(57)【要約】【課題】封止樹脂から気泡を脱泡することで、高い品質を確保することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】発光装置の製造方法は、配置工程と、脱泡工程と、印刷工程とを含む。配置工程は、プリント配線基板Ｐに搭載された発光素子Ｌを封止する樹脂封止部の形状に開口部５１が設けられた印刷版５を、発光素子Ｌに開口部５１を位置合わせして配置する。脱泡工程は、樹脂封止部を成形するための封止樹脂Ｒを真空状態でスキージ６により練る。印刷工程は、スキージ６で練られた封止樹脂Ｒを印刷版５上で均し、開口部５１へ封止樹脂Ｒを充填する。脱泡工程では、第１のスキージ６１を上昇させた状態で第２のスキージ６２を第１のスキージ６１と共に水平移動させて封止樹脂Ｒを一側へ寄せた後に、第２のスキージ６２を上昇させた状態で第１のスキージ６１を下降させて水平移動させることで封止樹脂Ｒを他側へ寄せることで、封止樹脂Ｒを練る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に搭載された半導体素子を封止する樹脂封止部となる形状に形成された開口部が設けられた印刷版を、前記半導体素子に前記開口部を位置合わせして配置する配置工程と、
前記樹脂封止部を成形するための封止樹脂を真空状態でへら状体により練る脱泡工程と、
前記スキージで練られた封止樹脂を前記印刷版上で均し、前記開口部へ封止樹脂を充填する印刷工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記脱泡工程は、前記へら状体とした前記スキージを用いて封止樹脂を練る請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記脱泡工程は、封止樹脂を挟んで、一側に配置された第１のスキージと、他側に配置された第２のスキージを交互に封止樹脂に寄せて練る請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記脱泡工程は、前記第１のスキージを上昇させた状態で前記第２のスキージを下降させ、前記第１のスキージと共に前記第２のスキージを水平移動させて封止樹脂を一側へ寄せた後に、前記第２のスキージを上昇させた状態で前記第１のスキージを下降させて水平移動させることで封止樹脂を他側へ寄せることで、封止樹脂を練る請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記脱泡工程は、前記印刷版の上面と段差なく一体的に形成されたステージ上にて封止樹脂を練る請求項１から４のいずれかの項に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、半導体素子の封止をスクリーン印刷法により行う半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を封止樹脂により封止する方法として、スクリーン印刷法が知られている。スクリーン印刷法は、半導体素子を封止する樹脂封止部の形状に形成された開口部を有する印刷版を、開口部を半導体素子に合わせて配置し、封止樹脂をスキージにより印刷版の上面で均すことで開口部へ流し込み、封止樹脂を硬化させて樹脂封止部を成形する方法である。
【０００３】
このような印刷法により半導体素子を封止することについて、特許文献１に記載された方法が知られている。この特許文献１に記載の真空孔版印刷法は、真空雰囲気下においてスキージの作動をして封止樹脂を孔版通孔部内に、封止樹脂の過剰供給層を孔版上に層状に形成しながら押し込み充填する工程と、真空度をそのまま保持し又はこれより高めて、しばらくの間、静置する静置工程と、過剰供給層の封止樹脂を孔版上から取り除く工程と、孔版を離脱する工程とを含む方法である。真空雰囲気下で電子部品素子を封止樹脂により封止することで、未充填部内の空気が泡となって浮上し、液面で破泡させて、気泡を残存させないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２８４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の真空孔版印刷法は、真空雰囲気下において封止樹脂を充填した後は放置することで、気泡が抜けるのを待っているが、雰囲気を真空とするだけでは、封止樹脂中の気泡は抜けきらず、残存する場合がある。これは、封止樹脂の粘性が高いためであるが、気泡が残留すると、半導体装置を実装基板に半田ペーストなどで固着させる加熱工程で、気泡が膨張して樹脂封止部が割れたり、クラックが発生したりするおそれがある。また、半導体素子が発光素子であれば、気泡により発光素子からの光が屈折して光取り出し効率が低下することがある。
【０００６】
従って、樹脂封止部に気泡が残留した状態の半導体装置は、品質の低下を招いたり、所望とする特性が得られないことがある。
【０００７】
そこで本発明は、封止樹脂から気泡を脱泡することで、高い品質を確保することができる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】
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、基板に搭載された半導体素子を封止する樹脂封止部となる形状に形成された開口部が設けられた印刷版を、前記半導体素子に前記開口部を位置合わせして配置する配置工程と、前記樹脂封止部を成形するための封止樹脂を真空状態でへら状体により練る脱泡工程と、前記スキージで練られた封止樹脂を前記印刷版上で均し、前記開口部へ封止樹脂を充填する印刷工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法は、内部にあった微細な気泡も封止樹脂が練られているうちに樹脂表面から外へ追い出すことができるので、残留する気泡を排除したり、または気泡の数をごく僅かとしたりすることができる。よって、本発明は、封止樹脂から気泡を脱泡することで、高い品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法に用いられる印刷装置を示す概略図
【図２】プリント配線基板に発光素子を搭載し、ワイヤを配線した状態のプリント配線基板を上方から見た図
【図３】（Ａ）から（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法の各工程を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本願の第１の発明は、基板に搭載された半導体素子を封止する樹脂封止部となる形状に形成された開口部が設けられた印刷版を、半導体素子に開口部を位置合わせして配置する配置工程と、樹脂封止部を成形するための封止樹脂を真空状態でへら状体により練る脱泡工程と、スキージで練られた封止樹脂を印刷版上で均し、開口部へ封止樹脂を充填する印刷工程とを含むことを特徴とした半導体装置の製造方法である。
【００１２】
第１の発明によれば、脱泡工程にて、樹脂封止部を成形するための封止樹脂をへら状体により真空状態で練ることにより、内部にあった微細な気泡も封止樹脂が練られているうちに樹脂表面から外へ追い出すことができるので、残留する気泡を排除したり、または気泡の数をごく僅かとしたりすることができる。
【００１３】
本願の第２の発明は、第１の発明において、脱泡工程は、へら状体としたスキージを用いて封止樹脂を練ることを特徴とした半導体装置の製造方法である。
【００１４】
第２の発明によれば、封止樹脂を練るためのへら状体を印刷版の開口部へ封止樹脂を充填するスキージとすることで、新たにへら状体を設置することなく脱泡工程を行うことができる。
【００１５】
本願の第３の発明は、第２の発明において、脱泡工程は、封止樹脂を挟んで、一側に配置された第１のスキージと、他側に配置された第２のスキージを交互に封止樹脂に寄せて練ることを特徴とした半導体装置の製造方法である。
【００１６】
第２の発明によれば、いわゆる２パス方式の印刷装置には２つのスキージが備えられているので、この２つのスキージを第１のスキージおよび第２のスキージとして機能させることで、印刷装置を改造することなく封止樹脂から脱泡することができる。
【００１７】
本願の第３の発明は、第２の発明において、脱泡工程は、第１のスキージを上昇させた状態で第２のスキージを第１のスキージと共に水平移動させて封止樹脂を一側へ寄せた後に、第２のスキージを上昇させた状態で第１のスキージを下降させて水平移動させることで封止樹脂を他側へ寄せることで、封止樹脂を練ることを特徴とした半導体装置の製造方法である。
【００１８】
第３の発明によれば、第１のスキージと第２のスキージとを交互に上昇させながら第１のスキージと第２のスキージとを水平移動させることで、練りが不完全となってしまうことを防止することができる。これは、第１のスキージと第２のスキージとが上昇せずに一側と他側との間を往来させると、第１のスキージと第２のスキージとのうち移動方向に対して前方に位置するスキージが封止樹脂を押してしまい、第１のスキージと第２のスキージとの間に位置した封止樹脂Ｒと別々に分かれてしまうため、中側に位置する封止樹脂と混ざり難くなってしまうので、封止樹脂全体を脱泡することが困難になる。従って、第１のスキージと第２のスキージとの一方を上昇させ、他方で封止樹脂を練ることで、封止樹脂全体を脱泡することができる。
【００１９】
本願の第４の発明は、脱泡工程は、第１のスキージを上昇させた状態で第２のスキージを下降させ、第１のスキージと共に第２のスキージを水平移動させて封止樹脂を一側へ寄せた後に、第２のスキージを上昇させた状態で第１のスキージを下降させて水平移動させることで封止樹脂を他側へ寄せることで、封止樹脂を練ることを特徴とした半導体装置の製造方法である。
【００２０】
第４の発明によれば、封止樹脂を練るためのステージが印刷版の上面と段差なく一体的に形成されていれば、封止樹脂を練った後、そのままスキージで印刷版上へ移動させれば、封止樹脂を開口部へ充填することができるので、練った封止樹脂を持ち運ぶ手間が省略でき、脱泡工程から印刷工程までを短い時間で行うことができる。
【００２１】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について、発光装置を例に、図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて、本実施の形態に係る製造方法に用いられる印刷装置を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【００２２】
なお、図１においては、プリント配線基板Ｐ上には発光素子Ｌが１個のみ搭載され、印刷版５に開口部５１が１つのみ設けられたものを図示しているが、図２に示すように、多数個取りするためにプリント配線基板Ｐは大判のものが使用され、また、発光素子Ｌは、このプリント配線基板Ｐに縦列および横列にマトリクス状に配列されているので、印刷版の開口部も発光素子に対応させてマトリクス状に設けられている。
【００２３】
図１に示す印刷装置１は、半導体素子の封止をスクリーン印刷法により行う装置である。印刷装置１は、内部を密閉空間とするチャンバー２と、チャンバー２内を脱気して真空状態とする真空装置３と、発光素子Ｌを搭載したプリント配線基板Ｐが配置される載置台４と、発光素子Ｌを封止するための印刷版５と、封止樹脂Ｒを印刷版５に充填するスキージ６と、印刷装置１全体を統括制御する制御装置７とを備えている。
【００２４】
チャンバー２は、気密性を有する筐体である。真空装置３は、チャンバー２内の空気を排出して、２０Ｐａ程度の真空とする真空ポンプとすることができる。載置台４は、プリント配線基板Ｐが配置される平面台である。印刷版５には、発光素子Ｌの位置に対応して発光素子Ｌを封止する樹脂封止部の形状に形成された開口部５１が設けられている。この印刷版５は、スキージ６により封止樹脂Ｒを均すことで開口部５１に充填する印刷エリアＳ１と、印刷エリアＳ１と段差無く設けられ、封止樹脂Ｒを２つのスキージ６により練るための脱泡エリアＳ２とから構成されている。
【００２５】
スキージ６は、封止樹脂Ｒを均すために先端部が曲折したへら状体である。スキージ６としては、封止樹脂Ｒを印刷版５上で一側から他側へ均すための第１のスキージ６１と、他側から一側へ均すための第２のスキージ６２の２つが設けられている。このスキージ６は、図示しない移動手段により水平移動と上昇および下降することができる。本実施の形態では、第１のスキージ６１と第２のスキージと６２とは、それぞれ独立して上昇と下降とを行うことができるが、水平方向へは所定間隔を維持したまま移動する。
【００２６】
制御装置７は、真空装置３の脱気の制御を行ったり、スキージ６の移動を制御したりする機能を備えている。
【００２７】
以上のように構成された印刷装置１を用いた本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を図３に基づいて説明する。
【００２８】
まず、図２に示すような発光素子Ｌが搭載されたプリント配線基板Ｐを準備する。このプリント配線基板Ｐは、絶縁性基板の両面に形成された銅箔をエッチングにより所定形状のパターンとした後に、めっきを施して配線パターン（図示せず）を形成したものである。この配線パターンは、１個の発光装置となる配線パターンが縦列および横列に連続して形成されている。発光素子Ｌは、導電性基板にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を積層し、ｐ型半導体層にｐ側電極と設けると共に、導電性基板の底面にｎ側電極を設けたものである。発光素子Ｌは、所定形状に形成された配線パターンのそれぞれのダイパッド（図示せず）に対応させて、縦列および横列に搭載されている。発光素子Ｌには、ｐ側電極と配線パターンのワイヤパッド（図示せず）とを結線するためのワイヤＷが配線されている。
【００２９】
次に、配置工程を行う。配置工程は、準備したプリント配線基板Ｐを載置台４の所定位置に載置することで、開口部５１が発光素子Ｌに位置合わせされた状態で、印刷版５が配置される。
【００３０】
次に、印刷版５の脱泡エリアＳ２にて、封止樹脂Ｒを練る脱泡工程を行う。封止樹脂Ｒは、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂とすることができる。また、封止樹脂Ｒに、発光素子Ｌからの光に励起されて発光する蛍光体を含有させることも可能である。
【００３１】
脱泡工程は、スキージ６により封止樹脂Ｒを練ることにより行われる。封止樹脂Ｒを開口部５１に充填するためのスキージ６により脱泡工程を行うことで、新たなへら状体を設けることなく封止樹脂Ｒの練りを行うことができる。
【００３２】
まず、図３（Ａ）に示すように、制御装置７は、一側に配置された第１のスキージ６１を他側へ水平移動させる。このとき、制御装置７は、他側に配置された第２のスキージ６２を上昇させて印刷版５との隙間を設けた状態で、図３（Ａ）に示す矢印の方向へ第１のスキージ６１と第２のスキージ６２とを水平移動させる。
【００３３】
そうすることで、第１のスキージ６１と第２のスキージ６２との間に位置する封止樹脂Ｒは、一側に位置した第１のスキージ６１に押され他側に移動することで練られる。
【００３４】
次に、図３（Ｂ）に示すように、制御装置７は、第２のスキージ６２を下降させ印刷版５に接触させ、第１のスキージ６１を上昇させて印刷版５との間に隙間を設ける。そして、制御装置７は、第２のスキージ６２と第１のスキージ６１とを、図３（Ｂ）に示す矢印の方向へ水平移動させる。第２のスキージ６２が水平移動することで、封止樹脂Ｒは、他側に位置した第２のスキージ６２に押され一側に移動することで練られる。
【００３５】
そして、図３（Ｃ）に示すように、制御装置７は、第２のスキージ６２を上昇させると共に、一側に位置する第１のスキージ６１を下降させ、再び、他側へ水平移動させる。このように、一側から他側へ、他側から一側へとスキージ６を脱泡エリアＳ２内で数往復させ、封止樹脂Ｒを真空状態で練ることで、内包された気泡が樹脂表面に移動し、そして樹脂表面から外側へ追い出されることで、残留する気泡を排除したり、または気泡の数をごく僅かとしたりすることができる。
【００３６】
例えば、第１のスキージ６１と第２のスキージ６２とが上昇せずに一側と他側との間を往来させると、第１のスキージ６１と第２のスキージ６２とのうち移動方向に対して前方に位置するスキージ６が封止樹脂Ｒを押してしまい、第１のスキージ６１と第２のスキージ６２との間に位置した封止樹脂Ｒと別々に分かれてしまう。そうなると、中側に位置する封止樹脂Ｒと混ざり難くなってしまうため、封止樹脂Ｒ全体を脱泡することが困難になる。また、練っている一方のスキージ６の移動方向に対して、前方に位置する他方のスキージ６は、先端が移動方向に対して後方に向かって曲折しているので、上昇させていないと印刷版５上に残留した封止樹脂Ｒを掻き集めてしまい、更に後方に位置するスキージ６が練っている封止樹脂Ｒと混ざり難い状態となる。
【００３７】
第１のスキージと第２のスキージとのいずれかを交互に上昇させながら、印刷版５と接触状態の第１のスキージまたは第２のスキージを水平移動させることで、練りが不完全となってしまうことを防止することができる。従って、第１のスキージと第２のスキージとの一方を上昇させ、他方で封止樹脂Ｒを練ることで、封止樹脂Ｒ全体を脱泡することができる。
【００３８】
脱泡工程が終了すると、次に、印刷工程を行う。印刷工程は、封止樹脂Ｒを印刷版５の開口部５１に充填することで、封止樹脂部を成形する工程である。
【００３９】
図３（Ｄ）に示すように、制御装置７は、第１のスキージ６１を脱泡エリアＳ２から印刷エリアＳ１へ進行させ、そのまま印刷エリアＳ１の一側から他側まで水平移動させることで、脱泡された封止樹脂Ｒを印刷版５上に均す。このとき第２のスキージ６２を上昇させた状態で、第１のスキージ６１と共に水平移動させる。なお、図３（Ｄ）においては、第２のスキージ６２は図示していない。
【００４０】
封止樹脂Ｒを練るためのステージである脱泡エリアＳ２は、印刷版５の一部であり、印刷エリアＳ１の上面と段差なく一体的に形成されているので、封止樹脂Ｒを練った後、脱泡エリアＳ２からそのままスキージ６で印刷版５の印刷エリアＳ１上へ移動させることができる。そして、封止樹脂Ｒを開口部５１へ充填することができるので、練った封止樹脂Ｒを持ち運ぶ手間が省略できると共に、運搬に伴う封止樹脂Ｒの損失を抑制でき、脱泡工程から印刷工程までを短い時間で行うことができる。
【００４１】
第１のスキージ６１の水平移動による均しで、封止樹脂Ｒは開口部５１上を通過するときに、開口部５１内へ充填され、プリント配線基板Ｐの発光素子Ｌを覆う。
【００４２】
第１のスキージ６１が印刷エリアＳ１の他側まで移動すると、制御装置７は第１のスキージ６１を印刷エリアＳ１の他側で上昇させる。また第２のスキージ６２を下降させて印刷版５上に接触させる。そして、制御装置７は、第１のスキージ６１を上昇させた状態で第２のスキージ６２を水平に一側まで移動させる２パス動作をさせる。
【００４３】
また、第１のスキージ６１が印刷エリアＳ１の他側まで移動したら、制御装置７は、第２のスキージ６２を上昇させた状態のまま第１のスキージ６１も上昇させると、一緒に印刷エリアＳ１の一側まで戻した後、第１のスキージ６１のみを下降させて再び第１のスキージ６１を他側まで水平移動させて封止樹脂Ｒの充填を行う１パス動作をさせる。
【００４４】
このようにして印刷工程を行うことができる。
【００４５】
封止工程を終えれば、封止樹脂を熱硬化させて樹脂封止部を成形する硬化工程と、ダイシングラインに沿ってダイサーによりプリント配線基板Ｐを分割して個片化する分割工程とを行うことで発光装置を得ることができる。
【００４６】
以上、本発明の脱泡工程によれば、発光素子Ｌを封止する樹脂封止部に残留する気泡を排除したり、または気泡の数をごく僅かとしたりすることにより、発光装置を実装基板にクリーム半田などで固着させる際の加熱により樹脂封止部が割れたり、クラックが発生したりすることが防止できる。また、気泡により発光素子Ｌからの光が屈折して光取り出し効率が低下することが防止できる。従って、高い品質を確保することができる。
【００４７】
以上のように、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態では、スキージ６が第１のスキージ６１と第２のスキージ６２との２つにより構成されていたが、第１のスキージ６１または第２のスキージ６２のいずれか１つのみでもよい。その場合には、封止樹脂Ｒを一側から他側へ練ったら、スキージを一旦上昇させて、封止樹脂Ｒを超えるように水平移動させ、次に、スキージを下降させて元の位置へ戻すような移動をさせることで封止樹脂Ｒを練ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、発光素子Ｌをプリント配線基板Ｐにマトリクス状に配置しているが、長尺状のプリント配線基板に発光素子Ｌを列状に配置する場合でも、本発明を適用することができる。
【００４９】
更に、本実施の形態では、半導体装置として発光装置を例に説明したが、半導体素子は制御ＩＣなどでも、他の半導体素子でもよい。
【００５０】
更に、本実施の形態では、絶縁性基板に配線パターンが形成されたプリント配線基板Ｐに発光素子Ｌを搭載しているが、リードフレームを基板とした半導体装置でも本発明を適用することが可能である。
【００５１】
また、印刷エリアＳ１と脱泡エリアＳ２とは印刷版５上に設けているが、段差なく一体的に形成されていれば、印刷版５と別部材によりステージを形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、封止樹脂から気泡を脱泡することで、高い品質を確保することができるので、半導体素子の封止をスクリーン印刷法により行う半導体装置の製造方法に好適である。
【符号の説明】
【００５３】
１  印刷装置
２  チャンバー
３  真空装置
４  載置台
５  印刷版
５１  開口部
６  スキージ
６１  第１のスキージ
６２  第２のスキージ
７  制御装置
Ｌ  発光素子
Ｐ  プリント配線基板
【図１】
2011253871.tif 000003
【図２】
2011253871.tif 000004
【図３】
2011253871.tif 000005