(57)【要約】【課題】樹脂封止部を成形するときに、気泡を残留させないようにすることで、高い信頼性を図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】発光素子３１、受光素子３２および制御ＩＣ３３がそれぞれ所定位置に搭載された集合基板７１を、キャビティ１１１が設けられた下金型１１０と、下金型１１０に対向する上金型とで型締めし、キャビティ１１１に溶融樹脂を充填して硬化させ、樹脂封止部を形成する封止工程と、樹脂封止部の余剰領域を除去して個々のパッケージ部を形成すると共に、集合基板７１を単位基板ごとに分割して個片とする個片化工程とを含み、封止工程は、キャビティ１１１に、樹脂封止部の余剰領域を形成する面であって、制御ＩＣ３３が搭載された位置に、制御ＩＣとの間を幅狭とする凸部１１１ｂが設けられた下金型１１０により樹脂封止部を形成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子がそれぞれの単位基板の所定位置に搭載された集合基板を、キャビティが設けられた第１金型と、前記第１金型に対向する第２金型とで型締めし、前記キャビティに溶融樹脂を充填して硬化させ、前記半導体素子を封止する樹脂封止部を形成する封止工程と、
前記樹脂封止部の余剰領域を除去して個々のパッケージ部を形成すると共に、前記集合基板を前記単位基板ごとに分割して個片とする個片化工程とを含み、
前記封止工程は、前記キャビティに、前記樹脂封止部の余剰領域を形成する面であって、前記半導体素子が搭載された位置に、前記半導体素子との間を幅狭とする凸部が設けられた前記第１金型により前記樹脂封止部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記凸部は、前記余剰領域を除去することで、前記樹脂封止部に形成された幅狭な部分が取り除かれる大きさに形成されてい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】
前記凸部は、前記半導体素子が搭載された位置の前記パッケージ部の外形が、前記溶融樹脂の流動方向に対して拡幅するように形成される位置以外に設けられていることを特徴とする請求項１または２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、半導体素子がそれぞれの単位基板の所定位置に搭載された集合基板を、金型で型締めして、半導体素子を封止する樹脂封止部を形成し、樹脂封止部の余剰分を除去すると共に、集合基板を分割することで個片とする半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造方法は、半導体素子がそれぞれの単位基板の所定位置に搭載された集合基板を金型で型締めして、半導体素子を封止し、ダイシングすることで、個片としている。例えば、特許文献１には、発光素子および受光素子による送受信動作を制御する集積回路素子を、光ノイズを遮断するシールド体で覆い、そして、トランスファーモールド成形により流動状態のエポキシ樹脂を金型に流入して固化させ、モールド体を形成し、ブレードにより切除領域を切除することで、赤外線データ通信モジュールを製造することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３２４９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、樹脂封止部の成形には、金型を型締めすることでできるキャビティに溶融樹脂が充填されるが、その際に溶融樹脂に気泡が発生することがある。発生した気泡は、溶融樹脂の流れと共に移動してキャビティ内に侵入し、そのままエアベンドまで到達して抜けるものもある。しかし、半導体素子が、プリント配線パターンにワイヤボンディングによって接続されているものであれば、このワイヤに気泡が絡み付くように付着したり、ワイヤにより溶融樹脂の流速が弱まったりして気泡がエアベンドから抜けずに残留することがある。
【０００４】
樹脂封止部に気泡が残留したままの状態では、この気泡により部分的に膨張して変形してしまったり、半田リフローにおいてクラックが発生したりするおそれがある。また、樹脂封止部のクラックの発生に伴ってワイヤが破断して動作不良の原因となることや、クラックにより耐湿性が低下して信頼性が低下する原因となることもある。
【０００５】
そこで本発明は、樹脂封止部を成形するときに、気泡を残留させないようにすることで、高い信頼性を図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】
【０００６】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体素子がそれぞれの単位基板の所定位置に搭載された集合基板を、キャビティが設けられた第１金型と、前記第１金型に対向する第２金型とで型締めし、前記キャビティに溶融樹脂を充填して硬化させ、前記半導体素子を封止する樹脂封止部を形成する封止工程と、前記樹脂封止部の余剰領域を除去して個々のパッケージ部を形成すると共に、前記集合基板を前記単位基板ごとに分割して個片とする個片化工程とを含み、前記封止工程は、前記キャビティに、前記樹脂封止部の余剰領域を形成する面であって、前記半導体素子が搭載された位置に、前記半導体素子との間を幅狭とする凸部が設けられた前記第１金型により前記樹脂封止部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、溶融樹脂の流速を急激に早くすることができるので、気泡が発生して溶融樹脂と共に流動したとしても、半導体素子の下流側で滞留してしまうことを防止することができる。よって、気泡による樹脂封止部の部分的な膨張や、半田リフローによるクラックの発生などが防止できるので、不良の発生を抑止することができ、高い信頼性を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本願の第１の発明は、半導体素子がそれぞれの単位基板の所定位置に搭載された集合基板を、キャビティが設けられた第１金型と、第１金型に対向する第２金型とで型締めし、キャビティに溶融樹脂を充填して硬化させ、半導体素子を封止する樹脂封止部を形成する封止工程と、樹脂封止部の余剰領域を除去して個々のパッケージ部を形成すると共に、集合基板を単位基板ごとに分割して個片とする個片化工程とを含み、封止工程は、キャビティに、樹脂封止部の余剰領域を形成する面であって、半導体素子が搭載された位置に、半導体素子との間を幅狭とする凸部が設けられた第１金型により樹脂封止部を形成することを特徴としたものである。
【０００９】
本願の第１の発明においては、封止工程にて、キャビティに、樹脂封止部の余剰領域を形成する面であって、半導体素子が搭載された位置に、半導体素子との間を幅狭とする凸部が設けられた第１金型により樹脂封止部を形成している。つまり、溶融樹脂を、この凸部によって幅狭となった第１金型の面と半導体素子との間を流動させることで、溶融樹脂の流速を急激に早くすることができるので、気泡が発生して溶融樹脂と共に流動したとしても、半導体素子の周囲で滞留してしまうことを防止することができる。
【００１０】
本願の第２の発明は、凸部は、余剰領域を除去することで、樹脂封止部に形成された幅狭な部分が取り除かれる大きさに形成されていることを特徴としたものである。
【００１１】
本願の第２の発明においては、凸部によってできる樹脂封止部の幅狭な部分が、樹脂封止部の余剰領域を除去する際には、幅広な部分と共に取り除かれるので、個片化工程によって得られる半導体装置のパッケージ部の外観からでは、樹脂封止部に幅狭な部分が形成されていたことが判断できない。従って、半導体装置として外観の変更をすることなく気泡の残留を防止することができる。
【００１２】
本願の第３の発明は、凸部は、半導体素子が搭載された位置のパッケージ部の外形が、溶融樹脂の流動方向に対して拡幅するように形成される位置以外に設けられていることを特徴としたものである。
【００１３】
本願の第３の発明においては、凸部は、半導体素子が搭載された位置のパッケージ部の外形が、溶融樹脂の流動方向に対して拡幅するように形成される位置以外に設けられているので、幅狭な部分と、幅広の部分との差を大きくすることができる。従って、幅狭な部分を流動する溶融樹脂の流速を、更に加速させることができる。
【００１４】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例である光通信モジュールを、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は底面図である。図２（Ａ）は、図１に示す光通信モジュールの光通信部の搭載状態を示す平面図、（Ｂ）はプリント配線基板の底面図である。
【００１５】
図１（Ａ）から同図（Ｄ）と、図２（Ａ）および同図（Ｂ）に示すように、光通信モジュール１０は、データ信号を光信号として赤外線信号を送信すると共に、受信した赤外線信号をデータ信号に変換して、遠隔にある通信装置と、ＩｒＤＡなどの規格に準拠した光通信を行うものである。光通信モジュール１０は、プリント配線基板２０に、光通信する光通信部３０と、光通信部３０を封止するパッケージ部４０が形成されている。
【００１６】
プリント配線基板２０は、ガラスエポキシ系樹脂により略矩形状に形成された絶縁基板２１の長手方向に沿って外部接続電極２２が形成されている。外部接続電極２２は、半円筒形状の半スルーホール電極２２ａと、絶縁基板２１の底面に、略矩形状に形成され、半スルーホール電極２２ａに接続された底面部電極２２ｂとを備えている。
【００１７】
プリント配線基板２０の搭載面Ｆ側とその反対側となる裏面Ｂ側とには、プリント配線パターン２３が形成されている。図２（Ａ）に示す搭載面Ｆ側のプリント配線パターン２３は、電子部品である光通信部３０が搭載される搭載部２３ａと、光通信部３０とワイヤ５０により接続されるワイヤボンドパッド２３ｂと、搭載部２３ａやワイヤボンドパッド２３ｂと半スルーホール電極２２ａとを接続する接続パターン２３ｃとが形成されている。プリント配線基板２０の搭載面Ｆ側と、裏面Ｂ側（図２（Ｂ）参照）には、弾性膜であるソルダレジストで形成されたレジスト膜６０が形成されている。
【００１８】
光通信部３０は、電気信号を入力して赤外線信号を出力する発光部である発光素子３１と、赤外線信号を入力して電気信号を出力する受光部である受光素子３２と、発光素子３１および受光素子３２を制御する制御ＩＣ３３とを備えている。この発光素子３１、受光素子３２および制御ＩＣ３３は、それぞれ搭載部２３ａに銀ペースト３４などの導電性接着剤を介在させて固定されている。
【００１９】
パッケージ部４０は、トランスファーモールド法を用いて赤外線透過性を有するエポキシ系樹脂で形成したものであり、両端部にレンズ部４１，４２が設けられている。
【００２０】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を、図面に基づいて説明する。図３は、集合基板の平面図および一部拡大図である。
【００２１】
まず、図３に示すように単位基板であるプリント配線基板２０の所定位置ごとに、発光素子３１と、受光素子３２と、制御ＩＣ３３とを搭載し、ワイヤ５０をボンディングした集合基板７１を準備する。この集合基板７１には、プリント配線基板２０となるパターンが、縦列および横列に多数形成されたものである。
【００２２】
次に、集合基板７１の搭載面Ｆ側を下側にして、上金型（第１金型）と下金型（第２金型）とで型締めして樹脂封止を行う。ここで、樹脂封止部を成形する上金型と下金型について、図４から図８に基づいて詳細に説明する。図４は、上金型と下金型とが対向して配置された状態を示す概略正面図である。図５は、上金型と下金型とが対向して配置された状態を示す概略側面図である。図６および図７は、下金型の平面図である。図８は、上金型と下金型とで集合基板を型締めした状態を示す図である。
【００２３】
図４から図６に示すように、上金型１００の当接面１０１は、集合基板７１の裏面Ｂ側に当接するため平坦面に形成されている。下金型１１０には、発光素子３１と、受光素子３２と、制御ＩＣ３３とで構成される光通信部３０（図２参照）と、この光通信部３０からプリント配線パターン２３へ接続されるワイヤ５０（図２参照）とを封止する樹脂封止部７２を形成するためにキャビティ１１１が設けられている。キャビティ１１１は、パッケージ部４０を横列に連続して成形するために細長に形成されると共に、縦列に複数設けられている。
【００２４】
キャビティ１１１の底面には、レンズ部４１，４２を形成するための半球状の凹部１１１ａが設けられている。また、図６に示すように、キャビティ１１１の側面には、凸部１１１ｂが形成されている。この凸部１１１ｂが形成されている位置は、図７に示すように、制御ＩＣ３３が搭載された位置に対向するように設けられている。キャビティ１１１に凸部１１１ｂを設けることで、キャビティ１１１に幅狭部１１１ｃと幅広部１１１ｄとができる。
【００２５】
このように形成された上金型１００と下金型１１０とを型締めし、溶融樹脂を充填して硬化させることで、集合基板７１に樹脂封止部７２が形成される。溶融樹脂は、このキャビティ１１１の長手方向に沿って流動するように充填される。なお、本実施の形態では、溶融樹脂が、図７に示すように流動方向ＦＬに沿って流動するものとする。
【００２６】
その際、キャビティ１１１を流動する溶融樹脂は、図７および図８に示すように、発光素子３１、受光素子３２および制御ＩＣ３３と、ワイヤ５０により、その流れが阻害される。しかし、受光素子３２と発光素子３１が配置されている位置には、溶融樹脂の流動方向ＦＬに対して拡幅したレンズ部４１，４２を成形するために、キャビティ１１１には凹部１１１ａが形成されているので、発光素子３１および受光素子３２を迂回するように溶融樹脂が流れる。従って、発光素子３１および受光素子３２と、これらに接続されたワイヤ５０とは、溶融樹脂の流動性に与える影響が少ないので、発光素子３１および受光素子３２が配置された位置におけるキャビティ１１１の側面は、従来のままである。
【００２７】
制御ＩＣ３３が配置されている位置では、レンズ部４１，４２を成形するような凹部１１１ａが形成されていないので、制御ＩＣ３３が阻害要因となるおそれがあるが、キャビティ１１１には凸部１１１ｂが形成されていることで、溶融樹脂が流動する流路は幅が狭い幅狭部１１１ｃとなっている。従って、溶融樹脂が、幅広部１１１ｄを通過して、キャビティ１１１の側面と制御ＩＣ３３との間である幅狭部１１１ｃを流動することで、急激に溶融樹脂の流速が早くなるので、制御ＩＣ３３に接続されたワイヤ５０による気泡の滞留が防止できると共に、ワイヤ５０に付着しても押し流すことができる。
【００２８】
また、発光素子３１および受光素子３２が配置されている位置に対応するキャビティ１１１の側面には、凸部が設けられていないので、幅狭な部分と、幅広の部分との差を大きくすることができる。従って、幅狭な部分を流動する溶融樹脂の流速を、更に加速させることができる。
【００２９】
このようにして上金型１００と下金型１１０とを型締めして集合基板７１に樹脂封止部７２を形成する封止工程を行う。樹脂封止部７２が集合基板７１に形成された状態を、図９から図１１に示す。図９は、樹脂封止部７２が形成された集合基板７１を示す平面図である。図１０は、樹脂封止部７２が形成された集合基板７１を示す正面図である。図１１は、樹脂封止部７２が形成された集合基板７１を示す側面図である。
【００３０】
次に、図９から図１１にて一点鎖線で示す切断線Ｃに沿ってダイサーにより集合基板７１と樹脂封止部７２とを切断することで、樹脂封止部７２の余剰領域Ｓ（図９に示す斜線部分）を除去して個片とする個片化工程を行う。個片化工程を行うことで、図１（Ａ）から同図（Ｄ）に示す光通信モジュール１０を得ることができる。
【００３１】
下金型１１０のキャビティ１１１に対向するように形成された凸部１１１ｂによって、樹脂封止部７２に幅狭な部分が形成されるが、この幅狭な部分が余剰領域Ｓを除去することで取り除かれる程度の大きさに凸部１１１ｂが形成されているので、個片化工程を行った後の光通信モジュール１０のパッケージ部４０には幅狭な部分は残らない。従って、光通信モジュール１０は、パッケージ部４０の外観からでは判断できないので、パッケージ部４０の変更なしに、パッケージ部４０に気泡が残留してしまうことを防止することができる。
【００３２】
以上、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、凸部１１１ｂをキャビティ１１１の側面に設けたが、底面に設けることも可能である。その場合には、レンズ部４１，４２の間に余剰領域を設け、その余剰領域の中で幅狭部を形成する。そしてレンズ部４１，４２の間に余剰領域を研削して除去することでパッケージ部４０を形成することになる。しかし、レンズ部４１，４２の間に余剰領域を設けると、個片とするときに、まず、レンズ部４１，４２の間の余剰領域を研削した後にダイシングすることになり、研削工程と切断工程の二工程となってしまう。従って、ダイサーで切断することで樹脂封止部７２の余剰領域Ｓと集合基板７１の切断とが同時に行えるので、凸部１１１ｂは、キャビティ１１１の側面に設けるのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、樹脂封止部を成形するときに、気泡を残留させないようにできるので、半導体素子がそれぞれの単位基板の所定位置に搭載された集合基板を、金型で型締めして、半導体素子を封止する樹脂封止部を形成し、樹脂封止部の余剰分を除去すると共に、集合基板を分割して個片とする半導体装置の製造方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は底面図
【図２】（Ａ）は、図１に示す光通信モジュールの光通信部の搭載状態を示す平面図、（Ｂ）はプリント配線基板の底面図
【図３】集合基板の平面図および一部拡大図
【図４】上金型と下金型とが対向して配置された状態を示す概略正面図
【図５】上金型と下金型とが対向して配置された状態を示す概略側面図
【図６】下金型の平面図
【図７】下金型の平面図
【図８】上金型と下金型とで集合基板を型締めした状態を示す図
【図９】樹脂封止部が形成された集合基板を示す平面図
【図１０】樹脂封止部が形成された集合基板を示す正面図
【図１１】樹脂封止部が形成された集合基板を示す側面図
【符号の説明】
【００３５】
１０  光通信モジュール
２０  プリント配線基板
２１  絶縁基板
２２  外部接続電極
２２ａ  半スルーホール電極
２２ｂ  底面部電極
２３  プリント配線パターン
２３ａ  搭載部
２３ｂ  ワイヤボンドパッド
２３ｃ  接続パターン
３０  光通信部
３１  発光素子
３２  受光素子
３３  制御ＩＣ
３４  銀ペースト
４０  パッケージ部
４１，４２  レンズ部
５０  ワイヤ
６０  レジスト膜
７１  集合基板
７２  樹脂封止部
１００  上金型
１１０  下金型
１１１  キャビティ
１１１ａ  凹部
１１１ｂ  凸部
１１１ｃ  幅狭部
１１１ｄ  幅広部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009164163.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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