JP4089629B2 - 光センサモジュール - Google Patents

Description

この発明は光センサモジュールに関する。

従来の光センサモジュールには、支持部材としての機能を有する板厚の厚い硬質回路基板の上面に光センサを設け、回路基板の下面に光センサの周辺駆動回路としての機能を有する半導体装置および抵抗やコンデンサ等からなるチップ部品を設け、半導体装置および抵抗やコンデンサ等からなるチップ部品を封止膜で覆ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２６４２７４号公報

ところで、上記従来の光センサモジュールでは、支持部材でもある板厚の厚い回路基板の上面に光センサを設け、回路基板の下面に光センサの周辺駆動回路としての機能を有する半導体装置および抵抗やコンデンサ等からなる駆動用の電子部品を設けており、回路基板には光センサと駆動用の電子部品との接続を図る配線が形成されているだけなのでその板厚分がほとんど有効に活用されておらず、全体の厚さが大きい光センサモジュールとなっていた。

そこで、この発明は、薄型化することができる光センサモジュールを提供することを目的とする。

この発明は、光センサの周辺駆動回路としての機能を有する半導体構成体の周囲に絶縁層を設け、半導体構成体および絶縁層上の少なくとも一部に光センサの接続パッドと半導体構成体の外部接続用電極とを電気的に接続するための配線を設けたことを特徴とするものである。

この発明によれば、半導体構成体および該半導体構成体の周囲に設けられた絶縁層上の少なくとも一部に光センサの接続パッドと半導体構成体の外部接続用電極とを電気的に接続するための配線を設けているので、半導体構成体および光センサを搭載するための回路基板を必要とせず、したがって、光センサモジュール全体を薄型化することができる。

（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての光センサモジュールの断面図を示す。この光センサモジュールは、ガラス布基材エポキシ樹脂等からなる平面方形状のベース板１を備えている。ベース板１の上面には銅箔からなる上面配線２が設けられ、下面には銅箔からなる下面配線３が設けられている。この場合、上面配線２はべたパターンからなるグラウンド層（ノイズシールド層）であり、下面配線３は通常の配線である。下面配線３を含むベース板１の下面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜４が設けられている。

上面配線２の上面の所定の箇所には、ベース板１のサイズよりもある程度小さいサイズの平面方形状の半導体構成体５の下面がダイボンド材からなる接着層６を介して接着されている。この場合、半導体構成体５は、後述する光センサ３５の周辺駆動回路としての機能を有するもので、後述する配線１５、柱状電極１６、封止膜１７を有しており、一般的にはＣＳＰ(chip size package)と呼ばれるものであり、特に、後述の如く、シリコンウエハ上に配線１５、柱状電極１６、封止膜１７を形成した後、ダイシングにより個々の半導体構成体５を得る方法を採用しているため、特に、ウエハレベルＣＳＰ（Ｗ−ＣＳＰ）とも言われている。以下に、半導体構成体５の構成について説明する。

半導体構成体５はシリコン基板（半導体基板）７を備えている。シリコン基板７の下面は接着層６を介してベース板１の上面に接着されている。シリコン基板７の上面中央部には所定の機能の集積回路８が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド９が集積回路８に接続されて設けられている。接続パッド９の中央部を除くシリコン基板７の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜１０が設けられ、接続パッド９の中央部は絶縁膜１０に設けられた開口部１１を介して露出されている。

絶縁膜１０の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる保護膜１２が設けられている。この場合、絶縁膜１０の開口部１１に対応する部分における保護膜１２には開口部１３が設けられている。保護膜１２の上面には銅等からなる下地金属層１４が設けられている。下地金属層１４の上面全体には銅からなる配線１５が設けられている。下地金属層１４を含む配線１５の一端部は、両開口部１１、１３を介して接続パッド９に接続されている。

配線１５の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極（外部接続用電極）１６が設けられている。配線１５を含む保護膜１２の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる封止膜１７がその上面が柱状電極１６の上面と面一となるように設けられている。このように、Ｗ−ＣＳＰと呼ばれる半導体構成体５は、シリコン基板７、集積回路８、接続パッド９、絶縁膜１０を含み、さらに、保護膜１２、配線１５、柱状電極１６、封止膜１７を含んで構成されている。

半導体構成体５の周囲における上面配線２の上面には方形枠状の絶縁層１８がその上面が半導体構成体５の上面とほぼ面一となるように設けられている。絶縁層１８は、例えば、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは、このような熱硬化性樹脂中にシリカフィラーやガラス繊維等からなる補強材が混入されたものからなっている。

半導体構成体５および絶縁層１８の上面には絶縁膜１９がその上面を平坦とされて設けられている。絶縁膜１９は、ビルドアップ基板に用いられる、通常、ビルドアップ材と言われるもので、例えば、エポキシ系樹脂やＢＴ（Bismaleimide Trazine)樹脂等の熱硬化性樹脂中にシリカフィラーやガラス繊維等からなる補強材が混入されたものからなっている。

柱状電極１６の上面中央部に対応する部分における絶縁膜１９には開口部２０が設けられている。絶縁膜１９の上面には銅等からなる下地金属層２１が設けられている。下地金属層２１の上面全体には銅層および該銅層の上面に形成された金層からなる配線２２が設けられている。下地金属層２１を含む配線２２は、絶縁膜１９の開口部３０を介して柱状電極１６の上面に接続されている。

配線２２を含む絶縁膜１９の上面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜２３が設けられている。配線２２の第１、第２の接続パッド部および外部接続端子に対応する部分におけるオーバーコート膜２３には第１〜第３の開口部２４〜２６が設けられている。なお、配線２２の金層は、後述するワイヤボンディングされる領域である、第１の開口部２４から露出する部分にのみ設け、それ以外は銅層のみからなるようにしてもよい。

一対で１組の第２の開口部２５間におけるオーバーコート膜２３の上面には抵抗やコンデンサ等からなるチップ部品２７が設けられている。チップ部品２７の両側の電極は、一対で１組の第２の開口部２５を介して露出された配線２２の第２の接続パッド部に半田２８を介して接続されている。

第３の開口部２６を介して露出された配線２２の外部接続端子にはフレキシブル配線板２９の一端部が異方性導電接着剤３０を介して接合されている。フレキシブル配線板２９は、フィルム基板３１の下面に配線３２が設けられ、配線３２の両端部を除くフィルム基板３１の下面にソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜３３が設けられ、配線３２の両端部がオーバーコート膜３３に設けられた開口部３４（一方は図示せず）を介して露出された構造となっている。そして、フレキシブル配線板２９の開口部３４を介して露出された配線３２の一端部は、第３の開口部２６を介して露出された配線２２の外部接続端子に異方性導電接着剤３０を介して接続されている。

オーバーコート膜２３の上面の所定の箇所には平面方形状の光センサ３５の下面がダイボンド材からなる接着層３６を介して接着されている。光センサ３５はシリコン基板（半導体基板）３７を備えている。シリコン基板３７の下面は接着層３６を介してオーバーコート膜２３の上面に接着されている。シリコン基板３７の上面中央部にはＣＣＤ（電荷結合素子）やフォトダイオード、フォトトランジスタ等の素子を含む光電変換デバイス領域３８が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド３９が光電変換デバイス領域３８に接続されて設けられている。

接続パッド３９の中央部を除くシリコン基板３７の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜４０が設けられ、接続パッド３９の中央部は絶縁膜４０に形成された開口部４１を介して露出されている。そして、光センサ３５の接続パッド３９は、金からなるボンディングワイヤ４２を介して、オーバーコート膜２３の第１の開口部２４を介して露出された配線２２の第１の接続パッド部に接続されている。

光センサ３５の周辺部およびボンディングワイヤ４２を含むオーバーコート膜２３の上面の所定の箇所にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる封止材４３が設けられている。この場合、光センサ３５の上面にスペーサ４４を介して配置された紫外線カット用のガラス板４５が封止材４３の上面側に固着されている。したがって、ガラス板４５は、紫外線をカットする機能のほかに、光センサ３５の光電変換デバイス領域３８を保護する封止材としての機能も有している。

ガラス板４５および封止材４３の外側にはレンズホルダ４６が配置されている。レンズホルダ４６には、ガラス板４５の上方に配置されたレンズ４７を支持する支持筒４８が回動可能に取り付けられている。ここで、チップ部品２７は、光センサ３５を含むレンズホルダ４６の周囲におけるオーバーコート膜２３の上面に配置されている。

以上のように、この光センサモジュールでは、光センサ３５の周辺駆動回路としての機能を有する半導体構成体５の周囲におけるベース板１の上面に絶縁層１８を設け、半導体構成体５および絶縁層１８上に配線２２を設け、配線２２を覆うオーバーコート膜２３上に光センサ３５を設けているので、半導体構成体５および光センサ３５を搭載するための回路基板を必要とせず、したがって、光センサモジュール全体を薄型化することができる。また、チップ部品２７を、光センサ３５を含むレンズホルダ４６の周囲におけるオーバーコート膜２３の上面に配置しているので、チップ部品２７を備えていても、モジュール全体が厚くならないようにすることができる。

ここで、限定する意味ではないが、各部材の厚さを例示すると、シリコン基板７の厚さは０．１〜０．２ｍｍ、柱状電極１６の高さは０.０８〜０．１５ｍｍで、半導体構成体５の厚さは０．２５〜０．３５ｍｍであり、最下面のオーバーコート膜４から最上層のオーバーコート膜２３までの厚さは０．６〜０．８ｍｍであり、このように最下面のオーバーコート膜４から最上層のオーバーコート膜２３までの厚さを１ｍｍ以下にすることができる。

（第２実施形態）
図２はこの発明の第２実施形態としての光センサモジュールの断面図を示す。この光センサモジュールにおいて、図１に示す場合と大きく異なる点は、光センサ３５およびレンズホルダ４６の部分を除く部分、つまり、ベース板１、半導体構成体５および絶縁層１８の部分の上下を逆とし、半導体構成体５と光センサ３５とを電気的に接続するための上下導通部５６を有する構造とした点である。この場合、図１に示す上面配線２、下面配線３およびスペーサ４４は設けられていない。

図２において、ベース板１の下面には半導体構成体５が接着層６を介して接着されている。半導体構成体５の周囲におけるベース板１の下面には絶縁層１８が設けられている。半導体構成体５および絶縁層１８の下面には絶縁膜１９を介して下地金属層２１を含む配線２２が設けられている。オーバーコート膜２３の下面にはチップ部品２７およびフレキシブル配線板２９が設けられている。

ベース板１の上面には銅等からなる下地金属層５１が設けられている。下地金属層５１の上面全体には銅からなる配線５２が設けられている。この場合、半導体構成体５上におけるベース板１の上面に設けられた下地金属層５１を含む配線５２はべたパターンからなるグラウンド層（ノイズシールド層）となっている。

配線５２を含むベース板１の上面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜５３が設けられている。配線５２の接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜５３には開口部５４が設けられている。そして、光センサ３５の接続パッド３９は、ボンディングワイヤ４２を介して、オーバーコート膜５３の開口部５４を介して露出された配線５２の接続パッド部に接続されている。

下地金属層５１を含む配線５２の一部と下地金属層２１を含む配線２２の一部とは、ベース板１、絶縁層１８および絶縁膜１９の所定の箇所に設けられた貫通孔５５の内壁面に設けられた銅等からなる下地金属層５６ａと銅層５６ｂとからなる上下導通部５６を介して接続されている。この場合、上下導通部５６内には、上下配線の電気的な導通を良くするために、銅ペースト、銀ペースト、導電性樹脂等からなる導電材５７が充填されているが、絶縁性樹脂が充填されていてもよく、また、空洞であってもよい。

なお、ガラス板４５の下面周辺部を除く部分には座ぐり加工により凹部４５ａが設けられている。そして、ガラス板４５の下面周辺部は光センサ３５の上面に配置されている。また、オーバーコート膜２３の下面には、チップ部品２７のほかに、ベアチップからなる半導体チップ５８が設けられている。すなわち、半導体チップ５８の接続パッド５９は、半田ボール６０を介して配線２２の接続パッド部に接続されている。

（第３実施形態）
図３はこの発明の第３実施形態としての光センサモジュールの断面図を示す。この光センサモジュールにおいて、図１に示す場合と大きく異なる点は、後述する構成の光センサ６１を配線２２の接続パッド部に半田ボール７７を介して接続し、チップ部品２７をベース板１上に配置して絶縁層１８内に埋め込み、チップ部品２７と配線２２とを電気的に接続するための上下導通部８４を有する構造とした点である。この場合、図１に示す上面配線２および下面配線３は設けられていない。この実施形態の場合には、光センサ６１は半田ボール７７により接続されるため、配線２２には金層を形成する必要がなく、全体が銅層のみでよい。

次に、光センサ６１の構成について説明する。光センサ６１はシリコン基板（半導体基板）６２を備えている。シリコン基板６２の上面中央部にはＣＣＤ（電荷結合素子）やフォトダイオード、フォトトランジスタ等の素子を含む光電変換デバイス領域６３が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド６４が光電変換デバイス領域６３に接続されて設けられている。

接続パッド６４の中央部を除くシリコン基板６２の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜６５が設けられ、接続パッド６４の中央部は絶縁膜６５に形成された開口部６６を介して露出されている。シリコン基板６２の下面およびその周囲にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる絶縁膜６７が設けられている。この場合、シリコン基板６２の周囲に設けられた絶縁膜６７の上面はシリコン基板６２の上面に設けられた絶縁膜６５の上面とほぼ面一となっている。

絶縁膜６５、６７の上面には銅等からなる下地金属層６８が設けられている。下地金属層６８の上面全体には銅からなる上面配線６９が設けられている。下地金属層６８を含む上面配線６９の一端部は、絶縁膜６５の開口部６６を介して接続パッド６４に接続されている。上面配線６９を含む絶縁膜６５、６７の上面には透明なエポキシ系樹脂等からなる透明接着層７０を介して紫外線カット用のガラス板７１が設けられている。

上面配線６９の接続パッド部に対応する部分における絶縁膜６７には開口部７２が設けられている。絶縁膜６７の下面には銅等からなる下地金属層７３が設けられている。下地金属層７３の下面全体には銅からなる下面配線７４が設けられている。下地金属層７３を含む下面配線７４の一端部は、絶縁膜６７の開口部７２を介して上面配線６９の接続パッド部に接続されている。下面配線７４を含む絶縁膜６７の下面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜７５が設けられている。

下面配線７４の接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜７５には開口部７７が設けられている。開口部７７内およびその下方には半田ボール（外部接続用電極）７７が下面配線７４の接続パッド部に接続されて設けられている。そして、光センサ６１は、その半田ボール７７が、オーバーコート膜２３の開口部２４を介して露出された配線２２の接続パッド部に接続されていることにより、オーバーコート膜２３上に搭載されている。

次に、チップ部品２７等について説明する。ベース板１の上面の所定の箇所には銅箔からなる一対の接続端子７８が設けられている。一対の接続端子７８下におけるベース板１に設けられた貫通孔内には銅ペースト、銀ペースト、導電性樹脂等からなる上下導通部７９が接続端子７８に接続されて設けられている。一対の接続端子７８の上面にはチップ部品２７の両側の電極が半田２８を介して接続されている。そして、半田２８を含むチップ部品２７は、絶縁層１８内に埋め込まれている。

ベース板１の下面には銅等からなる下地金属層８０が設けられている。下地金属層８０の下面全体には銅からなる配線８１が設けられている。下地金属層８０を含む配線８１の一端部は上下導通部７９に接続されている。配線８１を含むベース板１の下面全体にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜８２が設けられている。

下地金属層８０を含む配線８１と下地金属層２１を含む配線２２の一部とは、ベース板１、絶縁層１８および絶縁膜１９の所定の箇所に設けられた貫通孔８３の内壁面に設けられた銅等からなる下地金属層８４ａと銅層８４ｂとからなる上下導通部８４を介して接続されている。この場合も、上下導通部８４内には、上下配線の電気的な導通を良くするために、銅ペースト、銀ペースト、導電性樹脂等からなる導電材８５が充填されているが、絶縁性樹脂が充填されていてもよく、また、空洞であってもよい。

そして、この光センサモジュールでは、半導体構成体５の周囲におけるベース板１上に設けられた絶縁層１８内の上下導通部８４を除く部分はデッドスペースであるため、このデッドスペース内におけるベース板１上にチップ部品２７を設けると、スペースの有効利用を図ることができる。

（第４実施形態）
図４はこの発明の第４実施形態としての光センサモジュールの断面図を示す。この光センサモジュールにおいて、図１に示す場合と大きく異なる点は、ベース板１に半導体構成体５および光センサ３５を互いに離間させて配置した点である。この場合、図１に示す上面配線２、下面配線３およびオーバーコート膜４は設けられていない。

すなわち、ベース板１の上面の所定の箇所には半導体構成体５が接着層６を介して接着され、他の所定の箇所には光センサ３５が接着層３６を介して接着されている。この場合、半導体構成体５は、図１に示す柱状電極１６および封止膜１７を有せず、配線１５を含む保護膜１２の上面にオーバーコート膜８６が設けられた構造となっている。

そして、下地金属層２１を含む配線２２は、絶縁膜１９等に設けられた開口部２０を介して半導体構成体５の配線１５の接続パッド部（外部接続用電極）および光センサ３５の接続パッド３９に接続されている。ここで、絶縁層１８、絶縁膜１９およびオーバーコート膜２３は透明なエポキシ系樹脂等からなっている。また、ガラス板４５の下面周辺部を除く部分には座ぐり加工により凹部４５ａが設けられている。そして、ガラス板４５の下面周辺部はオーバーコート膜２３の上面に配置されている。

次に、代表として、図３に示す光センサモジュールの一部の製造方法の一例について説明するに、まず、半導体構成体５の製造方法の一例について説明する。この場合、まず、図５に示すように、ウエハ状態のシリコン基板（半導体基板）７上に集積回路８、アルミニウム系金属等からなる接続パッド９、酸化シリコン等からなる絶縁膜１０およびエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる保護膜１２が設けられ、接続パッド９の中央部が絶縁膜１０および保護膜１２に形成された開口部１１、１３を介して露出されたものを用意する。

次に、図６に示すように、両開口部１１、１３を介して露出された接続パッド９の上面を含む保護膜１２の上面全体に下地金属層１４を形成する。この場合、下地金属層１４は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタにより形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタにより形成されたチタン等の薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したものであってもよい。

次に、下地金属層１４の上面にメッキレジスト膜９１をパターン形成する。この場合、配線１５形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜９１には開口部９２が形成されている。次に、下地金属層１４をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜９１の開口部９２内の下地金属層１４の上面に配線１５を形成する。次に、メッキレジスト膜９１を剥離する。

次に、図７に示すように、配線１５を含む下地金属層１４の上面にメッキレジスト膜９３をパターン形成する。この場合、柱状電極１６形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜９３には開口部９４が形成されている。次に、下地金属層１４をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜９３の開口部９４内の配線１５の接続パッド部上面に柱状電極１６を形成する。次に、メッキレジスト膜９３を剥離し、次いで、配線１５をマスクとして下地金属層１４の不要な部分をエッチングして除去すると、図８に示すように、配線１５下にのみ下地金属層１４が残存される。

次に、図９に示すように、スクリーン印刷法、スピンコーティング法、ダイコート法等により、柱状電極１６および配線１５を含む保護膜１２の上面全体にエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる封止膜１７をその厚さが柱状電極１６の高さよりも厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極１６の上面は封止膜１７によって覆われている。

次に、封止膜１７および柱状電極１６の上面側を適宜に研磨し、図１０に示すように、柱状電極１６の上面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極１６の上面を含む封止膜１７の上面を平坦化する。ここで、柱状電極１６の上面側を適宜に研磨するのは、電解メッキにより形成される柱状電極１６の高さにばらつきがあるため、このばらつきを解消して、柱状電極１６の高さを均一にするためである。

次に、図１１に示すように、シリコン基板７の下面全体に接着層６を接着する。接着層６は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等のダイボンド材からなるものであり、加熱加圧により、半硬化した状態でシリコン基板７に固着する。次に、シリコン基板７に固着された接着層６をダイシングテープ（図示せず）に貼り付け、図１２に示すダイシング工程を経た後に、ダイシングテープから剥がすと、図３に示すように、シリコン基板７の下面に接着層６を有する半導体構成体５が複数個得られる。

次に、このようにして得られた半導体構成体５を用いて、図３に示す半導体構成体５を含む部分の製造方法の一例について説明する。まず、図１３に示すように、図３に示すベース板１を複数枚採取することができる大きさで、限定する意味ではないが、平面形状が方形状のベース板１を用意する。

この場合、ベース板１の上面の所定の箇所には銅箔からなる一対の接続端子７８が設けられ、一対の接続端子７８下におけるベース板１に設けられた貫通孔内には銅ペースト、銀ペースト、導電性樹脂等からなる上下導通部７９が接続端子７８に接続されて設けられている。

次に、ベース板１の上面の所定の複数箇所にそれぞれ半導体構成体５のシリコン基板７の下面に接着された接着層６を接着する。ここでの接着は、加熱加圧により、接着層６を本硬化させる。次に、一対の接続端子７８の上面にコンデンサや抵抗等からなるチップ部品２７の両側の電極を半田２８を介して接続し、これにより、チップ部品２７をベース板１の上面の所定の箇所に配置する。なお、チップ部品２７を配置した後に、半導体構成体５を配置するようにしてもよい。

次に、図１４に示すように、半導体構成体５の周囲における、チップ部品２７および半田２８を含むベース板１の上面に、スクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、絶縁層形成用層１８ａを形成する。絶縁層形成用層１８ａは、例えば、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは、このような熱硬化性樹脂中にシリカフィラーやガラス繊維等からなる補強材が混入されたものである。

次に、半導体構成体５および絶縁層形成用層１８ａの上面に絶縁膜形成用シート１９ａを配置する。絶縁膜形成用シート１９ａは、限定する意味ではないが、シート状のビルドアップ材が好ましく、このビルドアップ材としては、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂中にシリカフィラーを混入させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしたものがある。

なお、絶縁膜形成用シート１９ａとして、ガラス布にエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしてシート状となしたプリプレグ材、または、シリカフィラーが混入されない、半硬化状態の熱硬化性樹脂のみからなるシート状のものを用いるようにしてもよい。

次に、図１５に示すように、一対の加熱加圧板９５、９６を用いて上下から絶縁層形成用層１８ａおよび絶縁膜形成用シート１９ａを加熱加圧する。すると、半導体構成体５の周囲における、チップ部品２７および半田２８を含むベース板１の上面に絶縁層１８が形成され、半導体構成体５および絶縁層１８の上面に絶縁膜１９が形成される。この場合、絶縁膜１９の上面は、上側の加熱加圧板９５の下面によって押さえ付けられるため、平坦面となる。したがって、絶縁膜１９の上面を平坦化するための研磨工程は不要である。

次に、図１６に示すように、レーザビームを照射するレーザ加工により、柱状電極１６の上面中央部に対応する部分における絶縁膜１９に開口部２０を形成する。また、メカニカルドリルを用いて、絶縁膜１９、絶縁層１８およびベース板１の所定の箇所に貫通孔８３を形成する。次に、必要に応じて、開口部２０内および貫通孔８３内等に発生したエポキシスミア等をデスミア処理により除去する。

次に、図１７に示すように、開口部２０を介して露出された柱状電極１６の上面を含む絶縁膜１９の上面全体、上下導通部７９の下面を含むベース板１の下面全体および貫通孔８３の内壁面に、銅の無電解メッキにより、下地金属層２１、８０、８４ａを形成する。次に、下地金属層２１の上面にメッキレジスト膜９７をパターン形成し、また、下地金属層８０の下面にメッキレジスト膜９８をパターン形成する。この場合、配線２２形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜９７には開口部９９が形成されている。また、配線８１形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜９８には開口部１００が形成されている。

次に、下地金属層２１、８０、８４ａをメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜９７の開口部９９内の下地金属層２１の上面に配線２２を形成し、また、メッキレジスト膜９８の開口部１００内の下地金属層８０の下面に配線８１を形成し、さらに、貫通孔８３内の下地金属層８４ａの表面に銅層８４ｂを形成する。

次に、両メッキレジスト膜９７、９８を剥離し、次いで、配線２２、８１をマスクとして下地金属層２１、８０の不要な部分をエッチングして除去すると、図１８に示すように、配線２２下にのみ下地金属層２１が残存され、また、配線８１上にのみ下地金属層８０が残存される。また、この状態では、貫通孔８３内に下地金属層８４ａと銅層８４ｂとからなる上下導通部８４が形成されている。

次に、図１９に示すように、スクリーン印刷法等により、上下導通部８４内に銅ペースト、銀ペースト、導電性樹脂等からなる導電材８５を充填する。次に、必要に応じて、上下導通部８４内から突出された余分の導電材８５をバフ研磨等により除去する。次に、スクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、配線２２を含む絶縁膜１９の上面にソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜２３を形成する。この場合、配線２２の接続パッド部および外部接続端子に対応する部分におけるオーバーコート膜２３には開口部２４、２６が形成されている。また、配線８１を含むベース板１の下面全体にソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜８２を形成する。

次に、互いに隣接する半導体構成体５間において、オーバーコート膜２３、絶縁膜１９、絶縁層１８、ベース板１およびオーバーコート膜８２を切断すると、図３に示す半導体構成体５を含む部分が複数個得られる。

次に、図３に示す光センサ６１の製造方法の一例について説明する。まず、図２０に示すように、ウエハ状態のシリコン基板（半導体基板）６２上に光電変換デバイス領域６３、アルミニウム系金属等からなる接続パッド６４および酸化シリコン等からなる絶縁膜６５が設けられ、接続パッド６４の中央部が絶縁膜６５に形成された開口部６６を介して露出されたものを用意する。

次に、図２１に示すように、開口部６６を介して露出された接続パッド６４の上面を含む絶縁膜６５の上面全体に、銅の無電解メッキ等により、下地金属層６８を形成する。次に、下地金属層６８の上面にメッキレジスト膜１０１をパターン形成する。この場合、上面配線６９形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜１０１には開口部１０２が形成されている。

次に、下地金属層６８をメッキ電流路として銅の電解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜１０１の開口部１０２内の下地金属層６８の上面に上面配線６９を形成する。次に、メッキレジスト膜１０１を剥離し、次いで、上面配線６９をマスクとして下地金属層６８の不要な部分をエッチングして除去すると、図２２に示すように、上面配線６９下にのみ下地金属層６８が残存される。

次に、図２３に示すように、上面配線６９を含む絶縁膜６５の上面全体に透明なエポキシ系樹脂等からなる透明接着層７０を介してガラス板７１を接着する。次に、ウエハ状態のシリコン基板６２のうちの図３に示すシリコン基板６２に対応しない不要な部分およびその上の絶縁膜６５を、図２４に示すように、ダイシングやエッチング等により除去する。したがって、この状態では、シリコン基板６２の周囲に配置された下地金属層６８および透明接着層７０の下面は露出され、この露出面は絶縁膜６５の上面とほぼ面一となる。

次に、図２５に示すように、スクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、シリコン基板６２の周囲に配置された下地金属層６８および透明接着層７０を含むシリコン基板６２の下面にエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる絶縁膜６７を形成する。この場合、下地金属層６８を含む上面配線６９の接続パッド部に対応する部分における絶縁膜６７には開口部７２が形成されている。

次に、開口部７２を介して露出された下地金属層６８を含む上面配線６９の接続パッド部を含む絶縁膜６７の下面全体に、銅の無電解メッキ等により、下地金属層７３を形成する。次に、下地金属層７３の下面にメッキレジスト膜１０３をパターン形成する。この場合、下面配線７４形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜１０３には開口部１０４が形成されている。

次に、下地金属層７３をメッキ電流路として銅の電解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜１０３の開口部１０４内の下地金属層７３の下面に下面配線７４を形成する。次に、メッキレジスト膜１０３を剥離し、次いで、下面配線７４をマスクとして下地金属層７３の不要な部分をエッチングして除去すると、図２６に示すように、下面配線７４上にのみ下地金属層７３が残存される。

次に、図２７に示すように、スクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、下面配線７４を含む絶縁膜６７の下面にソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜７５を形成する。この場合、下面配線７４の接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜７５には開口部７６が形成されている。次に、開口部７６内およびその下方に半田ボール７７を下面配線７４の接続パッド部に接続させて形成する。

次に、図２８に示すように、互いに隣接するシリコン基板６２間において、ガラス板７１、透明接着層７０、絶縁膜６７およびオーバーコート膜７５を切断すると、図３に示す光センサ６１が複数個得られる。

なお、上記各実施形態において、光センサを半導体基板上に光電変換デバイス領域が形成されたものとして説明したが、光センサは絶縁基板上に半導体薄膜で光電変換素子を形成したものを用いてもよい。また、半導体構成体と光センサを接続する配線２２は１層のみの場合で説明したが、半導体構成体上に形成する配線は、間に絶縁膜を介在させて複数層設けるようにすることもできる。また、配線２２を覆うオーバーコート膜２３は、ソルダーレジストとしたが、ビルドアップ材等他の材料でもよく、さらに、スクリーン印刷やコーティング等により成膜するものではなく、予めシート状に形成したガラス繊維等が分散された絶縁樹脂シートを熱圧着等により接着してもよい。

この発明の第１実施形態としての光センサモジュールの断面図。 この発明の第２実施形態としての光センサモジュールの断面図。 この発明の第３実施形態としての光センサモジュールの断面図。 この発明の第４実施形態としての光センサモジュールの断面図。 図３に示す半導体構成体を含む部分の製造に際し、当初用意したものの断面図。 図５に続く工程の断面図。 図６に続く工程の断面図。 図７に続く工程の断面図。 図８に続く工程の断面図。 図９に続く工程の断面図。 図１０に続く工程の断面図。 図１１に続く工程の断面図。 図１２に続く工程の断面図。 この発明の第２実施形態としての光センサモジュールの断面図。 この発明の第３実施形態としての光センサモジュールの断面図。 図１５に示す光センサモジュールの製造に際し、所定の工程の断面図。 図１６に続く工程の断面図。 図１７に続く工程の断面図。 図１８に続く工程の断面図。 図１に示す光センサの製造に際し、当初用意したものの断面図。 図２０に続く工程の断面図。 図２１に続く工程の断面図。 図２２に続く工程の断面図。 図２３に続く工程の断面図。 図２４に続く工程の断面図。 図２５に続く工程の断面図。 図２６に続く工程の断面図。 図２７に続く工程の断面図。

符号の説明

１ ベース板
５ 半導体構成体
７ シリコン基板
８ 集積回路
１５ 配線
１６ 柱状電極
１８ 絶縁層
１９ 絶縁膜
２２ 配線
２３ オーバーコート膜
２７ チップ部品
２９ フレキシブル配線板
３５ 光センサ
３７ シリコン基板
３８ 光電変換デバイス領域
３９ 接続パッド
４５ ガラス板
４７ レンズ

Claims (10)

1. 上面に光電変換デバイス領域および該光電変換デバイス領域に接続された接続パッドが設けられた光センサと、上面部に、所定の機能の集積回路と当該集積回路に接続されている複数の外部接続用電極が少なくとも設けられているシリコン基板を備え、当該シリコン基板の上面には、前記外部接続用電極の上面と面一となるように設けられた封止膜、又はオーバーコート膜が設けられている半導体構成体と、前記半導体構成体の周囲に設けられた絶縁層と、前記半導体構成体上に設けられ、前記光センサの接続パッドと前記半導体構成体の外部接続用電極とを電気的に接続する配線とを具備することを特徴とする光センサモジュール。
2. 請求項１に記載の発明において、前記半導体構成体および前記絶縁層はベース板上に設けられ、前記配線は前記半導体構成体および前記絶縁層上の少なくとも一部に前記半導体構成体の外部接続用電極に接続されて設けられ、前記光センサは前記配線の接続パッド部を除く部分を覆うオーバーコート膜上に設けられていることを特徴とする光センサモジュール。
3. 請求項１に記載の発明において、前記半導体構成体および前記絶縁層はベース板下に設けられ、前記配線は前記ベース板上に設けられ、前記光センサは前記配線の接続パッド部を除く部分を覆うオーバーコート膜上に設けられ、前記配線は前記ベース板および前記絶縁層内に設けられた上下導通部および前記半導体構成体および前記絶縁層下に設けられた別の配線を介して前記半導体構成体の外部接続用電極に接続されていることを特徴とする光センサモジュール。
4. 請求項２または３に記載の発明において、前記光センサの接続パッドは、前記配線の接続パッド部にボンディングワイヤを介して接続されていることを特徴とする光センサモジュール。
5. 請求項２または３に記載の発明において、前記光センサはその下面にその接続パッドに電気的に接続された外部接続用電極を有し、該外部接続用電極は前記配線の接続パッド部に接続されていることを特徴とする光センサモジュール。
6. 請求項１に記載の発明において、前記半導体構成体および前記光センサはベース板上に互いに離間して設けられ、前記絶縁層は前記半導体構成体および前記光センサの周囲における前記ベース板上に設けられ、前記配線は前記半導体構成体、前記光センサおよび前記絶縁層上に設けられた絶縁膜上に前記半導体構成体の外部接続用電極および前記光センサの接続パッドに接続されて設けられていることを特徴とする光センサモジュール。
7. 請求項１に記載の発明において、前記半導体構成体は、前記外部接続用電極としての柱状電極を有するものであることを特徴とする光センサモジュール。
8. 請求項１に記載の発明において、前記絶縁層内にチップ部品が埋め込まれていることを特徴とする光センサモジュール。
9. 請求項１に記載の発明において、前記光センサの上面に紫外線カット用のガラス板が設けられていることを特徴とする光センサモジュール。
10. 請求項１に記載の発明において、前記光センサの上方にレンズが配置されていることを特徴とする光センサモジュール。

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