JP2008028224A - Optical semiconductor device, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板と基板上に設けられた枠部を有する光半導体装置の製造方法及び光半導体装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical semiconductor device having a substrate and a frame portion provided on the substrate, and the optical semiconductor device.
従来、基板と開口部が形成された枠部を接着し、その開口部に受光又は発光半導体素子を設けた光半導体装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical semiconductor device is known in which a substrate and a frame portion in which an opening is formed are bonded and a light receiving or light emitting semiconductor element is provided in the opening.
例えば、特許文献1には、基板と、開口部が形成された枠部と、半導体素子と、樹脂製の保護膜とを備えた光半導体装置が開示されている。この半導体装置では、基板と枠部とが接着剤により接着されている。枠部の開口部により露出された基板の面上には、半導体素子が設置されるとともに、半導体素子と基板上の配線とがワイヤボンディングされている。また、枠部の開口部には、半導体素子及びワイヤを保護するための樹脂製の保護膜が充填されている。
しかしながら、上述の特許文献1の光半導体装置では、枠部と基板とを接着剤によって接着しているが、接着剤を枠部と基板との間に均等に塗布することは困難である。このため、枠部と基板との間には、隙間ができるために接着後に充填される保護膜用の樹脂の粘度が低いと、樹脂が基板と枠部との間に形成された隙間を通って外部へ漏れるといった問題があった。また、樹脂の漏れを防ぐために粘度の高い樹脂を採用した場合、枠部の開口部の全体に樹脂を行き渡らせ、樹脂の表面を平坦にすることが困難であり、また、できたとしても必要な時間が増大するために製造時間が長くなるといった問題があった。
However, in the optical semiconductor device of
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、保護膜用の樹脂の漏れを防ぎ、製造時間を短縮することが可能な光半導体装置の製造方法及び光半導体装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical semiconductor device manufacturing method and an optical semiconductor device capable of preventing leakage of a resin for a protective film and reducing manufacturing time. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、基板上に型枠を設置して、前記型枠内に樹脂を充填して硬化させることにより開口部が形成された枠部を基板と一体的になるように樹脂成型する枠部成型工程と、前記枠部の開口部により露出される基板上に受光又は発光半導体素子を設置する素子設置工程と、前記枠部の開口部に樹脂を充填した後、前記樹脂の表面が平坦になるように硬化させて保護膜を形成する保護膜形成工程とを備えたことを特徴とする光半導体装置の製造方法である。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a frame is formed on a substrate by placing a mold on the substrate, filling the mold with resin, and curing the frame. A frame molding process for molding the resin so as to be integrated with each other, an element installation process for installing a light receiving or light emitting semiconductor element on the substrate exposed by the opening of the frame, and a resin in the opening of the frame And a protective film forming step of forming a protective film by curing the resin so that the surface of the resin is flattened, and then manufacturing the optical semiconductor device.
また、請求項2の発明は、前記保護膜形成工程は、室温で行われることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置の製造方法である。尚、ここでいう「室温」とは、非加熱で約0℃〜約40℃の温度のことである。
The invention of
また、請求項3の発明は、前記保護膜形成工程は、大気圧以下の雰囲気中で行われることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical semiconductor device according to any one of the first and second aspects, the protective film forming step is performed in an atmosphere at atmospheric pressure or lower. is there.
また、請求項4の発明は、前記枠部は、黒色の樹脂からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法である。
The invention of claim 4 is the method for manufacturing an optical semiconductor device according to any one of
また、請求項5の発明は、基板と、樹脂成型により前記基板に一体的に成型され、開口部が形成された枠部と、前記枠部の開口部により露出された基板の領域に設けられた受光又は発光半導体素子と、前記受光又は発光半導体素子を覆うように前記枠部の開口部に表面が平坦になるように形成された保護膜とを備えたことを特徴とする光半導体装置である。
Further, the invention of
本発明の光半導体装置の製造方法によれば、枠部成型工程において基板上に枠部を樹脂成型により一体的に形成するので、基板と枠部との間に隙間が形成されることがない。これにより、保護膜形成工程において、保護膜を構成する樹脂を枠部の開口部に充填する際に、基板と枠部との間からの樹脂漏れを防止することができる。 According to the method for manufacturing an optical semiconductor device of the present invention, since the frame portion is integrally formed on the substrate by resin molding in the frame portion molding step, no gap is formed between the substrate and the frame portion. . Thereby, in the protective film forming step, when the resin constituting the protective film is filled in the opening of the frame part, resin leakage from between the substrate and the frame part can be prevented.
また、保護膜形成工程において樹脂漏れを防ぐことができるので、低粘度の樹脂を用いて保護膜を形成することができる。これにより、枠部の開口部に樹脂を行き渡らせて保護膜の表面を平坦にするのに必要な時間を短縮することができる。 Moreover, since the resin leakage can be prevented in the protective film forming step, the protective film can be formed using a low-viscosity resin. As a result, the time required to flatten the surface of the protective film by spreading the resin over the opening of the frame can be shortened.
また、枠部を成型した後、保護膜形成工程を行うので、枠部成型工程における枠部を構成する樹脂の熱による透明度等の保護膜の特性の劣化を抑制することができる。 Moreover, since a protective film formation process is performed after shape | molding a frame part, deterioration of the characteristics of protective films, such as transparency by the heat | fever of the resin which comprises the frame part in a frame part formation process, can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は、本発明による光半導体装置の断面図である。図2は、本発明による光半導体装置の平面図である。尚、図1は、図2におけるA−A線に沿った断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical semiconductor device according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of an optical semiconductor device according to the present invention. 1 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
図1及び図2に示すように、光半導体装置1は、基板2と、枠部3と、複数の発光ダイオード(請求項記載の発光半導体素子)5と、保護膜6とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板2は、ガラスエポキシ基板からなる。基板2には、発光ダイオード5の端子が金細線7を介してワイヤボンディングされる配線がプリントされている。
The
枠部3は、ポリアミド系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる。また、枠部3は、発光ダイオード5からの光の反射を抑制すために黒色の樹脂により構成されている。尚、枠部3を構成する樹脂としては、加熱時の熱膨張率の違いに起因する基板2とからの剥離を防止するためにある程度の柔軟性を有するものが望ましい。枠部3は、基板2と外形が同じ矩形状に形成されると共に、基板2と一体的に形成されている。枠部3の中央部には、矩形状の開口部3aが形成されている。
The
発光ダイオード5は、シリコン等の半導体等からなり、枠部3の開口部3aにより露出された基板2の面上の所定の位置に配置され、金細線7により基板2上の配線にワイヤボンディングされている。
The
保護膜6は、発光ダイオード5や金細線7等を保護するためのものである。保護膜6は、発光ダイオード5や金細線7等を覆い、枠部3の開口部3a内を埋めるように且つ表面が平坦になるように形成されている。保護膜6は、光を透過することができ、室温で硬化可能な樹脂(自然硬化性樹脂)からなる。更に、保護膜6を構成する樹脂として、容易に枠部3の開口部3a内に充填でき、短時間で表面が平坦になるように、硬化前の室温での粘度が低い樹脂を採用している。このような樹脂としては、例えば、約25℃での硬化前の粘度が20Pa・s以下、より好ましくは2Pa・s以下のシリコーン樹脂等を適用できる。
The
次に、図3〜図6を参照して、上述した光半導体装置の製造方法に説明する。図3〜図6は、光半導体装置の各製造工程における断面図である。尚、以下に説明する光半導体装置の製造方法は、複数の光半導体装置を同一基板上に同時に製造し、最後に各光半導体装置に分割するものである。 Next, with reference to FIGS. 3 to 6, the above-described method for manufacturing an optical semiconductor device will be described. 3 to 6 are cross-sectional views in each manufacturing process of the optical semiconductor device. In the optical semiconductor device manufacturing method described below, a plurality of optical semiconductor devices are manufactured simultaneously on the same substrate, and finally divided into optical semiconductor devices.
まず、図3に示すように、基板2上に型枠11を設置する。型枠11には、枠部3が形成される領域に空間11aが形成されている。
First, as shown in FIG. 3, the
次に、図4に示すように、型枠11の空間11aに樹脂を充填する。具体的には、約200℃に加熱されて液状になった黒色のポリアミド系樹脂を型枠11の空間11aに充填する。その後、冷却してポリアミド系樹脂を硬化させて枠部3を基板2と一体的になるように樹脂成型した後、型枠11を取り外す(枠部成型工程)。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように、枠部3の開口部3aにより露出された基板2の所定の領域に発光ダイオード5を設置する。そして、基板2にプリントされた配線と金細線7によりワイヤボンディングする(素子設置工程)。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図6に示すように、枠部3の開口部3aの内部に、注出圧力等により樹脂量が調整された樹脂(自然硬化性樹脂)を充填する。ここで充填する樹脂としては、表面を平坦にしつつ開口部3aの全体に短時間で行き渡らせるために、例えば、約25℃における硬化前の粘度が約20Pa・s以下、より好ましくは約2Pa・s以下のシリコーン樹脂などを適用できる。その後、大気圧雰囲気中又は減圧雰囲気中において加熱することなく室温(例えば、約0℃〜約40℃)で放置して樹脂を硬化させて、保護膜6を形成する(保護膜形成工程)。
Next, as shown in FIG. 6, a resin (natural curable resin) whose amount of resin is adjusted by the pouring pressure or the like is filled in the
最後に、図6に示す点線Lに沿って各光半導体装置1を分割することにより、光半導体装置1が完成する。
Finally, the
上述したように、本発明による光半導体装置の製造方法によれば、樹脂を型枠11により成型することによって枠部3を基板2と一体に形成しているので、基板2と枠部3との間に隙間が形成されることなく容易に基板2と枠部3とを構成することができる。これにより、枠部3の開口部3aに保護膜6を構成する樹脂を充填する際に、基板2と枠部3との間からの樹脂漏れを防止することができる。
As described above, according to the method for manufacturing an optical semiconductor device according to the present invention, the
また、基板2と枠部3との間からの樹脂漏れを防止することにより、硬化前の粘度が低い樹脂により保護膜6を形成することができるので、枠部3の開口部3aに短時間で樹脂を行き渡らせることができると共に、保護膜6の表面を短時間で平坦にすることができる。これにより、光半導体装置1の製造時間を短縮することができる。
Further, by preventing resin leakage from between the
更に、保護膜6の表面を平坦にすることにより、発光ダイオード5からの光が保護膜6の表面で乱反射されることを抑制することができるので、発光ダイオード5からの光を広げることなく外部へ照射することができる。
Furthermore, since the surface of the
また、枠部3を成型した後、保護膜形成工程を行うので、枠部成型工程における枠部3の樹脂の加熱に起因する透明度などの保護膜6の特性の劣化等を防ぐことができる。
Further, since the protective film forming step is performed after the
また、保護膜6を構成する樹脂を加熱せずに室温で硬化させて保護膜6を形成することにより、当該樹脂の底部に存在する気泡が表面に移動することを抑制することができる。これにより、気泡による発光ダイオード5の光の散乱を抑制することができる。更に、樹脂を大気圧以下の雰囲気中で硬化させて保護膜6を形成することにより、樹脂内の気泡を抜くことができるので、保護膜6内の気泡を減少させることができる。
Moreover, the resin which comprises the
また、黒色の樹脂により枠部3を構成することにより、発光ダイオード5の光が保護膜6の内壁部により反射されることを抑制することができるので、発光ダイオード5の光を広げることなく外部へと照射することができる。
In addition, since the
以上、上記実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲内で変更して実施することができる。即ち、本明細書の記載は、一例であり、本発明を何ら限定的な意味に解釈させるものではない。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the said embodiment, it is clear that this invention is not limited to embodiment described in this specification. The present invention can be implemented with modifications within the spirit and scope of the present invention defined by the description of the scope of claims. In other words, the description in the present specification is an example, and the present invention is not construed as being limited in any way. Hereinafter, modified embodiments in which the above-described embodiment is partially modified will be described.
例えば、上述の実施形態では、枠部成型工程を素子設置工程よりも前に行ったが、枠部成型工程を素子設置工程よりも後に行ってもよい。また、その他の工程の順序も適宜変更可能である。 For example, in the above-described embodiment, the frame part molding process is performed before the element installation process, but the frame part molding process may be performed after the element installation process. In addition, the order of other steps can be changed as appropriate.
また、上述の実施形態の保護膜形成工程では、樹脂を室温で硬化させたが、樹脂に加熱硬化性樹脂を採用し、枠部の開口部に充填した樹脂を加熱して硬化させてもよい。 Moreover, in the protective film formation process of the above-mentioned embodiment, although resin was hardened at room temperature, the thermosetting resin is employ | adopted for resin and the resin with which the opening part of the frame part was filled may be heated and hardened. .
また、上述の実施形態では、発光ダイオード5を用いたが、発光ダイオードの代わりに他の発光半導体素子や受光半導体素子を用いてもよい。
In the above embodiment, the
1 光半導体装置
2 基板
3 枠部
3a 開口部
5 発光ダイオード
6 保護膜
7 金細線
11 型枠
11a 空間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記枠部の開口部により露出される基板上に受光又は発光半導体素子を設置する素子設置工程と、
前記枠部の開口部に樹脂を充填した後、前記樹脂の表面が平坦になるように硬化させて保護膜を形成する保護膜形成工程とを備えたことを特徴とする光半導体装置の製造方法。 A frame part molding step in which a mold is placed on a substrate, and a resin is molded so that the frame part in which the opening is formed is integrated with the substrate by filling and curing the resin in the mold;
An element installation step of installing a light receiving or light emitting semiconductor element on the substrate exposed by the opening of the frame part;
And a protective film forming step of forming a protective film by filling the opening of the frame with resin and then curing the resin so that the surface of the resin becomes flat. .
樹脂成型により前記基板に一体的に成型され、開口部が形成された枠部と、
前記枠部の開口部により露出された基板の領域に設けられた受光又は発光半導体素子と、
前記受光又は発光半導体素子を覆うように前記枠部の開口部に表面が平坦になるように形成された保護膜とを備えたことを特徴とする光半導体装置。
A substrate,
A frame part formed integrally with the substrate by resin molding and having an opening formed therein;
A light receiving or light emitting semiconductor element provided in a region of the substrate exposed by the opening of the frame portion;
An optical semiconductor device comprising: a protective film formed to have a flat surface at an opening of the frame so as to cover the light receiving or light emitting semiconductor element.
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