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Patent Searching and Data


Title:
SEMICONDUCTOR PACKAGE AND ITS MANUFACTURING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/011140
Kind Code:
A1
Abstract:
A semiconductor package is provided with a workpiece that is provided with a device at least on one side, a wall part provided in a manner spaced apart along the outer periphery of the device, and a cover member that is arranged in such a manner as to form a first space at the upper part of the device and supported by the workpiece through the wall part. The first space is provided with at least one or more second spaces communicating with an external space.

Inventors:
HIRAFUNE SAYAKA (JP)
SUEMASU TATSUO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/050584
Publication Date:
January 22, 2009
Filing Date:
January 18, 2008
Export Citation:
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Assignee:
FUJIKURA LTD (JP)
HIRAFUNE SAYAKA (JP)
SUEMASU TATSUO (JP)
International Classes:
H01L23/02; H01L27/14
Foreign References:
JP2005020687A2005-01-20
JP2004342992A2004-12-02
JP2002076154A2002-03-15
JPH10189794A1998-07-21
JP2006147864A2006-06-08
JPH11126835A1999-05-11
EP1596438A22005-11-16
EP1239519A22002-09-11
US6428650B12002-08-06
JP2007128987A2007-05-24
US20060237829A12006-10-26
EP1631060A12006-03-01
US20030094665A12003-05-22
Other References:
See also references of EP 2172970A4
Attorney, Agent or Firm:
SHIGA, Masatake et al. (Marunouchi Chiyoda-k, Tokyo 20, JP)
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Claims:
 少なくとも一方の面にデバイスを備えるワークと、
 前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部と、
 前記デバイス上方に第一空間をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材と、を少なくとも備え、
 前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間を少なくとも1以上備える半導体パッケージ。
 前記壁部は、樹脂からなり、前記第二空間を形成している請求項1に記載の半導体パッケージ。
 前記第二空間は、非ストレート部を備える請求項1又は2に記載の半導体パッケージ。
 少なくとも一方の面にデバイスを備えるワークと、前記デバイスの外周に沿って離間して設けられた壁部と、前記デバイス上方に第一空間をなすように配され、前記壁部を介して前記ワークに支持されたカバー部材と、を少なくとも備え、前記第一空間は、外部空間と連通する第二空間を少なくとも1以上備える半導体パッケージの製造方法であって、
 前記ワーク上に備えられたデバイスの外周に沿って離間して壁部を設ける工程と、
 前記壁部に、該壁部によって囲まれた内側領域とその外側領域とを連通する第二空間を形成する工程と、
 前記ワーク上に、前記第二空間によって外部空間と連通する第一空間をなすように、前記壁部を介して支持されるカバー部材を配する工程と、を備える半導体パッケージの製造方法。
 前記半導体パッケージは、ウエハレベルにより作製される請求項4に記載の半導体パッケージの製造方法。
Description:
半導体パッケージとその製造方

 本発明は、半導体パッケージとその製造方 に係り、詳しくは、デバイスを保護するた にカバー部材を備えた半導体パッケージに いて、その内部に結露が生じることを解消 るようにした半導体パッケージとその製造 法に関する。
 本願は、2007年7月19日に出願された特願2007-1 88241に対し優先権を主張し、その内容をここ 援用する。

 デバイスが形成されているワークにおい は、該デバイスを保護するためにカバー部 が設けられているパッケージが多い。たと ば、CCDなどのイメージセンサを備えたデバ スをパッケージする際には、イメージエリ 上にあるマイクロレンズを工程環境や使用 境から保護するために、デバイス上に一定 空間をなすように接着層を介して、保護部 としてのカバーガラスが設けられることが る。

 しかしながら、このようなパッケージ構 にすると、接着層が樹脂の場合は、接着層 内側の領域と外側の領域とが完全にシール れているわけではないので、外側の僅かな 分等が樹脂からなる接着層を通して内側の 間内に入り込んで結露の原因となり、結果 して、画像不良となることがある。また、 着層の内側の領域(すなわち、空間)を完全 不活性ガス雰囲気に置換することは困難で り、工程中に発生した僅かなガス成分が内 の領域にとどまり、結露等不良の原因とな こともある。

 そこで、パッケージ内に結露が生じるこ を解消するようにした手段として、絶縁性 板上に形成された半導体素子の周囲を囲繞 るようにして補強リングを配し、前記半導 素子と前記絶縁性基板との間に樹脂を注入 、かつ、前記半導体素子及び前記補強リン の上部にキャップを搭載した構造の半導体 置において、前記補強リング、あるいは前 キャップと前記補強リングとの境界、ある は前記絶縁性基板と前記補強リングとの間 通気孔を形成することにより、パッケージ 部との通気を確保するようにした方法が提 されている(特許文献1参照)。

 ところが、このような手段の場合、パッケ ジ外部との通気を図るための通気孔を、キ ップや補強リング、絶縁性基板に溝等を設 て形成しなければならず、構造的に複雑で ると共に、製造的にも非常に手間が掛かる わしいものである。しかも、補強リングを することから大きさが固定され、設計上の 由度が得られず、パッケージの薄型化に不 であった。

特開平11-126835号公報

 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの あり、構造が簡単で、パッケージ内に結露 生じ難い構造を備えた半導体パッケージを 供することを目的とする。
 また、本発明は、パッケージ内に結露が生 難くするための製造上の手間を減少させた 導体パッケージの製造方法を提供すること 目的とする。

 本発明の第1態様に係る半導体パッケージ は、少なくとも一方の面にデバイスを備える ワークと、前記デバイスの外周に沿って離間 して設けられた壁部と、前記デバイス上方に 第一空間をなすように配され、前記壁部を介 して前記ワークに支持されたカバー部材と、 を少なくとも備え、前記第一空間は、外部空 間と連通する第二空間を少なくとも1以上備 る。

 また、上記半導体パッケージにおいて、 記壁部は、樹脂からなり、前記第二空間を 成していてもよい。

 また、上記半導体パッケージにおいて、 記第二空間は、非ストレート部を備えてい もよい。

 また、本発明の第2態様に係る半導体パッ ケージの製造方法は、少なくとも一方の面に デバイスを備えるワークと、前記デバイスの 外周に沿って離間して設けられた壁部と、前 記デバイス上方に第一空間をなすように配さ れ、前記壁部を介して前記ワークに支持され たカバー部材と、を少なくとも備え、前記第 一空間は、外部空間と連通する第二空間を少 なくとも1以上備える半導体パッケージの製 方法であって、前記ワーク上に備えられた バイスの外周に沿って離間して壁部を設け 工程と、前記壁部に、該壁部によって囲ま た内側領域とその外側領域とを連通する第 空間を形成する工程と、前記ワーク上に、 記第二空間によって外部空間と連通する第 空間をなすように、前記壁部を介して支持 れるカバー部材を配する工程と、を備える

 本発明の第1態様に係る半導体パッケージ は、ワークに備えられたデバイスの外周に沿 って離間して設けられた壁部を介して、前記 ワークに支持されるようにカバー部材を配す ことで形成された第一空間が、外部空間と連 通する第二空間を少なくとも1以上備える。 えに、第二空間によって、第一空間内にガ 等が滞留することが無いようにガス等の出 りに自由度を持たせることができる。した って、構造が簡単で、パッケージ内にガス が滞留することを解消し、結露が生じ難い 造を備えた半導体パッケージとすることが きる。

 また、本発明の第2態様に係る半導体パッ ケージの製造方法は、ワーク上に備えられた デバイスの外周に沿って離間して壁部を設け る。次いで、前記壁部に、該壁部によって囲 まれた内側領域とその外側領域とを連通する 第二空間を形成する。さらに、前記ワーク上 に、前記第二空間によって外部空間と連通す る第一空間をなすように、前記壁部を介して 支持されるカバー部材を配する。ゆえに、第 一空間内にガス等が滞留することが無いよう にガス等の出入りに自由度を持たせることが できる第二空間を非常に容易に設けることが できる。したがって、パッケージ内に結露が 生じ難くするための製造上の手間を減少させ た半導体パッケージの製造を可能とすること ができる。

本発明に係る半導体パッケージの一例 を示す断面図である。 本発明に係る半導体パッケージの一例 を示す平面図である。 図1に示す半導体パッケージを製造する 第一工程の一例を示す図である。 図1に示す半導体パッケージを製造する 第二工程の一例を示す図である。 図1に示す半導体パッケージを製造する 第三工程の一例を示す図である。 図1に示す半導体パッケージを製造する 第四工程の一例を示す図である。 本発明に係る半導体パッケージの他の を示す図である。 本発明に係る半導体パッケージの他の を示す図である。 本発明に係る半導体パッケージの他の を示す図である。

符号の説明

 10,20,30,40 半導体パッケージ、11 ワーク 12 デバイス、13 壁部、14 カバー部材、15  一空間、16,26,36,46 第二空間。

 以下、最良の形態に基づき、図面を参照し 本発明を説明する。
 図1A,Bは、本発明に係る半導体パッケージの 一例を模式的に示す断面図Aと、平面図Bであ 、図1Aは図1Bに示すA-A線に沿った断面を表し ている。なお、後述する他の実施形態におい ては、本実施形態と同様の構成部分について は同じ符合を用い、その説明は省略すること とし、特に説明しない限り同じであるものと する。

 本実施形態における半導体パッケージ10 、図1A,Bに示すとおり、少なくとも一方の面 デバイス12を備えるワーク11と、前記デバイ ス12上方に配されたカバー部材14と、前記ワ ク11上に前記カバー部材14を支持する壁部13 、を少なくとも備えている。

 ワーク11は、少なくとも一方の面にデバ ス12を備える基材であり、たとえばシリコン (Si)などの半導体ウエハや、ガラス等からな 基板を挙げることができる。また、デバイ 12としては、たとえばCCD等のイメージセンサ が挙げられる。

 壁部13は、たとえば、エポキシ樹脂、アク ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ・アク レート樹脂などの樹脂からなり、保護した デバイス12の外周に沿って離間して設けられ ている。この壁部13は、完全なリング状では く、該壁部13によって囲まれた内側領域と の外側領域とを連通する第二空間16を少なく とも1以上備えている。
 壁部13は、樹脂により構成することで、第 空間16の形成がし易くなる。しかも、壁部13 接着材等の樹脂により構成することにより その場で高さの調整が簡単に行え、設計上 自由度が高い、パッケージの薄型化が実現 きる。
 また、壁部13の形成方法は、たとえばUV硬化 樹脂等の感光性樹脂を用いてパターニングを 行なっても良いし、印刷等で形成しても良い 。さらに、均一な膜厚の樹脂シートとし、こ れをワーク11に貼り付けた後、周知のフォト ソグラフィ技術を用いてパターン形成(パタ ーニング)を行うことにより、第二空間16を形 成するものであっても良い。

 第二空間16は、結露を生じさせる原因とな ガス等が、パッケージ内(すなわち、後述す 第一空間15を構成することとなる、該壁部13 によって囲まれた内側領域)に滞留すること 無いように、ガス等の出入りに自由度を持 せる流路であり、図示例では形成が容易で ス等の流れが生じ易いストレート状に構成 れている。
 この第二空間16は、少なくとも1以上備えて れば良く、たとえば1つの第二空間16内に仕 りを設け、入口と出口とを隣接して備える 成としたり、入口用及び出口用の第二空間1 6をそれぞれ備える構成としたりしても良い なお、第二空間16を2つ以上配置する場合、 ッケージ内に満遍なく効率良く流れが生じ ように、たとえばパッケージ内の対角線上 それぞれ第二空間16を備えるように構成する と望ましい。

 カバー部材14は、ワーク11に備えられたデバ イス12を保護するための部材であり、前記壁 13を介して前記ワーク11に支持され、前記デ バイス12上方に第一空間15をなすように配さ ている。すなわち、第一空間15は、ワーク11 壁部13とカバー部材14によって囲まれた領域 である。したがって、第一空間15は、上述し ように、外部空間と連通する第二空間16を えている。なお、カバー部材14は、ワーク11 備えられたデバイス12がイメージセンサで れば、ガラス等光を透過させるものが望ま いし、逆に光を遮断する必要があるデバイ 12であれば、光を透過させない材質を用いる ことが望ましい。
 半導体パッケージ10は、ウエハレベルによ 作製することができ、チップ寸法に切断す ことで複数の半導体パッケージ10を得てもよ い。

 次に、本発明における第一の構造の半導体 ッケージの製造方法の一例について説明す 。
 図2乃至図5は、その製造工程の一例を順次 す図である。
 まず、図2に示すように、少なくとも一方の 面にデバイス12を備える、縦5mm×横5mm×厚さ0.2 mmの大きさをしたワーク11を用意する。

 次いで、図3に示すように、前記ワーク11 に備えられたデバイス12の外周に沿って離 して、高さ0.05mmをした壁部13を設ける。壁部 13は、感光性エポキシ樹脂を用い、スピンコ ト法によって形成する。

 さらに、図4に示すように、前記壁部13に 該壁部13によって囲まれた内側領域とその 側領域とを連通する、幅0.05mmをした第二空 16を形成する。第二空間16は、フォトリソグ フィ法によって形成し、図示例のように、 ッケージ内の対角線上(左上と右下それぞれ 1つずつ計二つ)に設ける。

 そして、図5に示すように、前記ワーク11上 、前記壁部13を介して支持されるカバー部 14を配すことで、第二空間16によって外部空 と連通する第一空間15をなす、図1A,Bに示す 導体パッケージ10とすることができる。
 なお、本説明では、ワーク11側に壁部13を形 成するものとしているが、本発明はこれに限 らず、カバー部材14に壁部13を形成するもの し、壁部13が形成された後、ワーク11側に接 するものとしても良い。

 したがって、第一の構造の半導体パッケ ジ10では、第二空間によって第一空間内に ス等が滞留することが無く、たとえば、CCD マイクロレンズに結露が発生し、撮像が出 なくなってしまう不具合を解消することが きると共に、デバイスが結露によって劣化 てしまう虞も解消することができる。しか 、結露を生じ難くするための工程が簡略で パッケージの生産効率を向上させることが きる。

 また、本発明は、第二空間がストレート状 形成された半導体パッケージに限らず、図6 及び図7に示すように、第二空間が非ストレ ト部を備える半導体パッケージとすること できる。
 図6は、本発明に係る半導体パッケージの第 二の構造を模式的に示す平面図である。
 本実施形態における半導体パッケージ20は 図6に示すとおり、少なくとも一方の面にデ イス12を備えるワーク11と、前記デバイス12 外周に沿って離間して設けられた壁部13と 前記デバイス12上方に第一空間15をなすよう 配され、前記壁部13を介して前記ワーク11に 支持されたカバー部材14と、を少なくとも備 、前記第一空間15が、外部空間と連通する ランク状の第二空間26を少なくとも1以上備 た構成をしている。
 なお、図示例では、第二空間26が平面的に ランク状となっているが、本発明はこれに らず、立体的(高さ方向に)クランク状となっ ていても良い。

 このように、第二空間が非ストレート部 備えたクランク状に構成されているので、 ミ等の異物が壁部13の内側の第一空間15内に 侵入するには蛇行して移動しなければならず 、工程中の異物等が該第一空間15内に侵入す 防止効果をより高めることができる。

 また、図7は、本発明に係る半導体パッケー ジの第三の構造を模式的に示す平面図である 。
 本実施形態における半導体パッケージ30は 図7に示すとおり、少なくとも一方の面にデ イス12を備えるワーク11と、前記デバイス12 外周に沿って離間して設けられた壁部13と 前記デバイス12上方に第一空間15をなすよう 配され、前記壁部13を介して前記ワーク11に 支持されたカバー部材14と、を少なくとも備 、前記第一空間15が、外部空間と連通する 線状の第二空間36を少なくとも1以上備えた 成をしている。
 なお、図示例では、第二空間36が平面的に 線状となっているが、本発明はこれに限ら 、立体的(高さ方向に)曲線状となっていても 良い。

 このように、第二空間が非ストレート部 備えた曲線状に構成されているので、やは ゴミ等の異物が壁部13の内側の第一空間15内 に侵入するには蛇行して移動しなければなら ず、工程中の異物等が該第一空間15内に侵入 る防止効果をより高めることができると共 、非ストレート部によってガス等の流れが げられる虞の少ないものとすることができ 。

 また、本発明は、1つの第二空間に対し、外 部空間と連通する開口部と、第一空間と連通 する開口部とを複数設けた半導体パッケージ とすることもできる。
 図8は、本発明に係る半導体パッケージの第 四構造を模式的に示す平面図である。
 本実施形態における半導体パッケージ40は 図8に示すとおり、少なくとも一方の面にデ イス12を備えるワーク11と、前記デバイス12 外周に沿って離間して設けられた壁部13と 前記デバイス12上方に第一空間15をなすよう 配され、前記壁部13を介して前記ワーク11に 支持されたカバー部材14と、を少なくとも備 、第二空間46は、前記第一空間15及び/また 外部空間と連通する開口部を複数備えた構 をしている。
 なお、図示例では、第二空間46が平面的に 線状となっているが、本発明はこれに限ら 、曲線状でもよく、立体的(高さ方向に)に直 線状、あるいは曲線状となっていてもよい。

 このように、第一空間15と連通する第二空 46の開口部を1箇所とし、パーティクル等の 響を受けやすい外部空間と連通する第二空 46の開口部を2箇所以上とすることにより、 二空間46の一部に作製不良、あるいは、パー ティクル等による影響があったとしても、残 りの第二空間46の経路がバックアップとなっ 働くため、結露などに対して安定した半導 パッケージ40を得ることが可能である。ま 、複数のクランク部分を持つため、パーテ クル等の侵入をより効果的に抑制すること できる。
 また、逆に第一空間15と連通する第二空間46 の開口部を多くすることもできる。この場合 においては、より循環効率の高い通気路とし て第二空間46を得ることができる。特に、第 空間46を平面的でなく、カバー部材14とワー ク11との近傍にそれぞれ立体的に設けること 、カバー部材14の結露を防ぐのと同時にデ イス12の冷却作用としての働きを加えること も出来る。

 本発明は、デバイスを保護するためにカ ー部材を備える半導体パッケージに適用で る。