JP4148932B2 - 半導体装置、半導体モジュール及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
また、本発明にあっては、接着層の吸水率を20%以下とすることにより、接着層の耐湿性が確実に向上し、接着層の吸水率を5%以上とすることにより、充分な透水性を示す接着層が実現される。
そして、本発明にあっては、透水性粒子の粒径を10μm以下とすることにより、接着層の耐湿性が確実に向上し、透水性材料の粒径を0.01μm以上とすることにより、充分な透水性を示す接着層が実現される。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
本発明にあっては、接着層が光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、露光及び現像などのフォトリソグラフィ技術を用いて接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して所定の形状にパターニングし、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、パターニングされた接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で確実に接着することができる。フォトリソグラフィ技術を用いて接着層を半導体基板又は被覆部にパターン形成することから、高精度かつ微細なパターンの接着層を形成することができる。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
図1は本発明の実施の形態1に係る半導体装置としての撮像装置の概略構成を示す説明図である。同図(a)は撮像装置を一面(一平面、一表面)からみた平面図、(b)は(a)のA−A線における構造断面図である。
本発明の実施の形態1に係る半導体装置としての撮像装置1は、平面視が矩形状の撮像素子11が形成された半導体基板10と、撮像素子11の一面に形成された受光部12に対向して配置された蓋部13と、撮像素子11の一面において受光部12を除いた領域に形成され、半導体基板10(撮像素子11)及び蓋部13を接着する接着層14とを備える。
図2〜4は本発明の実施の形態1に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図であり、具体的には、図2は蓋部の形成工程を示す説明図、図3は半導体ウェハに形成した撮像素子の状況を示す説明図、図4は半導体ウェハに形成した撮像素子の一面(受光部を有する表面)に図2で形成した蓋部を接着する工程を示す説明図である。
透湿度が7g/(m2 ・24h)のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から500時間経過するまでに、封止空間内に結露の発生が観察された。この結露の発生は、透湿度を10g/(m2 ・24h)より小さくすると、封止空間内に水分が侵入した場合、侵入した水分を外部へ充分速やかに排出できないためであると考えられる。一方、透湿度が10g/(m2 ・24h)以上のサンプルでは、信頼性試験の開始から500時間経過した場合であっても、封止空間内における結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
吸水率が22%のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から500時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、吸水率を20%より大きくすると、透水性粒子(ゼオライト)の粒径や含有率のために、接着層14から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、吸水率が20%以下のサンプルでは、信頼性試験の開始から500時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生及び結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
透水性粒子(ゼオライト)の粒径が15μmのすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から500時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、粒径を10μmより大きくすると、接着層14から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、透水性粒子(ゼオライト)の粒径が10μmのサンプルでは、信頼性試験の開始から500時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生及び結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
図7及び図8は本発明の実施の形態2に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図であり、具体的には、図7は半導体ウェハに形成した撮像素子の一面(受光部を有する表面)に接着層を形成した状態を示す説明図、図8は図7の半導体ウェハに透光性板材を接着した後に、透光性板材を分割して蓋部を形成する工程を示す説明図である。
図9は本発明の実施の形態3に係る半導体モジュールの概略構成を示す構造断面図である。半導体モジュール2は例えばカメラモジュールであり、プリント基板、セラミック基板などの配線基板40に、外部からの光を取り入れるためのレンズ41と、レンズ41を保持するレンズ保持具42とが装着される。配線基板40の上にはデジタルシグナルプロセッサ(以下、DSPという)43が載置される。DSP43は撮像装置1(撮像素子11)の動作を制御し、撮像装置1(撮像素子11)から出力された信号を適宜処理して光学機器に必要な信号を生成する制御部(画像処理装置)として機能する。ボンディングワイヤ43wにより、DSP43の各接続端子と配線基板40の上に形成された配線(不図示)はワイヤボンディングされ電気的に接続される。
10 半導体基板
11 撮像素子
12 受光部
13 蓋部
14 接着層
15 ボンディングパッド
20 透光性板材
30 半導体ウェハ
40 配線基板
Claims (10)
- 半導体基板と、該半導体基板を被覆する被覆部と、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する接着層とを備える半導体装置であって、
前記接着層は、
熱硬化性樹脂、及び多孔質の透水性粒子を含み、又は、
熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、及び多孔質の透水性粒子を含み、
該透水性粒子の粒径が0.01μm以上10μm以下であり、
前記接着層の透湿度が50g/(m2 ・24h)乃至150g/(m2 ・24h)であり、
吸水率が5%以上20%以下であること
を特徴とする半導体装置。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。 - 前記半導体基板には、受光部を有する撮像素子が形成されており、
前記被覆部は、前記受光部に対向して配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記接着層は、
前記受光部が形成された領域を除く領域に形成されていること
を特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 少なくとも一方の基体の一面に半導体素子が形成され、前記半導体素子が対向するように配置された2つの基体と、各基体を接着する接着層とを備え、前記半導体素子が形成された領域を除く前記一面に前記接着層が形成されてなる半導体装置であって、
前記接着層は、
熱硬化性樹脂、及び多孔質の透水性粒子を含み、又は、
熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、及び多孔質の透水性粒子を含み、
該透水性粒子の粒径が0.01μm以上10μm以下であり、
前記接着層の透湿度が50g/(m2 ・24h)乃至150g/(m2 ・24h)であり、
吸水率が5%以上20%以下であること
を特徴とする半導体装置。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。 - 導体配線が形成された配線基板と、
該配線基板に配置された請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の半導体装置と
を備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 複数の半導体素子が形成された半導体基板及び前記半導体素子を覆うことができる被覆部を接着層で接着する接着工程と、
接着層の透湿度が50g/(m2 ・24h)乃至150g/(m2 ・24h)であり、吸水率が5%以上20%以下である状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割する工程と
を含み、
前記接着層は、
光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、及び多孔質であり、粒径が0.01μm以上10μm以下である透水性粒子を含む材料からなり、
前記接着工程は、
前記半導体基板又は前記被覆部に前記接着層を形成する工程と、
前記接着層を選択的に露光して、所定領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、
前記所定領域外で、露光されず、光硬化性樹脂が硬化しない領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、
パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。 - 複数の半導体素子が形成された半導体基板及び前記半導体素子を覆うことができる被覆部を接着層で接着する接着工程と、
接着層の透湿度が50g/(m 2 ・24h)乃至150g/(m 2 ・24h)であり、吸水率が5%以上20%以下である状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割する工程と
を含み、
前記接着層は、
熱硬化性樹脂、及び多孔質であり、粒径が0.01μm以上10μm以下である透水性粒子を含む材料からなり、
前記接着工程は、
所定領域に対応するパターンを有する印刷版を介して、前記接着層を前記半導体基板又は前記被覆部に印刷する工程と、
印刷した接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。 - 複数の半導体素子が形成された半導体基板及び前記半導体素子を覆うことができる被覆部を接着層で接着する接着工程と、
接着層の透湿度が50g/(m 2 ・24h)乃至150g/(m 2 ・24h)であり、吸水率が5%以上20%以下である状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割する工程と
を含み、
前記接着層は、
熱硬化性樹脂、及び多孔質であり、粒径が0.01μm以上10μm以下である透水性粒子を含む材料からなり、
前記接着工程は、
所定領域に対応するパターンとするように、前記接着層を前記半導体基板又は前記被覆部に吐出する工程と、
吐出した接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。 - 受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は各撮像素子の受光部に対応した複数の透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、及び多孔質であり、粒径が0.01μm以上10μm以下である透水性粒子を含む接着層を形成する工程と、
前記接着層を選択的に露光して、前記受光部が形成された領域を除く領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、
露光されず、光硬化性樹脂が硬化しない領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、
パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程と、
接着層の透湿度が50g/(m2 ・24h)乃至150g/(m2 ・24h)であり、吸水率が5%以上20%以下である状態で前記半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。 - 受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は前記複数の撮像素子の受光部を覆うことができる透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、及び多孔質であり、粒径が0.01μm以上10μm以下である透水性粒子を含む接着層を形成する工程と、
前記接着層を選択的に露光して、前記受光部が形成された領域を除く領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、
露光されず、光硬化性樹脂が硬化しない領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、
パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程と、
接着層の透湿度が50g/(m2 ・24h)乃至150g/(m2 ・24h)であり、吸水率が5%以上20%以下である状態で前記半導体基板及び前記被覆部を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
但し、前記吸水率は、6mmφ(直径)で厚さが100μmの樹脂硬化皮膜の吸水前の質量と、40℃/90%RH(相対湿度パーセント)の環境下で168時間吸水させた後に質量とに基づき算出した、水分の質量パーセント(wt%)。
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