と、前記第１部材に取り付けられかつ前記凹部を囲む枠状に形成された透湿部材と、前記透湿部材に取り付けられて前記第１部材との間に前記半導体チップを収容する収容室を形成する第２部材と、から構成されることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
  3. 前記第２部材は光を透過する透光性材料で構成されており、
    前記半導体チップは、光を受ける受光面を有し、この受光面が前記第２部材と対面するように前記第１部材に配置されるイメージセンサであることを特徴とする請求項２記載の半導体モジュール。
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