JP2008053305A - モジュールの製造方法およびカメラモジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック基板上に半導体チップを実装する場合、配置するモジュールの製造方法及びカメラモジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】複数の開口部を設けた金属基板１に粘着性フィルム３を貼付け、開口部２から露出した粘着面にモジュールサイズのセラミック基板５を固定し、半導体装置を製造する。最終工程では半導体装置を真空吸着するのみでよい。支持材は繰り返し利用可能で従来切り落とされていたセラミック基板の無駄がなくなる。更に１枚の支持材当たりの取れ数が増加する。製造工程中セラミック基板の分割工程がないため、歩留りも向上する。
【選択図】図７

Description

本発明は、モジュールの製造方法およびカメラモジュールの製造方法に係り、特にセラミック基板上に実装部品を配置するモジュールの製造方法およびカメラモジュールの製造方法に関する。

従来では、大判のセラミック基板上に多数の半導体装置を形成、モールドし最終工程においてセラミック基板を分割して個々のモジュールを得る方法が知られている（例えば特許文献１参照。）。

図１２〜図１４には、従来の半導体装置の一例として、セラミック基板上に撮像素子を実装し、カメラモジュールを形成する場合を示す。図１２は、支持材の平面図であり、図１３（Ａ）〜（Ｃ）はカメラモジュールの製造方法を示す図であり、図１２のｄ−ｄ線断面に相当する断面図である。

図１２の如く、支持材は、複数（ここでは３段×６列）のモジュール領域Ｍｒ、および連結部１５５ｃ、フレーム部１５５ｆからなるセラミック基板１５５である。モジュール領域Ｍｒは最終工程において個々のカメラモジュールとなる領域である。各モジュール領域Ｍｒは、連結部１５５ｃによりフレーム部１５５ｆに支持・固定されている。隣り合うモジュール領域Ｍｒの離間距離Ｌ２は例えば５ｍｍである。そして、各モジュール領域Ｍｒに所望の導電パターン１５６を形成する。尚、図１２に示す１枚の支持材１５５により一括で保持される複数のモジュール領域Ｍｒを１つの単位として、以下の各製造工程が行われる。例えば、図１２の場合、１枚の支持材（セラミック基板）１５５当たりのモジュール領域Ｍｒは１８個である。

その後、各モジュール領域Ｍｒに半導体チップ１５７を固着する。半導体チップ１５７は例えば受光部を含む集積回路が構成された撮像素子である。そして、半導体チップ１５７の各電極と対応する導電パターン１５６を例えばボンディングワイヤ１５８などで電気的に接続する（図１２、図１３（Ａ））。

カメラモジュールの光学ユニットを搭載するために、各モジュール領域Ｍｒに、パッケージ枠（レンズ枠）１５９を固着する。パッケージ枠１５９の内部には、例えば半導体チップ１５７を覆うように光学ユニット６０が収納され、パッケージ枠１５９の上部はＩＲカットフィルタ１６３等で覆われる（図１３（Ｂ））。

このように、１つの支持材１５５上に複数のカメラモジュールを形成した後、最終工程においてプレスか、ルーターにより支持材１５５の連結部１５５ｃを切断し、個々のカメラモジュール１７０を分離する（１３（Ｃ））。
特開２０００−１２４１６７号公報

図１４は、図１３（Ｂ）の状態の支持材１５５を示す平面図である。

図１４を参照し、上記の製造方法ではセラミック基板で形成された支持材１５５の全てのモジュール領域Ｍｒにカメラモジュール１７０を形成後、連結部１５５ｃおよびフレーム部１５５ｆを切断している（図１３（Ｃ））。つまり連結部１５５ｃおよびフレーム部１５５ｆも高価なセラミック基板であるが、これらは製造工程中に分割、破棄される領域であり、製品の最終構造としては不要な領域である。

また支持材１５５のサイズは、例えば縦Ｈ２１が５７ｍｍ、横Ｗ２１が１２３ｍｍであり、支持材１５５の全体が大判なセラミック基板であるため、製造工程中のハンドリング不良や、ワイヤボンド時のストレスによる割れが発生したり、反りが発生しやすいなどの問題がある。

例えば、製造工程において半導体チップやカメラモジュールの部品をモジュール領域Ｍｒに実装後、セラミック基板の割れや反り等の欠陥部位Ｃを検出、マーキングし、画像認識によってマーキングされたモジュール領域Ｍｒを不良として扱う場合がある。

このような場合、既に実装された半導体チップやカメラモジュールの部品が無駄になったり、作業効率（例えば支持材１枚あたりの収率）が低下するなどの問題がある。

また各モジュール領域Ｍｒ間の離間距離Ｌ２は、例えば５ｍｍである。これは連結部１５５ｃの幅に、切り離しの際の補強分や、割れを考慮したマージン等を含む値である。

つまり、図１４の如く、複数のモジュール領域Ｍｒを一括で保持する支持材１５５に大判のセラミック基板を用いる場合、１８個のモジュール領域Ｍｒ以外のセラミック基板（フレーム部１５５ｆ、連結部１５５ｃ）は全て無駄な領域となるため、コストの低減には限界があった。また、全て良品となった場合でも、支持材１５５の１枚（例えば５７ｍｍ×１２３ｍｍ）当たりの半導体装置（カメラモジュール）の収率（１８個）はこれ以上増加させることができず、歩留りが悪い問題があった。

本発明は、係る課題に鑑みてなされ、第１に、複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程と、絶縁材料を多層に積層して所望の導電パターンを形成した後該導電パターンの電気的特性を検査し、モジュール領域毎に分割して欠陥部位を有さない良品状態の絶縁基板を得る工程と、前記複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、前記絶縁基板を固定する工程と、前記絶縁基板に半導体チップを固着し、該半導体チップの電極と前記導電パターンを電気的に接続する工程と、前記半導体チップのパッケージ材を前記絶縁基板のそれぞれに固着する工程と、前記絶縁基板を前記粘着性フィルムから剥離する工程と、を具備することにより解決するものである。

また、前記絶縁基板は、真空チャック装置の吸着により前記粘着性フィルムから剥離することを特徴とするものである。

また、前記絶縁基板は、セラミック基板であることを特徴とするものである。

また、前記粘着性フィルムの粘着面は再接着性及び再剥離性を有することを特徴とするものである。

第２に、複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程と、所望の導電パターンを形成したモジュールサイズの絶縁基板を準備する工程と、前記複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、前記絶縁基板を固定する工程と、前記絶縁基板に撮像素子となる半導体チップを固着し、該半導体チップの電極と前記導電パターンを電気的に接続する工程と、前記半導体チップのパッケージ材を前記絶縁基板のそれぞれに固着する工程と、前記パッケージ材の内部に光学ユニットを収納する工程と、前記絶縁基板を前記粘着性フィルムから剥離する工程と、を具備することにより解決するものである。

また、前記絶縁基板は、絶縁材料を多層に積層して所望の導電パターンを形成した後該導電パターンの電気的特性が検査され、モジュール領域毎に分割され欠陥部位を有さない良品が選択されることを特徴とするものである。

また、前記絶縁基板は、真空チャック装置の吸着により前記粘着性フィルムから剥離することを特徴とするものである。

また、前記絶縁基板は、セラミック基板であることを特徴とするものである。

また、前記粘着性フィルムの粘着面は再接着性及び再剥離性を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、絶縁基板（特にセラミック基板）表面に半導体チップを実装する半導体装置の製造方法において、歩留りを向上させることができる。

より詳細には、第１に、取り扱う絶縁基板（セラミック基板）の面積がモジュールサイズであるため、ハンドリング不良による基板の割れや、反りの発生を大幅に低減できる。支持材に大判のセラミック基板を採用すると、反りが発生した場合に補正をすることができず、また割れや欠け等の欠陥も生じやすい。しかし、本実施形態では、既にモジュールサイズに分割されているので、反りの発生を大幅に抑制できる。また、ワイヤボンド時のストレスに対しても十分な強度が得られる。

また、セラミック基板は、半導体チップを実装する以前に導電パターンが形成され、電気的特性も検査された後、モジュールサイズに切り出されている。つまり、表面に形成された導電パターンの電気的特性や、割れ、反り、欠け等の欠陥部位の有無も検査された後の良品のセラミック基板を支持材に接着するので、支持材１枚あたりの収率、および、最終的な歩留りを大幅に向上させることができる。

第２に、セラミック基板は各モジュール領域として必要な面積のみ確保すれば良く、例えば従来の連結部、フレーム部などの無駄な部分が不要となる。従って、セラミック基板表面に半導体チップを実装するモジュールにおいて、セラミック基板のコストを低減できる。

また、製造工程中、複数のモジュール領域を一括で保持する支持材は、繰り返し利用が可能である。本実施形態の支持材と、従来の絶縁基板による支持材の１枚当たりのコストを比較した場合、粘着性フィルムの材質によっては本実施形態の支持材の方が高価になる場合もある。しかし、従来と同数の半導体装置を得るために必要な、支持材のトータルコストで比較すると本実施形態では大幅に有利となる。

更に、従来の如く支持材が全てセラミック基板の場合は、産業廃棄物として廃棄をしなければならないが、本実施形態において支持材に金属基板を採用した場合にはリサイクル可能であり環境に良い利点を有する。

第３に、各モジュール領域を従来より近接して配置することができる。つまり、１フレーム当たりの面積が従来と同等の場合、支持材１枚あたりのモジュールの収率を従来の約２倍にすることができる。

第４に、従来と同様の設備を維持できるので、新たな設備投資を行うことなく半導体装置の歩留りを向上できる。

第５に、セラミック基板上に例えば撮像素子および受光部等を実装することにより、歩留りを向上させたカメラモジュールの製造方法を提供できる。

カメラモジュールの場合には、発塵を抑えるために撮像素子となる半導体チップや受光部等の実装基板はセラミック基板を採用することが望ましい。しかし、セラミック基板は高価であり、上記の如く大判で取り扱うと不良が増加し、歩留りが悪い問題がある。

本実施形態によれば、セラミック基板を採用し、コストを抑えて歩留りを向上させたカメラモジュールの製造方法を提供できる。

本発明の実施の形態を図１から図１１を参照し、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の半導体装置の製造方法は、複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程と、絶縁材料を多層に積層して所望の導電パターンを形成した後、導電パターンの電気的特性を検査し、モジュール領域毎に分割して欠陥部位を有さない良品状態の絶縁基板を得る工程と、複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、絶縁基板を固定する工程と、絶縁基板に半導体チップを固着し、半導体チップの電極と導電パターンを電気的に接続する工程と、半導体チップのパッケージ材を絶縁基板のそれぞれに固着する工程と、絶縁基板を粘着性フィルムから剥離する工程と、から構成される。

まず、図１から図７を参照し、本発明の第１の実施形態を説明する。第１の実施形態は、絶縁基板表面に半導体チップを実装する場合の一例である。

第１工程（図１）：複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程。

図１（Ａ）は、支持材を示す平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のa−ａ線断面図である。

支持基板１は、半導体装置のリードフレーム等に一般的に採用される金属（例えば銅（Ｃｕ））基板である。金属基板１は縦Ｈ１１が５７ｍｍ、横Ｗ１１が１２３ｍｍの矩形状である。金属基板１には、複数の開口部２が設けられる。開口部２は、互いに等しい離間距離Ｌ１で例えば４行×８列のマトリクス状に配置される。開口部２は縦Ｈ１２が１２ｍｍ、横Ｗ１２が１４ｍｍの矩形であり、離間距離Ｌ１は例えば１ｍｍである。

図１（Ｂ）の如く、金属基板１は厚みｄ１が例えば０．２ｍｍであり、第１主面Ｓ１と第２主面Ｓ２を有する。第２主面Ｓ２側には粘着性フィルム３が接着し、これにより支持材４が得られる。

粘着性フィルム３は、例えばカプトン（登録商標）テープに代表される耐熱マスキングテープであり、耐熱、耐寒性、機械特性、電気特性、耐薬品性などに優れたポリイミドフィルムをベースにしたテープである。また、粘着面は再接着性および再剥離性を有する。

また、粘着性フィルム３は、アルミ箔を基材とし片面に耐熱性に優れたシリコン系粘着剤を塗布したアルミ箔粘着テープ（耐熱２５０℃常用）や、シリコン系粘着剤が塗布され耐熱範囲が広い（−１０１℃〜＋２５６℃）ＰＴＦＥ（PolyTetraFluoroEthylene：四フッ化エチレン樹脂）電気絶縁テープ等でもよい。

粘着性フィルム３は第１主面Ｓ１’が粘着面であり第２主面Ｓ２’が非粘着面である。厚みｄ２は例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であり、ここでは一例として０．１５ｍｍとする。

すなわち、本実施形態の支持材４は、金属基板１の開口部２に粘着性フィルム３の粘着面が露出したものである。そして、後述するがこの開口部２（粘着面）に支持固定されて半導体装置が製造される。

つまり、各開口部２は半導体装置のモジュール領域に個々に対応して設けられ、本実施形態によれば、従来と同サイズの支持材４の１枚につき３６個のモジュール領域を確保できる。つまり、３６個の半導体装置が１つの支持材４により一括に支持固定され、形成される。

支持基板１は、粘着性フィルム３を、製造装置でハンドリング可能に支持するものであればよく、銅フレームに限らずステンレス鋼（ＳＵＳ）などの合金鋼や、鉄・ニッケル合金（４２アロイ）等でもよい。しかし、耐熱性、耐久性等を考慮すると金属基板が望ましく、銅フレームであれば安価でもあり好適である。

粘着性フィルム３の粘着面は半導体装置を一時的に支持固定するものであり、吸着チャック等で半導体装置を容易に剥離できる程度の粘着力（例えば０．４Ｎ／ｍｍ程度〜２５Ｎ／ｍｍ程度）があれば十分である。また、既述の如く粘着面は再接着性および再剥離性を有するため、１つの支持材４を繰り返し使用することが可能である。

尚、図１では、金属基板１と粘着性フィルム３の外形は同等の大きさに記載しているが、上記の如く粘着性フィルム３は粘着面が開口部２から露出すればよく、金属基板１と同等の大きさでなくても良い。また、粘着性フィルム３は、例えば中央で分割されているなど、１枚の金属基板１に対して複数設けられていても良い。

第２工程（図２）：絶縁材料を多層に積層して所望の導電パターンを形成した後、導電パターンの電気的特性を検査し、モジュール領域毎に分割して欠陥部位を有さない良品状態の絶縁基板を得る工程。

図２は、一般的な絶縁基板の一例を示す斜視図であり、これを参照し、本実施形態の絶縁基板５を説明する。

絶縁基板５は例えばセラミック基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板あるいはフレキシブルシート等である。本実施形態では、絶縁基板としてガラスエポキシ基板より発塵が抑えられ、また半導体装置の最終構造において所定の強度を維持できるセラミック基板５を採用する。本実施形態のセラミック基板は図２の如く、所望の回路素子のパターン５２を形成した絶縁材料（セラミック層）５１を多層に積層した多層配線基板５４である。

セラミック基板５の製造工程の一例を示すと、先ず、プラスチックフィルムの表面に、セラミック粉体とバインダー樹脂を含むセラミック混合材料をシート状に塗付し、セラミック混合材料を乾燥し、セラミック混合材料からなるシート(以下、グリーンシートという)を作製する。

次に、複数のグリーンシートの表面に、導電体粉体とバインダー樹脂を含む導電体混合材料を用いて、電子回路の設計に応じた回路素子のパターン（配線も含む）５２を印刷する。半導体チップや他の実装部品が固着される最上層（粘着性フィルム３との接着面Ｓ２の対向面Ｓ１）には、金属メッキやスクリーン印刷等により所望の導電パターン６が形成される。

そして、回路素子のパターン５２が印刷された複数のグリーンシートを重ね合わせて積層体（セラミック層）５１を作製した後、セラミック層５１に熱プレスを施して、セラミック層５１を一体化し、多層セラミック層を得る。更に、熱プレスが施された多層セラミック層に焼成を施し、多層配線基板５４を得る。回路素子５２は、セラミック層５１を貫通して形成された導通路（ビアホール）５３によって接続される（図２（Ａ））。また、必要に応じて、サーマルビア５５や印刷抵抗５６等が設けられる。この状態で、導電パターン６の電気的特性を検査する。

その後、焼成が施された多層配線基板５４をモジュールサイズに切断して、複数のセラミック基板５（５ａ、５ｂ）を得る。

例えば、多層配線基板５４のサイズを２１４ｍｍ×２７４ｍｍとし、上下左右のマージンを５ｍｍとし、各セラミック基板５の間隔を０．２ｍｍとする。これを２８８個（１６列×１８段）に分割することにより、モジュールサイズのセラミック基板５が得られる。

ここでモジュールサイズとは、１つのモジュール（完成品）の外形を構成するパッケージ材に個々に対応するモジュール領域Ｍｒのサイズをいう。つまり、セラミック基板５ａ、５ｂはモジュール領域Ｍｒ毎に分割され、個別にパッケージされるモジュールの最終構造の基板サイズを有しており、絶縁基板５ａ、５ｂのそれぞれがそのままモジュール領域Ｍｒとなる。本実施形態のセラミック基板５は、一例として縦Ｈ１３が１０．００ｍｍ、横Ｗ１３が１３．００ｍｍである。又、セラミック基板５の厚みは例えば０．４ｍｍ程度である。

更に、セラミック基板５は全て、モジュールサイズに分割前に導電パターン６の電気的特性が検査される。またモジュールサイズに分割後にはセラミック基板５の割れ、欠け、反り等の欠陥も検査され、不良や欠陥部位のない良品状態のセラミック基板５ａ、５ｂのみが選別される（図２（Ｂ））。

従来では、複数のモジュール領域Ｍｒを有する大判の多層配線基板５４の状態で、半導体チップ等の実装工程、封止工程を行い、最終工程にて個々のモジュールサイズに分割していた。

ところで電子機器の高性能化に伴い複雑な回路を実現するため、セラミック層５１の多層化が進んでいる。一方電子機器の小型化に対する要求は、益々厳しくなっており、多層配線基板５４の小型化、すなわち各セラミック層５１の薄膜化が望まれている。

しかし、セラミック層５１の積層数が多くなり、また多層配線基板５４が大判になると、多層配線基板５４の割れや欠けの発生率も高くなる。また特に、多層配線基板５４で従来の如く幅の狭い連結部１５５ｃでモジュール領域Ｍｒを支持する支持材を形成すると、反りが発生する問題がある。反りの発生は補正ができず、セラミック層５１の薄膜化が進むと回路素子５２の表面と他の回路素子５２の表面とが互いに接触して短絡する等の問題が発生する。

本実施形態では、半導体チップ等の実装以前に、多層配線基板５４の状態で導電パターン６の電気的特性を検査し、その後モジュールサイズに分割して欠陥部位の有無についての検査を行う。そして、良品状態の絶縁基板５ａ、５ｂのみを選別する。

第３工程（図３）：複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、絶縁基板を固定する工程。

図３（Ａ）は、支持材４の一部平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

尚、図３以降では、支持材４の記載を一部省略し、隣り合う２つの開口部（開口部２ａおよび開口部２ｂ）のみを拡大図示して説明するが、実際には図１に示す３２個の開口部２について同様である。また、開口部２ａおよび開口部２ｂは、全く同様の構成であり、以降の工程で、これらの領域に形成される半導体装置も全く同様の構成である。また、これ以降の導電パターン６や半導体チップ７については概要で示す。

図３（Ａ）（Ｂ）の如く、セラミック基板５ａおよびセラミック基板５ｂは、金属基板１の開口部２ａおよび開口部２ｂから露出した粘着性フィルム３の粘着面にそれぞれ固定される。セラミック基板５ａ、５ｂは、その中心が開口部２ａ、２ｂの中心とそれぞれ一致するよう画像認識で位置補正を行い配置される。セラミック基板５の端部と開口部２の端部とのマージンは、例えば０．５ｍｍである。

ここで既述の如く、粘着面は後の工程で、真空チャック装置等によりセラミック基板５が粘着面から容易に剥離できる程度の粘着性を有している。つまりセラミック基板５は粘着性フィルム３の粘着面に一時的に支持固定される。

第４工程（図４）：絶縁基板に半導体チップを固着し、半導体チップの電極と前記導電パターンを電気的に接続する工程。

図４（Ａ）は支持材の一部平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

セラミック基板５ａおよびセラミック基板５ｂ上に、絶縁性（または導電性）接着剤によりそれぞれ半導体チップ７ａ、７ｂを固着し、キュアする。この固着は、一般的に知られているセラミック基板と半導体チップとの固着であり、十分な固着強度を有する。

その後、半導体チップ７ａ、７ｂの各電極とセラミック基板５ａ、５ｂの対応する導電パターン６とをそれぞれボンディングワイヤなどの接続手段８で電気的に接続する。接続手段８は、金属クリップ（金属板）等でもよい。

尚、本実施形態の以降の図では１つのセラミック基板５に１つの半導体チップ７が配置される例を示しているが、例えば１つのセラミック基板５ａに複数の半導体チップ７が実装されてもよいし、他に抵抗やコンデンサなどの受動素子が実装されてもよい。

半導体チップ７等の実装部品は、導電パターン６、ビアホール５３やサーマルビア５５（図２参照）等を介して、セラミック基板５の裏面に設けられた外部接続電極（不図示）に接続する。

このように、セラミック基板５に表面実装技術（Surface MountTechnolog_y：ＳＭＴ）を用いて必要な部品を実装できる。

第５工程（図５、図６）：半導体チップのパッケージ材を絶縁基板のそれぞれに固着する工程。

図５（Ａ）は支持材の一部平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のｂ−ｂ線断面図である。また、図６は、支持材全体の平面図である。

セラミック基板５ａ、５ｂのそれぞれに対応し、半導体チップ７ａ、７ｂをそれぞれ封止するパッケージ材９ａ、９ｂをセラミック基板５ａ、５ｂに固着する。パッケージ材９は、例えば金属、セラミック等のキャップ（封止蓋）であり、セラミック基板５ａ、５ｂの外周に絶縁性接着剤により固着される。

これにより図６の如く、１つの支持材４のモジュール領域Ｍｒのそれぞれに、パッケージされたモジュール２０が形成され、３２個のモジュール２０が１枚の支持材４により一括で保持固定される。

第６工程（図７）：絶縁基板を粘着性フィルムから剥離する工程。

図７（Ａ）は平面図であり、図７（Ｂ）は、断面の概要図である。

真空チャック装置の吸着部（コレット）３０をパッケージ材９ａの上部に吸着し、セラミック基板５ａを粘着性フィルム３から剥離してパッケージされたモジュール２０ａを得る。次に、吸着部（コレット）３０をパッケージ材９ｂの上部に吸着し、セラミック基板５ｂを粘着性フィルム３から剥離してパッケージされたモジュール２０ｂを得る。これにより、１つのセラミック基板５をモジュール領域Ｍｒとし、パッケージ材９で封止された複数のモジュール２０が得られる。

粘着性フィルム３の粘着面は、例えば０．４Ｎ／ｍｍ程度〜２５Ｎ／ｍｍ程度であるので、吸着部３０でモジュール２０を容易に剥離することができる。

本実施形態では、従来と同サイズの支持材４の１フレーム当たり、３２個のモジュール２０を形成できる。つまり１フレーム当たり１８個の取れ数であった従来と比較して、生産性を大幅に向上させることができる。

更に、セラミック基板５ａ、５ｂは当初からモジュールサイズに切り出されており、パッケージ材９ａで封止後のセラミック基板の切断、分割が不要である。従ってモジュール２０の最終工程においてセラミック基板が原因となる不良を大幅に抑制できるので、歩留りを向上させることができる。

粘着性フィルム３の粘着面は再接着性および再剥離性を有する。すなわち、セラミック基板５が剥離された支持材４は、再利用が可能である。従来では、支持材の全てがセラミック基板で形成されており、半導体装置として個別に分割した後に連結部、フレーム部を再利用することはできなかった。しかし本実施形態では、粘着性フィルム３の接着面が所定の接着強度を維持できる間は、同じ支持材４を繰り返し利用することができ、支持材４のコストとして従来と比較した場合も、大幅に有利になる。

更に、従来の如く支持材１５５がセラミック基板の場合には、産業廃棄物として廃棄しなければならないが、本実施形態の如く銅フレームを採用することにより、支持材４をリサイクル処理することができる。

次に、図８から図１１を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。第２の実施形態は、パッケージ材内部に撮像素子が形成されるものであり、複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程と、所望の導電パターンを形成したモジュールサイズの絶縁基板を準備する工程と、複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、絶縁基板を固定する工程と、絶縁基板に撮像素子となる半導体チップを固着し、半導体チップの電極と導電パターンを電気的に接続する工程と、半導体チップのパッケージ材を絶縁基板のそれぞれに固着する工程と、パッケージ材の内部に光学ユニットを収納する工程と、絶縁基板を前記粘着性フィルムから剥離する工程と、から構成される。

第１の実施形態と同様の工程は、図示および詳細な説明を省略する。

まず、第１工程は第１の実施形態と同様であり、複数の開口部２ａ、２ｂを有する金属基板１に粘着性フィルム３を接着した支持材４を準備する（図１参照）。

第２工程から第４工程も第１の実施形態と同様であり、所望の導電パターンを形成したモジュールサイズの絶縁基板を準備し、複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、絶縁基板を固定し、絶縁基板に撮像素子となる半導体チップを固着する。

すなわち、図２を参照して第１の実施形態と同様に、表面に所望の回路素子のパターン５２を形成した絶縁材料（セラミック層）５１を多層に積層し、最上層（粘着性フィルム３との接着面Ｓ２の対向面Ｓ１）には、金属メッキやスクリーン印刷等により所望の導電パターン６を形成する。

セラミック層５１に熱プレスを施して、セラミック層５１を一体化し、多層セラミック層を得る。更に、熱プレスが施された多層セラミック層に焼成を施し、多層配線基板５４を得る。回路素子５２は、セラミック層５１を貫通して形成されたビアホール５３によって接続され、必要に応じて、サーマルビア５５や印刷抵抗５６等が設けられる。裏面には外部接続電極（不図示）が形成される。この状態で導電パターン６の電気的特性が検査される。

その後、焼成が施された多層配線基板５４をモジュールサイズに切断して、複数のセラミック基板５を得る。セラミック基板５の厚みは例えば０．４ｍｍ程度である。

セラミック基板５は全て、切断前に導電パターン６の電気的特性が検査される。またセラミック基板５の割れ、欠け、反り等の欠陥も検査され、不良や欠陥部位のない良品状態のセラミック基板５ａ、５ｂのみが選別される。

その後、図８（Ａ）の如く、開口部２ａ、２ｂから露出した粘着性フィルム３の粘着面に、セラミック基板５ａ、５ｂをそれぞれ固定する。

次に、図８（Ｂ）の如くセラミック基板５ａ、５ｂに半導体チップ７ａ、７ｂおよび必要な実装部品をそれぞれ固着し、半導体チップ７ａ、７ｂの電極と対応する導電パターン６を電気的に接続する。ここで、半導体チップ７ａ、７ｂは撮像素子であり、受光部、センサ部、制御部などを備えたＩＣである。

第５工程（図９）：半導体チップのパッケージ材を絶縁基板に固着する工程。

図９（Ａ）は、支持材４の一部平面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のｃ−ｃ線断面図である。

半導体チップ７ａ、７ｂの中心を基準として、セラミック基板５ａ、５ｂの端部に接着樹脂を塗布する。そして半導体チップ７ａ、７ｂのパッケージ材９ａ、９ｂを、セラミック基板５ａ、５ｂのそれぞれに対応して接着し、接着樹脂を硬化する。

パッケージ材９ａ、９ｂは半導体チップ７ａ、７ｂを被覆し、後の工程で光学ユニットが収納されるレンズ枠であり、例えばプラスチックである。従って、最終工程で半導体チップ７は密封されるが、この状態ではパッケージ材９ａ、９ｂの上部は光学ユニットが収納できるよう円形に開口している。第２の実施形態のパッケージ材９ａ、９ｂの高さは、５ｍｍ程度である。

パッケージ材９ａ、９ｂは天面のコーナー部（円形に開口した外側のパッケージ枠）が吸着治具により吸着され、それぞれのセラミック基板５ａ、５ｂに位置合わせし配置される。天面の吸着であるので、パッケージ材９ａ、９ｂの高さが高い（５ｍｍ程度）のであっても、セラミック基板５ａ、５ｂの離間距離を近接できる。

従来では、分割や分割のためのマージン、補強等のため、モジュール領域Ｍｒの離間距離は５ｍｍ程度も必要であった。

しかし、本実施形態ではセラミック基板５ａ、５ｂは既にモジュールサイズに分割されているため、半導体チップ７等の実装部品やパッケージ材９の位置合わせが可能な程度まで、隣り合うセラミック基板５（モジュール領域Ｍｒ）の離間距離を近接できる。本実施形態では例えば２．０ｍｍ程度である。

これにより、従来と同じサイズの支持材４当たり、３２個のモジュール領域Ｍｒを確保することができる
第５工程（図１０）：パッケージ材の内部に光学ユニットを収納する工程。

図１０は、図９のｃ−ｃ線に相当する断面図である。

光学ユニット１０は、レンズとレンズ保持部などからなり、撮像素子である半導体チップ７の受光部と位置合わせされ、パッケージ材９内部の半導体チップ７の上に配置される（図１０（Ａ））。

そして、パッケージ内で光学ユニット１０が動かないよう、固定手段１１で固定される。固定手段は、例えばバネであり、常にレンズと半導体チップ７とが当接するよう伸縮、可動なものである。（図１０（Ｂ））。

更に、光学ユニット１０および固定手段１１が浮動しないように、バネおさえ１２を圧入する。バネ押さえ１２は、パッケージ材（レンズ枠）９と同質の材料（プラスチック）である。

バネおさえ１２は、中央付近が開口されているため、開口部分にＩＲカットフィルター１３を配置する。

バネおさえ１２およびＩＲカットフィルタは接着性樹脂の塗布、硬化により強固に接着される（図１０（Ｃ））。

半導体チップ（撮像素子）７の表面に設けられた受光部（不図示）は、ＩＲカットフィルタ１３で密閉されるため、塵やゴミなどが混入することはない。半導体チップ７は、パッケージ材９、バネ押さえ１２、ＩＲカットフィルタ１３により完全に封止される。

また、撮像素子となる半導体チップ７の上方を、透明なプラスチック（センサーカバー）や、ＩＲカットフィルター等の封止手段で封止してもよい。この場合も半導体チップ７は、少なくともパッケージ材９、および上方の封止手段により完全に封止される。

これにより、１つの支持材４に、３２個のパッケージされたカメラモジュール２０が一括で支持固定される（図６参照）。

第６工程（図１１）：絶縁基板を粘着性フィルムから剥離する工程。

図１１（Ａ）は、支持材の一部平面図であり、図１１（Ｂ）は、断面概要図である。

光学ユニット１０の上部は、既述の如くバネ押さえ１２およびＩＲカットフィルタ１３で密閉されている。本工程では、真空チャック装置の吸着部（コレット）３０をＩＲカットフィルタ１３の上部に吸着し、セラミック基板５ａを粘着性フィルム３から剥離してパッケージされたモジュール２０ａを得る。同様に、真空チャック装置の吸着により、セラミック基板５ｂを粘着性フィルム３から剥離して、パッケージされたモジュール２０ｂを得る。これにより、１つのセラミック基板５をモジュール領域とし、パッケージ材９、バネ押さえ１２、ＩＲカットフィルタ１３で封止されたカメラモジュール２０が得られる。

このように本実施形態では、セラミック基板５ａ、５ｂは支持材４に固定する以前にモジュールサイズに切り出されており、最終工程でのセラミック基板の切断、分割が不要である。

特に、カメラモジュールの場合には、発塵を抑えるために撮像素子となる半導体チップ７や受光部等の実装基板はセラミック基板を採用することが望ましい。しかし、セラミック基板は高価であり、上記の如く大判で取り扱うと不良が増加し、歩留りが悪い問題がある。

本実施形態では、セラミック基板を採用しながら、モジュール２０の最終工程においてセラミック基板が原因となる不良を大幅に抑制できる。従って、コストを抑えて歩留りを向上させたカメラモジュールの製造方法を提供できる。

尚、本実施形態の支持材４は、比較のために従来の支持材と同サイズ（５７ｍｍ×１２３ｍｍ）とした。しかし実際には従来と同じ製造装置を使用する場合、支持材４を移動させるレール幅（縦Ｈ１１のサイズ）が決定しているのみである。つまり、縦Ｈ１１のサイズが５７ｍｍであれば、横Ｗ１１のサイズは適宜選択が可能である。特に本実施形態では、絶縁基板５はモジュールサイズに切断されて支持材４に固定される。つまり、セラミック基板の場合、基板サイズが大きくなると割れや反りの発生が問題になるが、本実施形態では支持材４の横Ｗ１１のサイズは製造装置で取扱可能な範囲で拡大（伸張）することができる。

本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態を説明する斜視図である。 本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態を説明する平面図である。 本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面概要図である。 本発明の実施形態を説明する平面図である。 本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態を説明する断面図である。 本発明の実施形態を説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。 従来技術を説明する平面図である。 従来技術を説明する断面図である。 従来技術を説明する平面図である。

符号の説明

１ 支持基板
２、２ａ、２ｂ 開口部
３ 粘着性フィルム
４ 支持材
５、５ａ、５ｂ 絶縁基板
６ 導電パターン
７、７ａ、７ｂ 半導体チップ
８ 接続手段
９、９ａ、９ｂ パッケージ材
１０ 光学ユニット
１１ バネ
１２ バネ押さえ
１３ ＩＲカットフィルタ
２０、２０ａ、２０ｂ モジュール
３０ 吸着部
１５５ 絶縁基板
１５５ｃ 連結部
１５５ｆ フレーム部
１５６ 導電パターン
１５７ 半導体チップ
１５８ 接続手段
１５９ パッケージ材
１６０ 光学ユニット
１６１ バネ
１６２ バネ押さえ
１６３ ＩＲカットフィルタ
１７０ 半導体装置（カメラモジュール）
Ｍｒ モジュール領域
Ｃ 欠陥部位

Claims (9)

1. 複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程と、
   絶縁材料を多層に積層して所望の導電パターンを形成した後、該導電パターンの電気的特性を検査し、モジュール領域毎に分割して欠陥部位を有さない良品状態の絶縁基板を得る工程と、
   前記複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、前記絶縁基板を固定する工程と、
   前記絶縁基板に半導体チップを固着し、該半導体チップの電極と前記導電パターンを電気的に接続する工程と、
   前記半導体チップのパッケージ材を前記絶縁基板のそれぞれに固着する工程と、
   前記絶縁基板を前記粘着性フィルムから剥離する工程と、
   を具備することを特徴とするモジュールの製造方法。
2. 前記絶縁基板は、真空チャック装置の吸着により前記粘着性フィルムから剥離することを特徴とする請求項１に記載のモジュールの製造方法。
3. 前記絶縁基板は、セラミック基板であることを特徴とする請求項１に記載のモジュールの製造方法。
4. 前記粘着性フィルムの粘着面は再接着性及び再剥離性を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュールの製造方法。
5. 複数の開口部を有する支持基板に粘着性フィルムを接着した支持材を準備する工程と、
   所望の導電パターンを形成したモジュールサイズの絶縁基板を準備する工程と、
   前記複数の開口部から露出した粘着性フィルムのそれぞれに、前記絶縁基板を固定する工程と、
   前記絶縁基板に撮像素子となる半導体チップを固着し、該半導体チップの電極と前記導電パターンを電気的に接続する工程と、
   前記半導体チップのパッケージ材を前記絶縁基板のそれぞれに固着する工程と、
   前記パッケージ材の内部に光学ユニットを収納する工程と、
   前記絶縁基板を前記粘着性フィルムから剥離する工程と、
   を具備することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
6. 前記絶縁基板は、絶縁材料を多層に積層して所望の導電パターンを形成した後、該導電パターンの電気的特性が検査され、モジュール領域毎に分割され、欠陥部位を有さない良品が選択されることを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュールの製造方法。
7. 前記絶縁基板は、真空チャック装置の吸着により前記粘着性フィルムから剥離することを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュールの製造方法。
8. 前記絶縁基板は、セラミック基板であることを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュールの製造方法。
9. 前記粘着性フィルムの粘着面は再接着性及び再剥離性を有することを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュールの製造方法。
   

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