CN107851651B - 半导体装置、其制造方法以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及一种其能够提供能够处理图像传感器中的I/O数量的增加的图像传感器封装的半导体装置、一种制造半导体装置的方法以及一种电子设备。所述半导体装置设置有：图像传感器，其包括形成在半导体基板上的光电转换元件；玻璃基板，其设置在所述图像传感器的第一主表面侧上；布线层，其形成在所述图像传感器的与所述第一主表面相反的一侧的第二主表面侧；以及外部端子，用于将来自图像传感器的信号输出到外部。所述布线层中的金属布线形成为从图像传感器的内部向外周延伸并连接到外部端子。例如，本技术可以应用于图像传感器封装等。

Description

半导体装置、其制造方法以及电子设备
技术领域
本技术涉及一种半导体装置、其制造方法和电子设备，并且更具体地，涉及：一种半导体装置，其能够提供能够应对图像传感器中的I/O数量的增加的图像传感器封装；其制造方法；以及一种电子设备。
背景技术
通过将透镜结构连接到诸如应用了半导体微细加工技术的CCD或CMOS图像传感器等成像元件，将成像元件作为相机模块安装在诸如数码相机或蜂窝电话等电子设备上。已经提出了一种图像传感器封装，其包括安装在玻璃基板上的图像传感器芯片(半导体元件)，以便减小相机模块的尺寸和重量。
例如，在专利文献1中，提出了一种前照式CMOS图像传感器封装，其中，在位于传感器芯片表面(受光面侧)上的光接收单元的外边缘上形成用于执行电输入/输出(I/O)的金属凸块，并且分离的传感器芯片倒装芯片(flip chip)安装，使得其受光面朝着玻璃基板。
另外，专利文献2公开了前照式CMOS图像传感器的芯片尺寸封装(CSP)。关于图像传感器CSP，首先，玻璃基板晶片和其上形成传感器的半导体基板晶片经由粘合层进行晶片间接合，从而夹住传感器光接收单元。然后，在薄化和布线形成之后，执行分离，从而完成图像传感器CSP。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利No.4664372
专利文献2：日本专利No.4664372
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献1所公开的图像传感器封装中，由于需要在光接收单元的外边缘处形成用于执行电输入和输出的金属凸块，所以I/O的数量(输入的数量/输出)是有限的，并且芯片面积增加。
另外，在专利文献2中公开的图像传感器CSP中，单片化后的封装尺寸与图像传感器的芯片尺寸相同。进行电输入输出的金属凸块等需要设置在传感器芯片的背面，但是可以设置在传感器芯片的背面的I/O的数量很大程度上受到该结构的限制。
考虑到这种情况，提出了本技术，并且旨在提供一种能够应对图像传感器的I/O数量的增加的图像传感器封装。
解决问题的办法
根据本技术的第一方面的半导体装置包括：图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；玻璃基板，其设置在所述图像传感器的第一主表面侧上；第一布线层，其形成在图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上；以及外部端子，每个外部端子将图像传感器的信号输出到外部，并且在半导体装置中，所述第一布线层的金属布线形成为从所述图像传感器的内部延伸到外周部，并连接到每个所述外部端子。
根据本技术的第一方面的用于制造半导体装置的方法包括：将玻璃基板设置在图像传感器的第一主表面侧上，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；在所述图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上，形成布线层，所述布线层包括从所述图像传感器的内部延伸到所述外周部的金属布线；并且形成待连接到金属布线的外部端子。
根据本技术的第一方面的电子设备包括：半导体装置，所述半导体装置包括：图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；玻璃基板，其设置在所述图像传感器的第一主表面侧上；布线层，其形成在图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上；以及外部端子，每个外部端子将图像传感器的信号输出到外部，其中，所述第一布线层的金属布线形成为从所述图像传感器的内部延伸到外周部，并连接到每个所述外部端子。
在本技术的第一方面中，将玻璃基板设置在图像传感器的第一主表面侧上，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；在所述图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上，形成布线层，所述布线层包括从所述图像传感器的内部延伸到所述外周部的金属布线；并且外部端子连接到金属布线。
根据本技术的第二方面的半导体装置包括：图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；玻璃基板，其保护作为所述图像传感器的受光面的第一主表面；以及绝缘部件，其覆盖图像传感器和玻璃基板的侧表面。
在根据本技术的第二方面的半导体装置中，提供：图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；玻璃基板，其保护作为所述图像传感器的受光面的第一主表面；以及绝缘部件，其覆盖图像传感器和玻璃基板的侧表面。
半导体装置和电子设备可以是独立的装置或者可以是包含到其他装置内的模块。
本发明的效果
根据本技术的第一和第二方面，可以提供一种能够应对图像传感器的I/O数量增加的图像传感器封装。
注意，本文描述的效果不一定是有限的，并且可以是本公开中描述的任何效果。
附图说明
图1是作为应用本技术的半导体装置的第一实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图2是图1的图像传感器封装的平面图；
图3是解释用于制造第一实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图4是示出第一实施方式的第一变形例的剖视图；
图5是示出第一实施方式的第二变形例的剖视图；
图6是作为应用本技术的半导体装置的第二实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图7是解释用于制造第二实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图8是作为应用本技术的半导体装置的第三实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图9是解释用于制造第三实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图10是作为应用本技术的半导体装置的第四实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图11是第四实施方式的图像传感器的平面图；
图12是解释用于制造第四实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图13是示出第四实施方式的第一变形例的剖视图；
图14是示出第四实施方式的第二变形例的剖视图；
图15是第四实施方式的第二变形例的图像传感器的平面图；
图16是示出第四实施方式的第三变形例的剖视图；
图17是作为应用本技术的半导体装置的第五实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图18是解释用于制造第五实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图19是作为应用本技术的半导体装置的第六实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图20是解释用于制造第六实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图21是示出第六实施方式的变形例的剖视图；
图22是作为应用本技术的半导体装置的第七实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图23是解释用于制造第七实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图24是作为应用本技术的半导体装置的第八实施方式的图像传感器封装的剖视图；
图25是解释用于制造第八实施方式的图像传感器封装的方法的一组视图；
图26是示出第八实施方式的第一变形例的剖视图；
图27是示出第八实施方式的第二变形例的剖视图；
图28是具有多芯片模块结构的图像传感器封装的一组剖视图；
图29是示出相机模块的配置示例的剖视图；
图30是示出多目相机模块的第一配置示例的剖视图；
图31是图示多目相机模块的第二配置示例的剖视图；
图32是示出多目相机模块的第三配置示例的剖视图；
图33是示出多目相机模块的第四配置示例的剖视图；
图34是示出多目相机模块的第五配置示例的剖视图；
图35是示出多目相机模块的第六配置示例的剖视图；
图36是示出作为应用本技术的电子设备的成像设备的配置示例的方框图；
图37是说明图像传感器的使用示例的示图。
具体实施方式
在下文中，将描述用于执行本技术的模式(在下文中称为实施方式)。注意，按以下顺序给出描述。
1、图像传感器封装的第一实施方式
2、图像传感器封装的第二实施方式
3、图像传感器封装的第三实施方式
4、图像传感器封装的第四实施方式
5、图像传感器封装的第五实施方式
6、图像传感器封装的第六实施方式
7、图像传感器封装的第七实施方式
8、图像传感器封装的第八实施方式
9、多芯片模块的配置示例
10、相机模块的配置示例
11、多目相机模块的配置示例
12、应用于电子设备的示例
<1、第一实施方式>
<1.1第一实施方式的结构图>
图1示出了作为应用本技术的半导体装置的第一实施方式的图像传感器封装的剖视图。
图1的图像传感器封装1包括图像传感器11，在该图像传感器11中，诸如光电二极管(光电转换元件)和晶体管等半导体元件形成在诸如硅基板等半导体基板(未示出)上。图像传感器11例如是背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等。
在图1中，片上透镜21形成在作为图像传感器11的光入射表面侧的第一主表面12的一侧上。在片上透镜21之上，设置具有高可见光透射率的透光部件22，通过透光部件22设置玻璃基板23。对于透光部件22，可以使用折射率为例如0.5到3.0左右的材料，但折射率更优选地接近玻璃基板23的折射率。
透光部件22和玻璃基板23可以保护图像传感器11的光接收单元免受砂砾、灰尘等的影响。在此处，图像传感器11的光接收单元是光进入(通过)的部分，例如，光电二极管、滤色器、片上透镜等。
在图像传感器11的侧表面上设置覆盖部24，并且在覆盖部24和图像传感器11的上方设置玻璃基板23。覆盖部24可以由例如具有遮光性的树脂材料构成，其从可见光到近红外光的范围内的光的透射率为10％以下(在下文中简称为遮光材料)。或者，覆盖部24可以包括热传导率为0.5W/m·K以上的具有高导热性的树脂材料(在下文中称为散热材料)。
用于防止从玻璃基板23产生的α射线进入图像传感器11的光接收单元的诸如丙烯酸膜等薄膜(未示出)、用于去除入射光的红外分量的红外截止滤波器(未示出)、用于防止入射光的反射的光学膜(未示出)等可以形成在玻璃基板23上。
在作为图像传感器11的下侧的第二主表面13的一侧上形成再配线层(RDL)31。再配线层31也形成为与包括覆盖部24和图像传感器11的平面区域相对应。图像传感器11的第二主表面13和覆盖部24的表面是平坦表面，从而容易地形成再配线层31。
注意，在以下描述中，将作为图像传感器11的下侧的第二主表面13的侧面也称为图像传感器11的背面。
再配线层31包括多个金属布线层32和形成在金属布线层32之间的绝缘层33。金属布线层32通过形成在绝缘层33中的通孔(未示出)彼此连接。在多个金属布线层32中，最下层的金属布线层32与外部端子34连接。外部端子34的每个是用于接收电信号的输入或输出、或接收电力供给的端子，并且由例如金属凸块构成。
由接收光的图像传感器11的光电二极管所产生的电荷均从形成在半导体基板中的内部电路经由硅通孔(TSV)35传输到金属布线层32，并且作为电信号从外部端子34输出。
如后面参考图29所述，图像传感器封装1与透镜结构173等组装在一起，以构成相机模块151。
图2是从外部端子34的一侧观看的图1的图像传感器封装1的平面图。
如图2所示，作为图1中的最下层的每个金属布线层32形成为从形成在图像传感器11的区域中的电极单元14延伸到外周部，并且连接到图像传感器封装1的外部端子34。通过如上所述将金属布线层32连接到作为延伸到外周部的扇出布线(fan-out wiring)的外部端子34，外部端子34可以设置在区域内，该区域包括覆盖部24的平面区域并大于图像传感器11的平面区域。
因此，根据第一实施方式的图像传感器封装1，可以处理图像传感器11的I/O数量的增加，即，提供更多的外部端子34。
另外，由于图像传感器11的侧表面被覆盖部24覆盖，因此可以保护图像传感器11的侧表面。
<1.2第一实施方式的制造方法>
接下来，将参考图3，描述第一实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第一制造方法)。
首先，制备从半导体晶片单片化(singulated)的图像传感器11。然后，如图3的A所示，将单片化的图像传感器11安装在玻璃基板23上。具体地，例如通过涂布，在玻璃基板23上形成透光部件22，并且将单片化的图像传感器11以贴装(pick-and-place)的方式在透光部件22上布置(align)并且粘合至透光部件22，使得受光面朝着玻璃基板23。
玻璃基板23由例如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、钠钙玻璃等以晶片或面板的形式构成。
接下来，如图3的B所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，使用预定的覆盖材料覆盖(模制)安装有图像传感器11的玻璃基板23的表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如可以使用半导体封装用途的一般环氧类模制材料等作为绝缘材料。
随后，如图3的C所示，通过研磨覆盖部24的表面(通过机械研磨、化学机械抛光(CMP)等由此而形成的)，露出每个图像传感器11的第二主表面13。研磨还可以用于减小图像传感器11的厚度。
由于在每个图像传感器11的第二主表面13上没有装置电路，所以研磨精度不需要非常高。通过进行研磨，每个图像传感器11的覆盖部24和第二主表面13可以平坦化，并且可以均匀地露出TSV 35(图3中未示出)。由此，可以高精度地制造图像传感器11的TSV 35与金属布线层32之间的连接。
接下来，如图3的D所示，形成包括金属布线层32和绝缘层33的再配线层31以及外部端子34。对于金属布线层32，例如使用Al、Al-Cu、Al-Si、Al-Nd、Cu、Au、Ag等。对于绝缘层33，例如，使用诸如聚酰亚胺或环氧树脂等聚合物或诸如SiOx、SiNx等无机材料。优选地，在连接到外部端子34的每个金属布线层32的焊盘部分上形成诸如Ni/Au或Ni/Pd/Au等层压阻挡层。可以通过例如溅射法、CVD法、气相沉积法、电镀法、印刷法等形成金属布线层32和绝缘层33。外部端子34均可以是例如通过印刷法、气相沉积法、电镀法等形成的金属凸块，但是也可以具有照原样露出每个金属布线层32的焊盘部分的结构。
最后，如图3的E所示，通过利用刀片、激光等切割等来进行单片化，从而完成图1所示的第一实施方式的图像传感器封装1。
在第一制造方法中，图像传感器11在玻璃基板23上对齐，然后，形成再配线层31和外部端子34。通常，玻璃基板对于热和湿气具有高的尺寸稳定性，并且抗翘曲。在薄膜晶体管(TFT)等领域中，也使用玻璃基板上的布线技术。如第一制造方法那样，通过对玻璃基板23进行布线处理，能够对再配线层31实现极其精细的布线处理(实现10/10μ以下的线宽和线间距离(Line/Space))。
<1.3第一实施方式的第一变形例>
图4是示出第一实施方式的第一变形例的图像传感器封装1的剖视图。
在图4所示的第一实施方式的第一变形例中，与图1所示的第一实施方式的不同之处在于，图像传感器11的侧表面上的覆盖部24被替换为两种覆盖部24A和24B。
在两种覆盖部24A和24B中，与图像传感器11接触的覆盖部24A包括遮光材料，其具有10％以下的从可见光到近红外光的范围内的光的透射率。另一方面，覆盖部24B包括导热率为0.5W/m·K以上的散热材料。
可以如下形成这两种覆盖部24A和24B。在形成图3的B所示的覆盖部24的步骤中，首先，通过印刷法、涂布法、气相沉积法、层压法、模制法(molding method)等，利用用作覆盖部24A的遮光材料进行覆盖，然后通过类似的方法，利用用作覆盖部24B的散热材料进行覆盖。
以这种方式，通过使用遮光材料作为与图像传感器11接触的覆盖部24A，可以吸收从图像传感器11的侧表面和玻璃基板23的下表面进入的杂散光并防止意外的光进入图像传感器11的光接收单元。
另外，通过使用散热材料作为位于覆盖部24A外侧的覆盖部24B，可以形成用于消散从图像传感器11产生的热量的散热路径。
注意，覆盖部24也可以由三种覆盖材料构成，覆盖部24只要是用一种或多种覆盖材料进行覆盖的结构即可。
<1.4第一实施方式的第二变形例>
图5是示出第一实施方式的第二变形例的图像传感器封装1的剖视图。
在图5所示的第一实施方式的第二变形例中，与图1的第一实施方式的不同之处在于，玻璃基板23在图像传感器11外侧的外周部中形成为比在图像传感器11的上方的部分中更厚。另一方面，覆盖部24在玻璃基板23为厚的部分中比在另一部分中形成为更薄。
根据光路长度，确定设置在图像传感器封装1上方且由用于将入射光聚集在图像传感器11的光接收单元上的多个透镜构成的透镜结构173(图29)的高度。在光轴上存在折射率大于空气折射率的部件的情况下，光路长度相应地增加，并且透镜结构173的高度也相应地增加。玻璃基板23的折射率为1.5。因此，光路长度过度增加光轴上的玻璃基板23的厚度的约三分之一，并且相机模块151的高度增加。因此，光轴上的玻璃基板23越薄越好。然而，使玻璃基板23薄型化，则刚性降低，这种情况导致图像传感器11的挠曲(deflection)。
因此，如第二变形例中那样，采用形成为在图像传感器11外部的外周部比图像传感器11上方的部分更厚的玻璃基板23，从而可以通过外周部的厚玻璃部分(加强结构)和覆盖部24来保持玻璃基板23和图像传感器11的刚性，同时使玻璃基板23在光轴上的厚度变薄。因此，可以在缩短光路长度的光路长度的同时，抑制图像传感器11的翘曲和挠曲。
<2、第二实施方式>
<2.1第二实施方式的结构图>
图6示出了作为应用本技术的半导体装置的第二实施方式的图像传感器封装的剖视图。
注意，在图6中，与第一实施方式中的部分对应的部分由相同的附图标记表示，并且将仅针对与第一实施方式中不同的部分给出描述。这同样适用于稍后描述的其他实施方式。
在图6所示的第二实施方式的图像传感器封装1中，与第一实施方式的差异在于，覆盖部24形成在作为在外部端子34侧的、图像传感器11的表面的第二主表面13与再配线层31之间。
此外，在第二主表面13和再配线层31之间的覆盖部24的部分上分别设置金属凸块41，图像传感器11的TSV 35经由金属凸块41连接到再配线层31的金属布线层32。金属凸块41均例如由Sn-Ag凸块、Sn-Ag-Cu凸块、Au凸块等构成，其外周被覆盖部24覆盖。
另外，虽然在第一实施方式中，在图像传感器11上仅形成有透光部件22，但在第二实施方式中，在位于图像传感器11的外侧的覆盖部24上也形成有透光部件22，并且该透光部件22与玻璃基板23的下表面的整个区域接触。
尽管省略了从外部端子34侧观察的第二实施方式中的图像传感器封装1的平面图的图示，但类似于图2，金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，并连接到外部端子34。
因此，也在第二实施方式中，通过将金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，能够处理图像传感器11的I/O数量的增加，即，提供更多的外部端子34，与第一实施方式类似。
另外，由于图像传感器11的侧表面和背面被覆盖部24覆盖，因此可以同时保护图像传感器11的侧表面和背面。
在图6的示例中，覆盖部24包括一种类型的树脂材料。然而，与第一实施方式的第一变形例类似，覆盖部24可以通过层压两种或更多种类型的树脂材料形成。
<2.2第二实施方式的制造方法>
接下来，参考图7，描述第二实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第二制造方法)。
首先，制备已单片化的图像传感器11。如图7的A所示，制备好的图像传感器11均是这样的图像传感器：在第一主表面12的一侧上形成的片上透镜21被可移除的保护膜42保护、并且在第二主表面13的一侧上形成金属凸块41。
然后，如图7的A所示，将制备好的图像传感器11通过可通过紫外线(UV)剥离的粘合剂52倒装芯片(flip-chip)安装在其上形成有再配线层31的载体基板51上。更具体地，图像传感器11的金属凸块41和金属布线层32经受倒装芯片接合，使得金属凸块41设置在再配线层31的最外表面上的金属布线层32上。与玻璃基板23类似，载体基板51例如由石英玻璃等以晶圆或面板的形式构成。
从图3的A与图7的A的比较可知，在图3所示的第一制造方法中，粘合图像传感器11使得其受光面朝向玻璃基板23，然而在第二制造方法中，图像传感器11倒装芯片安装在载体基板51上，使得其受光面朝向上。
接下来，如图7的B所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，将预定的覆盖材料覆盖在其上安装有图像传感器11的载体基板51的表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如可以使用用于半导体封装用途等的普通环氧类模制材料。
接下来，如图7的C所示，在通过机械研磨或化学机械抛光将覆盖部24平坦地抛光直到露出在每个图像传感器11上形成的保护膜42之后，去除保护膜42。在研磨覆盖部24时，只要在露出保护膜42的程度上进行研磨就足够了，因此研磨精度不需要非常高。
接下来，如图7的D所示，使用透光部件22作为粘合剂，将玻璃基板23和其上安装有图像传感器11的载体基板51进行晶片间接合。
随后，如图7的E所示，通过从载体基板51的背面侧照射紫外线(UV)将载体基板51剥离。当载体基板51被剥离时，完成了其中图像传感器11被布置(align)使得其受光面朝着玻璃基板23的基板结构。图像传感器11的侧表面被覆盖部24覆盖，并且再配线层31形成在每个图像传感器11的第二主表面13的侧面上。
最后，如图7的F所示，通过利用刀片、激光等的切割等进行单片化，从而完成图6所示的第二实施方式的图像传感器封装1。
<3、第三实施方式>
<3.1第三实施方式的结构图>
图8示出作为应用本技术的半导体装置的第三实施方式的图像传感器封装的剖视图。
在图8所示的第三实施方式的图像传感器封装1中，与第一实施方式的不同之处在于，覆盖部55新形成在第二主表面13(为在外部端子34侧的、图像传感器11的表面)与再配线层31之间。如后面参考图9所述，在与图像传感器11的侧表面上形成的覆盖部24分开的步骤中形成覆盖部55，但是覆盖部55和覆盖部24的材料可以是相同的。或者，具有不同特性的材料可以用于覆盖部55和覆盖部24。例如，如在图4中示出的第一实施方式的第一变形例中，遮光材料可以用于覆盖部24和覆盖部55中的一个，散热材料可以用于其另一个。
图像传感器11的TSV 35均经由设置在与覆盖部55相同的层中的通孔56而与再配线层31的金属布线层32连接。通孔56的外周被覆盖部55覆盖。
尽管省略了从外部端子34侧观察的第三实施方式中的图像传感器封装1的平面图的图示，但类似于图2，金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，并连接到外部端子34。
因此，也在第三实施方式中，与第一实施方式类似，通过将金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，能够处理图像传感器11的I/O数量的增加，即，提供更多的外部端子34。
另外，由于图像传感器11的侧表面和背面被覆盖部24或55覆盖，因此可以同时保护图像传感器11的侧表面和背面。
<3.2第三实施方式的制造方法>
接下来，参考图9，描述第三实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第三制造方法)。
图9的A至C中的步骤与图3的A至C中的步骤类似。
即，首先，如图9的A所示，将单片化后的图像传感器11安装在玻璃基板23上。
接下来，如图9的B所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，将预定的覆盖材料覆盖其上安装有图像传感器11的玻璃基板23的表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如可以使用用于半导体封装用途等的普通环氧类模制材料。
随后，如图9的C所示，通过研磨覆盖部24(其通过机械研磨、化学机械抛光等由此而形成的)的表面，露出每个图像传感器11的第二主表面13。
接下来，如图9的D所示，通过印刷法、涂布法、气相沉积法、层压法等，用预定的覆盖材料覆盖包括每个图像传感器11的露出的第二主表面13的整个表面，从而形成覆盖部55。由于要被重新覆盖的表面是平坦的，所以重新覆盖之后获得的表面也可以保持平坦。
接下来，如图9的D所示，通过以下来形成通孔56：在被覆盖部55覆盖的表面中、在设置图像传感器11的TSV 35的位置处形成开口，然后将金属材料掩埋在每个开口内，形成与每个开口共形的金属材料等。可以通过例如湿法蚀刻、干法蚀刻、机械钻孔、激光钻孔等形成开口。
图9的E和F中的步骤与参考图3的D和E所描述的步骤类似。
即，如图9的E所示，包括金属布线层32和绝缘层33的再配线层31以及外部端子34形成在形成覆盖部55和通孔56的平坦表面上。然后，如图9的F所示，通过利用刀片、激光等的切割等来执行单片化，由此完成图8所示的第三实施方式的图像传感器封装1。
同样，在第三制造方法中，由于在玻璃基板23上形成再配线层31，所以与第一制造方法类似地，可以实现极其精细的布线处理。
<4、第四实施方式>
<4.1第四实施方式的结构图>
图10示出了作为应用本技术的半导体装置的第四实施方式的图像传感器封装的剖视图。
在图10所示的第四实施方式的图像传感器封装1中，布线层63设置在玻璃基板23和图像传感器11之间。布线层63包括多个金属布线层61和形成在金属布线层61之间的绝缘层62。布线层63接合到形成在图像传感器11的第一主表面12上的金属凸块71。在金属凸块71周围形成底部填充物72。布线层63起到连接图像传感器11的玻璃基板23和金属凸块71的作用，并且不需要特别形成用于执行信号处理的电路。
如图11所示，在图像传感器11的第一主表面12上的外周部上设置金属凸块71和底部填充物72，以便包围外周。在图10中，被图像传感器11以及图像传感器11上方的布线层63和玻璃基板23包围的空间被底部填充物72密封。因此，图像传感器11的光接收单元受到砂砾、灰尘等的影响。
使用与上述的再配线层31的金属布线层32和绝缘层33相似的材料形成构成布线层63的金属布线层61和绝缘层62。另外，金属布线层61通过形成在绝缘层62中的通孔(未示出)彼此连接。
图像传感器11的侧表面被覆盖部24覆盖。
尽管省略了从外部端子34侧观察的第四实施方式中的图像传感器封装1的平面图的图示，但类似于图2，金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，并连接到外部端子34。
因此，也在第四实施方式中，与第一实施方式类似，通过将金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，能够处理图像传感器11的I/O数量的增加，即，提供更多的外部端子34。
另外，由于图像传感器11的侧表面被覆盖部24覆盖，因此可以保护图像传感器11的侧表面。
<4.2第四实施方式的制造方法>
接下来，将参考图12，描述第四实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第四制造方法)。
首先，制备已经单片化的图像传感器11。如图12的A所示，在第四制造方法中制备的图像传感器11均为其中金属凸块71形成在形成片上透镜21的第一主表面12的一侧的图像传感器11。类似于第二实施方式，金属凸块71均由例如Sn-Ag凸块、Sn-Ag-Cu凸块、Au凸块等构成。
另外，在第四种制造方法中，除了其上形成有金属凸块71的图像传感器11之外，制备具有形成在基板上的布线层63的玻璃基板23。
然后，如图12的A所示，将制备好的图像传感器11分别倒装芯片安装在形成在玻璃基板23上的布线层63的金属布线层61上。即，图像传感器11的金属凸块71和金属布线层61经受倒装芯片接合，使得金属凸块71设置在布线层63的最外表面上的金属布线层61上。
另外，如图11所示，围绕倒装芯片接合的金属凸块71形成底部填充物72，以围绕图像传感器11的外周。
高电阻金属(Ti、TiN、Mo、Mo-Nb等)可以仅在每个金属布线层61的底表面上或者在底表面和上表面上形成为阻挡层。
图12的B到E所示的各步骤与图3的B到E所示的各步骤相同。
即，如图12的B所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，使用预定的覆盖材料覆盖安装有图像传感器11的玻璃基板23的表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如可以使用半导体封装用途的一般环氧类模制材料等作为绝缘材料。
随后，如图12的C所示，通过研磨覆盖部24(通过机械研磨、化学机械抛光等而由此形成的)的表面，露出每个图像传感器11的第二主表面13。
接下来，如图12的D所示，形成包括金属布线层32和绝缘层33的再配线层31以及外部端子34。
最后，如图3的E所示，通过利用刀片、激光等切割等来执行单片化，从而完成图10所示的第四实施方式的图像传感器封装1。
同样在第四制造方法中，由于在玻璃基板23上形成布线层63和再配线层31，因此可以类似于第一制造方法实现极其精细的布线处理。
<4.3第四实施方式的第一变形例>
图13是示出第四实施方式的第一变形例的图像传感器封装1的剖视图。
在图13所示的第四实施方式中，空气被密封在图像传感器11以及图像传感器11上方的布线层63和玻璃基板23所包围的空间中，而在图13中所示的第四实施方式的第一变形例中，在其内封闭了透光部件22。由于封闭透光部件22，所以省略了第四实施方式的底部填充物72。
对于透光部件22，可以使用折射率为例如约0.5到3.0的材料，但折射率更优选地接近玻璃基板23的折射率。
透光部件22和玻璃基板23可以保护图像传感器11的光接收单元免受砂砾、灰尘等的影响。
<4.4第四实施方式的第二变形例>
图14是示出了第四实施方式的第二变形例的图像传感器封装1的剖视图。
在图14所示的第四实施方式的第二变形例中，将图10所示的第四实施方式的金属凸块71和底部填充物72替换为金属部件81。如图15所示，金属部件81被设置为包围图像传感器11的外周。图15是从图像传感器11的第一主表面12侧观察金属部件81的俯视图。
这样，通过用金属部件81包围图像传感器11的光接收单元，也可以保护图像传感器11的光接收单元免受砂砾、灰尘等的影响。
<4.5第四实施方式的第三变形例>
图16是示出第四实施方式的第三变形例的图像传感器封装1的剖视图。
在图16所示的第四实施方式的第三变形例中，将图10所示的第四实施方式的金属凸块71和底部填充料72替换为透光部件22。类似于图15所示的金属部件81的设置，透光部件22被设置成包围图像传感器11的外周。
由于透光部件22起到用于粘合图像传感器11和玻璃基板23的粘合剂的作用，因此在图16的第三变形例中省略了布线层63。
这样，通过用透光部件22包围图像传感器11的光接收单元，也可以保护图像传感器11的光接收单元免受砂砾、灰尘等的影响。
<5、第五实施方式>
<5.1第五实施方式的结构图>
图17示出了作为应用本技术的半导体装置的第五实施方式的图像传感器封装的剖视图。
在图17所示的第五实施方式的图像传感器封装1中，与图10所示的第四实施方式的不同之处在于，覆盖部55和通孔56形成在第二主表面13(为在外部端子34侧的图像传感器11的表面)与再配线层31之间。
类似于上述第三实施方式，在与图像传感器11的侧表面上形成的覆盖部24分开的步骤中形成覆盖部55，但是覆盖部55和覆盖部24的材料可以是彼此相同或不同的。
图像传感器11的TSV 35均经由设置在与覆盖部55相同的层中的通孔56而与再配线层31的金属布线层32连接。通孔56的外周被覆盖部55覆盖。
注意，在图17所示的第五实施方式中，形成在图像传感器11的侧表面上的覆盖部24的上表面仅与布线层63接触，而在图10的第四实施方式中，覆盖部24的上表面的一部分与玻璃基板23接触，可以采用覆盖部24的任何一种模式。相反，在图10的第四实施方式中，覆盖部24的上表面可以被配置成仅与布线层63接触，或者在图17的第五实施方式中，覆盖部24的上表面可以被配置为与玻璃基板23和布线层63接触。
同样在第五实施方式中，再配线层31的金属布线层32形成为延伸到外周部的扇出布线，并且连接到外部端子34。
因此，同样在第五实施方式中，与上述其他实施方式类似，可以处理图像传感器11的I/O数量的增加，即，提供更多的外部端子34。另外，由于图像传感器11的侧表面被覆盖部24覆盖，因此可以保护图像传感器11的侧表面。
<5.2第五实施方式的制造方法>
接下来，将参考图18描述第五实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第五制造方法)。
图18的A到C中的步骤与图12的A到C中的步骤类似。
首先，如图18的A所示，将具有金属凸块71的分离图像传感器11均倒装芯片接合到其上形成有布线层63的玻璃基板23的金属布线层61上，随后，形成底部填充物72。
接下来，如图18的B所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，用预定的覆盖材料覆盖其上安装有图像传感器11的玻璃基板23的表面。从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如，可以使用用于半导体封装用途等的普通环氧类模制材料。
随后，如图18的C所示，通过研磨覆盖部24(通过机械研磨、化学机械抛光等而由此形成的)的表面，露出每个图像传感器11的第二主表面13。
接下来，如图18的D所示，通过印刷法、涂布法、气相沉积法、层压法等，用预定的覆盖材料覆盖包括每个图像传感器11的露出的第二主表面13的整个表面，从而形成覆盖部55。由于要被重新覆盖的表面是平坦的，所以重新覆盖后获得的表面也可以保持平坦。
接下来，如图18的D所示，通过以下来形成通孔56：在被覆盖部55覆盖的表面中、在设置图像传感器11的TSV 35的位置处形成开口，然后将金属材料掩埋在每个开口内，形成与每个开口共形的金属材料等。可以通过例如湿法蚀刻、干法蚀刻、机械钻孔、激光钻孔等形成开口。
随后，如图18的E所示，包括金属布线层32和绝缘层33的再配线层31以及外部端子34形成在形成覆盖部55和通孔56的平坦表面上。然后，如图18的F所示，通过利用刀片、激光等的切割等来执行单片化，由此完成图17所示的第五实施方式的图像传感器封装1。
同样在第五制造方法中，由于在玻璃基板23上形成再配线层31，所以与上述其他制造方法类似地，可以实现极其精细的布线处理。
<6、第六实施方式>
<6.1第六实施方式的结构图>
图19示出了作为应用本技术的半导体装置的第六实施方式的图像传感器封装的剖视图。
在图19所示的第六实施方式的图像传感器封装1中，与图1所示的第一实施方式相比，其不同之处在于，覆盖部24形成为不仅覆盖图像传感器11，而且还覆盖玻璃基板23的侧表面。第六实施方式的其他结构与图1所示的第一实施方式的结构类似。
在第六实施方式的图像传感器封装1中，覆盖部24形成为不仅覆盖图像传感器11的侧表面，而且覆盖玻璃基板23的侧表面，从而可以保护图像传感器11和玻璃基板23的端面。
另外，可以防止进入或反射到玻璃基板23的侧面的杂散光进入图像传感器11的光接收单元，从而可以形成来自图像传感器11的散热路径。
此外，类似于第一实施方式，通过形成金属布线层32，作为延伸到外周部的扇出布线，可以处理图像传感器11的I/O数目的增加，即，提供更多的外部端子34。
<6.2第六实施方式的制造方法>
接下来，将参考图20描述第六实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第六制造方法)。
首先，制备从半导体晶片单片化的图像传感器11。然后，如图20的A所示，将单片化的图像传感器11安装在玻璃基板23上。具体地，例如通过涂布，在玻璃基板23上形成透光部件22，并且将单片化的图像传感器11以贴装(pick-and-place)的方式在透光部件22上布置并且粘合至透光部件22，使得受光面朝着玻璃基板23。
接下来，如图20的B所示，在对准的图像传感器11之间的玻璃基板23挖掘到预定深度，从而形成凹槽91。每个凹槽91的宽度是数十微米至数百微米的任意值，其深度是数十微米以上的任意值。
然后，如图20的C所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，用预定的覆盖材料覆盖包括凹槽91和图像传感器11的玻璃基板23的上表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如可以使用用于半导体封装用途等的普通环氧类模制材料。
随后，如图20的D所示，通过机械研磨、化学机械抛光等研磨覆盖部24，直到露出每个图像传感器11的第二主表面13。研磨还可以用于减小图像传感器11的厚度。
由于在每个图像传感器11的第二主表面13上没有装置电路，所以研磨精度不需要非常高。通过研磨，每个图像传感器11的覆盖部24和第二主表面13可以平坦化，并且可以均匀地露出TSV 35(图20中未示出)。由此，可以高精度地制造图像传感器11的TSV 35与金属布线层32之间的连接。
接下来，如图20的E所示，形成包括金属布线层32和绝缘层33的再配线层31以及外部端子34。
随后，如图20的F所示，通过HF薄化(slimming)等将玻璃基板23变薄，直到针对每个图像传感器11分割玻璃基板23。
最后，如图20的G所示，通过利用刀片、激光等的切割等来执行单片化，由此完成图19所示的第六实施方式的图像传感器封装1。
上述第六种制造方法与参考图3描述的第一种制造方法类似，除了添加图20中B所示的凹槽91的处理步骤和图20的F中所示的玻璃基板23的薄化步骤之外。
<6.3第六实施方式的变形例>
在图20的F所示的玻璃基板23的薄化步骤中，玻璃基板23薄化，直至针对每个图像传感器11分割玻璃基板23。然而，不必在玻璃基板23完全分割的程度上执行薄化。
在这种情况下，如图21所示，玻璃基板23也在凹槽91中保持预定的厚度，并且可以制造这样的图像传感器封装1：玻璃基板23形成为在端部比图像传感器11上方的部分更薄。
在薄化玻璃基板23的步骤中玻璃基板23未完全分割的情况下，在薄化后的每个步骤中具有优点。例如，由于玻璃基板23未被分割，所以可以维持基板的刚性，并且可以抑制因覆盖部24的收缩而导致基板整体的收缩。
<7、第七实施方式>
<7.1第七实施方式的结构图>
图22示出了作为应用本技术的半导体装置的第七实施方式的图像传感器封装的剖视图。
在图22所示的第七实施方式的图像传感器封装1中，与图10所示的第四实施方式相比，其不同之处在于，覆盖部24形成为不仅覆盖图像传感器11，而且还覆盖玻璃基板23的侧表面。第七实施方式的其他结构与图10所示的第四实施方式的结构类似。
在第七实施方式的图像传感器封装1中，覆盖部24被形成为不仅覆盖图像传感器11的侧表面，而且还覆盖玻璃基板23的侧表面，由此可以保护图像传感器11和玻璃基板23的端面。
另外，可以防止杂散光进入或反射到玻璃基板23的侧表面并进入图像传感器11的光接收单元。还可以形成来自图像传感器11的散热路径。
此外，类似于第一实施方式，通过形成金属布线层32，作为延伸到外周部的扇出布线，可以处理图像传感器11的I/O数目的增加，即，提供更多的外部端子34。
<7.2第七实施方式的制造方法>
接下来，将参考图23描述第七实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第七制造方法)。
首先，如图23的A所示，与作为第四制造方法描述的图12的A中的步骤类似地，将玻璃基板23(具有金属凸块71的图像传感器11芯片倒装粘合至该玻璃基板23)通过可剥离的粘合剂102附着至支撑材料101。类似于图7的载体基板51，支撑材料101由例如晶片或面板、胶带等形式的石英基板构成。对于粘合剂102，例如可以使用可以通过紫外线(UV)照射而剥离的粘合剂。
接下来，如图23的B所示，将对齐的图像传感器11之间的玻璃基板23挖掘到预定深度，并且针对每个图像传感器11分割玻璃基板23。
在玻璃基板23的切割步骤中，由于如图23的B所示，存在支撑材料101，所以即使将玻璃基板23完全分割，也能够像单片或者面板那样进行处理，这使得能够之后批量处理。因此，如参考图20描述的第六制造方法那样，能够在不进行使玻璃基板23变薄的步骤的情况下分割玻璃基板23，并且覆盖每个玻璃基板23的侧面。另外，通过使用例如对于热、湿气等具有高的尺寸稳定性的材料(例如，石英基板)，作为支撑材料101，可以减少覆盖步骤等中的每个玻璃基板23的翘曲。
图23的C到E所示的各步骤与图12的B到D所示的各步骤相同。
即，如图23的C所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，用预定的覆盖材料覆盖安装有图像传感器11的每个玻璃基板23的表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如，可以使用用于半导体封装用途等的普通环氧类模制材料。
随后，如图23的D所示，通过研磨覆盖部24(通过机械研磨、化学机械抛光等而由此形成的)的表面，露出图像传感器11的第二主表面13。
接下来，如图23的E所示，形成包括金属布线层32和绝缘层33的再配线层31以及外部端子34。
然后，如图23的F所示，剥离用粘合剂102粘附的支撑材料101，如图23的G所示，通过利用刀片或激光等的切割等进行单片化，由此完成图22所示的第七实施方式的图像传感器封装1。
注意，第七实施方式的图像传感器封装1也可以通过如参考图20描述的第六制造方法那样对玻璃基板23执行凹槽处理步骤和薄化步骤的方法来制造。
<8、第八实施方式>
<8.1第八实施方式的结构图>
图24示出了作为应用本技术的半导体装置的第八实施方式的图像传感器封装的剖视图。
在图24所示的第八实施方式的图像传感器封装1中，与图10所示的第四实施方式相比，在图像传感器11的第二主表面13侧的再配线层31和外部端子34被替换为覆盖部24。换言之，在第八实施方式中，覆盖部24形成为除了图像传感器11的侧表面之外还覆盖背面。另外，覆盖部24也形成为覆盖玻璃基板23的侧面。第八实施方式的其他结构与图10所示的第四实施方式的结构类似。
在采用图24的结构的情况下，外部端子可以设置在玻璃基板23的上表面上、图像传感器封装1的下表面(背面)等上。设置在玻璃基板23的上表面上的外部端子均经由例如贯穿玻璃基板23和布线层63的玻璃通孔(TMV，未示出)而电连接到图像传感器11。设置在图像传感器封装1的下表面上的外部端子均经由贯穿覆盖部24的模具通孔(TMV，未示出)电连接到图像传感器11。
在第八实施方式中，与上述第一至第七实施方式不同，在图像传感器11的背面上不形成使用扇出布线的再配线层31。相反，图像传感器11的背面也被覆盖部24覆盖，从而确保来自图像传感器11的更多的散热路径。
另外，通过形成覆盖部24，以覆盖图像传感器11的侧表面和背面以及玻璃基板23的侧表面，可以吸收杂散光，从而防止来自意外的光进入图像传感器光接收单元。杂散光的示例包括从外部通过图像传感器11的背面、玻璃基板23的侧表面等进入的杂散光以及由于接收的入射光在玻璃基板23的表面上全反射的同时传送到侧表面，在侧表面上反射，并且在再次重复全反射的同时到达图像传感器11的光接收单元而发生的杂散光。
此外，由于覆盖部24形成为覆盖图像传感器11和玻璃基板23的侧表面，因此可以保护图像传感器11和玻璃基板23的端面。
<8、第八实施方式的制造方法>
接下来，将参考图25描述第八实施方式的图像传感器封装1的制造方法(第八制造方法)。
首先，如图25的A所示，具有金属凸块71的单片化图像传感器11均倒装芯片粘合到形成有布线层63的玻璃基板23的金属布线层61上，随后，形成底部填充物72。
接下来，如图25的B所示，将对齐的图像传感器11之间的玻璃基板23挖掘到预定的深度，从而形成凹槽91。每个凹槽91的宽度是数十微米至数百微米的任意值，其深度是数十微米以上的任意值。
接下来，如图25的C所示，通过印刷方法、涂布方法、层压方法、模制方法等，用预定的覆盖材料覆盖包括凹槽91和布线层63的玻璃基板23的上表面，从而形成覆盖部24。作为覆盖材料，例如可以使用用于半导体封装用途等的普通环氧类模制材料。
随后，如图25的D所示，通过HF薄化等使玻璃基板23变薄，直到针对每个图像传感器11分割玻璃基板23。
最后，如图25的E所示，通过利用刀片、激光等的切割等进行单片化，从而完成图24所示的第八实施方式的图像传感器封装1。
<8.3第八实施方式的第一变形例>
在使图25的D所示的玻璃基板23变薄的步骤中，玻璃基板23薄化，直至针对每个图像传感器11分割玻璃基板23。然而，不必在玻璃基板23完全分割的程度上执行薄化。在这种情况下，如图26所示，玻璃基板23也在凹槽91中保持预定的厚度，并且可以制造这样的图像传感器封装1：玻璃基板23形成为在端部比图像传感器11上方的部分更薄。
在薄化玻璃基板23的步骤中玻璃基板23未完全分割的情况下，在薄化后的每个步骤中具有优点。例如，由于玻璃基板23未被分割，所以可以维持基板的刚性，并且可以抑制因覆盖部24的收缩而导致基板整体的收缩。
<8.4第八实施方式的第二变形例>
图27是示出第八实施方式的第二变形例的图像传感器封装1的剖视图。
在图27所示的第八实施方式的第二变形例中，与图24所示的第八实施方式的不同之处在于，覆盖图像传感器11和玻璃基板23的侧面的覆盖部24被替换为两种覆盖部24A和24B。
在两种覆盖部24A和24B中，与图像传感器11接触的覆盖部24A包括遮光材料，其具有10％以下的从可见光到近红外光的范围内的光的透射率。另一方面，覆盖部24B包括导热率为0.5W/m·K以上的散热材料。
可以如下形成这两种覆盖部24A和24B。在形成图25的B所示的覆盖部24的步骤中，首先，通过印刷法、涂布法、气相沉积、层压法、模制方法等，利用用作覆盖部24A的遮光材料进行覆盖，然后通过类似的方法，利用用作覆盖部24B的散热材料进行覆盖。
以这种方式，通过使用遮光材料作为与图像传感器11接触的覆盖部24A，可以吸收从图像传感器11的侧表面和玻璃基板23的下表面进入的杂散光并防止意外的光进入图像传感器11的光接收单元。
另外，通过使用散热材料作为位于覆盖部24A外侧的覆盖部24B，可以形成用于消散从图像传感器11产生的热量的散热路径。
注意，覆盖部24也可以由三种覆盖材料构成，覆盖部24只要是用一种或多种覆盖材料进行覆盖的结构即可。
<9、多芯片模块的配置示例>
图28示出了图像传感器封装1的图像传感器封装的配置示例，其中，图像传感器封装1还包括诸如电阻器、电容器或者晶体管等芯片部件，作为部件，并且因此具有多芯片模块结构。
图28的A示出了图1所示的第一实施方式中的图像传感器封装1的示例，其中，一个或多个芯片部件121设置在覆盖部24的一部分上。例如，芯片部件121由诸如电阻器、电容器或线圈等无源部件或诸如晶体管等有源部件构成。每个芯片部件121与再配线层31的金属布线层32电连接，经由再配线层31与图像传感器11交换预定的信号。
图28的B示出了图1所示的第一实施方式中的图像传感器封装1的示例，其中，芯片部件122进一步设置在再配线层31的下表面上。芯片部件122通过金属凸块123电连接到再配线层31的金属布线层32，并经由再配线层31与图像传感器11交换预定的信号。外部端子34形成为高于芯片部件122和金属凸块123的组合高度。
图28的C示出了在图10所示的第四实施方式中的图像传感器封装1的示例，其中，一个或多个芯片部件121设置在覆盖部24的一部分上。每个芯片部件121电连接到布线层63的金属布线层61并且经由布线层63与图像传感器11交换预定的信号。
类似地，在除了图28的A至C中所示的那些之外的上述实施方式及其变形例中的每一个的图像传感器封装1中，可以安装一个或多个芯片部件，以形成多芯片模块。
如上所述，关于图像传感器封装1，通过将一个或多个芯片部件安装在同一封装中，以形成多芯片模块，可以实现装置的小型化。另外，芯片部件的集合使得可以缩短部件之间的信号路径并实现高速信号处理。
<10、相机模块的配置示例>
图29示出了透镜结构组装到每个上述实施方式的图像传感器封装的相机模块的配置示例。
图29的相机模块151包括上述第一实施方式的图像传感器封装1、镜筒161、使镜筒161在光轴方向上移动的驱动单元162以及容纳镜筒161和驱动单元162的壳体163。
多个透镜171经由间隔件172层叠的透镜结构173固定到镜筒161。由多个透镜171聚光的光入射到图像传感器封装1的图像传感器11上。在图29中，透镜结构173由四个透镜171构成，但透镜171的数量不限于此。
驱动单元162包括驱动马达(未示出)、轴181、在轴181的轴向方向上移动的移动部件182、以及固定移动部件182和镜筒161的固定部件183。驱动单元162根据自动调焦控制在光轴方向上移动镜筒161。壳体163利用粘合剂164固定到图像传感器封装1的玻璃基板23。
在上述每个实施方式的图像传感器封装1中，由于可以使玻璃基板23的尺寸比图像传感器11的芯片尺寸大，所以可以使用平坦且耐挠曲的玻璃基板23，作为在附接壳体163(在其内包含透镜结构173)时所使用的参考表面，从而能够促进光轴对准。
另外，图像传感器芯片安装在玻璃基板23上的结构也有助于抑制传感器芯片的挠曲。
关于图像传感器封装1，可以通过使用延伸到玻璃基板23(大于图像传感器11的芯片尺寸)的范围的扇出布线，来设置大量的外部端子34，这使得可以在壳体163(其内包含透镜结构173)与其连接以形成相机模块151时分散和减轻施加到外部端子34的应力。
<11、多目相机模块的配置示例>
接下来，将描述多目相机模块的配置示例。
<11.1多目镜相机模块的第一配置示例>
图30示出了多目相机模块的第一配置示例。
图30的多目相机模块201具有一个封装包括两个图29的相机模块151的配置。因此，多目相机模块201包括多个透镜结构173和多个图像传感器11。
例如，通过在参考图3描述的第一制造方法中的单片化步骤中以两个图像传感器封装1为单位执行单片化，获得用于多目相机模块201的两个图像传感器封装1。
<11.2多目镜相机模块的第二配置示例>
图31示出了多目相机模块的第二配置示例。
图31的多目相机模块201与第一配置示例的类似之处在于，多目相机模块201由两个相机模块151构成，但是不同之处在于，针对每个相机模块151分割玻璃基板23。覆盖部24设置在为每个相机模块151设置的玻璃基板23之间。因此，玻璃基板23的侧表面可以被覆盖部24覆盖，因此，覆盖部24可以吸收并因此阻止在玻璃基板23内部全反射时发出的、并且从相邻的图像传感器封装1意外进入的杂散光。
<11.3多目相机模块的第三配置示例>
图32示出了多目相机模块的第三配置示例。
图32的多目相机模块201与第二配置示例的相似之处在于，多目相机模块201由两个相机模块151构成，其中，玻璃基板23彼此分开，但与其不同在于，覆盖玻璃基板23的侧表面和图像传感器11的侧表面的覆盖部24被替换为覆盖部211。
覆盖部211由可弯曲的柔性材料构成。因此，两个相机模块151可以在弯曲部分212弯曲。注意，再配线层31也连接在弯曲部分212中，因此，诸如聚酰亚胺等抗反复弯曲性优异的材料用于再配线层31的绝缘层33。
甚至在两个相机模块151在弯曲部分212处弯曲的情况下，相机模块151的每个图像传感器11也被具有高刚性的玻璃基板23保持，可以防止图像传感器11的翘曲和弯曲。
<11.4多目镜相机模块的第四配置示例>
图33示出了多目相机模块的第四配置示例。
图33的多目相机模块201与第二和第三配置示例的相似之处在于，多目相机模块201由两个相机模块151(其玻璃基板23彼此分开)构成，不同之处在于，使用遮光材料或散热材料的覆盖部24设置在玻璃基板23的侧表面和图像传感器11的侧表面上，并且使用柔性材料的覆盖部211仅设置在弯曲部分212中。
同样在第四配置示例中，两个相机模块151可以在弯曲部分212处弯曲。另一方面，可以通过具有高刚性的玻璃基板23防止相机模块151的每个图像传感器11的翘曲和弯曲。
<11.5多目相机模块的第五配置示例>
图34示出了多目相机模块的第五配置示例。
图34的多目相机模块201与第二到第四配置示例类似之处在于，多目相机模块201由其玻璃基板23彼此分开的两个相机模块151构成，不同之处在于，形成在玻璃基板23的侧表面和图像传感器11的侧表面上的覆盖部24在弯曲部分212中形成为薄的。
通过这样形成为薄的弯曲部分212的覆盖部24，能够在弯曲部分212弯曲两个相机模块151。另一方面，可以通过具有高刚性的玻璃基板23来防止相机模块151的每个图像传感器11的翘曲和弯曲。
根据上述多目相机模块201的每个配置，多个图像传感器11之间的信号可以通过同一多目相机模块201内的短信号路径连接，使得可以执行高速信号处理。
注意，本公开的多目相机模块201是指包括具有共同光轴的多个透镜结构173的相机模块，并且其中，多个透镜结构173和一个或多个图像传感器封装1(图像传感器11)彼此整体形成。
因此，多目相机模块201除了包括如上述第一到第五配置示例中透镜结构173的数量和图像传感器封装1的数量相同的那些之外，还包括例如如图35所示透镜结构173的数量与图像传感器封装1的数量不同的那些。
图35示出了多目相机模块的第六配置示例。
图35的多目相机模块201由两个透镜结构173和一个图像传感器封装1构成，并且图像传感器封装1采用上述第一至第七实施方式中的任一个的配置。
<12、电子设备的应用实例>
可以在上述图像传感器封装1、相机模块151或多目相机模块201被包含到使用固态成像设备用于图像捕获单元(光电转换单元)的电子设备中之后，使用上述图像传感器封装1、相机模块151或多目相机模块201，图像捕获单元可以为例如，诸如数码相机或摄像机等成像装置、具有成像功能的移动终端装置、或者将固态成像设备用于图像读取单元的复印机。
图36是示出作为应用本技术的电子设备的成像设备的配置示例的方框图。
图36的成像装置300包括相机模块302和作为相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路303。另外，成像装置300还包括帧存储器304、显示单元305、记录单元306、操作单元307和电源单元308。DSP电路303、帧存储器304、显示单元305、记录单元306、操作单元307和电源单元308经由总线309互连。
相机模块302中的图像传感器301捕捉来自对象的入射光(图像光)，逐个像素地将聚焦在成像表面上的入射光的强度转换成电信号，并输出该电信号，作为像素信号。作为相机模块302，采用相机模块151或多目相机模块201，并且图像传感器301对应于图1的图像传感器11。注意，可以采用每个上述实施方式的图像传感器封装1与任意透镜结构组合的配置，来代替相机模块302。
显示单元305例如是诸如液晶面板或有机电致发光(EL)面板等面板型显示装置，并显示由图像传感器301拾取的运动图像或静止图像。记录单元306将由图像传感器301拾取的运动图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质上。
操作单元307在用户的操作下发出用于成像设备300的各种功能的操作命令。电源单元308适当地将用作DSP电路303、帧存储器304、显示单元305、记录单元306和操作单元307的操作功率的各种功率提供给这些待提供的目标。
如上所述，通过使用作为相机模块302的、应对图像传感器11的I/O数量的增加的图像传感器封装1，可以实现更高的图像质量和小型化。另外，通过使用图像传感器封装1(在该图像传感器封装1中，形成覆盖图像传感器11或玻璃基板23的侧表面的覆盖部24)，可以防止意外的光进入图像传感器11的光接收单元，并且形成用于消散从图像传感器11产生的热量的散热路径。
因此，同样在用于诸如蜂窝电话等移动装置的诸如摄像机、数码相机或相机模块等成像装置300中，可以实现半导体封装的小型化和拾取的图像的更高图像质量。
<使用图像传感器的示例>
图37是示出被配置为图像传感器封装1、相机模块151或多目相机模块201的图像传感器的使用的示例的示图。
被配置为图像传感器封装1、相机模块151或多目相机模块201的图像传感器例如可以如下用于感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种情况。
拍摄用于观看的图像的设备，例如，数码相机和具有相机功能的便携式设备；
用于交通的设备，例如，出于安全驾驶的目的(例如，自动停止、识别驾驶员状况等)而拍摄汽车的前方、后方、周围、内部等的图像的车载传感器、监控行驶车辆和道路的监控相机、测量车辆之间的距离的距离测量传感器等；
为诸如TV、冰箱和空调等家用电器提供的设备，以便拍摄用户的手势的图像并且根据该手势来操作电器；
用于医疗保健的设备，例如，内窥镜和通过接收红外光来进行血管造影的装置；
用于安全的设备，例如，安全监控相机和用于个人认证的相机；
用于化妆品的设备，例如，用于拍摄皮肤的图像的皮肤测评仪、拍摄头皮的图像的显微镜；
用于运动等的设备，例如，用于运动应用的运动相机和可穿戴相机；
用于农业的设备，例如，用于监控田地和作物状况的相机。
本技术的实施方式不限于上述实施方式。在不脱离本技术的主旨的情况下，可以做出各种变形例。
例如，本技术不限于应用于检测可见光的入射光强度的分布并且将分布作为图像拾取的固态成像设备，并且本技术可以应用于拾取入射的红外线、X射线、粒子等的量的分布作为图像的固态成像设备，以及广义上的固体成像设备(物理量分布检测设备)，通常例如是指纹检测传感器，其检测诸如压力和静电电容等其他物理量的分布，并将该分布作为图像拾取。
例如，可以采用全部或部分上述多个实施方式组合的模式。
注意，本文描述的效果仅仅是示例，并不受限制，并且除了在本文描述的效果之外，还可能具有其他效果。
注意，本技术可具有以下配置。
(1)一种半导体装置，包括：
图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，其设置在所述图像传感器的第一主表面侧上；
第一布线层，其形成在图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上；以及
外部端子，每个外部端子将图像传感器的信号输出到外部，
其中，所述第一布线层的金属布线形成为从所述图像传感器的内部延伸到外周部，并被连接到每个所述外部端子。
(2)一种半导体装置，包括：
图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，其保护作为所述图像传感器的受光面的第一主表面；以及
绝缘部件，其覆盖图像传感器和玻璃基板的侧表面。
(3)根据(1)或(2)所述的半导体装置，
其中，形成有所述第一布线层的平面区域大于所述图像传感器的平面区域。
(4)根据(1)到(3)中任一项所述的半导体装置，
其中，在所述玻璃基板和所述第一布线层之间，所述图像传感器的侧表面被绝缘材料覆盖。
(5)根据(4)所述的半导体装置，其中，所述绝缘材料包括两种类型的绝缘材料，所述两种类型的绝缘材料是光阻材料和具有高导热率的材料。
(6)根据(1)到(5)中任一项所述的半导体装置，其中，第二布线层***在图像传感器的第一主表面和玻璃基板之间。
(7)根据(1)到(6)中任一项所述的半导体装置，其中，所述玻璃基板的侧表面被绝缘材料所覆盖。
(8)根据(1)到(7)中任一项所述的半导体装置，其中，透光部件封闭在图像传感器的第一主表面和玻璃基板之间。
(9)根据(1)到(8)中任一项所述的半导体装置，其中，空气封闭在图像传感器的第一主表面和玻璃基板之间。
(10)根据(1)和(3)到(9)中任一项所述的半导体装置，其中，在图像传感器的第二主表面与第一布线层之间***一种或多种类型的绝缘材料。
(11)根据(10)所述的半导体装置，其中，所述图像传感器的第二主表面上的电极单元和第一布线层通过金属凸块电连接。
(12)根据(10)所述的半导体装置，其中，所述图像传感器的第二主表面上的电极单元和第一布线层经由通孔电连接。
(13)根据(1)和(3)到(12)中任一项所述的半导体装置，其中，所述玻璃基板形成为在外周部比在其内部更厚。
(14)根据(1)和(3)到(13)中任一项所述的半导体装置，还包括透镜结构，其中，堆叠多个透镜，
其中，所述半导体装置被配置为使得由所述多个透镜聚集的光入射在所述图像传感器上。
(15)根据(2)所述的半导体装置，其中，所述图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面也被所述绝缘部件覆盖。
(16)一种半导体装置的制造方法，所述方法包括：
将玻璃基板设置在图像传感器的第一主表面侧上，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；
在所述图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上，形成布线层，所述布线层包括从所述图像传感器的内部延伸到所述外周部的金属布线；并且
形成待连接到金属布线的外部端子。
(17)一种电子设备，包括：
半导体装置，所述半导体装置包括：
图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，其设置在所述图像传感器的第一主表面侧上；
布线层，其形成在图像传感器的与第一主表面相对的第二主表面侧上；以及
外部端子，每个外部端子将图像传感器的信号输出到外部，
其中，所述第一布线层的金属布线形成为从所述图像传感器的内部延伸到外周部，并连接到每个所述外部端子。
(18)一种电子设备，包括：
半导体装置，所述半导体装置包括：
图像传感器，其中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，其保护图像传感器的受光面；以及
绝缘部件，其覆盖图像传感器和玻璃基板的侧表面。
附图标记列表
1 图像传感器封装
11 图像传感器
12 第一主表面
13 第二主表面
21 片上透镜
22 透光部件
23 玻璃基板
24、24A、24B 覆盖部
31 再配线层
32 金属布线层
33 绝缘层
34 外部端子
41 金属凸块
55 覆盖部
56 通孔
61 金属布线层
62 绝缘层
63 布线层
121、122 芯片部件
151 相机模块
171 透镜
173 透镜结构
201 多目相机模块
212 弯曲部分
300 成像设备
301 图像传感器
302 相机模块。

Claims (16)

1.一种半导体装置，包括：
图像传感器，在所述图像传感器中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，被布置在所述图像传感器的第一主表面上，其中，所述玻璃基板形成为在所述图像传感器的外周部比在所述图像传感器的内部厚；
第一布线层，形成在所述图像传感器的与所述第一主表面相对的第二主表面上，其中，在所述玻璃基板和所述第一布线层之间，所述图像传感器的侧表面被绝缘材料覆盖，并且其中，所述绝缘材料在所述玻璃基板较厚的所述外周部较薄；以及
多个外部端子，
其中，所述第一布线层的金属布线包括形成在所述图像传感器的区域中的多个电极单元以及多个布线元件，其中，所述多个布线元件中的每个布线元件在所述多个电极单元中的相应电极单元与所述多个外部端子中的相应外部端子之间延伸。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，形成有所述第一布线层的平面区域大于所述图像传感器的平面区域。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，所述绝缘材料包括两种类型的绝缘材料，所述两种类型的绝缘材料是光阻材料和具有高导热率的材料。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，第二布线层***在所述图像传感器的第一主表面和所述玻璃基板之间。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，所述玻璃基板的侧表面被绝缘材料所覆盖。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，透光部件被封闭在所述图像传感器的所述第一主表面和所述玻璃基板之间。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，空气被封闭在所述图像传感器的所述第一主表面和所述玻璃基板之间。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，在所述图像传感器的所述第二主表面和所述第一布线层之间***一种或多种类型的绝缘材料。
9.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述图像传感器的所述第二主表面上的电极单元和所述第一布线层通过金属凸块电连接。
10.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述图像传感器的所述第二主表面上的电极单元和所述第一布线层经由通孔电连接。
11.根据权利要求1所述的半导体装置，
还包括透镜结构，在所述透镜结构中堆叠多个透镜，
其中，所述半导体装置被配置为使得由所述多个透镜聚集的光入射在所述图像传感器上。
12.一种半导体装置，包括：
图像传感器，在所述图像传感器中光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，保护作为所述图像传感器的受光面的第一主表面，其中，所述玻璃基板形成为在所述图像传感器的外周部比在所述图像传感器的内部厚；以及
绝缘部件，覆盖所述图像传感器和所述玻璃基板的侧表面，其中，所述绝缘部件在所述玻璃基板较厚的所述外周部较薄。
13.根据权利要求12所述的半导体装置，
其中，所述图像传感器的与所述第一主表面相对的第二主表面也覆盖有所述绝缘部件。
14.一种半导体装置的制造方法，所述方法包括：
将玻璃基板布置在图像传感器的第一主表面上，在所述图像传感器中，光电转换元件形成在半导体基板上，其中，所述玻璃基板在所述图像传感器的外周部比在所述图像传感器的内部厚，
在所述图像传感器的与所述第一主表面相对的第二主表面上，形成布线层，所述布线层包括从所述图像传感器的区域内部的多个电极单元延伸到所述图像传感器的所述外周部的金属布线，其中，在所述玻璃基板和所述布线层之间，所述图像传感器的侧表面被绝缘材料覆盖，并且其中，所述绝缘材料在所述玻璃基板较厚的所述外周部较薄，
形成与所述金属布线连接的外部端子。
15.一种电子设备，包括：
半导体装置，所述半导体装置包括：
图像传感器，在所述图像传感中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，被布置在所述图像传感器的第一主表面上，其中，所述玻璃基板在所述图像传感器的外周部比在所述图像传感器的内部厚；
布线层，形成在所述图像传感器的与所述第一主表面相对的第二主表面上，其中，在所述玻璃基板和所述布线层之间，所述图像传感器的侧表面被绝缘材料覆盖，并且其中，所述绝缘材料在所述玻璃基板较厚的所述外周部较薄；以及
多个外部端子，
其中，所述布线层的金属布线包括形成在所述图像传感器的区域中的多个电极单元以及多个布线元件，其中，所述多个布线元件中的每个布线元件在所述多个电极单元中的相应电极单元与所述多个外部端子中的相应外部端子之间延伸。
16.一种电子设备，包括：
半导体装置，所述半导体装置包括：
图像传感器，在所述图像传感器中，光电转换元件形成在半导体基板上；
玻璃基板，保护所述图像传感器的受光面，其中，所述玻璃基板形成为在所述图像传感器的外周部比在所述图像传感器的内部厚；以及
绝缘部件，覆盖所述图像传感器和所述玻璃基板的整个侧表面，其中，所述绝缘部件在所述玻璃基板较厚的所述外周部较薄。
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