JP2010062232A - 素子の機能部を露出させた半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機能部(受光部120)を有するウエハ上の受光部120、または受光部120の周囲に第1樹脂部(第1樹脂膜)を形成する工程と、ウエハを分割して、基材(リードフレーム180)の上面に搭載する工程と、第1樹脂膜の上面およびリードフレーム180の下面のそれぞれに封止用金型を圧接し、第1樹脂膜の周囲の空隙部分に第2樹脂(封止樹脂)を注入して、第1樹脂膜の周囲に第2樹脂層(封止樹脂層200)を形成する封止工程と、第1樹脂膜を除去し、受光素子100の一部を外部に露出させる工程を含み、封止工程において、第1樹脂膜の上面が、封止樹脂層200の上面と同一平面となるか、または第1樹脂膜の上面が、封止樹脂層200の上面より高くなる。
【選択図】図1
Description
下に述べる問題の原因はいずれも、レジスト保護膜2を除去する前に、保護膜2の上面が樹脂8で覆われているため、樹脂8を研磨する工程が必要となる事に起因する。保護膜2の上面を樹脂8で覆わなければならない原因としては、保護膜2はフォトレジストを使用しており、0.1mm以上の膜厚を塗布により形成すると膜厚のばらつきが大きく、樹脂封止の際に、封止金型で保護膜2を均一にクランプすることができず、保護膜2の上面も樹脂8で覆う必要があるため、と考えられる。以下にこの問題点を列挙する。
前述の樹脂研磨工程で樹脂8を研磨する際に、その研磨による振動で、配線の切断や、ひどい場合には半導体素子を破壊し、半導体装置の品質を落とすことにもつながる。
特許文献2には、保護膜36は、固体撮像素子10に個別に被着される。保護膜36は柔軟性を有した個片のものであり、固体撮像素子10は既に基材30に所望の位置精度で搭載されていることが記載されている。
そのため、個片の保護膜36は、基材に搭載された固体撮像素子の個々に、精度良く被着する必要があった。
前記第1樹脂層を所定の形状にパターニングし、前記機能部、または前記機能部の周囲に第1樹脂部を形成する工程と、
前記ウエハを分割して、素子に個片化する工程と、
前記素子を基材の上面に搭載する工程と、
前記第1樹脂部の上面および前記基材の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、前記封止用金型の前記成型面に囲まれた空隙部分のうち、前記第1樹脂部の周囲の前記空隙部分に第2樹脂を注入して、前記第1樹脂部の周囲に第2樹脂層を形成する封止工程と、
前記第1樹脂部を除去し、前記素子の一部を外部に露出させる工程を含み、
前記封止工程において、前記第1樹脂部の上面が、前記第2樹脂層の上面と同一平面となるか、または前記第1樹脂部の上面が、前記第2樹脂層の上面より高くなることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
第2樹脂層を形成する封止工程において、前記第1樹脂部の上面および前記基材の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、前記封止用金型の前記成型面に囲まれた空隙部分のうち、前記第1樹脂部の周囲の前記空隙部分に第2樹脂を注入して、前記第1樹脂部の周囲に第2樹脂層を形成するため、前記第1樹脂部を研磨する工程が必要ない。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。第一の実施形態の半導体装置の製造方法について図2から4を参照として説明する。
まず、図2(a)に示すように、複数の受光素子が形成されたウエハ110を準備する。このウエハ110に配置されたそれぞれの受光素子の表面には、受光部120が露出している。ウエハ110に配置された受光素子は、単数または複数でもよい。図2(a)では、ウエハ110に配置された複数の受光素子のうち、2つを示している。
これにより、ウエハ110上に、0.05mm以上の均一な厚みを有する第1樹脂層130を形成することができる。
第1樹脂層130として用いるフィルムは、液状の第1樹脂を塗工し、乾燥させることで得ることができる。
さらに膜厚0.12mmのフィルムを用いることで、膜厚が0.12mmの第1樹脂層130が得られる。
上記第1樹脂膜140は、受光部120、または受光部120の周囲に上に形成されてもよく、さらに第1樹脂膜140は、少なくとも受光部120全体を覆うように形成されもよい。
上記弾性率は、動的粘弾性測定法により評価して得られた。
図3(a)に示すように、受光素子100をリードフレーム180上の所定の位置に接着剤を介して接着される。続いて、受光素子100とリードフレーム180のそれぞれの所定の位置を、金属細線190を介して、電気的に接続させる。なお、このリードフレーム180上には、所定の距離を保ちながら密集させて受光素子100が配置されている。
図3(b)に示すように、第1樹脂膜140の周囲を第2樹脂で受光素子100、金属細線190およびリードフレーム180全体を被覆する封止樹脂層200を形成する。封止樹脂層200に用いられる第2樹脂は、ガラスフィラーなどを含む樹脂でもよい。以下、図3および4を用いて、封止工程の詳細を説明する。
また、リードフレーム180の下面に封止用金型の下型240の成型面との間にフィルムを挟んで圧接してもよい。
図3(c)に示すように、第1樹脂膜140を除去し受光部120を開口する。これは、外部から入力する光信号を、開口した受光部120に直接入力させ、光信号の減衰を抑制することができるためである。
続いて、図3(d)に示すように、リードフレーム180を受光素子100ごとに分割し、所望の形状の半導体装置220を得る。
図1(a)を参照すると、本発明の第一の実施の形態として半導体装置の斜視図が示されている。図1(b)は、図1のA−A'線に沿った断面図である。
また、リードフレーム180の下面に封止用金型の下型240の成型面との間にフィルムを挟むことにより、その間の圧接力を高めることができる。
第1樹脂膜140の厚さは、0.1mm以上から、好ましくは0.15mm以下とすることにより、封止樹脂層200の膜厚を適切に制御し、金属細線190が封止樹脂層200からはみ出ないようにすることができる。
更に、研磨による廃棄物の発生がなく、廃棄物の低減と共に製造コストの軽減が可能となる。
図5は、第二の実施形態における半導体装置220の製造工程における第1樹脂部(枠体150)の形状を示す断面図である。
図6は、第三の実施形態における半導体装置220の製造工程における第1樹脂部(凹状体160)の形状を示す断面図である。
6 回路基板
7 ワイヤ
8 樹脂
10 固体撮像素子
30 基材
36 保護膜
40 金属線
42 封止材
46 透光板
100 受光素子
110 ウエハ
120 受光部
130 第1樹脂層
140 第1樹脂膜
150 枠体
160 凹状体
170 露光用マスク
180 リードフレーム
190 金属細線
200 封止樹脂層
210 剥離テープ
220 半導体装置
230 封止金型の上型
240 封止金型の下型
Claims (14)
- 機能部を有するウエハ上に第1樹脂層を形成する工程と、
前記第1樹脂層を所定の形状にパターニングし、前記機能部、または前記機能部の周囲に第1樹脂部を形成する工程と、
前記ウエハを分割して、素子に個片化する工程と、
前記素子を基材の上面に搭載する工程と、
前記第1樹脂部の上面および前記基材の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、前記封止用金型の前記成型面に囲まれた空隙部分のうち、前記第1樹脂部の周囲の前記空隙部分に第2樹脂を注入して、前記第1樹脂部の周囲に第2樹脂層を形成する封止工程と、
前記第1樹脂部を除去し、前記素子の一部を外部に露出させる工程を含み、
前記封止工程において、前記第1樹脂部の上面が、前記第2樹脂層の上面と同一平面となるか、または前記第1樹脂部の上面が、前記第2樹脂層の上面より高くなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記素子の一部を外部に露出させる工程は、前記第1樹脂部を剥離液に浸漬した後に、粘着性テープを用いて前記第1樹脂部を除去することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部に用いられる第1樹脂は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および光熱硬化性樹脂から選択されることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部に用いられる第1樹脂は、硬化後の弾性率が20℃で6GPa以下、かつ200℃で3GPa以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部に用いられる第1樹脂は、硬化後の弾性率が20℃で1GPa以上、かつ200℃で10MPa以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部の上面が、前記第2樹脂層の上面よりも0mm以上から0.05mm以下の範囲で高いことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部の厚さが0.1mm以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部の厚さが0.15mm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂層が、フイルムであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部を形成する工程が、
前記ウエハ上に前記第1樹脂層を膜状に形成する工程と、
膜状の前記第1樹脂層を所定の形状にパターニングし、前記機能部、または前記機能部の周囲に第1樹脂膜を形成する工程と、をさらに含む請求項1乃至9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1樹脂部除去工程の後、前記基材を前記素子ごとに分割する工程をさらに含む請求項1乃至10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記封止工程において、前記基材の下面と前記封止用金型の前記成型面との間にフィルムを挟んで圧接することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部が、少なくとも前記機能部全体を覆うように形成されているか、または前記機能部全体またはその一部が露出する枠体として形成されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1樹脂部は、凹状体であり、
前記凹状体は、凹部の厚みが局部的に薄くなっていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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