JP3708871B2

JP3708871B2 - 半導体パッケージ集合物

Info

Publication number: JP3708871B2
Application number: JP2001388033A
Authority: JP
Inventors: 勇造柏木
Original assignee: 株式会社シチズン電子
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003188199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージの集合基材上に多数の半導体素子を配列し、その上を樹脂材で封止してなる半導体パッケージ集合物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図８に示すような個々の半導体パッケージ１は、図９に示すような集合基材２に電極部４及び半導体素子３を複数配列形成した後、これらを樹脂材５で全体を封止し、個々の半導体素子３毎の領域に分ける境界線（Ｘ軸，Ｙ軸）上に沿って切断することで分割形成されている。前記集合基材２は、半導体素子３が数個から数十個単位で一定間隔ごとに配列される大きさのガラスエポキシ基板が使用され、細長いスルーホール６がＸ軸方向に沿って一定間隔ごとに形成されている。電極部４は前記スルーホール６から延設形成されている。半導体素子３は前記形成された電極部４の間に載置され、ボンディングワイヤ７によって各電極部４の一端と電気的に接続される。そして、前記集合基材２上に複数の半導体素子３及び電極部４を覆う金型を装着し、この金型内に樹脂材５を充填して樹脂封止する。最後に、ダイシング装置等を用いて集合基材２上のＸ軸及びＹ軸の境界線上に沿って切断し、個々の半導体パッケージ１に分割する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記集合基材２の境界線上に沿ってダイシングを行う際に、集合基材２及びこの上に形成した樹脂材５の厚みによってダイシング用の切断刃に掛かる負荷が大きなものとなっている。特に、サイズの大きな集合基材の上に多数の半導体素子を形成する場合は、切断回数や切断時間が多くなるため、それだけダイシング用の切断刃に掛かる負荷が大きくなり、切断刃自体の寿命も低下する。このため、短いサイクルで切断刃の交換作業を行わなければならなかった。
【０００４】
また、個々の半導体パッケージ１に分割する際に、ダイシング装置の切断刃を正確に境界線（Ｘ軸，Ｙ軸）上にセットしないと、分割された後の個々の半導体パッケージ１の寸法精度にバラツキが生じるといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、複数の半導体素子が樹脂封止された集合基材及び樹脂材を大きな負荷をかけることなく、個々の半導体パッケージ毎に分割することのできる半導体パッケージ集合物を提供することである。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、半導体パッケージのサイズにバラツキが生じないように、精度よく境界線上に沿って切断することのできる半導体パッケージ集合物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る半導体パッケージ集合物は、発光ダイオードからなる半導体素子と、この半導体素子を縦方向及び横方向に実装可能な複数の実装領域を有する集合基材と、この集合基材上を封止し、光を発散させる樹脂材とを備えた半導体パッケージ集合物において、前記集合基材には、前記実装領域を縦方向または横方向のいずれか一方の方向に沿って仕切ると共に、前記それぞれの半導体素子と導通する長溝状のスルーホールが複数設けられ、前記樹脂材の上面には、前記スルーホールと直交する方向に沿って前記実装領域を仕切る仕切溝が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、半導体パッケージ集合物が発光ダイオードからなる半導体素子（発光素子）によって構成され、この発光素子を実装する集合基材に長溝状のスルーホールを設けている。また、前記発光素子がこの発光素子から発せられる光を発散させる樹脂材によって封止され、この樹脂材に前記スルーホールと直交する仕切溝が設けられている。このように、集合基材にスルーホール、樹脂材に仕切溝を設けたことによって、ダイシング用の切断刃による切削領域を少なくすることができる。特に、前記光を発散させるための樹脂材は、粘性を有しているため、前記切断刃の通りが悪く、目詰まりを起こしやすいが、仕切溝を設けたことによって、前記切断刃に掛かる負荷が軽減される。これによって、容易に個々の半導体パッケージに分断することができる。また、分断された半導体パッケージの側面が電極となっているので、そのまま半田実装が可能である。また、ダイシングする際に、切断刃の刃先が前記仕切溝にガイドされるため、切断の位置決めが容易であると共に切断方向のずれを防止することができる。したがって、分断された後の半導体パッケージのサイズがばらつくことなく、切断面もきれいに仕上げることができる。
【０００９】
例えば、前記半導体パッケージが発光ダイオードのような発光体製品である場合は、半導体素子（発光素子）を封止する樹脂材を通して光が発散することになる。したがって、樹脂材の切断精度がよくないと、発光体製品ごとに発光方向や発光輝度が微妙に異なったものが製造されるおそれがある。その点、本発明の半導体パッケージ集合物のように、切断すべき方向に沿った仕切溝が予め形成され、この仕切溝に沿って精度よく切断されるので、外形寸法が均一で発光輝度ムラの少ない個々の発光体製品を大量に生産することができる。
【００１０】
また、前記仕切溝が、集合基材上に樹脂材を形成する際に用いられる金型内に設けた仕切突片に沿ってできるので、従来の製造工程において使用される金型の変更だけで済む。このため、製造が容易で工数及びコストも掛からない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る半導体パッケージ集合物の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の半導体パッケージ集合物を示す斜視図、図２は前記半導体パッケージ集合物を分割した個々の半導体パッケージを示す斜視図である。
【００１２】
図１に示した半導体パッケージ集合物２１は、図２に示したような個々の半導体パッケージ２２に分割される前工程で製造されるものである。この半導体パッケージ集合物２１は、一枚の集合基材２３と、多数の半導体素子２４と、該半導体素子２４を封入する樹脂材２５とで構成される。前記集合基材２３はガラスエポキシやＢＴレジン（Bismaleimide Triazine Resin）等が使用され、その表面にスルーホール２６と、このスルーホール２６から延びる複数の電極部２７とを形成したものである。前記スルーホール２６は長溝状に形成され、前記集合基材２３の表面に一定の間隔をおいて平行に設けられる。電極部２７は、前記スルーホール２６から分岐するような形でマトリックス状に配設される。半導体素子２４は、シリコン結晶を薄くスライスしたものであり、両端に素子電極部（図示せず）を備えている。前記半導体素子２４は集合基材２３上に対向配設された一対の電極部２７間に接着剤等を介して固定され、各素子電極部と電極部２７の一端とがボンディングワイヤ２８で電気的に接続される。樹脂材２５は、スルーホール２６によって挟まれた領域ごとに分けて充填成形され、個々の半導体パッケージ２２毎の領域に分ける断面Ｖ字状の仕切溝２９が形成されている。このようにして形成された半導体パッケージ集合物２１は、スルーホール２６が延びるＸ軸方向及び前記仕切溝２９が延びるＹ軸方向に沿って切断され、図２に示したような対向する壁面が僅かに内方に傾斜した半導体パッケージ２２に分割形成される。
【００１３】
前記仕切溝２９は、図１に示したように、樹脂材２５の上面からＶ字状に切れ込んでいるが、このように先端部を鋭角にすることによって、ダイシング用の切断刃が真っ直ぐにガイドされ、左右にぶれることなく樹脂材２５及び集合基材２３を切断することができる。なお、前記仕切溝２９の深さは樹脂材２５の厚みによって異なるが、集合基材２３の上面に近く達するようにすれば、切断時の負荷をより軽減すると共に、バリや削り滓の発生を抑えたきれいな切断面となる。
【００１４】
次に、前記半導体パッケージ集合物２１の製造方法について説明する。先ず、図３に示すように、ガラスエポキシ等で形成された集合基材２３に長溝状のスルーホール２６を一定間隔ごと平行に複数列設ける。前記スルーホール２６及びこのスルーホール２６の長手方向と直交する方向に突出した電極部２７をマトリックス状に形成する。前記スルーホール２６及び電極部２７のパターン形成はエッチング処理によって行う。次に図４に示すように、前記隣接するスルーホール２６から延びる一対の電極部２７間に半導体素子２４を載置し、接着剤等で固定する。そして、図５に示すように、前記集合基材２３上に固定された半導体素子２４の各素子電極部と電極部２７の一端とをボンディングワイヤ２８で接続する。続いて、図６に示すように、集合基材２３の上に樹脂成形金型３０を装着し、エポキシ樹脂等の樹脂材２５を充填する。前記樹脂成形金型３０には、スルーホール２６の長手方向に沿って延びる凹所が形成され、さらに長手方向と直交する方向にはＶ字状の仕切突片３１が形成されている。この仕切突片３１は集合基材２３のＹ軸方向の切断ラインに沿って設けられる。前記仕切突片３１の深さは、樹脂成形金型３０の深さよりやや浅めに設定する。これは、樹脂材２５をそれぞれの仕切突片３１で仕切られた空間内に均等に充填させるためである。ただし、仕切突片３１が浅すぎるとそれだけダイシングする負荷が大きくなるので、樹脂成形金型３０の深さの略半分に設定するのが望ましい。また、仕切突片３１のＶ字状に広がる基端部の厚みは後述するダイシング用の切断刃がガイドされる程度になるべく薄くして形成する。あまり厚すぎると成形後の樹脂材２５の側面が斜めに傾斜してしまうからである。最後に図７に示すように、前記樹脂成形金型３０内に充填した樹脂材２５を硬化させた後、集合基材２３に装着した樹脂成形金型３０を除去する。そして、スルーホール２６の長手方向に沿ったＸ軸方向の切断ラインに沿って集合基材２３を切断すると共に、前記樹脂材２５に形成された仕切溝２９に沿ったＹ軸方向の切断ラインに沿って個々の半導体パッケージ２２毎に分割する。
【００１５】
このようにして製造された半導体パッケージ集合物２１は、集合基材２３に設定された切断ライン上の樹脂材２５の厚さが他の箇所より薄く形成されているため、ダイシング装置の切断刃にかかる負荷が軽減される。また、前記仕切溝２９が樹脂材２５の上面からＶ字状に切り込まれているので、個々の半導体パッケージ２２の領域が明確になると共に、ダイシング装置の切断刃がこの仕切溝によってガイドされて切断方向のずれが抑えられることになる。
【００１６】
上記実施形態の半導体パッケージ集合物２１は、集合基材２３の材料としてガラスエポキシやＢＴレジン等の積層基板を用いているが、このような高価な基材に限られず、安価で加工も容易なリードフレームを集合基材として用いることができる。このリードフレームは４２アロイ（Ｎｉ４２％のＮｉ−Ｆｅ合金）やアルミニウム、銅などの薄い金属板で形成される。この場合、半導体素子との接続はリードフレーム内に形成されたリード部に直接半田バンプを介して行われることになる。また、樹脂材２５を充填して樹脂封止するには上記半導体パッケージ集合物２１の場合と同様にＶ字状の仕切突片３１が形成された樹脂成形金型３０を使用して行う。この樹脂成形に関しては上記半導体パッケージ集合物２１の場合と同様にして行われる。
【００１７】
なお、上記半導体パッケージ集合物２１は電極数が２極構成の半導体素子２４に対応したものであるが、３極以上の電極数を備えた半導体素子についても、ガラスエポキシ基板に形成する電極パターンあるいはリードフレームに形成するリード部の本数を増やすことで、多極の電極部を備えた半導体パッケージを形成することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体パッケージ集合物によれば、個々の半導体パッケージに分割するための仕切溝が樹脂材の上面に予め形成されているので、切断する際の負荷が軽減される。このため、ダイシング装置の切断刃に掛かる負荷が小さくなり、切断刃のメンテナンスに要する工数の低減化が図られる。また、前記仕切溝が刃先をガイドするので、切断部分の位置決めが容易であると共に、切断方向のずれが少ない。したがって、分割された後の個々の半導体パッケージサイズにバラツキが生じることなく、切断面もきれいに仕上げることができる。
【００１９】
また、前記仕切溝が、集合基材上に樹脂材を形成する際に用いられる金型内に設けた仕切突片に沿ってできるので、従来の製造工程において使用される金型の変更だけで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体パッケージ集合物の斜視図である。
【図２】上記図１の半導体パッケージ集合物を分割した個々の半導体パッケージの斜視図である。
【図３】本発明の半導体パッケージ集合物の土台となる集合基材を示す斜視図である。
【図４】上記集合基材に半導体素子を配列した状態を示す説明図である。
【図５】上記集合基材の電極部と半導体素子とをワイヤボンドした状態を示す説明図である。
【図６】上記集合基材上に樹脂成形金型を装着した状態を示す説明図である。
【図７】完成した半導体パッケージ集合物の斜視図である。
【図８】従来の半導体パッケージの斜視図である。
【図９】上記半導体パッケージに分割される前工程の半導体パッケージ集合物の斜視図である。
【符号の説明】
２１半導体パッケージ集合物
２２半導体パッケージ
２３集合基材
２４半導体素子
２５樹脂材
２９仕切溝
３０樹脂成形金型
３１仕切突片

Claims

発光ダイオードからなる半導体素子と、この半導体素子を縦方向及び横方向に実装可能な複数の実装領域を有する集合基材と、この集合基材上を封止し、光を発散させる樹脂材とを備えた半導体パッケージ集合物において、
前記集合基材には、前記実装領域を縦方向または横方向のいずれか一方の方向に沿って仕切ると共に、前記それぞれの半導体素子と導通する長溝状のスルーホールが複数設けられ、前記樹脂材の上面には、前記スルーホールと直交する方向に沿って前記実装領域を仕切る仕切溝が設けられていることを特徴とする半導体パッケージ集合物。
前記仕切溝は、前記樹脂材を形成する際に用いられる金型に設けられた仕切突片に沿って形成される請求項１記載の半導体パッケージ集合物。