JP4463194B2 - 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図6に示したように、従来の固体撮像装置102は、パッケージ104の凹部106内に、光センサーなどを半導体基板上に配列して成る固体撮像素子108を、その受光面110を上に向け収容して構成されている。固体撮像素子表面の周辺部には複数のボンディングパッド112が配列され、これらボンディングパッド112と、パッケージ104の端子電極114とはボンディングワイヤー116により接続されている。端子電極114はパッケージ104を貫通する外部端子118の一端に接続され、外部端子118の他端はパッケージ104の裏面よりパッケージ104の外部に突出している。
さらに、上述のような構造では、パッケージングのために、固体撮像素子108を1つ1つパッケージ104に収容し、固体撮像素子108のボンディングパッド112とパッケージ104の端子電極114とをボンディングワイヤー116により接続するという作業が必要であり、製造効率が悪く、コスト削減を阻む1つの要因となっている。
さらに、固体撮像装置の裏面にたとえばフレキシブル回路基板を張り合わせ、半導体基板上のボンディングパッドと、フレキシブル回路基板上の配線とはスルーホールに充填した上記導電材料により接続する構成とできるので、外部回路も含めて薄型化を実現できる。
図1の(A)は本発明の実施の形態例としての固体撮像装置を示す断面側面図、(B)は(A)におけるB部の部分拡大断面側面図である。また、図2は実施の形態例の平面図、図3は図2において下方から見た場合の側面図、図4は図2において右側から見た場合の側面図、図5は実施の形態例の背面図である。なお、図1は図2に示したAA’線に沿った断面を示している。
固体撮像素子4は、半導体基板10の表面12における中央部の矩形領域である撮像エリア14に多数の光センサーを配列して成り、半導体基板表面の辺部には複数のボンディングパッド16が形成されている。半導体基板10の厚みはたとえば100μm以下であり、また透明板6の材料には石英ガラスなどを用いることができる。固体撮像素子4および透明板6は平面視において、ともに矩形であり同一形状、同一寸法に形成され、透明板6は半導体基板10の表面12に、板面を対向させ位置合わせした状態で固着されている。
透明板6の、半導体基板10と反対側の稜線部18は、図3、図4などに示したように、面取りされている。
フレキシブル回路基板8は、横長に形成され、一端部は半導体基板10の側方に延出している。
さらに、固体撮像装置2の裏面24にフレキシブル回路基板8を張り合わせ、半導体基板10上のボンディングパッド16と、フレキシブル回路基板8上の配線とはスルーホール26に充填した導電材料38により接続する構成であるから、外部回路(フレキシブル回路基板8)を含めて薄型化を実現できる。
また、本実施の形態例では透明板6の稜線部18が面取りされているので、固体撮像装置2を機器に組み込む際に、透明板6がレンズブロックなどに当たるなどした際に、透明板6が欠けてしまうことを防止できる。
本発明の固体撮像装置2の製造方法の一例について、図1から図5を適宜、参照して説明する。
まず、固体撮像装置の半導体基板部分が複数形成された半導体ウェハーの表面に半導体ウェハーと同等の大きさの透明板を封止剤20(接着剤)により接着する。この接着では、封止剤20を、半導体ウェハー上の各固体撮像装置において撮像エリア14を囲む状態で半導体ウェハーまたは透明板に塗布し、半導体ウェハーおよび透明板を張り合わせる。封止剤20は加熱または紫外光の照射により硬化させる。
つづいて、半導体ウェハーの裏面からボンディングパッド16の下面に至るスルーホール26を形成する。これには、レーザー加工や、フォトリソグラフィーなどの加工技術を用いることができる。
その後、スルーホール26の内面に、ポリイミドなどによる絶縁膜28を被着させ、また、半導体ウェハーの裏面24にスルーホール26の開口箇所を除いて絶縁膜30を被着させる。絶縁膜30はたとえばポリイミドテープを用いて形成することができる。
その後、たとえばフレキシブル回路基板8を裏面24に張り合わせて、スルーホール26にたとえば導電性ペーストを充填し、加熱して硬化させ、半導体基板10のボンディングパッド16とフレキシブル回路基板8の銅配線34とを接続する。
さらに、固体撮像装置の裏面にたとえばフレキシブル回路基板を張り合わせ、半導体基板上のボンディングパッドと、フレキシブル回路基板上の配線とはスルーホールに充填した上記導電材料により接続する構成とできるので、外部回路も含めて薄型化を実現できる。
Claims (6)
- 表面の中央部の撮像エリアに複数の光センサーが配列されるとともに表面の周辺部に複数のボンディングパッドが形成された半導体基板を含む固体撮像装置であって、
板面を前記光センサーに対向させて前記半導体基板の表面に加熱または紫外光の照射により硬化する封止剤により接着して固定された、平面視において前記半導体基板と同一形状、同一サイズの透明板と、
前記ボンディングパッドの下面から前記半導体基板の裏面に至るスルーホールと、
前記スルーホールの内面を覆う第1の絶縁膜と、
前記半導体基板の裏面における少なくとも前記スルーホールの開口箇所を囲んで被着された第2の絶縁膜と、
前記スルーホールに充填され前記ボンディングパッドの下面に電気的に接続するとともに前記スルーホールの前記開口より露出する導電材料とを備え、
前記ボンディングパッドは、その表面が前記半導体基板の表面に揃うように前記半導体基板に埋設されており、
前記封止剤は、前記半導体基板と前記透明板との間に介在し、前記半導体基板および前記透明板の周辺部を延在して前記撮像エリア全体を囲むとともに前記ボンディングパッドを覆っており、それによって、前記半導体基板および前記透明板の中央部の、前記半導体基板の表面と前記透明板の下面との間に、前記封止剤の厚みに相当する気密の隙間空間が形成されている、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記導電材料は硬化した導電ペーストであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
- 表面の中央部の撮像エリアに複数の光センサーが配列されるとともに表面の周辺部に複数のボンディングパッドが形成された半導体基板を含む固体撮像装置を製造する方法であって、
ボンディングパッドの表面が半導体ウェハーの表面に揃うようにボンディングパッドを半導体ウェハーに埋設して前記固体撮像装置の半導体基板部分を複数形成した半導体ウェハーの表面に、該半導体ウェハーと同等の大きさの透明板を、該透明板の板面を該半導体ウェハーの表面に対向させて加熱または紫外光の照射により硬化する封止材により接着して固定し、その際に前記封止剤が前記ボンディングパッドを覆い、前記撮像エリアを囲むようにし、
前記透明板が接着された前記半導体ウェハーの裏面を研削して前記半導体ウェハーの厚みを減少させ、
前記半導体ウェハーの裏面から前記ボンディングパッドの下面に至るスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内面に第1の絶縁膜を被着させ、
前記半導体ウェハーの裏面における少なくとも前記スルーホールの開口箇所を囲んで第2の絶縁膜を被着させ、
前記半導体ウェハーを前記透明板とともに固体撮像装置ごとに切断し、
以上により、切断後の個々の固体撮像装置において、前記透明板が、平面視において前記半導体基板と同一形状、同一サイズとなり、且つ、前記封止剤が、前記半導体基板と前記透明板との間に介在し、前記半導体基板および前記透明板の周辺部を延在して前記撮像エリア全体を囲むとともに前記ボンディングパッドを覆い、それによって、前記半導体基板および前記透明板の中央部の、前記半導体基板の表面と前記透明板の下面との間に、前記封止剤の厚みに相当する気密の隙間空間が形成されるようにする、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記ボンディングパッドの下面に電気的に接続するとともに前記スルーホールの前記開口より露出する導電材料を前記スルーホールに充填することを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記半導体ウェハーの切断に先立ち、前記透明板の表面に横断面がV字形の溝を形成し、この溝に沿って前記半導体ウェハーおよび前記透明板を切断することを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記導電材料として導電ペーストを用い、同導電ペーストは前記スルーホールに充填した後、熱により硬化させることを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置の製造方法。
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