JP5825415B2 - Sensor package and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、センサーパッケージに係り、特にセンサーのアクティブ面側に保護材を備えたセンサーパッケージと、このセンサーパッケージを簡便に製造する方法に関する。   The present invention relates to a sensor package, and more particularly to a sensor package having a protective material on the active surface side of a sensor and a method for easily manufacturing the sensor package.

従来から、CCD、CMOS等のイメージセンサー、加速度センサー等のセンサーが種々の用途に用いられている。例えば、イメージセンサーは、半導体チップの一方の面が、光電変換を行う受光素子が配設されたアクティブ面となっている。このようなセンサーは、配線基板等に実装され、センサーからの信号を信号処理系に出力するために、ワイヤボンディング等の接続手段を介して配線基板に接続され、さらに、アクティブ面に空隙部を設けるように保護材、例えば、赤外線カットフィルタが配設され封止されることにより、撮像素子等が構成されている(特許文献1)。   Conventionally, image sensors such as CCD and CMOS, and sensors such as acceleration sensors have been used for various purposes. For example, in an image sensor, one surface of a semiconductor chip is an active surface on which a light receiving element that performs photoelectric conversion is disposed. Such a sensor is mounted on a wiring board or the like, and connected to the wiring board via connection means such as wire bonding in order to output a signal from the sensor to a signal processing system. An image sensor or the like is configured by providing and sealing a protective material, for example, an infrared cut filter, so as to be provided (Patent Document 1).

特開平8−88339号公報JP-A-8-88339

しかしながら、従来の撮像素子は、実装工程、封止工程等の一連の製造工程においてセンサーのアクティブ面に汚染が生じ易く、歩留まりの向上に支障を来たしていた。
また、実装時にワイヤボンディングが行われるため、面方向の広がりが必要であった。このため、小型化に限界があり、また製造の効率化にも限界があった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で信頼性の高いセンサーパッケージと、このようなセンサーパッケージを簡便に製造するための製造方法を提供することを目的とする。
However, the conventional image pickup device easily contaminates the active surface of the sensor in a series of manufacturing processes such as a mounting process and a sealing process, which hinders improvement in yield.
Further, since wire bonding is performed at the time of mounting, it is necessary to expand the surface direction. For this reason, there is a limit to miniaturization, and there is a limit to the efficiency of manufacturing.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small and highly reliable sensor package and a manufacturing method for easily manufacturing such a sensor package. .

このような課題を解決するために、本発明のセンサーパッケージは、イメージセンサーと、該イメージセンサーの表面のアクティブ面に空隙部を介して対向するようにイメージセンサー表面に所定の高さをもつエポキシ樹脂含有の封止部材により固着された厚さ400μm〜1000μmのガラス製の保護材と、イメージセンサーの表面および裏面にそれぞれ配設されたCuを含む配線と、前記アクティブ面の外側の領域にてイメージセンサーを貫通し両面の所望の前記配線に接続した複数の表裏導通ビアと、を有するとともに、裏面の配線は外部端子を有し、裏面の前記配線と前記表裏導通ビアと前記外部端子とが一体である構造であり、該外部端子には前記アクティブ面の裏面に相当する領域に位置するはんだ製の外部端子凸部材を備え、前記イメージセンサーのアクティブ面と前記保護材との間の前記空隙部は、前記封止部材により設定されており、前記アクティブ面に対して前記封止部材は前記表裏導通ビアよりも外側の領域に位置し、前記表裏導通ビアは、裏面側の開口径が表面側の開口径より広いテーパー形状であり、前記外部端子と前記外部端子凸部材の間にチタン薄膜層が介在するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記空隙部の厚みは、1〜20μmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材は、赤外線カットフィルターであるような構成とした。
In order to solve such a problem, the sensor package of the present invention includes an image sensor and an epoxy having a predetermined height on the surface of the image sensor so as to face the active surface of the surface of the image sensor via a gap. In a protective material made of glass having a thickness of 400 μm to 1000 μm fixed by a resin-containing sealing member, a wiring containing Cu respectively disposed on the front surface and the back surface of the image sensor, and a region outside the active surface A plurality of front and back conductive vias penetrating the image sensor and connected to the desired wiring on both sides, the back wiring has external terminals, and the back wiring, the front and back conductive vias, and the external terminals a structure that is integral to the external terminal comprises a solder made of the external terminals projecting member positioned in a region corresponding to the back surface of said active surface, The gap between the active surface of the image sensor and the protective material is set by the sealing member, and the sealing member is located outside the front and back conductive vias with respect to the active surface. The front and back conductive vias are tapered such that the opening diameter on the back side is wider than the opening diameter on the front side, and the titanium thin film layer is interposed between the external terminal and the external terminal convex member. .
As another aspect of the present invention, the gap has a thickness in the range of 1 to 20 μm.
As another aspect of the present invention, the protective material is an infrared cut filter.

本発明のセンサーパッケージの製造方法は、ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎にイメージセンサーを作製する工程と、各面付け毎に前記イメージセンサー表面のアクティブ面の外側の領域にCu含有の配線を形成しイメージセンサー裏面側の開口径が表面側の開口径より広いテーパー形状である複数の微細貫通孔を前記配線の所望位置に対応するように形成し、次いで、Cu含有の導電材料にて前記微細貫通孔に前記配線と接続するように表裏導通ビアを、イメージセンサー裏面に前記表裏導通ビアと接続するように配線を、該配線に接続するように外部端子を、一体形成する工程と、各面付け毎に前記イメージセンサー裏面の前記外部端子に、前記アクティブ面の裏面に相当する領域に位置するようにチタン薄膜層を形成し、該チタン薄膜層上にはんだを用いて外部端子凸部材を形成する工程と、多面付けの前記イメージセンサーのアクティブ面と対向するように、ウエハサイズで厚さ400μm〜1000μmのガラス製の保護材を、各面付け毎に前記アクティブ面に対して前記表裏導通ビアよりも外側に配設したエポキシ樹脂含有の封止部材に固着させて、前記イメージセンサーのアクティブ面と前記保護材との間に前記封止部材の高さで設定される所定の空隙部を形成する工程と、多面付けの前記ウエハと前記保護材をダイシングする工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、半硬化の状態の前記封止部材に前記保護材を押圧して前記イメージセンサーのアクティブ面との間に所定の大きさの空隙部が確保された状態で、前記封止部材を硬化させて前記保護材と前記封止部材とを固着するような構成とした。
The method for manufacturing a sensor package according to the present invention includes a step of partitioning a wafer into multiple impositions, producing an image sensor for each imposition, and Cu containing in an area outside the active surface of the image sensor surface for each imposition. A plurality of fine through holes having a tapered shape in which the opening diameter on the back surface side of the image sensor is wider than the opening diameter on the front surface side so as to correspond to a desired position of the wiring , and then the conductive material containing Cu The front and back conductive vias are connected to the fine through-holes with the material, the wiring is connected to the front and back conductive vias on the back of the image sensor, and the external terminals are connected to the wiring. Forming a titanium thin film layer on the external terminal on the back surface of the image sensor for each imposition so as to be located in a region corresponding to the back surface of the active surface; A step of forming an external terminal convex member using a solder on the thin film layer, and a glass protective material having a wafer size of 400 μm to 1000 μm so as to face the active surface of the multi-sided image sensor, For each imposition, the sealing is performed between the active surface of the image sensor and the protective material by fixing the active surface to an epoxy resin-containing sealing member disposed outside the front and back conductive vias. The structure includes a step of forming a predetermined gap set by the height of the stop member, and a step of dicing the wafer with multiple faces and the protective material.
As another aspect of the present invention, in a state where a gap of a predetermined size is secured between the protective member and the active surface of the image sensor by pressing the protective material against the semi-cured sealing member. The sealing member is cured to fix the protective material and the sealing member.

このような本発明のセンサーパッケージは、外部端子凸部材を備えているので、配線基板上への実装が容易であるとともに、ワイヤボンディングが不要であり、面方向の広がりが抑制され、装置の小型化が可能であり、また製造の高効率化も可能である。また、センサーのアクティブ面の汚染が保護材により防止され、実装工程中等においてセンサーパッケージが汚染された場合には、保護材面を清浄化するだけで良好な状態のセンサーパッケージが得られ、製造歩留まりが向上する。
本発明のセンサーパッケージの製造方法では、ウエハレベルでセンサーの作製と保護材の固着を行う一括アッセンブリーが可能であり、その後、ダイシングしてセンサーパッケージを得るので、個々のセンサーパッケージでの組み付けが不要であり、工程管理が容易で製造コストの低減が可能である。
Since the sensor package of the present invention includes the external terminal convex member, it can be easily mounted on the wiring board, does not require wire bonding, suppresses the spread in the surface direction, and reduces the size of the device. It is possible to increase the manufacturing efficiency. In addition, when the active surface of the sensor is prevented from being contaminated by the protective material, and the sensor package is contaminated during the mounting process, the sensor package in a good state can be obtained simply by cleaning the protective material surface, and the production yield can be obtained. Will improve.
In the sensor package manufacturing method of the present invention, it is possible to perform assembly at the wafer level to manufacture the sensor and fix the protective material, and then dice to obtain the sensor package, so that it is not necessary to assemble each sensor package. Therefore, the process management is easy and the manufacturing cost can be reduced.

本発明のセンサーパッケージの一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the sensor package of this invention. 本発明のセンサーパッケージの製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the sensor package of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[センサーパッケージ]
図1は、本発明のセンサーパッケージの一実施形態を示す概略断面図である。図1において、本発明のセンサーパッケージ1は、センサー11と、このセンサー11の表面11aに封止部材32により固着された保護材31と、センサー11の表面11aおよび裏面11bそれぞれ配設された配線13,17と、センサー11を貫通し両面の所望の配線13,17に接続した複数の表裏導通ビア16と、を有し、裏面11bの配線17は外部端子18を有し、この外部端子18には外部端子凸部材21を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Sensor package]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a sensor package of the present invention. In FIG. 1, a sensor package 1 of the present invention includes a sensor 11, a protective material 31 fixed to a front surface 11a of the sensor 11 by a sealing member 32, and wirings disposed on the front surface 11a and the back surface 11b of the sensor 11, respectively. 13 and 17 and a plurality of front and back conductive vias 16 penetrating the sensor 11 and connected to desired wirings 13 and 17 on both sides, and the wiring 17 on the back surface 11b has an external terminal 18, and the external terminal 18 Includes an external terminal convex member 21.

本発明のセンサーパッケージ1を構成するセンサー11は、表面11aにアクティブ面12を有していおり、このアクティブ面12は、その外側の領域の表面11aに配設された所望の配線13に接続されている。センサー11には特に制限はなく、CCD、CMOS等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の各種MEMS(Micro Electromechanical System)センサー等であってよい。尚、上記のアクティブ面12は、例えば、光電変換を行う受光素子が複数の画素をなすように配列された領域等、センサーの所望の検知機能を発現する領域を意味する。
表裏導通ビア16は、アクティブ12の外側の領域のセンサー11に設けられた複数の微細貫通孔14内に、絶縁層15を介して配設されている。この表裏導通ビア16は、センサー11の表面11aに配設された配線13と、裏面11bに配設された配線17に接続されている。尚、微細貫通孔14内には絶縁材料が充填されて絶縁材料層19が形成されており、この絶縁材料層19は、配線17を被覆しているとともに、外部端子18が露出する開口部を有している。
The sensor 11 constituting the sensor package 1 of the present invention has an active surface 12 on the surface 11a, and the active surface 12 is connected to a desired wiring 13 disposed on the surface 11a in the outer region. ing. The sensor 11 is not particularly limited, and may be an image sensor such as a CCD or CMOS, or various MEMS (Micro Electromechanical System) sensors such as an acceleration sensor, a pressure sensor, or a gyro sensor. The active surface 12 means a region that exhibits a desired detection function of the sensor, such as a region where light receiving elements that perform photoelectric conversion are arranged to form a plurality of pixels.
The front and back conductive vias 16 are disposed in the plurality of fine through holes 14 provided in the sensor 11 in a region outside the active 12 via an insulating layer 15. The front and back conductive vias 16 are connected to the wiring 13 disposed on the front surface 11a of the sensor 11 and the wiring 17 disposed on the back surface 11b. The fine through hole 14 is filled with an insulating material to form an insulating material layer 19. The insulating material layer 19 covers the wiring 17 and has an opening through which the external terminal 18 is exposed. Have.

センサー11の裏面11bに配設された配線17は、外部端子18を有しており、この外部端子18上には応力緩和導電層22、導電層23、バリア金属層24を介して外部端子凸部材21が配設されている。
本発明のセンサーパッケージ1を構成する保護材31は、例えば、ガラス、ポリイミド、ポリカーボネート等の材質を使用することができ、また、赤外線吸収機能を有する材質をもちいて赤外線カットフィルタを兼ねるものであってもよい。この保護材31の厚みは、材質、光透過性等を考慮して、例えば、400〜1000μmの範囲で設定することができる。また、保護材31と、センサー11のアクティブ面12との間に存在する空隙部33の厚みは、例えば、1〜20μmの範囲で設定することができる。
The wiring 17 disposed on the back surface 11 b of the sensor 11 has an external terminal 18, and the external terminal is projected on the external terminal 18 via a stress relaxation conductive layer 22, a conductive layer 23, and a barrier metal layer 24. A member 21 is provided.
As the protective material 31 constituting the sensor package 1 of the present invention, for example, a material such as glass, polyimide, or polycarbonate can be used, and a material having an infrared absorption function is also used as an infrared cut filter. May be. The thickness of the protective material 31 can be set, for example, in the range of 400 to 1000 μm in consideration of the material, light transmittance, and the like. Further, the thickness of the gap 33 existing between the protective material 31 and the active surface 12 of the sensor 11 can be set in the range of 1 to 20 μm, for example.

上記のような保護材31を、センサー11の表面11aに所定の空隙部33を介して固着するための封止部材32は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。
センサーパッケージ1が備える配線13,17、表裏導通ビア16、外部端子18の材質は、Cu、Ag、Au、Sn等の導電材料とすることができる。
センサー11の複数の微細貫通孔14は、開口径が1〜50μm、好ましくは5〜30μm程度である。この微細貫通孔14の形状は、図示例では裏面11b側の開口径が広いテーパー形状をなすものであるが、これに限定されず、厚み方向で内径がほぼ一定のストレート形状、厚み方向のほぼ中央で内径が狭くなっているような形状等であってもよい。
For example, a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like can be used as the sealing member 32 for fixing the protective material 31 as described above to the surface 11a of the sensor 11 via a predetermined gap 33.
The wirings 13 and 17, the front and back conductive vias 16, and the external terminals 18 included in the sensor package 1 may be conductive materials such as Cu, Ag, Au, and Sn.
The plurality of fine through holes 14 of the sensor 11 have an opening diameter of 1 to 50 μm, preferably about 5 to 30 μm. The shape of the fine through hole 14 is a taper shape with a wide opening diameter on the back surface 11b side in the illustrated example, but is not limited thereto, and is a straight shape having a substantially constant inner diameter in the thickness direction, and substantially in the thickness direction. It may be a shape having an inner diameter that is narrow at the center.

また、微細貫通孔14の内壁面に配設された絶縁層15は、二酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化チタン膜等の単層膜とすることができ、また、ポリイミド樹脂薄膜等の絶縁層15上にチタン等の金属薄膜を下地導電薄膜として積層したものであってもよい。
微細貫通孔14内に充填され、配線17を被覆するように配設されている絶縁材料層19は、例えば、ポリベンズオキサゾール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機材料等とすることができる。
外部端子18に配設された外部端子凸部材21は、センサーパッケージ1を配線基板等に実装するためのものであり、はんだ、Au、Ag等の材質であってよい。尚、外部端子凸部材21の形状、寸法は特に制限されないが、例えば、高さは70〜150μmの範囲で設定することができる。
The insulating layer 15 disposed on the inner wall surface of the fine through-hole 14 can be a single layer film such as a silicon dioxide film, a silicon nitride film, a titanium nitride film, or an insulating layer such as a polyimide resin thin film. 15 may be a laminate of a metal thin film such as titanium as a base conductive thin film.
The insulating material layer 19 filled in the fine through-holes 14 and disposed so as to cover the wiring 17 is, for example, an organic material such as polybenzoxazole resin, epoxy resin, benzocyclobutene resin, cardo resin, or polyimide resin. It can be a material or the like.
The external terminal convex member 21 disposed on the external terminal 18 is for mounting the sensor package 1 on a wiring board or the like, and may be made of a material such as solder, Au, or Ag. Although the shape and dimensions of the external terminal convex member 21 are not particularly limited, for example, the height can be set in the range of 70 to 150 μm.

外部端子18と外部端子凸部材21の間に介在する応力緩和導電層22は、配線基板等に実装されたセンサーパッケージ1と、配線基板等の熱収縮性の相違による応力が外部端子凸部材21に集中して破損するのを防止するためのものである。このような応力緩和導電層22は、例えば、合成ゴム、樹脂等に導電粒子を分散させたものとすることができる。具体的には、シリコーンAgペースト、エポキシAgペースト、ウレタンAgペースト等を用いて形成することができる。応力緩和導電層22の厚みは、使用する材料、面積等に応じて適宜設定することができ、例えば、10〜50μmの範囲で設定することができる。
外部端子18と外部端子凸部材21の間に介在する導電層23は、例えば、Cuを用いることができる。また、バリア金属層24は、例えば、導電層23側からNi層とAu層の積層膜、Ti層とCr層の積層膜等とすることができる。
The stress relaxation conductive layer 22 interposed between the external terminal 18 and the external terminal convex member 21 has a stress caused by the difference in thermal contraction between the sensor package 1 mounted on the wiring board and the like and the external terminal convex member 21. This is intended to prevent damage due to concentration. Such a stress relaxation conductive layer 22 can be formed by dispersing conductive particles in, for example, synthetic rubber, resin, or the like. Specifically, it can be formed using a silicone Ag paste, an epoxy Ag paste, a urethane Ag paste, or the like. The thickness of the stress relaxation conductive layer 22 can be appropriately set according to the material used, the area, and the like, and can be set, for example, in the range of 10 to 50 μm.
For the conductive layer 23 interposed between the external terminal 18 and the external terminal convex member 21, for example, Cu can be used. The barrier metal layer 24 can be, for example, a laminated film of a Ni layer and an Au layer, a laminated film of a Ti layer and a Cr layer, or the like from the conductive layer 23 side.

上述のような本発明のセンサーパッケージ1は、外部端子凸部材21を備えているので、配線基板上への実装が容易であるとともに、ワイヤボンディングが不要であり、面方向の広がりが抑制され、装置の小型化が可能であり、また、製造の高効率化も可能である。また、センサー11のアクティブ面12の汚染が保護材31により防止され、実装工程中等においてセンサーパッケージ1が汚染された場合には、保護材31を清浄化するだけで良好な状態のセンサーパッケージ1が得られ、製造歩留まりが向上する。
本発明のセンサーパッケージは、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図2に示されるように、外部端子18の中央に切欠き部18aが存在し、応力緩和導電層22が外部端子18とともに絶縁層15にも固着するような構成であってもよい。このような構成とすることにより、応力緩和導電層22の密着性をより高いものとすることができる。
Since the sensor package 1 of the present invention as described above is provided with the external terminal convex member 21, it is easy to mount on the wiring board, wire bonding is unnecessary, and the spread in the surface direction is suppressed, The apparatus can be miniaturized and the manufacturing efficiency can be increased. Further, when the protective surface 31 prevents the active surface 12 of the sensor 11 from being contaminated and the sensor package 1 is contaminated during the mounting process or the like, the sensor package 1 in a good state can be obtained simply by cleaning the protective material 31. As a result, the manufacturing yield is improved.
The sensor package of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 2, a configuration in which a notch 18 a exists in the center of the external terminal 18 and the stress relaxation conductive layer 22 is fixed to the insulating layer 15 together with the external terminal 18 may be employed. By setting it as such a structure, the adhesiveness of the stress relaxation conductive layer 22 can be made higher.

また、図3に示されるように、絶縁材料層19上に更に1層の絶縁材料層19′が配設されたものであってもよい。このような構造とすることにより、外部端子18と外部端子凸部材21との間に介在する導電層23、バリア金属層24が保護され、より信頼性の高いものとなる。このような絶縁材料層19′は、上述の絶縁樹脂層19で挙げた材料からなるものであってよく、その厚みは、例えば、10〜50μmの範囲で適宜設定することができる。
また、図4に示されるように、応力緩和導電層22や導電層23を介在させずに、バリア金属層24のみを介在させて外部端子凸部材21を配設してもよい。
Further, as shown in FIG. 3, one insulating material layer 19 ′ may be further disposed on the insulating material layer 19. With such a structure, the conductive layer 23 and the barrier metal layer 24 interposed between the external terminal 18 and the external terminal convex member 21 are protected, and the reliability becomes higher. Such an insulating material layer 19 ′ may be made of the material mentioned in the above-described insulating resin layer 19, and the thickness can be appropriately set within a range of 10 to 50 μm, for example.
Further, as shown in FIG. 4, the external terminal convex member 21 may be disposed by interposing only the barrier metal layer 24 without interposing the stress relaxation conductive layer 22 and the conductive layer 23.

また、図5に示されるように、応力緩和導電層22、導電層23およびバリア金属層24を介在させず、代わりにチタン薄膜層25を介在させて外部端子凸部材21を配設してもよい。このチタン薄膜層25は、外部端子18と外部端子凸部材21との密着性を高いものとすることができ、信頼性の高いセンサーパッケージが可能となる。尚、チタン薄膜層25の代わりにクロム薄膜等を用いることもできる。
さらに、図6に示されるように、チタン薄膜層25と外部端子凸部材21との間に導電層26を介在させた構成としてもよい。導電層26としては、例えば、Cu、Ni等からなるものとすることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the external terminal convex member 21 may be disposed without the stress relaxation conductive layer 22, the conductive layer 23, and the barrier metal layer 24, but with the titanium thin film layer 25 instead. Good. The titanium thin film layer 25 can improve the adhesion between the external terminal 18 and the external terminal convex member 21, and a highly reliable sensor package is possible. A chromium thin film or the like can be used in place of the titanium thin film layer 25.
Further, as shown in FIG. 6, a conductive layer 26 may be interposed between the titanium thin film layer 25 and the external terminal convex member 21. For example, the conductive layer 26 may be made of Cu, Ni, or the like.

また、図7に示されるように、表裏導通ビア16が配設された微細貫通孔14内に導電材料が充填されて導電材料層16′が形成されたものであってもよい。この導電材料としては、Cu、Au、Ag等の金属、導電性ペースト等を使用することができる。そして、絶縁材料層19が、この導電材料層16′の表面と配線17を被覆するように配設されている。
尚、上述の本発明のセンサーパッケージは例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、アクティブ面12および配線13を被覆するように透明保護膜を備えるものであってもよい。この透明保護膜としては、例えば、酸化珪素、窒化珪素等からなる厚み0.1〜10μm程度の薄膜を挙げることができる。
Further, as shown in FIG. 7, a conductive material layer 16 ′ may be formed by filling a fine through hole 14 provided with front and back conductive vias 16 with a conductive material. As the conductive material, metals such as Cu, Au, and Ag, conductive paste, and the like can be used. An insulating material layer 19 is disposed so as to cover the surface of the conductive material layer 16 ′ and the wiring 17.
The sensor package of the present invention described above is an example, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, a transparent protective film may be provided so as to cover the active surface 12 and the wiring 13. As this transparent protective film, for example, a thin film having a thickness of about 0.1 to 10 μm made of silicon oxide, silicon nitride or the like can be used.

[センサーパッケージの製造方法]
次に、本発明のセンサーパッケージの製造方法について説明する。
図8および図9は、本発明のセンサーパッケージの製造方法の一実施形態を、上述の図1に示すセンサーパッケージ1を例として示す工程図である。
まず、一方の面に酸化珪素膜52を形成したシリコンウエハ51を多面付けに区画し、各面付け51A毎にセンサー11を作製する(図8(A))。センサー11は、例えば、MEMS(Micro Electromechanical System)手法等を用いて作製する。
[Method for manufacturing sensor package]
Next, the manufacturing method of the sensor package of this invention is demonstrated.
FIG. 8 and FIG. 9 are process diagrams showing an embodiment of the sensor package manufacturing method of the present invention, taking the sensor package 1 shown in FIG. 1 as an example.
First, a silicon wafer 51 having a silicon oxide film 52 formed on one surface is partitioned into multiple surfaces, and the sensor 11 is produced for each surface 51A (FIG. 8A). The sensor 11 is manufactured using, for example, a MEMS (Micro Electromechanical System) method.

次に、センサー11のアクティブ面12と配線13を被覆するように透明保護膜53を形成し、その後、各面付け51A毎に、センサー11の裏面側から、アクティブ面12の外側の部位(配線13が配設されている部位)に複数の微細孔14′を形成する(図8(B))。このように形成した微細孔14′内には配線13が露出している。透明保護膜53は、例えば、スパッタリング法等の真空成膜法により形成した酸化珪素、窒化珪素等の薄膜とすることができる。また、微細孔14′は、例えば、シリコンウエハ51上にマスクパターンを形成し、露出している部位に対して、プラズマを利用したドライエッチング法であるICP−RIE(Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching:誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング)法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により微細孔14′を形成することもできる。この微細孔14′の開口径は、1〜50μm、好ましくは5〜30μmの範囲で設定することができる。   Next, a transparent protective film 53 is formed so as to cover the active surface 12 and the wiring 13 of the sensor 11, and thereafter, for each imposition 51 </ b> A, from the back surface side of the sensor 11, a portion (wiring) outside the active surface 12. A plurality of fine holes 14 ′ are formed in a portion where 13 is disposed (FIG. 8B). The wiring 13 is exposed in the fine hole 14 'thus formed. The transparent protective film 53 can be, for example, a thin film such as silicon oxide or silicon nitride formed by a vacuum film formation method such as a sputtering method. The fine holes 14 ′ are formed, for example, by forming a mask pattern on the silicon wafer 51 and applying ICP-RIE (Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching), which is a dry etching method using plasma to the exposed portion. : Inductively coupled plasma-reactive ion etching) method. Alternatively, the fine holes 14 'can be formed by a sandblasting method, a wet etching method, or a femtosecond laser method. The opening diameter of the fine hole 14 ′ can be set in the range of 1 to 50 μm, preferably 5 to 30 μm.

次いで、微細貫通孔14の内壁面を含むシリコンウエハ51の裏面に絶縁層15を形成する。その後、各面付け51A毎に、センサー11の表面(アクティブ面12)側から、上記の微細孔14′に対応する位置の透明保護膜53をRIE法によりエッチングして除去し、さらに、配線13をウエットエッチング法により除去し、さらに、絶縁層15をRIE法によりエッチングして除去することにより、微細貫通孔14を形成する(図8(C))。絶縁層15は、プラズマCVD法等の真空成膜法、珪素酸化物の前駆体溶液等を用いた塗布方法等により形成した二酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化チタン膜等とすることができる。   Next, the insulating layer 15 is formed on the back surface of the silicon wafer 51 including the inner wall surface of the fine through hole 14. Thereafter, for each imposition 51A, the transparent protective film 53 at a position corresponding to the fine hole 14 ′ is removed by etching by the RIE method from the surface (active surface 12) side of the sensor 11, and further, the wiring 13 Are removed by wet etching, and the insulating layer 15 is etched away by RIE to form fine through holes 14 (FIG. 8C). The insulating layer 15 can be a silicon dioxide film, a silicon nitride film, a titanium nitride film, or the like formed by a vacuum film forming method such as a plasma CVD method, a coating method using a silicon oxide precursor solution, or the like.

次に、微細貫通孔14内の絶縁層15上に表裏導通ビア16を形成し、シリコンウエハ51の裏面の絶縁層15上に配線17、外部端子18を形成する(図8(D))。表裏導通ビア16、配線17および外部端子18の形成は、絶縁層15が二酸化珪素膜のように、無電解めっきの触媒付与が困難な材質である場合には、例えば、スパッタリング法や、プラズマを利用したMOCVD(Metal Organic − Chemical Vapor Deposition)法等によりTiN薄膜やCu薄膜等の薄膜を形成して下地導電薄膜とし、その後、配線17および外部端子18を形成するためのパターニングを下地導電薄膜に施す。次いで、下地導電薄膜を給電層として電解めっきにより導電層を形成して、表裏導通ビア16、配線17および外部端子18を形成する。また、絶縁層15が二酸化珪素膜以外の材質である場合には、無電解めっきによって下地導電薄膜を形成し、その後、上記の方法と同様に、パターニング、電解めっきにより、表裏導通ビア16、配線17および外部端子18を形成する。   Next, the front and back conductive vias 16 are formed on the insulating layer 15 in the fine through hole 14, and the wiring 17 and the external terminal 18 are formed on the insulating layer 15 on the back surface of the silicon wafer 51 (FIG. 8D). The formation of the front and back conductive vias 16, the wirings 17 and the external terminals 18 is performed when the insulating layer 15 is made of a material that is difficult to apply a catalyst for electroless plating, such as a silicon dioxide film. A thin film such as a TiN thin film or a Cu thin film is formed by MOCVD (Metal Organic-Chemical Vapor Deposition) method or the like to form a base conductive thin film, and then patterning for forming the wiring 17 and the external terminal 18 is performed on the base conductive thin film. Apply. Next, a conductive layer is formed by electrolytic plating using the base conductive thin film as a power feeding layer, and front and back conductive vias 16, wirings 17 and external terminals 18 are formed. Further, when the insulating layer 15 is made of a material other than the silicon dioxide film, a base conductive thin film is formed by electroless plating, and then the front and back conductive vias 16 and wiring are formed by patterning and electrolytic plating in the same manner as described above. 17 and the external terminal 18 are formed.

次に、微細貫通孔14内を充填し、配線17を被覆し、外部端子18のみを露出するようにレジストパターン(絶縁材料層19)を形成する(図9(A))。このレジストパターンは、例えば、感光性のポリベンズオキサゾール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等をシリコンウエハ51の裏面に塗布し、その後、外部端子18が露出するように露光、現像することにより形成できる。
次いで、露出している外部端子18上に応力緩和性を備えた導電性ペースト(シリコーンAgペースト、エポキシAgペースト、ウレタンAgペースト等)をスクリーン印刷法等により塗布して応力緩和導電層22を形成する(図9(B))。
Next, a resist pattern (insulating material layer 19) is formed so as to fill the inside of the fine through hole 14, cover the wiring 17, and expose only the external terminal 18 (FIG. 9A). The resist pattern is formed by, for example, applying photosensitive polybenzoxazole resin, epoxy resin, benzocyclobutene resin, cardo resin, polyimide resin or the like to the back surface of the silicon wafer 51, and then exposing so that the external terminals 18 are exposed. It can be formed by developing.
Next, a conductive paste (silicone Ag paste, epoxy Ag paste, urethane Ag paste, etc.) having stress relaxation properties is applied on the exposed external terminals 18 by screen printing or the like to form the stress relaxation conductive layer 22. (FIG. 9B).

次に、応力緩和導電層22上に、電解めっきにより導電層23を形成し、この導電層23を被覆するようにバリア金属層24を形成した後、外部端子凸部材21を形成する(図9(C))。バリア金属層24の形成は、電解めっき法、真空成膜法等により行うことができる。また、外部端子凸部材21は、例えば、ペースト印刷、ボール搭載、電解もしくは無電解めっきを行った後にリフローを行う方法等により形成することができる。
その後、シリコンウエハ51のアクティブ面12側に、アクティブ面12と対向するように所定の空隙部33を介して保護材31を封止部材32により固着する(図9(D))。封止部材32は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができ、アクティブ面12、配線13を囲むように封止部材32を形成し、保護材31を押圧して空隙部33を確保した状態で封止部材32を硬化させることにより、固着することができる。
次いで、多面付けのシリコンウエハ51と保護材31をダイシングすることにより、図1に示されるようなセンサーパッケージ1が得られる。
Next, a conductive layer 23 is formed on the stress relaxation conductive layer 22 by electrolytic plating, a barrier metal layer 24 is formed so as to cover the conductive layer 23, and then the external terminal convex member 21 is formed (FIG. 9). (C)). The barrier metal layer 24 can be formed by an electrolytic plating method, a vacuum film forming method, or the like. The external terminal convex member 21 can be formed by, for example, a method of performing reflow after performing paste printing, ball mounting, electrolysis or electroless plating.
Thereafter, the protective material 31 is fixed to the active surface 12 side of the silicon wafer 51 by the sealing member 32 through the predetermined gap 33 so as to face the active surface 12 (FIG. 9D). For example, a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like can be used as the sealing member 32. The sealing member 32 is formed so as to surround the active surface 12 and the wiring 13, and the protective material 31 is pressed to form a gap. It is possible to fix the sealing member 32 by curing the sealing member 32 in a state in which 33 is secured.
Then, the sensor package 1 as shown in FIG. 1 is obtained by dicing the multi-sided silicon wafer 51 and the protective material 31.

また、図2に示されるようなセンサーパッケージの製造方法は、外部端子18の形成時に、外部端子18の中央に切欠き部18aを形成すればよく、基本的に上述のセンサーパッケージ1の製造方法と同様である。   In addition, in the method for manufacturing the sensor package as shown in FIG. 2, the notched portion 18 a may be formed at the center of the external terminal 18 when the external terminal 18 is formed. It is the same.

また、図3に示されるようなセンサーパッケージの製造方法は、外部端子18上に応力緩和導電層22、導電層23およびバリア金属層24を形成した後に、絶縁材料層19を被覆するように、感光性のポリベンズオキサゾール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、カルド樹脂、ポリイミド樹脂等を裏面に塗布し、その後、バリア金属層24が露出するように露光、現像して絶縁材料層19′を形成し、その後、外部端子凸部材21を形成する点を除いて、上述のセンサーパッケージ1の製造方法と同様である。   Further, in the method of manufacturing the sensor package as shown in FIG. 3, after forming the stress relaxation conductive layer 22, the conductive layer 23, and the barrier metal layer 24 on the external terminal 18, the insulating material layer 19 is covered. Photosensitive polybenzoxazole resin, epoxy resin, benzocyclobutene resin, cardo resin, polyimide resin or the like is applied to the back surface, and then exposed and developed so that the barrier metal layer 24 is exposed, thereby forming the insulating material layer 19 ′. The manufacturing method of the sensor package 1 is the same as that described above except that the external terminal convex member 21 is formed after that.

また、図4に示されるようなセンサーパッケージの製造方法は、応力緩和導電層22を形成しない他は、基本的に上述のセンサーパッケージ1の製造方法と同様である。
また、図5に示されるようなセンサーパッケージの製造方法は、応力緩和導電層22、導電層23およびバリア金属層24を形成せずに、外部電極18上にチタン薄膜層25のみを形成し、このチタン薄膜層25上に外部端子凸部材21を形成する点を除いて、上述のセンサーパッケージ1の製造方法と同様である。
The method for manufacturing the sensor package as shown in FIG. 4 is basically the same as the method for manufacturing the sensor package 1 except that the stress relaxation conductive layer 22 is not formed.
Further, the manufacturing method of the sensor package as shown in FIG. 5 forms only the titanium thin film layer 25 on the external electrode 18 without forming the stress relaxation conductive layer 22, the conductive layer 23, and the barrier metal layer 24, The manufacturing method of the sensor package 1 is the same as that described above except that the external terminal convex member 21 is formed on the titanium thin film layer 25.

さらに、図6に示されるようなセンサーパッケージの製造方法は、応力緩和導電層22、導電層23およびバリア金属層24を形成せずに、外部電極18上にチタン薄膜層25と導電層26を形成し、このチタン薄膜層25、導電層26上に外部端子凸部材21を形成する点を除いて、上述のセンサーパッケージ1の製造方法と同様である。
また、図7に示されるようなセンサーパッケージの製造方法は、表裏導通ビア16を形成した後、微細貫通孔14の位置に開口を備えたレジストパターンをシリコンウエハ51の裏面に形成し、次いで、表裏導通ビア16、配線17を給電層として、微細貫通孔14内に電解めっきにより導電材料を充填して導電材料層16′を形成する点を除いて、上述のセンサーパッケージ1の製造方法と同様である。
Further, in the method of manufacturing the sensor package as shown in FIG. 6, the titanium thin film layer 25 and the conductive layer 26 are formed on the external electrode 18 without forming the stress relaxation conductive layer 22, the conductive layer 23, and the barrier metal layer 24. The manufacturing method of the sensor package 1 is the same as that described above except that the external terminal convex member 21 is formed on the titanium thin film layer 25 and the conductive layer 26.
Further, in the method of manufacturing the sensor package as shown in FIG. 7, after the front and back conductive vias 16 are formed, a resist pattern having an opening at the position of the fine through hole 14 is formed on the back surface of the silicon wafer 51. The manufacturing method of the sensor package 1 is the same as that described above except that the front and back conductive vias 16 and the wirings 17 are used as a power feeding layer, and the conductive material layer 16 ′ is formed by filling the fine through-holes 14 by electrolytic plating. It is.

上述のような本発明のセンサーパッケージの製造方法は、ウエハレベルでセンサーの作製と保護材の固着を行う一括アッセンブリーが可能であり、その後、ダイシングしてセンサーパッケージを得るので、個々のセンサーパッケージでの組み付けが不要であり、工程管理が容易で製造コストの低減が可能である。
尚、上述の本発明のセンサーパッケージの製造方法は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、外部端子凸部材21の形成は、保護材31を固着した後に行ってもよく、また、ダイシング後に外部端子凸部材21を形成してもよい。
In the sensor package manufacturing method of the present invention as described above, batch assembly is possible in which a sensor is manufactured and a protective material is fixed at a wafer level. Thereafter, dicing is performed to obtain a sensor package. Assembly is unnecessary, process management is easy, and manufacturing costs can be reduced.
In addition, the manufacturing method of the sensor package of the above-mentioned this invention is an illustration, and this invention is not limited to these embodiment. For example, the external terminal convex member 21 may be formed after the protective material 31 is fixed, or the external terminal convex member 21 may be formed after dicing.

次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
まず、厚み625μmのシリコンウエハを準備し、一辺5mmである正方形で多面付けに区画した。上記のシリコンウエハのXY方向(シリコンウエハの表面に平行な平面)の熱膨張係数は3ppmであった。
次に、このシリコンウエハの一方の面に、プラズマCVD法により酸化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。次に、この各面付け毎に、酸化珪素膜上に従来の手法によりセンサー(アクティブ面寸法:4000μm×4000μm)を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを200μmとした。アクティブ面の周囲には、パッドを有する配線が配設され、パッドは直径100μmで総数100個であった。
次に、センサーのアクティブ面側にプラズマCVD法により酸化珪素膜(厚み5μm)を成膜し、アクティブ面と配線を被覆する透明保護膜を形成した。
Next, the present invention will be described in more detail with specific examples.
First, a silicon wafer having a thickness of 625 μm was prepared, and was divided into multiple faces with a square having a side of 5 mm. The thermal expansion coefficient of the above silicon wafer in the XY direction (a plane parallel to the surface of the silicon wafer) was 3 ppm.
Next, a silicon oxide film (thickness 5 μm) was formed on one surface of the silicon wafer by plasma CVD. Next, for each imposition, a sensor (active surface dimension: 4000 μm × 4000 μm) is produced on the silicon oxide film by a conventional method, and then back-grinding is performed from the back surface of the silicon wafer to a thickness of 200 μm. . Around the active surface, wirings having pads were disposed, and the pads had a diameter of 100 μm and a total of 100 pads.
Next, a silicon oxide film (thickness: 5 μm) was formed by plasma CVD on the active surface side of the sensor to form a transparent protective film covering the active surface and the wiring.

次いで、センサーのアクティブ面の反対側の面に、プラズマCVD法により窒化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が10μmである円形開口が100μmピッチで、センサーの外側の領域に100個形成されたものであった。各円形開口は、上記のアクティブ面の周囲に配設された100個のアルミニウムパッドに、シリコンウエハを介して対応する位置とした。 Next, a silicon nitride film (thickness 5 μm) was formed by plasma CVD on the surface opposite to the active surface of the sensor. Next, a positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the entire surface of the silicon nitride film, and exposed and developed through a photomask for forming fine through holes, thereby forming a resist pattern. Formed. Next, the silicon nitride film exposed from the resist pattern was dry-etched using CF 4 as an etching gas, and then the resist pattern was peeled off to form a mask pattern made of silicon nitride. In the mask pattern, 100 circular openings each having a diameter of 10 μm were formed in a region outside the sensor at a pitch of 100 μm for each imposition. Each circular opening was located at a position corresponding to 100 aluminum pads arranged around the active surface through a silicon wafer.

次に、センサーのアクティブ面の反対側の面においてマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ICP−RIE装置によりエッチングガスにSF6を用いて、表面のアルミニウムパッドが露出するまでドライエッチングした。これにより、微細孔が形成され、この微細孔は、開口径が15μmであり、内部の径が10μmであるテーパー形状であった。
次に、センサーのアクティブ面の反対側の面(微細孔内を含む)に、プラズマCVD法により酸化珪素膜を成膜して絶縁層を形成した。この絶縁層は、シリコンウエハ表面上では2μm、微細孔の内壁面では1μmであった。
Next, the silicon wafer exposed from the mask pattern on the surface opposite to the active surface of the sensor was dry-etched using an ICP-RIE apparatus using SF 6 as an etching gas until the surface aluminum pad was exposed. Thereby, micropores were formed, and the micropores were tapered with an opening diameter of 15 μm and an internal diameter of 10 μm.
Next, a silicon oxide film was formed by plasma CVD on the surface opposite to the active surface of the sensor (including the inside of the microhole) to form an insulating layer. This insulating layer was 2 μm on the silicon wafer surface and 1 μm on the inner wall surface of the fine holes.

次いで、各面付け毎に、アクティブ面側から、上記の微細孔に対応する位置の透明保護膜をRIE法によりエッチングして除去し、アルミニウムパッドをウエットエッチング法により除去し、さらに、絶縁層をRIE法によりエッチングして除去することにより、上記の微細孔を露出させて微細貫通孔を形成した。
その後、シリコンウエハの一方の面(センサーのアクティブ面の反対側面)から、Ti−Cuの順に蒸着法により下地導電薄膜を0.3μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、表裏導通ビアおよび配線・外部端子形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み15μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解Cuめっきを行ない、微細貫通孔内に表裏導通ビアを形成するとともに、シリコンウエハ面(センサーのアクティブ面の反対側面)に配線および外部端子(直径500μm)を形成した。
Next, for each imposition, from the active surface side, the transparent protective film at a position corresponding to the fine hole is removed by etching by RIE, the aluminum pad is removed by wet etching, and the insulating layer is further removed. Etching was removed by RIE, thereby exposing the fine holes and forming fine through holes.
Thereafter, a base conductive thin film having a thickness of 0.3 μm was formed from one surface of the silicon wafer (a side surface opposite to the active surface of the sensor) by Ti—Cu in this order. Next, a dry film resist (APR manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was laminated on the underlying conductive thin film. Next, the resist pattern (thickness 15 μm) was formed by exposure and development through a photomask for forming front and back conductive vias and wiring / external terminals. Using this resist pattern as a mask, electrolytic Cu plating is performed using the above-mentioned underlying conductive thin film as a power feeding layer, forming front and back conductive vias in the fine through holes, and wiring on the silicon wafer surface (the side opposite to the active surface of the sensor) And external terminals (diameter 500 μm) were formed.

次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去し、その後、シリコンウエハ面(センサーのアクティブ面の反対側面)に、ポリベンズオキサゾール樹脂を含有する感光性ソルダーレジスト(住友ベークライト(株)製 CRC−8600)を塗布し、所望のマスクを介して露光、現像することにより、外部端子のみが露出した絶縁材料層を形成した。
次に、絶縁材料層の開口部(直径250μm)に露出している外部端子上に、シリコーンAgペースト(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製 AGX)をスクリーン印刷で塗布し、硬化させて、厚み40μmの応力緩和導電層を形成した。
次いで、電解Cuめっきにより、応力緩和導電層上に厚み10μmの導電層を形成し、この導電層上に、電解めっきによりNi層(厚み3μm)、Au層(厚み0.2μm)を形成してバリア金属層とした。
Next, the resist pattern and the underlying conductive thin film are removed, and then a photosensitive solder resist (CR-8600 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) containing polybenzoxazole resin on the silicon wafer surface (the side opposite to the active surface of the sensor). ), And exposure and development through a desired mask to form an insulating material layer in which only the external terminals are exposed.
Next, a silicone Ag paste (AGX manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) is applied by screen printing on the external terminal exposed in the opening (diameter 250 μm) of the insulating material layer, and cured. A stress relaxation conductive layer having a thickness of 40 μm was formed.
Next, a conductive layer having a thickness of 10 μm is formed on the stress relaxation conductive layer by electrolytic Cu plating, and an Ni layer (thickness of 3 μm) and an Au layer (thickness of 0.2 μm) are formed on the conductive layer by electrolytic plating. A barrier metal layer was formed.

次に、バリア金属層上に、ボール搭載法により、直径300μmのはんだボールを搭載して、外部端子凸部材とした。
次に、シリコンウエハのアクティブ面側において、各面付けの境界上に、封止部材用の樹脂組成物(協立化学産業(株)製 ワールドロック)を幅60μm、高さ20μmとなるように塗布し、半硬化させた。この状態で、センサーのアクティブ面との間に14μmの空隙部が形成されるように、厚み500μmのガラス基板を封止部材に押圧し、封止部材を硬化させて保護材を封止した。
これにより、ウエハレベルでセンサーパッケージが作製された。
次に、多面付けのセンサーパッケージをダイシングして、本発明のセンサーパッケージを得た。このセンサーパッケージは、5mm×5mm、高さが約1mm(はんだボールを含む)であった。
Next, a solder ball having a diameter of 300 μm was mounted on the barrier metal layer by a ball mounting method to form an external terminal convex member.
Next, on the active surface side of the silicon wafer, a resin composition for a sealing member (World Rock manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) is 60 μm wide and 20 μm high on each imposition boundary. It was applied and semi-cured. In this state, a glass substrate having a thickness of 500 μm was pressed against the sealing member so that a gap of 14 μm was formed between the active surface of the sensor, and the protective member was sealed by curing the sealing member.
As a result, a sensor package was fabricated at the wafer level.
Next, the multi-sided sensor package was diced to obtain the sensor package of the present invention. This sensor package had a size of 5 mm × 5 mm and a height of about 1 mm (including solder balls).

小型で高信頼性のセンサーが要求される種々の分野において適用できる。   The present invention can be applied in various fields where a small and highly reliable sensor is required.

1…センサーパッケージ
11…センサー
12…アクティブ面
13,17…配線
14…微細貫通孔
15…絶縁層
16…表裏導通ビア
16′…導電材料層
18…外部端子
19,19′…絶縁材料層
21…外部端子凸部材
22…応力緩和導電層
23…導電層
24…バリア金属層
51…シリコンウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor package 11 ... Sensor 12 ... Active surface 13, 17 ... Wiring 14 ... Fine through-hole 15 ... Insulating layer 16 ... Front and back conduction via 16 '... Conductive material layer 18 ... External terminal 19, 19' ... Insulating material layer 21 ... External terminal convex member 22 ... Stress relaxation conductive layer 23 ... Conductive layer 24 ... Barrier metal layer 51 ... Silicon wafer

Claims (5)

イメージセンサーと、該イメージセンサーの表面のアクティブ面に空隙部を介して対向するようにイメージセンサー表面に所定の高さをもつエポキシ樹脂含有の封止部材により固着された厚さ400μm〜1000μmのガラス製の保護材と、イメージセンサーの表面および裏面にそれぞれ配設されたCuを含む配線と、前記アクティブ面の外側の領域にてイメージセンサーを貫通し両面の所望の前記配線に接続した複数の表裏導通ビアと、を有するとともに、裏面の配線は外部端子を有し、裏面の前記配線と前記表裏導通ビアと前記外部端子とが一体である構造であり、該外部端子には前記アクティブ面の裏面に相当する領域に位置するはんだ製の外部端子凸部材を備え、前記イメージセンサーのアクティブ面と前記保護材との間の前記空隙部は、前記封止部材により設定されており、前記アクティブ面に対して前記封止部材は前記表裏導通ビアよりも外側の領域に位置し、前記表裏導通ビアは、裏面側の開口径が表面側の開口径より広いテーパー形状であり、前記外部端子と前記外部端子凸部材の間にチタン薄膜層が介在することを特徴とするセンサーパッケージ。 Glass having a thickness of 400 μm to 1000 μm fixed to the image sensor surface by an epoxy resin-containing sealing member having a predetermined height so as to face the active surface of the image sensor surface through a gap. A plurality of front and back surfaces that pass through the image sensor in a region outside the active surface and are connected to the desired wiring on both sides. A conductive via, and a wiring on the back surface has an external terminal, and the wiring on the back surface, the front and back conductive vias and the external terminal are integrated, and the external terminal has a back surface of the active surface. The external terminal convex member made of solder located in a region corresponding to the above, and the gap between the active surface of the image sensor and the protective material The portion is set by the sealing member, and the sealing member is located in a region outside the front and back conductive vias with respect to the active surface, and the front and back conductive vias have an opening diameter on the back side. A sensor package having a taper shape wider than the opening diameter on the side, and a titanium thin film layer interposed between the external terminal and the external terminal convex member. 前記空隙部の厚みは、1〜20μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載のセンサーパッケージ。   The sensor package according to claim 1, wherein the gap has a thickness in a range of 1 to 20 μm. 前記保護材は、赤外線カットフィルターであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサーパッケージ。   The sensor package according to claim 1, wherein the protective material is an infrared cut filter. ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎にイメージセンサーを作製する工程と、
各面付け毎に前記イメージセンサー表面のアクティブ面の外側の領域にCu含有の配線を形成しイメージセンサー裏面側の開口径が表面側の開口径より広いテーパー形状である複数の微細貫通孔を前記配線の所望位置に対応するように形成し、次いで、Cu含有の導電材料にて前記微細貫通孔に前記配線と接続するように表裏導通ビアを、イメージセンサー裏面に前記表裏導通ビアと接続するように配線を、該配線に接続するように外部端子を、一体形成する工程と、
各面付け毎に前記イメージセンサー裏面の前記外部端子に、前記アクティブ面の裏面に相当する領域に位置するようにチタン薄膜層を形成し、該チタン薄膜層上にはんだを用いて外部端子凸部材を形成する工程と、
多面付けの前記イメージセンサーのアクティブ面と対向するように、ウエハサイズで厚さ400μm〜1000μmのガラス製の保護材を、各面付け毎に前記アクティブ面に対して前記表裏導通ビアよりも外側に配設したエポキシ樹脂含有の封止部材に固着させて、前記イメージセンサーのアクティブ面と前記保護材との間に前記封止部材の高さで設定される所定の空隙部を形成する工程と、
多面付けの前記ウエハと前記保護材をダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
Dividing the wafer into multiple impositions and producing an image sensor for each imposition;
For each imposition, a Cu-containing wiring is formed in a region outside the active surface of the image sensor surface, and a plurality of fine through-holes having a tapered shape in which the opening diameter on the back side of the image sensor is wider than the opening diameter on the surface side. The wiring is formed so as to correspond to a desired position of the wiring, and then a front and back conductive via is connected to the fine through hole with a conductive material containing Cu, and the front and back conductive via is connected to the back of the image sensor. A step of integrally forming an external terminal so as to connect the wiring to the wiring ;
For each imposition, a titanium thin film layer is formed on the external terminal on the back surface of the image sensor so as to be located in a region corresponding to the back surface of the active surface, and an external terminal convex member using solder on the titanium thin film layer Forming a step;
A glass protective material having a wafer size of 400 μm to 1000 μm in thickness so as to face the active surface of the multi-surface image sensor is placed outside the front and back conductive vias with respect to the active surface for each surface mounting. Adhering to the disposed epoxy resin-containing sealing member, and forming a predetermined gap set by the height of the sealing member between the active surface of the image sensor and the protective material;
A method of manufacturing a sensor package, comprising the step of dicing the wafer having multiple faces and the protective material.
半硬化の状態の前記封止部材に前記保護材を押圧して前記イメージセンサーのアクティブ面との間に所定の大きさの空隙部が確保された状態で、前記封止部材を硬化させて前記保護材と前記封止部材とを固着することを特徴とする請求項4に記載のセンサーパッケージの製造方法。   The sealing member is cured by pressing the protective material against the semi-cured sealing member and a gap of a predetermined size is secured between the sealing member and the active surface of the image sensor. The method for manufacturing a sensor package according to claim 4, wherein a protective material and the sealing member are fixed.
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