JP5259912B2 - 配線基板及びこれを利用した固体撮像用半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は固体撮像用半導体装置に係り、さらに詳細には本体部から突出したリード（Ｌｅａｄ）と電気的に接合する受光素子を有する半導体チップと固体撮像用レンズとを一体にした固体撮像用半導体装置に関する。
ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）、移動電話機（Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ）などのモービル装置には、普通固体撮像用半導体チップとレンズとを組み合わせた形態の固体撮像用半導体装置が搭載されている。このような小型カメラを具備した移動電話機は通話者の映像を小型カメラにより撮像して画像データで入力して、通話相手方にその画像データを送信する。
このようなモービル装置の小型化がさらに進行しており、これらに使われる固体撮像用半導体装置も小型化が要求されている。このような固体撮像用半導体装置の小型化の要求を満足させるために、レンズと固体撮像用半導体チップとを一体化して形成された半導体装置が開発されている。
図１は従来の固体撮像用半導体装置の概略的構成を示した断面図である。図１に示したような従来の固体撮像用半導体装置１００は固体撮像用レンズ１１５が付着されたレンズ部１１０、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、以下ＰＣＢ）１５０、固体撮像用半導体チップ１３０及び画像処理用半導体チップ１４０から構成される。
ここで、固体撮像用レンズ１１５及び赤外線遮断用フィルター（ＩＲ ｃｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）１２０が付着されているレンズ付着部１１０は印刷回路基板１５０の上部一面に接着剤により固着されている。固体撮像用半導体チップ１３０は固体撮像用レンズ１１５からの光を画像信号に変換する光電変換素子群で構成されたチップであって、印刷回路基板１５０の上部に位置して印刷回路基板１５０の上面の所定の部分に形成されたパッドとワイヤーボンディング（Ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）１３５されている。
また、印刷回路基板１５０の後面の所定の部分に形成されたパッドと画像処理用半導体チップ１４０とがワイヤーボンディング１４５される。そして、画像処理用半導体チップ１４０はトランスファーモールド技術による絶縁性封止樹脂１６０により封止される。ここで、画像処理用半導体チップ１４０は固体撮像用半導体チップ１３０からのイメージ信号を処理する役割をする。
印刷回路基板１５０とフレキシブル配線基板（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｃａｂｌｅ、１７０）とは配線接合部１７５によって電気的に連結される。
図１に示したような固体撮像用半導体装置は固体撮像用半導体チップ１３０と画像処理用半導体チップ１４０とをそれぞれ印刷回路基板１５０の上面、下面に接着してワイヤーボンディング１３５、１４５により電気的に連結するために、製造工程が容易であって組立て費用が低廉である。しかし、印刷回路基板１５０の下部にある画像処理用半導体チップ１４０及び絶縁性封止樹脂１６０によってカメラモジュールの厚さが厚くなるようになり、カメラモジュールの小型化にとって障害となる。
大韓民国公開特許２００２−８７７６９号公報
本発明が解決しようとする技術的課題は、厚さが薄くて小型化された固体撮像用半導体装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記固体撮像用半導体装置に適合な配線基板を提供することにある。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による固体撮像用半導体装置は、固体撮像用レンズを具備するレンズ部と、開口部が形成された本体部と一端が前記本体部の内側面から前記開口部内に突出して他端が前記本体部の底面と連結されたリードとを具備して前記固体撮像用レンズと前記開口部とが対向するように前記レンズ部と連結された配線基板と、前記開口部内に配置されて前記リードの一端と電気的に連結されて前記固体撮像用レンズからの光を画像信号に変換して前記画像信号を処理する半導体チップと、を含む。
また、前記技術的課題を解決するための本発明の他の実施形態による固体撮像用半導体装置は、固体撮像用レンズを具備するレンズ部と、開口部が形成されて内側面に段差部が形成された本体部と一端が前記本体部の上部内側面から前記開口部内に突出して他端が前記本体部の底面と連結される第１リードと一端が前記本体部の段差部から前記開口部内に突出して他端が前記本体部の底面と連結される第２リードとを具備して前記固体撮像用レンズと前記開口部とが対向するように前記レンズ部と連結した配線基板と、前記開口部内に配置されて前記第１リードの一端と電気的に連結されて前記固体撮像用レンズからの光を画像信号に変換する第１半導体チップと、前記開口部内の前記第１半導体チップ下部に配置されて前記第２リードの一端と電気的に連結されて前記画像信号を処理する第２半導体チップと、を含む。
前記他の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による配線基板は半導体チップが実装される領域を定義する開口部を具備する本体部と、一端が前記本体部の内側面から前記開口部内に突出して、他端が前記本体部の底面と連結されたリードと、を含む。
また、前記他の技術的課題を解決するための本発明の他の実施形態による配線基板は、半導体チップが実装される領域を定義する開口部が形成されて内側面に段差部が形成された本体部と、一端は前記本体部の上部内側面から前記開口部内に突出して他端は前記本体部の底面と連結される第１リードと、一端は前記本体部の段差部から前記開口部内に突出して他端は前記本体部の底面と連結される第２リードと、を含む。
前述したように本発明による固体撮像用半導体装置によれば、本体部に開口部を形成して開口部内に固体撮像用半導体チップまたは画像処理用半導体チップを位置させることによって従来技術よりも厚さが薄くて実装面積も小さい固体撮像用半導体装置を製造することができる。また、半導体チップと電気的に接合されるリードが本体部上にだけ形成されていないで半導体チップから突出して形成されていて本体部上にリードと半導体チップとの間の接合のための空間が必要でなくなるので本体部の左右長さが減って、したがって左右幅が狭い固体撮像用半導体装置を製造することができる。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になることである。しかし本発明は以下で開示する実施形態に限られることでなく相異なる多様な形態で具現されることであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供することであり、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を表す。
以下、本発明の第１実施形態を図２Ａないし図２Ｅに基づいて説明する。
図２Ａは本発明の第１実施形態による固体撮像用半導体装置２００を示した断面図である。そして、図２Ｂは図２Ａの半導体チップ２３０と本体部２５０との電気的連結を示した斜視図である。そして、図２Ｃは図２Ａの配線基板２０５だけを示した部分切開斜視図である。
図２Ａないし図２Ｃに示したように、本発明の固体撮像用半導体装置２００は固体撮像用レンズ２１５が付着されたレンズ部２１０、配線基板２０５及び半導体チップ２３０で構成される。
ここで、レンズ部２１０は光が通り過ぎる部分に受光ホールが形成される。レンズ部２１０の受光ホールには固体撮像用レンズ２１５が付着されている。望ましくは、レンズ部２１０内に位置して、固体撮像用レンズ２１５と所定の間隔を置いて対向して固体撮像用レンズ２１５の下部に位置して、固体撮像用レンズ２１５を通過した光が通り過ぎる部分に位置する赤外線遮断用フィルター（ＩＲ ｃｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）２２０または高周波遮光用フィルターが設置される。本願では説明の便宜のために赤外線遮断用フィルターを利用して説明する。
配線基板２０５は本体部２５０とリード２４０とで構成される。本体部２５０はレンズ部２１０の下部に接着剤で固定される。本体部２５０は固体撮像用レンズ２１５の垂直下部に開口部２５５を具備する。本願で使われる本体部では印刷回路基板（ＰＣＢ）、セラミックリードレスチップキャリア（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｌｅａｄｌｅｓｓ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ）またはプリモールディッドリードレスチップキャリア（Ｐｒｅ−Ｍｏｌｄｅｄ Ｌｅａｄｌｅｓｓ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ）などを使うことができる。ここで、プリモールディッドリードレスチップキャリアはＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）のような物質が使われる。但し、上で言及した本体部は例示に過ぎない。
そして、リード２４０は本体部２５０の内部を貫通して形成される。リード２４０の一端２４０ａは本体部２５０の内側面から開口部２５５内に突出して形成される。そして、リード２４０の他端２４０ｂは本体部２５０の底面と連結される。リード２４０の材料は大別してＣｕまたは合金（ＮｉとＦｅ）があり、製造方法はエッチングタイプ（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｔｙｐｅ、原版を必要な形態だけ残してエッチングして製造する方法）とスタンピングタイプ（Ｓｔａｍｐｉｎｇ Ｔｙｐｅ、金型を利用して原版を必要な形態に圧力を加えて製造する方法）とがある。このようなリード２４０はＮｉ、Ａｕのような貴金属（ｎｏｂｌｅ ｍｅｔａｌ）でメッキすることが望ましい。
図２Ａないし図２Ｃに示したように、半導体チップ２３０は固体撮像用レンズ２１５の垂直下部に位置して本体部２５０の開口部２５５内に安着されて、リード２４０の一端２４０ａは本体部２５０の内側面から開口部２５５内に突出して形成されて、半導体チップ２３０の上面縁と接着剤２３５で接合される。したがって、半導体チップ２３０はリード２４０との接合によって本体部２５０の開口部２５５内に固定位置する。そして、半導体チップ２３０上面に形成された電極パッド（図示せず）とリード２４０の一端２４０ａとは電気的接続手段２４５により電気的に連結される。
ここで、半導体チップ２３０は固体撮像用半導体素子と画像処理用半導体素子とを一つの半導体チップに具現したものである。
固体撮像用半導体素子は固体撮像用レンズ２１５からの光を画像信号に変換する光電変換素子群で構成される。固体撮像用半導体素子には例えばＣＭＯＳイメージセンサー（ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ、ＣＩＳ）を構成する２次元に配列された光電変換素子群で構成される光電変換部（センサー部）と、光電変化素子群を順に駆動して信号電荷を得る駆動回路部と、信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号を映像信号出力に作る信号処理部と、デジタル信号の出力レベルを基礎にして電気的に露光時間を制御する露光制御手段を同一な半導体チップ上に形成した半導体回路部と、などが設置されている。もちろん固体撮像用半導体素子はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を含む。
そして、画像処理用半導体素子は固体撮像用半導体素子からの画像信号を処理する役割をする。
したがって、本発明による半導体チップ２３０は固体撮像用レンズ２１５及び赤外線遮断用フィルター２２０を介して半導体チップ２３０におけるセンサー部に被写体像を結像させて光電変換することによって例えばデジタルまたはアナログの画像信号を出力した後、このような画像信号を処理してリード２４０に出力する役割をする。
そして、半導体チップ２３０のセンサー部は固体撮像用レンズ２１５の垂直下部に位置するようにする。
図２Ｂに示したように、リード２４０の一端２４０ａと半導体チップ２３０上面とに形成された電極パッド（図示せず）を連結する電気的接続手段２４５はワイヤーボンディングであることが望ましい。
そして、図２Ｄは本発明の電気的接続手段に対する他の実施形態を図示したことであって、図２ＡのＡ部分を拡大した部分拡大図である。図２Ｄに示したように、電気的接続手段２４５ａとしてバンプ（Ｂｕｍｐ）またはソルダボール（Ｓｏｌｄｅｒ Ｂａｌｌ）などを使うことができる。
図２Ｅは本発明の電気的接続手段に対するまた他の実施形態を図示したことであって、図２ＡのＡ部分を拡大した部分拡大図である。図２Ｅに示したように、電気的接続手段２４５ｂ、２４５ｃとして異方性伝導フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、以下ＡＣＦ）または異方性伝導樹脂（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ、以下ＡＣＰ）などを使うことができる。ここで、フィルムまたは樹脂２４５ｂ内に含まれた伝導性物質２４５ｃによりリード２４０の一端２４０ａと半導体チップ２３０の電極パッド（図示せず）とが電気的に連結される。
そして、半導体チップ２３０と本体部２５０との間は絶縁性封止樹脂２６０で封止する。絶縁性封止樹脂２６０は電気的に接合された部分の信頼性の向上と接合部分の強度の補強とを図る。絶縁性封止樹脂２６０としては絶縁性のエポキシ樹脂、絶縁性のシリコーン樹脂などを使うことができる。
本体部２５０の下部に形成されたリード２４０の他端２４０ｂはフレキシブルＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＰＣＢ、図示せず）と電気的に連結して、固体撮像用半導体装置２００と外部本体とが電気的につながるようにする。
このような、本発明の固体撮像用半導体装置２００によれば本体部２５０を貫通する開口部２５５が形成されていて、この開口部２０５に半導体チップ２３０が安着されていて固体撮像用半導体装置２００の上下長さを小さくすることができる。そして、半導体チップ２３０と電気的に接合するリード２４０が本体部２５０上にだけ形成されていないで半導体チップ２３０に突出して形成されていて、本体部２５０上にリード２４０と半導体チップ２３０との間の接合のための空間が必要でなくなるので本体部２５０の左右長さを減らすことができる。したがって固体撮像用半導体装置２００の左右長さを小さくすることができる。
以下、本発明の第２実施形態を図３Ａ及び図３Ｂに基づいて説明する。第２実施形態の説明において、図２Ａないし図２Ｅに示した第１実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図３Ａは本発明の第２実施形態による固体撮像用半導体装置３００を示した断面図である。そして、図３Ｂは図３Ａの半導体チップ２３０と本体部３０５との電気的連結を示した斜視図である。
第１実施形態と違う点は、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、リード２４０は本体部３０５の内部を貫通して形成されて、リード２４０の一端２４０ａは本体部３０５の上面から突出した後内側に折れて開口部２５５内に突出して形成される点である。そして、リード２４０の他端２４０ｂは本体部３０５の底面と連結される。
この実施形態においても電気的接合手段２４５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第３実施形態を図４Ａ及び図４Ｂに基づいて説明する。第３実施形態の説明において、図２Ａないし図２Ｅに示した第１実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図４Ａは本発明の第３実施形態による固体撮像用半導体装置３１０を示した断面図である。そして、図４Ｂは図４Ａの半導体チップ２３０と本体部３１５との電気的連結を示した斜視図である。
第１実施形態と違う点は、図４Ａ及び図４Ｂに示したように本体部３１５の上面でレンズ部２１０の内部に受動素子３２０が搭載されている点である。この受動素子３２０は抵抗（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）、キャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、インダクター（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）などを含む。受動素子３２０の下部に形成された電極３２２とリード２４０とはワイヤーボンディング３２４により電気的に接続される。
この実施形態においても電気的接合手段２４５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第４実施形態を図５Ａ及び図５Ｂに基づいて説明する。第４実施形態の説明において、図４Ａ及び図４Ｂに示した第３実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図５Ａは本発明の第４実施形態による固体撮像用半導体装置３３０を示した断面図である。そして、図５Ｂは図５Ａの半導体チップ２３０と本体部３１５との電気的連結を示した斜視図である。
第３実施形態と違う点は、図５Ａ及び図５Ｂに示したように受動素子３２０が本体部３１５の上面でレンズ部２１０の外部に搭載されている点である。この受動素子３２０は抵抗、キャパシター、インダクターなどを含む。受動素子３２０の下部に形成された電極３３２とリード２４０とはワイヤーボンディング３３４により電気的に接続される。
この実施形態においても電気的接合手段２４５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第５実施形態を図６Ａないし図６Ｃに基づいて説明する。第５実施形態の説明において、図２Ａないし図２Ｅに示した第１実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図６Ａは本発明の第５実施形態による固体撮像用半導体装置４００を示した断面図である。そして、図６Ｂは図６Ａの半導体チップ２３０と本体部４１０との電気的連結を示した斜視図である。そして、図６Ｃは図６Ａの配線基板４０５を示した部分切開斜視図である。
第１実施形態と違う点は、図６Ｂ及び図６Ｃに示したように半導体チップ２３０がタイバー（Ｔｉｅ ｂａｒ）４３０により本体部４１０に固定位置する点である。すなわち、タイバー４３０の一端４３０ａは本体部４１０の内側面から開口部４１７内に突出して形成されて、タイバー４３０の一端４３０ａの先端部は半導体チップ２３０の上面縁と接着剤４３５で接合される。そして、タイバー４３０の他端４３０ｂは本体部４１０の内部に位置してタイバー４３０全体の位置を固定させる。本発明の第５実施形態において、配線基板４０５は本体部４１０、リード４２０及びタイバー４３０で構成される。タイバー４３０は半導体チップ２３０の隅４個所と接合する。しかし、タイバー４３０の個数及び位置は本実施形態に限られない。但し、タイバー４３０はリード４２０と重複しないように形成して、半導体チップ２３０を本体部４１０に固定位置させることができる程度の個数で形成することが望ましい。タイバー４３０はリード４２０を形成する時共に形成することが望ましい。したがって、タイバー４３０とリード４２０とは同一物質からなる。
リード４２０は本体部４１０の内部を貫通して形成され、リード４２０の一端４２０ａは内側面から開口部４１７内に突出して形成される。そして、リード４２０の他端４２０ｂは本体部４１０の下部と連結される。リード４２０の一端４２０ａは半導体チップ２３０の上面に向けて突出して形成されるが、半導体チップ２３０の上面と接合する必要はない。
この実施形態においても電気的接合手段４２５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第６実施形態を図７Ａ及び図７Ｂに基づいて説明する。第６実施形態の説明において、図６Ａないし図６Ｃに示した第５実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図７Ａは本発明の第６実施形態による固体撮像用半導体装置４４０を示した断面図である。そして、図７Ｂは図７Ａの半導体チップ２３０と本体部４４５との電気的連結を示した斜視図である。
第５実施形態と違う点は、図７Ａ及び図７Ｂに示したようにリード４２０が本体部４４５の内部を貫通して形成されて、リード４２０の一端４２０ａが本体部４４５の上面から突出した後開口部４１７内に折れて突出して形成される点である。そして、リード４２０の他端４２０ｂは本体部４４５の底面と連結される。
この実施形態においても電気的接合手段４２５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第７実施形態を図８Ａ及び図８Ｂに基づいて説明する。第７実施形態の説明において、図６Ａないし図６Ｃに示した第５実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図８Ａは本発明の第７実施形態による固体撮像用半導体装置４５０を示した断面図である。そして、図８Ｂは図８Ａの半導体チップ２３０と本体部４５５との電気的連結を示した斜視図である。
第５実施形態と違う点は、図８Ａ及び図８Ｂに示したように本体部４５５の上面でレンズ部２１０の内部に受動素子４６０が搭載されている点である。この受動素子４６０は抵抗、キャパシター、インダクターなどを含む。受動素子４６０の下部に形成された電極４６２とリード４２０とはワイヤーボンディング４６４により電気的に接続される。
この実施形態においても電気的接合手段４２５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第８実施形態を図９Ａ及び図９Ｂに基づいて説明する。第８実施形態の説明において、図８Ａ及び図８Ｂに示した第７実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図９Ａは本発明の第８実施形態による固体撮像用半導体装置４７０を示した断面図である。そして、図９Ｂは図９Ａの半導体チップ２３０と本体部４５５との電気的連結を示した斜視図である。
第７実施形態と違う点は、図９Ａ及び図９Ｂに示したように受動素子４６０が本体部４５５の上面でレンズ部２１０の外部に搭載されている点である。この受動素子４６０は抵抗、キャパシター、インダクターなどを含む。受動素子４６０の下部に形成された電極４７２とリード４２０とはワイヤーボンディング４７４により電気的に接続される。
この実施形態においても電気的接合手段４２５はワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下本発明の第９実施形態ないし第１２実施形態を説明する。第９実施形態ないし第１２実施形態は第１実施形態ないし第８実施形態と違って固体撮像用半導体チップ５３０と画像処理用半導体チップ５４０とをそれぞれ含む。
以下、本発明の第９実施形態を図１０Ａないし図１０Ｃに基づいて説明する。第９実施形態の説明において、図２Ａないし図２Ｅに示した第１実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図１０Ａは本発明の第９実施形態による固体撮像用半導体装置５００を示した断面図である。そして、図１０Ｂは図１０Ａの半導体チップ５３０、５４０と本体部５５０との電気的連結を示した斜視図である。そして、図１０Ｃは本発明の第９実施形態による配線基板５０５だけを示した部分切開斜視図である。
第１実施形態と違う点は、図１０Ａに示したように本発明の固体撮像用半導体装置５００が、固体撮像用レンズ２１５が付着されたレンズ部２１０、配線基板５０５、固体撮像用半導体チップ５３０及び画像処理用半導体チップ５４０で構成される点である。
図１０Ａないし図１０Ｃを参照すると、配線基板５０５は本体部５５０、第１リード５３４及び第２リード５４４で構成される。本体部５５０はレンズ部２１０の下部に接着剤で固定される。本体部５５０は固体撮像用レンズ２１５の垂直下部に開口部５５５を含む。そして、本体部５５０の開口部５５５が形成された内側面には段差部が形成されている。
第１リード５３４は本体部５５０の内部を貫通して形成されて、第１リード５３４の一端５３４ａは本体部５５０の上部内側面から開口部５５５内に突出して形成される。そして、第１リード５３４の他端５３４ｂは本体部５５０の底面と連結される。第１リード５３４はＮｉ、Ａｕのような貴金属でメッキすることが望ましい。
図１０Ａに示したように、固体撮像用半導体チップ５３０は固体撮像用レンズ２１５の垂直下部に位置して本体部５５０の開口部５５５内に安着される。第１リード５３４の一端５３４ａは本体部５５０の内側面から開口部５５５内に突出して形成されて、固体撮像用半導体チップ５３０の上面縁と接着剤５３６で接合される。したがって、固体撮像用半導体チップ５３０は第１リード５３４との接合によって本体部５５０の開口部５５５内に固定位置する。そして、固体撮像用半導体チップ５３０上面に形成された電極パッド（図示せず）と第１リード５３４の一端５３４ａとは第１電気的接続手段５３２により電気的に連結される。
ここで、固体撮像用半導体チップ５３０は固体撮像用レンズ２１５からの光を画像信号に変換する光電変換素子群で構成される。固体撮像用半導体チップ５３０は固体撮像用レンズ２１５及び赤外線遮断用フィルター２２０を介してセンサー部に被写体像を結像させて光電変換することによって例えばデジタルまたはアナログの画像信号を出力する。固体撮像用半導体チップ５３０はＣＭＯＳイメージセンサー（ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ、ＣＩＳ）またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を含む。
そして、第１電気的接続手段５３２にはワイヤーボンディング以外にもバンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
第２リード５４４は本体部５５０の内部を貫通して形成されて、第２リード５４４の一端５４４ａは本体部５５０の内側面の段差部５５７から内側に突出して形成される。そして、第２リード５４４の他端５４４ｂは本体部５５０の底面と連結される。第２リード５４４はＮｉ、Ａｕのような貴金属でメッキすることが望ましい。
図１０Ａに示したように、画像処理用半導体チップ５４０は固体撮像用半導体チップ５３０の下部に位置して本体部５５０の開口部５５５内に安着される。本体部５５０の段差部５５７から突出して形成された第２リード５４４の一端５４４ａは画像処理用半導体チップ５４０の上面縁に形成された電極パッド（図示せず）と第２電気的接続手段５４２により電気的に連結される。画像処理用半導体チップ５４０と第２リード５４４との結合により画像処理用半導体チップ５４０は本体部５５０の開口部５５５内に固定位置される。
ここで、画像処理用半導体チップ５４０は固体撮像用半導体チップ５３０からの画像信号を処理する役割をする。
そして、第２電気的接続手段５４２としてはバンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
固体撮像用半導体チップ５３０、画像処理用半導体チップ５４０と本体部５５０との間は絶縁性封止樹脂５６０で封止する。絶縁性封止樹脂５６０は電気的に接合された部分の信頼性の向上と接合部分の強度の補強とを図る。絶縁性封止樹脂５６０には絶縁性のエポキシ樹脂、絶縁性のシリコーン樹脂などを使うことができる。
以下、本発明の第１０実施形態を図１１Ａ及び図１１Ｂに基づいて説明する。第１０実施形態の説明において、図１０Ａないし図１０Ｃに示した第９実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図１１Ａは本発明の第１０実施形態による固体撮像用半導体装置６００を示した断面図である。そして、図１１Ｂは図１１Ａの半導体チップ５３０、５４０と本体部５５０との電気的連結を示した斜視図である。
第９実施形態と違う点は、第２電気的接続手段６４２でワイヤーボンディングを用いる点である。
図１１Ａに示したように画像処理用半導体チップ５４０上に回路が形成された一面が下へ向かうようにして他の面は接着剤５４６を利用して固体撮像用半導体チップ５３０の下面と接着して固定位置させる。ここで、接着剤５４６には銀（Ａｇ）を含んだエポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）接着剤を用いることができる。したがって、第２リード５４４の一端５４４ａは画像処理用半導体チップ５４０の一面に形成された電極パッド（図示せず）と第２電気的接続手段６４２により電気的に連結される。
以下、本発明の第１１実施形態を図１２Ａないし図１２Ｄに基づいて説明する。第１１実施形態の説明において、図１０Ａないし図１０Ｃに示した第９実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図１２Ａは本発明の第１１実施形態による固体撮像用半導体装置７００を示した断面図である。そして、図１２Ｂは図１２Ａの半導体チップ５３０、５４０と本体部５５０との電気的連結を示した斜視図である。そして、図１２Ｃ及び図１２Ｄは配線基板７０５だけを示した部分切開斜視図である。
第９実施形態と違う点は、図１２Ｂないし図１２Ｄに示したように固体撮像用半導体チップ５３０がタイバー６１０により本体部５５０に固定位置する点である。すなわち、タイバー６１０の一端６１０ａは本体部５５０の上部内側面から突出して形成されて、タイバー６１０一端６１０ａの先端部は固体撮像用半導体チップ５３０の上面縁と接着剤６１５で接合される。そして、タイバー６１０の他端６１０ｂは本体部５５０の内部に位置してタイバー６１０全体の位置を固定させる。
本発明の第１１実施形態において、配線基板７０５は本体部５５０、第１リード７３４、第２リード５４４及びタイバー６１０で構成される。タイバー６１０は半導体チップ５３０の隅４個所と接合する。しかし、タイバー６１０の個数及び位置は本実施形態に限られない。但し、タイバー６１０は第１リード７３４と重複しないように形成して、固体撮像用半導体チップ５３０を本体部５５０に固定位置させることができる程度の個数で形成することが望ましい。タイバー６１０は第１リード７３４または／及び第２リード５４４を形成する時共に形成することが望ましい。したがって、タイバー６１０と第１リード７３４または／及び第２リード５４４とは同一物質からなる。
図１２Ｃに示したように、第１リード７３４は本体部５５０の内部を貫通して形成されて第１リード７３４の一端７３４ａは上部内側面から開口部５５５内に突出して形成される。そして、第１リード７３４の他端７３４ｂは本体部５５０の底面と連結される。第１リード７３４の一端７３４ａは固体撮像用半導体チップ５３０の上面に向けて突出して形成されるが、固体撮像用半導体チップ５３０の上面と接合する必要はない。
この実施形態においても第１電気的接合手段５３２としてはワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、ＡＣＦまたはＡＣＰなどを使うことができる。
以下、本発明の第１２実施形態を図１３Ａ及び図１３Ｂに基づいて説明する。第１２実施形態の説明において、図１２Ａないし図１２Ｄに示した第１１実施形態と同一または該部分には同一符号を付けて説明を省略する。
図１３Ａは本発明の第１２実施形態による固体撮像用半導体装置８００を示した断面図である。そして、図１３Ｂは図１３Ａの半導体チップ５３０、５４０と本体部５５０の電気的連結を示した斜視図である。
第１１実施形態と違う点は、第２電気的接続手段６４２でワイヤーボンディングを用いる点である。
第９実施形態ないし第１２実施形態では２個の独立的な半導体チップ５３０、５４０が一体に形成された配線基板の開口部内に安着される構造を説明したが、本発明の実施形態はこれに限られなくて、第１実施形態ないし第８実施形態で説明した一つの半導体チップと配線基板とが結合した構造を２個結合して第９実施形態ないし第１２実施形態で説明した構造と同一な構造を具現することができる。
図１３Ａに示したように画像処理用半導体チップ５４０上に回路が形成された一面が下へ向かうようにして他の面は接着剤５４６を利用して固体撮像用半導体チップ５３０の下面と接着して固定位置させる。ここで、接着剤５４６には銀（Ａｇ）を含んだエポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）接着剤を用いることができる。したがって、第２リード６４４の一端５４４ａは画像処理用半導体チップ５４０の下面に形成された電極パッド（図示せず）と第２電気的接続手段６４２により電気的に連結される。
以上添付した図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更しなくて他の具体的な形態で実施できるということを理解することができることである。それゆえ以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なことであって限定的でないことと理解しなければならない。
本発明は開口部が形成された本体部から内部に突出したリードを有する配線基板とそれを利用した固体撮像用半導体装置とを含む。
従来の固体撮像用半導体装置の概略的構成を示した断面図である。 本発明の第１実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図２Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 図２Ａの配線基板だけを示した部分切開斜視図である。 図２ＡのＡ部分に対する変形実施形態を示した部分拡大図である。 図２ＡのＡ部分に対する変形実施形態を示した部分拡大図である。 本発明の第２実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図３Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第３実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図４Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第４実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図５Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第５実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図６Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 図６Ａの配線基板だけを示した部分切開斜視図である。 本発明の第６実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図７Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第７実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図８Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第８実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図９Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第９実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図１０Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 図１０Ａの配線基板だけを示した部分切開斜視図である。 本発明の第１０実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図１１Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 本発明の第１１実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図１２Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。 図１２Ａの配線基板だけを示した第１部分切開斜視図である。 図１２Ａの配線基板だけを示した第２部分切開斜視図である。 本発明の第１２実施形態による固体撮像用半導体装置を示した断面図である。 図１３Ａの半導体チップと本体部との電気的連結を示した斜視図である。
符号の説明
２００ 固体撮像用半導体装置
２０５ 配線基板
２１０ レンズ部
２１５ 固体撮像用レンズ
２２０ 赤外線遮断用フィルター
２４０ リード
２５０ 本体部
２５５ 開口部

Claims (26)

  1. 半導体チップが実装される領域となる開口部を具備する本体部と；
    一端の先端部が前記本体部の内側面から前記開口部内に突出しかつ該一端の先端部の該開口部内に突出している部分の全ての上部及び下部が前記本体部により囲まれない状態で位置し、他端が前記本体部の底面に配置されるとともに、前記本体部内を貫通するように設置されたリードと；
    を含むことを特徴とする配線基板。
  2. 前記本体部の内側面から前記開口部内に突出して形成されて、その先端部が前記半導体チップの上面と接着剤を介して接着されるタイバーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
  3. 半導体チップが実装される領域を定義する開口部が形成されて、内側面に段差部が形成された本体部と；
    一端の先端部が前記本体部の内側面から前記開口部内に突出しかつ該一端の先端部の該開口部内に突出している部分の全ての上部及び下部が前記本体部により囲まれない状態で位置し、他端が前記本体部の底面に配置されるとともに、前記本体部内を貫通するように設置された第１リードと；
    一端の先端部が前記本体部の段差部から前記開口部内に突出し、他端が前記本体部の底面に配置される第２リードと；
    を含むことを特徴とする配線基板。
  4. 前記本体部の上部内側面から前記開口部内に突出して形成されて、その先端部が前記半導体チップの上面と接着されるタイバーをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
  5. 固体撮像用レンズを具備するレンズ部と；
    半導体チップが実装される領域となる開口部が形成された本体部と、一端の先端部が前記本体部の内側面から前記開口部内に突出しかつ該一端の先端部の該開口部内に突出している部分の全ての上部及び下部が前記本体部により囲まれない状態で位置し、他端が前記本体部の底面に配置されるとともに、前記本体部内を貫通するように設置されたリードと、を具備し、前記固体撮像用レンズと前記開口部とが対向するように前記レンズ部と連結された配線基板と；
    前記開口部内に配置されて、前記リードの一端の先端部と電気的に連結されて、前記固体撮像用レンズからの光を画像信号に変換して前記画像信号を処理する半導体チップと；
    を含むことを特徴とする固体撮像用半導体装置。
  6. 前記リードの一端は前記半導体チップの上面と接着されることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像用半導体装置。
  7. 前記リードの一端と前記半導体チップとは、ワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、異方性伝導フィルムまたは異方性伝導樹脂から構成されたグループより選択されたいずれか一つの電気的接続手段により連結することを特徴とする請求項６に記載の固体撮像用半導体装置。
  8. 前記半導体チップと本体部との間は絶縁性封止樹脂で封止されることを特徴とする請求項７に記載の固体撮像用半導体装置。
  9. 前記固体撮像用レンズと所定の間隔を置いて対向しており、前記固体撮像用レンズと前記半導体チップとの間に位置して前記レンズ部内に固定位置する赤外線遮断用フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像用半導体装置。
  10. 前記本体部の内側面から前記開口部内に突出して形成されて、その先端部が前記半導体チップの上面と接着剤を介して接着されるタイバーをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像用半導体装置。
  11. 前記タイバーは前記リードと同一物質からなることを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像用半導体装置。
  12. 前記リードの一端と前記半導体チップとは、ワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、異方性伝導フィルムまたは異方性伝導樹脂から構成されたグループより選択されたいずれか一つの電気的接続手段により連結することを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像用半導体装置。
  13. 前記半導体チップと本体部との間は絶縁性封止樹脂で封止されることを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像用半導体装置。
  14. 前記固体撮像用レンズと所定の間隔を置いて対向しており、前記固体撮像用レンズと前記半導体チップとの間に位置して前記レンズ部内に固定位置する赤外線遮断用フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像用半導体装置。
  15. 固体撮像用レンズを具備するレンズ部と；
    開口部が形成されて内側面に段差部が形成された本体部と、一端の先端部が前記本体部の内側面から前記開口部内に突出しかつ該一端の先端部の該開口部内に突出している部分の全ての上部及び下部が前記本体部により囲まれない状態で位置し、他端が前記本体部の底面に配置されるとともに、前記本体部内を貫通するように設置された第１リードと、一端の先端部が前記本体部の段差部から前記開口部内に突出して他端が前記本体部の底面に配置される第２リードと、を具備し、前記固体撮像用レンズと前記開口部とが対向するように前記レンズ部と連結された配線基板と；
    前記開口部内に配置されて、前記第１リードの一端の先端部と電気的に連結されて、前記固体撮像用レンズからの光を画像信号に変換する第１半導体チップと；
    前記開口部内の前記第１半導体チップ下部に配置されて、前記第２リードの一端と電気的に連結されて、前記画像信号を処理する第２半導体チップと；
    を含むことを特徴とする固体撮像用半導体装置。
  16. 前記第１リードの一端は前記第１半導体チップの上面と接着されることを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像用半導体装置。
  17. 前記第１リードの一端と前記第１半導体チップとは、ワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、異方性伝導フィルムまたは異方性伝導樹脂から構成されたグループより選択されたいずれか一つの電気的接続手段により連結することを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像用半導体装置。
  18. 前記第２リードの一端と前記第２半導体チップとは、ワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、異方性伝導フィルムまたは異方性伝導樹脂から構成されたグループより選択されたいずれか一つの電気的接続手段により連結することを特徴とする請求項１７に記載の固体撮像用半導体装置。
  19. 前記第１及び第２半導体チップと本体部との間は絶縁性封止樹脂で封止されることを特徴とする請求項１７に記載の固体撮像用半導体装置。
  20. 前記固体撮像用レンズと所定の間隔を置いて対向しており、前記固体撮像用レンズと前記第１半導体チップとの間に位置して前記レンズ部内に固定位置する赤外線遮断用フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の固体撮像用半導体装置。
  21. 前記本体部の内側面から前記開口部内に突出して形成されて、その先端部が前記第１半導体チップの上面と接着されるタイバーをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像用半導体装置。
  22. 前記タイバーは前記リードと同一物質からなることを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像用半導体装置。
  23. 前記第１リードの一端と前記第１半導体チップとは、ワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、異方性伝導フィルムまたは異方性伝導樹脂から構成されたグループより選択されたいずれか一つの電気的接続手段により連結することを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像用半導体装置。
  24. 前記第２リードの一端と前記第２半導体チップとは、ワイヤーボンディング、バンプ、ソルダボール、異方性伝導フィルムまたは異方性伝導樹脂から構成されたグループより選択されたいずれか一つの電気的接続手段により連結することを特徴とする請求項２３に記載の固体撮像用半導体装置。
  25. 前記第１及び第２半導体チップと本体部との間は絶縁性封止樹脂で封止されることを特徴とする請求項２３に記載の固体撮像用半導体装置。
  26. 前記固体撮像用レンズと所定の間隔を置いて対向しており、前記固体撮像用レンズと前記第１半導体チップとの間に位置して前記レンズ部内に固定位置する赤外線遮断用フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の固体撮像用半導体装置。
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