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JP2001351997A - 受光センサーの実装構造体およびその使用方法 - Google Patents

受光センサーの実装構造体およびその使用方法

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JP2001351997A
JP2001351997A JP2000173845A JP2000173845A JP2001351997A JP 2001351997 A JP2001351997 A JP 2001351997A JP 2000173845 A JP2000173845 A JP 2000173845A JP 2000173845 A JP2000173845 A JP 2000173845A JP 2001351997 A JP2001351997 A JP 2001351997A
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Japan
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receiving sensor
light receiving
light
mounting structure
semiconductor wafer
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JP2000173845A
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Fumio Hata
文夫 畑
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度位置決めと小型化を実現する受光センサ
ーの実装構造体の提供。 【解決手段】半導体ウエハーと、前記半導体ウエハーの
第一の面上に形成された受光センサーと、前記半導体ウ
エハーを貫通して前記受光センサー自体または前記受光
センサーに接続する配線から前記第一の面に対向する前
記半導体ウエハーの裏面に達する貫通電極と、前記受光
センサーから間隔配置された光透過性保護部材とおよ
び、前記受光センサー以外の領域で前記保護部材と前記
第一の面とを接着固定する封止材とから受光センサーの
実装構造体を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体受光センサ
ーの実装構造体およびその使用方法に関する。詳しく
は、本発明は、半導体受光素子を応用した受光センサ
ー、特にビデオカメラ、ディジタルカメラなどの映像機
器(以下、機器という)に広く利用されるCCDやC−
MOSなどの半導体受光センサーの実装構造体およびそ
の使用方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体受光センサーの実装には、
セラミック、樹脂などで形成された封止容器内部に収
納、封止する方法が広く用いられてきた。図6にその一
例を示す。
【0003】受光センサー4aなどを搭載した半導体ウ
エハー1は、所定のチップ状に切断され、予め金属製リ
ード8bと一体に成形された封止容器8aに接着固定す
る。半導体の配線回路4cと、金属製リード8bとを金
属製ワイヤー9で接続したのち、おもにガラス板からな
る光透過性保護部材6を封止容器に接着し、受光センサ
ーを気密封止する。
【0004】しかしながら上述の従来の実装方式では次
のような問題点がある。
【0005】1.半導体チップの周辺に封止容器、保護
部材などを配置する必要があり、これらは受光センサー
を応用する機器の小型化を制約する。
【0006】2.半導体ウエハーを予め所定のチップ状
に切断し、封止容器に接着、ワイヤー接続の工程を経る
ため、取り扱い中に受光センサーにゴミが付着しやす
い。個々の受光センサーは数マイクロメートル程度の大
きさであるため、わずかなゴミも画像不良を引き起こ
し、これが歩留りの低下と製造コストの上昇に結びつ
く。
【0007】3.保護部材や封止容器の外形と受光セン
サーとの相対位置精度としては、各部材の成形精度と接
着などによる組立精度との組み合せから、一般的には±
0.1〜0.01ミリメートル程度になる。これに対し
て、受光センサーと光学系の相対位置精度としては±
0.01〜0.001ミリメートル程度を要求される場
合が多い。
【0008】受光センサーは保護部材の中に収納、封止
されているため、直接これに触れることはできない。従
って、一般的に光学系の部材と封止容器などとの間に調
整機構を設け、受光センサーの出力を参照しながら位置
合わせを行う。
【0009】図4のaに光学系と調整機構の例を示す。
光学系の代表であるレンズ101と、受光センサーの相
対位置を調整するために封止容器を支える保持部材10
4と、ネジを介してこれに係合するレンズ保持用鏡筒1
02との距離をネジ止めなどの手段により微調整する。
また、鏡筒102と光透過性保護部材6の間にパッキン
103を設けて、保護部材の表面に異物が付着するのを
防止することも必要である。
【0010】このような機構と工程も機器の小型化と低
コスト化を著しく妨げる要因となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
したような問題点のない受光センサーの実装構造体およ
びその使用方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる不具合
を解消する目的でなされたものであり、半導体ウエハー
の切断前に配線工程および保護部材の接着工程などを行
うウエハーレベルCSP(チップ サイズ パッケー
ジ)を実現することとしている。
【0013】従って本発明により、半導体ウエハーと、
前記半導体ウエハーの第一の面上に形成された受光セン
サーと、前記半導体ウエハーを貫通して前記受光センサ
ー自体または前記受光センサーに接続する配線から前記
第一の面に対向する前記半導体ウエハーの裏面に達する
貫通電極と、前記受光センサーから間隔配置された光透
過性保護部材とおよび、前記受光センサー以外の領域で
前記保護部材と前記第一の面とを接着固定する封止材と
からなることを特徴とする受光センサーの実装構造体が
提供される。
【0014】さらに本発明により、前記した受光センサ
ーの実装構造体の使用方法が提供される。
【0015】
【発明の実施の形態】図1のaには本発明の第一実施例
の断面図を示し、また、図1のbにはその平面図を示
す。
【0016】ここで1は切断済みのチップ状半導体ウエ
ハー(チップ)、5bは貫通電極、4aは受光センサ
ー、4bは受光センサー上に設けられたマイクロレンズ
である。マイクロレンズにより受光センサーの集光効率
が向上する。
【0017】板ガラスなどの光透過性保護部材6は、受
光センサー、及びマイクロレンズには触れないように、
封止剤7を介してチップ上に接着固定する。また封止剤
7は、受光センサーの周囲を切れ目なく囲い、かつ、受
光センサーを覆わず、そして保護部材がセンサー及びマ
イクロレンズに接しないように、塗布後、硬化してい
る。この封止剤は前述のように光透過性保護部材を固定
して、受光センサーやマイクロレンズを機械的に保護す
ると共に、雰囲気から遮断する機能も持つ。
【0018】図2に上記実施例の加工工程を示す。
【0019】a(断面図)及びb(平面図):半導体ウ
エハー1に、受光センサー4a、受光センサーの駆動回
路や出力の処理回路(不図示)、配線回路4cなどを、
通常の半導体形成手段により形成する。
【0020】c(断面図):配線回路部に非貫通の深孔
5aを異方性エッチングなどにより穿ち、深孔内面に絶
縁層と、配線回路部に接続する導電層を堆積する。
【0021】d(断面図)及びe(平面図):個々の受
光センサーの周囲を切れ目なく囲み、かつ、これを覆わ
ないように封止剤7をスクリーン印刷、ディスペンスな
どの手段により半導体ウエハーの第一の面2に塗布す
る。
【0022】f(断面図):半導体ウエハーとほぼ同じ
平面寸法を有する光透過性保護部材6を圧着し、熱、紫
外線などを作用させて封止剤7を硬化させる。
【0023】g(断面図):半導体ウエハーの裏面3側
からc(断面図)で形成した導電層が露出するまでエッ
チングを行う。
【0024】h(断面図):鎖線12で示す所定のチッ
プ寸法にダイシングする。
【0025】このようにして得られたCSP(チップ
サイズ パッケージ)は、図3に示すように通常のプリ
ント配線基板105に、異方性導電接着剤(ACP)1
06などを用いて搭載することができる。
【0026】以上の説明の中で、封止剤7は、半導体ウ
エハーの第一の面2ではなく、保護部材6側に塗布して
もよい。また、光透過性保護部材6は、各種の光学フィ
ルター機能、或いは結像などレンズ機能を持つものでも
よい。
【0027】このような実装形態では、従来の形態に比
べて著しく寸法が小さくなるばかりでなく、光透過性保
護部材6の外形と受光センサーの相対位置精度も向上す
る。
【0028】従って図4bに示すように、鏡筒102に
直接接着固定することも可能であり、この場合は機器の
小型化、低価格化に大きく貢献する。
【0029】図5に第二実施例を示す。光透過性保護部
材6と受光センサー4aをより高い精度で位置決めする
ために、その保護部材に凸部6aを設け、この凸部のみ
が封止剤7を介して半導体ウエハーの第一の面2ないし
配線回路4cと接触する。これにより厚さ方向の位置決
め精度をより高く保つことができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば受
光センサーの実装構造体を小型化し、また、その構造体
を多くの部材を介さずに構成することができるため、映
像機器などの飛躍的な小型化が実現する。
【0031】また、半導体ウエハーの切断精度が外形精
度になるため、極めて精度の高い位置決めが実現でき、
機器の小型化と同時に組立調整コストの削減も達成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す断面図。
【図2】本発明の製造工程を示す図。
【図3】本発明の製造工程を示す図。
【図4】受光センサーの機器組込形態を示す断面図。a
はネジを介して組み込む例であり、bは接着固定により
組み込む例である。
【図5】本発明の第二実施例を示す断面図。
【図6】従来の受光センサーの実装形態を示す断面図。
【符号の説明】
1 半導体ウエハー 2 半導体ウエハーの第一の面 3 半導体ウエハーの裏面 4a 受光センサー 5b 貫通電極 6 光透過性保護部材 7 封止剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/335 H01L 31/02 D Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA10 FA06 GC11 GC20 GD03 GD04 GD07 HA01 HA12 HA24 HA33 5C024 CY47 CY48 EX21 EX42 EX43 EX51 GY01 GY31 5F088 BA15 BA18 BA20 BB03 GA03 JA01 JA03 JA05 JA09 JA12 JA13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハーと、 前記半導体ウエハーの第一の面上に形成された受光セン
    サーと、 前記半導体ウエハーを貫通して前記受光センサー自体ま
    たは前記受光センサーに接続する配線から前記第一の面
    に対向する前記半導体ウエハーの裏面に達する貫通電極
    と、 前記受光センサーから間隔配置された光透過性保護部材
    とおよび、 前記受光センサー以外の領域で前記保護部材と前記第一
    の面とを接着固定する封止材とからなることを特徴とす
    る受光センサーの実装構造体。
  2. 【請求項2】 前記受光センサーの表面にはマイクロレ
    ンズが形成されていることを特徴とする請求項1に記載
    の受光センサーの実装構造体。
  3. 【請求項3】 前記保護部材は赤外線カットフィルター
    および光学ローパスフィルターのうち少なくとも一方の
    機能を持つことを特徴とする請求項1に記載の受光セン
    サーの実装構造体。
  4. 【請求項4】 前記封止材の面に対向する前記保護部材
    の面が平面であることを特徴とする請求項1に記載の受
    光センサーの実装構造体。
  5. 【請求項5】 前記封止材の面に対向する前記保護部材
    の面がその縁部全体にわたって凸部を有することを特徴
    とする請求項1に記載の受光センサーの実装構造体。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載され
    た受光センサーの実装構造体を直接的に鏡筒に接合する
    ことを特徴とする受光センサーの実装構造体の使用方
    法。
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