(57)【要約】【課題】保護膜用の樹脂の漏れを防ぎ、製造時間を短縮することが可能な光半導体装置の製造方法及び光半導体装置を提供する。【解決手段】光半導体装置の製造方法は、基板２上に型枠１１を設置して、型枠１１内に加熱された熱可塑性樹脂を充填し、当該樹脂を冷却して硬化させることにより開口部３ａが形成された枠部３を基板２と一体的に樹脂成型する枠部成型工程と、枠部３の開口部３ａにより露出された基板２上に発光ダイオード５を設置する素子設置工程と、枠部３の開口部３ａに樹脂を充填した後、樹脂の表面が平坦になるように加熱せずに室温で硬化させて保護膜６を形成する保護膜形成工程とを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に型枠を設置して、前記型枠内に樹脂を充填して硬化させることにより開口部が形成された枠部を基板と一体的になるように樹脂成型する枠部成型工程と、
前記枠部の開口部により露出される基板上に受光又は発光半導体素子を設置する素子設置工程と、
前記枠部の開口部に樹脂を充填した後、前記樹脂の表面が平坦になるように硬化させて保護膜を形成する保護膜形成工程とを備えたことを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記保護膜形成工程は、室温で行われることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記保護膜形成工程は、大気圧以下の雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記枠部は、黒色の樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板と、
樹脂成型により前記基板に一体的に成型され、開口部が形成された枠部と、
前記枠部の開口部により露出された基板の領域に設けられた受光又は発光半導体素子と、
前記受光又は発光半導体素子を覆うように前記枠部の開口部に表面が平坦になるように形成された保護膜とを備えたことを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と基板上に設けられた枠部を有する光半導体装置の製造方法及び光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板と開口部が形成された枠部を接着し、その開口部に受光又は発光半導体素子を設けた光半導体装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基板と、開口部が形成された枠部と、半導体素子と、樹脂製の保護膜とを備えた光半導体装置が開示されている。この半導体装置では、基板と枠部とが接着剤により接着されている。枠部の開口部により露出された基板の面上には、半導体素子が設置されるとともに、半導体素子と基板上の配線とがワイヤボンディングされている。また、枠部の開口部には、半導体素子及びワイヤを保護するための樹脂製の保護膜が充填されている。
【特許文献１】実開昭５９−２６２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１の光半導体装置では、枠部と基板とを接着剤によって接着しているが、接着剤を枠部と基板との間に均等に塗布することは困難である。このため、枠部と基板との間には、隙間ができるために接着後に充填される保護膜用の樹脂の粘度が低いと、樹脂が基板と枠部との間に形成された隙間を通って外部へ漏れるといった問題があった。また、樹脂の漏れを防ぐために粘度の高い樹脂を採用した場合、枠部の開口部の全体に樹脂を行き渡らせ、樹脂の表面を平坦にすることが困難であり、また、できたとしても必要な時間が増大するために製造時間が長くなるといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、保護膜用の樹脂の漏れを防ぎ、製造時間を短縮することが可能な光半導体装置の製造方法及び光半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、基板上に型枠を設置して、前記型枠内に樹脂を充填して硬化させることにより開口部が形成された枠部を基板と一体的になるように樹脂成型する枠部成型工程と、前記枠部の開口部により露出される基板上に受光又は発光半導体素子を設置する素子設置工程と、前記枠部の開口部に樹脂を充填した後、前記樹脂の表面が平坦になるように硬化させて保護膜を形成する保護膜形成工程とを備えたことを特徴とする光半導体装置の製造方法である。
【０００７】
また、請求項２の発明は、前記保護膜形成工程は、室温で行われることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置の製造方法である。尚、ここでいう「室温」とは、非加熱で約０℃〜約４０℃の温度のことである。
【０００８】
また、請求項３の発明は、前記保護膜形成工程は、大気圧以下の雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法である。
【０００９】
また、請求項４の発明は、前記枠部は、黒色の樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法である。
【００１０】
また、請求項５の発明は、基板と、樹脂成型により前記基板に一体的に成型され、開口部が形成された枠部と、前記枠部の開口部により露出された基板の領域に設けられた受光又は発光半導体素子と、前記受光又は発光半導体素子を覆うように前記枠部の開口部に表面が平坦になるように形成された保護膜とを備えたことを特徴とする光半導体装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光半導体装置の製造方法によれば、枠部成型工程において基板上に枠部を樹脂成型により一体的に形成するので、基板と枠部との間に隙間が形成されることがない。これにより、保護膜形成工程において、保護膜を構成する樹脂を枠部の開口部に充填する際に、基板と枠部との間からの樹脂漏れを防止することができる。
【００１２】
また、保護膜形成工程において樹脂漏れを防ぐことができるので、低粘度の樹脂を用いて保護膜を形成することができる。これにより、枠部の開口部に樹脂を行き渡らせて保護膜の表面を平坦にするのに必要な時間を短縮することができる。
【００１３】
また、枠部を成型した後、保護膜形成工程を行うので、枠部成型工程における枠部を構成する樹脂の熱による透明度等の保護膜の特性の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明による光半導体装置の断面図である。図２は、本発明による光半導体装置の平面図である。尚、図１は、図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、光半導体装置１は、基板２と、枠部３と、複数の発光ダイオード（請求項記載の発光半導体素子）５と、保護膜６とを備えている。
【００１６】
基板２は、ガラスエポキシ基板からなる。基板２には、発光ダイオード５の端子が金細線７を介してワイヤボンディングされる配線がプリントされている。
【００１７】
枠部３は、ポリアミド系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる。また、枠部３は、発光ダイオード５からの光の反射を抑制すために黒色の樹脂により構成されている。尚、枠部３を構成する樹脂としては、加熱時の熱膨張率の違いに起因する基板２とからの剥離を防止するためにある程度の柔軟性を有するものが望ましい。枠部３は、基板２と外形が同じ矩形状に形成されると共に、基板２と一体的に形成されている。枠部３の中央部には、矩形状の開口部３ａが形成されている。
【００１８】
発光ダイオード５は、シリコン等の半導体等からなり、枠部３の開口部３ａにより露出された基板２の面上の所定の位置に配置され、金細線７により基板２上の配線にワイヤボンディングされている。
【００１９】
保護膜６は、発光ダイオード５や金細線７等を保護するためのものである。保護膜６は、発光ダイオード５や金細線７等を覆い、枠部３の開口部３ａ内を埋めるように且つ表面が平坦になるように形成されている。保護膜６は、光を透過することができ、室温で硬化可能な樹脂（自然硬化性樹脂）からなる。更に、保護膜６を構成する樹脂として、容易に枠部３の開口部３ａ内に充填でき、短時間で表面が平坦になるように、硬化前の室温での粘度が低い樹脂を採用している。このような樹脂としては、例えば、約２５℃での硬化前の粘度が２０Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは２Ｐａ・ｓ以下のシリコーン樹脂等を適用できる。
【００２０】
次に、図３〜図６を参照して、上述した光半導体装置の製造方法に説明する。図３〜図６は、光半導体装置の各製造工程における断面図である。尚、以下に説明する光半導体装置の製造方法は、複数の光半導体装置を同一基板上に同時に製造し、最後に各光半導体装置に分割するものである。
【００２１】
まず、図３に示すように、基板２上に型枠１１を設置する。型枠１１には、枠部３が形成される領域に空間１１ａが形成されている。
【００２２】
次に、図４に示すように、型枠１１の空間１１ａに樹脂を充填する。具体的には、約２００℃に加熱されて液状になった黒色のポリアミド系樹脂を型枠１１の空間１１ａに充填する。その後、冷却してポリアミド系樹脂を硬化させて枠部３を基板２と一体的になるように樹脂成型した後、型枠１１を取り外す（枠部成型工程）。
【００２３】
次に、図５に示すように、枠部３の開口部３ａにより露出された基板２の所定の領域に発光ダイオード５を設置する。そして、基板２にプリントされた配線と金細線７によりワイヤボンディングする（素子設置工程）。
【００２４】
次に、図６に示すように、枠部３の開口部３ａの内部に、注出圧力等により樹脂量が調整された樹脂（自然硬化性樹脂）を充填する。ここで充填する樹脂としては、表面を平坦にしつつ開口部３ａの全体に短時間で行き渡らせるために、例えば、約２５℃における硬化前の粘度が約２０Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは約２Ｐａ・ｓ以下のシリコーン樹脂などを適用できる。その後、大気圧雰囲気中又は減圧雰囲気中において加熱することなく室温（例えば、約０℃〜約４０℃）で放置して樹脂を硬化させて、保護膜６を形成する（保護膜形成工程）。
【００２５】
最後に、図６に示す点線Ｌに沿って各光半導体装置１を分割することにより、光半導体装置１が完成する。
【００２６】
上述したように、本発明による光半導体装置の製造方法によれば、樹脂を型枠１１により成型することによって枠部３を基板２と一体に形成しているので、基板２と枠部３との間に隙間が形成されることなく容易に基板２と枠部３とを構成することができる。これにより、枠部３の開口部３ａに保護膜６を構成する樹脂を充填する際に、基板２と枠部３との間からの樹脂漏れを防止することができる。
【００２７】
また、基板２と枠部３との間からの樹脂漏れを防止することにより、硬化前の粘度が低い樹脂により保護膜６を形成することができるので、枠部３の開口部３ａに短時間で樹脂を行き渡らせることができると共に、保護膜６の表面を短時間で平坦にすることができる。これにより、光半導体装置１の製造時間を短縮することができる。
【００２８】
更に、保護膜６の表面を平坦にすることにより、発光ダイオード５からの光が保護膜６の表面で乱反射されることを抑制することができるので、発光ダイオード５からの光を広げることなく外部へ照射することができる。
【００２９】
また、枠部３を成型した後、保護膜形成工程を行うので、枠部成型工程における枠部３の樹脂の加熱に起因する透明度などの保護膜６の特性の劣化等を防ぐことができる。
【００３０】
また、保護膜６を構成する樹脂を加熱せずに室温で硬化させて保護膜６を形成することにより、当該樹脂の底部に存在する気泡が表面に移動することを抑制することができる。これにより、気泡による発光ダイオード５の光の散乱を抑制することができる。更に、樹脂を大気圧以下の雰囲気中で硬化させて保護膜６を形成することにより、樹脂内の気泡を抜くことができるので、保護膜６内の気泡を減少させることができる。
【００３１】
また、黒色の樹脂により枠部３を構成することにより、発光ダイオード５の光が保護膜６の内壁部により反射されることを抑制することができるので、発光ダイオード５の光を広げることなく外部へと照射することができる。
【００３２】
以上、上記実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲内で変更して実施することができる。即ち、本明細書の記載は、一例であり、本発明を何ら限定的な意味に解釈させるものではない。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００３３】
例えば、上述の実施形態では、枠部成型工程を素子設置工程よりも前に行ったが、枠部成型工程を素子設置工程よりも後に行ってもよい。また、その他の工程の順序も適宜変更可能である。
【００３４】
また、上述の実施形態の保護膜形成工程では、樹脂を室温で硬化させたが、樹脂に加熱硬化性樹脂を採用し、枠部の開口部に充填した樹脂を加熱して硬化させてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態では、発光ダイオード５を用いたが、発光ダイオードの代わりに他の発光半導体素子や受光半導体素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による光半導体装置の断面図である。
【図２】本発明による光半導体装置の平面図である。
【図３】光半導体装置の各製造工程における断面図である。
【図４】光半導体装置の各製造工程における断面図である。
【図５】光半導体装置の各製造工程における断面図である。
【図６】光半導体装置の各製造工程における断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    光半導体装置
２    基板
３    枠部
３ａ  開口部
５    発光ダイオード
６    保護膜
７    金細線
１１  型枠
１１ａ       空間
【図１】
2008028224.tif 000003
【図２】
2008028224.tif 000004
【図３】
2008028224.tif 000005
【図４】
2008028224.tif 000006
【図５】
2008028224.tif 000007
【図６】
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