JP3886031B2 - 半導体パッケージ及びその製造方法 - Google Patents
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージに関し、特には撮像用半導体と撮像レンズとを一体化したカメラ用半導体デバイスに適用される半導体パッケージ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像用半導体と撮像レンズとを一体化したカメラ用半導体デバイスを用いたカメラが、産業用、医療用、民生用に広く活用されるようになっている。このような従来のカメラ用半導体デバイスに用いられる半導体パッケージの例を図面を用いて説明する。図３は従来の半導体パッケージの断面図であり、図４は他の従来の半導体パッケージの断面図である。
【０００３】
まず、図３の半導体パッケージの構成について説明する。図３において、５１は樹脂、セラミック等から成る基板であり、５２は基板５１上に形成された配線パターンである。５３は撮像用半導体としてのＩＣであり、基板５１の中央部の配線パターンにダイボンディングにより接合されている。５５はワイヤーであり、ＩＣ５３の各電極とこれに対応する各配線パターン５２とがワイヤーボンディングにより結ばれている。配線パターン５２の一部は、スルーホールを介して基板５１の背面側に延設されており、この半導体パッケージが搭載されるカメラの回路基板の配線パターン電極に接合される。５６は基板５１に接合したケースである。
【０００４】
５７はケース５６の中央に調整ネジ部５６ａ、５７ａを介して螺合するレンズ鏡胴であり、５８はレンズ鏡胴５７に固定された撮像レンズである。ＬはレンズＩＣ間距離であり、精度良く画像を捕らえるにはレンズＩＣ間距離Ｌを数ｍｍ±数１０μｍに入れる必要がある。ところが、ＩＣ５３上面の位置はＩＣ５３の厚さのバラツキ並びにダイボンディングによる接合高さのバラツキがあるために、調整ネジ部５６ａ、５７ａを用いてレンズ５８の位置を調整する必要がある。
【０００５】
次に、図４の半導体パッケージの構成について説明する。図４において、６６はＭＩＤ（Molded Interconnecting Devices：立体配線基板）等から成るこの半導体パッケージのケースであり、その中央上面にレンズ用開口が形成され、下端面からやや上面側に寄った位置において内側に張り出した梁６６ａが形成されている。６８はケース６６の上部開口に固定された撮像レンズである。６２は梁６６ａ下面からケース６６の下端面にかけて形成された配線パターンである。６３は撮像用半導体であるＩＣであり、配線パターン６２にバンプ６５を介してフリップチップボンディングにより接合されている。ケース６６に対するＩＣ６３の能動面の位置はＩＣ６３の厚さに関係なく安定しやすいので、レンズＩＣ間距離Ｌは前述の要求精度を満足できる。
【０００６】
次に、以上の構成において、外界から出射した光線が撮像レンズを通して撮像用半導体であるＩＣ上に画像を結ぶので、このＩＣの光電変換作用により画像がデジタルデータとして取り込まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような半導体パッケージでは、図３の場合レンズＩＣ間距離をネジ調整する必要があって工数がかかることと、ワイヤを有するためにパッケージ総厚が厚くなるという問題がある。また図４の場合には、レンズ位置の調整が不要で、総厚も薄くすることができるが、ケース部材にＭＩＤ等の立体配線を用いたり、フリップチップボンディングを用いることで部材費、設備費等がかさみ、コストアップになるという問題がある。
【０００８】
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、レンズＩＣ間距離を安定させてレンズの位置調整を不要にすると共に、しかもコストアップを抑えながら総厚を薄くすることのできる半導体パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、撮像レンズと、撮像用半導体と、前記レンズを固定したケースと、前記半導体を実装した基板とから成り、前記基板を前記ケースに接合して成る半導体パッケージにおいて、前記基板の上面と前記半導体の能動面とが同一面にあるように、前記半導体が前記基板の貫通穴内に充填した樹脂を介して接合されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、撮像用半導体を収納する貫通穴を明けた基板を粘着シートに接合する工程と、前記基板の前記穴内の前記粘着シートに前記半導体の能動面を接合する工程と、前記基板の前記穴と前記半導体との隙間に樹脂を充填する工程と、前記基板から前記粘着シートを剥離する工程と、前記基板と前記半導体の能動面とをワイヤボンディングする工程と、前記基板に撮像レンズを固定したケースを接合する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、撮像用半導体を収納する貫通穴を明けた基板を縦横に多数個配列した基板集合体を粘着シートに接合する工程と、前記基板集合体の前記穴内の前記粘着シートに前記半導体の能動面を接合する工程と、前記基板集合体の前記穴と前記半導体との隙間に樹脂を充填する工程と、前記基板集合体から前記粘着シートを剥離する工程と、前記基板集合体と前記半導体の能動面とをワイヤボンディングする工程と、撮像レンズを固定したケースを縦横に多数配列したケース集合体を前記基板集合体に接合して半導体パッケージの集合体である組立体を形成する工程と、前記組立体を単個に分割する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態である半導体パッケージの断面図、図２はこの半導体パッケージの製造方法を示す工程別の断面図である。
【００１６】
まず、本発明の実施の形態である発光素子の構成について説明する。図１において、１０は半導体パッケージである。１は樹脂、セラミック等から成る基板であり、２は基板１に形成された配線パターンである。配線パターン２は基板１上面１ｂから側面のスルーホール１ｃ部を経由して裏面側に延設されている。３は撮像用半導体としてのＩＣであり、固体撮像素子のＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳセンサが一般的である。ＩＣ３上面（能動面）３ａは配線パターン２を含む基板１上面１ｂと同一面となっている。４は基板１の穴１ａとＩＣ３との隙間に充填した絶縁性部材の樹脂である。５はＩＣ３の電極と基板１の配線パターン２とをワイヤボンディング接合しているワイヤである。６は基板１上に接合された樹脂成形品から成るケースであり、中央にレンズ用開口６ａを有する。８は撮像レンズであり、開口６ａ内に固定されている。
【００１７】
次に、本実施の形態の製造方法について説明する。図２（ａ）において、９は片面９ａが粘着性を有する粘着シートである。まず、ＩＣ３用の穴１ａとスルーホール１ｃとを明け、配線パターン２を形成した基板１を多数個取りにした基板集合体１１の上面１１ａに、粘着面９ａを向けて粘着シート９を張り合わせてから、図２（ａ）に示すように全体を反転させる。次に図２（ｂ）に示すように、ＩＣ３の能動面３ａを下にして穴１ａと間隔を保って挿入し、粘着シート９の露出した粘着面９ａへ落着させる。次に、図２（ｃ）に示すように、樹脂４を穴１ａとＩＣ３との隙間に充填し硬化させる。次に、粘着シート９を剥離して全体を反転し、図２（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングを施して配線パターン２とＩＣ３の電極とをワイヤ５により接続する。次に、図２（ｅ）に示すように、レンズ８付きのケース６を多数個取りにしたケース集合体１６を基板集合体１１に接合して組立体２０を形成した後、矢印部で単個に分割して図１の完成半導体パッケージ１０を得る。
【００１８】
次に、本実施の形態である半導体パッケージの効果について説明する。上述の製造方法によって、配線パターン２を含む基板１の上面１ｂとＩＣ３の能動面３ａとが同一面に仕上がるので、ケース６に対するＩＣ３の能動面３ａ位置が一定となるため、レンズＩＣ間距離Ｌは安定し距離調整が不要になると共に、半導体パッケージの総厚を薄くすることができる。また、ＩＣ３の実装は一般的な設備で間に合うワイヤボンディングが使えるので特別な設備や部材を用いる必要もなく、更に、多数個を一括して集合状態で製造できるためにコストも低減できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像レンズと、撮像用半導体と、これらレンズ及び半導体を固定したケースとから成る半導体パッケージにおいて、前記半導体を実装した基板を前記ケースに接合すると共に、前記基板の上面と、前記半導体の能動面とが同一面にあるようにしたので、前記半導体の実装には一般的な設備で間に合うワイヤボンディングが採用できて、半導体パッケージ総厚を薄くできるようになり、更にレンズＩＣ間距離が安定するのでレンズ位置調整の必要も無い。
【００２０】
この半導体パッケージの製造にあたり、基板に撮像用半導体搭載用の穴を明け、基板上面と前記半導体能動面とを共に同じ粘着シートの粘着面に粘着させ、基板と半導体との隙間には樹脂を充填して固定するようにしたので、基板上面と半導体能動面とが同一面になり、半導体パッケージ総厚を薄くできるようになり、更にレンズＩＣ間距離が安定してレンズ位置調整の必要が無くなった。
【００２１】
また、基板及びケースを共に多数個取りの集合体として用いたので製造コストを削減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である半導体パッケージの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態である半導体パッケージの製造工程を示す断面図である。
【図３】従来の半導体パッケージの断面図である。
【図４】他の従来の半導体パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 穴
１ｂ 上面
３ 撮像用半導体
３ａ 能動面
４ 樹脂
５ ワイヤ
６ ケース
８ 撮像レンズ
９ 粘着シート
１１ 基板集合体
１６ ケース集合体
２０ 組立体
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージに関し、特には撮像用半導体と撮像レンズとを一体化したカメラ用半導体デバイスに適用される半導体パッケージ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像用半導体と撮像レンズとを一体化したカメラ用半導体デバイスを用いたカメラが、産業用、医療用、民生用に広く活用されるようになっている。このような従来のカメラ用半導体デバイスに用いられる半導体パッケージの例を図面を用いて説明する。図３は従来の半導体パッケージの断面図であり、図４は他の従来の半導体パッケージの断面図である。
【０００３】
まず、図３の半導体パッケージの構成について説明する。図３において、５１は樹脂、セラミック等から成る基板であり、５２は基板５１上に形成された配線パターンである。５３は撮像用半導体としてのＩＣであり、基板５１の中央部の配線パターンにダイボンディングにより接合されている。５５はワイヤーであり、ＩＣ５３の各電極とこれに対応する各配線パターン５２とがワイヤーボンディングにより結ばれている。配線パターン５２の一部は、スルーホールを介して基板５１の背面側に延設されており、この半導体パッケージが搭載されるカメラの回路基板の配線パターン電極に接合される。５６は基板５１に接合したケースである。
【０００４】
５７はケース５６の中央に調整ネジ部５６ａ、５７ａを介して螺合するレンズ鏡胴であり、５８はレンズ鏡胴５７に固定された撮像レンズである。ＬはレンズＩＣ間距離であり、精度良く画像を捕らえるにはレンズＩＣ間距離Ｌを数ｍｍ±数１０μｍに入れる必要がある。ところが、ＩＣ５３上面の位置はＩＣ５３の厚さのバラツキ並びにダイボンディングによる接合高さのバラツキがあるために、調整ネジ部５６ａ、５７ａを用いてレンズ５８の位置を調整する必要がある。
【０００５】
次に、図４の半導体パッケージの構成について説明する。図４において、６６はＭＩＤ（Molded Interconnecting Devices：立体配線基板）等から成るこの半導体パッケージのケースであり、その中央上面にレンズ用開口が形成され、下端面からやや上面側に寄った位置において内側に張り出した梁６６ａが形成されている。６８はケース６６の上部開口に固定された撮像レンズである。６２は梁６６ａ下面からケース６６の下端面にかけて形成された配線パターンである。６３は撮像用半導体であるＩＣであり、配線パターン６２にバンプ６５を介してフリップチップボンディングにより接合されている。ケース６６に対するＩＣ６３の能動面の位置はＩＣ６３の厚さに関係なく安定しやすいので、レンズＩＣ間距離Ｌは前述の要求精度を満足できる。
【０００６】
次に、以上の構成において、外界から出射した光線が撮像レンズを通して撮像用半導体であるＩＣ上に画像を結ぶので、このＩＣの光電変換作用により画像がデジタルデータとして取り込まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような半導体パッケージでは、図３の場合レンズＩＣ間距離をネジ調整する必要があって工数がかかることと、ワイヤを有するためにパッケージ総厚が厚くなるという問題がある。また図４の場合には、レンズ位置の調整が不要で、総厚も薄くすることができるが、ケース部材にＭＩＤ等の立体配線を用いたり、フリップチップボンディングを用いることで部材費、設備費等がかさみ、コストアップになるという問題がある。
【０００８】
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、レンズＩＣ間距離を安定させてレンズの位置調整を不要にすると共に、しかもコストアップを抑えながら総厚を薄くすることのできる半導体パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、撮像レンズと、撮像用半導体と、前記レンズを固定したケースと、前記半導体を実装した基板とから成り、前記基板を前記ケースに接合して成る半導体パッケージにおいて、前記基板の上面と前記半導体の能動面とが同一面にあるように、前記半導体が前記基板の貫通穴内に充填した樹脂を介して接合されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、撮像用半導体を収納する貫通穴を明けた基板を粘着シートに接合する工程と、前記基板の前記穴内の前記粘着シートに前記半導体の能動面を接合する工程と、前記基板の前記穴と前記半導体との隙間に樹脂を充填する工程と、前記基板から前記粘着シートを剥離する工程と、前記基板と前記半導体の能動面とをワイヤボンディングする工程と、前記基板に撮像レンズを固定したケースを接合する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、撮像用半導体を収納する貫通穴を明けた基板を縦横に多数個配列した基板集合体を粘着シートに接合する工程と、前記基板集合体の前記穴内の前記粘着シートに前記半導体の能動面を接合する工程と、前記基板集合体の前記穴と前記半導体との隙間に樹脂を充填する工程と、前記基板集合体から前記粘着シートを剥離する工程と、前記基板集合体と前記半導体の能動面とをワイヤボンディングする工程と、撮像レンズを固定したケースを縦横に多数配列したケース集合体を前記基板集合体に接合して半導体パッケージの集合体である組立体を形成する工程と、前記組立体を単個に分割する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態である半導体パッケージの断面図、図２はこの半導体パッケージの製造方法を示す工程別の断面図である。
【００１６】
まず、本発明の実施の形態である発光素子の構成について説明する。図１において、１０は半導体パッケージである。１は樹脂、セラミック等から成る基板であり、２は基板１に形成された配線パターンである。配線パターン２は基板１上面１ｂから側面のスルーホール１ｃ部を経由して裏面側に延設されている。３は撮像用半導体としてのＩＣであり、固体撮像素子のＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳセンサが一般的である。ＩＣ３上面（能動面）３ａは配線パターン２を含む基板１上面１ｂと同一面となっている。４は基板１の穴１ａとＩＣ３との隙間に充填した絶縁性部材の樹脂である。５はＩＣ３の電極と基板１の配線パターン２とをワイヤボンディング接合しているワイヤである。６は基板１上に接合された樹脂成形品から成るケースであり、中央にレンズ用開口６ａを有する。８は撮像レンズであり、開口６ａ内に固定されている。
【００１７】
次に、本実施の形態の製造方法について説明する。図２（ａ）において、９は片面９ａが粘着性を有する粘着シートである。まず、ＩＣ３用の穴１ａとスルーホール１ｃとを明け、配線パターン２を形成した基板１を多数個取りにした基板集合体１１の上面１１ａに、粘着面９ａを向けて粘着シート９を張り合わせてから、図２（ａ）に示すように全体を反転させる。次に図２（ｂ）に示すように、ＩＣ３の能動面３ａを下にして穴１ａと間隔を保って挿入し、粘着シート９の露出した粘着面９ａへ落着させる。次に、図２（ｃ）に示すように、樹脂４を穴１ａとＩＣ３との隙間に充填し硬化させる。次に、粘着シート９を剥離して全体を反転し、図２（ｄ）に示すように、ワイヤボンディングを施して配線パターン２とＩＣ３の電極とをワイヤ５により接続する。次に、図２（ｅ）に示すように、レンズ８付きのケース６を多数個取りにしたケース集合体１６を基板集合体１１に接合して組立体２０を形成した後、矢印部で単個に分割して図１の完成半導体パッケージ１０を得る。
【００１８】
次に、本実施の形態である半導体パッケージの効果について説明する。上述の製造方法によって、配線パターン２を含む基板１の上面１ｂとＩＣ３の能動面３ａとが同一面に仕上がるので、ケース６に対するＩＣ３の能動面３ａ位置が一定となるため、レンズＩＣ間距離Ｌは安定し距離調整が不要になると共に、半導体パッケージの総厚を薄くすることができる。また、ＩＣ３の実装は一般的な設備で間に合うワイヤボンディングが使えるので特別な設備や部材を用いる必要もなく、更に、多数個を一括して集合状態で製造できるためにコストも低減できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像レンズと、撮像用半導体と、これらレンズ及び半導体を固定したケースとから成る半導体パッケージにおいて、前記半導体を実装した基板を前記ケースに接合すると共に、前記基板の上面と、前記半導体の能動面とが同一面にあるようにしたので、前記半導体の実装には一般的な設備で間に合うワイヤボンディングが採用できて、半導体パッケージ総厚を薄くできるようになり、更にレンズＩＣ間距離が安定するのでレンズ位置調整の必要も無い。
【００２０】
この半導体パッケージの製造にあたり、基板に撮像用半導体搭載用の穴を明け、基板上面と前記半導体能動面とを共に同じ粘着シートの粘着面に粘着させ、基板と半導体との隙間には樹脂を充填して固定するようにしたので、基板上面と半導体能動面とが同一面になり、半導体パッケージ総厚を薄くできるようになり、更にレンズＩＣ間距離が安定してレンズ位置調整の必要が無くなった。
【００２１】
また、基板及びケースを共に多数個取りの集合体として用いたので製造コストを削減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である半導体パッケージの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態である半導体パッケージの製造工程を示す断面図である。
【図３】従来の半導体パッケージの断面図である。
【図４】他の従来の半導体パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 穴
１ｂ 上面
３ 撮像用半導体
３ａ 能動面
４ 樹脂
５ ワイヤ
６ ケース
８ 撮像レンズ
９ 粘着シート
１１ 基板集合体
１６ ケース集合体
２０ 組立体
Claims (3)
- 撮像レンズと、撮像用半導体と、前記レンズを固定したケースと、前記半導体を実装した基板とから成り、前記基板を前記ケースに接合して成る半導体パッケージにおいて、前記基板の上面と前記半導体の能動面とが同一面にあるように、前記半導体が前記基板の貫通穴内に充填した樹脂を介して接合されていることを特徴とする半導体パッケージ。
- 撮像用半導体を収納する貫通穴を明けた基板を粘着シートに接合する工程と、前記基板の前記穴内の前記粘着シートに前記半導体の能動面を接合する工程と、前記基板の前記穴と前記半導体との隙間に樹脂を充填する工程と、前記基板から前記粘着シートを剥離する工程と、前記基板と前記半導体の能動面とをワイヤボンディングする工程と、前記基板に撮像レンズを固定したケースを接合する工程とを有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
- 撮像用半導体を収納する貫通穴を明けた基板を縦横に多数個配列した基板集合体を粘着シートに接合する工程と、前記基板集合体の前記穴内の前記粘着シートに前記半導体の能動面を接合する工程と、前記基板集合体の前記穴と前記半導体との隙間に樹脂を充填する工程と、前記基板集合体から前記粘着シートを剥離する工程と、前記基板集合体と前記半導体の能動面とをワイヤボンディングする工程と、撮像レンズを固定したケースを縦横に多数配列したケース集合体を前記基板集合体に接合して半導体パッケージの集合体である組立体を形成する工程と、前記組立体を単個に分割する工程とを有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001037794A JP3886031B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246574A JP2002246574A (ja) | 2002-08-30 |
| JP3886031B2 true JP3886031B2 (ja) | 2007-02-28 |
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| JP2001037794A Expired - Fee Related JP3886031B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
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