(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子が搭載される素子搭載面を設定位置に高精度に形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】アイレット２の表面にブロック３を固定する工程と、ブロック３の上面をポンチ２１により平押しし、その状態でブロック３の相互に反対方向を向く一の側面および他の側面をポンチ２１、２２により平押しして、該上面および該一の側面を、アイレット２を基準とする設定位置に素子搭載面３ａ、３ｂとして形成する工程と、を備える。【選択図】図３
2010199287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイレットの表面にブロックを固定する工程と、
前記ブロックの上面をポンチにより平押しし、その状態で前記ブロックの相互に反対方向を向く一の側面および他の側面をポンチにより平押しして、該上面および該一の側面を、前記アイレットを基準とする設定位置に素子搭載面として形成する工程と、を備えること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ブロックの上面をポンチにより平押しし、その状態で前記ブロックの相互に反対方向を向く一の側面および他の側面をポンチにより平押しして、該上面および該一の側面を、前記アイレットを基準とする設定位置に素子搭載面として形成する工程は、
相互に直交する第１平押し面および第２平押し面を有する第１のポンチを前記アイレットの表面に向かう方向に押動して、該第１平押し面を前記ブロックの上面に当接させて平押しすると同時に該第２平押し面を前記一の側面が形成される設定位置に配置し、その状態で、平押し面を有する第２のポンチを前記第１のポンチの第２平押し面に向かう方向に押動して、該第２のポンチの平押し面と前記第１のポンチの第２平押し面とで前記ブロックを挟み込んで、前記他の側面および前記一の側面を平押しする工程を備えること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ブロックの上面、ならびに相互に反対方向を向く一の側面および他の側面をポンチにより同時に平押しする際に、該上面における該他の側面寄りの端部に平押ししない領域を設けること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
素子搭載面として形成される前記ブロックの上面および一の側面にそれぞれ半導体素子を固定する工程と、
前記各半導体素子と、前記アイレットの表面に配設されるリードの先端部とをワイヤボンディングにより接続する工程と、を備えること
を特徴とする請求項３項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ブロックは、銅もしくは銅合金を用いて形成されていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳細には、発光素子等の半導体素子が搭載される半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ、ＤＶＤ等の記録媒体に記録された情報を再生するための再生装置が広く普及している。当該再生装置には、記録された情報を光学的に読み取るための半導体素子（発光素子（レーザダイオード）および受光素子）を備える半導体装置（レーザダイオードパッケージ）が設けられている。
【０００３】
ここで、図５に従来の半導体装置（レーザダイオードパッケージ）１００の例を示す（特許文献１参照）。より詳しくは、半導体装置１００は、アセンブリの主体部品となる数ｍｍ厚さの金属円板からなるステム１０３と、このステム１０３の主面側に気密固定されたキャップ１０４とからなっている。前記ステム１０３は、その主面（上面）の中心からわずかに外れた位置に熱伝導性の良好な金属からなる厚さ数ｍｍのヒートシンク１０５がろう付けで固定されている。このヒートシンク１０５のステム１０３の中心寄りの側面上部、すなわち主側面１０６の上部には、ソルダ１０７によってサブマウント１０８が固定されている。このサブマウント１０８の上にもソルダによって半導体素子（レーザダイオード）１０９が固定されている。前記ヒートシンク５はサブマウント１０８を固定するための主側面１０６の位置が固定されている。また、受光素子１２０は、ソルダ１１８によって、ステム１０３に固定されている。なお、符号１２３はリードである。
【０００４】
また、上記半導体装置１００の製造方法は、図６に示すように、ステム１０３の主面にヒートシンク１０５を固定した後、ヒートシンク１０５のサブマウント１０８を固定する主側面１０６の部分に対面してプレスのダイ１１３を基準位置に設定すると共に、前記ヒートシンク１０５の主側面１０６の裏側面１１６をポンチ１１５でダイ１１３側にプレスして叩き出し、ヒートシンク１０５を変形させて主側面１０６上部に位置設定がなされた固定面（基準面）を形成し、その後、前記固定面に半導体素子（レーザダイオード）１０９を上面に固定したサブマウント１０８をソルダ１０７で固定するというものである（図５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１７４１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣＤ、ＤＶＤ等のようにトラック幅が微細な高密度記録媒体に記録された情報の確実な再生を行うためには、再生装置に設けられて情報を再生する半導体装置（レーザダイオードパッケージ）に関して、半導体素子すなわち発光素子および受光素子を高い精度で設定位置に設けることが必要となる。
【０００７】
特に、発光素子および受光素子を共通の一部材に搭載する場合には、それぞれの素子搭載面の設定位置の形成精度（位置精度）が問題となるため、それらを如何に高精度に形成するかが課題となる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、半導体素子が搭載される素子搭載面を設定位置に高精度に形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
【００１０】
この半導体装置の製造方法は、アイレットの表面にブロックを固定する工程と、前記ブロックの上面をポンチにより平押しし、その状態で前記ブロックの相互に反対方向を向く一の側面および他の側面をポンチにより平押しして、該上面および該一の側面を、前記アイレットを基準とする設定位置に素子搭載面として形成する工程と、を備えることを要件とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光素子および受光素子等の半導体素子を備える半導体装置において、当該半導体素子が搭載される素子搭載面を設定位置に高精度に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体装置に半導体素子を搭載する搭載構造の例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の効果を説明するための説明図である。
【図５】従来の実施形態に係る半導体装置の例を示す概略図である。
【図６】従来の実施形態に係る半導体装置の製造方法の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態に係る半導体装置１は、ＣＤ、ＤＶＤといった記録媒体の再生装置等の光ディスク装置に使用される光ピックアップ装置に適用されるものであり、その基本構成として、発光素子（レーザダイオード）１１や受光素子１２等の半導体素子が近接配置されて搭載される。
【００１４】
図１に示すように、半導体装置１は、円形、矩形等の所定形状（本実施形態では円形状）に加工成形されたアイレット２と、アイレット２上に立設されたブロック３と、アイレット２に固定された複数のリード４とを備えて構成される。一例として、アイレット２はＦｅ（鉄）系の金属材料を用いて形成される。
【００１５】
アイレット２には、その厚さ方向にそれぞれ貫通する複数の貫通孔２ａが設けられており、複数のリード４は、各々の貫通孔２ａにそれぞれ挿通され、先端部４ａがアイレット２の表面２ｂに突出するようにして、ガラス材料等の絶縁材料によって各貫通孔２ａにそれぞれ封着されて固定されている。なお、複数のリード４のうち一部のリード４はアイレット２に電気的に接続され、グランド端子として機能する。また、他のリード４はアイレット２から電気的に絶縁された状態で設けられる。
【００１６】
また、ブロック３は、素子搭載面（上面３ａおよび側面３ｂ）を備えて半導体素子１１、１２が搭載されると共に、当該半導体素子１１、１２の発熱を放熱するヒートシンクの作用をなす。所定形状（本実施形態では直方体状）に加工成形されたブロック３はアイレット２上に、例えば「ろう付け」によって固定される。その際に、ブロック３を高い精度でアイレット２上の設定位置に搭載することが重要となるが、許容される設定位置と実際の固定位置との「ずれ量」は１００［μｍ］以下のオーダである（アイレット２表面の面内方向において）。なお、ブロック３は、Ｃｕ（銅）やＣｕ合金等、アイレットを形成するＦｅ（鉄）系材料よりも熱伝導率の高い材料を用いて形成される。これにより、放熱性を高めることができる。
【００１７】
本実施形態では、ブロック３の上面３ａおよび側面３ｂが素子搭載面として形成される。より具体的には、上面３ａの設定位置に受光素子１２が搭載されると共に、側面３ｂの設定位置にレーザダイオード等の発光素子１１が搭載される。ここで、図２は、半導体装置１を上方から視た上面図である。発光素子１１（の基準点）と受光素子１２（の基準点）とを所定の相互間距離で且つ直線上（ここでは基準線Ａとして図示）に高い精度で「ずれ」なく配設することが、記録媒体に記録された情報の確実な再生を行うために重要となる。その際、発光素子１１および受光素子１２相互間距離の「ずれ量」、および基準線からの距離の「ずれ量」についての許容量はいずれも３０［μｍ］以下のオーダである（いずれもアイレット２表面の面内方向において）。また、素子搭載面となる上面３ａおよび側面３ｂの平面度についても、許容量は３０［μｍ］以下のオーダである。
ここで、上記の『基準線からの距離の「ずれ量」』とは、図２において、基準線Ａに対して、発光素子１１および受光素子１２が同方向にずれている場合には、基準線Ａから発光素子１１（の基準点）までの距離と基準線Ａから受光素子１２（の基準点）までの距離との大きい方の値である。逆に、基準線Ａに対して、発光素子１１および受光素子１２が反対方向にずれている場合には、基準線Ａから発光素子１１（の基準点）までの距離と基準線Ａから受光素子１２（の基準点）までの距離の合計値となる。
【００１８】
続いて、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
半導体装置１に関しては、前述の通り、半導体素子（発光素子１１、受光素子１２）が搭載される素子搭載面３ａ、３ｂの形成精度が非常に高いことが要求される。従来は、上面３ａをプレス加工した後、側面３ｂをプレス加工する方法、もしくは側面３ｂをプレス加工した後、上面３ａをプレス加工する方法のいずれかによって実施していた。その結果、第一面を加工した後、第二面を加工するときに、第二面を加工（変形）させる力が第一面を微小変形させてしまい、要求される高精度の加工が困難であるという課題が生じていた。
これに対して、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、その課題の解決を可能とするものであり、以下にその手順を示す。
【００１９】
先ず、リード４が貫通孔２ａに挿通されて固定された状態のアイレット２を用意する。次いで、アイレット２の表面２ｂにブロック３を固定する工程を実施する。この場合に、アイレット２に設けられる基準線Ａ、Ｂ（図２参照）を基準として、アイレット２上の設定位置にブロック３を固定する。固定方法としては、「ろう付け」等の方法が考えられる。一例として、基準線Ａは発光素子１１（の基準点）および受光素子１２（の基準点）の搭載予定位置を結ぶ線と平行（ここでは同一）に設定し、基準線Ｂは発光素子１１（の基準点）および受光素子１２（の基準点）の搭載予定位置を結ぶ線と直交して設定する。
なお、基準線Ａ、Ｂを基準とする代わりに、例えば三点からなる位置合せマーク等のような基準点（不図示）を基準とする方法を採用しても構わない。
【００２０】
次いで、図３（ａ）に示すように、ブロック３が固定されたアイレット２を本実施形態で使用する製造装置２０の基台２５の所定位置にセットする工程を実施する。
【００２１】
次いで、図３（ｂ）に示すように、相互に直交する第１平押し面２１ａおよび第２平押し面２１ｂを有する第１のポンチ２１をアイレット２の表面２ｂに向かう方向に押動して、第１平押し面２１ａをブロック３の上面３ａに当接させて平押しすると同時に第２平押し面２１ｂを側面３ｂが形成される設定位置に配置する。この状態で、図３（ｃ）に示すように、平押し面２２ａを有する第２のポンチ２２を第１のポンチ２１の第２平押し面２１ｂに向かう方向に押動して、第２のポンチ２２の平押し面２２ａと第１のポンチ２１の第２平押し面２１ｂとでブロック３を挟み込んで、側面３ｂおよび側面３ｃを平押しする工程を実施する。なお、上記『側面３ｂが形成される設定位置』は、アイレット２に設けられる基準線ＡもしくはＢを基準として設定される。
【００２２】
上記の工程においてブロック３の各面に作用する平押し力について説明する。第２のポンチ２２を押動する際に、第１のポンチ２１は押動しない状態となっているが、第２のポンチ２２の平押し面２２ａと第１のポンチ２１の第２平押し面２１ｂとで側面３ｃおよび側面３ｂの平押しが行われると、挟み込まれたブロック３は上方へ延びるように変形するため、その変形の反作用として、第１のポンチ２１の第１平押し面２１ａによって上面３ａにも平押し力が作用する状態となる。すなわち、第２のポンチ２２の平押し面２２ａによる押動時においては、ブロック３の上面３ａ、側面３ｂおよび側面３ｃが同時に平押しされている状態となっている。
【００２３】
このように、ブロック３の上面３ａ、側面３ｂおよび側面３ｃが同時に平押しされている状態とすることができるため、それぞれを順番に形成する従来方法のように、先に形成された素子搭載面が次の素子搭載面形成時に変形してしまう課題を解決することができる。その結果、素子搭載面となる上面３ａおよび側面３ｂを同時に高精度に形成することが可能となる。より詳しくは、上面３ａをアイレット２の表面２ｂを基準として、また側面３ｂをアイレット２に設けられる基準線（ここでは基準線Ｂ）を基準として、それぞれ所定の設定位置に同時に高精度に形成することが可能となる。特に、従来の方法と比較して、発光素子１１および受光素子１２相互間距離の「ずれ量」、および基準線からの距離の「ずれ量」を、いずれも３０［μｍ］以下の高精度に形成することが可能となる（いずれもアイレット２表面の面内方向において）。また、素子搭載面となる上面３ａおよび側面３ｂの平面度を３０［μｍ］以下の高精度に形成することが可能となる。
【００２４】
ここで、第１のポンチ２１をアイレット２の表面２ｂに向かう方向に押動する際に（図３（ｂ）参照）、第１のポンチ２１がブロック３と衝突しないように、ブロック３の固定位置のずれ量のばらつきを考慮して、第１のポンチ２１の位置、すなわちアイレット２を製造装置２０に固定する位置を設定する。
【００２５】
また、第２のポンチ２２を第１のポンチ２１の第２平押し面２１ｂに向かう方向に押動する際に（図３（ｃ）参照）、第１のポンチ２１の第２平押し面２１ｂがブロック３の側面３ｂの全面に当接して均等に荷重を受けることができるように、第１のポンチ２１の下部にリード４の先端部を逃がす逃げ溝２１ｃを設けておくことが好適である。
【００２６】
次いで、図３（ｄ）に示すように、ブロック３に形成された素子搭載面すなわち上面３ａおよび側面３ｂに、それぞれ受光素子１２および発光素子１１を搭載する工程を実施する。
【００２７】
しかし、上記の方法では、新たな課題が発生する場合が想定される。
具体的には、後工程として実施される、各半導体素子１１、１２と、アイレット２の表面２ｂに配設されるリード４の先端部４ａとをワイヤボンディングにより接続する工程において、ブロック３の上面３ａ、側面３ｂおよび側面３ｃが同時に平押しされている状態において生じるブロック３の変形（以下「ニゲ」という）３ｆが問題を引き起こす場合が有り得るのである。なお、ニゲ３ｆの突出量は、一例として０．２［ｍｍ］程度である。より具体的には、半導体装置１に対しては小型化の要請が大きく、アイレット２が必要最小限の面積で形成され（一例として、表面２ｂの直径が５［ｍｍ］以下）、リード４の先端部４ａがブロック３に必要最小限の距離まで近接して配設される構造となっているため、ニゲ３ｆを側面３ｃ方向（あるいは、側面３ｄ方向、側面３ｅ方向）に発生させると（図４（ａ）参照）、半導体素子１１、１２とリード４の先端部４ａとをワイヤボンディングする際に、ワイヤボンディング装置のキャピラリ２３もしくはワイヤ２４がニゲ３ｆに接触してしまい、ワイヤボンディングの障害となってしまう場合が生じ得るのである。
【００２８】
これに対して、本実施形態では、第１のポンチ２１の第１平押し面２１ａをブロック３の上面３ａに当接させる際に、上面３ａにおける側面３ｃ寄りの端部に第１平押し面２１ａを当接させない領域を設けて、当該領域の平押しを行わない（図３（ｃ）参照）。さらに、同図のように、ブロック３の上面３ａよりも高い位置にまで形成された第２のポンチ２２の平押し面２２ａによって、ブロック３の側面３ｃの平押しを行う。
これによって、図４（ｂ）に示すように、ブロック３の上面３ａ、側面３ｂおよび側面３ｃが同時に平押しされている状態において生じるブロック３の変形すなわちニゲ３ｆを、上面３ａの平押ししない当該領域において上方（図４（ｂ）中、上面３ａから上方に離れる方向）に発生させることが可能となる。その結果、半導体素子１１、１２とリード４の先端部４ａとをワイヤボンディングする際に、キャピラリ２３の上昇量をニゲ３ｆの高さ分、大きく設定するだけで、前述のキャピラリ２３もしくはワイヤ２４がニゲ３ｆと接触する障害を回避することが可能となる。このように、アイレット２を大型化することなく当該課題の解決が可能となる点は、小型化の要請が特に大きい半導体装置１において、非常に大きな効果であるといえる。
【００２９】
以上、説明した通り、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、発光素子および受光素子等の半導体素子を備える半導体装置において、当該半導体素子が搭載される素子搭載面を設定位置に高精度に形成することが可能となる。また、その際に生じ得るワイヤボンディング時のキャピラリもしくはワイヤの衝突という課題の解決も可能となる。
【００３０】
なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。特に、半導体素子として発光素子（レーザダイオード）および受光素子を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の半導体素子を搭載する場合であっても同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  半導体装置
２  アイレット
３  ブロック
３ａ、３ｂ  素子搭載面
４  リード
１１  発光素子
１２  受光素子
２１  第１のポンチ
２２  第２のポンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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