JP5446623B2 - センサ素子モジュール - Google Patents

Description

本発明は、センサ素子チップを搭載したセンサ素子モジュールに係り、特に、その小型化に好適なセンサ素子モジュールに関する。

携帯電話や携帯型ＰＣなどの携帯型電子機器は近年、撮像入力部を備えたものが多い。撮像入力部は、センサ素子チップの代表的ひとつである固体撮像素子チップと、その周辺部品を実装した配線板およびレンズユニットとで主に構成される。このような携帯型電子機器の撮像入力部では、一般に、さらに小型のスペースに収まり、なおかつさらに多画素による撮像に対応することが要求されている。固体撮像素子チップは、近年、５００万画素や８００万画素のものが市場投入されている。配線板としては、その多層化や、パターンの高密度レイアウト化、部品の内蔵化などによりその小型化対応が図られている。

撮像入力部として機能するモジュール部品の公知例として、特開２００４−１２０６１５公報に開示のものがある。この開示のモジュール部品は、配線板と、その上にフリップ接続された、固体撮像素子チップの周辺部品である半導体チップと、この半導体チップの上にスタックされフェースアップで設けられた固体撮像素子チップと、これらの周縁外側の上記配線板上に設けられた受動素子部品とで構成されている。

特開２００４−１２０６１５号公報

本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、センサ素子チップを搭載したセンサ素子モジュールにおいて、その厚さ方向を小型化することが可能なセンサ素子モジュールを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるセンサ素子モジュールは、開口部を有した絶縁層である第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の前記開口部上を含むように該第１の絶縁層に対して積層状に位置した絶縁層である第２の絶縁層と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に挟設された導電体パターンと、機能面を有し、該機能面が前記第１の絶縁層の前記開口部からのぞくようにかつ該機能面を除き前記第２の絶縁層に空隙なく覆われるように前記第２の絶縁層中に埋め込まれて位置する、前記導電体パターン上に突起電極を介してフリップ接続されたセンサ素子チップと、前記突起電極を内部に含むように、前記センサ素子チップと前記第１の絶縁層との間に設けられた接着樹脂と、を具備し、前記第２の絶縁層が、前記センサ素子チップの前記機能面とは反対の側の面に対向して第１の補強材を含有し、かつ、平面図位置として、前記センサ素子チップが埋め込まれた領域を除き該領域以外の領域に第２の補強材を含有し、かつ、該第１の補強材と該第２の補強材との間には配線層が設けられていない絶縁層であることを特徴とする。

すなわち、このセンサ素子モジュールは、センサ素子チップが第２の絶縁層に埋め込まれることで、厚さ方向の全体の大きさを抑制する構成になっている。ここで、センサ素子チップがもつ機能の発揮のため、センサ素子チップの機能面は、第１の絶縁層の開口部を通して外の空間に面している。そして、センサ素子チップを埋設している第２の絶縁層が、センサ素子チップの機能面とは反対の面に対向して補強材を含有している。この補強材により、センサ素子チップに加わる曲げの力に対抗することができ、厚さ方向の全体の大きさを抑制しているにもかかわらず、モジュールとして剛性を確保し実用性を高めている。

本発明によれば、センサ素子チップを搭載したセンサ素子モジュールにおいて、その厚さ方向を小型化することが可能なセンサ素子モジュールを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るセンサ素子モジュールの構成を模式的に示す断面図。 図１に示したセンサ素子モジュールの製造過程の一部を模式的に断面で示す工程図。 図１に示したセンサ素子モジュールの製造過程の別の一部を模式的に断面で示す工程図。 図１に示したセンサ素子モジュールの製造過程のさらに別の一部を模式的に断面で示す工程図。 本発明の別の実施形態に係るセンサ素子モジュールの構成を模式的に示す断面図。 図５に示したセンサ素子モジュールの製造過程の一部を模式的に断面で示す工程図。 図５に示したセンサ素子モジュールの製造過程の別の一部を模式的に断面で示す工程図。 本発明のさらに別の実施形態に係るセンサ素子モジュールの構成を模式的に示す断面図。

本発明の形態では、前記第２の絶縁層が、平面図位置として、前記センサ素子チップが埋め込まれた領域を除き該領域以外の領域に第２の補強材を含有する。第２の絶縁層がこのように第２の補強材を含有することで、センサ素子モジュールとしてさらに高い剛性を持たせることができる。この第２の補強材は、換言すると、センサ素子チップの上に配された補強材とは異なる積層方向水準の位置に設けられたものであり、互いに干渉しない配置になっている。第２の補強材がセンサ素子チップの埋設された領域で除かれているのは、製造の積層工程時に第２の補強材がセンサ素子チップにぶつかりダメージを与え信頼性を劣化させるのを防止するためである。

ここで、前記第２の絶縁層の前記補強材と前記第２の補強材との間には、配線層が設けられていない。センサ素子モジュールとしてより薄型化を図るための構成である。

また、本発明の実施態様として、前記第２の絶縁層の、前記第１の絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第２の導電体パターンと、前記第２の絶縁層を貫通して前記導電体パターンの面と前記第２の導電体パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ貫通方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体とをさらに具備する、とすることができる。この態様は、埋設のセンサ素子チップとしてできるだけ薄いものを利用した場合に、適当である。すなわち、このセンサ素子チップより背の高い寸法の層間接続体で、センサ素子チップの上下にある導電体パターン間を電気的導通させている。換言すると、通常的に上下に隣り合い位置する導電体パターンの間にセンサ素子チップが位置しており、センサ素子チップ埋設でもモジュールとして厚みが薄い。

ここで、前記層間接続体が、前記導電体パターンの側より前記第２の導電体パターンの側でより太い、とすることができる。導電性組成物からなり、貫通方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体は、例えば、ペースト状の導電性組成物を被印刷面上にスクリーン印刷して円錐状に形成したものを由来とする。この場合、被印刷面として、センサ素子チップが位置しない第２の導電体パターン面上を選択するほうが干渉要因がなく印刷が円滑になる。したがって、これにより層間接続体として、第１の導電体パターンの側より第２の導電体パターンの側でより太い形状になる。

また、実施態様としては、前記第２の絶縁層の前記補強材と前記第２の補強材との間に設けられた配線層を具備する、とすることができる。この場合、配線層を設けて多層化することで、より複雑な導電路を有するモジュールとし付加価値を高められる。

また、実施態様として、前記センサ素子チップが、固体撮像素子チップであり、該センサ素子チップの前記機能面に受光部が設けられている、とすることができる。センサ素子モジュールのアプリケーションとしての具体的態様である。ここで、前記固体撮像素子チップの前記受光部に対向して設けられたレンズを含むレンズユニットをさらに具備する、とすることができる。レンズユニットを備えることで付加価値を高めることができる。また、レンズを固体撮像素子チップの受光部に対して適切な位置に配置するように組み立てたモジュールとして、市場供給できる。

また、実施態様として、前記センサ素子チップが、圧電変換素子チップまたはＭＥＭＳチップである、とすることができる。これも、センサ素子モジュールのアプリケーションとしての具体的態様である。圧電変換素子チップやＭＥＭＳチップを組み込むことで、例えば、気圧検出器、マイクロフォン、音（超音波）受発信器などのモジュールとして使用することが可能である。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ素子モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、このセンサ素子モジュールは、絶縁層１１、同１２、同１３、同１４、配線層（配線パターン、導電体パターン）２１、同２２、同２３、同２４（＝合計４層）、層間接続体３１、同３２、同３３、センサ素子チップ４１、突起電極５１、接着樹脂５２、はんだレジスト６１、６２を有する。

概略すると、このセンサ素子モジュールは、センサ素子チップ４１が絶縁層１２に埋め込まれることで、厚さ方向の全体の大きさを抑制する構成になっている。ここで、センサ素子チップ４１がもつ機能の発揮のため、センサ素子チップ４１の機能面は、絶縁層１１の開口部１１ｏを通して外の空間に面している。

センサ素子チップ４１は、例えば、固体撮像素子チップであるが、外の空間に面するべき機能面を有するチップの別の例としては、圧電変換素子チップやＭＥＭＳチップもあり得る。これらの場合、例えば、気圧検出器、マイクロフォン、音（超音波）受発信器などのモジュールとすることができる。これらのモジュールである場合も、以下説明の場合と同様の利点を享有できる。以下では、センサ素子チップ４１として、固体撮像素子チップを用いたもの（撮像素子モジュール）として説明する。

センサ素子チップ４１の機能面には、光電変換素子がアレー状に集積形成された受光部４１ａが設けられている。機能面にはさらに、受光部４１ａの各素子を制御、駆動するための回路が集積形成された領域（非受光部）も確保されている。受光部４１ａは機能面のほぼ中央に位置し、非受光部は平面的に見て受光部４１ａを取り囲む枠状に位置している。

非受光部の外側端部近傍には、センサ素子チップ４１の端子であるパッド（不図示）が設けられている。このパッド上に突起電極５１が形設され、この突起電極５１を介してセンサ素子チップ４１は、配線層２２によるランド上にフリップ接続されている。このフリップ接続を補強するため、突起電極５１を内部に含むように、センサ素子チップ４１と絶縁層１１との間に接着樹脂５２が設けられている。なお、センサ素子チップ４１は、モジュールとしてさらに薄型化するための一環として、例えばバックグラインドの手法によりその厚さが低減されている（例えば５０μｍ〜８０μｍ程度）。

配線層２１、２４は、モジュールの両面上に設けられた配線パターンであり、その上にモジュールとして必要な各種の電気／電子部品（不図示）が実装され得、またはこのモジュールを他のボード上に実装するためのはんだボール（不図示）が取り付けられ得る。配線層２１、２４の、はんだ（不図示）が載るべきランド部分を除いて両面上には、はんだ接続時に溶融したはんだをランド部分に留めかつその後は保護層として機能するはんだレジスト６１、６２の層が形成されている（厚さは例えば２０μｍ程度）。そのランド部分の表層には、耐腐食性の高いＮｉ／Ａｕのめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。

配線層２２、２３は、それぞれ、内層の配線層であり、順に、配線層２１と配線層２２の間に絶縁層１１が、配線層２２と配線層２３の間に絶縁層１２、同１３が、配線層２３と配線層２４との間に絶縁層１４が、それぞれ位置しこれらの配線層２１〜２４を隔てている。各配線層２１〜２４は、例えばそれぞれ９μｍ〜１８μｍ程度の厚さの金属（銅）箔からなっている。配線層２２によるランド上には、上記のように、センサ素子チップ４１が突起電極５１を介してフリップ接続されている。

各絶縁層１１〜１４は、図示するように、それぞれリジッドな絶縁樹脂（例えばエポキシ樹脂）とこれを補強する補強材（例えばガラスクロス）とからなっている。ただし、絶縁層１２の補強材１２ａは、センサ素子チップ４１が埋設された領域には存在しない。これは、埋設されたセンサ素子チップ４１に相当する位置部分がもともとは絶縁層１２の開口部になっており、センサ素子チップ４１を埋設するための空間を提供しているためである。その後、絶縁層１２、１３（の前駆体）は、センサ素子チップ４１のための上記開口部を埋めるように変形または進入し内部に空隙となる空間は存在しなくなる。

各絶縁層１１〜１４に補強材を設けることにより、センサ素子モジュールとして薄型化しているものの十分な剛性を得ることができる。特に、センサ素子チップ４１の裏面（機能面の反対側の面）側の絶縁層１３が有する補強材１３ａにより、センサ素子チップ４１に加わる曲げの力に直に対抗することができ、厚さ方向の全体の大きさを抑制しているにもかかわらず、モジュールとして剛性を確保し実用性を高めている。

各絶縁層１１〜１４の厚さは、絶縁層１１が例えば３０μｍ〜７０μｍ程度、絶縁層１２が例えば７０μｍ〜１００μｍ程度、絶縁層１３が例えば４０μｍ〜５０μｍ程度、絶縁層１４が例えば３０μｍ〜７０μｍ程度とし得る。このような各絶縁層１１〜１４の厚さにより、センサ素子チップ４１を搭載したモジュールの総厚として２５０μｍ程度を実現することができる。

配線層２１と配線層２２とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１１を貫通する層間接続体３１により導通し得る。同様に、配線層２２と配線層２３とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１２、同１３を貫通する層間接続体３２により導通し得る。配線層２３と配線層２４とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層１４を貫通する層間接続体３３により導通し得る。

層間接続体３１、３２、３３は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成されるバンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向（図１の図示で上下の積層方向）に径が変化している。その直径は太い側で、層間接続体３１、３３で例えば１５０μｍ、層間接続体３２で例えば２２０μｍである。これらの層間接続体３１、３２、３３は、小さな領域に高密度に設けることができ、ファイン化に資することができる。

この実施形態は、ひとつの見方として、埋設のセンサ素子チップ４１として厚さの薄いものを利用して、この薄いチップ４１より多少背の高い寸法の層間接続体３２で、チップ４１の上下にある配線パターン２２、２３間を電気的導通させた構成と言える。換言すると、上下方向に小さな間隔をもって重畳的に位置する配線パターン２２、２３の間にチップ４１が位置しており、チップ４１を埋設させてもモジュールとして厚みが薄いことを示している。

層間接続体３２は、配線パターン２２の側より配線パターン２３の側でより太い。層間接続体３２は、上記のように、例えば、ペースト状の導電性組成物を被印刷面上にスクリーン印刷して円錐状に形成したものを由来とする。ここで、被印刷面として、チップ４１が位置しない配線パターン２３の面上を選択するほうが干渉要因がなく印刷が容易であるため、層間接続体３２は、配線パターン２２の側より配線パターン２３の側でより太くなっている。

また、絶縁層１２が、平面図位置として、チップ４１が埋設された領域を除き補強材１２ａを含有することで、チップ４１周りの位置に補強材１３ａのみ有する場合より、モジュールとしてさらに高い剛性を持たせることができる。この補強材１２ａは、チップ４１の上に配された補強材１３ａとは異なる積層方向水準の位置に設けられたものであり、互いに干渉しない配置である。なお、すでに述べたが、絶縁層１１、１４に含まれる補強材もモジュールとして剛性向上に寄与している点は言うまでもない。

次に、図１に示したセンサ素子モジュールの製造工程を図２ないし図４を参照して説明する。図２ないし図４は、それぞれ、図１に示したセンサ素子モジュールの製造過程の一部を模式的に断面で示す工程図である。これらの図において図１中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。

図２から説明する。図２は、図１中に示した各構成のうち絶縁層１１を中心とした部分の製造工程を示している。まず、図２（ａ）に示すように、厚さ例えば９μｍ（〜１８μｍ）の金属箔（電解銅箔）２２Ａ上に例えばスクリーン印刷により、層間接続体３１となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状（底面径例えば１５０μｍ、高さ例えば１６０μｍ）に形成する。この導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。説明の都合で金属箔２２Ａの下面に印刷しているが上面でもよい（以下の各図も同じである）。層間接続体３１の印刷後これを乾燥させて硬化させる。

次に、図２（ｂ）に示すように、金属箔２２Ａ上に厚さ例えば公称７０μｍ（〜３０μｍ）のＦＲ−４のプリプレグ１１Ａを積層して層間接続体３１を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい（いずれにしても層間接続体３１の形状は、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化している。）。続いて、図２（ｃ）に示すように、プリプレグ１１Ａ上に金属箔（電解銅箔）２１Ａを積層配置して加圧・加熱し全体を一体化する。このとき、金属箔２１Ａは層間接続体３１と電気的導通状態となり、プリプレグ１１Ａは完全に硬化して絶縁層１１になる。

次に、図２（ｄ）に示すように、両側の金属箔２１Ａ、２２Ａに例えば周知のフォトリソグラフィによるパターニングを施し、これらを、配線パターン２１、およびセンサ素子チップ４１接続用のランドを含む配線パターン２２にそれぞれ加工する。続いて、絶縁層１１に、センサ素子チップ４１の機能面（受光部４１ａ）を外部に露出するための開口部１１ｏ（大きさは、例えば１ｍｍ角ないし２ｍｍ角）を例えばドリル加工やルータ加工を用いて形成する。

次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁層１１上の所定の位置（開口部１１ｏの縁に沿う位置）に、例えばディスペンサを用いて硬化前の接着樹脂５２Ａを適用する。以上の間、センサ素子チップ４１の側では、その有する端子パッド（不図示）上に、あらかじめ突起電極５１（材質は例えば金）をスタッド状に形設しておく。そして、突起電極５１を伴ったセンサ素子チップ４１を例えばフリップチップボンダを用いて、配線層２２によるランドに位置合わせし圧接する（図２（ｆ））。ここで、センサ素子チップ４１の大きさは、例えば、開口部１１ｏの大きさより各辺が０．２ｍｍ程度長い大きさである。圧接の後、その接続強度の向上のため、および接着樹脂５２Ａを硬化するため、加熱工程を行う。

以上により、図２（ｆ）に示すように、センサ素子チップ４１の受光部４１ａがのぞく開口部１１ｏが絶縁層１１に形成され、突起電極５１によりセンサ素子チップ４１が配線層２２によるランド上に接続された状態の積層素材１が得られる。この積層素材１を用いる後の工程については図４で述べる。

次に、図３を参照して説明する。図３は、図１中に示した各構成のうち絶縁層１２、１３、１４を中心とした部分の製造工程を示している。まず図３（ａ）に図示のものは、図２（ａ）から図２（ｄ）に示した工程と同様の工程により得られる素材である（ただし、図示のように、開口部の形成はない）。すなわち、配線層２４、絶縁層１４、層間接続体３３、配線層２３は、それぞれ、図２中における配線層２１、絶縁層１１、層間接続体３１、配線層２２に相当する。

次に、図３（ｂ）に示すように、配線層２３上の所定位置に例えばスクリーン印刷により、層間接続体３２となるペースト状の導電性組成物をほぼ円錐形のバンプ状（底面径例えば２２０μｍ、高さ例えば２００μｍ）に形成する。この導電性組成物は、層間接続体３１で使用のものと同一のものでよい。層間接続体３２の印刷後これを乾燥させて硬化させる。なお、層間接続体３２の配線層２３に対する形成位置精度については、この時点での配線層２３上への印刷により、その劣化要因がこの後にはほぼない。

次に、図３（ｃ）に示すように、配線層２３上に厚さ例えば公称４０μｍ（〜５０μｍ）のＦＲ−４のプリプレグ１３Ａおよび公称７０μｍ（〜１００μｍ）のＦＲ−４のプリプレグ１２Ａを積層して層間接続体３２を貫通させ、その頭部が露出するようにする。露出に際してあるいはその後その先端を塑性変形でつぶしてもよい（いずれにしても層間接続体３２の形状は、積層方向に一致する軸を有しその軸方向に径が変化している。）。以上により得られた素材を積層素材２とする。

なお、図３（ｃ）に示すプリプレグ１３Ａ、１２Ａの積層前に、プリプレグ１２Ａについては、センサ素子チップ４１を収めるべき大きさの開口部１２ｏをあらかじめ形成しておく。開口部１２ｏの形成によりプリプレグ１２Ａが有する補強材１２ａも、図示するように、その開口部１２ｏの部分で除去される。このような補強材１２ａの除去は、埋設されるセンサ素子チップ４１への積層時の当たりを回避し破壊に至るような応力発生を防止する上で好ましい。

次に、図４を参照して説明する。図４は、上記で得られた積層素材１、２を積層する配置関係を示す図である。図４に示すような配置で積層素材１、２を積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、プリプレグ１２Ａ、１３Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ１２Ａ、１３Ａの流動性により、センサ素子チップ４１周りの空間にはプリプレグ１２Ａ、１３Ａが変形または進入し空隙は発生しない。また、層間接続体３２は、配線層２２に電気的に接続される。

図４に示す積層工程の後、上下両面上に所定パターンのはんだレジスト６１、６２の層を形成することにより、図１に示したようなセンサ素子モジュールを得ることができる。

変形例として、層間接続体３１、３２、３３について、説明した導電性組成物印刷による導電性バンプを由来とするもの以外に、例えば、金属板エッチングにより形成された金属バンプ、導電性組成物充填による接続体、めっきにより形成された導体バンプなどを由来とするものなどのうちから適宜選択、採用することもできる。あるいは、スルーホール形成およびその内壁に導電層をめっき形成することによる周知の層間接続体を設けることもできる。

また、外側の配線層２１、２４については、図４に示す最後の積層工程のあとで金属箔をパターニングして得るようにしてもよい。また、補強材１２ａ、１３ａ等としては、ガラスクロスのほかに、アラミドクロスやガラス不織布、アラミド不織布などとすることもできる。

さらに、図１に示したモジュールの変形例として、絶縁層および配線層をそれぞれ１層ずつ減じた構成も考えられる。具体的には、絶縁層１４、配線層２４を省略した構成である。このような構成のモジュールを形成するには、図３（ａ）に示す工程において、図示するような両面板に代えて金属箔を用意し、次に、図３（ｂ）に示す工程において、この金属箔上に層間接続体３２を印刷、形成するようし、その後は説明したようにプロセスを進めれば、可能である。

次に、本発明の別の実施形態に係るセンサ素子モジュールについて図５を参照して説明する。図５は、別の実施形態に係るセンサ素子モジュールの構成を模式的に示す断面図である。同図において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については加える事項がない限り説明を省略する。

この実施形態のセンサ素子モジュールは、図１に示したものが有する構成要素に加え、絶縁層１５（補強材１５ａを含有する）、配線層（配線パターン）２５、２６、スルーホール導電体３２３を有する。さらに、図１中に示した層間接続体３２は、これに代えて、層間接続体３２１、同３２２に変更になっている。

この実施形態の、図１に示した実施形態との違いを概説すると以下のとおりである。このセンサ素子モジュールでは、図１中のセンサ素子チップ４１より厚さの厚いセンサ素子チップ４１Ａ（受光部４１Ａａを有する）を埋設している。このセンサ素子チップ４１Ａが厚いのは、平面としての面積が比較的大きく（例えば７ｍｍ角ないし８ｍｍ角）、数十μｍの厚さではそれ自体、強度が確保できないためである。したがって、それ自体で強度が確保できる、例えば数百μｍの厚さになっている。これにより、センサ素子チップ４１Ａを搭載するモジュールとして、これを埋設するに十分な厚さ領域を確保するように構成を変化させている。副次的には、モジュールとして配線層数が増加しており、より複雑な回路構成に対応できる。

図６は、図５に示したセンサ素子モジュールの製造過程の一部を模式的に断面で示す工程図であり、絶縁層１５、同１２を中心とした部分の製造工程を示している。図６において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。

まず、図６（ａ）に示すように、両面に例えば厚さ１８μｍの金属箔（電解銅箔）２５Ａ、２６Ａが積層された例えば厚さ３００μｍのＦＲ−４の絶縁層１５（補強材１５ａを含む）を用意し、その所定位置にスルーホール導電体を形成するための貫通孔７２をあける。

次に、無電解めっきおよび電解めっきを行い、図６（ｂ）に示すように、貫通孔７２の内壁にスルーホール導電体３２３を形成する。続いて、図６（ｃ）に示すように、金属箔２５Ａ、２６Ａを周知のフォトリソグラフィを利用して所定にパターニングし、配線層２５、２６を形成する。

次に、図６（ｄ）に示すように、配線層２５上の所定の位置に層間接続体３２２となる導電性バンプ（底面径例えば２００μｍ、高さ例えば１６０μｍ）をペースト状導電性組成物（すでに説明したもの）のスクリーン印刷により形成する。続いて、図６（ｅ）に示すように、絶縁層１２とすべきＦＲ−４のプリプレグ１２Ａ（公称厚さ例えば１００μｍ）を配線層２５側にプレス機を用い積層する。

この積層工程では、層間接続体３２２の頭部をプリプレグ１２Ａに貫通させる。なお、図６（ｅ）における層間接続体３２２の頭部の破線は、この段階でその頭部を塑性変形させてつぶしておく場合と塑性変形させない場合の両者あり得ることを示す。この工程により、配線層２５はプリプレグ１２Ａ側に沈み込んで位置する。

絶縁層１５上にプリプレグ１２Ａを積層後、図６（ｅ）に示すように、絶縁層１５およびプリプレグ１２Ａの所定位置にセンサ素子チップ４１Ａ用の開口部７１を例えばドリル加工やルータ加工により形成する。以上により得られた素材を積層素材３とする。

図７は、図５に示したセンサ素子モジュールの製造過程の別の一部を模式的に断面で示す工程図であり、上記で得られた積層素材３などを積層する配置関係を示す図である。図７において、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。

図７中に示す、図示上側の積層素材２Ａは、図４に示した積層素材２を多少変形したものである。すなわち、層間接続体３２の代わりにこれより多少背の低い層間接続体３２１を形成し、層間接続体３２１はプリプレグ１３Ａに貫通させている。プリプレグ１３Ａ上にプリプレグ１２Ａを積層しない。また、図示下側の積層素材１Ａは、図１に示した積層素材１に対して、実装されたセンサ素子チップ４１Ａとして厚いものに代えた構成のものである。ここで絶縁層１１の開口部１１ｏは、例えば、センサ素子チップ４１Ａの大きさより辺長で１ｍｍ〜２ｍｍ程度短い大きさである。そのほかの構成については、すでに説明した図中の参照符号の対応により自明である。

図７に示すような配置で各積層素材１Ａ、３、２Ａを積層配置してプレス機で加圧・加熱する。これにより、プリプレグ１２Ａ、１３Ａが完全に硬化し全体が積層、一体化する。このとき、加熱により得られるプリプレグ１２Ａ、１３Ａの流動性により、センサ素子チップ４１Ａの周りの空間およびスルーホール導電体３２３内部の空間にはプリプレグ１２Ａ、１３Ａが変形進入し空隙は発生しない。また、配線層２２、２６は、層間接続体３２２、３２１にそれぞれ電気的に接続される。

図７に示す積層工程の後、外側の両面上にソルダーレジスト６１、６２の層を形成することにより、図５に示したようなセンサ素子モジュールを得ることができる。

なお、変形例として、中間の絶縁層１５に設けられたスルーホール導電体３２３については、層間接続体３３１や同３３２と同様なものとするもできる。また、外側の配線層２１、２４については、図７に示す最後の積層工程のあとで金属箔をパターニングして得るようにしてもよい。

次に、本発明のさらに別の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、さらに別の実施形態に係るセンサ素子モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図６において、すでに説明した構成部分と同一または同一相当の部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

この実施形態は、図５に示したセンサ素子モジュールに対してさらにレンズユニット８０を設けたものである。レンズユニット８０を備えることで付加価値を高めることができる。また、レンズユニット８０のレンズをセンサ素子チップ４１Ａの受光部４１Ａａに対して適切な位置に配置するように組み立てたモジュールとして、市場供給できる。

レンズユニット８０は、レンズ保持部とレンズとを有し、レンズ保持部は、レンズの位置がセンサ素子チップ４１Ａの受光部４１Ａａから所望の間隔になるように保持する。レンズは、その光軸がセンサ素子チップ４１Ａの受光部４１Ａａの面に直交するように設けられていて、センサ素子チップ４１Ａが位置する側とは反対側からの光を導いて受光部４１Ａａ上に像を結像させる。

１，１Ａ…積層素材、２，２Ａ…積層素材、３…積層素材、１１…絶縁層、１１Ａ…プリプレグ、１１ｏ…開口部、１２…絶縁層、１２ａ…補強材、１２Ａ…プリプレグ、１２ｏ…埋設領域用開口部、１３…絶縁層、１３ａ…補強材、１３Ａ…プリプレグ、１４…絶縁層、１５…絶縁層、１５ａ…補強材、２１…配線層（配線パターン）、２１Ａ…金属箔（銅箔）、２２…配線層（配線パターン、導電体パターン）、２２Ａ…金属箔（銅箔）、２３…配線層（配線パターン）、２４…配線層（配線パターン）、２５，２６…配線層（配線パターン）、２５Ａ，２６Ａ…金属箔（銅箔）、３１，３２，３３…層間接続体（導電性組成物のスクリーン印刷によるバンプを由来とする）、４１，４１Ａ…センサ素子チップ（固体撮像素子チップ）、４１ａ，４１Ａａ…受光部、５１…突起電極（金スタッドバンプ）、５２…接着樹脂、５２Ａ…接着樹脂（硬化前）、６１，６２…はんだレジスト、７１…埋設領域用開口部、７２…貫通孔、８０…レンズユニット、３２１，３２２…層間接続体（導電性組成物のスクリーン印刷によるバンプを由来とする）、３２３…スルーホール導電体。

Claims (6)

1. 開口部を有した絶縁層である第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層の前記開口部上を含むように該第１の絶縁層に対して積層状に位置した絶縁層である第２の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に挟設された導電体パターンと、
   機能面を有し、該機能面が前記第１の絶縁層の前記開口部からのぞくようにかつ該機能面を除き前記第２の絶縁層に空隙なく覆われるように前記第２の絶縁層中に埋め込まれて位置する、前記導電体パターン上に突起電極を介してフリップ接続されたセンサ素子チップと、
   前記突起電極を内部に含むように、前記センサ素子チップと前記第１の絶縁層との間に設けられた接着樹脂と、を具備し、
   前記第２の絶縁層が、前記センサ素子チップの前記機能面とは反対の側の面に対向して第１の補強材を含有し、かつ、平面図位置として、前記センサ素子チップが埋め込まれた領域を除き該領域以外の領域に第２の補強材を含有し、かつ、該第１の補強材と該第２の補強材との間には配線層が設けられていない絶縁層であること
   を特徴とするセンサ素子モジュール。
2. 前記第２の絶縁層の、前記第１の絶縁層に対向する側とは反対の側の面上に設けられた第２の導電体パターンと、
   前記第２の絶縁層を貫通して前記導電体パターンの面と前記第２の導電体パターンの面との間に挟設され、かつ導電性組成物からなり、かつ貫通方向に一致する軸を有し該軸の方向に径が変化している形状である層間接続体と
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のセンサ素子モジュール。
3. 前記層間接続体が、前記導電体パターンの側より前記第２の導電体パターンの側でより太いことを特徴とする請求項２記載のセンサ素子モジュール。
4. 前記センサ素子チップが、固体撮像素子チップであり、該センサ素子チップの前記機能面に受光部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のセンサ素子モジュール。
5. 前記固体撮像素子チップの前記受光部に対向して設けられたレンズを含むレンズユニットをさらに具備することを特徴とする請求項４記載のセンサ素子モジュール。
6. 前記センサ素子チップが、圧電変換素子チップまたはＭＥＭＳチップであることを特徴とする請求項１記載のセンサ素子モジュール。

Images