JP2017094044A - 半導体装置の製造方法、半導体装置、および内視鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の配線板３０、４０、５０の位置合わせおよび封止樹脂７０の注入が容易な細径の半導体装置１を提供する。
【解決手段】半導体装置１は、半導体素子である撮像素子１０と、平面視寸法が前記撮像素子１０よりも小さい複数の配線板３０、４０、５０とが、積層されており、前記複数の配線板３０、４０、５０には、それぞれ貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０があり、それぞれの貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面が重畳するように積層されており、前記複数の配線板３０、４０、５０の間が同じ硬化性の封止樹脂７０で封止されている。
【選択図】図１
【解決手段】半導体装置１は、半導体素子である撮像素子１０と、平面視寸法が前記撮像素子１０よりも小さい複数の配線板３０、４０、５０とが、積層されており、前記複数の配線板３０、４０、５０には、それぞれ貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０があり、それぞれの貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面が重畳するように積層されており、前記複数の配線板３０、４０、５０の間が同じ硬化性の封止樹脂７０で封止されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、半導体素子と複数の配線板とが積層されている半導体装置の製造方法、半導体素子と複数の配線板とが積層されている半導体装置、半導体素子と複数の配線板とが積層されている半導体装置を具備する内視鏡に関する。
内視鏡の低侵襲化のためには、配される撮像装置の小型化、特に細径化が重要である。撮像装置は、半導体素子である撮像素子と、積層された複数の配線板と、を有する。複数の配線板の間には、封止樹脂が充填されている。
特開平８−１５３８２０号公報には、半導体素子と、前記半導体素子と接合された配線板と、を有する半導体装置の製造方法において、配線板の貫通孔から接合部に封止樹脂を注入することが開示されている。
また、特開２００６−１２０９３５号公報には、半導体素子が実装された複数の配線板を積層した半導体装置が開示されている。複数の配線板を積層するときには正確に位置合わせを行う必要がある。このため、複数の配線板は枠部材の内部に収納され、枠部材の貫通孔および複数の配線板の貫通孔を介して、複数の配線板の間に封止樹脂が注入される。
複数の配線板が積層されている半導体装置において、細径化、および複数の配線板の位置合わせを簡単に行い、かつ、複数の配線板の間に簡単に封止樹脂を注入することが求められていた。
本発明の実施形態は、複数の配線板を積層するときの位置合わせ、および封止樹脂の注入が容易な細径の半導体装置の製造方法、複数の配線板を積層するときの位置合わせ、および封止樹脂の注入が容易な製造方法により製造された細径の半導体装置、および、複数の配線板を積層するときの位置合わせ、および封止樹脂の注入が容易な製造方法により製造された細径の半導体装置を具備する内視鏡を提供することを目的とする。
本発明の実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体素子と、平面視寸法が前記半導体素子よりも小さく、貫通孔のある複数の配線板を作製する準備工程と、筒状部材を前記複数の配線板の前記貫通孔に嵌挿し、前記複数の配線板の位置合わせを行い積層する積層工程と、前記筒状部材を介して、前記複数の配線板の間に樹脂を注入する注入工程と、前記樹脂を硬化処理する工程と、接合された前記複数の配線板と、前記半導体素子とを接合する半導体素子接合工程と、を具備する。
また本発明の別の実施形態の半導体装置は、半導体素子と、平面視寸法が前記半導体素子よりも小さい複数の配線板とが、積層されており、前記複数の配線板には、それぞれ貫通孔があり、それぞれの前記貫通孔の壁面が重畳するように積層されており、前記複数の配線板の間が同じ硬化性の封止樹脂で封止されている。
また本発明の別の実施形態の内視鏡は、撮像素子である半導体素子と、平面視寸法が前記半導体素子よりも小さい複数の配線板とが、積層されており、前記複数の配線板には、それぞれ貫通孔があり、それぞれの前記貫通孔の壁面が重畳するように積層されており、前記複数の配線板の間が同じ硬化性の封止樹脂で封止されている半導体装置を具備する。
本発明の実施形態によれば、複数の配線板の位置合わせおよび封止樹脂の注入が容易な細径の半導体装置の製造方法、複数の配線板の位置合わせおよび封止樹脂の注入が容易な製造方法により製造された細径の半導体装置、および、複数の配線板の位置合わせおよび封止樹脂の注入が容易な製造方法により製造された細径の半導体装置を具備する内視鏡を提供できる。
＜第１実施形態＞
図１から図３を用いて、第１実施形態の半導体装置１について説明する。なお、以下の説明において、各実施形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略することがある。なお、図１等において、撮像素子側（受光面側、Ｚ軸値増加方向）を「上側」、配線板側（Ｚ軸値減少方向）を「下側」ということがある。
図１から図３を用いて、第１実施形態の半導体装置１について説明する。なお、以下の説明において、各実施形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略することがある。なお、図１等において、撮像素子側（受光面側、Ｚ軸値増加方向）を「上側」、配線板側（Ｚ軸値減少方向）を「下側」ということがある。
本実施形態の半導体装置１は、半導体素子である撮像素子１０と、カバーガラス２０と、複数の配線板３０、４０、５０が積層された配線板群６０と、を有する撮像装置である。
撮像素子１０は、受光面１０ＳＡと受光面と対向する裏面１０ＳＢとを有する。撮像素子１０の受光面１０ＳＡには、平面視寸法が撮像素子１０と同じカバーガラス２０が接着されている。なお、「平面視寸法」は、撮像装置（半導体装置１）の光軸方向（Ｚ軸方向）から観察したときの、光軸に直交する面（ＸＹ平面）における寸法である。すなわち、「平面視寸法」が、撮像装置の太さ（径）を規定する。
撮像素子１０の裏面１０ＳＢには、平面視寸法が撮像素子１０よりも小さい配線板群６０が接合されている。すなわち、半導体装置１は、平面視寸法が撮像素子１０の平面視寸法と同じで、細径である。
配線板３０、４０、５０の略中央には、それぞれ開口形状が矩形の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０があり、それぞれの貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面が重畳するように積層されている。そして、配線板３０、４０、５０の間の隙間が、同じ硬化性の封止樹脂７０により封止されている。
撮像素子１０は、例えばシリコン等の半導体からなり、カバーガラス２０を介して受光面１０ＳＡから受光した光が、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ受光回路等の受光部１１により受光され、電気信号に変換される。なお、カバーガラス２０は半導体素子１０の受光面１０ＳＡに形成された受光部１１の保護部材であるが、半導体装置１の必須の構成要素ではない。また、カバーガラス２０に替えて、透明樹脂等で保護部材を構成してもよい。
撮像素子１０の裏面１０ＳＢには、受光部１１と貫通配線（不図示）等を介して電気的に接続されている複数の外部電極１２が配設されている。受光部１１に入力される駆動信号および受光部１１が出力する撮像信号は、それぞれの外部電極１２を介して伝送される。
配線板３０の上面３０ＳＡには複数の電極３１が、下面３０ＳＢには複数の電極３２が配設されている。配線板４０の上面４０ＳＡには複数の電極４１が、下面４０ＳＢには複数の電極４２が配設されている。配線板５０の上面５０ＳＡには複数の電極５１が、下面５０ＳＢには複数の電極５２が配設されている。
すなわち、配線板３０、４０、５０は、それぞれが両面の配線を接続する貫通配線を有する両面配線板である。配線板３０、４０、５０は、例えば、ポリイミド等の可撓性樹脂を基体とするが、例えばガラスエポキシ樹脂等の非可撓性樹脂を基体としてもよい。また、配線板３０、４０、５０は、内部にも配線層を有する多層配線板や部品内蔵配線板でもよい。
配線板３０、４０、５０には、それぞれチップコンデンサ等の電子部品６３が実装されている。そして、配線板３０の電極３２と配線板４０の電極４１とは半田６１を介して接合されている。また、配線板４０の電極４２と配線板５０の電極５１とは半田６２を介して接合されている。
一方、配線板群６０の最上部に位置する配線板３０の上面３０ＳＡの電極３１は、半田１３を介して撮像素子１０の裏面１０ＳＢの外部電極１２と接合されている。配線板群６０の最下部に位置する配線板５０の下面５０ＳＢの電極５２は、図示しないが信号ケーブル等と接続される。
すでに説明したように、半導体装置１は、それぞれの開口形状が矩形の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面が重畳するように積層されており、配線板３０、４０、５０の間が同じ硬化性の封止樹脂７０で封止されている。
後述するように、半導体装置１は、配線板３０、４０、５０の位置合わせ、および封止樹脂７０の注入が容易な製造方法により製造される。
なお、半導体素子１０は、撮像素子に限られるものはなく、受光面１０ＳＡに半導体回路を有し、裏面１０ＳＢに半導体回路と接続された複数の外部電極を有する半導体素子であっても、撮像装置である半導体装置１と同様の効果を有する。
＜半導体装置の製造方法＞
次に、図４のフローチャートにそって半導体装置１の製造方法について説明する。
次に、図４のフローチャートにそって半導体装置１の製造方法について説明する。
＜ステップＳ１０＞撮像素子および配線板作製
準備工程では、半導体素子である撮像素子１０と、平面視寸法が撮像素子１０よりも小さく、それぞれに開口形状が矩形の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０のある複数の配線板３０、４０、５０が作製される。なお、配線板３０、４０、５０の平面視寸法は異なっていてもよい。
準備工程では、半導体素子である撮像素子１０と、平面視寸法が撮像素子１０よりも小さく、それぞれに開口形状が矩形の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０のある複数の配線板３０、４０、５０が作製される。なお、配線板３０、４０、５０の平面視寸法は異なっていてもよい。
半導体素子１０は、ウエハ状態で多数個が同時に作製され個片化される。例えば、シリコンウエハの主面に複数の受光部１１が公知の半導体製造技術により形成される。次に、主面にガラスウエハ（カバーガラス２０）が接着され受光部１１が保護される。そして、主面と対向する裏面から受光部１１と電気的に接続された複数の貫通配線が形成され、裏面に、それぞれの貫通配線と接続された複数の外部電極１２が配設される。ガラスウエハが接着されたシリコンウエハの切断により作製された半導体素子１０では、撮像素子１０の平面視寸法とカバーガラス２０の平面視寸法とは同じになる。
半導体素子１０への個片化後に、それぞれの半導体素子１０にカバーガラス２０を接着してもよい。この場合にも、半導体装置１の小径化のため、平面視寸法が、撮像素子１０よりも小さいカバーガラス２０が用いられる。
配線板３０、４０、５０は、公知の配線板製造技術により作製される。そして、それぞれの配線板３０、４０、５０に、電子部品６３が実装される。電子部品６３は、チップインダクタ、発振器、および小型ＩＣ等であってもよい。なお、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０のある領域、例えば、配線板の略中央には電子部品６３が実装されていないことは言うまでも無い。
配線板３０、４０、５０の平面視寸法は、撮像素子１０の平面視寸法よりも小さく設定されている。撮像素子１０の平面視寸法が、カバーガラス２０および配線板３０、４０、５０の平面視寸法よりも大きいため、半導体装置１の平面視寸法（外径）は、撮像素子１０の平面視寸法と略同じになる。
＜ステップＳ１１＞配線板積層／針嵌挿
積層工程では、図５および図６Ａに示すように、断面（平面）が四角形の筒状部材である針８０が、配線板３０、４０、５０の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０に嵌挿され、配線板３０、４０、５０の面内方向（ＸＹ方向）の位置合わせが行われ、積層される。なお「嵌挿」とは、針が貫通孔に嵌合した状態で挿通されることを意味し、貫通孔Ｈ４０に挿入された針８０の側面（外面）が貫通孔Ｈ４０の壁面（内壁）に略すきまなく当接した状態となっている。
積層工程では、図５および図６Ａに示すように、断面（平面）が四角形の筒状部材である針８０が、配線板３０、４０、５０の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０に嵌挿され、配線板３０、４０、５０の面内方向（ＸＹ方向）の位置合わせが行われ、積層される。なお「嵌挿」とは、針が貫通孔に嵌合した状態で挿通されることを意味し、貫通孔Ｈ４０に挿入された針８０の側面（外面）が貫通孔Ｈ４０の壁面（内壁）に略すきまなく当接した状態となっている。
なお、配線板３０、４０、５０の面内方向（ＸＹ方向）の位置合わせを正確に行うことができれば、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の開口形状は矩形（四角形）に限られるものではなく、三角形、五角形等の多角形であってもよい。
また、図示した針８０の先端は平坦であるが、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０への挿入を容易にするため、面取りされていてもよい。
まず、開口形状が矩形の貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面が、おおよそ重畳するように配線板３０、４０、５０が積層される。そして、図６Ａに示すように貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面と嵌合する外面を有する筒状部材である針８０が、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０に嵌挿される。すると、配線板３０、４０、５０の面内方向（ＸＹ方向）の位置合わせが、自動的に正確に行われる。
すなわち、針８０の外形形状は、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の壁面形状と略同じ寸法の矩形である。位置決め精度および作業性を考慮すると、針８０は貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０よりも、僅かに小さいことが好ましい。例えば、針８０および貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の断面が正方形の場合、針８０の一辺は、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０の内面一辺よりも、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下小さいことが好ましい。
なお、針８０を配線板５０の貫通孔Ｈ５０に嵌挿した後に、配線板４０の貫通孔Ｈ４０に嵌挿し、最後に配線板３０の貫通孔Ｈ３０に嵌挿してもよい。すなわち、予め配線板５０、配線板４０および配線板４０を積層配置しておかなくともよい。
＜ステップＳ１２＞配線板接合
複数の配線板３０、４０、５０が所定の隙間を介して積層された状態で、リフロー処理が行われることで、半田６１、６２が溶融し、複数の配線板３０、４０、５０が接合され、配線板群６０となる。
複数の配線板３０、４０、５０が所定の隙間を介して積層された状態で、リフロー処理が行われることで、半田６１、６２が溶融し、複数の配線板３０、４０、５０が接合され、配線板群６０となる。
半田６１、６２は、半田ペーストの印刷、ディスペンス、または半田ボールにより配設されるが、一方の配線板だけに配設されていてもよいし、両方に配設されていてもよい。
半田６１、６２は、電子部品６３を接合している半田よりも融点が低い材料からなる。配線板接合のときに、配線板に既に接合されている電子部品６３の半田が溶融することを防止するためである。なお、電子部品６３および／または配線板３０、４０、５０の接合は、半田接合に限られるものではなく、圧着接合または超音波接合等でもよい。また、配線板の間の隙間の長さは所定の厚さの治具を隙間に、はさんだ状態で押圧することで規定されていてもよいし、電子部品６３の高さにより規定されていてもよい。
貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０に針８０が嵌挿された状態で、配線板３０、４０、５０は接合されるため、接合時に位置ずれが発生することがない。
＜ステップＳ１３＞樹脂注入
注入工程では、筒状部材である針８０を介して、配線板３０、４０、５０の間に液状の未硬化の同じ封止樹脂７０が順に注入される。
注入工程では、筒状部材である針８０を介して、配線板３０、４０、５０の間に液状の未硬化の同じ封止樹脂７０が順に注入される。
すなわち、図６Ｂに示すように、針８０が、その先端が配線板３０の下面３０ＳＢと配線板４０の上面４０ＳＡとの間に位置するまで抜去されて、配線板３０と配線板４０との間に封止樹脂７０が注入される。このとき、配線板３０の上面３０ＳＡには、例えば柔軟なシリコーン樹脂からなる治具７５が押圧されているため、貫通孔Ｈ３０の上面はふさがれている。治具７５は貫通孔Ｈ３０に嵌合する栓でもよい。
次に、針８０が、その先端が配線板４０の下面４０ＳＢと配線板５０の上面５０ＳＡとの間に位置するまで抜去されて、配線板４０と配線板５０との間に封止樹脂７０が注入される。
すなわち、針８０の開口（先端）が、封止樹脂７０を注入する配線板間に位置する状態で、封止樹脂７０の注入が行われる。このため、本実施形態の製造法では、配線板群６０の最外面から樹脂を注入する方法に比べて、均一な樹脂注入が行われる。
封止樹脂７０には、接着力が強い、および後工程における熱等により劣化しない、などの特性を満足する、ＢＣＢ(ベンゾシクロブテン)樹脂、エポキシ系樹脂、またはシリコーン系樹脂等の熱硬化性の封止樹脂等を用いる。
＜ステップＳ１４＞針抜去
針８０が、配線板５０（配線板群６０）から完全に抜去される。このとき、未硬化で液状の封止樹脂７０は、配線板５０の貫通孔Ｈ５０にも流れ込んでもよい。なお、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０は封止樹脂７０により完全に充填されている必要はない。
針８０が、配線板５０（配線板群６０）から完全に抜去される。このとき、未硬化で液状の封止樹脂７０は、配線板５０の貫通孔Ｈ５０にも流れ込んでもよい。なお、貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０は封止樹脂７０により完全に充填されている必要はない。
図１、図２、図６Ｃに示すように、封止樹脂７０は、確実な封止のために配線板３０、４０、５０の側面よりも外側にまで配設されていてもよい。また、封止樹脂７０は、配線板３０、４０、５０の側面にも配設されていてもよい。ただし、封止樹脂７０が配線板３０、４０、５０の側面よりも外側に大きく広がってしまった場合には、撮像素子１０の平面視寸法内に収容されるように、硬化処理前に除去される。また、配線板群６０を撮像素子１０の平面視寸法内に収容される枠部材の内部に収容してもよい。
＜ステップＳ１５＞樹脂硬化
例えば、８０℃〜１２０℃で封止樹脂７０の熱硬化処理が行われる。硬化温度は、封止樹脂７０の十分な硬化に必要な温度以上に設定される。
例えば、８０℃〜１２０℃で封止樹脂７０の熱硬化処理が行われる。硬化温度は、封止樹脂７０の十分な硬化に必要な温度以上に設定される。
＜ステップＳ１６＞撮像素子接合
接合された複数の配線板３０、４０、５０からなる配線板群６０と、撮像素子１０とを接合する半導体素子接合工程が行われる。
接合された複数の配線板３０、４０、５０からなる配線板群６０と、撮像素子１０とを接合する半導体素子接合工程が行われる。
例えば、図６Ｄに示すように、配線板群６０の上面の電極３１と、撮像素子１０の裏面１０ＳＢの外部電極１２とが、半田１３を介して接合される。半田１３は、電極３１または外部電極１２の少なくともいずれかに配設されていればよい。半田１３は、電子部品６３を接合している半田および半田６１、６２よりも融点が低い材料からなる。
配線板群６０と撮像素子１０との接合は、超音波接合等でもよい。また、配線板は２枚または４枚以上積層されていてもよい
以上の説明のように、本実施形態の半導体装置の製造方法では、筒状部材である針８０を用いて複数の配線板を積層するときの位置合わせが行われ、さらに針８０を用いて封止樹脂の注入が行われる。このため、本実施形態の半導体装置の製造方法では、複数の配線板を積層するときの位置合わせ、および封止樹脂の注入が容易である。
＜第１実施形態の変形例＞
次に第１実施形態の変形例の半導体装置について説明する。変形例の半導体装置は、第１実施形態の半導体装置と類似し、同じ機能を有しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に第１実施形態の変形例の半導体装置について説明する。変形例の半導体装置は、第１実施形態の半導体装置と類似し、同じ機能を有しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜変形例１＞
図７に示すように変形例１の半導体装置１Ａの配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａには、それぞれ２つの開口形状が円形の貫通孔がある。例えば、配線板５０Ａには、貫通孔Ｈ５０Ａ１、Ｈ５０Ａ２がある。そして、図示しないが、半導体装置１Ａの製造に用いられる筒状部材である２本の針は、配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａの貫通孔と嵌合するように断面形状が円形である。
図７に示すように変形例１の半導体装置１Ａの配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａには、それぞれ２つの開口形状が円形の貫通孔がある。例えば、配線板５０Ａには、貫通孔Ｈ５０Ａ１、Ｈ５０Ａ２がある。そして、図示しないが、半導体装置１Ａの製造に用いられる筒状部材である２本の針は、配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａの貫通孔と嵌合するように断面形状が円形である。
開口形状が円形の貫通孔は、開口形状が多角形の貫通孔よりも形成が容易である。また、矩形の貫通孔で回転方向の位置決めを、より正確に行うためには、開口をより大きくする必要があり、配線板の配線パターン配置等に制約が生じるおそれがあった。これに対して、開口形状が円形の複数の貫通孔では、開口が小さくても、複数の貫通孔間の距離を長くすることで、回転方向の位置決め精度を上げることができる。
すなわち、配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａにそれぞれ１個の開口形状が円形の貫通孔が形成されているだけでは、面内における回転方向の位置決めができない。このため、半導体装置１Ａでは配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａには、それぞれ２つの貫通孔が形成されている。貫通孔の数は、２つが好ましいが、３つ以上であってもよい。また、２つの貫通孔の内径、すなわち針の外径は、同じでもよいし異なっていてもよい。また封止樹脂の注入に、複数の貫通孔に嵌挿された針の全てを用いる必要はない。すなわち、位置決めのためだけの貫通孔が配線板に形成されていてもよい。
＜変形例２＞
図８に示す変形例２の半導体装置１Ｂの複数の配線板３０Ｂ、４０Ｂ、５０Ｂは、半導体装置１Ａの複数の配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａと同じように、開口形状が円形の貫通孔をそれぞれ２つ有している。例えば、配線板５０Ｂには、貫通孔Ｈ５０Ｂ１、Ｈ５０Ｂ２がある。
図８に示す変形例２の半導体装置１Ｂの複数の配線板３０Ｂ、４０Ｂ、５０Ｂは、半導体装置１Ａの複数の配線板３０Ａ、４０Ａ、５０Ａと同じように、開口形状が円形の貫通孔をそれぞれ２つ有している。例えば、配線板５０Ｂには、貫通孔Ｈ５０Ｂ１、Ｈ５０Ｂ２がある。
半導体装置１Ａでは、貫通孔Ｈ５０Ａ１、Ｈ５０Ａ２等は、配線板の中心Ｏに対して回転対称位置に形成されていた。このため、いずれかの配線板が面内（ＸＹ平面）において１８０度回転した状態においても、複数の配線板の貫通孔に、それぞれ針を嵌挿できてしまう。
これに対して、半導体装置１Ｂでは、貫通孔Ｈ５０Ｂ１、Ｈ５０Ｂ２は、中心Ｏに対して回転対称とならない位置に形成されている。このため、配線板３０、４０、５０が誤った状態で積層されることがない。
＜変形例３＞
図９に示すように、変形例３の半導体装置１Ｃの製造方法において用いられる筒状部材は、図１０Ａに示すように先端面が塞がれ、側面に８つの開口Ｈ８０を有する針８０Ｃである。針８０Ｃの開口Ｈ８０は、配線板に嵌挿した状態で、配線板と配線板との間に位置するように形成されている。複数の開口Ｈ８０は、面内方向に均一に封止樹脂を注入するために、２枚の配線板の隙間に配置される位置に同心円状に形成されていることが好ましい。
半導体装置１Ｃの製造方法では、位置決めのために貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０に嵌挿した針８０Ｃを、封止樹脂注入工程において、徐々に抜去する必要がなく、また、配線板群６０の最上面（３０ＳＡ）の開口を塞ぐために他部材を用いる必要もない。このため、半導体装置１Ｃは半導体装置１よりも製造が容易である。
図９に示すように、変形例３の半導体装置１Ｃの製造方法において用いられる筒状部材は、図１０Ａに示すように先端面が塞がれ、側面に８つの開口Ｈ８０を有する針８０Ｃである。針８０Ｃの開口Ｈ８０は、配線板に嵌挿した状態で、配線板と配線板との間に位置するように形成されている。複数の開口Ｈ８０は、面内方向に均一に封止樹脂を注入するために、２枚の配線板の隙間に配置される位置に同心円状に形成されていることが好ましい。
半導体装置１Ｃの製造方法では、位置決めのために貫通孔Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０に嵌挿した針８０Ｃを、封止樹脂注入工程において、徐々に抜去する必要がなく、また、配線板群６０の最上面（３０ＳＡ）の開口を塞ぐために他部材を用いる必要もない。このため、半導体装置１Ｃは半導体装置１よりも製造が容易である。
なお、半導体装置１Ｃは半導体装置１と同じように、それぞれの配線板に筒状部材が嵌挿されている開口が矩形の１つの貫通孔がある。しかし、半導体装置１Ａ、１Ｂのように、それぞれの配線板に開口が円形の複数の貫通孔があっても、半導体装置１Ａ、１Ｂと同様の効果を有することは言うまでも無い。
なお、図１０Ｂに示すように、筒状部材は２枚の配線板の１つの隙間（ギャップ）に位置する、２つの開口Ｈ８０ＣＡが形成されている針８０ＣＡでもよい。すなわち、針８０ＣＡには４つの開口Ｈ８０ＣＡがある。
さらに図１０Ｃに示すように、筒状部材は１つのスリット状の開口Ｈ８０ＣＢが形成されている針８０ＣＢでもよい。スリット状の開口Ｈ８０ＣＢは針８０ＣＢの長手方向に細長く、配線板に嵌挿した状態で、複数の配線板間の複数のギャップにまたがって位置するように形成されている。
すなわち、筒状部材には、側面に少なくとも一つの開口があればよい。なお、筒状部材側面の開口の数が少ない場合には、面内方向に均一に封止樹脂を注入するために、筒状部材を回転させながら封止樹脂を注入することが好ましい。したがって、筒状部材の断面（平面）形状は矩形でもよいが、回転させながら樹脂を注入する場合には、断面が円形のものを用いる。
＜変形例４＞
図１１に示す変形例４の半導体装置１Ｄの製造において用いられる筒状部材である針８０Ｄは、半導体装置１Ｃの製造において用いられる針８０Ｃと類似した構成である。すなわち、針８０Ｄは、先端面が塞がれ、側面に複数の開口を有する筒状部材である。そして針８０Ｄは導電性材料からなる。
図１１に示す変形例４の半導体装置１Ｄの製造において用いられる筒状部材である針８０Ｄは、半導体装置１Ｃの製造において用いられる針８０Ｃと類似した構成である。すなわち、針８０Ｄは、先端面が塞がれ、側面に複数の開口を有する筒状部材である。そして針８０Ｄは導電性材料からなる。
半導体装置１Ｄでは、針８０Ｄは、注入工程後に抜去されないで、半導体装置１Ｄの構成要素となる。
すなわち、配線板３０、４０、５０の貫通孔は、主面の配線パターンと接するように形成されている。このため、貫通孔に嵌挿された針８０Ｄは、配線パターンと電気的に接続される。このため、針８０Ｄは、配線板の間を接続する配線の機能を有する。
なお、貫通孔の周囲に半田パターンが配設されており、配線板接合時に針８０Ｄが配線板に半田接合されてもよい。針８０Ｄは少なくとも２枚の配線板を接続していればよいが、全ての配線板を接続する、例えば接地電位配線または電力伝達配線であることが好ましい。また、半導体装置１Ａ、１Ｂのように、複数の針が、それぞれの配線板の貫通孔と嵌挿し、それぞれが配線機能を有していてもよい。
半導体装置１Ｄは、半導体装置１Ｃの効果を有し、さらに複数の配線板の位置決めおよび樹脂注入のための針８０Ｄが配線機能を有するため、より製造が容易で、かつ高機能化が容易である。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の半導体装置１Ｅについて説明する。半導体装置１Ｅは、第１実施形態の半導体装置１等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に、第２実施形態の半導体装置１Ｅについて説明する。半導体装置１Ｅは、第１実施形態の半導体装置１等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
図１２に示すように、半導体装置１Ｅでは、複数の配線板３０、４０、５０が、それぞれの接続部３９、４９を介して列設されて１枚の細長い配線板群６０Ｅを構成している。なお、配線板群６０Ｅは接続部３９、４９が可撓性を有していれば、配線板３０、４０、５０は非可撓性でもよい。
図１３に示すように、可撓性の接続部３９、４９が１８０度折り曲げられている。すなわち、半導体装置１Ｅの製造方法では、積層工程（Ｓ１１）において、配線板群６０Ｅのそれぞれの接続部３９、４９が１８０度折り曲げられる。
折り曲げられた後に、筒状部材である針が、折り曲げられた配線板３０、４０、５０の貫通孔に嵌挿されてもよいし、配線板３０、４０、５０が順に折り曲げられながら嵌挿されてもよい。
半導体装置１Ｅは半導体装置１等の効果を有し、さらに複数の配線板３０、４０、５０の間の電気的接続が、接続部３９、４９を介して行われているため、半導体装置１等よりも製造が容易である。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の内視鏡９について説明する。
次に、第３実施形態の内視鏡９について説明する。
図１４に示すように、内視鏡９は、半導体装置１〜１Ｅを挿入部９３の先端部９３Ａに具備する。
内視鏡システム９１は、内視鏡９と、プロセッサ９５Ａと、光源装置９５Ｂと、モニタ９５Ｃと、を具備する。内視鏡９は、挿入部９３を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。
内視鏡システム９１は、内視鏡９と、プロセッサ９５Ａと、光源装置９５Ｂと、モニタ９５Ｃと、を具備する。内視鏡９は、挿入部９３を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。
内視鏡９の挿入部９３の基端側には、内視鏡９を操作する各種ボタン類が設けられた操作部９４が配設されている。操作部９４には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入するチャンネル９３Ｈの処置具挿入口９４Ａがある。
挿入部９３は、半導体装置１〜１Ｅが配設されている先端部９３Ａと、先端部９３Ａの基端側に連設された湾曲自在な湾曲部９３Ｂと、この湾曲部９３Ｂの基端側に連設された可撓管部９３Ｃとによって構成される。湾曲部９３Ｂは、操作部９４の操作によって湾曲する。
操作部９４の基端部側に配設されたユニバーサルコード９４Ｂには、先端部９３Ａの半導体装置１〜１Ｅと接続された信号ケーブル（不図示）が挿通している。
ユニバーサルコード９４Ｂは、コネクタ９４Ｃを介してプロセッサ９５Ａおよび光源装置９５Ｂに接続される。プロセッサ９５Ａは内視鏡システム９１の全体を制御するとともに、半導体装置１〜１Ｅが出力する撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ９５Ｃは、プロセッサ９５Ａが出力する画像信号を表示する。
内視鏡９は、複数の配線板の位置合わせおよび封止樹脂の注入が容易な製造方法により製造された半導体装置１〜１Ｅを具備する。また、撮像装置である半導体装置１〜１Ｅは細径であるので、内視鏡９は先端部９３Ａが細径で低侵襲である。
なお、実施形態の内視鏡としては可撓管部９３Ｃを含む軟性鏡に限られるものではなく、硬性鏡でもよいし、カプセル型内視鏡でもよい。
本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
１、１Ａ〜１Ｅ・・・半導体装置
９・・・内視鏡
２０・・・カバーガラス
３０、４０、５０・・・配線板
６０、６０Ｅ・・・配線板群
６１、６２・・・半田
６３・・・電子部品
７０・・・封止樹脂
８０・・・針
８５・・・注入器
９１・・・内視鏡システム
９３・・・挿入部
９３Ａ・・・先端部
Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０・・・貫通孔
９・・・内視鏡
２０・・・カバーガラス
３０、４０、５０・・・配線板
６０、６０Ｅ・・・配線板群
６１、６２・・・半田
６３・・・電子部品
７０・・・封止樹脂
８０・・・針
８５・・・注入器
９１・・・内視鏡システム
９３・・・挿入部
９３Ａ・・・先端部
Ｈ３０、Ｈ４０、Ｈ５０・・・貫通孔
Claims (15)
- 半導体素子と、平面視寸法が前記半導体素子よりも小さく、貫通孔のある複数の配線板を作製する準備工程と、
筒状部材を前記複数の配線板の前記貫通孔に嵌挿し、前記複数の配線板の位置合わせを行い積層する積層工程と、
前記筒状部材を介して、前記複数の配線板の間に樹脂を注入する注入工程と、
前記樹脂を硬化処理する工程と、
接合された前記複数の配線板と、前記半導体素子とを接合する半導体素子接合工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記貫通孔の開口形状が多角形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記複数の配線板のそれぞれに、開口形状が円形の複数の貫通孔があることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記積層工程の後で前記注入工程の前に、前記複数の配線板を半田接合する配線板接合工程を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記複数の配線板が、それぞれの接続部を介して列設されて１枚の帯状の配線板群を構成しており、
前記積層工程において、前記配線板群のそれぞれの前記接続部が１８０度折り曲げられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記筒状部材が、先端面が塞がれ、側面に複数の開口を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 半導体素子と、平面視寸法が前記半導体素子よりも小さい複数の配線板とが、積層されており、
前記複数の配線板には、それぞれ貫通孔があり、それぞれの前記貫通孔の壁面が重畳するように積層されており、
前記複数の配線板の間が、同じ硬化性の封止樹脂で封止されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記貫通孔の開口形状が多角形であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
- 前記配線板に、開口形状が円形の複数の前記貫通孔があることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
- 前記複数の配線板が、それぞれの接続部を介して列設されて１枚の配線板群を構成しており、
前記接続部が１８０度折り曲げられていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 前記貫通孔に嵌挿されている、先端面が塞がれ、側面に一つの開口を有する、導電性材料からなる筒状部材を有し、
前記筒状部材の内部に前記樹脂が充填されていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 前記貫通孔に嵌挿されている、先端面が塞がれ、側面に複数の開口を有する、導電性材料からなる筒状部材を有し、
前記筒状部材の内部に前記樹脂が充填されていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 前記筒状部材の前記側面の前記開口が前記筒状部材の長手方向に延びたスリット状であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子が撮像素子であることを特徴とする請求項７から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
- 請求項１４に記載の半導体装置を具備することを特徴とする内視鏡。
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