專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在設(shè)置導(dǎo)體部的封裝件裝載半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往的半導(dǎo)體器件中，有在設(shè)置導(dǎo)體部的封裝件以裸片狀態(tài)裝載半導(dǎo)體元件的器件。例如，如圖14所示，存在的固體攝像元件在凹狀封裝件22內(nèi)裝載固體攝像元件21，利用金屬細(xì)絲25分別連接固體攝像元件21的主面上形成的多個(gè)電極焊盤和封裝件22中形成的多個(gè)導(dǎo)體部24的內(nèi)部端子部，并且在封裝件22的上表面粘貼保護(hù)玻璃26，使封裝件內(nèi)密封。然而，這種類型的固體攝像器件，在封裝件的腔體內(nèi)配置導(dǎo)體部的內(nèi)部端子部，連接來(lái)自固體攝像元件的金屬細(xì)絲，因而腔體內(nèi)需要其用的連接區(qū)域，難以縮小縱橫尺寸，難以扁平化。
如圖15所示，一種固體攝像器件，在封裝件22的側(cè)壁上表面配置電極焊盤22a，用金屬細(xì)絲25對(duì)此電極焊盤22a連接封裝件22內(nèi)裝載的固體攝像元件21的電極焊盤，而且在封裝件22的側(cè)壁上表面的整個(gè)周邊設(shè)置樹(shù)脂層27，使其覆蓋電極焊盤22a與金屬細(xì)絲25的連接部分，并將保護(hù)玻璃26接合在樹(shù)脂層27上(參考日本國(guó)專利公開(kāi)2002-164524號(hào)公報(bào))。然而，此固體攝像器件與以往類型固體攝像器件相比，雖然能縮小縱橫尺寸，但沒(méi)有扁平化。而且，不能使覆蓋封裝件側(cè)壁上表面的電極焊盤與金屬細(xì)絲的連接部分的樹(shù)脂涂覆量均勻，在其上裝載保護(hù)玻璃并等待樹(shù)脂硬化的期間，保護(hù)玻璃移動(dòng)，存在容易往X、Y方向或θ方向偏移的問(wèn)題。
還有一種光器件，將保護(hù)玻璃配置成不在固體攝像元件等光學(xué)元件的上面設(shè)置空間，而粘貼在光元件的上表面(參考日本國(guó)專利公開(kāi)2003-197885號(hào)公報(bào))，但將該光器件裝載到封裝件并進(jìn)行絲焊時(shí)，腔體內(nèi)需要其用的連接區(qū)域，這點(diǎn)與以往類型的固體攝像器件相同。
本發(fā)明解決上述問(wèn)題，其目的在于使半導(dǎo)體器件進(jìn)一步小型化，同時(shí)還防止構(gòu)成固體攝像器件等光器件時(shí)保護(hù)玻璃等蓋板偏移，提高成品率。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，包含具有由襯底部和豎立在其周緣部的多個(gè)壁部組成的基座、以及沿所述襯底部的周邊方向在相鄰的壁部之間的間隙中露出的多個(gè)導(dǎo)體部的封裝件；裝載在所述基座的內(nèi)部空間中的半導(dǎo)體元件；將所述半導(dǎo)體元件的電極與所述壁部間隙的導(dǎo)體部進(jìn)行電連接的金屬細(xì)絲；埋入所述壁部之間的間隙，使其覆蓋所述導(dǎo)體部與金屬細(xì)絲的連接部分的樹(shù)脂部；以及密封裝載所述半導(dǎo)體元件的基座的內(nèi)部空間的密封構(gòu)件。
將壁部配置在襯底部的至少角部分。沿襯底部的各邊將壁部排列成框狀?？稍诒诓恐g的各間隙分別配置1個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體部。
密封構(gòu)件可以是由與所述樹(shù)脂部相同或不同的樹(shù)脂，粘定在壁部和壁部間樹(shù)脂部的上表面的蓋板。半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，使用透光性的蓋板。
密封構(gòu)件可以是填充在基座的內(nèi)部空間，以便覆蓋半導(dǎo)體元件的上表面的樹(shù)脂。
半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，密封構(gòu)件可以是位于所述半導(dǎo)體元件上面的透光性的蓋板和填充在此蓋板的周圍的基座內(nèi)部空間的樹(shù)脂。
以在壁部形成對(duì)蓋板定位的階梯部為佳。最好壁部的外表面與壁部間樹(shù)脂部的外表面拉平。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法，包含以下工序形成具有由襯底部和豎立在其周緣部的多個(gè)壁部組成的基座、以及沿所述襯底部的周邊方向在相鄰的壁部之間的間隙中露出的多個(gè)導(dǎo)體部的封裝件的工序；裝載在所述基座的內(nèi)部空間中的半導(dǎo)體元件的工序；用金屬細(xì)絲將所述半導(dǎo)體元件的電極與所述壁部間隙的導(dǎo)體部進(jìn)行電連接的工序；用樹(shù)脂埋入所述壁部之間的間隙，使其覆蓋所述導(dǎo)體部與金屬細(xì)絲的連接部分的工序；以及用密封構(gòu)件密封裝載所述半導(dǎo)體元件的基座的內(nèi)部空間的工序。
可在形成封裝件的工序中，以合為一體且構(gòu)成多組的方式排列基座和多個(gè)導(dǎo)體部、形成相鄰的基座至少其襯底部和壁部連續(xù)、并且用密封構(gòu)件密封基座內(nèi)部空間的工序后，進(jìn)行往對(duì)分在所述相鄰基座間連續(xù)的壁部的方向切片，從而分割成含有半導(dǎo)體元件的各個(gè)半導(dǎo)體器件的工序。
可使密封基座內(nèi)部空間的工序中，將覆蓋所述基座的上端開(kāi)口的蓋板用作密封構(gòu)件，利用與所述樹(shù)脂部相同或不同的樹(shù)脂，粘定在所述基座的壁部和壁部間的樹(shù)脂部的上表面。半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，使用透光性的蓋板。較好的是在用樹(shù)脂埋入壁部間的間隙時(shí)，還同時(shí)將粘定蓋板的樹(shù)脂配置在壁部的上表面。
可使密封基座內(nèi)部空間的工序中，將樹(shù)脂用作密封構(gòu)件，填充在所述基座的內(nèi)部空間，使其覆蓋半導(dǎo)體元件的上表面部。
半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，作為密封襯底內(nèi)部空間的工序，進(jìn)行以下步驟配置用保護(hù)層覆蓋半導(dǎo)體元件的上表面部的透光性蓋板的步驟；在所述基座內(nèi)部空間將埋入壁部間的間隙的樹(shù)脂填充得直到所述透光性蓋板的上表面的位置的步驟；以及所述樹(shù)脂硬化后剝掉保護(hù)層的步驟。
能利用注射模塑成形法，進(jìn)行填充樹(shù)脂的步驟。可利用涂覆法進(jìn)行填充樹(shù)脂的步驟，并且在剝掉保護(hù)層后進(jìn)行在透光性蓋板周圍澆注樹(shù)脂的步驟。
較好的是樹(shù)脂埋入壁部間的間隙時(shí)，還同時(shí)填充基座內(nèi)部空間中填充的樹(shù)脂。


圖1A～圖1D是示出作為本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的固體攝像器件的組成的圖。
圖2A～圖2E’是說(shuō)明制造圖1的固體攝像器件的第1方法的圖。
圖3A～圖3C’是說(shuō)明制造圖1的固體攝像器件的第2方法的前半工序的圖。
圖4A～圖4D’是說(shuō)明制造圖1的固體攝像器件的第2方法的后半工序的圖。
圖5A、圖5B是示出作為本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件的固體攝像器件的組成的圖。
圖6A～圖6D是說(shuō)明制造圖5的固體攝像器件的方法的圖。
圖7A、圖7B是示出本發(fā)明固體攝像器件的細(xì)節(jié)的剖視圖。
圖8A、圖8B是示出本發(fā)明固體攝像器件的另一些細(xì)節(jié)的剖視圖。
圖9A～圖9D是示出作為本發(fā)明實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的固體攝像器件的組成的圖。
圖10A～圖10F是說(shuō)明制造圖9的固體攝像器件的第1方法的圖。
圖11A～圖11D是說(shuō)明制造圖9的固體攝像器件的第2方法的圖。
圖12A～圖12D是示出作為本發(fā)明實(shí)施方式4的半導(dǎo)體器件的固體攝像器件的組成的圖。
圖13A～圖13D是示出作為本發(fā)明實(shí)施方式5的半導(dǎo)體器件的組成的圖。
圖14是已有固體攝像器件的剖視圖。
圖15是另一已有固體攝像器件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1A是示出作為本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的固體攝像器件的組成的俯視圖，圖1B～圖1D分別是示出該固體攝像器件的圖A中的a-a’截面、b-b’截面、c-c’截面的剖視圖。
圖1中，利用糊狀粘合劑，將固體攝像元件1粘定在無(wú)引線型中空封裝件2(下文簡(jiǎn)稱為封裝件2)的內(nèi)底面，并利用金屬細(xì)絲5分別連接形成在固體攝像元件1的主面周緣部的多個(gè)電極焊盤1a和封裝件2中形成的多個(gè)導(dǎo)體部4。利用樹(shù)脂密封材料7，將作為透光性窗構(gòu)件的規(guī)定厚度的平板狀保護(hù)玻璃6接合在封裝件2的上表面，使封裝件2內(nèi)密封。
固體攝像元件1是具有攝像電路和感光電路的CCD型或CMOS傳感器型等固體攝像元件。也可替換成其它具有感光電路等的攝像元件、傳感器元件。
封裝件2具有在陶瓷制片狀基本材料8的周緣部將框體9綜合為一體并且在框體9的內(nèi)側(cè)形成腔體10的基座、以及從腔體10伸出到框體9的外側(cè)面的多個(gè)導(dǎo)體部4。
糊狀粘合劑3采用熱硬化性樹(shù)脂中包含Ag填充劑的Ag糊等。金屬細(xì)絲5以Al、Au為主體，采用線徑φ10～100微米的細(xì)絲。保護(hù)玻璃6可以未必是玻璃材料，也可用塑料或硬鍍塑料等的透光性蓋板等。
這種固體攝像器件與已有攝像器件的不同點(diǎn)是封裝件2設(shè)置往寬度方向橫貫框體9的多個(gè)槽部11，并使上述導(dǎo)體部4在各槽部11內(nèi)的底面露出。換句話說(shuō)，在片狀基本材料8的上表面，沿片狀基本材料8的周邊方向?qū)⒍鄠€(gè)壁部9a排列成框狀，以形成腔體，并且在作為壁部9a間的間隙的槽部11分別逐一配置導(dǎo)體部4。
各個(gè)導(dǎo)體部4對(duì)片狀基本材料8具有階梯差。各導(dǎo)體部4在槽部11內(nèi)具有內(nèi)部端子部4a，連接封裝件底面(背面)中露出的通路孔4b等。在該露出部形成規(guī)定形狀的外部端子(未圖示出)。對(duì)槽部11內(nèi)的內(nèi)部端子部4a連接使其與固體攝像元件1導(dǎo)通用的金屬細(xì)絲5。配置樹(shù)脂密封材料7，使其覆蓋該連接部分，而且填埋在槽部11內(nèi)。
這種固體攝像器件的結(jié)構(gòu)，使將來(lái)自固體攝像元件1的金屬細(xì)絲5連接到導(dǎo)體部4所需的區(qū)域與粘貼保護(hù)玻璃6所需的區(qū)域重疊，與以往類型的固體攝像器件相比，能減小縱橫尺寸，從而小型化。與封裝件側(cè)壁(這里為框體)上連接電極和金屬細(xì)絲的已有器件相比，器件的高度降低，從而扁平化。
具體而言，金屬細(xì)絲5連接導(dǎo)體部4所需的尺寸(框體9的寬度方向尺寸)為0.4mm，如圖中所示那樣分別沿封裝件2的一對(duì)對(duì)邊排列導(dǎo)體部4時(shí)，已有類型的固體攝像器件在腔體10內(nèi)需要0.4mm×2處＝0.8mm；反之，本發(fā)明的器件由于在壁部9a之間的槽部11內(nèi)進(jìn)行連接，腔體10內(nèi)不需要該連接用的尺寸，能縮小該份額的尺寸。
由于用樹(shù)脂密封材料7覆蓋金屬細(xì)絲5與導(dǎo)體部5的連接部分，因此形成牢固的連接，能確保連接可靠性。由于此連接部分處在壁部9a之間的槽部11內(nèi)，因此張貼保護(hù)玻璃6時(shí)，壁部9a成為支柱，容易穩(wěn)定地粘合，在X、Y方向和θ方向無(wú)偏移。而且，如上文所述，尺寸比已有器件縮小，因而固體攝像元件1的電極焊盤1a至外部端子的電通路短，電感小，能改善信號(hào)傳輸損耗。
圖中所示的固體攝像器件中，因?yàn)檠b載分別沿主面的一對(duì)對(duì)邊排列多個(gè)電極焊盤1a的固體攝像元件1，所以使用僅在對(duì)應(yīng)的一對(duì)對(duì)邊配置槽部11、導(dǎo)體部4的封裝件2。裝載沿主面的4條邊排列電極焊盤1a的固體攝像元件1時(shí)，可用在4條邊配置槽部11、導(dǎo)體部4的封裝件，從而能取得相同的效果。
圖中所示的固體攝像器件中，由于是無(wú)引線型的封裝件2，導(dǎo)體部4為上述結(jié)構(gòu)，但也可配置從槽部11內(nèi)延伸到封裝件外的引線，作為導(dǎo)體部4。這時(shí)，通過(guò)沿封裝件外側(cè)面折彎引線，能將外部端子配置在封裝件底面(參考后面闡述的圖8)。
說(shuō)明制造圖1所示的固體攝像器件的第1方法。
如圖2A所示，準(zhǔn)備上述封裝件2。作為封裝件2的片狀基本材料8、框體9的材料的陶瓷可用這種封裝件中一般使用的氧化鋁陶瓷(Al2O3)、莫來(lái)石陶瓷(3Al2O3·2SiO2)、玻璃陶瓷材料等。用Cu、Mo-Mn金屬化后鍍Ni-Au或W金屬化后鍍Ni-Au或Cr-Cu金屬化后鍍Ni-Au等方法形成各導(dǎo)體部4。
在準(zhǔn)備的封裝件2的內(nèi)底面元件制作區(qū)域的例如多個(gè)部位，涂覆糊狀粘合劑3(管芯鍵合前工序)。作為這種糊狀粘合劑3的涂覆方法，有從裝在分配器等的多噴嘴進(jìn)行涂覆的方法、從裝在沖壓機(jī)的復(fù)制部進(jìn)行復(fù)制的方法等。此作業(yè)最好在凈化且濕度、溫度得到管理的凈化間內(nèi)進(jìn)行，使腔體10、槽部11、導(dǎo)體部4等不粘附灰塵、皮膜等。
如圖2B所示，在封裝件2的元件裝載區(qū)域上裝載固體攝像元件1(管芯鍵合后工序)。
在例如硅晶圓狀態(tài)下，利用步進(jìn)曝光裝置等形成感光電路等，并且在電路的上層形成聚光用的微透鏡(片內(nèi)工序)，將晶圓背面研磨成規(guī)定厚度(背磨工序)，將研磨后的硅晶圓貼在切片膜上，分割成單片，從而形成固體攝像元件1。
用稱為開(kāi)口夾的夾具，拾取并裝載形成單片的固體攝像元件1。由開(kāi)口夾具將固體攝像元件1往前后左右搖動(dòng)幾十微米，使元件裝載區(qū)域涂覆的糊狀粘合劑3擴(kuò)展涂覆到固體攝像元件1的背面。這時(shí)，以封裝件2的規(guī)定部分(例如壁部9a的上表面)為基準(zhǔn)，將X、Y方向的2維位置、固體攝像元件1離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度和傾斜調(diào)整成規(guī)定范圍內(nèi)的精度。然后，加熱到100℃～200℃，使糊狀粘合劑3硬化，從而使固體攝像元件粘定在元件裝載區(qū)域上。也可不在元件裝載區(qū)域涂覆粘合劑3，而在固體攝像元件1的背面張貼粘結(jié)片，通過(guò)該粘結(jié)片進(jìn)行粘定。
如圖2C、圖2C’所示，利用金屬細(xì)絲5將封裝件2的各導(dǎo)體部4的內(nèi)部端子部(未圖示出)與固體攝像元件1的各電極焊盤1a電連接(絲焊工序)。
將Au細(xì)絲用作金屬細(xì)絲5時(shí)，用超聲波熱壓接法(球焊法)進(jìn)行連接。即，將Au細(xì)絲穿通稱為毛細(xì)管的錐狀?yuàn)A具的中心開(kāi)的孔，利用放電使其前端部熔化成球狀，并一面進(jìn)行熱壓接(150℃～200℃)一面還用超聲波使其合金化，從而與電極焊盤1a接合；又，將該Au細(xì)絲引導(dǎo)到導(dǎo)體部4，施加超聲波振動(dòng)，使其接合后，在毛細(xì)管的端部切斷。作為Au細(xì)絲，多數(shù)采用φ10～30微米的線徑。
金屬細(xì)絲5采用Al細(xì)絲時(shí)，使用楔焊法進(jìn)行連接。即，使用稱為楔焊工具的夾具，在常溫下僅用超聲波振動(dòng)使其與電極焊盤1a和導(dǎo)體部4接合。作為Al細(xì)絲，多數(shù)采用φ20～100微米的線徑。此楔焊法與球焊法相比，具有電極焊盤1a不在高溫下暴露的優(yōu)點(diǎn)，但工具僅往一個(gè)方向移動(dòng)，因而必須使封裝件2的固定基座或焊接頭旋轉(zhuǎn)，需要間歇。
如圖2D所示，在內(nèi)部有導(dǎo)體部4與金屬細(xì)絲5的連接部分的槽部11和壁部9a的上表面涂覆熱硬化型、UV硬化型或具有此兩種性能的糊狀樹(shù)脂密封材料7，例如涂覆熱硬化型環(huán)氧樹(shù)脂(樹(shù)脂涂覆工序)。
作為這種工序用的第1方法，從裝在分配器上的噴嘴12涂覆樹(shù)脂密封材料7，使其埋入槽部11內(nèi)且覆蓋壁部9a的上表面。
沿裝載保護(hù)玻璃6的成為密封部的區(qū)域?qū)Ρ诓?a的上表面進(jìn)行描繪涂覆。樹(shù)脂密封材料7適量，避免從密封部和槽部11溢出。
作為第2方法，首先，用樹(shù)脂密封材料7埋入槽部11，利用熱或紫外線使槽部11內(nèi)的樹(shù)脂密封材料7硬化后，在壁部9a的上表面和槽部11內(nèi)的樹(shù)脂密封材料7的上表面均勻涂覆樹(shù)脂密封材料7。
可考慮槽部11的深度和數(shù)量、下一工序可靠地進(jìn)行保護(hù)玻璃6的密封等，決定選擇第1方法或第2方法(工時(shí)較多)。兩種方法都用樹(shù)脂密封材料7覆蓋金屬細(xì)絲5與導(dǎo)體部4的連接部分，因而能形成牢固的連接，取得連接可靠性。分別涂覆在槽部11內(nèi)和壁部9a上的樹(shù)脂密封材料7可相同，也可不同，依據(jù)各自的目的、條件選擇成分和粘度即可。
如圖2E、圖2E’所示，在封裝件2的壁部9a的上表面涂覆的樹(shù)脂密封材料2的上面，張貼保護(hù)玻璃6，利用熱或紫外線，使樹(shù)脂密封材料7硬化(密封工序)。
這時(shí)，將保護(hù)玻璃6的表面臨時(shí)固定成與封裝件2的基準(zhǔn)面(例如壁部9a的上表面)平行，在該狀態(tài)下利用從保護(hù)玻璃6的上方照射紫外線或加熱，使樹(shù)脂密封材料7硬化，從而可靠地粘定保護(hù)玻璃6。為了密封、防濕性不受損，使用配合防濕劑的樹(shù)脂密封材料7有效。
說(shuō)明制造圖1所示的固體攝像器件的第2方法。
如圖3A所示，準(zhǔn)備縱橫排列多個(gè)封裝單元13的坯片14。封裝單元13相當(dāng)于上述封裝件2，因而相鄰封裝單元13之間片狀基本材料8、框體9、槽部11、導(dǎo)體部4連續(xù)。坯片14可使片狀基本材料8、框體9都用陶瓷材料形成，也可利用注射模塑成形在陶瓷制的片狀基本材料8上形成帶槽的框體9。
在準(zhǔn)備的坯片14的每一封裝單元13的腔體10內(nèi)，涂覆糊狀粘合劑3。
如圖3B所示，在涂覆糊狀粘合劑3的封裝單元13內(nèi)，裝載并粘定固體攝像元件1。
如圖3C、圖3C’所示，利用金屬細(xì)絲5，連接封裝單元13的導(dǎo)體部4和個(gè)體攝像元件1的電極焊盤1a。
如圖4A、圖4B所示，在槽部11內(nèi)和框體9(即壁部9a)的上表面涂覆熱硬化型、UV硬化型和具有者兩種性能的糊狀數(shù)字鍵密封材料7。
這時(shí)，可在槽部11內(nèi)和壁部9a的上表面同時(shí)涂覆，也可依次涂覆，但由于相鄰的中空封裝單元13的槽部11之間連接，能對(duì)連接的槽部11同時(shí)涂覆樹(shù)脂密封材料7。雖然圖中未圖示出，但在封裝單元13之間的邊界部分形成作為樹(shù)脂積存處的槽和凹部，則能調(diào)整樹(shù)脂密封材料7的涂覆量偏差。
如圖4C所示，在各封裝單元13的壁部9a上和壁部9a之間的樹(shù)脂密封材料7上張貼保護(hù)玻璃6，并使樹(shù)脂密封材料7硬化。
然后，用切片刀15將坯片14分割成每一封裝單元13，從而取得圖4D、4D’所示的單片的封裝件2中裝載個(gè)體攝像元件1、保護(hù)玻璃6的固體攝像器件。
分割時(shí)，將坯片14貼在切片帶上，一面使切片刀15每分鐘旋轉(zhuǎn)幾萬(wàn)次，一面進(jìn)行噴淋水洗并加以切斷。封裝單元13之間的邊界部分形成作為樹(shù)脂積存處的槽和凹部的情況下，可在這時(shí)切除。切片帶可用在聚氯乙稀、聚烯烴等具有伸縮性的樹(shù)脂基本材料上涂覆UV粘接劑的帶。切片刀15可用含有金剛石磨料的材料。
根據(jù)這種第2制造方法，也就是根據(jù)在坯片14的狀態(tài)下裝載個(gè)體攝像元件1、保護(hù)玻璃6并分割成每一封裝單元13的方法，與逐個(gè)處理封裝件2的第1制造方法相比，制造效率提高。而且，分割后的單片封裝件2中，壁部9a的外側(cè)面與槽部11內(nèi)的樹(shù)脂密封材料7的外側(cè)面拉平，所以不僅能創(chuàng)建美觀良好的外形，而且水分不容易滲入壁部9a與槽部11內(nèi)的樹(shù)脂密封材料7的邊界，可靠性良好。對(duì)將固體攝像器件裝載到設(shè)備時(shí)的定位也有用。
圖5A是示出本發(fā)明實(shí)施方式2的固體攝像器件的組成的俯視圖，圖5B是該固體攝像器件的剖視圖。
這種固體攝像器件與實(shí)施方式1的固體攝像器件的不同點(diǎn)是封裝件2在片狀基本材料8上的4個(gè)角合為一體地形成L形的壁部16，并且在壁部16之間的間隙將多個(gè)導(dǎo)體部4排列成相互隔開(kāi)間隔。將樹(shù)脂密封材料7埋入壁部16之間的間隙，使其覆蓋導(dǎo)體部4和金屬細(xì)絲5的連接部分，同時(shí)還涂覆在各壁部16上，以在其上張貼保護(hù)玻璃6。
這種固體攝像器件除取得與實(shí)施方式1相同的效果外，還能使導(dǎo)體部4的間距小于實(shí)施方式1的固體攝像器件。其原因在于，將導(dǎo)體部4配置在排成框狀的壁部9a之間的槽部11的實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)中，每一槽部11至少需要放入連接金屬細(xì)絲5用的夾具的尺寸，與此相反，僅在4個(gè)角有壁部16的實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)則不必專門考慮放入夾具的尺寸。例如，用圖1說(shuō)明的實(shí)施方式1中，設(shè)間距達(dá)0.8mm，則圖5所示的實(shí)施方式2中，間距可僅為0.4mm。
將4個(gè)角的壁部16的上表面用作限位部位，能保持保護(hù)玻璃6與固體攝像元件1的平行度。這點(diǎn)與實(shí)施方式1將壁部9a的上表面用作限位部位相同。
圖5所示的固體攝像器件由于裝載沿主面的4條邊排列電極焊盤1a的固體攝像元件1，使用在對(duì)應(yīng)的4條邊配置導(dǎo)體部4的封裝件2，但裝載僅沿主面的一對(duì)邊排列電極焊盤1a的固體攝像元件1時(shí)，可用僅在對(duì)應(yīng)的2條邊排列導(dǎo)體部4的封裝件2。
說(shuō)明圖5所示的固體攝像器件的制造方法。
如圖6A所示，準(zhǔn)備上述封裝件2，在其內(nèi)底面的元件裝載區(qū)域的例如多個(gè)部位涂覆糊狀粘合劑3。與實(shí)施方式1相同，封裝件2可僅用陶瓷材料形成，也可用環(huán)氧樹(shù)脂以注射模塑成形的方式形成壁部16。
在涂覆糊狀粘合劑3的封裝件2上，如圖6B所示，裝載并粘定固體攝像元件1。
如圖6C所示，利用金屬細(xì)絲5連接封裝件2的導(dǎo)體部4與個(gè)體攝像元件1的電極焊盤1a。
如圖6D所示，將熱硬化型、UV硬化型和具有這兩種性能的糊狀樹(shù)脂密封材料7涂覆在封裝件2的壁部16之間的間隙，使其覆蓋金屬細(xì)絲5與導(dǎo)體部4的連接部分且埋入該間隙，并且也涂覆在壁部16的上表面后，從涂覆的樹(shù)脂密封材料7的上面張貼保護(hù)玻璃6。
在壁部16之間的間隙中將樹(shù)脂密封材料7埋入成高度均勻。這點(diǎn)比埋入實(shí)施方式1的槽部11困難，因而如圖7A、圖7B所示，可做成在壁部16之間的間隙內(nèi)的最外周設(shè)置階梯部17。此結(jié)構(gòu)也可用于框體9(即壁部9a)。
或者，如圖8A、圖8B所示，為了在壁部16之間的間隙中將樹(shù)脂密封材料7埋入成高度均勻，也可在壁部16的內(nèi)周設(shè)置對(duì)保護(hù)玻璃6定位的階梯部18，用嵌入此階梯部18的保護(hù)玻璃6控制樹(shù)脂密封材料7。這里將引線用作導(dǎo)體部4。
為了僅對(duì)保護(hù)玻璃6定位，可在保護(hù)玻璃6的周緣部設(shè)置凸部(未圖示出)，并且在壁部16的外周或上表面設(shè)置配合的階梯部(未圖示出)。
至此，說(shuō)明了固體攝像器件，但固體攝像器件以外的光器件，進(jìn)而光器件以外的半導(dǎo)體器件，例如裝載使用重力(加速度)、電波、聲音的傳感器元件的器件(MEMS等為典型例)，也能用上述結(jié)構(gòu)和制造方法。不是光器件時(shí)，可用沒(méi)有透光性的蓋板代替保護(hù)玻璃6。
圖9A是示出本發(fā)明實(shí)施方式3的固體攝像器件的組成的俯視圖，圖9B～圖9D分別是示出該固體攝像器件在圖9A中的a-a’截面、b-b’截面、c-c’截面的剖視圖。
這種固體攝像器件與實(shí)施方式1的固體攝像器件的不同點(diǎn)為不是將保護(hù)玻璃6粘定在壁部9a和壁部9a間的樹(shù)脂密封材料7的上表面，而是將其張貼在固體攝像元件1上，并且在固體攝像元件1的周圍的腔體10內(nèi)將樹(shù)脂密封材料7填充得直到保護(hù)玻璃6的上表面的位置。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式1的固體攝像器件相比，能使高度降低固體攝像元件1與保護(hù)玻璃6之間不需要空隙的份額。
說(shuō)明制造圖9所示固體攝像器件的第1方法。
如圖10A所示，準(zhǔn)備與上文用圖3說(shuō)明的相同的坯片14。又準(zhǔn)備將保護(hù)玻璃6配置在固體攝像元件1上的綜合件。用保護(hù)層19覆蓋保護(hù)玻璃6的表面。
然后，在每一封裝單元13的腔體10內(nèi)涂覆糊狀粘合劑(未圖示出)，并且如圖10B所示，使固體攝像元件1、保護(hù)玻璃6、保護(hù)層19的綜合件粘定成固體攝像元件13處在下方。
如圖10C所示，每一封裝單元13利用金屬細(xì)絲5連接個(gè)體攝像元件1的電極焊盤(未圖示出)和導(dǎo)體部4。
然后，在保護(hù)玻璃6、固體攝像元件1、保護(hù)層19的周圍的腔體10內(nèi)和壁部9a之間的槽部11內(nèi)涂覆并填充熱硬化型、UV硬化型或具有這兩種性能的糊狀樹(shù)脂密封材料7。將樹(shù)脂密封材料7的量取為到達(dá)保護(hù)玻璃6的上表面的位置。
如圖10D所示，使樹(shù)脂密封材料7硬化后，剝掉保護(hù)層19，將樹(shù)脂密封材料7滴落到保護(hù)玻璃6的周圍和槽部11內(nèi)的樹(shù)脂密封材料7產(chǎn)生的坑凹部分，使表面均勻(澆注封裝工序)。作為這時(shí)的樹(shù)脂密封材料7，使用常溫(室溫)中為液態(tài)、100℃～150℃下在0.5h～1h硬化的熱硬化型環(huán)氧樹(shù)脂。
如圖10E所示，這種樹(shù)脂密封材料硬化后，用切片刀15將坯片14分割成每一封裝單元13，從而取得圖10F所示的單片的封裝件2中裝載固體攝像元件1、保護(hù)玻璃6的固體攝像器件。
根據(jù)這種制造方法，制造效率比上文用圖3、圖4說(shuō)明的方法進(jìn)一步提高。
說(shuō)明制造圖9所示的固體攝像器件的第2方法。
如圖11A所示，與上文用圖10A、圖10B、圖10C說(shuō)明的相同，也在坯片14的每一封裝單元13的腔體10內(nèi)涂覆糊狀粘合劑3，使固體攝像元件1、保護(hù)玻璃6、保護(hù)層19的綜合體粘定成固體攝像元件1處在下方，并且利用金屬細(xì)絲5連接各固體攝像元件1的電極焊盤(未圖示出)和導(dǎo)體部4。
接著，如圖11B所示，將坯片14裝填到成形模具M(jìn)1、M2，并根據(jù)需要在壁部9a的上表面張貼保護(hù)層19后，在通過(guò)保護(hù)層19用上模具M(jìn)1按壓保護(hù)玻璃6、壁部9a的狀態(tài)下，將樹(shù)脂密封材料7壓入上下模具M(jìn)1、M2之間的腔體，使樹(shù)脂密封材料7壓入每一封裝單元13的壁部9a之間的間隙和固體攝像元件1、保護(hù)玻璃6、保護(hù)層19的綜合體的周圍并硬化。作為這時(shí)的樹(shù)脂密封材料7，使用120℃～200℃下液態(tài)化、然后的高溫下則硬化的熱硬化型環(huán)氧樹(shù)脂(灌封法封裝工序)。
雖然未圖示出，但模具M(jìn)1、M2在規(guī)定位置設(shè)置澆注口(樹(shù)脂注入口)，并通過(guò)流道(樹(shù)脂通道)連接坩堝。將模具M(jìn)1、M2加熱到規(guī)定溫度，流道和坩堝也預(yù)先加熱到150℃～200℃。因此，將片狀環(huán)氧樹(shù)脂投入坩堝內(nèi)并用柱塞壓入時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂一面因坩堝和模具M(jìn)1、M2的熱而熔化，一面移動(dòng)，依次通過(guò)流道、澆注口，流入到模具M(jìn)1、M2之間的腔體。隨之，由澆注口相反方的排氣孔進(jìn)行排氣。
如圖11C所示，從成形模具M(jìn)1、M2取出用樹(shù)脂密封材料密封的坯片14，剝掉保護(hù)層19。然后，如圖11D所示，用切片刀15進(jìn)行分割，從而取得單片的封裝件2中裝載個(gè)體攝像元件1、保護(hù)玻璃6的的固體攝像器件。
根據(jù)這種制造方法，由于使用灌封法，不需要用涂覆法并進(jìn)行紫外線硬化時(shí)保護(hù)固體攝像元件1的光學(xué)部分所需的高精度掩模，也無(wú)因以保護(hù)層19覆蓋保護(hù)玻璃6而產(chǎn)生的樹(shù)脂變動(dòng)。
由于在用上模具M(jìn)1通過(guò)保護(hù)層19按壓保護(hù)玻璃6的狀態(tài)下壓入樹(shù)脂密封材料7并使其硬化，樹(shù)脂密封材料7到達(dá)保護(hù)玻璃6的上表面位置，樹(shù)脂密封材料7的上表面比用澆注樹(shù)脂埋入時(shí)平坦，而且從與保護(hù)玻璃6的邊界平緩下斜的傾斜部分完全覆蓋保護(hù)玻璃6的側(cè)面。結(jié)果，保護(hù)玻璃6的表面與其周圍的樹(shù)脂密封材料7和壁部9a的表面大致拉平，能創(chuàng)建美觀良好的外形。
圖12A是示出本發(fā)明實(shí)施方式4的固體攝像器件的組成的俯視圖，圖12B～圖12D分別是示出該固體攝像裝置在圖12A中的a-a’截面、b-b’截面、c-c’截面的剖視圖。
這種固體攝像器件與實(shí)施方式3的固體攝像器件的不同點(diǎn)是在封裝件2的壁部9a之間的間隙分別將多個(gè)導(dǎo)體部4形成得相互隔開(kāi)間隔，并且填充在壁部9a之間的間隙中的樹(shù)脂密封材料7作為導(dǎo)體部4之間的絕緣材料起作用。也能以與用圖10、圖11說(shuō)明的相同的方法制造此固體攝像器件。
非固體攝像器件等光器件的半導(dǎo)體器件不用保護(hù)玻璃6，可如圖13那樣在腔體10內(nèi)填充樹(shù)脂密封材料7，使其覆蓋固體攝像元件1的表面。樹(shù)脂密封材料7的填充可用涂覆法，也可用成形模具法。
如上文所說(shuō)明，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，由于在形成封裝件外殼的壁部之間的間隙設(shè)置導(dǎo)體部，因此連接來(lái)自半導(dǎo)體元件的金屬細(xì)絲用的區(qū)域與壁部的區(qū)域重疊，使封裝件比以往尺寸縮小，與已有器件相比，能實(shí)現(xiàn)小型化、扁平化。由于封裝件尺寸縮小，半導(dǎo)體元件至外部端子的電通路短，電感小，能改善信號(hào)傳輸損耗。
由于用樹(shù)脂覆蓋金屬細(xì)絲與導(dǎo)體部的連接部分，因此形成牢固的連接，能確保連接可靠性。張貼蓋板時(shí)，壁部成為支持體，不是已有器件那樣使覆蓋連接部分的樹(shù)脂成為支持體，因而容易穩(wěn)定地粘固。將構(gòu)成光器件時(shí)用的透光性蓋板張貼在所述壁部上，或張貼在元件上，從而能避免偏移。
因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，在裝載于攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)相機(jī)、便攜電話機(jī)等各種電子設(shè)備從而使產(chǎn)品小型化方面是有用的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包含具有由襯底部和豎立在其周緣部的多個(gè)壁部組成的基座、以及沿所述襯底部的周邊方向在相鄰的壁部之間的間隙中露出的多個(gè)導(dǎo)體部的封裝件；裝載在所述基座的內(nèi)部空間中的半導(dǎo)體元件；將所述半導(dǎo)體元件的電極與所述壁部間隙的導(dǎo)體部進(jìn)行電連接的金屬細(xì)絲；埋入所述壁部之間的間隙，使其覆蓋所述導(dǎo)體部與金屬細(xì)絲的連接部分的樹(shù)脂部；以及密封裝載所述半導(dǎo)體元件的基座的內(nèi)部空間的密封構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，將壁部配置在襯底部的至少角部分。
3.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，沿襯底部的各邊將壁部排列成框狀。
4.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在壁部之間的各間隙分別配置1個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體部。
5.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，密封構(gòu)件是由與所述樹(shù)脂部相同或不同的樹(shù)脂，粘定在壁部和壁部間樹(shù)脂部的上表面的蓋板。
6.如權(quán)利要求5中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，使用透光性的蓋板。
7.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，密封構(gòu)件是填充在基座的內(nèi)部空間，以便覆蓋半導(dǎo)體元件的上表面的樹(shù)脂。
8.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，密封構(gòu)件是位于所述半導(dǎo)體元件上面的透光性的蓋板和填充在此蓋板的周圍的基座內(nèi)部空間的樹(shù)脂。
9.如權(quán)利要求5中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在壁部形成對(duì)蓋板定位的階梯部。
10.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，壁部的外表面與壁部間樹(shù)脂部的外表面拉平。
11.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包含以下工序形成具有由襯底部和豎立在其周緣部的多個(gè)壁部組成的基座、以及沿所述襯底部的周邊方向在相鄰的壁部之間的間隙中露出的多個(gè)導(dǎo)體部的封裝件的工序；在所述基座的內(nèi)部空間裝載中的半導(dǎo)體元件的工序；用金屬細(xì)絲將所述半導(dǎo)體元件的電極與所述壁部間隙的導(dǎo)體部進(jìn)行電連接的工序；用樹(shù)脂埋入所述壁部之間的間隙，使其覆蓋所述導(dǎo)體部與金屬細(xì)絲的連接部分的工序；以及用密封構(gòu)件密封所述基座的內(nèi)部空間的工序。
12.如權(quán)利要求11中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在形成封裝件的工序中，以合為一體且構(gòu)成多組的方式排列基座和多個(gè)導(dǎo)體部、形成相鄰的基座至少其襯底部和壁部連續(xù)、并且用密封構(gòu)件密封基座內(nèi)部空間的工序后，進(jìn)行往對(duì)分在所述相鄰基座間連續(xù)的壁部的方向切片，從而分割成含有半導(dǎo)體元件的各個(gè)半導(dǎo)體器件的工序。
13.如權(quán)利要求11中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，密封基座內(nèi)部空間的工序中，將覆蓋所述基座的上端開(kāi)口的蓋板用作密封構(gòu)件，利用與所述樹(shù)脂部相同或不同的樹(shù)脂，粘定在所述基座的壁部和壁部間的樹(shù)脂部的上表面。
14.如權(quán)利要求13中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，使用透光性的蓋板。
15.如權(quán)利要求13中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在用樹(shù)脂埋入壁部間的間隙時(shí)，還同時(shí)將粘定蓋板的樹(shù)脂配置在壁部的上表面。
16.如權(quán)利要求11中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，密封基座內(nèi)部空間的工序中，將樹(shù)脂用作密封構(gòu)件，填充在所述基座的內(nèi)部空間，使其覆蓋半導(dǎo)體元件的上表面部。
17.如權(quán)利要求11中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，半導(dǎo)體元件是光元件時(shí)，作為密封襯底內(nèi)部空間的工序，進(jìn)行以下步驟配置用保護(hù)層覆蓋半導(dǎo)體元件的上表面部的透光性蓋板的步驟；在所述基座內(nèi)部空間將埋入壁部間的間隙的樹(shù)脂填充得直到所述透光性蓋板的上表面的位置的步驟；以及所述樹(shù)脂硬化后剝掉保護(hù)層的步驟。
18.如權(quán)利要求17中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，利用注射模塑成形法，進(jìn)行填充樹(shù)脂的步驟。
19.如權(quán)利要求17中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，利用涂覆法進(jìn)行填充樹(shù)脂的步驟，并且在剝掉保護(hù)層后進(jìn)行在透光性蓋板周圍澆注樹(shù)脂的步驟。
20.如權(quán)利要求16或17中所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，樹(shù)脂埋入壁部間的間隙時(shí)，樹(shù)脂還同時(shí)填充基座內(nèi)部空間。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種半導(dǎo)體器件，包含具有由片狀基本材料(8)等襯底部和豎立在其周緣部的多個(gè)壁部(9a)組成的基座、以及壁部(9a)之間的間隙中露出的多個(gè)導(dǎo)體部(4)的封裝件(2)；裝載在其內(nèi)部空間的固體攝像元件(1)等半導(dǎo)體元件；將所述半導(dǎo)體元件與壁部(9a)間隙的導(dǎo)體部(4)電連接的金屬細(xì)絲(5)；埋入壁部(9a)之間的間隙的樹(shù)脂密封材料(7)；以及密封裝載半導(dǎo)體元件的封裝件(2)的內(nèi)部空間的保護(hù)玻璃(6)等密封構(gòu)件。連接金屬細(xì)絲(5)用的區(qū)域與壁部(9a)的區(qū)域重疊，因而能實(shí)現(xiàn)器件的小型化、扁平化。保護(hù)玻璃(6)由于壁部(9a)成為支柱，因此不容易產(chǎn)生偏移，尤其在器件為固體攝像器件等光器件時(shí)，使成品率提高。
文檔編號(hào)H01L27/146GK1901211SQ20061009468
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者福田敏行, 藤井榮造, 深井裕, 原田豐, 絲井清一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社