JP2007311685A - 素子の樹脂封止構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】素子側の形状を特定し、液状樹脂を供給する際の樹脂の流動を制御することにより高性能の素子封止構造を得る。
【解決手段】所定構造の素子を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した封止構造において、基板１０上の接続リード１２の高さを、少なくとも１箇所で接続リード１２周辺と同一とする。これにより、接続リード１２の両側面には段差がなくなっているため、接続リード１２に沿う樹脂の流動が生じることはなくなる。その結果、上記個所で機能領域へ向かう液体樹脂の流動が回避されるため、樹脂封止されてはならない部位が樹脂封止される問題が解決される。
【選択図】図１
【解決手段】所定構造の素子を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した封止構造において、基板１０上の接続リード１２の高さを、少なくとも１箇所で接続リード１２周辺と同一とする。これにより、接続リード１２の両側面には段差がなくなっているため、接続リード１２に沿う樹脂の流動が生じることはなくなる。その結果、上記個所で機能領域へ向かう液体樹脂の流動が回避されるため、樹脂封止されてはならない部位が樹脂封止される問題が解決される。
【選択図】図１
Description
本発明は、素子の樹脂封止構造に関する。より詳しくは、液体状態の樹脂で素子を封止、接着および成型する場合において、物体表面の形状に沿って液体が毛管現象により流動する原理を利用し、液体状態の樹脂の流動に対し素子の表面の形状を工夫する技術に関するものである。
本発明に対する先行技術としては、下記特許文献１〜４に開示された発明が挙げられる。
素子の樹脂封止においては、素子の機能に応じて限定される個所にだけ樹脂封止が必要な場合がある。素子の基板に別の部材を接着貼り合せる構造では、貼り合せ個所の限られた範囲に液体状態の樹脂を注入する必要がある。素子の基板の電極やワイヤ（配線）およびボンディング（接合）個所を液体状態の樹脂で被覆をする場合においても、限定される個所にだけ樹脂封止が必要な場合がある。
接合個所はワイヤの形態に限らず、下記特許文献１（特公平４−１３０１号公報、発明の名称：ガス検出装置）の第２図に示されるバンプ（符号は５）の個所のようなパッケージのインナーリードや表面実装基板とハンダによって接合した個所にも同様に被覆をする場合がある。さらにこの発明は、樹脂の流動が制御できることにより、封止技術分野だけではなく同様の技術課題を持つ多様な（応用）分野へ適用できるものである。
接合個所はワイヤの形態に限らず、下記特許文献１（特公平４−１３０１号公報、発明の名称：ガス検出装置）の第２図に示されるバンプ（符号は５）の個所のようなパッケージのインナーリードや表面実装基板とハンダによって接合した個所にも同様に被覆をする場合がある。さらにこの発明は、樹脂の流動が制御できることにより、封止技術分野だけではなく同様の技術課題を持つ多様な（応用）分野へ適用できるものである。
このように樹脂封止において選択的に封止する個所が必要な素子の例として、下記特許文献２（特開平５−２４９０５７号公報、発明の名称：センサー及びその製造方法）にあるような、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）構造になっている熱型センサが挙げられる。
この熱型センサは基板（Ｓｉ）上に電気絶縁層（ＳｉＯ2 ）を介し、ヒータ、電極（ボンディングパッド）とリード（Ｐｔ）パターンを配し、ヒータと接する近傍の電気絶縁層（ＳｉＯ2 ）をエッチング除去した後、基板（Ｓｉ）をエッチングにて空洞を形成する微細加工工程を経て、ヒータが空洞に架橋する構造である。また、このセンサは、ヒータからヒータ周囲の気体もしくは液体などの媒質への熱伝導により媒質の熱伝導量を、ヒータ自身の消費電力やヒータとは異なる感温部で検出する原理のセンサである。この微細構造により熱平衡に到達する時間が短いため、周囲の媒質の熱物性の過渡応答を迅速に得ることができ、高精度に測定できる。また迅速に発熱温度を変化させられるため、周囲の媒質の異なる温度の熱物性情報をより多く得ることができる。具体的には気体や液体のフローセンサ、絶対湿度センサ、ガス濃度センサとして利用される。従って、機能領域の検出部は気体や液体との接触による必要上周囲雰囲気に暴露される構造であって、樹脂封止をしてはならない。
しかし、基板周辺部のボンディングした個所は検出部とは異なり脆弱な性質であるため、より過酷な環境に耐えうるためには樹脂封止し補強することにより信頼性を向上させる必要がある。本来、封止用樹脂としては、高密度に配置されるワイヤや微細な個所を充填するために、流動性のすぐれた性質を必要としている。しかし、素子の機能によっては、限定される個所にだけ樹脂封止が必要な構造がある。ボンディング個所を樹脂封止する必要があって、機能領域に樹脂が付着することにより機能に支障が生ずる場合においては、基板の機能領域を樹脂封止してはならない。
公知の技術として、基板（チップ）に中央部の機能領域と周辺部の電極及び機能領域と電極とを接続するリードを配置し、周辺部の電極にワイヤ(配線)をボンディング（接合）する素子において、ワイヤ自体やワイヤと電極の接合個所であるボンディング個所を補強するなどの目的により、ワイヤボンディング個所を樹脂封止することが行われている。
下記特許文献３（特許第３５８３７７３号公報、発明の名称：熱式空気流量計）では、発熱抵抗体を有する熱式の空気流量測定素子を吸気通路内に配置して、吸気通路内を流れる空気流量を計測する熱式空気流量計において、センサエレメントとして、半導体、例えばシリコンウエハにエッチング処理を施すことでダイヤフラム状のセンサ領域を形成している。ところが所定の電気的接続部は亜硫酸ガス、窒素酸化物等により金属腐食を発生させる環境下に置かれることになる。そこで、この電気的接続部をポッティングまたは印刷法で樹脂封止し、この電気的接続部が直接吸入空気に晒されない構造とすることにより、上記腐食を回避するようにしている。
この場合、限定される個所にだけ液体状態の樹脂により封止を行うためには、流動性が少ない粘度の高い（粘性係数の大きい）樹脂を選択する方法があるが、以下の点で困難がある。
（１）樹脂の粘度を高めて樹脂の広がりを小さくすると、ボンディング接続部分の複雑かつ微細な隙間には充填されにくく、樹脂のボイド（空隙）が形成され、充分な樹脂封止の効果が得られない。立体構造物であるワイヤの周囲を被覆することが困難になる。粘度を低くしないとワイヤ裏側や高密度なワイヤ配置では樹脂を充填することができない。
（２）粘度を高くすると気泡が入りやすく、気泡の熱膨張・収縮量が大きいので、固化中はもちろん固化後も温度変動によりワイヤやチップにひずみが生じやすくなる。
（３）固化のためのキュアによって加熱されるので、粘度が低くなり流動性を増す。樹脂のキュアを行うと樹脂の粘度が低下する。樹脂中の粘度を高めるためのフィラーが添加されていてもフィラー保持される溶剤成分が温度上昇によって溶出してしまうので、樹脂が流動する。
（４）樹脂モールドを行う場合には、樹脂の流動抵抗により電極とワイヤの接続個所や微細ワイヤには負荷が大きく、破壊されやすい。
（５）樹脂の量が多くなってしまうので、薄く樹脂封止できず全体のコンパクト化が困難になる。従って、「ぬれ性」に優れ、低粘度の特性を持つ液体状態の樹脂を用いる必要がある。
（１）樹脂の粘度を高めて樹脂の広がりを小さくすると、ボンディング接続部分の複雑かつ微細な隙間には充填されにくく、樹脂のボイド（空隙）が形成され、充分な樹脂封止の効果が得られない。立体構造物であるワイヤの周囲を被覆することが困難になる。粘度を低くしないとワイヤ裏側や高密度なワイヤ配置では樹脂を充填することができない。
（２）粘度を高くすると気泡が入りやすく、気泡の熱膨張・収縮量が大きいので、固化中はもちろん固化後も温度変動によりワイヤやチップにひずみが生じやすくなる。
（３）固化のためのキュアによって加熱されるので、粘度が低くなり流動性を増す。樹脂のキュアを行うと樹脂の粘度が低下する。樹脂中の粘度を高めるためのフィラーが添加されていてもフィラー保持される溶剤成分が温度上昇によって溶出してしまうので、樹脂が流動する。
（４）樹脂モールドを行う場合には、樹脂の流動抵抗により電極とワイヤの接続個所や微細ワイヤには負荷が大きく、破壊されやすい。
（５）樹脂の量が多くなってしまうので、薄く樹脂封止できず全体のコンパクト化が困難になる。従って、「ぬれ性」に優れ、低粘度の特性を持つ液体状態の樹脂を用いる必要がある。
そこで、粘度の低い（粘性係数の小さい）樹脂の流動を制御する方法としては、流動を一定領域に留めるダムを設置する方法が提案されている。
下記特許文献４（特開２００５−１８０９３０号公報、発明の名称：半導体センサ装置及びその製造方法）では、当該発明による効果に関し、以下の説明がなされている。
信号処理用ＩＣチップは半導体センサ上に配置されているようにすれば、半導体センサ装置の平面サイズを小さくすることができる。さらに、少なくとも信号処理用ＩＣチップの周縁部近傍に信号処理用ＩＣチップ、半導体センサチップ間の空間を封止するための封止樹脂が形成されているようにすれば、半導体センサの例えばダイヤフラム部などの可撓部が半導体センサチップ表面に露出している場合に、信号処理用ＩＣチップ及び封止樹脂により可撓部を被って保護することができる。
下記特許文献４（特開２００５−１８０９３０号公報、発明の名称：半導体センサ装置及びその製造方法）では、当該発明による効果に関し、以下の説明がなされている。
信号処理用ＩＣチップは半導体センサ上に配置されているようにすれば、半導体センサ装置の平面サイズを小さくすることができる。さらに、少なくとも信号処理用ＩＣチップの周縁部近傍に信号処理用ＩＣチップ、半導体センサチップ間の空間を封止するための封止樹脂が形成されているようにすれば、半導体センサの例えばダイヤフラム部などの可撓部が半導体センサチップ表面に露出している場合に、信号処理用ＩＣチップ及び封止樹脂により可撓部を被って保護することができる。
さらに、実装工程前に半導体ウエハの半導体センサチップ領域に半導体センサ形成領域の周囲を囲んでダム材を形成する工程を含むか、信号処理用ＩＣチップとして半導体センサチップ領域の半導体センサ形成領域の周囲に対応する位置にダム材を備えているものを用いるか、又はその両方を採用するようにすれば、ダム材により、ダム材よりも内側の信号処理用ＩＣチップ、半導体センサチップ間の空間に封止樹脂が入り込むのを防止することができる。
しかし、この特許文献４の発明では、構造上の制約条件が加わり、ダム材の設置面積が必要かつ工程が必要になっている。また、新たに部材を付加せずに流動を一定領域に留める必要がある。流動距離を考慮して、樹脂封止する個所と樹脂封止しない個所までの距離を長くすることが考慮されるが、基板（チップ）のサイズは小型化が進むので距離を長くすることができない。
ダムなどの流動を阻止する部材を追加せずに、堀溝で樹脂の流動を防ぐ方式が提案されている。その具体例としては、前出の特許文献２が挙げられる。この発明では、センサ−基板の空洞部のさらに外周部に堀を形成しておくことによって接着剤が空洞部に侵入しないような液ダマリの余地を設ける必要がある旨記載されている。また、カバー部材（符号２０）はエポキシ樹脂でも接着できる旨が記述され、接着剤（符号３０）の塗布領域に対し検出器（符号１３ａ，１３ｂ）に接着剤が流動しないように、堀溝（符号１２ａ，１２ｂ）が設けられている。
しかし、この特許文献２の発明において、基板表面（符号１０）と電極（符号１４ａ〜１４ｃ）とのパターンの段差が上記検出器まで延びているので、上記接着剤が上記パターンの段差の縁にそって伝わって流動する。また、架橋構造のセンサは電極から架橋上のヒータ部へ接続リードが延伸しているが、支持する層上に接続リードが配置されていることから、支持する層と接続リードとの段差を生じているため、樹脂がつたわる構造になっている。
この問題点を、図２７〜図３０を参照して説明する。ここで図２７は従来の素子構造の一例を示す平面図である。図２８は図２７のＡ１−Ａ１線断面図、図２９は図２７のＢ１−Ｂ１線断面図、図３０は図２７のＣ１−Ｃ１線断面図である。これら図２７〜図３０に記載された符号について説明すると、１０１は基板、１０２はヒータ、１０３は空洞部、１０４は接続リード、１０５は樹脂流動箇所（段差）、１０６は樹脂被覆、１０７はワイヤ、１０８は支持部、１０９は駆動及び検出電極、１１０は電気絶縁層である。
ワイヤ１０７を被覆した樹脂（図２９において樹脂被覆１０６）が接続リード１０４（図３０）の微小な段差に沿って、図２８に示すように流動状態を起こしてしまう。さらに詳しく述べると、エポキシ樹脂がリード縁をつたわることによって、ヒータから伝導する熱によってエポキシ樹脂の変質・炭化が進行し、絶縁分離された電極間などで電気絶縁性が低下する。接続リードの段差に沿ってヒータ近傍に流動した樹脂により、樹脂の流れ方にばらつきがあるためそれぞれ樹脂の熱容量が異なり、ヒータから伝導する熱の放散量が素子によって違うため、素子によって感応特性が異なってしまう。従って、このような流動が起こらないようにする必要がある。
後に詳細に説明する本発明は、液状樹脂の流動を素子の表面形状によって制御するように構成したものであるが、以下に、本発明が応用できる従来技術について説明する。すなわち、本発明では液体状態の樹脂の流動を、素子の表面形状によって制御できるので、下記の従来技術に本発明を適用することにより、樹脂の流動に伴うこれら従来技術に係る下記問題を解決することができる。以下、本発明が適用可能な技術分野と、対応する従来技術（特許文献）の課題を列挙する。
（Ａ）第１の応用分野としては、デバイス機能が樹脂封止の影響を受けないようにする必要がある場合（下記特許文献５〜２８）が挙げられる。これらの特許文献に記載された発明は、素子やパッケージ空洞部への樹脂の流入を防止（樹脂モールド時の流入箇所制御）、基板の未封止部分の形成が必要になる技術に係るものである。
（１）特許文献５（特許第２８８０８１７号公報、発明の名称：半導体集積回路装置）では、空間内への樹脂の侵入防止（技術に、本発明が応用できる）。
（２）特許文献６（特開平５−２９１３１９号公報、発明の名称：樹脂封止型半導体装置）では、特許文献５と同じく空間内への封止樹脂の侵入防止。
（３）特許文献７（特開平８−１１６０４２号公報、発明の名称：固体撮像装置及びその製造方法）では、固体撮像素子チップの封止枠の気密封止。
（４）特許文献８（特開２０００−３１１９５９号公報、発明の名称：半導体装置とその製造方法）では、放熱機能向上のために、樹脂封止しない箇所を設ける技術。
（５）特許文献９（特開平８−７００６１号公報、発明の名称：高周波集積回路、及びその製造方法）では、高周波集積回路の信号減衰回避のための空間封止。
（１）特許文献５（特許第２８８０８１７号公報、発明の名称：半導体集積回路装置）では、空間内への樹脂の侵入防止（技術に、本発明が応用できる）。
（２）特許文献６（特開平５−２９１３１９号公報、発明の名称：樹脂封止型半導体装置）では、特許文献５と同じく空間内への封止樹脂の侵入防止。
（３）特許文献７（特開平８−１１６０４２号公報、発明の名称：固体撮像装置及びその製造方法）では、固体撮像素子チップの封止枠の気密封止。
（４）特許文献８（特開２０００−３１１９５９号公報、発明の名称：半導体装置とその製造方法）では、放熱機能向上のために、樹脂封止しない箇所を設ける技術。
（５）特許文献９（特開平８−７００６１号公報、発明の名称：高周波集積回路、及びその製造方法）では、高周波集積回路の信号減衰回避のための空間封止。
（６）特許文献１０（特許第３４６２８０６号公報、発明の名称：半導体装置およびその製造方法）では、樹脂封止を行わないことにより、樹脂封止した場合に比べて空気の誘電率を小さくして高周波特性を向上させる。すなわち、特許文献９と同じく高周波集積回路の信号減衰回避のための空間封止である。
（７）特許文献１１（特許第３４４１０８２号公報、発明の名称：平面型磁気素子）では、平面コイルの空洞部による線間誘電率の確保。
（８）特許文献１２（特開２００３−１６３３４２号公報、発明の名称：固体撮像素子及びその製造方法）では、受光部気密封止部への樹脂侵入を回避するための技術。
（９）特許文献１３（特開２００４−１１１７６７号公報、発明の名称：半導体素子及び半導体装置）では、空隙を介して半導体基板表面に形成されたＦＢＡＲなどの素子を覆うように形成されたエアブリッジを備えた半導体素子（薄膜圧電素子）を、エアブリッジが形成する空隙を残して樹脂封止する半導体装置。
（１０）特許文献１４（特開２００５−７９６７１号公報、発明の名称：薄膜圧電素子及び半導体装置）では、薄膜圧電素子をポーラス膜で被覆し、封止樹脂に接触しないようにする。
（７）特許文献１１（特許第３４４１０８２号公報、発明の名称：平面型磁気素子）では、平面コイルの空洞部による線間誘電率の確保。
（８）特許文献１２（特開２００３−１６３３４２号公報、発明の名称：固体撮像素子及びその製造方法）では、受光部気密封止部への樹脂侵入を回避するための技術。
（９）特許文献１３（特開２００４−１１１７６７号公報、発明の名称：半導体素子及び半導体装置）では、空隙を介して半導体基板表面に形成されたＦＢＡＲなどの素子を覆うように形成されたエアブリッジを備えた半導体素子（薄膜圧電素子）を、エアブリッジが形成する空隙を残して樹脂封止する半導体装置。
（１０）特許文献１４（特開２００５−７９６７１号公報、発明の名称：薄膜圧電素子及び半導体装置）では、薄膜圧電素子をポーラス膜で被覆し、封止樹脂に接触しないようにする。
（１１）特許文献１５（特許第３６３４０５５号公報、発明の名称：弾性表面波装置及びその製造方法）では、弾性表面波素子の気密封止。
（１２）特許文献１６（特開平９−８５９６号公報、発明の名称：チップ上弾性表面波装置及びその製造方法）では、特許文献１５と同じく弾性表面波素子の気密封止。
（１３）特許文献１７（特開２００５−２９４４６２号公報、発明の名称：電子部品モジュール及び電子部品の製造方法）では、樹脂の進入を阻止しなければならない可動部のあるＭＥＭＳ素子。すなわち、ＭＥＭＳ素子の稼動部となる空洞内への封止樹脂の進入を阻止し、これによりＭＥＭＳ素子の空洞部側の稼動スペースを確保する。
（１４）特許文献１８（特開平４−２９３５８号公報、発明の名称：半導体装置）では、ＥＰＲＯＭ透過光窓の固定方法。エポキシ樹脂がガラス版の上まで流れないようにする。
（１５）特許文献１９（特開２００２−１６２３０６号公報、発明の名称：圧力センサモジュール）では、圧力センサモジュールのＩＣ部の樹脂封止。すなわち、堰部を設けることで、ＩＣ部とＲＯＭ搭載部とにわたり流し込む液状の樹脂を、半導体圧力センサ部に流れることを防止して、樹脂を無駄なく利用する。
（１２）特許文献１６（特開平９−８５９６号公報、発明の名称：チップ上弾性表面波装置及びその製造方法）では、特許文献１５と同じく弾性表面波素子の気密封止。
（１３）特許文献１７（特開２００５−２９４４６２号公報、発明の名称：電子部品モジュール及び電子部品の製造方法）では、樹脂の進入を阻止しなければならない可動部のあるＭＥＭＳ素子。すなわち、ＭＥＭＳ素子の稼動部となる空洞内への封止樹脂の進入を阻止し、これによりＭＥＭＳ素子の空洞部側の稼動スペースを確保する。
（１４）特許文献１８（特開平４−２９３５８号公報、発明の名称：半導体装置）では、ＥＰＲＯＭ透過光窓の固定方法。エポキシ樹脂がガラス版の上まで流れないようにする。
（１５）特許文献１９（特開２００２−１６２３０６号公報、発明の名称：圧力センサモジュール）では、圧力センサモジュールのＩＣ部の樹脂封止。すなわち、堰部を設けることで、ＩＣ部とＲＯＭ搭載部とにわたり流し込む液状の樹脂を、半導体圧力センサ部に流れることを防止して、樹脂を無駄なく利用する。
（１６）特許文献２０（特開２００４−３０１９３８号公報、発明の名称：光学装置用モジュール及び光学装置用モジュールの製造方法）では、高精度接着領域を容易に、かつ効率良く形成する。
（１７）特許文献２１（特開２００４−２９６４５３号公報、発明の名称：固体撮像装置、半導体ウエハ、光学装置用モジュール、固体撮像装置の製造方法及び光学装置用モジュールの製造方法）では、接着部のパターン形成（形状、配置）を高精度に形成し、また複数同時に形成する。
（１８）特許文献２２（特開２００５−２８６２８４号公報、発明の名称：機能素子実装モジュール並びに光機能素子実装モジュール及びその製造方法）では、液状の封止樹脂を用いて光機能素子を透明基板に接着する際に、封止樹脂を内側及び外側突堤部に沿って堰き止めて所望の形状の封止樹脂部を配置する。
（１９）特許文献２３（特許第３０７４１１２号公報、発明の名称：半導体装置及びその製造方法）では、半導体レーザ装置の樹脂封止における応力回避。
（２０）特許文献２４（特開２００３−１７９０９２号公報、発明の名称：半導体装置及びそれに用いるワイヤボンディング装置）では、端子等が樹脂で被覆されるのを防止する（樹脂封止時のアウターリード側への樹脂漏れを防ぐ）。
（１７）特許文献２１（特開２００４−２９６４５３号公報、発明の名称：固体撮像装置、半導体ウエハ、光学装置用モジュール、固体撮像装置の製造方法及び光学装置用モジュールの製造方法）では、接着部のパターン形成（形状、配置）を高精度に形成し、また複数同時に形成する。
（１８）特許文献２２（特開２００５−２８６２８４号公報、発明の名称：機能素子実装モジュール並びに光機能素子実装モジュール及びその製造方法）では、液状の封止樹脂を用いて光機能素子を透明基板に接着する際に、封止樹脂を内側及び外側突堤部に沿って堰き止めて所望の形状の封止樹脂部を配置する。
（１９）特許文献２３（特許第３０７４１１２号公報、発明の名称：半導体装置及びその製造方法）では、半導体レーザ装置の樹脂封止における応力回避。
（２０）特許文献２４（特開２００３−１７９０９２号公報、発明の名称：半導体装置及びそれに用いるワイヤボンディング装置）では、端子等が樹脂で被覆されるのを防止する（樹脂封止時のアウターリード側への樹脂漏れを防ぐ）。
（２１）特許文献２５（特開２００１−１１０８３８号公報、発明の名称：半導体装置、半導体支持基板、及び半導体装置の製造方法）では、封止ダム流れ込み周辺溝、流れ込み障壁突出部の構造（に関し、本発明を応用することができる）。
（２２）特許文献２６（特開平１０−１２５８５１号公報、発明の名称：半導体装置、製造方法並びにそれに用いるリードフレーム）では、特許文献２５と同様である。
（２３）特許文献２７（特開平９−１０７２６６号公報、発明の名称：弾性表面波装置及びその製造方法）では、信号処理用ＩＣチップとともに一体樹脂封止する。
（２４）特許文献２８（特開２００５−１０９２２１号公報、発明の名称：ウエーハレベルパッケージ及びその製造方法）では、ウエーハレベルパッケージで貼り合せ樹脂を塗布する。
（２２）特許文献２６（特開平１０−１２５８５１号公報、発明の名称：半導体装置、製造方法並びにそれに用いるリードフレーム）では、特許文献２５と同様である。
（２３）特許文献２７（特開平９−１０７２６６号公報、発明の名称：弾性表面波装置及びその製造方法）では、信号処理用ＩＣチップとともに一体樹脂封止する。
（２４）特許文献２８（特開２００５−１０９２２１号公報、発明の名称：ウエーハレベルパッケージ及びその製造方法）では、ウエーハレベルパッケージで貼り合せ樹脂を塗布する。
（Ｂ）本発明の第２の応用分野としては、集積化に際して樹脂封止が課題である場合（下記特許文献２９〜３１）が挙げられる。
（２５）特許文献２９（特許第３５７６１０号公報、発明の名称：ＩＣパッケージの補強構造）では、集積化・高密度化を図るとともに、封止個所の幅を小さくする。すなわち、ＩＣパッケージの周囲及び上面を覆うとともに、樹脂充填可能な補強フレームを備えることにより、全体が大型化することなくＩＣパッケージをマザーボード側に脱落不能に固定して、衝撃，振動等の機械的負荷による半田付け部の剥離等を簡易かつ確実に防止する。
（２６）特許文献３０（特許第３５４７３３３号公報、発明の名称：電力変換装置）では半導体素子、ボンディングワイヤの上面を樹脂が覆うので、流動性の高い樹脂を用いて一体成形しなければならず、そのため、より精密な構造の金型が必要である。
（２７）特許文献３１（特開２００３−２２４２３４号公報、発明の名称：半導体装置）では、高密度集積化のために、均一にかつ薄く樹脂封止する必要がある。
（２５）特許文献２９（特許第３５７６１０号公報、発明の名称：ＩＣパッケージの補強構造）では、集積化・高密度化を図るとともに、封止個所の幅を小さくする。すなわち、ＩＣパッケージの周囲及び上面を覆うとともに、樹脂充填可能な補強フレームを備えることにより、全体が大型化することなくＩＣパッケージをマザーボード側に脱落不能に固定して、衝撃，振動等の機械的負荷による半田付け部の剥離等を簡易かつ確実に防止する。
（２６）特許文献３０（特許第３５４７３３３号公報、発明の名称：電力変換装置）では半導体素子、ボンディングワイヤの上面を樹脂が覆うので、流動性の高い樹脂を用いて一体成形しなければならず、そのため、より精密な構造の金型が必要である。
（２７）特許文献３１（特開２００３−２２４２３４号公報、発明の名称：半導体装置）では、高密度集積化のために、均一にかつ薄く樹脂封止する必要がある。
（Ｃ）本発明の第３の応用分野としては、樹脂封止によって素子の信頼性を向上させる場合（下記特許文献３２〜４０）が挙げられる。
（２８）特許文献３２（特開２００４−２８２０２１号公報、発明の名称：ボンディングワイヤ補強装置、補強方法、ボンディング装置、ボンディングワイヤが補強された樹脂モールド半導体装置及び製造装置）では、封止時の樹脂流動に耐えることができるようにワイヤを補強する必要がある樹脂封止技術。
（２９）特許文献３３（特開２００３−６９０８０号公報、発明の名称：光モジュール）では、封止時の樹脂流動に耐えることができるように接着強度（回路基板へのボンディングワイヤの接着強度）を確保する必要がある樹脂封止技術。
（３０）特許文献３４（特開２００５−２７７３５４号公報、発明の名称：半導体装置）では、加熱を伴う半導体装置の実装において、封止樹脂や、半導体チップ・基板間の接着剤が吸湿していても、パッケージにクラックが発生しないようにする。
（３１）特許文献３５（特開２００５−２６００９９号公報、発明の名称：半導体デバイスの気密封止構造）では、上記特許文献３４と同様である。
（３２）特許文献３６（特開２００１−７７１３３号公報、発明の名称：半導体装置およびその製造方法）では、低粘度レジンで内側封止部を形成することによりレジンを、ボイドが発生することなくポッティングする。また、高粘度レジンで外側封止部を形成することで、ワイヤ群が樹脂封止体の表面に露出するのを防止する。
（３３）特許文献３７（特許第３３９２７４８号公報、発明の名称：半導体光モジュールの製造方法）では、上記特許文献３６と同様。
（３４）特許文献３８（特開２００５−２１７００６号公報、発明の名称：真空成形装置および真空成形法）では、毛細管現象による隙間充填作用に基づいて流動性を向上させた圧力充填方法。液状樹脂をボンディングワイヤと基板との隙間へ、毛細管現象により徐々に進入させる。
（３５）特許文献３９（特開平１０−１４４８５８号公報、発明の名称：電子部品搭載用基板の製造方法）では、ボイドなく樹脂を封止するべく、封止用樹脂の流動抵抗を増大させるための凸状のモールドリングを設ける。
（３６）特許文献４０（特開２００４−３４９６７３号公報、発明の名称：半導体素子モジュール及びその放熱ベース基板）では、大面積封止で生じる応力に対応できるようにする。そのため、ベース基板の両面に半導体素子を配置し、基板両面ともに絶縁性樹脂で封止する構成とする。
（２８）特許文献３２（特開２００４−２８２０２１号公報、発明の名称：ボンディングワイヤ補強装置、補強方法、ボンディング装置、ボンディングワイヤが補強された樹脂モールド半導体装置及び製造装置）では、封止時の樹脂流動に耐えることができるようにワイヤを補強する必要がある樹脂封止技術。
（２９）特許文献３３（特開２００３−６９０８０号公報、発明の名称：光モジュール）では、封止時の樹脂流動に耐えることができるように接着強度（回路基板へのボンディングワイヤの接着強度）を確保する必要がある樹脂封止技術。
（３０）特許文献３４（特開２００５−２７７３５４号公報、発明の名称：半導体装置）では、加熱を伴う半導体装置の実装において、封止樹脂や、半導体チップ・基板間の接着剤が吸湿していても、パッケージにクラックが発生しないようにする。
（３１）特許文献３５（特開２００５−２６００９９号公報、発明の名称：半導体デバイスの気密封止構造）では、上記特許文献３４と同様である。
（３２）特許文献３６（特開２００１−７７１３３号公報、発明の名称：半導体装置およびその製造方法）では、低粘度レジンで内側封止部を形成することによりレジンを、ボイドが発生することなくポッティングする。また、高粘度レジンで外側封止部を形成することで、ワイヤ群が樹脂封止体の表面に露出するのを防止する。
（３３）特許文献３７（特許第３３９２７４８号公報、発明の名称：半導体光モジュールの製造方法）では、上記特許文献３６と同様。
（３４）特許文献３８（特開２００５−２１７００６号公報、発明の名称：真空成形装置および真空成形法）では、毛細管現象による隙間充填作用に基づいて流動性を向上させた圧力充填方法。液状樹脂をボンディングワイヤと基板との隙間へ、毛細管現象により徐々に進入させる。
（３５）特許文献３９（特開平１０−１４４８５８号公報、発明の名称：電子部品搭載用基板の製造方法）では、ボイドなく樹脂を封止するべく、封止用樹脂の流動抵抗を増大させるための凸状のモールドリングを設ける。
（３６）特許文献４０（特開２００４−３４９６７３号公報、発明の名称：半導体素子モジュール及びその放熱ベース基板）では、大面積封止で生じる応力に対応できるようにする。そのため、ベース基板の両面に半導体素子を配置し、基板両面ともに絶縁性樹脂で封止する構成とする。
本発明は従来技術の上記事情に鑑みなされたもので、液状樹脂の流動を素子の表面形状によって制御するように構成したものである。このため、樹脂の流動に起因する、従来技術における問題点をも解決することができるものである。以下、本発明の課題（目的）を請求項別に説明する。
請求項１に係る発明の課題：
液体状態の樹脂は「ぬれ性」が優れ、低粘度の特性を持つ必要がある。一方、素子の基板では、基板上に電極や接続リードなどを形成するにあたり、基板上に電極膜や接続リード膜を積層してパターン形成するために、基板表面に電極から接続リードまで連続した段差を生じている。この基板表面に形成されている段差に液体状態の樹脂が被覆された場合、「ぬれ性」が優れ低粘度の特性を持つため、段差に沿って毛管現象によって流動する。また、高粘度の特性であっても、加熱硬化させる過程において、硬化前に高温度になるため粘度が低くなり、結局は段差に沿って毛管現象によって流動する。結果として、流動が制御しきれず、樹脂封止しない基板の中央部の機能領域に達してしまうので、素子の機能を果たさなくなってしまう。
そこで請求項１の発明の目的は、基板表面に段差が全く形成されていないように構成するか、または段差がっても、この段差を不連続として（その具体例では、段差の長手方向つまり、液体の樹脂が流れようとする方向の途中で部分的に段差をなくして）、樹脂の流動を制御することにより、上記問題点を解決することにある。
液体状態の樹脂は「ぬれ性」が優れ、低粘度の特性を持つ必要がある。一方、素子の基板では、基板上に電極や接続リードなどを形成するにあたり、基板上に電極膜や接続リード膜を積層してパターン形成するために、基板表面に電極から接続リードまで連続した段差を生じている。この基板表面に形成されている段差に液体状態の樹脂が被覆された場合、「ぬれ性」が優れ低粘度の特性を持つため、段差に沿って毛管現象によって流動する。また、高粘度の特性であっても、加熱硬化させる過程において、硬化前に高温度になるため粘度が低くなり、結局は段差に沿って毛管現象によって流動する。結果として、流動が制御しきれず、樹脂封止しない基板の中央部の機能領域に達してしまうので、素子の機能を果たさなくなってしまう。
そこで請求項１の発明の目的は、基板表面に段差が全く形成されていないように構成するか、または段差がっても、この段差を不連続として（その具体例では、段差の長手方向つまり、液体の樹脂が流れようとする方向の途中で部分的に段差をなくして）、樹脂の流動を制御することにより、上記問題点を解決することにある。
請求項２に係る発明の課題：
請求項１の発明では、樹脂の流動を制御するために段差を不連続にしたが、段差があっても、液体樹脂の流動を止める構造が必要な場合があった。本発明は、この要求を満たすことにある。
請求項３に係る発明の課題：
封止樹脂の高さを請求項１、請求項２よりも更に低くすることにある。
請求項１の発明では、樹脂の流動を制御するために段差を不連続にしたが、段差があっても、液体樹脂の流動を止める構造が必要な場合があった。本発明は、この要求を満たすことにある。
請求項３に係る発明の課題：
封止樹脂の高さを請求項１、請求項２よりも更に低くすることにある。
請求項４に係る発明、請求項５に係る発明の課題：
基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の封止条件、寸法や材料と、基板の中央部の機能領域の封止条件、寸法や材料とがそれぞれの個所に最適な値を持つことによって、一律の条件や材料で作るよりも、優れた特性、特徴や新しい機能が得られる。この点に関し従来技術では、液体状態の樹脂の流動範囲を精度良く制御することが困難であるため容易には実現できていなかった。
基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の封止条件、寸法や材料と、基板の中央部の機能領域の封止条件、寸法や材料とがそれぞれの個所に最適な値を持つことによって、一律の条件や材料で作るよりも、優れた特性、特徴や新しい機能が得られる。この点に関し従来技術では、液体状態の樹脂の流動範囲を精度良く制御することが困難であるため容易には実現できていなかった。
請求項６に係る発明の課題：
高密度ワイヤ配置によって電極周辺の樹脂の流動性が阻害され、樹脂封止のボイド（欠陥、空洞）が生じやすくなる。「ぬれ性」に優れ、低粘度の特性を持つ封止樹脂を用いても、さらに高密度なワイヤ接合個所には、圧力注入するとワイヤが細線化されているので注入圧力で変形してしまう。また、基板の所定個所に、部材を樹脂によって接着する場合においても、目的の個所に精度良く形成することによって、微細な素子や部品をつくることができる。このような樹脂が流動する隙間の小さい個所や微細な個所や複雑な個所に、樹脂を充填させる技術が必要であった。この場合、基板上の樹脂を流動させて、樹脂を所定個所に所定寸法で充填させる必要があった。
高密度ワイヤ配置によって電極周辺の樹脂の流動性が阻害され、樹脂封止のボイド（欠陥、空洞）が生じやすくなる。「ぬれ性」に優れ、低粘度の特性を持つ封止樹脂を用いても、さらに高密度なワイヤ接合個所には、圧力注入するとワイヤが細線化されているので注入圧力で変形してしまう。また、基板の所定個所に、部材を樹脂によって接着する場合においても、目的の個所に精度良く形成することによって、微細な素子や部品をつくることができる。このような樹脂が流動する隙間の小さい個所や微細な個所や複雑な個所に、樹脂を充填させる技術が必要であった。この場合、基板上の樹脂を流動させて、樹脂を所定個所に所定寸法で充填させる必要があった。
本発明は、基板の周辺部の電極とワイヤ(配線)とのボンディング（接合）個所の樹脂封止において、樹脂を充分な流動をさせて充填被覆し補強固定するに当たり、必要でない個所に樹脂が流動し、素子の働きに影響を及ぼすのを回避するために、樹脂を所定の個所の範囲からはみださないように必要な個所だけに樹脂を充填し樹脂の形状を制御する方法として、基板（チップ）の表面形状と樹脂の流動の関係を踏まえ、基板の表面形状ついて検討した結果完成されたものである。
すなわち請求項１に係る発明は、
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板上の接続リード部とその周辺部は少なくとも１箇所で段差がないことを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板上の接続リード部とその周辺部は少なくとも１箇所で段差がないことを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
請求項２に係る発明は、
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させた素子の樹脂封止構造において、接続リードの下方に空洞を有することを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させた素子の樹脂封止構造において、接続リードの下方に空洞を有することを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
請求項３に係る発明は、
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板の周辺部のみを、基板の周辺部の内側に比べて凹状に形状したことを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板の周辺部のみを、基板の周辺部の内側に比べて凹状に形状したことを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
請求項４に係る発明は、
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止し、かつ中央部の機能領域を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板上の接続リード部とその周辺部は少なくとも１箇所で段差がないことを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止し、かつ中央部の機能領域を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板上の接続リード部とその周辺部は少なくとも１箇所で段差がないことを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
請求項５に係る発明は、
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止し、かつ中央部の機能領域を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、接続リードに下部の空洞を有することを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止し、かつ中央部の機能領域を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、接続リードに下部の空洞を有することを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
請求項６に係る発明は、
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、封止個所の基板上に毛細管の樹脂流動誘導路を設けた構造であることを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、封止個所の基板上に毛細管の樹脂流動誘導路を設けた構造であることを特徴とする素子の樹脂封止構造である。
請求項１の発明による効果：
ワイヤと電極の接合補強ができ、ワイヤも樹脂封止できることにより補強されるとともに、特別のダム部材やダムスペースを付加しなくてもよく、工程も短縮できる。また、機能領域の内容や樹脂封止の目的によって、応用分野への作用効果も含めて、ＭＥＭＳ構造の空洞部への流入防止、基板の未封止部分の形成が高精度にできるため、より基板が小さくでき、機能のばらつきが少なくなった。さらには、樹脂モールド時の流入個所制御の条件が広くなり、高粘度の樹脂の注入時にワイヤに与えられる抵抗圧力が接合強度を越えることによる破壊がなくなった。さらに、高粘度の樹脂を選択する必要が無くなったので、封止個所のボイド（空隙）が少なくなり、樹脂の残留ひずみによるクラックが発生しにくくなった。
ワイヤと電極の接合補強ができ、ワイヤも樹脂封止できることにより補強されるとともに、特別のダム部材やダムスペースを付加しなくてもよく、工程も短縮できる。また、機能領域の内容や樹脂封止の目的によって、応用分野への作用効果も含めて、ＭＥＭＳ構造の空洞部への流入防止、基板の未封止部分の形成が高精度にできるため、より基板が小さくでき、機能のばらつきが少なくなった。さらには、樹脂モールド時の流入個所制御の条件が広くなり、高粘度の樹脂の注入時にワイヤに与えられる抵抗圧力が接合強度を越えることによる破壊がなくなった。さらに、高粘度の樹脂を選択する必要が無くなったので、封止個所のボイド（空隙）が少なくなり、樹脂の残留ひずみによるクラックが発生しにくくなった。
さらに、低粘度の樹脂では流動性があるので樹脂の高さが低くできるため、薄い封止寸法が可能になり、ＩＣカードのような薄い形態、基板を多数重ねたビルドアップ構造に用いることができるようになった。さらに、ワイヤ裏側や高密度なワイヤボンディングでは樹脂を充填することができるようになった。さらに、信号処理用ＩＣチップといっしょに樹脂封止することが可能になった。さらに、大きな面積の封止でも最小個所の封止ができるので、大面積の封止ひずみが回避できる。さらに、上記特許文献２の発明と同様に、貼り合わせ接着剤もコントロールできるので、ＭＥＭＳ構造の各種用途に供することができるようになった。さらに、樹脂の流動を最小限に抑えることができるので、封止寸法の短縮化により、全体のコンパクト化が可能になった。
請求項２の発明による効果：
請求項１の発明の効果に加え、本発明を特にＭＥＭＳ構造の素子に適用する場合は、接続リード下部の空洞部（溝）を形成する工程が同時に行われるため、工程を追加する必要がないという効果が得られる。
請求項１の発明の効果に加え、本発明を特にＭＥＭＳ構造の素子に適用する場合は、接続リード下部の空洞部（溝）を形成する工程が同時に行われるため、工程を追加する必要がないという効果が得られる。
請求項３に係る発明の効果：
請求項１の発明の効果に加え、請求項３に係る発明は、下段にワイヤを接続することにより、全体として一段と薄い封止ができるため、ＩＣカード、スマートメディア等の薄い形態や、基板を多数重ねたビルドアップ構造に用いることができる。
請求項１の発明の効果に加え、請求項３に係る発明は、下段にワイヤを接続することにより、全体として一段と薄い封止ができるため、ＩＣカード、スマートメディア等の薄い形態や、基板を多数重ねたビルドアップ構造に用いることができる。
請求項４に係る発明および、請求項５に係る発明の効果：
請求項１の効果に加え、請求項４および請求項５に係る発明によれば、素子の機能領域の内容や樹脂封止の目的によって、応用分野への作用効果も含めて、それぞれの個所に対応して低粘度、高粘度を使い分けるなど別々に樹脂封止できるため、樹脂モールド時の流入個所制御の条件が広くなった。また、高粘度の樹脂の注入時にワイヤに与えられる抵抗圧力が接合強度を越えることによる破壊がなくなった。
請求項１の効果に加え、請求項４および請求項５に係る発明によれば、素子の機能領域の内容や樹脂封止の目的によって、応用分野への作用効果も含めて、それぞれの個所に対応して低粘度、高粘度を使い分けるなど別々に樹脂封止できるため、樹脂モールド時の流入個所制御の条件が広くなった。また、高粘度の樹脂の注入時にワイヤに与えられる抵抗圧力が接合強度を越えることによる破壊がなくなった。
請求項６に係る発明の効果：
請求項１の発明の効果に加え、請求項６に係る発明によれば、電極周辺の樹脂の流動性が円滑になり、ワイヤ付近の樹脂のボイド（空隙）が生じなくなったため、高密度にワイヤを配置できる。また、高密度なワイヤにより封止個所の縮小化ができる。さらに、ワイヤ高さを充分に低く、ＩＣカードやスマートメディアのような薄く樹脂封止する目的にも適合し、全体のコンパクト化が可能になった。さらに、ＭＥＭＳ構造の素子においては、部材の接着が高精度に確実にできるようになった。
請求項１の発明の効果に加え、請求項６に係る発明によれば、電極周辺の樹脂の流動性が円滑になり、ワイヤ付近の樹脂のボイド（空隙）が生じなくなったため、高密度にワイヤを配置できる。また、高密度なワイヤにより封止個所の縮小化ができる。さらに、ワイヤ高さを充分に低く、ＩＣカードやスマートメディアのような薄く樹脂封止する目的にも適合し、全体のコンパクト化が可能になった。さらに、ＭＥＭＳ構造の素子においては、部材の接着が高精度に確実にできるようになった。
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
[第１実施形態]（請求項１）
図１は、本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図４は図１の樹脂封止構造の変形例を示す断面図であって、図２に対応するものである。図５は図４に示す樹脂封止構造の別の断面図であって、図３に対応するものである。なお図１では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。
[第１実施形態]（請求項１）
図１は、本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図４は図１の樹脂封止構造の変形例を示す断面図であって、図２に対応するものである。図５は図４に示す樹脂封止構造の別の断面図であって、図３に対応するものである。なお図１では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。
基板周辺部のボンディングした個所を樹脂封止し、かつ基板中央部の機能領域を機能上樹脂封止しない例において、樹脂の流動を制御するために段差を不連続にする必要があり、段差を不連続にする基板の表面形状として、樹脂が流動する個所の一部の段差を無くす。接続リードの一部を、基板上の接続リードの高さ（上面高さ）が少なくとも１箇所において、接続リード周辺（の上面高さ）と同一にしておけば（図３）、その個所で機能領域へ向かう流動は回避されることになる。
このように本実施形態では、所定構造の素子を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した封止構造において、基板１０の接続リード１２の高さを、少なくとも１箇所で接続リード１２周辺と同一とする。これにより、上記個所で機能領域へ向かう液体樹脂の流動が回避されるため、樹脂封止されてはならない部位が樹脂封止される問題が解決される。
このように本実施形態では、所定構造の素子を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した封止構造において、基板１０の接続リード１２の高さを、少なくとも１箇所で接続リード１２周辺と同一とする。これにより、上記個所で機能領域へ向かう液体樹脂の流動が回避されるため、樹脂封止されてはならない部位が樹脂封止される問題が解決される。
図１において、基板１０の周辺部に配置してある電極１３とワイヤ１４との接合個所を樹脂１５で被覆した場合、図２では接続リード１２が基板１０中央部の機能領域１１と接続している。ところが図３の断面図で示すように、接続リード１２が基板１０に埋め込まれ、その結果この接続リード１２の両側面Ｓには段差がなくなっているため、接続リード１２に沿って樹脂の流動が生じることはない。
さらに詳しく記述すると、接続リード１２は基板１０との電気絶縁を必要とする場合、図４および図５は、接続リード１２の両側面Ｓに段差が生じることなく電気絶縁層１７を形成した場合の例である。図４では基板１０上に電気絶縁層１７が形成され、接続リード１２がこの電気絶縁層１７に埋め込まれ、さらに接続リード１２上にも電気絶縁層１７が形成されている。
接続リード１２を形成するにあたり、基板１０上に接続リード膜を積層してパターン形成する際、接続リードパターン領域を接続リード膜厚分だけ接続リードパターン領域外と同じ高さにする。接続リード膜下層の電気絶縁層を、接続リードパターン領域にわたり接続リード膜厚分エッチングして薄くする。または、基板上に接続リード膜を積層してパターン形成した後、さらに上部に電気絶縁層を積層後、上部の電気絶縁層を接続リードパターン領域にわたり接続リード膜厚分エッチングして薄くする。これにより、基板上に接続リード膜を積層してパターン形成した際に生じた段差はなくなる。また、これによって機能領域に流動させずに、濡れ性が良好で粘度が数１０ｃp（２５℃）である低粘性のエポキシ樹脂などを、接合個所の被覆に用いることができる。
[第２実施形態]（請求項２）
本実施形態は、基板上に接続リード膜を積層してパターン形成した際に生じた段差があっても、液体樹脂の流動を止めることができる構造に係るものである。図６は本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。図７は図６のＣ−Ｃ線断面図、図８は図６のＤ−Ｄ線断面図である。なお図６では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。
本実施形態は、基板上に接続リード膜を積層してパターン形成した際に生じた段差があっても、液体樹脂の流動を止めることができる構造に係るものである。図６は本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。図７は図６のＣ−Ｃ線断面図、図８は図６のＤ−Ｄ線断面図である。なお図６では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。
図６において、基板１０の周辺部に配置してある電極１３とワイヤ１４との接合個所を樹脂１５で被覆した場合、図７および図８の断面図で示すように、接続リード１２が基板１０中央部の機能領域１１と接続はしているが、基板１０のうち接続リード１２下部に対応する部位に空洞２１が形成され、この空洞２１上の接続リード１２には段差がなくなっているため、接続リード１２に沿う液体樹脂の流動は生じない。
図９はこの第２実施形態の変形例に係るもので、図６の樹脂封止構造の第１変形例を示す断面図であって、図８に対応するものである。また図１０は、図６の樹脂封止構造の第２変形例を示す断面図であって図８に対応するものであり、図８と同一個所の断面構造を示している。
図９では、電極（図略）から接続リード１２に沿って基板１０上で段差を生じているが、接続リード１２下部に空洞２１が形成され、この空洞２１上の接続リード１２には段差がないので、接続リード１２に沿う液体樹脂の流動は生じない。図９について更に詳しく記述すると、接続リード１２が基板１０に対し電気絶縁を必要とする場合、図１０は接続リード１２に段差が生じることなく電気絶縁層１７を形成した場合の例である。
図１〜図５の封止構造および、図６〜図８の封止構造では接続リード１２がその周辺と同一高さとなっている。これに対し図９の封止構造は、接続リード１２下部に空洞２１があるため、接続リード周辺より高い位置に接続リードが配置できる例である。図９では、接続リード１２に対して、下部の基板１０をエッチングして空洞（溝）２１を形成する。
図１０についてさらに説明する。基板１０上に電気絶縁層１７が形成され、接続リード１２上にも電気絶縁層１７が形成されている。接続リードと電気絶縁層の間に段差があると、この段に沿って液体樹脂が流動するので、段が生じないように接続リードと電気絶縁層の積層形状を揃える必要がある。
なお、上記特許文献２（特開平５−２４９０５７号公報）に開示された構造の素子であると、ヒータを空洞に架橋する工程と、接続リード下部の空洞部（溝）を形成する工程とが同時に行われる。これにより、基板上の電気絶縁層上に接続リード膜を積層してパターン形成した際に生じた段差が空洞部（溝）上においても電気絶縁層と接続リード膜との段差として延伸し、接続リードの下部の空洞（溝）があっても樹脂が伝わって流動してしまうことになるが、図１０においては、空洞部（溝）上にも電気絶縁層上と接続リード膜との段差をなくした形状にしたことにより、樹脂が伝わるのを止めることができた。
[第３実施形態]（請求項３）
[第３実施形態]（請求項３）
図１１は本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。図１２は図１１のＥ−Ｅ線断面図、図１３は図１１のＦ−Ｆ線断面図、図１４は図１１のＧ−Ｇ線断面図である。なお図１１では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。図１５〜図１７は、図１１の樹脂封止構造の変形例を示す断面図であり、そのうち図１５は図１２に対応するものである。図１６は図１５に示す樹脂封止構造の別の断面図であって、図１３に対応するものである。図１７は図１５に示す樹脂封止構造の別の断面図であって、図１４に対応するものである。
本実施形態では、基板の周辺部のみ、基板の周辺部の内側より凹形状とする。そのために基板周辺部を、基板中央部と比較し低く形成する。図１１において、基板１０周辺部に配置してある電極１３とワイヤ１４との接合個所を樹脂１５で被覆した場合、図１２では接続リード１２が基板１０中央部の機能領域１１と接続されている。しかし、図１３の断面図で示すように、接続リード１２が基板１０の凹形状に埋め込まれているため接続リード１２に段差が生じない形状となっており、さらに図１４に示すように、基板１０の周囲に配置された下段２３の個所に液体樹脂が注入されるので、この液体樹脂が上段２２の接続リードに沿って流動することはない。
上記特許文献４（特開２００５−１８０９３０号公報）に示すダム材では、ダム材よりも内側の空間に封止樹脂が入り込むのを防止することができるが、ダム材の設置面積が必要であり、かつダム材の製造工程が必要になっている。それに対し、本実施形態では上記ダム材と同様に樹脂の流動を防ぐ高さを有する障壁の役割を果たす上記形状が、基板の形状加工と同一工程内でできるので、新たな部材の追加、位置合わせおよび設置を行うことなく、樹脂が伝わるのを高精度に止めることができる。
上記特許文献４（特開２００５−１８０９３０号公報）に示すダム材では、ダム材よりも内側の空間に封止樹脂が入り込むのを防止することができるが、ダム材の設置面積が必要であり、かつダム材の製造工程が必要になっている。それに対し、本実施形態では上記ダム材と同様に樹脂の流動を防ぐ高さを有する障壁の役割を果たす上記形状が、基板の形状加工と同一工程内でできるので、新たな部材の追加、位置合わせおよび設置を行うことなく、樹脂が伝わるのを高精度に止めることができる。
図１５の樹脂封止構造では、接続リード１２に段差がない上段２２を形成するために、図１６に示すように電気絶縁層１７内に接続リード１２を埋め込む。この埋め込みと同時に上段２２が形成される。すなわち、基板１０中央に配置された上段２２の接続リード１２は、同一厚さの電気絶縁層１７に埋め込まれている。また、周囲に配置された下段２３には、この電気絶縁層が除かれている。
なお、図１７に示される下段２３では接続リードに段差があっても、上段２２の接続リードには段差がないので、上段の接続リード沿う液体樹脂の流動は生じない。また、接続リードを基板に対し電気絶縁させる必要がある場合には、基板の上部にあらかじめ絶縁層を形成すればよい（図略）。
[第４実施形態]（請求項４）
[第４実施形態]（請求項４）
図１８は本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）、図１９は図１８のＨ−Ｈ線断面図である。図２０は図１８の樹脂封止構造の変形例（ウエハ上の樹脂封止構造）を示す断面図であって、図１８に対応するものである。図２１は図２０のＩ−Ｉ線断面図である。なお図１８では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。
図１８の樹脂封止構造は、請求項１〜３に係る発明を適用すれば実現可能であって、接続リードの段差の無い個所を設けることによって、液体状態の樹脂の流動を止めることのできる個所を形成し、これにより、基板１０周辺部と基板１０中央部を別々に樹脂封止する（樹脂１５ａおよび樹脂１５ｂ）ことができるようになった。具体的には例えば、基板１０の中央部上にレンズ形状（凸形状）の光透過樹脂（樹脂１５ｂ）を成型する（図１９）ことができる。
上記第１実施形態〜第３実施形態に係る素子構造に対し、基板周辺部とそれより内部の領域に樹脂が注入する（前者の樹脂は樹脂１５ａ、後者の樹脂は樹脂１５ｂ）ことにより、図１８および図１９に示す構造を形成することができる。
上記第１実施形態〜第３実施形態に係る素子構造に対し、基板周辺部とそれより内部の領域に樹脂が注入する（前者の樹脂は樹脂１５ａ、後者の樹脂は樹脂１５ｂ）ことにより、図１８および図１９に示す構造を形成することができる。
また、この第４実施形態の変形例（応用実施例）として、図２０および図２１に示すものが挙げられる。この変形例では、基板１０を作製する前の段階である、ウエハの段階（ウエハをダイシングする前）においてウエハ中央部の個所のみを樹脂封止する（樹脂１５ｂ）とともに、ダイシングの位置基準となるダイシングラインには樹脂被覆を形成しないようにする。この変形例では、露出したダイシングライン２４に沿って通常のダイシング工程が可能になる。このようなウエハレベル・パッケージングによって、樹脂の寸法精度を高く制御でき、通常のパッケージング工程より以前に封止が完成できるため、機能領域へのコンタミなどの汚染が防止しやすくなるので、品質の優れた素子を容易に作製することができるようになる。
[第５実施形態]（請求項６）
図２２は本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。なお図２２では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。図２３は図２２のＪ−Ｊ線断面図である。図２４は図２２の樹脂封止構造の第１変形例を示す断面図であって、図２２に対応するものである。図２５は図２４のＫ−Ｋ線断面図である。図２６は図２２の樹脂封止構造の第２変形例を示す断面図であって、図２５に対応するものである。
図２２は本実施形態に係る樹脂封止構造を示す平面図（基板平面図）である。なお図２２では、樹脂封止個所を１箇所で代表記載してある。つまり、他の個所もこの樹脂封止個所と同一構成となっている。図２３は図２２のＪ−Ｊ線断面図である。図２４は図２２の樹脂封止構造の第１変形例を示す断面図であって、図２２に対応するものである。図２５は図２４のＫ−Ｋ線断面図である。図２６は図２２の樹脂封止構造の第２変形例を示す断面図であって、図２５に対応するものである。
本実施形態に係る樹脂封止構造は、液体樹脂の流動を案内するための段差を封止個所に設置し、この段差による毛管現象を利用するように構成したものである。すなわち、この段差により毛管２５を形成し、液体樹脂の流動をこの毛管２５によって案内する。このように、この樹脂封止構造は、基板上の封止個所に毛細管の樹脂流動誘導路を設けた点に特徴がある。この樹脂封止構造においては、基板１０表面に形成されている段差に液体状態の樹脂が被覆された場合、この樹脂は「ぬれ性」に優れ低粘度であるため、段差に沿って毛管現象によって流動する。本実施形態では、基板上の電極周囲や接着個所に設けた段差を、樹脂流動誘導路として用いることができる。
図２２および図２３では、ワイヤ１４が電極１３を覆っていない側に樹脂１５を注入できるので、電極１３周囲に段差を設け、特にワイヤ１４が電極１３を覆う側まで段差をつなげると、注入によって樹脂が直接被覆できない個所にまで（ワイヤ１４が電極を覆っている側にまで）、樹脂が流動する。
また、本実施形態の応用実施例すなわち第１変形例として図２４、図２５に示す構造（接着個所に段差を設ける。）や、第２変形例として図２６に示すものが挙げられる。これら第１、第２変形例は、上記特許文献２に示すカバー材を接着する場合のように、基板１０の接着個所（上記第１変形例）および／またはカバー材２８の接着個所（上記第２変形例）に、液体状態の樹脂が毛管現象により流動するように段差２７（この段差は溝）を設けたものである。図２５、図２６において符号２６は接着剤である。
本実施形態によれば、図２６に示すように、接着個所が狭小であっても均一かつ薄く液体樹脂を塗布できるので、微細なカバーを確実に接着することができる。
本実施形態によれば、図２６に示すように、接着個所が狭小であっても均一かつ薄く液体樹脂を塗布できるので、微細なカバーを確実に接着することができる。
１０ 基板
１１ 機能領域
１２ 接続リード
１３ 電極
１４ ワイヤ
１５，１５ａ，１５ｂ 樹脂
１６ ボンディング個所
１７ 電気絶縁層
２１ 空洞
２２ （中央に配置された）上段
２３ （周囲に配置された）下段
２４ ダイシングライン
２５ 毛管
２６ 接着剤
２７ 段差
２８ カバー部材
Ｓ 両側面
１１ 機能領域
１２ 接続リード
１３ 電極
１４ ワイヤ
１５，１５ａ，１５ｂ 樹脂
１６ ボンディング個所
１７ 電気絶縁層
２１ 空洞
２２ （中央に配置された）上段
２３ （周囲に配置された）下段
２４ ダイシングライン
２５ 毛管
２６ 接着剤
２７ 段差
２８ カバー部材
Ｓ 両側面
Claims (6)
- 基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板上の接続リード部とその周辺部は少なくとも１箇所で段差がないことを特徴とする素子の樹脂封止構造。
- 基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、接続リードの下方に空洞を有することを特徴とする素子の樹脂封止構造。
- 基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板の周辺部のみを、基板の周辺部の内側に比べて凹状に形状したことを特徴とする素子の樹脂封止構造。
- 基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止し、かつ中央部の機能領域を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、基板上の接続リード部とその周辺部は少なくとも１箇所で段差がないことを特徴とする素子の樹脂封止構造。
- 基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止し、かつ中央部の機能領域を液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、接続リードに下部の空洞を有することを特徴とする素子の樹脂封止構造。
- 基板に、基板中央部に配された素子の機能領域と、基板周辺部の電極、および機能領域と電極との入出力信号を伝送する接続リードとを配し、かつ基板周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線を接合し、さらに中央部の機能領域を除き、少なくとも周辺部の電極と基板外部との入出力信号を伝送する配線とを接合する個所の周囲のみ、液体の樹脂で被覆し硬化させて封止した素子の樹脂封止構造において、封止個所の基板上に毛細管の樹脂流動誘導路を設けたことを特徴とする素子の樹脂封止構造。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11127702B2 (en) | 2016-12-20 | 2021-09-21 | Denso Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
Citations (2)
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| JPH07174599A (ja) * | 1991-12-09 | 1995-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体センサー装置およびその製造方法 |
| JPH0870061A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波集積回路、及びその製造方法 |
-
2006
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