JP2022097809A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パッケージ基材から分離してワイヤのみで保持されている簡便な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】中空パッケージ内で、パッケージ基材１上に水溶性樹脂５を介して半導体素子２を接着する。その後、半導体素子２とパッケージ基材１をワイヤ４で接続する。水により浸漬させて水溶性樹脂５を除去することで、半導体素子２をワイヤ４のみで保持する構成の半導体装置を形成する。【効果】中空パッケージ内に水溶性樹脂５が残留しないため、半導体素子２が汚染されることがない。【選択図】図１
Description
本発明は半導体装置の製造方法、特に中空パッケージ内で半導体素子をワイヤにより接続する半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体装置は、回路実装技術の向上により高密度実装品が増えるとともに、小型化の要求が強くなっている。また、ＩｏＴ向けの技術開発が進む中で、電子部品においては、小型化の要求だけに留まらず、多様なパッケージ形状、過酷な使用環境など、多種多様な対応を行う必要がある。
ところで、半導体装置の使用環境温度としては、従来の１５０℃程度から３００℃以上の高温でも耐え得るものが求められている。しかし、高温の環境下において、半導体装置に熱ストレスが加わると、例えばセラミック等からなる基板の応力が半導体素子に付加され、半導体装置の特性が変動してしまうという問題があった。
そこで本願出願人は、中空パッケージ内で、半導体素子の電極がパッケージ基材上の電極がワイヤにより接続され、半導体素子がパッケージ基材から分離してワイヤのみで保持された構造の半導体装置およびその製造方法を開示した（特許文献１）。
本願出願人が先に提案した製造方法を図２に示す。まず、中空パッケージを構成するパッケージ基材１上に半導体素子２を樹脂３で取り付け、この半導体素子２の電極をパッケージ基材１上の電極にワイヤ４により接続する（図２ａ）、その後、昇温と降温の処理を施すことにより硬化した樹脂３を破断し、樹脂３の硬化部に隙間Ｓを形成する（図２ｂ）。この隙間Ｓが形成されることで、半導体素子２をワイヤ４のみで保持する構造となり、パッケージ基材１の応力は半導体素子２に付加されず、熱ストレスによる半導体素子２への影響を抑制することができる。
ところで本願出願人が先に提案した半導体装置の製造方法は、隙間Ｓを形成するために、高温で長時間の熱処理を必要とし製造コストの増加につながってしまう。またこの熱処理の際に樹脂３から発生するアウトガスにより半導体素子２が汚染されてしまうという問題があった。本発明はこれらの問題点を解決し、パッケージ基材から分離してワイヤのみで保持されている簡便な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、中空パッケージ内で、半導体素子の電極がパッケージ基材上の電極にワイヤにより接続され、前記半導体素子は前記パッケージ基材から分離して前記ワイヤのみで保持されている半導体装置の製造方法において、前記パッケージ基材上に水溶性樹脂を塗布する工程と、前記水溶性樹脂上に前記半導体素子を接着させる工程と、前記半導体素子の前記電極と前記パッケージ基材上の前記電極とを前記ワイヤで接続する工程と、前記水溶性樹脂を除去し、前記半導体素子を前記パッケージ基材から分離する工程と、を含むことを特徴とする。
本願請求項２に係る発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体素子を前記パッケージ基材から分離する工程は、前記半導体素子の前記電極と前記パッケージ基材上の前記電極とを前記ワイヤで接続した後、前記半導体素子および前記パッケージ基材を水あるいは親水性溶媒に浸漬させ、前記水溶性樹脂を除去する工程であることを特徴とする。
本発明によれば、水溶性樹脂を用いてパッケージ基材上に半導体素子を接着させるため、水溶性樹脂を除去するのみで半導体素子をパッケージ基材から分離されることができる。水溶性樹脂の除去は、水あるいは親水性溶媒に浸漬させるだけでよく、簡便な方法である。
また、中空パッケージ内に水溶性樹脂が残留しないため、半導体素子が汚染されることがない。
本発明は、中空パッケージ内で、半導体素子がパッケージ基材から分離し、ワイヤのみで保持されている半導体装置を簡便に形成できる製造方法であり、特に、水溶性樹脂を用いた製造方法である。
本発明の実施例について説明する。まず、セラミック等からなるパッケージ基材１に水溶性樹脂５を塗布する（図１ａ）。この水溶性樹脂は、紫外線を照射させることで硬化し、硬化後であっても水あるいは親水性溶媒で除去することができるものである。例えばこの種の水溶性樹脂は、特開２０２０－１２２１２０号公報に開示されているものを使用することができる。
次に水溶性樹脂５上に半導体素子２を載置した後、照射条件５００～２０００ｍＪ／ｃｍ２で紫外線を照射し、水溶性樹脂５を硬化させる。（図１ｂ）。この水溶性樹脂５の硬化により半導体素子２がパッケージ基材１に確実に接着する。
その後、アルミニウムや銅のワイヤ４によって、半導体素子２の上面の電極とパッケージ基材１の電極を接続する（図１ｃ）。このワイヤ４による接続は、半導体素子２が確実にパッケージ基材１に接着しているため可能となっている。
次に半導体素子２およびパッケージ基材１を水中に浸し、３～１０分間程度の超音波洗浄を行い、硬化した水溶性樹脂５を除去することで、半導体素子２をパッケージ基材１から分離し、半導体素子２をワイヤ４のみで保持する構造とする（図１ｄ）。ここで水溶性樹脂５を除去する溶媒は水に限らず、親水性溶媒であってもよい。
最後にリッド６を接着材によってパッケージ基材１の上部に取り付け、半導体装置を完成させる（図１ｅ）。
このように本発明によれば、従来のように高温で長時間の熱処理を行うことなく、中空パッケージ内で、半導体素子がパッケージ基材から分離され、ワイヤのみで保持されている半導体装置を形成することが可能となる。また水溶性樹脂が中空パッケージ内に残留することがないため、高温環境下において樹脂から発生するアウトガスによる半導体素子の汚染を防止することが可能となる。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、水溶性樹脂は半導体素子２をパッケージ基材１上に接着させることができ、水等に溶解することで除去することが可能な樹脂であれば紫外線の照射により硬化する樹脂に限らない。具体的には、熱硬化型の水溶性樹脂や不完全に硬化した水溶性樹脂等を用いることができる。
１：パッケージ基材、２：半導体素子、３：樹脂、４：ワイヤ、５：水溶性樹脂、６：リッド、Ｓ：隙間
Claims (2)
- 中空パッケージ内で、半導体素子の電極がパッケージ基材上の電極にワイヤにより接続され、前記半導体素子は前記パッケージ基材から分離して前記ワイヤのみで保持されている半導体装置の製造方法において、
前記パッケージ基材上に水溶性樹脂を塗布する工程と、
前記水溶性樹脂上に前記半導体素子を接着させる工程と、
前記半導体素子の前記電極と前記パッケージ基材上の前記電極とを前記ワイヤで接続する工程と、
前記水溶性樹脂を除去し、前記半導体素子を前記パッケージ基材から分離する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体素子を前記パッケージ基材から分離する工程は、前記半導体素子の前記電極と前記パッケージ基材上の前記電極とを前記ワイヤで接続した後、前記半導体素子および前記パッケージ基材を水あるいは親水性溶媒に浸漬させ、前記水溶性樹脂を除去する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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