KR100719328B1 - 반도체 장치, 반도체 모듈 및 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

반도체 장치, 반도체 모듈 및 반도체 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

반도체 장치로서의 촬상장치는 촬상소자가 형성된 반도체 기판과, 촬상소자의 한면에 형성된 수광부에 대향하여 배치된 피복부인 투광성의 덮개부와, 촬상소자의 한면에 있어서 수광부를 제외한 영역에 형성되어, 반도체 기판 및 덮개부를 접착하는 접착층을 구비한다. 접착층의 투습도는 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)이다.

Description

반도체 장치, 반도체 모듈 및 반도체 장치의 제조방법{SEMICONDUCTOR DEVICE, SEMICONDUCTOR MODULE, AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 종래의 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도;
도 2는 도 1의 XI-XI선에 있어서의 구조단면도;
도 3A 과 3B는 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 설명도;
도 4A 과 4B는 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도;
도 5A 과 5B는 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도;
도 6A 내지 6C는 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도;
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 신뢰성시험의 결과를 나타내는 테이블도;
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 신뢰성시험의 결과를 나타내는 테이블도;
도 9A 과 9B는 본 발명의 실시형태 2에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도;
도 10A 내지 10C는 본 발명의 실시형태 2에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도;
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 관한 반도체 모듈의 개략적인 구성을 나타내는 구조단면도.
본 발명은, 반도체 기판에 피복부를 구비한 반도체 장치, 상기 반도체 장치를 사용한 반도체 모듈, 및 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 반도체 기판과 피복부 사이에 형성되는 공간의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치, 반도체 모듈 및 반도체 장치의 제조방법에 관한다.
반도체 장치의 일종인 CCD, CMOS 이미저 등의 촬상소자를 이용한 에이리어 센서나 리니어 센서 등의 촬상장치가 각종 분야에서 실용화되고 있다. 촬상장치는, 포토다이오드와 같은 수광부, 및 수광부의 출력에 근거하는 전기신호를 읽어 내는 판독부 등의 회로로 구성되어 있다.
도 1은 종래의 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1의 XI-XI선에 있어서의 구조 단면도이다. 종래의 촬상장치는, 웨이퍼 상태의 반도체 기판에 형성된 칩(100)의 이미지 센서부(101)를 덮고, 접착부분이 이미지 센서부(1O1)와 겹치지 않도록, 캡 글래스(102)를 첨부하고, 그 후, 복수개의 칩(100,100,…)으로서 분리하는 것이다(예를 들면, 일본 특허공개 평3-151666호 공보 참조.). 이렇게, 캡 글래스(102)에서 이미지 센서부(101)를 덮는 구조로 함으로써, 캡 글래스(102)의 부착 후의 공정에 있어서, 이미지 센서부(101)에 상처가 생기거나, 먼지가 부착되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 일본 특허공개 평 3-151666호 공보에 개시된 기술에 있어서는, 캡 글래스(102)를 칩(100)에 부착하기 위해서 이용하는 접착제로는, 고온고습 환경하에서는 접착부분으로부터 수분이 내부에 침입하고, 침입한 수분을 외부로 충분히 조속하게 배출할 수 없기 때문에, 밀봉공간 내에 결로가 발생한다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 반도체 기판과 상기 반도체 기판을 피복하는 피복부를, 투습도(수증기 투과도라고도 한다)가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 접착층에서 접착하는 구성으로 함으로써, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간의 내부에 수분이 침입했을 경우라도, 조속히 공간의 외부로 수분을 배출할 수 있고, 공간의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지하고, 내습성이 우수한 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 반도체 기판에 수광부를 갖는 촬상소자가 형성되어 있고, 그 수광부에 대향해서 피복부를 배치하는 구성으로 함으로써, 수광부의 표면에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역에 접착층을 형성하는 구성으로 함으로써, 접착층에 의한 물리적 스트레스가 수광부에 가해질 일은 없고, 또한 수광부와 피복부 사이에 있어서의 투광성의 저하를 방지할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 2개의 기체를, 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 접착층에서 접착하는 구성으로 함으로써, 고온고습 환경하와 같이, 수분이 2개의 기체 및 접착층에 의해 형성되는 공간으로 침입된 경우라도, 침입한 수분을 용이하게 공간의 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 접착층의 흡수율을 20% 이하로 함으로써, 접착층의 내습성을 확실하게 향상할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 접착층의 흡수율을 3% 이상으로 함으로써, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 이용하여, 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 접착층이 투수성 재료를 함유하는 경우, 투수성 재료의 입경 을 1O㎛ 이하로 함으로써, 접착층의 내습성을 확실하게 향상할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 접착층이 투수성 재료를 함유할 경우, 투수성 재료의 입경을 O.O1㎛ 이상으로 함으로써, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 이용하여, 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 접착층이 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 구성으로 함으로써, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 형상 및 배치의 정밀도가 우수한 접착층을 형성할 수 있고, 또한 접착층을 가열함으로써, 반도체 기판 및 피복부를 확실하게 접착해서 접착강도를 향상할 수 있는 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 복수의 반도체 소자가 형성된 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착하고, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 반도체 소자에 분할함으로써, 분할할 때에 절삭수를 사용한 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있고, 또한, 예를 들면, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 접착층이 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로써, 노광 및 현상 등의 포토리소그래피 기술을 이용하여 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용해서 소정의 형상으로 패터닝하고, 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치한 후에, 패터닝된 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하고, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착함으로써, 포토리소그래피 기술을 이용하여 반도체 기판 또는 피복부에 고정밀도 또한 미세한 패턴의 접착층을 형성할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 접착층이 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료인 것에 의해, 소정 영역에 대응하는 패턴을 갖는 인쇄판을 통하여, 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 인쇄(전사)하고, 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치한 후에, 전사한 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하여, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착하는 것에 의해, 인쇄판을 이용하여 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 전사하고, 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은, 접착층이 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료인 것에 의해, 소정 영역에 대응하는 패턴으로 하도록, 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 토출하고, 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치한 후에, 토출한 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하여, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착함으로써, 디스펜서에 의해 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 형성하고, 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 또한 접착층의 패턴의 일부에 결함이 발생한 경우에는, 디스펜서를 이용하여, 결함이 발생한 패턴을 수복하는 것이 가능해 지는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 각 촬상소자의 수광부에 대응한 복수의 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하고, 이어서, 접착층을 선택적으로 노광하고, 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용하여, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 광경화성 수지를 경화시켜, 광경화성 수지가 미경화의 영역, 즉 수광부가 형성된 영역의 접착층을 제거하고, 그리고, 접착층을 통하여 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하고, 또한, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할함으로써, 분할할 때에 절삭수를 사용한 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있고, 또한, 예를 들면, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부에 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 복수의 촬상소자의 수광부를 덮을 수 있는 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하고, 접착층을 선택적으로 노광하여, 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용하여, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 광경화성 수지를 경화시켜, 광경화성 수지가 미경화의 영역, 즉 수광부가 형성된 영역의 접착층을 제거하고, 그리고, 접착층을 통하여 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하고, 또한, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판 및 피복부를 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할함으로써, 분할할 때에 절삭수를 사용했을 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있고, 또한, 예를 들면 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있고, 게다가, 반도체 기판에 접착층을 형성했을 경우에는, 접착층이 각 촬상소자에 대응한 영역에 형성되어 있으므로, 접착층과 피복부의 얼라인먼트 정밀도가 불필요해지는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 반도체 기판과, 상기 반도체 기판을 피복하는 피복부와, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 접착층을 구비하는 반도체 장치로서, 상기 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층의 투습도를 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)로 함으로써, 고온고습 환경하와 같이, 수분이 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간으로 침입된 경우라도, 침입한 수분을 용이하게 공간의 외부에 배출할 수 있다. 따라서, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 있어서의 내습성이 향상하고, 결로의 발생을 방지할 수 있고, 또한 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간에의 외부로부터의 더스트의 침입을 방지할 수 있으므로, 신뢰성 및 내환경성이 뛰어나다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 반도체 기판에는, 수광부를 갖는 촬상소자가 형성되고 있어, 상기 피복부는, 상기 수광부에 대향해서 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 반도체 기판에 수광부를 갖는 촬상소자가 형성되고 있고, 그 수광부에 대향해서 피복부가 배치되어 있음으로써, 수광부는 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 배치되게 되므로, 수광부의 표면에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 접착층은, 상기 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역에 접착층이 형성되어 있음으로써, 접착층에 의한 물리적 스트레스가 수광부에 가해질 일은 없고, 또한 수광부와 피복부 사이에 있어서의 투광성의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 적어도 한쪽의 기체의 한면에 반도체 소자가 형성되어, 상기 반도체 소자가 대향하도록 배치된 2개의 기체와, 각 기체를 접착하는 접착층을 구비하고, 상기 반도체 소자가 형성된 영역을 제외하는 상기 한면에 상기 접착층이 형성되어 이루어진 반도체 장치로서, 상기 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층의 투습도를 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)로 함으로써, 고온고습 환경하와 같이, 수분이 2개의 기체 및 접착층에 의해 형성되는 공간으로 침입된 경우라도, 침입된 수분을 용이하게 공간의 외부로 배출할 수 있다. 따라서, 2개의 기체 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다. 또한 적어도 한쪽의 기체의 한면에 반도체 소자가 형성되어, 반도체 소자가 형성된 영역을 제외하는 상기 한면에 접착층이 형성되어 있는 것에 의해, 반도체 소자를 수분(습기)으로부터 확실하게 보호할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 접착층의 흡수율이 20% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 접착층의 흡수율이 3% 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층의 흡수율을 20% 이하로 함으로써, 접착층의 내습성이 확실하게 향상한다. 또한, 접착층의 흡수율이 3% 미만일 경우에는, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 실현하기 어려워지므로, 접착층의 흡수율을 3% 이상, 또 5% 이상으로 하는 것이, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 보다 실현하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 접착층은, 투수성 재료를 함유하고, 상기 투수성 재료의 입경이 1O㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 투수성 재료의 입경이 O.01㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층이 투수성 재료를 함유할 경우, 투수성 재료의 입경을 1O㎛ 이하로 함으로써, 접착층의 내습성이 확실하게 향상한다. 또한 투수성재료의 입경이 O.01㎛ 미만일 경우에는, 충분한 투수성을 얻기 어려워지므로, 투수성 재료의 입경을 O.01㎛ 이상으로 하는 것이, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 보다 실현하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
본 발명에 관한 반도체 장치는, 상기 접착층은, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층에 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유시키는 것으로 했으므로, 포토리소그래피 기술을 이용하고, 형상 및 배치의 정밀도가 우수한 접착층을 형성할 수 있고, 또한, 복수개 동시에 형성할 수 있다. 또한, 접착층을 가열함으로써, 반도체 기판 및 피복부를 확실하게 접착할 수 있고, 접착강도를 향상할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 모듈은, 도체배선이 형성된 배선기판과, 상기 배선 기판에 배치된 상술한 각 발명의 어느 하나의 반도체 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 상기한 반도체 장치를, 도체배선이 형성된 배선 기판에 배치하는 것으로 했으므로, 휴대성이 뛰어난 소형의 반도체 모듈로 할 수 있다. 특히, 반도체 장치인 촬상장치를 내장한 휴대성이 좋은 소형의 광학기기용 모듈로 할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치의 제조방법은, 복수의 반도체 소자가 형성된 반도체 기판 및 상기 반도체 소자를 덮을 수 있는 피복부를 접착층에서 접착하는 접착 공정과, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 반도체 소자로 분할하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 복수의 반도체 소자가 형성된 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착하고, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 반도체 소자에 분할한다. 반도체 기판에 형성된 복수의 반도체 소자를 분할(개편화)하기 전에, 반도체 소자의 표면을 피복부에서 보호할 수 있으므로, 분할한 후에, 반도체 소자의 표면에 있어서의 더스트의 부착, 할퀴기 상처 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하므로, 분할할 때에 절삭수를 사용한 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치의 제조방법은, 상기 접착층은, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로 이루어지고, 상기 접착 공정은, 상기 반도체 기판 또는 상기 피복부에 상기 접착층을 형성하는 공정과, 상기 접착층을 선택적으로 노광하고, 소정 영역의 접착층에 함유되는 광경화성 수지를 경화시키는 공정과, 광경화성 수지가 미경화 영역의 접착층을 제거하고, 접착층을 패터닝하는 공정과, 패터닝된 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층이 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로써, 노광 및 현상 등의 포토리소그래피 기술을 이용하여 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용해서 소정의 형상으로 패터닝 하고, 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치한 후에, 패터닝된 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하고, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 확실하게 접착할 수 있다. 포토리소그래피 기술을 이용하여 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 패턴형성하는 것으로부터, 고정밀도 또한 미세한 패턴의 접착층을 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치의 제조방법은, 상기 접착층은, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로 이루어지고, 상기 접착공정은, 소정 영역에 대응하는 패턴을 갖는 인쇄판을 통하여, 상기 접착층을 상기 반도체 기판 또는 상기 피복부에 인쇄하는 공정과, 인쇄한 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화 시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층이 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료인 것에 의해, 소정 영역에 대응하는 패턴을 갖는 인쇄판을 통하여, 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 인쇄(전사)하고, 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치한 후에, 전사한 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하여, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 확실하게 접착할 수 있다. 인쇄판을 이용하여 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 전사하는 것으로 부터, 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치의 제조방법은, 상기 접착층은, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로 이루어지고, 상기 접착공정은, 소정 영역에 대응하는 패턴으로 하도록, 상기 접착층을 상기 반도체 기판 또는 상기 피복부에 토출 하는 공정과, 토출한 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 접착층이 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료인 것에 의해서, 소정 영역에 대응하는 패턴으로 하도록, 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 토출하고, 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치한 후에, 토출 한 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하여, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 확실하게 접착할 수 있다. 디스펜서에 의해, 접착 층을 반도체 기판 또는 피복부에 형성하는 것으로부터, 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다. 또한, 접착층의 패턴의 일부에 결함이 발생했을 경우에는, 디스펜서를 이용하여, 결함이 발생한 패턴을 수복할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치의 제조방법은, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 각 촬상소자의 수광부에 대응한 복수의 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하는 공정과, 상기 접착층을 선택적으로 노광하고, 상기 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 접착층에 함유되는 광경화성 수지를 경화시키는 공정과, 광경화성 수지가 미경화의 영역의 접착층을 제거하고, 접착층을 패터닝하는 공정과, 패터닝된 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정과, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 상기 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 각 촬상소자의 수광부에 대응한 복수의 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성한다. 이어서, 접착층을 선택적으로 노광하고, 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용하고, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 광경화성 수지를 경화시켜, 광경화성 수지가 미 경화의 영역, 즉 수광부가 형성된 영역의 접착층을 제거한다. 그리고, 접착층을 통하여 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착한다. 또한, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할한다. 반도체 기판에 형성된 복수의 촬상소자를 분할(개편화)하기 전에, 촬상소자의 표면을 피복부에서 보호할 수 있으므로, 분할한 후에, 촬상소자의 표면에 있어서의 더스트의 부착, 할퀴기 상처 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하므로, 분할할 때에 절삭수를 사용했을 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 장치의 제조방법은, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 상기 복수의 촬상소자의 수광부를 덮을 수 있는 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하는 공정과, 상기 접착층을 선택적으로 노광하고, 상기 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 접착층에 함유되는 광경화성 수지를 경화시키는 공정과, 광경화성 수지가 미경화의 영역의 접착층을 제거하고, 접착층을 패터닝하는 공정과, 패터닝된 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하 고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정과, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 절단하여, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 복수의 촬상소자의 수광부를 덮을 수 있는 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성한다. 이어서, 접착층을 선택적으로 노광하고, 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용하여, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 광경화성 수지를 경화시켜, 광경화성 수지가 미경화의 영역, 즉 수광부가 형성된 영역의 접착층을 제거한다. 그리고, 접착층을 통하여 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착한다. 또한, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판 및 피복부를 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할한다. 반도체 기판에 형성된 복수의 촬상소자를 분할(개편화)하기 전에, 촬상소자의 표면을 피복부에서 보호할 수 있으므로, 분할한 후에, 촬상소자의 표면에 있어서의 더스트의 부착, 할퀴기 상처 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하므로, 분할할 때에 절삭수를 사용했을 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층 에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 반도체 기판에 접착층을 형성했을 경우에는, 접착층이 각 촬상소자에 대응한 영역에 형성되어 있으므로, 접착층과 피복부의 얼라인먼트 정밀도가 낮아도 문제가 없다. 즉, 반도체 기판과 피복부는 전체로서 얼라인먼트를 하면 좋고, 개개의 촬상소자에 대하여 피복부를 얼라인먼트할 필요는 없다.
본 발명에 의하면, 반도체 기판과 상기 반도체 기판을 피복하는 피복부를, 투습도(수증기 투과도라고도 한다)가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 접착층에서 접착하는 구성으로 했으므로, 고온고습 환경하와 같이, 수분이 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간으로 침입된 경우라도, 침입된 수분을 용이하게 공간의 외부에 배출할 수 있다. 따라서, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간에의 외부로부터의 더스트의 침입을 방지할 수 있는 동시에, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 있어서의 내습성이 향상하고, 결로의 발생을 방지할 수 있으므로, 신뢰성 및 내환경성이 향상한다.
본 발명에 의하면, 반도체 기판에 수광부를 갖는 촬상소자가 형성되어 있고, 그 수광부에 대향해서 피복부를 배치하는 구성으로 했으므로, 수광부는 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 배치되게 되므로, 수광부의 표면에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역에 접착층을 형성하 는 구성으로 했으므로, 접착층에 의한 물리적 스트레스가 수광부에 가해질 일은 없고, 또한 수광부와 피복부 사이에 있어서의 투광성의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 2개의 기체를, 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 접착층에서 접착하는 구성으로 했으므로, 고온고습 환경하와 같이, 수분이 2개의 기체 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 침입된 경우라도, 침입한 수분을 용이하게 공간의 외부로 배출할 수 있다. 따라서, 2개의 기체 및 접착층에 의해 형성되는 공간에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다. 또한 적어도 한쪽의 기체의 한면에 반도체 소자가 형성되어, 반도체 소자가 형성된 영역을 제외하는 상기 한면에 접착층이 형성되어 있는 것에 의해, 반도체 소자를 수분(습기)으로부터 확실하게 보호할 수 있다.
본 발명에 의하면, 접착층의 흡수율을 20% 이하로 함으로써, 접착층의 내습성이 확실하게 향상한다. 또한 접착층의 흡수율이 3% 미만일 경우에는, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 실현하기 어려워지므로, 접착층의 흡수율을 3% 이상, 또는 5% 이상으로 하는 것이, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 보다 실현하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
본 발명에 의하면, 접착층이 투수성 재료를 함유할 경우, 투수성 재료의 입경을 1O㎛ 이하로 함으로써, 접착층의 내습성이 확실하게 향상한다. 또한 투수성 재료의 입경이 O.01㎛ 미만일 경우에는, 충분한 투수성을 얻기 어려워지므로, 투수성 재료의 입경을 O.01㎛ 이상으로 하는 것이, 충분한 투수성을 나타내는 접착층을 보다 실현하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
본 발명에 의하면, 접착층이 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 구성으로 했으므로, 접착층에 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유시키는 것으로 했으므로, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 형상 및 배치의 정밀도가 우수한 접착층을 형성할 수 있고, 또 복수개를 동시에 형성할 수 있다. 또한, 접착층을 가열함으로써, 반도체 기판 및 피복부를 확실하게 접착할 수 있고, 접착강도를 향상할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 반도체 소자가 형성된 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착하고, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 반도체 소자에 분할함으로써, 반도체 기판에 형성된 복수의 반도체 소자를 분할(개편화)하기 전에, 반도체 소자의 표면을 피복부에서 보호할 수 있으므로, 분할한 후에, 반도체 소자의 표면에 있어서의 더스트의 부착, 할퀴기 상처 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하므로, 분할할 때에 절삭수를 사용했을 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부에 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 포토리소그래피 기술을 이용하여 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용해서 소정의 형상으로 패터닝 하고, 패터닝된 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하고, 반도체 기판과 피복 부를 접착층에서 접착함으로써, 포토리소그래피 기술을 이용하여 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 패턴형성 할 수 있고, 고정밀도 또한 미세한 패턴의 접착층을 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소정 영역에 대응하는 패턴을 갖는 인쇄판을 통하여, 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 인쇄(전사)하고, 전사한 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하고, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착함으로써, 인쇄판을 이용하여 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소정 영역에 대응하는 패턴으로 하도록, 접착층을 반도체 기판 또는 피복부에 토출하고, 토출한 접착층을 가열하고, 접착층에 함유되는 열경화성 수지의 특성을 이용하고, 반도체 기판과 피복부를 접착층에서 접착함으로써, 디스펜서에 의해 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다. 또한 접착층의 패턴의 일부에 결함이 발생했을 경우에는, 디스펜서를 이용하여, 결함이 발생한 패턴을 수복할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 각 촬상소자의 수광부에 대응한 복수의 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하고, 이어서, 접착층을 선택적으로 노광하고, 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용하여, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 광경화성 수지를 경화시켜, 광경화성 수지가 미경화의 영역, 즉 수광부가 형성된 영역의 접착층을 제거하고, 그리고, 접착층을 통하 여 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하고, 또한, 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할함으로써, 반도체 기판에 형성된 복수의 촬상소자를 분할(개편화)하기 전에, 촬상소자의 표면을 피복부에서 보호할 수 있고, 분할한 후에, 촬상소자의 표면에 있어서의 더스트의 부착, 할퀴기 상처 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하므로, 분할할 때에 절삭수를 사용했을 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 복수의 촬상소자의 수광부를 덮을 수 있는 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하고, 접착층을 선택적으로 노광하고, 접착층에 함유되는 광경화성 수지의 특성을 이용하고, 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 광경화성 수지를 경화시켜, 광경화성 수지가 미경화의 영역, 즉 수광부가 형성된 영역의 접착층을 제거하고, 그리고, 접착층을 통하여 반도체 기판과 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하고, 또한, 접착 층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판 및 피복부를 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할함으로써, 반도체 기판에 형성된 복수의 촬상소자를 분할(개편화)하기 전에, 촬상소자의 표면을 피복부에서 보호할 수 있으므로, 분할한 후에, 촬상소자의 표면에 있어서의 더스트의 부착, 할퀴기 상처 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하므로, 분할할 때에 절삭수를 사용했을 경우라도, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에의 절삭수의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에서 형성되는 공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부에 배출할 수 있고, 결로의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 반도체 기판에 접착층을 형성했을 경우에는, 접착층이 각 촬상소자에 대응한 영역에 형성되어 있으므로, 접착층과 피복부의 얼라인먼트 정밀도가 낮아도 문제가 없다. 즉, 반도체 기판과 피복부는 전체로서 얼라인먼트를 하면 좋고, 개개의 촬상소자에 대하여 피복부를 얼라인먼트할 필요는 없는 등, 뛰어난 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명을 그 실시형태를 나타내는 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 반도체 장치로서, 촬상소자가 형성된 반도체 기판에 본 발명에 관한 피복부인 투광성의 덮개부를 접착층에서 접착하는 촬상장치를 예시해서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(실시형태 1)
도 3A와 3B는 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다. 도 3A는 촬상장치를 한면(일평면, 일표면)에서 본 평면도, 도 3B는 도 3A의 A-A선에 있어서의 구조단면도다.
본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치(1)는, 평면에서 볼때 직사각형상의 촬상소자(11)가 형성된 반도체 기판(10)과, 촬상소자(11)의 한면에 형성된 수광부(12)에 대향해서 배치된 덮개부(13)와, 촬상소자(11)의 한면에 있어서 수광부(12)를 제외한 영역에 형성되어, 반도체 기판(10)(촬상소자(11)) 및 덮개부(13)를 접착하는 접착층(14)을 구비한다.
촬상장치(1)는 덮개부(13)를 통해서 외부로부터의 광을 내부에 받아들이고 촬상소자(11)의 수광부(12)에 배치된 수광소자에 의해 수광(광검출)을 한다. 덮개부(13)는, 글래스 등의 투광성 재료로 이루어지고, 수광부(12)에 대향해서 적어도 수광부(12)를 덮는 것에 의해 수광부(12)(의 표면)을 외부의 습기, 더스트(먼지, 절삭분) 등으로부터 보호한다. 덮개부(13)의 평면치수(사이즈)는, 반도체 기판(10)(촬상소자(11))의 평면치수(사이즈)보다 작게 형성되어 있으므로, 장치의 소형화를 꾀할 수 있다. 또, 촬상소자(11)로서는, 예를 들면 CCD 또는 CMOS 이미저를 사용할 수 있다.
촬상소자(11)의 수광부(12)를 제외한 영역과 덮개부(13)를 접착층(14)에 의해 접착함으로써, 반도체 기판(1)(수광부(12))과 덮개부(13) 사이에 공간이 형성된다. 이렇게 형성된 공간에 의해, 덮개부(13)를 통하여 받아들인 외부로부터의 광은 그대로 수광부(12)에 입사되게 되고, 광로 도중에 광손실이 생길 일은 없다. 또, 도시하지 않지만, 수광부(12)의 표면에 각 화소의 수광소자에 광을 집광하는 마이 크로렌즈 어레이가 배치되어 있고, 이러한 공간을 설치함으로써, 마이크로렌즈 어레이의 파손을 막을 수 있다. 또한 접착층(14)(덮개부(13))과 반도체 기판(10)의 외주끝(칩끝) 사이에는 촬상소자(11)와 외부회로(도시생략)를 접속하기 위한 단자인 본딩패드(15)가 배치된다. 또, 촬상소자(11)와 본딩패드(15)와 반도체 기판(10)에 설치된 도시하지 않은 배선층에 의해 접속되어 있다.
접착층(14)은, 서로 대향해서 배치되는 수광부(12) 및 덮개부(13) 사이에 형성되는 공간의 외주부를 접착해서 밀봉한다. 이렇게, 수광부(12)와 덮개부(13) 사이에 밀봉된 공간을 형성했으므로, 수광부(12)(의 표면)에의 더스트의 침입 부착, 할퀴기 상처 등에 의한 수광부(12)에서의 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 접착층(14)은, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로 이루어지고, 그 투습도는 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h), 흡수율은 3% 내지 20%이다. 또한 투수성 재료의 입경은, O.01㎛ 내지 1O㎛이다. 이러한 특성을 갖는 재료를 이용하여 접착층(14)을 형성함으로써, 수광부(12)와 덮개부(13) 사이에 형성되는 공간, 즉 수광부(12)(의 표면)에의 수분의 침입을 억제할 수 있는 것으로부터, 수광부(12)에 결로가 발생하는 것을 막고, 내습성이 우수한 촬상장치(1)를 실현할 수 있다. 또, 접착층(14)의 투습도, 흡수율 및 투수성 재료의 입경 등의 특징에 대해서는 후술한다.
즉, 반도체 기판(10)과 덮개부(13) 사이에 접착층(14)을 형성하고, 접착층(14)을 상기한 특성의 재료로 함으로써, 반도체 기판(10) 상에 수광부(12)에의 수분의 침입, 더스트의 침입 부착, 할퀴기 상처 등에 의한 수광부(12)에서의 불량의 발생을 방지할 수 있고, 제조 수율이 좋은, 신뢰성이 높은 촬상장치(1)를 실현할 수 있다.
또, 카메라, 비디오레코더카메라 등의 광학기기에 촬상장치(1)를 탑재할 경우에는, 수광부(12)의 표면을 더스트, 상처 등으로부터 보호하는 것 외에, 외부로부터의 적외선을 차단하는 것도 필요하다. 이 경우에는, 덮개부(13)의 표면에 적외선 차단막을 형성해서 광학필터를 겸할 수 있다.
다음에 상기한 촬상장치(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.
도 4A, 4B, 5A, 5B, 6A 내지 6C는 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도이며, 구체적으로는, 도 4A와 4B는 덮개부의 형성 공정을 나타내는 설명도, 도 5A와 5B는 반도체 웨이퍼에 형성한 촬상소자의 상황을 나타내는 설명도, 도 6A 내지 6C는 반도체 웨이퍼에 형성한 촬상소자의 한면(수광부를 갖는 표면)에 도 4A와 4B에서 형성한 덮개부를 접착하는 공정을 나타내는 설명도다.
도 4A는, 예를 들면 유리판으로 이루어진 대면적의 투광성 판재(20)를 나타낸다. 투광성 판재(20)는 대면적이라는 점으로부터, 분할선(20a)을 경계로서 다수의 덮개부 대응영역(20b)을 포함하고 있다. 덮개부 대응영역(20b)은 후공정에서 분할되었을 때에 덮개부(13)와 동일한 평면치수가 되도록 면적이 적정하게 조정된다.
도 4B는, 투광성 판재(20)를 분할선(20a)에 있어서 다이싱함으로써, 개개의 덮개부 대응영역(20b)에 분할(개편화)해서 투광성의 덮개부(13)를 형성하는 상태를 나타낸다. 여기서는, 투광성 판재(2O)를 다이싱링에 고정한 다이싱 테이프 상에 붙 이고, 다이싱 소를 다이싱 방향으로(분할선(20a)을 따라) 진행시켜서 투광성 판재(20)를 개개의 덮개부(13,13,…)에 분할할 수 있다.
도 5A는, 반도체 웨이퍼(30)에 촬상소자(11)가 복수 형성된 상태를 나타낸다. 촬상소자(11)는 수광부(12)를 갖고, 각 촬상소자(11)는 분할선(30a)에 의해 각각 구분된다. 도 5B는, 도 5A의 A-A선에 있어서의 구조단면도다.
도 6A는, 반도체 웨이퍼(30)에 복수 형성된 촬상소자(11)의 한면(수광부(12)를 갖는 평면)에 있어서, 각 촬상소자(11)의 수광부(12)를 제외하는 주위의 영역에 접착층(14)이 패터닝된 상태를 나타낸다. 도 6B는, 도 6A의 A-A선에 있어서의 구조단면도다. 촬상소자(11)가 형성된 반도체 웨이퍼(30)의 표면에, 광경화성 수지(예를 들면, 아크릴계 수지인 자외선 경화성 수지) 및 열경화성 수지(예를 들면 에폭시계 수지)를 주성분으로서 투수성 재료(예를 들면, 다공질의 투수성 입자인 제올라이트)를 혼합한 재료를 균일하게 도포한 후, 노광 공정 및 현상 공정 등의 주지의 포토리소그래피 기술을 이용하여 접착층을 패터닝 해서 각 촬상소자(11) 마다 접착층(14)을 형성한다. 즉, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼(30)에 복수 형성된 각 촬상소자(11)에 대하여 접착층(14)을 동시에 형성한다. 각 촬상소자(11)에 대하여 접착층(14)을 동시에 형성한다는 점으로부터, 생산성을 향상할 수 있다.
여기서, 본 실시형태에서는, 광경화성 수지로서 자외선 경화성 수지를 이용하므로, 노광 공정에 있어서, 소정의 패턴이 묘화된 포토마스크를 통하여 자외선을 조사함으로써, 자외선이 조사된 부분의 광경화성 수지가 경화해서 접착력을 발현하고, 반도체 웨이퍼(30)에 접착층(14)이 접착된다. 이 후, 소정의 현상액으로 현상 하여, 노광 공정에서 자외선이 조사되지 않았던 부분(광경화성 수지가 미경화의 부분)의 접착층을 제거함으로써, 접착층(14)을 패터닝 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 접착층(14)을 선폭(100㎛), 두께(50㎛), 평면치수(3mm)×(3mm)에서 패터닝 했다. 본 실시형태와 같은 광경화성 수지 및 열경화성 수지를 주성분으로 하는 수지재료는, 특히, 선폭이 30∼500㎛, 두께가 5∼200㎛, 평면치수의 한변이 0.5∼10mm의 미세 패턴의 접착층(14)을 형성할 경우에, 고정밀도의 형성이 가능해서, 대단히 유효하다.
또, 패터닝된 접착층(14)을 직접 형성하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 접착층의 재료로서, 광경화성 수지를 함유하고 있을 필요는 없다. 예를 들면 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료를, 소정의 패턴을 갖는 인쇄판을 통하여, 반도체 웨이퍼(3O)에 인쇄(전사)함으로써, 소정 패턴의 접착층(14)을 반도체 웨이퍼(30)에 직접 형성할 수 있다(스크린 인쇄 등의 인쇄법). 인쇄판을 이용하여 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다.
또는, 경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료를 디스펜서에 충전하고, 디스펜서를 이동시키면서, 충전한 재료를 토출시킴으로써, 소정 패턴의 접착층(14)을 반도체 웨이퍼(30)에 직접 형성할 수 있다(디스펜스법). 디스펜스법에 의해서도, 접착층의 형성을 매우 저비용으로 행할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다. 또한 접착층의 패턴의 일부에 결함이 발생했을 경우에는, 디스펜서를 이용하여, 결함이 발생한 패턴을 수복할 수 있다.
접착층(14)의 형성방법은, 접착층에 이용하는 재료에 적절한 방법, 투광성 판재(20)에 적합한 방법, 촬상장치(1)에 적합한 방법 등으로부터 필요성에 따라 적당하게 선택하면 좋다. 본 실시형태에서는, 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝 할 수 있도록, 접착층(14)에 이용하는 재료에 광경화성 수지가 혼합되어 있는 경우에 관하여 설명했다.
도 6C는, 미리 형성된 투광성의 덮개부(13)(도 4B 참조)를 반도체 웨이퍼(30)에 형성된 각 촬상소자(11)의 접착층(14)에 접착한 상태를 나타낸다. 투광성의 덮개부(13)를 얼라인먼트하여 접착층(14) 상에 적재한 후, 가열 처리(적외선 조사를 포함한다)함으로써, 접착층(14)에 함유되는 열경화성 수지가 경화해서 접착력이 발현되고, 접착층(14)을 통하여 반도체 웨이퍼(30)와 덮개부(13)를 접착할 수 있다. 또, 접착층(14)에 함유되는 열경화성 수지가 경화한 후의 접착층(14)의 투습도 등의 특징에 관해서는 후술한다.
접착층(14)은, 수광부(12) 및 덮개부(13) 사이에 형성되는 공간의 외주부를 밀봉하는 구성으로 함으로써, 수광부(12)(의 표면)에의 수분의 침입, 더스트의 침입 부착, 할퀴기 상처 등에 의한 수광부(12)에서의 불량의 발생을 막을 수 있다.
덮개부(13)가 접착된 반도체 웨이퍼(30)는, 분할선(30a)에 있어서 적당하게 다이싱(분할) 되어서, 개개의 촬상장치(1)가 형성된다. 또, 다이싱에 있어서는, 절삭수를 뿌리면서 행하는 것이 일반적이다. 이 때, 접착층(14)이, 후술과 같은 투수성을 갖고 있음으로써, 반도체 웨이퍼(30), 덮개부(13) 및 접착층(14)에서 형성되는 밀봉공간에 절삭수가 침입하지 않고, 절삭수에 의한 수광부(12) 표면을 함유하는 밀봉공간 내부의 오염을 막을 수 있다. 예를 들면, 밀봉공간에 수분이 침입해 도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있으므로, 공간 내에 결로가 발생할 일은 없다.
이상과 같이 하여, 본 발명에 관한 촬상장치(1)를 제조할 수 있다. 또한, 수광부(12)이 형성된 면에 있어서, 덮개부(13)(접착층(14))의 외측영역에는 촬상소자(11)와 외부회로(도시생략)를 접속하기 위한 본딩 패드(도시생략)의 영역 등이 배치되는 것은 말할 필요도 없다. 또한 수광부(12)를 보호한 상태에서 이후의 설치 공정에 있어서의 처리를 행할 수 있으므로, 예를 들면, 진공흡착 등에 의해 촬상장치(1)를 이송할 경우에도 수광부(12)를 상처를 입힐 우려가 없다.
또, 반도체 웨이퍼(30)측에 접착층(14)을 형성한 후에, 반도체 기판 웨이퍼(30)의 접착층(14)을 형성한 면에 대향하도록 덮개부(13)를 배치하고, 가열에 의해 접착층(14)에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 반도체 웨이퍼(30)와 덮개부(13)를 접착하도록 했지만, 덮개부(13)측에 접착층(14)을 형성한 후에, 덮개부(13,13,…)의 접착층(14)을 형성한 면에 대향하도록 반도체 웨이퍼(30)를 배치하고, 가열에 의해 접착층(14)에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 반도체 웨이퍼(30)와 덮개부(13)를 접착하도록 하여도 좋다.
다음으로, 본 실시형태의 촬상장치(1)에 있어서, 접착층(14)의 흡수율, 투습도, 투광성 재료인 투수성 입자(여기서는 다공질 입자의 제올라이트)의 입경(직경)을 변화시킨 샘플을 제작하여, 평가를 행한 결과에 대해서 설명한다. 또, 실제로는, 후술하는 실시형태 3의 반도체 모듈(카메라 모듈)의 샘플을 제작하고, 신뢰성의 평가를 행했다.
도 7 과 8은 본 발명의 실시형태 1에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 신뢰성 시험의 결과를 나타내는 테이블도이다.
투습도의 측정은, JIS-ZO208의 방습 포장재료의 투습도 시험법(cup method)에 따라, 500㎛의 두께의 스페이서를 이용하여 6㎜ø(직경)의 원형에서 두께가 1OO㎛의 수지경화 피막을 제작하고, 투습컵에 부착해서 고온고습 환경하(40℃/90%RH)에서, 24시간 마다 중량변화를 측정하고, 중량변화가 일정하게 된 값을 중량변화의 참값으로 하고, 이 중량변화의 참값을 수지경화 피막의 면적(6㎜ø의 원형)에서 나눈 값을 투습도(g/(㎡ㆍ24h))로 했다.
흡수율의 측정은, 6㎜ø(직경)에서 두께가 100㎛의 수지경화 피막을 제작하고, 평가전의 질량을 측정해 두고, 40℃/90%RH(상대습도 퍼센트)의 환경하에서 168시간 흡습(흡수)시킨 후(평가 후)에 질량을 측정하고, 중량 퍼센트(wt%)를 흡수율로서 산출했다.
투수성 재료인 제올라이트의 함유율을 10∼75wt%의 범위에서 조정하고, 도 7 과 8 에 나타나 있는 바와 같은 투습도, 흡수율의 값을 얻도록 했다. 투수성 재료의 입경에 대해서는, 1O㎛ 이하의 범위에서 분포되어 있는 것, 1㎛ 이하의 범위에서 분포되고 있는 것, O.1㎛ 이하의 범위에서 분포되고 있는 것, O.01㎛ 이하의 범위에서 분포되고 있는 것으로, 측정을 행했다. 또, 이것보다 작은 입경에서의 측정 결과를 나타내지 않지만, 충분한 투수성을 얻기 위해서는, 어느 정도의 크기의 입경이 바람직하고 , O.01㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 투수성 재료는 다공질재료의 세공을 이용하고, 투수성을 발현할 수 있기 때문이라고 생각된다.
주된 신뢰성 시험으로서는, 고온고습 환경하에 일정시간 투입후, 상온상습 환경으로 되돌려 반도체 기판(10), 덮개부(13) 및 접착층(14)에서 형성되는 밀봉공간에 있어서, 먼지가 발생하고 있는가 아닌가, 결로가 발생하고 있는가 아닌가를 검사한다. 이 검사에는, 촬상소자(11)에 의해 촬상된 화상에 의해 평가할 수 있고, 외부관찰에 의해 평가할 수도 있다. 또, 본 실시형태에서는, 고온고습 환경으로서, 샘플을 항온 항습조에 60℃/90%RH에서 500시간, 1000시간 유지하고, 그 후에 상온상습환경 하에 되돌려 평가를 행했다. 도 7 과 8에 있어서, 「◎」는 1OOO 시간 경과해도 먼지 또는 결로가 발생하지 않은 것을, 「○」는 500시간 내지 1000시간 사이에 먼지 또는 결로가 발생한 것을, 「×」는 5OO 시간 경과 할 때까지 먼지 또는 결로가 발생한 것을, 각각 나타낸다.
<1. 투습도>
투습도가 7g/(㎡ㆍ24h)의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간경과할 때까지, 밀봉공간 내에 결로의 발생이 관찰되었다. 이 결로의 발생은, 투습도를 10g/(㎡ㆍ24h)보다 작게 하면, 밀봉공간 내에 수분이 침입했을 경우, 침입된 수분을 외부로 충분히 조속하게 배출할 수 없기 때문이라고 생각된다. 한편, 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 이상의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 결로의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
또한, 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 및 20g/(㎡ㆍ24h)의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과할때까지, 밀봉공간 내에 결로의 발생이 관찰되었 다. 이 결로의 발생은, 투습도를 20g/(㎡ㆍ24h)보다 작게 하면, 밀봉공간 내에 수분이 침입했을 경우, 침입된 수분의 일부는, 외부로 배출할 수 있지만, 서서히 내부로 축적되어버려, 축적된 수량이, 결로가 발생하는 임계량을 넘어버렸기 때문이라고 생각된다. 한편, 투습도가 50g/(㎡ㆍ24h) 이상의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 결로의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
또한, 투습도가 205g/(㎡ㆍ24h)의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과할때 까지, 밀봉공간 내에 먼지의 발생이 관찰되었다. 이 먼지의 발생은, 투습도를 200g/(㎡ㆍ24h)보다 크게 하면, 투수성 입자(제올라이트)의 입경이나 함유율 때문에, 접착층(14)으로부터 투수성 입자가 탈리하기 쉬워지고, 그 탈리한 입자가 먼지로 되어 있다고 생각된다. 한편, 투습도가 200g/(㎡ㆍ24h) 이하의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 먼지의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
또한, 투습도가 200g/(㎡ㆍ24h)의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과할때 까지, 밀봉공간 내에 먼지의 발생이 관찰되었다. 이 먼지의 발생은, 투습도를 150g/(㎡ㆍ24h)보다 크게 하면, 투수성 입자(제올라이트)의 입경이나 함유율 때문에, 접착층으로부터 투수성 입자가 탈리하기 쉬워져, 그 탈리한 입자가 먼지로 되어 있다고 생각된다. 한편, 투습도가 150g/(㎡ㆍ24h) 이하의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 먼지의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
따라서, 투습도에 대해서는, 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 범위에서500시간의 고온고습 환경시험에서 합격 샘플을 얻을 수 있고, 또한, 50g/(㎡ㆍ24h) 내지 150g/(㎡ㆍ24h)의 범위에서 1000시간의 고온고습 환경시험에서 합격 샘플을 얻을 수 있었던 것을 알 수 있다.
<2. 흡수율>
흡수율이 22%의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과할때 까지, 밀봉공간 내에 먼지의 발생이 관찰되었다. 이 먼지의 발생은, 흡수율을 20%보다 크게 하면, 투수성 입자(제올라이트)의 입경이나 함유율 때문에, 접착층(14)으로부터 투수성 입자가 탈리하기 쉬워져, 그 탈리한 입자가 먼지로 되어 있다고 생각된다. 한편, 흡수율이 20% 이하의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 먼지의 발생 및 결로의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
또한 흡수율이 15% 및 20%의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과할때 까지, 밀봉공간 내에 먼지의 발생이 관찰되었다. 이 먼지의 발생은, 흡수율을 10%보다 크게 하면, 투수성 입자(제올라이트)의 입경이나 함유율 때문에, 접착층(14)으로부터 투수성 입자가 탈리하기 쉬워져, 그 탈리한 입자가 먼지로 되어 있다고 생각된다. 한편, 흡수율이 10% 이하의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 먼지의 발생 및 결로의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
따라서, 흡수율에 대해서는, 20% 이하의 범위에서 500시간의 고온고습 환경 시험에서 합격 샘플을 얻을 수 있고, 또한, 10% 이하의 범위에서 1000시간의 고온고습 환경시험에서 합격 샘플을 얻을 수 있었던 것을 알 수 있다. 또, 흡수율이 3%미만일 경우에는, 충분한 투수성을 나타내는 접착층(14)을 실현하기 어려워지므로, 흡수율을 3% 이상, 또한 5% 이상으로 하는 것이, 충분한 투수성을 나타내는 접착층(14)을 보다 실현해 쉬워지기 때문에 바람직하다.
<3. 투수성 입자(제올라이트)의 입경>
투수성 입자(제올라이트)의 입경이 15㎛의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과할때 까지, 밀봉공간 내에 먼지의 발생이 관찰되었다. 이 먼지의 발생은 입경을 1O㎛보다 크게 하면, 접착층(14)으로부터 투수성 입자가 탈리하기 쉬워지고, 그 탈리한 입자가 먼지로 되어 있다고 생각된다. 한편, 투수성 입자(제올라이트)의 입경이 1O㎛의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 500시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 먼지의 발생 및 결로의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
투수성 입자(제올라이트)의 입경이 1O㎛의 모든 샘플에서, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과할때 까지, 밀봉공간 내에 먼지의 발생이 관찰되었다. 이 먼지의 발생은, 입경을 1㎛보다 크게 하면, 접착층(14)으로부터 투수성 입자가 탈리하기 쉬워져, 그 탈리한 입자가 먼지로 되어 있다고 생각된다. 한편, 투수성 입자(제올라이트)의 입경이 1㎛의 샘플에서는, 신뢰성 시험의 개시로부터 1000시간 경과했을 경우라도, 밀봉공간 내에 있어서의 먼지의 발생 및 결로의 발생이 관찰되지 않는 샘플이 존재했다.
따라서, 투수성 입자의 입경에 대해서는, 10㎛ 이하의 범위에서 500시간의 고온고습 환경시험에서 합격의 샘플이 얻어지고, 또한, 1㎛ 이하의 범위에서 1000시간의 고온고습 환경시험에서 합격의 샘플을 얻어진 것을 알 수 있다. 또, 투수성입자의 입경이 O.01㎛ 미만일 경우에는, 충분한 투수성을 얻기 어려워지므로, 투수성 입자의 입경을 O.01㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
(실시형태 2)
도 9A, 9B, 10A 및 10C는 본 발명의 실시형태 2에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치의 제조방법을 나타내는 설명도이며, 구체적으로는, 도 9A 와 9B는 반도체 웨이퍼에 형성한 촬상소자의 한면(수광부를 갖는 표면)에 접착층을 형성한 상태를 나타내는 설명도, 도 1OA 내지 1OC는 도 9A 와 9B의 반도체 웨이퍼에 투광성 판재를 접착한 후에, 투광성 판재를 분할해서 덮개부를 형성하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 9A는, 반도체 웨이퍼(30)에 복수 형성된 촬상소자(11)의 한면(수광부(12)를 갖는 평면)에 있어서, 각 촬상소자(11)의 수광부(12)를 제외하는 주위의 영역에 접착층(14)이 패터닝된 상태를 나타낸다. 도 9B는, 도 9A의 A-A선에 있어서의 구조단면도다. 또, 이 상태는 실시형태 1에 있어서의 도 6A, 6B와 같으며, 접착층(14)의 형성 등의 프로세스 조건도 상기한 실시형태 1과 같다.
도 10A는, 각 촬상소자(11)에 접착층(14)을 형성한 도 9A, 9B의 반도체 웨이퍼(30)에 투광성 판재(20)를 접착한 상태를 나타낸다. 투광성 판재(20)는 반도체 웨이퍼(30)의 접착층(14)에 적당하게 적재되어, 가열 처리(적외선 조사도 포함된 다)에 의해 접착층(14)에 접착된다. 미리 접착층(14)이 각 촬상소자(11)에 대응한 영역에 형성되어 있으므로, 투광성 판재(20)는 고정밀도에서의 얼라인먼트를 할 필요가 없다. 즉, 반도체 웨이퍼(30)와 투광성 판재(20)는 전체로서 얼라인먼트를 하면 좋고, 개개의 촬상소자(11)에 대한 투광성 판재(20)의 얼라인먼트는 필요 없다.
도 10B는 도 10A의 A-A선에 있어서의 구조단면도다. 반도체 웨이퍼(30)는 전체에 걸쳐 투광성 판재(20)가 접착되므로, 수광부(12)를 확실하게 보호한 상태에서 보관, 반송을 할 수 있다. 접착층(14)은, 수광부(12) 및 덮개부(13) 사이에 형성되는 공간의 외주부를 밀봉하는 구성으로 함으로써, 수광부(12)(의 표면)에의 수분의 침입, 더스트의 침입 부착, 할퀴기 상처 등에 의한 수광부(12)에서의 불량의 발생을 막을 수 있다.
도 10C는, 반도체 웨이퍼(30)에 접착된 투광성 판재(20)를 분할선(20a)에 있어서 적당하게 다이싱해서 덮개부(13)를 형성한 상태를 나타내는 구조단면도다. 즉, 반도체 웨이퍼(30)와 투광성 판재(20)를 접착한 후에, 투광성 판재(20)를 분할함으로써 덮개부(13)를 형성한다. 덮개부(13)를 접착시킨 반도체 웨이퍼(3O)는, 분할 선(3Oa)에 있어서 적당하게 다이싱(분할)되어서, 개개의 촬상장치(1)가 형성된다. 또, 여기서, 다이싱에 있어서는, 실시형태 1과 같이, 절삭수가 뿌려지지만, 접착층(14)의 투수성을 전술한 바와 같이 설정함으로써, 반도체 웨이퍼(30), 덮개부(13) 및 접착층(14)에서 형성되는 밀봉공간에 절삭수가 침입하는 일이 없고, 절삭수에 의한 수광부(12) 표면을 포함하는 밀봉공간 내부의 오염을 막을 수 있다. 예를 들면, 밀봉공간에 수분이 침입해도, 침입한 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있으 므로, 공간 내에 결로가 발생할 일은 없다.
촬상소자(11) 위에 접착층(14)을 패터닝해서(도 9A, 9B 참조), 반도체 웨이퍼(30)와 투광성 판재(20)를 접착한 후에 투광성 판재(20)를 다이싱해서 덮개부(13)를 형성하는(도 10 내지 1OC 참조) 방법을 서술했지만, 투광성 판재(20)에 접착층(14)을 패터닝하여, 반도체 웨이퍼(30)와 투광성 판재(20)를 접착한 후에 투광성 판재(20)를 다이싱해서 덮개부(13)를 형성하는 방법으로 할 수도 있다. 또, 이 경우에는 투광성 판재(20)에 형성한 접착층(14)과 촬상소자(11)의 수광부(12)의 얼라인먼트를 적절히 행한다.
실시형태 1,2에 있어서는, 투광성 판재(20) 및 반도체 웨이퍼(30)를 다이싱할 때에, 수광부(12)는 다이싱 시에 발생하는 절삭분이 침입하지 않는 구성(수광부(12)의 주위를 접착층(14)에 의해 밀봉하는 구조 등)로서 있으며, 또 촬상소자(11)를 개편화하기 전에 수광부(12)에 대향시켜서 덮개부(13)를 접착 형성하는 것으로부터, 촬상소자(11)를 개편화한 후의 공정에 있어서 수광부(12)의 표면에 대한 더스트의 부착, 상처의 발생을 방지할 수 있고, 촬상소자(11)의 설치 공정, 특히, 개편화 이후의 공정에서의 불량률을 저감할 수 있다. 또한, 덮개부(13)의 평면치수를 촬상소자(11)의 평면치수보다 작게 하는 것으로부터, 칩사이즈 정도로 소형화한 촬상장치(1)를 실현할 수 있다. 덮개부(13)를 접착한 후의 공정에 있어서는, 주위(생산 환경)의 크린도는 엄밀하게 제어할 필요가 없고, 공정의 간략화가 가능해 지고, 생산비용의 저감이 가능해 진다.
(실시형태 3)
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 관한 반도체 모듈의 개략적인 구성을 나타내는 구조단면도다. 반도체 모듈(2)은 예를 들면 카메라 모듈이며, 인쇄 기판, 세라믹 기판 등의 배선 기판(40)에, 외부로부터의 광을 받아들이기 위한 렌즈(41)와, 렌즈(41)를 유지하는 렌즈 유지도구(42)가 장착된다. 배선 기판(40) 위에는 디지털 시그널 프로세서(이하, DSP라고 한다)(43)가 적재된다. DSP(43)는 촬상장치(1)(촬상소자(11))의 동작을 제어하고, 촬상장치(1)(촬상소자(11))로부터 출력된 신호를 적당하게 처리해서 광학기기에 필요한 신호를 생성하는 제어부(화상처리장치)로서 기능한다. 본딩 와이어(43w)에 의해, DSP(43)의 각 접속단자와 배선 기판(40) 위에 형성된 배선(도시생략)은 와이어 본딩되어 전기적으로 접속된다.
반도체칩으로서 형성된 DSP(43) 상에는, 스페이서(43a)를 통하여 본 발명에 관한 반도체 장치로서의 촬상장치(1)가 적재된다. 본딩 와이어(11w)에 의해, 촬상소자(11)의 각 접속단자(본딩 패드(15)(도 3A, 3B 참조))와 배선 기판(40) 위에 형성된 배선(도시생략)은 와이어 본딩되어 전기적으로 접속된다. 촬상소자(11)가 형성된 반도체 기판(10)은 접착층(14)에 의해 투광성의 덮개부(13)가 접착되어, 덮개부(13)는 렌즈(41)에 대향하도록 배치된다. 즉, 촬상소자(11)는 렌즈 유지도구(42)의 내측에 배치된다. 덮개부(13)의 평면치수를 촬상소자(11)의 평면치수보다 작게 형성하고 있는 점으로부터, 렌즈 유지도구(42)의 크기를 극한까지 작게 할 수 있고, 칩 사이즈에 소형화된 광학기기용의 반도체 모듈을 실현할 수 있다.
또, 도 11에는, DSP(43)를 통하여 촬상장치(1)가 설치되는 것을 나타냈지만, 촬상장치(1)를 배선 기판(40)에 직접 설치해도 좋다. 그리고, DSP(43)는 배선 기판 (40)에 있어서의 촬상장치(1)의 배치면에 설치해도 좋고, 촬상장치(1)가 배치된 면과 반대측의 면에 설치해도 좋다.
또한 상기한 예에서는, 촬상장치 및 그 모듈에 대해서 설명했지만, 이 외에, EPROM 등의 반도체 기억장치 등, 글래스 등의 투광성의 덮개부를 구성하는 수광부를 구비한 반도체 장치 및 그 모듈에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 투광성의 덮개부의 재질을 글래스로 했지만, 글래스 이외의 재료라도 좋다.
또한, 덮개부로서 글래스 이외에 반도체칩이나 Si 등의 반도체의 덮개부를 이용하여, 다른 종류의 반도체 장치 및 그 모듈에도, 본 발명은 적용가능하다. 이 경우에는, 도전성 접착제를 함유하는 접착층을 이용하여 전기적 접속을 행하도록 해도 좋다.
반도체 기판과 상기 반도체 기판을 피복하는 피복부를, 투습도(수증기 투과도라고도 한다)가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 접착층에서 접착하는 구성으로 함으로써, 반도체 기판, 피복부 및 접착층에 의해 형성되는 공간의 내부에 수분이 침입했을 경우라도, 조속히 공간의 외부로 수분을 배출할 수 있고, 공간의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지하고, 내습성이 우수한 반도체 장치 및 반도체 모듈을 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판을 피복하는 피복부; 및
    상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 접착층을 구비하고,
    상기 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 기판에는 수광부를 갖는 촬상소자가 형성되어 있고, 상기 피복부는, 상기 수광부에 대향해서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 접착층은, 상기 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  4. 2개의 기체; 및
    각 기체를 접착하는 접착층을 구비하고,
    적어도 한쪽의 기체의 한면에 반도체 소자가 형성되고,
    상기 반도체 소자가 대향하도록 상기 기체가 배치되고,
    상기 반도체 소자가 형성된 영역을 제외한 상기 한면에 상기 접착층이 형성 되고,
    상기 접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층의 흡수율이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 접착층의 흡수율이 3% 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층은, 투수성 재료를 함유하고, 상기 투수성 재료의 입경이 1O㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 투수성 재료의 입경이 O.01㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  9. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층은 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  10. 도체배선이 형성된 배선 기판; 및
    상기 배선 기판에 배치된 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈.
  11. 복수의 반도체 소자가 형성된 반도체 기판 및 상기 반도체 소자를 덮을 수 있는 피복부를 접착층으로 접착하는 접착 공정; 및
    접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 반도체 소자로 분할하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 접착층은, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성재료를 함유하는 재료로 이루어지고,
    상기 접착 공정은,
    상기 반도체 기판 또는 상기 피복부에 상기 접착층을 형성하는 공정;
    상기 접착층을 선택적으로 노광하여, 소정 영역의 접착층에 함유되는 광경화성 수지를 경화시키는 공정;
    광경화성 수지가 미경화의 영역의 접착층을 제거하여, 접착층을 패터닝하는 공정; 및
    패터닝된 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 접착층은, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로 이루어지고,
    상기 접착 공정은,
    소정 영역에 대응하는 패턴을 갖는 인쇄판을 통하여, 상기 접착층을 상기 반도체 기판 또는 상기 피복부에 인쇄하는 공정; 및
    인쇄한 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 접착층은, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 재료로 이루어지고,
    상기 접착 공정은,
    소정 영역에 대응하는 패턴으로 되도록, 상기 접착층을 상기 반도체 기판 또는 상기 피복부에 토출하는 공정; 및
    토출한 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  15. 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 각 촬상소자의 수광부에 대응한 복수의 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하는 공정;
    상기 접착층을 선택적으로 노광하고, 상기 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 접착층에 함유되는 광경화성 수지를 경화시키는 공정;
    광경화성 수지가 미경화의 영역의 접착층을 제거하고, 접착층을 패터닝하는 공정;
    패터닝된 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정; 및
    접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 상기 반도체 기판을 절단하고, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  16. 수광부를 갖는 복수의 촬상소자가 형성된 반도체 기판 또는 상기 복수의 촬상소자의 수광부를 덮을 수 있는 투광성의 피복부에, 광경화성 수지, 열경화성 수지 및 투수성 재료를 함유하는 접착층을 형성하는 공정;
    상기 접착층을 선택적으로 노광하여, 상기 수광부가 형성된 영역을 제외한 영역의 접착층에 함유되는 광경화성 수지를 경화시키는 공정;
    광경화성 수지가 미경화의 영역의 접착층을 제거하고, 접착층을 패터닝하는 공정;
    패터닝된 접착층을 통하여 상기 반도체 기판과 상기 피복부가 대향하도록 배치하고, 가열에 의해 접착층에 함유되는 열경화성 수지를 경화시켜서, 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 접착하는 공정; 및
    접착층의 투습도가 10g/(㎡ㆍ24h) 내지 200g/(㎡ㆍ24h)의 상태에서 상기 반도체 기판 및 상기 피복부를 절단하여, 피복부를 갖는 개개의 촬상소자가 형성된 반도체 장치로 분할하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
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