KR20100042608A - 전자 장치 및 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 소자의 기능 유닛 내의 크랙 발생이 감소된다. 전자 장치의 제조 방법에서, 기능 유닛과 광투과층을 포위하도록 설치되는 프레임 부재를 웨이퍼 상에 형성하고, 이후 봉지 금속 몰드부의 몰딩면이 프레임 부재의 상면과 접촉하고 있는 동안, 봉지 수지를 봉지 금속 몰드 내로 주입시킴으로써, 프레임 부재의 주변을 충전하는 수지층을 형성하고, 이 수지층 형성 동작 이후, 프레임 부재의 내측 공간 내에 광투과층을 형성한다. 프레임 부재가 봉지 금속 몰드부와 접촉하고 있는 동안 봉지 수지를 주입시킴으로써 봉지수지층을 형성한다. 따라서, 봉지시 봉지 금속 몰드를 사용하여 인가되는 압력은 기능 유닛 주위의 프레임 부재에 걸쳐 부과된다. 또한, 봉지 이후 광투과층을 형성한다. 따라서, 봉지 금속 몰드부와 광투과층의 접촉에 의해 발생하는 봉지시 기능 유닛에 인가되는 압력 전이가 회피될 수 있다.
전자 장치

Description

전자 장치 및 전자 장치의 제조 방법{ELECTRONIC DEVICE AND PROCESS FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}
본출원은 일본특허출원 제 2008-267,547호에 기초하고, 그 내용은 참고로서 본명세서에 포함된다.
본출원은 전자 장치 및 전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
디지털 다용도 디스크(DVD)용 광검출기 또는 디지털 카메라용 영상 장치에 사용되는 감광 소자는 투명 봉지 수지로 덮이도록 통상 구성되어 외부로부터 부과된 스트레스로부터 감광 소자를 보호하면서 광신호를 광전도체로 안내한다. 이들 감광 소자들은 김광 소자들이 기판으로서 작용하는 리드 프레임 상에 특정거리로 각각 배치되고, 이 리드 프레임은 투명 수지로 봉지되어 커버력을 제공하는 구성을 통상 갖는다.
광신호를 처리하는 대표적인 전자 장치로서, 예를 들면 일본공개특허공보 제 2000-173,947호에는 광소자 칩의 감광 유닛 또는 발광 유닛에 직접 결합되는 투명 렌즈와, 절연 몰드 수지 재료로 구성된 몰드부를 포함하는 플라스틱 패키지가 개시되어 있다. 렌즈형을 갖도록 형성된 이 렌즈는 애노드 결합을 통해 감광 유닛에 결합되고, 이후 특정 비율로 혼합된 유리 충전재를 함유하는 몰드 수지 재료를 사용하여 몰딩 공정이 수행된다.
또한, 일본공개특허공보 제 H03-11,757(1991)에는 붕규산염 유리로 구성된 투명 부재 및 붕규산염 유리의 일측 상에 형성된 투명 수지층에, 고체 촬영 소자가 부착되어 있는 리드 프레임 구조가 개시되어 있다. 또한, 이 리드 프레임 구조는 금속 몰드 내에 설치되고, 전이 몰딩 공정을 통해 에폭시 수지로 몰딩되어 몰딩된 수지를 형성하는 것이 또한 개시되어 있다.
관련 기술이 일본공개특허공보 제 S62-257,757호(1987) 및 일본공개특허공보 제 S58-207,656호(1983)에 또한 개시되어 있다.
상기 문헌에 개시된 기술에서, 투명 부재의 외주변을 봉지 수지로 덮을 때 봉지 금속 몰드가 사용되어, 이 봉지 수지는 봉지 금속 몰드의 공동 내로 주입된다. 따라서, 투명 부재와 금속 몰드 사이로 봉지 수지의 투과를 회피하기 위해서는, 투명 수지를 봉지 금속 수지로 강하게 밀접하게 접촉시키는 것이 필요하다. 따라서, 봉지 금속 몰드를 클램핑시켜 발생되는 압력이 투명 부재를 통해 반도체 소자의 기능 유닛에 걸쳐 부과되어, 반도체 소자의 기능 유닛은 압력을 견디지 못할 수 있다. 이는 반도체 소자에서의 크랙 발생 등과 같은 고장의 발생을 유도할 수 있다.
요약
본발명의 한 측면에 따르면, 웨이퍼 내에 형성된 복수의 소자를 갖는 웨이퍼에 걸쳐서 제 1 수지로 구성된 수지 필름을 형성하는 단계; 이 수지 필름을 패터닝하여 이 소자의 기능 유닛을 포위하도록 설치되는 프레임 부재를 형성시키는 단계; 및 봉지 금속 몰드의 몰딩면을 프레임 부재의 상면과 접촉시키면서 봉지 금속 몰드의 공동 내로 제 2 수지를 주입시킴으로써 프레임 부재의 주변을 충전하는 수지층을 형성하는 단계:를 포함하는 전자 장치의 제조 방법으로서, 여기서 이 제조방법은 수지층의 형성 전후에, 프레임 부재의 내측 내의 공간 내에 광투과층을 형성하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 전자 장치의 제조방법에 있어서, 기능 유닛과 광투과층을 포위하도록 설치되는 프레임 부재를 웨이퍼에 걸쳐서 형성하고, 이후 봉지 금속 몰드의 몰딩면을 프레임 부재의 상면과 접촉시키면서 봉지 금속 몰드의 공동 내로 제 2 수지를 주입시킴으로써, 프레임 부재의 주변을 충전하는 수지층을 형성하고, 수지층의 형성 전후에, 프레임 부재의 내측 내의 공간 내에 광투과층을 형성한다. 봉지 금속 몰드의 몰딩면을 프레임 부재의 상면과 접촉시키면서, 봉지 수지를 주입시킴으로써 수지층을 형성한다. 따라서, 봉지 금속 몰드를 사용하여 봉지시 인가되는 압력이, 기능 유닛 주위로 프레임 부재에 걸쳐서 부과된다. 또한, 봉지후 광투과층을 형성 하거나, 또는 봉지 공정 중 프레임 부재의 높이보다 낮도록 광투과층을 위치시킨다. 따라서, 봉지 금속 몰드와 광투과층의 접촉에 의해 생기는, 봉지시 기능 유닛에 대해 인가되는 압력의 전이를 회피할 수 있다. 이는 봉지 금속 몰드와 광투과층의 접촉에 의해 생기는 봉지시 인가되는 압력을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 반도체 소자의 기능 유닛 내의 크랙의 발생을 감소시킬 수 있다.
본발명에 따르면, 반도체 소자의 기능 유닛 내의 크랙의 발생을 감소시키기 위해 적응되도록 구성되는 전자 장치, 및 이 전자 장치의 제조 방법을 달성한다.
본발명의 상기 및 기타 목적, 장점 및 특징은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 특정의 바람직한 구체예에 관한 아래의 기술로부터 더욱 명백해진다.
도 1A는 구체예에서의 전자 장치를 나타내는 투시도이고, 도 1B는 도 1A에 보이는 선 A-A'에 따르는 단면도이고;
도 2A 내지 2D는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 3A 내지 3C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 4A 내지 4C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 5A 내지 5C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이 고;
도 6A 내지 6C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 7A 내지 7C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 8A 내지 8C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 9A 내지 9C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 10A 내지 10C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 11A 내지 11F는 변형 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 12A 및 12B는 변형 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 13은 변형 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
이하에서, 예시적 구체예를 참조하여 본발명을 기술한다. 본분야의 숙련자라면 본발명의 교지를 써서 수많은 변형 구체예를 이룰 수 있고, 본발명은 예시적 목적으로 기술된 구체예에 제한되는 것이 아님을 이해한다.
첨부된 도면을 참조하여, 본발명에 따른 전자 장치 및 그의 제조방법에 대한 예시적인 실시예를 이하에서 상세히 설명한다. 모든 도면에서, 도면에 공통적으로 보이는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그의 상세한 기술은 반복하지 않는다.
(제 1 구체예)
도 1A는 제 1 구체예에서의 전자 장치를 나타내는 투시도이고, 도 1B는 도 1A에 보이는 선 A-A'에 따르는 단면도이다. 도 2A 내지 2D, 3A 내지 3C, 4A 내지 4C 및 5A 내지 5C는 제 1 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
전자 장치(108)는 웨이퍼(101a) 내에 형성되는 감광 소자(101); 감광 소자(101)의 기능 유닛(101b) 상에 형성되는 광투과층(113); 웨이퍼(101a) 상에서 기능 유닛(101b)과 광투과층(113)을 포위하도록 설치되는 프레임 부재(102); 및 프레임 부재(102)의 주변을 충전하는 봉지 수지층(106)을 포함하고, 여기서 프레임 부재(102)의 상면은 봉지 수지층(106)의 상면의 높이보다 높다. 금속 세선(105)을 통해 리드 프레임(104)에 감광 소자(101)를 전기적으로 결합시킨다.
복수개의 기능 유닛(101b)을 갖는 감광 소자(101)를 웨이퍼(101a) 상에 형성한다(도 2A). 감광 소자(101)의 표면에 걸쳐 기능 유닛(101b)을 노출시킨다. 기능 유닛(101b)은 광투과층(113)을 통해 수광할 수 있다.
프레임 부재(102)는 기능 유닛(101b)과 광투과층(113)을 내부적으로 포위하는 중공 공간을 갖는다. 프레임 부재(102)의 단면은 예를 들면 원형일 수 있고, 택일적으로는 다각형일 수 있다.
프레임 부재(102)는 광 및/또는 열로 완전히 경화가능한 수지(제 1 수지)로 형성된다. 더욱 상세하게는, 프레임 부재(102)는 필름 형태의 제 1 수지로 구성되는 수지 필름(102a)을 패터닝함으로써 형성된다.
프레임 부재(102)의 높이는 0.12 mm이다. 프레임 부재(102)의 높이는 바람직하게는 0.05 mm 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 mm 이상일 수 있다. 프레임 부재(102)는 금속 세선(105)보다 높은 높이를 갖도록 설계될 수 있기 때문에, 감광 소자(101)의 미리 결정된 위치로부터 리드 프레임(104)에 결합하는 금속 세선(105)과, 전자 장치(108)의 제조 방법에서 사용되는 봉지 금속 몰드(111)와의 바람직하지 않은 접촉을 회피할 수 있다(도 4B 참조). 따라서, 봉지 금속 몰드(111a)와 프레임 부재(102)의 상면과의 긴밀한 접촉을 달성할 수 있어서, 프레임 부재(102)의 표면에 걸쳐 봉지 수지층(106)을 형성하기 위한 수지(제 2 수지)의 투과를 방지할 수 있다. 프레임 부재(102)의 높이는 웨이퍼(101a)의 주요 표면으로부터 프레임 부재(102)의 상면까지의 수직 방향 길이이고, 프레임 부재(102)를 구성하는 수지의 두께와 또한 같다.
프레임 부재(102)의 탄성 계수는 바람직하게는 20℃에서 1 GPa 이상이면서 6 GPa 이하이고, 200℃에서 10 MPa 이상이면서 3 GPa 이하이다. 20℃에서 1 GPa 이상이면서 6 GPa 이하의 범위의 탄성 계수는 전자 장치(108)의 감광 소자(101)를 보호하는 기능을 제공한다. 한편, 200℃에서 10 MPa 이상이면서 3 GPa 이하의 범위의 탄성 계수는 인가되는 압력에 대해 감광 소자(101)를 보호하는 기능을 제공하는데, 프레임 부재(102)는 소량의 탄성 변형을 나타내어 전자 장치(108)의 제조 공정에서 봉지 금속 몰드(111)와의 압력 접촉 도중, 완충 물질로서 작용할 수 있기 때 문이다. 프레임 부재(102)의 탄성 계수는 수지가 광 및 열로 완전히 경화되는 조건에서 프레임 부재(102)를 구성하는 수지의 탄성 계수이다.
프레임 부재(102)는 봉지 수지층(106)의 상면보다 낮지 않은 상면을 갖고, 봉지 수지층(106)으로부터 상방으로 돌출하도록 구성된다. 프레임 부재(102)의 상면의 높이는 봉지 수지층(106)의 상면의 높이로부터 0 mm 이상 0.06 mm 이하이다.
봉지 수지층(106)은 봉지용 수지(제 2 수지)로 형성된다. 봉지용 수지는 무기 충전재, 더욱 상세하게는 유리 충전재를 포함할 수 있다. 이는 봉지 수지층(106)에 강도 향상을 부여한다.
광투과층(113)은 감광 소자(101) 상의 프레임 부재(102)의 내부에 위치하는 기능 유닛(101b)을 덮도록 설치된다. 광투과층(113)의 상면은 프레임 부재(102)의 상면보다 높고, 볼록한 면이다. 더욱 상세하게는 프레임 부재(102)의 외측에 노출되는 광투과층(113)의 표면들은 곡선형태이다.
광투과층(113)은 광 및/또는 열로 완전히 경화가능한 수지(제 3 수지)로 형성된다. 광투과층(113)은 광투과 재료로 구성된다.
제 1 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법은 도 2A 내지 2D, 3A 내지 3C, 4A 내지 4C 및 5A 내지 5C를 참조하여 설명한다. 도 2A 내지 2D, 3A 내지 3C, 4A 내지 4C 및 5A 내지 5C는 제 1 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 예시하는 단면도이다.
전자 장치(108)의 제조 방법은 웨이퍼(101a) 내에 형성된 복수의 감광 소자(101)를 갖는 웨이퍼(101a)에 걸쳐서 제 1 수지로 구성된 수지 필름(102a)을 형 성하는 단계; 이 수지 필름(102a)을 패터닝하여 이 감광 소자(101)의 기능 유닛(101b)을 포위하도록 설치되는 프레임 부재(102)를 형성시키는 단계; 및 봉지 금속 몰드(111)의 몰딩면을 프레임 부재(102)의 상면과 접촉시키면서 봉지 금속 몰드(111)의 공동 내로 제 2 수지를 주입시킴으로써 프레임 부재(102)의 주변을 충전하는 수지층(106)을 형성하는 단계; 및 수지층의 형성 전후에, 프레임 부재(102)의 내측 내의 공간 내에 광투과층(113)을 형성하는 단계를 포함한다.
우선, 도 2A에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a) 내에 형성된 복수의 감광 소자(101)를 갖는 웨이퍼(101a)가 제조된다. 웨이퍼(101a) 내에 배치된 각각의 감광 소자(101)의 표면에는 기능 유닛(101b)을 노출시킨다. 도 2A의 예시에서, 웨이퍼(101a) 내에 배치된 단지 두 개의 감광 소자(101)가 보여진다.
다음, 도 2B에서 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a) 상에 수지 필름(102a)(제 1 수지)를 형성시킨다. 수지 필름(102a)으로서의 역할을 하는 균일한 두께를 갖는 필름은 전체 웨이퍼(101a)를 덮는다. 수지 필름(102a)의 두께는 0.12 mm이다. 따라서, 0.12 mm의 높이를 갖는 프레임 부재(102)를 얻는다.
이후, 도 2C에 나타낸 바와 같이, 정렬을 이루면서 노출 공정을 수행하여, 기능 유닛(101b)을 노출 마스크(103)의 상면 내에 형성되는 미리 결정된 위치로 피팅시키고, 기능 유닛(101b)을 포위하도록 설치되는 프레임 부재(102)을 형성하도록 수지 필름(102a)을 패터닝시킨다.
또한, 도 2D에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(102)를 제외하고 수지 필름(102a)의 부분을 제거하기 위해 현상 공정을 수행한다. 상기한 바와 같이, 포토 리소그래피법을 사용하여 기능 유닛(101b)의 주변을 덮도록 설치되는 프레임 부재(102)를 형성한다.
또한, 프레임 부재(102) 형성용 수지 필름(102a)(제 1 수지)은 현상 공정 이후 완전히 경화되지 않기 때문에, 프레임 부재(102) 및 웨이퍼(101a), 또는 말하자면 프레임 부재(102) 및 감광 소자(101)는 약한 결합력으로 부착되고, 강하게 부착되지 않는다.
이후, 도 2D에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a) 내에 형성된 프레임 부재(102)를 갖는 웨이퍼(101a)를 열적으로 가공하여 수지 필름(102a)를 완전히 경화시켜, 프레임 부재(102) 및 웨이퍼(101a), 또는 말하자면 프레임 부재(102) 및 감광 소자(101)는 강하게 부착된다. 그러한 열 공정에 의해 실질적으로 어떠한 프레임 부재(102)의 기하학적 변화도 발생하지 않고, 프레임 부재(102)의 특성은 도 2D에 나타낸 프레임 부재(102)의 특징과 실질적으로 같다.
이후, 도 3A에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a)를 개별 감광 소자(101)로 다이스 절단하여 프레임 부재(102)를 갖는 감광 소자(101)를 얻는다. 원통형의 프레임 부재(102)가 형성된다.
본구체예에서, 프레임 부재(102)가 주변 온도에서 약 2.4 GPa의 탄성 계수와 200℃에서 약 15 MPa의 탄성 계수를 갖도록 프레임 부재(102)를 조절한다. 광과 열로 경화가능한 수지의 타입, 경화제와 같은 성분의 함량비, 경화 광의 강도, 경화 온도 등과 같은 제조 조건을 적절히 선택함으로써 프레임 부재(102)의 탄성 계수를 적절히 조절할 수 있다.
이후, 도 3B에 나타낸 바와 같이, 접착제를 통해 리드 프레임(104) 상의 미리 결정된 위치에 감광 소자(101)를 부착시킨다. 이후, 도 3C에 나타낸 바와 같이, 감광 소자(101)의 각각의 미리 결정된 위치와 리드 프레임(104)을 금속 세선(105)을 통해 전기적으로 결합시킨다. 상기에 부가하여, 미리 결정된 거리로 고밀도 배치로 리드 프레임(104) 상에 감광 소자(101)를 배치시킨다.
다음, 도 4A 내지 4C를 참조하여, 프레임 부재(102) 주위로 감광 소자(101), 금속 세선(105) 및 전체 리드 프레임(104)을 봉지 수지로 덮기 위한 봉지 동작을 이하에 설명한다.
도 4A에 나타낸 바와 같이, 평면의 몰딩면을 각각 갖는 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)를 제조하고, 도 3C에 나타낸 리드 프레임(104) 상의 감광 소자(101)를 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)의 미리 결정된 위치에 고정시킨다.
이후, 도 4B에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(102)의 상면을 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면에 대해 압착하고, 봉지 금속 몰드부(111b)의 몰딩면을 또한 리드 프레임(104)의 하면에 대해 압착한다. 더욱 상세하게는, 프레임 부재(102)의 상면과 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면 사이의 갭, 및 리드 프레임(104)의 하면과 봉지 금속 몰드부(111b)의 몰딩면 사이의 갭이 최초화되어, 둘의 긴밀한 접촉이 가능해진다.
이후, 도 4B에 나타낸 바와 같이, 봉지 금속 몰드부(111)를 사용하는 압축 조건을 유지시키면서, 열에 의해 용융된 봉지 수지(제 2 수지)를 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)의 각각의 몰딩면에 의해 포위되는 공동 내로 주입시켜 프레임 부 재(102)의 주변을 충전하는 봉지 수지층(106)을 형성시킨다.
이후, 도 4C에 나타낸 바와 같이, 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)를 해체하여, 봉지 수지층(106)의 상면보다 약간 높게 돌출되어 있는 프레임 부재(102)의 상면을 갖도록 형성되는 감광 소자(101)를 얻는다. 이는 도 5A에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(104) 상단에 복수의 감광 소자(101)가 완전히 봉지되는 것을 가능하게 한다.
이후, 도 5B에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(102)의 내측에서 노출되는 감광 소자(101)의 기능 유닛(101b)에 걸쳐 광투과성 수지를 주입하여 기능 유닛(101b)에 걸쳐 광투과층(113)을 형성한다. 그러한 광투과성 수지는 광투과성 엑체 수지이고, 또한 광 및 열로 경화가능한 수지이다.
디스펜서로 광투과성 수지를 주입하고 이후 광 또는 열, 또는 광과 열의 조합으로 수지를 경화시킴으로써 광투과층(113)을 형성시킨다. 포토리소그래피 공정을 통해 정확한 특성을 갖는 프레임 부재(102)를 형성시키기 때문에, 또한 디스펜서를 사용하여 광투과성 수지의 일정한 양을 주입할 수 있기 때문에, 광투과층(113)을 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 본구체예에서, 광투과층(113)은 단일층으로 구성된다.
광투과층(113)의 상면은 볼록한 면이고, 프레임 부재(102)의 상면보다 높고, 프레임 부재(102)로부터 상방으로 돌출하는 특징을 갖는다. 광투과층(113)은 액체 형태이기 때문에, 표면 장력을 이용하여 외부로 노출된 표면에 대해 굴곡면을 제공할 수 있다. 그러한 굴곡면의 특징은 광투과층(113)의 용매의 배합비를 변경시킴 으로써 소정의 굴곡을 제공하여 점도를 변경시킬 수 있다.
이후, 도 5C에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼를 각각의 감광 소자(101)로 다이스 절단시켜 소정의 특징을 갖는 전자 장치(108)를 얻는다. 전자 장치(108)는 반도체 기판 또는 유리 기판의 표면 내에 형성된 수동 소자와 능동 소자 중 하나 또는 이들 모두를 갖는 장치를 말한다.
이하, 본구체예의 유리한 효과를 기술한다.
전자 장치(108)의 제조 방법에서, 기능 유닛(101b)과 광투과층(113)을 포위하도록 설치되는 프레임 부재(102)를 웨이퍼(101a) 상에 형성시키고, 이후 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면을 프레임 부재(102)의 상면과 접촉시키면서 봉지 금속 몰드(111)의 공동 내로 봉지 수지를 주입시킴으로써 프레임 부재(102)의 주변을 충전하는 수지층(106)을 형성하고, 수지층의 형성 전후에, 프레임 부재(102)의 내측 내의 공간 내에 광투과층(113)을 형성시킨다.
프레임 부재(102)를 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면과 접촉시키면서, 봉지 수지를 주입시킴으로써 수지층(106)을 형성시킨다. 따라서, 봉지 금속 몰드(111)를 사용하여 봉지시 인가되는 압력은 기능 유닛(101b) 주위의 프레임 부재(102)에 걸쳐 부과된다. 또한, 봉지 이후 광투과층(113)을 형성시킨다. 따라서, 봉지 금속 몰드부(111a)와 광투과층(113)의 접촉에 의해 생기는, 봉지층 내에서 기능 유닛(101b)에 대해 인가되는 압력의 전이를 회피할 수 있다. 이는 봉지 금속 몰드부(111a)와 프레임 부재(102)의 접촉에 의해 생기는 봉지시 인가되는 압력을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 반도체 소자(101a)의 기능 유닛 (101b) 내의 크랙의 발생을 감소시킬 수 있다.
봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면은 봉지 공정에서 프레임 부재(102)의 상면과 접촉한다. 이 구성은 봉지 공정 도중 프레임 부재(102)의 내부에서 봉지 수지의 흐름을 방지하여, 봉지 공정 이후 프레임 부재(102)의 내측 상에 광투과층(113)을 형성할 수 있다.
전자 장치(108)의 제조 방법에서, 클램핑 압력에 의해 발생하는 외부힘에 의해 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면을 프레임 부재(102)의 상면과 강하게 부착시키고, 감광 소자(101)를 프레임 부재(102)에 강하게 부착시킨다. 그러한 경우, 프레임 부재(102)의 탄성 계수는 20℃에서 1 GPa 이상이면서 6 GPa 이하이고, 200℃에서 10 MPa 이상이면서 3 GPa 이하이어서, 프레임 부재(102) 자체가 봉지 금속 몰드부(111)의 클램핑 압력에 의해 탄성 변형을 발생시키고(도 4B 참조), 그러한 클램핑 압력의 의해 발생된 외부힘은 흡수되어 감광 소자(101)를 보호한다.
프레임 부재(102)의 탄성 변형은 또한 프레임 부재(102)를 봉지 금속 몰드부(111a)와 밀접하게 접촉시키게 하는 대항력도 발생시킨다. 이것은 프레임 부재(102)와 봉지 금속 몰드부(111a) 사이의 부착면으로 봉지 수지가 흐르는 것을 방지한다.
상기에 부가하여, 봉지 금속 몰드부(111a) 또는 봉지 금속 몰드부(111b)에 의해 봉지 금속 몰드(111)에 의한 클램핑 압력을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(108)는 프레임 부재(102)와 봉지 금속 몰드부(111a)의 접촉에 의해, 봉지 금속 몰드부(111a) 또는 봉지 금속 몰드부(111b)에 의해 발생하는 압력으로부터 기능 유 닛(101b)을 보호할 수 있다.
본구체예에서, 전자 장치(108)는 도 5A에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a) 상에서 기능 유닛(101b)과 광투과층(113)을 포위하도록 설치되는 프레임 부재(102)를 포함하고, 프레임 부재(102)의 상면은 봉지 수지층(106)의 상면의 높이보다 높다. 프레임 부재(102)의 상면은 봉지 수지층(106)의 상면의 높이보다 높다. 더욱 상세하게는, 프레임 부재(102)의 상면은 10 ㎛ 내지 60 ㎛의 범위 내의 거리만큼 봉지 수지층(106)의 상면보다 높다.
이는 프레임 부재(102)의 탄성 병형을 이용하는 것을 가능하게 하여, 봉지 금속 몰드부(111a)와 프레임 부재(102)의 부착력을 향상시킨다.
또한, 프레임 부재(102)의 상면이 봉지 수지층(106)의 상면보다 0.06 mm 이상 더 높은 디자인에서, 봉지 금속 몰드부(111a)의 클램핑 압력에 의한 외부힘이 증가되어, 프레임 부재(102)의 변형은 가소성 변형이 되어, 파단을 발생시킬 가능성이 있다.
한편, 프레임 부재(102)의 상면이 봉지 수지층(106)의 상면보다 낮은 경우, 또는 말하자면 프레임 부재(102)의 상면의 높이가 봉지 수지층(106)의 상면의 높이보다 낮은 경우(0 mm보다 낮은 경우), 봉지 수지가 프레임 부재(102)의 표면(제 1 수지 필름(102a)과 봉지 금속 몰드부(111a) 사이의 밀접하게-접촉되어 있는 표면)과 그 내부로 흘러가는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 프레임 부재(102)의 상면의 높이를 봉지 수지층(106)의 상면의 높이보다 낮지 않도록 선택하는 이유는 프레임 부재(102)의 높이에 있어서 편차가 고려되 더라도 봉지 수지층(106)가 프레임 부재(102)의 표면 내로 흐르는 것을 회피하기 위해서이다. 이하에서 상세히 설명한다.
전자 장치의 제조 방법에서 프레임 부재(102)의 높이의 편차는 표준 편차로 약 10 ㎛이다. 프레임 부재(102)의 높이의 편차는, 현상 공정에서 액체 현상제의 타입, 노출 공정에서 광량, 배치 시간 변화 등과 같은 공정 조건으로 인해, 포토리소그래피 공정을 통해 균일한 두께를 갖는 수지 필름(102a)으로 구성된 필름이 형성될 때, 프레임 부재(102)를 형성하는 동작에서 일어날 수 있는 프레임 부재(102)의 높이 편차로서 정의된다. 프레임 부재(102)의 높이는 제조 공정에서 발생하는 편차를 고려하여, 가장 낮은 높이일 수도 있지만, 봉지 수지층(106)과 같거나 더 높도록 설계하는 것이 바람직하다.
따라서, 프레임 부재(102)의 높이는 그러한 높이 편차에 대한 표준 편차의 세배인 약 30 ㎛만큼 봉지 수지층(106)의 상면보다 더 높도록 설계한다. 프레임 부재(102)의 높이 설계는 봉지 공정 등에서 프레임 부재(102)를 압착하기 위한 압력을 조절함으로써 적절히 조절될 수 있다(도 5A 참조).
프레임 부재(102)의 상면의 높이는 0 mm 이상 0.06 mm 이하 만큼 봉지 수지층(106)의 상면의 높이보다 높도록 설계될 수 있다. 프레임 부재(102)의 탄성 변형으로 인해 봉지 금속 몰드부(111a)의 접촉이 향상된다.
또한, 본구체예에서, 필름형인 수지 필름(102a)을 사용하여 0.05 mm 이상의 균일한 두께를 갖는 수지 필름(102a)을 형성시킬 수 있다.
그 이유는 유체 수지를 사용함으로써 전체 웨이퍼(101a)에 걸쳐 균일한 필름 두께를 제공하기 위해 낮은 점도의 수지를 사용하게 되고, 그러한 수지의 낮은 점도로 인해 0.05 mm 두께를 얻는 것이 어려워질 수 있기 때문이다. 한편, 유체 수지를 사용하여 전체 웨이퍼(101a)에 걸쳐 0.05 mm 이상의 두께를 갖는 필름이 형성될 때는, 고점도 수지를 사용하여야 하므로, 수지의 고점도로 인해 웨이퍼(101a)에 걸쳐 피복하기 위한 점성 저항이 증가하여, 필름 두께에서 편차가 증가하여 균일한 두께를 얻는 것이 어렵게 된다.
광투과층(113)의 상면은 볼록형이어서, 광투과층이 렌즈 효과를 나타내어 압축력 향상을 부여한다. 광투과층(113)을 형성하기 위한 수지(제 3 수지)는 부착 기능을 가져서, 감광 소자(101)의 기능 유닛(101b) 상에 수지를 직접 설치할 수 있어서, 설치 표면의 광굴절 또는 광감쇄와 같은 장치 성능의 열화가 감소될 수 있다. 또한, 광투과층(113)은 단일층으로 구성되기 때문에, 설치 표면의 광굴절 또는 광감쇄와 같은 장치 성능의 열화가 감소될 수 있다.
기능 유닛(101b) 상에만 광투과층(113)을 채용하는 것은 봉지 수지층(106)용 투명 수지를 사용할 필요가 없게 만든다. 이것은 봉지 수지층(106) 내에 유리 충전재 등과 같은 강화제를 부가하는 것을 가능하게 한다.
또한, 전자 장치(108)의 대부분을 덮는 봉지 수지층(106) 내에 낮은 열팽창성을 갖는 강화제가 함유되기 때문에, 봉지수지층은 통상의 광투과 봉지 수지와 비교하여 작은 열팽창을 나타내어, 봉지 수지층(106)에 대한 리플로우 동작에서의 열팽창을 제어할 수 있다. 더욱 상세하게는, 봉지 수지층(106)의 휘어짐을 방지할 수 있어서 고밀도 배치로 리드 프레임(104) 상에 감광 소자(101)를 제조할 수 있어 서, 리드 프레임(104)의 이용율이 향상되고, 또한 낭비 면적이 감소하여 낭비 감소와 제조 비용 감소를 가능하게 한다. 이것은 리플로우 동작에서 커플링 신뢰성의 향상을 부여하는 것을 가능하게 한다.
또한, 리드 프레임(104)을 사용하여 부착성을 향상시키기 위한 부착보조제를 봉지 수지층(106)에 부가하여 리드 프레임(104)과 봉지 수지층(106)의 계면 내로 물이 유입하는 것을 방지할 수 있다.
통상의 광투과성 봉지 수지는 리플로우 동작에서 열에 의해 그 색을 변경시켜 부착보조제가 함유될 때 광투과성을 상실하고, 따라서 첨가제를 부가하기 어렵다. 그렇지만, 본구체예에서의 전자 장치(108)에 따르면, 리플로우 공정에서 갑작스러운 온도상승이 발생한다 하더라도 전자 장치(108)의 크기 변화가 감소하고, 전자 장치(108) 내로의 물의 유입량이 감소하여, 전자 장치(108)에서의 증기 폭발이 회피될 수 있다. 따라서, 전자 장치(108)의 패키징에 있어서 높은 커플링 신뢰성을 갖는 전자 장치(108)를 얻을 수 있다.
수지 필름(102a)은 필름형 형상을 갖고, 또한 부착 기능을 갖기 때문에, 수지 필름은 웨이퍼(101a)를 분할하지 않고 한번에 웨이퍼(101a) 상에 형성될 수 있어서, 더 높은 기하학적 정확도를 갖는 프레임 부재(102)를 높은 효율로 생산할 수 있다.
또한, 액체 제 3 수지를, 더 높은 정확도로 형성된 프레임 부재(102)의 내부 내로 주입함으로써 광투과층(113)을 형성할 수 있기 때문에, 복잡한 시설을 사용할 필요 없이 생산 효율 향상을 이룰 수 있다. 더욱 상세하게는, 종래예에서와 같이, 높은 정확도의 광투과를 위해 개별적으로 형성된 부분의 설치와 같은 고도로 정밀한 부품 또는 복잡한 시설을 사용할 필요가 회피될 수 있고, 일괄 공정을 달성할 수 있다.
제 2 구체예
도 6A 내지 6C 및 도 7A 내지 7C는 제 2 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다. 제 2 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법은 봉지 동작 이후 프레임 부재(102)의 내부 공간 내에 제 1 구체예의 광투과층(113)이 형성되는 동안, 본 구체예의 광투과층(113)이 봉지 동작 이전에 프레임 부재(102)의 상면보다 낮게 형성되고, 또한 봉지 동작 이후 광투과층(113b)이 형성된다. 본 제조 방법에서의 다른 동작은 제 1 구체예에서와 유사하다.
제 2 구체예에서 광투과층(113)은 도 6A 내지 6C에 나타낸 제조 방법에 의해 형성된다. 본 제조 방법에서의 다른 동작은 제 1 구체예에서와 유사하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
우선, 프레임 부재(102)의 상면보다 낮게 배치되는 광투과층(113a)을, 도 2A 내지 도 3A에 나타낸 바와 같이 형성되는 프레임 부재(102)의 공간 내측에 도 6A에 나타낸 바와 같이 형성시킨다. 광투과층(113a)의 형성은 디스펜서를 사용하여 광투과성 수지(제 3수지)를 주입하고 이후 이 수지를 광 또는 열, 또는 광과 열의 조합으로 경화시킴으로써 이루어진다.
다음, 웨이퍼(101a)를 다이스 절단하고(도 6A), 다이스 절단된 칩을 리드 프레임(104) 상에서 다이-본딩시키고(도 6B), 이후 와이어 본딩을 수행한다(도 6C). 또한, 도 4에 나타낸 바와 유사하게 수지 실(seal)을 형성시켜 도 7A에 나타낸 바와 같이 봉지 수지층(106)을 형성시킨다.
다음, 도 7B에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(102)의 내측에 형성된 광투과층(113a) 상에 광투과층(113b)을 형성시킨다. 광투과층(113b)은 광투과층(113a)에 대해서도 사용되는 수지로 형성되고, 디스펜서 등으로 수지를 프레임 부재(102)의 높이보다 낮지 않은 위치에 주입시킴으로써 형성된다. 이후, 이 수지를 광 또는 열, 또는 광과 열의 조합으로 경화시킨다.
이후, 도 7C에 나타낸 바와 같이, 본 장치를 각각의 감광 소자(101)로 다이스 절단하여 소정의 특징을 갖는 전자 장치(208)를 얻는다.
제 2 구체예의 유리한 효과를 기술한다. 웨이퍼(101a)를 다이스 절단하기 이전의 조건에서 광투과층(113a)을 형성시키므로, 광투과층의 형성 이후의 웨이퍼(101a) 다이스 절단, 다이 본딩, 와이어 본딩, 수지 실 등과 같은 동작에서 먼지 또는 오염물로 인한 기능 유닛(101b)의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 먼지나 오염물이 광투과층(113a) 상으로 들어가더라도, 그 안에 형성된 광투과층(113a)의 존재로 인해 기능 유닛(101b) 내 스크래치의 발생을 감소시켜, 블로잉 또는 청소에 의해 먼지나 오염물을 제거하기가 쉽다. 따라서, 본 구성은 전자 장치(208)의 수율을 향상시키는데 효과적이다.
또한, 프레임 부재(102)의 높이보다 낮도록 광투과층(113a)의 높이를 선택하여, 프레임 부재(102) 자체는 수지 실 동작에서 봉지 금속 몰드(111)의 클램핑 압력에 의해 탄성 변형을 일으키고, 그러한 클램핑 압력에 의해 발생된 외부 압력의 흡수 효과가 유지되어 감광 소자(101b)에 대한 보호를 제공한다. 또한, 광투과층(113)은 프레임 부재(102)의 상면보다 낮기 때문에, 봉지시 기능 유닛(101b)에 대해 인가되는 압력의 전이를 회피할 수 있다.
본 구체예의 다른 유리한 효과는 상기한 바와 유사하다.
(제 3 구체예)
도 8A 내지 8C, 도 9A 내지 9C 및 도 10A 내지 10C는 제 3 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다. 제 3 구체예에서의 전자 장치의 구성은, 상기한 구체예에서는 프레임 부재(102)가 웨이퍼(101a)의 표면 상에 형성되는 것이지만, 본 구체예에서의 전자 장치의 구성에서는 광투과 필름(114)을 웨이퍼(101a)와 프레임 부재(102) 사이에서 형성시키고 광투과 필름(114) 상에 광투과층(113)을 배치시킨다는 것이다. 더욱 상세하게는, 프레임 부재(102)의 아래, 및 내측에 위치하고, 웨이퍼(101a) 상에 제공되는 광투과 필름(114)이 제공되고, 광투과 필름(114) 상에 광투과층(113)을 배치시킨다.
광투과 필름(114)을 웨이퍼(101a)와 프레임 부재(102) 사이에서 형성시키고 광투과 필름(114) 상에 광투과층(113)을 배치시키는 제 3 구체예의 구성은 도 8A 내지 8C에 나타낸 제조 방법에 의해 형성된다. 본 제조 방법의 다른 동작은 제 2 구체예의 동작과 유사하고, 따라서 그에 대한 설명은 생략한다.
도 8A에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a) 상에 광투과 필름(114)을 형성시킨다. 광투과 필름(114)은 광투과성 수지(제 3 수지)의 필름-형성 재료로 구성된다. 연속하여, 기능 유닛(101b)이 형성되어 있는 위치에서 개구를 갖는 수지 필 름(102a)을 광투과 필름(114) 상에 형성시킨다. 광투과층(114)은 광투과층(113a)에 대해서도 사용되는 수지로 형성된다.
도 8B에 나타낸 바와 같이, 정렬이 이루어지는 동안 노출 공정이 수행되어,
기능 유닛(101b)을 노출 마스크(103)의 상면 내에 형성되는 미리 결정된 위치로 피팅시키고, 기능 유닛(101b)을 포위하도록 설치되는 프레임 부재(102)을 형성하도록 수지 필름(102a)을 패터닝시킨다.
또한, 도 8C에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(102)를 제외한 수지 필름(102a)과 광투과 필름(114)을 제거하여 기능 유닛(101b)의 주변을 덮도록 설치되도록 프레임 부재(102)를 형성한다. 다시 말하면, 웨이퍼(101a)와 프레임 부재(102) 사이에 광투과 필름(114)을 형성시킨다.
다음, 웨이퍼(101a)를 단일 조각들로 다이스 절단시키고(도 9A), 리드 프레임(104) 상에서 다이 본딩(도 9B)을 하여 와이어 본딩을 이룬다(도 9C). 또한, 도 4에 나타낸 바와 유사하게 수지 실을 형성시켜 도 10A에 나타낸 바와 같이 봉지 수지층(106)을 형성시킨다.
이후, 도 10B에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(102)의 내측에 배치되는 감광 소자(101)의 기능 유닛(101b)에 걸쳐 광투과성 수지를 주입하여 기능 유닛(101b)의 내측 내의 공간 내에 광투과층(113)을 형성시킨다. 그러한 광투과성 수지는 광투과성 액체 수지이고, 또한 광과 열로 경화가능한 수지이다.
이후, 도 10C에 나타낸 바와 같이, 장치를 각각의 감광 소자(101)로 다이스 절단하여 소정의 특징을 갖는 전자 장치(308)를 얻는다.
제 3 구체예의 유리한 효과를 기술한다. 제 2 구체예는 수지를 프레임 부재(102)의 내부로 주입시켜 광투과층(113a)과 광투과층(113b)을 형성하기 위해 두가지 동작을 포함하지만, 제 3 구체예에서는 그러한 수지 주입을 이루기 위해 단일 동작만으로도 충분하여, 작업 동작의 감소를 이룰 수 있어서, 생산 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 광투과층(113)과 광투과 필름(114)에 대해 동일한 재료가 사용되어, 광투과층(113a)이 형성될 때 생기는 융합 일체화에 의해 광투과층과 광투과 필름과 겹치는 경계면이 사라져서, 광굴절 및 상쇄를 감소시킬 수 있다.
광투과 필름(114)은 실온에서 약 2.4 GPa, 200℃에서 약 15 MPa의 탄성 계수를 갖도록 설계된다. 이는 봉지시 스트레스의 완화를 가능하게 한다.
본 구체예의 다른 유리한 효과는 상기한 구체예에서와 유사하다.
본발명에 따른 전자 장치 및 그의 제조방법은 상기 구체예에 한정되지 않고, 다양한 변형이 또한 가능하다.
예를 들면, 웨이퍼(101a) 내에 형성된 복수의 소자를 갖는 웨이퍼(101a) 상의 수지 필름(102a)의 형성 동작은 복수의 필름-형성 수지 시트를 겹침으로써 수지 필름(102a)을 형성시키는 것을 포함할 수 있다. 이것은 높이가 더 큰 프레임 부재(102)를 제공하는 것 또는 바람직한 높이에서 적절히 조절하는 것을 가능하게 한다.
여기서, 프레임 부재(102)의 높이를 적절히 조절하는 방법은 도 11A 내지 11F를 참조하여 기술한다. 도 11A 내지 11F는 본구체예에서 프레임 부재(102)를 두껍게 형성하기 위한 동작을 예시하는 단면도이다.
우선, 도 11A에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101a) 내에 형성된 복수의 감광 소자(101)를 갖는 웨이퍼(101a)를 제작한다. 웨이퍼(101a) 내에 배치된 각각의 감광 소자(101)의 표면 내에 기능 유닛(101b)을 형성시킨다. 도 11A의 예시에서, 웨이퍼(101a) 내에 배치된 단지 두 개의 감광 소자(101)가 보여진다.
다음, 도 11B에 나타낸 바와 같이, 광 또는 열, 또는 광과 열의 조합으로 경화가능한 수지로 구성된 0.065 mm의 두께를 갖는 필름-형성 수지 필름(602a 및 602b)을 제작한다.
다음, 도 11C에 나타낸 바와 같이, 롤 라미네이터 공정을 통해 특정 압력으로 롤(603a 및 603b)로 수지 필름(602a 및 602b)을 겹쳐서 "휘어짐" 또는 "주름"이 실질적으로 없는 수지 필름(602c)을 얻는다. 또한, 수지 필름(602a 및 602b)용으로 균일한 두께를 갖는 필름이 사용되기 때문에, 수지 필름(602a 및 602b)을 겹쳐서 형성된 수지 필름(602c)도 또한 균일한 두께를 갖는다.
다음, 도 11D에 나타낸 바와 같이, 수지 필름(602c)과 웨이퍼(101a) 사이의 접촉면에서 실질적인 거품의 발생 없이 진공 라미네이터 공정을 통해 수지 필름(602c)을 웨이퍼(101a) 상에 배치시켜 전체 웨이퍼(101a)를 수지 필름(602c)으로 덮는다. 수지 필름(602c)의 두께는 0.13 mm이다.
이후, 도 11E에 나타낸 바와 같이, 노출을 행하여 프레임 부재(102) 형성용 수지 필름(602c)을 패터닝하여 프레임 부재(102)를 얻는다(도 11F). 이후의 동작은 제 1 구체예에서와 유사하다.
시험 제작의 결과 비록 수지 필름(602c)가 수지 필름(602a 및 602b)로 구성되더라도 포토리소그래피 공정을 통해 프레임 부재(102)를 형성시킬 수 있는 것으로 나타났다.
또한, 복수의 필름-형성 수지 시트 중 적어도 하나의 시트는 광투과성을 가질 수 있다. 더욱 상세하게는, 수지 필름(602a 및 602b) 중 어느 하나가 광투과성 수지의 필름-형성 재료일 수 있다. 예를 들면, 상기한 구체예에서 기술된 필름-형성 광투과 필름(114)을 사용하여 수지 필름(602a) 또는 수지 필름(602b)과 접착시킬 수 있다. 그렇지만, 수지 필름(602a 및 602b)이 광투과성이 아닐 경우, 광투과 필름(114) 측을 웨이퍼(101a)와 접착시키고, 수지 필름(602a) 또는 수지 필름(602b)을 사용하여 프레임 부재(102)를 형성한다.
수지 필름(602a 및 602b)으로 구성된 이중층 필름-형성 수지 시트를 사용하여 수지 필름(602c)의 필름 두께가 0.08 mm 이상인 것을 이룬다. 다시 말하면, 프레임 부재(102)의 높이가 더 커지는 것을 이룰 수 있다.
한편, 수지 필름(602a 및 602b)을 형성하기 위해 사용되는 용매는 필름-형성을 위해 제거될 필요가 있다. 0.08 mm 이상의 수지 시트의 두께는 용매를 제거할 때 어려움을 야기시킨다. 다시말하면, 필름과 같은 가공 재료로부터 용매를 제거하기 어렵다. 용매 제거가 쉽고 가공성이 더 좋은 0.08 mm 이하의 두 개의 겹친 필름을 사용하면, 수지 필름(602c)의 두께가 더 두꺼워지는 것을 가능하게 한다.
한편, 수지 필름(602a 및 602b)을 웨이퍼(101a) 상에 순차적으로 형성시킬 때, 제 1 시트, 예를 들면 수지 필름(602a)이 웨이퍼(101a) 상에 형성되고 이후 수 지 필름(602b)의 제 2 시트가 그 위에 형성될 때, 수지 필름(602a 및 602b) 내에 "휘어짐" 및 "주름"이 발생할 수 있다. 한편, 미리 겹쳐둔 이중층 수지 필름(602a 및 602b)을 웨이퍼(101a) 상에 수지 필름(602a)을 형성시키기 이전에 사용하여, 수지 필름(602a 및 602b)의 접착으로 인해 생기는 "휘어짐" 및 "주름"을 감소시킨다.
또한, 수지 필름(602a 및 602b)을 겹치기 위해 상기한 롤 라미네이터 공정이 사용될 수 있다. 롤 라미네이터 공정을 사용하면, 수지 필름 내의 한정된 부분에서 수지 필름(602a 및 602b)이 서로 접촉하게 하여, 비록 수지 필름이 서로 접착을 나타내더라도 비압력-접촉 부분으로 필름 내 "휘어짐" 및/또는 "주름"이 빠져나가는 것을 허용하여, 수지 필름이 실질적으로 "휘어짐" 또는 "주름"이 없이 겹치게 만든다.
또한, 웨이퍼 상에 겹쳐진 수지 필름(602c)의 형성 방법은 택일적으로 진공 라미네이터 공정을 사용할 수 있다. 더욱 상세하게는, 진공 라미네이터 공정은 웨이퍼(101a)와 수지 필름(602c) 사이에 발생한 거품의 제거를 용이하게 하고, 비록 얇은 웨이퍼(101a)가 사용되더라도 전체 웨이퍼(101a)에 걸쳐 균일하게 가압하는 것을 가능하게 하여, 웨이퍼(101a) 내의 크랙 발생을 방지한다.
프레임 부재(102)는 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)를 갖는 금속 세선(105)의 상단 상에 더 큰 높이 및 더 큰 거리를 가져서, 큰 마진(margin)으로 금속 세선(105)의 바람직하지 않은 접촉을 회피할 수 있다. 또한, 프레임 부재(102)의 높이 증가는 봉지 수지층(106) 및 프레임 부재(102)의 높이에 대해 더 큰 설계 유연성을 허용한다.
제 1 구체예에서 기술한 바와 같이, 프레임 부재(102)는 봉지 수지층(106)의 높이보다 0.06 mm 까지 더 높은 높이를 갖도록 설계할 수 있다. 또한, 봉지 수지층(106)보다 더 큰 프레임 부재(102)의 높이는 더 큰 탄성 변형을 제공하여 대항력을 야기하여, 프레임 부재(102)와 봉지 금속 몰드부(111a) 사이에 더 강하고 긴밀한 접촉을 유도하여, 봉지 수지층(106)이 프레임 부재(102)의 상면 내로 투과하는 것을 방지한다. 프레임 부재(102)의 높이 증가는 감광 소자(101) 또는 금속 세선(105)의 노출 없이 봉지 수지층(106)의 충분한 높이를 보장하여, 봉지 수지를 보호하면서도 봉지 수지층(106)으로부터의 프레임 부재(102)의 높이를 0.06 mm까지 증가시킬 수 있다.
또한, 본발명에 따른 전자 장치 및 그의 제조 방법에 대해 다양한 변형이 또한 가능하다. 예를 들면, 봉지 동작에서, 필름(412)을 봉지 금속 몰드(111)의 몰딩면 상에 추가로 배치할 수 있다. 이 경우 봉지 동작은 이하에서 설명한다.
도 12A, 도 12B 및 도 13은 본 구체예의 변형예에서의 봉지 동작을 나타내는 단면도이다. 도 12A에 나타낸 바와 같이, 몰딩면으로서 작용하는 평면을 갖는 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)를 제조하고, 프레임 부재(102)의 상면을 탄성 재료인 필름(412)을 통해 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면에 대해 압착하고, 봉지 금속 몰드부(111b)의 몰딩면은 리드 프레임(104)의 하면에 대해 압착한다. 이후, 도 12B에 나타낸 바와 같이, 봉지 수지층(106)을 형성하기 위해 압착 조건을 유지하면서, 열적으로 용융된 형태의 봉지 수지를 그 안에 주입한다.
필름(412)은 탄성 재료이고, 그러한 필름의 탄성은 프레임 부재(102) 자체의 탄성 변형과 필름(412)의 탄성 변형을 일으킨다. 이 필름(412)은 바람직하게는 예를 들면 실리콘 재료와 같은 연질 재료로 구성될 수 있다. 이것은 봉지 금속 몰드에 의해 생기는 클램핑 압력에 의해 프레임 부재(102) 자체와 필름(412)의 탄성 변형을 허용하고, 그러한 클램핑 압력에 의해 발생하는 외부힘은 흡수되어 기능 유닛(101b)을 더욱 보호한다.
또한, 그러한 탄성 변형은 봉지 금속 몰드부(111a)에 대해 프레임 부재(102)와 필름(412)을 압착하기 위한 대항력을 일으켜서, 프레임 부재(102)와 필름(412) 사이의 더욱 긴밀한 접촉을 이룰 수 있다.
또한, 프레임 부재(102)를 필름(412)에 대해 더욱 압착하여 더욱 긴밀한 접촉을 형성시키기 때문에, 프레임 부재(102)의 상면의 높이와 봉지 수지층(106)의 상면의 높이 사이의 차이가 증가할 지라도 프레임 부재(102) 내의 봉지 수지의 흐름을 회피할 수 있다. 따라서, 프레임 부재(102)의 설계에 대한 유연성이 향상될 수 있다.
한편, 도 13에 나타낸 바와 같이, 몰딩면으로서 작용하는 평면을 갖는 봉지 금속 몰드부(111a 및 111b)를 제조할 수 있고, 프레임 부재(102)의 상면을 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면에 대해 압착하고, 봉지 금속 몰드부(111b)의 몰딩면을, 탄성 재료인 필름(412)을 통해 리드 프레임(104)의 하면에 대해 압착할 수 있다.
상기한 구성과 유사하게, 필름(412)은 도 13에 나타낸 경우에서는 탄성 재료이기 때문에, 그러한 필름의 탄성은 프레임 부재(102) 자체의 탄성 변형과 필름(412)의 탄성 변형을 일으킨다. 필름(412)는 바람직하게는 예를 들면 실리콘 재 료와 같은 유연성 재료로 구성될 수 있다. 이것은 봉지 금속 몰드에 의해 생기는 클램핑 압력에 의해 프레임 부재(102) 자체와 필름(412)의 탄성 변형을 허용하고, 그러한 클램핑 압력에 의해 발생하는 외부힘은 흡수되어 기능 유닛(101b)을 더욱 보호한다.
필름(412)을 도 13의 봉지 금속 몰드부(111b)와 리드 프레임(104) 사이에 삽입하여 고정시켜 리드 프레임(104)과 필름(412) 사이의 갭의 형성을 회피함으로써, 봉지 수지가 감광 소자(101)와 마주보는 리드 프레임의 표면, 즉 그 위에 설치된 전자 장치(108)를 갖는 표면 내로 투과하는 것을 방지한다.
또한, 프레임 부재(102)의 상면과 봉지 금속 몰드부(111a)의 몰딩면 사이, 및/또는 봉지 금속 몰드부(111b)와 리드 프레임(104)의 사이에는 필름(412)을 사용할 수 있다.
상기 구체예에서는 프레임 부재(102)의 상면 높이가 봉지 수지층(106)의 상면보다 높은 구성에 대해서 기술되었지만, 프레임 부재(102)의 상면이 봉지 수지층(106)의 상면과 동일 평면에 있는 구성도 또한 가능하다. 이 경우, 봉지 수지가 봉지 동작 중 프레임 부재(102)의 내부로 흐르는 것을 방지하기 위해, 프레임 부재(102)와 봉지 금속 몰드(111)를 긴밀하게 접촉시키는 것이 바람직하다.
상기 구체예에서는 프레임 부재(102)의 형상이 원통형인 구성에 대해서 기술되었지만, 프레임 부재의 형성은 타원기둥, 사각형 프리즘 등과 같은 관형 형상의 다른 타입일 수도 있다.
상기 구체예에서는 광투과성 수지의 경화된 재료를 광투과층(113)용으로 사 용하는 구성에 대해서 기술되었지만, 프레임 부재의 내부 공간 내에 미리 경화된 광투과성 부재를 배치시킴으로써 광투과층을 형성할 수도 있다. 예를 들면, 유리 또는 아크릴 재료를 사용하여 광투과층(113)을 형성할 수 있다.
본발명은 상기한 구체예에 제한되지 않고, 본발명의 범위와 사상을 벗어나지 않고 변형 및 변경될 수 있음은 명백하다.
도 1A는 구체예에서의 전자 장치를 나타내는 투시도이고, 도 1B는 도 1A에 보이는 선 A-A'에 따르는 단면도이고;
도 2A 내지 2D는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 3A 내지 3C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 4A 내지 4C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 5A 내지 5C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 6A 내지 6C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 7A 내지 7C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 8A 내지 8C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 9A 내지 9C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 10A 내지 10C는 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도 이고;
도 11A 내지 11F는 변형 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 12A 및 12B는 변형 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이고;
도 13은 변형 구체예에서의 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

Claims (21)

  1. 웨이퍼 내에 형성된 복수의 소자를 갖는 웨이퍼에 걸쳐서 제 1 수지로 구성된 수지 필름을 형성하는 단계;
    이 수지 필름을 패터닝하여 이 소자의 기능 유닛을 포위하도록 설치되는 프레임 부재를 형성시키는 단계; 및
    봉지 금속 몰드의 몰딩면을 프레임 부재의 상면과 접촉시키면서 봉지 금속 몰드의 공동 내로 제 2 수지를 주입시킴으로써 프레임 부재의 주변을 충전하는 수지층을 형성하는 단계:를 포함하는 전자 장치의 제조 방법으로서,
    여기서 이 제조방법은 수지층의 형성 전후에, 프레임 부재의 내측 내의 공간 내에 광투과층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지층 형성 이후에 형성되는 상기 광투과층의 상면은 상기 프레임 부재의 상면보다 높게 위치하는 전자 장치의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 1 수지는 광 및/또는 열로 경화가능한 수지인 전자 장치의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    제 2 수지는 무기 충전재를 함유하는 전자 장치의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광투과층은 광투과성 수지를 상기 프레임 부재의 내부 공간 내로 주입하고 이 광투과성 수지를 광 및/또는 열로 경화시킴으로써 형성되는 전자 장치의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광투과층은 몰딩된 광투과성 부재를 상기 프레임 부재의 내부 공간 내로 배치시킴으로써 형성되는 전자 장치의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 수지 필름 형성 단계는 다수의 필름-형성 수지 시트를 겹쳐서 상기 수지 필름을 형성하는 단계를 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 다수의 필름-형성 수지 시트 중의 적어도 하나는 광투과성을 갖는 전자 장치의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 수지 필름은 롤 라미네이터 공정을 통해 다수의 필름-형성 수지 시트를 겹쳐서 형성되고, 상기 수지 필름을 진공 라미네이터 공정을 통해 상기 웨이퍼에 걸쳐 부착시키는 전자 장치의 제조 방법.
  10. 웨이퍼 내에 형성된 소자;
    상기 소자의 기능 유닛에 걸쳐 형성되는 광투과층;
    상기 기능 유닛과 상기 광투과층을 포위하기 위해 상기 웨이퍼에 걸쳐 설치되는 프레임 부재; 및
    상기 프레임 부재의 주변을 충전하는 수지층;
    을 포함하고, 상기 프레임 부재의 상면은 상기 수지층의 상면보다 낮지 않은 전자 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    광투과층의 상면은 상기 프레임 부재의 상면보다 높은 전자 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    광투과층의 상면은 볼록한 면인 전자 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임 부재의 탄성 계수는 20℃에서 1 GPa 내지 6 GPa의 범위 이내이 고, 200℃에서 10 MPa 내지 3 GPa의 범위 이내인 전자 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 광 및/또는 열로 경화가능한 수지의 경화 생성물인 전자 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임 부재의 아래 및 내측에 위치하고 상기 웨이퍼 상에 제공되는 광투과성 필름을 더욱 포함하고, 상기 광투과층은 상기 광투과성 필름 상에 배치되는 전자 장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 광투과층은 광 및/또는 열로 경화가능한 수지의 경화 생성물인 전자 장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 광투과층은 유리 또는 아크릴 수지를 사용하여 형성되는 전자 장치.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임 부재의 상면은 수지층의 상면보다 0 mm 내지 0.06 mm 범위 이내 의 거리 만큼 높은 전자 장치.
  19. 제 10항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 표면부터 상기 프레임 부재의 상면까지의 높이는 0.05 mm 이상인 전자 장치.
  20. 제 10항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 필름-형성 수지 시트 또는 상기 필름-형성 수지 시트들의 다층 부재로 형성되는 전자 장치.
  21. 제 10항에 있어서,
    상기 수지층은 무기 충전재를 함유하는 전자 장치.
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