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JP5123575B2 - Wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5123575B2 JP2007157750A JP2007157750A JP5123575B2 JP 5123575 B2 JP5123575 B2 JP 5123575B2 JP 2007157750 A JP2007157750 A JP 2007157750A JP 2007157750 A JP2007157750 A JP 2007157750A JP 5123575 B2 JP5123575 B2 JP 5123575B2
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Description

本発明は、機能素子が設けられたシリコンウエハ等の半導体基板上に、例えばガラスなどの基板を貼り合せた配線基板とその製造方法に係り、詳しくは、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-oxide Semiconductor)といった固体撮像素子等の機能素子を備えた光学系半導体デバイスをウエハレベルパッケージで作製し、実装基板に実装した後のバンプの実装信頼性を向上させるものである。   The present invention relates to a wiring board in which a substrate such as glass is bonded to a semiconductor substrate such as a silicon wafer provided with a functional element, and a manufacturing method thereof, and more specifically, for example, a charge coupled device (CCD) or a CMOS (CMOS) An optical semiconductor device provided with a functional element such as a solid-state imaging element (Complementary Metal-oxide Semiconductor) is manufactured in a wafer level package, and the mounting reliability of bumps after mounting on a mounting substrate is improved.

半導体デバイスが形成されたシリコンウエハ等の半導体基板のウエハレベルパッケージの構造としては、たとえば、図10に示したような半導体パッケージが知られている。このパッケージは、半導体基板111と実装基板121とを接合したものである。前記半導体基板111は、一方の面に機能素子112が配置され、前記機能素子112からの信号を出力する導電層113と、前記導電層113を除いて前記一方の面を覆う表面保護膜114とを備える。一方、前記実装基板121は、一方の面に導電層123が設けられている。そして、前記半導体基板111の導電層113と前記実装基板121の導電層123とが対向するように配置し、はんだバンプ119を介して前記導電層113と前記導電層123とを電気的に接続する。   As a structure of a wafer level package of a semiconductor substrate such as a silicon wafer on which a semiconductor device is formed, for example, a semiconductor package as shown in FIG. 10 is known. This package is obtained by bonding a semiconductor substrate 111 and a mounting substrate 121. The semiconductor substrate 111 includes a functional element 112 on one surface, a conductive layer 113 that outputs a signal from the functional element 112, and a surface protective film 114 that covers the one surface except for the conductive layer 113. Is provided. On the other hand, the mounting substrate 121 is provided with a conductive layer 123 on one surface. Then, the conductive layer 113 of the semiconductor substrate 111 and the conductive layer 123 of the mounting substrate 121 are arranged so as to face each other, and the conductive layer 113 and the conductive layer 123 are electrically connected via the solder bump 119. .

このような半導体デバイスのパッケージでは、パッケージの構造による実装信頼性評価や信頼性の向上策として、バンプの高さを高くすることや捨てバンプを設ける、バンプと基板との間に樹脂ポストを設ける等が行われている。
たとえば、半導体パッケージとプリント配線基板との接合部にクラックが入るという課題を解決する手段として、半導体基板上に配置された電極パッドから引き出された配線上にレジスト層を設け、このレジスト層に形成された溝を埋めてなる導電性樹脂の柱上部材と、柱上部材上に一体化して設けられた導電性樹脂からなるバンプとを有する半導体パッケージが提案されている(特許文献1参照)。
In such a semiconductor device package, as a mounting reliability evaluation or a reliability improvement measure by the package structure, a bump height is increased or a discarded bump is provided, or a resin post is provided between the bump and the substrate. Etc. are done.
For example, as a means to solve the problem of cracks at the junction between the semiconductor package and the printed wiring board, a resist layer is provided on the wiring drawn from the electrode pads arranged on the semiconductor substrate, and formed on this resist layer. There has been proposed a semiconductor package having a conductive resin columnar member filling a groove and a bump made of a conductive resin provided integrally on the columnar member (see Patent Document 1).

また、光学系半導体デバイスの形成されたシリコンウエハ等の半導体基板に、ガラス基板等を貼り合せたウエハレベルパッケージの構造としては、たとえば、図11に示したような半導体パッケージが知られている。このパッケージは、半導体基板141とガラス基板146とを封止部147を介して貼り合せたSi(シリコン)/ガラス貼り合せ基板140と、実装基板151とを接合したものである。前記半導体基板141は、一方の面に機能素子142が配置され、一方の面から他方の面に前記機能素子142からの信号を出力する貫通配線145と、前記他方の面に配され、貫通配線145と電気的に接続された導電層143と、前記導電層143を除いて前記一方の面を覆う表面保護膜144とを備える。一方、前記実装基板151は、一方の面に導電層153が設けられている。そして、前記半導体基板141の導電層143と前記実装基板151の導電層153とが対向するように配置し、はんだバンプ149を介して前記導電層143と前記導電層153とを電気的に接続する。なお、図11に示したような光学系半導体パッケージでは、前記機能素子142のイメージエリアにキャビティ148が形成されているが、キャビティの無いものもある。   Further, as a wafer level package structure in which a glass substrate or the like is bonded to a semiconductor substrate such as a silicon wafer on which an optical semiconductor device is formed, for example, a semiconductor package as shown in FIG. 11 is known. In this package, a Si (silicon) / glass bonded substrate 140 in which a semiconductor substrate 141 and a glass substrate 146 are bonded through a sealing portion 147 and a mounting substrate 151 are bonded. The semiconductor substrate 141 has a functional element 142 arranged on one surface, a through wiring 145 that outputs a signal from the functional element 142 from one surface to the other surface, and a through wiring arranged on the other surface. A conductive layer 143 electrically connected to 145, and a surface protective film 144 covering the one surface except for the conductive layer 143. On the other hand, the mounting substrate 151 is provided with a conductive layer 153 on one surface. Then, the conductive layer 143 of the semiconductor substrate 141 and the conductive layer 153 of the mounting substrate 151 are disposed so as to face each other, and the conductive layer 143 and the conductive layer 153 are electrically connected through the solder bump 149. . In the optical semiconductor package as shown in FIG. 11, the cavity 148 is formed in the image area of the functional element 142, but there is a case where there is no cavity.

また、このような光学系半導体デバイスの形成されたシリコンウエハ等の半導体基板のパッケージとしては、以下のような構造のものがそれぞれ提案されている。
たとえば、小型化すると共に、製造工程を簡略化して製造コストを削減する課題を解決する手段として、表面に被封止デバイスが形成された半導体チップを複数配置してなる半導体ウェハと、前記半導体チップの表面に接着され、前記被封止デバイスを、前記半導体チップとそれとの間の空間で形成されるキャビティ内に封止する封止キャップを複数配置してなるキャップ・アレイ・ウェハとを準備する。そして、前記半導体ウェハを貫通して複数のビアホールを設けて埋め込み電極を形成し、さらにバンプ電極を形成する。その後、この構造体をスクライブラインに沿って切断することにより、個々のパッケージに分割するものが提案されている(特許文献2参照)。
In addition, as a package for a semiconductor substrate such as a silicon wafer on which such an optical semiconductor device is formed, one having the following structure has been proposed.
For example, as a means for solving the problem of downsizing and simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost, a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor chips each having a device to be sealed formed are arranged, and the semiconductor chip And a cap array wafer comprising a plurality of sealing caps that are bonded to the surface of the semiconductor chip and seal the device to be sealed in a cavity formed in the space between the semiconductor chip and the semiconductor chip. . Then, a plurality of via holes are provided through the semiconductor wafer to form embedded electrodes, and bump electrodes are further formed. Then, what is divided | segmented into each package is proposed by cut | disconnecting this structure along a scribe line (refer patent document 2).

また、蓋部材の傾斜、蓋部材による半導体基板又は半導体基板に設けられている各部の破損、及び製造時の半導体基板の破損を防止する課題を解決する手段として、半導体基板表面に撮像素子及びマイクロレンズ部が形成され、半導体基板を貫通する貫通電極が形成され、表面からガラスリッド側へ突出する突起部が貫通電極上にマイクロレンズ部の厚さより厚く形成され、突起部が半導体基板とガラスリッドとの間に介在しているものが提案されている(特許文献3参照)。   Further, as a means for solving the problems of preventing the inclination of the lid member, the damage of the semiconductor substrate or each part provided on the semiconductor substrate by the lid member, and the damage of the semiconductor substrate at the time of manufacture, the imaging device and the micro A lens part is formed, a penetrating electrode penetrating the semiconductor substrate is formed, a protruding part protruding from the surface toward the glass lid is formed on the penetrating electrode thicker than the thickness of the microlens part, and the protruding part is formed between the semiconductor substrate and the glass lid. Has been proposed (see Patent Document 3).

上述した光学系半導体デバイスのパッケージでは、実装信頼性評価の例は少なく、上記半導体基板のウエハレベルパッケージと同様の実装信頼性評価や信頼性の向上策が適用できる。加えて、光学系半導体デバイスのウエハレベルパッケージのような、例えばSi/ガラス貼り合せ基板においては、Si基板の実装信頼性とは異なった手段により、実装信頼性を向上させることが出来ると考えられる。   In the optical semiconductor device package described above, there are few examples of mounting reliability evaluation, and the same mounting reliability evaluation and reliability improvement measures as those of the wafer level package of the semiconductor substrate can be applied. In addition, in a Si / glass bonded substrate such as a wafer level package of an optical semiconductor device, it is considered that the mounting reliability can be improved by means different from the mounting reliability of the Si substrate. .

つまり、Si/ガラス貼り合せ基板における実装信頼性の故障要因は主にバンプの故障であり、バンプに影響する応力を如何に緩和するかが重要である。たとえば、図12に示すように、バンプ149の故障はパッケージ(Si/ガラス等の貼り合せ基板140)の膨張係数とエポキシ樹脂等の実装基板151の膨張係数の違いにより、膨張した実装基板151によってバンプ149に応力が加わり、バンプ149の故障につながる。したがって、貼り合せ基板を用いたパッケージにおいてはバンプ149への応力を緩和できる構造にする必要がある。   That is, the failure factor of the mounting reliability in the Si / glass bonded substrate is mainly the failure of the bump, and how to relieve the stress affecting the bump is important. For example, as shown in FIG. 12, the failure of the bump 149 is caused by the expanded mounting board 151 due to the difference between the expansion coefficient of the package (Si / glass bonded substrate 140) and the expansion coefficient of the mounting board 151 such as epoxy resin. Stress is applied to the bump 149, leading to failure of the bump 149. Therefore, in a package using a bonded substrate, it is necessary to have a structure that can relieve stress on the bump 149.

ところが、機能素子が設けられた半導体基板上にガラス等の基板を貼り合せる際には、図13に示すように、機能素子を避ける位置に封止部147を設ける構造がとられている。このような光学系半導体デバイスのパッケージ構造における実装信頼性を考えた場合、機能素子のイメージエリア163及びキャビティエリア162では、ガラス基板とSi基板が接着されていないため、実装基板が熱膨張した際にパッケージ側のSi基板が変形しやすくバンプへの応力を緩和できるが、ガラス基板とSi基板が接着されたSi/ガラス接着エリア161では、実装基板が熱膨張した際にパッケージ側は変形しにくく、バンプに応力が集中し、実装信頼性の面で好ましくないものであった。
特開2004−119574号公報 特開2005−019966号公報 特開2005−209967号公報
However, when a substrate such as glass is bonded to a semiconductor substrate provided with a functional element, a structure in which a sealing portion 147 is provided at a position avoiding the functional element as shown in FIG. When considering the mounting reliability in the package structure of such an optical semiconductor device, the glass substrate and the Si substrate are not bonded in the image area 163 and the cavity area 162 of the functional element, and therefore when the mounting substrate is thermally expanded. However, the Si substrate on the package side is easily deformed, and the stress on the bump can be relieved. However, in the Si / glass bonding area 161 where the glass substrate and the Si substrate are bonded, the package side is not easily deformed when the mounting substrate is thermally expanded. The stress is concentrated on the bump, which is not preferable in terms of mounting reliability.
JP 2004-119574 A JP 2005-019966 A JP 2005-209967 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、貼り合せ構造を有する配線基板において、実装基板に実装した後のバンプに掛かる応力を緩和でき、実装信頼性が向上する配線基板を得ることを第一の目的とする。
また、本発明は、ウエハレベルでの実装信頼性が向上した配線基板の製造方法を提供することを第二の目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a wiring board having a bonded structure, it is possible to relieve stress applied to a bump after being mounted on a mounting board, and to obtain a wiring board that improves mounting reliability. Is the primary purpose.
It is a second object of the present invention to provide a method for manufacturing a wiring board with improved mounting reliability at the wafer level.

本発明の請求項1に係る配線基板は、一方の面に機能素子を備えた第一基板と、前記第一基板の一方の面側に第一の封止部を介し設けられた第二基板と、前記第一基板の他方の面側に備えられ、前記機能素子と電気的に接続された複数のバンプとを備える配線基板において、前記第一の封止部は、前記第一基板の外周をなす第一領域に設けられ、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に配されているとともに、前記機能素子は、前記第一基板の内包に設けられ、前記機能素子を包囲する第二領域には第二の封止部がさらに設けられ、前記第二の封止部は、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に配されており、前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記機能素子が存在しない領域である第一キャビティエリアと、前記機能素子が存在する領域である第二キャビティエリアとを、区分するように前記第二の封止部が配されており、両方のエリアに各々、前記バンプ接続部があることを特徴とする。 A wiring board according to claim 1 of the present invention includes a first board provided with a functional element on one side, and a second board provided on one side of the first board via a first sealing portion. And a plurality of bumps provided on the other surface side of the first substrate and electrically connected to the functional element, wherein the first sealing portion is an outer periphery of the first substrate And is disposed at a position that does not overlap the bump bonding portion when viewed from the direction in which the first substrate and the second substrate overlap, and the functional element is provided on the first substrate. A second sealing portion is further provided in a second region that is provided in the inner envelope and surrounds the functional element, and the second sealing portion is viewed from a direction in which the first substrate and the second substrate overlap. The first substrate and the second substrate are arranged at positions that do not overlap the bump bonding portion. In the direction of the overlapping plane, a first cavity area is an area where the functional element is not present, and a second cavity area is an area where the functional element is present, said second sealing portion so as to divide The bump connection portions are provided in both areas.

本発明の請求項2に係る配線基板は、請求項1に係る配線基板において、前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記第二キャビティエリアに配された複数の前記バンプ接合部は、前記第二の封止部により、各々のバンプ接合部が孤立した状態にあることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る配線基板は、請求項2に係る配線基板において、前記第二の封止部は、格子状をなしていることを特徴とする。
A wiring board according to a second aspect of the present invention is the wiring board according to the first aspect, wherein a plurality of the first and second substrates are arranged in the second cavity area in a direction in an overlapping surface of the first board and the second board. The bump bonding portion is characterized in that each bump bonding portion is isolated by the second sealing portion.
A wiring board according to a third aspect of the present invention is the wiring board according to the second aspect, wherein the second sealing portion has a lattice shape.

本発明の請求項4に係る配線基板は、請求項1に係る配線基板において、前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記第二の封止部は、バンプ接合部とは関係しない領域に配されており、各々の第二の封止部が孤立した状態にあることを特徴とする。 The wiring board according to a fourth aspect of the present invention is the wiring board according to the first aspect , wherein the second sealing portion is a bump bonding portion in a direction in a plane where the first substrate and the second substrate overlap. It is arranged in a region that is not related to each other, and each second sealing portion is in an isolated state.

本発明の請求項に係る配線基板の製造方法は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の配線基板製造する方法であって、前記機能素子を包囲する第二領域にあって、かつ、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に第二の封止部を形成する工程Cと、前記第一の封止部及び前記第二の封止部を介して前記第一基板と前記第二基板を接合する工程Dと、を備えることを特徴とする。
A method for manufacturing a wiring board according to claim 5 of the present invention is a method for manufacturing a wiring board according to any one of claims 1 to 4 , wherein the wiring board is in a second region surrounding the functional element. And the process C which forms a 2nd sealing part in the position which does not overlap with the said bump junction part seeing from the direction where said 1st board and said 2nd board overlap, and said 1st sealing part and said And a step D for joining the first substrate and the second substrate through a second sealing portion.

本発明の請求項6に係る配線基板の製造方法は、請求項5に記載の配線基板の製造方法であって、前記工程Cは、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向において、前記第二キャビティエリアに配された複数の前記バンプ接合部が各々、孤立した状態となるように前記第二の封止部を形成することを特徴とする。
A method for manufacturing a wiring board according to claim 6 of the present invention is the method for manufacturing a wiring board according to claim 5, wherein the step C is performed in the direction in which the first substrate and the second substrate overlap. The second sealing portion is formed such that each of the plurality of bump bonding portions arranged in the second cavity area is in an isolated state.

本発明の請求項1に係る配線基板は、一方の面に機能素子及び他方の面側に複数のバンプを備える第一基板と、前記第一基板の一方の面側に配された第二基板とが、前記第一基板の外周をなす第一領域に設けられ、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に配された第一の封止部によって接合されている。
また、前記機能素子は、前記第一基板の内包に設けられ、前記機能素子を包囲する第二領域には第二の封止部がさらに設けられ、前記第二の封止部は、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に配されており、前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記機能素子が存在しない領域である第一キャビティエリアと、前記機能素子が存在する領域である第二キャビティエリアとを、区分するように前記第二の封止部が配されており、両方のエリアに各々、前記バンプ接続部がある。
ゆえに、実装基板が熱膨張によって変形した際に変形しにくい第一基板と第二基板との接着された箇所が、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に配され、実装基板が熱膨張によって変形しやすい第一基板と第二基板との接着されていない箇所が、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、バンプ接合部と重なる位置に存在することになる。その結果、実装基板の熱膨張による変形によってバンプ接合部に掛かる応力を、第一基板と第二基板との接着されていない箇所において分散させることができる。
特に、前記第二の封止部は、前記機能素子が存在しない領域である第一キャビティエリアと、前記機能素子が存在する領域である第二キャビティエリアとを、区分するように配されているので、上述した実装基板の熱膨張による変形を考慮し、両方のエリアに各々、配置されたバンプ接続部を使い分けることが可能となる。
したがって、貼り合せ構造を有する配線基板において、実装基板に実装した後のバンプに掛かる応力を緩和でき、実装信頼性が向上する配線基板を得ることができる。しかも、第一の封止部および第二の封止部によって配線基板内包域を封止するので、機能素子を保護し、機能素子の安定した動作が得られるものとすることができる。


According to a first aspect of the present invention, there is provided a wiring board including a functional board on one side and a first board having a plurality of bumps on the other side, and a second board arranged on one side of the first board. Is provided in a first region that forms the outer periphery of the first substrate, and is disposed in a position that does not overlap the bump bonding portion when viewed from the direction in which the first substrate and the second substrate overlap. It is joined by the part.
Further, the functional element is provided in an inner envelope of the first substrate, a second region surrounding the functional element is further provided with a second sealing portion, and the second sealing portion is When viewed from the direction in which one substrate and the second substrate overlap, the functional element is disposed in a position in which the first substrate and the second substrate overlap in a direction that does not overlap with the bump bonding portion. The second sealing portion is arranged to divide the first cavity area, which is a non-performing area, and the second cavity area, which is an area where the functional element is present, in both areas, There is a bump connection.
Therefore, when the mounting substrate is deformed by thermal expansion, the bonded portion of the first substrate and the second substrate is not easily deformed when viewed from the overlapping direction of the first substrate and the second substrate. The location where the first substrate and the second substrate, which are arranged at positions where they do not overlap and the mounting substrate easily deforms due to thermal expansion, is not bonded, is bump bonding as seen from the direction in which the first substrate and the second substrate overlap. It exists in the position which overlaps with the part. As a result, the stress applied to the bump bonding portion due to the deformation due to the thermal expansion of the mounting substrate can be dispersed in the portion where the first substrate and the second substrate are not bonded.
In particular, the second sealing portion is arranged to divide a first cavity area that is a region where the functional element does not exist and a second cavity area that is a region where the functional element exists. Therefore, in consideration of the deformation due to the thermal expansion of the mounting substrate described above, it is possible to use the bump connecting portions arranged in both areas separately.
Therefore, in the wiring board having the bonding structure, the stress applied to the bump after being mounted on the mounting board can be relaxed, and a wiring board with improved mounting reliability can be obtained. In addition, since the wiring board inner enclosure is sealed by the first sealing portion and the second sealing portion, the functional element can be protected and stable operation of the functional element can be obtained.


本発明の請求項5に係る配線基板の製造方法は、機能素子を包囲する第二領域にあって、かつ、第一基板と第二基板の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に第二の封止部を形成(工程C)し、第一基板の外周をなす第一領域に設けられた第一の封止部、及び前記第二の封止部を介して前記第一基板と前記第二基板の接合を行なう(工程D)ようにしている。ゆえに、実装基板の熱膨張による変形によってバンプ接合部に掛かる応力を分散させ、配線基板の実装信頼性を向上させることができると共に、第一基板と第二基板の接合を行なうことができる第一の封止部および第二の封止部を容易に設けることができる。
したがって、ウエハレベルでの実装信頼性が向上した配線基板の製造方法を容易に提供することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a wiring board, wherein the wiring board is located in a second region surrounding the functional element and does not overlap the bump bonding portion when viewed from the direction in which the first board and the second board overlap. A second sealing portion is formed on the first substrate (step C), and the first sealing portion provided in the first region forming the outer periphery of the first substrate and the first sealing portion via the second sealing portion. The substrate and the second substrate are bonded (step D). Therefore, it is possible to disperse the stress applied to the bump bonding portion due to the deformation due to the thermal expansion of the mounting substrate, and to improve the mounting reliability of the wiring substrate and to perform the bonding between the first substrate and the second substrate. The sealing portion and the second sealing portion can be easily provided.
Therefore, it is possible to easily provide a method for manufacturing a wiring board with improved mounting reliability at the wafer level.

(第一実施形態)
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明の第一実施形態を説明する。
図1は、本発明に係る配線基板の一例を模式的に示す平面図であり、図2は、この配線基板を実装基板に実装した状態を模式的に示す断面図である。なお、後述する他の実施形態においては、本実施形態と同様の構成部分については同じ符合を用い、その説明は省略することとし、特に説明しない限り同じであるものとする。
(First embodiment)
Hereinafter, based on the best mode, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of a wiring board according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the wiring board is mounted on a mounting board. In other embodiments to be described later, the same reference numerals are used for the same components as in the present embodiment, and the description thereof will be omitted.

本実施形態における配線基板(ウエハレベルパッケージ)10は、図1及び図2に示すとおり、一方の面に機能素子12を備えた第一基板11と、前記第一基板11の機能素子12に重なるように、一方の面に配された第二基板16と、前記第一基板11と前記第二基板16との間に挟まれ、前記機能素子12を内包する側にキャビティ18を成すように配された第一の封止部17と、を少なくとも備えている。   A wiring board (wafer level package) 10 according to this embodiment overlaps a first substrate 11 having a functional element 12 on one surface and a functional element 12 of the first substrate 11 as shown in FIGS. As described above, the second substrate 16 disposed on one surface, the first substrate 11 and the second substrate 16 are sandwiched between the functional elements 12 so as to form a cavity 18. The first sealing portion 17 is provided.

また、本実施形態における配線基板10は、前記第一基板11が、その他方の面に配され、前記機能素子12と電気的にアクセス(接続)するための接点(以下、「バンプ」という)19や、これに連なる導電層13を備えている。そして、第一基板11の一方の面と他方の面との間には、前記機能素子12と前記導電層13とを電気的に接続するための貫通配線15が形成されている。さらに、第一基板11の他方の面には、前記バンプ19が配された領域を除いて封止樹脂層14が形成されている。   Further, in the wiring board 10 according to the present embodiment, the first substrate 11 is disposed on the other surface, and contacts (hereinafter referred to as “bumps”) for electrically accessing (connecting) the functional element 12. 19 and a conductive layer 13 connected thereto. A through-wiring 15 for electrically connecting the functional element 12 and the conductive layer 13 is formed between one surface and the other surface of the first substrate 11. Further, a sealing resin layer 14 is formed on the other surface of the first substrate 11 except for the region where the bumps 19 are disposed.

そして、本実施形態における配線基板10では、前記第一の封止部17は、前記第一基板11の外周をなす第一領域にあって、かつ、前記第一基板11と第二基板16の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置、具体的には、複数備えられたバンプにおける最外周に備えられたバンプ位置よりの外側に配されることを特徴とする。ここで、バンプ接合部とは、バンプ19が導電層13と接している部分を意味する。   In the wiring board 10 according to the present embodiment, the first sealing portion 17 is in the first region forming the outer periphery of the first substrate 11, and the first substrate 11 and the second substrate 16. When viewed from the overlapping direction, it is characterized in that it is arranged at a position that does not overlap with the bump bonding portion, specifically, outside the bump position provided on the outermost periphery of the plurality of bumps provided. Here, the bump bonding portion means a portion where the bump 19 is in contact with the conductive layer 13.

第一基板11は、たとえばSiやGaAs等の半導体材料からなる基材の表面に、パッシベーション膜(不図示)と、機能素子12とが形成されてなる。パッシベーション膜は、SiNまたはSiO等からなる不動態化による絶縁膜である。
また、第一基板11は、基板厚が薄い方が好ましく、たとえば100〜200μmの厚さであると良い。その厚さが100μm以下であると、薄過ぎると基板の強度が保てず、一方、その厚さが200μm以上であると、バンプへの応力の緩和が劣ることとなる。
The first substrate 11 has a passivation film (not shown) and a functional element 12 formed on the surface of a base material made of a semiconductor material such as Si or GaAs. The passivation film is an insulating film formed by passivation made of SiN, SiO 2 or the like.
Further, the first substrate 11 preferably has a smaller substrate thickness, for example, a thickness of 100 to 200 μm. If the thickness is 100 μm or less, the strength of the substrate cannot be maintained if it is too thin. On the other hand, if the thickness is 200 μm or more, the stress relaxation to the bumps is inferior.

機能素子12は、デバイスの中心機能を担う場所であって、第一基板11に与えられた物理的な変化量を電気的な信号に変換するエリアに相当し、微細な三次元構造の素子、たとえばCCDやCMOSといったイメージセンサとして機能する固体撮像素子等である。   The functional element 12 is a place responsible for the central function of the device, corresponds to an area for converting a physical change applied to the first substrate 11 into an electrical signal, and has a fine three-dimensional structure, For example, a solid-state image sensor that functions as an image sensor such as a CCD or a CMOS.

導電部13は、機能素子12からの電気的信号を伝達するための表面配線層であり、たとえばCu等の導電性を有する材料が好適に用いられる。導電部13は、後述する貫通配線15と電気的に接続される。   The conductive portion 13 is a surface wiring layer for transmitting an electrical signal from the functional element 12, and for example, a conductive material such as Cu is preferably used. The conductive portion 13 is electrically connected to a through wiring 15 described later.

封止樹脂層14は、バンプ19が配された領域を除いて第一基板11の他方の面を覆っている。この封止樹脂層14をなす材料としては、たとえばエポキシやポリイミド等の樹脂を挙げることができる。   The sealing resin layer 14 covers the other surface of the first substrate 11 except for the region where the bumps 19 are disposed. Examples of the material forming the sealing resin layer 14 include resins such as epoxy and polyimide.

貫通配線15は、第一基板11を貫通する配線であり、たとえばCu、Al、AuSn等の導電性を有する材料が好適に用いられる。この貫通配線15は、たとえば第一基板11の一方の面から他方の面を貫通して形成した孔部内に、前記導電性を有する材料を、溶融金属吸引法や、印刷法、メッキ法等により形成することができる。   The through wiring 15 is a wiring penetrating the first substrate 11 and is preferably made of a conductive material such as Cu, Al, AuSn, for example. The through wiring 15 is formed by, for example, applying the conductive material into a hole formed through one surface of the first substrate 11 from the other surface by a molten metal suction method, a printing method, a plating method, or the like. Can be formed.

第二基板16は、第一基板11に備えられた機能素子12を保護するための部材であり、第一の封止部17を介して前記第一基板11に支持され、前記機能素子12の周囲にキャビティ18をなすように配されている。この第二基板16は、たとえばガラス等絶縁体から形成されれば良い。   The second substrate 16 is a member for protecting the functional element 12 provided on the first substrate 11, and is supported by the first substrate 11 via the first sealing portion 17. A cavity 18 is formed around the periphery. The second substrate 16 may be formed of an insulator such as glass.

第一の封止部17は、第一基板11と第二基板16とをウエハレベルで接合する部材であると共に、機能素子12と第二基板16とを離間させる部材でもある。この第一の封止部17は、たとえば厚みが1〜100μm程度の樹脂、金属、ガラス、シリコンなどから形成される。また、第一の封止部17を介した第一基板11と第二基板16との接合は、たとえばエポキシ、ポリイミド、BCBなどの接着剤接合、ガラスフリット接合、Au,Snなどの共晶接合、はんだ接合、陽極接合などの各種接合方法が採用可能である。
この第一の封止部17が設けられた配線基板10上の領域は、後述する実装基板21が熱膨張した際に変形しにくい接着エリア31を構成する。
なお、第一の封止部17は、機能素子12の表面に配されるものではないので、光透過性を有さないものであっても良い。
The first sealing portion 17 is a member that joins the first substrate 11 and the second substrate 16 at the wafer level, and is also a member that separates the functional element 12 and the second substrate 16. The first sealing portion 17 is formed of a resin, metal, glass, silicon, or the like having a thickness of about 1 to 100 μm, for example. Further, the first substrate 11 and the second substrate 16 are joined via the first sealing portion 17 by, for example, adhesive bonding such as epoxy, polyimide and BCB, glass frit bonding, eutectic bonding such as Au and Sn. Various bonding methods such as solder bonding and anodic bonding can be employed.
The region on the wiring board 10 provided with the first sealing portion 17 constitutes an adhesive area 31 that is not easily deformed when a mounting board 21 described later thermally expands.
In addition, since the 1st sealing part 17 is not distribute | arranged on the surface of the functional element 12, you may not have a light transmittance.

キャビティ18は、第一の封止部17を介した第一基板11と第二基板16との接合により、前記第一基板11と前記第二基板16との間に前記第一の封止部17によって囲まれて形成された空間である。
このキャビティ18が形成された配線基板10上の領域は、後述する実装基板21が熱膨張した際に変形しやすく、バンプ接合部に掛かる応力を分散させて緩和するキャビティエリア32を構成し、さらに機能素子12の光電変換部分はイメージエリア33を構成する。
The cavity 18 is formed by joining the first substrate 11 and the second substrate 16 with the first sealing portion 17 interposed between the first substrate 11 and the second substrate 16. A space surrounded by 17.
The area on the wiring board 10 in which the cavity 18 is formed constitutes a cavity area 32 that easily deforms when a mounting board 21 to be described later thermally expands and disperses and relaxes the stress applied to the bump bonding portion. The photoelectric conversion portion of the functional element 12 constitutes an image area 33.

バンプ19は、第一基板11の導電部13と後述する実装基板21の導電部23とを電気的に接続するものであり、半田ペースト印刷や半田ボール搭載等、既知の方法により形成することができる。   The bump 19 electrically connects the conductive portion 13 of the first substrate 11 and a conductive portion 23 of the mounting substrate 21 described later, and can be formed by a known method such as solder paste printing or solder ball mounting. it can.

実装基板21は、その一方の面に、前記配線基板10に備えられたバンプ19と電気的に接続するための導電層23を備えている。
この導電部23は、実装基板21の一方の面に配された再配線層であり、たとえばCu、Ni、Au等の導電性を有する材料が好適に用いられる。
The mounting substrate 21 includes a conductive layer 23 for electrically connecting to the bumps 19 provided on the wiring substrate 10 on one surface thereof.
The conductive portion 23 is a rewiring layer disposed on one surface of the mounting substrate 21. For example, a conductive material such as Cu, Ni, or Au is preferably used.

このように、第一の接合部17が、第一基板11の外周をなす第一領域にあって、かつ、前記第一基板11と第二基板16の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に配されていることで、実装基板21が熱膨張した際にパッケージ側が変形しにくい接着エリア31が実装信頼性の低下を引きこし易いバンプ接合部を避けて存在することとなる。一方、前記バンプ接合部が存在することとなるイメージエリア33及びキャビティエリア32では、第一基板11と第二基板16が接着されていないため、実装基板21が熱膨張した際にパッケージ側のSiが変形しやすく、バンプ接合部に掛かる応力を分散させて緩和することができる。
したがって、貼り合せ構造を有する配線基板において、実装信頼性を向上させることができる。
In this way, the first bonding portion 17 is in the first region that forms the outer periphery of the first substrate 11, and the bump bonding portion is viewed from the direction in which the first substrate 11 and the second substrate 16 overlap. By being arranged in a position that does not overlap, the bonding area 31 that is difficult to be deformed on the package side when the mounting substrate 21 is thermally expanded is present to avoid a bump bonding portion that tends to cause a decrease in mounting reliability. On the other hand, in the image area 33 and the cavity area 32 where the bump bonding portion is present, the first substrate 11 and the second substrate 16 are not bonded. Therefore, when the mounting substrate 21 is thermally expanded, the Si on the package side Can be easily deformed, and the stress applied to the bump joint can be dispersed and relaxed.
Therefore, it is possible to improve the mounting reliability in the wiring board having the bonding structure.

また、この第一の封止部17による第一基板11と第二基板16との接合によって、機能素子が形成された配線基板内包域を他の領域とは隔離された状態にすることができるので、良好な封止性を確保し、機能素子の劣化を防ぎ、機能素子の安定した動作と長寿命が得られるものとすることができる。   Further, by bonding the first substrate 11 and the second substrate 16 by the first sealing portion 17, it is possible to make the wiring substrate inclusion area in which the functional element is formed isolated from other areas. Therefore, it is possible to ensure good sealing performance, prevent deterioration of the functional element, and obtain a stable operation and long life of the functional element.

次に、以上のような構成による配線基板10の製造方法を説明する。図3及び図4は、その製造方法を段階的に示す説明図である。以下、第一基板11をSi基板、第二基板16をガラス基板として説明する。
まず、前記配線基板10の製造にあたっては、図3(a)に示すように、Si基板11の一方の面に、CCDやCMOSといったイメージセンサとして機能する固体撮像素子等の機能素子12を形成する。
Next, a method for manufacturing the wiring board 10 having the above configuration will be described. 3 and 4 are explanatory views showing the manufacturing method step by step. Hereinafter, the first substrate 11 will be described as an Si substrate, and the second substrate 16 as a glass substrate.
First, in manufacturing the wiring substrate 10, as shown in FIG. 3A, a functional element 12 such as a solid-state imaging device that functions as an image sensor such as a CCD or CMOS is formed on one surface of the Si substrate 11. .

次に、図3(b)に示すように、Si基板11の一方の面における外周をなす第一領域にあって、かつ、Si基板11と後で貼り合せるガラス基板16の重なる方向から見て、後に形成するバンプ接合部と重ならない位置に、第一の封止部17を形成する。
次いで、図3(c)に示すように、第一の封止部17上にガラス基板16を配して、Si基板11とガラス基板16とを重ね合わせ、第一の封止部17を介してSi基板11とガラス基板16を接合する。この接合は、たとえばSi基板11とガラス基板16とを重ね合わせた状態のまま熱プレス処理し、第一の封止部17を溶融することにより行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 3 (b), it is in the first region that forms the outer periphery of one surface of the Si substrate 11, and is viewed from the direction in which the glass substrate 16 to be bonded later to the Si substrate 11 overlaps. The first sealing portion 17 is formed at a position that does not overlap with a bump bonding portion to be formed later.
Next, as shown in FIG. 3C, the glass substrate 16 is disposed on the first sealing portion 17, the Si substrate 11 and the glass substrate 16 are overlapped, and the first sealing portion 17 is interposed therebetween. The Si substrate 11 and the glass substrate 16 are bonded together. This bonding can be performed, for example, by performing a hot press process while the Si substrate 11 and the glass substrate 16 are overlapped and melting the first sealing portion 17.

その後、図3(d)に示すように、Si基板11に、機能素子12と電気的に接続する貫通配線15を形成する。このような貫通配線15は、たとえば貫通穴の内部に導電材を充填したものであれば良い。
次に、図4(a)に示すように、Si基板11の他方の面において、貫通配線15に接続される導電層13を形成した後、その上を絶縁性の封止樹脂層14で覆う。ただし、後に形成するバンプ接合部となる部分には、封止樹脂層14に開口部を設ける。
Thereafter, as illustrated in FIG. 3D, the through wiring 15 that is electrically connected to the functional element 12 is formed in the Si substrate 11. Such a through wiring 15 may be, for example, a conductive material filled in the through hole.
Next, as shown in FIG. 4A, the conductive layer 13 connected to the through wiring 15 is formed on the other surface of the Si substrate 11, and then the insulating layer is covered with an insulating sealing resin layer 14. . However, an opening is provided in the sealing resin layer 14 at a portion to be a bump bonding portion to be formed later.

さらに、図4(b)に示すように、Si基板11の他方の面にあって、封止樹脂層14に開口部を通して露呈した導電層13上にバンプ材を配し、このバンプ材を溶融することにバンプ19を形成することにより、配線基板10とすることができる。
その後、図4(c)に示すように、配線基板10のバンプ19を、実装基板21の一面に形成した導電層23に向けて配し、バンプ19を溶融して導電層23と電気的に接続することで、図2に示すように、配線基板10を実装基板21に実装することができる。
Further, as shown in FIG. 4B, a bump material is disposed on the conductive layer 13 on the other surface of the Si substrate 11 and exposed to the sealing resin layer 14 through the opening, and the bump material is melted. In addition, the wiring board 10 can be formed by forming the bumps 19.
Thereafter, as shown in FIG. 4C, the bumps 19 of the wiring substrate 10 are arranged toward the conductive layer 23 formed on one surface of the mounting substrate 21, and the bumps 19 are melted to be electrically connected to the conductive layer 23. By connecting, the wiring board 10 can be mounted on the mounting board 21 as shown in FIG.

これにより、本発明による製造方法では、Si基板とガラス基板の接合を行なうことができる第一の封止部を容易に設けることができると共に、実装後における実装基板の熱膨張による変形によってバンプ接合部に掛かる応力を分散させ、配線基板の実装信頼性を向上させることのできる配線基板の製造方法を容易に提供することができる。   Thus, in the manufacturing method according to the present invention, the first sealing portion capable of bonding the Si substrate and the glass substrate can be easily provided, and bump bonding is performed by deformation due to thermal expansion of the mounting substrate after mounting. It is possible to easily provide a method of manufacturing a wiring board that can disperse the stress applied to the portion and improve the mounting reliability of the wiring board.

(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態を、図面を参照して説明する。
図5は、本発明に係る配線基板の他の一例を模式的に示す平面図であり、図6は、この配線基板を実装基板に実装した状態を模式的に示す断面図である。
本実施形態における配線基板(ウエハレベルパッケージ)40は、図5及び図6に示すとおり、前記第一実施形態における配線基板10にさらに、前記第一基板11の内包に設けられた機能素子12を包囲する第二の領域に第二の封止部47を備えたものである。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a plan view schematically showing another example of the wiring board according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the wiring board is mounted on the mounting board.
As shown in FIGS. 5 and 6, the wiring board (wafer level package) 40 in the present embodiment further includes the functional element 12 provided in the inclusion of the first board 11 in addition to the wiring board 10 in the first embodiment. A second sealing portion 47 is provided in the second region to be surrounded.

本実施形態における配線基板40では、前記第二の封止部47は、前記第一基板11と第二基板16の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に配されることを特徴とする。   In the wiring board 40 according to the present embodiment, the second sealing portion 47 is disposed at a position where the second sealing portion 47 does not overlap the bump bonding portion when viewed from the direction in which the first substrate 11 and the second substrate 16 overlap. And

第二の封止部47は、第一基板11と第二基板16とをウエハレベルで接合する部材であると共に、機能素子12のより良好な気密封止性を確保する部材でもある。この第二の封止部47は、たとえば厚みが1〜100μm程度の樹脂、金属、ガラス、シリコンなどから形成される。また、第二の封止部47は、前記第一の封止部17と同じ材料からなる場合、別々に配しても良いが、一緒に配することもできる。なお、第二の封止部47は、機能素子12を取り囲むように配されるものえあるので、透湿性、吸湿性の低い材料が望ましい。
この第二の封止部47が設けられた配線基板40上の領域は、第一の封止部17が設けられた配線基板40上の接着エリア31と同様に、後述する実装基板21が熱膨張した際に変形しにくい接着エリア34を構成する。
The second sealing portion 47 is a member that joins the first substrate 11 and the second substrate 16 at the wafer level and also a member that ensures better airtight sealing of the functional element 12. The second sealing portion 47 is formed of, for example, a resin, metal, glass, silicon or the like having a thickness of about 1 to 100 μm. Moreover, when the 2nd sealing part 47 consists of the same material as said 1st sealing part 17, you may distribute | arrange separately, but can also distribute | arrange together. Since the second sealing portion 47 is arranged so as to surround the functional element 12, a material having low moisture permeability and low hygroscopicity is desirable.
The area on the wiring board 40 provided with the second sealing portion 47 is similar to the bonding area 31 on the wiring board 40 provided with the first sealing portion 17 and the mounting board 21 described later is heated. An adhesive area 34 that does not easily deform when expanded is formed.

また、第二の封止部47の形成により、第一の封止部17により囲まれた第一のキャビティ48と、第二の封止部47により囲まれた第二のキャビティ58が作製される。このキャビティ48,58が形成された配線基板40上の領域は、後述する実装基板21が熱膨張した際に変形しやすく、バンプ接合部に掛かる応力を分散させて緩和する第一キャビティエリア32と第二キャビティエリア35を構成する。
すなわち、第二の封止部47は、機能素子12が存在しない領域である第一キャビティエリア32と、機能素子12が存在する領域である第二キャビティエリア35とを、区分するように配されている。これにより、両方のエリア(第一キャビティエリア32、第二キャビティエリア35)に各々、バンプ接続部が複数あることを、図5は示している。
また図5から明らかなように、第一基板11と第二基板16の重なる方向から見て、第二キャビティエリア35内にあるバンプ接続部はイメージエリア33と重なる位置に配されているのに対して、第一キャビティエリア32内にあるバンプ接続部はイメージエリア33とは重ならない位置にある。
したがって、イメージエリア33と重ならない位置に配されている、第一キャビティエリア32内にあるバンプ接続部は、第二キャビティエリア35内にあるバンプ接続部に比べて、実装基板21が熱膨張した際に変形することによる影響を受けにくい。
なお、本実施形態では、キャビティは二つしか作製されていないが、後述するイメージエリア33以外の部分に第三のキャビティ又はそれ以上の多数個のキャビティを作製するような構成としても良い。
Further, by forming the second sealing portion 47, a first cavity 48 surrounded by the first sealing portion 17 and a second cavity 58 surrounded by the second sealing portion 47 are produced. The A region on the wiring substrate 40 in which the cavities 48 and 58 are formed is easily deformed when a mounting substrate 21 to be described later thermally expands, and a first cavity area 32 that disperses and relaxes stress applied to the bump bonding portion. A second cavity area 35 is formed.
That is, the second sealing portion 47 is arranged so as to separate the first cavity area 32 that is a region where the functional element 12 is not present and the second cavity area 35 that is a region where the functional element 12 is present. ing. Thus, FIG. 5 shows that there are a plurality of bump connecting portions in both areas (first cavity area 32 and second cavity area 35).
Further, as apparent from FIG. 5, the bump connection portion in the second cavity area 35 is arranged at a position overlapping the image area 33 when viewed from the direction in which the first substrate 11 and the second substrate 16 overlap. On the other hand, the bump connection portion in the first cavity area 32 is at a position not overlapping the image area 33.
Therefore, the bump connection portion in the first cavity area 32 that is disposed at a position not overlapping the image area 33 is thermally expanded in comparison with the bump connection portion in the second cavity area 35. It is hard to be affected by the deformation.
In the present embodiment, only two cavities are produced. However, a configuration may be adopted in which a third cavity or a larger number of cavities are produced in a portion other than the image area 33 described later.

図9は、多数個のキャビティを設ける構成例を示すモデル図である。図9(a)〜図9(g)において基本的に、白抜きの小さな丸印の領域がバンプ接合部を、砂地模様の領域が封止部を、その他の領域がキャビティエリアを、それぞれ表している。
図9(a)は、複数個(図中では9個)のバンプ接合部が個別に、格子状の封止部によって孤立した状態に配され、個々のバンプ接合部と封止部との間にキャビティエリアが設けられている構成例である。ここで、格子状の封止部は、個々のバンプ接合部間を上下左右方向に区分するように配置されている。
図9(b)は、基本的に図9(a)とほぼ同じ構成をなしている。ただし、キャビティエリアがバンプ接合部の外周域に沿ってのみ、略同心円状に配置されている点が、図9(a)と相違する構成例である。
図9(c)は、基本的に図9(a)とほぼ同じ構成をなしている。ただし、格子状の封止部のうち、交差する部分をキャビティエリアに置換した点が、図9(a)と相違する構成例である。
図9(d)は、基本的に図9(b)とほぼ同じ構成をなしている。ただし、封止部のうち、バンプ接合部とは無関係な領域に、キャビティエリアを追加して配した点が、図9(b)と相違する構成例である。ここで、追加したキャビティエリアは、白抜きの四角印にて表している。
図9(e)は、バンプ接合部の位置とは関係しない領域に封止部を配し、各封止部が孤立して構成例を表している。図9(e)における封止部は、特に、砂地模様の四角印にて表している。つまり、封止部が矩形パターンであることを示す。
図9(f)は、基本的に図9(e)とほぼ同じ構成をなしている。ただし、図9(f)における封止部は、特に、砂地模様の丸印にて表している。つまり、封止部が円形パターンであることを示している。ゆえに、図9(f)は、封止部のパターンが点が図9(e)と相違する構成例である。
図9(g)は、基本的に図9(a)とほぼ同じ構成をなしている。ただし、格子状の封止部が、個々のバンプ接合部間を斜め方向に区分するように配置されている点が図9(a)と相違する構成例である。
FIG. 9 is a model diagram illustrating a configuration example in which a large number of cavities are provided. In FIG. 9A to FIG. 9G, basically, a small white circle region represents a bump joint, a sand pattern region represents a sealing portion, and the other region represents a cavity area. ing.
In FIG. 9A, a plurality (9 in the figure) of bump joints are individually arranged in an isolated state by a lattice-shaped sealing part, and between each bump joint part and the sealing part. This is a configuration example in which a cavity area is provided. Here, the lattice-shaped sealing portions are arranged so as to partition the individual bump bonding portions in the vertical and horizontal directions.
FIG. 9B basically has the same configuration as FIG. 9A. However, this is a configuration example different from FIG. 9A in that the cavity area is arranged substantially concentrically only along the outer peripheral area of the bump bonding portion.
FIG. 9C basically has the same configuration as FIG. However, the configuration in which the intersecting portion of the lattice-shaped sealing portion is replaced with a cavity area is a configuration example different from FIG.
FIG. 9D basically has almost the same configuration as FIG. However, the configuration example is different from FIG. 9B in that a cavity area is additionally provided in a region of the sealing portion that is not related to the bump bonding portion. Here, the added cavity area is represented by a white square mark.
FIG. 9E shows a configuration example in which a sealing portion is arranged in a region unrelated to the position of the bump bonding portion, and each sealing portion is isolated. The sealing portion in FIG. 9 (e) is particularly represented by a square mark with a sand pattern. That is, it shows that the sealing part is a rectangular pattern.
FIG. 9 (f) basically has the same configuration as FIG. 9 (e). However, the sealing portion in FIG. 9 (f) is particularly indicated by a sand pattern circle. That is, the sealing part has a circular pattern. Therefore, FIG. 9F is a configuration example in which the pattern of the sealing portion is different from that in FIG.
FIG. 9G basically has the same configuration as FIG. 9A. However, this is a configuration example different from FIG. 9A in that the lattice-shaped sealing portions are arranged so as to divide the individual bump bonding portions in an oblique direction.

このように、第二の接合部47が、第一基板11と第二基板16の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に配されることで、機能素子の封止域内へのガス等の侵入を防ぐことができ、配線基板の封止性を良好にすることができると共に、実装基板21が熱膨張した際にパッケージ側が変形しにくい接着エリア34が実装信頼性の低下を引きこし易いバンプ接合部を避けて存在することとなる。一方、バンプ接合部が存在することとなるイメージエリア33、第一キャビティエリア32及び第二キャビティエリア35では、第一基板11と第二基板16が接着されていないため、実装基板21が熱膨張した際にパッケージ側のSi基板が変形しやすく、バンプ接合部に掛かる応力を分散させて緩和することができる。
したがって、貼り合せ構造を有する配線基板において、実装信頼性を向上させることができる。
As described above, the second bonding portion 47 is disposed at a position where the second bonding portion 47 does not overlap with the bump bonding portion when viewed from the direction in which the first substrate 11 and the second substrate 16 overlap with each other. The intrusion of gas or the like can be prevented, the sealing performance of the wiring board can be improved, and the bonding area 34 in which the package side is less likely to be deformed when the mounting board 21 is thermally expanded reduces the mounting reliability. The bump joints that are easily rubbed are avoided to exist. On the other hand, in the image area 33, the first cavity area 32, and the second cavity area 35 where the bump bonding portion exists, the mounting substrate 21 is thermally expanded because the first substrate 11 and the second substrate 16 are not bonded. In this case, the Si substrate on the package side is easily deformed, and the stress applied to the bump bonding portion can be dispersed and relaxed.
Therefore, it is possible to improve the mounting reliability in the wiring board having the bonding structure.

また、この第二の封止部47による第一基板11と第二基板16との接合によって、機能素子の封止性を向上させるとともに、第一基板(たとえば、Si基板)11と第二基板(たとえば、ガラス基板)16の接着部を増やすことにより、衝撃等による薄型化されたSi基板の損傷を抑制できる。ゆえに、機能素子の劣化を防ぎ、機能素子のより安定した動作と長寿命が得られるものとすることができる。   Further, the bonding of the first substrate 11 and the second substrate 16 by the second sealing portion 47 improves the sealing performance of the functional element, and the first substrate (for example, Si substrate) 11 and the second substrate. By increasing the number of adhesion portions (for example, glass substrate) 16, damage to the thinned Si substrate due to impact or the like can be suppressed. Therefore, deterioration of the functional element can be prevented, and more stable operation and long life of the functional element can be obtained.

次に、以上のような構成による配線基板40の製造方法を説明する。図7は、その製造方法を段階的に示す説明図である。以下、本実施形態においても、第一基板11をSi基板、第二基板16をガラス基板として説明する。
まず、図7(a)に示すように、Si基板11の一方の面に、CCDやCMOSといったイメージセンサとして機能する固体撮像素子等の機能素子12を形成する工程までは、前記第一実施形態における配線基板10と同様である。
Next, a method for manufacturing the wiring board 40 having the above configuration will be described. FIG. 7 is explanatory drawing which shows the manufacturing method in steps. Hereinafter, also in this embodiment, the 1st board | substrate 11 is demonstrated as a Si substrate and the 2nd board | substrate 16 is demonstrated as a glass substrate.
First, as shown in FIG. 7A, the process up to the step of forming the functional element 12 such as a solid-state imaging element functioning as an image sensor such as a CCD or CMOS on one surface of the Si substrate 11 is performed in the first embodiment. This is the same as the wiring board 10 in FIG.

次に、図7(b)に示すように、Si基板11の一方の面における外周をなす第一領域にあって、かつ、Si基板11と後で貼り合せるガラス基板16の重なる方向から見て、後に形成するバンプ接合部と重ならない位置に、第一の封止部17を形成する。また、機能素子12を包囲する第二領域にあって、かつ、Si基板11とガラス基板16の重なる方向から見て、バンプ接合部と重ならない位置に、第二の封止部47を形成する。この第一の封止部17と第二の封止部47の形成は、一緒に行なっても良いし、別々に行なっても良い。
次いで、図7(c)に示すように、第一の封止部17及び第二の封止部47の上にガラス基板16を配して、Si基板11とガラス基板16とを重ね合わせ、第一の封止部17及び第二の封止部47を介してSi基板11とガラス基板16を接合する。この接合は、たとえばSi基板11とガラス基板16とを重ね合わせた状態のまま熱プレス処理し、第一の封止部17及び第二の封止部47を溶融することにより行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 7 (b), it is in the first region that forms the outer periphery of one surface of the Si substrate 11, and is viewed from the direction in which the glass substrate 16 to be bonded later to the Si substrate 11 overlaps. The first sealing portion 17 is formed at a position that does not overlap with a bump bonding portion to be formed later. Further, the second sealing portion 47 is formed at a position in the second region surrounding the functional element 12 and not overlapping with the bump bonding portion when viewed from the direction in which the Si substrate 11 and the glass substrate 16 overlap. . The formation of the first sealing portion 17 and the second sealing portion 47 may be performed together or separately.
Next, as shown in FIG. 7C, the glass substrate 16 is disposed on the first sealing portion 17 and the second sealing portion 47, and the Si substrate 11 and the glass substrate 16 are overlapped, The Si substrate 11 and the glass substrate 16 are bonded via the first sealing portion 17 and the second sealing portion 47. This bonding can be performed, for example, by performing a hot press process while the Si substrate 11 and the glass substrate 16 are overlapped and melting the first sealing portion 17 and the second sealing portion 47.

その後、図7(d)に示すように、Si基板11に、機能素子12と電気的に接続する貫通配線15を形成する。このような貫通配線15は、たとえば貫通穴の内部に導電材を充填したものであれば良い。
次に、図8(a)に示すように、Si基板11の他方の面において、貫通配線15に接続される導電層13を形成した後、その上を絶縁性の封止樹脂層14で覆う。ただし、後に形成するバンプ接合部となる部分には、封止樹脂層14に開口部を設ける。
Thereafter, as illustrated in FIG. 7D, the through wiring 15 that is electrically connected to the functional element 12 is formed in the Si substrate 11. Such a through wiring 15 may be, for example, a conductive material filled in the through hole.
Next, as shown in FIG. 8A, the conductive layer 13 connected to the through wiring 15 is formed on the other surface of the Si substrate 11, and then the insulating layer is covered with an insulating sealing resin layer 14. . However, an opening is provided in the sealing resin layer 14 at a portion to be a bump bonding portion to be formed later.

さらに、図8(b)に示すように、Si基板11の他方の面にあって、封止樹脂層14に開口部を通して露呈した導電層13上にバンプ材を配し、このバンプ材を溶融することにバンプ19を形成することにより、配線基板40とすることができる。
その後、図8(c)に示すように、配線基板40のバンプ19を、実装基板21の一面に形成した導電層23に向けて配し、バンプ19を溶融して導電層23と電気的に接続することで、図6に示すように、配線基板40を実装基板21に実装することができる。
Further, as shown in FIG. 8B, a bump material is disposed on the conductive layer 13 on the other surface of the Si substrate 11 and exposed to the sealing resin layer 14 through the opening, and the bump material is melted. In addition, the wiring board 40 can be formed by forming the bumps 19.
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the bumps 19 of the wiring board 40 are arranged toward the conductive layer 23 formed on one surface of the mounting substrate 21, and the bumps 19 are melted to be electrically connected to the conductive layer 23. By connecting, the wiring board 40 can be mounted on the mounting board 21 as shown in FIG.

これにより、本発明による製造方法では、Si基板とガラス基板の接合を行なうことができる第一の封止部及び第二の封止部を容易に設けることができると共に、実装後における実装基板の熱膨張による変形によってバンプ接合部に掛かる応力を分散させ、配線基板の実装信頼性を向上させる、さらに機能素子の気密封止性を向上させることのできる配線基板の製造方法を容易に提供することができる。   Thereby, in the manufacturing method by this invention, while being able to provide easily the 1st sealing part and the 2nd sealing part which can join a Si substrate and a glass substrate, the mounting board | substrate after mounting is mounted. To easily provide a method of manufacturing a wiring board that can disperse stress applied to the bump joint due to deformation caused by thermal expansion, improve the mounting reliability of the wiring board, and further improve the hermetic sealing performance of the functional element. Can do.

しかも、Si基板とガラス基板を接合する熱プレス処理時に発生するガス等がイメージエリア及び第二キャビティエリア内へ侵入することを抑制して、特性劣化のないパッケージ構造とすることができる。   In addition, the gas generated during the hot press process for bonding the Si substrate and the glass substrate can be prevented from entering the image area and the second cavity area, and a package structure without deterioration in characteristics can be obtained.

本発明は、たとえばCCDやCMOSといったイメージセンサとして機能する固体撮像素子等の機能素子を備えた光学系半導体デバイス上にガラスなどの基板を貼り合せた構造を有する配線基板に適用できる。   The present invention can be applied to a wiring board having a structure in which a substrate such as glass is bonded to an optical semiconductor device including a functional element such as a solid-state imaging element that functions as an image sensor such as a CCD or CMOS.

本発明に係る配線基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring board which concerns on this invention. 図1に示す配線基板を実装した状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the state which mounted the wiring board shown in FIG. 本発明に係る配線基板の製造方法の一例を工程順に示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacturing method of the wiring board which concerns on this invention in process order. 図3に続く各工程を示す図である。It is a figure which shows each process following FIG. 本発明に係る配線基板の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the wiring board which concerns on this invention. 図5に示す配線基板を実装した状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the state which mounted the wiring board shown in FIG. 本発明に係る配線基板の他の製造方法の一例を工程順に示す図である。It is a figure which shows an example of the other manufacturing method of the wiring board which concerns on this invention in process order. 図7に続く各工程を示す図である。It is a figure which shows each process following FIG. 多数個のキャビティを設ける構成例を示すモデル図である。It is a model figure which shows the structural example which provides many cavities. 従来の半導体基板を実装した状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the state which mounted the conventional semiconductor substrate. 従来の配線基板を実装した状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the state which mounted the conventional wiring board. 従来の配線基板を実装した状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the state which mounted the conventional wiring board. 従来の配線基板を実装した状態の平面を示す図である。It is a figure which shows the plane of the state which mounted the conventional wiring board.

符号の説明Explanation of symbols

10、40 配線基板、11 第一基板(半導体基板)、12 機能素子、13 導電層、14 封止樹脂層、15 貫通配線、16 第二基板(ガラス基板)、17 第一の封止部、47 第二の封止部、18、48、58 キャビティ、19 バンプ、21 実装基板、23 導電層、31、34 接着エリア、32、35 キャビティエリア、33 イメージエリア。   10, 40 Wiring substrate, 11 First substrate (semiconductor substrate), 12 Functional element, 13 Conductive layer, 14 Sealing resin layer, 15 Through wiring, 16 Second substrate (glass substrate), 17 First sealing portion, 47 Second sealing portion, 18, 48, 58 cavity, 19 bump, 21 mounting substrate, 23 conductive layer, 31, 34 bonding area, 32, 35 cavity area, 33 image area.

Claims (6)

一方の面に機能素子を備えた第一基板と、
前記第一基板の一方の面側に第一の封止部を介し設けられた第二基板と、
前記第一基板の他方の面側に備えられ、前記機能素子と電気的に接続された複数のバンプとを備える配線基板において、
前記第一の封止部は、前記第一基板の外周をなす第一領域に設けられ、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に配されているとともに、
前記機能素子は、前記第一基板の内包に設けられ、
前記機能素子を包囲する第二領域には第二の封止部がさらに設けられ、前記第二の封止部は、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に配されており、
前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記機能素子が存在しない領域である第一キャビティエリアと、前記機能素子が存在する領域である第二キャビティエリアとを、区分するように前記第二の封止部が配されており、両方のエリアに各々、前記バンプ接続部があることを特徴とする配線基板。
A first substrate with functional elements on one side;
A second substrate provided on one surface side of the first substrate via a first sealing portion;
In the wiring board comprising a plurality of bumps provided on the other surface side of the first substrate and electrically connected to the functional element,
The first sealing portion is provided in a first region that forms an outer periphery of the first substrate, and is disposed at a position that does not overlap the bump bonding portion when viewed from the direction in which the first substrate and the second substrate overlap. As well as
The functional element is provided in an inner package of the first substrate,
A second sealing portion is further provided in the second region surrounding the functional element, and the second sealing portion is formed by the bump bonding as viewed from the direction in which the first substrate and the second substrate overlap. It is arranged in a position that does not overlap the part,
In a direction in a plane where the first substrate and the second substrate overlap, a first cavity area that is a region where the functional element does not exist and a second cavity area that is a region where the functional element exists are separated. Thus, the second sealing portion is arranged, and the bump connection portion is provided in each of both areas.
前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記第二キャビティエリアに配された複数の前記バンプ接合部は、前記第二の封止部により、各々のバンプ接合部が孤立した状態にあることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。 In the direction in the plane where the first substrate and the second substrate overlap , the plurality of bump bonding portions arranged in the second cavity area are isolated from each other by the second sealing portion. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is in a finished state. 前記第二の封止部は、格子状をなしていることを特徴とする請求項2に記載の配線基板。   The wiring board according to claim 2, wherein the second sealing portion has a lattice shape. 前記第一基板と前記第二基板の重なる面内の方向において、前記第二の封止部は、バンプ接合部とは関係しない領域に配されており、各々の第二の封止部が孤立した状態にあることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。 In the direction in the plane where the first substrate and the second substrate overlap, the second sealing portion is arranged in a region not related to the bump bonding portion, and each second sealing portion is isolated. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is in a finished state. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の配線基板を製造する方法であって、
前記機能素子を包囲する第二領域にあって、かつ、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向から見て、前記バンプ接合部と重ならない位置に第二の封止部を形成する工程Cと、
前記第一の封止部及び前記第二の封止部を介して前記第一基板と前記第二基板を接合する工程Dと、
を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。
A method for manufacturing a wiring board according to any one of claims 1 to 4,
Forming a second sealing portion at a position in the second region surrounding the functional element and not overlapping with the bump bonding portion when viewed from the overlapping direction of the first substrate and the second substrate; C
Step D for joining the first substrate and the second substrate through the first sealing portion and the second sealing portion;
A method for manufacturing a wiring board, comprising:
前記工程Cは、前記第一基板と前記第二基板の重なる方向において、前記第二キャビティエリアに配された複数の前記バンプ接合部が各々、孤立した状態となるように前記第二の封止部を形成することを特徴とする請求項5に記載の配線基板の製造方法。   In the step C, in the direction in which the first substrate and the second substrate overlap, the second sealing is performed so that the plurality of bump bonding portions arranged in the second cavity area are in an isolated state. The method for manufacturing a wiring board according to claim 5, wherein a portion is formed.
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