KR920010318B1 - 반도체장치의 제조방법 - Google Patents

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고우지 시노미야
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미쓰비시 뎅끼 가부시끼가이샤
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Abstract

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Description

반도체장치의 제조방법
제1도에서 제3도까지는 본 발명의 한 실시예를 표시하는 반도체장치 제조방법의 공정을 설명하는 단면도.
제4도와 제5도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 단면도.
제6도는 수광조자 내장 반도체칩(chip)를 가지는 일반적인 반도체장치의 구조를 표시하는 단면도.
이 발명은 반도체장치 제조방법에 관하고, 특히 수광소자 내장 반도체칩에 광투과용창을 고정하는 방법에 관한 것이다. 제6도는 수광소자 내장 반도체칩을 가지는 반도체장치의 대표적인 보기의 구조를 표시한다. 직접회로를 구성하는 반도체칩의 하면(2b)이 리드프레임(1)의 다이패드(11)에 접합되어 있다. 수광소자(21)는 그의 상부표면이 노출되는 방법으로 그의 중앙부에 반도체칩(2)의 상부표면(2a)에 묻혀있다. 주상벽(3)은 수광소자(21)의 외주를 애워싸도록 반도체칩(2)의 상부표면(2a)상에 형성된다. 광투과용창(4)은 수광소자(21)를 보호하기 위해 주상벽(3)상에 위치된다. 광투용창(4)은 반도체장치의 목적에 의존하는 소정 분광특성을 가진다. 복수의 본딩패드(bonding pad)(5)는 반도체칩(2)의 상부표면(2a)의 주(周)를 따라 형성한다. 본딩패드(5)는 본딩와이어(6)의 수단에 의해 리드프레임(1)의 대응하는 리드의 인어(inner)리드 부분에 전적으로 연결된다. 반도체칩(2), 주상벽(3), 광투과용창(4)의 측부, 본딩와이어(6), 리드프레임(1)의 다이패드(11) 그리고 리드(12)의 인너리드부분이 광투과용량(4)의 상부표면(4a)이 노출하는 동안, 수지(7)에 의해 성형된다.
이러한 반도체장치는 아래에서 설명하는 것과 같이 제조된다.
우선, 주상벽이 반도체칩(2)이 상부표면(2a)상에 형성되고 그리고 숙광소자(21)를 싸도록 복수의 외부주형 본딩패드(5)와 중앙 수광소자(21) 사이에 실리콘등으로 만들어진다. 광투과용창(4)은 밀폐공간(8)은 광투과용창(4)의 하면(4b)와 반도체칩(2)의 상부표면(2a) 사이에 형성된다. 밀폐공간(8)은 반도체장치가 열충격을 받을때 이러한 구성부분의 열팽창을 사이의 차이에 기인하는 뒤틀림에서 광투과용창(4) 그리고/또는 반도체칩(2)를 방지하고 그리고 성형중 광투과용창(4)과 수광소자(21)사이의 틈에 침입하는 수지를 방지하기 위해서 제공된다. 반도체칩(2)의 하면(2b)을 리드프레임(1)의 다이패드(11)에 다이본딩한 후, 리드프레임(1)의 대응하는 리드(12)의 언너리드 부분과 반도체칩(2)의 상부표면(2a)에서 형성되는 본딩패드(5)는 전기적으로 본딩와이어(6)과 서로 연결된다.
그리고 나서, 리드프레임(1)은 금형내에 세트하고(표시하지 않음) 그리고 수지(7)는 이 금형내에 주입되고, 이것에 의해 리드(12)의 외부리드부분과 광투과용창(4)의 상부표면(4a)만이 노출되도록 리드(12)의 내부 인너리드 부분과 리드프레임(1)의 다이패드(11), 본딩와이어(6), 광투과용창(4)의 측부분, 주상벽(3) 그리고 반도체칩(2)를 수지성형한다.
이와 같이 제조된 반도체장치에 있어서, 광투과용창(4)의 노출면(4a)에 입사된 외부광선이 광투과용창(4) 투과하고 광선이 전기로 변환되는 수광소자(21)에 도착한다.
그러나, 종래의 반도체장치에 있어서는 위에서 언급한 바와 같이, 광투과용창(4) 주상벽(3) 상에 위치할동안 수지형성이 실행되기 때문에, 성형중 수지(7)가 밀폐공간(8)에 침입하는 수지(7)의 위험 또는 수지(7)가 금형내에 주입되는 압력에 의해 위치를 옮기에 되는 광투과용창(4)의 위치의 위험이 있다.
이때문에, 광투과용창(4)을 주상벽(3)에 향하여 압접하는 수지성형을 실행하는 것이 필요하다. 광투과용창(4)이 주상벽에 향하여 압접하는 힘에 대응하여 수지(7)가 주입되는 압접이 조정되어야 한다는 것이 역시 필요하다.
이리하여, 성형에 관한 제조조건이 복잡하게 된다. 그러므로, 반도체장치를 고정도와 바람직한 안정성으로 제조하는 것은 곤란하다. 이 문제의 관점에서, 수광소자를 내장하고 있는 반도체칩을 가지고 있는 반도체장치를 고정도와 바람직한 안정성으로 제조하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적으로, 본 발명은 반도체칩의 표면에서 제공되는 수광소자의 반도체칩을 가지는 반도체장치, 그리고 수광소자를 보호하기 위해 적용되는 광투과용창, 수광소자와 직면하는 첫째 표면과 첫째 표면에 평행인 둘째 표면을 가지는 광투과용창을 가지는 반도체장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이고, 그 방법은 액제가 수광소자를 애워싸도록 반도체칩의 표면에 2액 혼합형 접착제를 구성하는 2액제 중의 하나를 적용하고, 반도체칩에 적용되는 액제의 하나에 대응하는 위치에서 광투과용창의 첫째 표면에 2액 혼합형 접착제의 액제의 다른것을 적용하고, 서로가 접촉으로 광투과용창의 첫째 표면에 적용되는 액제의 다른 하나와 반도체칩의 표면에 적용되는 액제의 하나를 가져옴으로서 서로에 광투과용창과 반도체칩을 고착하고, 그리고 광투과용창의 둘째 표면이 노출되도록 반도체칩과 광투과용창의 일부를 수지성형을 하는 스텝을 포함하고 있다.
[실시예]
본 발명의 실시예는 첨부도면을 참조하여 아래에서 설명한다. 제1도에 있어서, 수광소자(21)는 직접회로를 구성하는 반도체칩(2)의 상부표면(2a)의 중앙부에 묻혀있다.
우선, 2액 혼합형 접착제를 구성하는 2액제중 하나(9a)가 그것이 수광소자(21)를 애워싸는 환상(環狀)을 형성하는 그러한 방법으로 반도체칩(2)의 상부표면(2a) 적용된다.
동일하게, 2액제 중의 다른것(9b)은 이것이 반도체칩(2a)의 상부표면(2a)에 적용되는 액제의 그것에 대응하는 환상을 형성하도록 유리등으로 만들어지는 광투과용창(4)의 하면(4b)에 적용된다.
이때에, 그 액제(9a,9b)는 서로 접촉하지 않고 분리하고 있기 때문에 경화(硬化)되는 일이 없고 액상태를 유지하고 있다.
역시, 그들은 그들의 환상을 유지하는 그러한 점성(viscousness)을 가지고 있다. 반도체칩(2)의 하면(2b)은 리드프레임(1)의 다이패드(11)상에 접합된다. 광투과용창(4)의 위치가 광투과용창(4)의 하면(4b)에 적용되는 환상에서의 다른 액제(9b)가 반도체칩(2)의 상부표면(2a)에 적용되는 액제(9a)위에 똑바로 위치되도록 조정된 후에, 광투과용창(4)은 제2도에서 표시된 것과 같이, 서로 쌍방의 액제(9a,9b)를 접촉하기위해 반도체칩(2)의 상부표면(2a)에 향하여 꽉 눌리게 된다.
이것에 의해 액제(9a,9b)는 서로가 혼합되어 광투과용창(4)이 반도체칩(2)에 고착되도록 화학반응에 의해 접착제(9)를 경화(硬化)한다. 적용된 액제(9a,9b)의 두께는 광투과용창(4)의 하면(4b)과 반도체칩(2)의 상부표면(2a) 사이에 밀폐된 공간(8)을 형성하도록 설정된다.
그후, 제3도에서 표시된 것과 같이 와이어본딩은 본딩와이어(6)를 사용하여 리드프레임(1)의 대응리드(12)의 인너리드 부분과 반도체칩(2)의 상부표면(2a)의 주변을 따라 형성되는 본딩패드(5) 사이에서 실행되어, 전기적으로 본딩패드(5)를 리드(12)에 접속한다. 그리고 나서, 리드프레임(1)은 반도체칩(2)과 광투과용창(4)과 함께 금형(표시되지 않음)내에 세트되고, 그후 수지(7)가 이 금형내에 주입됨으로서 광투과용창(4)의 상부표면(4a)와 리드(12)의 외부리드 부분만이 노출하도록 리드(12)의 인너리드 부분과 리드프레임(1)의 다이패드(11), 본딩와이어(6), 광투과용창(4)의 측면부분, 그리고 반도체칩(2)을 수지성형 한다.
이때에, 광투과용창(4)은 이미 경화된 점착제(9)에 의해 반도체칩(2)에 고착되어 있다. 그러므로서 수지(7)의 주입중 반도체칩(12)에 향하여 광투과용창(4)을 누를 필요가 없다.
역시, 수지(7)가 금형에 주입되는 압력의 미묘한 조정의 필요성도 제거된다.
이리하여, 성형공정이 제조조건에 따라 용이하게 조정될 수가 있다.
위에서 언급된 실시예에 있어서, 광투과용창(4)은 액제(9a)가 적용되었던 반도체칩(2)이 리드프레임(1)의 다이본딩된 후에 반도체칩(2)에 고착된다.
본 발명에 따른 절차는 이것에 한정되지 않고, 반도체칩(2)은 광투과용창(4)이 반도체칩(2)에 고착된후에, 다이패드(11) 다이본딩해도 좋다. 다이패드(11)에 반도체칩(2)을 다이본딩한 후 반도체칩(2)에 액제(9a)를 적용하는 것도 역시 가능하다. 제4도와 제5도는 본 발명의 다른 실시예이다. 제4도의 실시예에 있어, 실리콘등의 환주상벽(3)은 환주상벽(3)의 상단표면에 2액 혼합형 접착제의 액제(9a)의 적용에 따라, 수광소자(21)를 애워싸도록 반도체칩(2)의 상부표면(2a)상에 사전에 형성된다.
동일하게, 제5도에 표시된 것과 같이 주상벽(3)은 그 주상벽(3)의 하단표면에 2액 혼합형 접착제의 다른액제(9b)의 적용에 따르는 광투과용창(4)의 하면(4b)상에 사전에 형성되어도 좋다. 제4도와 제5도에 표시된 배열에 있어서, 주상벽(3)이 사전에 형성되고 그리고 그 2액 혼합형 접착제는 주상벽(3)의 장소에서 어떤벽을 형성하기 위해 사용되지 않고, 적용되는 액제(9a,9b)의 각 두께는 광투과용창(4)과 반도체소자(2) 사이의 거리의 바람직한 고려없이 조정될 수가 있다. 에폭시계 접착제는 2액 혼합형 접착제로서 사용될수가 있다.
예를 들면, 에피크로포하이드린 비스페놀(epichlorohydrin bisphenal)과 같은 에폭시수지 중간체가 포리아미드 아민(polyamide amine) 또는 포리티올(polythial)이 액제(9b)로서 사용될 동안 액제(9a)로서 사용된다.
이것은, 액제(9b)가 액제(9a)가 광투과용창(4)에 적용되는 동안 반도체칩(2)에 적용되어도 좋다는 것이다. 액제(9a,9b)는 스크린 인쇄, 스탬핑 방식, 기계적 방식등 여러가지 방법에 적용될 수가 있다.
특히, 스크린 인쇄에 의해 적용될 경우에는 수지 접착제의 딕소트로픽(thixotropic)형은 적용을 용이하게 사용된다. 반도체칩(2)에 액제적용의 공정에 있어, 액제는 웨이퍼(wafer)상에 칩이 형성되는 단계에서 다수의 반도체칩(2)에 동시에 스크린 인쇄에 의해 적용될 수 있고, 웨이퍼는 액제의 적용후 반도체칩(2)으로 분할된다.
본 발명에 따라, 위에서 설명한 바와 같이 2액 혼합형 접착제를 구성하는 액제는 광투과용창(4)과 반도체칩(2)에 적용되기 때문에 액제가 혼합되기 전까지는 접착제의 경화는 거의 진행하지 않는다.
따라서, 반도체칩(2)와 광투과용창(4)에의 액제의 적용을 실행하고 충분한 시간을 소비함으로서 고정도의 반도체칩(2)에 관련있는 광투과용창(4)의 위치를 정하는 것이 가능하고, 이리하여 바람직한 제품의 제조가 가능하고, 즉 고정도의 반도체장치를 얻을 수 있다.
더욱, 액제를 서로 분리하게 되면 접착제의 경화가 진행하지 않기 때문에 2액 혼합형 접착제는 용이하게 관리될 수가 있다.

Claims (8)

  1. 상기 반도체소자의 표면에 제공되는 수광소자의 반도체칩과, 상기 수광소자를 보호하기 위해 적용되는 광투과용창과, 상기 수광소자에 면하는 첫째 표면과 상기 첫째 표면에 평행인 둘째 표면을 가지는 상기 광투과용창을 가지는 것에 있어서 상기 방법은 상기 액제가 상기 수광소자를 애워싸도록 상기 반도체칩의 상기 표면에 2액 혼합형 접착제를 구성하는 2개 액제중의 하나를 적용하고, 상기 반도체칩에 적용되는 상기 액제의 하나에 대응하는 위치에 상기 광투과용창의 상기 첫째 표면에 상기 2액 혼합형 접착제의 상기 액제의 다른것을 적용하고 ; 상기 반도체칩의 상기 표면에 적용된 상기 액체중의 하나와 상기 광투과용창의 상기 첫째 표면에 적용되는 상기 액제중의 상기 다른 하나와 서로 접촉되게 하므로서 반도체칩과 상기 광투과용창을 서로 고착하고 ; 상기 광투과용창의 상기 둘째 표면이 노출되도록 상기 반도체칩과 상기 광투과용창의 일부분을 수지성형하는 스텝으로 구성되는 반도체장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서 상기 2개 액제는 상기 수광소자와 상기 광투과용창 사이의 밀폐공간을 형성하도록 서로를 접촉하여 경화하는 반도체 장치의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서 상기 반도체칩은 상기 주상벽이 수광소자를 애워싸도록 그의 상기 표면사이에 형성되는 주상벽을 소유하고, 상기 액제중의 상기 하나가 상기 주상벽의 단부에 적용되는 반도체장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서 상기 광투과용창은 상기 첫째 표면상에 형성되는 환주상벽을 소유하고, 상기 액제중의 다른것이 상기 주상벽의 단부에 적용되는 반도체장치의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서 상기 2액 혼합형 접착제는 에폭시 접착제인 반도체장치의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서 상기 2개 액제는 스크린 인쇄방식에 의해 각각 적용되는 반도체장치의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서 상기 2개 액제는 스탬프 방식에 의해 각각 적용되는 반도체장치의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서 상기 반도체칩은 복수의 본딩패드를 소유하고, 상기 반도체칩은 리드프레임의 다이패드상에 설정되고 그리고 상기 복수의 본딩패드는 와이어 본딩방식에 의해 상기 리드프레임의 복수의 리드에 접속된 후에 상기 반도체칩이 수지성형되는 반도체장의 제조방법.
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