KR20100055348A - 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

반도체 장치의 제조방법 Download PDF

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KR20100055348A
KR20100055348A KR20090110822A KR20090110822A KR20100055348A KR 20100055348 A KR20100055348 A KR 20100055348A KR 20090110822 A KR20090110822 A KR 20090110822A KR 20090110822 A KR20090110822 A KR 20090110822A KR 20100055348 A KR20100055348 A KR 20100055348A
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카즈히사 이와사키
류이치 고토
쇼고 사쿠마
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스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

본 발명은 제품의 소형화를 저해하지 않고 광학특성을 손상시키지 않으며 제조공정을 간략하게 할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 기판 위에 복수개의 광반도체 소자가 실장되어 이루어지는 광반도체 소자 실장기판(30)을 하부금형(1)에 세팅하고, 하부금형(1)과 1차 상부금형(10)에 의한 1차 트랜스퍼 몰드로 상기 광반도체 소자 실장기판(30) 위에 광반도체 소자(31)를 감싸도록 틀부재(32)를 형성하며, 그 후 광반도체 소자 실장기판(30)을 하부금형(1)에 세팅한 채로 하부금형(1)과 2차 상부금형(20)에 의한 2차 트랜스퍼 몰드로 상기 광반도체 소자 실장기판(30) 위의 광반도체 소자(31) 및 틀부재(32)를 덮도록 투광부(52)를 형성하도록 하였다. 그리고, 2차 트랜스퍼 몰드 후, 하부금형(1)으로부터 다수 캐비티 성형품(반도체 장치)을 꺼내어 다이서 커팅에 의해 개개의 반도체 장치로 개별화하도록 하였다.
광반도체 소자, 금형

Description

반도체 장치의 제조방법{Method for Manufacturing Semiconductor Device}
본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 반도체 소자를 트랜스퍼 몰드로 수지밀봉하는 반도체 장치의 제조방법에 관한 것이다.
기판 위에 차광성 및 반사성을 가지는 틀부재가 설치되고, 틀부재 안의 상기 기판 위에 반도체 발광소자가 실장되는 동시에 틀부재 안에 투광성(透光性) 수지가 충전되어 상기 반도체 발광소자가 수지밀봉된 구성의 반도체 발광장치는, 종래 예를 들어 도 11에 나타내는 방법으로 제조되었다.
그것은, 도 11의 (a)공정에서, 기판 위에 소정의 간격으로 복수개의 반도체 발광소자(100)를 실장하여 다수 캐비티(multi-cavity) 반도체 발광소자 실장기판(101)을 제작한다. 이어서, 도 11의 (b)공정에서, 투광성 수지에 의한 1차 트랜스퍼 몰드에 의해 다수 캐비티 반도체 발광소자 실장기판(101) 위에 소정의 두께로 투광부(102)를 형성한다(반도체 발광소자의 수지밀봉). 이어서, 도 11의 (c)공정에서, 투광부(102)에 다이서 커팅(dicer cutting)에 의해 가로세로 각각의 간격으로 상기 투광부 두께의 깊이로 소정 폭의 홈(103)을 형성한다. 이어서, 도 11의 (d)공정에서, 차광성 및 반사성을 가지는 수지에 의한 2차 트랜스퍼 몰드에 의해 홈 안 에 틀부재(104)를 형성한다. 이어서, 도 11의 (e)공정에서, 다이서 커팅에 의해 틀부재(104)를 따라 상기 틀부재(104)와 다수 캐비티 반도체 발광소자 실장기판(101)을 동시에 커팅하여 개별화(個片化)한다. 그러면, 도 11의 (f)에 나타내는 외관을 가진 반도체 발광소자(105)가 복수개 완성된다(예를 들어, 일본특허공개공보 2002-344030호, 일본특허공개공보 2003-31854호 참조).
또한, 기판 위에 1차 트랜스퍼 몰드에 의해 틀부재를 형성하고, 일단 금형으로부터 꺼내어 틀부재 안에 발광체를 배치한 후, 다시 금형에 세팅하고 2차 트랜스퍼 몰드에 의해 틀부재 안에 투광성 수지를 충전하여 발광체를 수지밀봉하는 방법도 제안되고 있다(예를 들어, 일본특허공개공보 2006-324623호 참조).
그런데, 일본특허공개공보 2002-344030호 및 일본특허공개공보 2003-31854호에 의한 반도체 발광장치의 제조방법은, 2번의 다이서 커팅 즉, 투광부에 홈을 형성하기 위한 다이서 커팅과 개별화를 위한 다이서 커팅이 필요하여, 제조공정수가 많아져서 생산성 저하를 초래한다.
또한, 투광성 수지에 의한 1차 트랜스퍼 몰드에 의해 각 반도체 발광소자 위를 볼록형상 렌즈로 하는 투광부를 형성하면, 차광성 및 반사성을 가지는 수지에 의한 2차 트랜스퍼 몰드에 있어서 투광부의 볼록렌즈면과 성형용 금형의 오목면을 맞추기가 어려워진다. 그 때문에, 투광부는 평탄면밖에 형성할 수 없게 된다.
일본특허공개공보 2006-324623호에 의한 반도체 발광장치의 제조방법은, 금형세팅이 2번 즉, 틀부재를 성형할 때와 투광성 수지를 충전할 때에 필요하여, 상기 일본특허공개공보 2002-344030호 및 일본특허공개공보 2003-31854호와 마찬가지로 제조공정수가 많아져서 생산성 저하를 초래한다.
또한, 1차 트랜스퍼 몰드에 의해 틀부재가 형성된 기판 위의 상기 틀부재 안에 발광체를 배치하기 위하여 틀부재 안에 배선용 본딩 와이어의 본딩 툴(예를 들어, 캐필러리(capillary))의 작업영역이 필요하게 되어, 반도체 발광장치의 소형화가 저해된다.
그래서, 상기 이외의 제조방법으로서, 복수개의 반도체 발광소자(100)를 실장한 다수 캐비티 반도체 발광소자 실장기판(101)에 1차 트랜스퍼 몰드에 의해 홈(103)을 가지는 투광부(102)를 형성하고(도 12의 (a), (b) 참조), 2차 트랜스퍼 몰드에 의해 홈 안에 틀부재(104)를 형성하는(도 12의 (c) 참조) 방법이 생각되었는데, 1차 트랜스퍼 몰드에서 이형(離型; demoulding) 기울기가 필요하기 때문에, 완성된 제품(도 12의 (d) 참조)이 그 틀부재(104)의 내측면(106)이 위쪽을 향하여 안쪽으로 경사진 추(錐)의 측면형상이 된다. 그 때문에, 반도체 발광소자(100)로부터 출사하여 틀부재(104)의 내측면(106)에서 반사된 광이 위쪽으로 향하지 않아 광의 이용효율이 낮아지게 된다.
그래서, 본 발명은 상기 과제에 감안하여 창안된 것으로, 그 목적은 제품의 소형화를 저해하지 않으면서 광학특성을 손상시키지 않고 제조공정을 간략하게 할 수 있는 반도체 장치의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 발명은, 하부금형에, 소정의 간격으로 복수개의 광반도체 소자가 실장되어 이루어지는 광반도체 소자 실장기판을 세팅하는 공정;
상기 하부금형과 복수개의 틀부재 형성용 캐비티가 형성된 1차 상부금형에 의한 1차 트랜스퍼 몰드로, 상기 광반도체 소자 실장기판 위에 상기 광반도체 소자를 감싸도록 차광성 및 반사성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 틀부재를 형성하는 공정;
상기 하부금형에 상기 광반도체 소자 실장기판을 세팅한 채로 상기 1차 상부금형을 투광부 형성용 캐비티가 형성된 2차 상부금형으로 교환한 후, 상기 하부금 형과 상기 2차 상부금형에 의한 2차 트랜스퍼 몰드로, 상기 광반도체 소자 실장기판 위의 상기 광반도체 소자 및 상기 틀부재를 덮도록 상기 광반도체 소자가 발광 또는 수광하는 광의 파장영역의 적어도 일부에 대하여 투광성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 투광부를 형성하는 공정;
상기 하부금형 및 상기 2차 상부금형으로부터, 상기 광반도체 소자 실장기판 위에 상기 틀부재 및 상기 투광부가 형성되어 이루어지는 다면취(多面取) 반도체 장치를 꺼내는 공정; 및
상기 다면취 반도체 장치를 소정의 간격으로 절단함으로써 개개의 반도체 장치로 개별화하는 공정;을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 2차 상부금형의 투광부 형성용 캐비티는, 상기 하부금형과 상기 2차 상부금형에 의한 2차 트랜스퍼 몰드에 있어서 상기 광반도체 소자의 위쪽이 되는 위치에 구면 또는 비구면 형상의 오목부가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 하부금형의 상기 광반도체 소자 실장기판이 세팅되는 쪽의 면, 상기 1차 상부금형의 상기 틀부재 형성용 캐비티가 형성된 쪽의 면, 및 상기 2차 상부금형의 상기 투광부 형성용 캐비티가 형성된 쪽의 면은 모두, 전면에 걸쳐서 이형막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 있어서, 상기 1차 상부금형의 적어도 상기 틀부재 형성용 캐비티의 내면 및 상기 2차 상부금형의 적 어도 상기 투광부 형성용 캐비티의 내면에 트리아진티올에 의한 이형막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광성을 가지는 열경화성 수지에 1종류 이상의 형광체, 1종류 이상의 염료, 1종류 이상의 안료, 및 1종류 이상의 염료와 1종류 이상의 안료에 의한 혼합물 중 어느 하나의 물질이 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 복수개의 광반도체 소자가 실장된 광반도체 소자 실장기판을 하부금형에 세팅하고, 그 하부금형과 1차 상부금형에 의한 1차 트랜스퍼 몰드로 광반도체 소자 실장기판 위에 광반도체 소자를 감싸도록 틀부재를 형성하며, 그 후 광반도체 소자 실장기판을 하부금형에 세팅한 채로, 그 하부금형과 2차 상부금형에 의한 2차 트랜스퍼 몰드로 광반도체 소자 실장기판 위의 광반도체 소자 및 틀부재를 덮도록 투광부를 형성하도록 하였다. 그리고, 2차 트랜스퍼 몰드 후에 상하금형으로부터 다수 캐비티 성형품(반도체 장치)을 꺼내어 다이서 커팅에 의해 개개의 반도체 장치로 개별화하도록 하였다.
그 결과, 다이서 커팅이 1회로 끝나기 때문에 제조공정수의 저감이 도모되어 생산효율을 향상시킬 수 있게 되었다.
또한, 1차 트랜스퍼 몰드로 틀부재가 형성되기 때문에 이형 기울기를 만들 수 있게 되고, 틀부재의 내측면(반사면)을 대접모양으로 함으로써 광의 추출효율이 개선되어 광 이용효율을 높일 수 있게 되었다.
더욱이, 광반도체 소자를 기판 위에 실장한 후에 1차 트랜스퍼 몰드에 의한 틀부재 및 2차 트랜스퍼 몰드에 의한 투광부가 형성된다. 그 때문에, 틀부재 안에 배선용 본딩 와이어의 본딩 툴(예를 들어, 캐필러리) 등의 작업영역을 마련할 필요가 없어서 반도체 장치의 소형화를 실현할 수 있었다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 9를 참조하면서 상세히 설명한다. 한편, 아래에 기술한 실시예는 본 발명의 바람직한 구체예이기 때문에 기술적으로 바람직하게 여러가지 한정이 되어 있지만, 아래의 설명에서 특별히 본 발명을 한정한다는 기재가 없는 한, 본 발명의 범위는 이 실시예들로 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제조방법에 근거하여 제작되는 반도체 장치의 설명도이다.
반도체 장치(62)는, 광반도체 소자(31)가 실장된 광반도체 소자 실장기판(30) 위에 차광성 및 반사성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 틀부재(32)가 형성되고, 틀부재(32)로 둘러싸인 내부 및 틀부재(32)의 상면 위에 열경화성의 투광성 수지에 의한 투광부(52)가 배치되어 있다. 투광성 수지는 광반도체 소자(31)가 발광 또는 수광하는 광의 파장영역의 적어도 일부에 대하여 투광성을 가지는 수지로 이루어진다.
투광부(52)는 광반도체 소자(31)를 덮도록 그 광반도체 소자(31)를 수지밀봉하고 있는 동시에, 광반도체 소자(31)의 위쪽에 구면 또는 비구면의 볼록한 형상의 렌즈면(63)을 형성하고 있어서, 광반도체 소자(31)가 LED 등의 발광소자인 경우, 광반도체 소자(31)로부터 출사하여 투광부(52) 안을 통과하여 외부에 대한 광출사면이 되는 렌즈면(63)에 이른 광선은, 렌즈면(63)에서 광반도체 소자(31)의 광축 X방향으로 굴절되어 투광부(52) 밖으로 출사된다.
광반도체 소자(31)가 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 등의 수광소자인 경우에는, 외부로부터 투광부(52)의 렌즈면(63)에 도달한 광선이 투광부(52)의 광입사면이 되는 렌즈면(63)에서 광반도체 소자(31)의 광축 X방향으로 굴절되어 투광부(52) 안으로 입사하고, 투광부(52) 안을 통과하여 광반도체 소자(31) 위에 집속(收束)된다.
틀부재(32)는, 광반도체 소자(31)가 발광소자인 경우, 광반도체 소자(31)로부터 출사하여 투광부(52) 안을 통과하고 틀부재(32)의 내측면(64)을 향하는 광선이 상기 내측면(64)에서 차광되어 외부로의 출사가 저지되는 동시에, 내측면(64)에서 반사되어 투광부(52) 안을 통과하여 렌즈면(63) 방향으로 향하고, 렌즈면(63)에 도달한 광선은 렌즈면(63)에서 광반도체 소자(31)의 광축 X방향으로 굴절되어 투광부(52) 밖으로 출사된다.
광반도체 소자(31)가 수광소자인 경우에는, 외부로부터 투광부(52)의 렌즈면(63)에 도달하고 렌즈면(63)으로부터 투광부(52) 안으로 입사하여, 그 투광부(52) 안을 통과하여 틀부재(32)의 내측면(64)으로 향하는 광선은, 그 틀부재(32)의 내측면(64)에서 반사되어 광반도체 소자(31) 위에 집속된다.
이와 같은 구성의 반도체 장치는 도 2 내지 도 9에 나타내는 제조공정을 거 쳐서 제작된다.
본 발명의 반도체 장치의 제조방법은, 하부금형 1면과 상부금형(1차 상부금형과 2차 상부금형) 2면을 이용한다.
먼저, 도 2의 금형준비공정에서, 하부금형(1)과 1차 상부금형(10)과 2차 상부금형(20)을 준비한다. 그 중, 하부금형(1)은, 후술하는 광반도체 소자 실장기판(30)을 세팅하기 위한 기판세팅용 오목부(2)가 형성되는 동시에, 플런저 포트(plunger pot: 3)와 이 플런저 포트(3) 안을 진퇴할 수 있게 슬라이딩 이동하는 플런저(4)를 구비하고 있으며, 플런저 포트(3)의 상단 개구부에는 플런저 포트(3)보다 직경이 큰 컬집합부(cull reservoir; 5)가 설치되어 있다. 또한, 수지집합부(6) 및 상기 수지집합부(6)와 하부금형(1) 밖을 연결하는 에어벤트(air vent; 7)가 설치되어 있다.
한편, 상부금형 중 1차 상부금형(10)에는, 틀부재 형성용 캐비티(11)가 형성되는 동시에 상기 틀부재 형성용 캐비티(11)에 연결된 런너(runner; 12)가 설치된다. 더욱이 광반도체 소자 실장기판(30)이 세팅된 하부금형(1)과 틀부재 형성용 캐비티(11)가 형성된 1차 상부금형(10)을 형체결(mold clamping)했을 때 후술하는 광반도체 소자(31)를 수용하는 복수개의 광반도체 소자 수용용 오목부(13)가 형성되어 있다.
또한, 상부금형 중 2차 상부금형(20)에는, 투광부 형성용 캐비티(21)가 형성되는 동시에 상기 투광부 형성용 캐비티(21)에 연결된 런너(22)가 설치되고, 런너(22)는, 플런저 포트(23)의 하단 개구부에 설치되고 상기 플런저 포트(23)보다 직경이 큰 컬집합부(24)에 연결되어 있다. 더욱이, 투광부 형성용 캐비티(21)에 연결된 수지집합부(25)와, 상기 수지집합부(25)와 2차 상부금형(20) 밖을 연결하는 에어벤트(26)가 설치되어 있다.
투광부 형성용 캐비티(21)는, 광반도체 소자 실장기판(30)이 세팅된 하부금형(1)과 2차 상부금형(20)을 형체결했을 때 후술하는 광반도체 소자(31)의 위쪽이 되는 위치에 구면 또는 비구면 형상의 오목부(27)가 형성되어 있다.
한편, 하부금형(1)의 기판 세팅용 오목부(2)가 형성된 쪽의 면, 1차 상부금형(10)의 틀부재 형성용 캐비티(11)가 형성된 쪽의 면, 및 2차 상부금형(20)의 투광부 형성용 캐비티(21)가 형성된 쪽의 면은 모두 플런저 포트(3, 23)의 내주면을 포함한 전면에 걸쳐서 이형막(70)이 형성되어 있다.
그 중, 1차 상부금형(10)의 적어도 틀부재 형성용 캐비티(11)의 내면은 성형품에서 틀부재(32)의 광반사면 등의 광학기능면을 형성하는 면이 되기 때문에, 예를 들어, 균일한 박막형성이 가능하고 내구성이 양호하며 높은 이형성을 가지는 트리아진티올 피막(71)이 형성되어 있다. 마찬가지로, 2차 상부금형(20)의 적어도 투광부 형성용 캐비티(21)의 내면은 성형품에서의 렌즈 혹은 프리즘 등의 광학기능면을 형성하는 면이 되기 때문에, 예를 들어, 균일한 박막형성이 가능하고 내구성이 양호하며 높은 이형성을 가지는 트리아진티올 피막(71)이 형성되어 있다.
다음으로 도 3의 형체결 공정에서, 미리 소정의 간격으로 복수개의 광반도체 소자(31)가 실장된 광반도체 소자 실장기판(30)을 하부금형(1)의 기판 세팅용 오목부(2) 안에 세팅하는 동시에, 차광성 및 반사성을 가지는 열경화성 수지로 이루어 지는 타블렛(tablet; 40)을 가열상태에서 플런저 포트(3) 안에 공급하고, 그 후 하부금형(1)과 1차 상부금형(10)을 형체결한다.
다음으로 도 4의 1차 트랜스퍼 몰드 공정에서, 플런저 포트(3) 안으로 공급된 가열상태의 타블렛(40)을 플런저(4)로 가압용융하고, 용융수지(50)를 1차 상부금형(10)의 런너(12)를 통하여 마찬가지로 1차 상부금형(10)에 형성된 틀부재 형성용 캐비티(11) 안으로 주입한다. 이 때, 상하금형(10, 1) 안의 공기나 용융수지(50)로부터 발생하는 가스는 에어벤트(7)로부터 상하금형(10, 1) 밖으로 배기된다.
이 1차 트랜스퍼 몰드 공정에서, 광반도체 소자 실장기판(30) 위에 광반도체 소자(31)를 감싸도록 차광성 및 반사성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 틀부재(32)가 형성된다.
다음으로 도 5의 금형교환공정에서, 하부금형(1)과 1차 상부금형(10)을 형개방하고, 하부금형(1) 위에 광반도체 소자(31)가 실장되는 동시에 그 광반도체 소자(31)를 감싸도록 형성된 틀부재(32)를 가지는 광반도체 소자 실장기판(30)을 보유한 채로 하부금형(1)을 회전 또는 슬라이드시켜서, 미리 준비된 2차 상부금형(20)에 서로의 금형(1, 20)이 소정의 위치관계가 되도록 마주보게 한다.
한편, 이 시점에서는 2차 상부금형(20)의 플런저 포트(23) 안에 플런저가 구비되어 있지 않고 플런저 포트(23) 안이 빈 상태로 되어 있다.
다음으로 도 6의 형체결 공정에서, 하부금형(1)과 2차 상부금형(20)을 형체결하고, 열경화성의 투광성 수지로 이루어지는 타블렛(41)을 가열상태에서 플런저 포트(23) 안으로 공급한다. 플런저 포트(23) 안으로 공급된 타블렛(41)은 1차 트랜스퍼 몰드 공정에서 형성된 차광성 및 반사성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 컬(8) 위에 위치한다.
이 경우, 하부금형(1)의 플런저 포트(3)와 2차 상부금형(20)의 플런저 포트(23)는 서로의 중심축(CL)이 대략 동일선 상에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로 도 7의 2차 트랜스퍼 몰드 공정에서, 플런저 포트(23) 안에 그 플런저 포트(23) 안에서 진퇴할 수 있게 슬라이딩 이동하도록 플런저(28)를 배치하고, 플런저 포트(23) 안으로 공급된 가열상태의 타블렛(41)을 플런저(28)로 가압용융하며, 용융수지(51)를 2차 상부금형(20)의 런너(22)를 통하여 마찬가지로 2차 상부금형(20)에 형성된 투광부 형성용 캐비티(21) 안으로 주입한다. 이 때, 용융수지(51)는 1차 트랜스퍼 몰드 공정에서 형성된 컬(8)의 윗면 및 런너(12)의 윗면에 접하도록 유동하여 투광부 형성용 캐비티(21) 안으로 이송된다. 한편, 상하금형(20, 1) 안의 공기나 용융수지(51)로부터 발생하는 가스는 에어벤트(26)로부터 상하금형(20, 1) 밖으로 배기된다.
이 2차 트랜스퍼 몰드는, 광반도체 소자(31) 및 1차 트랜스퍼 몰드로 형성된 틀부재(32)를 덮도록 광반도체 소자 실장기판(30) 위에 투광성 수지로 이루어지는 투광부(52)를 형성하는 것으로, 이에 의해 투광부(52) 안의 광반도체 소자(31) 및 틀부재(32)가 매설된 상태가 된다.
다음으로 도 8의 형개방 공정에서, 하부금형(1)과 2차 상부금형(20)을 형개 방하고 상하금형(20, 1)으로부터 성형품(60)을 꺼낸다. 성형품(60)과 동시에 컬집합부(5, 24)의 컬(8, 29) 및 런너(12, 22), 수지집합부(6, 25), 에어벤트(7, 26) 등의 용융수지 통로 안의 경화수지도 꺼내어진다.
다음으로 도 9의 절단공정에서, 성형품(60)으로부터 컬(8, 29) 등의 용융수지 통로 안의 경화수지를 절단제거한 후, 다수 캐비티 반도체 장치(61)를 다이서로 잘라서 개개의 반도체 장치(도 10 및 도 1 참조)로 개별화함으로써 반도체 장치(62)가 완성된다.
한편, 광반도체 소자(31)가 발광소자인 경우, 2차 트랜스퍼 몰드 공정에서 열경화성의 투광성 수지에 1종류 이상의 형광체를 분산하여 이루어지는 타블렛(41)을 사용할 수도 있다. 이에 의해, 광반도체 소자(31)가 형광체가 분산된 투광성 수지로 수지밀봉됨으로써, 반도체 장치로부터 반도체 소자(31)의 광원색과 다른 색조의 광을 얻을 수 있다. 또한, 열경화성의 투광성 수지에 1종류 이상의 염료, 1종류 이상의 안료, 및 1종류 이상의 염료와 1종류 이상의 안료에 의한 혼합물 중 어느 하나인 특정 파장영역을 선택적으로 흡수하는 물질을 분산하여 이루어지는 타블렛(41)을 사용할 수도 있다. 이에 의해, 광반도체 소자(31)가 1종류 이상의 염료, 1종류 이상의 안료, 및 1종류 이상의 염료와 1종류 이상의 안료에 의한 혼합물 중 어느 하나의 물질이 분산된 투광성 수지로 수지밀봉되게 되어, 광반도체 소자(31)의 비점등시에 착색수지가 보여짐으로써 컬러풀한 반도체 장치로 할 수 있다.
또한, 광반도체 소자(31)가 수광소자인 경우, 2차 트랜스퍼 몰드 공정에서 열경화성의 투광성 수지에 1종류 이상의 염료, 1종류 이상의 안료, 및 1종류 이상 의 염료와 1종류 이상의 안료에 의한 혼합물 중 어느 하나인 특정 파장영역을 선택적으로 흡수하는 물질을 분산하여 이루어지는 타블렛(41)을 사용할 수도 있다. 이에 의해, 광반도체 소자(31)가 1종류 이상의 염료, 1종류 이상의 안료, 및 1종류 이상의 염료와 1종류 이상의 안료에 의한 혼합물 중 어느 하나의 물질이 분산된 투광성 수지로 수지밀봉되게 되어, 원하는 파장영역 이외에는 차단된 광을 광반도체 소자(31)로 수광할 수 있다. 이에 의해, 외란 노이즈에 강한 반도체 장치를 실현할 수 있다.
또한, 금형교환공정에서, 1차 트랜스퍼 몰드 종료후의 광반도체 소자 실장기판(30)을 보유한 하부금형(1)을 고정하고, 1차 상부금형(10) 및 2차 상부금형(20)을 회전 혹은 슬라이드시켜서 상부금형(10, 20)끼리 금형교환을 할 수도 있다. 즉, 하부금형(1)과 1차 상부금형(10)에 의한 1차 트랜스퍼 몰드 및 하부금형(1)과 2차 상부금형(20)에 의한 2차 트랜스퍼 몰드가 가능하다면, 상부금형 또는 하부금형 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두를 이동시키도록 하여도 된다.
한편, 본 실시예에서는 투광부(52)에 구면 또는 비구면의 볼록한 형상의 렌즈면(63)이 형성되어 있는데, 2차 상부금형(10)의 투광부 형성용 캐비티(21)의 형상을 바꿈으로써 여러가지 형상으로 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 반도체 장치의 제조방법은, 복수개의 광반도체 소자가 실장된 광반도체 소자 실장기판을 하부금형에 세팅하고, 하부금형과 1차 상부금형(10)에 의한 1차 트랜스퍼 몰드로 상기 광반도체 소자 실장기판 위에 광반도체 소자를 감싸도록 틀부재를 형성하며, 그 후 광반도체 소자 실장기판을 하 부금형에 세팅한 채로 하부금형과 2차 상부금형에 의한 2차 트랜스퍼 몰드로 상기 광반도체 소자 실장기판 위의 광반도체 소자 및 틀부재를 덮도록 투광부를 형성하도록 하였다. 그리고, 2차 트랜스퍼 몰드 후에, 상하금형으로부터 다수 캐비티 성형품(반도체 장치)을 꺼내어 다이서 커팅에 의해 개개의 반도체 장치로 개별화하도록 하였다.
그 결과, 1차 상부금형과 2차 상부금형의 금형교환시에 광반도체 소자 실장기판을 꺼낼 필요가 없고 다이서 커팅이 1회로 끝나기 때문에, 제조공정수의 저감을 도모할 수 있어서 생산효율을 향상시킬 수 있게 되었다.
또한, 1차 트랜스퍼 몰드로 틀부재가 형성되기 때문에 이형 기울기를 설치할 수 있게 되어, 틀부재의 내측면을 위쪽을 향하여 바깥쪽으로 경사진 절구모양으로 할 수 있게 되었다. 그 결과, 광반도체 소자(발광소자)로부터 출사하여 틀부재의 내측면에서 반사된 광이 효율적으로 위쪽을 향하여, 광의 추출효율이 개선되고 광의 이용효율을 높일 수 있게 되었다.
또한, 하부금형, 1차 상부금형 및 2차 상부금형 각각에 이형막이 형성되어 있기 때문에, 트랜스퍼 몰드마다 이형제를 도포할 필요가 없어서 이형제 도포공정을 없앨 수 있다. 더욱이, 적어도 광반사면이 되는 틀부재의 내측면을 형성하는 1차 상부금형의 틀부재 형성용 캐비티의 내면, 및 광출사면 또는 광입사면이 되는 투광부의 렌즈면을 형성하는 2차 상부금형의 투광부 형성용 캐비티의 내면에 균일한 박막을 형성할 수 있고 내구성이 양호하며 높은 이형성을 가지는 트리아진티올의 피막을 형성하였다.
그 결과, 광학계를 구성하는 틀부재의 내측면 및 투광부의 렌즈면이 매끄러운 면이 되어서 광학특성을 손상시키지 않는 반도체 장치를 실현할 수 있다.
더욱이, 광반도체 소자를 기판 위에 실장한 후에, 1차 트랜스퍼 몰드에 의한 틀부재 및 2차 트랜스퍼 몰드에 의한 투광부가 형성된다. 그 때문에, 틀부재 안에 배선용 본딩 와이어의 본딩 툴(예를 들어, 캐필러리) 등의 작업영역을 마련할 필요가 없어서 반도체 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조방법으로 제작되는 반도체 장치의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제조방법에 따른 금형준비공정의 설명도이다.
도 3은 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 형체결 공정의 설명도이다.
도 4는 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 1차 트랜스퍼 몰드 공정의 설명도이다.
도 5는 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 금형교체공정의 설명도이다.
도 6은 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 형체결 공정의 설명도이다.
도 7은 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 2차 트랜스퍼 몰드 공정의 설명도이다.
도 8은 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 형개방 공정의 설명도이다.
도 9는 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 따른 절단공정의 설명도이다.
도 10은 마찬가지로 본 발명의 제조방법에 의한 완성도이다.
도 11은 반도체 발광장치의 종래 제조방법의 설명도이다.
도 12는 반도체 발광장치의 다른 종래 제조방법의 설명도이다.
**부호의 설명**
1: 하부금형 2: 기판세팅용 오목부
3: 플런저 포트 4: 플런저
5: 컬집합부 6: 수지집합부
7: 에어벤트 8: 컬
10: 1차 상부금형 11: 틀부재 형성용 캐비티
12: 런너 13: 광반도체 소자 수용용 오목부
20: 2차 상부금형 21: 투광부 형성용 캐비티
22: 런너 23: 플런저 포트
24: 컬집합부 25: 수지집합부
26: 에어벤트 27: 오목부
28: 플런저 29: 컬
30: 광반도체 소자 실장기판 31: 광반도체 소자
32: 틀부재 40, 41: 타블렛
42: 컬 50, 51: 용융수지
52: 투광부 60: 성형품
61: 다수 캐비티 반도체 장치
62: 반도체 장치 63: 렌즈면
64: 내측면 70: 이형막
71: 피막

Claims (6)

  1. 하부금형에, 소정의 간격으로 복수개의 광반도체 소자가 실장되어 이루어지는 광반도체 소자 실장기판을 세팅하는 공정;
    상기 하부금형과 복수개의 틀부재 형성용 캐비티가 형성된 1차 상부금형에 의한 1차 트랜스퍼 몰드로, 상기 광반도체 소자 실장기판 위에 상기 광반도체 소자를 감싸도록 차광성 및 반사성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 틀부재를 형성하는 공정;
    상기 하부금형에 상기 광반도체 소자 실장기판을 세팅한 채로 상기 1차 상부금형을 투광부 형성용 캐비티가 형성된 2차 상부금형으로 교환한 후, 상기 하부금형과 상기 2차 상부금형에 의한 2차 트랜스퍼 몰드로, 상기 광반도체 소자 실장기판 위의 상기 광반도체 소자 및 상기 틀부재를 덮도록 상기 광반도체 소자가 발광 또는 수광하는 광의 파장영역의 적어도 일부에 대하여 투광성을 가지는 열경화성 수지로 이루어지는 투광부를 형성하는 공정;
    상기 하부금형 및 상기 2차 상부금형으로부터, 상기 광반도체 소자 실장기판 위에 상기 틀부재 및 상기 투광부가 형성되어 이루어지는 다면취 반도체 장치를 꺼내는 공정; 및
    상기 다면취 반도체 장치를 소정의 간격으로 절단함으로써 개개의 반도체 장치로 개별화하는 공정;을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투광부 형성용 캐비티는, 상기 하부금형과 상기 2차 상부금형에 의한 2차 트랜스퍼 몰드에 있어서 상기 광반도체 소자의 위쪽이 되는 위치에 구면 또는 비구면 형상의 면이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부금형의 상기 광반도체 소자 실장기판이 세팅되는 쪽의 면, 상기 1차 상부금형의 상기 틀부재 형성용 캐비티가 형성된 쪽의 면, 및 상기 2차 상부금형의 상기 투광부 형성용 캐비티가 형성된 쪽의 면은 모두, 전면에 걸쳐서 이형막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 1차 상부금형의 적어도 상기 틀부재 형성용 캐비티의 내면 및 상기 2차 상부금형의 적어도 상기 투광부 형성용 캐비티의 내면에 트리아진티올에 의한 이형막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성을 가지는 열경화성 수지에 1종류 이상의 형광체, 1종류 이상의 염료, 1종류 이상의 안료, 및 1종류 이상의 염료와 1종류 이상의 안료에 의한 혼합물 중 어느 하나의 물질이 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 틀부재 형성용 캐비티는 상기 틀부재의 내측면이 위쪽을 향하여 바깥쪽으로 경사지도록 이형 기울기가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
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