JPH0496371A - 半導体装置及びそれを用いたイメージセンサ - Google Patents
半導体装置及びそれを用いたイメージセンサInfo
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- JPH0496371A JPH0496371A JP2214517A JP21451790A JPH0496371A JP H0496371 A JPH0496371 A JP H0496371A JP 2214517 A JP2214517 A JP 2214517A JP 21451790 A JP21451790 A JP 21451790A JP H0496371 A JPH0496371 A JP H0496371A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体装置あるいは光学画像を電気信号に変換
するイメージセンサ−に関するものであム 従来の技術 従来 半導体装置（よ 導体配線を形成した基板上番ミ
半導体素子を導電性接着剤により固定し半導体の電
極と回路導体層とをワイヤーボンド法により金やアルミ
ニウムなどの金属細線で接続しさらく その上からモー
ルド樹脂によって封止する構造をとってい九 これに対し 近年さらに高密度な多端子、狭ピッチの半
導体装置の実装を目的とし 光あるいは熱硬化型の絶縁
樹脂を導体配線を有する回路基板と半導体素子上のバン
ブ電極とを接触させ固定する実装方法が提案されていも
（特開平２−４４７４２号公報） 発明が解決しようとする課題 半導体素子のバンブ電極はＡｕ等のメツキにより形成す
るため高価であることからバンプを用いないことが望ま
しくを 半導体装置に必要な信頼性を試験する方法の１つ凶 熱
衡撃試駄 高温・高湿放置試駄 低１高温放置試験等が
上げられも バンプを形成しない半導体素子に対しても
上記の試験に対し高い信頼性が必要であも また同時へ
この様な実装方法を用いた半導体装置特にイメージセ
ンサ−等の光半導体装置でｇｌ 受光素子が絶縁性樹
脂と接していることか収 電気的な電極間の接続はもち
ろんの亀 さらに加えて光透過率の均−法 換言すれば
光学的な接続が必要でＡ＆ このような実装方法を用いた光半導体装置の１つである
イメージセンサ−の場合 上記の信頼性試験において電
気信号には異常がないものへ 絶縁樹脂中に局部的な剥
離等により透過率が異なる部位が発生し 均一性が著し
く損なわれる問題があった また 樹脂膜厚の不均一性
による光千捗により透過率差を生じる問題もあった また通常の半導体装置においてＬ このような剥離Ｃヨ
樹脂封止の際の加熱により膨張し 封止樹脂に異常
な圧力が残り、場合によっては樹脂の破裂等を起こし
著しく信頼性を低下させる問題があっ九 本発明は半導体装置における信頼性向上あるいはイメー
ジセンサ−等の光半導体装置における透過率の均一性を
向上させ、金属細線による配線８作業等を廃止し 実装
作業性を高めるとともにバンプを用いなくとも高い信頼
性を得ることができ、これにより低コスト化を実現し
小ピツチ化への対応も可能な高い信頼性の半導体装置あ
るいはイメージセンサ−等の光半導体装置を提供する事
を目的とするものであム 課題を解決するための手段 上記課題を、解決するため番ζ 本第１の発明は表面
上に回路導体層を形成した透光性基板と、この透光性基
板の表面上へ 光硬化型絶縁樹脂を介して実装した半導
体素子とを備え 上記半導体素子はフェイスダウンで、
その素子上に形成された取り出し電極が上記回路導体層
に当接する構造をした半導体装置において、上記光硬化
型絶縁樹脂が硬化後において、ガラス転移温度が６０℃
以上を有する樹脂を用いも また本第２の発明ζ上 上記構成の半導体装置における
光硬化型絶縁樹脂が硬化時の収縮率が１．５〜３．５％
の樹脂を用いも また本第３の発明ζ上 表面上に回路導体層を形成した
透光性基板と、この透光性基板の表面上へ光硬化型絶縁
樹脂を介して実装した半導体素子とを備え 上記半導体
素子はフェイスダウンて その半導体素子上に形成され
た取り出し電極が上記回路導体層に当接する構造をした
イメージセンサ−において、上記光硬化型絶縁樹脂が硬
化後において屈折率が透過波長域において透光性基板の
屈折率の０．９６〜１．０５を有する樹脂を用いも作用 本発明において用いる光硬化型絶縁樹脂ζ戴Ｓｉ等の半
導体素子に比較して大きな熱膨張係数を有すも このた
め高温における半導体素子と回路導体層を有する透光性
基板との電極間に電気的な接触を良好に保つために（友
硬化時における樹脂の体積収縮による収縮残留応力が
必要であムしかしなが収 この残留収縮応力は逆に低温
時に熱収縮により収縮応力が増加するため樹脂間の接着
力を越える場合には剥離が生じる。
するイメージセンサ−に関するものであム 従来の技術 従来 半導体装置（よ 導体配線を形成した基板上番ミ
半導体素子を導電性接着剤により固定し半導体の電
極と回路導体層とをワイヤーボンド法により金やアルミ
ニウムなどの金属細線で接続しさらく その上からモー
ルド樹脂によって封止する構造をとってい九 これに対し 近年さらに高密度な多端子、狭ピッチの半
導体装置の実装を目的とし 光あるいは熱硬化型の絶縁
樹脂を導体配線を有する回路基板と半導体素子上のバン
ブ電極とを接触させ固定する実装方法が提案されていも
（特開平２−４４７４２号公報） 発明が解決しようとする課題 半導体素子のバンブ電極はＡｕ等のメツキにより形成す
るため高価であることからバンプを用いないことが望ま
しくを 半導体装置に必要な信頼性を試験する方法の１つ凶 熱
衡撃試駄 高温・高湿放置試駄 低１高温放置試験等が
上げられも バンプを形成しない半導体素子に対しても
上記の試験に対し高い信頼性が必要であも また同時へ
この様な実装方法を用いた半導体装置特にイメージセ
ンサ−等の光半導体装置でｇｌ 受光素子が絶縁性樹
脂と接していることか収 電気的な電極間の接続はもち
ろんの亀 さらに加えて光透過率の均−法 換言すれば
光学的な接続が必要でＡ＆ このような実装方法を用いた光半導体装置の１つである
イメージセンサ−の場合 上記の信頼性試験において電
気信号には異常がないものへ 絶縁樹脂中に局部的な剥
離等により透過率が異なる部位が発生し 均一性が著し
く損なわれる問題があった また 樹脂膜厚の不均一性
による光千捗により透過率差を生じる問題もあった また通常の半導体装置においてＬ このような剥離Ｃヨ
樹脂封止の際の加熱により膨張し 封止樹脂に異常
な圧力が残り、場合によっては樹脂の破裂等を起こし
著しく信頼性を低下させる問題があっ九 本発明は半導体装置における信頼性向上あるいはイメー
ジセンサ−等の光半導体装置における透過率の均一性を
向上させ、金属細線による配線８作業等を廃止し 実装
作業性を高めるとともにバンプを用いなくとも高い信頼
性を得ることができ、これにより低コスト化を実現し
小ピツチ化への対応も可能な高い信頼性の半導体装置あ
るいはイメージセンサ−等の光半導体装置を提供する事
を目的とするものであム 課題を解決するための手段 上記課題を、解決するため番ζ 本第１の発明は表面
上に回路導体層を形成した透光性基板と、この透光性基
板の表面上へ 光硬化型絶縁樹脂を介して実装した半導
体素子とを備え 上記半導体素子はフェイスダウンで、
その素子上に形成された取り出し電極が上記回路導体層
に当接する構造をした半導体装置において、上記光硬化
型絶縁樹脂が硬化後において、ガラス転移温度が６０℃
以上を有する樹脂を用いも また本第２の発明ζ上 上記構成の半導体装置における
光硬化型絶縁樹脂が硬化時の収縮率が１．５〜３．５％
の樹脂を用いも また本第３の発明ζ上 表面上に回路導体層を形成した
透光性基板と、この透光性基板の表面上へ光硬化型絶縁
樹脂を介して実装した半導体素子とを備え 上記半導体
素子はフェイスダウンて その半導体素子上に形成され
た取り出し電極が上記回路導体層に当接する構造をした
イメージセンサ−において、上記光硬化型絶縁樹脂が硬
化後において屈折率が透過波長域において透光性基板の
屈折率の０．９６〜１．０５を有する樹脂を用いも作用 本発明において用いる光硬化型絶縁樹脂ζ戴Ｓｉ等の半
導体素子に比較して大きな熱膨張係数を有すも このた
め高温における半導体素子と回路導体層を有する透光性
基板との電極間に電気的な接触を良好に保つために（友
硬化時における樹脂の体積収縮による収縮残留応力が
必要であムしかしなが収 この残留収縮応力は逆に低温
時に熱収縮により収縮応力が増加するため樹脂間の接着
力を越える場合には剥離が生じる。
このような残留収縮応力は高温環境下によって永年的な
変化を生じも 例えζＬ 高温環境下では光硬化型絶縁
樹脂中に残存する未反応の光重合オリゴマー、モノマー
あるいは接着性を改善するための改質剤等が蒸発するこ
とによる重量減少があム このような重量減少は樹脂の
ガラス転移温度を境に増加するものと考えられ 残留収
縮応力の増加と接着性の低下をもたらし 信頼性試験中
に剥離等を発生させると考えられも 第１の発明（よ 樹脂のガラス転移温度が６０℃以上の
ものを用いることにより、高温での信頼性試験中に生じ
る剥離等を減少させ得ることを見いだしたものであａ また 光照射による絶縁樹脂の硬化と同時に気泡あるい
は剥離が生じる場合もあム この場黴硬化の際の体積収
縮が大きいことに起因することが分かつ九 このため第
２の発明において４１ 樹脂の収縮率を ３．５％以
下にすることにより改善され 高温時における樹脂の膨
張による半導体素子と回路導体層間の電気的接触を維持
するためには１．５％以上の収縮率が望ましいことを見
いだしたものであム また 第３の発明において４Ｌ イメージセンサ−チ
ップのような素子をフェイスダウンで実装する場合、光
硬化型絶縁樹脂の硬化後の屈折率が透過波長域において
透光性基板の屈折率の ０．９６〜１．０５を有する樹
脂を用いることによって優れた感度均一性を得ることが
できることを見いだしたものであ翫 実施例 以下、本発明における半導体装置の例としてイメージセ
ンサ−の構成を図面を用いて説明すも第１図（ａ）、（
ｂ）４１ 本発明の第１の実施例におけるイメージセ
ンサ−の正面断面図と側面断面図を示したものであム
１１は透光性基Ｋ １２は透光性基板の表面上に形成
された回路導体＠ １３は半導体素子として用いたイ
メージセンサ−チップ、１４は半導体イメージセンサ−
チップ１３に設けられている受光素子、１５は半導体イ
メージセンサ−チップ１３に設けられている電極１６は
半導体イメージセンサ−チップ１３を、透光性基板１１
へ実装するための透明光硬化型絶縁樹脂１７は半導体イ
メージセンサ−チップ１３を保護するための保護膜であ
ム 以上のように構成されるイメージセンサ−の製造方法を
説明すも 先ず半導体プロセスを用いて単結晶シリコン基板（ウェ
ハ）上に フォトトランジスタ又はフォトダイオード等
の受光素子１４とＣＣＤやＭＯＳ。
変化を生じも 例えζＬ 高温環境下では光硬化型絶縁
樹脂中に残存する未反応の光重合オリゴマー、モノマー
あるいは接着性を改善するための改質剤等が蒸発するこ
とによる重量減少があム このような重量減少は樹脂の
ガラス転移温度を境に増加するものと考えられ 残留収
縮応力の増加と接着性の低下をもたらし 信頼性試験中
に剥離等を発生させると考えられも 第１の発明（よ 樹脂のガラス転移温度が６０℃以上の
ものを用いることにより、高温での信頼性試験中に生じ
る剥離等を減少させ得ることを見いだしたものであａ また 光照射による絶縁樹脂の硬化と同時に気泡あるい
は剥離が生じる場合もあム この場黴硬化の際の体積収
縮が大きいことに起因することが分かつ九 このため第
２の発明において４１ 樹脂の収縮率を ３．５％以
下にすることにより改善され 高温時における樹脂の膨
張による半導体素子と回路導体層間の電気的接触を維持
するためには１．５％以上の収縮率が望ましいことを見
いだしたものであム また 第３の発明において４Ｌ イメージセンサ−チ
ップのような素子をフェイスダウンで実装する場合、光
硬化型絶縁樹脂の硬化後の屈折率が透過波長域において
透光性基板の屈折率の ０．９６〜１．０５を有する樹
脂を用いることによって優れた感度均一性を得ることが
できることを見いだしたものであ翫 実施例 以下、本発明における半導体装置の例としてイメージセ
ンサ−の構成を図面を用いて説明すも第１図（ａ）、（
ｂ）４１ 本発明の第１の実施例におけるイメージセ
ンサ−の正面断面図と側面断面図を示したものであム
１１は透光性基Ｋ １２は透光性基板の表面上に形成
された回路導体＠ １３は半導体素子として用いたイ
メージセンサ−チップ、１４は半導体イメージセンサ−
チップ１３に設けられている受光素子、１５は半導体イ
メージセンサ−チップ１３に設けられている電極１６は
半導体イメージセンサ−チップ１３を、透光性基板１１
へ実装するための透明光硬化型絶縁樹脂１７は半導体イ
メージセンサ−チップ１３を保護するための保護膜であ
ム 以上のように構成されるイメージセンサ−の製造方法を
説明すも 先ず半導体プロセスを用いて単結晶シリコン基板（ウェ
ハ）上に フォトトランジスタ又はフォトダイオード等
の受光素子１４とＣＣＤやＭＯＳ。
バイポーラＩＣ等のアクセス回路（図示せず）を設けた
ものを作も 各電極１５について（戴 ２層Ａｌ配線の
プロセスを用（＼ スパッタリング方法により数μｍ程
度ウェハ表面より突出した構造になっていも その後こ
のウェハを高精度ダイシング技術により切断し 半導体
イメージセンサ−チップ１３を作４ 次にコーニング社
７０５９のガラス基板１１上に厚膜印刷によって形成し
た回路導体層１２を形成すも あるいは透光性基板とし
て、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳＬ ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ、）、ポリエーテルエーテル
ケトン（ＰＥＥＫ）等の透明フィルム基板上へ銅等の金
属を、蒸着法またはスパッタリング法を用いて形成Ｌ
後にフォトリソ法によって回路導体層を形成してもよＬ
〜 この透光性基板１１の所定の位置に アクリレート
系の透明光硬化型絶縁樹脂１６をスタンピング法やスク
リーン印刷法等で所定量塗布し その上に半導体イメー
ジセンサ−チップ１３を電極１５が所定の回路導体層１
２に当接するようにフェイスダウンで配置すム その跣
この半導体イメージセンサ−チップ１３上方から圧力
を加えなか収 透明光硬化型絶縁樹脂１６に透光性基板
１１を通して紫外線照射をし 硬化させ、実装を完了す
ム さらにその上からシリコン等の樹脂をデイスペンサ
ー等で塗布し 保護膜１７を形成すも このイメージセンサ−についてζよ 透光性基板１１及
び透明光硬化型絶縁樹脂１６を通して光情報を受光素子
１４が検知し これを電気信号に変換するようになって
いも 光硬化型透明絶縁樹脂として＆よ ウレタンアクリレー
ト監 あるいはエポキシアクリレート系紫外線硬化樹脂
が接着法 光感度の点から好適であム 以下、本発明の実施例について説明すも（実施例１） 上記第１図の構成のイメージセンサ−を作成する際の紫
外線光硬化絶縁樹脂として、メタクリロイル基（ＣＩｈ
−Ｃ（ＣＬ ）Ｃｏ−）をもつポリエーテルウレタンア
クリレートを光重合性オリゴマーとして用Ｌ％希釈剤と
して用いる反応性モノマーとしてはメタクリレートモノ
マーを主成分とした樹脂を用いた透光性基板にはコーニ
ング社７０５９ガラスを用ｔ、Ｘ 厚膜印刷法により
電極パターンを形成したガラス基板との接着性を改善す
るため改質剤としてシランカップリング剤を紫外線光硬
化樹脂に添加すム シランカップリング剤として、片方
にビニル基をもち他方にメトキシ基をもつシランカップ
リング剤の代表として、 ビニルトリメトキシシランを
３〜１０％の量を添加して用いたこの樹脂の紫外線照射
後の硬化樹脂の特性として（友 シランカップリング剤
が未添加の樹脂のガラス転移温度（ヨ５４〜５６℃であ
ったにも拘ら負添加により６０〜９２℃にまで上昇して
いた ここで、添加したシランカップリング剤力（通常
の最適量である１〜２％前後に比較し多量の添加量を必
要とした原因として、樹脂との１部反応が考えられこの
反応により硬化後の樹脂のガラス転移温度が上昇したも
のと推測されも 半導体イメージセンサ−チップはフォトトランジスター
を受光素子とし 走査回路にサイリスター駆動型のバイ
ポーラトランジスター素子を配列したチップを用いた 硬化後の樹脂の屈折率は１．５０〜１．５２とガラス基
板材料の屈折率と比較して、０．９９〜１．０１の範囲
にあるた数 ガラス−半導体チップ間の干渉によるセン
サー光感度特性のばらつきは少なく、良好な特性を示す
。
ものを作も 各電極１５について（戴 ２層Ａｌ配線の
プロセスを用（＼ スパッタリング方法により数μｍ程
度ウェハ表面より突出した構造になっていも その後こ
のウェハを高精度ダイシング技術により切断し 半導体
イメージセンサ−チップ１３を作４ 次にコーニング社
７０５９のガラス基板１１上に厚膜印刷によって形成し
た回路導体層１２を形成すも あるいは透光性基板とし
て、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳＬ ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ、）、ポリエーテルエーテル
ケトン（ＰＥＥＫ）等の透明フィルム基板上へ銅等の金
属を、蒸着法またはスパッタリング法を用いて形成Ｌ
後にフォトリソ法によって回路導体層を形成してもよＬ
〜 この透光性基板１１の所定の位置に アクリレート
系の透明光硬化型絶縁樹脂１６をスタンピング法やスク
リーン印刷法等で所定量塗布し その上に半導体イメー
ジセンサ−チップ１３を電極１５が所定の回路導体層１
２に当接するようにフェイスダウンで配置すム その跣
この半導体イメージセンサ−チップ１３上方から圧力
を加えなか収 透明光硬化型絶縁樹脂１６に透光性基板
１１を通して紫外線照射をし 硬化させ、実装を完了す
ム さらにその上からシリコン等の樹脂をデイスペンサ
ー等で塗布し 保護膜１７を形成すも このイメージセンサ−についてζよ 透光性基板１１及
び透明光硬化型絶縁樹脂１６を通して光情報を受光素子
１４が検知し これを電気信号に変換するようになって
いも 光硬化型透明絶縁樹脂として＆よ ウレタンアクリレー
ト監 あるいはエポキシアクリレート系紫外線硬化樹脂
が接着法 光感度の点から好適であム 以下、本発明の実施例について説明すも（実施例１） 上記第１図の構成のイメージセンサ−を作成する際の紫
外線光硬化絶縁樹脂として、メタクリロイル基（ＣＩｈ
−Ｃ（ＣＬ ）Ｃｏ−）をもつポリエーテルウレタンア
クリレートを光重合性オリゴマーとして用Ｌ％希釈剤と
して用いる反応性モノマーとしてはメタクリレートモノ
マーを主成分とした樹脂を用いた透光性基板にはコーニ
ング社７０５９ガラスを用ｔ、Ｘ 厚膜印刷法により
電極パターンを形成したガラス基板との接着性を改善す
るため改質剤としてシランカップリング剤を紫外線光硬
化樹脂に添加すム シランカップリング剤として、片方
にビニル基をもち他方にメトキシ基をもつシランカップ
リング剤の代表として、 ビニルトリメトキシシランを
３〜１０％の量を添加して用いたこの樹脂の紫外線照射
後の硬化樹脂の特性として（友 シランカップリング剤
が未添加の樹脂のガラス転移温度（ヨ５４〜５６℃であ
ったにも拘ら負添加により６０〜９２℃にまで上昇して
いた ここで、添加したシランカップリング剤力（通常
の最適量である１〜２％前後に比較し多量の添加量を必
要とした原因として、樹脂との１部反応が考えられこの
反応により硬化後の樹脂のガラス転移温度が上昇したも
のと推測されも 半導体イメージセンサ−チップはフォトトランジスター
を受光素子とし 走査回路にサイリスター駆動型のバイ
ポーラトランジスター素子を配列したチップを用いた 硬化後の樹脂の屈折率は１．５０〜１．５２とガラス基
板材料の屈折率と比較して、０．９９〜１．０１の範囲
にあるた数 ガラス−半導体チップ間の干渉によるセン
サー光感度特性のばらつきは少なく、良好な特性を示す
。
光硬化型絶縁樹脂＆よ 透光性基板と半導体チップ間の
電気的接続を伴う固定のみでなく、イメージセンサ−の
場合に（よ 透光性基板と半導体素子に形成された受光
素子間の光学的な整合をも同時に成していも このような電気的且つ光学的整合性を有したイメージセ
ンサ−を、セルフォックレンズアレイを用いた密着型イ
メージセンサ−ユニットとして組み込へ 長期にわたる
環境試験を行った光硬化後の絶縁樹脂のガラス転移温度
が６０℃以上のものを用いるたちのζ戴 高温（６０℃
）高温（９０Ｒｈ％）下でも １０００時間以上にわた
って安定な特性を維持することができた 他人 シランカップリング剤が３％未満へ 換言すれば
ガラス転移温度が６０℃未満の樹脂を用いた場合にハ５
０〜２００時間で剥離が発生し その剥離は時間と共に
さらに増加した このた数 受光素子に入射する光量が
著しく変化し局部的な感度低下をもたらし さらにはイ
メージセンサ−チップの剥離に至ったものも発生し九 （実施例２） 実施例１におけ４ 紫外線硬化絶縁樹脂の光重合性オリ
ゴマーと光重合性モノマーの構成比を官能基を一定にし
た条件で変化させることにより、樹脂の硬化の際の収縮
率を変化させることができも 例えば光重合性モノマー
を増加させることにより（単官能基モノマー使用）収縮
率が増加しまた 光重合性モノマーを少なくすることに
より（多官能基モノマー使用）あるい（よ 非収縮性モ
ノマーを採用することにより収縮率を大きく低減できも 種々の構成比の樹脂を用いて実装したイメージセンサ−
を用いて高１ 低温下でセンサー特性を測定し九 収縮率が最も小さい１．４％以下でハロ０℃以上の高温
下で、半導体チップと基板間の電気的な接触が得られ哄
測定が不可能となっ九 これ（よ樹脂の熱膨張係数が
金属電極材料に比較して大きいためと考えられも まり
１．５％以上好ましくは１．９％以上の樹脂では８０℃
においても良好な電気的接触が得られた −３ ３．５％以上の領域では低温度領域つまり一２０
℃で樹脂と半導体チップ間で剥離が発生し丸これは残留
収縮応力に加え 樹脂の熱収縮応力が作用し密着強度を
越えたことによるものと考えられも しかし 収縮率３
．０％以下の樹脂では一４０℃においても特性は良好で
ありへ （実施例３） 改版 透光性基板として種々のガラスを用いて上記の７
０５９ガラスを用いた実施例のようなイメージセンサ−
を試作し特性を比較した用いたガラス基板ζよ 石英基
板 バリュームフリント系ガラス（保谷ガラス製： Ｂ
ａＣＥＤ １ ）であり、それぞれの屈折率は１．４＆
１．６であも 用いた紫外線硬化型樹脂は硬化後の
屈折率がエポキシアクリレート系の １．５のものとウ
レタンアクリレート系の１．５２のものを用いて試作し
た 試作の際にｉ！ ウェハー状態で半導体センサーチッ
プの感度を測定した徴 ５％以下の感度ばらつきの素子
を選択しイメージセンサ−に用いた上記両者の樹脂に対
して、 ７０５９ガラスを用いて試作したイメージセン
サ−は感度均一性も良好で受光素子の感度ばらつきで決
まも しかしなが収 石英基板に対しては感度ばらつきはさら
に増加し 屈折率が１．５の樹脂に対しては７％へ 屈
折率１．５２の樹脂に対しては８％に増加すも ま？、、ＢａＣＥＤ１ガラスに対しては屈折率１．５の
樹脂に対しては１０麹 屈折率１．５２の樹脂に対し
ては８％に増加すム これらの結果から！よ 硬化後の光硬化型樹脂の屈折率
が透光性基板の屈折率に対する比が ０．９６〜１．０
５のものを選択して用いることが望ましいことが分かも 発明の効果 以上のように本発明によれば 半導体素子を金属細線に
よる配線（ワイヤーボンド）作業を行わ哄 また 半導
体素子においてもバンブ電極を形成することなく、回路
導電層を設けた基板に高密度で実装され しかも広範囲
な温湿度の使用環境下にも安定で安価な半導体装置を提
供することができも さらに本発明をイメージセンサ−ユニットに用いること
によって、光感度特性のばらつきの少なし＼ また広範
囲な温湿度の環境下においても信頼性の高いイメージセ
ンサ−を提供することができも
電気的接続を伴う固定のみでなく、イメージセンサ−の
場合に（よ 透光性基板と半導体素子に形成された受光
素子間の光学的な整合をも同時に成していも このような電気的且つ光学的整合性を有したイメージセ
ンサ−を、セルフォックレンズアレイを用いた密着型イ
メージセンサ−ユニットとして組み込へ 長期にわたる
環境試験を行った光硬化後の絶縁樹脂のガラス転移温度
が６０℃以上のものを用いるたちのζ戴 高温（６０℃
）高温（９０Ｒｈ％）下でも １０００時間以上にわた
って安定な特性を維持することができた 他人 シランカップリング剤が３％未満へ 換言すれば
ガラス転移温度が６０℃未満の樹脂を用いた場合にハ５
０〜２００時間で剥離が発生し その剥離は時間と共に
さらに増加した このた数 受光素子に入射する光量が
著しく変化し局部的な感度低下をもたらし さらにはイ
メージセンサ−チップの剥離に至ったものも発生し九 （実施例２） 実施例１におけ４ 紫外線硬化絶縁樹脂の光重合性オリ
ゴマーと光重合性モノマーの構成比を官能基を一定にし
た条件で変化させることにより、樹脂の硬化の際の収縮
率を変化させることができも 例えば光重合性モノマー
を増加させることにより（単官能基モノマー使用）収縮
率が増加しまた 光重合性モノマーを少なくすることに
より（多官能基モノマー使用）あるい（よ 非収縮性モ
ノマーを採用することにより収縮率を大きく低減できも 種々の構成比の樹脂を用いて実装したイメージセンサ−
を用いて高１ 低温下でセンサー特性を測定し九 収縮率が最も小さい１．４％以下でハロ０℃以上の高温
下で、半導体チップと基板間の電気的な接触が得られ哄
測定が不可能となっ九 これ（よ樹脂の熱膨張係数が
金属電極材料に比較して大きいためと考えられも まり
１．５％以上好ましくは１．９％以上の樹脂では８０℃
においても良好な電気的接触が得られた −３ ３．５％以上の領域では低温度領域つまり一２０
℃で樹脂と半導体チップ間で剥離が発生し丸これは残留
収縮応力に加え 樹脂の熱収縮応力が作用し密着強度を
越えたことによるものと考えられも しかし 収縮率３
．０％以下の樹脂では一４０℃においても特性は良好で
ありへ （実施例３） 改版 透光性基板として種々のガラスを用いて上記の７
０５９ガラスを用いた実施例のようなイメージセンサ−
を試作し特性を比較した用いたガラス基板ζよ 石英基
板 バリュームフリント系ガラス（保谷ガラス製： Ｂ
ａＣＥＤ １ ）であり、それぞれの屈折率は１．４＆
１．６であも 用いた紫外線硬化型樹脂は硬化後の
屈折率がエポキシアクリレート系の １．５のものとウ
レタンアクリレート系の１．５２のものを用いて試作し
た 試作の際にｉ！ ウェハー状態で半導体センサーチッ
プの感度を測定した徴 ５％以下の感度ばらつきの素子
を選択しイメージセンサ−に用いた上記両者の樹脂に対
して、 ７０５９ガラスを用いて試作したイメージセン
サ−は感度均一性も良好で受光素子の感度ばらつきで決
まも しかしなが収 石英基板に対しては感度ばらつきはさら
に増加し 屈折率が１．５の樹脂に対しては７％へ 屈
折率１．５２の樹脂に対しては８％に増加すも ま？、、ＢａＣＥＤ１ガラスに対しては屈折率１．５の
樹脂に対しては１０麹 屈折率１．５２の樹脂に対し
ては８％に増加すム これらの結果から！よ 硬化後の光硬化型樹脂の屈折率
が透光性基板の屈折率に対する比が ０．９６〜１．０
５のものを選択して用いることが望ましいことが分かも 発明の効果 以上のように本発明によれば 半導体素子を金属細線に
よる配線（ワイヤーボンド）作業を行わ哄 また 半導
体素子においてもバンブ電極を形成することなく、回路
導電層を設けた基板に高密度で実装され しかも広範囲
な温湿度の使用環境下にも安定で安価な半導体装置を提
供することができも さらに本発明をイメージセンサ−ユニットに用いること
によって、光感度特性のばらつきの少なし＼ また広範
囲な温湿度の環境下においても信頼性の高いイメージセ
ンサ−を提供することができも
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例の正面断
面図と側面断面図 第２図は従来例の断面図であａ １１・・・透光性基板 １２・・・回路導体凰 １３・・・半導体イメージセンサ−チップ、１４・・・
受光素子、 １５・・・電機 １６・・・透明光硬化型絶縁樹脂 １７・・・保護風 ２１・・・透光性基板 ２２・・・回路導体恩 ２３・・・半導体チップ、 ２４・・・バンブ電極 ２５・・・光硬化型樹脂樹豚 ２６・・・保護風 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名家 ２ 図
面図と側面断面図 第２図は従来例の断面図であａ １１・・・透光性基板 １２・・・回路導体凰 １３・・・半導体イメージセンサ−チップ、１４・・・
受光素子、 １５・・・電機 １６・・・透明光硬化型絶縁樹脂 １７・・・保護風 ２１・・・透光性基板 ２２・・・回路導体恩 ２３・・・半導体チップ、 ２４・・・バンブ電極 ２５・・・光硬化型樹脂樹豚 ２６・・・保護風 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名家 ２ 図
Claims (3)
- （１）表面上に回路導体層を形成した透光性基板と、こ
の透光性基板の表面上に、光硬化型絶縁樹脂を介して実
装した半導体素子とを備え、上記半導体素子はフェイス
ダウンで、その素子上に形成された取り出し電極が上記
回路導体層に当接する構造をした半導体装置において、
上記光硬化型絶縁樹脂が硬化後において、ガラス転移温
度が６０℃以上を有する半導体装置。 - （２）表面上に回路導体層を形成した透光性基板と、こ
の透光性基板の表面上に、光硬化型絶縁樹脂を介して実
装した半導体素子とを備え、上記半導体素子はフェイス
ダウンで、その半導体素子上に形成された取り出し電極
が上記回路導体層に当接する構造をした半導体装置にお
いて、上記光硬化型絶縁樹脂の硬化時における収縮率が
１．５〜３．５％であることを特徴とした半導体装置。 - （３）表面上に回路導体層を形成した透光性基板と、こ
の透光性基板の表面上に、光硬化型絶縁樹脂を介して実
装した半導体素子とを備え、上記半導体素子はフェイス
ダウンで、その半導体素子上に形成された取り出し電極
が上記回路導体層に当接する構造をしたイメージセンサ
ーにおいて、上記光硬化型絶縁樹脂の硬化後における屈
折率が透過波長域において透光性基板との屈折率の比が
０．９６〜１．０５を有するイメージセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2214517A JPH0496371A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 半導体装置及びそれを用いたイメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2214517A JPH0496371A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 半導体装置及びそれを用いたイメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496371A true JPH0496371A (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=16657034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2214517A Pending JPH0496371A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 半導体装置及びそれを用いたイメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0496371A (ja) |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP2214517A patent/JPH0496371A/ja active Pending
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