JP4179061B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光素子を封止する収納容器（パッケージ）を含む半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受光型半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図１３（ａ）は従来の受光型半導体装置の斜視図を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＸIIIｂ−ＸIIIｂ線における断面構成を示している。
【０００４】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、従来の受光型半導体装置１００は、撮像素子等の受光素子が形成された半導体チップ１０１と、樹脂材からなり、底面上に断面凹状の保持部１０２ａが設けられた無蓋のパッケージ１０２と、金型等で所定の形状に加工されたリードフレーム１０４と、パッケージ１０２の上端部に、熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材からなる封着材１０６により固着されたガラス等からなる透明性シール板１０７とから構成されている。ここで、半導体チップ１０１は、パッケージ１０２の保持部１０２ａに固着材１０３により固着される。また、リードフレーム１０４におけるパッケージ１０２の内側に位置する端部は、半導体チップ１０１のパッド電極（不図示）とワイヤ１０５により電気的に接続されている。
【０００５】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）及び図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は従来の受光型半導体装置方法の工程順の断面構成を示している。
【０００６】
まず、図１４（ａ）に示すように、所定の形状に加工されたリードフレーム１０４を準備し、粒子状の乾燥材を含む熱硬化性樹脂を金型に流し込むことにより無蓋のパッケージ１０２を形成する。
【０００７】
次に、図１４（ｂ）に示すように、パッケージ１０２の保持部１０２ａに銀ペースト等からなる固着材１０３を塗布する。
【０００８】
次に、図１４（ｃ）に示すように、固着材１０３が塗布された保持部１０２ａの上に半導体チップ１０１を載置し、適当な位置に調節した後、加熱により固着材１０３を硬化して半導体チップ１０１を保持部１０２ａに固着する。
【０００９】
次に、図１５（ａ）に示すように、ワイヤボンダ等を用いて、半導体チップ１０１のパッド電極とリードフレームの端部とをワイヤ１０５により接続する。
【００１０】
次に、図１５（ｂ）に示すように、ディスペンサを用いた描画法又はスタンプを用いた転写法により、パッケージ１０２の上面に紫外線硬化性若しくは熱硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材を塗布して封着材１０６を形成する。
【００１１】
次に、図１５（ｃ）に示すように、パッケージ１０２の上を覆うように、封着材１０６の上に透明性シール部材１０７を載置した後、紫外線照射又は加熱により封着材１０６を硬化して透明性シール部材１０７とパッケージ１０２とを封着する。
【００１２】
従来の半導体装置１００において、パッケージ１０２を構成する樹脂材には、ゼオライト等からなる粉末状の乾燥材が添加された熱硬化性樹脂材が用いられ、パッケージ１０２と透明性シール材１０７との間の空間は、樹脂中の乾燥材により吸湿されるので透明性シール材１０７の結露の防止が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−２４２３３６号公報（第５頁、第１図及び第３図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の受光型半導体装置は、パッケージ１０２内の結露を防止するための吸湿用部材として、パッケージ１０２の全体を用いているため、吸湿材が添加された樹脂材が大量に必要とされ、且つ吸湿材は樹脂材に比べて高価であるので、パッケージ１０２の製造コストが著しく増大するという問題を有している。
【００１５】
また、パッケージ１０２を薄膜化して受光型半導体装置の小型化を図ると、パッケージ１０２の内側に水分が侵入して十分な除湿が成されずに、透明性シール材１０７に結露が生じるという問題をも生じる。
【００１６】
本発明は前記従来の問題を解決し、受光型の半導体装置において、パッケージ内の結露の防止を低コストに且つ確実に実現できるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、パッケージ内の結露を防止するための吸湿用部材として、パッケージの底面に吸湿材が添加された絶縁膜を形成する構成とする。
【００１８】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、受光素子を保持する基板と、基板の上に、受光素子の周囲に形成された外囲体と、吸湿材が添加された絶縁性材料からなり、少なくとも一部が外囲体の内側に露出するように形成された吸湿性絶縁膜と、外囲体の上を覆う板状の透明性部材とを備えている。
【００１９】
本発明の半導体装置によると、少なくとも一部が基板の上面における外囲体の内側の領域に形成された吸湿性絶縁膜を備えているため、基板、外囲体及び透明性部材とによって囲まれた空間を除湿して、透明性部材への結露の付着を確実に防止できる。また、吸湿性絶縁膜の体積は基板及び外囲体の体積よりも小さく形成されるため、パッケージ全体を吸湿用部材として用いる場合と比べて、吸湿用部材に用いる吸湿材の量を低減することができ、結露の防止を低コストに実現できる。
【００２０】
本発明の半導体装置において、基板の上面に形成され、且つ受光素子の周辺部に端子を有する配線をさらに備え、吸湿性絶縁膜は、基板上に端子を露出するように設けられていることが好ましい。
【００２１】
この場合、外囲体は、内側に端子を含むように配置されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の半導体装置において、基板は、周縁部の上面が外囲体の下側に位置していることが好ましい。
【００２３】
このようにすると、半導体装置の平面的な大きさを外囲体とほぼ同等に形成できるため、半導体装置の小型化が可能となる。
【００２４】
本発明の半導体装置において、基板は、周縁部の上面が外囲体の外側に露出していることが好ましい。
【００２５】
このようにすると、外囲体を基板上に確実に接着して水分の侵入を防止することができると共に、基板の周縁部を押し当てるようにして半導体装置を容易に且つ確実に実装できる。
【００２６】
本発明の半導体装置において、吸湿性絶縁膜は、基板上における受光素子が保持される領域の上を含むように設けられていることが好ましい。
【００２７】
この場合に、受光素子が保持される領域において、基板と吸湿性絶縁膜との間に形成された金属膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２８】
本発明の半導体装置において、吸湿性絶縁膜は、基板上における受光素子が保持される領域を露出するように設けられていることが好ましい。
【００２９】
この場合に、受光素子が保持される領域において、基板と受光素子との間に形成された金属膜をさらに備えていることが好ましい。
【００３０】
本発明の半導体装置において、吸湿性絶縁膜はレジスト材からなることが好ましい。
【００３１】
このようにすると、吸湿性絶縁膜を、配線をパターニングする際のレジスト膜として形成することができるため、半導体装置の製造工程を簡略化できる。
【００３２】
本発明の半導体装置において、基板は、有機材、金属材、セラミック材、ガラス材及び炭素繊維材のうちの少なくとも１つを含むのうちのいずれか１つ以上からなることが好ましい。
【００３３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板の上に端子を有する配線を形成する工程と、基板の上に、端子を露出するように、吸湿材が添加された絶縁性材料からなる吸湿性絶縁膜を形成する工程と、基板の上に、その内側に端子が位置するように外囲体を形成する工程と、基板の上における外囲体の内側に、パッド電極を有する受光素子を固着する工程と、吸湿性絶縁膜の間に露出した端子とパッド電極とを導電性部材により電気的に接続する工程と、外囲体の上端部に透明性部材を固着する工程とを備えている。
【００３４】
本発明の半導体装置の製造方法によると、吸湿材が添加された絶縁性材料からなる吸湿性絶縁膜を形成する工程を備えているため、基板、外囲体及び透明性部材によって囲まれた空間を吸湿性絶縁膜によって確実に除湿できると共に、吸湿用部材としてパッケージ全体を用いる場合と比べて、添加する吸湿材の量を低減することができ、半導体装置を低コストに且つ確実に形成できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２は本発明の第１の実施形態に係る受光型の半導体装置を示し、図１（ａ）は斜視図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示し、図２は分解斜視図を示している。
【００３７】
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すように、第１の実施形態に係る半導体装置１０は、受光素子を有する半導体チップ１１と、上面側に半導体チップ１１を保持する基板１２、該基板１２上に形成された吸湿性絶縁膜１３及び半導体チップ１１の周囲に設けられた外囲体１４からなる無蓋のパッケージ１５と、該パッケージ１５の上を覆う透明性部材１６とを備えている。
【００３８】
半導体チップ１１は、固着材１７により吸湿性絶縁膜１３の上面に固着されると共に、半導体チップ１１上面の周縁部分に設けられたパッド電極１１ａは、基板１２に設けられた配線２０のランド部２０ａと、線状の導電性部材１８により接続されている。また透明性部材１６は、外囲体１４の上端部に封着材１９により固着されている。
【００３９】
図３は、第１の実施形態のパッケージ１５の分解斜視図を示している。図３に示すように、基板１２には半導体チップ１１のパッド電極１１ａをパッケージ１５の外部に取り回すための配線２０が設けられており、吸湿性絶縁膜１３は、配線２０のランド部２０ａの上面を露出するための第１の窓部１３ａが設けられている。また、外囲体１４は、基板１２の周縁部の上に、その内側に吸湿性絶縁膜１３の第１の窓部１３ａが配置されるように設けられている。
【００４０】
以下に、各部材の具体的構成を詳述する。
【００４１】
半導体チップ１１は、上面に受光領域を有する受光素子と、該受光素子を駆動するための周辺回路と、受光素子及び周辺回路に、外部から信号又は電圧を供給するためのパッド電極１１ａとが設けられている。パッド電極１１ａは半導体チップ１１の上面における周縁部分に間隔を置いて配置されており、金細線からなる導電性部材１８によりランド部２０ａと電気的に接続されている。また、半導体チップ１１と吸湿性絶縁膜１３とを接続する固着材１７は、銀ペースト等の接着材又は粘着性シート材等、半導体チップ１１を固着可能な材料であればよい。
【００４２】
なお、半導体チップ１１において、パッド電極１１ａは、上面に設けられる必要はなく、下面に形成されていてもよい。この場合、導電性部材１８として、はんだ材又は導電性接着材を用いることにより、ランド部２０ａとパッド電極１１ａとを電気的に接続できる。
【００４３】
基板１２は、その端部に平面形状が半円状の切り込み部分を有する板状のガラスエポキシ材からなる。なお、基板１２を構成する材料は、ガラスエポキシ材に限られず、他の無機材、有機材、セラミック材、ガラス材又は炭素繊維材を用いて構成されていても良い。また、基板１２は、前述の各材料のうちの１つにより単層基板として形成されていてもよく、また、金属材を含む複数の材料により構成された多層基板として形成されていてもよい。
【００４４】
また、基板１２において、上面（即ち、半導体チップ１１が保持される側の面）には、一方の端部が半導体チップの周辺部分に設けられ、他方の端部が基板１２の切り込み部分と接続された銅からなる上面側配線層２１がパターニングされており、また、下面（即ち、半導体チップ１１が保持される側と反対側の面）には、一端部が基板１２の切り込み部分と接続され下面側配線層２２がパターニングされている。さらに、基板１２の切り込み部分に沿った壁面には、上面側配線層２１と下面側配線層２２とを電気的に接続する銅からなる配線接続部２３が設けられている。ここで、上面側配線層２１、下面側配線層２２及び配線接続部２３は配線２０を構成し、上面側配線層２１における半導体チップ１１の周辺部分に位置する端部がランド部２０ａとなる。また、基板１２の下面には、下面側配線層２２が露出されるように、レジスト材又はポリイミド材からなる絶縁性保護膜２４が設けられおり、配線２０における基板１２の下面に露出した部分が外部端子となる。
【００４５】
吸湿性絶縁膜１３は、粒子状の吸湿材が添加されたレジスト材又はポリイミドからなる。ここで、吸湿材としては、例えば、粒径が０.５μｍ〜１０μｍ程度のゼオライトを用い、１重量％〜２０重量％程度の濃度となるようにレジスト材又はポリイミド材に添加されている。なお、吸湿性絶縁膜１３を構成する材料はレジスト材又はポリイミド材に限られず、絶縁性を有する有機材料又は無機材料であればよい。また、吸湿材は、ゼオライトに限られず、例えばシリカゲル、酸化カルシウム又は塩化カルシウム等、吸湿性を有し且つ粒子状に加工可能な材料であればよい。
【００４６】
なお、吸湿性絶縁膜１３は、基板１２上に周縁部を含むように形成されているが、外囲体１４の内側に形成されていればよく、外囲体１４の下側を含む基板１２の周縁部には吸湿性絶縁膜１３が形成されていなくてもよい。また、吸湿性絶縁膜１３を基板１２上における外囲体１４の内側部分にのみ形成し、外囲体１４の下側を含む基板１２の周縁部に通常のソルダレジスト膜を形成してもよい。
【００４７】
また、吸湿性絶縁膜１３において、半導体チップ１１と対向する領域に開口部を形成して、半導体チップ１１と基板１２とを吸湿性絶縁膜１３を介さずに固着されるようにしてもよい。このようにすると、半導体チップ１１を基板１２に確実に固着できるため、振動に対する信頼性が向上する。
【００４８】
外囲体１４は、熱硬化性若しくは熱可塑性を有する樹脂をトランスファー成形することにより、その内側に配線２０のランド部２０ａが配置されるように所定の形状に形成されている。
【００４９】
ここで、第１の実施形態の半導体装置１０では、基板１２を、外囲体１４の外壁と基板１２の四辺とがほぼ一致するように、即ち、基板１２の周縁部が外囲体１４の下側に位置するように設けられている。これにより、基板１２を外囲体１４にあわせて形成できるので、半導体装置１０を小型化することができる。
【００５０】
なお、半導体チップ１１の平面形状が正方形状であるため、基板１２及び外囲体１４は、半導体チップ１１の形状に合わせて平面正方形状に形成されているが、基板１２及び外囲体１４の平面形状は半導体チップ１１の形状に応じて変更してもよい。
【００５１】
透明性部材１６は、透明性を有し、表面の傷や汚れが除去された所定の厚さのガラス板からなる。また透明性部材１６を外囲体１４と固着するための封着材１９は、熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材からなる。
【００５２】
以上説明したように、第１の実施形態に係る半導体装置１０は、基板１２上に設けられた吸湿性絶縁膜１３を吸湿用部材として用いているため、従来の受光型半導体装置のようにパッケージを吸湿用部材として用いる場合と比べて、吸湿用部材の体積が小さくされているため、吸湿材の量を減らすことができるので、結露の防止を低コストに且つ確実に実現することができる。
【００５３】
なお、第１の実施形態に係る半導体装置において、吸湿性絶縁膜１３は、吸湿剤が添加されたレジスト材料を用い、第１の窓部１３ａに代えて、ランド部２０ａを含む上面側配線層２１の上側を露出するようにパターニングされたレジスト膜として形成されていていることが好ましい。このようにすると、吸湿性絶縁膜１３を、上面側配線層２１をパターニングする際のレジスト膜として形成できるため、吸湿性絶縁膜１３が低コストに形成される。
【００５４】
以下に、前述のように構成された第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図４（ａ）〜図４（ｄ）、図５（ａ）〜図５（ｃ）及び図６（ａ）〜図６（ｃ）は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【００５６】
まず、図４（ａ）に示すように、両面に銅膜を有するガラスエポキシ材からなる板状の基板１２を用意し、上面の銅膜をパターニングして上面側配線層２１を形成すると共に、下面の銅膜をパターニングして下面側配線層２２を形成する。
【００５７】
次に、図４（ｂ）に示すように、ドリルを用いて、又はレーザ光を照射することにより、基板１２に孔部１２ａを形成する。ここで、基板１２は複数のパッケージ形成領域を含み、各パッケージ形成領域同士の境界に複数の孔部１２ａを互いに間隔をおいて形成する。
【００５８】
続いて、めっき法により、孔部１２ａの壁面に銅を所定の厚さに堆積して配線接続部２３を形成する。
【００５９】
次に、図４（ｃ）に示すように、スクリーン印刷法により、基板１２上に、吸湿材を１重量％〜２０重量％程度に含み、且つレジスト材又はポリイミド材を塗布した後、加熱又は光照射によりレジスト材又はポリイミド材を硬化して上面側配線層２１のランド部２０ａの上面を露出する第１の窓部１３ａを有する吸湿性絶縁膜１３を形成する。ここで、吸湿性絶縁膜１３を構成する材料にレジスト材料又はポリイミド材を用いることにより、スクリーン印刷法を用いて容易に吸湿性絶縁膜１３を形成することができる。
【００６０】
続いて、スクリーン印刷法により、基板１２の下面上に吸湿材料を含まないレジスト材料を塗布し、加熱又は光照射によりレジスト材料を硬化して絶縁性保護膜２４を形成する。
【００６１】
次に、図４（ｄ）に示すように、基板１２の上に、熱硬化性又は熱可塑性の樹脂材をトランスファー成形により成形して所定の形状を有する外囲体１４を形成する。
【００６２】
次に、図５（ａ）に示すように、孔部１２ａが並ぶ方向に沿って、各孔部１２ａを分割するように基板１２を切断することにより、各パッケージ形成領域同士を分離して基板１２、吸湿性絶縁膜１３及び外囲体１４からなるパッケージ１５を形成する。
【００６３】
次に、図５（ｂ）に示すように、パッケージ１５の上側から吸湿性絶縁膜１３の上面における第１の窓部１３ａに囲まれた領域に銀ペーストからなる固着材１７を塗布する。なお、銀ペーストを塗布する代わりに粘着性シートを貼り付けて固着材１７を形成してもよい。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示すように、固着材１７の上に半導体チップ１１を載置した後、加熱又は紫外線照射により固着材１７を硬化して半導体チップ１１を固着する。
【００６５】
次に、図６（ａ）に示すように、ワイヤボンダを用いて、金細線からなる導電性部材１８により半導体チップ１１のパッド電極１１ａと配線２０のランド部２０ａとの間を接続する。
【００６６】
次に、図６（ｂ）に示すように、ディスペンサを用いた描画法又はスタンプを用いた印刷法により、外囲体１４の上面に熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材を塗布して封着材１９を形成する。
【００６７】
次に、図６（ｃ）に示すように、外囲体１４の上部を覆うように、透明性部材１６を配置し、加熱又は紫外線照射により封着材１９を硬化して透明性部材１６を外囲体１４の上に固着する。
【００６８】
このように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により、基板１２上に吸湿性絶縁膜１３を形成しているため、パッケージ１５と透明性部材１６とによって囲まれた空間を確実に除湿できると共に、吸湿性絶縁膜１３の体積はパッケージ１５の体積と比べて小さいため、吸湿用部材に添加する吸湿材の量を低減することができるので、低コスト化が可能となる。
【００６９】
なお、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、配線２０を形成する工程より後に吸湿性絶縁膜１３を形成しているが、吸湿性絶縁膜１３は、基板１２の上に上面側配線層２１をパターニングする際のレジスト膜として形成されていてもよい。このようにすると、吸湿性絶縁膜１３を形成する工程を簡略化できるため、半導体装置１０の製造コストをさらに低減できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
以下本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【００７１】
図７（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線における断面構成を示している。また、図８は第２の実施形態に係る半導体装置の分解斜視図を示し、図９は、パッケージの分解斜視図を示している。
【００７２】
図７（ａ）、図７（ｂ）、図８及び図９に示すように、第２の実施形態に係る半導体装置１０Ａは、半導体チップ１１と、上面側に半導体チップ１１を保持する基板１２Ａ、該基板１２Ａ上に形成された吸湿性絶縁膜１３Ａ及び半導体チップ１１の周囲に設けられた外囲体１４からなる無蓋のパッケージ１５Ａと、該パッケージ１５Ａの上を覆う透明性部材１６とを備えている。
【００７３】
基板１２Ａには半導体チップ１１のパッド電極１１ａをパッケージ１５Ａの外部に取り回すための配線２０が設けられており、吸湿性絶縁膜１３Ａは、配線２０のランド部２０ａの上面を露出するための第１の窓部１３ａが設けられている。
【００７４】
ここで、基板１２Ａは、その周縁部が外囲体１４の外側に配置されるように形成されている。従って、基板１２Ａと外囲体１４との対向面積を確保して外囲体１４の接着性を向上することができるため、パッケージ１５Ａと透明性部材１６とによって囲まれた空間に水分の侵入を防止して結露を確実に防止できる。
【００７５】
また、第２の実施形態に係る半導体装置１０Ａをカメラモジュール等の光学ユニットに実装して用いる場合に、外囲体１４とほぼ一致する大きさの孔部に、透明性部材１６側から基板１２Ａの周縁部分が当接するまで押し込んで載置することができるため、半導体装置１０Ａを容易に且つ確実に実装することが可能となる。
【００７６】
なお、第２の実施形態に係る半導体装置１０Ａにおいて、吸湿性絶縁膜１３Ａは、基板１２Ａの上面の周縁部の上にまで形成されている必要はなく、外囲体１４の内側に形成されていればよい。吸湿性絶縁膜１３Ａにおける外囲体１４の外側部分及び下側部分が省略されていても、外囲体１４の内側に形成された吸湿性絶縁膜１３Ａにより結露を確実に防止できる。
【００７７】
（第３の実施形態）
以下本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【００７８】
図１０（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面構成を示している。また、図１１は第３の実施形態に係る半導体装置の分解斜視図を示し、図１２はパッケージの分解斜視図を示している。
【００７９】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１１、図１２に示すように、第３の実施形態に係る半導体装置１０Ｂは、受光素子１１と、上面側に半導体チップ１１を保持する基板１２、該基板１２上に形成された吸湿性絶縁膜１３Ｂ及び半導体チップ１１の周囲に設けられた外囲体１４からなる無蓋のパッケージ１５Ｂと、該パッケージ１５Ｂの上を覆う透明性部材１６とを備えている。
【００８０】
基板１２には、半導体チップ１１のパッド電極１１ａをパッケージ１５Ａの外部に取り回すための配線２０に加えて、上面における半導体チップ１１が保持される領域に、銅からなる金属膜２５が設けられている。また、吸湿性絶縁膜１３Ｂには、配線２０のランド部２０ａの上面を露出するための第１の窓部１３ａと、金属膜２５の上面を露出する第２の窓部１３ｂが設けられている。
【００８１】
ここで、半導体チップ１１は、第２の窓部１３ｂに露出した金属膜２５の上に、固着材１７により固着されている。
【００８２】
第３の実施形態に係る半導体装置１０Ｂによると、基板１２の上に金属膜２５が形成されているため、基板１２の下面側からパッケージ１５Ｂ内部への水分の侵入を金属膜２５により抑制できるので、透明性部材１６への結露の付着をさらに確実に防止できる。また、半導体チップ１１に発生する熱を金属膜２５により効率よく放熱できる。
【００８３】
さらに、第３の実施形態に係る半導体装置１０Ｂによると、半導体チップ１１が金属膜２５の上に固着されるため、吸湿性絶縁膜１３Ｂの上に半導体チップ１１を堆積する場合と比べて、振動に対する信頼性を向上することができる。
【００８４】
なお、第３の実施形態に係る半導体装置において、吸湿性絶縁膜１３Ｂは、第２の窓部１３ｂを省略して、金属膜２５を覆うように設けてもよい。この場合、半導体チップ１１を吸湿性絶縁膜１３Ｂの上に固着するため、振動に対する信頼性を向上することはできないが、金属膜２５による水分の侵入を抑制できる。
【００８５】
また、第３の実施形態に係る半導体装置において、基板１２の下面における絶縁性保護膜２４との間に金属膜を形成してもよい。このようにすると、パッケージ１５Ｂ内への水分の侵入をさらに確実に防止できる。
【００８６】
また、第３の実施形態に係る半導体装置において、基板１２を、その周縁部が外囲体１４の外側に位置するように形成してもよい。このようにすると、外囲体１４の接着性が向上されるため、基板１２と外囲体１４との間からの水分の侵入を確実に防止することができ、また、光学ユニットに実装する際に基板１２の外周部を押し当てるように実装することができるため、半導体装置１０Ｂを容易に且つ確実に実装することができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の半導体装置及びその製造方法によると、パッケージ内を除湿するための除湿用部材として、外囲体の内側に露出するように設けられた吸湿性絶縁膜を用いるため、吸湿材の使用量を少なくすることができるので、結露の防止を低コストに且つ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における構成断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のパッケージを示す分解斜視図である。
【図４】 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図５】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図６】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図７】 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線における構成断面図である。
【図８】 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図９】 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のパッケージを示す分解斜視図である。
【図１０】 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における構成断面図である。
【図１１】 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図１２】 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置のパッケージを示す分解斜視図である。
【図１３】 （ａ）は従来の受光型半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸIIIｂ−ＸIIIｂ線における構成断面図である。
【図１４】 （ａ）〜（ｃ）は従来の受光型半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図１５】 （ａ）〜（ｃ）は従来の受光型半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【符号の説明】
１０ 半導体装置
１１ 半導体チップ
１１ａ パッド電極
１２ 基板
１２ａ 孔部
１３ 吸湿性絶縁膜
１３ａ 窓部
１３ｂ 第２の窓部
１４ 外囲体
１５ パッケージ
１６ 透明性部材
１７ 固着材
１８ 導電性部材
１９ 封着部材
２０ 配線
２０ａ ランド部
２１ 上面側配線層
２２ 下面側配線層
２３ 配線接続部
２４ 絶縁性保護膜
２５ 金属膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光素子を封止する収納容器（パッケージ）を含む半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受光型半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図１３（ａ）は従来の受光型半導体装置の斜視図を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＸIIIｂ−ＸIIIｂ線における断面構成を示している。
【０００４】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、従来の受光型半導体装置１００は、撮像素子等の受光素子が形成された半導体チップ１０１と、樹脂材からなり、底面上に断面凹状の保持部１０２ａが設けられた無蓋のパッケージ１０２と、金型等で所定の形状に加工されたリードフレーム１０４と、パッケージ１０２の上端部に、熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材からなる封着材１０６により固着されたガラス等からなる透明性シール板１０７とから構成されている。ここで、半導体チップ１０１は、パッケージ１０２の保持部１０２ａに固着材１０３により固着される。また、リードフレーム１０４におけるパッケージ１０２の内側に位置する端部は、半導体チップ１０１のパッド電極（不図示）とワイヤ１０５により電気的に接続されている。
【０００５】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）及び図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は従来の受光型半導体装置方法の工程順の断面構成を示している。
【０００６】
まず、図１４（ａ）に示すように、所定の形状に加工されたリードフレーム１０４を準備し、粒子状の乾燥材を含む熱硬化性樹脂を金型に流し込むことにより無蓋のパッケージ１０２を形成する。
【０００７】
次に、図１４（ｂ）に示すように、パッケージ１０２の保持部１０２ａに銀ペースト等からなる固着材１０３を塗布する。
【０００８】
次に、図１４（ｃ）に示すように、固着材１０３が塗布された保持部１０２ａの上に半導体チップ１０１を載置し、適当な位置に調節した後、加熱により固着材１０３を硬化して半導体チップ１０１を保持部１０２ａに固着する。
【０００９】
次に、図１５（ａ）に示すように、ワイヤボンダ等を用いて、半導体チップ１０１のパッド電極とリードフレームの端部とをワイヤ１０５により接続する。
【００１０】
次に、図１５（ｂ）に示すように、ディスペンサを用いた描画法又はスタンプを用いた転写法により、パッケージ１０２の上面に紫外線硬化性若しくは熱硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材を塗布して封着材１０６を形成する。
【００１１】
次に、図１５（ｃ）に示すように、パッケージ１０２の上を覆うように、封着材１０６の上に透明性シール部材１０７を載置した後、紫外線照射又は加熱により封着材１０６を硬化して透明性シール部材１０７とパッケージ１０２とを封着する。
【００１２】
従来の半導体装置１００において、パッケージ１０２を構成する樹脂材には、ゼオライト等からなる粉末状の乾燥材が添加された熱硬化性樹脂材が用いられ、パッケージ１０２と透明性シール材１０７との間の空間は、樹脂中の乾燥材により吸湿されるので透明性シール材１０７の結露の防止が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−２４２３３６号公報（第５頁、第１図及び第３図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の受光型半導体装置は、パッケージ１０２内の結露を防止するための吸湿用部材として、パッケージ１０２の全体を用いているため、吸湿材が添加された樹脂材が大量に必要とされ、且つ吸湿材は樹脂材に比べて高価であるので、パッケージ１０２の製造コストが著しく増大するという問題を有している。
【００１５】
また、パッケージ１０２を薄膜化して受光型半導体装置の小型化を図ると、パッケージ１０２の内側に水分が侵入して十分な除湿が成されずに、透明性シール材１０７に結露が生じるという問題をも生じる。
【００１６】
本発明は前記従来の問題を解決し、受光型の半導体装置において、パッケージ内の結露の防止を低コストに且つ確実に実現できるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、パッケージ内の結露を防止するための吸湿用部材として、パッケージの底面に吸湿材が添加された絶縁膜を形成する構成とする。
【００１８】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、受光素子を保持する基板と、基板の上に、受光素子の周囲に形成された外囲体と、吸湿材が添加された絶縁性材料からなり、少なくとも一部が外囲体の内側に露出するように形成された吸湿性絶縁膜と、外囲体の上を覆う板状の透明性部材とを備えている。
【００１９】
本発明の半導体装置によると、少なくとも一部が基板の上面における外囲体の内側の領域に形成された吸湿性絶縁膜を備えているため、基板、外囲体及び透明性部材とによって囲まれた空間を除湿して、透明性部材への結露の付着を確実に防止できる。また、吸湿性絶縁膜の体積は基板及び外囲体の体積よりも小さく形成されるため、パッケージ全体を吸湿用部材として用いる場合と比べて、吸湿用部材に用いる吸湿材の量を低減することができ、結露の防止を低コストに実現できる。
【００２０】
本発明の半導体装置において、基板の上面に形成され、且つ受光素子の周辺部に端子を有する配線をさらに備え、吸湿性絶縁膜は、基板上に端子を露出するように設けられていることが好ましい。
【００２１】
この場合、外囲体は、内側に端子を含むように配置されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の半導体装置において、基板は、周縁部の上面が外囲体の下側に位置していることが好ましい。
【００２３】
このようにすると、半導体装置の平面的な大きさを外囲体とほぼ同等に形成できるため、半導体装置の小型化が可能となる。
【００２４】
本発明の半導体装置において、基板は、周縁部の上面が外囲体の外側に露出していることが好ましい。
【００２５】
このようにすると、外囲体を基板上に確実に接着して水分の侵入を防止することができると共に、基板の周縁部を押し当てるようにして半導体装置を容易に且つ確実に実装できる。
【００２６】
本発明の半導体装置において、吸湿性絶縁膜は、基板上における受光素子が保持される領域の上を含むように設けられていることが好ましい。
【００２７】
この場合に、受光素子が保持される領域において、基板と吸湿性絶縁膜との間に形成された金属膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２８】
本発明の半導体装置において、吸湿性絶縁膜は、基板上における受光素子が保持される領域を露出するように設けられていることが好ましい。
【００２９】
この場合に、受光素子が保持される領域において、基板と受光素子との間に形成された金属膜をさらに備えていることが好ましい。
【００３０】
本発明の半導体装置において、吸湿性絶縁膜はレジスト材からなることが好ましい。
【００３１】
このようにすると、吸湿性絶縁膜を、配線をパターニングする際のレジスト膜として形成することができるため、半導体装置の製造工程を簡略化できる。
【００３２】
本発明の半導体装置において、基板は、有機材、金属材、セラミック材、ガラス材及び炭素繊維材のうちの少なくとも１つを含むのうちのいずれか１つ以上からなることが好ましい。
【００３３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板の上に端子を有する配線を形成する工程と、基板の上に、端子を露出するように、吸湿材が添加された絶縁性材料からなる吸湿性絶縁膜を形成する工程と、基板の上に、その内側に端子が位置するように外囲体を形成する工程と、基板の上における外囲体の内側に、パッド電極を有する受光素子を固着する工程と、吸湿性絶縁膜の間に露出した端子とパッド電極とを導電性部材により電気的に接続する工程と、外囲体の上端部に透明性部材を固着する工程とを備えている。
【００３４】
本発明の半導体装置の製造方法によると、吸湿材が添加された絶縁性材料からなる吸湿性絶縁膜を形成する工程を備えているため、基板、外囲体及び透明性部材によって囲まれた空間を吸湿性絶縁膜によって確実に除湿できると共に、吸湿用部材としてパッケージ全体を用いる場合と比べて、添加する吸湿材の量を低減することができ、半導体装置を低コストに且つ確実に形成できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２は本発明の第１の実施形態に係る受光型の半導体装置を示し、図１（ａ）は斜視図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示し、図２は分解斜視図を示している。
【００３７】
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すように、第１の実施形態に係る半導体装置１０は、受光素子を有する半導体チップ１１と、上面側に半導体チップ１１を保持する基板１２、該基板１２上に形成された吸湿性絶縁膜１３及び半導体チップ１１の周囲に設けられた外囲体１４からなる無蓋のパッケージ１５と、該パッケージ１５の上を覆う透明性部材１６とを備えている。
【００３８】
半導体チップ１１は、固着材１７により吸湿性絶縁膜１３の上面に固着されると共に、半導体チップ１１上面の周縁部分に設けられたパッド電極１１ａは、基板１２に設けられた配線２０のランド部２０ａと、線状の導電性部材１８により接続されている。また透明性部材１６は、外囲体１４の上端部に封着材１９により固着されている。
【００３９】
図３は、第１の実施形態のパッケージ１５の分解斜視図を示している。図３に示すように、基板１２には半導体チップ１１のパッド電極１１ａをパッケージ１５の外部に取り回すための配線２０が設けられており、吸湿性絶縁膜１３は、配線２０のランド部２０ａの上面を露出するための第１の窓部１３ａが設けられている。また、外囲体１４は、基板１２の周縁部の上に、その内側に吸湿性絶縁膜１３の第１の窓部１３ａが配置されるように設けられている。
【００４０】
以下に、各部材の具体的構成を詳述する。
【００４１】
半導体チップ１１は、上面に受光領域を有する受光素子と、該受光素子を駆動するための周辺回路と、受光素子及び周辺回路に、外部から信号又は電圧を供給するためのパッド電極１１ａとが設けられている。パッド電極１１ａは半導体チップ１１の上面における周縁部分に間隔を置いて配置されており、金細線からなる導電性部材１８によりランド部２０ａと電気的に接続されている。また、半導体チップ１１と吸湿性絶縁膜１３とを接続する固着材１７は、銀ペースト等の接着材又は粘着性シート材等、半導体チップ１１を固着可能な材料であればよい。
【００４２】
なお、半導体チップ１１において、パッド電極１１ａは、上面に設けられる必要はなく、下面に形成されていてもよい。この場合、導電性部材１８として、はんだ材又は導電性接着材を用いることにより、ランド部２０ａとパッド電極１１ａとを電気的に接続できる。
【００４３】
基板１２は、その端部に平面形状が半円状の切り込み部分を有する板状のガラスエポキシ材からなる。なお、基板１２を構成する材料は、ガラスエポキシ材に限られず、他の無機材、有機材、セラミック材、ガラス材又は炭素繊維材を用いて構成されていても良い。また、基板１２は、前述の各材料のうちの１つにより単層基板として形成されていてもよく、また、金属材を含む複数の材料により構成された多層基板として形成されていてもよい。
【００４４】
また、基板１２において、上面（即ち、半導体チップ１１が保持される側の面）には、一方の端部が半導体チップの周辺部分に設けられ、他方の端部が基板１２の切り込み部分と接続された銅からなる上面側配線層２１がパターニングされており、また、下面（即ち、半導体チップ１１が保持される側と反対側の面）には、一端部が基板１２の切り込み部分と接続され下面側配線層２２がパターニングされている。さらに、基板１２の切り込み部分に沿った壁面には、上面側配線層２１と下面側配線層２２とを電気的に接続する銅からなる配線接続部２３が設けられている。ここで、上面側配線層２１、下面側配線層２２及び配線接続部２３は配線２０を構成し、上面側配線層２１における半導体チップ１１の周辺部分に位置する端部がランド部２０ａとなる。また、基板１２の下面には、下面側配線層２２が露出されるように、レジスト材又はポリイミド材からなる絶縁性保護膜２４が設けられおり、配線２０における基板１２の下面に露出した部分が外部端子となる。
【００４５】
吸湿性絶縁膜１３は、粒子状の吸湿材が添加されたレジスト材又はポリイミドからなる。ここで、吸湿材としては、例えば、粒径が０.５μｍ〜１０μｍ程度のゼオライトを用い、１重量％〜２０重量％程度の濃度となるようにレジスト材又はポリイミド材に添加されている。なお、吸湿性絶縁膜１３を構成する材料はレジスト材又はポリイミド材に限られず、絶縁性を有する有機材料又は無機材料であればよい。また、吸湿材は、ゼオライトに限られず、例えばシリカゲル、酸化カルシウム又は塩化カルシウム等、吸湿性を有し且つ粒子状に加工可能な材料であればよい。
【００４６】
なお、吸湿性絶縁膜１３は、基板１２上に周縁部を含むように形成されているが、外囲体１４の内側に形成されていればよく、外囲体１４の下側を含む基板１２の周縁部には吸湿性絶縁膜１３が形成されていなくてもよい。また、吸湿性絶縁膜１３を基板１２上における外囲体１４の内側部分にのみ形成し、外囲体１４の下側を含む基板１２の周縁部に通常のソルダレジスト膜を形成してもよい。
【００４７】
また、吸湿性絶縁膜１３において、半導体チップ１１と対向する領域に開口部を形成して、半導体チップ１１と基板１２とを吸湿性絶縁膜１３を介さずに固着されるようにしてもよい。このようにすると、半導体チップ１１を基板１２に確実に固着できるため、振動に対する信頼性が向上する。
【００４８】
外囲体１４は、熱硬化性若しくは熱可塑性を有する樹脂をトランスファー成形することにより、その内側に配線２０のランド部２０ａが配置されるように所定の形状に形成されている。
【００４９】
ここで、第１の実施形態の半導体装置１０では、基板１２を、外囲体１４の外壁と基板１２の四辺とがほぼ一致するように、即ち、基板１２の周縁部が外囲体１４の下側に位置するように設けられている。これにより、基板１２を外囲体１４にあわせて形成できるので、半導体装置１０を小型化することができる。
【００５０】
なお、半導体チップ１１の平面形状が正方形状であるため、基板１２及び外囲体１４は、半導体チップ１１の形状に合わせて平面正方形状に形成されているが、基板１２及び外囲体１４の平面形状は半導体チップ１１の形状に応じて変更してもよい。
【００５１】
透明性部材１６は、透明性を有し、表面の傷や汚れが除去された所定の厚さのガラス板からなる。また透明性部材１６を外囲体１４と固着するための封着材１９は、熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材からなる。
【００５２】
以上説明したように、第１の実施形態に係る半導体装置１０は、基板１２上に設けられた吸湿性絶縁膜１３を吸湿用部材として用いているため、従来の受光型半導体装置のようにパッケージを吸湿用部材として用いる場合と比べて、吸湿用部材の体積が小さくされているため、吸湿材の量を減らすことができるので、結露の防止を低コストに且つ確実に実現することができる。
【００５３】
なお、第１の実施形態に係る半導体装置において、吸湿性絶縁膜１３は、吸湿剤が添加されたレジスト材料を用い、第１の窓部１３ａに代えて、ランド部２０ａを含む上面側配線層２１の上側を露出するようにパターニングされたレジスト膜として形成されていていることが好ましい。このようにすると、吸湿性絶縁膜１３を、上面側配線層２１をパターニングする際のレジスト膜として形成できるため、吸湿性絶縁膜１３が低コストに形成される。
【００５４】
以下に、前述のように構成された第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図４（ａ）〜図４（ｄ）、図５（ａ）〜図５（ｃ）及び図６（ａ）〜図６（ｃ）は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【００５６】
まず、図４（ａ）に示すように、両面に銅膜を有するガラスエポキシ材からなる板状の基板１２を用意し、上面の銅膜をパターニングして上面側配線層２１を形成すると共に、下面の銅膜をパターニングして下面側配線層２２を形成する。
【００５７】
次に、図４（ｂ）に示すように、ドリルを用いて、又はレーザ光を照射することにより、基板１２に孔部１２ａを形成する。ここで、基板１２は複数のパッケージ形成領域を含み、各パッケージ形成領域同士の境界に複数の孔部１２ａを互いに間隔をおいて形成する。
【００５８】
続いて、めっき法により、孔部１２ａの壁面に銅を所定の厚さに堆積して配線接続部２３を形成する。
【００５９】
次に、図４（ｃ）に示すように、スクリーン印刷法により、基板１２上に、吸湿材を１重量％〜２０重量％程度に含み、且つレジスト材又はポリイミド材を塗布した後、加熱又は光照射によりレジスト材又はポリイミド材を硬化して上面側配線層２１のランド部２０ａの上面を露出する第１の窓部１３ａを有する吸湿性絶縁膜１３を形成する。ここで、吸湿性絶縁膜１３を構成する材料にレジスト材料又はポリイミド材を用いることにより、スクリーン印刷法を用いて容易に吸湿性絶縁膜１３を形成することができる。
【００６０】
続いて、スクリーン印刷法により、基板１２の下面上に吸湿材料を含まないレジスト材料を塗布し、加熱又は光照射によりレジスト材料を硬化して絶縁性保護膜２４を形成する。
【００６１】
次に、図４（ｄ）に示すように、基板１２の上に、熱硬化性又は熱可塑性の樹脂材をトランスファー成形により成形して所定の形状を有する外囲体１４を形成する。
【００６２】
次に、図５（ａ）に示すように、孔部１２ａが並ぶ方向に沿って、各孔部１２ａを分割するように基板１２を切断することにより、各パッケージ形成領域同士を分離して基板１２、吸湿性絶縁膜１３及び外囲体１４からなるパッケージ１５を形成する。
【００６３】
次に、図５（ｂ）に示すように、パッケージ１５の上側から吸湿性絶縁膜１３の上面における第１の窓部１３ａに囲まれた領域に銀ペーストからなる固着材１７を塗布する。なお、銀ペーストを塗布する代わりに粘着性シートを貼り付けて固着材１７を形成してもよい。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示すように、固着材１７の上に半導体チップ１１を載置した後、加熱又は紫外線照射により固着材１７を硬化して半導体チップ１１を固着する。
【００６５】
次に、図６（ａ）に示すように、ワイヤボンダを用いて、金細線からなる導電性部材１８により半導体チップ１１のパッド電極１１ａと配線２０のランド部２０ａとの間を接続する。
【００６６】
次に、図６（ｂ）に示すように、ディスペンサを用いた描画法又はスタンプを用いた印刷法により、外囲体１４の上面に熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有するエポキシ材又はアクリル材を塗布して封着材１９を形成する。
【００６７】
次に、図６（ｃ）に示すように、外囲体１４の上部を覆うように、透明性部材１６を配置し、加熱又は紫外線照射により封着材１９を硬化して透明性部材１６を外囲体１４の上に固着する。
【００６８】
このように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により、基板１２上に吸湿性絶縁膜１３を形成しているため、パッケージ１５と透明性部材１６とによって囲まれた空間を確実に除湿できると共に、吸湿性絶縁膜１３の体積はパッケージ１５の体積と比べて小さいため、吸湿用部材に添加する吸湿材の量を低減することができるので、低コスト化が可能となる。
【００６９】
なお、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、配線２０を形成する工程より後に吸湿性絶縁膜１３を形成しているが、吸湿性絶縁膜１３は、基板１２の上に上面側配線層２１をパターニングする際のレジスト膜として形成されていてもよい。このようにすると、吸湿性絶縁膜１３を形成する工程を簡略化できるため、半導体装置１０の製造コストをさらに低減できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
以下本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【００７１】
図７（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線における断面構成を示している。また、図８は第２の実施形態に係る半導体装置の分解斜視図を示し、図９は、パッケージの分解斜視図を示している。
【００７２】
図７（ａ）、図７（ｂ）、図８及び図９に示すように、第２の実施形態に係る半導体装置１０Ａは、半導体チップ１１と、上面側に半導体チップ１１を保持する基板１２Ａ、該基板１２Ａ上に形成された吸湿性絶縁膜１３Ａ及び半導体チップ１１の周囲に設けられた外囲体１４からなる無蓋のパッケージ１５Ａと、該パッケージ１５Ａの上を覆う透明性部材１６とを備えている。
【００７３】
基板１２Ａには半導体チップ１１のパッド電極１１ａをパッケージ１５Ａの外部に取り回すための配線２０が設けられており、吸湿性絶縁膜１３Ａは、配線２０のランド部２０ａの上面を露出するための第１の窓部１３ａが設けられている。
【００７４】
ここで、基板１２Ａは、その周縁部が外囲体１４の外側に配置されるように形成されている。従って、基板１２Ａと外囲体１４との対向面積を確保して外囲体１４の接着性を向上することができるため、パッケージ１５Ａと透明性部材１６とによって囲まれた空間に水分の侵入を防止して結露を確実に防止できる。
【００７５】
また、第２の実施形態に係る半導体装置１０Ａをカメラモジュール等の光学ユニットに実装して用いる場合に、外囲体１４とほぼ一致する大きさの孔部に、透明性部材１６側から基板１２Ａの周縁部分が当接するまで押し込んで載置することができるため、半導体装置１０Ａを容易に且つ確実に実装することが可能となる。
【００７６】
なお、第２の実施形態に係る半導体装置１０Ａにおいて、吸湿性絶縁膜１３Ａは、基板１２Ａの上面の周縁部の上にまで形成されている必要はなく、外囲体１４の内側に形成されていればよい。吸湿性絶縁膜１３Ａにおける外囲体１４の外側部分及び下側部分が省略されていても、外囲体１４の内側に形成された吸湿性絶縁膜１３Ａにより結露を確実に防止できる。
【００７７】
（第３の実施形態）
以下本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【００７８】
図１０（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面構成を示している。また、図１１は第３の実施形態に係る半導体装置の分解斜視図を示し、図１２はパッケージの分解斜視図を示している。
【００７９】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１１、図１２に示すように、第３の実施形態に係る半導体装置１０Ｂは、受光素子１１と、上面側に半導体チップ１１を保持する基板１２、該基板１２上に形成された吸湿性絶縁膜１３Ｂ及び半導体チップ１１の周囲に設けられた外囲体１４からなる無蓋のパッケージ１５Ｂと、該パッケージ１５Ｂの上を覆う透明性部材１６とを備えている。
【００８０】
基板１２には、半導体チップ１１のパッド電極１１ａをパッケージ１５Ａの外部に取り回すための配線２０に加えて、上面における半導体チップ１１が保持される領域に、銅からなる金属膜２５が設けられている。また、吸湿性絶縁膜１３Ｂには、配線２０のランド部２０ａの上面を露出するための第１の窓部１３ａと、金属膜２５の上面を露出する第２の窓部１３ｂが設けられている。
【００８１】
ここで、半導体チップ１１は、第２の窓部１３ｂに露出した金属膜２５の上に、固着材１７により固着されている。
【００８２】
第３の実施形態に係る半導体装置１０Ｂによると、基板１２の上に金属膜２５が形成されているため、基板１２の下面側からパッケージ１５Ｂ内部への水分の侵入を金属膜２５により抑制できるので、透明性部材１６への結露の付着をさらに確実に防止できる。また、半導体チップ１１に発生する熱を金属膜２５により効率よく放熱できる。
【００８３】
さらに、第３の実施形態に係る半導体装置１０Ｂによると、半導体チップ１１が金属膜２５の上に固着されるため、吸湿性絶縁膜１３Ｂの上に半導体チップ１１を堆積する場合と比べて、振動に対する信頼性を向上することができる。
【００８４】
なお、第３の実施形態に係る半導体装置において、吸湿性絶縁膜１３Ｂは、第２の窓部１３ｂを省略して、金属膜２５を覆うように設けてもよい。この場合、半導体チップ１１を吸湿性絶縁膜１３Ｂの上に固着するため、振動に対する信頼性を向上することはできないが、金属膜２５による水分の侵入を抑制できる。
【００８５】
また、第３の実施形態に係る半導体装置において、基板１２の下面における絶縁性保護膜２４との間に金属膜を形成してもよい。このようにすると、パッケージ１５Ｂ内への水分の侵入をさらに確実に防止できる。
【００８６】
また、第３の実施形態に係る半導体装置において、基板１２を、その周縁部が外囲体１４の外側に位置するように形成してもよい。このようにすると、外囲体１４の接着性が向上されるため、基板１２と外囲体１４との間からの水分の侵入を確実に防止することができ、また、光学ユニットに実装する際に基板１２の外周部を押し当てるように実装することができるため、半導体装置１０Ｂを容易に且つ確実に実装することができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の半導体装置及びその製造方法によると、パッケージ内を除湿するための除湿用部材として、外囲体の内側に露出するように設けられた吸湿性絶縁膜を用いるため、吸湿材の使用量を少なくすることができるので、結露の防止を低コストに且つ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における構成断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のパッケージを示す分解斜視図である。
【図４】 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図５】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図６】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図７】 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＶIIｂ−ＶIIｂ線における構成断面図である。
【図８】 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図９】 本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のパッケージを示す分解斜視図である。
【図１０】 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における構成断面図である。
【図１１】 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す分解斜視図である。
【図１２】 本発明の第３の実施形態に係る半導体装置のパッケージを示す分解斜視図である。
【図１３】 （ａ）は従来の受光型半導体装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸIIIｂ−ＸIIIｂ線における構成断面図である。
【図１４】 （ａ）〜（ｃ）は従来の受光型半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図１５】 （ａ）〜（ｃ）は従来の受光型半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【符号の説明】
１０ 半導体装置
１１ 半導体チップ
１１ａ パッド電極
１２ 基板
１２ａ 孔部
１３ 吸湿性絶縁膜
１３ａ 窓部
１３ｂ 第２の窓部
１４ 外囲体
１５ パッケージ
１６ 透明性部材
１７ 固着材
１８ 導電性部材
１９ 封着部材
２０ 配線
２０ａ ランド部
２１ 上面側配線層
２２ 下面側配線層
２３ 配線接続部
２４ 絶縁性保護膜
２５ 金属膜
Claims (9)
- 受光素子を保持する基板と、
前記基板の上に、前記受光素子の周囲に形成された外囲体と、
吸湿材が添加された絶縁性材料からなり、少なくとも上面の一部が前記外囲体の内側に露出するように前記基板の上に形成された吸湿性絶縁膜と、
前記外囲体の内側で、前記基板の上面に形成され、前記受光素子と電気的に接続された端子を含む上面側配線層と、前記上面側配線層に電気的に接続され前記基板の下面に形成され、外部端子となる下面側配線層とからなる配線と、
前記外囲体の上を覆う板状の透明性部材とを備え、
前記受光素子は前記吸湿性絶縁膜の上に固着材を介して固着され、前記吸湿性絶縁膜は前記受光素子および前記固着材より上面の面積が大きいことを特徴とする半導体装置。 - 前記吸湿性絶縁膜は、少なくとも前記端子を露出するように窓部を設けて前記外囲体の内側全体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
- 前記吸湿性絶縁膜は、前記基板と前記外囲体との間にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
- 前記基板は、周縁部の上面が前記外囲体の下側に位置していることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
- 前記基板は、周縁部の上面が前記外囲体の外側に露出していることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
- 前記受光素子が保持される領域において、前記基板と前記吸湿性絶縁膜との間に形成された金属膜をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
- 受光素子を保持する基板と、
前記基板の上に、前記受光素子の周囲に形成された外囲体と、
吸湿材が添加された絶縁性材料からなり、少なくとも上面の一部が前記外囲体の内側に露出するように前記基板の上に形成された吸湿性絶縁膜と、
前記外囲体の内側で、前記基板の上面に形成され、前記受光素子と電気的に接続された端子を含む上面側配線層と、前記上面側配線層に電気的に接続され前記基板の下面に形成され、外部端子となる下面側配線層とからなる配線と、
前記外囲体の上を覆う板状の透明性部材と、
前記受光素子が保持される領域において、前記吸湿性絶縁膜に形成された開口部の内側に露出した前記基板の上に形成された金属膜とを備え、
前記金属膜の上に固着材を介して前記受光素子が固着されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記吸湿性絶縁膜はレジスト材からなることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
- 前記基板は、有機材、金属材、セラミック材、ガラス材及び炭素繊維材のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
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