JP2004235583A - 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明モールド樹脂封止工程においてバリを抑制し歩留まりを向上させる樹脂封止型半導体装置の製造方法、またこの方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を提供する
【解決手段】リードフレーム１１と受光素子１２とを接合し、更にこのリードフレーム１１と受光素子１２とを内部配線１３によって接続して受光素子部１４を組み立て、この受光素子部１４を上金型１５と下金型１６とで挟み込み、透明樹脂材料を流入する。ここで、所定深さの金型凹部１９と、テーパ形状側面２２を有し上面２０が鏡面加工された凸部１７を有する上金型１５と、所定深さの金型凹部２１を有する下金型１６とを用いて樹脂モールド成形する。
【選択図】 図１
【解決手段】リードフレーム１１と受光素子１２とを接合し、更にこのリードフレーム１１と受光素子１２とを内部配線１３によって接続して受光素子部１４を組み立て、この受光素子部１４を上金型１５と下金型１６とで挟み込み、透明樹脂材料を流入する。ここで、所定深さの金型凹部１９と、テーパ形状側面２２を有し上面２０が鏡面加工された凸部１７を有する上金型１５と、所定深さの金型凹部２１を有する下金型１６とを用いて樹脂モールド成形する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関し、特に、光センサ等に用いて特定波長の光を検出するための受光表面上への傷付き、異物付着等を防止した樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光センサや光ピックアップ等に用いられる樹脂封止型半導体装置としては、受光素子をリードフレームに搭載したものやメタル配線を施した基板に搭載したものが知られている。図５にリードフレームタイプの樹脂封止型半導体装置の一例を説明する。この樹脂封止型半導体装置１００は、リードフレーム１０１と、このリードフレーム１０１にろう付けされた受光素子１０２と、内部配線１０３とを組み立てた状態で、モールド上金型１０４ａとモールド下金型１０４ｂとの間に挟み込み、この内部空間内に液状の透明樹脂材料を流入し、所定温度で硬化させて樹脂封止するものである。この時、受光素子１０２と対抗する透明樹脂表面は、例えば光の散乱等により受光素子１００に影響を及ぼさないように、平滑に形成されたモールド上金型１０４ａによって、平滑面を形成している。
【０００３】
しかし、この場合、透明樹脂表面が単なる平滑面として形成されるため、受光面となるこの透明モールド樹脂表面が傷付き易いという欠点があった。
そのため、図６に示すように、受光面を形成するモールド上金型１０４ａに凹部１０５ａ，１０５ｂを設けることによって、受光素子１００の受光面（モールド樹脂表面）とその周囲部分との間に高低差を設け、仮に透明モールド表面に物が接触するようなことがあっても、受光面が直接干渉されないように工夫されたものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２１６４７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示したように受光面と周辺部との間に高低差を設ける製造方法では、モールド金型から樹脂材料を離型する際に、図７に拡大して示すように、剪断力によって凹部１０５ａ，１０５ｂの側面１０６ａ，１０６ｂに沿って樹脂材料の一部が延伸され、これが硬化した際にバリとなる虞があった。また、このバリが取り残されれば、受光効率を低下させるばかりか、バリの破片等によって受光面が傷付けられ、歩留まりを悪化させる要因となることが問題であった。そこで本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、透明モールド樹脂封止工程においてバリを抑制し歩留まりを向上させる樹脂封止型半導体装置の製造方法、またこの方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、リードフレームと、リードフレームに接合された受光素子と、リードフレームと受光素子とを接続する内部配線とを備え、リードフレームと受光素子と内部配線とが組み立てられた状態で、テーパ形状側面を有する凹部として形成され、この凹部底面が鏡面加工されてなる受光面を受光素子に相当する位置に有する透明樹脂材料によって封止されてなることを特徴とするものである。
ここで、凹部は、テーパ形状を有する開口部と受光面である底面に対して垂直な垂直側面部とを有する凹部であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リードフレームと受光素子とを接合し、このリードフレームと受光素子とを内部配線によって接続する受光素子部組立工程と、所定深さの金型凹部と、テーパ形状側面を有し上面が鏡面加工された凸部をこの金型凹部の底部であって受光素子と略対向する位置に有する上金型と、所定深さの金型凹部を有する下金型とで受光素子部を挟み込む工程と、挟込工程にて上金型と下金型の金型凹部によってできる内部空間内に透明樹脂材料を流入する工程と、透明樹脂材料を硬化させてこの透明樹脂材料に受光素子部を封入する封入工程と、上記上金型と上記下金型とを離型する工程とを有する。
ここで、上金型の凸部は、金型凹部底面に対してテーパ形状を有する裾部と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部とを有することが好ましい。また、上金型の凸部を上金型から脱着可能とすることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体例について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、同一の構成に関しては、同一の番号を付して詳細な説明は、省略するものとする。はじめに、図１及び図２を用いて、本発明の第１の具体例として示す樹脂封止型半導体装置１の製造方法について説明する。
【０００９】
まず、リードフレーム１１と受光素子１２とを接合し、更にこのリードフレーム１１と受光素子１２とを例えばＡｕワイヤ等の内部配線１３によって接続して受光素子部１４を組み立てる。
【００１０】
図１に示すように、この受光素子部１４を上金型１５と下金型１６とで挟み込み、透明樹脂材料を流入する。ここで用いる上金型１５は、中央部付近に凸部１７を有し所定深さの金型凹部１９を有するものである。この凸部１７は、テーパ形状側面１８を有しており、凸部１７の上面２０は、成形後の樹脂表面に受光面を形成するものであり、光を効率よく透過できるような滑らかな表面に加工できるように、クロム等の硬金属によって鏡面仕上げされている。また、凸部１７は、上金型１５から脱着可能であり、上面２０の面状態が粗面になる前に再鏡面加工を行なうか又は、凸部１７のみを交換するだけで、上記受光面を鏡面状態を保つことができ、上金型を交換する必要がないためコストを抑えることができる。
【００１１】
また、成型時には、この凸部１７が正確に受光素子１２と対向する位置になるように位置あわせされる。一方、下金型１６は、上金型１５と同様、所定深さの金型凹部２１を有したものである。すなわち、この上金型１５の金型凹部１９の深さと下金型１６の金型凹部２１の深さとが成形後のモールド樹脂の厚みとなる。
【００１２】
この製造方法により製造される樹脂封止型半導体装置１は、図２に示すように、受光素子１２が封止される樹脂材料の上金型側表面が、テーパ形状側面２２を有する凹部２３として形成され、この凹部２３の底面が受光面２４となる。
【００１３】
この製造方法によれば、凹部２３の側面がテーパ形状となっているため、樹脂材料と金型との間の剪断力が小さくなり、上金型１５と下金型１６とを離型する際に樹脂材料が凹部側面に引きずられてバリになることを抑制できる。これにより、バリが起因となる受光面の傷付きもなく、歩留まりを向上することができる。
【００１４】
続いて、図３及び図４を用いて、第２の具体例として示す樹脂封止型半導体装置２の製造方法について説明する。ここでは、図３に示すように、上金型１５の凸部１７を、金型凹部１９の底面に対してテーパ形状を有する裾部２５と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部２６とを有する形状とした点が特徴である。
【００１５】
この製造方法により製造される樹脂封止型半導体装置２は、図４に示すように、受光素子１２が封止される樹脂材料の上金型側表面が、テーパ形状を有する開口部２７と受光面２４である底面に対して垂直な垂直側面部２８とを有する凹部として形成される。
【００１６】
この製造方法によれば、第１の具体例と同様に、凹部の側面にテーパ形状となった部分を有するため、樹脂材料と金型との間の剪断力が小さくなり、上金型と下金型とを離型する際に樹脂材料が凹部側面に引きずられてバリになることがない。これにより、バリが起因となる受光面の傷付きもなく、歩留まりを向上できる。また、凹部の底面（受光面）付近には、この凹部底面に対して垂直な側面部２８が形成されることで受光面とその周辺部分との境界が明確になるため、従来の受光特性を損なうことがないという更なる利点も有する。また、凸部１７の受光面２４側の面を鏡面加工する際に垂直な側面部２８によって面の平行を確認することができる。
【００１７】
なお、本発明は、本具体例のみに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用が可能である。例えば、金型凹部の深さ、樹脂表面に形成される凹部の深さ、垂直側面部２８の深さ等は設計事項であって、所望とする値に設定することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、リードフレームと受光素子と内部配線とが組み立てられた状態で、テーパ形状側面を有する凹部として形成され、この凹部底面が鏡面加工されてなる受光面を受光素子に相当する位置に有する透明樹脂材料によって封止されることによって、離型の際にもバリが生じることなく、製造する上での歩留まりが低減される。
特に、凹部を、テーパ形状を有する開口部と受光面である底面に対して垂直な垂直側面部とを有する形状にすることによって、更に、受光面とその周辺部分との境界が明確になるため、従来の受光特性を損なうことがない。
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、所定深さの金型凹部と、テーパ形状側面を有し上面が鏡面加工された凸部をこの金型凹部の底部であって受光素子と略対向する位置に有する上金型と、所定深さの金型凹部を有する下金型とを用いて樹脂モールド成形することによって、離型の際に樹脂材料と金型との間の剪断力が小さくなり、上金型と下金型とを離型する際に樹脂材料が凹部側面に引きずられてバリになることがない。これにより、バリが起因となる受光面の傷付きもなく、歩留まりを低減できる。
特に、上金型の凸部を、金型凹部底面に対してテーパ形状を有する裾部と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部とを有する形状にすることによって、成形される樹脂表面の凹部の底面付近には、この凹部底面に対して垂直な側面部が形成され、受光面とその周辺部分との境界が明確になるため、従来の受光特性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の具体例として示す樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の第１の具体例として示す製造方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を説明する側面図である。
【図３】本発明の第２の具体例として示す樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する概略図である。
【図４】本発明の第２の具体例として示す製造方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を説明する側面図である。
【図５】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図６】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図７】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法で金型を離型する際のバリの発生を説明する図である。
【符号の説明】
１ 樹脂封止型半導体装置
２ 樹脂封止型半導体装置
１１ リードフレーム
１２ 受光素子
１３ 内部配線
１４ 受光素子部
１５ 上金型
１６ 下金型
１７ 凸部
１８ テーパ形状側面
１９ 金型凹部
２０ 上面
２１ 金型凹部
２２ テーパ形状側面
２３ 凹部
２４ 受光面
２５ 裾部
２６ 垂直側面部
２７ 開口部
２８ 垂直側面部
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関し、特に、光センサ等に用いて特定波長の光を検出するための受光表面上への傷付き、異物付着等を防止した樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光センサや光ピックアップ等に用いられる樹脂封止型半導体装置としては、受光素子をリードフレームに搭載したものやメタル配線を施した基板に搭載したものが知られている。図５にリードフレームタイプの樹脂封止型半導体装置の一例を説明する。この樹脂封止型半導体装置１００は、リードフレーム１０１と、このリードフレーム１０１にろう付けされた受光素子１０２と、内部配線１０３とを組み立てた状態で、モールド上金型１０４ａとモールド下金型１０４ｂとの間に挟み込み、この内部空間内に液状の透明樹脂材料を流入し、所定温度で硬化させて樹脂封止するものである。この時、受光素子１０２と対抗する透明樹脂表面は、例えば光の散乱等により受光素子１００に影響を及ぼさないように、平滑に形成されたモールド上金型１０４ａによって、平滑面を形成している。
【０００３】
しかし、この場合、透明樹脂表面が単なる平滑面として形成されるため、受光面となるこの透明モールド樹脂表面が傷付き易いという欠点があった。
そのため、図６に示すように、受光面を形成するモールド上金型１０４ａに凹部１０５ａ，１０５ｂを設けることによって、受光素子１００の受光面（モールド樹脂表面）とその周囲部分との間に高低差を設け、仮に透明モールド表面に物が接触するようなことがあっても、受光面が直接干渉されないように工夫されたものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２１６４７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示したように受光面と周辺部との間に高低差を設ける製造方法では、モールド金型から樹脂材料を離型する際に、図７に拡大して示すように、剪断力によって凹部１０５ａ，１０５ｂの側面１０６ａ，１０６ｂに沿って樹脂材料の一部が延伸され、これが硬化した際にバリとなる虞があった。また、このバリが取り残されれば、受光効率を低下させるばかりか、バリの破片等によって受光面が傷付けられ、歩留まりを悪化させる要因となることが問題であった。そこで本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、透明モールド樹脂封止工程においてバリを抑制し歩留まりを向上させる樹脂封止型半導体装置の製造方法、またこの方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、リードフレームと、リードフレームに接合された受光素子と、リードフレームと受光素子とを接続する内部配線とを備え、リードフレームと受光素子と内部配線とが組み立てられた状態で、テーパ形状側面を有する凹部として形成され、この凹部底面が鏡面加工されてなる受光面を受光素子に相当する位置に有する透明樹脂材料によって封止されてなることを特徴とするものである。
ここで、凹部は、テーパ形状を有する開口部と受光面である底面に対して垂直な垂直側面部とを有する凹部であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、リードフレームと受光素子とを接合し、このリードフレームと受光素子とを内部配線によって接続する受光素子部組立工程と、所定深さの金型凹部と、テーパ形状側面を有し上面が鏡面加工された凸部をこの金型凹部の底部であって受光素子と略対向する位置に有する上金型と、所定深さの金型凹部を有する下金型とで受光素子部を挟み込む工程と、挟込工程にて上金型と下金型の金型凹部によってできる内部空間内に透明樹脂材料を流入する工程と、透明樹脂材料を硬化させてこの透明樹脂材料に受光素子部を封入する封入工程と、上記上金型と上記下金型とを離型する工程とを有する。
ここで、上金型の凸部は、金型凹部底面に対してテーパ形状を有する裾部と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部とを有することが好ましい。また、上金型の凸部を上金型から脱着可能とすることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体例について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、同一の構成に関しては、同一の番号を付して詳細な説明は、省略するものとする。はじめに、図１及び図２を用いて、本発明の第１の具体例として示す樹脂封止型半導体装置１の製造方法について説明する。
【０００９】
まず、リードフレーム１１と受光素子１２とを接合し、更にこのリードフレーム１１と受光素子１２とを例えばＡｕワイヤ等の内部配線１３によって接続して受光素子部１４を組み立てる。
【００１０】
図１に示すように、この受光素子部１４を上金型１５と下金型１６とで挟み込み、透明樹脂材料を流入する。ここで用いる上金型１５は、中央部付近に凸部１７を有し所定深さの金型凹部１９を有するものである。この凸部１７は、テーパ形状側面１８を有しており、凸部１７の上面２０は、成形後の樹脂表面に受光面を形成するものであり、光を効率よく透過できるような滑らかな表面に加工できるように、クロム等の硬金属によって鏡面仕上げされている。また、凸部１７は、上金型１５から脱着可能であり、上面２０の面状態が粗面になる前に再鏡面加工を行なうか又は、凸部１７のみを交換するだけで、上記受光面を鏡面状態を保つことができ、上金型を交換する必要がないためコストを抑えることができる。
【００１１】
また、成型時には、この凸部１７が正確に受光素子１２と対向する位置になるように位置あわせされる。一方、下金型１６は、上金型１５と同様、所定深さの金型凹部２１を有したものである。すなわち、この上金型１５の金型凹部１９の深さと下金型１６の金型凹部２１の深さとが成形後のモールド樹脂の厚みとなる。
【００１２】
この製造方法により製造される樹脂封止型半導体装置１は、図２に示すように、受光素子１２が封止される樹脂材料の上金型側表面が、テーパ形状側面２２を有する凹部２３として形成され、この凹部２３の底面が受光面２４となる。
【００１３】
この製造方法によれば、凹部２３の側面がテーパ形状となっているため、樹脂材料と金型との間の剪断力が小さくなり、上金型１５と下金型１６とを離型する際に樹脂材料が凹部側面に引きずられてバリになることを抑制できる。これにより、バリが起因となる受光面の傷付きもなく、歩留まりを向上することができる。
【００１４】
続いて、図３及び図４を用いて、第２の具体例として示す樹脂封止型半導体装置２の製造方法について説明する。ここでは、図３に示すように、上金型１５の凸部１７を、金型凹部１９の底面に対してテーパ形状を有する裾部２５と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部２６とを有する形状とした点が特徴である。
【００１５】
この製造方法により製造される樹脂封止型半導体装置２は、図４に示すように、受光素子１２が封止される樹脂材料の上金型側表面が、テーパ形状を有する開口部２７と受光面２４である底面に対して垂直な垂直側面部２８とを有する凹部として形成される。
【００１６】
この製造方法によれば、第１の具体例と同様に、凹部の側面にテーパ形状となった部分を有するため、樹脂材料と金型との間の剪断力が小さくなり、上金型と下金型とを離型する際に樹脂材料が凹部側面に引きずられてバリになることがない。これにより、バリが起因となる受光面の傷付きもなく、歩留まりを向上できる。また、凹部の底面（受光面）付近には、この凹部底面に対して垂直な側面部２８が形成されることで受光面とその周辺部分との境界が明確になるため、従来の受光特性を損なうことがないという更なる利点も有する。また、凸部１７の受光面２４側の面を鏡面加工する際に垂直な側面部２８によって面の平行を確認することができる。
【００１７】
なお、本発明は、本具体例のみに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用が可能である。例えば、金型凹部の深さ、樹脂表面に形成される凹部の深さ、垂直側面部２８の深さ等は設計事項であって、所望とする値に設定することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、リードフレームと受光素子と内部配線とが組み立てられた状態で、テーパ形状側面を有する凹部として形成され、この凹部底面が鏡面加工されてなる受光面を受光素子に相当する位置に有する透明樹脂材料によって封止されることによって、離型の際にもバリが生じることなく、製造する上での歩留まりが低減される。
特に、凹部を、テーパ形状を有する開口部と受光面である底面に対して垂直な垂直側面部とを有する形状にすることによって、更に、受光面とその周辺部分との境界が明確になるため、従来の受光特性を損なうことがない。
また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、所定深さの金型凹部と、テーパ形状側面を有し上面が鏡面加工された凸部をこの金型凹部の底部であって受光素子と略対向する位置に有する上金型と、所定深さの金型凹部を有する下金型とを用いて樹脂モールド成形することによって、離型の際に樹脂材料と金型との間の剪断力が小さくなり、上金型と下金型とを離型する際に樹脂材料が凹部側面に引きずられてバリになることがない。これにより、バリが起因となる受光面の傷付きもなく、歩留まりを低減できる。
特に、上金型の凸部を、金型凹部底面に対してテーパ形状を有する裾部と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部とを有する形状にすることによって、成形される樹脂表面の凹部の底面付近には、この凹部底面に対して垂直な側面部が形成され、受光面とその周辺部分との境界が明確になるため、従来の受光特性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の具体例として示す樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の第１の具体例として示す製造方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を説明する側面図である。
【図３】本発明の第２の具体例として示す樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する概略図である。
【図４】本発明の第２の具体例として示す製造方法によって製造される樹脂封止型半導体装置を説明する側面図である。
【図５】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図６】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図７】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法で金型を離型する際のバリの発生を説明する図である。
【符号の説明】
１ 樹脂封止型半導体装置
２ 樹脂封止型半導体装置
１１ リードフレーム
１２ 受光素子
１３ 内部配線
１４ 受光素子部
１５ 上金型
１６ 下金型
１７ 凸部
１８ テーパ形状側面
１９ 金型凹部
２０ 上面
２１ 金型凹部
２２ テーパ形状側面
２３ 凹部
２４ 受光面
２５ 裾部
２６ 垂直側面部
２７ 開口部
２８ 垂直側面部
Claims (5)
- リードフレームと、
上記リードフレームに接合された受光素子と、
上記リードフレームと上記受光素子とを接続する内部配線とを備え、
上記リードフレームと上記受光素子と上記内部配線とが組み立てられた状態で、テーパ形状側面を有する凹部として形成され、この凹部底面が鏡面加工されてなる受光面を受光素子に相当する位置に有する透明樹脂材料によって封止されてなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 上記凹部は、テーパ形状を有する開口部と受光面である底面に対して垂直な垂直側面部とを有する凹部であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置。
- リードフレームと受光素子とを接合し、該リードフレームと該受光素子とを導線によって接続する受光素子部組立工程と、
所定深さの金型凹部と、テーパ形状側面を有し上面が鏡面加工された凸部を該金型凹部の底部であって上記受光素子と略対向する位置に有する上金型と、所定深さの金型凹部を有する下金型とで上記受光素子部を挟み込む工程と、
上記挟込工程にて上記上金型と下金型の金型凹部によってできる内部空間内に透明樹脂材料を流入する工程と、
上記透明樹脂材料を硬化させて該透明樹脂材料に上記受光素子部を封入する封入工程と、
上記上金型と上記下金型とを離型する工程と
を有する樹脂封止型半導体装置の製造方法。 - 上記上金型の凸部は、上記金型凹部底面に対してテーパ形状を有する裾部と金型凹部底面に対して垂直な垂直側面部とを有することを特徴とする請求項２記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
- 上記上金型の凸部は、上記上金型から脱着可能であることを特徴とする請求項３記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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