CN208189571U - 半导体部件以及白色发光二极管器件 - Google Patents

半导体部件以及白色发光二极管器件 Download PDF

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Abstract

实现可靠性高的半导体部件。半导体部件(10)具备半导体基板(20)、半导体元件部(21)、再布线层(30)以及绝缘层(40)。半导体基板(20)具有相互对置的第一面(201)和第二面(202)、以及与第一面(201)和第二面(202)正交的侧面(210)。半导体元件部(21)形成在半导体基板(20)的第一面(201)侧的区域。再布线层(30)形成在半导体基板(20)的第一面(201)。绝缘层(40)遍及半导体基板(20)的侧面(210)和第二面(202)而相接触。并且，绝缘层(40)与再布线层(30)中的与和半导体基板(20)相接触的面相反侧的半导体部件(10)的背面(301)不相关。

Description

半导体部件以及白色发光二极管器件
技术领域
本实用新型涉及具备形成有半导体元件部的半导体基板和再布线层的半导体部件、具备该半导体部件的白色发光二极管器件以及半导体部件的制造方法。
背景技术
随着电子部件的小型化，安装型的半导体部件也正在小型化。作为一个方法，有芯片尺寸封装，且已大量投入实际应用中。
在芯片尺寸封装的半导体部件中，再布线层形成在半导体基板的一面。因此，半导体基板的侧面露出在外部，会成为可靠性降低的主要原因。作为解决该问题的结构，专利文献1、2所记载的半导体部件在半导体基板以及再布线层的侧面具备绝缘膜。
专利文献1：日本特开2015－72943号公报
专利文献2：日本特开2001－144213号公报
然而，在由专利文献1、2的结构构成的半导体部件中，侧面的绝缘膜有时会因将半导体部件安装于电路基板时的冲击而脱落。
另外，在安装了半导体部件的状态下，若对电路基板施加冲击，则侧面的绝缘膜有时会因该冲击而脱落。
而且，半导体基板的材料和侧面的绝缘膜的材料不同，线膨胀系数也不同。因此，在半导体基板与侧面的绝缘膜的界面容易产生剥离。在专利文献2的结构中，侧面的绝缘膜也覆盖半导体部件的背面。该情况下，由于该剥离容易产生形成在半导体部件的背面的凸块的脱落这种不良状况、与凸块连接的金属柱(从再布线层的背面突出的导体)的破损这种不良状况。
如上所述，在由专利文献1、2的结构构成的半导体部件中存在可靠性不稳定的方面。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供可靠性高的半导体部件。
该实用新型的半导体部件具备半导体基板、半导体元件部、再布线层以及绝缘层。半导体基板具有相互对置的第一面和第二面以及与第一面和第二面正交的侧面。半导体元件部形成在半导体基板的第一面侧的区域中。再布线层形成在半导体基板的第一面。绝缘层遍及半导体基板的侧面和第二面而相接触。并且，绝缘层是与再布线层中的与和半导体基板相接触的面相反侧的面不相关的形状。
在该结构中，半导体基板通过绝缘层而不与外部的不期望的导体发生短路，几乎不产生绝缘层从半导体基板的脱落。
另外，在该实用新型的半导体部件中，优选绝缘层从半导体基板的侧面遍及再布线层的侧面而相接触。
在该结构中，进一步可靠地抑制绝缘层从半导体基板的脱落。
另外，在该实用新型的半导体部件中，半导体元件部可以是利用pn 接合的二极管。
在该结构中，作为半导体部件，能够实现ESD保护部件。因此，能够实现可靠性高的ESD保护部件。
另外，在该实用新型的半导体部件中，优选绝缘层为白色。
在该结构中，照射到半导体部件的光保持原样地以低损失反射。因此，对在想要反射光的环境下配置半导体部件的情况有效。
另外，该实用新型的白色发光二极管器件具备作为上述的ESD保护部件发挥功能的半导体部件、白色发光二极管、电路基板以及盖部件。白色发光二极管与半导体部件并联连接。电路基板安装有半导体部件和白色发光二极管。盖部件具有透光性。盖部件被配置在电路基板中的安装半导体部件和白色发光二极管的面侧。半导体部件和白色发光二极管被配置在由电路基板和盖部件封闭的空间内。半导体部件的绝缘层为白色。
在该结构中，通过作为ESD保护部件发挥作用的半导体部件保护由过电流造成的白色发光二极管的破坏。另外，从白色发光二极管射出并传递到半导体部件的光被半导体部件的绝缘层反射。由此，抑制由半导体部件吸收光所造成的光的损失，白色发光二极管器件的发光效率提高。
另外，该实用新型的半导体部件的制造方法具有如下的各工序。该制造方法具有在半导体基板的第一面侧的区域形成多个半导体元件部的工序。该制造方法具有通过在半导体基板的第一面形成针对多个半导体元件部的每一个具有再布线导体的再布线层，形成分别具有半导体元件部和再布线导体的多个功能部件的工序。该制造方法具有在半导体基板的与第一面对置的第二面粘贴切割胶带，并以比包括功能部件的最终形状的半导体部件的形状小的尺寸将半导体基板和再布线层切断而单片化为多个功能部件的工序。该制造方法具有将多个功能部件中的再布线层侧的外表面粘贴于保持板的表面的工序。该制造方法具有形成覆盖保持板的表面以及多个功能部件的绝缘性树脂材料的工序。该制造方法具有将绝缘性树脂材料切断而单片化为具备功能部件和绝缘性树脂材料的半导体部件的工序。
在通过该制造方法制造的半导体部件中，绝缘层从半导体基板的侧面遍及第二面形成，且为与再布线层中的与和半导体基板相接触的面相反侧的面不相关的形状。因此，能够容易地制造具有这样的绝缘层的结构的可靠性高的半导体部件。
根据该实用新型，能够实现可靠性高的半导体部件。
附图说明
图1是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的主要结构的侧面剖视图。
图2是本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的外观立体图。
图3是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的制造方法的流程图。
在图4中，(A)是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的功能部件的形成工序的侧面剖视图，(B)是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的翻转配置的工序的侧面剖视图，(C) 是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的绝缘性树脂材料的形成工序的侧面剖视图，(D)是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的薄膜化工序的侧面剖视图，(E)是表示对本实用新型的第一实施方式所涉及的分割为半导体部件的单片的分割工序的侧面剖视图。
图5是表示本实用新型的实施方式所涉及的白色发光二极管器件的主要结构的侧面剖视图。
具体实施方式
参照附图对本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件以及半导体部件的制造方法进行说明。图1是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的主要结构的侧面剖视图。图2是本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的外观立体图。
如图1、图2所示，半导体部件10具备半导体基板20、再布线层 30以及绝缘层40。
半导体基板20例如是Si基板。半导体基板20在俯视时呈矩形。
半导体基板20具备第一面201、第二面202以及侧面210。第一面 201和第二面202相互对置。侧面210是与第一面201和第二面202正交的面，将第一面201的各边与第二面202的各边连接。
在半导体基板20的第一面201侧的区域形成有半导体元件部21。半导体元件部21为规定的深度以及平面形状。半导体元件部21使用已知的半导体工艺来形成。例如在图1所示的方式中，在半导体基板20 的第一面201侧形成有规定的深度的n型半导体层(n型阱)。在n型半导体层内分开形成两个p型半导体部。两个p型半导体部在第一面201 露出。这两个p型半导体部的露出部是由半导体元件部21形成的半导体元件的输入输出端子。根据该结构，形成相互连接阴极且阳极分别在第一面201露出的两个pn接合的二极管。由此，半导体部件10能够被作为ESD保护元件来利用。
再布线层30在俯视时呈矩形，其面积与半导体基板20的面积相同。再布线层30与半导体基板20的第一面201相接触而接合。
再布线层30具备绝缘层31、32以及再布线导体341、342。更具体而言，绝缘层31和绝缘层32从第一面201侧起按该顺序层叠。绝缘层 31例如由SiO2构成。可以将半导体基板20的钝化层作为绝缘层31。绝缘层32例如由绝缘性树脂构成。
再布线导体341、342例如由Al构成。再布线导体341的一端与半导体基板20中的一个p型半导体部所露出的部分连接。再布线导体341 的另一端被配置在比再布线导体341的一端靠半导体部件10的侧面侧。再布线导体341的另一端通过形成在绝缘层32的孔而露出在外部。再布线导体342的一端与半导体基板20中的另一个p型半导体部所露出的部分连接。再布线导体342的另一端被配置在比再布线导体342的一端靠半导体部件10的侧面侧。再布线导体342的另一端通过形成在绝缘层32的孔而露出在外部。这些再布线导体341、342所露出的部分为半导体部件10的外部连接端子。此外，可以对该露出面已实施镀覆处理。作为镀覆，能够使用以Ni为基底的镀Au等。根据该结构，再布线层30中的和与半导体基板20相接触的面相反侧的面，即绝缘层32的外表面成为半导体部件10的背面301。
绝缘层40由具有绝缘性的树脂材料构成。例如绝缘层40由环氧树脂等构成。绝缘层40与半导体基板20的侧面210的整个面相接触，并与该侧面210接合。此时，在绝缘层40与侧面210之间也可以使用绝缘性的粘合材料。即，绝缘层40与侧面210的相接触可以是将绝缘层 40和侧面210直接接合的状态或者使用绝缘性的粘合材料等将绝缘层 40和侧面210接合的状态的任意一种。并且，绝缘层40与半导体基板 20的第二面202的整个面相接触，并与该第二面202接合。即，绝缘层 40与第二面202的相接触可以是将绝缘层40和第二面202直接接合的状态或者使用绝缘性的粘合材料等将绝缘层40和第二面202接合的状态的任意一种。这样绝缘层40从半导体基板20的所有侧面210遍及第二面202连续地相接触，与所有侧面210和第二面202相接触并接合。
另外，绝缘层40也与再布线层30的所有侧面相接触，并与这些所有侧面接合。并且，绝缘层40与再布线层30中的和与半导体基板20 相接触的面相反侧的面，即半导体部件10的背面301不接触。
即，绝缘层40被配置为针对半导体基板20的全部侧面、再布线层 30的全部侧面以及半导体基板20的第二面202，覆盖这些全部面，并且与半导体部件10的背面301不相关。换言之，半导体部件10的背面301的全部面露出在外部。
通过设为这样的结构，即使在外部有不期望的导体，半导体基板20 的侧面210以及第二面202也不会在该不期望的导体发生短路。由此，半导体部件10的电气可靠性较高。
另外，绝缘层40与半导体基板20中的相互正交的侧面210和第二面202连续地相接触。因此，即使在将半导体部件10安装于外部的电路基板时受到冲击，绝缘层40也几乎不会从半导体基板20脱落。
另外，半导体基板20和绝缘层40因其材料之差而具有热膨胀系数之差。因此，有可能在半导体基板20与绝缘层40的界面产生剥离。然而，即使产生了剥离，半导体基板20被绝缘层40覆盖的状态也没有变化。由此，即使有外部的不期望的导体，半导体基板20的侧面210以及第二面202在该不期望的导体也不发生短路，半导体部件10的电气可靠性较高。
如以上那样，通过使用本实施方式的结构，能够实现可靠性高的半导体部件10。
此外，绝缘层40可以不与再布线层30的侧面相接触。然而，通过绝缘层40也与再布线层30的侧面相接触，半导体部件10的可靠性进一步提高。
由这样的结构构成的半导体部件10通过如下所示的制造方法来制造。图3是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的制造方法的流程图。图4是表示本实用新型的第一实施方式所涉及的半导体部件的制造过程的结构的侧面剖视图。
图4的(A)表示功能部件的形成工序，图4的(B)表示翻转配置的工序。图4的(C)表示绝缘性树脂材料的形成工序，图4的(D)表示薄膜化工序，图4的(E)表示分割为单片的分割工序。
以下，按照图3的流程图，参照图4的各图对半导体部件10的制造方法进行说明。
首先，准备由SiO2等构成的母半导体基板200，在该母半导体基板 200的第一面201侧形成多个半导体元件部21(S101)。多个半导体元件部21相对于母半导体基板200分别隔开间隔而排列形成。
接下来，在母半导体基板200的第一面201侧形成再布线层30 (S102)。在再布线层30上，针对多个半导体元件部21的每一个形成有再布线导体。由此，如图4的(A)所示，形成分别具有形成在半导体基板200的半导体元件部21和形成在再布线层30的再布线层导体的多个功能部件100。
在形成了多个功能部件100的状态下，如图4的(A)所示，母半导体基板200以及再布线层30被粘贴在切割胶带901的表面。此时，半导体基板200的第二面202与切割胶带901相接触。而且，如图4的 (A)所示，通过将母半导体基板200以及再布线层30切断而对多个功能部件100进行单片化(S103)。多个功能部件100的尺寸比为最终形状的半导体部件10的尺寸小规定长度。例如如图2所示，功能部件100 的第一方向尺寸L20相对于半导体部件10的第一方向的尺寸L40小规定长度。另外，如图2所示，功能部件100的第二方向尺寸W20相对于半导体部件10的第二方向的尺寸W40小规定长度。例如在L40×W40 ＝1.0[mm]×0.5[mm]的情况下，L20×W20＝0.9[mm]×0.4[mm]。该尺寸差由绝缘层40的膜厚决定，尺寸差为绝缘层40的膜厚的大致2 倍。
由于多个功能部件100被粘贴在切割胶带901上，所以即使被单片化也维持其排列状态。
接下来，如图4的(B)所示，使多个功能部件100翻转，将功能部件100的背面301(再布线层30侧的外表面)粘贴于保持板902的表面(S104)。由于多个功能部件100以粘贴在切割胶带901的状态被翻转，所以以保持维持其排列状态的状态被粘贴在保持板902的表面。
接下来，如图4的(C)所示，形成覆盖保持板902的表面以及多个功能部件100的绝缘性树脂材料(绝缘层40)(S105)。绝缘性树脂材料(绝缘层40)如上述那样由环氧树脂等构成。此时，通过包含所希望颜色的填料或者颜料，能够实现所希望颜色的绝缘层40。
接下来，如图4的(D)所示，研磨绝缘性树脂材料(绝缘层40)，形成规定厚度的绝缘层40。由此，使半导体部件10为薄型。此外，在形成绝缘性树脂材料时能够调整厚度的情况下，能够省略该绝缘性树脂材料(绝缘层40)的研磨工序。
接下来，如图4的(E)所示，俯视而切割多个功能部件100间的绝缘性树脂材料(绝缘层40)，单片化为多个半导体部件10(S106)。然后，将各半导体部件10从保持板902剥离。
通过使用这样的制造方法，能够容易地形成遍及半导体基板20的侧面210、第二面202以及再布线层30的侧面而相接触并且与再布线层 30的外表面(半导体部件10(功能部件100)的背面301)不相关的绝缘层40。此时，通过使用上述的制造方法，能够对多个功能部件100同时形成绝缘层40。由此，半导体部件10的生产力提高。
由这样的结构构成的半导体部件10被利用于如下所示的器件。图5 是表示本实用新型的实施方式所涉及的白色发光二极管器件的主要结构的侧面剖视图。
如图5所示，白色发光二极管器件1具备半导体部件10、电路基板 2、白色发光二极管(LED)3、安装型电子部件4、树脂模型5以及盖部件6。
电路基板2例如由氧化铝基板构成，形成有规定的电路导体图案。白色发光二极管3、安装型电子部件4以及半导体部件10被安装在电路基板2的表面。半导体部件10具备上述的结构，并作为ESD保护元件发挥作用。半导体部件10和白色发光二极管3并联连接。另外，半导体部件10的绝缘层40为白色。此外，“白色”不仅是严格意义下的白色，还包括乳白色、白浊色以及其它接近白色的颜色。安装型电子部件4是电容器等。安装型电子部件4被树脂模型5覆盖。
盖部件6具有透光性。具体而言，盖部件6具备第一透光部C6和第二透光部E6。第一透光部C6的白色光的透过率高于第二透光部E6 的白色光的透过率。俯视盖部件6时，第一透光部C6被配置在中央，第二透光部E6包围第一透光部C6。
盖部件6被配置在电路基板2中的安装白色发光二极管3、安装型电子部件4以及半导体部件10的面(安装面)侧。盖部件6的端与电路基板2的安装面相接触。根据该结构，白色发光二极管3、安装型电子部件4以及半导体部件10被配置在由电路基板2和盖部件6封闭的空间内。
通过设为这样的结构，通过作为ESD保护元件发挥作用的半导体部件10抑制由过电流造成的白色发光二极管3的破损。另外，通过半导体部件10的绝缘层40为白色，白色发光二极管3射出并传递到半导体部件10的白色光被绝缘层40反射。由此，从白色发光二极管3射出的光未被半导体部件10吸收，白色发光二极管器件1的发光效率提高。另外，可以像安装型电子部件4那样不利用白色的树脂模型覆盖半导体部件10，白色发光二极管器件1以更简单的结构实现。
通过这样使用本实施方式的结构，能够以简单的结构实现可靠性高且发光效率良好的白色发光二极管器件1。
此外，在上述的半导体部件10的方式中示出了利用半导体部件10 形成ESD保护元件的方式。然而，也能够通过改变半导体元件部21以及再布线层30的结构来形成晶体管等。
附图标记说明
1：白色发光二极管器件；2：电路基板；3：白色发光二极管；4：安装型电子部件；5：树脂模型；6：盖部件；10：半导体部件；20：半导体基板；21：半导体元件部；30：再布线层；31：绝缘层；32：绝缘层；40：绝缘层；100：功能部件；200：半导体基板；201：第一面； 202：第二面；210：侧面；301：背面；341：再布线导体；342：再布线导体；901：切割胶带；902：保持板；C6：盖部件6的第一透光部； E6：盖部件6的第二透光部。

Claims (7)

1.一种半导体部件，其特征在于，具备：
半导体基板，具有相互对置的第一面和第二面、以及与所述第一面和所述第二面正交的侧面；
半导体元件部，形成在所述半导体基板的所述第一面侧的区域；
再布线层，形成在所述半导体基板的所述第一面；以及
绝缘层，遍及所述半导体基板的所述侧面和所述第二面而相接触，
所述绝缘层是与所述再布线层中的与和所述半导体基板相接触的面相反侧的面不相关的形状。
2.根据权利要求1所述的半导体部件，其特征在于，
所述绝缘层从所述半导体基板的侧面遍及所述再布线层的侧面而相接触。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的半导体部件，其特征在于，
所述半导体元件部是利用pn接合的二极管。
4.根据权利要求1或者权利要求2所述的半导体部件，其特征在于，
所述绝缘层为白色。
5.一种白色发光二极管器件，其特征在于，具备：
权利要求3所述的半导体部件；
白色发光二极管，与所述半导体部件并联连接；
电路基板，安装所述半导体部件和所述白色发光二极管；以及
盖部件，具有透光性，
所述盖部件被配置在所述电路基板中的安装所述半导体部件和所述白色发光二极管的面侧，
所述半导体部件和所述白色发光二极管被配置在由所述电路基板和所述盖部件封闭的空间内，
所述半导体部件的所述绝缘层为白色。
6.根据权利要求5所述的白色发光二极管器件，其特征在于，
所述半导体部件的距离所述电路基板的安装面的高度方向上的高度小于所述白色发光二极管器件的距离所述电路基板的安装面的高度方向上的高度。
7.根据权利要求6所述的白色发光二极管器件，其特征在于，
所述半导体部件安装于所述电路基板，以便所述再布线层的所述相反侧的面与所述电路基板的安装面对置。
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