JP5218058B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像素子を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。

近年、携帯電話或いは携帯型パーソナルコンピュータ（ハンディＰＣ）等、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子を使用したカメラを搭載する電子機器が増加している。

携帯電話或いはハンディＰＣ等の小型・軽量化に伴い、当該固体撮像素子を収容した半導体装置も更なる小型・軽量化が要求されている。
固体撮像素子を収容した半導体装置に関しては、従来、幾つかの提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、従来の固体撮像素子を収容した半導体装置の一例を、図４０に示す。
図４０に示す半導体装置２００は、固体撮像素子２０１が回路基板２０２上に搭載・実装された構造を有している。

固体撮像素子２０１は、複数の受光素子(フォトセンサ)を含む受光領域２０３が形成された半導体基板上にマイクロレンズ(図示せず)が配設され、当該マイクロレンズ上には、所定屈折率の接着剤２０４を介してガラス板２０５が配設されている。

固体撮像素子２０１の受光領域２０３の外側には電極端子２０６が設けられ、また前記回路基板２０２には配線パターン２０７が形成されている。
そして、固体撮像素子２０１の電極端子２０６と回路基板２０２の配線パターン２０７との間は、ボンディングワイヤ２０８によって接続され、当該ボンディングワイヤ２０８、および固体撮像素子２０１の外周部分は、封止材２０９によって封止されている。

このような半導体装置２００において、固体撮像素子２０１が実装された回路基板２０２に於ける配線パターン２０７の一部は外部接続端子２１０を構成する。そして当該半導体装置２００が電子機器のマザーボードに搭載された際には、この外部接続端子２１０は、電子機器のマザーボード２１１の配線パターン２１２に接続される。
特開２００３−１９７８８５号公報

前記従来の半導体装置構造にあっては、次のような問題点があった。
図４０に示す構成に於いて、ガラス板２０５は固体撮像素子２０１の受光領域２０３の上方に接着剤２０４によって接着されるが、このときガラス板２０５を固体撮像素子２０１に接着するための領域が、受光領域２０３上および当該受光領域２０３と電極端子２０６との間に設けられる必要がある。

即ち、当該半導体装置２００を構成する際には、受光領域２０３と電極端子２０６との間に、ガラス板２０５の接着に用いる接着剤専用のスペースを確保しておく必要があった。

このため、電極端子２０６よりも内側に、かかるスペースを確保できるサイズの固体撮像素子２０１を用いなければならなかった。
一方、固体撮像素子２０１が大形化されると、当該固体撮像素子２０１が収容される半導体装置の小型化・軽量化を図ることが難しくなる。

このような問題は、種々の固体撮像素子について、ガラス板等の透明基板と対向させる構成とする場合に同様に起こり得る。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子を収容した小型・軽量の半導体装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、電極を有する基板と、前記基板上に配置され、受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する固体撮像素子と、前記電極と前記バンプとを接続するワイヤ配線と、前記バンプと前記ワイヤ配線との接続部に配設された接着剤と、前記受光領域上を覆い且つ前記接続部に支持されて前記接着剤により接着された透明基板と、前記固体撮像素子の側面および前記ワイヤ配線を封止する封止部と、を有する半導体装置が提供される。

また、本発明の一観点によれば、電極を有する基板上に、受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する固体撮像素子を配置する工程と、前記電極と前記バンプとをワイヤ配線で接続する工程と、前記バンプと前記ワイヤ配線との接続部に接着剤を配設し、前記接着剤により、前記固体撮像素子に対向させて透明基板を接着する工程と、前記固体撮像素子の側面および前記ワイヤ配線を封止する封止部を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。

さらに、本発明の一観点によれば、複数の電極を有する基板上に、各々受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する複数の固体撮像素子を配置する工程と、前記複数の固体撮像素子の前記各バンプと前記基板の前記各電極とをそれぞれワイヤ配線で接続する工程と、前記バンプと前記ワイヤ配線との各接続部に接着剤を配設し、前記接着剤により、前記複数の固体撮像素子に対向させて透明基板を接着する工程と、前記複数の固体撮像素子間を封止する封止部を形成する工程と、前記透明基板、前記封止部および前記基板を切断し、前記固体撮像素子を含む個々の半導体装置に分割する工程と、を有する半導体装置の製造方法半導体装置の製造方法が提供される。さらに、本発明の一観点によれば、複数の電極を有する基板上に、各々受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する複数の固体撮像素子を配置する工程と、前記複数の固体撮像素子の前記各バンプと前記基板の前記各電極とをそれぞれワイヤ配線で接続する工程と、前記バンプと前記ワイヤ配線との各接続部に接着剤を配設し、前記接着剤により、前記複数の固体撮像素子のそれぞれに対向させて複数の透明基板を接着する工程と、前記複数の固体撮像素子間を封止する封止部を形成する工程と、前記封止部および前記基板を切断し、前記固体撮像素子を含む個々の半導体装置に分割する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。

開示の技術により、半導体素子の小型化・軽量化を図ることができ、半導体素子と当該半導体素子上に配設された透明基板を具備する半導体装置の小型・軽量化、並びに低コスト化を図ることができる。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

第１の実施の形態の半導体装置の断面模式図。 第１の実施の形態の半導体装置の効果を説明する図であって、（Ａ）は金ワイヤの接続部より内側に接着剤を形成した半導体装置の断面模式図、（Ｂ）は金ボールと金ワイヤの接続部に接着剤を形成した半導体装置の断面模式図。 第１の実施の形態の半導体装置の効果を説明する図であって、（Ａ）は図２（Ａ）のＧ部拡大図、（Ｂ）は図２（Ｂ）のＨ部拡大図。 第１の実施の形態の半導体装置の効果を説明する図であって、（Ａ）は金ワイヤの接続部より内側に接着剤を形成した半導体装置の平面模式図、（Ｂ）は金ボールと金ワイヤの接続部に接着剤を形成した半導体装置の平面模式図。 第１の実施の形態の半導体装置の効果を説明する図であって、（Ａ）は金ワイヤの接続部より内側に接着剤を形成した半導体装置の封止状態を示す図、（Ｂ）は金ボールと金ワイヤの接続部に接着剤を形成した半導体装置の封止状態を示す図。 第１の実施の形態のダイス付け工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態の金ボール形成工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態の金ワイヤ形成工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態のガラス板搭載工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態の接着剤硬化工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態の樹脂封止工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態の半田ボール形成工程の要部断面模式図。 第１の実施の形態の半田ボール形成後の全体斜視図。 図１３のＩ部拡大斜視図。 図１４のＪ−Ｊ断面模式図。 ホルダの断面模式図。 第１の実施の形態の半導体装置を用いた光モジュールの断面模式図。 第１の実施の形態の半導体装置を用いた別の光モジュールの断面模式図。 第２の実施の形態の半導体装置の断面模式図。 第２の実施の形態の半導体装置の斜視図。 第２の実施の形態の半導体装置を用いた光モジュールの断面模式図。 第２の実施の形態の第１溝形成工程の要部斜視図。 第２の実施の形態の第２溝形成工程の要部斜視図。 第２の実施の形態の半導体装置分離工程の要部斜視図。 図２４のＫ−Ｋ断面模式図。 段差部の説明図であって、（Ａ）は金ワイヤの接続部より内側に接着剤を形成した半導体装置に段差部を形成した場合の断面模式図、（Ｂ）は金ボールと金ワイヤの接続部に接着剤を形成した半導体装置に段差部を形成した場合の断面模式図。 第３の実施の形態の半導体装置の断面模式図。 第３の実施の形態の半導体装置を用いた光モジュールの断面模式図。 第４の実施の形態の半導体装置の模式図であって、（Ａ）は平面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＬ−Ｌ断面模式図。 第４の実施の形態の半導体装置を用いた光モジュールの断面模式図。 第５の実施の形態の半導体装置の断面模式図。 第５の実施の形態の半導体装置の斜視図。 第５の実施の形態のガラス板搭載工程の要部断面模式図。 第５の実施の形態の接着剤硬化工程の要部断面模式図。 第５の実施の形態の樹脂封止工程の要部断面模式図。 第５の実施の形態の半田ボール形成工程の要部断面模式図。 第５の実施の形態の半田ボール形成後の全体斜視図。 第５の実施の形態の半導体装置分離工程の要部斜視図。 図３８のＮ−Ｎ断面模式図。 従来の固体撮像素子を実装した半導体装置の例を示す図。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本発明による半導体装置の第１の実施の形態を、図１に示す。

当該本発明による半導体装置１は、固体撮像素子２が回路基板３に実装されている。
当該固体撮像素子２は、シリコン等からなる半導体基板の一方の主面に、アレイ状に形成された多数の受光素子(フォトセンサ)からなる受光領域４を含み、当該受光素子上にはマイクロレンズ（図示せず）が配設されている。

当該受光領域４の外側の領域には、電極パッドに（図示せず）が配設されており、当該電極パッド上には、金（Ａｕ）ボールバンプからなる金属バンプ５が配設されている。
当該固体撮像素子２は、受光領域４および金バンプ５等が形成された面とは反対側の主面（裏面）が、フィルム状接着剤（ダイス付け材）６によって回路基板３に固定されている。

前記回路基板３には、その両面或いは必要に応じて内部に所定の配線パターン７が形成されており、固体撮像素子２搭載側の電極・配線パターン７と、当該固体撮像素子２上の金バンプ５が、金（Ａｕ）ワイヤからなるボンディングワイヤ８によって接続されている。

このようなボンディングワイヤ８を用いての接続は、回路基板３側の電極・配線パターンにファーストボンディングを行い、金ボール５側にセカンドボンディングを行うことにより形成する。この時、金ワイヤ８は、その終端が接続される金ボール５の近傍に於いては、回路基板３の主面に対し略平行方向に延びるように配設される。

そして、当該金ボール５と金ワイヤ８の接続部には、当該接続部を被覆して接着剤９が配設される。当該接着剤９により、固体撮像素子２の受光領域４を覆う板状の透明基板、例えばガラス板１０が固着される。当該接着剤９は、後述する如く、前記接続部相互間にも配設されて連続し、前記受光領域４を囲繞する枠状の平面形状を有する。

また、固体撮像素子２の上面の前記接着剤９の配設された領域の外側、並びに当該固体撮像素子２の側面、ガラス板１０の側面、および金ワイヤ８が、封止用樹脂１１により封止されている。

一方、前記回路基板３の、固体撮像素子２の搭載面とは反対側の主面（裏面）に形成された配線パターン７には、この半導体装置１をマザーボード等に実装する際に用いる外部接続端子１２として、半田ボールが配設されている。

このように、本発明による半導体装置１にあっては、固体撮像素子２上にガラス板１０を接着剤９により固着する際、接着剤９を、金ボール５と金ワイヤ８の接続部に配設し、当該接着剤９によりガラス板１０を接着する。

このような構成を有する半導体装置１によって得られる効果について、図２乃至図５を参照して説明する。
ここでは、金ボールと金ワイヤとの接続部よりも内側に接着剤を配設した半導体装置を比較例とし、これを、図２（Ａ）に半導体装置１ａとして示す。

また、ここでは、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、２つの半導体装置１，１ａにおいて、両者の固体撮像素子２，２ａの受光領域４，４ａが、同一の寸法Ｃを有するものとする。

尚、図３（Ａ）は、図２（Ａ）のＧ部の拡大図、また図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）のＨ部の拡大図である。
半導体装置１ａは、受光領域４ａを有する固体撮像素子２ａが、所定の配線パターン７ａが形成された回路基板３ａ上に実装された構成を有している。固体撮像素子２ａは、ダイス付け材６ａによって回路基板３ａに固定されている。

かかる構成に於いて、固体撮像素子２ａの電極パッドと回路基板３の配線パターン７ａの間は、金ワイヤ８ａによって接続されている。金ワイヤ８ａの接続は、固体撮像素子２ａの電極パッド側をファーストボンディングとし、配線パターン７ａ側をセカンドボンディングとする、通常のワイヤボンディング法によって行われている。

そして、当該半導体装置１ａでは、電極パッドと金ワイヤ８ａとの接続部と受光領域４ａとの間の領域に接着剤９ａが配設され、この接着剤９ａによって、受光領域４ａ上を覆ってガラス板１０ａが固着されている。

また、前記金ワイヤ８ａが配設されている箇所は、封止用樹脂１１ａによって封止されている。
そして、回路基板３ａの、固体撮像素子２ａの実装側と反対側の面の配線パターン７ａには、半田ボール１２ａが取り付けられている。

一方、図２（Ｂ）に示されるところの本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置１にあっては、前記接着剤９は金ボール５と金ワイヤ８との接続部を覆って配設さている。
図２（Ａ）および図３（Ａ）に示すように、半導体装置１ａにあっては、金ワイヤ８ａの接続部と受光領域４ａとの間に接着剤９ａの形成スペースを確保すると共に、固体撮像素子２ａのエッジから接着剤９ａまでの領域Ｄに、金ワイヤ８ａの接続部が設けられる必要がある。

これに対し、本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置１にあっては、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）に示すように、金ボール５と金ワイヤ８との接続部にこれを被覆して接着剤９を配設する。

従って、本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置１にあっては、固体撮像素子２を、前記固体撮像素子２ａと比べ、図３（Ａ）に於ける領域Ｄに相当する幅分小さくすることが可能になる。

また、図４（Ａ）は、図２（Ａ）に示す半導体装置の平面形状を示し、図４（Ｂ）は、図２（Ｂ）に示す本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置の平面形状を示す。
尚、図４（Ａ），（Ｂ）では、ガラス板１０ａ，１０、および封止用樹脂１１ａ，１１については、図示することを省略している。

図４（Ａ）に示す半導体装置１ａでは、固体撮像素子２ａの受光領域４ａの外周に電極パッドが配設され、当該電極パッドは金ワイヤ８ａによって回路基板３ａの配線パターン７ａに金ワイヤ８ａによって接続されている。そして、接着剤９ａは、受光領域４ａと電極パッドに接続された金ボール５ａとの間の領域に配設される（図４（Ａ）斜線部）。

一方、図４（Ｂ）に示す本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置１にあっては、固体撮像素子２の受光領域４の周囲には金ボール５が形成され、当該金ボール５には回路基板３の配線パターン７との間を接続する金ワイヤ８が接続されている。そして、当該金ボール５と金ワイヤ８との接続部を被覆し、且つ隣接する接続部間を埋めるように接着剤９が配設される（図４（Ｂ）斜線部）。

このような、当該図４（Ｂ）に示した半導体装置１にあっては、金ボール５の配設位置を、図４（Ａ）に示した半導体装置１ａに於いて、接着剤９ａが配設されていた位置まで移動せしめることができる。

すなわち、半導体装置１にあっては、半導体装置１ａに比して、領域Ｄの分固体撮像素子２を小形化することが可能となり、もってその外形寸法（サイズ）を小さくすることができる。

一方、図５（Ａ）は、金ワイヤとの接続部より内側に接着剤９ａを配設した半導体装置１ａの封止時の状態を示し、図５（Ｂ）は、金ボールと金ワイヤの接続部に接着剤９を配設した本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置１の封止時の状態を示す。

半導体装置１ａを形成する場合、固体撮像素子２ａの電極パッドと回路基板３ａの間を金ワイヤ８ａにより接続した後、ガラス板１０ａを接着剤９ａによって接着し、その後、金ワイヤ８ａ等が配設されている部分を、所定の金型を用いて、封止用樹脂１１ａにより封止する。

この時、電極パッドと金ワイヤ８ａとの接続部と受光領域４ａとの間に接着剤９ａを配設する構成である為、封止用樹脂１１ａにより封止する際の条件、並びに接着剤９ａの材質によっては、金型圧力によってガラス板１０ａが固体撮像素子２ａ側に押され、接着剤９ａが大きく変形してしまう可能性がある（図５（Ａ）参照）。

固体撮像素子２ａとガラス板１０ａの間には、半導体装置１ａの縦方向のサイズを抑えつつ、樹脂製のマイクロレンズと屈折率が異なるようにガラス板１０ａとの間に空気層を残すため、隙間が必要とされる。

しかしながら、前述の如く、金型圧力によって接着剤９ａが変形した場合には、固体撮像素子２ａとガラス板１０ａの隙間が小となるか、或いは接着剤９ａが受光領域４ａ側に流れて所望の光学特性が得られない状態を生ずる。

これに対し、図５（Ｂ）に示す本発明の第１の実施の形態に従う半導体装置１にあっては、ガラス板１０と固体撮像素子２との間には、金ボール５と金ワイヤ８との接続部が存在する。

そして、金ボール５のサイズ（高さ）を制御することによって、固体撮像素子２とガラス板１０の隙間を制御することができる。また当該金ボール５は、金属であることからその機械的強度も高い。

従って、封止用樹脂１１を用いて封止する際、ガラス板１０に金型圧力が加わっても、金ボール５と金ワイヤ８との接続部が、接着剤９の一定以上の変形或いは固体撮像素子２とガラス板１０の隙間の変動を効果的に抑制する。

これにより、ガラス板１０と固体撮像素子２の間に所定の隙間を確保し、維持することができる。
従って、当該半導体装置１は、光学特性を損なうことなく、小型・軽量化を実現することができる。

次いで、前記半導体装置１の製造方法について説明する。
まず、固体撮像素子２複数個と、所定の配線パターン７が形成された大判（大形）の回路基板３を準備し、当該回路基板３上の所定位置に、ダイス付け材６を用いて、複数の固体撮像素子２を固着する（図６参照）。

図６にあっては、回路基板上にこの固体撮像素子が固着された状態を示している。
次いで、前記固体撮像素子２の受光領域４の形成面側に設けられた電極パッド（図示せず）に、金ボール５を配設する（図７参照）。

当該金ボール５は、ワイヤボンディング法を利用して形成することができる。
例えば、電極パッドに所謂ワイヤボンディング法を適用して金線を接続し、これに所定の電流を流して先端部を焼き切り、所定の圧力と熱の条件で超音波を印加し（超音波圧縮）、金ボール５を形成する。その際、金線に流す電流、超音波圧縮時の圧力、熱および超音波を制御することにより、金ボール５のサイズを制御することができる。

尚、後述するように、金ボール５のサイズを制御することによって、当該固体撮像素子２と当該撮像素子２上に配設されるガラス板の間の間隔を制御することが可能である。
次いで、固体撮像素子２に形成した金ボール５と、回路基板３の電極・配線パターン７との間を、金ワイヤ８により接続する（図８参照）。

この時、金ワイヤ８は、回路基板３上の電極・配線パターン７に対しファーストボンディングを行い、固体撮像素子２上の金ボール５に対しセカンドボンディングを行う。このようなボンディング法を適用することにより、当該金ワイヤ８のボンディング後の形態を、前記金ボール５の近傍に於いて前記回路基板３に対し略平行方向に延在すように形成することができる。

当該金ワイヤ８は、一定の厚さ（高さ）を有する金ボール５に対して接続され、且つ回路基板３の表面に対して略平行方向に延び形状であることから、固体撮像素子２の縁部に接触して湾曲、断線といった事態を生じない。

また、金ワイヤ８の終端は、固体撮像素子２の電極パッド上の金ボール５に対して接続が行われるため、当該電極パッドに対し損傷を与えることはない。
次いで、一方の主面に選択的に接着剤９が配設されたガラス板１０を、個々の固体撮像素子２上に、載置する（図９参照）。

ここでは、予め固体撮像素子２に対応した寸法に形成されたガラス板１０を用いる。
当該ガラス板１０には、固体撮像素子２に貼り合わせた際に、金ボール５と金ワイヤ８との接続部に対応する領域に接着剤９を塗布しておき、その塗布面を固体撮像素子２の金ボール５と金ワイヤ８との接続部に貼り合わせる。

尚、固体撮像素子２の金ボール５と金ワイヤ８との接続部に予め接着剤９を塗布しておき、これにガラス板１０を貼り合わせることも勿論可能である。
何れの場合も、当該接着剤９は、固体撮像素子２の受光領域４を囲繞して配設される。

固体撮像素子２とガラス板１０の接着に用いる接着剤９としては、例えばＵＶ硬化型アクリル系接着剤或いは熱硬化型エポキシ系接着剤等を用いることができる。接着剤９は、接着力、耐熱温度、硬度等を基準に選定される。

次いで、前記接着剤９を、その材質に応じた所定の方法により硬化させる。これにより、前記ガラス板１０は、金ボール５と金ワイヤ８との接続部上に固着される（図１０参照）。

次いで、前記ガラス板１０上を除く、隣接する固体撮像素子２間の金ワイヤ８等が配設されている領域を、封止用樹脂１１により封止する（図１１参照）。
このとき、ガラス板１０の下には、金ボール５と金ワイヤ８との接続部が存在しているため、金型圧力が加わっても、固体撮像素子２とガラス板１０の間には、金ボール５と金ワイヤ８との接続部の厚み（高さ）に相当する隙間が確保される。

次いで、回路基板３の固体撮像素子２の実装面とは反対側の面（裏面）に形成されている配線パターン７に、外部接続用端子１２として半田ボールを取り付ける（図１２参照）。

このような製造工程により、大判の回路基板１の上に、複数個の固体撮像素子２が配置され、且つそれぞれの固体撮像素子２上にガラス板１０が配設されてなるところの半導体装置１の集合体が得られる。かかる状態を図１３に示す。

しかる後、ブレード（図示せず）を用い、Ｘ方向、Ｙ方向共に、隣接する固体撮像素子２間の位置（図１５に於ける点線Ｘ−Ｘ'の位置）に於いて、封止用樹脂１１および回路基板３を、その積層方向に沿って切断（ダイシング）し、個々の半導体装置１に分離する（図１４、図１５参照）。

このような半導体装置１に、レンズ並びにＩＲ（赤外線）フィルタ等を保持するホルダを搭載することにより、光モジュールが構成される。
即ち、前記半導体装置１を電子機器に搭載する際には、前記受光領域４に対し光を効果的に導く為に、当該半導体装置１上には、光学レンズを具備したホルダが配設される。

当該ホルダの構成の一例を、図１６に示す。また当該ホルダを半導体装置１に装着した状態を、図１７に示す。
図１６に示すように、ホルダ２０は、筐体２１に、レンズ２２が取り付けられたバレル２３が固定された構造を有している。更に当該筐体２１内には、ＩＲ（赤外線）フィルタ２４が固定されている。

そして、図１７に示すように、ホルダ２０の筐体２１の端部に接着剤２５を塗布し、その下端部２１ｂを、半導体装置１の樹脂１１が形成された封止部に接着する。この時、半導体装置１の受光領域４とホルダ２０に於けるレンズ２２の光軸合わせを伴って、ホルダ２０を半導体装置１の封止部に接着する。これにより、光モジュール３０を構成する。

当該光モジュール３０は、半導体装置１の小型・軽量化が図られているため、それに搭載するホルダ２０も小型化されたものを用いることができ、その結果、より小型・軽量の光モジュール３０が形成される。

尚、ここでは、半導体装置１上に直接搭載する形態のホルダ２０を例示したが、当該ホルダは種々の変形・選択が可能である。
例えば、図１８に示すように、半導体装置１を、半田ボール１２を介してマザーボード３１に実装した後、当該半導体装置１を覆い、且つマザーボード３１に固定される形態のホルダ２０ａを用いることも可能である。

かかる構成に於いて、ホルダ２０ａは、半導体装置１を覆うサイズの筐体２１ａに、レンズ２２ａが取り付けられたバレル２３ａが固定され、筐体２１ａ内には、ＩＲ（赤外線）フィルタ２４ａが固定されている。

そして、当該ホルダ２０ａの筐体２１ａの下端部は、接着剤２５ａによりマザーボード３１上に固定される。これにより、光モジュール３０ａが構成される。
このように半導体装置１を覆う形態のホルダ２０ａを用いる場合には、半導体装置１上に直に搭載するホルダ２０を用いた光モジュール３０に比べ、光モジュール３０ａが大型化してしまう。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１９，図２０を用いて説明する。

尚、上記第１の実施の形態で述べた要素と同一の要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
当該本発明の第２の実施の形態に於ける半導体装置４０にあっては、金ワイヤ８等が配設されている部分を封止する封止用樹脂１１の上面に、段差部４１が設けられている。

当該半導体装置４０の段差部４１は、前記図１６に示したホルダ２０を搭載する際に利用する。
当該第２の実施の形態に於ける半導体装置４０を用いた光モジュールを図２１に示す。

即ち、当該半導体装置４０に段差部４１に、ホルダ２０の筐体２１の下端部２１ｂを嵌合することにより、当該ホルダ２０を位置ずれすることなく半導体装置４０に搭載することができる。

従って、固体撮像素子２の受光領域４と、ホルダ２０のレンズ２２との間の、光軸および距離を考慮した段差部４１および筐体２１の形成を行うことにより、光軸ずれのない光モジュール５０を形成することができる。

尚、半導体装置４０の段差部４１と、これに対応するホルダ２０の筐体２１の下端部２１ｂとの配設により、両者の間の接触面積が増加し、半導体装置４０とホルダ２０との間への水分等の侵入を効果的に防止することができる。

当該本発明の第２の実施の形態に於ける半導体装置４０の製造方法について説明する。
当該半導体装置４０を形成する場合も、前記第１の実施の形態に於ける図６乃至図１２に示した工程は同様に適用される。

ここでは、それ以後の工程について説明する。
回路基板３の裏面への半田ボール１２の取り付け後、所定の刃幅、例えば０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の刃幅を有するブレード６０を用い、隣接する固体撮像素子２間（隣接ガラス板１０間）の樹脂１１に、一方向（Ｘ方向）に溝４２を形成する（図２２参照）。

溝４２の深さは、例えば３００μｍ程度とする。
次いで、ブレード６０を用い、隣接する固体撮像素子２間の樹脂１１に、前記溝４２と直交する方向（Ｙ方向）に溝４３を形成する（図２３参照）。

溝４３の深さは、先に形成した溝４２と同じ深さ、例えば３００μｍ程度とする。
次いで、図２４，図２５に示されるように、前記溝４２，４３内の中央部（図２５中に於ける点線Ｘ−Ｘ'の位置）に於いてダイシングを行い分割することにより、封止用樹脂１１の上面に段差部４１が形成された個々の半導体装置４０を形成する。尚、図２５は、図２４のＫ−Ｋ断面を示す。

ここで、半導体装置４０の段差部４１とボンディングワイヤの形態との関係について、図２６を参照して説明する。
前記図２ａ或いは図３ａに示す如く、固体撮像素子２ａの電極パッド（図示せず）に対し金ワイヤ８ａを接続し、当該接続部より内側に接着剤９ａを配設する構成にあっては、金ワイヤ８ａは通常ファーストボンディングとして接続されるため、樹脂１１ａ内に於いてある程度のループ高さを有する。

このような形状の金ワイヤ８ａが配設されている樹脂１１ａに、ブレード６０を用い段差部４１ａを形成しようとすると、段差部４１の深さ並びに金ワイヤ８ａのループ高さによっては、図２６（Ａ）に示すように、金ワイヤ８ａの断線を生じてしまう。

一方、本発明の第２の実施の形態の如く、金ボール５に対し金ワイヤ８の端部を接続し、当該接続部に接着剤９を被覆形成した半導体装置４０にあっては、図２６（Ｂ）に示すように、前記第１の実施の形態の半導体装置１と同様に、金ワイヤ８を、金ボール５の近傍において、回路基板３に対し略平行方向に延在するように形成することができる。即ち、当該金ワイヤ８のループ高さを抑制することができる。

従って、封止用樹脂１１に段差部４１を配設しても、当該金ワイヤ８に断線を招来しない。
そして、当該差部４１を用いて、ホルダ２０を位置ずれなく配置・固定することができる。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について、図２７を用いて説明する。

尚、前記第１の実施の形態に於ける半導体装置と同一の要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
当該本発明の第３の実施の形態に於ける半導体装置７０は、金ワイヤ８等が配設されている部分を封止する樹脂１１の表面に、ガラス板１０側から半導体装置７０外側面に向かって傾斜する傾斜部７１が配設されている。

当該半導体装置７０の傾斜部７１は、前記第２の実施の形態と同様に、個片化前の隣接する固体撮像素子２間の封止用樹脂１１に対し、ブレードを用いて形成することができる。

即ち、所定角度を有するＶ字形状の刃を有するブレードを用い、隣接する固体撮像素子２間の樹脂１１に断面Ｖ字状の溝を形成する。そして個片化の際には、当該溝の底部に対して、刃厚の薄いブレードを用いてダイシング処理を行う。

このような手段により、個々の半導体装置７０の封止部に、表面が傾斜した傾斜部７１を形成する。
このようにして形成される半導体装置の傾斜部７１は、レンズを保持するホルダを搭載する際に利用される。

当該第３の実施の形態の半導体装置を用いた光モジュールの構成を、図２８に示す。
即ち、かかる光モジュールにあっては、半導体装置７０に搭載されるホルダ８０は、その筐体８１の半導体装置７０に接着される下端部８１ａが、当該半導体装置７０の傾斜部７１の形状・傾斜角に対応した傾斜面とされている。

尚、当該筐体８１には、レンズ８２を保持するバレル８３、およびＩＲ（赤外線）フィルタ８４が固定されている。
筐体８１の傾斜した端部に接着剤８５を塗布し、当該端部を半導体装置７０の封止部表面の傾斜部７１に接着することにより、図２８に示す光モジュール９０が構成される。

このように、半導体装置７０に傾斜した傾斜部７１を配設し、当該傾斜部に対応させてホルダ８０の下端部８１ａを傾斜した形状とすることにより、当該ホルダ８０を半導体装置７０に対し、位置ずれすることなく搭載することができ、もって半導体装置７０とホルダ８０との間の光軸合わせを容易に行うことができる。

従って、固体撮像素子２の受光領域４と、ホルダ８０のレンズ８２との間の、光軸および距離を考慮した傾斜部７１および筐体８１を配設することにより、光軸ずれのない光モジュール９０を形成することができる。

更に、半導体装置７０の傾斜部７１と、これに対応するホルダ８０の筐体８１の下端部８１ａとの配設により、両者の間の接触面積が増加し、半導体装置７０とホルダ８０との間への水分等の侵入を効果的に防止することができる。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について、図２９を用いて説明する。

尚、前記第１の実施の形態で述べた要素と同一の要素については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
尚、図２９（Ｂ）は、平面図（Ａ）に於けるＬ−Ｌ断面を示す。

当該第４の実施の形態に於ける半導体装置１００にあっては、金ワイヤ８等が形成されている部分を封止する樹脂１１に、断面凹状の段差部１０１が形成されている。
当該凹状の段差部１０１は、前記第２の実施の形態と同様に、個片化前の隣接する固体撮像素子２間の封止用樹脂１１に、ブレード６０を用いて形成する。即ち、Ｘ方向、Ｙ方向共に、隣接固体撮像素子２間の封止用樹脂１１に平行に２本の溝を形成し、個片化の際には、その平行な２本の溝の間の位置に於いてダイシング処理を行う。

これにより、凹状の段差部１０１を有する個々の半導体装置１００を得る。
このようにして形成される凹状の段差部１０１は、レンズを保持するホルダを搭載する際に利用される。

当該第４の実施の形態の半導体装置を用いた光モジュールを図３０に示す。
即ち、断面が凹状の段差部１０１を具備する半導体装置１００に搭載されるホルダ１１０は、その筐体１１１の半導体装置１００に固着される下端部１１１ａが、半導体装置１００の凹状の段差部１０１に対応させた断面凸状とされている。

尚、当該筐体１１１には、レンズ１１２を保持するバレル１１３、およびＩＲ（赤外線）フィルタ１１４が固定されている。
筐体１１１の凸状の下端部１１１ａに接着剤１１５を塗布し、当該先端部を、半導体装置１００の凹状の段差部１０１に嵌合し、接着することにより、図３０に示す光モジュール１２０が構成される。

これにより、レンズ１１２を保持するホルダ１１０を、位置ずれすることなく、半導体装置１００に搭載することができる。
このように、固体撮像素子２の受光領域４とホルダ１１０のレンズ１１２との間の、光軸および距離を考慮した段差部１０１および筐体１１１の配設することにより、光軸ずれのない光モジュール１２０を形成することができる。

加えて、半導体装置１００の凹状の段差部１０１と、これに対応するホルダ１１０の筐体１１１の凸状の下端部１１１ａの配設により、両者の間の接触面積が増加し、当該半導体装置１００とホルダ１１０との間への水分等の侵入を効果的に防止することができる。
（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について、図３１，図３２を用いて説明する。

当該第５の実施の形態の半導体装置の断面を図３１に示し、外観を図３２に示す。
尚、前記第１の実施の形態で述べた要素と同一の要素については同一の符号を付している。

当該第５の実施の形態に於ける半導体装置１３０は、その上表面（外部接続端子１２の配設面とは反対の面）全体にガラス板１３１が配設されている。
即ち、当該半導体装置１３０にあっては、固体撮像素子２の受光領域４の上方に、回路基板３と同等の寸法を有するガラス板１３１が配置されると共に、固体撮像素子２の外側部に於いて、当該ガラス板１３１と回路基板３の間に、封止用樹脂１１によって封止部が構成されている。

このような構成を有する半導体装置１３０にあっても、前記第１の実施の形態の半導体装置１と同様の効果が得られ、当該半導体装置１３０を用いた小型・軽量の光モジュールを形成することができる。

続いて、上記構成を有する半導体装置１３０の製造方法について説明する。
回路基板３上に固体撮像素子を搭載・固着し、当該固体撮像素子の電極端子と回路基板３の配線・電極パターンとをボンディングワイヤにより接続する工程は、前記第１の実施の形態に於いて図６乃至図８に示した工程と同一であるので、詳細な説明は省略する。

本実施の形態にあっては、回路基板３上に搭載された全ての固体撮像素子２が覆われる寸法、即ち少なくとも当該回路基板３と同等の寸法を有するガラス板１３１を用意する（図３３参照）。

当該ガラス板１３１には、固体撮像素子２に貼り合わせたときの、個々の固体撮像素子２に於ける金ボール５と金ワイヤ８との接続部に対応する領域に、予め接着剤９を塗布しておき、その塗布面を回路基板３の固体撮像素子２側に貼り合わせる。

尚、個々の固体撮像素子２に於ける金ボール５と金ワイヤ８との接続部に対し、接着剤９を塗布しておき、これらにガラス板１３１を貼り合わせてもよい。
次いで、前記接着剤９をその材質に応じた所定の方法により硬化させ、金ボール５と金ワイヤ８との接続部が接着剤９により被覆され、且つガラス基板１３１が当該接続部により支持された状態をもって、当該固体撮像素子２上に固着された状態とする（図３４参照）。

次いで、前記ガラス板１３１と回路基板３との間に於ける、固体撮像素子２間に封止用樹脂１１を注入し、固化せしめる（図３５参照）。
当該封止用樹脂１１の注入は、所定の金型を用いての樹脂モールド法が適用される。

次いで、前記回路基板３の固体撮像素子２の搭載面とは反対側の主面に形成されている配線パターン７に、外部接続端子１２として半田ボールを配設する（図３６参照）。
このような製造工程により、１枚の回路基板３上に複数個の固体撮像素子２が配置され、当該複数個の固体撮像素子２上に１枚のガラス板１３１が配設されてなる、個片化前の半導体装置１３０の集合体が得られる（図３７参照）。

そして、これを、図３８並びに図３９に示す如く、ブレード１４０を用い、Ｘ方向、Ｙ方向共に、隣接固体撮像素子２間の位置（図３９に於ける点線Ｘ−Ｘ'の位置）に於いて、ガラス板１３１、封止用樹脂１１および回路基板３を、その積層方向に沿っての切断（ダイシング）し、個々の半導体装置１３０に分離する。

尚、以上の実施の態様に於いてでは、固体撮像素子２の電極パッド上に形成するバンプとして、金ボール５を例示したが、このようなボールバンプの以外のバンプを配設してもよい。

例えば、パッドを除く固体撮像素子２上を適当なレジスト等でマスクしておき、露出するパッド上にメッキ層を形成し、その後そのマスクを除去することにより、パッド上に所謂メッキバンプを配設することも可能である。この場合、マスクの厚さ或いはメッキ処理条件を制御することにより、そのサイズ（面積・厚さ）を選択することができる。

尚、以上説明した半導体装置の構造は、前述の如き固体撮像素子に限らず、指紋センサ素子等にも適用することができる。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

符号の説明

１，１ａ，４０，５０，７０，１００，１３０ 半導体装置
２，２ａ 半導体チップ
３，３ａ 回路基板
４，４ａ 受光領域
５ 金属バンプ
６，６ａ ダイス付け材
７，７ａ 配線パターン
８，８ａ 金ワイヤ
９，９ａ 接着剤
１０，１０ａ，１３１ ガラス板
１１，１１ａ 封止用樹脂
１２，１２ａ 半田ボール
２０，２０ａ，８０，１１０ ホルダ
２１，２１ａ，８１，１１１ 筐体
２１ｂ，８１ａ，１１１ａ 下端部
２２，２２ａ，８２，１１２ レンズ
２３，２３ａ，８３，１１３ バレル
２４，２４ａ，８４，１１４ ＩＲフィルタ
２５，２５ａ，８５，１１５ 接着剤
３０，３０ａ，９０，１２０ 光モジュール
３１ マザーボード
４１，４１ａ，１０１ 段差部
７１ 傾斜部
４２，４３ 溝
６０，１４０ ブレード

Claims (10)

1. 電極を有する基板と、
   前記基板上に配置され、受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する固体撮像素子と、
   前記電極と前記バンプとを接続するワイヤ配線と、
   前記バンプと前記ワイヤ配線との接続部に配設された接着剤と、
   前記受光領域上を覆い且つ前記接続部に支持されて前記接着剤により接着された透明基板と、
   前記固体撮像素子の側面および前記ワイヤ配線を封止する封止部と、
   を有することを特徴とする半導体装置。
2. 前記封止部に、レンズを保持するホルダが固定されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 電極を有する基板上に、受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する固体撮像素子を配置する工程と、
   前記電極と前記バンプとをワイヤ配線で接続する工程と、
   前記バンプと前記ワイヤ配線との接続部に接着剤を配設し、前記接着剤により、前記固体撮像素子に対向させて透明基板を接着する工程と、
   前記固体撮像素子の側面および前記ワイヤ配線を封止する封止部を形成する工程と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 前記封止部を形成する工程後に、前記封止部に、レンズを保持するホルダを固定する工程を有することを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記封止部を形成する工程後に、前記封止部に、段差部を形成する工程を有することを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記段差部を形成する工程後に、前記段差部に、レンズを保持するホルダを固定する工程を有することを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
7. 複数の電極を有する基板上に、各々受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する複数の固体撮像素子を配置する工程と、
   前記複数の固体撮像素子の前記各バンプと前記基板の前記各電極とをそれぞれワイヤ配線で接続する工程と、
   前記バンプと前記ワイヤ配線との各接続部に接着剤を配設し、前記接着剤により、前記複数の固体撮像素子に対向させて透明基板を接着する工程と、
   前記複数の固体撮像素子間を封止する封止部を形成する工程と、
   前記透明基板、前記封止部および前記基板を切断し、前記固体撮像素子を含む個々の半導体装置に分割する工程と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 前記複数の固体撮像素子に対向して前記透明基板を接着する工程においては、
   前記複数の固体撮像素子のすべてを覆う１枚の前記透明基板を、前記複数の固体撮像素子のすべてに対向して接着することを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。
9. 複数の電極を有する基板上に、各々受光領域と前記受光領域の外側に配設されたバンプとを有する複数の固体撮像素子を配置する工程と、
   前記複数の固体撮像素子の前記各バンプと前記基板の前記各電極とをそれぞれワイヤ配線で接続する工程と、
   前記バンプと前記ワイヤ配線との各接続部に接着剤を配設し、前記接着剤により、前記複数の固体撮像素子のそれぞれに対向させて複数の透明基板を接着する工程と、
   前記複数の固体撮像素子間を封止する封止部を形成する工程と、
   前記封止部および前記基板を切断し、前記固体撮像素子を含む個々の半導体装置に分割する工程と、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 前記封止部を形成する工程後に、前記封止部に溝を形成する工程を有し、
    前記溝の形成後、前記溝が形成された前記封止部および前記基板を切断することを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。

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