JP2010114382A - 半導体装置及びその実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面保護テープを剥離した後の粘着材残渣の除去が不要な半導体装置を実現できるようにする。
【解決手段】半導体装置は、基体２１Ａと基体２１Ａの周縁部に設けられた枠体２１Ｂとを有するパッケージ２１と、基体２１Ａの上に搭載された半導体チップ１１と、半導体チップ１１と接着された透光部材１６と、透光部材１６を囲むように枠体２１内に充填された封止樹脂３１と、透光部材１６及び封止樹脂３１の上面を覆うように粘着材４２により固定された保護テープ４１とを備えている。粘着材４２は、保護テープ４１における透光部材１６の上面を覆う部分を除いて設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びその実装方法に関し、特に実装工程等において表面の保護が必要な半導体装置及びその実装方法に関する。

固体撮像装置等を用いた、イメージセンサは、近年ビデオカメラ及びスチルカメラ等の電子機器に広く用いられている。はんだ実装等の組立工程においてイメージセンサの表面にダストが付着すると、撮像品質に影響を与えるおそれがある。このため、イメージセンサの表面に保護用の粘着テープを貼り付け、イメージセンサの表面へのダストの付着を防止している。

高温に曝されるはんだ実装工程等においても確実にイメージセンサの表面を保護し、剥離の際にイメージセンサを傷つけることがないように、粘着テープを貼り付けるための粘着材の検討がなされている（例えば、特許文献１を参照。）
特開２００６−３３２４１９号公報

しかしながら、イメージセンサの表面から粘着テープを剥離する際に、イメージセンサ側に粘着材が全く残存しないようにすることは不可能である。粘着材がイメージセンサの光が入射する部分に残存すると、撮像品質を悪化させてしまう。このため、粘着テープを剥離した後、有機溶剤を用いて粘着材の残渣を拭き取り除去する工程が必須である。粘着材の残渣の除去及び除去確認の検査工程は、イメージセンサの実装工程のコストを増大させる大きな要因である。

粘着材の残渣の問題は、イメージセンサだけでなく光学デバイスを用いた他の半導体装置及び光学デバイス以外を用いた半導体装置にも共通である。

本発明は、前記の問題を解決し、表面保護テープを剥離した後の粘着材残渣の除去が不要な半導体装置を実現できるようにすることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は半導体装置を、保護テープの透光部材の上面を覆う部分には粘着材が設けられていない構成とする。

具体的に、本発明に係る第１の半導体装置は、基体と該基体の周縁部に設けられた枠体とを有するパッケージと、基体の上に搭載された半導体チップと、半導体チップと接着された透光部材と、透光部材を囲むように枠体内に充填された封止樹脂と、透光部材及び封止樹脂の上面を覆うように粘着材により固定された保護テープとを備え、粘着材は、保護テープにおける透光部材の上面を覆う部分を除いて設けられていることを特徴とする。

第１の半導体装置は、粘着材が、保護テープにおける透光部材の上面を覆う部分を除いて設けられている。このため、透光部材の上面に粘着材が付着することがない。従って、保護テープを剥離した後に粘着材の残渣を除去するための拭き取り工程が不要であり、工程の簡略化及び実装に要するコストの削減が可能となる。また、拭き取り工程の不良により粘着材が残存し、光学特性が劣化するおそれもない。

本発明の半導体装置において、保護テープは、透光部材の上面を覆う部分と封止樹脂の上面を覆う部分との境界領域に切れ込み部を有していてもよい。このような構成とすることにより、透光部材の保護が終了した後に保護テープにおける透光部材の上面を覆う部分だけを除去することができる。

本発明に係る第２の半導体装置は、基体と該基体の周縁部に設けられた枠体とを有するパッケージと、基体の上に搭載された半導体チップと、半導体チップと接着された透光部材と、透光部材を囲むように枠体内に充填された封止樹脂と、透光部材の上面を露出するように、封止樹脂の上面と粘着材により固定された保護テープとを備えていることを特徴とする。

第２の半導体装置は、透光部材の上面を露出するように、封止樹脂の上面と粘着材により固定された保護テープを備えている。このため、透光部材の保護が終了した後の保護テープを、透光部材へ斜めから入射する光を制限する遮光材として用いることができる。

本発明に係る半導体装置の実装方法は、基体と該基体の周縁部に設けられた枠体とを有するパッケージの基体の上に、透光部材を接着した半導体チップを実装した後、透光部材を囲むように枠体内に封止樹脂を充填する工程（ａ）と、透光部材及び封止樹脂の上面を覆うように、透光部材の上面を覆う部分を除いて粘着材を有する保護テープを固定する工程（ｂ）と、工程（ｂ）よりも後に、パッケージを基板の上に実装する工程（ｃ）と、工程（ｃ）よりも後に、保護テープにおける少なくとも透光部材の上面を覆う部分を除去する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする。

本発明の半導体装置の実装方法は、透光部材及び封止樹脂の上面を覆うように、透光部材の上面を覆う部分を除いて粘着材を有する保護テープを固定する工程を備えている。このため、半導体装置の表面を確実に保護しつつ、保護テープを除去した際に透光部材の上面に粘着材が残存することを防止することができる。従って、保護テープを剥離した後に粘着材の残渣を除去するための拭き取り工程が不要であり、工程の簡略化及び実装に要するコストの削減が可能となる。また、拭き取り工程の不良により粘着材が残存し、光学特性が劣化するおそれもない。

本発明の半導体装置の実装方法は、工程（ｂ）では保護テープとして透光部材の上面を覆う部分と封止樹脂の上面を覆う部分との境界領域に切れ込み部を有する保護テープを用い、工程（ｄ）では切れ込み部において透光部材の上面を覆う部分と他の部分とを切り離すことにより透光部材の上面を覆う部分を除去する構成としてもよい。

本発明の半導体装置の実装方法において、工程（ｄ）では、保護テープ全体を剥離してもよい。

本発明に係る半導体装置及びその実装方法によれば、表面保護テープを剥離した後の粘着材残渣の除去が不要な半導体装置及びその実装方法を実現できる。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は本実施形態に係る半導体装置であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。

本実施形態の半導体装置は固体撮像装置であり、パッケージ２１に受光素子である半導体チップ１１が搭載されている。半導体チップ１１は、受光領域である光学素子領域１３を有し、光学素子領域１３を覆うように光学素子領域１３を保護する透光部材１６が接着材１５により接着されている。接着材１５は、例えばエポキシ樹脂等を主材とし紫外線により硬化する透明接着材とすればよい。半導体チップ１１の光学素子領域１３の周囲は光学素子領域１３に形成された画素を駆動する周辺回路が形成された周辺回路領域であり、複数の電極パッド１７が形成されている。

パッケージ２１は、セラミクス又は樹脂等からなる絶縁性の基体２１Ａと基体２１Ａの周縁部に設けられた枠体２１Ｂとを有している。基体２１Ａの中央部には透光部材１６を接着した半導体チップ１１が銀ペースト等の接着材１２を介して接着されている。基体２１Ａにおける半導体チップが接着された領域の周囲にはメタライズ配線体等からなる配線２２が形成され、配線２２は基体２１Ａの下面に導出されている。配線２２と半導体チップ１１の電極パッド１７とは金等からなる金属細線１８により電気的に接続されている。

パッケージ２１の枠体２１Ｂの内側には、透光部材１６を囲むように封止樹脂３１が充填されている。封止樹脂３１は、エポキシ樹脂を主材とすればよく、金属細線１８を覆うように充填されている。

透光部材１６及び封止樹脂３１の上にはポリイミド等からなる保護テープ４１が粘着材４２を介在させて固定されている。保護テープ４１における透光部材１６の上面を覆う部分には粘着材４２は塗布されておらず、封止樹脂３１の上面を覆う部分のみに粘着材４２は塗布されている。

本実施形態の半導体装置は、透光部材１６の上面を覆う保護テープ４１を有している。従って、例えば半導体装置を基板等に実装する際に半導体装置の表面に傷が入ったり、ダストが付着したりすることを防止できる。また、封止樹脂３１の上面にのみ粘着材４２が接し、透光部材１６の上面には粘着材４２が接することはない。このため、実装等が終了した後、保護テープ４１を剥離しても図２に示すように光が透過する透光部材１６の上面に粘着材４２が残存することはない。従って、保護テープを剥離した後の粘着材残渣の除去を行う必要がない。

封止樹脂３１の上面に粘着材４２が残存する可能性はあるが、封止樹脂３１の部分は光が透過する必要はなく、何ら問題はない。また、封止樹脂３１の上に保護テープ４１を残存させてもよい。

この場合には、図３に示すように保護テープ４１における透光部材１６と封止樹脂３１との境界領域の上側の部分に切れ込み部４１ａを形成すればよい。保護テープ４１による保護が不要となった後、切れ込み部４１ａを用いて保護テープ４１における透光部材１６の上面を覆う部分を他の部分から切り離す。これにより、保護テープ４１における透光部材１６の上面を覆う部分だけを容易に除去できる。

このようにすれば、図４に示すように透光部材１６を露出する保護テープ４１が封止樹脂３１の上に残存する。保護テープ４１を遮光性を有する有色テープとすれば、透光部材１６に斜め方向から入射する光を制限することができる。従って、斜めからの入射光によって透光部材１６内において乱反射が生じることを防止でき、撮像品質を向上することができる。

本実施形態の半導体装置は、保護テープ４１を剥離した後に透光部材１６の上面に粘着材４２が残存することがない。このため、エタノール等の有機溶剤により透光部材１６の上面を拭き取ることにより、粘着材４２の残渣を除去する工程が不要となる。拭き取り必要時間、拭き取り用溶剤及び拭き取り作業スペース等を削減することができ、コストメリットが大きく非常に有益である。また、粘着材４２の残渣が残ることによる撮像品質の悪化が生じるおそれもない。

本実施形態は、半導体チップ１１が受光素子である例を示した。しかし、受光素子以外の発光素子等の光学デバイスに対しても同様に適用することができる。また、実装工程等において表面を保護する必要がある半導体装置であれば、光学デバイス以外の半導体装置においても有用である。

製品の信頼性を向上し且つ組立コストを抑えることができるため、本実施形態の半導体装置をビデオカメラ及びスチルカメラ等の電子機器に実装すれば、従来品と比較して信頼性の向上及びコストの削減が可能である。

本発明に係る半導体装置及びその実装方法は、表面保護テープを剥離した後の粘着材残渣の除去が不要な半導体装置及びその実装方法を実現でき、特に実装工程等において表面の保護が必要な半導体装置及びその実装方法等として有用である。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置において保護テープを剥離した状態を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置の変形例を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の変形例において透光部材を露出させた状態を示す断面図である。

符号の説明

１１ 半導体チップ
１２ 銀ペースト
１３ 光学素子領域
１５ 接着材
１６ 透光部材
１７ 電極パッド
１８ 金属細線
２１ パッケージ
２１Ａ 基体
２１Ｂ 枠体
２２ 配線
３１ 封止樹脂
４１ 保護テープ
４１ａ 切れ込み部
４２ 粘着材

Claims (6)

1. 基体と該基体の周縁部に設けられた枠体とを有するパッケージと、
   前記基体の上に搭載された半導体チップと、
   前記半導体チップと接着された透光部材と、
   前記透光部材を囲むように前記枠体内に充填された封止樹脂と、
   前記透光部材及び封止樹脂の上面を覆うように粘着材により固定された保護テープとを備え、
   前記粘着材は、前記保護テープにおける前記透光部材の上面を覆う部分を除いて設けられていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記保護テープは、前記透光部材の上面を覆う部分と前記封止樹脂の上面を覆う部分との境界領域に切れ込み部を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 基体と該基体の周縁部に設けられた枠体とを有するパッケージと、
   前記基体の上に搭載された半導体チップと、
   前記半導体チップと接着された透光部材と、
   前記透光部材を囲むように前記枠体内に充填された封止樹脂と、
   前記透光部材の上面を露出するように、前記封止樹脂の上面と粘着材により固定された保護テープとを備えていることを特徴とする半導体装置。
4. 基体と該基体の周縁部に設けられた枠体とを有するパッケージの前記基体の上に、透光部材を接着した半導体チップを実装した後、前記透光部材を囲むように前記枠体内に封止樹脂を充填する工程（ａ）と、
   前記透光部材及び封止樹脂の上面を覆うように、前記透光部材の上面を覆う部分を除いて粘着材を有する保護テープを固定する工程（ｂ）と、
   前記工程（ｂ）よりも後に、前記パッケージを基板に実装する工程（ｃ）と、
   前記工程（ｃ）よりも後に、前記保護テープにおける少なくとも前記透光部材の上面を覆う部分を除去する工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする半導体装置の実装方法。
5. 前記工程（ｂ）では、前記保護テープとして、前記透光部材の上面を覆う部分と前記封止樹脂の上面を覆う部分との境界領域に切れ込み部を有する保護テープを用い、
   前記工程（ｄ）では、前記切れ込み部において前記保護テープの前記透光部材の上面を覆う部分と他の部分とを切り離すことにより、前記透光部材の上面を覆う部分を除去することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の実装方法。
6. 前記工程（ｄ）では、前記保護テープ全体を剥離することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の実装方法。

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