JP4100965B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板、半導体装置、撮像装置、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関し、特に、医療用のＸ線撮像装置や産業用の非破壊装置などのフレキシブル基板、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
【０００２】
なお、本明細書では、放射線の範ちゅうに、Ｘ線、α線、β線、γ線などの電磁波も含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】
従来、放射線撮像装置、特に医療を目的とするＸ線撮影装置ではＸ線動画が可能で画像品位が優れ、且つ、薄型で大面積入力範囲を有するＸ線撮像装置が求められている。また医療用のみならず、産業用非破壊検査機などにも薄型で安価な大面積のＸ線撮像装置が求められている。
【０００４】
このようなＸ線撮像装置としては、たとえば、ファイバープレートの厚みに段差をつけてＣＣＤセンサの非受光部が干渉しないように大面積化したＸ線撮像装置などがある。
【０００５】
図１４は、従来から知られているＸ線撮像装置の概略的断面図である。
【０００６】
図１４には、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータなどからなる蛍光体３と、蛍光体３によって変換された可視光を撮像素子１（基板）側へ導く光ファイバなどのファイバープレート２と、ファイバープレート２によって伝送された可視光を電気信号に変換する撮像素子１とを示している。
【０００７】
このＸ線撮像装置は、図示されていないが各撮像素子１を駆動して各撮像素子１からの電気信号の読み出しを制御する制御手段を隣接する撮像素子１間に設けるために、ファイバープレート２が撮像素子１に対して傾斜を設けて形成されている。
【０００８】
図１５は、図１４とは別の構成のＸ線撮像装置の従来技術の概略的斜視図である。なお、図１５において、図１４と同様の部分には、同一の符号を付している。
【０００９】
図１５のＸ線撮像装置では、ファイバープレート２の長さを変えて、たとえば３つの撮像素子１を一組として各組毎に段差を設けることによって、各撮像素子１に制御手段を設けられるようにしている。
【００１０】
但し、蛍光体の大きさによっては周辺に位置する撮像素子１に設けられている制御手段にはＸ線が入射する場合があるので、これを防止するために撮像素子の周辺には、鉛などのＸ線遮蔽部材を設ける必要がある。
【００１１】
しかし、図１４に示すＸ線撮像装置では、ファイバープレート２を斜めに切断する加工が困難なこと、加えてロット当りの取り個数が少なくなるので価格が高くなる。また、傾斜を設けると、ファイバープレート２の各ファイバで光の伝送効率が悪くなりセンサの感度が低下する。
【００１２】
さらに、図示したものは２×２ブロックのファイバープレート２を貼り合わせたもので、現有するファイバープレート２を使用すると１００×１００ｍｍ程度の大きさが限界である。
【００１３】
しかるにファイバの傾斜を変えて３×３等にすると、各撮像素子内の画素のうち、中央に配置しているファイバープレートよりも、周辺に配置しているファイバープレートの方が光の透過率が劣り、各撮像素子から出力される信号にムラが生じる。
【００１４】
一方、図１５に示したＸ線撮像装置では、Ｘ線撮像装置が大型化したり、鉛などのＸ線遮蔽部材を備えたりすることで重量化する。また、各段差部分と撮像素子との位置合わせ精度が厳しいため、製造工数が多くなり、且つ高精度な位置合わせ装置が必要になる。
【００１５】
図１６は、Ｘ線撮像装置の感度を低下させずに、大型化、重量化、高コスト化の問題に適し、製造工程での作業性に優れた従来技術のＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【００１６】
図１６には、Ｘ線を可視光等の検知可能な波長の光に変換するシンチレータとしての蛍光体（波長変換手段）３と、蛍光体３によって変換された光を撮像素子１側へ導くと共に蛍光体３で変換しきれなかったＸ線を遮蔽する遮蔽材を含む複数の光ファイバからなるファイバープレート２と、隣接するファイバープレート２を接着する接着材７と、ファイバープレート２と撮像素子１とを接着する透明接着材６と、光を電気信号に変換する撮像素子１と、撮像素子１からの電気信号を外部に出力するフレキシブル基板４と、フレキシブル基板４と撮像素子１とを電気的に接続するバンプ５と、フレキシブル基板４が接続される電荷読み出し手段であるプリント基板１２と、蛍光体３を保護するアルミニウムなどからなる保護シート８と、撮像素子１を搭載するベース基板１０と、ベース基板１０を保持するためのベース筐体１１と、ベース筐体１１に備えられた筐体カバー９と、撮像素子１とファイバープレート２との間に設けられた一定間隔を保持するためのスペーサ１３と、撮像素子１を外気から遮断する封止樹脂１５とを示している。
【００１７】
本構成で示すＸ線撮像装置は、制御回路を各撮像素子１の画素間に配置したことで上記問題を解決している。
【００１８】
また、プリント基板１２と撮像素子１とを電気的に接続させるために、フレキシブル基板４を曲げて複数の隣接する撮像素子１間を通して接続させている。
【００１９】
なお、図１６に示すＸ線撮像装置は、複数のファイバープレート２が接着材７で接着されたファイバープレートと、複数の撮像素子１とを透明接着材６によって貼り合わせることによって製造する。
【００２０】
或いは、図１７に示すように、撮像素子１又はファイバープレート２の大きさなどを基準にしたＸ線撮像装置ユニットを複数貼り合わせることによって製造してもよい。
【００２１】
図１８は、図１６の領域Ｙを拡大した模式的断面図である。図１８において、４０１はインナーリード、４０２はフィルムとしてのベースフィルム、４０３はカバーフィルム、１０５は撮像素子１の端部とインナーリード４０１とのショートの防止及び撮像素子１の端部欠損を防止するポリイミド樹脂層などの有機絶縁層である。フレキシブル基板４はインナーリード４０１、ベースフィルム４０２及びカバーフィルム４０３である。
【００２２】
ここで、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を用いて、図１８に示すバンプ５とフレキシブル基板４との従来の接続方法について説明する。
【００２３】
図１９は、図１８に示すバンプ５とフレキシブル基板４との接続工程を示した模式的断面図である。
【００２４】
はじめに、有機絶縁層１０５を２５μｍの厚さとなるように形成する。つぎに、バンプ５とフレキシブル基板４との電気的接続を行うために、撮像素子１に、スタッドバンプ方式やメッキなどによりバンプ５を形成する。
【００２５】
そして、バンプ５とインナーリード４０１とを、たとえば超音波により金属間接合する。ここで、フレキシブル基板の総厚は、５０μｍ程度としている。
【００２６】
つぎに、撮像素子１を保持台１７，１８によって保持した状態で、治具１９を保持台１７，１８の方向に或いは、保持台１７、１８を治具１９の方向に移動させる。こうして、撮像素子１の端部に沿う様にインナーリード４０１を図面下側に向けて曲げる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、フレキシブル基板４を構成するベースフィルム４０２が外部接続端子であるバンプ５の撮像素子１（基板）からの厚みよりも厚く形成されているために、基板上までベースフィルム４０２を配することができなかった。従って、曲げた際にインナーリード４０１が基板に接してショートすることを防ぐために別途有機絶縁層１０５を設ける必要があり面倒であった。
【００２８】
また、フレキシブル基板４を曲げるうえで、ベースフィルム４０２とバンプ５との位置関係が良好となるように位置合わせする必要があった。
【００２９】
図２０は、ベースフィルム４０２とバンプ５との位置関係が良好に位置合わせされて形成されたフレキシブル基板の模式的断面図である。
【００３０】
図２１（ａ），図２１（ｂ）は、それぞれベースフィルム４０２とバンプ５との位置合わせが良好でない場合を示したフレキシブル基板４の模式的断面図である。
【００３１】
図２１（ａ）に示すように、バンプ５に対してインナーリード４０１が所要の位置よりも基板１から離れて接する場合、インナーリード４０１が基板１と接してショートする或いは、基板１の端部で断線する恐れがある。
【００３２】
一方、図２１（ｂ）に示すように、バンプ５に対してインナーリード４０１が所要の位置よりも基板１側で接する場合、ベースフィルム４０２が押し上げられてインナーリード４０１に引っ張り力が生じて、最悪の場合には、インナーリード４０１が断線する場合がある。
【００３３】
また、図１６において、ファイバープレート２から射出される光は拡散光であるからファイバープレート２と撮像素子１とのギャップが狭ければ狭いほど光は拡散せず高品位、高解像度のセンサが実現できる。従って、インナーリード４０１は薄ければ薄いほどよいが、位置合わせが良好でない場合はさらに断線しやすかった。
【００３４】
そこで、本発明は、別途有機絶縁層を設けるという面倒な作業を行うことなく、高品位、高解像度の撮像装置或いは放射線撮像装置等を提供することを課題とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、表面と側面とを有するシリコン基板からなり、前記表面に半導体素子と電気的に接続された外部接続端子を有する基板と、インナーリード及び前記インナーリードの少なくとも一部を覆うベースフィルムを有するフレキシブル基板と、を有する半導体装置の製造方法において、前記ベースフィルムの端と前記基板とを位置合わせする工程と、前記位置合わせをした状態で接着剤を用いて前記ベースフィルムと前記基板の側面とを接着する工程と、前記ベースフィルムと前記基板の側面とを接着させた後に、前記インナーリードを曲げて前記インナーリードを前記外部接続端子に接続させる工程と、を含む。
【００３６】
また、本発明の半導体装置は、上記フレキシブル基板と、前記外部接続端子が形成された基板と、を有し、前記ベースフィルムのうち少なくとも前記基板上に配されている領域は前記外部接続端子よりも薄いことを特徴とする半導体装置。
【００３７】
また、本発明の半導体装置は、上記フレキシブル基板と、前記外部接続端子が形成された基板と、を有し、前記基板の外部接続端子の外側の角が面取りされていることを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明の撮像装置は、上記フレキシブル基板と、前記外部接続端子が形成された基板とを有し、前記基板が光電変換基板であることを特徴とする。
【００３９】
さらにまた、本発明の撮像システムは、上記撮像装置が複数貼り合わされていることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明の放射線撮像装置は、上記撮像装置と、シンチレータとを備えることを特徴とする。
【００４１】
さらに、本発明の放射線撮像システムは、上記放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段とを具備することを特徴とする。
【００４２】
さらにまた、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子及び外部接続端子が同一面に形成された基板と、インナーリード及び前記インナーリードの前記基板側を覆うフィルムで構成されたフレキシブル基板とを有する半導体装置の製造方法において、前記フィルムの先端と前記基板とを位置合わせする工程と、前記位置合わせをした状態で接着剤を用いて当該フィルムと前記基板の側壁とを接着する工程と、前記フィルムと前記基板の側面とを接着させた後に前記インナーリードを曲げて当該インナーリードを前記外部接続端子に接続させる工程とを含むことを特徴とする。
【００４３】
またさらに、本発明の半導体装置は、基板と、基板上に形成された外部接続端子に一端が接続されたフレキシブル基板と、を有する半導体装置において、前記基板の外部接続端子の外側の角が面取りされていることを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１のフレキシブル基板を搭載した半導体装置の模式的断面図である。
【００４６】
図１において、１は基板、４はインナーリード４０１及びフィルムとしてのベースフィルム４０２及びカバーフィルム４０３で構成されるフレキシブル基板、５は外部接続端子としてのバンプである。
【００４７】
図１のフレキシブル基板４は、基板１上に形成されたバンプ５に一端が接続されていて、ベースフィルム４０２のうち基板１上に配されるベースフィルム４０２をバンプ５のよりも薄くしている。
【００４８】
まず、図１に示すフレキシブル基板のベースフィルム４０２の基板１側の先端を、基板１に向かって段階的に薄くする具体的な方法について説明する。
【００４９】
はじめに、ベースフィルム４０２となるポリイミドフィルム上に銅薄膜をスパッタ法により成膜する。つぎに、ホトレジストをポリイミドフィルムの両面に塗布し所望パターンを露光現像により得る。
【００５０】
このとき銅箔面には電気配線パターン、非銅箔面にはポリイミドフィルム形状パターンを形成する。そして、めっき法により銅を必要なパターン部のみにめっき形成する。
【００５１】
つぎに、エッチングによりポリイミドフィルムに穴を形成する。このときのエッチングを一度ハーフエッチングの段階で止める。そして、エッチングされた領域のうち段差形状として残したい領域にホトレジストを塗布して所望パターンを露光現象によって得る。
【００５２】
そして、再度ポリイミドフィルムをエッチングをすることで、段差形状のベースフィルム４０２が得られる。最後にレジストを除去し、銅のフラッシュエッチングによりパターンを電気的に分離した後金めっきでフレキシブル基板とする。
【００５３】
本実施形態では、基板１上に配されるフィルム領域を薄くすることで、基板１上にベースフィルム４０２を配することが可能となった。従って図１８に示す有機絶縁層１０５は不要となり、製造するうえでの工程数が削減できる。
【００５４】
なお、本明細書において、基板上に配するとは必ずしも基板１とベースフィルム４０２が接している必要はない。たとえば、ベースフィルム４０２が空間或いは別の材料を介して基板上に形成されていても配すると表する。
【００５５】
さらには、バンプ５よりもベースフィルム４０２が薄いため、基板１の端部でベースフィルム４０２を曲げてもインナーリード４０１は押し上げられない。このためインナーリード４０１は引っ張り力が生じず断線しにくい。
【００５６】
なお、ベースフィルム４０２は、たとえばポリイミドフィルムを材料としている。カバーフィルム４０３は、たとえばウレタンやポリイミドを材料としている。なお、これらの材料は、上記例に限定されるものでなく、曲げやすい柔らかい材料であればよい。
【００５７】
また、基板１は、光を信号電荷に変換する撮像素子を有する光電変換基板であってもよい。その際は図示されていないが垂直シフトレジスタ、水平シフトレジスタを有し、基板の材質としてはシリコン基板或いはアモルファスシリコン基板であって、表面は二次元に配された複数の画素と、その上部にはシリコン酸化膜等を利用した層間絶縁層、アルミ等を利用した金属配線、窒化膜及び／又はポリイミド等を利用した保護層等から構成される。なお、画素はフォトダイオード及びＭＯＳトランジスタ等で構成される。
【００５８】
また、本発明のフレキシブル基板は基板上に形成されたバンプ５に接続させてもよいし、或いは、予めフレキシブル基板にバンプ５を形成した後に基板と接続させてもよい。
【００５９】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２のフレキシブル基板を搭載した半導体装置の模式的断面図である。
【００６０】
図２に示すフレキシブル基板４は、ベースフィルム４０２が基板上に配されるフィルム領域だけではなくベースフィルム４０２全体がバンプ５の厚さよりも薄い点で実施形態１と異なる。
【００６１】
具体的には１２μｍ程度のベースフィルム４０２にめっき法により１８μｍ程度の厚さのインナーリード４０１を形成している。ちなみに、カバーフィルムは１０μｍ程度の厚さになるように印刷法で形成している。
【００６２】
また、インナーリード４０１はめっき法によって形成することによりベースフィルム４０２とインナーリード４０１間に接着材層が必要なくなりフレキシブル基板そのものを薄くすることができる。
【００６３】
なお、従来はめっき法を利用していなかったためにベースフィルム或いはインナーリードを薄くすることが困難であった。
【００６４】
以上説明したとおり、本実施形態のフレキシブル基板４によって、基板１上にベースフィルム４０２を配することが可能となる。従って図１８に示す有機絶縁層１０５は不要となり、製造するうえでの工程数が削減できる。
【００６５】
さらには、バンプ５よりもベースフィルム４０２が薄いため、基板１の端部でベースフィルム４０２を曲げてもインナーリード４０１は押し上げられない。このためインナーリード４０１は引っ張り力が生じず断線しにくい。
【００６６】
また、ベースフィルム４０２全体を薄くすることで、たとえば図１６に示すように隣接する複数の基板（撮像素子１）間或いは、撮像装置間をフレキシブル基板４が配する場合、隣接する基板間或いは、撮像装置間の間隔をより狭めることが可能となり、高品位、高解像度の撮像装置或いは放射線撮像装置が提供できる。
【００６７】
また、本発明のフレキシブル基板は基板上に形成されたバンプ５に接続させてもよいし、或いは、予めフレキシブル基板にバンプ５を形成した後に基板と接続させてもよい。
【００６８】
（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３のフレキシブル基板を搭載した半導体装置の模式的断面図である。
【００６９】
図４は、本発明の実施形態３のフレキシブル基板の形成方法を示した模式的断面図である。
【００７０】
図４において、４１０はベースフィルム４０２となるポリイミドフィルム、４１１は銅薄膜、４１２はホトレジスト、４１３はパターン銅めっき、４１４はポリイミドフィルム形状パターン、θはテーパー角である。
【００７１】
なお、図３，図４において、図１等に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００７２】
図３に示すフレキシブル基板４は、ベースフィルム４０２の基板側の先端が細くなるような傾斜形状である。
【００７３】
傾斜形状とは、たとえば図３に示されるようにベースフィルム４０２の基板１側の先端が基板１側に向かって薄く形成されたテーパー形状等である。なお、図３には、ベースフィルム４０２の基板１側が傾斜している様子を図示しているが、ベースフィルム４０２のインナーリード４０１側が傾斜していてもよい。
【００７４】
本実施形態においても、実施形態１及び２と同様に、基板１上にバンプ５の厚さよりも薄いベースフィルム４０３のフィルム領域を配することが可能となった。従って図１８に示す有機絶縁層１０５は不要となり、製造するうえでの工程数が削減できる。
【００７５】
さらには、バンプ５よりもベースフィルム４０２が薄いので基板１の端部でベースフィルム４０２を曲げてもインナーリード４０１は押し上げられないので引っ張り力が生じず、インナーリード４０１は断線しにくい。
【００７６】
ここで、本実施形態のフレキシブル基板４の形成方法の一例として、ベースフィルム４０２の基板側の先端がテーパー形状であるフレキシブル基板を例に説明する。
【００７７】
まずベースフィルム４０２となるポリイミドフィルム４１０を用意する（図４（ａ））。
【００７８】
つぎに、ポリイミドフィルム４１０上に、銅薄膜４１１をスパッタ法により成膜する（図４（ｂ））。
【００７９】
さらに、ホトレジスト４１２をポリイミドフィルム４１０の両面一意に銅薄膜４１１を介して塗布する（図４（ｃ））。
【００８０】
こうして、所望パターンを露光現像により得る（図４（ｄ））。
【００８１】
このとき銅薄膜面には電気配線パターン、非銅薄膜面にはポリイミドフィルム形状パターン４１４が形成される（図４（ｅ））。
【００８２】
つぎにエッチングによりポリイミドフィルム４１０に穴を形成する。このときサイドエッチングによりポリイミドフィルム４１０の断面がテーパー形状となるようにエッチングする（図４（ｆ））。
【００８３】
そしてホトレジスト４１２及びポリイミドフィルム形状パターン４１４を除去する（図４（ｇ））。
【００８４】
銅のフラッシュエッチングによりパターンを電気的に分離した後に金めっきでフレキシブル基板を完成させる（図４（ｈ））。
【００８５】
以上説明したフレキシブル基板４の形成方法は、パターニング前にポリイミドフィルム４１０に穴を形成する方法に比べて配線パターニングが先なのでポリイイミドフイルム４１０が薄くてもパターンの形成が可能である。
【００８６】
また、穴加工をエッチングにて行うことで断面がテーパー形状にできる。さらには、穴と配線パターンの位置精度が出しやすい。
【００８７】
なお、テーパー角θは、バンプ５の厚さまでの傾斜形状を有しているベースフィルム４０２の領域が長い方が、基板１の端部と傾斜形状を有するベースフィルム４０２とのアライメントマージンが広がるので好適である。
【００８８】
本実施形態では、テーパー角θを約１８°としている。バンプ５の厚さを２０μｍとすれば、バンプ５の厚さまでの傾斜形状を有する領域は６０μｍであって、アライメントマージンは±３０μｍとなり特殊な装置がなくても位置合せが可能となる。
【００８９】
テーパー角θを制御する方法としては、たとえば、ポリイミドフィルム４１０とホトレジストとしてのポリイミドフィルム形状パターン４１４との界面に進入するエッチング液のスピードで制御する。なお、テーパー角θを制御する方法は上記方法に限定されない。
【００９０】
たとえば、ポリイミドフィルム４１０とホトレジストの密着度合いを制御することで界面へのエッチング液の進入度合いを変更することテーパー角θを制御できる。
【００９１】
一例としては、ホトレジストに配合する密着強化剤の量を変更したり、ホトレジストのベーク温度を変更したりするなどである。たとえば、ベーク温度をさげることにより密着力が低下するのでテーパー角θは緩やかにできる。
【００９２】
さらに、穴をあけたポリイミドフィルムに銅薄膜を接着剤にて貼り合せていた従来のフレキシブル基板に比べて、本実施形態の形成方法では接着剤を用いないので薄型化、柔軟性の面で好適である。
【００９３】
また、本発明のフレキシブル基板は基板上に形成されたバンプ５に接続させてもよいし、或いは、予めフレキシブル基板にバンプ５を形成した後に基板と接続させてもよい。
【００９４】
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４の半導体装置の模式的断面図である。
【００９５】
図５に示す半導体装置は、基板１の外部接続端子の外側の角を面取りしている。
【００９６】
このようにすると、基板１の端部でベースフィルム４０２を曲げて基板１の側面に沿ってフレキシブル基板４を配しても、インナーリード４０１は押し上げられないので引っ張り力が生じず、インナーリード４０１が断線しにくい半導体装置となる。
【００９７】
なお、本実施形態においてフレキシブル基板４のベースフィルム４０２の厚さは、バンプ５より厚くてもよいが、ベースフィルム４０２全体をバンプ５よりも薄くすることで、たとえば図１６に示すように隣接する複数の基板（撮像素子１）間或いは、撮像装置間をフレキシブル基板４が配する場合、隣接する基板間或いは、撮像装置間の間隔をより狭めることが可能となり、高品位、高解像度の撮像装置或いは放射線撮像装置が提供できる。
【００９８】
（実施形態５）
図６は、本発明の実施形態５の半導体装置の製造方法を示した模式的断面図である。
【００９９】
図７は、曲げたフレキシブル基板４と基板１の側面とを接着させる工程をした模式的断面図である。
【０１００】
図６において４０５は接着剤としての熱紫外線硬化型樹脂である。図７において４０６は紫外線源である。なお、図６，図７において図１等に示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【０１０１】
図６は、ベースフィルム４０２のバンプ５側の先端と基板１の光入射側とを位置合わせした状態で、撮像素子１の側面に熱紫外線硬化型樹脂４０５によってベースフィルム４０２を接続してからインナーリード４０１を曲げてバンプ５に接続した様子を示している。
【０１０２】
具体的には、本発明の半導体装置の製造方法は、ベースフィルム４０２のバンプ５に近い方の先端と基板１とを位置合わせする工程と、位置合わせした状態で熱紫外線硬化型樹脂４０５を用いてベースフィルム４０２と基板１の側壁端部とを接着させる工程と、接着させた後にインナーリード４０１を曲げてバンプ５に接続させる工程とを含む。
【０１０３】
こうすると、ベースフィルム４０２を予め位置合せできているので、インナーリード４０１と基板１とがショートすることがながなく、図１８に示す有機絶縁層１０５は必要ない。また、インナーリード４０１が断線することもない。
【０１０４】
つぎに、基板１とベースフィルム４０２との接着工程について図７を用いて具体的に説明する。
【０１０５】
まず基板１の裏面側から、熱紫外線硬化型樹脂４０５をフレキシブル基板４と基板１との隙間に塗布し、それから熱紫外線硬化型樹脂４０５に紫外線源４０６から紫外線を照射すると共に加熱して、フレキシブル基板４と基板１の側面とを接着させる。
【０１０６】
なお、接着剤を紫外線照射するだけで硬化するものにすると、フレキシブル基板４と基板１との隙間には、紫外線が到達しにくく、未硬化接着剤が基板１に悪影響を及ぼす可能性があることや隙間の接着剤を硬化させるまでが面倒であるので、上記のように、硬化には熱紫外線効果型樹脂の接着剤を用いることが望ましい。
【０１０７】
また、接着剤としては厚みが予め決まっている接着剤シート等を用いてもよい。
【０１０８】
（実施形態６）
図８は、本発明の実施形態６の放射線撮像装置の模式的断面図である。
【０１０９】
図８に示す放射線撮像装置は、実施形態１〜３で説明したフレキシブル基板のいずれかを搭載している。
【０１１０】
図８において、３は放射線としてたとえばＸ線を可視光等の検知可能な波長の光に変換するシンチレータとしての蛍光体（波長変換手段）、１０１は光を電気信号に変換する撮像素子１００を有する光電変換基板、２は蛍光体３によって変換された光を撮像素子１００側へ導くと共に蛍光体３で変換しきれなかったＸ線を遮蔽する遮蔽材を含む複数の光ファイバからなるファイバープレート、７は隣接するファイバープレート２を接着する接着材７、６はファイバープレート２と光電変換基板１０１とを接着する透明接着材、４は撮像素子１００からの電気信号を外部に出力するフレキシブル基板であって複数の光電変換基板１０１間を配してプリント基板１２と電気的に接続されている。５はフレキシブル基板４と撮像素子１００とを電気的に接続する外部接続端子としてのバンプ、１２はフレキシブル基板４が接続される電荷読み出し手段であるプリント基板、８は蛍光体３を保護するアルミニウムなどからなる保護シート、１０は光電変換基板１０１を搭載するベース基板、１１はベース基板１０を保持するためのベース筐体、９はベース筐体１１に備えられた筐体カバー、１３は光電変換基板１０１とファイバープレート２との間に設けられた一定間隔を保持するためのスペーサ１３、１５は光電変換基板１０１を外気から遮断する封止樹脂である。
【０１１１】
また、光電変換基板１０１とは、光を信号電荷に変換する撮像素子１００を有する基板である。従って、図示していないが垂直シフトレジスタ、水平シフトレジスタを有し、基板の材質としてはシリコン基板或いはアモルファスシリコン基板であって、表面は二次元に配された複数の画素と、その上部にはシリコン酸化膜等を利用した層間絶縁層、アルミ等を利用した金属配線、窒化膜及び／又はポリイミド等を利用した保護層等を備えている。なお、画素はフォトダイオード及びＭＯＳトランジスタ等で構成している。
【０１１２】
なお、本実施形態では放射線撮像装置について説明しているが、蛍光体３或いは蛍光体３とファイバープレート２がない構成の撮像装置であってもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では複数の光電変換基板１０１を貼り合せた放射線撮像装置を示しているが光電変換基板１０１を１つのみ有する放射線撮像装置であってもよい。その際は、フレキシブル基板を曲げて形成することで光の入射面積に対し小さな断面積を有する放射線撮像装置が形成できる。
【０１１４】
又は、蛍光体３或いは蛍光体３とファイバープレート２がない構成であって、光電変換基板１０１を１つ有する撮像装置であってもよい。その際は、フレキシブル基板を曲げて形成することで光の入射方向に対して小型化された撮像装置が形成できる。
【０１１５】
ここで、図８を用いて本発明の放射線撮像装置としてのＸ線撮像装置の動作について説明する。蛍光体３側に図示しないＸ線源を設置し、さらに、Ｘ線源とＸ線撮像装置との間に被写体を位置させた状態で、Ｘ線源からＸ線を照射すると、そのＸ線は被写体に曝射される。
【０１１６】
すると、Ｘ線は被写体を透過するときに強度差を有するレントゲン情報を含んでＸ線撮像装置側に送られる。
【０１１７】
Ｘ線撮像装置側では、到達したＸ線のほとんどが蛍光体３において、Ｘ線の強度に応じた可視光等の光に変換される。変換されることで得られた光は、ファイバープレート２を通じて光電変換基板１０１へ伝送される。
【０１１８】
このとき、ファイバープレート２と光電変換基板１０１とが透明接着材６によって接着されているため、光は透明接着材６を通過するときに減衰することなく撮像素子１００に入射される。
【０１１９】
一方、Ｘ線撮像装置側へ到達したＸ線のうち、蛍光体３で変換しきれなかったＸ線や、蛍光体３へ入射しないＸ線は、撮像素子１００で検知できる波長に変換されないまま、撮像素子１００側へ進行する。
【０１２０】
このようなＸ線は、ファイバープレート２に含まれる遮蔽材によって遮蔽され、撮像素子１００やプリント基板１２へ入射しない。
【０１２１】
また、光は、接着材７にも入射される。接着材７に入射した光は、吸収又は反射等されて光の透過率が小さくなる。この光が撮像素子１００の画素上に入射されるとライン欠陥になるが、上述したように、ファイバープレート２の大きさと光電変換基板１０１との大きさを同じにして、これらを位置合わせすると接着材７からの光が撮像素子１００の画素に影響を与えにくい構成とすることができる。
【０１２２】
撮像素子１００では、入射された光を、光の強度に応じた電気信号に変換する。この電気信号は、図示しない読み出し回路の指示に応じて、バンプ５を介してフレキシブル基板４に読み出される。フレキシブル基板４に読み出された電気信号は、図示しない外部回路基板に送られ、Ａ／Ｄ変換された後に画像処理がされる。
【０１２３】
ここで、図９、図１０及び図１１を用いて本発明の放射線撮像装置の製造工程について説明する。
【０１２４】
図９は、本発明の実施形態６の放射線撮像装置の製造工程において、本発明のフレキシブル基板が搭載された光電変換基板１０１とベース基板との接着工程を示した模式的断面図である。
【０１２５】
図１０は、本発明の実施形態６の放射線撮像装置の製造工程において、本発明のフレキシブル基板が搭載された光電変換基板１０１とファイバープレートとの貼り合わせ工程を示した図である。
【０１２６】
図１１は、実施形態６の放射線撮像装置の製造工程において、本発明のフレキシブル基板が搭載された光電変換基板１０１とファイバープレートとの貼り合わせ工程を示した図である。
【０１２７】
それぞれの工程について説明する。まず、フレキシブル基板４を備えた複数の光電変換基板１０１を、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及びθ（回転）方向に可動するアライメントヘッド及びアライメントカメラを用いて位置合わせしながらステージ上に載置する。このとき、各光電変換基板１０１は、ステージに形成されている孔からバキューム装置などで吸引されることによってステージ上に固定される（図９（ａ））。
【０１２８】
この状態で、各光撮像素子１００が所要の動作を行うかどうかの検査を行う。この検査では、検査治具を用いて、たとえば静電気などによって各撮像素子１００が破壊されているかどうかなどを調べる（図９（ｂ））。
【０１２９】
そして、検査の結果、撮像素子１００に欠陥が発見されれば、その光電変換基板１０１の下方のバキューム装置をオフして、アライメントヘッドを用いて交換する（図９（ｃ））。
【０１３０】
つづいて、光電変換基板１０１上に、紫外線硬化型又はシリコン樹脂などの接着材を塗布する（図９（ｄ））。
【０１３１】
そして、ベース基板１０に設けられた長孔にフレキシブル基板４を挿入し、それから光電変換基板１０１とベース基板１０とを密着させた後に紫外線を照射及び／又は加圧することによって接着させる（図９（ｅ））。
【０１３２】
なお、図９（ｅ）に示すように、ファイバープレート２の大きさと光電変換基板１０１との大きさを同じにして、これらを位置合わせするとよい。また、ここでは、ベース基板１０には、光電変換１０１との間における熱膨張率などを考量して、ガラス又はパーマアロイ（鉄＋ニッケル）合金を用いている。
【０１３３】
そして、光電変換基板１０１とベース基板１０とを接着した後に、バキューム装置をオフにして、ステージなどの治具から光電変換基板１０１及びベース基板１０を取り外す（図９（ｆ））。
【０１３４】
つぎに図１０（ａ）から図１０（ｄ）を用いて、光電変換基板とファイバープレートとの貼り合わせ工程ついて説明する。まずベース基板１０と接着した各光電変換基板１０１上に、各光電変換基板１０１とファイバープレート２との間隔を保持できるように、スペーサ１３を配置する（図１０（ａ））。
【０１３５】
なお、スペーサ１３は球でも円柱形状でもよい。つぎに、シール材及び目地うめ接着材を、基板１上に塗布する（図１０（ｂ））。
【０１３６】
目地うめ接着材は光電変換基板１０１間の隙間を埋めるるために充填されるものである。シール材は、図１０（ｂ）に示すように一部が開口されており、後述するように、ここから真空注入の方式を用いて透明接着材６を充填する。注入する際、真空リークの原因とならぬように目地うめ接着材を光電変換基板１０１間の隙間に充填している。それから、スペーサ１３上に、ファイバープレート２を貼り合わせる（図１０（ｃ））。
【０１３７】
さらにファイバープレート２を相互に接着する接着材７が、各光電変換基板１０１間の隙間若しくは各画素間の直上に配置されるように行うとより好ましい。加圧、加熱プレスにより光電変換基板１０１とファイバープレートの間隔を均一にし、シール材を硬化させる。そして、真空チャンバー内で、ファイバープレートと各光電変換基板１０１との隙間を真空状態にしたところで、透明接着材６を溜めたボートに開口部分をつけ真空状態を大気圧に戻すことで、透明接着材６が隙間に充填される。その後、開口部分を封止する（図１０（ｄ））。
【０１３８】
それから、ファイバープレート２とベース基板１０との間に封止樹脂１５を塗布して、光電変換基板１０１を外気と遮断できるようにしている。
【０１３９】
さらに、たとえばシート上の蛍光体３をファイバープレート２上に貼りつけることによって、Ｘ線撮像装置が形成される。
【０１４０】
なお、蛍光体３はファイバープレート上に蒸着する手法や粉末状の蛍光体を結合材に混合させて塗布することによって設けることもできるが、この場合、図１０（ｃ）を用いて説明した工程の前に、ファイバープレート上に蛍光体３を設けておく。
【０１４１】
また、複数のＸ線撮像ユニットからＸ線撮像装置を製造する場合について図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すような工程によって光電変換基板１０１及びベース基板１０とファイバープレートとを貼り合わせればよい。
【０１４２】
すなわち、ファイバープレート２を、光電変換基板１０１の面積に合わせて研磨し、且つ光入出射面も両面研磨して平坦化する。そして、ベース基板１０と接着した各光電変換基板１０１上に、各光電変換基板１０１とファイバープレート２との間隔を保持できるように、球や円柱形状などのスペーサ１３を配置する（図１１（ａ））。
【０１４３】
つぎに、シール材１４を、光電変換基板１０１上に塗布する（図１１（ｂ））。
【０１４４】
シール材は、図１１（ｂ）に示すように一部が開口されており、後述するように、ここから真空注入の方式を用いて透明接着材６を充填する。注入する際、真空リークの原因とならぬように目地うめ接着材を光電変換基板１０１間の隙間に充填している。ファイバープレート２をスペーサ１３上に、位置決めした後にファイバープレート２と光電変換基板１０１を互いに加圧、加熱して貼り合わせる（図１１（ｃ））。
【０１４５】
そして、真空チャンバー内で、各ファイバープレート２と各光電変換基板１０１との隙間を真空状態にしたところで、透明接着材６を溜めたボートに開口部分をつけ真空状態を大気圧に戻すことで、透明接着材６が隙間に充填される。その後、開口部分を封止する（図１１（ｄ））。
【０１４６】
また、ファイバープレート２の光入射面側にある蛍光体３は蒸着、塗布、又は印刷により形成され、その工程はファイバープレート２の研磨後或いは光電変換基板１０１との貼り合わせ後のいずれかで行う。
【０１４７】
（実施形態７）
図１２は、実施形態６で説明した放射線撮像装置を備えた非破壊検査システムの構成を示す概念図である。図１２には、実施形態１で説明したＸ線撮像装置１０００と、たとえば電気機器に組み込まれる非破壊検査対象物である被写体２０００と、被写体２０００にＸ線を照射するマイクロフォーカスＸ線発生器３０００と、Ｘ線撮像装置１０００から出力される信号を処理する画像処理装置６０００と、画像処理装置６０００によって処理された画像を表示するモニタ４０００と、画像処理装置６０００及びモニタ４０００を操作するコントローラ５０００とを示している。
【０１４８】
図１２に示す非破壊検査システムは、マイクロフォーカスＸ線発生器３０００によって発生されたＸ線を、非破壊検査を行いたい被写体２０００に照射すると、被写体２０００の内部における破壊の有無の情報が、Ｘ線撮像装置１０００を通じて画像処理装置６０００に出力される。画像処理装置６０００では、出力された信号を、前述している各撮像素子１の周辺画素間の画像信号を処理したり、ダーク補正などを施して、モニタ４０００に画像として表示する。
【０１４９】
モニタ４０００に表示されている画像は、コントローラ５０００によって指示を入力することで、たとえば拡大又は縮小したり、濃淡の制御等を行うことができる。こうして、モニタ４０００に表示された画像を通じて、被写体２０００の内部における破壊の有無を検査する。そして、被写体２０００に破壊が発見されなければ、それを良品とみなして電気機器に組み込む。一方、被写体２０００に破壊が発見されれば、それを不良品とみなして製造工程から除外する。
【０１５０】
（実施形態８）
図１３は、本発明のＸ線撮像装置を備えたＸ線診断システムの構成を示す概念図である。図１３には、Ｘ線撮像装置１０００を備えたベッドと、被写体２０００にＸ線を照射するためのＸ線発生装置７０００と、Ｘ線撮像装置１０００から出力される画像信号の処理及びＸ線発生装置７０００からのＸ線の照射時期等を制御するイメージプロセッサー８０００と、イメージプロセッサー８０００によって処理された画像信号を表示するモニタ４０００とを示している。なお、図１３において、図１２で示した部分と同様の部分には、同一の符号を付している。
【０１５１】
図１３に示すＸ線診断システムは、Ｘ線発生装置７０００は、イメージプロセッサー８０００からの指示に基づいてＸ線を発生させ、このＸ線をベッド上の被写体２０００に照射すると、被写体２０００のレントゲン情報がＸ線撮像装置１０００を通じてイメージプロセッサー８０００に出力される。イメージプロセッサー８０００では、出力された信号を、前述している各撮像素子１の周辺画素間の画像信号を処理したり、ダーク補正などを施して、図示しないメモリに格納したり、モニタ４０００に画像として表示する。
【０１５２】
モニタ４０００に表示されている画像は、イメージプロセッサー８０００によって指示を入力することで、たとえば拡大又は縮小したり、濃淡の制御等を行うことができる。こうして、モニタ４０００に表示された画像を通じて、医師が被写体２０００を診察する。
【０１５３】
また、医師が診察した後の被写体２０００のレントゲン情報は、本システムの記録手段を設けて、ディスク状の記録媒体などに記録するようにしてもよい。
【０１５４】
なお、以上説明した本発明の各実施形態では、Ｘ線を用いた場合を例に説明したが、α，β，γ線等の放射線を用いることができる。また、光は画素により検出可能な波長領域の電磁波であり、可視光を含む。さらに、たとえば放射線を含む電磁波を電気信号に変換する電磁波電気信号変換装置にも適用することができる。
【０１５５】
さらに、各実施形態では光電変換装置等を例に説明したが、たとえば表示素子基板を複数平面的に貼り合わせるような大画面の表示装置にも同様に適用することができる。
【０１５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、別途有機絶縁層を設けるという面倒な作業を行うことなく、高品位、高解像度の撮像装置或いは放射線撮像装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のフレキシブル基板を搭載した半導体装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態２のフレキシブル基板を搭載した半導体装置の模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態３のフレキシブル基板を搭載した半導体装置の模式的断面図である。
【図４】本発明の実施形態３のフレキシブル基板の形成方法を示した模式的断面図である。
【図５】本発明の実施形態４の半導体装置の模式的断面図である。
【図６】本発明の実施形態５の半導体装置の製造方法を示した模式的断面図である。
【図７】フレキシブル基板と基板の側面とを接着させる工程を示した模式的断面図である。
【図８】本発明の実施形態６として、実施形態１、２及び３で示した本発明のフレキシブル基板を搭載した放射線撮像装置の模式的断面図である。
【図９】本発明の実施形態６の放射線撮像装置の製造工程において、本発明のフレキシブル基板が搭載された基板とベース基板との接着工程を示した模式的断面図である。
【図１０】本発明の実施形態６の放射線撮像装置の製造工程において、本発明のフレキシブル基板が搭載された基板とファイバープレートとの貼り合わせ工程を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態６の放射線撮像装置の製造工程において、本発明のフレキシブル基板が搭載された光電変換基板１０１とファイバープレートとの貼り合わせ工程を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態６で説明した放射線撮像装置を備えた非破壊検査システムの構成を示す概念図である。
【図１３】本発明のＸ線撮像装置を備えたＸ線診断システムの構成を示す概念図である。
【図１４】従来から知られているＸ線撮像装置の概略的断面図である。
【図１５】別の構成のＸ線撮像装置の従来技術の概略的斜視図である。
【図１６】図１４及び図１５のＸ線撮像装置の問題を解決した従来技術のＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図１７】撮像素子１又はファイバープレート２の大きさなどを基準にしたＸ線撮像装置ユニットの模式的断面図である。
【図１８】図１６の領域Ｙを拡大した模式的断面図である。
【図１９】図１８に示すバンプとフレキシブル基板との接続工程を示した模式的断面図である。
【図２０】ベースフィルムとバンプとの位置関係が良好となるように位置合わせされて形成されたフレキシブル基板の模式的断面図である。
【図２１】ベースフィルムとバンプとの位置合わせが良好でない場合を示したフレキシブル基板の模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ ファイバープレート
３ 蛍光体（波長変換手段）
４ フレキシブル基板
５ バンプ
６ 透明接着材
７ 接着材
８ 保護シート
９ 筐体カバー
１０ ベース基板
１１ ベース筐体
１２ プリント基板
１３ スペーサ
１４ シール材
１５ 封止樹脂

Claims (3)

1. 表面と側面とを有するシリコン基板からなり、前記表面に半導体素子と電気的に接続された外部接続端子を有する基板と、
   インナーリード及び前記インナーリードの少なくとも一部を覆うベースフィルムを有するフレキシブル基板と、を有する半導体装置の製造方法において、
   前記ベースフィルムの端と前記基板とを位置合わせする工程と、
   前記位置合わせをした状態で接着剤を用いて前記ベースフィルムと前記基板の側面とを接着する工程と、
   前記ベースフィルムと前記基板の側面とを接着させた後に、前記インナーリードを曲げて前記インナーリードを前記外部接続端子に接続させる工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記接着剤は紫外線の照射及び加熱の少なくともいずれか一方によって硬化する接着剤であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記フレキシブル基板に応じた孔を有するベース基板を準備する工程と、前記フレキシブル基板を前記孔に挿入して前記基板と前記ベース基板を接着する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。

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