JP2006351630A - 光検出半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 金属板31に外部電極用金属層33を形成した後に、金属板21に額縁形状のアンダーフィル34を塗布する。次にバンプ5が形成された光検出半導体素子2を外部電極用金属層33に超音波接合する。ここで、金属板31と額縁形状のアンダーフィル34と光検出半導体素子2とにより光検出半導体素子2の光検出部2Aは密閉される。次に、光検出半導体素子2およびアンダーフィル34を樹脂6によって封止する。光検出半導体素子2の光検出部2Aはアンダーフィル34などによって密閉されているので、樹脂6に覆われない。次に、金属板31を剥離する。そして、1点差線61に沿って分割され、光検出半導体装置1が完成する。
【選択図】図6
Description
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の光検出半導体装置の製造方法において、樹脂流入防止部材はアンダーフィル、異方性導電フィルムおよび異方性導電ペーストのいずれかであることを特徴とする。
(3)請求項3の発明の光検出半導体装置の製造方法は、電鋳による外部電極が設けられた可撓性基板上に、光検出部の受光面が可撓性基板に対向するように光検出半導体素子を搭載し、可撓性基板と光検出部の受光面との間の空間を樹脂流入防止材料で充填し、その後、光検出半導体素子を可撓性基板上で樹脂封止することにより、可撓性基板上に複数の光検出半導体素子がマトリクス状に配設された樹脂封止体を作製し、可撓性基板を樹脂封止体から剥離した後、樹脂流入防止材料を溶出し、そして個片化すること、または、個片化し、そして樹脂流入防止材料を溶出することを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項3に記載の光検出半導体装置の製造方法において、樹脂流入防止材料はレジストであることを特徴とする。
(5)請求項5の発明の光検出半導体装置は、光検出半導体素子と、一方の面で光検出半導体素子を光検出部が回路基板側に面するように搭載し、他方の面で回路基板と接続する電鋳製外部電極と、光検出部の周囲を取り囲む取り囲み部材とが樹脂封止され、樹脂封止により前記取り囲み部材の内側に設けられた受光開口を介して光検出部に検出光が入射することを特徴とする。
本発明の第1の実施形態の光検出半導体装置について図1を参照して説明する。図1(a)は光検出半導体装置1の裏面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A’線断面図である。
外部電極用金属層形成工程について、図3(a)〜(c)を参照して説明する。
図3(a)に示すように、可撓性を有する金属板31の両面にレジスト32を塗布またはラミネートする。金属板31は、厚さ約0.1mmの平板状のJIS規格のSUSステンレス鋼板またはCu板などの金属薄板からなる。次に、アクリルフィルムベースのパターンマスクフィルムを密着させ、紫外線により露光する。そして、現像し、図3(b)に示すように、外部電極用金属層を形成する部分のレジスト32を除去する。金属板31の一方の面には外部電極用金属層を形成しないので、レジスト32によって全面が覆われたままである。次に、H2SO4−H2O2やNa2S2O8などの酸化性溶液により、レジスト32を除去した部分の金属板31面のソフトエッチングを行う。そして、硫酸などの酸で酸洗いし、酸活性処理を行う。
アンダーフィル塗布工程について、図3(d)および図4を参照して説明する。図4は金属板31の部分領域を示すものである。
次に金属板21にアンダーフィル34を塗布する。アンダーフィル34は、図3(c)に示すように外部電極用金属層33を覆うように塗布される。アンダーフィル34は、図4に示すようにノズル41から吐出される。ノズル41は、アンダーフィルを塗布しながら光検出半導体装置1の外部電極3を形成する1組の外部電極用金属層33上を略正方形を描くように移動する。そして、金属板31上に平面視略正方形額縁形状のアンダーフィル34が形成される。一つまたは複数のノズル41を使用して、金属板31上に複数並列配置された複数組の外部電極用金属層33について同様な方法で次々とアンダーフィル34を形成する。
半導体素子実装工程について、図3(e)および図5を参照して説明する。
光検出半導体素子2の光検出部2A側には不図示の端子部が設けられており、この端子部には予めバンプ5を形成しておく。そして、バンプ5が外部電極用金属層33上に位置するように光検出半導体素子2を、図3(e)に示すように金属板31に搭載する。金属板31には、パターニングされた外部電極用金属層33が複数並列配置されており、それぞれのパターンニングされた外部電極用金属層33上に光検出半導体素子2が隣接して搭載される。そして、搭載された光検出半導体素子2には、図5に示すようにボンディングツール51が光検出半導体素子2に当てられる。ボンディングツール51で押圧しながら超音波振動を光検出半導体素子2に加えると、バンプ5と外部電極用金属層33とが接続する。この工程で、金属板31と額縁形状のアンダーフィル34と光検出半導体素子2とにより囲まれた受光開口1Aが、すなわち、光検出半導体素子2の光検出部2Aが密閉される。この後、金属板31を加熱してアンダーフィル34を硬化する。
樹脂封止工程について、図6(a)および図7を参照して説明する。
樹脂封止工程では、図6(a)に示すように光検出半導体素子2およびアンダーフィル34を樹脂6によって封止する。樹脂封止は次のようにして行う。図7に示すように、金属板31の光検出半導体素子2が実装などされている面に金型71を被せる。そして、樹脂6を金型71内に注入し、金属板31に実装された複数の光検出半導体素子2などを一括に封止する。この樹脂封止工程では、金型71は上型の役割を果たし、金属板31は下型の役割を果たす。このとき、光検出半導体素子2の光検出部2Aは額縁形状のアンダーフィル34などによって密閉されているので、光検出部2Aは注入された樹脂6によって覆われない。
金属板剥離工程について、図6(b)を参照して説明する。
樹脂6による封止が完了した後は、図6(b)に示すように、光検出半導体素子2などが封止された樹脂6から金属板31を剥離する。金属板31は可撓性を有するので、容易に剥離することができる。金属板31を剥離すると、光検出半導体素子2の光検出部2Aが露出する。この金属板31を剥離したものを以下、樹脂封止体60と呼ぶ。
分割工程について、図6(b),(c)を参照して説明する。
図6(b)の1点鎖線61に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体60をダイシングする。そして、図6(c)に示すように、一つの樹脂封止体60が分割され、光検出半導体装置1が完成する。
(1)金属板31上に電鋳による外部電極3を設け、その上に光検出半導体素子2をバンプ5により搭載し、金属板31と光検出部2Aの受光面との間の空間1Aをアンダーフィル4で密閉し、その後、光検出半導体素子2を金属板31上で樹脂封止することにより、金属板31上に複数の光検出半導体素子2がマトリクス状に配設された樹脂封止体60を作製し、その金属板31を樹脂封止体60から剥離し、個片化して光検出半導体装置1を作製するようにした。したがって、光検出部2Aへの光路に樹脂が存在しない光検出半導体装置1を簡単に作製することができる。
(2)全工程を通じて光検出半導体素子2の光検出部2Aに対して何も接触しないので、光検出部2Aを傷つけることはない。すなわち、従来例とは異なり、光検出半導体素子2の光検出部2Aの受光面上に樹脂を硬化前に吸引するためなどに使用するピンなどを近づける工程がないので、光検出部2Aを傷つけるおそれもない。
本発明の第2の実施形態の光検出半導体装置9の構造について、図9を参照して説明する。第1の実施形態の半導体装置1と共通する部分は同じ符号を使用し、第1の実施形態の半導体装置1との相違点を主に説明する。図9(a)は光検出半導体装置9の裏面図であり、図9(b)は図9(a)のB−B’線断面図である。
第1の実施形態と同様な方法で、金属板31上に外部電極用金属層33と額縁状の金属層101とが形成される。外部電極用金属層33は光検出半導体装置9の外部電極3を形成し、金属層101は平面視略正方形の額縁形状である金属部11を形成するものである。外部電極用金属層33と金属層101とはパターンが異なるだけで、電極の層構造など、その他の点は同一の構造を有する。
レジスト塗布工程について、図10(d),(e)を参照して説明する。
図10(d)に示すように、金属層101の額縁内にアクリルベースのレジスト102を塗布する。金属層101は額縁形状しているため、塗布したレジスト102が広がるのを防止する。このレジスト102は、図10(e)に示すように光検出半導体素子2を搭載したとき、光検出半導体素子2の光検出部2Aおよびその周辺を覆い、光検出部2Aを保護する。
図10(e)に示すように、第1の実施形態と同様にして光検出半導体素子2をバンプ5により外部電極3である外部電極用金属層33上に固着する。
樹脂封止工程について、図11(a)を参照して説明する。
樹脂封止工程において、光検出半導体素子2の光検出部2Aはレジスト102で覆われているため、図11(a)に示すように光検出部2Aは樹脂6に覆われない。
図11(b)に示すように、第1の実施形態と同様にして光検出半導体素子2などが封止された樹脂6から金属板31を剥離する。この金属板31を剥離したものを以下、樹脂封止体110と呼ぶ。
レジスト除去工程について、図11(b),(c)を参照して説明する。
図11(b)に示す樹脂封止体110の金属板剥離面111に紫外線を照射する。紫外線を照射すると、金属層101の覆われていないレジスト102は可溶性になり、溶出して除去することができる。一方、金属層101に覆われているレジスト102には紫外線は当たらないため、溶出しない。そして、現像すると図11(c)に示すように光検出部2Aを覆っていたレジスト102は溶出され、光検出部2Aは何も覆われていない状態になる。
図11(c)に示すように、第1の実施形態と同様にして1点鎖線112に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体110をダイシングする。そして、図10(d)に示すように、一つの樹脂封止体110が分割され、光検出半導体装置9が完成する。
(1)樹脂封止工程で、樹脂6の光検出部2Aへの流入を防ぐ樹脂流入防止部材であればアンダーフィル34に限定されない。たとえば、アンダーフィル34の代わりにACP(異方性導電ペースト)またはACF(異方性導電フィルム)を使用してもよい。この場合も、額縁形状にACPを塗布したり、額縁形状のACFを貼り付けたりすることによって、樹脂6の光検出部2Aへの浸入を防止することができる。この場合の光検出半導体素子2の外部電極3への接合は、超音波振動の代りに加熱しながら半導体素子2を押圧することにより行う。
1A 受光開口
2 光検出半導体素子
2A 光検出部
3 外部電極
4,34 アンダーフィル
5 バンプ
6 樹脂
10,32,102 レジスト
11 金属部
21 Ni層
22,24 Pd層
23,25 Au層
31 金属板
33 外部電極用金属層
41 ノズル
51 ボンディングツール
60,110 樹脂封止体
71 金型
81 回路基板
82 半田
101 金属層
Claims (5)
- 電鋳による外部電極が設けられた可撓性基板上に、光検出部の受光面が前記可撓性基板に対向するように光検出半導体素子を搭載し、
前記可撓性基板と前記光検出部の受光面との間の空間を樹脂流入防止部材で密閉し、
その後、前記光検出半導体素子を前記可撓性基板上で樹脂封止することにより、前記可撓性基板上に複数の前記光検出半導体素子がマトリクス状に配設された樹脂封止体を作製し、
前記可撓性基板を前記樹脂封止体から剥離し、個片化することを特徴とする光検出半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の光検出半導体装置の製造方法において、
前記樹脂流入防止部材はアンダーフィル、異方性導電フィルムおよび異方性導電ペーストのいずれかであることを特徴とする光検出半導体装置の製造方法。 - 電鋳による外部電極が設けられた可撓性基板上に、光検出部の受光面が前記可撓性基板に対向するように光検出半導体素子を搭載し、
前記可撓性基板と前記光検出部の受光面との間の空間を樹脂流入防止材料で充填し、
その後、前記光検出半導体素子を前記可撓性基板上で樹脂封止することにより、前記可撓性基板上に複数の前記光検出半導体素子がマトリクス状に配設された樹脂封止体を作製し、
前記可撓性基板を前記樹脂封止体から剥離した後、前記樹脂流入防止材料を溶出し、そして個片化すること、または、個片化し、そして前記樹脂流入防止材料を溶出することを特徴とする光検出半導体装置の製造方法。 - 請求項3に記載の光検出半導体装置の製造方法において、
前記樹脂流入防止材料はレジストであることを特徴とする光検出半導体装置の製造方法。 - 光検出半導体素子と、
一方の面で前記光検出半導体素子を光検出部が回路基板側に面するように搭載し、他方の面で回路基板と接続する電鋳製外部電極と、
前記光検出部の周囲を取り囲む取り囲み部材とが樹脂封止され、
樹脂封止により前記取り囲み部材の内側に設けられた受光開口を介して前記光検出部に検出光が入射することを特徴とする光検出半導体装置。
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