WO2024009694A1 - 半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法 Download PDF

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WO2024009694A1
WO2024009694A1 PCT/JP2023/021686 JP2023021686W WO2024009694A1 WO 2024009694 A1 WO2024009694 A1 WO 2024009694A1 JP 2023021686 W JP2023021686 W JP 2023021686W WO 2024009694 A1 WO2024009694 A1 WO 2024009694A1
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frame
substrate
wiring
semiconductor device
extending
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PCT/JP2023/021686
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮 谷田貝
博幸 重田
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor device, an electronic device, and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • semiconductor devices equipped with semiconductor elements such as image pickup elements such as CMOS image sensors and light emitting elements such as semiconductor lasers, which have the following configuration.
  • a semiconductor chip is so-called flip-chip mounted on a plate-shaped substrate portion that has a through-opening so that the opening is closed from one plate side, and the opening is closed from the other plate side.
  • a transparent cover member is attached (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses a three-dimensional circuit board, which is a cylindrical body made of a ceramic laminated board and has a built-in lens unit, as a configuration including a board portion that receives flip-chip mounting of an image sensor, and has a three-dimensional circuit board mounted thereon.
  • a camera module mounted on a substrate is disclosed.
  • Patent Document 2 for example, as a semiconductor device, the upper opening of a box-shaped package main body in which a semiconductor chip is mounted is sealed with a cover member such as transparent glass, Some devices have a configuration in which a semiconductor chip and a substrate portion forming a package body are electrically connected to each other by a plurality of wires (bonding wires).
  • the purpose of this technology is to provide semiconductor devices, electronic equipment, and semiconductor device manufacturing methods that can suppress the effects of warping and tilting of semiconductor elements on optical axis precision and can also reduce the size of packages. shall be.
  • a semiconductor device includes: a substrate; a semiconductor element provided on the substrate; a cover member that covers the semiconductor element from above; a frame portion that supports the cover member with respect to the substrate; The semiconductor device further includes an extending connection portion extending from an inner surface of the portion and forming a part of an electrical connection portion for electrically connecting the substrate and the semiconductor element to each other.
  • the frame portion has a cover mounting surface to which the cover member is attached, and the extending connection portion is located below the cover mounting surface. It is installed in the position of
  • the cover mounting surface is a plane located on a virtual plane perpendicular to the up-down direction, and has an exposed surface portion exposed from the cover member. It is something.
  • the extension connection portion includes a frame extension portion provided as a part of the frame portion, and a wiring provided in the frame extension portion. It has an extended wiring part which is a part.
  • the extended wiring portion is formed outside the frame extended portion.
  • the extended wiring portion is formed inside the frame extended portion.
  • the extending connection portion is formed of a flexible substrate.
  • the extending connection portion has a curved shape with a convex bottom side.
  • the extended connection portion is provided so as to surround the entire circumference of the semiconductor element in a plan view.
  • the semiconductor device includes a first joint portion that fixes the substrate and the frame portion to each other, and a second joint portion that fixes the cover member and the frame portion to each other.
  • a joint part, and the first joint part and the second joint part overlap each other at least partially in a plan view.
  • An electronic device includes a substrate, a semiconductor element provided on the substrate, a cover member that covers the semiconductor element from above, a frame part that supports the cover member with respect to the substrate, and the frame part.
  • the semiconductor device includes an extended connection portion extending from an inner surface of the portion and forming a part of an electrical connection portion for electrically connecting the substrate and the semiconductor element to each other.
  • a method for manufacturing a semiconductor device includes the steps of manufacturing a frame having a frame-shaped frame main body and a frame extension extending from an inner surface of the frame main body; forming a wiring part in a range extending from the lower surface of the main body to the tip of the frame extension; providing terminal parts at one end and the other end of the wiring part; and providing a semiconductor element on the substrate. , connecting the terminal portion on one end side of the wiring portion to the electrode portion of the substrate, and connecting the terminal portion on the other end side of the wiring portion to the electrode portion of the semiconductor element; The method includes the steps of joining the frame main body to the substrate, and providing a cover member for covering the semiconductor element from above on the frame main body.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view showing the configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology.
  • 1 is a plan view showing the configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology.
  • 2 is an enlarged view of part B in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of a first modified example of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view showing the configuration of a second modified example of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the configuration of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present technology. It is an enlarged view of C part in FIG. 9.
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view showing the configuration of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present technology. 12 is an enlarged view of part D in FIG. 11.
  • FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an electronic device including a solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology.
  • This technology improves the optical axis accuracy by devising the electrical connection structure between the substrate and the semiconductor element in a configuration in which a cover member is provided via the frame part to the substrate on which the semiconductor element is mounted. This reduces the effects of warping and tilting of the device, and also makes it possible to make the package smaller.
  • an imaging device including a solid-state imaging device, which is an example of a semiconductor element, will be described as an example of a semiconductor device.
  • the embodiments will be described in the following order. 1. Configuration example of solid-state imaging device according to first embodiment 2. Manufacturing method of solid-state imaging device according to first embodiment 3. Modification of the solid-state imaging device according to the first embodiment 4. Configuration example of solid-state imaging device according to second embodiment 5. Configuration example of solid-state imaging device according to third embodiment 6. Configuration example of electronic equipment
  • FIG. 1 corresponds to an end view taken along the line AA in FIG.
  • the solid-state imaging device 1 includes a substrate 2, an image sensor 3 as a solid-state imaging device provided on the substrate 2, and a transparent cover as a cover member that covers the image sensor 3 from above. It includes a glass 4 and a frame 6 that supports the cover glass 4 with respect to the substrate 2.
  • a package body 5 is composed of a substrate 2 on which an image sensor 3 is mounted and a frame 6 provided on the substrate 2. Note that in FIG. 1, the portion that can be seen through the cover glass 4 is shown by a solid line.
  • the solid-state imaging device 1 has a hollow package structure in which an upper opening of a box-shaped package body 5 in which an image sensor 3 as a semiconductor chip is mounted is closed with a cover glass 4. That is, the solid-state imaging device 1 has an optical package structure in which a cover glass 4 is mounted via a frame 6 on a substrate 2 on which an image sensor 3 is mounted, and a cavity 8 as a hollow part is formed around the image sensor 3. has.
  • the substrate 2 is an interposer substrate, and is a flat member having a rectangular plate-like outer shape.
  • the substrate 2 has a front surface 2a that is one board surface on which the image sensor 3 is mounted, a back surface 2b that is the other board surface opposite to the front surface 2a, and four side surfaces 2c.
  • An image sensor 3 is die-bonded to the front surface 2a of the substrate 2.
  • the image sensor 3 is bonded to the surface 2a of the substrate 2 with a die bonding material 9 made of an insulating or conductive adhesive or the like.
  • the thickness direction of the substrate 2 is the vertical direction in the solid-state imaging device 1, with the front surface 2a side being the upper side and the back surface 2b side being the lower side.
  • the substrate 2 is a ceramic substrate formed using ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), and silicon nitride (Si 3 N 4 ) as a base material, and has a predetermined circuit pattern made of metal material. This is a formed circuit board.
  • the substrate 2 may be another type of substrate, such as an organic substrate made of an organic material such as glass epoxy resin, which is a type of fiber-reinforced plastic, or a glass substrate made of glass.
  • a plurality of electrode pads 14 are formed on the surface 2a of the substrate 2, which are electrode portions for receiving electrical connection to the image sensor 3.
  • the plurality of electrode pads 14 are provided along four sides of the substrate 2 at the peripheral edge of the front surface 2a of the substrate 2.
  • the manner in which the electrode pads 14 are arranged is not particularly limited.
  • the plurality of electrode pads 14 may be provided on a pair of mutually opposing sides of the substrate 2.
  • the image sensor 3 is a semiconductor element including a semiconductor substrate made of silicon (Si), which is an example of a semiconductor.
  • the image sensor 3 is a rectangular plate-shaped semiconductor chip, with one plate surface, ie, a front surface 3a, serving as a light-receiving surface, and the other plate surface on the opposite side serving as a back surface 3b.
  • the image sensor 3 has four side surfaces 3c.
  • a plurality of light receiving elements are formed on the surface 3a side of the image sensor 3.
  • the image sensor 3 is a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor.
  • the image sensor 3 may be another image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor.
  • the image sensor 3 has, on the front surface 3a side, a pixel region 12 which is a light receiving region in which a large number of pixels are formed, and a peripheral region 13 which is a region around the pixel region 12.
  • a large number of pixels are formed in a predetermined arrangement, such as a Bayer arrangement, and constitute a light receiving section in the image sensor 3.
  • a predetermined peripheral circuit is formed in the peripheral region 13.
  • a pixel in the pixel region 12 includes a photodiode as a photoelectric conversion unit having a photoelectric conversion function and a plurality of pixel transistors.
  • a color filter and an on-chip lens are attached to each pixel through an antireflection film made of an oxide film or the like, a flattening film made of an organic material, etc., on the semiconductor substrate. are formed accordingly.
  • Light incident on the on-chip lens is received by a photodiode via a color filter, a flattening film, etc.
  • a plurality of electrode pads 15 are formed on the surface 3a of the image sensor 3, which are electrode portions for receiving electrical connection to the substrate 2.
  • the plurality of electrode pads 15 are provided along four sides of the image sensor 3 at the peripheral edge of the front surface 3a of the image sensor 3.
  • the manner in which the electrode pads 15 are arranged is not particularly limited, and for example, a plurality of electrode pads 15 may be provided on a pair of mutually opposing sides of the image sensor 3.
  • the configuration of the image sensor 3 is not particularly limited.
  • the configuration of the image sensor 3 is, for example, a front side illumination type in which the pixel area 12 is formed on the front side of the semiconductor substrate, or a type in which a photodiode, etc. is arranged in reverse to improve light transmittance.
  • the frame 6 is a frame-shaped portion provided on the substrate 2 so as to surround the image sensor 3, and constitutes a peripheral wall portion on the substrate 2.
  • the frame 6 has four walls 20 so as to form a rectangular shape (including a square shape) in a plan view corresponding to the shape of the substrate 2 in a plan view. It constitutes 26.
  • Each wall portion 20 has a rectangular outer shape in a side cross-sectional view (see FIG. 1).
  • the wall portion 20 has an inner wall surface 21 that is the inner wall surface on the side of the image sensor 3, and an outer wall surface 22 that is the outer wall surface on the opposite side.
  • the frame 6 is provided so that the outer wall surface 22 of each wall portion 20 is positioned on the outside with respect to the side surface 2c of the substrate 2.
  • the frame 6 has an external dimension larger than that of the substrate 2 in plan view, and the outer circumferential portion of the frame main body 26 protrudes outside of the external range of the substrate 2 in a bottom view.
  • the frame 6 may be provided so that the outer wall surface 22 of each wall portion 20 is flush with the side surface 2c of the substrate 2, or the outer wall surface 22 may be located inside with respect to the side surface 2c of the substrate 2. It may also be provided.
  • the frame 6 has a glass mounting surface 23 on the upper side, which is a cover mounting surface on which the cover glass 4 is mounted.
  • the glass mounting surface 23 is a surface formed by the upper surface of each wall portion 20, and has a rectangular frame shape in plan view.
  • the glass mounting surface 23 is formed as a plane located on a predetermined virtual plane perpendicular to the vertical direction. In the frame 6, the glass attachment surface 23 comes into contact with the peripheral edge of the lower surface 4b of the cover glass 4, and becomes a support surface that supports the cover glass 4.
  • the frame 6 has, as the frame main body 26, a frame-shaped portion formed by the four walls 20 that surround the image sensor 3 and form the glass mounting surface 23 that supports the cover glass 4. Further, the frame 6 has a lower surface 24 that is a surface on the opposite side of the glass mounting surface 23 in the frame main body portion 26 .
  • the frame 6 has a rectangular opening 25 on the upper side.
  • the opening 25 is formed by four inner wall surfaces 21 corresponding to the outer shape of the frame 6 in plan view.
  • the glass mounting surface 23 becomes the opening end surface of the opening 25. In this way, the frame 6 forms the opening 25 of the package body 5.
  • the frame 6 is fixed to the front surface 2a of the substrate 2 with the lower surface 24 positioned above the electrode pad 14 via a substrate-side joint 27 formed of a resin material.
  • the resin material forming the board-side joint portion 27 is, for example, an adhesive such as an epoxy resin adhesive or an acrylic resin adhesive.
  • the frame 6 is an integral member made of, for example, a resin material such as epoxy resin, a metal material such as stainless steel or copper (Cu), or ceramics.
  • a resin material such as epoxy resin, a metal material such as stainless steel or copper (Cu), or ceramics.
  • the material of the frame 6 a material that is easily elastically deformed to some extent is used.
  • the frame 6 is made of a low-reflection black resin material, for example, which is made by adding a black pigment such as carbon black or titanium black to a resin such as liquid crystal polymer or PEEK (polyetheretherketone). It is manufactured by known methods such as injection molding and transfer molding.
  • the frame 6 is not limited to being made entirely of one type of material, for example, and may be of a composite structure having a part made of a metal material and a part made of a resin material. good.
  • the frame 6 may be a portion formed on the substrate 2 into a predetermined shape by injection molding using a mold such as a transfer mold.
  • the material of the frame 6 is, for example, a thermosetting resin containing silicon oxide as a main component or a filler such as alumina.
  • the resin material forming the frame 6 includes, for example, thermosetting resins such as phenolic resin, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, and urethane resin, and thermosetting resins such as polyamideimide and polypropylene.
  • Plastic resins, photosensitive resins such as UV curable resins such as acrylic resins, rubber, and other known resin materials may be used singly or in combination. Even in this case, by using a black resin material containing a black pigment such as carbon black as the material of the frame 6, the frame 6 becomes a black portion, and the frame 6 can function as a light shielding portion.
  • the cover glass 4 is an example of a transparent member or a translucent member, is provided to the substrate 2 via a frame 6, and is located above the image sensor 3.
  • the cover glass 4 is a flat member having a rectangular plate-like outer shape and larger outer dimensions than the image sensor 3 .
  • the cover glass 4 has the same or substantially the same outer dimensions as the substrate 2 in plan view, and is provided so that the outer shape matches or substantially matches with the substrate 2 in plan view.
  • the cover glass 4 has an upper surface 4a which is an upper plate surface, a lower surface 4b which is a lower plate surface opposite to the upper surface 4a and faces the image sensor 3, and four side surfaces 4c.
  • the cover glass 4 covers the opening 25 while being supported on the glass mounting surface 23 of the frame 6.
  • the cover glass 4 is provided on the frame 6 so as to be parallel to the image sensor 3 and spaced apart from it at a predetermined interval so as to face the light receiving surface of the image sensor 3 .
  • the cover glass 4 has an outer dimension larger than the opening size of the opening 25, and is provided so as to cover the entire opening 25 of the frame 6 from above.
  • the cover glass 4 has an external dimension smaller than that of the frame body 26 of the frame 6, and has four side surfaces 4c located inside the outer wall surface 22 of each wall 20. Therefore, the glass attachment surface 23 has an exposed surface portion 23 a located outside the cover glass 4 and exposed from the cover glass 4 on the outside of the covered surface portion covered from above by the peripheral edge of the cover glass 4 .
  • the exposed surface portion 23a is formed in a frame shape along the entire circumference of the cover glass 4.
  • the cover glass 4 is fixed to the glass mounting surface 23 of the frame 6 by a cover-side joint 28 formed of a resin material.
  • the cover-side joint portion 28 is formed over the entire covering portion of the cover glass 4 with respect to the glass mounting surface 23 . Therefore, the cover-side joint portion 28 has an inner side surface substantially flush with the inner wall surface 21 in the width direction (left-right direction in FIG. 3) of the formed portion on each wall portion 20, and an outer side surface that covers the inner wall surface 21. It is formed in a range that is substantially flush with the side surface 4c of the glass 4.
  • the resin material forming the cover-side joint portion 28 is, for example, an adhesive such as an epoxy resin adhesive or an acrylic resin adhesive.
  • the cover glass 4 transmits various types of light incident from the upper surface 4a side through an optical system such as a lens located above the cover glass 4.
  • the light transmitted through the cover glass 4 reaches the light receiving surface of the image sensor 3 via the cavity 8 .
  • the cover glass 4 has a function of protecting the light-receiving surface side of the image sensor 3.
  • a plastic plate, a silicon plate, or the like can be used instead of the cover glass 4.
  • the solid-state imaging device 1 having the above configuration has the following configuration regarding the electrical connection structure for making the substrate 2 and the image sensor 3 conductive to each other. That is, in the solid-state imaging device 1, the electrode pads 14 of the substrate 2 and the electrode pads 15 of the image sensor 3 are electrically connected to each other by three-dimensional wiring 30 arranged along the surface of the frame 6.
  • the frame 6 has a frame extension 36 as a portion that supports a portion of the three-dimensional wiring 30.
  • the frame extension portion 36 is a portion extending from the inner wall surface 21 of each wall portion 20 forming the frame main body portion 26, and is provided as a part of the frame 6.
  • the frame extension portion 36 is a plate-shaped portion having a predetermined thickness with the thickness direction approximately in the vertical direction, and has a thickness that is sufficiently thin with respect to the vertical dimension of the wall portion 20. In the example shown in FIG. 1, the frame extension 36 has a constant or substantially constant thickness as a whole.
  • the frame extension portion 36 is formed as a portion that is elastically deformed relatively easily.
  • the frame extension portion 36 has an upper surface 36a that is an upper plate surface and a lower surface 36b that is a lower plate surface (see FIG. 3).
  • the frame extending portion 36 extends from the inner wall surface 21 in a gentle forward downward slope such that the distal end side in the extending direction is lowered relative to the proximal end side.
  • the frame extension portion 36 extends inward from the upper and lower intermediate portions of the inner wall surface 21 in the vertical direction. Therefore, the inner wall surface 21 has a lower inner wall surface 21a that is a portion below the frame extension 36, and an upper inner wall surface 21b that is a portion above the frame extension 36 (see FIG. 3). .
  • the frame extension portion 36 has a length that allows the edge portion, which is the portion on the protrusion tip side, to be positioned above the electrode pad 15 of the image sensor 3 with respect to the protrusion length from the inner wall surface 21 in a plan view.
  • the frame extension portion 36 is a rectangular portion whose longitudinal direction is the extending direction of the wall portion 20 in plan view.
  • the frame extending portion 36 has a side end surface 36c, which is both end surfaces in the extending direction of the wall portion 20 in a plan view, and an edge end surface 36d, which is a surface on the extending tip side, as surfaces forming an external shape in a plan view.
  • the frame extension part 36 is formed in the middle part of the wall part 20 excluding both ends in the extending direction of the wall part 20 in a plan view. Therefore, both end portions of the inner wall surface 21 in the extending direction of the wall portion 20 in a plan view are portions where the frame extension portion 36 is not formed.
  • substantially rectangular regions are formed at the four corners of the opening 25 by the side end surfaces 36c of the adjacent frame extensions 36 and the corners of the adjacent inner wall surfaces 21 in a plan view.
  • This rectangular region is a region in which part of the surface 2a of the substrate 2 and the surface 3a of the image sensor 3 are exposed in plan view.
  • the frame extension portion 36 has a curved shape with a convex lower side in side view. Specifically, the frame extension portion 36 has a gentle forward downward slope as described above, while the edge portion 36e, which is the portion on the edge surface 36d side, is horizontally aligned along the surface 3a of the image sensor 3. It has a gently curved shape as a part (see Fig. 3).
  • the three-dimensional wiring 30 is a wiring portion that electrically connects the corresponding electrode pads 14 of the substrate 2 and the electrode pads 15 of the image sensor 3 to each other.
  • the three-dimensional wiring 30 is a foil-like, plate-like, or linear metal portion of a predetermined thickness made of a metal such as Au (gold), Cu (copper), Al (aluminum), or Ag (silver), for example.
  • the three-dimensional wiring 30 is, for example, a band-shaped wiring portion that extends linearly in a plan view.
  • the plurality of three-dimensional wirings 30 are arranged in parallel on each side of the outline of the substrate 2 in a plan view according to the arrangement of the electrode pad 14 group on the substrate 2 and the electrode pad 15 group on the image sensor 3 ( (See Figure 2).
  • the planar arrangement of the plurality of three-dimensional wirings 30 is not particularly limited.
  • the three-dimensional wiring 30 has one end, which is an outer end, electrically connected to the electrode pad 14 of the substrate 2 via a substrate-side bump 34 which is a metal bump.
  • the three-dimensional wiring 30 has its other end, which is an inner end, electrically connected to the electrode pad 15 of the image sensor 3 via a sensor-side bump 35 that is a metal bump.
  • These metal bumps are, for example, Sn--Ag alloy bumps, Au stud bumps, solder ball bumps, Au--Ag alloy bumps, etc., and have, for example, a flat cylindrical or quadrangular prism shape.
  • the three-dimensional wiring 30 has a three-dimensional shape in a side view, including a lower wiring section 31 along the lower surface 24 of the frame 6, and a wall wiring section along the lower inner wall surface 21a of the inner wall surface 21. portion 32 and an extended wiring portion 33 along the frame extension portion 36.
  • the lower surface wiring portion 31, the wall surface wiring portion 32, and the extended wiring portion 33 form an integrally continuous three-dimensional wiring 30.
  • the lower surface wiring section 31 is formed in a range from the inner wall surface 21 to approximately the widthwise center of the lower surface 24 in its extending direction (left-right direction in FIG. 3), and the board-side bump 34 is located in the three-dimensional wiring 30. It has a length such that one edge thereof is located above the electrode pad 14.
  • the wall wiring section 32 is formed in the range from the lower surface 24 to the base end of the frame extension section 36 in its extending direction (vertical direction in FIG. 3).
  • the extended wiring portion 33 is formed along the lower surface 36b of the frame extended portion 36.
  • the extending wiring portion 33 is formed in the range from the base end of the frame extending portion 36 to the edge surface 36d in the extending direction.
  • the extended wiring section 33 extends across the entire width direction of the frame extension section 36 (approximately in the left-right direction in FIG. 3) with respect to the lower surface 36b of the frame extension section 36 in a side cross-sectional view as shown in FIG. It is formed over a wide range.
  • the extended wiring section 33 is formed, for example, so that the end surface on the tip side of the frame extension section 36 is flush with the edge surface 36d of the frame extension section 36.
  • the extended wiring portion 33 has a distal end portion 33a to which the sensor-side bump 35 is connected, which is a horizontal portion along the edge portion 36e of the frame extended portion 36.
  • the three-dimensional wiring 30 has a board-side bump 34 interposed between it and the electrode pad 14 of the substrate 2 at one end of the lower wiring part 31, and the other end (tip part) of the extended wiring part 33.
  • a sensor-side bump 35 is interposed between the electrode pad 15 of the image sensor 3 and the sensor-side bump 35 .
  • the electrode pads 14 of the substrate 2 and the electrode pads 15 of the image sensor 3 are electrically connected to each other via the substrate side bumps 34, the three-dimensional wiring 30, and the sensor side bumps 35.
  • the peripheries of the electrode pads 14 and the substrate-side bumps 34 are covered by a substrate-side joint 27 interposed between the substrate 2 and the frame 6.
  • the board-side joint portion 27 has the function of protecting the connection portion between the electrode pad 14 and the three-dimensional wiring 30 by the board-side bump 34 and reinforcing the joint strength.
  • the substrate-side joint portion 27 is formed in a range covering the entire portion of the frame body portion 26 that covers the surface 2a of the substrate 2. Therefore, in the width direction (horizontal direction in FIG. 3) of the lower side forming portion of each wall portion 20, the board side joint portion 27 has an inner side surface substantially flush with the inner wall surface 21, and an outer side surface. is formed in a range that is substantially flush with the side surface 2c of the substrate 2.
  • the solid-state imaging device 1 having the above configuration extends from the inner wall surface 21, which is the inner surface of the frame 6, as a structure related to the electrical connection between the substrate 2 and the image sensor 3, and connects the substrate 2 and the image sensor 3.
  • the sensor 3 is provided with an extended connection portion 40 that forms a part of an electrical connection portion that electrically connects the sensor 3 to each other.
  • the substrate 2 and the image sensor 3 are connected to each other by the extending connection portion 40, the lower wiring portion 31 and the wall wiring portion 32 of the three-dimensional wiring 30, the substrate side bumps 34, and the sensor side bumps 35.
  • An electrical connection portion for electrical connection is configured.
  • the extended connection portion 40 is a portion that includes a frame extension portion 36 provided as a part of the frame 6 and an extension wiring portion 33 that is a wiring portion provided along the frame extension portion 36. That is, the extension connection portion 40 is a portion extending inward from the inner wall surface 21 of each wall portion 20, and extends along the frame extension portion 36 and the lower surface 36b of the frame extension portion 36 of the three-dimensional wiring 30. A plurality of extended wiring portions 33 are formed.
  • the extending connection portion 40 is a sheet-shaped portion that is relatively easily deformed elastically. Then, in the state where the extending connection part 40 is connected to the electrode pad 15 of the image sensor 3 via the sensor side bump 35, the extension connection part 40 is slightly raised so as to raise the tip side (sensor side bump 35 side) with respect to the natural state. It is in a state of elastic deformation. That is, the extending connection portion 40 is provided so as to apply a downward pressing force to the electrode pad 15 via the sensor side bump 35 due to its elasticity.
  • the extending connection portion 40 has a curved shape with the lower side convex.
  • the frame extension portion 36 has a curved shape with the lower side convex in side view.
  • An extended wiring portion 33 of the three-dimensional wiring 30 is formed with a predetermined thickness on the lower surface 36b of the frame extended portion 36.
  • the extending connecting portion 40 as a whole has a curved shape with the lower side convex, following the curved shape of the frame extending portion 36.
  • the extending connection portion 40 is provided at a position lower than the glass mounting surface 23 of the frame 6.
  • the frame extension portion 36 extends from the upper and lower intermediate portions of the inner wall surface 21 and has a shape that is inclined so as to gradually descend from the base end side (inner wall surface 21 side) to the extending tip side.
  • the glass mounting surface 23 is an opening end surface of an opening 25 opened upward by the inner wall surface 21 of the four walls 20.
  • the base end side of the frame extension part 36 forming the upper layer part of the extension connection part 40 is located below the glass mounting surface 23 on the inner wall surface 21, that is, on the substrate 2 side in the vertical direction with respect to the glass mounting surface 23. It is located in That is, the frame extension portion 36 has its base end portion, which is a connection portion to the inner wall surface 21, at a lower height relative to the glass mounting surface 23 by the vertical dimension of the inner wall surface upper portion 21b of the inner wall surface 21. It is located.
  • the extending connection portion 40 is provided at a position below the glass mounting surface 23 of the frame 6, so that it is provided at a position downwardly away from the cover glass 4. That is, the extending connection portion 40 is provided at a position spaced downward from the lower surface 4b of the cover glass 4, and is provided so as not to come into contact with the cover glass 4. Therefore, the upper surface 36a of the frame extension part 36 constituting the extension connection part 40 is the upper surface of the frame 6, is a surface that does not contact the cover glass 4, and is not bonded to the cover glass 4. It is a non-adhesive part (non-adhesive surface).
  • the extending connecting portion 40 is provided so that the frame extending portion 36 does not share the support of the cover glass 4 with respect to the frame 6.
  • the frame 6 only the upper surfaces of the four walls 20 serve as glass mounting surfaces 23 that support the cover glass 4.
  • the extending wiring portion 33 that forms part of the three-dimensional wiring 30 is formed outside the frame extending portion 36 .
  • the extended wiring portion 33 is formed on a lower surface 36b that is a lower surface of the frame extended portion 36 that forms a part of the frame 6, so that the extended wiring portion 33 is formed on the outside of the frame extended portion 36, that is, the frame extended portion 36. It is formed on the surface of the protruding portion 36.
  • the solid-state imaging device 1 has the following configuration for bonding the frame 6 to the substrate 2 and the cover glass 4, respectively.
  • the solid-state imaging device 1 has a substrate-side joint 27 as a first joint that fixes the substrate 2 and the frame 6 to each other, and a cover-side joint 27 that serves as a second joint that fixes the cover glass 4 and the frame 6 to each other.
  • a joint portion 28 is provided. The substrate-side joint portion 27 and the cover-side joint portion 28 overlap at least partially in a plan view.
  • A1 and the formation range A2 in the width direction of the cover side joint portion 28 mostly overlap each other in plan view.
  • the width direction of each joint 27 and 28 at each side corresponding to each wall 20 of each joint 27 and 28 formed in a frame shape along the planar view shape of the frame main body 26, , which is a direction perpendicular to the extending direction of each wall portion 20 in plan view.
  • the widthwise formation ranges of the board-side joint portion 27 and the cover-side joint portion 28 substantially match each other.
  • the substrate-side joint portion 27 and the cover-side joint portion 28 are formed so as to overlap substantially the entire formation range in plan view.
  • the substrate side joint portion 27 and the cover side joint portion 28 may be formed at positions shifted from each other in plan view, at least half of the formation ranges A1 and A2 in the width direction shown in FIG. It is preferable that they be formed so as to overlap each other (the majority of both forming ranges).
  • a process of manufacturing the frame 6 having a frame-shaped frame main body 26 and a frame extension 36 extending from the inner wall surface 21 that is the inner surface of the frame main body 26 is performed.
  • the frame 6 is manufactured by molding, such as injection molding, using a resin material such as epoxy resin.
  • the frame extension part 36 extending from each wall part 20 forming the frame main body part 26 connects one end side in the longitudinal direction in a side cross-sectional view to the inner wall surface 21 of the wall part 20, and the other end in the longitudinal direction. It has a cantilever structure with the free end.
  • the three-dimensional wiring 30 includes a lower surface wiring section 31 along the lower surface 24, a wall surface wiring section 32 along the inner wall surface 21, and an extended wiring section 33 along the lower surface 36b of the frame extension section 36. It is formed in a range extending from the lower surface 24 of the frame extending portion 36 to the tip of the frame extension portion 36 .
  • the three-dimensional wiring 30 is formed using, for example, a known MID (Molded Interconnect Device) method, such as printing technology or plating technology.
  • MID Manufacturing Interconnect Device
  • the surface of the frame 6 is partially removed by laser processing.
  • a three-dimensional wiring 30, which is a metal wiring, is formed.
  • a step of providing board-side bumps 34 and sensor-side bumps 35 as terminal portions on one end side and the other end side of the three-dimensional wiring 30 is performed. That is, the board-side bump 34 is formed at the end of the lower surface wiring section 31 which becomes the end of one side of the three-dimensional wiring 30, and the end of the extended wiring section 33 which becomes the end of the other side of the three-dimensional wiring 30.
  • a sensor side bump 35 is formed on the other side.
  • the substrate-side bumps 34 and the sensor-side bumps 35 are formed, for example, from a Sn--Ag alloy by plating, sputtering, vapor deposition, or the like. Further, the substrate-side bumps 34 and the sensor-side bumps 35 may be provided by mounting metal chips at predetermined locations on the three-dimensional wiring 30.
  • the wiring-attached frame 6 which has the three-dimensional wiring 30, the board-side bumps 34 and the sensor-side bumps 35, and has the extended connection parts 40 formed by the frame extensions 36 and the extended wiring parts 33 A frame 6A is obtained.
  • the extension connection portion 40 has a cantilever structure extending from the inner wall surface 21 side of each wall portion 20.
  • a step of preparing the substrate 2 having a plurality of electrode pads 14 on the front surface 2a side is performed.
  • a step of providing the image sensor 3 on the substrate 2 is performed. That is, die bonding is performed to die bond the image sensor 3 to the substrate 2.
  • the image sensor 3 is bonded and fixed to a predetermined mounting portion on the surface 2a of the substrate 2 using a die bonding material 9, which is an adhesive such as an insulating or conductive resin paste.
  • a sensor mounting board 10 in which the image sensor 3 is mounted on the board 2 is obtained.
  • the image sensor 3 is obtained, for example, by cutting a silicon wafer, which has undergone various steps for forming the image sensor 3, into pieces by dicing.
  • a frame mounting process is performed in which the wired frame 6A is bump-connected to the sensor mounting board 10 to combine them. That is, the board-side bump 34 on one end side of the three-dimensional wiring 30 is electrically connected to the electrode pad 14 which is the electrode part of the substrate 2, and the three-dimensional wiring is connected to the electrode pad 15 which is the electrode part of the image sensor 3. A process of electrically connecting the sensor side bump 35 on the other end side of the sensor side bump 30 is performed.
  • the electrical connection of the substrate-side bumps 34 and sensor-side bumps 35 to the electrode pads 14 and 15 of the substrate 2 and image sensor 3, respectively, is performed by an appropriate method depending on the type of these metal bumps.
  • welding methods include hot welding performed at high temperatures and cold welding performed at room temperature, methods using conductive adhesives, methods using film-shaped anisotropic conductive films, and ultrasonic bonding methods.
  • the bumps are electrically connected to the electrode pads 14 and 15 by appropriately using known bonding methods such as the above.
  • the wired frame 6A is configured such that, when mounted on the sensor mounting board 10, the extending connection portion 40 is slightly elastically deformed in the direction of raising the tip side (sensor side bump 35 side). has been done. That is, the extended connection portion 40 is connected to the image sensor 3 relative to the electrode pad 15 connected to the sensor side bump 35 with respect to the natural state of the wired frame 6A (see FIG. 4C). It is pressed upward and elastically deformed in a direction that further warps the curved shape in side view (see arrow B1 in FIG. 6A). In addition, in FIG. 6A, the extension connection part 40 in a natural state is shown by a two-dot chain line.
  • a step of forming a board side joint part 27 between each wall part 20 of the frame main body part 26 and the board 2 and joining the frame main part 26 to the board 2 is performed. be exposed.
  • the substrate-side joint portion 27 is formed, for example, by potting using a dispenser.
  • a resin material such as epoxy resin forming the board-side joint portion 27 is applied to a predetermined portion while being discharged from the nozzle of the dispenser. Thereafter, the applied resin material is cured by a predetermined process, thereby forming the substrate-side joint portion 27.
  • the board-side joint part 27 protects the connection part by the board-side bump 34 and reinforces the joint strength between the board 2 and the frame 6.
  • a glass mounting process is performed in which a cover glass 4 is provided on the frame main body portion 26 of the frame 6 to cover the image sensor 3 from above.
  • the cover glass 4 is prepared, for example, by cutting a glass plate having a predetermined shape into a rectangular shape by dicing.
  • the cover glass 4 is placed on the glass mounting surface 23 so as to close the opening 25 of the frame 6 from above, with an adhesive forming the cover side joint 28 applied to a predetermined portion of the glass mounting surface 23 of the frame 6. mounted and fixed.
  • the solid-state imaging device 1 is obtained.
  • the glass mounting process is performed after the process of forming the board
  • the solid-state imaging device 1 and its manufacturing method according to the present embodiment as described above it is possible to suppress the influence of warping and tilting of the image sensor 3 on optical axis accuracy, and it is also possible to reduce the size of the package. can.
  • the solid-state imaging device 1 includes an extended connection portion 40 that forms part of an electrical connection portion that electrically connects the substrate 2 and the image sensor 3 to each other.
  • the extending connection portion 40 having a cantilever structure in the frame with wiring 6A is elastically deformed, so that the image sensor 3 It can absorb warping and tilting. Thereby, it is possible to maintain optical axis precision based on the glass mounting surface 23 of the frame 6, and to ensure the electrical bonding strength of the three-dimensional wiring 30 to the image sensor 3.
  • wire bonding for electrically connecting the substrate 2 and the image sensor 3 can be eliminated. This eliminates the need for space for wiring a plurality of wires within the package, allowing the package to be made smaller accordingly.
  • the configuration including the extended connection portion 40 it is possible to prevent the metal material forming the wiring portion from being exposed around the image sensor 3 in a plan view. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of problems such as flare caused by light reflected by the metal material with respect to the incident light on the image sensor 3, and the function of the image sensor 3 can be ensured.
  • the height of the package can be easily reduced, for example, in comparison with a configuration in which a plurality of wires are used to connect the substrate 2 and the image sensor 3. .
  • This allows the cover glass 4 to be placed close to the image sensor 3, so that the image sensor 3 can capture a wide range of incident angles for the light that passes through the cover glass 4. It becomes possible.
  • the chief ray angle characteristic (CRA) of the light beam incident on the image sensor 3 can be ensured.
  • the incident angle is the inclination angle of the incident light to the image sensor 3, and is the inclination angle with respect to a line perpendicular to the light receiving surface of the image sensor 3.
  • the extending connection portion 40 is provided at a position lower than the glass mounting surface 23 of the frame 6. According to such a configuration, a space between the upper surface of the extending connecting portion 40, that is, the upper surface 36a of the frame extending portion 36 and the lower surface 4b of the cover glass 4 can be secured, and the extending connecting portion 40 can be secured. It can be prevented from coming into contact with the cover glass 4. As a result, the inner position of the glass mounting surface 23 to which the cover glass 4 is bonded can be aligned with the position of the inner wall surface 21, so that the bonding position and bonding width of the bonded portion of the cover glass 4 to the frame 6 can be adjusted to the substrate 2. It becomes possible to align the bonding portion of the frame 6 with respect to the frame 6.
  • the adhesion position and the width of the joint (see FIG. 3, formation range A2) by the cover-side joint 28, which is the joint to the cover glass 4 in the frame 6, are the joint of the frame 6 to the substrate 2. It is possible to match the adhesion position and the width of the bonding portion by the substrate-side bonding portion 27 (see formation range A1 in FIG. 3). As a result, it is possible to suppress misalignment between the substrate-side joint 27 and the cover-side joint 28, thereby reducing thermal stress at these joints, especially at the cover-side joint 28, which is the glass bonding part. . Thermal stress generated at the joint can cause problems such as peeling of the joint and deformation of the package. Note that simulations and tests have shown that as the deviation between the positions of the board-side joint portion 27 and the cover-side joint portion 28 increases, thermal stress at these joint portions increases.
  • the glass mounting surface 23 is a surface perpendicular to the vertical direction, and has an exposed surface portion 23a exposed from the cover glass 4.
  • the exposed surface portion 23a of the glass mounting surface 23 can be used, for example, as a bonding surface to a lens casing of a set structure, or for tilt adjustment (imaging surface) when attaching the solid-state imaging device 1 to a set structure. It can be used as a reference surface, etc. for adjusting the inclination of
  • the extending connection portion 40 includes a frame extending portion 36 that is a part of the frame 6, and an extending wiring portion 33 of the three-dimensional wiring 30 formed with respect to the frame extending portion 36. According to such a configuration, it becomes possible to form the elastically deformable extending connection portion 40 relatively easily. Furthermore, by configuring the extended wiring section 33 to be covered from above by the frame extension section 36, it is possible to prevent the metal portions forming the three-dimensional wiring 30 from being exposed in a plan view. Flare related to light can be suppressed.
  • the extending wiring portion 33 that forms part of the three-dimensional wiring 30 is formed outside the frame extending portion 36 . According to such a configuration, the exposed area of the wiring portion of the three-dimensional wiring 30 can be easily ensured, and the electrical connection of the three-dimensional wiring 30 to the image sensor 3 can be performed relatively easily.
  • the extending connecting portion 40 has a curved shape with the lower side convex. According to such a configuration, it is easy to obtain a spring action due to the elastic deformation of the extending connecting portion 40, so that the image sensor 3 is not warped due to the elastic deformation of the extending connecting portion 40 when the frame with wiring 6A is mounted on the frame. It can effectively absorb dirt and dust.
  • the frame extension portion 36 is formed so that there is no portion where the frame extension portion 36 is not formed in the extending direction of the wall portion 20 in plan view. That is, in the first modification, the four corner parts of the opening 25 where the frame extension parts 36 are not formed in the configuration example shown in FIG. 2, that is, the parts between the adjacent frame extension parts 36 are filled. As such, the frame extension portion 36 is formed to extend.
  • each of the four frame extensions 36 has a side end surface 36c on one side in the longitudinal direction in contact with or substantially in contact with the adjacent inner wall surface 21 on the same side, and The side end surface 36c on the other side of the direction is brought into contact or approximately in contact with the edge surface 36d of the end portion on the one end side of the adjacent frame extension portion 36 on the same side. That is, in the example shown in FIG. 7, each frame extension part 36 has an extension part 36f that fills the corner of the opening 25 on one side in the longitudinal direction in plan view. In this way, the four frame extensions 36 are formed so that no gaps are created between adjacent frame extensions 36 in plan view.
  • the frame extension portions 36 may be formed, for example, by forming one set of frame extension parts 36 facing each other over the entire longitudinal direction of the inner wall surface 21, and forming another set of frame extension parts 36 facing each other.
  • the frame extension portion 36 may be formed such that the side end surfaces 36c at both ends are in contact with or in contact with the edge surfaces 36d of the frame extension portions 36 on both sides.
  • the frame extension portion 36 may be formed, for example, in such a manner that the frame extension portion 36 along the four walls 20 is formed as a part that is integrally connected over the entire circumference.
  • the frame extension portion 36 may be formed as an integral frame-shaped portion so as to cover the peripheral edge of the opening 25 in a plan view, rather than being independent for each wall portion 20. .
  • the entire circumference of the image sensor 3 is covered by the four extending connecting portions 40, so that the effect of reducing flare can be enhanced.
  • a low-reflection material such as a black resin material containing a black pigment such as carbon black as the material of the frame 6 having the frame extension portion 36, flare can be effectively suppressed.
  • the extending connection portion 40 is provided as a horizontal portion. That is, the extending connecting portion 40 is provided so as to form a straight line in a side cross-sectional view.
  • the frame extension 36 has an upper surface 36a and a lower surface 36b, both of which are perpendicular to the inner wall surface 21, and an edge surface 36d parallel to the inner wall surface 21, and has a flat plate shape. is formed.
  • the frame extension portion 36 extends linearly in the horizontal direction in a side cross-sectional view as shown in FIG.
  • the frame extension 36 has a constant or substantially constant thickness as a whole.
  • an extension wiring part 33 of the three-dimensional wiring 30 is formed with a predetermined thickness along the horizontal lower surface 36b.
  • the extended wiring section 33 is formed, for example, so that the end surface on the tip side of the frame extension section 36 is flush with the edge surface 36d of the frame extension section 36.
  • the frame extension portion 36 and the extension wiring portion 33 constitute a horizontal extension connection portion 40 .
  • the extending connection portion 40 may be a horizontal portion.
  • the shape of the extending connecting portion 40 is not particularly limited, and the extending connecting portion 40 may be, for example, a portion that has a predetermined bent shape when viewed from the side, or a curved portion whose upper side is convex when viewed from the side. It may have a curved shape.
  • the extending position of the extending connection portion 40 in the vertical direction from the inner wall surface 21 is not limited to the upper and lower middle portions of the inner wall surface 21, but may be at or near the upper end of the inner wall surface 21, or the lower end of the inner wall surface 21. It may be in or near the area.
  • Configuration example of solid-state imaging device according to second embodiment> A configuration example of a solid-state imaging device 50 according to a second embodiment of the present technology will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In each embodiment described below, the same name or the same reference numeral will be used for the same or corresponding configuration as in the first embodiment, and the explanation of the overlapping content will be omitted as appropriate.
  • the solid-state imaging device 50 according to the present embodiment differs from the first embodiment in that wiring for connecting the electrode pads 14 of the substrate 2 and the electrode pads 15 of the image sensor 3 is formed inside the frame 6. This is different from the solid-state imaging device 1.
  • the frame 6B according to the present embodiment is a wire built-in frame having a plurality of built-in wires 60.
  • the extending connection portion 40 is a horizontal portion, similar to the second modification of the first embodiment (see FIG. 8). It is established as. That is, the frame extension part 36 forming the extension connection part 40 has an upper surface 36a and a lower surface 36b, both of which are perpendicular to the inner wall surface 21, and an edge surface 36d parallel to the inner wall surface 21, It is formed into a flat plate.
  • the electrode pads 14 of the substrate 2 and the electrode pads 15 of the image sensor 3 are electrically connected to each other by built-in wiring 60 formed inside the frame 6B.
  • the frame 6B has a frame extension portion 36 as a portion in which a portion of each built-in wiring 60 is built-in.
  • the built-in wiring 60 is a foil-like, plate-like, or wire-like metal portion of a predetermined thickness made of a metal such as Au (gold), Cu (copper), Al (aluminum), or Ag (silver), for example.
  • the plurality of built-in wirings 60 are arranged in parallel on each side of the outline of the substrate 2 in a plan view according to the arrangement of the electrode pad 14 group on the substrate 2 and the electrode pad 15 group on the image sensor 3. be done.
  • the built-in wiring 60 has one outer end electrically connected to the electrode pad 14 of the substrate 2 via the board-side bump 34, and the other inner end connected to the sensor-side bump 35. It is electrically connected to the electrode pad 15 of the image sensor 3 via the electrode pad 15 of the image sensor 3.
  • the built-in wiring 60 includes a first vertical wiring part 61 formed inside the wall part 20, a part having a three-dimensional shape in a side view, and a part of the wall part 20 and a frame extension part. It has a horizontal wiring part 62 formed inside the frame extension part 36 and a second vertical wiring part 63 formed inside the frame extension part 36.
  • the first vertical wiring section 61, the horizontal wiring section 62, and the second vertical wiring section 63 form an integrally continuous built-in wiring 60.
  • the first vertical wiring portion 61 is a wiring portion extending in the vertical direction.
  • the first vertical wiring portion 61 has a lower end facing the lower surface 24 of the frame 6B, and an upper end located at a height within the thickness (vertical dimension) of the frame extension portion 36.
  • the first vertical wiring portion 61 is formed at a position overlapping the electrode pad 14 of the substrate 2 in plan view.
  • the horizontal wiring section 62 is a wiring section extending along the horizontal direction, and is formed parallel to the direction in which the frame extension section 36 extends.
  • the horizontal wiring section 62 has an outer end, which is one end, connected to the upper end of the first vertical wiring section 61, and forms a right angle with the first vertical wiring section 61.
  • the other end of the horizontal wiring section 62 is located at the tip of the frame extension section 36 and above the electrode pad 15 of the image sensor 3 .
  • the horizontal wiring portion 62 is formed, for example, at the center of the frame extension portion 36 in the thickness direction.
  • the horizontal wiring section 62 has an outer region section 62a, which is a section located within the wall section 20, and an inner region section 62b, which is a section located within the frame extension section 36, as a region section in its extending direction. (See Figure 10). That is, the horizontal wiring portion 62 formed inside the wall portion 20 and the frame extension portion 36 is formed at a formation portion with the position of the inner wall surface 21 (see dashed line C1) in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 10) as a boundary. It is divided into an outer region portion 62a and an inner region portion 62b.
  • the second vertical wiring section 63 is a wiring section along the vertical direction.
  • the second vertical wiring section 63 has an upper end connected to an inner end of the horizontal wiring section 62, and forms a right angle with the horizontal wiring section 62.
  • the second vertical wiring portion 63 has a lower end facing the lower surface 36b of the frame extension portion 36, and is formed at a position overlapping the electrode pad 15 of the image sensor 3 in plan view.
  • the board side bump 34 is connected to the lower surface 24 so as to be electrically connected to the lower end of the first vertical wiring portion 61 facing the lower surface 24 of the frame 6B. It is formed. Thereby, the built-in wiring 60 electrically connects the lower end of the first vertical wiring section 61 to the electrode pad 14 of the substrate 2 via the substrate-side bump 34. Further, the sensor side bump 35 is formed on the lower surface 36b so as to be electrically connected to the lower end of the second vertical wiring section 63 facing the lower surface 36b of the frame extension section 36. Thereby, the built-in wiring 60 electrically connects the lower end of the second vertical wiring section 63 to the electrode pad 15 of the image sensor 3 via the sensor-side bump 35.
  • the inner region portion 62b of the horizontal wiring portion 62 and the second vertical wiring portion 63 serve as an extended wiring portion that is a wiring portion provided in the frame extension portion 36. That is, in the present embodiment, the frame extension part 36, the inner region part 62b of the horizontal wiring part 62 of the built-in wiring 60, and the second vertical wiring part 63 provide electrical connection between the board 2 and the image sensor 3.
  • An extended connecting portion 40 forming a part of the connecting portion is configured.
  • an electrical connection portion is configured to electrically connect the substrate 2 and the image sensor 3 to each other.
  • the inner region portion 62b of the horizontal wiring portion 62 and the second vertical wiring portion 63, which are the extended wiring portions, are formed inside the frame extension portion 36.
  • the frame 6B which is a frame with built-in wiring according to this embodiment, can be formed by a known method.
  • the frame 6B is configured as a ceramic laminated frame, for example.
  • the frame 6B is made of a multilayer ceramic structure in which sheet-like members made of ceramic materials such as alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), and silicon nitride (Si 3 N 4 ) are laminated. It becomes a frame.
  • the ceramic laminated frame has built-in wiring 60 formed in a predetermined pattern by, for example, forming inner layer wiring on each sheet-like member to be laminated and connecting the inner layer wiring between layers through vias or the like. Frame 6B is obtained.
  • the frame 6B for example, low-temperature fired laminated ceramics called LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) can be used as a multilayered ceramic.
  • LTCC Low Temperature Co-fired Ceramics
  • a known LTCC manufacturing process can be used as a manufacturing method for the frame 6B.
  • the frame 6B may be a substrate of other types, such as a substrate made of an organic material such as glass epoxy resin, which is a type of fiber-reinforced plastic, or a glass frame made of glass.
  • the wiring portion in the extended connection portion 40 is formed as a part of the built-in wiring 60 of the frame 6B.
  • a plurality of wiring portions for a plurality of electrode pads can be formed at a relatively narrow pitch as the built-in wiring 60 of the frame 6B. This makes it possible to accommodate narrow pitch electrode pads in the arrangement of the plurality of electrode pads 15 and the like in the image sensor 3, for example.
  • the frame 6B by forming the frame 6B with a ceramic laminated structure and using internal layer wiring like the built-in wiring 60, it becomes possible to easily accommodate narrow pitch electrode pads.
  • the wiring portion is formed at the same time as the frame 6B is manufactured, so the manufacturing process can be made relatively simple. Further, according to the configuration in which the built-in wiring 60 is provided inside the frame 6B, the wiring portion is completely covered with the base material of the frame 6B, so that the metal material forming the wiring portion around the image sensor 3 can be prevented from being exposed. Thereby, problems such as flare caused by light reflected by the metal material can be effectively suppressed.
  • Configuration example of solid-state imaging device according to third embodiment> A configuration example of a solid-state imaging device 70 according to a third embodiment of the present technology will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the solid-state imaging device 70 according to this embodiment differs from the above-described embodiments in the configuration of the extending connection portion 40.
  • the extending connection portion 40 is constituted by a flexible substrate 71.
  • the flexible board 71 is a printed wiring board called FPC (Flexible Printed Circuits) or the like, and is a thin plate-like member with excellent flexibility.
  • the flexible board 71 has a laminated structure including a wiring layer portion formed of conductive foil such as copper foil.
  • the flexible substrate 71 has an upper surface 71a and a lower surface 71b that are perpendicular to the inner wall surface 21, and an edge surface 71d that is parallel to the inner wall surface 21, and is provided as a horizontal portion (see FIG. 12). That is, the flexible substrate 71 extends linearly in the horizontal direction in a side cross-sectional view as shown in FIG. Note that the flexible substrate 71 has a constant or substantially constant thickness as a whole.
  • the frame 6C according to the present embodiment is a wiring built-in frame having built-in wiring 80.
  • the frame 6C does not have the frame extension part 36 according to the embodiment described above, and is constituted by the four walls 20.
  • the electrode pads 14 of the substrate 2 and the electrode pads 15 of the image sensor 3 are electrically connected to each other by a flexible substrate 71 and a built-in wiring 80 formed inside the frame 6C.
  • the flexible substrate 71 is electrically connected to the built-in wiring 80 via a substrate connecting portion 75 that is partially or entirely a conductor.
  • the flexible substrate 71 has a plurality of intra-substrate wirings 72 in the wiring layer portion, which are wiring portions for electrically connecting the corresponding electrode pads 14 of the substrate 2 and electrode pads 15 of the image sensor 3 to each other.
  • the in-board wiring 72 is, for example, a band-shaped wiring portion extending linearly in a plan view.
  • the plurality of in-board wiring lines 72 are arranged in parallel in a plan view on each side of the outline of the board 2 in a plan view according to the arrangement of the electrode pad 14 group on the board 2 and the electrode pad 15 group on the image sensor 3. will be arranged.
  • Each intra-board wiring 72 of the flexible substrate 71 has one inner end electrically connected to the electrode pad 15 of the image sensor 3 via the sensor-side bump 35.
  • Each in-board wiring 72 has its other end, which is the outer end, electrically connected to the inner end of the built-in wiring 80 via the board connecting portion 75 .
  • the built-in wiring 80 is a foil-shaped, plate-shaped, or wire-shaped metal part of a predetermined thickness made of metal such as Au (gold), Cu (copper), Al (aluminum), or Ag (silver).
  • the built-in wiring 80 has an outer end that is electrically connected to the electrode pad 14 of the substrate 2 via the board-side bump 34, and an inner end that is the other end that is electrically connected to the board connecting portion 75. It is electrically connected to the intra-board wiring 72 of the flexible board 71 via the flexible board 71.
  • the built-in wiring 80 has a vertical wiring part 81 formed inside the wall part 20 as a part having a three-dimensional shape in side view, and a vertical wiring part 81 formed inside the wall part 20. It has a horizontal wiring part 82.
  • the vertical wiring section 81 and the horizontal wiring section 82 form an integrally continuous built-in wiring 80.
  • the vertical wiring portion 81 is a wiring portion extending along the vertical direction.
  • the vertical wiring section 81 has a lower end facing the lower surface 24 of the frame 6C, and an upper end located at a height within the thickness (vertical dimension) of the flexible substrate 71.
  • the vertical wiring portion 81 is formed at a position overlapping the electrode pad 14 of the substrate 2 in plan view.
  • the horizontal wiring section 82 is a wiring section extending along the horizontal direction, and is formed parallel to the flexible substrate 71.
  • the horizontal wiring part 82 has an outer end, which is one end, connected to the upper end of the vertical wiring part 81, and forms a right angle with the vertical wiring part 81.
  • the lateral wiring section 82 has an inner end, which is the other end, facing the inner wall surface 21 of the wall section 20 .
  • the board side bump 34 is formed on the lower surface 24 so as to be electrically connected to the lower end of the vertical wiring portion 81 facing the lower surface 24 of the frame 6C. Ru.
  • the built-in wiring 80 electrically connects the lower end of the vertical wiring section 81 to the electrode pad 14 of the substrate 2 via the substrate-side bump 34.
  • the board connecting portion 75 is formed on the inner wall surface 21 so as to be electrically connected to the inner end of the horizontal wiring portion 82 facing the inner wall surface 21 of the wall portion 20 .
  • the built-in wiring 80 electrically connects the inner end of the horizontal wiring section 62 to the intra-board wiring 72 of the flexible substrate 71 via the board connection section 75.
  • the board connecting portions 75 are provided according to the locations on the flexible board 71 where the plurality of intraboard wirings 72 are arranged.
  • the substrate connection portion 75 is, for example, a solder joint or a portion formed of an anisotropic conductive film that can be mounted at a relatively low temperature.
  • the flexible board 71 and the board connection part 75 constitute an extended connection part 40 that forms part of the electrical connection part between the board 2 and the image sensor 3. Therefore, in the solid-state imaging device 70, the electrical connection portion electrically connects the substrate 2 and the image sensor 3 to each other by the extended connection portion 40, the built-in wiring 80, the substrate side bumps 34, and the sensor side bumps 35. is configured.
  • the frame 6C which is the frame with built-in wiring according to this embodiment, can be formed by a known method.
  • the frame 6C is configured as an organic substrate frame made of an organic material such as glass epoxy resin, which is a type of fiber-reinforced plastic, for example.
  • the frame 6C may be configured as another type of frame such as a ceramic laminated frame or a glass frame using glass.
  • the extending connection portion 40 is constituted by a flexible substrate 71. According to such a configuration, since the flexible substrate 71 can be easily elastically deformed by the action of an external force, the extending connecting portion 40 can be easily provided as a portion that is easily elastically deformable. Thereby, when the frame 6C is mounted on the sensor mounting board 10 (see FIG. 5B), warping and tilting of the image sensor 3 can be effectively absorbed.
  • the part forming the extension connection part 40 on the frame 6C side is unnecessary, so the shape of the frame 6C can be simplified. can do. Thereby, the structure of the mold when forming the frame 6C using a mold can be simplified, and the manufacturing cost of the frame 6C can be suppressed.
  • the flexible substrate 71 is arranged so as to surround the entire circumference of the image sensor 3 in plan view, as in the configuration of the first modification of the first embodiment. By providing this, the flare reduction effect can be enhanced.
  • the flexible substrate 71 forming the extended connection portion 40 is provided horizontally, but the form of the flexible substrate 71 is not particularly limited.
  • the flexible substrate 71 which is flat in its natural state, is shaped into a curved shape with the lower side convex, as in the extending connection portion 40 shown in FIG. It may be provided in a curved state so as to form a shape.
  • the semiconductor device (solid-state imaging device) according to the present technology can be applied as various devices that sense light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-rays.
  • Solid-state imaging devices according to this technology include camera devices such as digital still cameras and video cameras, mobile terminal devices with an imaging function, copying machines that use solid-state imaging devices in the image reading section, the front, rear, surroundings, and inside of automobiles.
  • the present invention is applicable to all kinds of electronic devices that use a solid-state image sensor in an image capturing section (photoelectric conversion section), such as a vehicle-mounted sensor that takes pictures of objects, a distance measuring sensor that measures distances between vehicles, etc.
  • the solid-state imaging device may be formed as a single chip, or may be a module having an imaging function in which an imaging section and a signal processing section or an optical system are packaged together. It may be.
  • the camera device 200 as an electronic device includes an optical section 202, a solid-state imaging device 201, a DSP (Digital Signal Processor) circuit 203 which is a camera signal processing circuit, a frame memory 204, and a display section. 205, a recording section 206, an operation section 207, and a power supply section 208.
  • the DSP circuit 203, frame memory 204, display section 205, recording section 206, operation section 207, and power supply section 208 are appropriately connected via a connection line 209 such as a bus line.
  • the solid-state imaging device 201 is any of the solid-state imaging devices according to each of the embodiments described above.
  • the optical section 202 includes a plurality of lenses, takes in incident light (image light) from a subject, and forms an image on the imaging surface of the solid-state imaging device 201.
  • the solid-state imaging device 201 converts the amount of incident light that is imaged onto the imaging surface by the optical section 202 into an electrical signal for each pixel, and outputs the electric signal as a pixel signal.
  • the display unit 205 is comprised of a panel display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and displays moving images or still images captured by the solid-state imaging device 201.
  • the recording unit 206 records a moving image or a still image captured by the solid-state imaging device 201 on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the operation unit 207 issues operation commands regarding various functions of the camera device 200 under operation by the user.
  • the power supply unit 208 appropriately supplies various power supplies that serve as operating power for the DSP circuit 203, frame memory 204, display unit 205, recording unit 206, and operation unit 207 to these supply targets.
  • the camera device 200 with respect to the solid-state imaging device 201, it is possible to suppress the effects of warping and tilting of the image sensor 3 on the optical axis accuracy, and it is also possible to reduce the size of the package.
  • the semiconductor element is the image sensor 3 which is a light receiving element, but the semiconductor element according to the present technology is not limited to this.
  • the semiconductor device according to the present technology may be, for example, a light emitting device such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), a laser diode, an LED (Light Emitting Diode), or the like.
  • the imaging device as a semiconductor device may have a configuration in which a single chip includes a plurality of semiconductor elements, or a configuration in which a plurality of semiconductor elements are provided as a plurality of chips.
  • the transparent cover glass 4 is exemplified as the cover member according to the present technology, but the cover member according to the present technology is not limited to a transparent member, and can be semitransparent or opaque. It may be a cover body.
  • the present technology can have the following configuration.
  • a semiconductor device comprising: an extending connection portion extending from an inner surface of the frame portion and forming a part of an electrical connection portion that electrically connects the substrate and the semiconductor element to each other.
  • the frame portion has a cover attachment surface to which the cover member is attached;
  • the semiconductor device according to (1), wherein the extending connection portion is provided at a position below the cover mounting surface.
  • the cover mounting surface is a plane located on a virtual plane perpendicular to the vertical direction, and has an exposed surface portion exposed from the cover member.
  • the extending connection portion is a frame extension part provided as a part of the frame part;
  • the semiconductor device according to (4), wherein the extended wiring portion is formed outside the frame extended portion.
  • the semiconductor device according to (4), wherein the extended wiring portion is formed inside the frame extended portion.
  • the semiconductor device according to any one of (1) to (3), wherein the extending connection portion is formed of a flexible substrate.
  • the extending connection portion has a curved shape with a convex bottom side.
  • a frame having a frame-shaped frame main body and a frame extension extending from an inner surface of the frame main body; forming a wiring part on the frame in a range extending from the lower surface of the frame main body to the tip of the frame extension part; providing terminal portions on one end side and the other end side of the wiring portion; a step of providing a semiconductor element on the substrate; connecting the terminal portion on one end side of the wiring portion to the electrode portion of the substrate, and connecting the terminal portion on the other end side of the wiring portion to the electrode portion of the semiconductor element; a step of joining the frame main body to the substrate; A method for manufacturing a semiconductor device, including the step of providing a cover member on the frame main body portion to cover the semiconductor element from above.
  • Solid-state imaging device (semiconductor device) 2 Substrate 3 Image sensor (semiconductor element) 4 Cover glass (cover member) 5 Package main body part 6 Frame (frame part) 6A Frame with wiring 6B Frame (frame part) 6C frame (frame part) 10 Sensor mounting board 14 Electrode pad (electrode part) 15 Electrode pad (electrode part) 20 Wall 21 Inner wall surface 23 Glass mounting surface (cover mounting surface) 23a Exposed surface portion 26 Frame main body portion 27 Board side joint portion (first joint portion) 28 Cover side joint (second joint) 30 Three-dimensional wiring (wiring section) 33 Extended wiring section 34 Board side bump (terminal section) 35 Sensor side bump (terminal part) 36 Frame extension portion 36f Extension portion 40 Extension connection portion 50 Solid-state imaging device (semiconductor device) 60 built-in wiring 62b inner region section 63 second vertical wiring section 70 solid-state imaging device (semiconductor device) 71 Flexible board 80 Built-in wiring 200 Camera device (electronic equipment) 201 Solid-state imaging

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Abstract

半導体装置において、光軸精度に対する半導体素子の反りやアオリの影響を抑制することを可能とするとともに、パッケージの狭小化を図ることを可能とする。 半導体装置は、基板と、前記基板上に設けられた半導体素子と、前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えている。

Description

半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法
 本開示は、半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法に関する。
 CMOSイメージセンサ等の撮像素子や半導体レーザ等の発光素子といった半導体素子(半導体チップ)を備えた半導体装置として、次のような構成を備えたものがある。すなわち、貫通状の開口部をなす板状の基板部分に対して、開口部を一方の板面側から塞ぐように半導体チップをいわゆるフリップチップ実装するとともに、開口部を他方の板面側から塞ぐように透明なカバー部材を取り付けた構成である(例えば、特許文献1参照。)。
 特許文献1には、撮像素子のフリップチップ実装を受ける基板部分を含む構成として、セラミック積層基板で構成された筒状体であってレンズユニットを内蔵した立体回路基板を備え、立体回路基板を実装基板上に搭載したカメラモジュールが開示されている。
 また、例えば特許文献2に開示されているように、半導体装置として、内部に半導体チップを実装した箱状のパッケージ本体部の上側の開口部を、透明なガラス等のカバー部材により封止し、半導体チップとパッケージ本体部をなす基板部分とを複数のワイヤ(ボンディングワイヤ)により互いに電気的に接続した構成を備えたものがある。
特開2011-128556号公報 特開2007-128987号公報
 特許文献1に開示されているように基板部分に対して半導体チップをフリップチップ実装した構成によれば、セラミック等からなる基板部分の熱収縮等に起因する半導体チップの反りやアオリ(撮像面の傾き)が生じやすいという問題がある。半導体チップの反りやアオリは、光軸精度を低下させる原因となり得る。この点、基板部分に対する半導体チップの接合強度を高める対応があるが、かかる対応によれば、基板部分の熱変形としての膨張・収縮にともない、半導体チップ側と反対側となるカバー部材の基板部分に対する接合部に応力がかかり、カバー部材の剥離や破損等といった不具合が生じやすくなる。
 また、特許文献2に開示されているようにパッケージ内部において半導体チップとパッケージ本体部の基板部分とを複数のワイヤにより接続した構成によれば、パッケージ内において複数のワイヤを配線するスペースが必要となる。ワイヤの配線スペースは、パッケージの狭小化を妨げる要因となり得る。
 本技術は、光軸精度に対する半導体素子の反りやアオリの影響を抑制することができるとともに、パッケージの狭小化を図ることができる半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
 本技術に係る半導体装置は、基板と、前記基板上に設けられた半導体素子と、前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えたものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記フレーム部は、前記カバー部材の取付けを受けるカバー取付面を有し、前記延出接続部は、前記カバー取付面よりも下方の位置に設けられているものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記カバー取付面は、上下方向に対して垂直な仮想平面上に位置する平面であり、前記カバー部材から露出した露出面部を有するものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記延出接続部は、前記フレーム部の一部として設けられたフレーム延出部と、前記フレーム延出部に設けられた配線部分である延出配線部と、を有するものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記延出配線部は、前記フレーム延出部の外部に形成されているものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記延出配線部は、前記フレーム延出部の内部に形成されているものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記延出接続部は、フレキシブル基板により構成されているものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記延出接続部は、下側を凸側とした湾曲形状を有するものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記延出接続部は、平面視で前記半導体素子を全周にわたって囲むように設けられているものである。
 本技術に係る半導体装置の他の態様は、前記半導体装置において、前記基板と前記フレーム部とを互いに固定させる第1の接合部と、前記カバー部材と前記フレーム部とを互いに固定させる第2の接合部と、を備え、前記第1の接合部および前記第2の接合部は、平面視で少なくとも一部同士を重ねているものである。
 本技術に係る電子機器は、基板と、前記基板上に設けられた半導体素子と、前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えた半導体装置を含むものである。
 本技術に係る半導体装置の製造方法は、枠状のフレーム本体部および前記フレーム本体部の内側面から延出したフレーム延出部を有するフレームを製造する工程と、前記フレームに対して、前記フレーム本体部の下面から前記フレーム延出部の先端にわたる範囲に配線部を形成する工程と、前記配線部の一端側および他端側に端子部を設ける工程と、基板上に半導体素子を設ける工程と、前記基板の電極部に対して前記配線部の一端側の前記端子部を接続するとともに、前記半導体素子の電極部に対して前記配線部の他端側の前記端子部を接続する工程と、前記基板に対して前記フレーム本体部を接合する工程と、前記フレーム本体部上に、前記半導体素子を上方から覆うカバー部材を設ける工程と、を含むものである。
本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す側面断面図である。 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。 図1におけるB部分拡大図である。 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の製造方法についての説明図である。 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の第1の変形例の構成を示す平面図である。 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の第2の変形例の構成を示す側面断面図である。 本技術の第2実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す側面断面図である。 図9におけるC部分拡大図である。 本技術の第3実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す側面断面図である。 図11におけるD部分拡大図である。 本技術の実施形態に係る固体撮像装置を備えた電子機器の構成例を示すブロック図である。
 本技術は、半導体素子を実装した基板に対してフレーム部を介してカバー部材を設けた構成において、基板と半導体素子との間の電気的な接続構造を工夫することにより、光軸精度に対する半導体素子の反りやアオリの影響を低減させるとともにパッケージの狭小化を可能とするものである。
 以下、図面を参照して、本技術を実施するための形態(以下「実施形態」と称する。)を説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。以下に説明する実施形態では、半導体装置として、半導体素子の一例である固体撮像素子を含む撮像装置(固体撮像装置)を例にとって説明する。実施形態の説明は以下の順序で行う。
 1.第1実施形態に係る固体撮像装置の構成例
 2.第1実施形態に係る固体撮像装置の製造方法
 3.第1実施形態に係る固体撮像装置の変形例
 4.第2実施形態に係る固体撮像装置の構成例
 5.第3実施形態に係る固体撮像装置の構成例
 6.電子機器の構成例
 <1.第1実施形態に係る固体撮像装置の構成例>
 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置の構成例について、図1から図3を参照して説明する。なお、図1における上下方向を固体撮像装置1における上下方向とする。また、図1は図2におけるA-A線切断部端面図に相当する。
 図1および図2に示すように、固体撮像装置1は、基板2と、基板2に設けられた固体撮像素子としてのイメージセンサ3と、イメージセンサ3を上方から覆うカバー部材としての透明なカバーガラス4と、基板2に対してカバーガラス4を支持するフレーム部をなすフレーム6とを備えている。固体撮像装置1においては、イメージセンサ3の実装を受けた基板2と、基板2上に設けられたフレーム6とにより、パッケージ本体部5が構成されている。なお、図1は、カバーガラス4を透けて見える部分を実線で示している。
 固体撮像装置1は、内部に半導体チップとしてのイメージセンサ3を実装した箱状のパッケージ本体部5の上側の開口部をカバーガラス4により塞いだ中空パッケージ構造を備えている。すなわち、固体撮像装置1は、イメージセンサ3の実装を受けた基板2上にフレーム6を介してカバーガラス4をマウントし、イメージセンサ3の周囲に中空部としてのキャビティ8を形成した光学パッケージ構造を有する。
 基板2は、インターポーザ基板であり、矩形板状の外形を有する平板状の部材である。基板2は、イメージセンサ3の実装を受ける一方の板面である表面2aと、その反対側の他方の板面である裏面2bと、四方の側面2cとを有する。基板2の表面2a側には、イメージセンサ3がダイボンドされている。イメージセンサ3は、基板2の表面2aに対して、絶縁性または導電性の接着剤等からなるダイボンド材9によって接着されている。なお、基板2の板厚方向が、固体撮像装置1における上下方向であり、表面2a側が上側、裏面2b側が下側となる。
 基板2は、例えばアルミナ(Al)や窒化アルミニウム(AlN)や窒化ケイ素(Si)等のセラミックスを基材として形成されたセラミック基板であり、金属材料による所定の回路パターンが形成された回路基板である。ただし、基板2は、例えば繊維強化プラスチックの一種であるガラスエポキシ樹脂等の有機材料を基材とした有機基板やガラスを用いたガラス基板等の他の種類の基板であってもよい。
 基板2の表面2aには、イメージセンサ3に対する電気的な接続を受けるための電極部である複数の電極パッド14が形成されている。図2に示す例では、複数の電極パッド14は、基板2の表面2aの周縁部において、基板2の4つの辺部に沿うように設けられている。ただし、電極パッド14の配設態様は特に限定されるものではなく、例えば、複数の電極パッド14は、基板2の互いに対向する一対の辺部に対して設けられてもよい。
 イメージセンサ3は、半導体の一例であるシリコン(Si)により構成された半導体基板を含む半導体素子である。イメージセンサ3は、矩形板状の半導体チップであり、一方の板面である表面3a側を受光面側とし、その反対側の他方の板面を裏面3bとする。イメージセンサ3は、四方の側面3cを有する。
 イメージセンサ3の表面3a側には、複数の受光素子(光電変換素子)が形成されている。イメージセンサ3は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のイメージセンサである。ただし、イメージセンサ3は、CCD(Charge Coupled Device)型のイメージセンサ等の他の撮像素子であってもよい。
 イメージセンサ3は、表面3a側に、多数の画素が形成された受光領域である画素領域12、および画素領域12の周囲の領域である周辺領域13を有する。画素領域12において、多数の画素は、例えばベイヤ(Bayer)配列等の所定の配列で形成されており、イメージセンサ3における受光部を構成する。周辺領域13には、所定の周辺回路が形成されている。画素領域12の画素は、光電変換機能を有する光電変換部としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタとを有する。
 イメージセンサ3の表面3a側においては、半導体基板に対して、酸化膜等からなる反射防止膜や、有機材料により形成された平坦化膜等を介して、カラーフィルタおよびオンチップレンズが各画素に対応して形成されている。オンチップレンズに入射した光が、カラーフィルタや平坦化膜等を介してフォトダイオードで受光される。
 イメージセンサ3の表面3aには、基板2に対する電気的な接続を受けるための電極部である複数の電極パッド15が形成されている。図2に示す例では、複数の電極パッド15は、イメージセンサ3の表面3aの周縁部において、イメージセンサ3の4つの辺部に沿うように設けられている。ただし、電極パッド15の配設態様は特に限定されるものではなく、例えば、複数の電極パッド15は、イメージセンサ3の互いに対向する一対の辺部に対して設けられてもよい。
 なお、本技術に係るイメージセンサ3の構成は特に限定されない。イメージセンサ3の構成としては、例えば、半導体基板の表面側に画素領域12を形成した表面照射型(Front Side Illumination)のものや、光の透過率を向上させるためにフォトダイオード等を逆に配置し半導体基板の裏面側を受光面側とした裏面照射型(Back Side Illumination)のもの等がある。
 フレーム6は、基板2上においてイメージセンサ3を囲むように設けられた枠状の部分をなし、基板2上に周壁部を構成している。フレーム6は、基板2の平面視形状に対応して平面視で矩形状(正方形状を含む)をなすように四方の壁部20を有し、これらの壁部20により枠状のフレーム本体部26を構成している。各壁部20は、側面断面視で矩形状の外形を有する(図1参照)。壁部20は、内側となるイメージセンサ3側の壁面である内壁面21と、その反対側である外側の壁面である外壁面22とを有する。
 フレーム6は、各壁部20の外壁面22を、基板2の側面2cに対して外側に位置させるように設けられている。つまり、フレーム6は、平面視外形の寸法を基板2よりも大きくしており、フレーム本体部26の外周側の部分を、底面視で基板2の外形範囲から外側にはみ出させている。ただし、フレーム6は、各壁部20の外壁面22を基板2の側面2cと面一状とするように設けられたり、外壁面22を基板2の側面2cに対して内側に位置させるように設けられたりしてもよい。
 フレーム6は、上側にカバーガラス4の取付けを受けるカバー取付面であるガラス取付面23を有する。ガラス取付面23は、各壁部20の上面により形成された面であり、平面視で矩形枠状の形状を有する。ガラス取付面23は、上下方向に対して垂直な所定の仮想平面上に位置する平面として形成されている。フレーム6において、ガラス取付面23は、カバーガラス4の下面4bの周縁部の接触を受け、カバーガラス4を支持する支持面となる。
 以上のように、フレーム6は、フレーム本体部26として、イメージセンサ3を囲むとともにカバーガラス4を支持するガラス取付面23をなす四方の壁部20により形成された枠状の部分を有する。また、フレーム6は、フレーム本体部26において、ガラス取付面23の反対側の面である下面24を有する。
 フレーム6は、上側を矩形状の開口部25としている。開口部25は、フレーム6の平面視外形に対応した四方の内壁面21により形成されている。フレーム6においては、ガラス取付面23が、開口部25の開口端面となる。このように、フレーム6により、パッケージ本体部5の開口部25が形成されている。
 フレーム6は、基板2の表面2aに対し、下面24を電極パッド14の上方に位置させた状態で、樹脂材料により形成された基板側接合部27を介して固定されている。基板側接合部27をなす樹脂材料は、例えばエポキシ樹脂系接着剤やアクリル樹脂系接着剤等の接着剤である。
 フレーム6は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料、ステンレス鋼や銅(Cu)等の金属材料、あるいはセラミックス等により構成された一体の部材である。フレーム6の材料としては、ある程度弾性変形しやすい材料が用いられる。また、フレーム6は、光の反射を防止する観点から、例えば、液晶ポリマーやPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の樹脂にカーボンブラックやチタンブラック等の黒色顔料を添加した低反射の黒色樹脂材料が用いられ、射出成形やトランスファ成形等の公知の手法により作製される。なお、フレーム6は、例えば、全体的に一種類の材料により構成されたものに限らず、金属材料により構成された部分と樹脂材料により構成された部分とを有する複合構造のものであってもよい。また、フレーム6は、基板2に対して、例えばトランスファーモールド金型等のモールド金型を用いた射出成形によって所定の形状に形成された部分であってもよい。
 金型を用いた射出成形によりフレーム6を形成する場合、フレーム6の材料は、例えば、ケイ素酸化物を主成分としたものやアルミナ等のフィラーを含有した熱硬化性樹脂である。具体的には、フレーム6を形成する樹脂材料としては、例えば、フェノール系樹脂,シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリアミドイミド、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、アクリル系樹脂であるUV硬化性樹脂等の感光性樹脂、ゴム、その他の公知の樹脂材料が単独であるいは複数組み合わせて用いられる。この場合においても、フレーム6の材料として、カーボンブラック等の黒色顔料を含有させた黒色樹脂材料を用いることで、フレーム6が黒色の部分となり、フレーム6を遮光部として機能させることができる。
 カバーガラス4は、透明部材ないしは透光性部材の一例であり、基板2に対してフレーム6を介して設けられており、イメージセンサ3の上方に位置している。カバーガラス4は、矩形板状の外形を有し、イメージセンサ3よりも大きい外形寸法を有する平板状の部材である。図1に示す例では、カバーガラス4は、平面視外形の寸法を基板2と同一または略同一としており、基板2に対して平面視で外形を一致または略一致させるように設けられている。カバーガラス4は、上側の板面である上面4aと、その反対側となる下側の板面であってイメージセンサ3に対向する下面4bと、四方の側面4cとを有する。
 カバーガラス4は、フレーム6のガラス取付面23上に支持された状態で開口部25を塞いでいる。カバーガラス4は、フレーム6上に設けられることで、イメージセンサ3の受光面側に対向するように、イメージセンサ3に対して平行状にかつ所定の間隔を隔てて設けられている。カバーガラス4は、開口部25の開口寸法よりも大きい外形寸法を有し、フレーム6の開口部25の全体を上側から覆うように設けられている。
 カバーガラス4は、平面視外形の寸法をフレーム6のフレーム本体部26よりも小さくしており、四方の側面4cを、各壁部20の外壁面22より内側に位置させている。したがって、ガラス取付面23は、カバーガラス4の周縁部により上側から被覆された被覆面部の外側に、カバーガラス4の外側に位置しカバーガラス4から露出した露出面部23aを有する。露出面部23aは、カバーガラス4の全周に沿って枠状に形成されている。
 カバーガラス4は、フレーム6のガラス取付面23に対し、樹脂材料により形成されたカバー側接合部28により固定されている。カバー側接合部28は、ガラス取付面23に対するカバーガラス4の被覆部分の全体にわたる範囲に形成されている。したがって、カバー側接合部28は、各壁部20上の形成部位の幅方向(図3における左右方向)について、内側の側面を内壁面21と略面一状とするとともに、外側の側面をカバーガラス4の側面4cと略面一状とする範囲に形成されている。カバー側接合部28をなす樹脂材料は、例えばエポキシ樹脂系接着剤やアクリル樹脂系接着剤等の接着剤である。
 カバーガラス4は、その上方に位置するレンズ等の光学系を経て上面4a側から入射する各種光を透過させる。カバーガラス4を透過した光は、キャビティ8を介してイメージセンサ3の受光面に到達する。カバーガラス4は、イメージセンサ3の受光面側を保護する機能を有する。なお、本技術に係る透明部材または透光性部材としては、カバーガラス4の代わりに、例えば、プラスチック板やシリコン板等を用いることができる。
 以上のような構成を備えた固体撮像装置1においては、カバーガラス4を透過した光が、キャビティ8内を通って、イメージセンサ3の画素領域12に配された各画素を構成する受光素子により受光されて検出される。
 以上のような構成を備えた固体撮像装置1は、基板2とイメージセンサ3とを互いに導通させるための電気的な接続構造に関し、次のような構成を備えている。すなわち、固体撮像装置1において、基板2の電極パッド14と、イメージセンサ3の電極パッド15とは、フレーム6の表面に沿って配された立体配線30により互いに電気的に接続されている。フレーム6は、立体配線30の一部を支持する部分として、フレーム延出部36を有する。
 フレーム延出部36は、フレーム本体部26をなす各壁部20の内壁面21からの延出部分であり、フレーム6の一部として設けられている。フレーム延出部36は、略上下方向を板厚方向とした所定の厚さを有する板状の部分であり、壁部20の上下方向の寸法に対して十分に薄い板厚を有する。図1に示す例では、フレーム延出部36は、全体として一定または略一定の板厚を有する。
 フレーム延出部36は、比較的容易に弾性変形する部分として形成されている。フレーム延出部36は、上側の板面である上面36aと、下側の板面である下面36bとを有する(図3参照)。フレーム延出部36は、内壁面21からの延出方向を、延出方向の先端側を基端側に対して下げるように緩やかな前下りの傾斜方向としている。
 フレーム延出部36は、上下方向について内壁面21の上下中間部から内側に向けて延出している。したがって、内壁面21は、フレーム延出部36よりも下側の部分である内壁面下部21aと、フレーム延出部36よりも上側の部分である内壁面上部21bとを有する(図3参照)。フレーム延出部36は、平面視での内壁面21からの突出長さについて、突出先端側の部分である縁端部をイメージセンサ3の電極パッド15の上方に位置させる長さを有する。
 フレーム延出部36は、平面視で壁部20の延伸方向を長手方向とした矩形状をなす部分である。フレーム延出部36は、平面視外形をなす面として、平面視で壁部20の延伸方向の両端面である側端面36cと、延出先端側の面である縁端面36dとを有する。フレーム延出部36は、平面視での壁部20の延伸方向について、壁部20の両端部を除いた中間部に形成されている。したがって、平面視で壁部20の延伸方向についての内壁面21の両端部は、フレーム延出部36の非形成部となっている。
 図2に示す例では、平面視において、開口部25の四隅に、隣り合うフレーム延出部36の側端面36cと隣り合う内壁面21の角部とによる略矩形状の領域が形成されている。この矩形状の領域は、平面視で基板2の表面2aおよびイメージセンサ3の表面3aの一部を露出させた領域となる。
 フレーム延出部36は、側面視形状として、下側を凸側とした湾曲状をなす湾曲形状を有する。詳細には、フレーム延出部36は、上述のとおり緩やかな前下りの傾斜状をなしながら、縁端面36d側の部分である縁端部36eをイメージセンサ3の表面3aに沿うように水平状の部分として緩やかに湾曲した形状を有する(図3参照)。
 立体配線30は、互いに対応した基板2の電極パッド14とイメージセンサ3の電極パッド15とを互いに電気的に接続する配線部分である。立体配線30は、例えばAu(金)やCu(銅)やAl(アルミニウム)やAg(銀)等の金属からなる所定の厚さの箔状ないし板状あるいは線状の金属部分である。
 立体配線30は、例えば、平面視で直線状に延伸した帯状の配線部分である。複数の立体配線30は、例えば、基板2の平面視外形における各辺部において、基板2における電極パッド14群およびイメージセンサ3における電極パッド15群の配設態様に応じて平行に配される(図2参照)。ただし、複数の立体配線30の平面的な配設態様については特に限定されない。
 立体配線30は、一端側である外側の端部を、金属バンプである基板側バンプ34を介して基板2の電極パッド14に電気的に接続させている。立体配線30は、他端側である内側の端部を、金属バンプであるセンサ側バンプ35を介してイメージセンサ3の電極パッド15に電気的に接続させている。これらの金属バンプは、例えば、Sn-Ag合金バンプ、Auスタッドバンプ、半田ボールバンプ、Au-Ag合金バンプ等であり、例えば扁平な円柱状や四角柱状の外形を有する。
 図3に示すように、立体配線30は、側面視での立体的な形状をなす部分として、フレーム6の下面24に沿う下面配線部31と、内壁面21の内壁面下部21aに沿う壁面配線部32と、フレーム延出部36に沿う延出配線部33とを有する。下面配線部31、壁面配線部32および延出配線部33は、一体的に連続した立体配線30を形成している。
 下面配線部31は、その延伸方向(図3における左右方向)について内壁面21から下面24の幅方向の略中央部までの範囲に形成されており、立体配線30において基板側バンプ34が位置する一側の縁端を電極パッド14の上方に位置させる長さを有する。壁面配線部32は、その延伸方向(図3における上下方向)について下面24からフレーム延出部36の基端部までの範囲に形成されている。
 延出配線部33は、フレーム延出部36の下面36bに沿って形成されている。延出配線部33は、その延伸方向について、フレーム延出部36における基端から縁端面36dまでの範囲に形成されている。つまり、延出配線部33は、図3に示すような側面断面視で、フレーム延出部36の下面36bに対して、フレーム延出部36の幅方向(図3における略左右方向)の全体にわたる範囲に形成されている。延出配線部33は、例えば、フレーム延出部36の先端側の端面をフレーム延出部36の縁端面36dと面一状とするように形成される。延出配線部33は、センサ側バンプ35の接続を受ける先端部33aを、フレーム延出部36の縁端部36eに沿った水平状の部分としている。
 立体配線30は、下面配線部31の一側の端部において、基板2の電極パッド14との間に基板側バンプ34を介在させ、延出配線部33の他側の端部(先端部)において、イメージセンサ3の電極パッド15との間にセンサ側バンプ35を介在させている。
 以上のように、基板2の電極パッド14とイメージセンサ3の電極パッド15とは、基板側バンプ34、立体配線30およびセンサ側バンプ35を介して互いに電気的に接続されている。電極パッド14および基板側バンプ34の周囲は、基板2とフレーム6との間に介在する基板側接合部27により被覆されている。
 基板側接合部27は、基板側バンプ34による電極パッド14と立体配線30との接続部を保護したり接合強度を補強したりする機能を有する。基板側接合部27は、基板2の表面2aに対するフレーム本体部26の被覆部分の全体にわたる範囲に形成されている。したがって、基板側接合部27は、各壁部20の下側の形成部位の幅方向(図3における左右方向)について、内側の側面を内壁面21と略面一状とするとともに、外側の側面を基板2の側面2cと略面一状とする範囲に形成されている。
 以上のような構成を備えた固体撮像装置1は、基板2とイメージセンサ3との間の電気的な接続に関する構成として、フレーム6の内側面である内壁面21から延出し、基板2とイメージセンサ3とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部40を備えている。固体撮像装置1においては、延出接続部40と、立体配線30の下面配線部31および壁面配線部32と、基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35とにより、基板2とイメージセンサ3とを互いに電気的に接続させる電気接続部が構成されている。
 延出接続部40は、フレーム6の一部として設けられたフレーム延出部36と、フレーム延出部36に沿って設けられた配線部分である延出配線部33とを有する部分である。すなわち、延出接続部40は、各壁部20の内壁面21からの内側への延出部分であり、フレーム延出部36と、立体配線30のうちフレーム延出部36の下面36bに沿って形成された複数の延出配線部33とを含んで構成されている。
 延出接続部40は、比較的弾性変形しやすいシート状の部分である。そして、延出接続部40は、センサ側バンプ35を介してイメージセンサ3の電極パッド15に接続された状態において、自然状態に対して先端側(センサ側バンプ35側)を上昇させるようにわずかに弾性変形した状態となっている。つまり、延出接続部40は、その弾性により、センサ側バンプ35を介して電極パッド15に対して下向きの押圧力を作用させるように設けられている。
 延出接続部40は、下側を凸側とした湾曲形状を有する。上述のとおり、フレーム延出部36は、側面視形状として下側を凸側とした湾曲形状を有する。フレーム延出部36の下面36bに対して、立体配線30の延出配線部33が所定の厚さで形成されている。これにより、延出接続部40は、全体としてフレーム延出部36の湾曲形状に倣って下側を凸側とした湾曲形状を有する。
 また、延出接続部40は、フレーム6のガラス取付面23よりも下方の位置に設けられている。上述のとおり、フレーム延出部36は、内壁面21の上下中間部から延出し、基端側(内壁面21側)から延出先端側にかけて徐々に下がるように傾斜した形状を有する。ガラス取付面23は、四方の壁部20の内壁面21により上側に開口した開口部25の開口端面である。
 したがって、延出接続部40の上層部分をなすフレーム延出部36の基端側は、内壁面21においてガラス取付面23よりも下側、つまりガラス取付面23に対して上下方向について基板2側に位置している。すなわち、フレーム延出部36は、内壁面21に対する接続部である基端部を、ガラス取付面23に対して、内壁面21の内壁面上部21bの上下方向の寸法分、下方の高さに位置させている。
 延出接続部40は、フレーム6のガラス取付面23よりも下側の位置に設けられることで、カバーガラス4に対して下方に離れた位置に設けられている。すなわち、延出接続部40は、カバーガラス4の下面4bに対して下方に離間した位置に設けられており、カバーガラス4とは接触しないように設けられている。したがって、延出接続部40を構成するフレーム延出部36の上面36aは、フレーム6における上側の面であって、カバーガラス4に接触しない面であり、カバーガラス4に対して接着されていない非接着部(非接着面)となっている。
 このように、延出接続部40は、フレーム延出部36においてフレーム6に対するカバーガラス4の支持を分担しないように設けられている。そして、フレーム6は、四方の壁部20の上面のみをカバーガラス4を支持するガラス取付面23としている。
 また、延出接続部40において、立体配線30の一部をなす延出配線部33は、フレーム延出部36の外部に形成されている。延出配線部33は、フレーム6の一部をなすフレーム延出部36に対して、下側の面である下面36b上に形成されることで、フレーム延出部36の外部、つまりフレーム延出部36の表面上に形成されている。
 本実施形態に係る固体撮像装置1は、基板2およびカバーガラス4それぞれに対するフレーム6の接合構成について、次のような構成を備えている。固体撮像装置1は、基板2とフレーム6とを互いに固定させる第1の接合部としての基板側接合部27と、カバーガラス4とフレーム6とを互いに固定させる第2の接合部としてのカバー側接合部28とを備えている。そして、基板側接合部27およびカバー側接合部28は、平面視で少なくとも一部同士を重ねている。
 詳細には、図3に示すように、フレーム6の各壁部20の上下に位置するカバー側接合部28および基板側接合部27の形成範囲について、基板側接合部27の幅方向の形成範囲A1と、カバー側接合部28の幅方向の形成範囲A2とは、平面視で大部分同士を重ねている。ここで、各接合部27,28についての幅方向は、フレーム本体部26の平面視形状に沿って枠状に形成された各接合部27,28の各壁部20に対応した各辺部において、平面視で各壁部20の延伸方向に直交する方向である。
 図3に示す例では、基板側接合部27およびカバー側接合部28の幅方向の形成範囲は、互いに略一致している。つまり、基板側接合部27およびカバー側接合部28は、平面視において形成範囲の略全体同士を重ねるように形成されている。基板側接合部27およびカバー側接合部28は、平面視で互いにずれた位置に形成されてもよいが、図3に示す幅方向の形成範囲A1,A2について、少なくとも両形成範囲の半分の部分同士(両形成範囲の大部分同士)を重ねるように形成されることが好ましい。
 <2.第1実施形態に係る固体撮像装置の製造方法>
 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置1の製造方法の一例について、図4から図6を参照して説明する。
 まず、図4Aに示すように、枠状のフレーム本体部26およびフレーム本体部26の内側面である内壁面21から延出したフレーム延出部36を有するフレーム6を製造する工程が行われる。フレーム6は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料による射出成形等の金型成形により作製される。フレーム6においては、フレーム本体部26をなす各壁部20から延出したフレーム延出部36は、側面断面視における長手方向の一端側を壁部20の内壁面21につなげるとともに長手方向の他端側を自由端とした片持ち梁構造をなしている。
 次に、図4Bに示すように、フレーム6に対して、配線部としての立体配線30を形成する工程が行われる。立体配線30は、下面24に沿う下面配線部31、内壁面21に沿う壁面配線部32、およびフレーム延出部36の下面36bに沿う延出配線部33を有する配線部分として、フレーム本体部26の下面24からフレーム延出部36の先端にわたる範囲に形成される。
 立体配線30は、例えば公知のMID(Molded Interconnect Device)工法が用いられ、印刷技術やめっき技術等により形成される。MID工法によれば、例えば、金型成形により形成された立体成形物であるフレーム6の表面に金属薄膜を成形した後、レーザ加工によって金属薄膜を部分的に除去することにより、フレーム6の表面に金属配線である立体配線30が形成される。
 続いて、図4Cに示すように、立体配線30の一端側および他端側に端子部としての基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35を設ける工程が行われる。すなわち、立体配線30の一側の端部となる下面配線部31の端部に対して基板側バンプ34が形成され、立体配線30の他側の端部となる延出配線部33の端部に対してセンサ側バンプ35が形成される。基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35は、例えば、Sn-Ag合金を材料として、めっき、スパッタリング、蒸着等により形成される。また、基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35は、立体配線30における所定の部位に金属チップをマウントすることにより設けられてもよい。
 以上の工程により、立体配線30並びに基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35を有し、フレーム延出部36および延出配線部33により形成された延出接続部40を有するフレーム6である配線付フレーム6Aが得られる。延出接続部40は、フレーム延出部36と同様に、各壁部20の内壁面21側から延出した片持ち梁構造をなしている。
 一方、図5Aに示すように、表面2a側に複数の電極パッド14を有する基板2を準備する工程が行われる。
 次に、図5Bに示すように、基板2上にイメージセンサ3を設ける工程が行われる。すなわち、基板2に対しイメージセンサ3をダイボンドするダイボンディングが行われる。この工程では、基板2の表面2aにおける所定の実装部位に、イメージセンサ3が、例えば絶縁性または導電性の樹脂ペースト等の接着剤であるダイボンド材9によって接着されて固定される。これにより、基板2上にイメージセンサ3を実装したセンサ実装基板10が得られる。なお、イメージセンサ3は、例えば、イメージセンサ3を形成するための各種工程を経たシリコンウェーハをダイシングにより個片化することによって得られる。
 続いて、図6Aに示すように、配線付フレーム6Aをセンサ実装基板10にバンプ接続することでこれらを合体させるフレームマウントの工程が行われる。すなわち、基板2の電極部である電極パッド14に対して立体配線30の一端側の基板側バンプ34を電気的に接続するとともに、イメージセンサ3の電極部である電極パッド15に対して立体配線30の他端側のセンサ側バンプ35を電気的に接続する工程が行われる。
 基板2およびイメージセンサ3それぞれの電極パッド14,15に対する基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35の電気的な接続は、これらの金属バンプの種類等に応じて適宜の方法により行われる。具体的には、高温度で行う熱間圧接や室温で行う冷間圧接等の圧接法、導電性接着剤を用いた方法、フィルム形の異方性導電膜を用いた方法、超音波接合法等の公知の接合法が適宜用いられ、電極パッド14,15に対するバンプの電気的な接続が行われる。
 配線付フレーム6Aは、センサ実装基板10にマウントされた状態において、延出接続部40を、先端側(センサ側バンプ35側)を上昇させる方向にわずかに弾性変形させた状態となるように構成されている。すなわち、延出接続部40は、配線付フレーム6Aにおける自然状態(図4C参照)に対して、イメージセンサ3に接合されることで、センサ側バンプ35に接続される電極パッド15から相対的に上方に向けて押圧され、側面視での湾曲形状をより反らせる方向に弾性変形した状態となる(図6A、矢印B1参照)。なお、図6Aにおいては、自然状態の延出接続部40を二点鎖線で示している。
 次に、図6Bに示すように、フレーム本体部26の各壁部20と基板2との間に基板側接合部27を形成し、基板2に対してフレーム本体部26を接合する工程が行われる。基板側接合部27は、例えばディスペンサを用いたポッティング加工によって形成される。
 具体的には、基板側バンプ34による電極パッド14と立体配線30との接合部の周囲において基板2の表面2aとフレーム6の下面24との間に存在する隙間18(図6A参照)に対して、基板側接合部27をなすエポキシ樹脂等の樹脂材料が、ディスペンサのノズルから吐出されながら所定の部位に塗布される。その後、塗布された樹脂材料が所定の処理により硬化させられることにより、基板側接合部27が形成される。基板側接合部27により、基板側バンプ34による接続部が保護されるとともに、基板2とフレーム6の接合強度が補強される。
 そして、図6Cに示すように、フレーム6のフレーム本体部26上に、イメージセンサ3を上方から覆うカバーガラス4を設けるガラスマウントの工程が行われる。カバーガラス4は、例えば、所定の形状を有するガラス板をダイシングにより矩形状にカットすることにより準備される。カバーガラス4は、フレーム6のガラス取付面23の所定の部位にカバー側接合部28をなす接着剤を塗布した状態で、フレーム6の開口部25を上側から塞ぐようにガラス取付面23上に搭載されて固定される。
 以上のような製造工程により、固体撮像装置1が得られる。なお、上述した製造方法の例では、基板側接合部27を形成する工程の後に、ガラスマウントの工程が行われているが、これらの工程の順序は逆でもよい。
  以上のような本実施形態に係る固体撮像装置1およびその製造方法によれば、光軸精度に対するイメージセンサ3の反りやアオリの影響を抑制することができるとともに、パッケージの狭小化を図ることができる。
 固体撮像装置1は、基板2とイメージセンサ3とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部40を備えている。このような構成によれば、センサ実装基板10に対する配線付フレーム6Aのフレームマウント時に、配線付フレーム6Aにおいて片持ち梁構造をなしている延出接続部40が弾性変形することで、イメージセンサ3の反りやアオリを吸収することができる。これにより、フレーム6のガラス取付面23を基準とした光軸精度を保つことができるとともに、イメージセンサ3に対する立体配線30の電気的な接合強度を確保することができる。
 また、延出接続部40を備えた構成によれば、基板2とイメージセンサ3との間の電気的な接続を行うためのワイヤボンディングを廃止することができる。これにより、パッケージ内において複数のワイヤを配線するスペースが不要となるため、その分、パッケージを狭小化することができる。
 また、延出接続部40を備えた構成によれば、平面視でイメージセンサ3の周囲において配線部分をなす金属材料を露出させないようにすることができる。これにより、イメージセンサ3に対する入射光に関し、金属材料による反射光に起因するフレア等の不具合の発生を抑制することができ、イメージセンサ3の機能を確保することができる。
 また、延出接続部40を備えた構成によれば、例えば基板2とイメージセンサ3との接続に複数のワイヤを用いた構成との比較において、パッケージの低背化を容易に行うことができる。これにより、カバーガラス4をイメージセンサ3に近接配置することが可能となるので、カバーガラス4を透過する光について、イメージセンサ3が取り込むことができる光の入射角度の範囲を広く確保することが可能となる。つまり、イメージセンサ3に入射する光束の主光線入射角特性(CRA:Chief Ray Angle特性)を確保することができる。ここで、入射角度は、イメージセンサ3に対する入射光の傾斜角度であり、イメージセンサ3の受光面に対して垂直な線に対する傾斜角度である。このように、延出接続部40を備えた構成によれば、パッケージを低背化することが可能となり、CRA特性の確保とパッケージの省サイズ化を両立することができる。
 また、延出接続部40は、フレーム6のガラス取付面23よりも下方の位置に設けられている。このような構成によれば、延出接続部40の上面、つまりフレーム延出部36の上面36aとカバーガラス4の下面4bとの間の空間を確保することができ、延出接続部40をカバーガラス4に接触させないようにすることができる。これにより、カバーガラス4の接着を受けるガラス取付面23の内側の位置を内壁面21の位置に揃えることができるので、フレーム6に対するカバーガラス4の接着部の接着位置および接着幅を、基板2に対するフレーム6の接着部に揃えることが可能となる。
 具体的には、フレーム6におけるカバーガラス4に対する接合部であるカバー側接合部28による接着位置および接合部の幅(図3、形成範囲A2参照)を、基板2に対するフレーム6の接合部である基板側接合部27による接着位置および接合部の幅(図3、形成範囲A1参照)に合わせることが可能となる。これにより、基板側接合部27とカバー側接合部28の位置ズレを抑制することができるので、これらの接合部、特にガラス接着部であるカバー側接合部28の熱応力を低減することができる。接合部において生じる熱応力は、接合部の剥離やパッケージの変形等の不具合の原因となり得る。なお、基板側接合部27の位置とカバー側接合部28の位置のズレが大きくなるとこれらの接合部における熱応力が増大することが、シミュレーションや試験の結果として得られている。
 また、フレーム6において、ガラス取付面23は、上下方向に対して垂直な面であって、カバーガラス4から露出した露出面部23aを有する。このような構成によれば、ガラス取付面23の露出面部23aを、例えば、セット構造のレンズ筐体等への接合面や、セット構造に対する固体撮像装置1の取付けに際してのアオリの調整(撮像面の傾きの調整)等における基準面等として使用することが可能となる。
 また、延出接続部40は、フレーム6の一部であるフレーム延出部36と、フレーム延出部36に対して形成された立体配線30の延出配線部33とを有する。このような構成によれば、弾性変形可能な延出接続部40を比較的容易に形成することが可能となる。また、フレーム延出部36により延出配線部33を上側から被覆した構成とすることにより、立体配線30をなす金属部分を平面視で露出させないようにすることができるので、イメージセンサ3に対する入射光に関するフレアを抑制することができる。
 また、延出接続部40において、立体配線30の一部をなす延出配線部33は、フレーム延出部36の外部に形成されている。このような構成によれば、立体配線30の配線部分の露出面積を容易に確保することができ、イメージセンサ3に対する立体配線30の電気的な接続を比較的容易に行うことができる。
 また、延出接続部40は、下側を凸側とした湾曲形状を有する。このような構成によれば、延出接続部40の弾性変形によるばね作用が得やすくなるので、配線付フレーム6Aのフレームマウント時において延出接続部40の弾性変形をともなってイメージセンサ3の反りやアオリを効果的に吸収することができる。
 <3.第1実施形態に係る固体撮像装置の変形例>
 本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置1の変形例について説明する。
 (第1の変形例)
 図7に示すように、第1の変形例の固体撮像装置1は、フレーム6の四方の各壁部20から延出した延出接続部40について、平面視において隣り合う延出接続部40間の隙間を無くした構成を有する。すなわち、第1の変形例において、延出接続部40を構成するフレーム延出部36は、平面視でイメージセンサ3を全周にわたって囲むように設けられている。
 図7に示すように、平面視において、壁部20の延伸方向についてフレーム延出部36の非形成部位がなくなるように、フレーム延出部36が形成されている。つまり、第1の変形例では、図2に示す構成例においてフレーム延出部36の非形成部となっている開口部25の四隅の部分、つまり隣り合うフレーム延出部36間の部分を埋めるように、フレーム延出部36が延出形成されている。
 図7に示す例では、4つのフレーム延出部36のそれぞれは、平面視における長手方向の一側の側端面36cを、同一側の隣の内壁面21に接触ないし略接触させるとともに、同長手方向の他側の側端面36cを、同他側の隣のフレーム延出部36の一端側の端部の縁端面36dに対して接触ないし略接触させている。すなわち、図7に示す例では、各フレーム延出部36は、平面視における長手方向の一側を、開口部25の隅部を埋める延出部36fとしている。このように、4つのフレーム延出部36は、平面視において、隣り合うフレーム延出部36間に隙間が生じないように形成されている。
 なお、平面視でイメージセンサ3を全周にわたって囲むように設けられるフレーム延出部36の形成態様は、特に限定されない。フレーム延出部36の形成態様としては、例えば、互いに対向する一組のフレーム延出部36を、それぞれ内壁面21の長手方向の全体にわたる範囲に形成するとともに、互いに対向する他の一組のフレーム延出部36を、両端の側端面36cを両隣のフレーム延出部36の縁端面36dに対して接触ないし接触させた状態とするように形成した態様であってもよい。
 また、フレーム延出部36の形成態様としては、例えば、四方の壁部20に沿うフレーム延出部36を、全周にわたって一体的につながった部分として形成した態様であってもよい。つまり、フレーム延出部36は、壁部20毎に独立しておらず平面視で開口部25の周縁部を被覆するように枠状をなす一体の部分として形成された部分であってもよい。
 第1の変形例の構成によれば、四方の延出接続部40によってイメージセンサ3の周囲が全周にわたって被覆されるので、フレアの低減効果を高めることができる。特に、フレーム延出部36を有するフレーム6の材料として、カーボンブラック等の黒色顔料を含有させた黒色樹脂材料等の低反射材料を用いることで、効果的にフレアを抑制することができる。
 (第2の変形例)
 図8に示すように、固体撮像装置1の第2の変形例の構成においては、延出接続部40が、水平状の部分として設けられている。つまり、延出接続部40が側面断面視において直線状をなすように設けられている。
 第2の変形例において、フレーム延出部36は、いずれも内壁面21に対して垂直状をなす上面36aおよび下面36bと、内壁面21と平行状の縁端面36dとを有し、平板状に形成されている。つまり、フレーム延出部36は、図8に示すような側面断面視において水平方向に沿って直線状に延伸している。図8に示す例では、フレーム延出部36は、全体として一定または略一定の板厚を有する。
 このような扁平なフレーム延出部36に対し、立体配線30の延出配線部33が、水平状の下面36bに沿って所定の厚さで形成されている。延出配線部33は、例えば、フレーム延出部36の先端側の端面をフレーム延出部36の縁端面36dと面一状とするように形成される。フレーム延出部36および延出配線部33により、水平状の延出接続部40が構成されている。
 第2の変形例の構成のように、延出接続部40は水平状の部分であってもよい。延出接続部40の形状は特に限定されるものではなく、延出接続部40としては、例えば、側面視で所定の屈曲形状をなす部分であったり、側面視で上側を凸側とした湾曲状をなす湾曲形状であったりしてもよい。また、延出接続部40の内壁面21からの上下方向の延出位置は、内壁面21の上下中間部に限らず、内壁面21の上端部またはその近傍であったり、内壁面21の下端部またはその近傍であったりしてもよい。
 <4.第2実施形態に係る固体撮像装置の構成例>
 本技術の第2実施形態に係る固体撮像装置50の構成例について、図9および図10を参照して説明する。以下に説明する各実施形態では、第1実施形態と共通のまたは対応する構成については同一の名称または同一の符号を用い、重複する内容についての説明を適宜省略する。
 本実施形態に係る固体撮像装置50は、基板2の電極パッド14とイメージセンサ3の電極パッド15とを導通させるための配線がフレーム6の内部に形成されている点で、第1実施形態に係る固体撮像装置1と異なる。つまり、本実施形態に係るフレーム6Bは、複数の内蔵配線60を有する配線内蔵フレームとなっている。
 図9および図10に示すように、本実施形態に係るフレーム6Bにおいては、第1実施形態の第2の変形例(図8参照)と同様に、延出接続部40が、水平状の部分として設けられている。すなわち、延出接続部40をなすフレーム延出部36は、いずれも内壁面21に対して垂直状をなす上面36aおよび下面36bと、内壁面21と平行状の縁端面36dとを有し、平板状に形成されている。
 固体撮像装置50において、基板2の電極パッド14と、イメージセンサ3の電極パッド15とは、フレーム6Bの内部に形成された内蔵配線60により互いに電気的に接続されている。フレーム6Bは、各内蔵配線60の一部を内蔵した部分として、フレーム延出部36を有する。
 内蔵配線60は、例えばAu(金)やCu(銅)やAl(アルミニウム)やAg(銀)等の金属からなる所定の厚さの箔状ないし板状あるいは線状の金属部分である。複数の内蔵配線60は、例えば、基板2の平面視外形における各辺部において、基板2における電極パッド14群およびイメージセンサ3における電極パッド15群の配設態様に応じて平面視で平行に配される。内蔵配線60は、一端側である外側の端部を基板側バンプ34を介して基板2の電極パッド14に電気的に接続させるとともに、他端側である内側の端部をセンサ側バンプ35を介してイメージセンサ3の電極パッド15に電気的に接続させている。
 図10に示すように、内蔵配線60は、側面視での立体的な形状をなす部分として、壁部20の内部に形成された第1縦配線部61と、壁部20およびフレーム延出部36の内部に形成された横配線部62と、フレーム延出部36の内部に形成された第2縦配線部63とを有する。第1縦配線部61、横配線部62および第2縦配線部63は、一体的に連続した内蔵配線60を形成している。
 第1縦配線部61は、上下方向に沿って延伸した配線部分である。第1縦配線部61は、下端をフレーム6Bの下面24に臨ませており、上端をフレーム延出部36の厚さ(上下方向の寸法)の範囲内の高さに位置させている。第1縦配線部61は、平面視で基板2の電極パッド14に重なる位置に形成されている。
 横配線部62は、水平方向に沿って延伸した配線部分であり、フレーム延出部36の延出方向に対して平行状に形成されている。横配線部62は、一端側となる外側の端部を第1縦配線部61の上端部につなげ、第1縦配線部61とともに直角状をなしている。横配線部62は、他端側となる内側の端部を、フレーム延出部36の先端部に位置させ、イメージセンサ3の電極パッド15の上方に位置させている。横配線部62は、例えば、フレーム延出部36に対して、フレーム延出部36の厚さ方向の中央部に形成される。
 横配線部62は、その延伸方向についての領域部分として、壁部20内に位置する部分である外側領域部62aと、フレーム延出部36内に位置する部分である内側領域部62bとを有する(図10参照)。すなわち、壁部20およびフレーム延出部36の内部に形成された横配線部62は、水平方向(図10における左右方向)についての内壁面21の位置(一点鎖線C1参照)を境界として形成部位により外側領域部62aと内側領域部62bに区分される。
 第2縦配線部63は、上下方向に沿った配線部分である。第2縦配線部63は、上端部を横配線部62の内側の端部につなげ、横配線部62とともに直角状をなしている。第2縦配線部63は、下端をフレーム延出部36の下面36bに臨ませており、平面視でイメージセンサ3の電極パッド15に重なる位置に形成されている。
 このような内蔵配線60に対して、基板側バンプ34は、フレーム6Bの下面24に臨んだ第1縦配線部61の下端部に対して電気的に接続されるように、下面24に対して形成される。これにより、内蔵配線60は、第1縦配線部61の下端部を、基板2の電極パッド14に対して基板側バンプ34を介して電気的に接続させる。また、センサ側バンプ35は、フレーム延出部36の下面36bに臨んだ第2縦配線部63の下端部に対して電気的に接続されるように、下面36bに対して形成される。これにより、内蔵配線60は、第2縦配線部63の下端部を、イメージセンサ3の電極パッド15に対してセンサ側バンプ35を介して電気的に接続させる。
 以上のような内蔵配線60においては、横配線部62の内側領域部62bおよび第2縦配線部63が、フレーム延出部36に設けられた配線部分である延出配線部となる。つまり、本実施形態では、フレーム延出部36と、内蔵配線60のうちの横配線部62の内側領域部62bおよび第2縦配線部63とにより、基板2とイメージセンサ3との間の電気接続部の一部をなす延出接続部40が構成されている。したがって、固体撮像装置50においては、延出接続部40と、内蔵配線60の第1縦配線部61および横配線部62の外側領域部62aと、基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35とにより、基板2とイメージセンサ3とを互いに電気的に接続させる電気接続部が構成されている。そして、本実施形態では、延出配線部である横配線部62の内側領域部62bおよび第2縦配線部63は、フレーム延出部36の内部に形成されている。
 本実施形態に係る配線内蔵フレームであるフレーム6Bは、公知の方法により形成することができる。フレーム6Bは、例えば、セラミック積層フレームとして構成される。この場合、フレーム6Bは、例えばアルミナ(Al)や窒化アルミニウム(AlN)や窒化ケイ素(Si)等のセラミック材料等により形成されたシート状の部材を積層した多層構造のセラミックフレームとなる。セラミック積層フレームにおいては、例えば、積層される各シート状の部材に内層配線を形成し、層間の内層配線をビア等を介して接続することで、所定のパターンで形成された内蔵配線60を有するフレーム6Bが得られる。
 フレーム6Bに関しては、多層構造のセラミックとして、例えば、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)と言われる低温焼成積層セラミックスを用いることができる。この場合、フレーム6Bの製造方法として、公知のLTCC製造プロセスを用いることができる。ただし、フレーム6Bは、例えば繊維強化プラスチックの一種であるガラスエポキシ樹脂等の有機材料を基材としたものやガラスを用いたガラスフレーム等の他の種類の基板であってもよい。
 本実施形態に係る固体撮像装置50においては、延出接続部40における配線部分が、フレーム6Bの内蔵配線60の一部として形成されている。このような構成によれば、複数の電極パッドに対する複数の配線部分を、フレーム6Bの内蔵配線60として比較的狭いピッチで形成することが可能となる。これにより、例えばイメージセンサ3における複数の電極パッド15等の配置に関して狭ピッチの電極パッドに対応することが可能となる。特に、フレーム6Bをセラミック積層構造として内蔵配線60のように内層配線化することにより、狭ピッチの電極パッドに容易に対応することが可能となる。
 また、本実施形態に係るフレーム構造によれば、フレーム6Bの製造とともに配線部が形成されるため、製造プロセスを比較的簡単なものとすることができる。また、フレーム6Bの内部に内蔵配線60を設けた構成によれば、配線部分がフレーム6Bの基材によって全体的に被覆された状態となるため、イメージセンサ3の周囲において配線部分をなす金属材料を露出させないようにすることができる。これにより、金属材料による反射光に起因するフレア等の不具合を効果的に抑制することができる。
 <5.第3実施形態に係る固体撮像装置の構成例>
 本技術の第3実施形態に係る固体撮像装置70の構成例について、図11および図12を参照して説明する。本実施形態に係る固体撮像装置70は、延出接続部40の構成の点で、上述した実施形態と異なる。
 図11および図12に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置70において、延出接続部40は、フレキシブル基板71により構成されている。フレキシブル基板71は、FPC(Flexible Printed Circuits)等と称されるプリント配線板であり、柔軟性に優れた薄板状の部材である。フレキシブル基板71は、銅箔等の導体箔により形成された配線層部を含む積層構造を有する。
 フレキシブル基板71は、いずれも内壁面21に対して垂直状をなす上面71aおよび下面71bと、内壁面21と平行状の縁端面71dとを有し、水平状の部分として設けられている(図12参照)。つまり、フレキシブル基板71は、図11に示すような側面断面視において水平方向に沿って直線状に延伸している。なお、フレキシブル基板71は、全体として一定または略一定の板厚を有する。
 また、本実施形態に係るフレーム6Cは、内蔵配線80を有する配線内蔵フレームである。フレーム6Cは、上述した実施形態に係るフレーム延出部36を有しておらず、四方の壁部20により構成されている。
 固体撮像装置70において、基板2の電極パッド14と、イメージセンサ3の電極パッド15とは、フレキシブル基板71と、フレーム6Cの内部に形成された内蔵配線80とにより互いに電気的に接続されている。フレキシブル基板71は、一部または全部を導電体とした基板接続部75を介して内蔵配線80に対して導通するように接続されている。
 フレキシブル基板71は、配線層部において、互いに対応した基板2の電極パッド14とイメージセンサ3の電極パッド15とを互いに電気的に接続するための配線部分である基板内配線72を複数有する。基板内配線72は、例えば、平面視で直線状に延伸した帯状の配線部分である。複数の基板内配線72は、例えば、基板2の平面視外形における各辺部において、基板2における電極パッド14群およびイメージセンサ3における電極パッド15群の配設態様に応じて平面視で平行に配される。
 フレキシブル基板71の各基板内配線72は、一端側である内側の端部を、センサ側バンプ35を介してイメージセンサ3の電極パッド15に電気的に接続させている。各基板内配線72は、他端側である外側の端部を、基板接続部75を介して内蔵配線80の内側の端部に電気的に接続させている。
 内蔵配線80は、例えばAu(金)やCu(銅)やAl(アルミニウム)やAg(銀)等の金属からなる所定の厚さの箔状ないし板状あるいは線状の金属部分である。内蔵配線80は、一端側である外側の端部を基板側バンプ34を介して基板2の電極パッド14に電気的に接続させるとともに、他端側である内側の端部を基板接続部75を介してフレキシブル基板71の基板内配線72に電気的に接続させている。
 図12に示すように、内蔵配線80は、側面視での立体的な形状をなす部分として、壁部20の内部に形成された縦配線部81と、同じく壁部20の内部に形成された横配線部82とを有する。縦配線部81および横配線部82は、一体的に連続した内蔵配線80を形成している。
 縦配線部81は、上下方向に沿って延伸した配線部分である。縦配線部81は、下端をフレーム6Cの下面24に臨ませており、上端をフレキシブル基板71の厚さ(上下方向の寸法)の範囲内の高さに位置させている。縦配線部81は、平面視で基板2の電極パッド14に重なる位置に形成されている。
 横配線部82は、水平方向に沿って延伸した配線部分であり、フレキシブル基板71と平行状に形成されている。横配線部82は、一端側となる外側の端部を縦配線部81の上端部につなげ、縦配線部81とともに直角状をなしている。横配線部82は、他端側となる内側の端部を、壁部20の内壁面21に臨ませている。
 このような内蔵配線80に対して、基板側バンプ34は、フレーム6Cの下面24に臨んだ縦配線部81の下端部に対して電気的に接続されるように、下面24に対して形成される。これにより、内蔵配線80は、縦配線部81の下端部を、基板2の電極パッド14に対して基板側バンプ34を介して電気的に接続させる。また、基板接続部75は、壁部20の内壁面21に臨んだ横配線部82の内側の端部に対して電気的に接続されるように、内壁面21に対して形成される。これにより、内蔵配線80は、横配線部62の内側の端部を、フレキシブル基板71の基板内配線72に対して基板接続部75を介して電気的に接続させる。
 基板接続部75は、フレキシブル基板71における複数の基板内配線72の配設部位に応じて設けられる。基板接続部75は、例えば、半田による接合部や、比較的低温での実装が可能な異方性導電膜により形成された部分である。
 本実施形態では、フレキシブル基板71および基板接続部75により、基板2とイメージセンサ3との間の電気接続部の一部をなす延出接続部40が構成されている。したがって、固体撮像装置70においては、延出接続部40と、内蔵配線80と、基板側バンプ34およびセンサ側バンプ35とにより、基板2とイメージセンサ3とを互いに電気的に接続させる電気接続部が構成されている。
 本実施形態に係る配線内蔵フレームであるフレーム6Cは、公知の方法により形成することができる。フレーム6Cは、例えば、繊維強化プラスチックの一種であるガラスエポキシ樹脂等の有機材料を基材とした有機基板フレームとして構成されたものである。ただし、フレーム6Cは、セラミック積層フレームやガラスを用いたガラスフレーム等の他の種類のフレームとして構成されたものであってもよい。
 本実施形態に係る固体撮像装置70においては、延出接続部40がフレキシブル基板71により構成されている。このような構成によれば、フレキシブル基板71は外力の作用により容易に弾性変形可能であるため、延出接続部40を弾性変形しやすい部分として容易に設けることができる。これにより、センサ実装基板10(図5B参照)に対するフレーム6Cのフレームマウント時に、イメージセンサ3の反りやアオリを効果的に吸収することができる。
 また、延出接続部40をなす部材としてフレキシブル基板71を用いた構成によれば、フレーム6C側において延出接続部40を形成する部分が不要となるため、フレーム6Cの形状を簡単なものとすることができる。これにより、金型を用いてフレーム6Cを形成する場合の金型の構造を簡略化することができ、フレーム6Cの製造コストを抑えることができる。
 なお、本実施形態に係る延出接続部40の配置態様に関し、フレキシブル基板71は、第1実施形態の第1の変形例の構成のように、平面視でイメージセンサ3を全周にわたって囲むように設けることにより、フレアの低減効果を高めることができる。
 また、本実施形態では、延出接続部40をなすフレキシブル基板71は水平状に設けられているが、フレキシブル基板71の形態は特に限定されない。固体撮像装置70において、例えば、フレキシブル基板71の柔軟性を利用して、自然状態では扁平なフレキシブル基板71を、図1に示す延出接続部40のように下側を凸側とした湾曲形状をなすように湾曲状態で設けてもよい。
 <6.電子機器の構成例>
 上述した実施形態に係る半導体装置の電子機器への適用例について、図13を用いて説明する。
 本技術に係る半導体装置(固体撮像装置)は、例えば可視光、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々な装置として適用することができる。本技術に係る固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラ装置、撮像機能を有する携帯端末装置、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、車両間等の測距を行う測距センサ等、画像取込部(光電変換部)に固体撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。また、固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態のものであってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態のものであってもよい。
 図13に示すように、電子機器としてのカメラ装置200は、光学部202と、固体撮像装置201と、カメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路203と、フレームメモリ204と、表示部205と、記録部206と、操作部207と、電源部208とを備える。DSP回路203、フレームメモリ204、表示部205、記録部206、操作部207および電源部208は、バスライン等の接続線209を介して適宜接続されている。固体撮像装置201は、上述した各実施形態に係る固体撮像装置のいずれかである。
 光学部202は、複数のレンズを含み、被写体からの入射光(像光)を取り込んで固体撮像装置201の撮像面上に結像する。固体撮像装置201は、光学部202によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
 表示部205は、例えば、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置201で撮像された動画または静止画を表示する。記録部206は、固体撮像装置201で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
 操作部207は、ユーザによる操作の下に、カメラ装置200が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部208は、DSP回路203、フレームメモリ204、表示部205、記録部206および操作部207の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
 以上のようなカメラ装置200によれば、固体撮像装置201に関し、光軸精度に対するイメージセンサ3の反りやアオリの影響を抑制することができるとともに、パッケージの狭小化を図ることができる。
 上述した実施形態の説明は本技術の一例であり、本技術は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。また、上述した各実施形態の構成、各変形例の構成は適宜組み合せることができる。
 上述した実施形態では、半導体素子は、受光素子であるイメージセンサ3であるが、本技術に係る半導体素子はこれに限定されない。本技術に係る半導体素子は、例えば、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER:垂直共振器面発光レーザ)、レーザーダイオード、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子であってもよい。また、半導体装置としての撮像装置は、1つのチップに複数の半導体素子を備えた構成のものや、複数の半導体素子を複数のチップとして備えた構成のものであってもよい。
 また、上述した実施形態では、本技術に係るカバー部材として透明なカバーガラス4が例示されているが、本技術に係るカバー部材は、透明な部材に限定されるものではなく、半透明または不透明なカバー体であってもよい。
 なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
 (1)
 基板と、
 前記基板上に設けられた半導体素子と、
 前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、
 前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、
 前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えた
 半導体装置。
 (2)
 前記フレーム部は、前記カバー部材の取付けを受けるカバー取付面を有し、
 前記延出接続部は、前記カバー取付面よりも下方の位置に設けられている
 前記(1)に記載の半導体装置。
 (3)
 前記カバー取付面は、上下方向に対して垂直な仮想平面上に位置する平面であり、前記カバー部材から露出した露出面部を有する
 前記(2)に記載の半導体装置。
 (4)
 前記延出接続部は、
 前記フレーム部の一部として設けられたフレーム延出部と、
 前記フレーム延出部に設けられた配線部分である延出配線部と、を有する
 前記(1)~(3)のいずれか1つに記載の半導体装置。
 (5)
 前記延出配線部は、前記フレーム延出部の外部に形成されている
 前記(4)に記載の半導体装置。
 (6)
 前記延出配線部は、前記フレーム延出部の内部に形成されている
 前記(4)に記載の半導体装置。
 (7)
 前記延出接続部は、フレキシブル基板により構成されている
 前記(1)~(3)のいずれか1つに記載の半導体装置。
 (8)
 前記延出接続部は、下側を凸側とした湾曲形状を有する
 前記(1)~(7)のいずれか1つに記載の半導体装置。
 (9)
 前記延出接続部は、平面視で前記半導体素子を全周にわたって囲むように設けられている
 前記(1)~(8)のいずれか1つに記載の半導体装置。
 (10)
 前記基板と前記フレーム部とを互いに固定させる第1の接合部と、
 前記カバー部材と前記フレーム部とを互いに固定させる第2の接合部と、を備え、
 前記第1の接合部および前記第2の接合部は、平面視で少なくとも一部同士を重ねている
 前記(1)~(9)のいずれか1つに記載の半導体装置。
 (11)
 基板と、
 前記基板上に設けられた半導体素子と、
 前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、
 前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、
 前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えた
 半導体装置を含む
 電子機器。
 (12)
 枠状のフレーム本体部および前記フレーム本体部の内側面から延出したフレーム延出部を有するフレームを製造する工程と、
 前記フレームに対して、前記フレーム本体部の下面から前記フレーム延出部の先端にわたる範囲に配線部を形成する工程と、
 前記配線部の一端側および他端側に端子部を設ける工程と、
 基板上に半導体素子を設ける工程と、
 前記基板の電極部に対して前記配線部の一端側の前記端子部を接続するとともに、前記半導体素子の電極部に対して前記配線部の他端側の前記端子部を接続する工程と、
 前記基板に対して前記フレーム本体部を接合する工程と、
 前記フレーム本体部上に、前記半導体素子を上方から覆うカバー部材を設ける工程と、を含む
 半導体装置の製造方法。
 1   固体撮像装置(半導体装置)
 2   基板
 3   イメージセンサ(半導体素子)
 4   カバーガラス(カバー部材)
 5   パッケージ本体部
 6   フレーム(フレーム部)
 6A  配線付フレーム
 6B  フレーム(フレーム部)
 6C  フレーム(フレーム部)
 10  センサ実装基板
 14  電極パッド(電極部)
 15  電極パッド(電極部)
 20  壁部
 21  内壁面
 23  ガラス取付面(カバー取付面)
 23a 露出面部
 26  フレーム本体部
 27  基板側接合部(第1の接合部)
 28  カバー側接合部(第2の接合部)
 30  立体配線(配線部)
 33  延出配線部
 34  基板側バンプ(端子部)
 35  センサ側バンプ(端子部)
 36  フレーム延出部
 36f 延出部
 40  延出接続部
 50  固体撮像装置(半導体装置)
 60  内蔵配線
 62b 内側領域部
 63  第2縦配線部
 70  固体撮像装置(半導体装置)
 71  フレキシブル基板
 80  内蔵配線
 200 カメラ装置(電子機器)
 201 固体撮像装置(半導体装置)

Claims (12)

  1.  基板と、
     前記基板上に設けられた半導体素子と、
     前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、
     前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、
     前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えた
     半導体装置。
  2.  前記フレーム部は、前記カバー部材の取付けを受けるカバー取付面を有し、
     前記延出接続部は、前記カバー取付面よりも下方の位置に設けられている
     請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記カバー取付面は、上下方向に対して垂直な仮想平面上に位置する平面であり、前記カバー部材から露出した露出面部を有する
     請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記延出接続部は、
     前記フレーム部の一部として設けられたフレーム延出部と、
     前記フレーム延出部に設けられた配線部分である延出配線部と、を有する
     請求項1に記載の半導体装置。
  5.  前記延出配線部は、前記フレーム延出部の外部に形成されている
     請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記延出配線部は、前記フレーム延出部の内部に形成されている
     請求項4に記載の半導体装置。
  7.  前記延出接続部は、フレキシブル基板により構成されている
     請求項1に記載の半導体装置。
  8.  前記延出接続部は、下側を凸側とした湾曲形状を有する
     請求項1に記載の半導体装置。
  9.  前記延出接続部は、平面視で前記半導体素子を全周にわたって囲むように設けられている
     請求項1に記載の半導体装置。
  10.  前記基板と前記フレーム部とを互いに固定させる第1の接合部と、
     前記カバー部材と前記フレーム部とを互いに固定させる第2の接合部と、を備え、
     前記第1の接合部および前記第2の接合部は、平面視で少なくとも一部同士を重ねている
     請求項1に記載の半導体装置。
  11.  基板と、
     前記基板上に設けられた半導体素子と、
     前記半導体素子を上方から覆うカバー部材と、
     前記基板に対して前記カバー部材を支持するフレーム部と、
     前記フレーム部の内側面から延出し、前記基板と前記半導体素子とを互いに電気的に接続させる電気接続部の一部をなす延出接続部と、を備えた
     半導体装置を含む
     電子機器。
  12.  枠状のフレーム本体部および前記フレーム本体部の内側面から延出したフレーム延出部を有するフレームを製造する工程と、
     前記フレームに対して、前記フレーム本体部の下面から前記フレーム延出部の先端にわたる範囲に配線部を形成する工程と、
     前記配線部の一端側および他端側に端子部を設ける工程と、
     基板上に半導体素子を設ける工程と、
     前記基板の電極部に対して前記配線部の一端側の前記端子部を接続するとともに、前記半導体素子の電極部に対して前記配線部の他端側の前記端子部を接続する工程と、
     前記基板に対して前記フレーム本体部を接合する工程と、
     前記フレーム本体部上に、前記半導体素子を上方から覆うカバー部材を設ける工程と、を含む
     半導体装置の製造方法。
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