JP2015220444A - Package and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パッケージ及びパッケージの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a package and a method for manufacturing the package.
例えば半導体素子やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子などからなる素子を有するパッケージがある。このようなパッケージの製造に際して、パッケージングコストを低減するために、素子が形成された素子基板とその素子基板が搭載される搭載用基板とをウェハレベルで接合した後に個片化する、ウェハレベルパッケージングが検討される場合がある。ウェハレベルパッケージングする場合に用いられる搭載用基板は、例えばセラミックス材、ガラス材、シリコン材などがある。 For example, there is a package having an element made of a semiconductor element or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element. When manufacturing such a package, in order to reduce the packaging cost, a wafer level package in which an element substrate on which an element is formed and a mounting substrate on which the element substrate is mounted are joined at a wafer level and then separated into individual pieces. May be considered. Examples of mounting substrates used for wafer level packaging include ceramic materials, glass materials, and silicon materials.
例えば、搭載用基板は、金属の埋め込み電極を備え、素子基板の端子を外部の端子に取り出し、実装できる構造になっている。また、素子によっては真空や気密封止される場合もある(例えば特許文献1を参照。)。 For example, the mounting substrate includes a metal embedded electrode, and has a structure in which the terminal of the element substrate can be taken out to an external terminal and mounted. In addition, some elements may be vacuum-tight or hermetically sealed (see, for example, Patent Document 1).
例えばガラス材やシリコン材などの可視光や赤外光を透過する材料からなる搭載用基板が使用される場合、搭載用基板側から素子基板の素子に入射する可視光や赤外光を遮光することが好ましい場合がある。 For example, when a mounting substrate made of a material that transmits visible light or infrared light such as glass material or silicon material is used, visible light or infrared light incident on the element of the element substrate from the mounting substrate side is shielded. It may be preferable.
本発明は、素子が形成された素子基板が搭載用基板に搭載されているパッケージにおいて、可視光及び赤外光が搭載用基板側から素子基板の素子に入射することを防止することを目的とする。 An object of the present invention is to prevent visible light and infrared light from being incident on an element of an element substrate from the mounting substrate side in a package in which the element substrate on which the element is formed is mounted on the mounting substrate. To do.
本発明にかかるパッケージは、素子が形成された素子基板と、上記素子基板が搭載された搭載用基板と、上記搭載用基板側から上記素子に入射する可視光及び赤外光を遮光するための金属材料からなる遮光膜と、を備えていることを特徴とするものである。 A package according to the present invention includes an element substrate on which an element is formed, a mounting substrate on which the element substrate is mounted, and visible light and infrared light incident on the element from the mounting substrate side. And a light shielding film made of a metal material.
本発明のパッケージは、可視光及び赤外光が搭載用基板側から素子基板の素子に入射することを防止することができる。 The package of the present invention can prevent visible light and infrared light from entering the element of the element substrate from the mounting substrate side.
本発明のパッケージは、例えば、上記素子基板に対して上記搭載用基板とは反対側に配置されたカバー用基板をさらに備えているようにしてもよい。カバー用基板が配置されることにより、素子基板を保護したり、搭載用基板と素子基板とカバー用基板で挟まれる空間を真空状態や密閉状態にしたりすることができる。ただし、本発明のパッケージは、上記カバー用基板を備えていない構成を含む。 The package of the present invention may further include, for example, a cover substrate disposed on the side opposite to the mounting substrate with respect to the element substrate. By disposing the cover substrate, the element substrate can be protected, or the space between the mounting substrate, the element substrate, and the cover substrate can be in a vacuum state or a sealed state. However, the package of the present invention includes a configuration in which the cover substrate is not provided.
また、本発明のパッケージにおいて、上記素子は光学センサーである例を挙げることができる。ただし、本発明において、素子基板に形成されている素子は光学センサーに限定されない。当該素子は、例えば半導体集積回路などの半導体素子や、発光素子、MEMS素子など、他の素子であってもよく、特に限定されるものではない。 In the package of the present invention, an example in which the element is an optical sensor can be given. However, in the present invention, the element formed on the element substrate is not limited to the optical sensor. The element may be another element such as a semiconductor element such as a semiconductor integrated circuit, a light emitting element, or a MEMS element, and is not particularly limited.
本発明のパッケージにおいて、上記カバー用基板が配置されており、上記素子が光学センサーである場合、上記カバー用基板は光透過性を有していることが好ましい。ここで、上記カバー用基板は、上記光学センサーが検知すべき波長の光を少なくとも透過するものであればよい。なお、本発明において、上記カバー用基板は光透過性を有するものに限定されるものではない。 In the package of the present invention, when the cover substrate is disposed and the element is an optical sensor, the cover substrate preferably has light transmittance. Here, the cover substrate only needs to transmit at least light having a wavelength to be detected by the optical sensor. In the present invention, the cover substrate is not limited to one having optical transparency.
また、本発明のパッケージは、上記遮光膜として、上記搭載用基板の上記素子基板の搭載面に形成された搭載面側遮光膜、もしくは上記搭載用基板の上記搭載面とは反対側の裏面に形成された裏面側遮光膜、又は上記搭載面側遮光膜及び上記裏面側遮光膜の両方を備えている例を挙げることができる。ただし、本発明のパッケージにおいて、上記遮光膜は上記搭載面遮光膜及び上記裏面側遮光膜に限定されない。本発明のパッケージにおいて、上記遮光膜は、金属材料からなり、搭載用基板側から素子に入射する可視光及び赤外光を遮光できる構成であればよい。例えば、上記遮光膜は、素子基板に配置されていてもよいし、搭載用基板の内部に配置されていてもよい。 In the package of the present invention, the light shielding film may be a mounting surface side light shielding film formed on the mounting surface of the element substrate of the mounting substrate, or a back surface opposite to the mounting surface of the mounting substrate. An example may be given in which the formed rear surface side light shielding film or both the mounting surface side light shielding film and the rear surface side light shielding film are provided. However, in the package of the present invention, the light shielding film is not limited to the mounting surface light shielding film and the back surface light shielding film. In the package of the present invention, the light shielding film may be made of a metal material and may be configured to shield visible light and infrared light incident on the element from the mounting substrate side. For example, the light shielding film may be disposed on the element substrate or may be disposed inside the mounting substrate.
また、本発明のパッケージにおいて、上記素子基板は上記搭載用基板に対向する面に外部接続用接点用金属膜を備えており、上記搭載用基板は上記搭載面の上記外部接続用接点用金属膜に対応する位置に配置された搭載面側接点用金属膜を備えており、対応する上記外部接続用接点用金属膜と上記搭載面側接点用金属膜は電気接点接合材を介して電気的に接続されており、上記遮光膜として少なくとも上記搭載面側遮光膜が設けられており、上記搭載面側遮光膜と上記搭載面側接点用金属膜は同じ材料で形成されたものである例を挙げることができる。本発明のパッケージのこの態様は、搭載面側遮光膜と搭載面側接点用金属膜が同じ材料で形成されたものであるので、製造工程を増加させることなく搭載面側遮光膜を形成することができる。 In the package of the present invention, the element substrate includes an external connection contact metal film on a surface facing the mounting substrate, and the mounting substrate has the external connection contact metal film on the mounting surface. The mounting surface side contact metal film is disposed at a position corresponding to the contact surface, and the corresponding external connection contact metal film and the mounting surface side contact metal film are electrically connected via an electrical contact bonding material. An example is given in which at least the mounting surface side light shielding film is provided as the light shielding film, and the mounting surface side light shielding film and the mounting surface side contact metal film are formed of the same material. be able to. In this aspect of the package of the present invention, since the mounting surface side light shielding film and the mounting surface side contact metal film are formed of the same material, the mounting surface side light shielding film can be formed without increasing the manufacturing process. Can do.
さらに、本発明のパッケージのこの態様は、上記搭載用基板の上記搭載面に、上記搭載面側遮光膜及び上記搭載面側接点用金属膜と同じ材料で同時に形成された搭載面側再配線膜を備え、上記搭載面側再配線膜は、上記搭載面側接点用金属膜と電気的に接続されており、上記搭載面側接点用金属膜の形成位置からその形成位置とは異なる位置に引き出されている例を挙げることができる。本発明のパッケージのこの態様は、素子基板の外部接続用接点用金属膜の電位を、電気接点接合材、搭載面側接点用金属膜及び搭載面側再配線膜を介して任意の位置に引き出すことができる。 Furthermore, this aspect of the package of the present invention is the mounting surface side rewiring film formed simultaneously on the mounting surface of the mounting substrate with the same material as the mounting surface side light shielding film and the mounting surface side contact metal film. The mounting surface side redistribution film is electrically connected to the mounting surface side contact metal film, and is drawn from a position where the mounting surface side contact metal film is formed to a position different from the formation position. Examples can be given. According to this aspect of the package of the present invention, the potential of the external connection contact metal film of the element substrate is drawn out to an arbitrary position via the electrical contact bonding material, the mounting surface side contact metal film, and the mounting surface side rewiring film. be able to.
さらに、本発明のパッケージのこの態様において、上記搭載用基板は、上記搭載面とは反対側の裏面から上記搭載面にわたって電気的に導通されている埋め込み電極を備えており、上記埋め込み電極は上記搭載面側再配線膜を介して上記搭載面側接点用金属膜と電気的に接続されている例を挙げることができる。本発明のパッケージのこの態様は、素子基板の外部接続用接点用金属膜の電位を、電気接点接合材、搭載面側接点用金属膜、搭載面側再配線膜及び埋め込み電極を介して、搭載用基板の裏面側の任意の位置に引き出すことができる。これにより、例えば、搭載用基板の裏面側に設けられる実装用端子の配置に関して、実装ピッチを拡張することができたり、レイアウトを変更できる自由度が向上したりする。 Further, in this aspect of the package of the present invention, the mounting substrate includes an embedded electrode that is electrically connected from the back surface opposite to the mounting surface to the mounting surface, and the embedded electrode is An example of being electrically connected to the mounting surface side contact metal film through the mounting surface side rewiring film can be given. In this aspect of the package of the present invention, the potential of the external connection contact metal film of the element substrate is mounted via the electrical contact bonding material, the mounting surface side contact metal film, the mounting surface side rewiring film, and the embedded electrode. It can be pulled out to any position on the back side of the substrate. Thereby, for example, with respect to the arrangement of the mounting terminals provided on the back side of the mounting substrate, the mounting pitch can be expanded and the degree of freedom to change the layout is improved.
また、本発明のパッケージにおいて、上記素子基板と上記搭載用基板は上記素子の配置領域と重ならない位置に設けられた接合領域で陽極接合、シリコン−シリコン接合又は接合材によって接合されている例を挙げることができる。これにより、素子基板と搭載用基板は強固に接合される。また、素子基板と搭載用基板が陽極接合によって接合されている場合には、素子基板と搭載用基板を接合するための接合材は不要であり、製造コストが低減される。 In the package of the present invention, the element substrate and the mounting substrate are bonded by anodic bonding, silicon-silicon bonding, or bonding material in a bonding region provided at a position not overlapping the element arrangement region. Can be mentioned. Thereby, the element substrate and the mounting substrate are firmly bonded. Further, when the element substrate and the mounting substrate are bonded by anodic bonding, a bonding material for bonding the element substrate and the mounting substrate is unnecessary, and the manufacturing cost is reduced.
さらに、本発明のパッケージのこの態様において、上記接合材は非導電性接合材である例を挙げることができる。上記非導電性接合材は、例えばフリットガラス接合剤やポリイミド系接合剤などである。ただし、上記非導電性接合材はこれらの接合剤に限定されない。上記接合材として非導電性接合材が用いられることにより、非導電性接合材よりも高価な導電性接合材が用いられる場合に比べて、製造コストが低減される。なお、本発明のパッケージにおいて、上記接合材は導電性接合材であってもよい。 Furthermore, in this aspect of the package of the present invention, an example in which the bonding material is a non-conductive bonding material can be given. Examples of the non-conductive bonding material include a frit glass bonding agent and a polyimide bonding agent. However, the non-conductive bonding material is not limited to these bonding agents. By using a non-conductive bonding material as the bonding material, the manufacturing cost is reduced as compared with the case where a conductive bonding material more expensive than the non-conductive bonding material is used. In the package of the present invention, the bonding material may be a conductive bonding material.
また、本発明のパッケージにおいて、上記素子基板は上記素子の配置領域と重ならない位置に設けられた接合領域で上記搭載用基板に対向する面に配置された金属材料からなる素子基板側接合用金属膜を備えており、上記搭載用基板は上記接合領域で上記搭載面に配置された金属材料からなる搭載用基板側接合用金属膜を備えており、上記素子基板側接合用金属膜と上記搭載用基板側接合用金属膜は接合材を介して接合されており、上記遮光膜として少なくとも上記搭載面側遮光膜が設けられており、上記搭載面側遮光膜と上記搭載用基板側接合用金属膜は同じ材料で形成されたものである例を挙げることができる。本発明のパッケージのこの態様は、搭載面側遮光膜と搭載用基板側接合用金属膜が同じ材料で形成されたものであるので、製造工程を増加させることなく搭載面側遮光膜を形成することができる。 In the package according to the present invention, the element substrate is a bonding region provided at a position that does not overlap the element arrangement region, and the element substrate side bonding metal made of a metal material disposed on a surface facing the mounting substrate. The mounting substrate includes a mounting substrate side bonding metal film made of a metal material disposed on the mounting surface in the bonding region, and the element substrate side bonding metal film and the mounting. The substrate-side bonding metal film is bonded through a bonding material, and at least the mounting surface-side light-shielding film is provided as the light-shielding film. The mounting surface-side light-shielding film and the mounting substrate-side bonding metal An example in which the film is formed of the same material can be given. In this aspect of the package of the present invention, since the mounting surface side light shielding film and the mounting substrate side bonding metal film are formed of the same material, the mounting surface side light shielding film is formed without increasing the number of manufacturing steps. be able to.
さらに、本発明のパッケージのこの態様において、上記接合材は非導電性接合材である例を挙げることができる。上記接合材として非導電性接合材が用いられる効果は上記と同様である。なお、本発明のパッケージのこの態様において、上記接合材は導電性接合材であってもよい。 Furthermore, in this aspect of the package of the present invention, an example in which the bonding material is a non-conductive bonding material can be given. The effect of using a non-conductive bonding material as the bonding material is the same as described above. In this aspect of the package of the present invention, the bonding material may be a conductive bonding material.
また、本発明のパッケージにおいて、上記素子基板は上記搭載用基板に対向する面に外部接続用接点用金属膜を備えており、上記搭載用基板は、上記搭載用基板の上記搭載面の上記外部接続用接点用金属膜に対応する位置に配置された搭載面側接点用金属膜と、上記搭載面とは反対側の裏面から上記搭載面にわたって電気的に導通されている埋め込み電極と、上記裏面に配置され上記埋め込み電極を介して上記搭載面側接点用金属膜と電気的に接続されている裏面側接点用金属膜とを備えており、対応する上記外部接続用接点用金属膜と上記接点用金属膜は電気接点接合材を介して電気的に接続されており、上記遮光膜として少なくとも上記裏面側遮光膜が設けられており、上記裏面側遮光膜と上記裏面側接点用金属膜は同じ材料で形成されたものである例を挙げることができる。本発明のパッケージのこの態様は、裏面側遮光膜と裏面側接点用金属膜が同じ材料で形成されたものであるので、製造工程を増加させることなく裏面側遮光膜を形成することができる。 In the package of the present invention, the element substrate includes a metal film for contact for external connection on a surface facing the mounting substrate, and the mounting substrate is external to the mounting surface of the mounting substrate. A mounting surface side contact metal film disposed at a position corresponding to the connection contact metal film, a buried electrode electrically connected from the back surface opposite to the mounting surface to the mounting surface, and the back surface A contact-side metal film for external connection, and a contact film corresponding to the contact-side metal film for external connection, which are electrically connected to the mounting-surface-side contact metal film via the embedded electrode. The metal film for electrical use is electrically connected via an electrical contact bonding material, and at least the back-side light-shielding film is provided as the light-shielding film, and the back-side light-shielding film and the back-side contact metal film are the same Formed of material Can example it is intended. In this aspect of the package of the present invention, the back-side light-shielding film and the back-side contact metal film are formed of the same material, so that the back-side light-shielding film can be formed without increasing the number of manufacturing steps.
さらに、本発明のパッケージのこの態様において、上記搭載用基板の上記裏面に、上記裏面側遮光膜及び上記裏面側接点用金属膜と同じ材料で同時に形成された裏面側再配線膜を備え、上記裏面側再配線膜は、上記裏面側接点用金属膜と電気的に接続されており、上記裏面側接点用金属膜の形成位置からその形成位置とは異なる位置に引き出されている例を挙げることができる。本発明のパッケージのこの態様は、素子基板の外部接続用接点用金属膜の電位を、電気接点接合材、搭載面側接点用金属膜、埋め込み電極及び裏面側再配線膜を介して、搭載用基板の裏面側の任意の位置に引き出すことができる。 Furthermore, in this aspect of the package of the present invention, the back surface of the mounting substrate is provided with a back surface side rewiring film formed simultaneously with the same material as the back surface side light shielding film and the back surface side contact metal film, An example in which the back-side rewiring film is electrically connected to the back-side contact metal film and is drawn from the formation position of the back-side contact metal film to a position different from the formation position. Can do. In this aspect of the package of the present invention, the potential of the metal film for contact for external connection of the element substrate is set for mounting via the electrical contact bonding material, the metal film for contact on the mounting surface side, the buried electrode, and the rewiring film on the back surface side. It can be pulled out to any position on the back side of the substrate.
また、本発明のパッケージにおいて、上記遮光膜は、下層側から順にTi層、Ni層、Au層が積層されている積層構造を有している例を挙げることができる。ただし、本発明のパッケージにおいて、上記遮光膜の構成はこれに限定されない。本発明のパッケージにおいて、上記遮光膜は、金属材料からなり、搭載用基板側から素子に入射する可視光及び赤外光を遮光できる構成であればよい。 Further, in the package of the present invention, the light shielding film may be an example having a laminated structure in which a Ti layer, a Ni layer, and an Au layer are laminated in order from the lower layer side. However, in the package of the present invention, the configuration of the light shielding film is not limited to this. In the package of the present invention, the light shielding film may be made of a metal material and may be configured to shield visible light and infrared light incident on the element from the mounting substrate side.
本発明に係るパッケージの製造方法は、素子が形成された素子基板と、上記素子基板が搭載面に搭載された搭載用基板とを備えたパッケージの製造方法であって、上記搭載用基板に上記素子基板の上記素子の配置領域と重なる位置に配置される金属材料からなる遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、上記搭載用基板の上記搭載面に上記素子基板を搭載する搭載工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のパッケージの製造方法は、可視光及び赤外光が搭載用基板側から素子に入射することを防止するための遮光膜を形成することができる。
A manufacturing method of a package according to the present invention is a manufacturing method of a package including an element substrate on which an element is formed and a mounting substrate on which the element substrate is mounted on a mounting surface. A light-shielding film forming step of forming a light-shielding film made of a metal material disposed at a position overlapping the element arrangement region of the element substrate; and a mounting step of mounting the element substrate on the mounting surface of the mounting substrate. It is characterized by including.
The package manufacturing method of the present invention can form a light-shielding film for preventing visible light and infrared light from entering the device from the mounting substrate side.
本発明のパッケージの製造方法の第一局面として、上記遮光膜形成工程は、上記搭載用基板の上記搭載面に、上記素子基板の外部接続端子に対応する位置に配置される金属材料からなる搭載面側接点用金属膜と、上記遮光膜としての搭載面側遮光膜とを同じ金属材料で同時に形成する搭載面側接点用金属膜形成工程を含み、上記搭載工程は、上記搭載面側接点用金属膜と上記外部接続端子とを電気接点接合材を介して電気的に接続して上記搭載用基板の上記搭載面に上記素子基板を搭載する例を挙げることができる。 As a first aspect of the package manufacturing method of the present invention, the light shielding film forming step includes mounting a metal material on the mounting surface of the mounting substrate at a position corresponding to the external connection terminal of the element substrate. A mounting surface side contact metal film forming step of simultaneously forming the surface side contact metal film and the mounting surface side light shielding film as the light shielding film with the same metal material, wherein the mounting step is for the mounting surface side contact An example in which the metal film and the external connection terminal are electrically connected via an electrical contact bonding material and the element substrate is mounted on the mounting surface of the mounting substrate can be given.
本発明のパッケージの製造方法の上記第一局面は、上記搭載面側接点用金属膜を必要とする局面において、製造工程を増加させることなく、上記遮光膜としての上記搭載面側遮光膜を形成することができる。 In the first aspect of the manufacturing method of the package of the present invention, in the aspect requiring the mounting surface side contact metal film, the mounting surface side light shielding film as the light shielding film is formed without increasing the manufacturing process. can do.
本発明のパッケージの製造方法の第二局面として、上記素子基板の上記搭載用基板に対向する面に、上記素子の配置領域と重ならない位置に設けられた接合領域に配置される金属材料からなる素子基板側接合用金属膜を形成する素子基板側接合用金属膜形成工程をさらに含み、上記遮光膜形成工程は、上記搭載用基板の上記搭載面に、上記接合領域に配置される金属材料からなる搭載用基板側接合用金属膜と、上記遮光膜としての搭載面側遮光膜とを同じ金属材料で同時に形成する搭載用基板側接合用金属膜形成工程を含み、上記搭載工程は、上記素子基板側接合用金属膜と上記搭載用基板側接合用金属膜とを接合材を介して接合して上記搭載用基板の上記搭載面に上記素子基板を搭載する例を挙げることができる。 As a second aspect of the manufacturing method of the package of the present invention, the package is made of a metal material disposed in a bonding region provided on a surface of the element substrate facing the mounting substrate so as not to overlap with the element arrangement region. It further includes an element substrate side bonding metal film forming step of forming an element substrate side bonding metal film, wherein the light shielding film forming step is performed from a metal material disposed in the bonding region on the mounting surface of the mounting substrate. A mounting substrate-side bonding metal film forming step of simultaneously forming the mounting substrate-side bonding metal film and the mounting surface-side light-shielding film as the light-shielding film with the same metal material, and the mounting step includes the element An example of mounting the element substrate on the mounting surface of the mounting substrate by bonding the substrate-side bonding metal film and the mounting substrate-side bonding metal film via a bonding material can be given.
本発明のパッケージの製造方法の上記第二局面は、上記搭載用基板側接合用金属膜を必要とする局面において、製造工程を増加させることなく、上記遮光膜としての上記搭載面側遮光膜を形成することができる。 In the second aspect of the manufacturing method of the package of the present invention, in the aspect requiring the mounting substrate side bonding metal film, the mounting surface side light shielding film as the light shielding film is used without increasing the manufacturing process. Can be formed.
本発明のパッケージの製造方法の第三局面として、上記遮光膜形成工程は、上記搭載用基板の上記搭載面とは反対側の裏面に、上記裏面から上記搭載面にわたって電気的に導通されている埋め込み電極と電気的に接続されるように配置される金属材料からなる裏面側接点用金属膜と、上記遮光膜としての裏面側遮光膜とを同じ金属材料で同時に形成する裏面側接点用金属膜形成工程を含む例を挙げることができる。 As a third aspect of the package manufacturing method of the present invention, the light shielding film forming step is electrically conducted from the back surface to the mounting surface on the back surface opposite to the mounting surface of the mounting substrate. A metal film for a back side contact that simultaneously forms a metal film for a back side contact made of a metal material arranged so as to be electrically connected to the embedded electrode, and a back side light shielding film as the light shielding film with the same metal material An example including a forming step can be given.
本発明のパッケージの製造方法の上記第三局面は、上記裏面側接点用金属膜を必要とする局面において、製造工程を増加させることなく、上記遮光膜としての上記裏面側遮光膜を形成することができる。 In the third aspect of the manufacturing method of the package of the present invention, in the aspect requiring the backside contact metal film, the backside light shielding film as the light shielding film is formed without increasing the number of manufacturing steps. Can do.
本発明のパッケージの製造方法の上記第三局面において、上記裏面側接点用金属膜と上記裏面側遮光膜を形成する上記裏面側接点用金属膜形成工程は、上記接合工程に対して前に行われてもよいし、後に行われてもよい。 In the third aspect of the manufacturing method of the package of the present invention, the metal film forming step for the back contact, which forms the metal film for the back contact and the light shielding film on the back surface, is performed before the bonding step. Or may be performed later.
また、上記第三局面が上記第一局面と組み合わされる場合、上記第三局面における上記裏面側接点用金属膜形成工程は、上記第一局面における上記搭載面側接点用金属膜形成工程に対して前に行われてもよいし、後に行われてもよい。なお、上記裏面側接点用金属膜形成工程が上記搭載面側接点用金属膜形成工程よりも前に行われる場合は、上記裏面側接点用金属膜形成工程は必然的に上記接合工程よりも前に行われることになる。 Further, when the third aspect is combined with the first aspect, the metal film forming step for the back side contact in the third aspect is based on the metal film forming step for the mounting surface side contact in the first aspect. It may be performed before or after. When the back surface contact metal film forming step is performed before the mounting surface contact metal film forming step, the back contact metal film forming step is necessarily prior to the bonding step. Will be done.
また、上記第三局面が上記第二局面と組み合わされる場合、上記第三局面における上記裏面側接点用金属膜形成工程は、上記第二局面における上記搭載用基板側接合用金属膜形成工程に対して前に行われてもよいし、後に行われてもよい。なお、上記裏面側接点用金属膜形成工程が上記搭載用基板側接合用金属膜形成工程よりも前に行われる場合は、上記裏面側接点用金属膜形成工程は必然的に上記接合工程よりも前に行われることになる。 Further, when the third aspect is combined with the second aspect, the metal film forming process for the back side contact in the third aspect is based on the metal film forming process for mounting substrate side bonding in the second aspect. It may be performed before or after. When the back side contact metal film forming step is performed before the mounting substrate side joining metal film forming step, the back side contact metal film forming step is necessarily more than the joining step. Will be done before.
本発明のパッケージの製造方法において、複数の上記素子基板が配置されている素子ウェハと、複数の上記素子基板に対応して複数の上記搭載用基板が配置されている搭載用ウェハと、を用い、上記搭載工程で上記搭載用基板と上記素子基板を位置合わせして上記素子ウェハと上記搭載用ウェハとを接合した後、上記遮光膜が形成された上記搭載用基板と上記素子基板の組を個片化してパッケージを切り出す個片化工程をさらに含む例を挙げることができる。本発明のパッケージの製造方法のこの局面は、複数のパッケージに対して素子基板と搭載用基板との接合を同時に行うことができるので、製造コストを低減できる。 In the package manufacturing method of the present invention, an element wafer on which a plurality of the element substrates are arranged and a mounting wafer on which a plurality of the mounting substrates are arranged corresponding to the plurality of the element substrates are used. In the mounting step, the mounting substrate and the element substrate are aligned, the element wafer and the mounting wafer are bonded, and then the mounting substrate and the element substrate on which the light shielding film is formed are combined. An example that further includes an individualization step of dividing into individual pieces and cutting out the package can be given. In this aspect of the manufacturing method of the package of the present invention, since the element substrate and the mounting substrate can be simultaneously bonded to a plurality of packages, the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明のパッケージの製造方法は、上記素子基板の上記搭載用基板とは反対側の面にカバー用基板を接合するカバー用基板接合工程をさらに含む例を挙げることができる。カバー用基板が配置されることにより、素子基板を保護したり、搭載用基板と素子基板とカバー用基板で挟まれる空間を真空状態や密閉状態にしたりすることができる。 The package manufacturing method of the present invention can include an example further including a cover substrate bonding step of bonding a cover substrate to a surface of the element substrate opposite to the mounting substrate. By disposing the cover substrate, the element substrate can be protected, or the space between the mounting substrate, the element substrate, and the cover substrate can be in a vacuum state or a sealed state.
さらに、本発明のパッケージの製造方法は、上記カバー用基板接合工程を含む局面において、上記素子は光学センサーであり、上記カバー用基板は光透過性を有している例を挙げることができる。 Further, in the package manufacturing method of the present invention, in the aspect including the cover substrate bonding step, an example in which the element is an optical sensor and the cover substrate has optical transparency can be given.
さらに、本発明のパッケージの製造方法の上記カバー用基板接合工程を含む局面は、複数の上記素子基板が配置されている素子ウェハと、複数の上記素子基板に対応して複数の上記搭載用基板が配置されている搭載用ウェハと、複数の上記素子基板に対応して複数の上記カバー用基板が配置されているカバー用ウェハと、を用い、上記搭載工程で上記搭載用基板と上記素子基板を位置合わせして上記素子ウェハと上記搭載用ウェハとを接合し、上記カバー用基板接合工程で上記素子基板と上記カバー用基板を位置合わせして上記素子ウェハと上記カバー用ウェハとを接合した後、上記遮光膜が形成された上記搭載用基板と上記素子基板と上記カバー用基板の組を個片化してパッケージを切り出す個片化工程をさらに含む例を挙げることができる。本発明のパッケージの製造方法のこの局面は、複数のパッケージに対して、素子基板と搭載用基板との接合を同時に行うことができ、さらに素子基板とカバー用基板との接合を同時に行うことができるので、製造コストを低減できる。 Further, the aspect including the cover substrate bonding step of the package manufacturing method of the present invention includes an element wafer in which the plurality of element substrates are arranged, and a plurality of the mounting substrates corresponding to the plurality of element substrates. Are mounted in the mounting step, and a mounting wafer in which the plurality of cover substrates are disposed in correspondence with the plurality of element substrates. The element wafer and the mounting wafer are bonded to each other, and the element substrate and the cover substrate are aligned to bond the element wafer and the cover wafer in the cover substrate bonding step. After that, an example can be given that further includes a singulation step of separating the set of the mounting substrate on which the light-shielding film is formed, the element substrate, and the cover substrate into pieces and cutting out the package. . In this aspect of the package manufacturing method of the present invention, the element substrate and the mounting substrate can be simultaneously bonded to a plurality of packages, and the element substrate and the cover substrate can be simultaneously bonded. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明のパッケージの製造方法は、上記遮光膜の形成をリフトオフ法又はエッチング法によって形成する例を挙げることができる。ただし、本発明のパッケージの製造方法において、上記遮光膜の形成方法はリフトオフ法及びエッチング法に限定されない。 Moreover, the manufacturing method of the package of this invention can mention the example which forms the formation of the said light shielding film by the lift-off method or the etching method. However, in the package manufacturing method of the present invention, the method for forming the light shielding film is not limited to the lift-off method and the etching method.
従来技術では、樹脂等で遮光壁を設けたり、搭載用基板として遮光性の高い材料、例えばセラミック基板などを用いたりすることにより、可視光や赤外光が搭載用基板側から素子に入射することを防止していた。 In the prior art, visible light or infrared light is incident on the element from the mounting substrate side by providing a light-shielding wall with resin or using a highly light-shielding material such as a ceramic substrate as the mounting substrate. It was preventing that.
これに対して、本発明は、搭載用基板として安価なシリコン基板やガラス基板を使用しても、遮光膜によって可視光や赤外光が搭載用基板側から素子に入射することを防止することができる。本発明において搭載用基板として可視光や赤外光を透過する安価な基板が用いられることにより、パッケージの製造コストが低減される。 On the other hand, the present invention prevents visible light and infrared light from entering the element from the mounting substrate side by the light shielding film even if an inexpensive silicon substrate or glass substrate is used as the mounting substrate. Can do. In the present invention, an inexpensive substrate that transmits visible light or infrared light is used as the mounting substrate, thereby reducing the manufacturing cost of the package.
また、本発明において、遮光膜は、搭載用基板に形成される他の金属膜と同じ材料で同時に形成されたものであるようにすれば、本発明は、遮光膜を形成するだけの工程を必要とする場合に比べて、製造工程を簡略化でき、パッケージの製造コストを低減できる。 Further, in the present invention, if the light shielding film is formed of the same material as the other metal film formed on the mounting substrate at the same time, the present invention includes a process for forming the light shielding film. Compared with the case where it is necessary, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the package can be reduced.
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
例えばシリコン材やガラス材などの搭載用基板を使って素子基板のウェハレベルパッケージングを行う際、素子基板と搭載用基板との間で金属系接合を行う場合には、素子基板と搭載用基板のそれぞれに金属材料からなる接合用金属膜が成膜される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
For example, when performing a wafer level packaging of an element substrate using a mounting substrate such as a silicon material or a glass material, when performing metal-based bonding between the element substrate and the mounting substrate, the element substrate and the mounting substrate A bonding metal film made of a metal material is formed on each of these.
また、素子基板に形成された素子や半導体回路の外部接続用接点用金属膜と搭載用基板との電気的接続を確保するために、搭載用基板に導電性材料からなる接点用金属膜が成膜される。
また、真空ウェハレベルパッケージングを行う際には、ガス吸収材(ゲッター)が成膜又は塗布される。
Also, in order to ensure electrical connection between the external connection contact metal film formed on the element substrate and the semiconductor circuit and the mounting substrate, a contact metal film made of a conductive material is formed on the mounting substrate. Be filmed.
Further, when performing vacuum wafer level packaging, a gas absorbing material (getter) is formed or applied.
さらに、搭載用基板として可視光や赤外光を透過する材料、例えばシリコンやガラスを使用するには、搭載用基板側からの可視光や赤外光等の外光を遮光する必要があり、遮光膜の形成も必要となる。 Furthermore, in order to use a material that transmits visible light or infrared light, such as silicon or glass, as the mounting substrate, it is necessary to block external light such as visible light and infrared light from the mounting substrate side, It is also necessary to form a light shielding film.
以下に説明する実施例は、必要な機能を確保しつつ、成膜材料と工程を合わせ、遮光膜を他の膜と同時成膜することで、成膜工数やマスク枚数などのコストを低減して、搭載用基板側からの遮光性のあるパッケージを実現する。さらに、以下に説明する実施例はウェハレベルで高真空や気密パッケージングを実現する。 The embodiment described below reduces costs such as the number of film forming steps and the number of masks by combining the film forming material and the process and simultaneously forming the light shielding film with other films while ensuring the necessary functions. Thus, a light-shielding package from the mounting substrate side is realized. Furthermore, the embodiments described below realize high vacuum and airtight packaging at the wafer level.
図1は、パッケージの一実施例を説明するための概略的な断面図である。図2は、この実施例の一部分を構成する搭載用基板の搭載面における膜の配置を説明するための概略的な平面図である。図3は、この実施例の一部分を構成する金属膜の積層構造を説明するための概略的な断面図である。図1から図3を参照してこの実施例を説明する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment of a package. FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the film arrangement on the mounting surface of the mounting substrate constituting a part of this embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a laminated structure of metal films constituting a part of this embodiment. This embodiment will be described with reference to FIGS.
パッケージ1は搭載用基板3と素子基板5とカバー用基板7を備えている。
搭載用基板3は例えば赤外光を透過するものである。搭載用基板3は例えばガラス基板又はシリコン基板である。
The
For example, the mounting
搭載用基板3は、素子基板5が搭載される搭載面3aから裏面3bにわたって電気的に導通されている埋め込み電極9を備えている。埋め込み電極9は、例えば、搭載面3aから裏面3bにわたって形成された貫通孔に埋め込まれた貫通電極によって構成されている。
The mounting
搭載用基板3の搭載面3aに、搭載面側遮光膜11と、搭載面側接点用金属膜13と、搭載面側再配線膜15と、ガス吸収材17と、搭載面側接合用金属膜19が形成されている。搭載用基板3の裏面3bに裏面側接点用金属膜21が形成されている。
On the mounting
搭載面側遮光膜11は、少なくとも素子基板5の素子23の配置領域と重なる位置に配置されている。搭載面側遮光膜11は搭載用基板3側から素子23に入射する可視光及び赤外光を遮光する機能を有する。
The mounting surface side
搭載面側接点用金属膜13は、素子基板5の外部接続用接点用金属膜29に対応する位置に配置されている。
The mounting surface side
搭載面側再配線膜15は、搭載面側接点用金属膜13と電気的に接続されている。搭載面側再配線膜15は、搭載面側接点用金属膜13の形成位置からその形成位置とは異なる位置に引き出されている。搭載面側再配線膜15は、対応する埋め込み電極9と電気的に接続されている。埋め込み電極9は、搭載面側再配線膜15を介して、対応する搭載面側接点用金属膜13と電気的に接続されている。
The mounting surface
ガス吸収材17はパッケージ1の内部空間27内のガスを吸収するためのものである。ガス吸収材17は例えばチタン系金属膜やコバルト系金属膜などである。
The
搭載面側接合用金属膜19は金属材料からなる。搭載面側接合用金属膜19は素子基板5の素子23の配置領域と重ならない位置に設けられた接合領域に配置されている。搭載面側接合用金属膜19は、例えば、図2に示されるように、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13、搭載面側再配線膜15及びガス吸収材17が配置されている領域を囲むように枠状に配置されている。
The mounting surface side
搭載用基板3の裏面3bに形成されている裏面側接点用金属膜21は、対応する埋め込み電極9と電気的に接続されている。裏面側接点用金属膜21は、埋め込み電極9及び搭載面側再配線膜15を介して、搭載面側接点用金属膜13と電気的に接続されている。
The back
搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15は、同じ金属材料で同時に形成されたものである。
The mounting surface side
図3に示されるように、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15は、例えば、下層側から順に、チタン(Ti)層、ニッケル(Ni)層、金(Au)層が積層されている積層構造を備えている。例えば、チタン層の厚みは100nm(ナノメートル)、ニッケル層の厚みは100nm、金層の厚みは200nmである。チタン層は密着層として機能する。ニッケル層は中間層として機能する。金層は接合層として機能する。なお、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15の構成は上記積層構造に限定されない。例えば、金属材料は、金や銀、タングステンなどであってもよい。
As shown in FIG. 3, the mounting surface side
また、搭載面側接合用金属膜19は、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15と同じ積層構造で同時に形成されたものであってもよいし、これらの膜とは異なる構造であってもよい。
The mounting surface side
また、裏面側接点用金属膜21は、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15と同じ積層構造を備えている。ただし、裏面側接点用金属膜21は、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15の形成時期とは異なる時期に形成されたものである。
The back
素子基板5は、素子23を備えている。素子基板5は例えばシリコン基板である。
素子23は例えばMEMS技術によって形成された赤外線センサーである。素子23の配置領域には、例えば、赤外線センサーの他に半導体回路などが形成されている。素子基板5にはデバイス形成のために色々な膜などが存在するが、図1では素子基板5の構造は簡略化して図示されている。
The
The
素子基板5には、外部接続用端子25と、外部接続用接点用金属膜29と、素子基板側接合用金属膜31,33も形成されている。外部接続用端子25、外部接続用接点用金属膜29及び素子基板側接合用金属膜31は、素子基板5の搭載用基板3と対向する面に形成されている。素子基板側接合用金属膜33は、素子基板5のカバー用基板7と対向する面に形成されている。
On the
外部接続用端子25は例えばアルミパッドである。
外部接続用接点用金属膜29は外部接続用端子25と電気的に接続されている。この実施例では、外部接続用接点用金属膜29は外部接続用端子25と重なる位置に配置されている。外部接続用接点用金属膜29は、外部接続用端子25と重なる位置から任意の位置へ延伸して設けられて、再配線膜として機能するものであってもよい。外部接続用接点用金属膜29は金属材料からなる。例えば、外部接続用接点用金属膜29は搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15と同じ積層構造を備えている。
The
The external connection
素子基板側接合用金属膜31,33は金属材料からなる。素子基板側接合用金属膜31,33は素子基板5の素子23の配置領域と重ならない位置に設けられた接合領域に配置されている。素子基板側接合用金属膜31は、搭載面側接合用金属膜19の形成位置に対応して枠状に配置されている。素子基板側接合用金属膜33も、例えば、素子基板側接合用金属膜31の形成位置に対応して枠状に配置されている。
The element substrate side
素子基板側接合用金属膜31は、外部接続用接点用金属膜29と同じ材料で同時に形成されたものであってもよいし、外部接続用接点用金属膜29とは別々に形成されたものであってもよい。
The element substrate side
カバー用基板7は、例えば、少なくとも赤外光を透過する材料で形成されている。カバー用基板7は、例えば、シリコンやガラス、ゲルマニウム等で形成される。カバー用基板7はレンズ機能を備えていてもよい。
The
カバー用基板7の素子基板5と対向する面に、カバー用基板側接合用金属膜35が形成されている。カバー用基板側接合用金属膜35は金属材料からなる。カバー用基板側接合用金属膜35は、素子基板側接合用金属膜33の形成位置に対応して枠状に配置されている。
A cover substrate-side
搭載用基板3と素子基板5は、電気接点接合材37及び接合材39によって接合されている。
素子基板5とカバー用基板7は接合材41によって接合されている。
パッケージ1の内部空間27は高真空状態又は機密封止状態になっている。
The mounting
The
The
電気接点接合材37は、搭載用基板3の搭載面側接点用金属膜13と素子基板5の外部接続用接点用金属膜29とを接合している。電気接点接合材37は導電性材料であり、例えば金、銀又は半田である。
The electrical
接合材39は、搭載用基板3の搭載面側接合用金属膜19と素子基板5の素子基板側接合用金属膜31とを接合している。
接合材41は、素子基板5の素子基板側接合用金属膜33とカバー用基板7のカバー用基板側接合用金属膜35とを接合している。
The
The
接合材39,41は、例えば、金錫合金(金80%、錫20%)などの金属ろう材や、フリットガラス接合剤、ポリイミド系接合剤などである。接合材39,41は、電気接点接合材37とは異なり、導電性を必要とはしない。
The
搭載用基板3の裏面3bに形成されている裏面側接点用金属膜21の上に実装用端子43が形成されている。実装用端子43はパッケージングされたパッケージ1を他の基板等に実装する際に用いられる端子である。実装用端子43としては、一般的には、例えば半田バンプ、半田ボール、金バンプなどが用いられる。
A mounting
例えば、裏面側接点用金属膜21がその構造の最上層に厚みが200nmの金層を備えている場合、裏面側接点用金属膜21の表面に、無電解メッキによってニッケルメッキ層と金メッキ層の積層構造(図示は省略)が形成されている。そのメッキ層の上に実装用端子43が配置されている。
For example, when the back side
受光用入力45はカバー用基板7を介して素子基板5の素子23に入射する。受光用入力45は例えば可視光や赤外光である。
The
パッケージ1の搭載用基板3側に照射される遮光したい光線47は、搭載用基板3を透過するが搭載面側遮光膜11によって遮光され、素子基板5の素子23への入射が阻止される。遮光したい光線47は例えば可視光や赤外光である。
The
このように、パッケージ1は、可視光及び赤外光が搭載用基板3側から素子基板5の素子23に入射することを防止することができる。
Thus, the
図4及び図5は、パッケージの製造方法の一実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例は、図1に示されたパッケージ1を製造するための製造方法の一例である。図4及び図5内のかっこ数字は、以下に説明する各工程のかっこ数字に対応している。
4 and 5 are schematic cross-sectional views for explaining an embodiment of a package manufacturing method. This embodiment is an example of a manufacturing method for manufacturing the
工程(1):搭載面3aから裏面3bにわたって電気的に導通されている埋め込み電極9が形成された搭載用基板3を用意する。
Step (1): A mounting
工程(2):搭載用基板3の搭載面3aに、搭載面側遮光膜11と搭載面側接点用金属膜13と搭載面側再配線膜15を同じ金属材料で同時に形成する。また、搭載面3aにガス吸収材17を形成する。また、搭載面3aに搭載面側接合用金属膜19を形成する。また、搭載用基板3の裏面3bに裏面側接点用金属膜21を形成する。各膜の成膜は、例えばリフトオフ法又はエッチング法によって行われる。
Step (2): The mounting surface side light-shielding
工程(3):搭載用基板3の搭載面3aの搭載面側接点用金属膜13の上に電気接点接合材37を形成する。
Step (3): An electrical
工程(4):搭載用基板3の搭載面3aの搭載面側接合用金属膜19の上に接合材39を形成する。
Step (4): A bonding
工程(5):素子23及び外部接続用端子25が形成されている素子基板5を用意する。外部接続用端子25の上に外部接続用接点用金属膜29を成膜する。また、外部接続用接点用金属膜29の形成面と同じ面に素子基板側接合用金属膜31を形成する。素子基板側接合用金属膜31は、外部接続用接点用金属膜29と同じ金属材料で同時に形成されるようにしてもよいし、外部接続用接点用金属膜29とは別々に形成されるようにしてもよい。
Step (5): The
工程(6):搭載用基板3と素子基板5を接合する。具体的には、搭載用基板3の搭載面側接点用金属膜13と素子基板5の外部接続用接点用金属膜29を電気接点接合材37によって接合し、搭載用基板3の搭載面側接合用金属膜19と素子基板5の素子基板側接合用金属膜31を接合材39によって接合する。
Step (6): The mounting
工程(7):カバー用基板7を用意する。カバー用基板7にカバー用基板側接合用金属膜35を形成する。
Step (7): A
工程(8):カバー用基板7のカバー用基板側接合用金属膜35の上に接合材41を形成する。
Step (8): A bonding
工程(9):上記工程(6)で接合された搭載用基板3及び素子基板5に対して、素子基板5の搭載用基板3とは反対側の面に素子基板側接合用金属膜33を形成する。
Step (9): The element substrate side
工程(10):接合された搭載用基板3及び素子基板5に対して、素子基板5にカバー用基板7を接合する。具体的には、素子基板5の素子基板側接合用金属膜33とカバー用基板7のカバー用基板側接合用金属膜35を接合材41によって接合する。接合処理は、真空中又は気密封止ができる環境で行われる。パッケージ1の内部空間27は高真空状態又は気密封止状態にされている。
Step (10): The
工程(11):接合された搭載用基板3、素子基板5及びカバー用基板7に対して、搭載用基板3の裏面3bの裏面側接点用金属膜21の上に実装用端子43を形成する。これにより、パッケージ1の形成工程が完了する。
Step (11): A mounting
この実施例は、搭載面側遮光膜11を搭載面側接点用金属膜13と同じ材料で同時に形成しているので、製造工程を増加させることなく、搭載面側遮光膜11を形成できる。
In this embodiment, since the mounting surface side
この実施例では、1つのパッケージ1の製造工程について説明したが、ウェハレベルで複数のパッケージ1を同時に形成するようにしてもよい。複数の搭載用基板3が形成されている搭載用ウェハ、複数の素子基板5が形成されている素子ウェハ及び複数のカバー用基板7が形成されているカバー用ウェハを用いる。上記搭載用ウェハ、上記素子ウェハ及び上記カバー用ウェハを上記工程(1)−(11)と同様にしてウェハレベルで接合し、複数のパッケージ1を同時に形成する。その後、接合されたウェハを個片化してパッケージ1を切り出す。複数のパッケージ1に対して、搭載用基板3と素子基板5の接合と、素子基板5とカバー用基板7の接合を同時に行うことができるので、製造コストを低減できる。
In this embodiment, the manufacturing process of one
図6は、パッケージの他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図6において、図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the package. In FIG. 6, parts having the same functions as those in FIG.
この実施例では、搭載面側遮光膜11は搭載面側接合用金属膜19と同じ金属材料で同時に形成されたものである。搭載面側遮光膜11は、図4を参照して説明した上記工程(2)で、搭載面側接点用金属膜13を形成するためのマスクのパターンと、搭載面側接合用金属膜19を形成するためのマスクのパターンをそれぞれ変更することによって形成されることができる。
In this embodiment, the mounting surface side
搭載面側遮光膜11が搭載面側接合用金属膜19と同じ金属材料で同時に形成されていることにより、製造工程を増加させることなく、搭載面側遮光膜11を形成できる。
Since the mounting surface side
図7は、パッケージのさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図7において、図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the package. In FIG. 7, parts having the same functions as those in FIG.
この実施例では、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13、搭載面側再配線膜15及び搭載面側接合用金属膜19は、同じ金属材料で同時に形成されたものである。このような構成は、図4を参照して説明した上記工程(2)で、搭載面側遮光膜11、搭載面側接点用金属膜13及び搭載面側再配線膜15を形成するためのマスクのパターンを変更することによって形成することができる。
In this embodiment, the mounting surface side
搭載面側遮光膜11が搭載面側接点用金属膜13、搭載面側再配線膜15及び搭載面側接合用金属膜19と同じ金属材料で同時に形成されていることにより、この実施例でも、製造工程を増加させることなく、搭載面側遮光膜11を形成できる。
Since the mounting surface side
図8は、パッケージのさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図8において、図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the package. In FIG. 8, parts having the same functions as those in FIG.
この実施例では、搭載面側遮光膜11は設けられておらず、搭載用基板3の裏面3bに裏面側遮光膜49が配置されている。裏面側遮光膜49は、素子基板5の素子23と重なる位置に配置されている。裏面側遮光膜49は裏面側接点用金属膜21と同じ金属材料で同時に形成されたものである。
In this embodiment, the mounting surface side
このような構成は、図4を参照して説明した上記工程(2)で、搭載面側遮光膜11を形成するためのマスクのパターンと、裏面側接点用金属膜21を形成するためのマスクのパターンを変更することによって形成することができる。
Such a configuration includes a mask pattern for forming the mounting surface side
裏面側遮光膜49が裏面側接点用金属膜21と同じ金属材料で同時に形成されていることにより、この実施例は、製造工程を増加させることなく、裏面側遮光膜49を形成できる。
Since the back side
裏面側遮光膜49は素子基板5の素子23と重なる位置に配置されているので、パッケージ1の搭載用基板3側に照射される遮光したい光線47は、裏面側遮光膜49によって遮光され、素子基板5の素子23への入射が阻止される。このように、この実施例のパッケージ1は、可視光及び赤外光が搭載用基板3側から素子基板5の素子23に入射することを防止することができる。
Since the back-side light-shielding
なお、搭載面側遮光膜11を備えている図1、図6又は図7に示されたパッケージ1の構成に対して裏面側遮光膜49の配置を追加して、パッケージ1は搭載面側遮光膜11及び裏面側遮光膜49の両方を備えているようにしてもよい。
In addition, the arrangement of the back surface side
図9は、パッケージのさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図9において、図1及び図8と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the package. 9, parts having the same functions as those in FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals.
この実施例では、図8に示されたパッケージ1と比較して、搭載用基板3の裏面3bに裏面側再配線膜51がさらに配置されている。裏面側再配線膜51は、裏面側接点用金属膜21と電気的に接続されており、裏面側接点用金属膜21の形成位置からその形成位置とは異なる位置に引き出されている。裏面側再配線膜51の上に実装用端子43が形成されている。
In this embodiment, as compared with the
裏面側再配線膜51は、裏面側接点用金属膜21及び裏面側遮光膜49と同じ金属材料で同時に形成されたものである。このような構成は、図4を参照して説明した上記工程(2)で、搭載面側遮光膜11を形成するためのマスクのパターンと、裏面側接点用金属膜21を形成するためのマスクのパターンを変更することによって形成することができる。
The back-
この実施例は、例えば、埋め込み電極9の配置に対して、実装用端子43の実装ピッチを拡張することができたり、レイアウトを変更できる自由度が向上したりする。
In this embodiment, for example, the mounting pitch of the mounting
図10は、パッケージのさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図10において、図1と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the package. In FIG. 10, parts having the same functions as those in FIG.
この実施例では、搭載用基板3の搭載面3aにおいて、素子基板5との接合領域に接合用凸部3cが形成されている。搭載用基板3はいわゆるキャビティ構造を備えている。接合用凸部3cは、例えば搭載用基板3の搭載面3aが加工されて形成されたものである。ただし、接合用凸部3cは、搭載用基板3の搭載面3aに接合されたスペーサであってもよい。このスペーサの材料は、搭載用基板3と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
In this embodiment, on the mounting
例えば、素子基板5はシリコンで形成されており、接合用凸部3cはシリコン、ガラス又はセラミックで形成されている。搭載用基板3と素子基板5の接合領域において、素子基板5と接合用凸部3cは陽極接合やシリコン−シリコン接合などの直接接合によって接合されている。これにより、搭載用基板3と素子基板5の接合領域において、接着剤や金属層などの接合材が不要になる。
For example, the
また、素子基板5に対向するカバー用基板7の面において、素子基板5との接合領域に接合用凸部7aが形成されている。カバー用基板7はいわゆるキャビティ構造を備えている。接合用凸部7aは、例えば素子基板5に対向するカバー用基板7の面が加工されて形成されたものである。ただし、接合用凸部7aは、素子基板5に対向するカバー用基板7の面に接合されたスペーサであってもよい。このスペーサの材料は、カバー用基板7と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
Further, on the surface of the
素子基板5と接合用凸部3cの接合と同様に、素子基板5と接合用凸部7aは直接接合によって接合されている。これにより、搭載用基板3と素子基板5の接合領域において、接着剤や金属層などの接合材が不要になる。
Similar to the bonding between the
なお、素子基板5の材料と接合用凸部3cの材料の組み合わせ、及び素子基板5の材料と接合用凸部7cの材料の組み合わせは、素子基板5と接合用凸部3c,7aを直接接合できる材料の組み合わせであれば特に限定されない。
The combination of the material of the
この実施例では、搭載用基板3と素子基板5との直接接合に関して搭載用基板3に接合用凸部3cが形成されているが、図11に示されるように、素子基板5に接合用凸部5aが形成されていてもよい。また、図11に示されるように、素子基板5とカバー用基板7との直接接合に関して、素子基板5に接合用凸部5bが形成されていてもよい。
In this embodiment, the bonding
接合用凸部5a,5bは、例えば素子基板5の面が加工されて形成されたものである。ただし、接合用凸部5a,5bは、素子基板5に接合されたスペーサであってもよい。このスペーサの材料は、素子基板5と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
The bonding
搭載用基板3の材料と接合用凸部7aの材料の組み合わせ、及びカバー用基板7の材料と接合用凸部5bの材料の組み合わせは、搭載用基板3又はカバー用基板7と、接合用凸部5a,5bとを直接接合できる材料の組み合わせであれば特に限定されない。
The combination of the material of the mounting
なお、搭載用基板3と素子基板5の接合に関して、搭載用基板3に接合用凸部3cが設けられ、素子基板5に接合用凸部5aが設けられ、接合用凸部3cと5aが直接接合されているようにしてもよい。同様に、素子基板5とカバー用基板7の接合に関して、素子基板5の接合用凸部5bとカバー用基板7の接合用凸部7aが接合されているようにしてもよい。
Regarding the bonding of the mounting
また、搭載用基板3と素子基板5の接合、及び素子基板5とカバー用基板7の接合に関して、接合用凸部5aと接合用凸部7aを用いる構成や、接合用凸部3aと接合用凸部5bを用いる構成も可能である。
Further, regarding the bonding between the mounting
また、搭載用基板3と素子基板5の接合、及び素子基板5とカバー用基板7の接合に関して、一方の接合が直接接合で実現され、他方の接合が接合材を用いた接合で実現されていてもよい。
Further, regarding the bonding between the mounting
以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例での数値、材料、配置、個数等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, the numerical value, material, arrangement | positioning, number, etc. in the said Example are examples, This invention is not limited to these, It was described in the claim Various modifications are possible within the scope of the present invention.
1 パッケージ
3 搭載用基板
3a 搭載面
3b 裏面
5 素子基板
7 カバー用基板
9 埋め込み電極
11 搭載面側遮光膜
13 搭載面側接点用金属膜
15 搭載面側再配線膜
17 ガス吸収材
19 搭載面側接合用金属膜
21 裏面側接点用金属膜
23 素子
25 外部接続用端子
29 外部接続用接点用金属膜
31 素子基板側接合用金属膜
37 電気接点接合材
39 接合材
49 裏面側遮光膜
51 裏面側再配線膜
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記素子基板が搭載された搭載用基板と、
前記搭載用基板側から前記素子に入射する可視光及び赤外光を遮光するための金属材料からなる遮光膜と、を備えていることを特徴とするパッケージ。 An element substrate on which elements are formed;
A mounting substrate on which the element substrate is mounted;
A package comprising: a light shielding film made of a metal material for shielding visible light and infrared light incident on the element from the mounting substrate side.
前記カバー用基板は光透過性を有している請求項2に記載のパッケージ。 The element is an optical sensor;
The package according to claim 2, wherein the cover substrate is light transmissive.
前記搭載用基板は前記搭載面の前記外部接続用接点用金属膜に対応する位置に配置された搭載面側接点用金属膜を備えており、
対応する前記外部接続用接点用金属膜と前記搭載面側接点用金属膜は電気接点接合材を介して電気的に接続されており、
前記遮光膜として少なくとも前記搭載面側遮光膜が設けられており、
前記搭載面側遮光膜と前記搭載面側接点用金属膜は同じ材料で形成されたものである請求項4に記載のパッケージ。 The element substrate includes a metal film for external connection contacts on a surface facing the mounting substrate,
The mounting substrate includes a mounting surface side contact metal film disposed at a position corresponding to the external connection contact metal film on the mounting surface;
The corresponding metal film for contact for external connection and the metal film for contact on the mounting surface side are electrically connected via an electrical contact bonding material,
At least the mounting surface side light shielding film is provided as the light shielding film,
The package according to claim 4, wherein the mounting surface side light shielding film and the mounting surface side contact metal film are formed of the same material.
前記搭載面側再配線膜は、前記搭載面側接点用金属膜と電気的に接続されており、前記搭載面側接点用金属膜の形成位置からその形成位置とは異なる位置に引き出されている請求項5に記載のパッケージ。 The mounting surface of the mounting substrate comprises a mounting surface side rewiring film formed simultaneously with the same material as the mounting surface side light shielding film and the mounting surface side contact metal film,
The mounting surface side rewiring film is electrically connected to the mounting surface side contact metal film, and is drawn from a position where the mounting surface side contact metal film is formed to a position different from the formation position. The package according to claim 5.
前記埋め込み電極は前記搭載面側再配線膜を介して前記搭載面側接点用金属膜と電気的に接続されている請求項6に記載のパッケージ。 The mounting substrate includes a buried electrode that is electrically connected from the back surface opposite to the mounting surface to the mounting surface;
The package according to claim 6, wherein the embedded electrode is electrically connected to the mounting surface side contact metal film through the mounting surface side redistribution film.
前記搭載用基板は前記接合領域で前記搭載面に配置された金属材料からなる搭載用基板側接合用金属膜を備えており、
前記素子基板側接合用金属膜と前記搭載用基板側接合用金属膜は接合材を介して接合されており、
前記遮光膜として少なくとも前記搭載面側遮光膜が設けられており、
前記搭載面側遮光膜と前記搭載用基板側接合用金属膜は同じ材料で形成されたものである請求項4に記載のパッケージ。 The element substrate includes an element substrate side bonding metal film made of a metal material disposed on a surface facing the mounting substrate in a bonding region provided at a position not overlapping with the element arrangement region;
The mounting substrate includes a mounting substrate-side bonding metal film made of a metal material disposed on the mounting surface in the bonding region;
The element substrate side bonding metal film and the mounting substrate side bonding metal film are bonded via a bonding material,
At least the mounting surface side light shielding film is provided as the light shielding film,
The package according to claim 4, wherein the mounting surface side light shielding film and the mounting substrate side bonding metal film are formed of the same material.
前記搭載用基板は、前記搭載用基板の前記搭載面の前記外部接続用接点用金属膜に対応する位置に配置された搭載面側接点用金属膜と、前記搭載面とは反対側の裏面から前記搭載面にわたって電気的に導通されている埋め込み電極と、前記裏面に配置され前記埋め込み電極を介して前記搭載面側接点用金属膜と電気的に接続されている裏面側接点用金属膜とを備えており、
対応する前記外部接続用接点用金属膜と前記接点用金属膜は電気接点接合材を介して電気的に接続されており、
前記遮光膜として少なくとも前記裏面側遮光膜が設けられており、
前記裏面側遮光膜と前記裏面側接点用金属膜は同じ材料で形成されたものである請求項4から9のいずれか一項に記載のパッケージ。 The element substrate includes a metal film for external connection contacts on a surface facing the mounting substrate,
The mounting substrate includes a mounting surface side contact metal film disposed at a position corresponding to the external connection contact metal film on the mounting surface of the mounting substrate, and a back surface opposite to the mounting surface. A buried electrode electrically connected across the mounting surface; and a back-side contact metal film disposed on the back surface and electrically connected to the mounting surface-side contact metal film via the buried electrode. Has
The corresponding metal film for contact for external connection and the metal film for contact are electrically connected via an electrical contact bonding material,
At least the back side light shielding film is provided as the light shielding film,
The package according to any one of claims 4 to 9, wherein the back-side light shielding film and the back-side contact metal film are formed of the same material.
前記裏面側再配線膜は、前記裏面側接点用金属膜と電気的に接続されており、前記裏面側接点用金属膜の形成位置からその形成位置とは異なる位置に引き出されている請求項10に記載のパッケージ。 On the back surface of the mounting substrate, a back-side rewiring film formed simultaneously with the same material as the back-side light shielding film and the back-side contact metal film,
The backside redistribution film is electrically connected to the backside contact metal film, and is drawn from a position where the backside contact metal film is formed to a position different from the formation position. Package described in.
前記搭載用基板に前記素子基板の前記素子の配置領域と重なる位置に配置される金属材料からなる遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記搭載用基板の前記搭載面に前記素子基板を搭載する搭載工程と、を含むことを特徴とするパッケージの製造方法。 A manufacturing method of a package comprising an element substrate on which an element is formed and a mounting substrate on which the element substrate is mounted;
A light shielding film forming step of forming a light shielding film made of a metal material disposed on the mounting substrate at a position overlapping the element placement region of the element substrate;
And a mounting step of mounting the element substrate on the mounting surface of the mounting substrate.
前記搭載工程は、前記搭載面側接点用金属膜と前記外部接続端子とを電気接点接合材を介して電気的に接続して前記搭載用基板の前記搭載面に前記素子基板を搭載する、請求項13に記載のパッケージの製造方法。 The light shielding film forming step includes a mounting surface side contact metal film made of a metal material disposed on the mounting surface of the mounting substrate at a position corresponding to the external connection terminal of the element substrate, and the light shielding film as the light shielding film. Including a mounting surface side contact metal film forming step of simultaneously forming the mounting surface side light shielding film with the same metal material,
The mounting step mounts the element substrate on the mounting surface of the mounting substrate by electrically connecting the mounting surface side contact metal film and the external connection terminal via an electrical contact bonding material. Item 14. A method for manufacturing a package according to Item 13.
前記遮光膜形成工程は、前記搭載用基板の前記搭載面に、前記接合領域に配置される金属材料からなる搭載用基板側接合用金属膜と、前記遮光膜としての搭載面側遮光膜とを同じ金属材料で同時に形成する搭載用基板側接合用金属膜形成工程を含み、
前記搭載工程は、前記素子基板側接合用金属膜と前記搭載用基板側接合用金属膜とを接合材を介して接合して前記搭載用基板の前記搭載面に前記素子基板を搭載する、請求項13に記載のパッケージの製造方法。 An element substrate side on which an element substrate side bonding metal film made of a metal material arranged in a bonding region provided at a position not overlapping with the element arrangement region is formed on a surface of the element substrate facing the mounting substrate The method further includes a bonding metal film forming step,
In the light shielding film forming step, a mounting substrate side light shielding film made of a metal material disposed in the bonding region and a mounting surface side light shielding film as the light shielding film are formed on the mounting surface of the mounting substrate. Including a mounting substrate side bonding metal film forming step of simultaneously forming the same metal material,
The mounting step includes mounting the element substrate on the mounting surface of the mounting substrate by bonding the element substrate side bonding metal film and the mounting substrate side bonding metal film via a bonding material. Item 14. A method for manufacturing a package according to Item 13.
前記搭載工程で前記搭載用基板と前記素子基板を位置合わせして前記素子ウェハと前記搭載用ウェハとを接合した後、前記遮光膜が形成された前記搭載用基板と前記素子基板の組を個片化してパッケージを切り出す個片化工程をさらに含む請求項13から16のいずれか一項に記載のパッケージの製造方法。 Using an element wafer in which a plurality of the element substrates are arranged, and a mounting wafer in which a plurality of the mounting substrates are arranged corresponding to the plurality of element substrates,
The mounting substrate and the element substrate are aligned in the mounting step, and the element wafer and the mounting wafer are bonded together, and then the set of the mounting substrate and the element substrate on which the light shielding film is formed The method for manufacturing a package according to any one of claims 13 to 16, further comprising a singulation step of dividing into pieces and cutting the package.
前記カバー用基板は光透過性を有している請求項18に記載のパッケージの製造方法。 The element is an optical sensor;
The method of manufacturing a package according to claim 18, wherein the cover substrate is light transmissive.
前記搭載工程で前記搭載用基板と前記素子基板を位置合わせして前記素子ウェハと前記搭載用ウェハとを接合し、前記カバー用基板接合工程で前記素子基板と前記カバー用基板を位置合わせして前記素子ウェハと前記カバー用ウェハとを接合した後、前記遮光膜が形成された前記搭載用基板と前記素子基板と前記カバー用基板の組を個片化してパッケージを切り出す個片化工程をさらに含む請求項18又は19に記載のパッケージの製造方法。 An element wafer in which a plurality of element substrates are arranged, a mounting wafer in which a plurality of mounting substrates are arranged corresponding to the plurality of element substrates, and a plurality of elements corresponding to the plurality of element substrates Using a cover wafer on which the cover substrate is disposed,
The mounting substrate and the element substrate are aligned in the mounting step to bond the element wafer and the mounting wafer, and the element substrate and the cover substrate are aligned in the cover substrate bonding step. After the element wafer and the cover wafer are bonded, a separate process for cutting out the package by separating the set of the mounting substrate on which the light shielding film is formed, the element substrate, and the cover substrate into individual pieces is further provided. 20. The method for manufacturing a package according to claim 18 or 19, further comprising:
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