JP4926787B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、内部電極形成工程は、さらにダミー電極を形成し、配線工程は、ループ高さが半導体素子の高さより高くなるように内部電極とダミー電極とをワイヤでワイヤボンディングし、樹脂封止工程は、半導体素子と、内部電極と、ダミー電極と、ワイヤとを樹脂封止して樹脂封止体を作製し、削り工程は、ワイヤが、内部電極と接続したワイヤと、ダミー電極に接続したワイヤとに分割されるまで樹脂封止体を削り、分割工程は、ダミー電極とダミー電極に接続したワイヤとを取り除くように外部電極を形成した樹脂封止体を切断して分割することを特徴とする。
本発明の第1の実施形態の半導体装置について図1を参照して説明する。第1の実施形態の半導体装置は光検出半導体装置であり、図1は光検出半導体装置1Aの構成を説明するための図である。
内部電極形成工程では、光検出半導体装置1Aの内部電極4Aを形成する。内部電極形成工程について、図2を参照して説明する。
光検出半導体素子搭載工程では、超音波接合により光検出半導体素子2Aをガラス基板41の内部電極4A上にフリップチップ接続する。
配線工程では、光検出半導体装置1Aのワイヤ7Aを形成する。ワイヤ7Aの形成には、ワイヤボンディング技術を利用する。たとえば、ネイルヘッドボンディング法によってワイヤ7Aを形成する場合について説明する。ワイヤ7AにはAuワイヤが使用される。
(i)Auワイヤをキャピラリに通し、Auワイヤの先端を溶融してボールを形成する。
(ii)ボールを内部電極4A上に圧着する。これにより、内部電極4A上にネイルヘッドが形成される。
(iii)Auワイヤのループ高さが光検出半導体素子2Aの上面の高さより高くなるようにキャピラリを移動した後、キャピラリのエッジでダミー電極44上にAuワイヤを圧着する。Auワイヤのループ高さは、Auワイヤ先端を溶融しボールを形成する際に形成される再結晶部の長さによって調整することもできる。
(iv)クランパでAuワイヤを引っ張り、切断する。
以上のようにして、図4(b)に示すように、ループ高さが光検出半導体素子2Aの上面の高さより高い、内部電極4Aとダミー電極44とを接続したワイヤ7Aが形成される。
樹脂封止工程では、光検出半導体素子2Aなどを樹脂封止する。樹脂封止するための樹脂8Aには、たとえば熱硬化性エポキシ系樹脂が使用される。光検出半導体素子2Aの外周部には、異方性導電ペースト45が塗布されているので、光検出半導体素子2Aとガラス基板41との間に樹脂8Aが流れ込まない。このため、図4(c)に示すように、光検出部21Aの周囲の空間61は封止用樹脂未充填となり、光検出部21Aは封止用樹脂8Aに覆われない。そして、樹脂封止したガラス板41を不図示のオーブンに入れて熱処理し、樹脂8Aを硬化させる。以下、図4(c)に示す樹脂8Aを硬化させたものを樹脂封止体62と呼ぶ。
研磨工程では、樹脂封止体62の面のうち、ガラス基板41が設けられている面と反対側の面63(以下、上面と呼ぶ)を研磨して、樹脂封止体62の上面を削る。上述したように、ワイヤ7Aのループ高さは光検出半導体素子2Aの上面の高さより高いので、樹脂封止体62の上面を研磨すると、光検出半導体素子2Aが研磨面65に現れる前に、ワイヤ7Aが現れる。さらに研磨すると、図4(d)に示すように、ワイヤ7Aは、内部電極4Aに接続したワイヤ7Aと、ダミー電極44に接続したワイヤ64とに分割される。後述する分割工程で、ダミー電極44とワイヤ64とは、光検出半導体装置1Aから切り離される。したがって、分割代を考慮に入れて、分割された2つのワイヤ7A,64の研磨端間の距離が所定距離以上離れる位置まで樹脂封止体62は研磨される。ワイヤ7Aのループ高さを調整することによって、上述の位置まで樹脂封止体62が研磨されても光検出半導体素子2Aが研磨されないようにする。
外部電極形成工程では、樹脂封止体62の研磨面65にワイヤ7Aと接続する外部電極6Aを形成する。外部電極6Aは以下のようにして形成する。
(i)スリットマスク(金属板に孔を形成して作製したマスク)を樹脂封止体62の研磨面65に貼り付ける。
(ii)スパッタ法によって樹脂封止体62の研磨面65にTiやPdなどの金属電極を形成する。
(iii)スリットマスクを樹脂封止体62の研磨面65から外した後、めっき法によってNi層を金属電極上に形成し、その上にめっき法によってAu層を形成する。これにより、電極の接着強度を増加させる。
以上のようにして、図5(a)に示すように、樹脂封止体62の研磨面65に外部電極6Aが形成される。
分割工程では、樹脂封止体62を分割して、光検出半導体装置1Aを作製する。分割工程では、図5(b)に示すように、1点鎖線71に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体62をダイシングする。そして、図5(c)に示すように、一つの樹脂封止体62が分割され、光検出半導体装置1Aが完成する。
(1)半導体素子2Aの一方の面側の樹脂表面に設けられ、バンプを介して前記半導体素子の端子電極が接続される内部電極と、半導体素子の他方の面側の樹脂表面に設けられ、ワイヤを介して前記内部電極が接続され、表面に露出する外部電極とを備えるようにした。したがって、外部電極6Aが設けられた面と反対側の面に受光面を備えた光検出半導体装置1Aを小型化することができる。
(1)受光開口11Aを覆う基板としてガラス基板3Aを使用したが、検出する光を透過する基板であればガラス基板3Aに限定されない。たとえば、プラスチック基板を使用してもよい。
本発明の参考実施形態の半導体装置について図7を参照して説明する。図7は半導体装置1Bの構成を説明するための図である。
ダイパッド形成工程では、半導体装置1Bのダイパッド9Bを形成する。ダイパッド形成工程について、図8を参照して説明する。
半導体素子搭載工程では、ダイパッド9Bの上に不図示のダイボンディング材を塗布し、その上に半導体素子2Bを搭載する(図9(a))。
バンプ形成工程では、ダイパッド9B上に搭載した半導体素子2Bの端子22B上にバンプ5Bを形成する。バンプ5Bの形成には、ワイヤボンディング技術を利用する。たとえば、ネイルヘッドボンディング法によってバンプ5Bを形成する場合について説明する。バンプ5BにはAuワイヤが使用される。
(i)Auワイヤをキャピラリに通し、Auワイヤの先端を溶融してボールを形成する。
(ii)ボールを半導体素子2Bの端子22B上に圧着する。
(iii)クランパでAuワイヤを引っ張り、切断してバンプを形成する。
(iv)Auワイヤをキャピラリに通し、Auワイヤの先端を溶融してボールを形成する。
(v)ボールをバンプ上に圧着する。
(vi)クランパでAuワイヤを引っ張り、切断する。
以上のようにして、図9(b)に示すように、2つのバンプを重ねたバンプ5Bが半導体素子2Bの端子22B上に形成される。
樹脂封止工程では、図9(c)に示すように、バンプ5Bを形成した半導体素子2Bを樹脂封止する。樹脂8Bには、第1の実施形態と同様に熱硬化性エポキシ系樹脂などが使用される。以下、図9(c)に示す樹脂8Bを硬化させたものを樹脂封止体92と呼ぶ。
研磨工程では、樹脂封止体92の面のうち、ダイパッド9Bが設けられている面と反対側の面(以下、上面と呼ぶ)を研磨して、樹脂封止体92の上面を削る。図9(d)に示すように、研磨面93にバンプ5Bが現れ、バンプ5Bの一部が削れるまで樹脂封止体92は研磨される。
外部電極形成工程では、樹脂封止体92の研磨面93に、バンブ5Bと接続するための外部電極6Bを形成する。外部電極6Bは、第1の実施形態と同様にスパッタ法とめっき法とにより形成される(図10(a))。
剥離工程では、図10(b)に示すように、樹脂封止体92から金属板91を剥離する。上述したように金属板91は可撓性を有するので、容易に取り外すことができる。
分割工程では、金属板91を剥離した樹脂封止体92を分割して、半導体装置1Bを作製する。分割工程では、図10(c)に示すように、1点鎖線94に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体92をダイシングする。そして、図10(d)に示すように、一つの樹脂封止体92が分割され、半導体装置1Bが完成する。
(1)半導体素子2Bの一方の面側の樹脂表面に設けられ、バンプ5Bを介して半導体素子2Bの端子22Bが接続され、表面に露出する外部電極6Bと、半導体素子2Bの他方の面が接続され、表面に露出するダイパッド9Bとを備えるようにした。したがって、バンプ5Bで外部電極6Bと接合した半導体素子2Bが発生する熱を効率的に放熱することができる。
(1)金属板91を樹脂封止体92から剥がしたが、金属板91を剥がさないで、そのまま樹脂封止体92を分割してもよい。図12に示すように、金属板91が半導体素子2Bの放熱板となり、半導体装置1Cのダイパッド9B側の面の面全体で放熱できるので、さらに放熱効率が高くなる。
1B,1C 半導体装置
2A 光検出半導体素子
2B 半導体素子
3A,41 ガラス基板
4A 内部電極
5A,5B バンプ
6A,6B 外部電極
7A ワイヤ
8A,8B 樹脂
9B ダイパッド
11A 受光開口
21A 光検出部
22B 端子
44 ダミー電極
45 異方性導電ペースト
62,92 樹脂封止体
91 金属板
Claims (2)
- 内部電極を形成する内部電極形成工程と、
前記内部電極上に、半導体素子をフリップチップ接続する半導体素子搭載工程と、
ループ高さが前記半導体素子の高さより高くなるようにワイヤを前記内部電極にワイヤボンディングする配線工程と、
前記半導体素子と、前記内部電極と、前記ワイヤとを樹脂封止して樹脂封止体を作製する樹脂封止工程と、
前記ワイヤが2つに分割されるまで前記樹脂封止体を削る削り工程と、
前記樹脂封止体の前記削り工程で削った面に、前記分割されたワイヤのうちの前記内部電極と接続したワイヤと接続する外部電極を形成する前記外部電極形成工程と、
前記分割されたワイヤのうちの前記内部電極と接続していないワイヤを取り除くように前記外部電極を形成した樹脂封止体を切断して分割する分割工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記内部電極形成工程は、さらにダミー電極を形成し、
前記配線工程は、ループ高さが前記半導体素子の高さより高くなるように前記内部電極と前記ダミー電極とをワイヤでワイヤボンディングし、
前記樹脂封止工程は、前記半導体素子と、前記内部電極と、前記ダミー電極と、前記ワイヤとを樹脂封止して樹脂封止体を作製し、
前記削り工程は、前記ワイヤが、前記内部電極と接続したワイヤと、前記ダミー電極に接続したワイヤとに分割されるまで前記樹脂封止体を削り、
前記分割工程は、前記ダミー電極と前記ダミー電極に接続したワイヤとを取り除くように前記外部電極を形成した樹脂封止体を切断して分割することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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