专利名称：半导体装置及其利记博彩app
技术领域：
本发明一般涉及半导体装置，更具体说，是涉及使光接收单元与摄影透镜合成一体，成为一组件，并适合用于摄影的半导体装置。
图1是剖面图，画出把摄影透镜与C-MOS传感器半导体芯片合成一体的一种常规半导体装置组件。在图1所示半导体装置组件中，半导体芯片1有一C-MOS传感器，安装在印刷电路板2上，传感器刚性地并用线路焊接在印刷电路板2的线路图案线路2a上，其中，芯片1的光接收表面1a在上部。
用于摄影的透镜3粘附在外壳4上。外壳4固定在印刷电路板2上，其中，透镜3安放在芯片1光接收表面1a上方的指定位置。因此，图1所示小型摄像机半导体装置组件的结构是，半导体芯片安装在板上，而透镜则安放在芯片的上方。此外，在透镜3与半导体芯片1之间安放IR滤波器5。
在外壳4的基板上形成定位销6。通过把销6插入印刷电路板2提供的定位孔7，使外壳4精确地在印刷电路板2定位。因而，粘附在外壳4上的透镜3，相对于安装在印刷电路板2的半导体芯片1的定位，能够容易完成。
具有上述结构的半导体装置组件中，安装电容器、电阻器之类电子部件9的另一块印刷电路板8，安放在印刷电路板2之下。就是说，带有半导体芯片1和外壳4的印刷电路板2，安装在印刷电路板8之上，而电子部件9则安装在印刷电路板8上。
但是，上述常规半导体装置组件，由于它的结构，存在如下缺点。
首先，参考图2，图上画出图1的半导体装置组件各部件布置的平面图，在电子部件9安装在印刷电路板8的情况下，电子部件9安排在印刷电路板2之外，印刷电路板2则安装半导体芯片1和外壳4。因此，印刷电路板8要比印刷电路板2大，从而增大了整个半导体组件的尺寸。
其次，在制作带有光接收单元的半导体芯片的过程中，为了减小半导体芯片1的厚度，要用研磨机研磨半导体芯片1的背面。
因此，半导体芯片1的厚度随个别晶片而起伏。起伏范围通常在正15μm到负15μm之间，而允许的起伏范围约在正30μm到负30μm之间。
由于半导体芯片1厚度的起伏，半导体芯片1的光接收表面1a到透镜3的距离也跟着起伏。
透镜3要安放在离印刷电路板2表面指定的距离上，而光接收表面1a到印刷电路板2表面的距离等于半导体芯片的厚度。因此，当半导体芯片1的厚度增大时，半导体芯片1的光接收表面1a就接近透镜3。当半导体芯片1的厚度减小时，半导体芯片1的光接收表面1a就远离透镜3。
透镜3与半导体芯片1光接收表面1a之间的距离被设定等于透镜3的焦距，使透镜3拍摄的图像精确地成像在光接收表面1a。因此，如果透镜3与半导体芯片1光接收表面1a之间的距离如上所述地起伏，那么会出现非聚焦状态，并导致图像离焦。
第三，在把半导体芯片1安装在印刷电路板2上时，半导体芯片1是用印模设备粘贴并固定在印刷电路板2上的。
该印模设备夹持半导体芯片1是靠抽吸半导体芯片1的表面，亦即形成光接收单元的表面，然后携带并把半导体芯片1放在印刷电路板2上。因为半导体芯片表面已被抽吸设备覆盖，因此，不可能用图像识别方法来识别形成光接收单元的表面。因为，要用图像识别方法识别半导体芯片1的外部形状，并且用该外部形状作为参考来确定半导体芯片在印刷电路板上的位置。
但是，半导体芯片1的光接收表面1a与其外部形状的定位关系不总是相同的。就是说，为了获得单个半导体芯片1，在切割晶片时确定了半导体芯片1的外部形状。光接收表面相对于半导体芯片1外部形状的位置，随切割晶片时的切割位置而改变。因此，透镜3的聚焦位置与光接收表面1a的中心不精确重合的情形，是可能出现的。
第四，作为线路图案2a的一部分而形成的线路焊接焊点，必须围绕半导体芯片布置，因为半导体芯片依靠线路焊接固定在印刷电路板上。因此，必须在印刷电路板2上为焊接的焊点提供地方。上述布置防碍了半导体装置组件的小型化。
最后，半导体装置组件必需的基本厚度，等于透镜3的焦距与半导体芯片1的厚度之和。但是，按照上述常规半导体装置组件，因为对半导体芯片1来说，印刷电路板2放在与透镜3相反的一侧，所以该半导体装置组件的实际厚度，等于透镜3的焦距、半导体芯片1的厚度、与印刷电路板2的厚度之和。
因此，半导体装置组件的厚度增加了印刷电路板2的厚度。此外，当安装电子部件9时，因为印刷电路板8还要装在印刷电路板2之下，该半导体装置组件的实际厚度还要增加印刷电路板8的厚度。
本发明另外的且更为特殊的目的，是提供一种半导体装置组件，它的厚度和面积比常规的装置小，并提供制作该组件的方法。
本发明的上述各个目的，是用一种半导体装置实现的，该半导体装置包括装有功能部件的树脂外壳、由导电材料制成并模制在树脂外壳内的线路图案、从树脂外壳露出的部分线路图案、模制在树脂外壳内的与线路图案连接的电子部件、以及与树脂外壳露出的部分线路图案连接的半导体单元，其中的半导体单元协同树脂外壳中功能部件，提供指定的功能。
按照上面的发明，线路图案是模制在树脂外壳内的，所以不需要支持线路图案的板。该半导体装置能够减小等于该板厚度的厚度。此外，电子部件也模制在树脂外壳内，从而环绕树脂外壳安装电子部件的板也不需要了。因此，减小了该半导体装置的面积，同时也降低了该半导体装置的厚度。
在上述半导体装置中，半导体单元按倒装片方式安装在树脂外壳露出的线路图案部分。
按照上面的发明，该半导体芯片通过伸出的电极安装在树脂外壳的线路图案上。因此，无需为了半导体单元的电连接而在半导体单元周围布线，从而减小了半导体装置的面积。此外，可以夹持电路形成表面相反一侧的半导体芯片背面。因此，可以用识别电路形成表面的图形来安装半导体芯片。所以，能够以高的定位精度把半导体芯片安装在板上。
还有，从树脂外壳露出的部分线路图案，可以从树脂外壳的表面伸出。
因此，可以用树脂外壳伸出的部分线路图案，作为外部的连接端，很容易把该半导体装置安装在别的板上。
树脂外壳可以包括围绕半导体单元伸出至半导体芯片一侧的伸出部分；和从树脂外壳露出、暴露在伸出部分表面上的部分线路图案。
因此，伸出部分的末端提供的线路图案，可以用作外部连接端。
从连接半导体芯片的线路图案表面到伸出的末端的距离，可以比连接半导体芯片的线路图案表面到半导体装置背面的距离更长。
因此，可以用伸出部分的末端提供的线路图案，作为外部连接端，把半导体装置安装在板上。从而，不需要把半导体装置与该板连接的部分。
此外，树脂外壳可以包括直接在电子部件下面伸出的伸出部分，和以模制状态在伸出部分伸延的部分线路图案。因此有可能把线路图案安排在电子部件下面，从而使电子部件下面的线路图案到电子部件有长的距离。因而，即使焊接电子部件的焊料在电子部件下面流动，也可以防止焊料与电子部件下面的线路图案接触。
线路图案可以用金属涂敷或导电树脂形成。因此，可以容易地形成线路图案。
功能部件可以包括用于摄影的透镜，半导体单元是有光接收表面的固态图像感测芯片，而且，用于摄影的透镜与固态图像感测芯片安排在树脂外壳上，使光穿过摄影透镜，入射到固态图像感测芯片的光接收表面。因而，该半导体装置可以有如此小的面积和厚度，以致能安装在移动电子装置之类的装置内。
功能部件还可以包括在其表面有一光阑的滤波器，并且，其中的滤波器可以设在树脂外壳上，把该滤波器放在摄影用透镜和半导体单元之间。因此，可以把滤波器放在摄影用透镜和半导体单元的光接收表面之间，于是能够提供具有高性能的用于摄影的半导体装置。
还有一个目的，是提供一种用于摄影的半导体装置，该装置包括有一开孔的树脂外壳，该开孔从树脂外壳的顶部表面伸延至树脂外壳的底部表面；由导电材料制成并模制在树脂外壳内的线路图案；露出在树脂外壳底部表面上的部分线路图案；与该线路图案连接的电子部件，其中，电子部件是模制在树脂外壳内的；固态图像感测芯片，以倒装片方式与露出在树脂外壳底部表面上的部分线路图案连接；以及安装在外壳顶部表面的摄影用透镜，其中，摄影用透镜与固态图像感测芯片的安排，要能让透过摄影透镜的光，通过树脂外壳的开孔，入射在固态图像感测芯片的光接收表面上。
因此，由于固态图像感测芯片直接安装在树脂外壳上，无需连接固态图像感测芯片的板。所以，该摄影用半导体装置的厚度，基本上等于摄影透镜的焦距与固态图像感测芯片厚度之和。就是说，因为用于连接固态图像感测芯片的板不包括在整个半导体装置之内，可以减小整个半导体装置的厚度。还有，因为摄影透镜与固态图像感测芯片被安排在穿越树脂外壳的开孔的两端，所以可以令固态图像感测芯片上形成电路的表面，通过该开孔面对摄影透镜。此外，当把固态图像感测芯片安装在树脂外壳上时，可以夹持电路形成表面相反一侧的半导体芯片背面，从而可以利用识别图象来放置并安装半导体芯片。因此，能够对半导体芯片的位置以高精度放置并安装该半导体芯片。
用于摄影的半导体装置还可以包括在其表面有一光阑的滤波器，并且，其中的滤波器可以安放在树脂外壳的开孔内，把该滤波器放在用于摄影的透镜和半导体单元之间。
因此，只要把该滤波器放进树脂外壳的开孔内，就可以把滤波器放在摄影透镜与半导体单元的光接收表面之间。所以能够提供高性能的半导体装置。
还有一个目的，是提供制作半导体装置的一种方法，该方法包括如下步骤在金属板上用导电材料形成线路图案；把电子部件与该线路图案连接；形成一树脂外壳，其中，通过把电子部件和线路图案封装在金属板上，把电子部件和线路图案模制在树脂外壳内；从树脂外壳上去除金属板，使部分线路图案露出；和把功能部件粘附在树脂外壳上，该功能部件协同半导体单元提供指定的功能。
因此，能够很容易在树脂外壳内模制线路图案和电子部件，也容易使树脂外壳基板表面上的线路图案露出。所以，能够容易地制作上述半导体装置。
在本方法中，可以在形成线路图案步骤之前，在金属板上形成凹坑部分，以便在凹坑部分安排部分线路图案。
因此，能够容易形成从树脂外壳表面伸出的外部连接端。此外，能够在电子部件下面形成伸出部分，且能够在伸出部分安排线路图案。
在本方法中，可以在形成线路图案步骤之前，通过弯曲而在金属板上形成凹坑部分，以便在凹坑部分安排部分线路图案。
因此，能够容易形成与树脂外壳上凹坑形状对应的伸出部分。可以用伸出末端上的线路图案作为外部连接端。
在本方法中，线路图案可以用金属涂敷形成。因此容易形成线路图案。
在本方法中，可以在用金属涂敷形成线路图案步骤之前，用不同于形成金属板的金属在金属板上涂敷。
因此，在用蚀刻完全去除金属板时，因为用蚀刻去除金属板时，金属板上有不同的金属，蚀刻速度是变化的。如果选择蚀刻速度低的材料或非蚀刻材料，作为与金属板材料不同的材料，能够容易控制蚀刻的完成。
在本方法中，线路图案可以用导电树脂形成。因此，容易形成线路图案。
在本方法中，协同半导体单元提供指定功能的功能部件，可以在去除树脂外壳的金属板的步骤之后，粘附在树脂外壳上。因此容易通过连续的过程，制作提供指定功能的半导体装置。
在本方法中，功能部件可以包括用于摄影的透镜，半导体单元是有光接收表面的固态图像感测芯片，而且，用于摄影的透镜与固态图像感测芯片安排在树脂外壳上，使光穿过摄影透镜，入射到固态图像感测芯片的光接收表面。
因此，容易用树脂外壳把摄影透镜与固态图像感测芯片组合成一体，制作一体的半导体装置。该摄影用半导体装置的面积和厚度是这样小，以致能够放进便携式电子装置之类的装置内。
本发明还有一个目的，是提供一种用于摄影的半导体装置，该装置包括带有摄影透镜的透镜夹持器、装有该透镜夹持器的树脂模制体、对着安装透镜夹持器的面而安装在树脂模制体底面的固态图像感测芯片、以及支承树脂模制体的板，其中，该板在安装树脂模制体的地方有一开孔，并把固态图像感测芯片安装在树脂模制体的底面，令该固态图像感测芯片安排在开孔内。
按照上述发明，固态图像感测芯片放在板的开孔内。因此，板的厚度不包括在摄影用半导体装置的总高度内。所以能够减小摄影用半导体装置的总高度，从而能够制作薄型的摄影用半导体装置。
本发明还有一个目的，是提供制作半导体装置的一种方法，该方法包括如下步骤把从底面有电极伸出的树脂模制体，用该电极安装在一板上；和在树脂模制体用电极与板连接之后，通过板内设置的开孔，把固态图像感测芯片安装在该树脂模制体的底面。
按照上述发明，是在连接树脂模制体之后，才连接固态图像感测芯片。因此，固态图像感测芯片暴露在外部大气中的时间很短，从而使尘埃之类粘附在固态图像感测芯片上的可能性很低。因此能够防止固态图像感测芯片的光接收表面粘有尘埃等等，使图像质量下降。
在结合附图阅读以下详细说明后，本发明的其他目的、性能、和优点，将变得更为明显。
图3画出按照本发明的半导体装置组件的剖面图。图3所示半导体装置组件包括半导体芯片10、线路图案12a、和外壳14。半导体芯片10和外壳14分别对应于图1中的半导体芯片1和外壳4。线路图案12a对应于图1中在印刷电路板2上形成的线路图案2a。
就是说，按照本发明的半导体装置组件没有图1所示印刷电路板2，且模制在外壳14内的线路图案12a从外壳14的表面露出。半导体芯片10伸出的电极10a，是用各向异性导电树脂16按倒装片方式安装在线路图案12a上。虽然线路图案是在板上形成的，但该板在制作半导体装置组件过程中被去除，并最后成为图3所示的情形。去除该板的过程将在稍后解释。
在线路图案12a的背面，即在外壳14一侧，电子部件9用焊料9a焊接。就是说，在电子部件9安装在线路图案12a上之后，用构成外壳14的树脂，模制电子部件9与线路图案12a。
外壳14的用途，如稍后说明那样，不仅支承摄影透镜，还与半导体芯片10构成执行各种功能的半导体装置组件。
按照上述实施例，与半导体芯片10有关的电子部件9被模制在外壳14内，并如图4所示那样安排在半导体芯片10的区域之内。因此，电子部件9不安排在外壳14之外，于是，半导体装置组件的外形不会变大。此外，如图1所示那种放置电子部件9的印刷电路板8不需要了，于是半导体装置组件的厚度能够减小等于印刷电路板8的厚度。还有，因为支承半导体芯片的线路图案12a，是通过把线路图案12a模制在外壳14内的方式固定的，所以不需要图1中的印刷电路板2。因而，半导体装置组件的厚度能够再减小等于印刷电路板2的厚度。
按照本发明实施例制作半导体装置组件的方法，稍后还将进一步解释。
对本发明第一实施例的摄影用半导体装置，参照图5解释如下。图5画出本发明第一实施例的摄影用半导体装置的剖面图。在图5中，与图1中相同的部件用相同的参考数字表示，并略去对它们的解释。
按照本发明第一实施例的摄影用半导体装置的结构，固态图像感测芯片10A被用作半导体芯片10，和外壳14A被用作上面附有透镜3的外壳14。相应地，与固态图像感测芯片10A连接的电子部件9，被模制在带有摄影透镜3的外壳14A内。所以，按照本发明第一实施例的摄影用半导体装置，在水平投影面积上，有比图1的摄影用半导体装置面积更小的面积。
此外，在本发明第一实施例的摄影用半导体装置中，安放电子部件9的印刷电路板，即图1的印刷电路板8，不再需要。还有，支承固态图像感测芯片10A即半导体芯片10的线路图案12a，通过模制在外壳14A内而固定。因而，供放置固态图像感测芯片10A的印刷电路板即图2的印刷电路板2，也不再需要了。因此，按照本发明第一实施例的摄影用半导体装置，在高度方向测量的大小即厚度，比图1的摄影用半导体装置更小。
如上所述，按照本发明第一实施例的摄影用半导体装置，其面积和厚度，都小于图1的摄影用半导体装置的面积和厚度。
下面解释外壳14A的结构。
外壳14A有一几基本上在中央的通孔。来自摄影透镜3的光，经过该通孔，入射在固态图像感测芯片10A的光接收表面12Aa上。在摄影透镜3与固态图像感测芯片10A的光接收表面12Aa之间，放置IR滤波器5。该IR滤波器5放在外壳14A通孔的台阶部分上，并用粘合剂20固定。IR滤波器5在透镜3一侧有一光阑5a，具有指定大小的开孔。
外壳14A通孔中的摄影透镜3，设置在与固态图像感测芯片10A相对的一侧，并用透镜夹持帽22固定。透镜夹持帽22用粘合剂24固定在外壳14A上。因此，入射在摄影透镜3上的光，被摄影透镜3聚焦并通过光阑5a与IR滤波器5，入射在固态图像感测芯片10A的光接收表面12Aa上。
如上所述，按照把线路图案12a模制在外壳14A内的方式，把线路图案12a放在外壳14A的基板上，又按倒装片方式，把固态图像感测芯片10A伸出的电极(凸块)14Ab安装在线路图案12a上。在外壳14A的基板上形成外部连接端26，作为线路图案12a的伸延部分。
图6是平面图，画出上述摄影用半导体装置各部件的排列。图6中最外面的线与外壳14A的外形对应。带阴影的中心区域对应于固态图像感测芯片10A的光接收表面12Aa。
下面，参照图7至图18，解释图5所示摄影用半导体装置的利记博彩app。图7至图18是各个视图，一步一步地表明摄影用半导体装置的制作过程。在图7至图18各图中，(b)是平面图，而(a)是沿平面图(b)的点划线的剖面图。
首先，如图7所示，制备板12，作为构成线路图案12a的基板。板12是厚度0.1mm的薄铜板。
下一步，如图8所示，用腐蚀法、冲压法等，在板12的指定地方形成凹坑28。凹坑28是凹陷部分，用于形成外部连接端26，且形成在图6所示外部连接端26的位置上。
之后，如图9所示，在板12的全部表面涂以感光胶30。然后，如图10所示，去除构成线路图案12a的感光胶28。感光胶28的去除，用熟知的技术如曝光处理或显影处理完成。
在上述过程之后，如图11所示，在去除感光胶28的地方形成线路图案12a。线路图案12a是用电解电镀或涂以导电膏，把铜淀积在去除感光胶28的地方而形成。在使用电解电镀时，最好先用不同于铜即板12所用材料的金属，如金、镍等电镀，然后再电镀铜。这是因为蚀刻板12时，由于金或镍与铜的蚀刻速度的差别，蚀刻停止在金或镍层上，只去除板12。
下一步，如图12所示，去除剩下的感光胶30。线路图案12a如上所述在板12上形成。凹坑28中的涂敷部分，与外部连接端26对应。接着，如图13所示，按照板12上线路图案指定的位置，安装并焊接电子部件9。
之后，如图14所示，用树脂模制外壳14A。外壳14A形成在该线路图案12a所形成的一侧。因此，电子部件9、线路图案12a、和外部连接端26都模制在外壳14A内。
下一步，如图15所示，用蚀刻法去除板12。不过，如果在图11所示涂敷过程中涂敷金或镍，那么，能够只去除铜而防止线路图案12a和外部连接端26被去除，所以这一次是完成铜的蚀刻，因为该板是用铜形成的。在去除板12之后，剩下的是底面上露出线路图案12a和外部连接端26的外壳14A。也可以把板12剥离，代替用蚀刻法去除板12。
在板12被去除后，因为外部连接端26形成在板12的凹坑28中，所以外部连接端26从外壳14A底面伸出。因此，例如把按照本实施例的摄影用半导体装置，与另一板连接时，很容易用伸出的外部连接端26与另一板连接。但是，不必总是需要把外部连接端26伸出。只要求把外部连接端26与线路图案12a在外壳14A的底面上露出。在此情形下，不必在板12上形成凹坑28。
在板12被去除后，如图16所示，用各向异性的导电树脂16，把固态图像感测芯片10A，按倒装片方式安装至外壳14A底面露出的线路图案12a上。
之后，如图17所示，把上表面有光阑5a的IR滤波器5装配进外壳14A，并用粘合剂固定。然后，如图18所示，把透镜3装配进外壳14A，并用透镜夹持帽22固定，于是，摄影用半导体装置即告完成。
下面，参照图19和20，解释按照本发明第二实施例的摄影用半导体装置。图19画出按照本发明第二实施例的摄影用半导体装置的剖面图。图20是图19中A部分的放大图。在图19和20中，与图5中相同的部件用相同参考数字表示，并略去对它们的解释。
按照本发明第二实施例的摄影用半导体装置，基本上与上述本发明第一实施例有相同的结构。第二实施例与第一实施例的差别，在于外壳14A的结构。就是说，按照本发明第二实施例的摄影用半导体装置，用外壳14B代替外壳14A。因此，第一实施例的外部连接端26用外部连接端26A代替。
如图19和20所示，外壳14B有伸出部分14Ba，靠近固态图像感测芯片10A，从固态图像感测芯片10A的背面10Ac伸出。外部连接端26A形成在该伸出部分14Ba上。因此，外部连接端26A从固态图像感测芯片10A的背面10Ac伸出。
按上述情形，当摄影用半导体装置放在一平面上时，该摄影用半导体装置由外部连接端26A固定。因此，按照本发明的摄影用半导体装置，例如能够用外部连接端26A，放在并安装在印刷电路板上。因而，不需要准备柔性板之类的板，供与外部装置连接，于是可以降低使用该摄影用半导体装置的设备的价格和尺寸。
下面，参照图21和22，解释按照本发明第二实施例的摄影用半导体装置的利记博彩app。
按照本发明第二实施例，摄影用半导体装置的利记博彩app，基本上与图7至18所示本发明第一实施例相同，只有图21所示过程不同。
就是说，按照本发明第二实施例，摄影用半导体装置的利记博彩app过程中，在形成线路图案12a之前，通过如图21那样把板12弯曲，形成相对大的凹陷部分32。用图21所示过程代替图7所示过程。
为了形成线路图案12a，在板12的两个面都涂布感光胶30。图22所示过程对应于图9的过程。在图22之后的过程，与按照第一实施例制作摄影用半导体装置的方法相同，并略去对它们的解释。
下面，参照图23和24，解释按照本发明第三实施例的摄影用半导体装置。图23画出按照本发明第三实施例的半导体装置的剖面图。图24是图23中A部分的放大图。图25是一视图，画出图23中A部分上各部件的排列。在图23至25中，与图5部件相同的部件用相同参考数字表示，并略去对它们的解释。
按照本发明第三实施例的摄影用半导体装置，除了外壳14A的结构外，基本上与本发明第一实施例的装置有相同的结构。就是说，按照本发明第三实施例的摄影用半导体装置，用外壳14C代替第一实施例的外壳14A。
如图23所示，外壳14C包括在电子部件9下面伸出的伸出部分14Ca。如图24所详细指出的，线路图案12a的一部分伸延至伸出部分14Ca。就是说，伸延至电子部件9下面的线路图案12a，被模制在伸出部分14Ca内。因此，可以把线路图案12a安排在电子部件9下面，从而在线路图案12a与焊接电子部件9的焊料9a之间，有足够的距离。
图26是一视图，表明没有形成伸出部分，而把线路图案12a安排在电子部件9下侧的情形。在此情形下，如图26的A部分所示，线路图案12a与电子部件9之间的距离是非常短的。此外，在焊接电子部件9的焊料9a在电子部件9内部流动时，焊料9a有可能与伸延至电子部件9下面的线路图案12a接触。
但是，如果伸出部分14Ca形成在外壳14C上，且线路图案12a模制在伸出部分14Ca内，那么，在伸延至电子部件9下面的线路图案12a与电子部件9之间，以及在伸延至电子部件9下面的线路图案12a与焊接电子部件9的焊料9a之间，可以有足够的距离。因此，有可能把线路图案12a安排在电子部件9的下面，并能改善线路图案12a设计的灵活性。
同时，能够用与图11所示的过程一样的过程制作伸出部分14Ca。就是说，在板12上形成线路图案12a之前，在电子部件9的所在位置形成凹坑，并把线路图案12a形成在凹坑内。
下面，参照图27，解释按照本发明第四实施例的摄影用半导体装置40。图27-(a)按照本发明第四实施例，画出摄影用半导体装置的平面图，而图27-(b)按照本发明第四实施例，画出摄影用半导体装置的剖面图。
在本实施例中的摄影用半导体装置40，包括外壳41和板42。摄影透镜44和固态图像感测芯片10A都安放在外壳41上。外壳41则安装在板42上。
在本实施例中，外壳41分开地由透镜夹持器41A与用树脂制作的树脂模制体41B构成。摄影透镜44安装在透镜夹持器41A的近乎中央部分。在摄影透镜44的上部形成开孔部分41Aa，以便透镜44拍摄。在摄影透镜44下面形成光阑41Ab。IR滤波器45安装在光阑41Ab下面。
具有上述结构的透镜夹持器41A，安放在树脂模制体41B上，在树脂模制体41B的中部设有开孔41Ba。在本实施例与第三实施例中，电子部件都放在树脂模制体41B内部。从底面41Bb伸出的伸出部分41Bc上，形成外部连接端41Bd。在本实施例中，把电子部件设置在树脂模制体41B内部，以及形成外部连接端41Bd，都可以通过与第三实施例相同的方法实现，因而省略对它们的解释。
固态图像感测芯片10A按倒装片方式安装在树脂模制体41B的底面41Bb。固态图像感测芯片10A的光接收表面10Aa，通过树脂模制体41B的开孔部分41Ba，面对摄影透镜44。因此，能够用摄影透镜44在光接收表面10Aa上成像。
在本实施例中，通过外壳41的树脂模制体41B底面41Bb上形成的外部连接端41Bd，把外壳41安装在板42上。
板42包括聚酰亚胺膜42A和线路42B。线路42B形成在聚酰亚胺膜42A膜上，并用薄铜板、铜箔之类制成。固态图像感测芯片10A连接在树脂模制体41B的底面41Bb上，由于存在该固态图像感测芯片10A，所以在板42上要形成开孔部分41a。
举例说，固态图像感测芯片10A的厚度是600μm或更小。另外，板42的厚度是100μm或更小。外部连接端41Bd从树脂模制体41B基面41Bb的伸出高度约80μm。那么，板42的厚度与外部连接端41Bd的伸出高度之和，远小于固态图像感测芯片10A的厚度。摄影用半导体装置40的总高度，是外壳41的高度和固态图像感测芯片10A的厚度之和。在本实施例中，因为固态图像感测芯片10A放在板42上形成的开孔部分41a之内，所以板42的厚度与外部连接端41Bd的伸出高度，不包括在摄影用半导体装置40的总高度中。因为摄影用半导体装置40通常都装进小型的设备内，诸如移动设备内，所以能够从摄影用半导体装置40的总高度中减去板42的厚度，是本发明的明显优点。
图28是平面图，画出图27所示板的一个例子。环绕板42的开孔，设置电极焊盘42b。外壳41中树脂模制体41B底面41Bb上的外部连接端41Bd，与电极焊盘42b连接。电极焊盘42b通过线路42B，与板42的末端用引线连接。
虚设焊盘(电极焊点)42c安排在板42开孔部分41a各个角的邻域。虚设凸块42c不与线路42B连接，因而虚设凸块42c在电上是被隔离的。虚设焊盘42c是为与树脂模制体41B四个角上形成的虚设凸块(虚设伸出部分)对应而形成的。树脂模制体41B的虚设凸块，是与伸出部分41Bc和外部连接端41Bd一起形成的。但是，因为安装在树脂模制体41B底面41Bb的固态图像感测芯片10A的电极，不与虚设凸块连接，所以该虚设凸块在电上是被隔离的。树脂模制体41B的虚设凸块，通过与板42的虚设焊盘42c连接，把板42各角固定在树脂模制体41B上。
如果板42各角不幸未能固定，那么在制作过程中以及经长时间使用后，各角可能发生卷曲或向后弯曲。当把外部连接端41Bd设置在板42开孔部分41a的四个角邻域，把该外部连接端41Bd与板42的电极焊盘42b连接，就可以把板42的各个角固定。但是，随固态图像感测芯片10A电极位置的不同，不一定把外部连接端41Bd安排在板42开孔部分41a的四个角邻域。在此情形下，也可以用树脂模制体41B把开孔部分41a的四个角邻域固定，以防止板42开孔部分41a各角产生卷曲或向后弯曲。如果外部连接端41Bd形成在开孔部分42a的四个角上，则不一定要形成虚设凸块，从而要安排的不是虚设焊盘42c，而是电极焊盘42b。
图29画出板42的另一个例子的平面图。图29所示板42的开孔部分41a有一开孔并呈缺少一边的矩形。由于开孔部分41a取这种形状，所以能够容易地把固态图像感测芯片10A放进开孔部分42a。对开孔部分42a的这种形状，用虚设凸块来连接四个角是有作用的。
图30-(a)是平面图，画出把加强板粘附在图28所示板42的背面的情形，且画出的是从线路42B一侧看见的板42。图30-(b)是侧视图，画出把加强板粘附在图28所示板的背面的情形。板42开孔部分42a的周边有窄的宽度，故易于使板弯曲。在把树脂模制体41B安装在板42上时，如果板42发生弯曲，可能产生树脂模制体41B的定位间隙或不满意的连接。因此，用粘合剂之类，把加强板43粘贴在板42开孔部分41a的周边，从而防止发生弯曲。
对加强板43和板42的基板，可能需要使用聚酰亚胺膜。加强板43的厚度约50μm至100μm。如果加强板43较好地取50μm至100μm，则板42的厚度和加强板43的厚度之和，比固态图像感测芯片10A的厚度小，于是，摄影用半导体装置40能有足够小的厚度，便于装进小型的设备内。
图31-(a)是平面图，画出把加强板46粘附在图29所示板42的背面的情形，且画出的是从线路42B一侧看见的板42。图31-(b)是侧视图，画出把加强板46粘附在图29所示板42的背面的情形。图31中加强板46的优点和图30中加强板46的优点相同，因而省略相同的解释。在本特定情况下，开孔部分41a有一开孔并呈缺少一边的矩形。因此，易于发生板42的弯曲。所以，在板42上设置加强板43是重要的。
下面，参考图32，说明摄影用半导体装置40的利记博彩app。
虽然首先要形成树脂模制体41B，但树脂模制体41B的形成方法与本发明第一实施例中外壳41A的利记博彩app相同，所以省略详细的解释。
树脂模制体41B的制作过程画在图32-(a)至(c)。如图32-(a)所示，金属板50在与树脂模制体41B伸出部分对应的位置有凹陷部分，在该金属板50上形成线路图案，并把电子部件9安装在线路图案上。下一步，如图32-(b)所示，用树脂模制法形成树脂模制体41B。之后，如图32-(c)所示，去除金属板50。
另一方面，图33画出安装电子部件9前金属板50的平面图。在一整块金属板上形成多块金属板50。首先，如有必要，在整块金属板上形成与伸出部分41Bc对应的凹陷部分52和与虚设凸块对应的凹陷部分52A。然后，在凹陷部分52与凹陷部分52A上形成外部连接端41Bd，并且在整块金属板上形成安装电子部件9的电极焊点54。在整块金属板上形成连接固态图像感测芯片10A的电极焊点56。还在整块金属板上形成线路图案58，用于电极焊点56与电极焊点54的连接、电极焊点56与外部连接端41Bd的连接、和电极焊点54与外部连接端41Bd的连接。外部连接端41Bd、电极焊点54、电极焊点56、和线路图案58，都用相同过程形成，该过程如上面本发明第一实施例所述，使用感光胶。在电极焊点54和56及线路图案58都在整块金属板上形成之后，把整块金属板切割成小片的金属板50。与金属板50对应的区域，在图33中由虚线包围的区域表示。
图34是剖面图，画出电子部件9安装在其上的金属板50的情形。电子部件9用导电膏与电极焊点54连接。一般使用焊料作导电膏，在本实施例中，使用银(Ag)膏60。
在本实施例中，电极焊点54和56及线路图案58，都从下到上完全涂敷例如钯(Pd)、镍(Ni)、钯(Pd)、金(Au)层。在用导电膏把电子部件9安装在电极焊点54上之后，用树脂模制方法形成树脂模制体41B。之后，去除金属板50，从而露出电极焊点54和56及线路图案58。
如果是用焊料把电子部件9安装在电极焊点54上，则在焊料焊接部分的邻域，有可能发生电极焊点54和线路图案58从树脂模制体41B剥离。在此情形下，在焊接电极焊点54和线路图案58之后，可以在电极焊点54和线路图案58的焊料焊接部分邻域，观察到变色的出现。变色的出现可能是由于线路图案和焊料成分发生化学化合而产生的。因为在变色出现的地方，常常发生这类剥离，所以认为剥离是线路图案和焊料成分发生化学化合的结果。
据此，在本实施例中，电子部件9用银(Ag)膏60焊接，因为过去银膏一直被用作芯片焊接材料。一般认为，使用焊料既不会出现变色，用银(Ag)膏焊接电子部件9也不会出现剥离。因此，对电子部件9的焊接，首先把适量的银(Ag)膏涂在金属板50的电极焊点54上。然后，在电子部件9由装配器放在指定位置之后，使银(Ag)膏热熔，从而使电子部件9完全固定在电极焊点54上。
这里，再参照图32，继续说明摄影用半导体装置40的利记博彩app。
如图32-(d)所示，由图32-(a)至(c)过程形成的树脂模制体41B，被安装在板42上。此时，固态图像感测芯片10A还未安装到树脂模制体41B上。下一步，如图32-(e)所示，把固态图像感测芯片10A在板42开孔部分42a的适当位置准确定位，并用焊接安装在树脂模制体41B上。最后，安装设有摄影透镜44和IR滤波器45的透镜夹持器41A，并用粘合剂之类完全固定在树脂模制体41B上，从而完成摄影用半导体装置40。
在上述制作过程中，在树脂模制体41B安装在板42上之后，再把固态图像感测芯片10A安装在树脂模制体41B上。假如在树脂模制体41B安装在板42上之前，把固态图像感测芯片10A安装在树脂模制体41B上，则固态图像感测芯片10A的光接收表面10Aa在树脂模制体41B的安装过程中是暴露的。
因为树脂模制体41B的安装过程中包括焊料的再流动过程，因此在再流动炉中，存在极大的可能性，使尘埃或外界物体粘附在固态图像感测芯片10A的光接收表面10Aa上。因为摄影的光入射在固态图像感测芯片10A的光接收表面10Aa上，光接收表面10Aa粘附的尘埃或外界物体，对图像有不良影响。
为了防止这类尘埃或外界物体的粘附，在本实施例中，在把树脂模制体41B安装在板42上的板安装过程之后，才实施固态图像感测芯片的安装过程，即把固态图像感测芯片10A安装在树脂模制体41B上。以此减少固态图像感测芯片10A光接收表面10Aa暴露在外部大气中的时间，从而，防止因粘附尘埃而降低产品的产出率。
此外，固态图像感测芯片10A的耐热温度，一般约为230℃，接近低熔点焊料的熔点，后者约为220至230℃。因此，在把固态图像感测芯片10A安装在树脂模制体41B之后，把树脂模制体41B安装在板42上时，不能用低熔点焊料。在此情况下，必须换用比低熔点焊料熔点更低的焊料，如熔点接近180℃的焊料，诸如无铅焊料。无铅焊料的焊接能力低于低熔点焊料的焊接能力。因此，使用无铅焊料的产品的可靠性可能低。但是，按照本发明的本实施例，如上所述，是把树脂模制体41B安装在板42上的板安装过程之后，才实施固态图像感测芯片安装过程，即把固态图像感测芯片10A安装在树脂模制体41B上。因此，当把树脂模制体41B安装在板42上时，可以使用各种连接材料，包括低熔点焊料。
本发明不受上述各实施例的限制，在不偏离本发明的范围内，可以作出各种变化和修改。
本专利申请是基于2001年2月28申请的日本优先专利申请No.2001-055735，和2001年10月12申请的专利No.2001-315672，本文引用以上申请的全部内容，供参考。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征在于包括带有功能部件的树脂外壳(14、14A、14B、14C)；用导电材料制成并模制在树脂外壳(14、14A、14B、14C)内的线路图案(12a)，部分线路图案(12a)从树脂外壳(14、14A、14B、14C)露出；与线路图案(12a)连接的电子部件(9)，且电子部件(9)是模制在树脂外壳(14、14A、14B、14C)内的；和与从树脂外壳(14、14A、14B、14C)露出的部分线路图案(12a)连接的半导体单元(10、10A)。
2.按照权利要求1的半导体装置，特征在于，半导体单元(10、10A)是按倒装片方式，安装在从树脂外壳(14、14A、14B、14C)露出的部分线路图案(12a)上。
3.按照权利要求1或2的半导体装置，特征在于，从树脂外壳(14、14A、14B、14C)露出的部分线路图案(12a)，是从树脂外壳(14、14A、14B、14C)的表面伸出的。
4.按照权利要求1或2的半导体装置，特征在于，树脂外壳(14、14A、14B、14C)包括环绕半导体单元伸出至半导体芯片一侧的伸出部分(26、26A)，以及从树脂外壳(14、14A、14B、14C)露出的部分线路图案(12a)，暴露在该伸出部分(26、26A)的表面上。
5.按照权利要求4的半导体装置，特征在于，从连接半导体芯片(10、10A)的线路图案(12a)表面到伸出部分(26、26A)末端之间的距离，比从连接半导体芯片(10、10A)的线路图案(12a)表面到半导体装置背面的距离更长。
6.按照权利要求1至5之一的半导体装置，特征在于，树脂外壳(14、14A、14B、14C)包括直接在电子部件下面伸出的伸出部分(14Ca)，和按模制方式在伸出部分(14Ca)上伸延的部分线路图案(12a)。
7.按照权利要求1至6之一的半导体装置，特征在于，线路图案(12a)是用金属涂敷方法形成的。
8.按照权利要求1至6之一的半导体装置，特征在于，线路图案(12a)是用导电树脂(16)形成的。
9.按照权利要求1至8之一的半导体装置，特征在于，功能部件包括摄影透镜(3)，该半导体单元是带有光接收表面(10Aa)的固态图像感测芯片(10A)，并且摄影透镜(3)与固态图像感测芯片(10A)安装在树脂外壳(14、14A、14B、14C)上，使通过摄影透镜(3)的光入射在固态图像感测芯片(10A)的光接收表面(10Aa)上。
10.按照权利要求9的半导体装置，特征在于，功能部件还包括在其表面带有光阑(5a)的滤波器(5)，且其中的滤波器(5)放在树脂外壳(14、14A、14B、14C)上，使该滤波器(5)位于摄影透镜(3)和半导体单元(10A)之间。
11.一种摄影用半导体装置，其特征在于包括带有开孔的树脂外壳(14A、14B、14C)，开孔从树脂外壳(14A、14B、14C)的上表面伸延至该外壳的下表面；用导电材料制成并模制在树脂外壳内的线路图案(12a)，部分线路图案在树脂外壳的底面上露出；与线路图案(12a)连接的电子部件(9)，且电子部件(9)是模制在树脂外壳(14A、14B、14C)内的；固态图像感测芯片(10A)，按倒装片方式，安装在树脂外壳底面上露出的部分线路图案(12a)上；和安装在外壳(14A、14B、14C)上表面的摄影透镜(3)；其中，摄影透镜(3)与固态图像感测芯片(10A)的排列，要使通过摄影透镜(3)的光，通过树脂外壳的开孔，入射在固态图像感测芯片(10A)的光接收表面(10Aa)上。
12.按照权利要求11的摄影用半导体装置，其特征还在于包括在其表面带有光阑(5a)的滤波器(5)，且其中的滤波器(5)放在树脂外壳(14A、14B、14C)的开孔内，使该滤波器(5)位于摄影透镜(3)和半导体单元(10A)之间。
13.一种制作半导体装置的方法，特征在于包括如下步骤在金属板(12)上形成用导电材料制成的线路图案(12a)；把电子部件(9)与线路图案(12a)连接；形成树脂外壳(14)，通过在金属板(12)上封装电子部件(9)和线路图案(12a)，把电子部件(9)和线路图案(12a)模制在该外壳内；通过去除树脂外壳(14)中的金属板(12)，露出部分线路图案(12a)；和把功能部件粘附在树脂外壳(14)上，该功能部件协同半导体单元(10)提供指定的功能。
14.按照权利要求13的半导体装置利记博彩app，特征在于，在形成线路图案(12a)步骤之前，在金属板(12)上形成凹坑部分(28)，在该凹坑部分(28)中形成部分线路图案(12a)。
15.按照权利要求13或14的半导体装置利记博彩app，特征在于，在形成线路图案(12a)步骤之前，通过弯曲，在金属板(12)上形成凹坑部分(28)。
16.按照权利要求13至15之一的半导体装置利记博彩app，特征在于，线路图案(12a)是用金属涂敷方法形成的。
17.按照权利要求16的半导体装置利记博彩app，特征在于，在用金属涂敷方法形成线路图案(12a)步骤之前，用与形成金属板(12)的金属不同的金属，涂敷金属板(12)。
18.按照权利要求13至15之一的半导体装置利记博彩app，特征在于，线路图案(12a)是用导电树脂(16)形成的。
19.按照权利要求13至15之一的半导体装置利记博彩app，特征在于，在去除树脂外壳(14)中的金属板(12)步骤之后，把协同半导体单元(10)提供指定功能的功能部件，粘附在树脂外壳(14)上。
20.按照权利要求19的半导体装置利记博彩app，特征在于，功能部件包括摄影透镜(3)，该半导体单元(10)是带有光接收表面(10Aa)的固态图像感测芯片(10A)，并且摄影透镜(3)与固态图像感测芯片(10A)安装在树脂外壳(14)上，使通过摄影透镜(3)的光入射在固态图像感测芯片(10A)的光接收表面(10Aa)上。
21.一种摄影用半导体装置(40)，其特征在于包括带有摄影透镜(44)的透镜夹持器(41A)；安放透镜夹持器(41A)的树脂模制体(41B)；安装在树脂模制体(41B)底面的固态图像感测芯片(10A)，该底面对着安放透镜夹持器(41A)的表面；和安装树脂模制体(41B)的板(42)；其中，该板在树脂模制体(41B)安装的地方，有一开孔(41a)，且固态图像感测芯片(10A)安装在树脂模制体(41B)的底面，要使该固态图像感测芯片(10A)被安放在该开孔(41a)中。
22.按照权利要求21的摄影用半导体装置，其特征还在于包括在树脂模制体(41B)中形成一穿透的孔，且其中透镜夹持器(41A)的摄影透镜(44)，通过该孔，面对固态图像感测芯片(10A)的光接收表面(10Aa)。
23.按照权利要求21的摄影用半导体装置，其特征还在于包括从树脂模制体(41B)表面伸出的电极(41Bd)，该树脂模制体(41B)上安装着固态图像感测芯片(10A)，其中，通过该电极把树脂模制体(41B)安装在板上。
24.按照权利要求23的摄影用半导体装置，其特征还在于包括在该板上形成并露出在树脂模制体(41B)表面的电极焊点(42c)和线路图案(42B)，其中的电板(41Bd)从树脂模制体(41B)表面伸出；和模制在树脂模制体(41B)内的电子部件，要使该电子部件能与电极焊点(42c)连接。
25.按照权利要求24的摄影用半导体装置，特征在于，电子部件是用银(Ag)膏与电极焊点(42c)连接的。
26.按照权利要求23的摄影用半导体装置，其特征还在于包括在树脂模制体(41B)上形成的虚设的伸出部分，其位置与板(12)一个角的邻域对应，该虚设的伸出部分与电极(41Bd)有相同的结构，只是在电上是隔离的，和在电上隔离的电极焊点(42c)，设置在板(12)上并与在电上隔离的虚设伸出部分连接。
27.按照权利要求21的摄影用半导体装置，其特征还在于包括加强板(43)，在树脂模制体(41B)安装的区域粘附在板(42)上，以增强树脂模制体(41B)。
28.一种制作半导体装置的方法，特征在于包括如下步骤借助从树脂模制体(41B)底面伸出的电极(41Bd)，把树脂模制体(41B)安装在板(42)上；和在借助电极(41Bd)把树脂模制体(41B)与板(42)连接之后，通过板(42)中提供的开孔(41a)，把固态图像感测芯片(10A)安装在树脂模制体(41B)的底面。
全文摘要
一种半导体装置,包括:装有功能部件的外壳(14、14A、14B、14C);用导电材料制成并模制在树脂外壳(14、14A、14B、14C)中的线路图案(12a);从外壳(14、14A、14B、14C)露出的部分线路图案(12a);与线路图案(12a)连接的电子部件(9),其中的电子部件(9)是模制在树脂外壳(14、14A、14B、14C)内的;以及连接在外壳(14、14A、14B、14C)露出的部分线路图案(12a)上的半导体单元(10、10A)。
文档编号H04N5/335GK1373519SQ0114396
公开日2002年10月9日 申请日期2001年12月27日 优先权日2001年2月28日
发明者誉田敏幸, 辻和人, 小野寺正德, 青木广志, 小林泉, 森屋晋, 海谷宽 申请人:富士通株式会社