JP2006128647A - センサーチップおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型で耐久性に優れるセンサーチップと、このようなセンサーチップを簡便に製造するための製造方法を提供する。
【解決手段】センサーチップを、センサー本体のアクティブ面の外側領域に配設された回廊形状の封止用枠体を介して、上記のアクティブ面と間隙を設けて対向するように固着された保護材を備えたものとし、センサー本体は封止用枠体が配設された領域の外側に複数の端子を有し、上記の封止用枠体はビーズを含有した絶縁樹脂部材であり、センサー本体と対向する保護材の面積はセンサー本体の面積以下とし、このようなセンサーチップの製造方法は、アクティブ面と、このアクティブ面の外側領域に複数の端子を有するセンサー本体を作製する工程と、ビーズを含有した絶縁樹脂部材からなる回廊形状の封止用枠体をセンサー本体のアクティブ面と端子形成領域の間に形成する工程と、この封止用枠体を介して保護材をアクティブ面に間隙を設けて対向するように固着する工程と、を有するものとする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、センサーチップに係り、特にCCD、CMOS等のイメージセンサー、加速度センサー等のセンサー本体のアクティブ面側に保護材を備えたセンサーチップと、このセンサーチップを簡便に製造する方法に関する。
CCD、CMOS等のイメージセンサーは、一般に、微細な複数の受光部(画素)の配列上にカラーフィルタ層や集光レンズが配設されてアクティブ面とされ、このアクティブ面の外側の領域に、外部へ信号を送るための複数の端子が設けられた構造を有している。このようなイメージセンサーを備えたセンサーチップでは、イメージセンサーのアクティブ面を保護するために、透明な保護材が設けられている。この保護材は、アクティブ面との間に所望の間隙を存在させるために、アクティブ面の周囲を樹脂によりモールドしたり、絶縁性樹脂からなる突起枠を介在させて配設されていた。(特許文献1、2)
特開平3−155671号公報 特開平6−204442号公報
しかし、保護材をイメージセンサーに固着する際の圧力が大きい場合、上記の突起枠等の樹脂部材が広がり、アクティブ面や端子が被覆されることがあり、これを避けるために、保護材をイメージセンサーに固着する際の圧力が小さくし過ぎると、密着不良が生じ、後工程等で、アクティブ面と保護材との間隙部に水分が浸入するという問題があった。
また、従来の突起枠等の樹脂部材では、例えば、減圧下で保護材を固着した場合に、アクティブ面と保護材との間隙部の圧力が、外圧よりも小さくなり、外部から樹脂部材に作用する圧力により変形等が生じ、間隙部に気体とともに水分や塵等が侵入するおそれがあるという問題もあった。
さらに、従来のセンサーチップは、保護材がセンサー本体よりも大きく、このため、センサーチップ自体の小型化、さらに、センサーチップを内蔵する電子機器の小型化に支障を来たしていた。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で耐久性に優れるセンサーチップと、このようなセンサーチップを簡便に製造するための製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明のセンサーチップは、センサー本体と、該センサー本体のアクティブ面の外側領域に配設された回廊形状の封止用枠体と、前記センサー本体のアクティブ面と間隙を設けて対向するように前記封止用枠体を介して固着された保護材と、を備え、前記センサー本体は前記封止用枠体が配設された領域の外側、あるいは表裏導通ビアを介してアクティブ面と反対面側に複数の端子を有し、前記封止用枠体はビーズを含有した絶縁樹脂部材であり、前記センサー本体と対向する前記保護材の面積は、前記センサー本体の面積以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、高さ2〜100μm、幅50〜500μmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、ビーズを0.1〜10重量%の範囲で含有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記ビーズは、平均粒径が5〜50μmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記保護材は、赤外線カットフィルタ、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも1種を有するものであるような構成とした。
本発明のセンサーチップの製造方法は、アクティブ面と、該アクティブ面の外側領域に複数の端子を有するセンサー本体を作製する工程と、ビーズを含有した絶縁樹脂部材からなる回廊形状の封止用枠体を、前記センサー本体のアクティブ面と端子形成領域の間に形成する工程と、該封止用枠体を介して保護材を前記アクティブ面に間隙を設けて対向するように固着する工程と、を有するような構成とした。
また、本発明のセンサーチップの製造方法は、アクティブ面と、該アクティブ面の外側領域のアクティブ面と反対面側に表裏導通ビアを介して複数の端子を有するセンサー本体を作製する工程と、ビーズを含有した絶縁樹脂部材からなる回廊形状の封止用枠体を、前記センサー本体のアクティブ面の外側の領域に形成する工程と、該封止用枠体を介して保護材を前記アクティブ面に間隙を設けて対向するように固着する工程と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、ビーズ含有の絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出して形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、ビーズ含有の感光性絶縁樹脂組成物をセンサー本体上に塗布し、枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像して形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、感光性絶縁樹脂組成物をセンサー本体上に塗布し、枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像して枠体を形成した後、ビーズを散布して枠体に付着させることにより形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、スクリーン印刷により絶縁樹脂組成物を印刷して枠体を形成した後、ビーズを散布して枠体に付着させることにより形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、ビーズ含有の感光性絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出し、あるいは、スクリーン印刷により印刷して枠体よりも広幅で予備枠体を形成した後、該予備枠体を枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像することにより形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記封止用枠体は、感光性絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出し、あるいは、スクリーン印刷により印刷して、枠体よりも広幅で予備枠体を形成した後、ビーズを散布して該予備枠体に付着させ、次いで、前記予備枠体を枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像することにより形成するような構成とした。
このような本発明のセンサーチップは、センサー本体に保護材を固着する封止用枠体がビーズを含有しているので機械的強度が高く、アクティブ面と保護材との間隙部の圧力と外圧との差が生じても、確実に間隙部を封止し保護材を保持することができ耐久性が極めて高く、また、保護材の面積がセンサー本体の面積以下であるため、センサーチップの大きさがセンサー本体と同じサイズとなり、従来に比べてセンサーチップの大幅な小型化が可能となる。
また、本発明のセンサーチップの製造方法では、封止用枠体を介して保護材を固着する際に、良好な密着性を得るために加圧を大きくしても、封止用枠体がビーズを含有しているため広がりが抑制されて、アクティブ面や端子が封止用枠体で被覆されることが防止され、また、センサー本体のアクティブ面と保護材との間隙を所望の大きさに制御することが容易であり、また、封止用枠体がビーズを含有していることにより樹脂単独の場合に比べて枠体を高くすることができ、センサー本体に損傷を与えることなく不要な保護材のみを研磨除去して小面積とすることも可能であり、小型で耐久性が高く、高品質のセンサーチップの製造が可能である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[センサーチップ]
図1は本発明のセンサーチップの一実施形態を示す概略断面図である。図1において、本発明のセンサーチップ1は、センサー本体2と、このセンサー本体2のアクティブ面2Aの外側領域に配設された回廊形状の封止用枠体5と、アクティブ面2Aとの間に所望の間隙6を設けて対向するように封止用枠体5を介して固着された保護材4と、を備えている。また、センサー本体2は、封止用枠体5が配設された領域の外側に配線3aを介して複数の端子3を有している。したがって、封止用枠体5は、各配線3aに接触するようにセンサー本体2上に配設されている。
また、図2は、本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。図2において、本発明のセンサーチップ11は、センサー本体12と、このセンサー本体12のアクティブ面12Aの外側領域に配設された回廊形状の封止用枠体15と、アクティブ面12Aとの間に所望の間隙16を設けて対向するように封止用枠体15を介して固着された保護材14と、を備えている。また、センサー本体12は、封止用枠体15が配設された領域の外側まで複数の配線13aが引き出され、各配線13aに表裏導通ビア17を介して接続された複数の端子13を裏面側(アクティブ面12Aの反対面)に有している。したがって、封止用枠体15は、各配線13aに接触するようにセンサー本体12上に配設されている。
また、図2のような表裏導通ビア17を介して裏面に端子13を備えたセンサーチップ11として、図3に示されるように、回廊形状の封止用枠体15の下部において配線13aと表裏導通ビア17とが接続され、端子13が封止用枠体15の下方に位置するものであってもよい。このような構造とすることにより、センサーチップ11を更に小型化することが可能である。
本発明のセンサーチップ1,11を構成するセンサー本体2,12は、CCD、CMOS等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の各種MEMS(Micro Electromechanical System)センサー等であってよい。また、センサー本体2,12のアクティブ面2A,12Aは、例えば、光電変換を行う受光素子が複数の画素をなすように配列された領域等、センサーの所望の検知機能を発現する領域を意味する。
また、センサー本体2,12が備える複数の端子3,13は、外部に信号を送るための端子である。センサーチップ11では、これらの端子13は表裏導通ビア17を介してセンサー本体12の裏面に形成されている。端子3,13、配線3a,13aの材質は、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル等の導電材料とすることができ、複数種の導電材料の積層構造であってもよい。また、表裏導通ビア17の材質は、銅、銀、金、スズ等の導電材料、あるいは、これらの導電材料を含有する導電ペーストとすることができる。
本発明のセンサーチップ1,11を構成する保護材4,14は、センサー本体2,12のアクティブ面2A,12Aとの間に間隙6,16を形成するように、封止用枠体5,15によってセンサー本体2,12に固着されている。この保護材4,14は、例えば、ガラス、ポリイミド、ポリカーボネート、石英、アートン、三酢酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリエステル等の材質を使用することができ、また、赤外線吸収機能を有する材質を用いて赤外線カットフィルターを兼ねるものであってもよい。また、赤外線カットフィルタ、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも1種を有するものであってもよい。この保護材4,14の大きさ(センサー本体2,12と対向する面の大きさ)は、センサー本体2,12の面積以下である。図1に示される例では、センサー本体2の端子3の形成領域よりも保護材4が内側に存在し、端子3が露出した状態となっている。
また、保護材4,14の厚みは、材質、光透過性等を考慮して、例えば、0.2〜0.5mmの範囲で設定することができる。また、保護材4,14と、センサー本体2,12のアクティブ面2A,12Aとの間に存在する間隙6,16の厚みは、例えば、2〜100μmの範囲で設定することができる。
本発明のセンサーチップ1,11を構成する封止用枠体5,15は、センサー本体2,12のアクティブ面2A,12Aの外側であって、端子3,13よりも内側の領域に回廊形状に配設されたものである。この封止用枠体5,15は、ビーズを含有した絶縁樹脂部材である。ビーズの材質は、ガラス、セラミック、ジビニルベンゼン等の樹脂等の絶縁材であってよく、ビーズの平均粒径は5〜100μm、好ましくは20〜100μmの範囲である。また、絶縁樹脂としては、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリル系樹脂等の絶縁樹脂を挙げることができる。これらの絶縁樹脂に含有されるビーズ量は、例えば、0.1〜10重量%の範囲で設定することができる。
このような封止用枠体5,15の高さは2〜100μm、幅は50〜500μmの範囲で、上記の間隙6,16の厚みを考慮して適宜設定することができる。
上述のような本発明のセンサーチップ1,11は、センサー本体2,12に保護材4,14を固着する封止用枠体5,15がビーズを含有しているので機械的強度が高く、アクティブ面2A,12Aと保護材4,14との間隙部の圧力と外圧との差が生じても、確実に間隙6,16を封止し保護材4,14を保持することができ、耐久性が極めて高いものである。また、保護材4,14の面積がセンサー本体2,12の面積以下であるため、センサーチップ1,11の大きさがセンサー本体2,12と同じサイズとなり、従来に比べてセンサーチップの大幅な小型化が可能となる。
本発明のセンサーチップは、端子3,13、あるいは、表裏導通ビア17の裏面(アクティブ面12Aが存在しない面)側を用いて他の基板等に接続、実装することができる。例えば、図1に示されるセンサーチップ1では、センサー本体2の端子3の形成領域よりも保護材4が内側に存在し、端子3が露出した状態となっている。このようなセンサーチップ1は、図4に示されるような形態で、開口部42と配線43を備えた基板41にバンプ44を介して実装することができる。尚、図示例では、センサーチップ1を実装した後、基板41の開口部42内に絶縁材料45を流し込んで封止したものとなっているが、この際、封止用枠体5によって、アクティブ面2Aへの絶縁材料45の流れ込みが阻止されている。
上述のセンサーチップは例示であり、これらの実施形態に限定されるものではない。
[センサーチップの製造方法]
次に、本発明のセンサーチップの製造方法について説明する。
図5は、本発明のセンサーチップの製造方法の一実施形態を、上述の図1に示すセンサーチップ1を例として示す工程図である。
まず、シリコンウエハ51に多面付けでセンサー本体2を作製する(図5(A))。センサー本体2は、従来公知の手法、例えば、MEMS(Micro Electromechanical System)手法、フォトダイオードの製造方法(半導体プロセス)等を用いて作製することができる。作製したセンサー本体2は、表面にアクティブ面2Aを有し、このアクティブ面2Aの外側の領域に、配線3aを介して複数の端子3を有するものである。
次に、各面付けのセンサー本体2に、アクティブ面2Aの外側であって、端子3の内側の領域に、回廊形状であってビーズを含有する封止用枠体5を設け、この封止用枠体5に保護材4′を当接させ、所望の間隙6を形成するように紫外線照射等により固着する(図5(B))。
封止用枠体5は、ビーズを含有した絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出して形成することができる。使用するビーズとしては、例えば、ガラス、セラミック、ジビニルベンゼン等の樹脂等の材質であって、平均粒径が5〜100μmの範囲にあるものを挙げることができる。また、絶縁樹脂材料としては、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリル樹脂等を挙げることができる。
また、ビーズ含有の感光性の絶縁樹脂材料をセンサー本体2上に塗布し、得られた塗布膜を枠体形成用のフォトマスクを介して露光し、現像することにより封止用枠体5を形成してもよい。感光性の絶縁樹脂材料としては、重合性官能基を有するシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。
また、感光性の絶縁樹脂材料をセンサー本体2上に塗布し、得られた塗布膜を枠体形成用のフォトマスクを介して露光し、現像して枠体を形成した後、ビーズを散布して枠体に付着させることにより封止用枠体5を形成してもよい。感光性の絶縁樹脂材料としては、上述のものを使用することができる。
また、絶縁樹脂材料を用いてスクリーン印刷にて枠体を形成した後、ビーズを散布して枠体に付着させることにより封止用枠体5を形成してもよい。
また、ビーズ含有の感光性の絶縁樹脂材料を、ディスペンサーから射出して、あるいはスクリーン印刷により印刷して、封止用枠体よりも広幅で予備枠体を形成し、その後、この予備枠体を枠体形成用のフォトマスクを介して露光し、現像することにより封止用枠体5を形成してもよい。
さらに、感光性の絶縁樹脂材料を、ディスペンサーから射出して、あるいはスクリーン印刷により印刷して、封止用枠体よりも広幅で予備枠体を形成し、ビーズを散布して予備枠体に付着させた後、この予備枠体を枠体形成用のフォトマスクを介して露光し、現像することにより封止用枠体5を形成してもよい。
また、上述の各方法を複数回繰り返して所望の高さに封止用枠体5を形成してもよく、この際、2種以上の方法を組み合わせてもよい。
また、封止用枠体5への保護材4′の固着は、保護材4′を均一に封止用枠体5に圧着し、その後、加熱して封止用枠体5を硬化させることにより行なうことができる。この封止用枠体5への保護材4′の固着の工程において、封止用枠体5がビーズを含有しているため広がりが抑制され、良好な密着性を得るために加圧を大きくしても、アクティブ面2Aや端子3が封止用枠体5の樹脂材料で被覆されることが防止される。また、これにより、保護材4′を封止用枠体5に圧着する際の加圧の幅が広く設定可能となり、センサー本体2のアクティブ面2Aと保護材4との間隙6を所望の大きさに制御することが容易である。
次に、保護材4′を研磨して除去し、各センサー本体2毎に保護材4が固着された状態とする(図5(C))。保護材4′の研磨は、例えばダイヤモンドカッターを使用し、シリコンウエハ51にダイヤモンドカッターが接触する寸前で研削を停止(寸止めカット)することにより行うことができる。図示例では、各センサー本体2の端子3が露出するように保護材4′を研磨している。本発明では、封止用枠体5がビーズを含有しているので、樹脂単独の場合に比べて封止用枠体5を高くすることができ、センサー本体2に損傷を与えることなく保護材4′のみを研磨除去して小面積の保護材4とすることができる。
次いで、シリコンウエハ51をダイシングして、個々のセンサーチップ1を得ることができる(図5(D))。
図6は、本発明のセンサーチップの製造方法の他の実施形態を、上述の図2に示すセンサーチップ11を例として示す工程図である。
まず、シリコンウエハ61に多面付けでセンサー本体12を作製する(図6(A))。センサー本体12は、上述のセンサー本体2と同様に作製することができ、作製されたセンサー本体12は、表面にアクティブ面12Aを有し、このアクティブ面12Aの外側の領域に達する複数の引き出し用の配線13aを有するものである。
次に、各センサー本体12の配線13aの先端部位に微細貫通孔18を形成し、この微細貫通孔18に導電材料を配設して表裏導通ビア17とし、各表裏導通ビア17に接続する端子13を裏面(アクティブ面12Aの反対面)に形成する(図6(B))。
微細貫通孔18は、例えば、シリコンウエハ61の裏面(アクティブ面12Aの反対面)にマスクパターンを形成し、露出しているシリコンウエハ61に対して、プラズマを利用したドライエッチング法であるICP−RIE(Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching:誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング)法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により微細貫通孔18を形成することもできる。この微細貫通孔18の開口径は、例えば、30〜80μmの範囲で設定することができる。
また、微細貫通孔18内への導電材料の配設は、例えば、プラズマCVD法等により下地導電薄膜を微細貫通孔18内に形成し、その後、電解フィルドめっきにより金属を析出させることにより行うことができる。また、導電性ペーストを微細貫通孔18内に充填して表裏導通ビア17とすることもできる。
尚、図3に示されるセンサーチップ11を作製する場合には、上述の例に対し、配線13aの長さを短くし、微細貫通孔18の形成位置をアクティブ面12A寄りに設定する。
次いで、各センサー本体12のアクティブ面12Aの外側の領域に、回廊形状の封止用枠体15を設け、この封止用枠体15に保護材14を当接させ、所望の間隙16を形成するように紫外線照射等により固着する(図6(C))。
封止用枠体15の形成方法、使用する材料は、上述の封止用枠体5と同様とすることができる。
また、封止用枠体15への保護材14の固着は、例えば、保護材14を均一に封止用枠体15に圧着し、その後、加熱して封止用枠体15を硬化させることにより行なうことができる。この封止用枠体15への保護材14の固着の工程において、封止用枠体15がビーズを含有しているため広がりが抑制され、良好な密着性を得るために加圧を大きくしても、アクティブ面12Aや端子13が封止用枠体15の樹脂材料で被覆されることが防止される。また、これにより、保護材14の加圧の幅が広く設定可能となり、センサー本体12のアクティブ面12Aと保護材14との間隙16を所望の大きさに制御することが容易である。
次に、保護材14とシリコンウエハ61をダイシングして、個々のセンサーチップ11を得ることができる(図6(D))。
上述のような本発明のセンサーチップの製造方法は、封止用枠体5,15を介して保護材4′,14を固着する際に、良好な密着性を得るために加圧を大きくしても、封止用枠体5,15がビーズを含有しているため広がりが抑制され、アクティブ面2A.12Aや端子3,13が封止用枠体5,15の樹脂材料で被覆されることが防止される。また、センサー本体1,11のアクティブ面2A,12Aと保護材4′,14との間隙を所望の大きさに制御することが容易であり、耐久性が高く小型、高品質のセンサーチップの製造が可能である。
尚、上述の本発明のセンサーチップの製造方法は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
まず、厚み625μmのシリコンウエハを準備し、5mm×7mmで多面付けに区画した。次いで、このシリコンウエハの各面付け毎に、従来の手法により固体撮像素子(センサー本体)(アクティブ面寸法:3.88mm×5.88mm)を作製し、その後、シリコンウエハの裏面からバックグラインドを行って厚みを500μmとした。各センサー本体は、アクティブ面の周囲に配線を介して20個の端子を備えるものであった。
次に、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に、ガラスビーズ(平均粒径20μm)を含有した絶縁樹脂組成物(積水化学工業(株)製 ミクロパール)をディスペンサーから射出して、封止用枠体(幅80μm、高さ25μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。この封止用枠体は、上記のガラスビーズを0.5重量%含有したものであった。
次に、厚みが550μmであるガラス基板を保護材として準備し、上記の封止用枠体に当接するように、ガラス基板をセンサー本体に圧着し、紫外線を照射(照射量6000mJ/cm2)した。ガラス基板と各センサー本体のアクティブ面との間隙は20μmであった。
次いで、ダイヤモンドカッターを用いて、各センサー本体の境界部位のガラス基板を1mmの幅で研削除去した。これにより、封止用枠体上に4mm×6mmのガラス基板が保護材として固着された状態となった。
次に、シリコンウエハをダイヤモンドカッターでダイシングして、本発明のセンサーチップを得た。このセンサーチップは、4.8mm×6.8mmであり、高さ約1.1mmであり、極めて小型なものであった。
[実施例2]
実施例1と同様にして、シリコンウエハに多面付けでセンサー本体を作製して、ウエハレベルのセンサー本体を得た。各センサー本体は、アクティブ面の周囲に20本の引き出し配線を備えるものであった。
次いで、アクティブ面の反対側のシリコンウエハ面に、プラズマCVD法により窒化珪素膜(厚み5μm)を成膜した。次に、この窒化珪素膜の全面にポジ型フォトレジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、微細貫通孔形成用のフォトマスクを介して露光、現像することによりレジストパターンを形成した。次に、CF4をエッチングガスとして、レジストパターンから露出している窒化珪素膜をドライエッチングし、その後、レジストパターンを剥離し、窒化珪素からなるマスクパターンを各面付けに形成した。上記のマスクパターンは、各面付け毎に、直径が150μmである円形開口が、上記の配線の先端部位に対応するように20個形成されたものであった。
次に、上記のマスクパターンから露出しているシリコンウエハを、ICP−RIE装置により、エッチングガスにSF6を用いてドライエッチングして、微細貫通孔を形成した。この微細貫通孔は、一方の開口径が80μmであり、奥部の開口径が30μmであるテーパー形状であり、奥部には配線が露出したものであった。
次に、アセトンを用いてマスクパターンをコア材から除去した。その後、微細貫通孔内、およびアクティブ面の反対側のシリコンウエハ面に、プラズマCVD法により窒化珪素膜を形成し、さらに、MOCVD法により窒化チタン膜を形成して、絶縁膜を形成した。その後、シリコンウエハの一方の面(アクティブ面の反対側面)から、チタン−銅の順にスパッタリング法により下地導電薄膜を0.3μmの厚みで形成した。次いで、この下地導電薄膜上にドライフィルムレジスト(旭化成(株)製APR)をラミネートした。次いで、表裏導通ビア形成用のフォトマスクを介し露光、現像してレジストパターン(厚み15μm)を形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の下地導電薄膜を給電層として、電解銅めっきを行ない、微細貫通孔内部を充填すると共に、表面から突出した端子を形成した。次に、レジストパターンと下地導電薄膜を除去した。これにより、アクティブ面の反対面側に端子を形成した。
次に、センサー本体のアクティブ面が配設されている面に、ガラスビーズ(平均粒径10μm)を含有した感光性の絶縁樹脂組成物(日本ペイント(株)製 エクセリード)をスピンコート法で塗布した。次いで、枠体形成用のフォトマスクを介して、塗布膜を紫外線露光(照射量300mJ/cm2)し、テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド(TMAH)を用いて現像した。これにより、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に、封止用枠体(幅80μm、高さ13μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。この封止用枠体は、上記のガラスビーズを0.5重量%含有したものであった。
次に、厚みが550μmであるガラス基板を保護材として準備し、上記の封止用枠体に当接するように、ガラス基板をセンサー本体に圧着し、150℃で30分間加熱した。ガラス基板と各センサー本体のアクティブ面との間隙は10μmであった。
次に、シリコンウエハとガラス基板をダイヤモンドカッターでダイシングして、本発明のセンサーチップを得た。このセンサーチップは、4.8mm×6.8mmであり、高さ約1mmであり、極めて小型なものであった。
[実施例3]
封止用枠体の形成を以下のように行った他は、実施例1と同様にしてセンサーチップを作製した。
封止用枠体の形成は、まず、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている面に、感光性の絶縁樹脂組成物(日本ペイント(株)製 エクセリード)をスピンコート法で塗布した。次いで、枠体形成用のフォトマスクを介して、塗布膜を紫外線露光(照射量300J/cm2)し、TMAHを用いて現像して枠体を形成した。次に、ガラスビーズ(平均粒径10μm)を枠体上に散布した。これにより、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に、封止用枠体(幅80μm、高さ13μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。この封止用枠体は、上記のガラスビーズを0.5重量%含有したものであった。
得られたセンサーチップは、4.8mm×6.8mmであり、高さ約1mmであり、極めて小型なものであった。
[実施例4]
封止用枠体の形成を以下のように行った他は、実施例1と同様にしてセンサーチップを作製した。
封止用枠体の形成は、まず、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に、絶縁樹脂組成物(協立化学産業(株)製 エポキシ樹脂)を用いてスクリーン印刷により枠体を形成した。次に、ガラスビーズ(平均粒径20μm)を枠体上に散布した。これにより、封止用枠体(幅80μm、高さ25μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。この封止用枠体は、上記のガラスビーズを0.5重量%含有したものであった。
得られたセンサーチップは、4.8mm×6.8mmであり、高さ約1.1mmであり、極めて小型なものであった。
[実施例5]
封止用枠体の形成を以下のように行った他は、実施例1と同様にしてセンサーチップを作製した。
封止用枠体の形成は、まず、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に、ガラスビーズ(平均粒径20μm)を含有した感光性絶縁樹脂組成物(日本ペイント(株)製 エクセリード)をディスペンサーから射出して、予備枠体(幅200μm、高さ25μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。次いで、枠体形成用のフォトマスクを介して、予備枠体を紫外線露光(照射量300J/cm2)し、TMAHを用いて現像して枠体を形成した。これにより、封止用枠体(幅80μm、高さ25μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。この封止用枠体は、上記のガラスビーズを0.5重量%含有したものであった。
得られたセンサーチップは、4.8mm×6.8mmであり、高さ約1.1mmであり、極めて小型なものであった。
[実施例6]
封止用枠体の形成を以下のように行った他は、実施例1と同様にしてセンサーチップを作製した。
封止用枠体の形成は、まず、センサー本体のアクティブ面と端子が配設されている領域との中間の領域に、感光性絶縁樹脂組成物(日本ペイント(株)製 エクセリード)を用いてスクリーン印刷により予備枠体(幅200μm、高さ25μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。次いで、ガラスビーズ(平均粒径20μm)を予備枠体上に散布した後、枠体形成用のフォトマスクを介して、予備枠体を紫外線露光(照射量300J/cm2)し、TMAHを用いて現像して枠体を形成した。これにより、封止用枠体(幅80m、高さ25μm、回廊形状の寸法4mm×6mm(枠体中心線での寸法))を形成した。この封止用枠体は、上記のガラスビーズを0.5重量%含有したものであった。
得られたセンサーチップは、4.8mm×6.8mmであり、高さ約1.1mmであり、極めて小型なものであった。
小型で高信頼性のセンサーチップが要求される種々の分野において適用できる。
本発明のセンサーチップの一実施形態を示す概略断面図である。 本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。 本発明のセンサーチップの他の実施形態を示す概略断面図である。 本発明のセンサーチップが基板に実装される例を示す図である。 本発明のセンサーチップの製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明のセンサーチップの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
符号の説明
1,11…センサーチップ
2,12…センサー本体
2A,12A…アクティブ面
3,13…端子
4,14…保護材
5,15…封止用枠体
6,16…間隙
17…表裏導通ビア
18…微細貫通孔

Claims (13)

  1. センサー本体と、該センサー本体のアクティブ面の外側領域に配設された回廊形状の封止用枠体と、前記センサー本体のアクティブ面と間隙を設けて対向するように前記封止用枠体を介して固着された保護材と、を備え、前記センサー本体は前記封止用枠体が配設された領域の外側、あるいは表裏導通ビアを介してアクティブ面と反対面側に複数の端子を有し、前記封止用枠体はビーズを含有した絶縁樹脂部材であり、前記センサー本体と対向する前記保護材の面積は、前記センサー本体の面積以下であることを特徴とするセンサーチップ。
  2. 前記封止用枠体は、高さ2〜100μm、幅50〜500μmの範囲であることを特徴する請求項1に記載のセンサーチップ。
  3. 前記封止用枠体は、ビーズを0.1〜10重量%の範囲で含有することを特徴する請求項1または請求項2に記載のセンサーチップ。
  4. 前記ビーズは、平均粒径が5〜100μmの範囲であることを特徴する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のセンサーチップ。
  5. 前記保護材は、赤外線カットフィルタ、反射防止膜、ローパスフィルタの少なくとも1種を有するものであることを特徴する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のセンサーチップ。
  6. アクティブ面と、該アクティブ面の外側領域に複数の端子を有するセンサー本体を作製する工程と、
    ビーズを含有した絶縁樹脂部材からなる回廊形状の封止用枠体を、前記センサー本体のアクティブ面と端子形成領域の間に形成する工程と、
    該封止用枠体を介して保護材を前記アクティブ面に間隙を設けて対向するように固着する工程と、を有することを特徴とするセンサーチップの製造方法。
  7. アクティブ面と、該アクティブ面の外側領域のアクティブ面と反対面側に表裏導通ビアを介して複数の端子を有するセンサー本体を作製する工程と、
    ビーズを含有した絶縁樹脂部材からなる回廊形状の封止用枠体を、前記センサー本体のアクティブ面の外側の領域に形成する工程と、
    該封止用枠体を介して保護材を前記アクティブ面に間隙を設けて対向するように固着する工程と、を有することを特徴とするセンサーチップの製造方法。
  8. 前記封止用枠体は、ビーズ含有の絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出して形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のセンサーチップの製造方法。
  9. 前記封止用枠体は、ビーズ含有の感光性絶縁樹脂組成物をセンサー本体上に塗布し、枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像して形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のセンサーチップの製造方法。
  10. 前記封止用枠体は、感光性絶縁樹脂組成物をセンサー本体上に塗布し、枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像して枠体を形成した後、ビーズを散布して枠体に付着させることにより形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のセンサーチップの製造方法。
  11. 前記封止用枠体は、スクリーン印刷により絶縁樹脂組成物を印刷して枠体を形成した後、ビーズを散布して枠体に付着させることにより形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のセンサーチップの製造方法。
  12. 前記封止用枠体は、ビーズ含有の感光性絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出し、あるいは、スクリーン印刷により印刷して枠体よりも広幅で予備枠体を形成した後、該予備枠体を枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像することにより形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のセンサーチップの製造方法。
  13. 前記封止用枠体は、感光性絶縁樹脂組成物をディスペンサーから射出し、あるいは、スクリーン印刷により印刷して、枠体よりも広幅で予備枠体を形成した後、ビーズを散布して該予備枠体に付着させ、次いで、前記予備枠体を枠体形成用のフォトマスクを介して露光、現像することにより形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のセンサーチップの製造方法。
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