JP4328641B2

JP4328641B2 - Semiconductor device

Info

Publication number: JP4328641B2
Application number: JP2004042408A
Authority: JP
Inventors: 幸之野世; 豊原田; 栄造藤井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP2005235975A

Description

本発明は、撮像機能を有する半導体素子とこの半導体素子が搭載されたパッケージとからなる半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device including a semiconductor element having an imaging function and a package in which the semiconductor element is mounted.

図１２および図１３は、従来の撮像機能を有する半導体素子１０８をパッケージ１０１に塔載した半導体装置１２５の構造を示す斜視図および断面図である。 12 and 13 are a perspective view and a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device 125 in which a semiconductor element 108 having a conventional imaging function is mounted on a package 101. FIG.

従来の半導体装置１２５の構造は、上面が開放されている矩形の箱形のパッケージ１０１と、そのパッケージ１０１中に搭載された半導体素子１０８と、パッケージ１０１の上面を閉鎖するガラス板１１８とからなっている。 The structure of the conventional semiconductor device 125 includes a rectangular box-shaped package 101 whose upper surface is open, a semiconductor element 108 mounted in the package 101, and a glass plate 118 that closes the upper surface of the package 101. ing.

パッケージ１０１は、主剤のエポキシ樹脂、硬化剤のフェノール樹脂、アミン系の硬化促進剤、離型ワックス、カーボンブラック、密着剤、シリカ微粒を混合した充填剤等を所定比で混合した樹脂で形成されている。パッケージ１０１内には銅合金系やニッケル合金系からなる金属製のリードフレームが一体に組み込まれており、その一方の端はインナーリード１０６としてパッケージ１０１内部の底面１０５上に配置され、他端はパッケージ１０１の外方に延出したアウターリード１０７となっている。底面１０５には、ダイボンド剤１１２を用いて半導体素子１０８が実装されている。 The package 101 is formed of a resin in which a main component epoxy resin, a curing agent phenol resin, an amine curing accelerator, a release wax, carbon black, an adhesive, a filler mixed with silica fine particles, and the like are mixed in a predetermined ratio. ing. A metal lead frame made of a copper alloy or nickel alloy is integrally incorporated in the package 101, one end of which is disposed as an inner lead 106 on the bottom surface 105 inside the package 101, and the other end. The outer leads 107 extend outward from the package 101. A semiconductor element 108 is mounted on the bottom surface 105 using a die bonding agent 112.

半導体素子１０８の主面１０９（ダイボンド剤１１２で固着された実装面とは反対側の面）には、中央部分に受光部が形成されており、周辺部分に電極端子１１０が配置されている。電極端子１１０は金線等のボンディングワイヤによりインナーリード１０６と接続されている。 On the main surface 109 (surface opposite to the mounting surface fixed by the die bond agent 112) of the semiconductor element 108, a light receiving portion is formed in the central portion, and an electrode terminal 110 is disposed in the peripheral portion. The electrode terminal 110 is connected to the inner lead 106 by a bonding wire such as a gold wire.

そして、パッケージ１０１の上面開口部１０２はガラス板製の蓋体１１８によって閉塞され、蓋体１１８とパッケージ１０１とはシーリング剤１２４によって接合されて、半導体素子１０８はパッケージ１０１中に気密封止されている（特許文献１参照）。 The upper surface opening 102 of the package 101 is closed by a lid 118 made of glass, the lid 118 and the package 101 are joined by a sealing agent 124, and the semiconductor element 108 is hermetically sealed in the package 101. (See Patent Document 1).

なお、このパッケージの形状は、ＤＩＰ（Dual In-line Package）と呼ばれる形状であり、実装基板への外部端子挿入型である。
特開平１０−２４２３３６号公報（第５頁、第１図） The shape of this package is a shape called DIP (Dual In-line Package), which is an external terminal insertion type on a mounting board.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-242336 (page 5, FIG. 1)

前記従来の構成では、パッケージ１０１の実装形態はＤＩＰ等のスルーホール型の大型パッケージであって、このような大型パッケージに適した技術が特許文献１では開示されている。それに対してこれらのパッケージを組み込んだ装置の動向は確実に軽薄短小に向かっており、従って装置内に組み込まれる構成部品も当然小型のものが要望されている。しかしながら現状は必ずしも市場の要望に沿った電子部品の小型薄型化の対応が行われていない。一方、光学的に高平坦なカバーガラス（蓋体１１８）の使用は、撮像機能型半導体装置１２５の特性（信号／ノイズ比）やコスト面において改善すべき課題かつ阻害要因であり、撮像機能型半導体装置１２５に重要な影響を与えている。撮像機能型半導体装置２５では小型化、高い信号／ノイズ比の確保、低コスト化が技術開発方針の必須条件であるが、カバーガラスはこれらの条件を満たすことを困難にしている。 In the conventional configuration, the mounting form of the package 101 is a through-hole type large package such as DIP, and a technique suitable for such a large package is disclosed in Patent Document 1. On the other hand, the trend of devices incorporating these packages is certainly toward light, thin and small, and accordingly, components built into the devices are naturally required to be small. However, at present, it is not always possible to reduce the size and thickness of electronic components in line with market demands. On the other hand, the use of an optically flat cover glass (lid 118) is a problem and an obstacle to be improved in terms of characteristics (signal / noise ratio) and cost of the imaging function type semiconductor device 125, and is an imaging function type. This has an important influence on the semiconductor device 125. In the imaging function type semiconductor device 25, miniaturization, ensuring a high signal / noise ratio, and cost reduction are essential conditions for the technology development policy, but the cover glass makes it difficult to satisfy these conditions.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で且つ低コストである、撮像機能を備えた半導体装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having an imaging function that is small in size and low in cost.

本発明の第１の半導体装置は、撮像機能を有する半導体素子と、前記半導体素子を収容するパッケージとを有する半導体装置であって、前記半導体素子は、矩形の板状であって、一方の面の中央部分に受光部を、当該面の周辺部分に配列された複数の電極端子を備え、前記パッケージは、矩形枠の形状を有する外囲器と、一部分が当該外囲器の内部に埋設されていて前記電極端子と外部との電気的接続を行う複数の金属リードとを有し、前記外囲器は、矩形の開口を囲繞する囲繞壁の一部が当該開口内へ突出した突出部を有し、かつ当該開口内に前記半導体素子を収容し、前記複数の金属リードの一方の端部は前記突出部から前記開口内に突き出して前記電極端子と電気的に接続しており、他方の端部は前記外囲器の外周面から突き出しており、前記半導体素子と前記囲繞壁の突出部との間は樹脂によって塞がれており、前記半導体素子の前記電極端子が配設された面に相対する前記外囲器の開口が防塵膜により塞がれている。 A first semiconductor device of the present invention is a semiconductor device having a semiconductor element having an imaging function and a package for housing the semiconductor element, and the semiconductor element has a rectangular plate shape and has one surface. A light receiving portion at a central portion of the substrate, and a plurality of electrode terminals arranged in a peripheral portion of the surface. The package includes an envelope having a rectangular frame shape, and a portion of the package is embedded in the envelope. And a plurality of metal leads for electrical connection between the electrode terminal and the outside, and the envelope has a protruding portion in which a part of the surrounding wall surrounding the rectangular opening protrudes into the opening. And the semiconductor element is accommodated in the opening, and one end portion of the plurality of metal leads protrudes from the protruding portion into the opening and is electrically connected to the electrode terminal, The end protrudes from the outer peripheral surface of the envelope. The gap between the semiconductor element and the protruding portion of the surrounding wall is blocked by resin, and the opening of the envelope facing the surface on which the electrode terminal of the semiconductor element is disposed is blocked by a dustproof film. It is peeling off.

前記複数の金属リードの前記他方の端は、前記外囲器の外周面から略垂直に突き出しているままである、または略垂直に突き出してさらに略直角に折り曲げられている。 The other ends of the plurality of metal leads are projected substantially perpendicularly from the outer peripheral surface of the envelope, or are projected substantially perpendicularly and are bent at a substantially right angle.

ある好適な実施形態において、前記囲繞壁の開口内への突出部は、第１の突出部と当該第１の突出部よりも突出量の少ない第２の突出部とからなり、前記半導体素子と前記囲繞壁の前記第１の突出部との間は樹脂によって塞がれており、前記半導体素子の前記電極端子が配設された面とは反対側の面は、前記第２の突出部に固定された支持部材によって支持されている。 In a preferred embodiment, the projecting portion into the opening of the surrounding wall includes a first projecting portion and a second projecting portion having a smaller projecting amount than the first projecting portion, and the semiconductor element. A space between the first protruding portion of the surrounding wall is blocked by resin, and a surface of the semiconductor element opposite to the surface on which the electrode terminal is disposed is the second protruding portion. It is supported by a fixed support member.

前記支持部材は、前記半導体素子の前記電極端子が配設された面とは反対側の面と接着剤によって固着されている。 The support member is fixed to the surface of the semiconductor element opposite to the surface on which the electrode terminals are disposed with an adhesive.

本発明の第２の半導体装置は、撮像機能を有する半導体素子と、前記半導体素子を収容するパッケージとを有する半導体装置であって、前記半導体素子は、矩形の板状であって、一方の面の中央部分に受光部を、当該面の周辺部分に配列された複数の電極端子を備え、前記パッケージは、矩形枠の形状を有する外囲器と、一部分が当該外囲器の内部に埋設されていて前記電極端子と外部との電気的接続を行う複数の金属リードとを有し、前記外囲器は、矩形の開口を囲繞する囲繞壁の一部が当該開口内へ突出した突出部を有して、かつ当該開口内に前記半導体素子を収容し、前記複数の金属リードの一方の端部は前記突出部において前記開口内に露出して前記電極端子と電気的に接続しており、他方の端部は前記外囲器の外周表面に露出しており、前記半導体素子と前記囲繞壁の突出部との間は樹脂によって塞がれており、前記半導体素子の前記電極端子が配設された面に相対する前記外囲器の開口が防塵膜により塞がれている。 A second semiconductor device of the present invention is a semiconductor device having a semiconductor element having an imaging function and a package for housing the semiconductor element, and the semiconductor element has a rectangular plate shape and has one surface. A light receiving portion at a central portion of the substrate, and a plurality of electrode terminals arranged in a peripheral portion of the surface. The package includes an envelope having a rectangular frame shape, and a portion of the package is embedded in the envelope. And a plurality of metal leads for electrical connection between the electrode terminal and the outside, and the envelope has a protruding portion in which a part of the surrounding wall surrounding the rectangular opening protrudes into the opening. And the semiconductor element is accommodated in the opening, and one end of the plurality of metal leads is exposed in the opening at the protruding portion and is electrically connected to the electrode terminal, The other end is exposed on the outer peripheral surface of the envelope. The gap between the semiconductor element and the protruding portion of the surrounding wall is blocked by resin, and the opening of the envelope facing the surface on which the electrode terminal of the semiconductor element is disposed is formed by a dust-proof film. It is blocked.

前記外囲器には、位置決め用のガイド穴が少なくとも１つ設けられていることが好ましい。 The envelope is preferably provided with at least one guide hole for positioning.

ある好適な実施形態において、前記防塵膜と前記半導体素子との間に光学フィルタあるいはレンズを設けている。 In a preferred embodiment, an optical filter or a lens is provided between the dust-proof film and the semiconductor element.

パッケージを矩形枠の形状にして底面を取り除いているので、小型軽量の半導体装置とすることができる。そして、カバーガラスを使用せずに防塵膜を設けているので、光学特性に優れた半導体装置とすることができる。また、低コストで製造できる半導体装置とすることができる。 Since the package has a rectangular frame shape and the bottom surface is removed, a small and lightweight semiconductor device can be obtained. Since the dust-proof film is provided without using the cover glass, a semiconductor device having excellent optical characteristics can be obtained. Further, the semiconductor device can be manufactured at low cost.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、実質的に同じ機能を有する部材は同じ符号を付して説明をする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the member which has the substantially same function attaches | subjects and demonstrates the same code | symbol.

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における半導体装置２５の斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態の説明は熱硬化型樹脂で形成されるパッケージ１を用いた場合を例にして説明する。なお、図１においては説明をし易いように半導体装置２５の上面に設けられている防塵膜２６を省略している。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor device 25 according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. In the description of the present embodiment, the case where the package 1 formed of a thermosetting resin is used will be described as an example. In FIG. 1, the dust-proof film 26 provided on the upper surface of the semiconductor device 25 is omitted for easy explanation.

パッケージ１は、矩形枠の形状を有する外囲器１９と複数の金属リード３１とを有している。外囲器１９は矩形の内部に貫通して設けられた開口部２を備え、開口部２の大きさは撮像機能型半導体素子８の収納と組立作業が可能な程度に設計されている。そして、開口部２の周囲は外囲器１９で囲まれて、この囲んでいる外囲器１９の内壁が囲繞壁である。 The package 1 includes an envelope 19 having a rectangular frame shape and a plurality of metal leads 31. The envelope 19 includes an opening 2 provided through a rectangular interior, and the size of the opening 2 is designed such that the imaging function type semiconductor element 8 can be accommodated and assembled. And the circumference | surroundings of the opening part 2 are enclosed by the envelope 19, and the inner wall of the envelope 19 which surrounds this is an enclosure wall.

外囲器１９は、ともに矩形枠状の外囲器上部３と外囲器下部４を備えており、外囲器上部３と外囲器下部４とでは、外囲器上部３の方が外囲器下部４よりもその内壁（囲繞壁）が開口内に突き出していて突出部５を形成している。 The envelope 19 includes a rectangular frame-shaped envelope upper portion 3 and an envelope lower portion 4, and the envelope upper portion 3 and the envelope lower portion 4 are located outside the outer envelope upper portion 3. The inner wall (enclosure wall) protrudes into the opening from the lower part 4 of the envelope to form a protruding portion 5.

金属リード３１は、その長手方向の中央部分が外囲器１９内に埋め込まれていて、その一方の端部は開口内に突きだしてインナーリード６となり、他方の端部は外囲器１９の外周面１４から外方に突き出してアウターリード７となっている。アウターリード７は外部の基板に取り付けられて電気的に接続される。インナーリード６は突出部５から開口内に突き出しており、図面ではインナーリード６の下面と突出部５の下面とが略面一になっており、インナーリード６の下面は開口内に露出している。一方アウターリード７は外囲器１９外周面１４から略垂直に突き出してすぐに下方に直角に曲げられ、さらに外囲器１９の下面近辺で外囲器１９から離れるように直角に曲げられている。これにより、基板に直接半田付けをして面実装できる。 The metal lead 31 has a longitudinal center portion embedded in the envelope 19, one end protruding into the opening to become the inner lead 6, and the other end of the outer periphery of the envelope 19. The outer lead 7 protrudes outward from the surface 14. The outer lead 7 is attached to and electrically connected to an external substrate. The inner lead 6 protrudes from the protrusion 5 into the opening. In the drawing, the lower surface of the inner lead 6 and the lower surface of the protrusion 5 are substantially flush with each other, and the lower surface of the inner lead 6 is exposed in the opening. Yes. On the other hand, the outer lead 7 protrudes substantially perpendicularly from the outer peripheral surface 14 of the envelope 19 and is bent downward at a right angle. Further, the outer lead 7 is bent at a right angle so as to be away from the envelope 19 near the lower surface of the envelope 19. . Thereby, surface mounting can be performed by soldering directly to the substrate.

そして外囲器１９上面には、対象とするモジュール系とパッケージ１を精度良く接続するために、位置関係を規制する３個の位置決め用のガイド穴１６を備えている。 The top surface of the envelope 19 is provided with three positioning guide holes 16 for restricting the positional relationship in order to connect the target module system and the package 1 with high accuracy.

撮像機能を有する半導体素子８は矩形の薄板形状を有しており、その一方の面（主面９）の中央部分には受光部が設けられている。また、主面９の周辺部分には、複数の電極端子１０が各辺に一列ずつ配置されている。 The semiconductor element 8 having an imaging function has a rectangular thin plate shape, and a light receiving portion is provided at a central portion of one surface (main surface 9). A plurality of electrode terminals 10 are arranged in a row on each side in the peripheral portion of the main surface 9.

半導体素子８とパッケージ１の開口とは略同じ大きさの矩形であって、半導体素子８はパッケージ１の開口内に収容されて、各電極端子１０と各インナーリード６とが電気的に接続される。この接続は、電極端子１０の上に形成された金属突起１１とインナーリード６の下面とが精度良く位置合せされてフリップチップボンディングによって行われる。金属突起１１の形成はメッキや印刷であっても構わない。 The semiconductor element 8 and the opening of the package 1 are rectangles having substantially the same size, and the semiconductor element 8 is accommodated in the opening of the package 1 so that each electrode terminal 10 and each inner lead 6 are electrically connected. The This connection is performed by flip-chip bonding with the metal protrusion 11 formed on the electrode terminal 10 and the lower surface of the inner lead 6 aligned with high accuracy. The metal protrusion 11 may be formed by plating or printing.

そして外囲器１９内壁（囲繞壁）と半導体素子８側面及び突出部５と半導体素子８の主面９周辺との間に生じた微小間隙に熱硬化型アンダーフィルとしての液状の樹脂１５を充填し加熱硬化を行って、インナーリード６と半導体素子８との間の機械的接続強度を強化するとともに半導体素子８と突出部５との間を塞いでパッケージ１の下面開口部から侵入する塵埃が半導体素子８の主面９側に到達することを防止する。 Then, a liquid resin 15 as a thermosetting underfill is filled in a minute gap formed between the inner wall (enclosure wall) of the envelope 19 and the side surface of the semiconductor element 8 and between the protrusion 5 and the main surface 9 of the semiconductor element 8. Then, the heat curing is performed to strengthen the mechanical connection strength between the inner lead 6 and the semiconductor element 8, and the dust that enters from the lower surface opening of the package 1 by closing the gap between the semiconductor element 8 and the protruding portion 5. Reaching the main surface 9 side of the semiconductor element 8 is prevented.

最後に、撮像機能型半導体素子８に求められる寸法の検査と半導体素子８上及びその周辺の塵埃を除去した後、外囲器１９の上面１７の開口部２を覆うように下面に弱粘着性糊を備えた防塵膜２６を貼り付けて本実施形態の半導体装置が完成する。なお、この半導体装置は、基板等に組み込む直前に防塵膜２６を剥がして使用する。 Finally, after inspection of the dimensions required for the imaging function type semiconductor element 8 and removal of dust on and around the semiconductor element 8, the lower surface is weakly adhesive so as to cover the opening 2 of the upper surface 17 of the envelope 19. The semiconductor device of this embodiment is completed by attaching the dust-proof film 26 provided with glue. This semiconductor device is used by peeling off the dust-proof film 26 immediately before being incorporated into a substrate or the like.

以上の構成と方法により、小型で高性能、安価な撮像機能を有する半導体装置が実現できる。ガラスレス化により、小型化、薄型化、ガラスでの入射光の吸収防止、ガラス表裏面での反射光によるフレア防止、部品材料コストの削減、半導体素子面上の塵埃の除去容易性等が実現できる。また、ガイド穴１６を形成することでセットとの組み立て精度の向上を図ることができる。なお、このガイド穴１６は少なくとも一つあればよい。 With the above configuration and method, a small-sized semiconductor device having high performance and an inexpensive imaging function can be realized. Realization of glassless size, thickness reduction, prevention of incident light absorption by glass, flare prevention by reflected light on glass front and back, reduction of component material cost, easy removal of dust on semiconductor element surface, etc. it can. Further, by forming the guide hole 16, the assembly accuracy with the set can be improved. Note that at least one guide hole 16 is sufficient.

また、これらの部品の小型化、薄型化は取り付けるセットを小型化できるという効果も得られる。パッケージ１材料に熱硬化型樹脂をもちいて説明したが、これに限定されるものではない。 In addition, the miniaturization and thinning of these components also provide the effect that the set to be attached can be miniaturized. Although the thermosetting resin has been described as the material of the package 1, the present invention is not limited to this.

なお、本実施の形態としてパッケージ１の外形にクワッド型を用いて説明したが、デュアルインライン型、ノンリード型、を用いても良い。また、アンダーフィル材として液状樹脂を用いて説明したが半硬化型のシート状樹脂を用いても構わない。 Although the quad type is used for the outer shape of the package 1 as the present embodiment, a dual inline type or a non-lead type may be used. Further, although the liquid resin is used as the underfill material, a semi-cured sheet-like resin may be used.

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における半導体装置２５の斜視図であり、図４は図２のＢ−Ｂ’線断面図である。本実施形態の説明は熱硬化型樹脂で形成されるパッケージ１を用いた場合を例にして説明する。なお、本実施形態は実施の形態１とは、ガイド穴を形成せず支持部材１３を取り付けている点が異なっているので、異なっている点について説明をする。なお、図３においては説明をし易いように半導体装置２５の上面に設けられている防塵膜２６を省略している。 (Embodiment 2)
3 is a perspective view of the semiconductor device 25 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. In the description of the present embodiment, the case where the package 1 formed of a thermosetting resin is used will be described as an example. Since the present embodiment is different from the first embodiment in that the guide member is not formed and the support member 13 is attached, the difference will be described. In FIG. 3, the dust-proof film 26 provided on the upper surface of the semiconductor device 25 is omitted for easy explanation.

本実施形態では外囲器上部３に第１の突出部３５が形成されており、外囲器下部４にも第１の突出部３５よりも開口内への突出量が少ない第２の突出部４５が形成されている。また、実施の形態１とは異なり、外囲器１９の上面にはガイド穴は設けられていない。 In the present embodiment, the first protrusion 35 is formed on the envelope upper portion 3, and the second protrusion is also less in the envelope lower portion 4 than the first protrusion 35. 45 is formed. Further, unlike the first embodiment, no guide hole is provided on the upper surface of the envelope 19.

そして外囲器１９内壁（囲繞壁）と半導体素子８側面及び第１の突出部３５と半導体素子８の主面９周辺との間に生じた微小間隙に熱硬化型アンダーフィルとしての液状の樹脂１５を充填し加熱硬化を行って、インナーリード６と半導体素子８との間の機械的接続強度を強化する。 Then, a liquid resin as a thermosetting underfill is formed in the minute gap formed between the inner wall (enclosure wall) of the envelope 19 and the side surface of the semiconductor element 8 and between the first protrusion 35 and the periphery of the main surface 9 of the semiconductor element 8. 15 is filled and heat-cured to strengthen the mechanical connection strength between the inner lead 6 and the semiconductor element 8.

また、第２の突出部４５にはシート状の支持部材１３の端部が固定されている。そしてこの支持部材１３は半導体素子８の下面を支持している。半導体素子８の下面には接着剤１２が塗布されており、半導体素子８と支持部材１３とが固着されている。この支持部材１３には、金属やガラス等のような無機材質や、樹脂成形物、又はガラスエポキシ基板、金属膜を備えるフレキシブルなシート等を用いることができる。 Further, the end of the sheet-like support member 13 is fixed to the second protrusion 45. The support member 13 supports the lower surface of the semiconductor element 8. An adhesive 12 is applied to the lower surface of the semiconductor element 8, and the semiconductor element 8 and the support member 13 are fixed. For the support member 13, an inorganic material such as metal or glass, a resin molded product, a glass epoxy substrate, a flexible sheet including a metal film, or the like can be used.

なお半導体素子８下面と支持部材１３上面との間の固着及び第２の突出部４５と支持部材１３との固定は、前者を先に処理しても、両者を同時に処理してもどちらでも構わない。 The fixing between the lower surface of the semiconductor element 8 and the upper surface of the support member 13 and the fixing of the second projecting portion 45 and the support member 13 may be performed either in the former or in the both. Absent.

以上の構成と方法により、小型で高性能、安価な撮像機能を有する半導体装置２５が実現できる。ガラスレス化により、小型化、薄型化、ガラスでの入射光の吸収防止、ガラス表裏面での反射光によるフレア防止、部品材料コストの削減、半導体素子面上の塵埃の除去容易性等が実現できる。また、半導体素子８の下側に金属膜等を有する支持台１３を設けることで、半導体素子８の下面側から侵入する水分の阻止、およびパッケージ１の熱抵抗が下がることによって高電力半導体素子の搭載が可能になる。 With the above configuration and method, the semiconductor device 25 having a small, high-performance, and inexpensive imaging function can be realized. Realization of glassless size, thickness reduction, prevention of incident light absorption by glass, flare prevention by reflected light on glass front and back, reduction of component material cost, easy removal of dust on semiconductor element surface, etc. it can. Further, by providing the support base 13 having a metal film or the like on the lower side of the semiconductor element 8, it is possible to prevent moisture entering from the lower surface side of the semiconductor element 8 and to reduce the thermal resistance of the package 1, thereby reducing the high-power semiconductor element. Can be installed.

なお、実施の形態１および２ではパッケージ１のアウターリード７形成の説明に外囲器下部４側面に沿って下方に曲げられ、先端部近傍は基板実装が可能になる形状に成形されることを述べているが、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）に示すように実装形態に合わせて外囲器下部４側面に沿って下方に曲げられ、先端部近傍は基板実装が可能になる形状に成形される仕上げや、外囲器上部３側面に沿って上方に曲げられ、先端部近傍は基板実装が可能になる形状に成形される仕上げや、外囲器１９側面から折り曲げられずにそのまま延在し所定の長さで切断する仕上げであっても良い。 In the first and second embodiments, the outer lead 7 of the package 1 is described as being bent downward along the side surface of the lower part 4 of the envelope, and the vicinity of the tip is formed into a shape that enables board mounting. As described in FIGS. 7 (a), 7 (b) and 7 (c), it is bent downward along the side surface of the lower part 4 of the envelope according to the mounting form, and the vicinity of the tip is a substrate. Finishing molded into a shape that enables mounting, bending upward along the side of the upper 3 upper part of the envelope, and finishing near the tip so that it can be mounted on the board, and side of the envelope 19 It may be a finish that extends as it is without being bent, and is cut at a predetermined length.

実施の形態１および２は、パッケージの外囲器上部３の外形寸法が外囲器下部４の外形寸法よりも大きい半導体装置２５であったが、図８（ａ）から図８（ｃ）に示すようにパッケージ１の外囲器上部３の外形寸法が外囲器下部４の外形寸法よりも小さくても、または同じであっても構わない。 In the first and second embodiments, the semiconductor device 25 has a larger outer dimension of the package upper part 3 than that of the lower package part 4, but FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c). As shown, the outer dimension of the envelope upper part 3 of the package 1 may be smaller than or the same as the outer dimension of the envelope lower part 4.

また、実施の形態１、２で図９に示すように段差部５より上方の開口部２に光学フィルター１８を装着することで、全体の厚みを小さくすることができ小型高密度の半導体装置２５が実現できる。光学フィルター１８の代わりにレンズ等の光学部品を装着しても同じことが言える。さらに、半導体装置２５形成時に光学調整を施すことで半導体装置２５を組み込んだセットの組み立て工数を削減することが出来る。 Further, as shown in FIG. 9 in the first and second embodiments, the entire thickness can be reduced by mounting the optical filter 18 in the opening 2 above the stepped portion 5, and the small and high-density semiconductor device 25. Can be realized. The same can be said even if an optical component such as a lens is attached instead of the optical filter 18. Further, by performing optical adjustment when the semiconductor device 25 is formed, it is possible to reduce the number of steps for assembling the set incorporating the semiconductor device 25.

（実施の形態３）
図５（ａ）は本発明の実施の形態３における半導体装置２５の上面側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は下面側から見た斜視図であり、図６は図５（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。本実施形態の説明は熱硬化型樹脂で形成されるパッケージ１を用いた場合を例にして説明する。 (Embodiment 3)
FIG. 5A is a perspective view seen from the upper surface side of the semiconductor device 25 according to the third embodiment of the present invention, FIG. 5B is a perspective view seen from the lower surface side, and FIG. It is CC 'sectional view taken on the line of a). In the description of the present embodiment, the case where the package 1 formed of a thermosetting resin is used will be described as an example.

パッケージ１は樹脂製の外囲器１９と、外囲器１９の中に一部が埋設されている複数の金属リード３１とを有している。 The package 1 includes a resin envelope 19 and a plurality of metal leads 31 partially embedded in the envelope 19.

本実施形態の複数の金属リード３１は、銅、ニッケル、鉄を母材とする合金材料からなる金属板を打抜き及び押出し加工を施して得る。各金属リード３１はインナーリード６とアウターリード７とを有しており、各インナーリード６の先端は本発明のパッケージ１が備える矩形の開口部２の輪郭に位置するように周辺部分に一列に配置されて並べられている。 The plurality of metal leads 31 of this embodiment are obtained by punching and extruding a metal plate made of an alloy material having copper, nickel, and iron as a base material. Each metal lead 31 has an inner lead 6 and an outer lead 7, and the tip of each inner lead 6 is aligned with the peripheral portion so as to be positioned at the outline of the rectangular opening 2 provided in the package 1 of the present invention. Arranged and arranged.

金属リード３１を有するパッケージ１は、外囲器１９の内部に開口部２を備え、開口部２の大きさは撮像機能を有する半導体素子８の収納と組立作業が可能な程度に設計され、開口部２の周囲は外囲器１９で囲まれる構造となっている。 The package 1 having the metal lead 31 includes the opening 2 inside the envelope 19, and the size of the opening 2 is designed to accommodate the semiconductor element 8 having an imaging function and the assembling work. The periphery of the part 2 has a structure surrounded by an envelope 19.

金属リード３１は、その長手方向の中央部分が外囲器１９内に埋め込まれていて、その一方の端部は突出部５の下面部分と略面一となって開口内に露出したインナーリード６となっており、他方の端部は外囲器１９の外周面と略面一となって露出したアウターリード７となっている。アウターリード７は外部の基板に取り付けられて電気的に接続される。これにより、基板に面実装できる。また、インナーリード６やアウターリード７の露出表面は金やパラジウムで外装メッキが施されている。 The metal lead 31 has a central portion in the longitudinal direction embedded in the envelope 19, and one end portion of the metal lead 31 is substantially flush with the lower surface portion of the protruding portion 5 and is exposed in the opening. The other end is the outer lead 7 exposed to be substantially flush with the outer peripheral surface of the envelope 19. The outer lead 7 is attached to and electrically connected to an external substrate. Thereby, surface mounting can be performed on the substrate. The exposed surfaces of the inner lead 6 and the outer lead 7 are plated with gold or palladium.

そして外囲器１９上面には対象とするモジュール系とパッケージ１を精度良く接続するために位置関係を規制する３個のガイド穴１６を備えている。 The upper surface of the envelope 19 is provided with three guide holes 16 for regulating the positional relationship in order to connect the target module system and the package 1 with high accuracy.

それから外囲器１９内壁（囲繞壁）と半導体素子８側面及び突出部５と半導体素子８の主面９周辺との間に生じた微小間隙に熱硬化型アンダーフィルとしての液状の樹脂１５を充填し加熱硬化を行って、インナーリード６と半導体素子８との間の機械的接続強度を強化するとともに半導体素子８と突出部５との間を塞いでパッケージ１の下面開口部から侵入する塵埃が半導体素子８の主面９側に到達することを防止する。 Then, a liquid resin 15 as a thermosetting underfill is filled in the minute gap formed between the inner wall (enclosure wall) of the envelope 19 and the side surface of the semiconductor element 8 and between the protrusion 5 and the main surface 9 of the semiconductor element 8. Then, the heat curing is performed to strengthen the mechanical connection strength between the inner lead 6 and the semiconductor element 8, and the dust that enters from the lower surface opening of the package 1 by closing the gap between the semiconductor element 8 and the protruding portion 5. Reaching the main surface 9 side of the semiconductor element 8 is prevented.

以上の構成と方法により、さらに薄型構造の撮像機能を有する半導体装置２５が実現できる。ガラスレス化により、小型化、薄型化、ガラスでの入射光の吸収防止、ガラス表裏面での反射光によるフレア防止、部品材料コストの削減、半導体素子面上の塵埃の除去容易性等が実現できる。 With the above configuration and method, the semiconductor device 25 having an imaging function with a thinner structure can be realized. Realization of glassless size, thickness reduction, prevention of incident light absorption by glass, flare prevention by reflected light on glass front and back, reduction of component material cost, easy removal of dust on semiconductor element surface, etc. it can.

パッケージ１材料に熱硬化型樹脂をもちいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 Although the thermosetting resin was used for the material of the package 1, the present invention is not limited to this.

なお、本実施の形態としてパッケージ１の外形にＬＧＡ型を用いて説明したがＳＯＮ型、ＢＧＡ型を用いても良い。また、アンダーフィル材として液状樹脂を用いて説明したが半硬化型のシート状樹脂であっても構わない。 Although the LGA type is used for the outer shape of the package 1 as the present embodiment, a SON type or a BGA type may be used. Further, the liquid resin is used as the underfill material, but a semi-cured sheet resin may be used.

さらに、図１０に示すように、パッケージ１において外囲器１９下面に露出しているアウターリード７が外囲器１９下面の最外周に達していないと、パッケージ１を個片化する際の仕上がり品質が向上するので好ましい。 Furthermore, as shown in FIG. 10, if the outer leads 7 exposed on the lower surface of the envelope 19 in the package 1 do not reach the outermost periphery of the lower surface of the envelope 19, the finish when the package 1 is separated into pieces is obtained. Since quality improves, it is preferable.

そして、パッケージ１を系に組む際に外形の基準部として使用する外囲器１９上面周辺部に図１１に示す所定の大きさの段差５５があると一層高精度に組み上げられるため好ましい。 When the package 1 is assembled in the system, it is preferable that a step 55 having a predetermined size shown in FIG.

以上説明したように、本発明に係る半導体装置は、低コストで小型に製造することができ、撮像機能を有した半導体素子を搭載した半導体装置として有用である。 As described above, the semiconductor device according to the present invention can be manufactured at a low cost and in a small size, and is useful as a semiconductor device on which a semiconductor element having an imaging function is mounted.

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 別の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on another embodiment. 他の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on other embodiment. さらに別の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which concerns on another embodiment. 実施の形態３の変形例に係る半導体装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a semiconductor device according to a modification of the third embodiment. 実施の形態３の変形例に係る半導体装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a semiconductor device according to a modification of the third embodiment. 従来の半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the conventional semiconductor device. 従来の半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

１パッケージ
２開口部
５突出部
６インナーリード
７アウターリード
８半導体素子
９主面
１０電極端子
１２接着剤
１３支持部材
１４外周壁
１５樹脂
１６ガイド穴
１８光学フィルター
１９外囲器
２５半導体装置
２６防塵膜
３５第１の突出部
４５第２の突出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Package 2 Opening part 5 Protrusion part 6 Inner lead 7 Outer lead 8 Semiconductor element 9 Main surface 10 Electrode terminal 12 Adhesive 13 Support member 14 Outer wall 15 Resin 16 Guide hole 18 Optical filter 19 Enclosure 25 Semiconductor device 26 Dust-proof film 35 First protrusion 45 Second protrusion

Claims

撮像機能を有する半導体素子と、
前記半導体素子を収容するパッケージと
を有する半導体装置であって、
前記半導体素子は、矩形の板状であって、一方の面の中央部分に受光部を、当該面の周辺部分に配列された複数の電極端子を備え、
前記パッケージは、矩形枠の形状を有する外囲器と、一部分が当該外囲器の内部に埋設されていて前記電極端子と外部との電気的接続を行う複数の金属リードとを有し、
前記外囲器は、矩形の開口を囲繞する囲繞壁の一部が当該開口内へ突出した突出部を有し、かつ当該開口内に前記半導体素子を収容し、
前記複数の金属リードの一方の端部は前記突出部から前記開口内に突き出して前記電極端子と電気的に接続しており、他方の端部は前記外囲器の外周面から突き出しており、
前記半導体素子と前記囲繞壁の突出部との間は樹脂によって塞がれており、
前記半導体素子の前記電極端子が配設された面に相対する前記外囲器の開口が防塵膜により塞がれており、
前記囲繞壁の開口内への突出部は、第１の突出部と当該第１の突出部よりも突出量の少ない第２の突出部とからなり、
前記半導体素子と前記囲繞壁の前記第１の突出部との間は樹脂によって塞がれており、
前記半導体素子の前記電極端子が配設された面とは反対側の面は、前記第２の突出部に固定された支持部材によって支持されている、半導体装置。 A semiconductor element having an imaging function;
A package containing the semiconductor element;
A semiconductor device comprising:
The semiconductor element has a rectangular plate shape, and includes a light receiving portion in a central portion of one surface and a plurality of electrode terminals arranged in a peripheral portion of the surface,
The package includes an envelope having a rectangular frame shape, and a plurality of metal leads that are partly embedded in the envelope and electrically connect the electrode terminal and the outside.
The envelope has a protruding portion in which a part of the surrounding wall surrounding the rectangular opening protrudes into the opening, and the semiconductor element is accommodated in the opening,
One end of the plurality of metal leads protrudes from the protrusion into the opening and is electrically connected to the electrode terminal, and the other end protrudes from the outer peripheral surface of the envelope,
Between the semiconductor element and the protruding portion of the surrounding wall is blocked by resin,
The opening of the envelope facing the surface on which the electrode terminal of the semiconductor element is disposed is closed by a dust-proof film,
The projecting portion into the opening of the surrounding wall is composed of a first projecting portion and a second projecting portion having a smaller projecting amount than the first projecting portion,
Between the semiconductor element and the first projecting portion of the surrounding wall is blocked by resin,
Wherein the surface opposite to the electrode terminals disposed to face the semiconductor element is supported by a supporting member fixed to the second protrusion, the semi-conductor device.

前記複数の金属リードの前記他方の端は、前記外囲器の外周面から略垂直に突き出しているままである、または略垂直に突き出してさらに略直角に折り曲げられている、請求項１に記載の半導体装置。 The other end of each of the plurality of metal leads protrudes substantially vertically from the outer peripheral surface of the envelope, or protrudes substantially vertically and is bent at a substantially right angle. Semiconductor device.

前記支持部材は、前記半導体素子の前記電極端子が配設された面とは反対側の面と接着剤によって固着されている、請求項１または２に記載の半導体装置。 The support member, wherein the electrode terminals of the semiconductor element and disposed to face is fixed by an adhesive and the opposite surface, the semiconductor device according to claim 1 or 2.