CN1976013A - 光学半导体器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在具有包含受光部(21)的半导体元件和电极焊盘(22)的裸片(11)的受光部(21)上，形成包覆部件后，将该裸片(11)搭载于具有电极端子(14)的基板(12)的芯片基座(13)上。通过导线(15)对电极焊盘(22)和电极端子(14)进行电连接后，在裸片(11)的周边及上表面涂敷树脂(16)。然后，使树脂(16)固化，并去除包覆部件。由此，制造出使受光部(21)露出、并且金属部件等被树脂(16)密封的光学半导体器件(10)。

Description

光学半导体器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有光电二极管等的光学半导体器件及其制造方法。
背景技术
就半导体器件而言，需要保护电极焊盘及导线等金属部件不受外部空气所含水分的腐蚀，或使之与外部空气所含的尘埃等隔离。因为有这样的需要，因此，以往采用了利用树脂对这些金属部件进行密封的方法。例如，在日本特许公开平5-136293号公报中，公开有如下技术，即，在半导体器件是具有光电二极管等的光学半导体器件的情况下，使用具有透光性的树脂进行密封，使得不妨碍来自搭载于光学半导体器件的受光部的光的透射，或光向受光部的透射。
另外，当光照射在半导体器件的信号布线上时，则有寄生电流产生，由此导致电路产生误动作，其结果，有可能妨碍正确的电流检测。为了消除这样的担心，例如，在日本特许公开2001-196415号公报中，公开了将金属遮光膜覆盖于半导体器件的半导体元件电路(信号处理电路)上的技术。
图5表示例如以往的光学半导体器件80。如图所示，半导体器件80具有：裸片(bare chip)81，基板82，芯片基座(diepad)83，电极端子84，导线85，密封树脂86，金属遮光膜87，受光部91，电极焊盘92，信号处理电路部93。覆盖信号处理电路部93地形成有金属遮光膜87。并且，裸片81、电极端子84、导线85等被由透明树脂构成的密封树脂86覆盖。
图5所示的以往的光学半导体器件80的金属遮光膜87是通过溅射等成膜后，形成光致抗蚀剂图案，并除去不要的金属层而形成的。因此，为了形成金属遮光膜87，需要使用高价的光掩模。因此，存在光学半导体器件80的制造费用增加的问题。并且，形成金属遮光膜87也增加了光学半导体器件80的制造工序。这样就存在工序增加制造费用也随之增加的问题。但是，如上所述，以往的光学半导体器件80，利用由透明树脂形成的密封树脂86封装整个裸片81。这样，为了使光学半导体器件80良好地动作，不可能省略金属遮光膜。
因此，需要如下这样的光学半导体器件及其制造方法，即，不使用金属遮光膜，能缩短制造工序及制造时间，并且通过保护金属部件使之与外部环境隔离、且防止由光的照射引发电路的误动作而具有良好的动作性。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种具有良好动作性的光学半导体器件及其制造方法。
为了达成上述目的，本发明的第一方案涉及的光学半导体器件的特征在于，具有：基板，形成有电极端子；裸片，搭载于上述基板上，具有电极焊盘、和具有受光部或发光部的半导体元件；导电部件，使上述电极端子和上述电极焊盘电连接，还具有不透光性的树脂，该不透光性的树脂形成为至少覆盖上述导电部件和上述电极焊盘，且不覆盖上述裸片的上述受光部或发光部。
可以是，上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的相对的两个边的每个边，沿该边形成有上述电极焊盘。
也可以是，上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的四个边的每个边，在沿该边的外周部形成有上述电极焊盘。
可以是，上述受光部或发光部形成于上述裸片的实质上的中心区域。
为了达到上述目的，本发明的第二方案涉及的光学半导体器件的制造方法的特征在于，包括：包覆部件形成工序，在形成有半导体元件的受光部或发光部和电极焊盘的裸片的上述受光部或发光部上，形成包覆部件；搭载工序，将上述裸片搭载于基板上；连接工序，利用导电部件使形成于上述裸片上的上述电极焊盘和形成于上述基板上的电极端子电连接；涂敷工序，涂敷上述不透光性的树脂，使得不透光性的树脂至少覆盖上述电极焊盘和上述导电部件；以及包覆部件去除工序，去除形成于上述裸片的上述受光部或发光部上的上述包覆部件；在上述涂敷工序中，涂敷上述树脂，使得不包覆上述裸片的上述受光部或发光部。
在上述搭载工序中，可以是，将多个上述裸片矩阵状地搭载于上述基板上，进一步具有切断上述基板，获得多个上述光学半导体器件的切断工序。
在上述搭载工序中，也可以是，在按各上述光学半导体器件预先切断了的上述基板上搭载上述裸片。
可以是，上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的相对的两个边的每个边，沿该边形成上述电极焊盘。
也可以是，上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的四个边的每个边，在沿该边的外周部形成上述电极焊盘。
在上述涂敷工序中，也可以沿上述裸片的外周涂敷上述树脂。
根据本发明，通过在裸片的受光部或发光部上形成包覆部件后涂敷密封树脂，可以提供具有良好动作性的光学半导体器件及其制造方法。
附图说明
图1(a)是本发明实施方式涉及的光学半导体器件的俯视图，(b)是图1(a)所示的A-A线剖视图。
图2是说明本发明实施方式涉及的光学半导体器件的制造工序的图。
图3是说明本发明实施方式涉及的光学半导体器件的制造工序的图。
图4是说明本发明实施方式涉及的光学半导体器件的制造工序的图。
图5是表示以往的光学半导体器件的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施方式涉及的光学半导体器件及其制造方法。
图1是表示本发明实施方式涉及的光学半导体器件10的结构的图。图1(a)是光学半导体器件10的俯视图。图1(b)是图1(a)所示的光学半导体器件10的A-A线剖视图。光学半导体器件10是在基板12上搭载了形成有半导体元件的裸片11的器件。
如图1(a)及(b)所示，光学半导体器件10具有：裸片11，基板12，芯片基座13，电极端子14，导线15，树脂16。裸片11具有：受光部21，电极焊盘22，信号处理电路部23。
裸片11例如具有光电二极管等光学半导体元件，并在一个主面上具有该光学半导体元件的受光部(或发光部)21。如图1所示，受光部21形成于裸片11的大致中央区域。裸片11的外形形成为矩形。裸片11搭载于设置在基板12上的芯片基座13上。裸片11除了受光部21之外均由树脂16覆盖。并且，在沿裸片11的上表面各边的外周部，形成有电极焊盘22。电极焊盘22通过导线15，与形成于基板12上的电极端子14电连接。如图1(b)所示，信号处理电路部23形成于受光部21和电极焊盘22之间。
基板12例如形成为矩形。基板12例如由玻璃环氧树脂板或聚酰亚胺膜等的挠性基板等构成。在基板12的中央区域形成有芯片基座13。在基板12的外缘附近，沿基板12的各边形成有可与外部连接的多个电极端子14。
树脂16形成得覆盖形成于裸片11的四个边的电极焊盘22、导线15、电极端子14的一部分。但是，树脂16形成得延伸至受光部21的边缘，而不覆盖受光部21，在受光部21的边缘以绝壁的形式中断。树脂16由不透光性的树脂，例如黑色的环氧树脂等形成。树脂16是为了良好地防止光照射到电极焊盘22及信号处理电路部23等而形成的。树脂16包覆电极焊盘22和导线15。由此，可保护电极焊盘22、导线15等使之与尘埃、水分等的外部环境隔离。并且，树脂16覆盖信号处理电路部23的上部。由于树脂16具有不透光性，因此可以防止由光照射引发误动作等。由此，光学半导体器件10可以良好地工作。
另外，在上述实施例中，在裸片11的四个边都形成有电极焊盘22，但电极焊盘22也可以仅形成于裸片11的相对的两个边。
如上所述，本实施方式的光学半导体器件10，利用不透光性的树脂16覆盖导线15、电极焊盘22、信号处理电路部23、电极端子14的一部分。由此，可保护导线15、电极焊盘22、信号处理电路部23、电极端子14的一部分，使之与含有尘埃、水分等的外部环境隔离。并且，可以防止由光照射引发的误动作。因此，光学半导体器件10具有良好的动作性。
下面，使用附图说明该光学半导体器件10的制造方法。图2～图4是说明光学半导体器件10的制造方法的图。
首先，如图2(a)所示，使用规定的方法，在硅等的半导体晶片W上形成受光部21、电极焊盘22、信号处理电路部23等。并且，在该阶段，形成为多个受光部21、电极焊盘22、信号处理电路部23等排列成矩阵状。另外，受光部21优选形成于裸片11的实质上的中心区域。其理由是易于进行涂敷树脂16的后述工序。
其次，如图2(b)所示，在半导体晶片W上定位配置具有多个开口部51a的金属掩模(丝网印刷版)51，使得露出受光部21。开口部51a与受光部21重叠配置。并且，开口部51a与受光部21形成为大致相同的形状。
其次，如图2(c)所示，用光致抗蚀剂、水溶性的树脂等覆盖受光部21。为此，在金属掩模51上水平移动刮板，使得设置于金属掩模51的开口部51a中填充有上述树脂等。其后，通过紫外线或加热使上述光致抗蚀剂或水溶性树脂等固化，形成包覆部件52。然后，取下金属掩模51，仅将包覆部件52留在受光部21上。进而，沿切割线切断晶片W，获得多个裸片11。
然后，如图2(d)所示，在设有电极端子14的基板12上，搭载在受光部21上形成有包覆部件52的裸片11。在搭载有裸片11的芯片基座13的一部分上，预先涂敷有接合用浆料(paste)。在该接合用浆料上安装裸片11，并与基板12一起进入加热炉内，使接合用浆料热固化而将裸片11固定于基板12。另外，为了制造多个光学半导体器件，多组用于构成一个光学半导体器件的芯片基座13及多个电极端子14的图案，在最初的基板12上形成为矩阵状。
其次，如图2(d)所示，使用焊线机(wirebonder)，将形成于裸片11表面的外周部的电极焊盘22，和形成于基板12上的电极端子14，用导线15电连接。
然后，如图3(e)所示，在形成于裸片11的电极焊盘22、导线15、和导线15的周边部分涂敷树脂16，覆盖电极焊盘22、导线15、和导线15的周边部分。作为树脂16，使用不透光性的树脂，例如热固性的黑色环氧树脂等。在该涂敷工序中，将基板12置于可在X、Y两个方向上移动的XY载物台(省略图示)上，并从安装于滴涂器(dispenser)的气缸压出填充的树脂16，并且移动气缸和/或XY载物台，使得气缸前端与XY载物台在X方向相对移动规定距离，在裸片11的一边，用树脂16覆盖芯片基座13、导线15和导线15的周边部分。在裸片11的一边涂敷了树脂16后，对与涂敷了树脂16的裸片11的一边正交的边，继续涂敷树脂16。对裸片11的四个边进行该作业，在裸片11的周边涂敷树脂16。然后，在相邻的裸片11之上及周边也同样涂敷树脂16。并且，在涂敷树脂16时，气缸可以是一个，也可以使用多个。
如上所述，在本实施方式中，沿裸片11的外周涂敷树脂16。为此，适当地调节树脂16的粘度、涂敷于裸片11的一边的树脂16的量、涂敷的时间等，使得树脂16良好地覆盖导线15等。并且，优选在裸片11的中心区域形成受光部21。其原因在于，易于调节涂敷于各边的树脂16的量、及时间等。
其次，使各裸片11的所有边均涂敷有树脂16的基板12进入加热炉内，使涂敷的树脂16热固化。
其次，去除包覆部件52，并如图3(f)所示，使受光部21露出。
其次，在切割(dicing)工序中，沿图4(g)所示的切割线d，使用切割机将搭载有裸片11的基板12在规定位置切断。这样，如图4(h)所示，作为在一个基板12上搭载有一个裸片11的器件的光学半导体器件10被分离。通过以上工序光学半导体器件10被制造出来。
另外，在上述实施方式中，举例说明了去除包覆部件52后切断基板12的结构。但是，也可以在切断基板12后再去除包覆部件52。通过在切割工序后去除包覆部件52，可以保护受光部21，使之不粘附切割工序中产生的切削屑等。
并且，也可以不是在将多个裸片搭载于一个基板后再进行切断，而是在预先形成为规定形状的基板12上搭载设置有包覆部件52的裸片11后，进行引线键合、不透光树脂16的涂敷及包覆部件52的去除工序。
根据本实施方式的光学半导体器件的制造方法，在受光面上形成包覆部件后用不透光性树脂进行密封。由此，可以省略以往需要的树脂密封工序，和形成遮光膜的工序。因此，工序变得简单，提高了生产效率。并且，由于不需要模具等，因此可以降低成本。并且，通过使用包覆部件从其上方涂敷树脂，该树脂可延伸至受光部的边缘，而不会覆盖受光部，并在受光部的边缘涂敷成以绝壁的形式中断。由此，可良好地保护电极焊盘等金属部件，使之与外部环境隔离。
本申请主张基于2005年11月29日被受理的日本国专利申请2005-343539号的优先权，并引用该申请的说明书、权利要求书、附图及说明书摘要所记载的内容。

Claims (10)

1.一种光学半导体器件，其特征在于，具有：
基板，形成有电极端子；
裸片，搭载于上述基板上，具有：电极焊盘、具有受光部或发光部的半导体元件；以及
导电部件，使上述电极端子与上述电极焊盘电连接，
还具有不透光性的树脂，该不透光性的树脂形成为至少覆盖上述导电部件和上述电极焊盘，且不覆盖上述裸片的上述受光部或发光部。
2.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其特征在于，
上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的相对的两个边的每个边，沿该边形成有上述电极焊盘。
3.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其特征在于，
上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的四个边的每个边，在沿该边的外周部形成有上述电极焊盘。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学半导体器件，其特征在于，
上述受光部或发光部形成于上述裸片的实质上的中心区域。
5.一种光学半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：
包覆部件形成工序，在形成有半导体元件的受光部或发光部和电极焊盘的裸片的上述受光部或发光部上，形成包覆部件；
搭载工序，将上述裸片搭载于基板上；
连接工序，利用导电部件使形成于上述裸片上的上述电极焊盘和形成于上述基板上的电极端子电连接；
涂敷工序，涂敷不透光性的树脂，使得上述不透光性的树脂至少覆盖上述电极焊盘和上述导电部件；以及
包覆部件去除工序，去除形成于上述裸片的上述受光部或发光部上的上述包覆部件，
在上述涂敷工序中，涂敷上述树脂，使得不覆盖上述裸片的上述受光部或发光部。
6.根据权利要求5所述的光学半导体器件的制造方法，其特征在于，
在上述搭载工序中，将多个上述裸片矩阵状地搭载于上述基板上，
进一步具有切断上述基板，获得多个上述光学半导体器件的切断工序。
7.根据权利要求5所述的光学半导体器件的制造方法，其特征在于，
在上述搭载工序中，在按各上述光学半导体器件预先切断了的上述基板上，搭载上述裸片。
8.根据权利要求5至7的任意一项所述的光学半导体器件的制造方法，其特征在于，
上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的相对的两个边的每个边，沿该边形成上述电极焊盘。
9.根据权利要求5至7的任意一项所述的光学半导体器件的制造方法，其特征在于，
上述裸片大致呈矩形，在上述裸片的四个边的每个边，在沿该边的外周部形成上述电极焊盘。
10.根据权利要求5至9的任意一项所述的光学半导体器件的制造方法，其特征在于，
在上述涂敷工序中，沿上述裸片的外周涂敷上述树脂。
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