JP2015073017A - Semiconductor device and electronic camera - Google Patents

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貴行 亀川
Takayuki Kamekawa
貴行 亀川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and an electronic camera capable of improving reliability in connection of an electrode that is jointed, even if a stress occurs which is caused by a difference between a linear expansion coefficient of a chip and a liner expansion coefficient of a substrate.SOLUTION: A semiconductor device 1 includes a semiconductor chip 2 containing a first electrode part 2b, and a substrate 3 containing a second electrode part 3b which is press-contacted to the first electrode part 2b without being bonded to the first electrode part 2b. One or both of the first and second electrode parts 2b, 3b are protruding parts in hemispherical shape.

Description

本発明は、半導体装置及びこれを用いた電子カメラに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and an electronic camera using the same.

半導体装置の一例である固体撮像装置の一例として、下記特許文献1の図4には、光通過孔の形成された配線基板と、この配線基板の一方の面に前記光通過孔を閉塞するように接着剤で接着されたカバーガラスと、前記配線基板の他方の面に前記光通過孔を閉塞するようにバンプ接合された固体撮像素子(ベアチップ撮像素子)とから構成された撮像部が、開示されている。   As an example of a solid-state imaging device which is an example of a semiconductor device, FIG. 4 of the following Patent Document 1 shows a wiring board in which a light passage hole is formed and the light passage hole is closed on one surface of the wiring board. An image pickup unit comprising a cover glass bonded with an adhesive and a solid-state image pickup device (bare chip image pickup device) bump-bonded to the other surface of the wiring board so as to close the light passage hole is disclosed. Has been.

この固体撮像装置では、前記バンプ接合は、前記配線基板の電極に異方性導電ペースト接着剤を塗布し、固体撮像素子に設置された金ボールバンプを熱圧着することにより行われ、配線基板の電極と固体撮像素子の金ボールバンプとの間が、固着されている。   In this solid-state imaging device, the bump bonding is performed by applying an anisotropic conductive paste adhesive to the electrodes of the wiring board and thermocompressing gold ball bumps installed on the solid-state imaging element. The electrode and the gold ball bump of the solid-state image sensor are fixed.

特開2000−147346号公報JP 2000-147346 A

しかしながら、前記従来の固体撮像装置では、ベアチップ撮像素子の線膨張係数と配線基板の線膨張係数との差に起因するバイメタル効果により生ずる応力によって、電気的な接続の不良による信頼性の低下や、ベアチップ撮像素子の撮像面の反りによる撮像性能の低下を、招いてしまう。   However, in the conventional solid-state imaging device, due to the stress caused by the bimetal effect due to the difference between the linear expansion coefficient of the bare chip imaging element and the linear expansion coefficient of the wiring board, the reliability decreases due to poor electrical connection, Degradation of imaging performance due to warping of the imaging surface of the bare chip imaging device will be caused.

このような事情は、撮像性能の低下の点を除いて、固体撮像装置以外の半導体装置についても同様である。   Such a situation is the same for semiconductor devices other than the solid-state imaging device, except that the imaging performance is lowered.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、電気的な接続の信頼性を高めることができる半導体装置、及び、これを用いた電子カメラを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of improving the reliability of electrical connection and an electronic camera using the same.

前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第1の態様による半導体装置は、第1の電極部を有する半導体チップと、前記第1の電極部に固着されることなく前記第1の電極部に圧接された第2の電極部を有する基板と、を備え、前記第1及び第2の電極部の一方又は両方は、半球状の凸部をなすものである。   The following aspects are presented as means for solving the problems. A semiconductor device according to a first aspect includes a semiconductor chip having a first electrode portion, and a substrate having a second electrode portion that is in pressure contact with the first electrode portion without being fixed to the first electrode portion And one or both of the first and second electrode portions form hemispherical convex portions.

第2の態様による半導体装置は、前記第1の態様において、前記半導体チップと前記基板とを接着し前記第1の電極部と第2の電極部との間に硬化収縮力が生じる接着剤を、備えたものである。   A semiconductor device according to a second aspect is the semiconductor device according to the first aspect, wherein an adhesive that bonds the semiconductor chip and the substrate and generates a curing shrinkage force between the first electrode part and the second electrode part is provided. , Which is provided.

第3の態様による半導体装置は、前記第1又は第2の態様において、前記第1及び第2の電極部の前記一方は、半球状の凸部をなし、前記第1及び第2の電極部の他方は、前記凸部が当接される平面を有するものである。   The semiconductor device according to a third aspect is the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein the one of the first and second electrode portions has a hemispherical convex portion, and the first and second electrode portions The other has a flat surface against which the convex portion abuts.

第4の態様による半導体装置は、前記第1又は第2の態様において、前記第1及び第2の電極部の前記一方は、半球状の凸部をなし、前記第1及び第2の電極部の他方は、前記凸部の一部を受け入れる凹部を有するものである。   In the semiconductor device according to a fourth aspect, in the first or second aspect, the one of the first and second electrode portions forms a hemispherical convex portion, and the first and second electrode portions The other of these has a recessed part which receives a part of said convex part.

第5の態様による半導体装置は、前記第1乃至第4のいずれかの態様において、前記半導体チップは撮像領域を有し、前記基板は、少なくとも前記撮像領域と対応する領域に開口部を有し前記半導体チップに対して前記撮像領域の側に配置された配線基板であり、前記開口部を覆うように配置され前記基板の前記半導体チップとは反対側の面に対して固定された透光性部材を、備え、当該半導体装置は固体撮像装置であるものである。   The semiconductor device according to a fifth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the semiconductor chip has an imaging region, and the substrate has an opening at least in a region corresponding to the imaging region. A wiring substrate disposed on the imaging region side with respect to the semiconductor chip, and is disposed so as to cover the opening and is fixed to a surface of the substrate opposite to the semiconductor chip. The semiconductor device is a solid-state imaging device.

第6の態様による半導体装置は、前記第1乃至第4のいずれかの態様において、前記半導体チップは撮像領域を有し、前記基板は透光性を有し、前記基板は前記撮像領域を覆うように配置され、当該半導体装置は固体撮像装置であるものである。   A semiconductor device according to a sixth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the semiconductor chip has an imaging region, the substrate has translucency, and the substrate covers the imaging region. The semiconductor device is a solid-state imaging device.

第7の態様による電子カメラは、前記第1乃至第6のいずれかの態様による半導体装置を備えたものである。   An electronic camera according to a seventh aspect includes the semiconductor device according to any one of the first to sixth aspects.

本発明によれば、電気的な接続の信頼性を高めることができる半導体装置、及び、これを用いた電子カメラを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device which can improve the reliability of an electrical connection, and an electronic camera using the same can be provided.

本発明の第1の実施の形態による固体撮像装置を模式的に示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 図1中の一部を拡大した一部拡大概略断面図である。It is the partially expanded schematic sectional drawing which expanded a part in FIG. 図1に示す固体撮像装置の、半導体チップの一方側付近において半導体チップと配線基板との角度が変化した状態を、模式的に示す一部拡大概略断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a state in which the angle between the semiconductor chip and the wiring board is changed near one side of the semiconductor chip of the solid-state imaging device shown in FIG. 1. 本発明の第2の実施の形態による電子カメラを模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the electronic camera by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による固体撮像装置を模式的に示す一部拡大概略断面図である。It is a partially expanded schematic sectional drawing which shows typically the solid-state imaging device by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態による固体撮像装置を模式的に示す一部拡大概略断面図である。It is a partially expanded schematic sectional drawing which shows typically the solid-state imaging device by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態による固体撮像装置を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the solid-state imaging device by the 5th Embodiment of this invention.

以下、本発明による半導体装置及び電子カメラについて、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a semiconductor device and an electronic camera according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態による半導体装置としての固体撮像装置1を模式的に示す概略断面図である。図2は、図1中の一部を拡大した一部拡大概略断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a solid-state imaging device 1 as a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged schematic cross-sectional view in which a part of FIG. 1 is enlarged.

本実施の形態による固体撮像装置1は、撮像領域2aを有する半導体チップ2と、配線基板3と、透光性部材としての透光性板4とを備えている。   The solid-state imaging device 1 according to the present embodiment includes a semiconductor chip 2 having an imaging region 2a, a wiring board 3, and a translucent plate 4 as a translucent member.

本実施の形態では、半導体チップ2は、チップとして構成されたCMOS、CCD等のイメージセンサであり、撮像領域2aには複数の画素(図示せず)が2次元状に配置されている。半導体チップ2は、透光性板4を介して撮像領域2aに入射した入射光を光電変換して、画像信号を出力する。半導体チップ2には、例えば、前記画素を駆動して画像信号を読み出す読み出し回路(図示せず)や、出力信号を処理する処理回路(例えば、AD変換回路等)を搭載してもよい。   In the present embodiment, the semiconductor chip 2 is an image sensor such as a CMOS or CCD configured as a chip, and a plurality of pixels (not shown) are two-dimensionally arranged in the imaging region 2a. The semiconductor chip 2 photoelectrically converts incident light incident on the imaging region 2a via the translucent plate 4 and outputs an image signal. For example, a read circuit (not shown) that reads the image signal by driving the pixel and a processing circuit (for example, an AD conversion circuit) that processes the output signal may be mounted on the semiconductor chip 2.

本実施の形態では、半導体チップ2の基板材料はシリコンとされ、半導体チップ2はいわゆるシリコンチップとなっている。もっとも、本発明では、半導体チップ2の基板材料は必ずしもシリコンに限定されるものではない。   In the present embodiment, the substrate material of the semiconductor chip 2 is silicon, and the semiconductor chip 2 is a so-called silicon chip. However, in the present invention, the substrate material of the semiconductor chip 2 is not necessarily limited to silicon.

本実施の形態では、配線基板3として、フレキシブル配線基板が用いられている。配線基板3には、所定の回路を搭載するように回路部品を搭載してもよいし、回路部品を搭載せずに中継用配線のみを搭載してもよい。配線基板3は、少なくとも半導体チップ2の撮像領域2aと対向する領域に形成された開口部3aを有している。   In the present embodiment, a flexible wiring board is used as the wiring board 3. A circuit component may be mounted on the wiring board 3 so as to mount a predetermined circuit, or only the relay wiring may be mounted without mounting the circuit component. The wiring board 3 has an opening 3 a formed at least in a region facing the imaging region 2 a of the semiconductor chip 2.

半導体チップ2の外周付近の上面(撮像領域2a側の面)に電極部2bが形成され、配線基板3における開口部3aの周囲の下面に電極部3bが形成されている。半導体チップ2の電極部2bは、半導体チップ2に形成された配線(図示せず)と電気的に接続され、配線基板3の電極部3bは、配線基板3に形成された配線(図示せず)と電気的に接続されている。   The electrode part 2 b is formed on the upper surface (surface on the imaging region 2 a side) near the outer periphery of the semiconductor chip 2, and the electrode part 3 b is formed on the lower surface around the opening 3 a in the wiring substrate 3. The electrode part 2b of the semiconductor chip 2 is electrically connected to a wiring (not shown) formed on the semiconductor chip 2, and the electrode part 3b of the wiring board 3 is a wiring (not shown) formed on the wiring board 3. ) And are electrically connected.

半導体チップ2の電極部2bと配線基板3の電極部3bとが、互いに固着されることなく圧接され、これにより両電極部2b,3b間が電気的に接続されている。本実施の形態では、配線基板3の電極部3bは半球状の凸部をなし、半導体チップ2の電極部2bは電極部3bが当接される平面(図2中の上面)を有している。半球状の凸部をなす電極部3bは、例えば、半田等で構成したり、半球状の樹脂をコアとしその表層側に金属膜等の導電膜を形成したいわゆる樹脂バンプで構成することができる。平面を有する電極部3bは、例えば、金やアルミニウムなどの金属で構成することができる。なお、電極部2b,3bの表面の摩擦係数は小さくすることが好ましい。   The electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 and the electrode portion 3b of the wiring board 3 are pressed against each other without being fixed to each other, and thereby the two electrode portions 2b and 3b are electrically connected. In the present embodiment, the electrode portion 3b of the wiring board 3 has a hemispherical convex portion, and the electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 has a flat surface (upper surface in FIG. 2) with which the electrode portion 3b abuts. Yes. The electrode portion 3b forming the hemispherical convex portion can be constituted by, for example, a solder or the like, or can be constituted by a so-called resin bump in which a hemispherical resin is used as a core and a conductive film such as a metal film is formed on the surface layer side. . The electrode part 3b having a flat surface can be made of a metal such as gold or aluminum, for example. In addition, it is preferable to make small the friction coefficient of the surface of electrode part 2b, 3b.

本実施の形態では、半導体チップ2の外周付近と配線基板3における開口部3aの周囲との間(電極部2b,3bの付近を含む)には、半導体チップ2と配線基板3とを接着する接着剤6が形成され、これにより、撮像領域2aと透光性板4との間の空間の気密性が保たれるようになっている。接着剤6は、半導体チップ2の電極部2bと配線基板3の電極部3bとの間に硬化収縮力が働くように、公知の方法で形成されている。接着剤6としては、弾性変形率の高い樹脂を用いることが好ましく、具体的には、例えば、ヘンケル(Henkel)社製の型番FP5120のアンダーフィル材(その弾性係数は4.8GPa)などを用いることができる。   In the present embodiment, the semiconductor chip 2 and the wiring substrate 3 are bonded between the vicinity of the outer periphery of the semiconductor chip 2 and the periphery of the opening 3a in the wiring substrate 3 (including the vicinity of the electrode portions 2b and 3b). An adhesive 6 is formed so that the airtightness of the space between the imaging region 2a and the translucent plate 4 is maintained. The adhesive 6 is formed by a known method so that a curing shrinkage force acts between the electrode part 2 b of the semiconductor chip 2 and the electrode part 3 b of the wiring substrate 3. As the adhesive 6, it is preferable to use a resin having a high elastic deformation rate. Specifically, for example, an underfill material of model number FP5120 (having an elastic modulus of 4.8 GPa) manufactured by Henkel is used. be able to.

透光性板4は、配線基板3の上面(配線基板3の側と反対側の面)側において配線基板3の開口部3aを覆うように配置され、配線基板3の上面に対して固定されている。本実施の形態では、配線基板3における開口部3aの周囲の上面と透光性板4との間に接着剤7が形成されている。これにより、透光性板4が配線基板3の上面に対して固定されている。必要に応じて、透光性板4と配線基板3との間にスペーサ部材等を介在させてもよい。本実施の形態では、接着剤7は、配線基板3における開口部3aの全周に渡って設けられ、撮像領域2aと透光性板4との間の空間の気密性が保たれるように、透光性板4と配線基板3との間が封止されている。   The translucent plate 4 is disposed so as to cover the opening 3 a of the wiring substrate 3 on the upper surface (surface opposite to the wiring substrate 3) side of the wiring substrate 3, and is fixed to the upper surface of the wiring substrate 3. ing. In the present embodiment, an adhesive 7 is formed between the upper surface around the opening 3 a in the wiring substrate 3 and the translucent plate 4. Thereby, the translucent plate 4 is fixed to the upper surface of the wiring board 3. If necessary, a spacer member or the like may be interposed between the translucent plate 4 and the wiring board 3. In the present embodiment, the adhesive 7 is provided over the entire circumference of the opening 3a in the wiring board 3 so that the airtightness of the space between the imaging region 2a and the translucent plate 4 is maintained. The space between the translucent plate 4 and the wiring board 3 is sealed.

透光性板4の材料としては、例えば、α線対策のガラス(α線の放出量を十分に低減したガラス)や、光学ローパスフィルタである水晶などを使用することができる。   As a material of the translucent plate 4, for example, glass for measures against α rays (glass in which the amount of α rays emitted is sufficiently reduced), quartz that is an optical low-pass filter, or the like can be used.

図3は、図1に示す固体撮像装置1の、半導体チップ2の一方側付近において半導体チップ2と配線基板3との角度が変化した状態を、模式的に示す一部拡大概略断面図であり、図2に対応している。   FIG. 3 is a partially enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a state in which the angle between the semiconductor chip 2 and the wiring board 3 is changed in the vicinity of one side of the semiconductor chip 2 of the solid-state imaging device 1 shown in FIG. This corresponds to FIG.

本実施の形態では、半導体チップ2の電極部2bと配線基板3の電極部3bとが互いに固着されることなく圧接され、配線基板3の電極部3bは半球状の凸部をなし、半導体チップ2の電極部2bは電極部3bが当接される平面を有している。したがって、本実施の形態では、接着剤6が弾性変形することで、電極部2b,3b間が圧接状態を保ったまま、電極部2b,3bの付近で、図2に示す状態から図3に示すような状態へ半導体チップ2と配線基板3との角度がある程度変化する自由度を持つとともに、半導体チップ2と配線基板3とが図2中の横方向へある程度移動する自由度を持つ。このため、本実施の形態によれば、電極部2b,3b間が半田等で固着されている場合に比べて、半導体チップ2と配線基板3との間に線熱膨張係数差があっても、環境温度変化によるバイメタル効果に起因する応力により電極部2bと電極部3bとの間が離れる可能性が低減されるとともに、環境温度変化によるバイメタル効果に起因する応力による半導体チップ2の撮像面(撮像領域2a)の反りが低減される。よって、本実施の形態によれば、電極部2b,3b間の電気的な接続の信頼性を高めることができるとともに、半導体チップ2の撮像面の反りによる撮像性能の低下を低減することができる。   In the present embodiment, the electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 and the electrode portion 3b of the wiring board 3 are in pressure contact with each other without being fixed to each other, and the electrode portion 3b of the wiring board 3 forms a hemispherical convex portion. The second electrode portion 2b has a flat surface with which the electrode portion 3b is brought into contact. Therefore, in the present embodiment, the adhesive 6 is elastically deformed, and the state shown in FIG. 2 is changed from the state shown in FIG. The semiconductor chip 2 and the wiring board 3 have a degree of freedom that the angle between the semiconductor chip 2 and the wiring board 3 can be changed to some extent as shown in FIG. For this reason, according to the present embodiment, even if there is a difference in coefficient of linear thermal expansion between the semiconductor chip 2 and the wiring board 3 as compared with the case where the electrodes 2b and 3b are fixed with solder or the like. The possibility of separation between the electrode portion 2b and the electrode portion 3b due to the stress due to the bimetal effect due to the environmental temperature change is reduced, and the imaging surface of the semiconductor chip 2 due to the stress due to the bimetal effect due to the environmental temperature change ( The warping of the imaging area 2a) is reduced. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the reliability of the electrical connection between the electrode portions 2b and 3b, and to reduce the deterioration of the imaging performance due to the warp of the imaging surface of the semiconductor chip 2. .

なお、本発明では、本実施の形態とは逆に、半導体チップ2の電極部2bが半球状の凸部をなし、配線基板3の電極部3bが、電極部2bが当接される平面を有していてもよい。   In the present invention, contrary to the present embodiment, the electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 has a hemispherical convex portion, and the electrode portion 3b of the wiring board 3 has a plane on which the electrode portion 2b abuts. You may have.

[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態による電子カメラ100を模式的に示す概略断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing an electronic camera 100 according to the second embodiment of the present invention.

本実施の形態による電子カメラ100のボディ101内には、前記第1の実施の形態による固体撮像装置1が組み込まれている。本実施の形態による電子カメラ100は、一眼レフレックス型の電子スチルカメラとして構成されているが、前記第1の実施の形態による固体撮像装置1は、他の電子スチルカメラやビデオカメラや携帯電話機に搭載されたカメラ等の種々の電子カメラに組み込んでもよい。   The solid-state imaging device 1 according to the first embodiment is incorporated in the body 101 of the electronic camera 100 according to the present embodiment. The electronic camera 100 according to the present embodiment is configured as a single-lens reflex type electronic still camera. However, the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment is different from other electronic still cameras, video cameras, and mobile phones. You may incorporate in various electronic cameras, such as a camera mounted in.

本実施の形態による電子カメラ100では、ボディ101には交換式の撮影レンズ102が装着されている。撮影レンズ102を通過した被写体光はクイックリターンミラー103で上方に反射されてスクリーン104上に結像する。スクリーン104に結像した被写体像はペンタダハプリズム105から接眼レンズ106を通してファインダ観察窓107から観察される。クイックリターンミラー103は図示しないレリーズ釦が全押しされると上方に跳ね上がり、撮影レンズ102からの被写体像が前述した固体撮像装置1に入射する。   In electronic camera 100 according to the present embodiment, body 101 is provided with interchangeable photographic lens 102. The subject light that has passed through the photographing lens 102 is reflected upward by the quick return mirror 103 and forms an image on the screen 104. The subject image formed on the screen 104 is observed from the finder observation window 107 through the eyepiece lens 106 from the penta roof prism 105. When the release button (not shown) is fully pressed, the quick return mirror 103 jumps upward, and the subject image from the photographing lens 102 enters the solid-state imaging device 1 described above.

固体撮像装置1が、ブラケット(図示せず)及び位置調整機構(図示せず)等を介してボディ101に取り付けられることで、固体撮像装置1がボディ101内に位置決めして固定されている。   The solid-state imaging device 1 is positioned and fixed in the body 101 by being attached to the body 101 via a bracket (not shown) and a position adjusting mechanism (not shown).

本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態による固体撮像装置1が用いられているので、電気的な接続の信頼性を高めることができるとともに、撮像性能の低下を低減させることができる。   According to the present embodiment, since the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment is used, it is possible to improve the reliability of electrical connection and reduce the deterioration of imaging performance. it can.

[第3の実施の形態]
図5は、本発明の第3の実施の形態による固体撮像装置11を模式的に示す一部拡大概略断面図であり、図2に対応している。図5において、図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a partially enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a solid-state imaging device 11 according to the third embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 5, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.

本実施の形態による固体撮像装置11が前記第1の実施の形態による固体撮像装置1と異なる所は、配線基板3の電極部3bのみならず、半導体チップ2の電極部2bも、半球状の凸部をなしている点である。   The solid-state imaging device 11 according to the present embodiment differs from the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment in that not only the electrode portion 3b of the wiring board 3 but also the electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 are hemispherical. It is the point which has made the convex part.

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained.

本実施の形態による固体撮像装置11は、前記第2の実施の形態による電子カメラ100において、固体撮像装置1の代わりに用いることができる。この点は、後述する各固体撮像装置についても同様である。   The solid-state imaging device 11 according to the present embodiment can be used in place of the solid-state imaging device 1 in the electronic camera 100 according to the second embodiment. This is the same for each solid-state imaging device described later.

[第4の実施の形態]
図6は、本発明の第4の実施の形態による固体撮像装置21を模式的に示す一部拡大概略断面図であり、図2に対応している。図6において、図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a partially enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a solid-state imaging device 21 according to the fourth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 6, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.

本実施の形態による固体撮像装置21が前記第1の実施の形態による固体撮像装置1と異なる所は、半導体チップ2の電極部2bが、配線基板3の半球状の凸部をなす電極部3bの一部を受け入れる凹部を有している点である。例えば、半導体チップ2に図6中の上面を平面とした金等からなる電極部2bを形成した後に、配線基板3の半球状の凸部をなす電極部3bを半導体チップ2の電極部2bの上面に押圧してその上面を凹ませることで電極部2bに凹部を形成し、一旦電極部3bを電極部2bから引き離した後に、電極部3bを電極部2bに接触させればよい。   The solid-state imaging device 21 according to the present embodiment is different from the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment in that the electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 forms the hemispherical convex portion of the wiring board 3. It is a point which has the recessed part which receives a part of. For example, after forming the electrode part 2b made of gold or the like whose upper surface in FIG. 6 is a flat surface on the semiconductor chip 2, the electrode part 3b forming the hemispherical convex part of the wiring substrate 3 is replaced with the electrode part 2b of the semiconductor chip 2. A concave portion is formed in the electrode portion 2b by pressing the upper surface and the upper surface is recessed, and after the electrode portion 3b is once separated from the electrode portion 2b, the electrode portion 3b may be brought into contact with the electrode portion 2b.

本実施の形態によれば、配線基板3の半球状の凸部をなす電極部3bの一部が、半導体チップ2の電極部2bの凹部に受け入れられているため、半導体チップ2と配線基板3とは図2中の横方向へ移動する自由度は持たないものの、電極部2b,3b間が圧接状態を保ったまま、電極部2b,3bの付近で、半導体チップ2と配線基板3との角度がある程度変化する自由度を持つ。したがって、本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。   According to the present embodiment, since a part of the electrode part 3b forming the hemispherical convex part of the wiring board 3 is received in the concave part of the electrode part 2b of the semiconductor chip 2, the semiconductor chip 2 and the wiring board 3 2 does not have a degree of freedom of movement in the lateral direction in FIG. 2, but the contact between the semiconductor chip 2 and the wiring substrate 3 is maintained in the vicinity of the electrode parts 2b and 3b while maintaining the pressure contact state between the electrode parts 2b and 3b. The degree of freedom that the angle changes to some extent. Therefore, the present embodiment can provide the same advantages as those of the first embodiment.

また、本実施の形態によれば、配線基板3の半球状の凸部をなす電極部3bの一部が、半導体チップ2の電極部2bの凹部に受け入れられているため、電極部2b,3b間の接触面積が大きくなることから、電極部2b,3b間の接触抵抗が小さくなる。   In addition, according to the present embodiment, since a part of the electrode part 3b forming the hemispherical convex part of the wiring substrate 3 is received in the concave part of the electrode part 2b of the semiconductor chip 2, the electrode parts 2b, 3b Since the contact area between the electrodes increases, the contact resistance between the electrode portions 2b and 3b decreases.

なお、本発明では、本実施の形態とは逆に、半導体チップ2の電極部2bが半球状の凸部をなし、配線基板3の電極部3bが半導体チップ2の電極部2bの一部を受け入れる凹部を有していてもよい。   In the present invention, contrary to the present embodiment, the electrode part 2b of the semiconductor chip 2 forms a hemispherical convex part, and the electrode part 3b of the wiring board 3 covers a part of the electrode part 2b of the semiconductor chip 2. You may have the recessed part to receive.

[第5の実施の形態]
図7は、本発明の第5の実施の形態による固体撮像装置31を模式的に示す概略断面図であり、図1に対応している。図7において、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing a solid-state imaging device 31 according to the fifth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 7, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.

本実施の形態による固体撮像装置31が前記第1の実施の形態による固体撮像装置1と異なる所は、配線基板3、透光性板4及び接着剤7に代えて、透光性を有する配線基板32が用いられ、配線基板32にフレキシブル配線基板33がバンプ34を介して接合されている点である。   The solid-state imaging device 31 according to the present embodiment differs from the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment in that the wiring board 3, the translucent plate 4, and the adhesive 7 are replaced with a translucent wiring. A substrate 32 is used, and a flexible wiring substrate 33 is bonded to the wiring substrate 32 via bumps 34.

配線基板32としては、例えば、α線対策のガラス(α線の放出量を十分に低減したガラス)からなるガラス板が用いることができる。   As the wiring board 32, for example, a glass plate made of glass for preventing α rays (glass with a sufficiently reduced emission amount of α rays) can be used.

半導体チップ2の外周付近の上面(撮像領域2a側の面)に電極部2bが形成され、この電極部2bに対応する位置において配線基板32における下面に電極部32bが形成されている。   An electrode portion 2b is formed on the upper surface (surface on the imaging region 2a side) near the outer periphery of the semiconductor chip 2, and an electrode portion 32b is formed on the lower surface of the wiring board 32 at a position corresponding to the electrode portion 2b.

半導体チップ2の電極部2bと配線基板32の電極部32bとが、互いに固着されることなく圧接され、これにより両電極部2b,32b間が電気的に接続されている。本実施の形態では、配線基板32の電極部32bは半球状の凸部をなし、半導体チップ2の電極部2bは電極部32bが当接される平面を有している。逆に、半導体チップ2の電極部2bが半球状の凸部をなし、配線基板32の電極部32bが、電極部2bが当接される平面を有していてもよい。あるいは、電極部2b,32bの両方とも半球状の凸部をなしてもよいし、電極部2b,32bのいずれか一方が半球状の凸部をなし、電極部2b,32bの他方が前記凸部の一部を受け入れる凹部を有していてもよい。   The electrode portion 2b of the semiconductor chip 2 and the electrode portion 32b of the wiring substrate 32 are pressed against each other without being fixed to each other, thereby electrically connecting both the electrode portions 2b and 32b. In the present embodiment, the electrode part 32b of the wiring substrate 32 has a hemispherical convex part, and the electrode part 2b of the semiconductor chip 2 has a plane on which the electrode part 32b abuts. On the contrary, the electrode part 2b of the semiconductor chip 2 may be a hemispherical convex part, and the electrode part 32b of the wiring board 32 may have a flat surface on which the electrode part 2b abuts. Alternatively, both the electrode portions 2b and 32b may form a hemispherical convex portion, one of the electrode portions 2b and 32b forms a hemispherical convex portion, and the other of the electrode portions 2b and 32b protrudes from the convex shape. You may have the recessed part which receives a part of part.

半導体チップ2の外周付近と配線基板32との間(電極部2b,32bの付近を含む)には、前述した接着剤6が形成され、これにより、電極部2bと電極32bとが圧接されるとともに、撮像領域2aと配線基板32との間の空間の気密性が保たれるようになっている。   The adhesive 6 described above is formed between the vicinity of the outer periphery of the semiconductor chip 2 and the wiring substrate 32 (including the vicinity of the electrode portions 2b and 32b), whereby the electrode portion 2b and the electrode 32b are pressed against each other. At the same time, the airtightness of the space between the imaging region 2a and the wiring board 32 is maintained.

図面には示していないが、配線基板32の下面には、バンプ34が接合される電極パッド、及び、その電極パッドと電極部32bとの間を接続する配線も、形成されている。半導体チップ2は、電極部2b,32b、配線基板32の下面の配線及び電極パッド、バンプ34、並びに、フレキシブル配線基板33を介して、外部に接続されるようになっている。バンプ34としては、Auスタッドバンプ等の金属製バンプが用いられている。   Although not shown in the drawing, on the lower surface of the wiring board 32, electrode pads to which the bumps 34 are bonded and wirings connecting the electrode pads and the electrode portions 32b are also formed. The semiconductor chip 2 is connected to the outside through the electrode portions 2 b and 32 b, the wiring and electrode pads on the lower surface of the wiring substrate 32, the bumps 34, and the flexible wiring substrate 33. As the bumps 34, metal bumps such as Au stud bumps are used.

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様に、電極部2b,32b間の電気的な接続の信頼性を高めることができるとともに、半導体チップ2の撮像面の反りによる撮像性能の低下を低減することができる。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the reliability of the electrical connection between the electrode portions 2b and 32b can be improved, and the imaging performance due to the warp of the imaging surface of the semiconductor chip 2 Can be reduced.

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.

例えば、前記第1乃至第4の実施の形態では、配線基板3としてフレキシブル配線基板が用いられているが、本発明では、配線基板3としてリジッド配線基板を用いてもよい。   For example, in the first to fourth embodiments, a flexible wiring board is used as the wiring board 3. However, in the present invention, a rigid wiring board may be used as the wiring board 3.

また、前記各実施の形態及びそれらの変形例は、本発明を固体撮像装置に適用した例であるが、本発明は固体撮像装置以外の種々の半導体装置にも適用することができる。本発明は、特に、温度変化の大きい環境で使用される半導体装置に好適である。   Moreover, although each said embodiment and those modifications are examples which applied this invention to the solid-state imaging device, this invention is applicable also to various semiconductor devices other than a solid-state imaging device. The present invention is particularly suitable for a semiconductor device used in an environment with a large temperature change.

1,11,21,31 固体撮像装置
2 半導体チップ
2a 撮像領域
2b 電極部
3 配線基板
3a 開口部
3b 電極部
4 透光性板(透光性部材)
6,7 接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11,21,31 Solid-state imaging device 2 Semiconductor chip 2a Imaging area 2b Electrode part 3 Wiring board 3a Opening part 3b Electrode part 4 Translucent board (translucent member)
6,7 Adhesive

Claims (7)

第1の電極部を有する半導体チップと、
前記第1の電極部に固着されることなく前記第1の電極部に圧接された第2の電極部を有する基板と、
を備え、
前記第1及び第2の電極部の一方又は両方は、半球状の凸部をなすことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor chip having a first electrode portion;
A substrate having a second electrode portion pressed against the first electrode portion without being fixed to the first electrode portion;
With
One or both of the first electrode portion and the second electrode portion are hemispherical convex portions.
前記半導体チップと前記基板とを接着し前記第1の電極部と第2の電極部との間に硬化収縮力が生じる接着剤を、備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, further comprising an adhesive that adheres the semiconductor chip and the substrate and generates a curing shrinkage force between the first electrode portion and the second electrode portion. 前記第1及び第2の電極部の前記一方は、半球状の凸部をなし、
前記第1及び第2の電極部の他方は、前記凸部が当接される平面を有することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
The one of the first and second electrode portions has a hemispherical convex portion,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other of the first and second electrode portions has a flat surface with which the convex portion comes into contact.
前記第1及び第2の電極部の前記一方は、半球状の凸部をなし、
前記第1及び第2の電極部の他方は、前記凸部の一部を受け入れる凹部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
The one of the first and second electrode portions has a hemispherical convex portion,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other of the first and second electrode portions has a concave portion that receives a part of the convex portion.
前記半導体チップは撮像領域を有し、
前記基板は、少なくとも前記撮像領域と対応する領域に開口部を有し前記半導体チップに対して前記撮像領域の側に配置された配線基板であり、
前記開口部を覆うように配置され前記基板の前記半導体チップとは反対側の面に対して固定された透光性部材を、備え、
当該半導体装置は固体撮像装置である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。
The semiconductor chip has an imaging region;
The substrate is a wiring substrate having an opening in at least a region corresponding to the imaging region and disposed on the imaging region side with respect to the semiconductor chip,
A translucent member disposed so as to cover the opening and fixed to a surface of the substrate opposite to the semiconductor chip;
The semiconductor device is a solid-state imaging device.
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記半導体チップは撮像領域を有し、
前記基板は透光性を有し、
前記基板は前記撮像領域を覆うように配置され、
当該半導体装置は固体撮像装置である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。
The semiconductor chip has an imaging region;
The substrate has translucency;
The substrate is arranged to cover the imaging region;
The semiconductor device is a solid-state imaging device.
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする電子カメラ。   An electronic camera comprising the semiconductor device according to claim 1.
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