半导体装置的制作方法

文档序号:32087051发布日期:2022-11-05 09:35阅读:67来源:国知局
半导体装置的制作方法

1.本公开涉及半导体装置。


背景技术:

2.玻璃基板有望作为用于半导体装置如光学部件或高频部件的基板,因为它具有高表面平坦性,使得可以对其应用半导体处理技术。为了将玻璃基板实际用作半导体基板,需要保持玻璃基板的平坦性并抑制玻璃基板端部的裂纹。因此,保护玻璃基板是很重要的。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1:日本专利号6201663
6.专利文献2:日本专利号6369436
7.专利文献3:日本专利申请公开号2017-224672
8.专利文献4:日本专利申请公开号2017-084843


技术实现要素:

9.本发明要解决的问题
10.传统地,在以面板状态或晶圆状态在玻璃基板上形成过孔层和配线层,之后,在切割处理中,将玻璃基板分割成单片。在这种情况下,当用于配线层的树脂固化时,树脂收缩,引起大的应力。由此,在分割成单片的切割处理中,当树脂的残留应力立刻被释放时,担心在玻璃的侧表面或过孔产生裂纹。
11.在这种情况下,例如,当互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器安装在玻璃基板上时,在玻璃基板的端部中可能出现裂纹,这使半导体装置的可靠性劣化。
12.因此,本公开提供一种能够减小施加到玻璃基板的应力并充分保护玻璃基板的端部的半导体装置。
13.问题的解决方案
14.根据本公开的一个方面,半导体装置包括:玻璃基板,包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及在第一表面与第二表面之间的第一侧表面;配线,设置在第一表面和第二表面上;第一绝缘膜,覆盖第一表面;第二绝缘膜,覆盖第二表面;以及第三绝缘膜,覆盖第一侧表面,第三绝缘膜与第一绝缘膜和第二绝缘膜中的至少一者连续。
15.第一绝缘膜至第三绝缘膜可以连续地设置在第一侧表面、第一表面和第二表面上。
16.第一绝缘膜至第三绝缘膜可以包括相同的材料。
17.配线的局部部分可在第一表面和第二表面上直接接触玻璃基板。
18.在第一表面上的配线的层数和第一绝缘膜的层数可以分别与第二表面上的配线的层数和第二绝缘膜的层数相同。
19.半导体装置还可包括:第一金属膜,覆盖在第一表面和第二表面之间贯穿玻璃基
板的通孔的内壁;以及第四绝缘膜,填充在通孔中的第一金属膜的内部,并且第四绝缘膜可以包括与第一绝缘膜和第二绝缘膜相同的材料并且与第一绝缘膜和第二绝缘膜连续。
20.配线的与玻璃基板直接接触的每一部分在通孔上方可具有开口。
21.第三绝缘膜的侧表面可以是平坦的。
22.半导体装置还可以包括在第一侧表面上设置在第三绝缘膜外部的框架。
23.框架可以具有在与第一表面相同侧上的第三表面、在与第二表面相同侧上的第四表面以及面向第一侧表面的第二侧表面,可以从第一表面至第三表面连续地设置第一绝缘膜,并且可以从第二表面至第四表面连续地设置第二绝缘膜。
24.半导体可进一步包括:第二金属膜,设置在框架的第三表面上;以及第三金属膜,设置在框架的第四表面上。
25.框架可包括线性膨胀系数基本上等于玻璃基板的线性膨胀系数的材料。
26.玻璃基板的第一侧表面可具有在垂直于第一表面的方向上的截面中向外突出的弯曲形状。
27.玻璃基板的第一侧表面可具有在垂直于第一表面的方向上的截面中向外突出的弯曲形状,通孔的内侧表面可具有在垂直于第一表面的方向上的截面中向通孔向内部突出的弯曲形状,并且第一侧表面的曲率可基本上等于通孔的内侧表面的曲率。
28.半导体装置还可以包括:金属板,设置在第一表面和第二表面之间贯穿玻璃基板的第二通孔中;以及第五绝缘膜,设置在第二通孔与金属板之间并且与第一绝缘膜和第二绝缘膜中的至少一者连续。
29.第二通孔的内壁表面和金属板的侧表面可以相对于第一表面或第二表面倾斜。
30.半导体装置还可以包括设置在玻璃基板的第一表面上的对准标记。
31.第二金属膜和第三金属膜可以用作无线通信的天线。
32.天线可安装在玻璃基板的第一表面上。
33.半导体芯片可安装在玻璃基板的第一表面上。
34.半导体芯片可以是图像传感器芯片。
35.根据本公开的一个方面,半导体装置包括:玻璃基板,包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及在第一表面与第二表面之间的第一侧表面,玻璃基板具有在第一表面与第二表面之间贯穿的紧固孔;配线层,设置在第一表面和第二表面上;半导体芯片,设置在玻璃基板上方;壳体,设置在半导体芯片的周围;透镜,设置在壳体中;以及紧固件,经由紧固孔将玻璃基板和壳体彼此紧固。
36.当在紧固件的紧固方向上观察紧固孔时,在平面图中紧固孔可大于紧固件的头部的外径。
37.半导体装置可进一步包括填充紧固件与紧固孔之间的空间的填充物。
38.紧固孔可在玻璃基板的侧表面上连接至外部。
39.多个紧固孔可设置在玻璃基板中,并且当沿紧固方向观察多个紧固孔时,在平面图中多个紧固孔之间的中心可与半导体芯片重叠。
40.紧固件可以将壳体和玻璃基板彼此紧固,使得所述透镜的光轴与半导体芯片的光轴基本上彼此一致。
41.玻璃基板可具有在第一表面与第二表面之间贯穿的通孔,并且半导体装置可进一
步包括设置在通孔中并连接至配线中的一个的电子部件。
42.框架可具有在第三表面和第四表面之间贯穿的通孔,并且半导体装置可进一步包括设置在通孔中并连接至配线中的一个的电子部件。
43.玻璃基板可具有设置在第一表面中的埋头孔,并且半导体装置可进一步包括设置在埋头孔中并且连接至配线中的一个的电子部件。
44.框架可具有设置在第三表面中的埋头孔,并且半导体装置可进一步包括设置在埋头孔中并且连接至配线中的一个的电子部件。
45.具有不同厚度的多个电子部件可以设置在通孔中,并且多个电子部件的表面可以与第一表面对准。
46.具有不同厚度的多个电子部件可以设置在通孔中,并且多个电子部件的表面可以与第一表面对准。
47.具有不同厚度的多个电子部件可以分别设置在具有不同深度的多个埋头孔中,并且多个电子部件的表面可以与第一表面对准。
48.具有不同厚度的多个电子部件可以分别设置在具有不同深度的多个埋头孔中,并且多个电子部件的表面可以与第一表面对准。
49.玻璃基板可具有在第一表面与第二表面之间贯穿的通孔,半导体装置可进一步包括设置在通孔中并具有第二通孔的散热构件,并且电子部件可设置在第二通孔中。
50.半导体装置可进一步包括设置在通孔中并且具有第二埋头孔的散热构件,并且电子部件可设置在第二埋头孔中。
51.半导体装置可进一步包括:玻璃框架,其一端直接连接至玻璃基板的第一表面并且被设置为围绕半导体芯片的周边;以及盖玻片,连接到玻璃框架的另一端以覆盖半导体芯片的上侧。
52.半导体装置可进一步包括:玻璃框架,其一端直接连接至玻璃基板的第一表面并且被设置为围绕半导体芯片的周边;以及盖玻片,连接到玻璃框架的另一端以覆盖半导体芯片的上侧。
53.玻璃框架和盖玻片可以一体地形成。
54.玻璃框架和盖玻片可以一体地形成。
55.玻璃框架和盖玻片可包括与玻璃基板相同的材料。
56.玻璃框架和盖玻片可包括与玻璃基板相同的材料。
57.半导体装置还可包括设置在玻璃框架和盖玻片的表面的局部部分上的遮光膜。
58.半导体装置还可包括设置在玻璃框架和盖玻片的表面的局部部分上的遮光膜。
附图说明
59.图1是示出根据第一实施方式的半导体装置的配置实例的示意性平面图。
60.图2是示出根据第一实施方式的半导体装置的配置实例的示意性截面图。
61.图3是示出根据第一实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的示意性截面图。
62.图4是示出根据第二实施方式的gip的配置实例的示意性平面图。
63.图5是示出根据第二实施方式的gip的配置实例的示意性截面图。
64.图6是示出根据第三实施方式的gip的一端的配置实例的示意性截面图。
65.图7是示出根据第三实施方式的gip的贯穿电极的配置实例的示意性截面图。
66.图8是示出用于制造根据第一实施方式的gip的方法的示例的示意性截面图。
67.图9是示出在图8之后的用于制造gip的方法的示意性截面图。
68.图10是示出在图9之后的用于制造gip的方法的示意性截面图。
69.图11是示出在图10之后示出用于制造gip的方法的示意性截面图。
70.图12是示出在图11之后的用于制造gip的方法的示意性截面图。
71.图13是示出在图12之后的用于制造gip的方法的示意性截面图。
72.图14是示出在图13之后的用于制造gip的方法的示意性截面图。
73.图15是示出在图14之后的用于制造gip的方法的示意性截面图。
74.图16是示出用于制造根据第二实施方式的gip的方法的实例的截面图。
75.图17是示出根据第四实施方式的gip的配置实例的截面图。
76.图18是示出开口与金属板之间的边界的实例的截面图。
77.图19是示出图18所示的玻璃基板的变形测量结果的曲线图。
78.图20是示出根据上述实施方式的gip的应用例的截面图。
79.图21是示出根据上述实施方式的gip的另一应用实例的截面图。
80.图22是示出根据第五实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
81.图23是示出根据第五实施方式的半导体装置的配置实例的示意性平面图。
82.图24是示出根据第六实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
83.图25是示出根据第五实施方式的紧固部分的截面图。
84.图26是示出根据第七实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
85.图27是示出根据第七实施方式的半导体装置的配置实例的示意平面图。
86.图28是示出根据第七实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。
87.图29是示出根据第八实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
88.图30是示出根据第八实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。
89.图31是示出根据第八实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。
90.图32是示出根据第九实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
91.图33是示出根据第十实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
92.图34是示出根据第十实施方式的半导体装置的配置实例的示意平面图。
93.图35是示出根据第十实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。
94.图36是示出根据第十实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。
95.图37是示出根据第十一实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
96.图38是示出根据第十一实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。
97.图39是示出根据第十二实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
98.图40是示出根据第十二实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。
99.图41是示出根据第十三实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
100.图42是示出根据第十四实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
101.图43是示出根据第十四实施方式的半导体装置的配置实例的示意平面图。
102.图44是示出根据第十四实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。
103.图45是示出根据第十五实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
104.图46是示出根据第十六实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
105.图47是示出根据第十六实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。
106.图48是示出根据第十七实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
107.图49是示出根据第十七实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。
108.图50是示出根据第十八实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。
109.图51是示出根据第十九实施方式的半导体装置的实例的截面图。
110.图52是示出了根据第二十实施方式的半导体装置的实例的截面图。
111.图53是示出根据第二十实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。
112.图54是示出了根据第二十实施方式的另一个变形例的半导体装置的配置实例的截面图。
113.图55是示出根据本技术的实施方式用作cmos图像传感器的实例的示图
具体实施方式
114.在下文中,将参考附图详细描述应用本技术的具体实施方式。附图是示意性或概念性的,各部分的比率等不一定与实际相同。在本说明书和附图中,与先前相对于之前的附图所描述的元件相似的元件将由相同的参考符号来表示,并且将适当地省略其详细描述。
115.(第一实施方式)
116.图1是示出根据第一实施方式的半导体装置(在下文中也称为封装件或模块)的配置实例的示意性平面图。图2是示出根据第一实施方式的半导体装置的配置实例的示意性截面图。注意,在图1中,虽然示出了玻璃基板10、绝缘膜90c与半导体芯片40之间的位置关系,但是未示出贯通电极等的详细配置。
117.如图1所示,半导体芯片40安装在玻璃基板10的中央部。绝缘膜90c设置在玻璃基板10周围以连续覆盖玻片基板10的整个侧表面。半导体芯片40没有特别限制,但可以是例如cmos图像传感器芯片。
118.如图2所示,玻璃基板10具有第一表面10a、与第一表面相对的第二表面10b以及介于第一表面10a与第二表面10b之间的侧表面(第一侧表面)10c。层压配线部81设置在第一表面10a上。层压配线部81包括设置在第一表面10a上的多层配线83a。配线83a被绝缘膜85a、90a覆盖。层压配线部82包括设置在第二表面10b上的多层配线83b。配线83b被绝缘膜85b、90b覆盖。对于配线83a、83b,例如使用铜等低电阻金属材料。
119.配线83a的一部分电连接至第一表面10a上的电极焊盘71。配线83b的一部分电连接到第二表面10b上的电极焊盘72。电极焊盘71、72与电子部件110等连接,或与其他基板和部件(未示出)连接。
120.另外,配线83a的另一部分电连接到接合焊盘51,并且经由接合焊盘51和接合线50电连接到半导体芯片40。
121.配线83a的一部分设置在玻璃基板10的第一表面10a上以与玻璃基板10直接接触,并且绝缘膜90a设置成覆盖配线83a的一部分。作为第一绝缘膜的绝缘膜90a覆盖第一表面10a和配线83a,并且其一部分与第一表面10a接触,并且其另一部分与配线83a接触。
122.与玻璃基板10直接接触的配线83a在后续步骤中可用作对准标记。在这种情况下,
不必使用玻璃基板10的外边缘作为对准标记。由此,能够更高精度地进行层压配线部81、82的图案化或半导体芯片40的安装。
123.配线83b的一部分以与玻璃基板10直接接触的方式设置在玻璃基板10的第二表面10b上,绝缘膜90b设置为覆盖配线83b的一部分。作为第二绝缘膜的绝缘膜90b覆盖第二表面10b和配线83b,并且其一部分部分与第二表面10b接触,并且其另一部分与配线83b接触。
124.绝缘膜90c设置在玻璃基板10的侧表面10c上。如图1所示,作为第三绝缘膜的绝缘膜90c设置在玻璃基板10的整个外周上。此外,如图2所示,绝缘膜90c被设置成从第一表面10a到第二表面10b覆盖整个侧表面10c。绝缘膜90c与绝缘膜90a、90b中的至少一者连续且无缝地连接。可选地,绝缘膜90a至90c可以在第一表面10a、第二表面10b以及第一侧表面10c的全部上连续地且无缝地彼此连接。绝缘膜90a至90c包括相同材料,例如使用环氧树脂等绝缘树脂材料。
125.如上所述,绝缘膜90c覆盖玻片基板10的侧表面10c,并与绝缘膜90a、90b中的至少一者连续地连接以保护玻璃基板10的第一表面10a或第二表面10b。由此,绝缘膜90a至90c能够保护玻璃基板10的端部和侧表面10c。
126.玻璃基板10的侧表面10c是大致平坦的。绝缘膜90c也是大致平坦的。由此,绝缘膜90c具有大致均匀的厚度,以抑制应力在玻璃基板10上的集中。
127.贯通电极60设置在玻璃基板10中。贯通电极60包括覆盖在第一表面10a和第二表面10b之间贯穿玻璃基板10的通孔(玻璃通孔(tgv))的内壁的金属膜61和填充在金属膜61内部的绝缘膜62。对于金属膜61,例如使用铜等低电阻的金属材料。金属膜61优选连续地连接至配线83a、83b,并包括与配线83a、83b相同的材料。金属膜61被设置成通过过孔将配线83的一部分与配线84的一部分电连接。优选作为第四绝缘膜的绝缘膜62连续地连接至绝缘膜90a、90b,并包括与绝缘膜90a-90c相同的材料。即,例如,诸如环氧树脂的绝缘材料用于绝缘膜62。由此,绝缘膜90a至90c以及62能够在同一处理中同时形成,并且能够形成为无缝连续的绝缘膜。过孔的内壁和过孔的开口端的周边被配线层83a、83b和金属膜61无缝地覆盖,而且,绝缘膜90a-90c、62从过孔的内侧向外侧无缝地且连续地填充。因此,在用于形成tgv的加工表面上产生的应力减小并且tgv被加强。因此,可以提高tgv的强度。
128.配线83a和绝缘膜85a也设置在玻璃基板10的第一表面10a的绝缘膜90a上。这样,层压配线部81具有多层配线结构。配线83b和绝缘膜85b也设置在玻璃基板10的第二表面10b的绝缘膜90b上。这样,层压配线部82也具有多层配线结构。电极焊盘71和接合焊盘51连接到配线83a,并且电极焊盘72或接合焊盘(未示出)连接到配线83b。
129.半导体芯片40和电子部件110安装在玻璃基板10上。半导体芯片40的焊盘41经由焊线50连接至接合焊盘51。电子部件110连接至电极焊盘71。半导体芯片40通过粘合剂100接合在绝缘膜85a上。
130.另外,在本实施方式中,半导体装置也可以是未安装半导体芯片40和电子部件110的玻璃内插板(glass interposer)(以下也简称为gip)。
131.根据本实施方式,绝缘膜90c覆盖玻片基板10的侧表面10c,与玻璃基板10的第一表面10a的绝缘膜90a和第二表面10b的绝缘膜90b中的至少一者连续地连接。由此,绝缘膜90a至90c能够保护玻璃基板10的端部和侧表面10c。
132.在本实施方式中,层压配线部81和层压配线部82以相同方式分层,并且具有相同
数量的配线层和相同数量的绝缘层。此外,优选地,每个配线层的厚度和每个绝缘层的厚度在层压配线部81与层压配线部82之间基本上相等。因此,层压配线部81和层压配线部82具有基本上对称的构造,并且将基本上相同的应力施加至玻璃基板10。由此,能够抑制玻璃基板10的变形。注意,层压配线部81和层压配线部82在配线图案上可彼此不同。
133.(变形例)
134.图3是示出了根据第一实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的示意性截面图。在本变形例中,半导体芯片40倒装地连接到半导体装置用基板。半导体芯片40包括金属凸块43,并且通过金属凸块43连接至层压配线部81。即,在本变形例中,在玻璃基板10的上方的半导体芯片40与玻璃基板10倒装连接。本变形例中的其他配置可类似于第一实施方式中的相应配置。因此,本变形例能够得到与第1实施方式相同的效果。
135.(第二实施方式)
136.图4是示出了根据第二实施方式的gip的配置实例的示意性平面图。图5是示出根据第二实施方式的gip的配置实例的示意性截面图。根据第二实施方式的gip可以应用于第一实施方式及其变形例中的任一个。
137.根据第二实施方式的gip还包括位于玻璃基板10的侧表面10c上的绝缘膜90c外部的框架20。如图4所示,框架20是设置为在玻璃基板10的外周缘周围面对整个侧表面10c的框架状部件。
138.如图5所示,框架20通过绝缘膜90c接合到玻璃基板10的侧表面10c上。框架20具有第三表面20a、第四表面20b以及介于第三表面20a与第四表面20b之间的侧表面(第二侧表面)20c。侧表面20c是框架20的内侧表面,并且是与侧表面10c对置的面。框架20的侧表面20c被接合在绝缘膜90c上。框架20被设置为包围玻璃基板10的整个外边缘,以与绝缘膜90c一起保护玻璃基板10的侧表面10c。
139.框架20的第三表面20a为与玻璃基板10的第一表面10a位于同一侧的框架表面。框架20的第四面20b为与玻璃基板10的第二表面10b位于同一侧的框架表面。绝缘膜90c设置在玻璃基板10的侧表面10c与框架20的侧表面20c之间。框架20包括线膨胀系数与玻璃基板10的线膨胀系数接近的材料。对于框架20,例如,使用诸如玻璃环氧树脂的绝缘树脂材料。通过使框架20与玻璃基板10的线膨胀系数接近,能够抑制施加在玻璃基板10上的应力。优选地,框架20的线膨胀系数基本上等于玻璃基板10的线膨胀系数。
140.第一金属膜92a和第二金属膜92b分别形成在框架20的第三表面20a和第四表面20b上。通过使用电镀技术在框架20的表面上沉积金属膜并且然后使用光刻技术等图案化金属膜来形成金属膜92a和92b中的每个。
141.另外,在金属膜92a、92b上分别设置有绝缘膜90a、85a和绝缘膜90b、85b。绝缘膜90a从玻璃基板10的第一表面10a上连续设置到金属膜92a上。绝缘膜90b从玻璃基板10的第二表面10b上连续地设置到金属膜92b上。绝缘膜85a设置在绝缘膜90a上,并且从玻璃基板10的第一表面10a的上方到金属膜92a的上方连续地设置。绝缘膜85b设置在绝缘膜90b上,并且从玻璃基板10的第二表面10b的上方到金属膜92b的上方连续地设置。
142.第二实施方式中的其他配置可类似于第一实施方式中的相应配置。因此,第二实施方式能够获得与第一实施方式相同的效果。在第二实施方式中,框架20沿着玻璃基板10的侧表面10c设置在绝缘膜90c的外部。由此,在第二实施方式中,能够更可靠地保护玻璃基
板10的端部和侧表面10c。
143.此外,在gip用于cmos图像传感器的情况下,覆盖侧表面10c的框架20使得可以阻挡杂散光。
144.(第三实施方式)
145.图6是示出根据第三实施方式的gip的一端的配置实例的示意性截面图。在第三实施方式中,在垂直于第一表面10a的方向上的截面中,玻璃基板10的侧表面10c具有向外突出的弯曲形状。这是因为当gip被分成单独的块时使用激光和湿蚀刻执行切割。在玻璃基板10的厚度方向上照射短脉冲激光进行再成形,进行湿式蚀刻。对再成形部分进行选择性蚀刻。由于暴露于蚀刻溶液的持续时间的差异,玻璃基板10被形成为使得侧表面10c的角是圆形的,并且侧表面10c具有向外突出的弯曲形状。由此,能够抑制玻璃基板10的端部的断裂或裂纹、或者引起破损的应力和微裂纹的集中。
146.图7是示出根据第三实施方式的gip的贯穿电极的配置实例的示意性截面图。如图7所示,贯穿电极60的过孔v1的内侧表面也可具有与侧表面10c相似的弯曲形状。在与切割处理同样地通过激光和湿蚀刻形成贯通电极60的过孔v1的情况下,过孔v1的内表面在与第一表面10a垂直的方向的截面中具有向过孔v1的内侧突出的弯曲形状。即,将设置在玻璃基板10中的过孔v1形成为角部带有圆角,当从玻璃基板10观察时,该过孔具有向玻璃基板10的外侧突出的弯曲形状。由此,能够进一步抑制贯通电极60中的玻璃基板10的端部的断裂或裂纹。
147.当在相同条件下执行玻璃基板10的切割和贯通电极60的过孔v1的形成时,作为弯曲表面的贯通电极60的内侧表面的曲率与作为弯曲表面的侧表面10c的曲率基本上相等。即,贯通电极60的内侧表面具有与侧表面10c大致相同的截面形状。在这种情况下,不需要另外准备切割处理和过孔形成处理的方案,能够简化处理。
148.图8至图15是示出用于制造根据第一实施方式的gip的方法的实例的示意性截面图。
149.首先,准备玻璃基板10。玻璃基板10具有第一表面10a和第二表面10b。玻璃基板10尚未被切割,且在此步骤中不具有第一侧表面10c。即,在该步骤中,玻璃基板10处于玻璃面板状态。
150.接下来,如图8所示,穿过第一表面10a和第二表面10b之间的玻璃基板10的过孔v1形成为通孔(tgv)。过孔v1形成在与贯通电极60相同的位置处。过孔v1例如使用激光加工技术和蚀刻技术来形成。利用激光形成在玻璃基板10的厚度方向上布置的一系列再成形点,并且此后,使用湿法蚀刻部分地蚀刻玻璃基板10。由此,如参考图7所描述的,过孔v1的内侧表面被倒圆以具有弯曲形状,从而可以抑制贯通电极60的端部的断裂或裂纹。
151.接着,如图9所示,在第一表面10a、第二表面10b及过孔v1的内壁面形成金属膜。例如,金属膜包括诸如铜的低电阻金属,并且通过电镀形成。结果,在第一表面10a上形成金属膜83a_1作为配线83a的下层,并且在第二表面10b上形成金属膜83b_1作为配线83b的下层。另外,在过孔v1的内壁面形成有金属膜61。配线83a和83b以及金属膜61与玻璃基板10的表面直接接触。
152.接下来,如图10所示,金属膜83a_1和83b_1被处理成具有预定的配线图案。例如,可使用激光加工技术图案化金属膜83a_1和83b_1。可选地,可使用光刻技术和蚀刻技术来
图案化金属膜83a_1和83b_1。此时,与玻璃基板10的第一表面10a直接接触的配线83a可用作对准标记。由此,能够更高精度地进行层压配线部81、82的图案化。
153.接下来,如图11所示,对玻璃板形式的玻璃基板10进行切割以分割成适用于单个半导体装置的单个片。与在形成过孔v1时执行的相似,可以使用例如激光加工技术和蚀刻技术来执行切割处理。用激光切割玻璃基板10,此后,使用湿蚀刻部分地蚀刻玻璃基板10。以这种方式,如参考图6所描述的,玻璃基板10的侧表面10c具有向外突出的弯曲形状。结果,能够抑制玻璃基板10的端部的断裂或裂纹。
154.接着,如图12所示,将分割后的玻璃基板10的各片设置在支撑基板上的框架20内。在框架20的第三面20a以及第四面20b上预先设置有金属膜92a、92b。框架20形成为网格状,玻璃基板10的各片位于网格的内侧。框架20的内侧表面20c面对玻璃基板10的侧表面10c,在框架20的内侧表面20c与玻璃基板10的侧表面10c之间设置有间隙g1。间隙g1只要具有能够吸收因玻璃基板10的单个片与框架20的变形差而产生的应力、并且使形成绝缘膜90c的材料流入的宽度即可,为了缩小半导体装置的封装尺寸,优选尽可能窄。
155.接下来,如图13所示,在玻璃基板10的第一表面10a和框架20的第三表面20a上层压树脂材料。在这种情况下,树脂材料是膜的形式,并且在加热时是可流动的。因而,树脂材料流入过孔v1,并且流入框架20的侧表面20c与玻璃基板10的侧表面10c之间的间隙g1。以这种方式,在第一表面10a上形成绝缘膜90a,在过孔v1中,在金属膜61的内部填充绝缘膜62,在间隙g1中填充绝缘膜90c。在流入过孔v1和间隙g1之后,通过热处理使树脂材料预固化。绝缘膜90a在第一表面10a上覆盖金属膜83a_1以保护金属膜83a_1。此外,绝缘膜90c填充在间隙g1中,将框架20固定在玻璃基板10上。绝缘膜62填充在过孔v1中以保护金属膜61。金属膜61和绝缘膜62构成过孔v1中的贯通电极60。
156.注意,为了在形成绝缘膜90a的同时将树脂材料嵌入过孔v1中,在过孔v1的开口的上方不设置金属膜83a_1,使得过孔v1打开。这是为了防止金属膜83a_1堵塞过孔v1的开口以使树脂材料流入过孔v1。通过在过孔v1中填充绝缘膜90c和绝缘膜62,可以增加在过孔v1附近的玻璃基板10的强度。
157.此外,在过孔v1的开口的下方不设置金属膜83b_1,使得过孔v1打开。这是为了防止金属膜83b_1堵塞过孔v1的第二表面10b侧的开口,使树脂材料从第二表面10b侧流入过孔v1。由此,能够提高过孔v1附近的玻璃基板10的强度。因此,为了允许树脂材料流入过孔v1中,金属膜83a_1和83b_1不设置在过孔v1的开口的上方和下方。
158.另外,绝缘膜90a、90c、62由相同的树脂材料(例如环氧树脂)通过相同的处理形成。因此,绝缘膜90a、90c、62能够形成为无缝连续的绝缘膜。由此,绝缘膜90a、90c、62和框架20能够可靠地保护玻璃基板10。
159.此外,树脂材料还从玻璃基板10的第二表面10b侧层压。优选的是,树脂材料从第一表面10a充分地填充在过孔v1和间隙g1中。在这种情况下,仅需要在第二表面10b上层压树脂材料。此后,树脂材料被预固化。以这种方式,在第二表面10b上形成有绝缘膜90b。绝缘膜90b在形成绝缘膜90a、90c、62之后单独地形成。此时,绝缘膜90b和绝缘膜90a、90c、62处于预固化状态。此后,绝缘膜被进一步加热以完全固化。绝缘膜90b与绝缘膜90a、90c、62由相同材料构成,在绝缘膜完全固化的处理中,绝缘膜90b与绝缘膜90a、90c、62在接合部处熔化,能够大致无缝且连续地形成。由此,能够保护玻璃基板10的端部,并且能够降低施加在
玻璃基板10上的应力。另外,绝缘膜90a、90b难以从玻璃基板10剥离。
160.另外,只要绝缘膜90b与绝缘膜90a、90c、62充分紧密接触,则在两者之间存在连结的情况下不会丧失本实施方式的效果。即,如果绝缘膜90c连续地连接于绝缘膜90a、90b中的至少一者,则能够保护玻璃基板10的至少一端,从而保护玻璃基板10不受应力。
161.接下来,如图14所示,绝缘膜90a和90b被处理成具有预定图案,使得金属膜83a_1和83b_1被部分地暴露。例如,可以利用激光加工技术对绝缘膜90a、90b进行加工而形成过孔。可选地,绝缘膜90a、90b可以使用光刻技术以及蚀刻技术来图案化。
162.接下来,金属膜83a_2在被沉积在绝缘膜90a和作为配线83a的上层的金属膜83a_1上之后被图案化。此外,绝缘膜85a在沉积在金属膜83a_2上之后图案化。这样,通过重复沉积和处理金属膜83a_2和绝缘膜85a来形成层压配线部81。
163.对于第二表面10b执行类似的处理。即,金属膜83b_2在被沉积在绝缘膜90b和作为配线83b的上层的金属膜83b_1上之后被图案化。此外,绝缘膜85b在被沉积在金属膜83b_2上之后被图案化。这样,通过重复沉积和处理金属膜83b_2和绝缘膜85b来形成层压配线部82。
164.通过这样做,获得在图14中示出的结构。优选玻璃基板10的第一表面10a侧的金属膜83a_1、83a_2以及绝缘膜90a、85a与玻璃基板10的第二表面10b侧的金属膜83b_1、83b_2以及绝缘膜90b、85b在层数、膜厚、材料方面大致相同。由此,从层压配线部81和82施加至玻璃基板10的应力可基本上均匀,从而抑制玻璃基板10的变形。
165.接下来,如图15所示,包括玻璃基板10的gip在框架20与绝缘膜90c之间被切割成单独的块。可使用激光加工技术或切割刀片来执行切割处理。在本实施方式中,在框架20的侧表面20c与玻璃基板10的侧表面10c之间进行切割处理。由此,绝缘膜90c残留在玻璃基板10的侧表面,并且未留下框架20。以这种方式,能够形成图2或图3中所示的gip。
166.之后,如图2所示,半导体芯片40接合在绝缘膜85a上,接合线50连接在半导体芯片40的焊盘41与层压配线部81的焊盘51之间。此外,电子部件110连接至电极焊盘71。由此,获得图2中所示的结构。
167.可选地,如图3所示,半导体芯片40可以倒装芯片类型连接至gip上。半导体芯片40包括金属凸块43,并且通过金属凸块43连接至层压配线部81。以这种方式,位于玻璃基板10上方的半导体芯片40可以倒装芯片方式连接到玻璃基板10。由此,获得图3所示的结构。
168.此后,cmos图像传感器模块等可通过进一步的组装处理形成。
169.图16是示出用于制造根据第二实施方式的gip的方法的实例的截面图。在第二实施方式中,在图8至图14的步骤之后,如图16所示切割框架20。由此,包括绝缘膜90c和框架20的玻璃基板10被分割成单个片。可使用激光加工技术或切割刀片来执行切割处理。沿着框架20的中心线或其两侧执行切割处理。因此,绝缘膜90c和框架20留在玻璃基板10的侧表面上。因此,可以形成图5中示出的gip。
170.然后,将半导体芯片40接合在绝缘膜85a上,在半导体芯片40的焊盘41和层压配线部81的焊盘51之间连接接合线50。可选地,半导体芯片40可以倒装芯片类型连接至gip上。
171.此后,cmos图像传感器模块等可通过进一步的组装处理形成。
172.根据本实施方式,在将绝缘膜90a至90c、85a、85b趁机在玻璃基板10上之前,将板状的玻璃基板10分割成单个片。由此,使得由于绝缘膜90a至90c、85a、85b固化时的收缩而
产生的应力分散。此外,通过将绝缘膜90a至90c、85a和85b分割成单个片之后,用绝缘膜90a至90c、85a和85b覆盖玻璃基板10的表面10a至10c,可以减小在侧表面10c上产生的应力。由此,能够抑制玻璃基板10的裂纹。注意,在模拟中,根据第一实施方式制造的gip的玻璃基板10上的应力是在形成层压配线部81和82之后分割成单个片的玻璃基板上的应力的大约一半。此外,根据第二实施方式制造的包括框架20的gip的玻璃基板10的应力是在形成层压配线部81和82之后分割成单个片的玻璃基板上的约1/7的应力。
173.(第四实施方式)
174.图17是示出根据第四实施方式的gip的配置实例的截面图。根据第四实施方式的gip在玻璃基板10的中央部分中具有开口11。开口11设置在第一表面10a与第二表面10b之间的玻璃基板10的中心部分中,并且在其内侧表面上具有锥形。金属板120被插入开口11中。金属板120设置为面对半导体芯片40的背面,以吸收在半导体芯片40中产生的热量,并从玻璃基板10的第二表面10b散热。即,金属板120用作半导体芯片40的散热板。对于金属板120,例如,使用诸如铜或硅的具有高热导率的材料。金属板120在其侧表面上具有锥形部(taper),该锥形部的倾斜度基本上等于开口11的内侧表面的倾斜度,以跟随开口11的内侧表面。
175.绝缘膜65设置在金属板120的侧表面与开口11的内侧表面之间。类似于绝缘膜62、90c,与在形成绝缘膜90a的同时,绝缘膜65通过在金属板120的侧表面和开口部11的内表面之间填充树脂材料而形成。因此,绝缘膜65在相对于第一表面10a和第二表面10b倾斜的方向上沿着金属板120的侧表面和开口11的内侧表面延伸。
176.绝缘膜65包括与绝缘膜90a、90c、62相同的材料,并且与绝缘膜90a、90c、62连续且无缝地连接。由此,绝缘膜65能够充分地保护玻璃基板10的开口部11的端部。绝缘膜65也可以包括与绝缘膜90b相同的材料,并且与绝缘膜90b连续且无缝地连接。由此,绝缘膜65能够更可靠地保护玻璃基板10的开口部11的端部。此外,还减小了玻璃基板10上的应力。
177.在由于层压配线部81和82之间的膜厚度、层数、材料等的差异,第一表面10a和第二表面10b在从其施加至玻璃基板10的应力上不同的情况下,第四实施方式是有效的。例如,图18是示出了开口11与金属板120之间的边界的实例的截面图。假设层压配线部81为20μm,层压配线部82为30μm,并且绝缘膜65为100μm。还假设层压配线部81和82包括相同厚度的金属膜的相同图案和绝缘膜的相同图案。作为模拟玻璃基板10在室温下的翘曲的结果,获得图19所示的结果。图19是表示图18所示的玻璃基板10的翘曲分析结果的曲线图。锥形部的倾斜角θ是开口11的内壁表面相对于其上具有相对较厚的层压配线部82的第二表面10b朝向玻璃基板10的倾斜角。当θ=90度时,倾斜角对应于与第二表面10b(和第一表面10a)垂直的方向,并且当θ=0度时,倾斜角对应于与第二表面10b(和第一表面10a)平行的方向。根据该曲线图,当倾斜角度θ约为75度时,翘曲最小化。即,当开口11和金属板120中的每一个的锥形部的倾斜角θ被设置为约75度时,施加到玻璃基板10的翘曲被最小化。
178.如上所述,在第四实施方式中,金属板120的侧表面和开口11的内侧表面具有锥形形状,并且绝缘膜65按照锥形形状填充。由此,能够抑制在玻璃基板10上产生的翘曲。
179.第四实施方式中的其他配置可类似于第一实施方式中的相应配置。因此,第四实施方式能够获得与第一实施方式相同的效果。此外,第四实施方式可以应用于第二实施方式或第三实施方式。
180.在上述实施方式中,层压配线部81、82或金属膜92a、92b的一部分也可以用作无线通信的天线。
181.(第一应用实例)
182.图20是示出根据上述实施方式的gip的应用例的截面图。gip可以是根据第一实施方式至第四实施方式或其变形例中的任一个的gip。
183.半导体芯片40是cmos图像传感器芯片,并且具有面向上的光接收表面。半导体芯片40通过粘合剂接合到gip上,并且通过接合线50电连接到gip的配线的一部分。
184.在半导体芯片40的周围设置有固定框101。固定框101被设置成将盖玻片102固定在半导体芯片40的光接收表面上方的预定位置处。
185.盖玻片102保护半导体芯片40的光接收表面并且将入射光透射至光接收表面。盖玻片102可以是聚光透镜。
186.如上所述,根据本实施方式的gip可以用作cmos图像传感器的基板。
187.(第二应用实例)
188.图21是示出根据上述实施方式的gip的另一应用实例的截面图。gip基本上可以是根据第一至第四实施方式或其修改例中的任一个的gip。然而,在第二应用实例中,cmos图像传感器芯片40、信号处理芯片103、功率放大器104和天线105被安装在一个gip上并且被配置为一个模块。因此,gip具有相对大的尺寸。此外,在该实例中,金属板120嵌入在cmos图像传感器芯片40下方的gip中。金属板121被嵌入功率放大器104下方的gip中。
189.半导体芯片40、固定框架101和盖玻片102之间的布置关系与第一应用实例中的相同。金属板120被插入开口11的下部。以这种方式,在开口部11内设置金属板120,在金属板120的上方设置半导体芯片40。金属板120经由配线83a和金属焊盘71与半导体芯片40的背面接触,以吸收在半导体芯片40中产生的热量并从玻璃基板10的第二表面10b散热。配线83a和金属焊盘71的材料介于金属板120与半导体芯片40之间。此外,配线83b和金属焊盘72的材料被设置在金属板120的第二表面10b侧上。配线83a和83b以及金属焊盘71和72的材料被设置用于形成散热路径。
190.信号处理芯片103设置在第二表面10b侧,并且电连接至电极焊盘72。信号处理芯片103对由半导体芯片40光电转换和ad转换的像素信号执行运算处理。
191.除了开口11之外,gip还具有开口111。金属板121被插入开口111中。功率放大器104设置在金属板121的下方,以放大由天线105接收的信号等。以这种方式,金属板121被设置在开口111中。金属板121经由配线83b和金属焊盘72与功率放大器104的后表面接触,以吸收在功率放大器104中产生的热量并从玻璃基板10的第一表面10a释放热量。配线83b和金属焊盘72的材料介于金属板121和功率放大器104之间。而且,配线83a和金属焊盘71的材料设置在金属板121的第一表面10a侧上。配线83a和83b以及金属焊盘71和72的材料被设置用于形成散热路径。
192.天线105设置在gip的第一表面10a侧上。天线105被设置为接收外部信号并发送内部信号。天线105通过在玻璃基板上设置用作天线元件的金属配线105a来配置。gip的特征在于高频信号的功率损耗低。因此,如在第二应用实例中,例如,安装5g天线等是有利的。
193.如上所述,根据本实施方式的gip也可以用作cmos图像传感器的模块的基板。因此,根据本实施方式的半导体装置有利于节省空间和低功耗。
194.(第一变形例)
195.在形成金属膜83a_1、83b_1和61之前,绝缘膜可形成在第一表面10a和第二表面10b上以及玻璃基板10的过孔v1中。作为这些绝缘膜,例如可以使用环氧树脂等绝缘材料。
196.在这种情况下,接下来,金属膜83a_1、83b_1和61形成在第一表面10a和第二表面10b上的绝缘膜的表面上和玻璃基板10的过孔v1中。接下来,使用激光加工技术加工金属膜83a_1、83b_1和61。玻璃基板10通过执行切割处理被分割成单个片。
197.此后,如参考图12至图16所描述的,玻璃基板10布置在框架20上,并且形成配线层81和82。根据本变形例,金属膜83a_1、83b_1和61形成在绝缘膜上,而不是直接接触玻璃基板10。然而,绝缘膜90a、90b能够无缝且连续地覆盖玻璃基板10的第一表面10a、第二表面10b及侧表面10c。因此,在第一变形例中,能够得到与第一实施方式相同的效果。
198.(第二变形例)
199.在切割处理之前,可在金属膜83a_1、83b_1和61上形成绝缘膜。
200.例如,在图8至图10的步骤之后,在金属膜83a_1、83b_1和61上形成绝缘膜。另外绝缘膜还嵌入在过孔v1中,以覆盖金属膜61。
201.接下来,通过执行切割处理将玻璃基板10分割成单块。
202.此后,如参考图12至图16所描述的,玻璃基板10布置在框架20上,并且形成配线层81和82。根据第二变形例,嵌入在框架20和玻璃基板10之间的绝缘膜90a、90b与覆盖金属膜83a_1、83b_1、61的绝缘膜不同,且不连续。然而,绝缘膜90a、90b能够无缝且连续地覆盖玻璃基板10的第一表面10a、第二表面10b及侧表面10c。因此,在第二变形例中,能够得到与第一实施方式相同的效果。
203.(第五实施方式)
204.图22是示出根据第五实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。在第五实施方式中,gip的玻璃基板10通过作为紧固件的螺钉320紧固至容纳透镜组310的壳体300。玻璃基板10具有供螺钉320穿过的紧固孔330。紧固孔330被设置为在第一表面10a和第二表面20b之间贯穿玻璃基板10。
205.在紧固孔330与螺钉320之间填充填充物340。螺钉320通过穿过紧固孔330中的填充物340被紧固到壳体300,使得玻璃基板10被固定到壳体300。例如,诸如树脂的绝缘材料被用于填充物340。框架20通过粘合剂350接合至玻璃基板10的侧表面。
206.壳体300具有大致矩形筒状以包围半导体芯片40的周边。透镜组310设置在壳体300中的半导体芯片40上方。穿过透镜组310的光入射在用作cis等的半导体芯片40上。
207.紧固孔330可以通过用激光照射玻璃基板10以改变玻璃基板的质量并且使用氢氟酸溶液等蚀刻质量改变部分来形成。可选地,可通过使用激光烧蚀刮擦玻璃基材10来形成紧固孔330。
208.在第五实施方式中,gip直接紧固至壳体300,并且壳体300的端部布置在gip上并且与gip接触。由此,gip可以被紧固到壳体300而不损害玻璃基板10的特性,诸如高平坦度、很少的翘曲、以及很少的变形。壳体300与gip之间的接触面b300是透镜组310的光轴与半导体芯片40的光轴之间的光轴基准面。光轴基准面是为了使透镜组310的光轴与半导体芯片40的光轴大致一致而影响较大的接触面。因为玻璃基板10在前表面和后表面之间具有优异的平行性,所以通过以高精度加工壳体300的表面和面向接触表面b300的gip,可以使透镜
组310的光轴与半导体芯片40的光轴基本上彼此一致。注意,gip、固定框架101、盖玻片102、半导体芯片40的配置也可以与上述实施方式及变形例相同。
209.以这种方式,gip、半导体芯片40和透镜组310可被配置为集成模块。由此,在半导体芯片40和透镜组310的光轴一致的状态下,能够将该模块结合到照相机等产品中。
210.图23是示出根据第五实施方式的半导体装置的配置实例的示意性平面图。将参考图23描述紧固孔330的平面布局。应注意,图22是沿着图23的线a-a截取的截面图。
211.在本公开中,玻璃基板10上设置有三个紧固孔330。紧固孔330设置在壳体300与gip之间的接触表面b300内。
212.在紧固孔330被布置为偏向玻璃基板10的一侧的情况下,当轻微的振动传播至gip时可能引起共振或异常振动。在这种情况下,振动也可能传播到安装在gip上的半导体芯片40和其他部件,并且半导体芯片40和其他部件可能被损坏。
213.为了抑制这样的损坏,优选多个紧固孔330设置为,在从z方向观察时,它们之间的中心设置在半导体芯片40的内部(设置为与半导体芯片40重叠)。以这样的方式,通过使紧固孔330大致均等地分布,能够抑制对安装在gip上的半导体芯片40及其他部件的损伤。
214.注意,螺钉320的数量和紧固孔330的数量中的每一个不限于三个,并且可以是任何数量,只要其为两个或更多个即可。然而,如上所述,优选地,螺钉320和紧固孔330基本上均匀地分布在接触表面b300内。
215.(第六实施方式)
216.图24是示出根据第六实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。在第六实施方式中,gip的玻璃基板10通过螺钉320被固定到安装基板400,并且安装基板400通过作为紧固件的螺钉321被固定到容纳透镜组310的壳体300。即,gip经由安装基板400固定到壳体300。
217.安装基板400是其中堆叠多个配线层410和多个绝缘层420的配线基板。对于配线层410,例如,使用诸如铜的金属材料。对于绝缘层420,例如,使用诸如玻璃环氧树脂的绝缘材料。在安装基板400的接触壳体300的区域中,未设置配线层410,而设置绝缘层420。由此,螺钉321可在不接触配线层410的情况下贯穿安装基板400。螺钉321通过贯穿仅包括绝缘层420的安装基板400的区域而被紧固到壳体300。
218.同时,gip的配置可与第五实施方式中的相同。然而,螺钉320通过在-z方向上贯穿紧固孔330而紧固到安装基板400。在安装基板400的对应于紧固孔330的区域中,也不设置配线层410,而设置绝缘层420。因此,螺钉320可在不接触配线层410的情况下紧固到安装基板400。
219.在第六实施方式中,壳体300与安装基板400之间的接触表面b300是光轴基准面。另外,由于玻璃基板10的前表面与后表面之间具有优异的平行性,因此安装在gip的前表面的半导体芯片40与gip的后表面(即安装基板400的前表面)之间的平行性得以维持。因此,通过高精度地处理壳体300和安装基板400的面向接触表面b300的表面,可以使透镜组310的光轴与半导体芯片40的光轴基本上彼此一致。注意,gip、固定框101、盖玻片102、半导体芯片40的配置也可以与上述实施方式及变形例相同。
220.以这种方式,gip、半导体芯片40和透镜组310可被配置为集成模块。由此,在半导体芯片40和透镜组310的光轴一致的状态下,能够将该模块结合到照相机等产品中。
221.图25是示出根据第五实施方式的紧固部分的截面图。紧固孔330设置在壳体300与gip之间的接触表面b330内。此外,紧固孔330的宽度w330优选大于螺钉320的头部的宽度w320。即,如图23和图25中所示,在平面图中,当在z方向(螺钉320紧固的方向)上观察时,紧固孔330形成为大于螺钉320的头部的外径。这样,螺钉320的头部正下方不存在玻璃基板10,螺钉320的头部在紧固状态下挤压填充物340,而不是直接挤压玻璃基板10。因此,能够抑制螺钉320紧固时对玻璃基板10造成损伤的负荷。注意,第六实施方式中的紧固孔330与螺钉320之间的关系优选地与第五实施方式中的相同。
222.(第七实施方式)
223.图26是示出根据第七实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图27是示出根据第七实施方式的半导体装置的配置实例的示意平面图。图26示出了沿图27的线b-b截取的横截面。
224.在第七实施方式中,紧固孔330由连接于玻璃基板10侧表面外侧的紧固切口331取代。如图27所示,切口331是在x-y平面内从玻璃基板10的侧表面向内凹陷的部分。框架20设置在切口331的凹部内。框架20与玻璃基板10通过粘合剂350接合。螺钉320通过在切口331中贯穿框架20而被紧固到壳体300。当像紧固孔330的孔不能形成在玻璃基板10中时,可如上所述形成切口331。如图27所示,在z方向观察的俯视图中,切口331优选地具有没有拐角的平滑连续的外边缘。由此,能够保持切口部331的强度。凹口331的数量不限于三个,并且可以是任何数量,只要其为两个或更多个即可。然而,在考虑玻璃基板10的强度的情况下,为了尽量减少玻璃基板与框架20的接触部分,优选尽可能少地形成切口331。
225.第七实施方式中的其他配置可类似于第五实施方式中的对应配置。类似于紧固孔330,切口331优选地以基本均匀的方式分布在gip和壳体300之间的接触表面b300内。即使采用这样的切口331,本公开的效果也不会丧失。注意,紧固孔330和切口331可以混合在一起。
226.(变形例)
227.图28是示出根据第七实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。在本变形例中,6个切口部331相对于玻璃基板10的中心线或中心线对称或点对称地配置。由此,能够不损害平坦性等玻璃基板10的特性而设置切口部331。在本变形例中,螺钉320固定于六个切口331中的三个切口331。另外,玻璃基板10的切口部331优选全部为相同尺寸,但考虑到整体的平衡,根据需要也可以改变尺寸。
228.第七实施方式和本变形例可以应用于第六实施方式。
229.(第八实施方式)
230.图29是示出根据第八实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图30是示出根据第八实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。在第八实施方式中,在玻璃基板10的侧表面与框架20之间设置有框架25。作为第二框架的框架25设置在壳体300的正下方,以使用螺钉320将gip紧固至壳体300。对于框架25,使用除了玻璃以外的材料。例如,对于框架25,在需要高刚性的情况下使用诸如不锈钢的金属材料,在需要减轻重量的情况下使用铝合金、钛合金等,并且在需要高热导率的情况下使用铜合金等。
231.如图30所示,紧固孔330设置在框架25中以允许螺钉320穿过。虽然在本公开中在框架25中设置有三个紧固孔330,但是紧固孔330的数量不受限制。此外,紧固孔330优选地
以基本均匀的方式布置在框架25中。
232.框架25通过粘合剂350接合至玻璃基板10的侧表面。类似地,框架20通过粘合剂350接合到框架25的外表面。
233.注意,因为框架25被配置为gip的一部分,所以有必要考虑使框架25的线膨胀系数等更接近玻璃基板10的线膨胀系数等。例如,玻璃基板10、框架25和壳体300的线膨胀系数的关系优选为玻璃基板10≤框架25≤壳体300,或者壳体300≤框架25≤玻璃基板10。这样,在玻璃基板10与壳体300之间的紧固部处,热膨胀系数逐渐变化,从而减小了模块的整体应力。
234.第八实施方式中的其他配置可类似于第五实施方式中的对应配置。框架25还可用于保护玻璃基板10的侧表面。在这种情况下,可以省略框架20。同时,在制造处理中,通过切割树脂框架20的切割处理,将封装体分割成单片。因此,当框架25包括不能被切割的金属材料等时,优选的是除了框架25之外还设置框架20。
235.(变形例)
236.图31是示出根据第八实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。在本变形例中,散热部360通过螺钉320被紧固至gip的底部并且与gip的底部接触。散热部360通过螺钉320固定在玻璃基板10的第二表面10b侧。螺钉320不仅将gip紧固至壳体300,而且将散热部360紧固至gip。对于散热部360,例如,使用诸如铜或铝的具有高热导率的材料。因此,壳体300中的热量和gip可经由螺钉320等从散热部360排出。gip中的热量经由层压配线部81和82传送至散热部360,并且可从散热部360有效地排出。
237.(第九实施方式)
238.图32是示出根据第九实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。在第九实施方式中,gip的玻璃基板10通过螺钉320被固定到基板401,并且基板401通过螺钉321被固定到容纳透镜组310的壳体300。即,gip经由基板401被固定到壳体300。
239.基板401是散热性、平坦性、平行性以及刚性优异的板状基板。对于基板401,例如,使用铜、铝、钨、钼、铌、钛、包含任何这些金属的合金、或诸如不锈钢、硬铝、殷钢、科瓦合金、或黄铜的合金。以这种方式,玻璃基板10通过螺钉320穿过框架25固定在基板401上,并与基板401紧密接触。此外,基板401经由螺钉321被紧固到壳体300,并且与壳体300紧密接触,从而使得可以进一步增强刚性和散热。螺钉321穿过基板401并且被紧固到壳体300。
240.同时,gip的配置可与第八实施方式中的相同。然而,通过在-z方向上贯穿框架25,螺钉320被固定到基板401。基板401和gip可以经由具有高热导率的粘合剂等彼此固定。
241.(第十实施方式)
242.图33是示出根据第十实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图34是示出根据第十实施方式的半导体装置的配置实例的示意平面图。在第十实施方式中,电子部件110内置于gip的玻璃基板10中。在半导体芯片40的正下方的玻璃基板10上设置有通孔(空腔)500,在该通孔500中配置有电子部件110。通孔500设置在玻璃基板10的中心部分中,以在第一表面10a和第二表面20b之间贯穿玻璃基板10。如图34所示,通孔500形成为具有能够容纳电子部件110的尺寸。绝缘膜510填充在通孔500的没有放置电子部件110的空间中。绝缘膜510可以包括与绝缘膜62和90c相同的材料,并且可以在与绝缘膜62和90c相同的处理中被嵌入通孔500的空间中。
243.通孔500可通过用激光照射玻璃基板10以改变玻璃基板的质量并且使用氢氟酸溶液等蚀刻质量改变部分来形成。可选地,通孔500可通过使用激光烧蚀刮擦玻璃基板10来形成。
244.如图33所示,电子部件110的上表面与玻璃基板10的第一表面10a对齐。此外,电子部件110连接至玻璃基板10的第一表面10a侧上的层压配线部81的任何配线。由此,可经由层压配线部81的配线将电力从外部供应至电子部件110,并且可将控制信号提供至电子部件110,或者可从电子部件110输出数据。第十实施方式中的gip的其他配置可类似于任何上述实施方式和上述变形例中的对应配置。注意,在第十实施方式中,框架20是否存在无关紧要。
245.例如,电子部件110可以是有源部件或无源部件。作为有源部件,电子部件110可以是例如数字信号处理器(dsp)、动态随机存取存储器(dram)、静态ram(sram)、磁阻ram(mram)、现场可编程门阵列(fpga)、陀螺仪传感器、加速度传感器、惯性测量芯片(惯性测量单元(imu))等。作为无源部件,电子部件110可为例如芯片电容器、芯片电感器、膜电容器等。
246.根据第十实施方式,由于在半导体芯片40的正下方的通孔500中配置有电子部件110,因此电子部件110与半导体芯片40之间的配线距离较短。这使得可以加速封装件的整体操作并降低噪声。例如,当半导体芯片40或电子部件110包括电容器时,电容器的噪声降低。当半导体芯片40或电子部件110包括cpu时,cpu以高速操作。当半导体芯片40或电子部件110包括imu时,imu的检测精度提高。
247.此外,由于电子部件110设置在玻璃基板10中,封装件的尺寸减小。
248.当将硅材料用于电子部件110时,电子部件110和玻璃基板10之间的选择性膨胀系数的差异减小。因此,减小了对gip的应力,并且提高了可靠性。
249.由于电子部件110构建在玻璃基板10中,当散热板等安装在gip上时,自由度增加。
250.制造根据第十实施方式的模块的方法如下。执行图8至图12中所示的步骤。此时,将玻璃基板10和框架20安装在支撑基板(支撑带)502上。在玻璃基板10的中央部形成通孔500。
251.接下来,如图35所示,将电子部件110安装在通孔500中的支撑基板(支撑带)502上。注意,图35是示出根据第十实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。在制造半导体装置的过程中,如图35所示,玻璃基板10的第一表面10a被设置成面向支撑基板502。因此,在此阶段,电子部件110的表面与玻璃基板10的第一表面10a基本上齐平。参照图13描述的树脂材料同时嵌入通孔500的内部和过孔v1等的内部。即,绝缘膜510与绝缘膜62、90c同时形成。电子部件110在其表面与玻璃基板10的第一表面10a保持对齐的状态下被绝缘膜510树脂密封。由此,之后形成的层压配线部81可容易地连接电子部件110的端子和玻璃基板10的第一表面10a上的配线。
252.此后,通过参照图13至图15或图16描述的步骤完成根据第十实施方式的模块。
253.(变形例)
254.图36是示出根据第十实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。在本变形例中,电子部件110的一个表面与玻璃基板10的第二表面10b对齐。此外,电子部件110连接至玻璃基板10的第二表面10b侧上的层压配线部82的任何配线。本变形例中的其他配
置可类似于第十实施方式中的对应配置。因此,本变形例能够得到与第十实施方式相同的效果。
255.在本变形例中,图35中所示的玻璃基板10可颠倒,使得第二表面10b面向支撑基板502。这样,电子部件110的底部表面基本上与玻璃基板10的第二表面10b齐平。因此,此后形成的层压配线部分82可容易地连接电子部件110的端子和玻璃基板10的第二表面10b上的配线。
256.(第十一实施方式)
257.图37是示出根据第十一实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。根据第十一实施方式的半导体装置的平面图可与图34的平面图相同。在本实施方式中,在半导体芯片40的正下方的玻璃基板10上设置有埋头孔(凹部)501,在该埋头孔501中配置有电子部件110。埋头孔501设置在玻璃基板10的第一表面10a中,但不贯穿玻璃基板10而具有底部。埋头孔501形成为具有能够容纳电子部件110的尺寸。绝缘膜510填充埋头孔501的未放置电子部件110的空间中。
258.埋头孔501可通过用激光照射玻璃基板10以改变玻璃基板的质量并且使用氢氟酸溶液等蚀刻质量改变部分来形成。可选地,埋头孔501可通过使用激光烧蚀刮擦玻璃基板10来形成。
259.电子部件110的上表面与玻璃基板10的第一表面10a对齐。此外,电子部件110连接至玻璃基板10的第一表面10a侧上的层压配线部81的任何配线。第十一实施方式中的gip的其他配置可类似于第十实施方式中的对应配置。因此,根据第十一实施方式,能够得到与第十实施方式相同的效果。
260.制造根据第十一实施方式的模块的方法如下。执行图8至图12中所示的步骤。此时,将玻璃基板10和框架20安装在支撑基板(支撑带)502上。在玻璃基板10的中央部形成埋头孔501。如图38所示,玻璃基板10布置在支撑基板502上,埋头孔501面向上。注意,图38是示出根据第十一实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。
261.接下来,电子部件110在安装在埋头孔501中之后被接合。埋头孔501形成为具有使得电子部件110的表面与玻璃基板10的第一表面10a大致齐平的深度。接下来,参照图13描述的树脂材料同时嵌入埋头孔501内和过孔v1等内。电子部件110在其表面保持与玻璃基板10的第一表面10a对齐的状态下被树脂密封。由此,之后形成的层压配线部81可容易地连接电子部件110的端子和玻璃基板10的第一表面10a上的配线。
262.此后,通过参照图13至图15或图16描述的步骤完成根据第十一实施方式的模块。
263.(第十二实施方式)
264.图39是示出根据第十二实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图40是示出根据第十二实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。在第十二实施方式中,玻璃基板10的通孔500中内置有多个电子部件110。以这种方式,多个电子部件110可以通过改变通孔500的尺寸而内置于通孔500中。
265.此外,如图39所示,即使多个电子部件110具有彼此不同的厚度(高度),通过以与第十实施方式相同的方式制造半导体装置,也可使多个元件110的上表面对齐为与玻璃基板10的第一表面10a(或第二表面10b)基本上齐平。由此,具有不同面积和不同高度(厚度)的多个电子部件110可布置在通孔500中并且连接至层压配线部81(或82)。
266.第十二实施方式中的其它配置可类似于第十实施方式中的对应配置。其结果,根据第十二实施方式,能够得到与第十实施方式相同的效果。
267.(第十三实施方式)
268.图41是示出根据第十三实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。根据第十三实施方式的半导体装置的平面图可与图40的平面图相同。在第十三实施方式中,在半导体芯片40的正下方的玻璃基板10上设置多个埋头孔501,在相应埋头孔501中配置多个电子部件110。这样,可通过设置多个埋头孔501将多个电子部件110内置在玻璃基板10中。
269.此外,如图41所示,当多个电子部件110具有彼此不同的厚度(高度)时,优选根据电子部件110的相应厚度设置多个埋头孔501的深度。由此,可以对齐多个部件110的上表面以基本上与玻璃基材10的第一表面10a齐平。
270.第十三实施方式的其他配置与第十一实施方式的配置相同。由此,根据第十三实施方式,能够获得与第十一实施方式相同的效果。
271.在上述第十实施方式至第十三实施方式中,在电子部件110是陀螺仪传感器的情况下,优选电子部件110配置在半导体芯片40的正下方以与半导体芯片40的中心轴对齐。这使得可以提高陀螺仪传感器在检测角速度时的精度。例如,诸如无人机或车辆的移动体可以几百hz振动。在根据本公开的装置安装在这种移动体上的情况下,需要以几百hz校正作为电子部件110的陀螺仪传感器的输出信号(具体地,角速度),并且需要高度精确的校正处理。根据本公开,通过将电子部件110布置在半导体芯片40的正下方以与其中心轴对齐,角速度校正处理等相对容易。
272.在陀螺仪传感器设置在从半导体芯片40的中心轴偏离的位置的情况下,需要在半导体芯片40的周围配置多个陀螺仪传感器。然而,根据本公开,通过将电子部件110布置在半导体芯片40的正下方以与其中心轴对齐,可以减少陀螺仪传感器的数量。
273.(第十四实施方式)
274.图42是示出根据第十四实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图43是示出根据第十四实施方式的半导体装置的配置实例的示意平面图。在第十四实施方式中,电子部件110内置于gip的框架20中。在框架20中设置通孔(空腔)500,并且电子部件110设置在通孔500中。通孔500被设置成在第三表面20a与第四表面20b之间贯穿框架20。通孔500形成为具有能够容纳电子部件110的尺寸。绝缘膜510填充在通孔500的没有放置电子部件110的空间中。绝缘膜510可以包括与绝缘膜62和90c相同的材料,并且可以在与绝缘膜62和90c相同的处理中被嵌入通孔500的空间中。通孔500可通过使用激光烧蚀刮削框架20来形成。
275.如图42所示,电子部件110的上表面与框架20的第三表面20a对齐。此外,电子部件110在框架20的第三表面20a侧连接至层压配线部81的任何配线。因此,可经由层压配线部81的配线将电力从外部供应至电子部件110,并且可将控制信号提供至电子部件110,或者可从电子部件110输出数据。第十四实施方式中的其它构造可类似于第十实施方式中的对应构造。
276.根据第十四实施方式,尽管电子部件110未设置在半导体芯片40的正下方,也能够减小封装件的大小。此外,在安装散热板等时的自由度高。
277.在根据第十四实施方式的用于制造模块的方法中,其中形成有通孔500的框架20安装在支撑基板502上,并且电子部件110在通孔500中安装在支撑基板502上。后续步骤可
与第十实施方式中的制造方法中的相同。
278.(变形例)
279.图44是示出根据第十四实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。在本变形例中,电子部件110的一个表面与框架20的第四表面20b对齐。此外,电子部件110在框架20的第四表面20b侧连接至层压配线部82的任何配线。本变形例中的其他配置可类似于第十四实施方式中的对应配置。因此,本变形例能够得到与第十四实施方式相同的效果。
280.(第十五实施方式)
281.图45是示出根据第十五实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。根据第十五实施方式的半导体装置的平面图可以与图43的平面图相同。在第十五实施方式中,埋头孔(凹部)501设置在框架20中,并且电子部件110设置在埋头孔501中。埋头孔501设置在框架20的第三表面20a中,但是不贯穿框架20以具有底部。埋头孔501形成为具有能够容纳电子部件110的尺寸。绝缘膜510填充埋头孔501的未放置电子部件110的空间中。埋头孔501可以通过使用激光烧蚀刮削框架20来形成。
282.电子部件110的上表面与框架20的第三表面20a对齐。此外,电子部件110在框架20的第三表面20a侧连接至层压配线部81的任何配线。第十五实施方式中的gip的其他配置可类似于第十四实施方式中的对应配置。因此,根据第十五实施方式,能够获得与第十四实施方式相同的效果。
283.在根据第十五实施方式的用于制造模块的方法中,其中形成有埋头孔501的框架20安装在支撑基板502上,并且电子部件110安装在埋头孔501中。其他步骤可以与第十四实施方式中的制造方法中的相同。
284.(第十六实施方式)
285.图46是示出根据第十六实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图47是示出根据第十六实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。在第十六实施方式中,多个电子部件110内置在框架20的通孔500中。以这种方式,多个电子部件110可以通过改变通孔500的尺寸而内置于通孔500中。
286.此外,如图46中所示,即使多个电子部件110具有彼此不同的厚度(高度),通过以与第十四实施方式中相同的方式制造半导体装置,多个元件110的上表面可以被对齐为与框架20的第三表面20a(或第四表面20b)基本上齐平。由此,面积或高度(厚度)不同的多个电子部件110可布置在通孔500中并且连接至层压配线部81(或82)。
287.第十六实施方式中的其它配置可类似于第十四实施方式中的对应配置。由此,第十六实施方式可以得到与第十四实施方式相同的效果。
288.另外,也可以将第十六实施方式和第十五实施方式进行组合。例如,通过不同地改变根据第十五实施方式的埋头孔501的深度和面积,具有不同高度或面积的多个电子部件110可内置在框架20的埋头孔501中。
289.(第十七实施方式)
290.图48是示出根据第十七实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。图49是示出根据第十七实施方式的半导体装置的配置实例的平面图。在第十七实施方式中,在玻璃基板10的通孔500中内置散热构件122,并且在设置于散热构件122的通孔(第二通孔)600中内置电子部件110。散热构件122以能够容纳在通孔500中的尺寸形成,并且具有在其中容纳电
子部件110的通孔600。当从z方向观察时,散热构件122的外边缘例如具有与通孔500基本相似的形状,并且小于通孔500,如图49所示。散热构件122的通孔600具有与电子部件110基本相似的形状,并且大于电子部件110。因此,当沿z方向观察时,散热构件122被模制成框架形状。散热构件122在z方向上的高度(厚度)可基本上等于或稍微小于玻璃基板10的高度(厚度)。对于散热构件122,例如,使用诸如铜或硅的具有高热导率的材料。
291.可以使用光刻技术和蚀刻技术来形成散热构件122的通孔600。可选地,散热构件122的通孔600可以通过使用激光烧蚀刮削散热构件122来形成。
292.在根据第十七实施方式的用于制造模块的方法中,其中形成有通孔500的框架20安装在支撑基板502上,并且形成有通孔600的散热构件122在通孔500中安装在支撑基板502上。此外,电子部件110在通孔600中安装在支撑基板502上。后续步骤可与第十实施方式中的制造方法中的相同。
293.根据第十七实施方式,散热构件122能够将来自半导体芯片40及电子部件110的热迅速地向玻璃基板10的第二表面10b侧传热并散热。此外,在散热构件122包括硅的情况下,散热构件122与玻璃基板10之间的选择性膨胀系数的差异较小。由此,封装件的翘曲被抑制,导致可靠性的提高。在第十七实施方式中,可以省略框架20。
294.(第十八实施方式)
295.图50是示出根据第十八实施方式的半导体装置的配置实例的截面图。根据第十八实施方式的半导体装置的平面图可以与图49的平面图相同。在第十八实施方式中,在散热构件122中设置埋头孔(凹部)601,在该埋头孔(第二埋头孔)601中配置电子部件110。埋头孔601不贯穿散热构件122以便具有底部。埋头孔601形成为具有能够容纳电子部件110的尺寸。绝缘膜510填充埋头孔601的未放置电子部件110的空间中。
296.埋头孔601可以通过光刻技术和蚀刻技术形成,或者可以使用激光烧蚀形成。
297.此外,第十八实施方式的其他配置也可以与第十七实施方式相同。因此,第十八实施方式能够获得与第十七实施方式相同的效果。此外,根据第十八实施方式,散热构件122被设置成覆盖电子部件110的侧部和底部。因此,改善了散热构件122的散热功能。在第十八实施方式中,可以省略框架20。
298.在第十七实施方式和第十八实施方式中,多个电子部件110可以设置在通孔600中或者埋头孔601中。
299.(第十九实施方式)
300.图51是示出根据第十九实施方式的半导体装置的实例的截面图。gip可以是根据上述任一实施方式或其修改的gip。根据第十九实施方式,不仅图20中的盖玻片102,而且固定框架101包括玻璃。固定框架(玻璃框架)101被设置为包围半导体芯片40的周边,并且具有大致矩形形状的圆筒形状。此外,玻璃基板10的第一表面10a上的绝缘膜85a、90a被部分地除去,固定框架101的一端与玻璃基板10的第一表面10a直接接触。对于固定框架101,例如,使用与用于玻璃基板10的玻璃相同类型的玻璃或者具有与玻璃基板10的玻璃材料的线膨胀系数接近的线膨胀系数的玻璃材料。
301.盖玻片102与固定框架101的另一端连接,且被设置为覆盖半导体芯片40的上侧。对于盖玻片102,例如,使用与用于玻璃基板10的玻璃相同类型的玻璃或者具有与玻璃基板10的玻璃材料的线膨胀系数接近的线膨胀系数的玻璃材料。优选地,相同材料用于固定框
架101和盖玻片102。
302.在固定框架101与玻璃基板10的线膨胀系数大幅不同的情况下,即使为了抑制翘曲而使半导体芯片40与玻璃基板10的线膨胀系数接近,由于固定框架101与玻璃基板10的线膨胀系数的差异,封装件整体也会翘曲。
303.对此,根据第十九实施方式,固定框架101包括线膨胀系数等于或接近于玻璃基板10的线膨胀系数的玻璃材料。因此,通过固定框架101可以抑制封装件的翘曲。
304.遮光膜200设置在固定框架101和盖玻片102的表面的局部部分上。遮光膜200设置在cis等半导体芯片40上,用于遮挡不需要的光。只要求根据目的任意地设定其中形成遮光膜200的区域即可。对于遮光膜200,例如,使用具有低表面反射率的材料,诸如诸如铬的遮光金属材料或遮光树脂。
305.固定框架101和盖玻片102如下形成。首先,准备平板状的大致矩形的玻璃基板,对该玻璃基板的中心区域照射激光来改变玻璃基板的质量。通过用氢氟酸溶液等蚀刻质量改变部分来切割中心区域以形成穿过其中的中空部,从而形成框架形状的固定框架101。可选地,可使用激光烧蚀来刮除玻璃基板。
306.接下来,使用粘合剂等将固定框架101接合到盖玻片102。
307.接着,将保护膜附接到固定框架101和盖玻片102的表面上没有设置遮光膜200的区域。然后,将遮光膜200沉积在固定框架101和盖玻片102的表面上。通过从固定框架101和盖玻片102剥离保护膜,在保护膜上沉积的遮光膜200与保护膜一起被去除。这样,遮光膜200形成在固定框架101和盖玻片102的期望区域中。
308.同时,gip的绝缘膜85a、90a中其上安装有半导体芯片40的部分利用激光等进行修整。由此,玻璃基板10的与固定框架101的端部对应的外侧端部从绝缘膜85a、90a(配线层81)露出。
309.接着,将固定框架101的端部直接接合到玻璃基板10。固定框架101与盖玻片102之间的接合以及固定框101与玻璃基板10之间的接合可以通过粘合剂实现,也可以通过玻璃粉或化学粘结等其他粘合方式实现。注意,固定框架101可以接合到绝缘膜85a和90a(配线层81)上而不修整玻璃基板10。
310.(第二十实施方式)
311.图52是示出了根据第二十实施方式的半导体装置的实例的截面图。第二十实施方式与第十九实施方式的不同之处在于固定框架101和盖玻片102由相同的材料一体形成。在第二十实施方式中,固定框架101和盖玻片102之间的接合不是必需的,并且因此,可以减少部件的数量。第二十实施方式中的其他配置可类似于第十九实施方式中的对应配置。因此,第二十实施方式能够得到与第十九实施方式相同的效果。在下文中,因为固定框架101和盖玻片102一体形成,所以它们被简称为“盖玻片102”。
312.盖玻片102如下形成。首先,准备平板状的大致矩形的玻璃基板,对该玻璃基板的中心区域照射激光来改变玻璃基板的质量。此时,调节激光的强度以改变玻璃基板的质量直至玻璃基板厚度的中间。接下来,通过用氢氟酸溶液等蚀刻玻璃基板的质量变化部分来切割中心区域,从而形成具有埋头孔的保护玻璃102。此时,盖玻片102的中心区域被切割以具有凹部,但是没有被完全切割以形成穿过其中的孔。可选地,可使用激光烧蚀来刮除玻璃基板。
313.接下来,将保护膜附着到没有遮光膜200要设置在盖玻片102的表面上的区域。然后,在盖玻片102的表面上沉积遮光膜200。通过从固定框架101和盖玻片102剥离保护膜,在保护膜上沉积的遮光膜200与保护膜一起被去除。这样,遮光膜200形成在固定框架101和盖玻片102的期望区域中。
314.此后,类似于第十九实施方式,盖玻片102接合到玻璃基板10上。
315.(变形例)
316.图53是示出根据第二十实施方式的变形例的半导体装置的配置实例的截面图。本变形例与第二十实施方式的不同之处在于透镜210使用相同的材料与盖玻片102一体形成。这样的配置使得可以同时形成固定框架、盖玻片102和透镜210,从而降低制造成本、减少部件的数量和减小模块尺寸。本变形例中的其他配置可类似于第二十实施方式中的对应配置。因此,本变形例能够获得与第20实施方式相同的效果。
317.也可以将变形例与第十九实施方式进行组合。
318.(变形例)
319.图54是示出了根据第二十实施方式的另一个变形例的半导体装置的配置实例的截面图。在本变形例中,除了直接设置在玻璃基板10的第一表面10a和第二表面10b上的配线层之外,层压配线部81和82的大部分配线层被省略。此外,框架20也被省略。
320.由于在玻璃基板10上未设置绝缘膜85a、85b、90a、90b,所以封装体包括这样的材料,它们中的大部分线膨胀系数相同或类似。因此,即使温度变化,在封装件中产生的翘曲或变形也小。另外,与由树脂等构成的绝缘膜85a、85b、90a、90b相比,玻璃的介电常数低。因此,本变形例中的封装件的功耗小。
321.本变形例中的其他配置可类似于第二十实施方式中的对应配置。因此,本变形例能够获得与第二十实施方式相同的效果。本变形例可以与第十九实施方式组合。
322.《15.应用本技术的成像设备的使用实例》
323.图55是示出根据本技术的实施方式用作cmos图像传感器的实例的示图。
324.根据上述实施方式的成像设备可用于各种情况,例如,当如下感测诸如可见光、红外光、紫外光和x射线的光时。即,如图55所示,例如,上述实施方式可用于在捕获待提供欣赏的图像的欣赏领域、交通领域、家用电器领域、医疗保健领域、安全领域、美容领域、运动领域、农业领域等中使用的装置。
325.具体地,在欣赏领域中,例如,上述实施方式可用于获取待提供用于欣赏的图像的设备,诸如,数码相机、智能手机、或者具有相机功能的移动电话。
326.在交通领域中,例如,上述实施方式可用于为交通目的设置的装置,诸如,捕获汽车的前方、后方、周围、内部等的图像以用于安全驾驶(诸如,自动停止、驾驶员状况的识别等)的车辆传感器、监控行驶车辆和道路的监控摄像机、以及测量车辆之间的距离等的距离测量传感器。
327.在家用电器领域中,例如,上述实施方式可以用于分别设置为捕获用户手势的图像并且根据手势操作设备的设备,诸如电视接收器、冰箱和空调。
328.在医疗保健领域,上述实施方式可以用于例如设置为用于医疗保健的设备,诸如内窥镜和通过接收红外光执行血管造影的设备。
329.在安全领域中,例如,上述实施方式可以用于例如设置为用于安全的设备,诸如用
于防止犯罪的监视相机或用于认证人的相机。
330.在美容领域中,上述实施方式可以用于例如设置用于美容的装置,诸如用于对皮肤成像的皮肤检查仪器和用于对头皮成像的显微镜。
331.在运动领域中,上述实施方式可以用于例如设置为用于运动的装置,如用于运动的动作相机和可穿戴相机。
332.在农业领域中,上述实施方式可以用于例如设置为用于农业的装置,诸如用于监测田地或农作物状况的照相机。
333.本技术可应用于各种其他产品。
334.根据本技术的实施方式不限于上述实施方式,并且在不背离本技术的主旨的情况下可以做出各种修改。
335.此外,本说明书中描述的效果仅是实例并且不受限制,并且还可以存在其他效果。
336.此外,本技术可具有以下配置。
337.(1)一种半导体装置,包括:
338.玻璃基板,包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及在第一表面与第二表面之间的第一侧表面;
339.配线,设置在第一表面和所述二表面上;
340.第一绝缘膜,覆盖第一表面;
341.第二绝缘膜,覆盖第二表面;以及
342.第三绝缘膜,覆盖第一侧表面,第三绝缘膜与第一绝缘膜和第二绝缘膜中的至少一者连续。
343.(2)根据(1)所述的半导体装置,其中,第一绝缘膜至第三绝缘膜连续地设置在第一侧表面、第一表面和第二表面上。
344.(3)根据(1)或(2)所述的半导体装置,其中,第一绝缘膜至第三绝缘膜包括相同的材料。
345.(4)根据(1)至(3)中任一项所述的半导体装置,其中,配线的局部在第一表面和第二表面上直接接触玻璃基板。
346.(5)根据(1)至(4)中任一项所述的半导体装置,其中,第一表面上的配线的层数和第一绝缘膜的层数分别与第二表面上的配线的层数和第二绝缘膜的层数相同。
347.(6)根据(1)至(5)中任一项所述的半导体装置,进一步包括:
348.第一金属膜,覆盖在第一表面和第二表面之间贯通玻璃基板的通孔的内壁;以及
349.第四绝缘膜,填充在通孔中的第一金属膜的内部,
350.其中,第四绝缘膜包括与第一绝缘膜和第二绝缘膜相同的材料并且与第一绝缘膜和第二绝缘膜连续。
351.(7)根据(4)或(6)所述的半导体装置,其中,配线的与玻璃基板直接接触的每一部分在通孔上方具有开口。
352.(8)根据(1)至(7)中任一项所述的半导体装置,其中,第三绝缘膜的侧表面是平坦的。
353.(9)根据(1)至(8)中任一项所述的半导体装置,进一步包括在第一侧表面上设置在第三绝缘膜外部的框架。
354.(10)根据(9)所述的半导体装置,其中,框架具有在与第一表面相同侧上的第三表面、在与第二表面相同侧上的第四表面以及面向第一侧表面的第二侧表面,
355.第一绝缘膜从第一表面到所述第三表面连续地设置,并且
356.第二绝缘膜从第二表面到所述第四表面连续地设置。
357.(11)根据(10)所述的半导体装置,进一步包括:
358.第二金属膜,设置在框架的第三表面上;以及
359.第三金属膜,设置在框架的第四表面上。
360.(12)根据(9)至(11)中任一项所述的半导体装置,其中,框架包括线膨胀系数基本上等于玻璃基板的线膨胀系数的材料。
361.(13)根据(1)至(12)中任一项所述的半导体装置,其中,玻璃基板的第一侧表面具有在垂直于第一表面的方向上的截面中向外突出的弯曲形状。
362.(14)根据(6)所述的半导体装置,其中,玻璃基板的第一侧表面具有在垂直于第一表面的方向上的截面中向外突出的弯曲形状,
363.通孔的内侧表面具有在垂直于第一表面的方向上的截面中向通孔的内部突出的弯曲形状,以及
364.第一侧表面的曲率基本上等于通孔的所述内侧表面的曲率。
365.(15)根据(1)至(14)中任一项所述的半导体装置,进一步包括:
366.金属板,设置在第一表面与第二表面之间贯穿玻璃基板的第二通孔中;以及
367.第五绝缘膜,设置在第二通孔与金属板之间并且与第一绝缘膜和第二绝缘膜中的至少一者连续。
368.(16)根据(15)所述的半导体装置,其中,第二通孔的内壁表面和金属板的侧表面相对于第一表面或第二表面倾斜。
369.(17)根据(1)至(16)中任一项所述的半导体装置,进一步包括设置在玻璃基板的第一表面上的对准标记。
370.(18)根据(11)所述的半导体装置,其中,第二金属膜和第三金属膜被用作用于无线通信的天线。
371.(19)根据(1)至(18)中任一项所述的半导体装置,其中,天线安装在玻璃基板的第一表面上。
372.(20)根据(1)至(18)中任一项所述的半导体装置,其中,半导体芯片安装在玻璃基板的第一表面上。
373.(21)根据(20)的半导体装置,其中,半导体芯片是图像传感器芯片。
374.(22)一种半导体装置,包括:
375.玻璃基板,包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及在第一表面与第二表面之间的第一侧表面,玻璃基板具有在第一表面与第二表面之间贯穿的紧固孔;
376.配线层,设置在第一表面和第二表面上;
377.半导体芯片,设置在玻璃基板上方;
378.壳体,其设置在半导体芯片的周围;
379.透镜,设置在壳体中;以及
380.紧固件,经由紧固孔将玻璃基板和壳体彼此紧固。
381.(23)根据(22)所述的半导体装置,其中,当在紧固件的紧固方向上观察紧固孔时,在平面图中紧固孔大于紧固件的头部的外径。
382.(24)根据(23)所述的半导体装置,进一步包括填充紧固件与紧固孔之间的空间的填充物。
383.(25)根据(22)至(24)中任一项所述的半导体装置,其中,紧固孔在玻璃基板的侧表面上连接至外部。
384.(26)根据(22)至(25)中任一项所述的半导体装置,其中,多个紧固孔设置在玻璃基板中,并且
385.当在紧固方向上观察多个紧固孔时,在平面图中多个紧固孔之间的中心与半导体芯片重叠。
386.(27)根据(22)至(25)中任一项所述的半导体装置,其中,紧固件将壳体和玻璃基板彼此紧固,使得透镜的光轴与半导体芯片的光轴基本上彼此一致。
387.(28)根据(1)至(21)中任一项所述的半导体装置,其中,玻璃基板具有在第一表面与第二表面之间贯穿的通孔,并且
388.半导体装置进一步包括电子部件,电子部件设置在通孔中并且连接至配线中的一个。
389.(29)根据(9)至(12)中任一项所述的半导体装置,其中,框架具有在第三表面与第四表面之间贯穿的通孔,并且
390.半导体装置进一步包括电子部件,电子部件设置在通孔中并且连接至配线中的一个。
391.(30)根据(1)至(21)中任一项所述的半导体装置,其中,玻璃基板具有设置在第一表面中的埋头孔,并且
392.半导体装置进一步包括设置在埋头孔中并且连接至配线中的一个的电子部件。
393.(31)根据(9)至(12)中任一项所述的半导体装置,其中,框架具有设置在第三表面中的埋头孔,并且
394.半导体装置进一步包括设置在埋头孔中并且连接至配线中的一个的电子部件。
395.(32)根据(28)所述的半导体装置,其中,具有不同厚度的多个电子部件设置在通孔中,并且
396.多个电子部件的表面与第一表面对准。
397.(33)根据(29)所述的半导体装置,其中,具有不同厚度的多个电子部件设置在通孔中,并且
398.多个电子部件的表面与第一表面对准。
399.(34)根据(30)所述的半导体装置,其中,具有不同厚度的多个电子部件分别设置在具有不同深度的多个埋头孔中,并且
400.多个电子部件的表面与第一表面对准。
401.(35)根据(31)所述的半导体装置,其中,具有不同厚度的多个电子部件分别设置在具有不同深度的多个埋头孔中,并且
402.多个电子部件的表面与第一表面对准。
403.(36)根据(28)所述的半导体装置,其中,玻璃基板具有在第一表面和第二表面之
间贯穿的通孔,
404.半导体装置进一步包括散热构件,散热构件设置在通孔中并且具有第二通孔,并且
405.电子部件设置在第二通孔中。
406.(37)根据(28)所述的半导体装置,进一步包括散热构件,散热构件设置在通孔中并且具有第二埋头孔,
407.其中,电子部件设置在第二埋头孔中。
408.(38)根据(1)所述的半导体装置,进一步包括:
409.玻璃框架,其一端直接连接至玻璃基板的第一表面并且被设置为围绕半导体芯片的周边;以及
410.盖玻片,连接至玻璃框架的另一端以覆盖半导体芯片的上侧。
411.(39)根据(22)所述的半导体装置,进一步包括:
412.玻璃框架,其一端直接连接至玻璃基板的第一表面并且被设置为围绕半导体芯片的周边;以及
413.盖玻片,连接至玻璃框架的另一端以覆盖半导体芯片的上侧。
414.(40)根据(38)所述的半导体装置,其中,玻璃框架和盖玻片一体形成。
415.(41)根据(39)所述的半导体装置,其中,玻璃框架和盖玻片一体形成。
416.(42)根据(40)所述的半导体装置,其中,玻璃框架和盖玻片包括与玻璃基板相同的材料。
417.(43)根据(41)所述的半导体装置,其中,玻璃框架和盖玻片包括与玻璃基板相同的材料。
418.(44)根据(38)所述的半导体装置,进一步包括设置在玻璃框架和盖玻片的表面的局部部分上的遮光膜。
419.(45)根据(39)所述的半导体装置,进一步包括设置在玻璃框架和盖玻片的表面的局部部分上的遮光膜。
420.应注意,本公开并不局限于上述实施方式,并且在不背离本公开的主旨的情况下可以做出各种变形。此外,本说明书中描述的效果仅是实例并且不受限制,并且可以存在其他效果。
421.附图标记列表
422.10 玻璃基板
423.11 开口
424.20 框架
425.30 金属膜
426.40 半导体芯片
427.50 接合线
428.60 贯通电极
429.61 金属膜
430.62 绝缘膜
431.81、82 层压配线部
432.90a至90c 绝缘膜。
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