半导体装置以及具有该装置的光学装置用模块的制作方法

专利名称：半导体装置以及具有该装置的光学装置用模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及提高防止水以及异物从通气路向半导体元件浸入的效 果的半导体装置以及具有该半导体装置的光学装置用模块。
背景技术：
目前，对于将CCD( Charge Coupled Device )图像传感器以及CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等的光信号变 换为电信号的受光半导体装置来说，在使用陶瓷或塑料等的中空封装件 内在密封状态下封装半导体元件等，所以，成为湿气以及废物等不会从 外部侵入的结构。图12是示出作为现有受光半导体装置的一例的固体摄像装置的简 略结构的剖视图。该固体摄像装置100是具有成为基座的电路基板101、 在电路基板101上设置的固体摄像元件(受光元件)102、以及在电路 基板101上通过粘结部103以覆盖固体摄像元件102的方式所安装的覆 盖体104。固体摄像装置100构成覆盖体104的内部为空腔的中空封装 件，固体摄像元件102配置在覆盖体104的内部。在覆盖体104的内部， 以与固体摄像元件102对置的方式配置透光性覆盖部105。透光性覆盖 部105通过粘结部106安装在覆盖体104上。在透光性覆盖部105和电 路基板101 (固体摄像元件102)之间，形成空间S。电路基板101由陶 瓷或玻璃环氧树脂等构成，并且电路基板101和固体摄像元件102相互 通过接合线(bonding wire ) 107电连接。对于覆盖体104来说，在中央 内部保持镜筒108，镜筒108在内部保持进行对位后透镜109。图12的固体摄像装置100为如下结构在电路基板101上通过粘 结部103配置覆盖体104，在覆盖体104的内部容纳固体摄像元件102。 因此，难以将固体摄像装置100小型化。因此，在专利文献1中，公开了能够进一步小型化的固体摄像装置。 图13是专利文献1的固体摄像装置的剖视图。该固体摄像装置200为 如下结构在固体摄像元件202上通过粘结部203粘结有透光性覆盖部 205。此外，以覆盖部205的表面露出的方式，利用由具有通气性的树脂构成的铸模树脂207对固体摄像元件202以及透光性覆盖部205进行 铸模。并且，在铸模树脂207上，通过粘结部(未图示)对保持透镜206 的透镜筒208进行粘结。在固体摄像装置200中，由于不需要在透镜筒 (覆盖体)208内部容纳固体摄像元件202,所以，与固体摄像装置IOO 相比较，能够进一步小型化。在此，在图13的固体摄像装置200中，在固体摄像元件202和透 光性覆盖部205之间形成中空部209。由于该中空部209是密封的空间， 所以，存在在覆盖部205的内表面产生结露(condensation)的情况。因此，在专利文献2中，作为防止产生这样的结露的措施，公开了 具有通气路的固体摄像装置。图14是示出专利文献2的固体摄像装置 300的部分结构的平面图(俯视图)，图15是图14的固体摄像装置300 的C-C横剖面视图。如图15所示，对于专利文献2的固体摄像装置 300来说，由于在固体摄像元件302和透光性覆盖部305之间形成有中 空部309,所以，存在在覆盖部305的内表面产生结露的情况。因此， 作为防止产生结露的措施，在粘结固体摄像装置302和透光性覆盖部 305的粘结部303上形成通气路。具体地，如图14,在固体摄像装置300中，形成从中空部310连通 到外部的通气路311。粘结部303的区域比透光性覆盖部305宽，通气 路311形成在覆盖部305的外侧的粘结部303。利用该通气路311，固 体摄像元件302的表面环境与外部大气(ambient air)相同，所以，能 够防止在覆盖部305上产生结露。此外，该通气路3U的形状复杂，起 到防止水/人通气路311向中空部309浸入的作用。另一方面，在专利文献3中公开了如下照相机器件(固体摄像装置) 在具有固体摄像元件的基板上，彼此具有间隔地层叠两个透镜基板。但是，在专利文献2的结构中，能够利用通气路311防止产生结露， 但是，存在在制造时(特别是在切割(dicing)步骤时)会从通气路311 浸入水或水以及异物的问题。另一方面，在专利文献3的结构中，由于在两个透镜基板间形成间 隔(中空部)，所以，存在产生结露的可能性。但是，在专利文献3中， 没有记载任何应对结露的措施。专利文献1日本特开2004 - 296453号公报(2004年10月21日 公开)专利文献2 日本特开2005 -322809号公报(2005年11月17日 公开)专利文献3 日本特表2005 - 539276号公报(2005年12月22曰 公开)发明内容因此，本发明是鉴于所述问题而进行的，其目的是提供一种能够有 效地防止来自通气路的水或异物侵入的半导体装置以及具有该装置的 光学装置用模块。即，为了达到所述目的，本发明的半导体装置具有半导体元件、覆 盖半导体元件的覆盖部、以及粘结半导体元件和覆盖部的笫一粘结部， 在半导体元件和覆盖部之间形成第一中空部，在第 一粘结部中形成从第 一中空部连通到外部的第一通气路，其特征在于，笫一通气路在从覆盖 部露出的部分形成遮断笫一通气路的遮断部。根据所述结构，由于形成从第一中空部连通到外部的第一通气路， 所以，能够防止覆盖部产生结露。并且，第一通气路在从覆盖部露出的 部分由遮断部遮断。因此，能够利用遮断部有效地防止水以及异物从第 一通气路向第一中空部浸入。为了达到所述目的，本发明的光学装置用;f莫块的特征在于，具有本 发明的半导体装置和将外部光导入到所述半导体元件的透镜单元，在本 发明的半导体装置中，覆盖部具有透光性，半导体元件是具有排列有多 个将透过所述覆盖部的光变换为电信号的受光元件的有效像素区域的 固体摄像元件，所述第 一粘结部以避开有效像素区域的方式形成。根据所述结构，内置作为本发明半导体装置的一个实施方式的固体 摄像装置，所以，能够实现可有效地防止水或异物从第一通气路浸入的 光学装置用模块。为了达到所述目的，本发明的光学装置用^f莫块具有半导体装置和透 镜单元，其特征在于，在所述半导体装置中，覆盖部具有透光性，半导 体元件是具有排列有多个将透过所述覆盖部的光变换为电信号的受光 元件的有效像素区域的固体摄像元件，所述第 一粘结部以避开有效像素 区域的方式形成，所述透镜单元将外部光导入所述半导体元件。根据所述结构，由于内置作为本发明半导体装置的一个实施方式的固体摄像装置，所以，能够实现可有效地防止水或异物从第一通气路浸 入的光学装置用模块。并且，本发明的其他目的、特征和优点可由下面所示的描迷而充分 了解。此外，本发明的优点将通过参考附图的下述说明而变得清楚。


图l是示出本发明的固体摄像装置的简略结构的平面图。图2是图1的固体摄像装置的A-A横剖面视图。图3是示出本发明的另一固体摄像装置的简略结构的平面图。图4是示出图3的固体摄像装置的制造方法的平面图。图5是示出本发明的光学装置用模块的简略结构的剖视图。图6是示出在本发明的固体摄像装置的通气路形成的遮断部的立体图。图7是示出本发明的固体摄像装置的遮断部的另一形态的立体图。 图8是示出本发明的另一光学装置用模块的简略结构的剖视图。 图9是示出本发明的又一光学装置用模块的简略结构的剖视图。 图IO是示出图8的光学装置用模块的粘结部以及通气路的结构的图。图11是图10的结构中的E-E横剖面视图。图12是示出现有的固体摄像装置的简略结构的平面图。图13是示出专利文献1的固体摄像装置的剖视图。图14是示出专利文献2的固体摄像装置的部分结构的平面图。图15是图14的固体摄像装置的C-C横剖面视图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。并且，以下，对本 发明的半导体装置是具有固体摄像元件作为半导体元件的固体摄像装 置的情况进行说明。实施方式1图1以及图2是示出本发明实施方式1的固体摄像装置(半导体装 置)1的简略结构的图，图1是从其上部观察固体摄像装置1的主表面 (一个面)的平面图(俯视图)，图2是图1的固体摄像装置1的A-A横剖面视图。固体摄像装置1的主要结构是固体摄像元件(半导体元件)2、覆 盖部4、粘结固体摄像元件2以及覆盖部4的粘结部(第一粘结部)5、 进行固体摄像元件2的信号处理的信号处理部8。对于固体摄像元件2来说，将形成有半导体电路的半导体基板(例 如单晶硅基板)形成为俯视图为矩形的形状。固体摄像元件2例如是 CCD (charge-coupled device) 图像传感器、CMOS (complementary metal-oxide semiconductor)图像传感器、VMIS图像传感器(Threshold Voltage Modulation Image Sensor)。在固体摄像元件2中形成矩阵状配 置有多个受光元件(像素)的有效像素区域3。有效像素区域3在固体 摄像元件2的主表面(表面)的中央部形成为俯视图为矩形的形状。此 外，受光元件将成像在有效像素区域3上的被拍摄图像(透过覆盖部4 的光)变换为电信号。覆盖部4由透光性材料(例如玻璃)构成，以至少覆盖有效像素区 域3的方式，与固体摄像元件2对置配置。并且，固体摄像元件2(有 效像素区域3)和覆盖部4彼此不接触。此外，覆盖部4的尺寸比固体 摄像元件2小。这样，覆盖部4以与固体摄像元件2的主表面对置并至 少覆盖有效像素区域3的方式配置，所以，能够从外部保护有效像素区 域3。即，能够保护有效像素区域3不受外部的湿气、尘埃(污染物、 碎屑)等损害。并且，也可以在覆盖部4的背面(与固体摄像元件2对 置的面)形成红外线反射层。此外，也可以在覆盖部4的表面形成用于 防止重像(ghost)的防反射层。对于粘结部5来说，以不遮断有效像素区域3以及覆盖部4之间的 光路的方式(以不妨碍摄像的方式)，在有效像素区域3的周围形成为 俯视图为矩形的环状。如图2，粘结部5以在有效像素区域3以及覆盖 部4之间形成中空部(空间，第一中空部)9的方式粘结固体摄像元件 2和覆盖部4。即，覆盖部4以及粘结部5构成覆盖固体摄像元件2的 覆盖体。如下所述，在粘结部5中形成从中空部9连通到外部的通气路 (第一通气路)7。此外，通气路7在从覆盖部4露出的部分形成遮断 通气路7的遮断部11 (后述)。这样，粘结部5形成在不遮断覆盖部4以及有效像素区域3之间的 光路的区域。因此，能够不降低光信号的受光效率地形成粘结部5以及通气路7。并且，对于粘结部5来说，例如，优选包括紫外线硬化树脂等感光 性粘结剂。由此，能够应用光刻技术形成具有高精度的形状且具有高精 度对位后的通气路7的粘结部5。并且，能够一次形成多个这样的图形 精度较高的粘结部5。信号处理部8是进行固体摄像元件2的信号处理的信号处理电路 部。具体地，信号处理部8起到控制固体摄像元件2的动作、适当地处 理从固体摄像元件2输出的信号并产生所需信号的控制部(图像处理装 置)的功能。例如，信号处理部8具有放大电路部(模拟信号电路部)， 对利用有效像素区域3的受光元件变换后的电信号进行放大处理，并将 该电信号作为模拟信号进行输出；模拟/数字变换处理电路部，将该模拟 信号变换为数字信号；DSP ( digital signal processor),控制固体摄像元 件2的动作；CPU,根据程序进行各种运算处理；ROM,存储该程序； 存储各处理过程的数据等的RAM等电子部件。并且，利用这些电子部 件控制固体摄像装置1整体。在本实施方式中，信号处理部8与有效像素区域3邻接配置，在形 成信号处理部8的区域不形成粘结部5。即，避开信号处理部8来形成 粘结部5。因此，信号处理部8从粘结部5露出。并且，在固体摄像装置1中，在粘结部5 (覆盖部4)和固体摄像 元件2的主表面的外围端(芯片端)之间配置多个接合焊盘6，作为用 于连接固体摄像元件2和外部电路(未图示)的端子。接合焊盘6未被 覆盖部4覆盖。由此，覆盖部4的平面尺寸(size)形成得比固体摄像 元件2的平面尺寸(size)小，谋求固体摄像元件2的小型化。对于固体摄像装置1来说，通过覆盖部4将来自外部的光引入到内 部，利用在固体摄像元件2的有效像素区域3所配置的受光元件接收图 像。对于固体摄像装置l来说，在有效像素区域3以及覆盖部4之间形 成中空部9，所以，透过覆盖部4的来自外部的光原样地入射到有效像 素区域3，不会在光路中途产生光损失。在此，如上所述，在固体摄像装置l中，由于在固体摄像元件2和 透光性覆盖部4之间形成中空部9,所以，存在在覆盖部4的背面产生 结露的情况。因此，作为防止产生结露的措施，在粘结固体摄像元件2 和透光性覆盖部4的粘结部5中形成通气路7。通气路7以从中空部9连通到外部的方式形成在粘结部5中。在专利文献2的固体摄像装置300 (参考图14)中，也形成有通气 路311。但是，防止水或水以及异物从通气路311浸入的效果不充分。因此，在固体摄像装置l中，在通气路7的从覆盖部4露出的部分 形成遮断通气路7的遮断部11。在此，详细地说明通气路7。通气路7从中空部9连通到固体摄像 装置l的外部，防止覆盖部4的内部结露。通气路7的形状没有特别限 定，能够根据粘结部5的形状任意地设定。在本实施方式的固体摄像装置1中，通气路7成为具有连通到中空 部9的第一开口端部7a、连通到外部的第二开口端部7b、设置在第一 开口端部7a以及第二开口端部7b之间并且捕捉水的捕捉部(第一捕捉 部)7c。这样，通气路7具有的第一开口端部7a以及第二开口端部7b 分别设置在粘结部5的中空部9侧以及外部侧，在通气路7的第一开口 端部7a以及第二开口端部7b之间存在捕捉通气路7内的水的捕捉部(第 一捕捉部)7c。因此，即使在切割步骤以后的制造步骤中，从外部通过 第二开口端部7b侵入水或水以及异物，也能够由捕捉部7c捕捉(留下) 水以及异物。此外，在固体摄像装置l中，第二开口端部7b不贯通粘结部5，而 是在中途被遮断。由此，与第二开口端部7b贯通粘结部5的情况相比， 能够提高防止水以及异物侵入的效果。除了这样的通气路7以夕卜，在通气路7的从覆盖部4露出的部分形 成遮断通气路7的遮断部11。换言之，通气路7的外部侧的开口端部不 贯通到粘结部5的侧面(端面)。即，对于通气路7来说，在比覆盖部 4更靠近外侧，遮断通气路7。因此，能够利用遮断部ll有效地防止水 以及异物从通气路7向中空部9浸入。即，该遮断部11起到在通气路7 所形成的堤坝(dam)的功能。图6是将图1中的遮断部11附近放大后的立体图。如图6,在固体 摄像装置1中，遮断部11形成在水以及异物最容易浸入的粘结部5的 侧面。因此，能够更有效地防止水以及异物/人通气路7向中空部9浸入。 并且，在固体摄像装置l中，遮断部11为粘结部5，所以，能够在形成 粘结部5的同时形成遮断部11。遮断部11不限定于形成在粘结部5的側面。图7是示出另一遮断部ll的结构的立体图。如图7,遮断部11如果形成在从覆盖部4露出 的通气路7中，则没有特别地限定。此外，通气路7的深度也没有特别地限定，如图6，通气路7的深 度可以比粘结部5的厚度小，如图7，通气路7的深度也可以与粘结部 5的厚度相等。换言之，在通气路7的底部可以存在粘结部5,也可以 不存在粘结部5。但是，在图7的结构中，例如，也能够利用构图，与 粘结部5同时形成通气路7。因此，优选通气路7的深度与粘结部5的 厚度相等。另外，在专利文献2的固体摄像装置300 (参考图14)中也形成有 通气路3U。但是，为了提高防止水以及异物向中空部309浸入的效果， 通气路311的形状变得复杂。并且，本发明人等明确了在将由固体摄像 元件所接收的光信号变换为电信号时，产生原因不明的噪声，由于该噪 声而在画面上带状地产生明暗差。在专利文献2中，也没有记栽任何防 止在固体摄像装置300中产生噪声的措施。本发明人等用心研究了专利文献2的固体摄像装置300中产生噪声 的原因。其结果是，确定产生噪声的原因是信号处理部部分地被粘结部 覆盖。即，确定由于粘结部存在覆盖信号处理部的区域和不覆盖信号处 理部的区域，所以，粘结部的介电常数对信号处理部的处理产生影响， 成为噪声显示在画面上。因此，在本实施方式的固体摄像装置1中，避开信号处理部8来形. 成粘结部5。即，在信号处理部8的全部区域，不形成粘结部5。由此， 粘结部5不会对信号处理部8的信号处理产生影响。因此，能够降低在 信号处理部8中产生的噪声。因此，能够防止粘结部5的介电常数对信 号处理部8产生影响而成为噪声显示在画面上。在此，在固体摄像装置l中，在信号处理部8中，针对模拟信号电 路部、特别是对由受光元件变换后的电信号进行放大处理的放大电路部 的噪声影响较大。因此，在固体摄像装置l中，优选至少避开模拟信号 电路部、特别是放大电路部来形成粘结部5。这样，若避开信号处理部 8来形成粘结部5，则能够降低容易产生噪声的模拟信号电路部以及放 大电路部的噪声。并且，以至少避开噪声的影响特别大的模拟信号电路 部以及》文大电路部的方式形成粘结部5即可。.此外，在固体摄像装置1中，第一开口端部7a以及第二开口端部7b都具有向捕捉部7c突出的突出壁7d。因此，成为如下结构第二开 口端部7b的长度延长突出壁7d的长度部分，在切割步骤时，水更难以 从外部通过第二开口端部7b浸入。此外，例如，在水向捕捉部7c浸入 的情况下，也防止捕捉部7c中所捕捉的水在捕捉部7c的内壁传输而到 达第一开口端部7a,水难以从捕捉部7c通过第一开口端部7a向中空部 9浸入。此外，在固体摄像装置l中，粘结部5在俯视图中是矩形环状，通 气路7沿着粘结部5的一边形成。这样，若将粘结部5作成矩形环状， 则能够简单地进行粘结部5的布局设计。并且，由于沿着粘结部5的一 边5a形成通气路7，所以，能够容易地确保形成通气路7的区域(或捕 捉部)。并且，若仅沿着粘结部5的一边5a形成通气路7，则能够谋求 固体摄像装置1的小型化。并且，在图1的固体摄像装置1中，避开信号处理部8来形成粘结 部5。但是，粘结部5也可以以覆盖信号处理部8的整体的方式形成。 图3是粘结部5覆盖信号处理部8的全部区域的固体摄像装置10的俯 视图 固体摄像装置IO也可得到与图1的固体摄像装置l相同的效果。 即，在固体摄像装置10中，信号处理部8的整体(全部区域)由粘结 部5覆盖。由此，粘结部5不部分地影响信号处理部8。即，粘结部5 对信号处理部8的信号处理的全部产生影响。因此，能够减小在信号处 理部8中产生的噪声。此外，若如图1所示避开信号处理部8形成粘结部5、或者如图3 所示覆盖信号处理部8的整体形成粘结部5,则其形状不特别限定，例 如，参考专利文献2，能够设定为各种形状。在此，说明固体摄像装置10的制造方法的一例。图4是示出固体 摄像装置的制造方法的图。在固体摄像元件2上，使用公知的光刻技术 进行图形形成(构图)，由此，在半导体晶片20的各固体摄像元件2 上形成具有通气路7的形状的粘结部5,并且粘结覆盖部4,由此，制 造固体摄像装置10。若进行构图，则能够对半导体晶片20的各固体摄 Y象元件2同时形成多个粘结部5以及通气路7。具体地，在图4的上部分是示出在形成于半导体晶片20上的固体 摄像元件2的主表面(具有有效像素区域3的平面)，在有效像素区域 3周围的适当区域预先形成的覆盖部4通过粘结部5进行粘结的状态的图。对于各覆盖部4来说，在固体摄像元件2的一个面，在有效像素区 域3的周围区域适当进行对位后，根据粘结部5所使用粘结剂的性质， 使用红外线照射或热硬化等适当的方法进行粘结。图4的下部分是图4的上部分的B - B线的剖^L图。粘结部5作成 包围在有效像素区域3以及覆盖部4之间所形成的中空部9的外周部的 结构，由此，能够防止由尘埃的侵入附着以及划伤等导致的在有效像素 区域3中产生不良。此外，在粘结部5中设置通气路7，由此，将在使 用环境下浸入中空部9的湿气或者在中空部9中产生的湿气向外部排 出。由于在有效像素区域3以外的区域进行覆盖部4的粘结(粘结部5 的形成)，所以，能够排除针对有效像素区域3的物理应力。在分割线20a处进行适当切割(分割)，将粘结有覆盖部4的固体 摄像元件2从半导体晶片20分离，形成固体摄像装置IO。对于粘结有 覆盖部4的固体摄像元件2来说，在该粘结所使用的粘结部5中具有在 切割步骤时阻止水从外部向中空部9浸入的结构的通气路7，所以，能 够防止水与碎屑等异物作为尘埃附着在有效像素区域3，并且能够防止 在有效像素区域3的表面上产生损伤。并且，固体摄像装置10的说明是一例，并不限定于此。例如，除 了粘结部5的形状以外，能够与专利文献2的制造方法相同地制造固体 摄像装置10。对于本实施方式的固体摄像装置1来说，例如，能够作为光学装置 用模块来应用。图5是示出本发明的光学装置用模块的简略结构的剖祝 图。光学装置用模块30例如是照像机模块，在布线基板40上，装栽所 述的固体摄像装置l,并且，透镜单元50以与覆盖部4对置的方式通过 粘结部(第二粘结部)53而设置。此外，固体摄像装置1和透镜单元 50由塑膜树脂60塑膜。粘结部53以在覆盖部4以及透镜单元50之间 形成中空部(空间，第二中空部)89的方式粘结覆盖部40和透镜单元 50。布线基板40由印刷基板、陶资基板等构成。透镜单元50用于将来 自外部的光导入到固体摄像元件2，并且安装有透镜51和在内部保持透 镜51的透镜架(也可以称为筒体，光路划定器，或透镜筒)52。并且， 在布线基板40上装栽未图示的数字信号处理器(称为DSP)等。此外， 固体摄像元件2和布线基板40利用接合线41彼此电连接。对于光学装置用模块30来说，安装利用覆盖部4保护有效像素区域的固体摄像元件2。由此，在光学装置用模块30的制造中，在安装固体摄像元件2以后的步骤中，不会在固体摄像元件2的有效像素区域的表面上附着尘埃，所以，即使在清洁度较低的生产环境下也能够进行制造。因此，能够实现成品率提高、步骤简化以及价格降低的光学装置用 模块及其制造方法。并且，光学装置用模块30的结构也能够作成图8以及图9所示的 结构。图8以及图9是分别示出与图5不同的光学装置用模块70、卯 的剖视图。光学装置用模块70、 90是没有图5中的透镜架52的结构。 具体地，在图5的光学装置用模块30中，由透镜51和保持透镜51的 透镜架52构成透镜单元50。与此相对，在图7的光学装置用模块70中， 由透光性基板81和在透光性基板81上形成的第一透镜部82构成透镜 单元。此外，在图8的光学装置用模块90中，由透光性基板81、在透 光性基板上形成的笫一透镜部82和在覆盖部4上形成的凸状的第二透 镜部83构成透镜单元。并且，光学装置用模块70、 90的任何一个的透 光性基板81的背面成为凹形状(凹部)。在光学装置用模块70中，利 用透光性基板81表面的凸状第一透镜部82以及背面的凹部发挥透镜功 能 另一方面，在光学装置用模块90中，利用透光性基板81表面的凸 状第一透镜部82、背面的凹部、以及覆盖部4上的凸状第二透镜部83， 发挥透镜功能。并且，优选第一透镜部82以及第二透镜部83由容易控制成型的形 状的树脂构成。此外，也可以在透光性基板81上形成用于防止重像的 防反射层。这样，在图8的光学装置用模块70中，.由于透镜单元具有透光性 基板81和在透光性基板81上形成的第一透镜部82,所以，能够利用晶 片工艺在透光性基板81上形成第一透镜部82。因此，能够容易且高精 度地设定固体摄像元件2的有效像素区域(受光面)3和笫一透镜部82 的光学距离，并且，能够大量生产。此外，在光学装置用模块80中， 由于没有在覆盖部4上形成第二透镜部83，所以，覆盖部4的表面为平 面。若覆盖部4的表面是平面，并且若在固体摄像元件2上适当地对覆 盖部4进行对位，则不需要覆盖部4和第一透镜部82的光轴调整。另一方面，在图9的光学装置用模块90中，除了图8的光学装置用^=莫块70的结构以外，透镜单元具有形成在覆盖部4上的第二透镜部 83。并且，利用笫一透镜部82、第二透镜部83以及透光性基板81的背 面的凹部，发挥透镜功能。由此，与图8的光学装置用模块70相比， 能够缩短固体摄像元件2的有效像素区域(受光面)3和第一透镜部82 的光学距离。因此，光学装置用模块90能够更薄型化。并且，由于能 够一体地形成覆盖部4和第二透镜部83，所以，当在固体摄像元件2上 适当地对覆盖部4进行对位时，也能够同时进行覆盖部4和第二透镜部 83的光轴调整。
在此，在图8以及图9的光学装置用模块70、 90中，粘结部53以 在覆盖部4以及透光性基板81之间形成中空部(空间，第二中空部) 89的方式粘结覆盖部4和透光性基板81。因此，在覆盖部4和透光性 基板81之间也存在产生结露的可能性。
因此，在图8以及图9的光学装置用模块70、 90中，在粘结部53 中，形成/人中空部89连通到外部的通气路87。即，粘结部53起到粘结 覆盖部4和透光性基板81的作用、和在中空部89中形成通气路87的 作用。这样，若形成从中空部89连通到外部的通气路87，则能够防止 中空部89内发生结露。因此，能够有效地防止水以及异物从通气路87 向中空部89的浸入。
图IO是示出图8的光学装置用;f莫块70中的粘结部53以及通气路 87的结构的图，图11是图10的结构中的E-E横剖面视图。并且，图 10的上部分是示出透光性基板81的背面的图。
如图10~图11，在光学装置用模块70中，通气路87成为具有连 通到中空部89的第三开口端部87a、连通到外部的第四开口端部87b、 和设置在第三开口端部87a以及第四开口端部87b之间并捕捉水的捕捉 部(第二捕捉部)87c。这样，通气路87具有的第三开口端部87a以及 第四开口端部87b分别设置在粘结部53的中空部89侧以及外部侧，并 且在通气路87的第三开口端部87a以及第四开口端部87b之间存在捕 捉通气路87内的水的捕捉部87c。因此，即使在切割步骤以后的制造步 骤中，水或水以及异物通过第四开口端部87b侵入，也能够由捕捉部87c 捕捉(留下)水以及异物。
并且，优选第二捕捉部87c是比第三开口端部87a的形状大的形状。 由此，能够防止在第二捕捉部87c中捕捉的水以及异物通过第三开口端
16部87a侵入中空部89。因此，能够防止覆盖部4的表面的异物附着以及 损伤。
并且，图10的通气路87以及第二捕捉部87c的形状是一例，各形 状没有特别地限定。此外，在覆盖部4上形成第二透镜部83的图9的 光学装置用模块90中，也能够同样地形成通气路87。
此外，光学装置用模块70例如可以如下地制造。在此，说明切割 一个平板来形成多个透光性基板81的例子。首先，在玻璃或塑料等具 有透光性的平板上(表面)，使用树脂等材料利用成型单元，等间隔地 形成多个凸状的第一透镜部82。另一方面，在平板的背面利用成型单元 形成凹部。由此，成为在多个透光性基板81上形成有第一透镜部82的 平板。并且，笫一透镜部82以及凹部的形状根椐所需的光学特性设定 即可，可以是球表，也可以是非球面。
接下来，在该平板的背面，以具有图10所示的通气路87的方式， 利用构图形成由紫外线硬化型树脂构成的粘结部53。并且，根据所需的 光学特性，在形成于图4所示的半导体晶片20上的覆盖部4上，利用 粘结部53粘结平板。在调整第一透镜部82和固体摄像元件2的光轴、 并且高精度地对覆盖部4和平板进行对位后的状态下进行该粘结。
接下来，利用切割将平板分断为各透光性基板81,由此，形成与半 导体晶片20上的各固体摄像元件2对应的透光性基板81。由此，若对 半导体晶片20进行切割，则形成光学装置用;f莫块70。这样，若由一个 平板形成多个透光性基板81，则能够简化透光性基板81的形成。
并且，在图4中，在半导体晶片20的各固体摄像元件2上粘结覆 盖部4。但是，也可以在将覆盖部4粘结到固体摄像元件2上之前，在 将透光性基板81粘结到覆盖部4上之后，将覆盖部4粘结到半导体晶 片20上。
在光学装置用模块70中，由于在粘结部53上形成通气路87,所以， 在切割步骤时有水浸入通气路87中的情况下，也能够由捕捉部87c捕 捉水。由此，能够阻止在切割步骤时浸入通气路87中的水浸入到中空 部89(光路上)。因此，能够防止由侵入到光路上的水或异物导致的图 像不良。
并且，在本实施方式中，作为半导体元件的一例，使用固体摄像元 件，作为半导体装置的一例，使用固体摄像装置，但是，代替固体摄像装置，也可以使用半导体激光器元件作为半导体元件，应用将电输入变 换为光的半导体激光器装置作为半导体装置。此外，代替透光性的覆盖
部4，也可以使用由不具有透光性的材料构成的覆盖部。
如上所述，本发明的半导体装置是如下结构第一通气路在从覆盖
部露出的部分具有遮断第一通气路的遮断部。由此，起到能够有效地防
止来自笫 一通气路的水或异物浸入的效果。
在本发明的半导体装置中，优选所述遮断部形成在第一粘结部侧面。
根据所述结构，遮断部形成在水以及异物最容易浸入的第一粘结部 的側面。因此，能够更有效地防止水以及异物从第一通气路向笫一中空 部浸入。
在本发明的半导体装置中，优选所述遮断部是第一粘结部的一部分。
根据所述结构，由于遮断部是第一粘结部的一部分，所以，能够在 形成第一粘结部的同时形成遮断部。因此，将遮断部的形成简化。
在本发明的半导体装置中，具有进行半导体元件的信号处理的信号 处理部，优选所述第一粘结部以覆盖信号处理部的整体的方式形成。
根据所述结构，信号处理部的整体(全部区域)被第一粘结部覆盖。 由此，第一粘结部不会部分地影响信号处理部。即，粘结部影响信号处 理部的信号处理的全部。因此，能够降低在信号处理部中产生的噪声。 即，能够防止覆盖部产生结露，并且降低在半导体元件的信号处理部产 生的噪声。
在本发明的半导体装置中，其特征在于，具有进行半导体元件的信 号处理的信号处理部，避开信号处理部形成第一粘结部。
根据所述结构，与覆盖信号处理部的全部区域(整体)的情况相比， 能够扩大第一通气路的区域，所以，能够提高防止结露的效果。并且， 能够减少第一粘结部的使用量。
并且，根据所迷结构，第一粘结部以避开信号处理部的方式形成。 即，在信号处理部的全部区域都不形成第一粘结部。由此，第一粘结部 不影响信号处理部的信号处理。因此，能够降低在信号处理部中产生的 噪声。即，能够防止在覆盖部产生结露，并且降低在半导体元件的信号 处理部中产生的噪声。在本发明的半导体装置中，优选所述信号处理部是模拟信号电路部。
根据所述结构，以覆盖噪声的影响特别大的模拟信号电路部的全部 区域的方式，或者避开模拟信号电路部地形成粘结部。因此，能够降低 容易产生噪声的模拟信号电路部的噪声。
在本发明的半导体装置中，也可以是如下结构所迷覆盖部具有透 光性，所述半导体元件是具有有效像素区域的固体摄像元件，该有效像 素区域排列多个将透过所述覆盖部的光变换为电信号的受光元件，所述 第一粘结部避开有效像素区域形成。
根据所述结构，半导体元件例如是CCD图像传感器或CMOS图像 传感器等的处理光信号的固体摄像元件。因此，能够将本发明的半导体 装置作为固体摄像装置来应用。
并且，根据所述结构，第一粘结部避开有效像素区域地形成。即， 第一粘结部形成在不遮断覆盖部以及有效像素区域之间的光路的区域。 因此，能够不使光信号的受光效率降低地形成第 一粘结部以及第一通气 路 *
在本发明的半导体装置中，适于所述信号处理部是对由受光元件变 换后的电信号进行放大处理的放大电路部的情况。
在本发明的半导体装置是固体摄像装置的情况下，对于放大电路部 来说，噪声的影响特别大。根椐所述结构，以覆盖该模拟信号电路部的 全部区域的方式、或者避开模拟信号电路部地形成第一粘结部。因此， 在固体摄像装置中，能够降低噪声的影响特别大的模拟信号电路部的噪 声。并且，适于放大电路部进行噪声的影响特别大的模拟信号处理的情 况。
在本发明的半导体装置中，优选所述第一通气路具有连通到所述第 一中空部的第一开口端部、连通到外部的第二开口端部、在第一开口端 部和第二开口端部之间设置并捕捉水的第一捕捉部。
根据所述结构，第一通气路具有的第一开口端部以及第二开口端部 分别设置在第一粘结部的第一中空部侧以及外部侧，在第一通气路的第 一开口端部以及第二开口端部之间存在捕捉第一通气路内的水的第一
捕捉部。因此，在切割步骤以后的制造步骤中从外部通过第二开口端部 侵入水或水以及异物，也能够由第一捕捉部捕捉(留下)水以及异物。并且，优选第一捕捉部的形状比第一开口端部的形状大。由此，能 够防止由第一捕捉部捕捉的水以及异物通过第一开口端部向第一中空 部侵入。因此，能够防止半导体元件的主面表面的异物附着以及发生损伤。
在本发明的半导体装置中，优选所述第一粘结部是矩形环状，所述 第一通气路沿着所述第一粘结部的至少一边形成。
根据所述结构，由于将第 一粘结部作成在平面图上为矩形的环状， 所以，能够容易地进行第一粘结部的布局设计。并且，沿着第一粘结部 的至少一边形成第一通气路，所以，能够容易地确保形成第一通气路的 区域(或第一捕捉部)。
并且，笫一通气路也可以跨过第一粘结部的多个边的一个或多个来 形成。但是，为了谋求半导体装置的小型化，优选仅在粘结部的一边形 成第一通气路。
本发明的光学装置用模块的特征在于，具有本发明的半导体装置和 将外部光导入到所述半导体元件中的透镜单元，其中在本发明的半导体 装置中，覆盖部具有透光性，半导体元件是具有排列有多个将透过所述 覆盖部的光变换为电信号的受光元件的有效像素区域的固体摄像元件， 所述第一粘结部避开有效像素区域形成。
根据所迷结构，内置作为本发明半导体装置的一个实施方式的固体 摄像装置，所以，能够实现可有效地防止来自第一通气路的水或异物浸 入的光学装置用模块。
在本发明的光学装置用^f莫块中，优选在半导体装置的覆盖部的第一 粘结部的形成面的相反面具有粘结透镜单元的第二粘结部，在覆盖部和 透镜单元之间形成第二中空部，在第二粘结部中形成从第二中空部连通 到外部的第二通气路。
根据所迷结构，由于形成从第二中空部连通到外部的第二通气路， 所以，能够防止在透镜单元或覆盖部产生结露(第二中空部内的结露)。 因此，能够有效地防止水以及异物从第二通气路向第二中空部浸入。
在本发明的光学装置用片莫块中，优选所述第二通气路具有连通到所 述第二中空部的第三开口端部、连通到外部的第四开口端部、在第三开
口端部和第四开口端部之间设置并且捕捉水的第二捕捉部。
根据所述结构，第二通气路具有的第三开口端部以及第四开口端部的任何一个都设置在第二粘结部的第二中空部内，并且在第二通气路的 第一开口端部和第二开口端部之间存在捕捉第一通气路内的水的第二
捕捉部。因此，即使在切割步骤以后的制造步骤中水或水以及异物从外 部通过第三开口端部侵入，也能够由第二捕捉部捕捉(留下)水以及异 物。
在本发明的光学装置用模块中，优选透镜单元具有透光性基板和在 透光性基板上形成的第 一透镜部。
根椐所述结构，透镜单元具有透光性基板和在透光性基板上形成的 第一透镜部。由此，能够利用晶片工艺在透光性基板上形成第一透镜部。 因此，能够容易且高精度地设定固体摄像元件的有效像素区域(受光面) 和第一透镜部的光学距离，并且，能够大量生产。
在本发明的光学装置用模块中，优选透镜单元还具有在覆盖部上形 成的笫二透镜部。
根据所述结构，透镜单元具有在覆盖部上形成的笫二透镜部，利用 第一透镜部以及第二透镜部发挥透镜功能。由此，与不具有第二透镜部 的情况相比，能够进一步缩短固体摄像元件的有效像素区域(受光面) 和第一透镜部的光学距离。因此，能够提供更薄型的光学装置用模块。
对于本发明的半导体装置来说，例如，能够适当地用作装栽在照像
机或视频记录摄像机(video recorder camera)等光学装置中的固体摄像 装置。
本发明不限于所述实施方式，能够在技术方案所示的范围内进行各 种改变。即，将在技术方案所示的范围内进行的适当改变的技术手段的 组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
发明的技术内容，不应狭义地解释为仅限定成这样的具体例子，能够在 本发明的精神和所附技术方案的范围内进行各种变化来实施。
权利要求
1.一种半导体装置(1)，具有半导体元件(2)、覆盖半导体元件(2)的覆盖部(4)以及粘结半导体元件(2)和覆盖部(4)的第一粘结部(5)，在半导体元件(2)和覆盖部(4)之间形成第一中空部(9)，在第一粘结部(5)中形成从第一中空部(9)连通到外部的第一通气路(7)，其特征在于第一通气路(7)在从覆盖部(4)露出的部分形成有遮断第一通气路(7)的遮断部(11)。
2. 根据权利要求1的半导体装置(1 ),其特征在于 所述遮断部(11)形成在第一粘结部(5)的侧面。
3. 根据权利要求1的半导体装置(1 )，其特征在于 所述遮断部(ll)是第一粘结部(5)的一部分。
4. 根据权利要求1的半导体装置(1 ),其特征在于 具有进行所述半导体元件(2)的信号处理的信号处理部(8)， 所述第一粘结部(5)以覆盖信号处理部(8)的整体的方式形成。
5. 根据权利要求1的半导体装置(1 ),其特征在于 具有进行所迷半导体元件(2)的信号处理的信号处理部(8)， 所述第一粘结部(5)以避开信号处理部(8)的方式形成。
6. 根据权利要求4的半导体装置(1)，其特征在于 所述信号处理部(8)是模拟信号电路部。
7. 根据权利要求4的半导体装置(1 )，其特征在于 所述覆盖部(4)具有透光性，所述半导体元件(2)是具有排列多个将透过所述覆盖部(4)的光 变换为电信号的受光元件的有效像素区域(3)的固体摄像元件， 所述第一粘结部(5)以避开有效像素区域(3)的方式形成。
8. 根据权利要求7的半导体装置(1)，其特征在于 所述信号处理部(8)是对由所述受光元件变换后的电信号进行放大处理的放大电路部。
9. 根据权利要求1的半导体装置(1 ),其特征在于， 所述第一通气路(7)具有连通到所述第一中空部(9)的第一开口端部(7a);连通到外部的笫二开口端部(7b);设置在第一开口端 部(7a)以及第二开口端部(7b)之间并且捕捉水的笫一捕捉部(7c)。
10. 根据权利要求1的半导体装置(1 )，其特征在于 所述第一粘结部(5)是矩形环状，所述第一通气路(7)沿着所述第一粘结部(5)的至少一边(5a) 形成。
11. 一种具有半导体装置(1)和透镜单元(50)的光学装置用模块(30， 70， 90)，其特征在于所述半导体装置(1 )具有半导体元件(2 )、覆盖半导体元件(2 ) 的覆盖部(4)、以及粘结半导体元件(2)和覆盖部(4)的第一粘结 部(5)，在半导体元件(2)和覆盖部(4)之间形成第一中空部(9)， 在第一粘结部(5)中形成从第一中空部(9)连通到外部的第一通气路 (7)，第一通气路(7)在从覆盖部(4)露出的部分形成遮断第一通 气路(7)的遮断部(11),具有进行所述半导体元件(2)的信号处理 的信号处理部(8),所述第一粘结部(5)以覆盖信号处理部(8)的 整体的方式形成，所述覆盖部(4)具有透光性，所述半导体元件(2) 是具有排列多个将透过所述覆盖部(4)的光变换为电信号的受光元件的有效像素区域(3)的固体摄像元件，所述第一粘结部(5)以避开有 效像素区域(3)的方式形成，所述透镜单元(50)将外部光导入到所述半导体元件(2)。
12. 根据权利要求11的光学装置用模块(70， 90),其特征在于 在半导体装置(1)的覆盖部(4)的第一粘结部(5)的形成面的相反面，具有粘结覆盖部(4)和透镜单元(50)的第二粘结部(53)， 在覆盖部(4)和透镜单元(50)之间形成有笫二中空部(89), 在第二粘结部(53)中形成从第二中空部(89)连通到外部的第二通气路(87)。
13. 根据权利要求12光学装置用模块(70),其特征在于 所述笫二通气路(87)具有连通到所述笫二中空部(89)的第三开口端部(87a)、连通到外部的第四开口端部(87b)、设置在第三开口 端部(87a )和第四开口端部(87b )之间并且捕捉水的第二捕捉部(87c )。
14. 根据权利要求11的光学装置用模块(70)，其特征在于 透镜单元(50 )具有透光性基板(81 )和在透光性基板(81 )上形成的第一透镜部(82)。
15. 根据权利要求14的光学装置用模块(70)，其特征在于透镜单元(50)还具有在覆盖部(4)上形成的第二透镜部(83)。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能够有效地防止来自通气路的水或异物侵入的半导体装置以及具有该装置的光学装置用模块。本发明的半导体装置(1)，在固体摄像元件(2)和覆盖部(4)之间形成中空部(9)，在粘结部(5)中形成从中空部(9)连通到外部的通气路(7)，在通气路(7)的从覆盖部(4)露出的部分形成遮断通气路(7)的遮断部(11)。由此，能够防止覆盖半导体元件的覆盖部产生结露，并且减小半导体元件的信号处理部中产生的噪声。
文档编号H04N5/225GK101315940SQ200810098759
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年5月31日
发明者熊田清, 藤田和弥 申请人:夏普株式会社