特許 7527272 半導体装置、撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】半導体装置、撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20240726BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

H01L27/146 D

H01L23/02 G

H01L23/02 F

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021505594

(86)(22)【出願日】2020-02-05

(86)【国際出願番号】 JP2020004377

(87)【国際公開番号】W WO2020184003

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-12-09

(31)【優先権主張番号】P 2019045876

(32)【優先日】2019-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】316005926

【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003410

【氏名又は名称】弁理士法人テクノピア国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100116942

【弁理士】

【氏名又は名称】岩田 雅信

(74)【代理人】

【識別番号】100167704

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 裕人

(72)【発明者】

【氏名】石井 成和

【審査官】今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３０７０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１２５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２３９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１４４４３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭６１－０７８６３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６１－０２６０５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１５９９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６４４８６３７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００４－１１９８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３１１９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００１４７９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第７６７５１４９（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０４Ｎ ２５／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体パッケージを用いた箱状の外筐と、
前記外筐の内側空間に配置された半導体チップと、
前記外筐の前記内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路と、
一部に開閉自在な扉部が形成され、前記扉部の少なくとも一部が前記通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜と、を備え、
前記遮蔽膜は、前記外筐の側壁部と蓋部との間に、厚み方向が前記蓋部の厚み方向と一致する向きに形成された
半導体装置。

【請求項2】

前記扉部が前記内側空間の気圧変化に応じて開閉する
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記遮蔽膜がステンレス鋼材又は樹脂材料で構成された
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記通気路における前記内側空間側への前記扉部の開動作を規制するストッパ部が形成された
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記扉部が前記遮蔽膜の中央に形成された
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記通気路が前記外筐の側壁部に形成された
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記扉部が前記遮蔽膜の一部に対する切り込みにより形成された
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記切り込みが、前記扉部の厚み方向に直交する二面の面積を異ならせるように形成された
請求項７に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記切り込みが前記遮蔽膜の厚み方向から傾斜した向きに形成された
請求項８に記載の半導体装置。

【請求項10】

複数の受光素子が二次元配列された前記半導体チップを備える固体撮像素子としての半導体装置とされた
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項11】

半導体パッケージを用いた箱状の外筐と、
前記外筐の内側空間に配置され、複数の受光素子が二次元配列された半導体チップと、
前記外筐の前記内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路と、
一部に開閉自在な扉部が形成され、前記扉部の少なくとも一部が前記通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜と、
を有し、前記遮蔽膜は、前記外筐の側壁部と蓋部との間に、厚み方向が前記蓋部の厚み方向と一致する向きに形成された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子により得られる撮像画像信号を処理する信号処理部と、を備えた
撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、一部に半導体パッケージを用いた箱状の外筐を有する半導体装置と、固体撮像素子としての半導体装置を備えた撮像装置の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体パッケージを用いた半導体装置としては、基板への実装時にリフローはんだ付けを行うものがある。例えば、固体撮像素子（イメージセンサ）としての半導体装置では、凹型の半導体パッケージに対して受光用の半導体チップが搭載されると共にガラス等の透明基板が蓋部として接合されて箱状の外筐が形成されているが、この種の半導体装置では、リフロー時に生じる外筐内側空間の気化膨張に起因した応力により、蓋部の接合部分が剥離する等、半導体装置にダメージが生じる虞がある。

【0003】

この対策としては、外筐の一部に外側空間との通気口を設けることも考えられるが、リフロー後に通気口を介してダストが進入するなど防塵性能の低下が招来され、半導体チップ表面へのダスト付着により撮像画像の画質低下が生じる虞がある。

【0004】

このような問題に対し、下記特許文献１では、通気口に弁のようなシートを設置する技術が提案されている。具体的に、この弁は、気化膨張時の外筐内圧の上昇に応じて開状態となるように構成されており、これにより外筐内圧が低下した以降にダストが侵入することの防止が図られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－８６６６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、シートの端部を外筐に接着しないことで該端部を弁として機能させているため、圧力がかかって弁が開く際にシートの剥がれ（接着部分の剥がれ）等の破損が生じる可能性が高く、リフロー時の排気性能やリフロー後の防塵性能についての信頼性低下を招く虞がある。
また、特許文献１では、シートは外筐の表面に配置されるため、半導体装置のハンドリング時においてもシートの剥がれが生じる可能性が高く、その面でも排気性能や防塵性能についての信頼性低下を招く虞がある。

【0007】

本技術は上記の事情に鑑み為されたものであり、半導体パッケージを用いた箱状の外筐を有する半導体装置について、リフロー時の排気性能やリフロー後の防塵性能についての信頼性向上を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本技術に係る半導体装置は、半導体パッケージを用いた箱状の外筐と、前記外筐の内側空間に配置された半導体チップと、前記外筐の前記内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路と、一部に開閉自在な扉部が形成され、前記扉部の少なくとも一部が前記通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜と、を備えたものである。

【0009】

これにより、扉部は通気路の途中に配置され、外筐の外部に表出しない。また、遮蔽膜は外筐に形成された通気路内に位置されるため、遮蔽膜の扉部以外の部分を外筐の一部によって挟持することが可能とされる。

【0010】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記扉部が前記内側空間の気圧変化に応じて開閉する構成とすることが考えられる。

【0011】

すなわち、遮蔽膜の扉部は、リフローに伴う温度変化ではなく外筐内側空間の気圧変化に応じて開閉する。

【0012】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記遮蔽膜がステンレス鋼材又は樹脂材料で構成されたものとすることが考えられる。

【0013】

遮蔽膜の材料を適切に選択することで、リフロー時の排気性能やリフロー後の防塵性能の向上が図られる。

【0014】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記通気路における前記内側空間側への前記扉部の開動作を規制するストッパ部が形成されたものとすることが考えられる。

【0015】

これにより、リフロー時には扉部が通気路における外側空間側に開くことを許容しつつ、リフロー後には通気路における内側空間側に扉部が開かないように扉部の動きを規制することが可能とされる。

【0016】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記扉部が前記遮蔽膜の中央に形成されたものとすることが考えられる。

【0017】

これにより、遮蔽膜における扉部の周囲に比較的広面積の接着面を確保することが可能とされる。

【0018】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記通気路が前記外筐の側壁部に形成されたものとすることが考えられる。

【0019】

これにより、半導体パッケージとしてセラミックパッケージを採用する場合において、通気路をセラミック基板上への側壁積層工程により容易に作成することが可能とされる。

【0020】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記通気路が前記外筐の側壁部に形成されたものとすることが考えられる。

【0021】

これにより、半導体パッケージとしてセラミックパッケージを採用する場合において、通気路をセラミック基板上への側壁積層工程により容易に作成することが可能とされる。

【0022】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記扉部が前記遮蔽膜の一部に対する切り込みにより形成されたものとすることが考えられる。

【0023】

これにより、遮蔽膜の一部に切り込みを形成するという比較的簡易なプロセスにより扉部を形成することが可能とされる。

【0024】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記切り込みが、前記扉部の厚み方向に直交する二面の面積を異ならせるように形成されたものとすることが考えられる。

【0025】

上記のように扉部の厚み方向に直交する二面の面積が異なることで、扉部の開閉方向が一方向に定まる。

【0026】

上記した本技術に係る半導体装置においては、前記切り込みが前記遮蔽膜の厚み方向から傾斜した向きに形成されたものとすることが考えられる。

【0027】

上記のように遮蔽膜の厚み方向から傾斜した向きに切り込みを形成することで、扉部の厚み方向に直交する二面の面積が異なる。すなわち、遮蔽膜を斜めにカットするという比較的簡易なプロセスにより、扉部の開閉方向が一方向に規制された遮蔽膜を実現することが可能とされる。

【0028】

上記した本技術に係る半導体装置は、複数の受光素子が二次元配列された前記半導体チップを備える固体撮像素子としての半導体装置とすることが考えられる。

【0029】

固体撮像素子としての半導体装置は、画質低下防止等のため比較的高い防塵性能が要求される。

【0030】

また、本技術に係る撮像装置は、半導体パッケージを用いた箱状の外筐と、前記外筐の内側空間に配置され、複数の受光素子が二次元配列された半導体チップと、前記外筐の前記内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路と、一部に開閉自在な扉部が形成され、前記扉部の少なくとも一部が前記通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜と、を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子により得られる撮像画像信号を処理する信号処理部と、を備えたものである。

【0031】

これにより、上記した本技術に係る半導体装置と同様の作用が得られる固体撮像素子を実装した撮像装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】実施形態に係る第一例としての半導体装置の概略断面図である。

【図2】図１において破線Ｗで囲った部分の拡大図である。

【図3】第一例としての半導体装置が備える半導体パッケージの構造を説明するための図である。

【図4】第一例としての半導体装置が備える蓋部の構造を説明するための図である。

【図5】第一例としての半導体装置が備える遮蔽膜の上面図である。

【図6】第一例における扉部と通気路との関係を説明するための図である。

【図7】第二例における半導体パッケージの作成手法の説明図である。

【図8】第三例としての半導体装置要部の概略断面図である。

【図9】第三例としての半導体装置の作成プロセス例を説明するための図である。

【図10】図９と共に第三例としての半導体装置の作成プロセス例を説明するための図である。

【図11】変形例としての遮蔽膜の説明図である。

【図12】変形例としての遮蔽膜を用いた半導体装置の構成例を説明するための図である。

【図13】変形例としての遮蔽膜のさらに別の構成例を説明するための図である。

【図14】実施形態としての半導体装置を適用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。

＜１．第一例＞
＜２．第二例＞
＜３．第三例＞
＜４．扉部に係る変形例＞
＜５．撮像装置＞
＜６．実施形態のまとめ及び変形例＞
＜７．本技術＞

以下の説明では、本技術に係る実施形態としての半導体装置として、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の固体撮像素子（イメージセンサ）としての半導体装置を例に挙げる。
また、以下の説明では「半導体パッケージ」との用語を用いるが、本明細書において半導体パッケージとは、半導体素子や集積回路（ＩＣ）を包装して周囲から防護し、外部と電力や電気信号の入出力を行うための接点（端子や配線）を提供する包装部材のことを意味している。

【0034】

＜１．第一例＞

先ず、図１から図６を参照して実施形態に係る第一例としての半導体装置１について説明する。
図１は、第一例としての半導体装置１の概略断面図、図２は図１において破線Ｗで囲った部分の拡大図、図３、図４は、半導体装置１が備える半導体パッケージ３、蓋部４それぞれの構造を説明するための図、図５は半導体装置１が備える遮蔽膜８の上面図である。

【0035】

半導体装置１は、箱状の外筐２を備え、外筐２の内側空間Ｓに半導体チップ５が配置されている（図１参照）。
半導体チップ５は、本例では撮像画像を得るための受光用の半導体チップとされ、光電変換を行う複数の受光素子が二次元配列されている。

【0036】

外筐２は、断面形状が凹型の半導体パッケージ３と、板状の蓋部４とを有し、半導体パッケージ３の開口部分を閉塞するように蓋部４が半導体パッケージ３に対して接着材７により接着されて、箱状の外形を有する（図１参照）。
蓋部４は、本例ではガラス等の透明基板が用いられる。

【0037】

半導体パッケージ３は、セラミック製の半導体パッケージ（以下「セラミックパッケージ」とも表記する）とされ、半導体チップ５が搭載される基板部３１と、基板部３１から半導体チップ５の搭載される側に突出された側壁部３２とを有する（図１参照）。
基板部３１には、内部に電気配線やビア等が形成された複数の配線層が形成され、下面（半導体チップ５の実装面とは逆側の面）側や上面側には外部との電気接続を行うための端子が形成されている。半導体チップ５は、基板部３１の上面側にダイボンド等により固定されると共に、基板部３１の上面側に形成された各端子に対し、ボンディングワイヤ６を介してそれぞれ対応する端子が電気的に接続されている。

【0038】

半導体パッケージ３は、図３Ａの上面図や図３Ｂの断面図に示すように、側壁部３２の上面３２ａの一部が切り欠かれて凹部３ｕが形成されている。
本例において凹部３ｕは、側壁部３２の内壁面３２ｃから外壁面３２ｄ側にかけて切り欠かれた部分として形成されている。具体的に、この場合の凹部３ｕは、外側端が外壁面３２ｄよりも内側に位置するように形成されている（図１から図３参照）。換言すれば、凹部３ｕを形成する切り欠きは、側壁部３２の内壁面３２ｃと外壁面３２ｄとの間となる位置までしか形成されていない。このため、側壁部３２の上端部において、凹部３ｕの外側には凸部３ｈが隣接して形成されている。

【0039】

一方、蓋部４は、図４Ａの上面図や図４Ｂの断面図に示すように、下面４ｂの一部が切り欠かれて凹部４ｕが形成されている。本例の凹部４ｕは、蓋部４の外側面から内側方向にかけて切り欠かれた部分として形成されている。なお、図中の符号「４ａ」は、蓋部４の上面を表す。

【0040】

本例における凹部４ｕは、内側端が、半導体パッケージ３における凸部３ｈの内側端（凹部３ｕの外側端）よりも内側に位置するように形成されている（図１及び図２参照）。
このような凹部４ｕと凹部３ｕとによって、外筐２の内側空間Ｓと外側空間とを繋ぐ通気路Ｔが形成される。ここで、凹部３ｕは、通気路Ｔの内側部分を形成し、凹部４ｕは通気路Ｔの外側部分を形成する。

【0041】

そして、本例の半導体装置１においては、この通気路Ｔに対して遮蔽膜８が設けられる（図１及び図２参照）。
遮蔽膜８は、例えば厚さ２５μｍから５０μｍ程度の弾性を有する膜材とされ、中央に略コの字形の切り込みＣ（膜を貫通する切り込み）が形成されて、この切り込みＣの内側部分が開閉自在な扉部８ａとして形成されている（図５参照）。図示のように扉部８ａは、開閉の支点部分となる根元部ａ１と、根元部ａ１とは逆側に位置する先端部ａ２とを有する。
ここで、遮蔽膜８には、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼材）等による金属シートや樹脂シート等を用いることが考えられる。
切り込みＣを形成する手法としては、例えばレーザーカットや金型による打ち抜き等が考えられる。

【0042】

遮蔽膜８は、扉部８ａの少なくとも一部が通気路Ｔ内に位置するように、半導体パッケージ３の側壁部３２と蓋部４との間に挿入されている（図１及び図２参照）。
図６は、扉部８ａと通気路Ｔとの関係を説明するための図であり、具体的には、側壁部３２の上面３２ａ上に遮蔽膜８が配置された状態の半導体パッケージ３の上面図を表している。
図示のように本例の遮蔽膜８は、扉部８ａの根元部ａ１が先端部ａ２よりも内側に位置する向きで側壁部３２上に設けられる。そして、本例では、扉部８ａの幅は、半導体パッケージ３の凹部３ｕの幅、すなわち通気路Ｔの内側部分の幅よりも広くされている。また、図示は省略するが、蓋部４における凹部４ｕの幅、すなわち通気路Ｔの外側部分の幅は、扉部８ａの幅よりも広くされている。これにより扉部８ａは、先端部ａ２が凹部３ｕ側（つまり通気路Ｔにおける内側空間Ｓ側）には移動不能とされるが、凹部４ｕ側（つまり通気路Ｔにおける外側空間側）には移動可能とされている。

【0043】

さらに、本例において遮蔽膜８は、扉部８ａの先端側の一部が、半導体パッケージ３の凸部３ｈと対向するように側壁部３２上に位置されている（図６及び図２参照）。
凸部３ｈにおいて、このように扉部８ａの先端側の一部が対向する部分は、扉部８ａの下側への移動、すなわち通気路Ｔにおける内側空間Ｓ側への移動を規制するストッパ部３ｈａとして機能する。

【0044】

上記のような構成を有する半導体装置１は、半導体チップ５が搭載された半導体パッケージ３に対し蓋部４を接着剤７により貼り付ける際に、図６に示すような位置関係で遮蔽膜８を側壁部３２上に位置させた状態で蓋部４を貼り付けることにより形成される。

【0045】

リフロー時において、半導体装置１の内圧（内側空間Ｓにおける気化膨張圧力）が高まると、扉部８ａが押し上げられて（つまり開弁状態とされて）通気路Ｔが開通し（図１や図２の状態を参照）、内側空間Ｓから半導体装置１の外側空間への排気が行われる。これにより、半導体装置１の内圧が過剰に高まることの防止が図られ、リフロー時において半導体装置１にダメージが生じることの効果的な防止が図られる。
一方、リフロー後において半導体装置１の内圧が低下した場合には、扉部８ａが押し下げられて（つまり閉弁状態とされて）、通気路Ｔの一部（凹部３ｕの部分）が閉塞され、内側空間Ｓへのダストの進入防止が図られる。このとき、ストッパ部３ｈａの作用により、扉部８ａは下方側、つまり通気路Ｔにおける内側空間Ｓ側に開くことが防止され、ダストの進入がより強固に防止される。

【0046】

＜２．第二例＞

第一例では、半導体パッケージ３側に形成した凹部３ｕと蓋部４側に形成した凹部４ｕとによって通気路Ｔを形成する例を挙げたが、通気路Ｔの形成にあたり蓋部４側を加工することは必須ではなく、通気路Ｔは、以下で説明する第二例のように、半導体パッケージ３側のみの加工によって形成することもできる。

【0047】

図７は、第二例における半導体パッケージ３の作成手法の説明図である。この手法は、セラミックパッケージとしての半導体パッケージ３を、セラミック基板上にセラミックグリーンシートを複数積み重ねて焼成することで作成することを前提とした手法となる。

【0048】

図７Ａは、第二例としての半導体パッケージ３の作成に用いるセラミック製の基板部３１、グリーンシート３２－１、グリーンシート３２－２、グリーンシート３２－３を示している。
図示のようにグリーンシート３２－１、３２－２、３２－３には切欠部ｕ１、ｕ２、ｕ３をそれぞれ形成する。切欠部ｕ１は、グリーンシート３２－１の母材となる略口の字形状のグリーンシートの一部を内側面から外側面に至る手前まで切り欠くことによって形成され、切欠部ｕ２は、グリーンシート３２－２の母材となる略口の字形状のグリーンシートを一部内側面から外側面に至るまで貫通させて切り欠いて形成されている。また、切欠部ｕ３は、グリーンシート３２－３の母材となる略口の字形状のグリーンシートの一部を外側面から内側面に至る手前まで切り欠くことによって形成されている。
このとき、切欠部ｕ１と切欠部ｕ３については、切欠部ｕ１の外側端が切欠部ｕ３の内側端よりも外側に位置するように形成する。すなわち、図７Ｂのように各グリーンシートを積層した際に、切欠部ｕ１と切欠部ｕ３の一部同士が上下方向において重なるようにする。

【0049】

図７Ｂに示すように、基板部３１に対し、グリーンシート３２－１、３２－２、３２－３の順で積層し、焼成を行う。このとき、切欠部ｕ１と切欠部ｕ３は、それぞれ通気路Ｔの一部を構成することになる。

【0050】

この場合、遮蔽膜８は、図７Ｃの矢印Ｉで表すように、グリーンシート３２－２における切欠部ｕ２に挿入する。
このとき、遮蔽膜８における扉部８ａの幅と、各グリーンシートの切欠部ｕ１、ｕ２、ｕ３の幅の関係は、ｕ１＜８ａ＜ｕ３＜ｕ２とすることで、扉部８ａが通気路Ｔにおける内側空間Ｓ側に向けて開かないようにストッパ部の形成を行うことができる。

【0051】

＜３．第三例＞

これまでの説明では、扉部８ａの開閉方向を一方向に規制するためのストッパ部が半導体パッケージ３側に形成される例を挙げたが、ストッパ部は蓋部４側に形成することも可能である。
図８は、第三例としての半導体装置１Ａ要部の概略断面図である。
図示のように、半導体装置１Ａは、基板部３１上に側壁部３２Ａが形成された半導体パッケージ３Ａを有する。図示のように側壁部３２Ａの上端部に形成される凹部３ｕＡは、側壁部３２Ａの外周端から内側に向けて切り欠かれて形成されている。
一方、この場合の蓋部４に形成される凹部４ｕＡは、外周端よりも内側の部分が切り欠かれて形成されている。このため、蓋部４の凹部４ｕＡよりも外周側には凸部４ｈが形成されている。

【0052】

図示のように凹部４ｕＡは、外周端の位置が側壁部３２Ａにおける凹部３ｕＡの内周端の位置よりも外側に位置し、内周端の位置が凹部３ｕの内周端の位置よりも内側に位置するように形成されている。
この場合の通気路Ｔは、これら凹部４ｕと凹部３ｕとによって形成され、遮蔽膜８は、この通気路Ｔ内に扉部８ａの少なくとも一部が位置されるように、側壁部３２Ａと蓋部４との間に設けられている。

【0053】

このような半導体装置１Ａにおいては、扉部８ａは図中矢印Ｏで表す方向に開動作することが可能とされる。そして、このことから理解されるように、この場合は蓋部４の凸部４ｈにおける一部（扉部８ａの先端部が対向する部分）が、ストッパ部４ｈａとして機能する。

【0054】

ここで、図９及び図１０を参照し、上記した半導体装置１Ａの構成を前提とした場合に、遮蔽膜８を用いた排気及び防塵機構をプロセス的に形成する例を説明する。
先ず、図９に示す基板部母材３１’は、複数の半導体装置１Ａの基板部３１を一括形成した基板である。また、側壁部母材３２Ａ’は、切り出し前状態において隣接関係にある半導体装置１Ａ同士の側壁部３２Ａの母材であり、遮蔽膜母材８’は、それら半導体装置１Ａごとの扉部８ａが形成されるべき、遮蔽膜８の母材である。
この側壁部母材３２Ａ’の上端部の一部を凹状に切り欠いて凹部３ｕＡ’を形成し、凹部３ｕＡ’内に水溶性の埋込材２０を埋設しておくと共に、埋込材２０を覆うように遮蔽膜母材８’を形成する。
そして、図示は省略するが、このように形成した遮蔽膜母材８’に対し、扉部８ａを形成するための切り込みＣを形成しておく。

【0055】

さらに、図１０に示すように、半導体装置１Ａごとの凹部４ｕＡが形成された蓋部母材４’を側壁部母材３２Ａ’に貼り付け、その後、図中「Ｌ１」で示す位置でブレードによるカッティングを行い、複数の半導体装置１Ａに個片化する。
このとき、カッティング工程では冷却水が用いられるため、水溶性による埋込材２０が溶解し、図８に示したような通気路Ｔが形成されることになる。
なおこの場合、遮蔽膜母材８’に形成する切り込みＣは、Ｌ１線に対して線対称に形成する。

【0056】

上記のようなプロセス的な形成手法を採ることで、遮蔽膜８を用いた排気及び防塵機構を簡易に作成することができ、工数削減に伴うコスト削減を図ることができる。

【0057】

＜４．扉部に係る変形例＞

ここで、遮蔽膜８について、扉部８ａを形成するための切り込みＣの形成手法については多様に考えられる。
これまでの説明では、遮蔽膜８に対して垂直な切り込みＣ（つまり遮蔽膜８の厚み方向に平行な切り込みＣ）を形成することを前提とした。この場合、扉部８ａの開閉方向は一方向に定まらず、その点を考慮しストッパ部３ｈａ、４ｈａを設ける例を挙げた。

【0058】

しかしながら、切り込みの形成手法によっては扉部８ａの開閉方向を一方向に規制することが可能である。
図１１は、変形例としての遮蔽膜８Ｂの説明図であり、図１１Ａは遮蔽膜８Ｂの上面図、図１１Ｂは遮蔽膜８Ｂの扉部８ａＢを含む部分の断面図を表している。
図示のように遮蔽膜８Ｂには、垂直方向から角度を付けた（垂直方向から傾斜した）斜め方向への切り込みＣＢが形成され、この切り込みＣＢにより扉部８ａＢが形成される。このような斜め方向の切り込みＣＢにより、扉部８ａＢは、厚み方向に直交する二面の面積が異なるようになる。換言すれば、これら二面のうち一方の面積が他方の面積よりも小さくなる。図中の例では、上面よりも下面の方の面積が小さくされ、これにより扉部８ａＢは上方向に開閉可能となるが、下方向には開閉不能となり、開閉方向が一方向に規制される。

【0059】

各部の寸法の一例としては、遮蔽膜８Ｂの膜厚ｄ１＝５０μｍ、切り込みＣＢの角度θ＝３０度、切り込みＣＢの幅ｄ２＝２０μｍとすることが考えられる。
このように各部の寸法を設定した場合、扉部８ａＢが下方向に沈み込んだ際に、図１１Ｃに示す係止厚ｄ１＝１０μｍが確保される。すなわち、この係止厚ｄ１＝１０μｍの状態で、扉部８ａＢが遮蔽膜８Ｂにおける扉部８ａＢの対向部分によって係止され、下方向への移動が規制される。

【0060】

図１２は、変形例としての遮蔽膜８Ｂを用いた半導体装置１Ｂの構成例を説明するための図であり、図１２Ａは半導体装置１Ｂに用いる半導体パッケージ３Ｂの上面図、図１２Ｂは図１２Ａに示すＡ－Ａ’線による断面図である。

【0061】

半導体パッケージ３Ｂの側壁部３２Ｂは、上端部の一部が凹型に切り欠かれて図示のような通気路Ｔが形成されている。通気路Ｔは、側壁部３２Ｂの内側から外側まで貫通している。そして、側壁部３２Ｂにおける通気路Ｔの途中となる位置には、遮蔽膜８Ｂの厚さに合わせたスリット３５，３５が形成され、遮蔽膜８Ｂは、それぞれ対応する一端がスリット３５，３５に挿入されて側壁部３２Ｂに取り付けられる。このとき、遮蔽膜８Ｂの向きは、扉部８ａＢの小面積側の面が内側に位置する向きとする。また、扉部８ａＢの開閉動作が可能となるように、通気路Ｔの幅は、扉部８ａＢの大面積側の面の幅以上とする。

【0062】

半導体装置１Ｂは、図１２に示す半導体パッケージ３Ｂに半導体チップ５を搭載した状態で側壁部３２Ｂ上にガラス基板等の蓋部を貼り合わせることで形成される。なお、この場合の蓋部は、蓋部４のような凹部４ｕを形成する必要はない。

【0063】

上記した半導体装置１Ｂの構成例から理解されるように、変形例としての遮蔽膜８Ｂを用いることで、排気及び防塵機構を簡易な構成により実現することができる。例えば、遮蔽膜８Ｂが単独で扉部８ａＢの開閉方向を一方向に規制できるため、通気路Ｔを内側部分と外側部分とで幅を変化させるように形成する必要がなくなる。また、ストッパ部３ｈａ、４ｈａのような方向規制部を形成する必要もなく、構成の簡易化が図られる。

【0064】

なお、上記では、扉部８ａＢの開閉方向を一方向に規制するために斜め方向の切り込みＣＢを形成する例を挙げたが、例えば図１３に例示する遮蔽膜８Ｃのように、段形状の切り込みＣＣによって扉部８ａＣを形成する構成を採ることもできる。
遮蔽膜単独で扉部の開閉方向を一方向に規制するためには、扉部の厚み方向に直交する二面の面積を異ならせるように遮蔽膜に対する切り込みを形成すればよい。

【0065】

＜５．撮像装置＞

図１４は、実施形態としての半導体装置を適用した撮像装置１００の構成例を示すブロック図である。
なお、図１４では半導体装置１を適用した例を説明するが、勿論、半導体装置１Ａ、１Ｂを適用することもできる。

【0066】

図示のように撮像装置１００は、半導体装置１を備えると共に、撮像光学系１０１、信号処理部１０２、制御部１０３、記録部１０４、及び表示部１０５を備えている。
撮像光学系１０１は、例えばズームレンズ、フォーカスレンズなどを含む所定枚数の撮像用のレンズ群、絞りなどを備えて成り、入射された光をイメージセンサとしての半導体装置１の受光面に集光させる。

【0067】

半導体装置１は、撮像光学系１０１を介して入射する光を受光し、電気信号に変換して出力する。具体的に、半導体装置１は、受光した光を光電変換して得た電気信号について、例えばＣＤＳ(Correlated Double Sampling)処理、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)処理などを実行し、さらにＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理を行う。そしてデジタルデータとしての画像信号（撮像画像信号）を、後段の信号処理部１０２に出力する。

【0068】

信号処理部１０２は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により画像処理プロセッサとして構成される。信号処理部１０２は、イメージセンサとしての半導体装置１から入力されるデジタル信号（撮像画像信号）に対して、各種の画像信号処理を施し、撮像画像に応じた動画データや静止画データを生成する。

【0069】

制御部１０３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するマイクロコンピュータ、或いはＤＳＰ等の情報処理装置を備えて構成され、例えば上記ＲＯＭに格納されたプログラムに従った処理を実行することで撮像装置１００の全体制御を行う。

【0070】

記録部１０４は、例えば不揮発性メモリからなり、信号処理部１０２の処理により得られる動画データや静止画データ等の画像ファイルやサムネイル画像等を記憶する。
記録部１０４の実際の形態は多様に考えられる。例えば記録部１０４は、撮像装置１００に内蔵されるフラッシュメモリでもよいし、撮像装置１００に着脱できるメモリカード（例えば可搬型のフラッシュメモリ）と該メモリカードに対して記録再生アクセスを行うカード記録再生部による形態でもよい。また撮像装置１００に内蔵されている形態としてＨＤＤ（Hard Disk Drive）などとして実現されることもある。

【0071】

表示部１０５は、撮像者に対して各種表示を行う表示部であり、例えば撮像装置１００の筐体に配置される液晶パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等のディスプレイデバイスによる表示パネルやビューファインダとされる。
表示部１０５は、制御部１０３の指示に基づいて表示画面上に各種表示を実行させる。例えば表示部１０５は、記録部１０４において記録媒体から読み出された画像データの再生画像を表示させる。
また表示部１０５には信号処理部１０２で表示用に解像度変換された撮像画像の画像データが供給され、表示部１０５は制御部１０３の指示に基づき、当該画像データに基づく表示を行う。これにより、いわゆるスルー画（被写体のモニタリング画像）の表示が行われる。
また表示部１０５は制御部１０３の指示に基づいて、各種操作メニュー、アイコン、メッセージ等、即ちＧＵＩ（Graphical User Interface）としての表示を画面上に実行させる。

【0072】

＜６．実施形態のまとめ及び変形例＞

上記のように実施形態としての半導体装置（同１，１Ａ，１Ｂ）は、半導体パッケージ（同３，３Ａ）を用いた箱状の外筐（同２）と、外筐の内側空間（同Ｓ）に配置された半導体チップ（同５）と、外筐の内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路（同Ｔ）と、一部に開閉自在な扉部（同８ａ，８ａＢ，８ａＣ）が形成され、扉部の少なくとも一部が通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜（同８，８Ｂ，８Ｃ）と、を備えたものである。

【0073】

これにより、扉部は通気路の途中に配置され、外筐の外部に表出しない。また、遮蔽膜は外筐に形成された通気路内に位置されるため、遮蔽膜の扉部以外の部分を外筐の一部によって挟持することが可能とされる。
従って、扉部が開く際にシートの剥がれ（接着部分の剥がれ）等の破損が生じたり、半導体装置のハンドリング時にシートの剥がれが生じたりすることの防止が図られ、排気性能や防塵性能についての信頼性向上を図ることができる。

【0074】

また、実施形態としての半導体装置においては、扉部が内側空間の気圧変化に応じて開閉する構成とされている。

【0075】

すなわち、遮蔽膜の扉部は、リフローに伴う温度変化ではなく外筐内側空間の気圧変化に応じて開閉する。
温度変化に応じて扉部を開閉させるには遮蔽膜にバイメタル等の特殊金属を用いることが考えられるが、上記構成によれば扉部を開閉自在とするにあたり特殊金属を用いる必要がなくなり、コスト削減を図ることができる。

【0076】

さらに、実施形態としての半導体装置においては、遮蔽膜がステンレス鋼材又は樹脂材料で構成されている。

【0077】

遮蔽膜の材料を適切に選択することで、リフロー時の排気性能やリフロー後の防塵性能の向上を図ることができる。

【0078】

さらにまた、実施形態としての半導体装置においては、通気路における内側空間側への扉部の開動作を規制するストッパ部（同３ｈａ、４ｈａ）が形成されている。

【0079】

これにより、リフロー時には扉部が通気路における外側空間側に開くことを許容しつつ、リフロー後には通気路における内側空間側に扉部が開かないように扉部の動きを規制することが可能とされる。
従って、リフロー時の排気機能を確保しながら、防塵性能の向上を図ることができる。

【0080】

また、実施形態としての半導体装置においては、扉部が遮蔽膜の中央に形成されている。

【0081】

これにより、遮蔽膜における扉部の周囲に比較的広面積の接着面を確保することが可能とされる。
従って、遮蔽膜の固着安定性の向上を図ることができ、遮蔽膜の剥がれ等により扉部が機能不全となることの防止が図られ、製品としての信頼性向上を図ることができる。

【0082】

さらに、実施形態としての半導体装置においては、通気路が外筐の側壁部に形成されている。

【0083】

これにより、半導体パッケージとしてセラミックパッケージを採用する場合において、通気路をセラミック基板上への側壁積層工程により容易に作成することが可能とされる。
従って、通気路作成プロセスの簡易化によるコスト削減を図ることができる。

【0084】

さらにまた、実施形態としての半導体装置においては、扉部が遮蔽膜の一部に対する切り込み（同Ｃ，ＣＢ，ＣＣ）により形成されている。

【0085】

これにより、遮蔽膜の一部に切り込みを入れるという比較的簡易なプロセスにより扉部を形成することが可能とされる。
従って、扉部を形成のためのプロセスの簡易化によるコスト削減を図ることができる。

【0086】

また、実施形態としての半導体装置においては、切り込み（同ＣＢ，ＣＣ）が、扉部の厚み方向に直交する二面の面積を異ならせるように形成されている。

【0087】

上記のように扉部の厚み方向に直交する二面の面積が異なることで、扉部の開閉方向が一方向に定まる。
従って、扉部の開閉方向を一方向に規制するためのストッパを形成する必要がなくなり、半導体装置の設計自由度向上を図ることができる。

【0088】

さらに、実施形態としての半導体装置においては、切り込み（同ＣＢ）が遮蔽膜（同８Ｂ）の厚み方向から傾斜した向きに形成されている。

【0089】

上記のように遮蔽膜の厚み方向から傾斜した向きに切り込みを形成することで、扉部の厚み方向に直交する二面の面積が異なる。すなわち、遮蔽膜を斜めにカットするという比較的簡易なプロセスにより、扉部の開閉方向が一方向に規制された遮蔽膜を実現することが可能とされる。
従って、扉部の開閉方向が一方向に規制された遮蔽膜を実現するためのプロセスの簡易化によるコスト削減を図ることができる。

【0090】

さらにまた、実施形態としての半導体装置は、複数の受光素子が二次元配列された半導体チップを備える固体撮像素子としての半導体装置とされている。

【0091】

固体撮像素子としての半導体装置は、画質低下防止等のため比較的高い防塵性能が要求される。
従って、実施形態としての排気及び防塵機構の構成を適用することが特に好適となる。

【0092】

また、実施形態としての撮像装置（同１００）は、半導体パッケージ（同３，３Ａ）を用いた箱状の外筐（同２）と、外筐の内側空間に配置され、複数の受光素子が二次元配列された半導体チップ（同５）と、外筐の内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路（同Ｔ）と、一部に開閉自在な扉部（同８ａ，８ａＢ，８ａＣ）が形成され、扉部の少なくとも一部が通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜（同８，８Ｂ，８Ｃ）と、を有する固体撮像素子（半導体装置１，１Ａ，１Ｂ）と、固体撮像素子により得られる撮像画像信号を処理する信号処理部（同１０２）と、を備えたものである。

【0093】

これにより、上記した実施形態としての半導体装置と同様の作用及び効果が得られる固体撮像素子を実装した撮像装置を実現することができる。

【0094】

なお、上記では、半導体パッケージとしてセラミック製のパッケージを用いる例を挙げたが、例えば有機材料のラミネート基板に樹脂材料で側壁を形成したキャビティ構造の半導体パッケージに対しても本技術は好適に適用することができる。

【0095】

また、通気路や遮蔽膜の設置部位については、パッケージの側壁部分に限定されるものでなく、パッケージ底面側の基板部分や、表面側の蓋部分に対して配置することも可能である。

【0096】

さらに、上記では、コの字形の切り込みによって矩形状の扉部を形成する例を挙げたが、扉部の形状は矩形状に限定されない。例えば、長円形状や、角を面取りした形状など多様な選択が可能である。特に、扉部の長期的な耐久性などを考慮した場合、鋭角な角を持たない形状とすることが望ましい。

【0097】

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

【0098】

＜７．本技術＞

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
半導体パッケージを用いた箱状の外筐と、
前記外筐の内側空間に配置された半導体チップと、
前記外筐の前記内側空間と外側空間とを繋ぐ通気路と、
一部に開閉自在な扉部が形成され、前記扉部の少なくとも一部が前記通気路内に位置するように設けられた遮蔽膜と、を備えた
半導体装置。
（２）
前記扉部が前記内側空間の気圧変化に応じて開閉する
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記遮蔽膜がステンレス鋼材又は樹脂材料で構成された
前記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記通気路における前記内側空間側への前記扉部の開動作を規制するストッパ部が形成された
前記（１）から（３）の何れかに記載の半導体装置。
（５）
前記扉部が前記遮蔽膜の中央に形成された
前記（１）から（４）の何れかに記載の半導体装置。
（６）
前記通気路が前記外筐の側壁部に形成された
前記（１）から（５）の何れかに記載の半導体装置。
（７）
前記扉部が前記遮蔽膜の一部に対する切り込みにより形成された
前記（１）から（６）の何れかに記載の半導体装置。
（８）
前記切り込みが、前記扉部の厚み方向に直交する二面の面積を異ならせるように形成された
前記（７）に記載の半導体装置。
（９）
前記切り込みが前記遮蔽膜の厚み方向から傾斜した向きに形成された
前記（８）に記載の半導体装置。
（１０）
複数の受光素子が二次元配列された前記半導体チップを備える固体撮像素子としての半導体装置とされた
前記（１）から（９）の何れかに記載の半導体装置。

【符号の説明】

【0099】

１，１Ａ，１Ｂ 半導体装置、２ 外筐、３，３Ａ，３Ｂ 半導体パッケージ、３ｕ，３ｕＡ 凹部、３ｈ 凸部、３ｈａ ストッパ部、３１ 基板部、３２，３２Ａ，３２Ｂ 側壁部、３２ａ 上面、３２ｂ 下面、３２ｃ 内壁面、３２ｄ 外壁面、４ 蓋部、４ｈ 凸部、４ｈａ ストッパ部、５ 半導体チップ、７ 接着剤、８，８Ｂ，８Ｃ 遮蔽膜、８ａ，８ａＢ，８ａＣ 扉部、ａ１ 根元部、ａ２ 先端部、Ｓ 内側空間、Ｔ 通気路、Ｃ，ＣＢ，ＣＣ 切り込み、１００ 撮像装置、１０２ 信号処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】