JP2008047836A - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光半導体素子を含む半導体装置、および、このような半導体装置を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device including an optical semiconductor element and a method for manufacturing such a semiconductor device.
光半導体素子は、発光または受光する半導体素子であり、例えば、光を発生する発光ダイオード、入射した光を受光して光電変換するフォトダイオード(PD)、光の入射位置に応じた値の電気信号を出力するPSD(Position Sensing Device)、入射光の強度分布に応じた電気信号を出力するCCD(Charge Coupled Device)やPDアレイ等が挙げられる。このような光半導体素子を含む半導体装置として、特許文献1に開示されたリードレス表面実装型のものが知られている。この特許文献1に開示された半導体装置は、発光ダイオードが基板上に搭載され、発光ダイオードの電極と基板とが導電性ワイヤで接続され、これら発光ダイオード,基板および導電性ワイヤが透明樹脂により封止されたものである。
しかしながら、特許文献1に開示された半導体装置は、光半導体素子(発光ダイオード)の厚みが200μm〜400μm程度であるにも拘らず、一般に光半導体素子より厚い基板を用い、しかも、導電性ワイヤによる接続を採用していることから、小型化および薄型化の点で問題がある。
However, the semiconductor device disclosed in
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、小型化および薄型化が容易な半導体装置および半導体装置製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method that can be easily reduced in size and thickness.
本発明に係る半導体装置は、(1) 互いに対向する第1面および第2面を有し、該第2面に電極パッドが形成されており、該第2面の側へ発光または該第2面の側から受光する光半導体素子と、(2) 互いに対向する第1面および第2面を有し、該第1面が光半導体素子の電極パッドと接続された金属板と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る半導体装置は、光半導体素子が金属板の第2面に対して一方の側に設けられた樹脂により覆われ、金属板の第2面が樹脂により覆われることなく露出していることを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention has (1) a first surface and a second surface that are opposed to each other, and an electrode pad is formed on the second surface, and light is emitted to the second surface side or the second surface. An optical semiconductor element that receives light from the side of the surface, and (2) a metal plate that has a first surface and a second surface that face each other, and the first surface is connected to an electrode pad of the optical semiconductor element. It is characterized by. Furthermore, in the semiconductor device according to the present invention, the optical semiconductor element is covered with a resin provided on one side with respect to the second surface of the metal plate, and the second surface of the metal plate is exposed without being covered with the resin. It is characterized by.
このように構成される半導体装置は、パッケージに入れられることなく、樹脂封止された形態のままであるので、小型化および薄型化が可能であり、また、例えばプリント基板上における実装の密度の向上が可能である。なお、光半導体素子の電極パッドと、これに接続される外部接続端子としての金属板とは、一般に複数組ある。 Since the semiconductor device configured in this way remains in a resin-sealed form without being put into a package, it can be reduced in size and thickness, and, for example, the density of mounting on a printed circuit board can be reduced. Improvement is possible. In general, there are a plurality of sets of electrode pads of the optical semiconductor element and metal plates as external connection terminals connected thereto.
また、本発明に係る半導体装置は、光半導体素子の第2面の側に、光半導体素子が発光または受光する光に対して波長選択性を有するフィルタ、光半導体素子が発光または受光する光に対して空間選択性を有するマスク、または、光半導体素子が発光または受光する光に対して集光作用を有するレンズ、を更に備えるのが好適である。発光ダイオードやフォトダイオード等の光半導体素子は一般に大きいが、本発明の如く、光半導体素子の第2面の側にフィルタ,マスクまたはレンズが設けられていることにより、これらを別途設ける必要がなく、これらを含めた全体として小型化が可能である。 In addition, the semiconductor device according to the present invention is provided on the second surface side of the optical semiconductor element with a filter having wavelength selectivity with respect to light emitted or received by the optical semiconductor element, and light emitted or received by the optical semiconductor element. It is preferable to further include a mask having spatial selectivity, or a lens having a condensing function with respect to light emitted or received by the optical semiconductor element. Although optical semiconductor elements such as light emitting diodes and photodiodes are generally large, there is no need to provide these separately because a filter, mask, or lens is provided on the second surface side of the optical semiconductor element as in the present invention. Therefore, it is possible to reduce the size as a whole including these.
本発明に係る半導体装置製造方法は、上記の本発明に係る半導体装置を製造する方法であって、(1) 導電性を有する電鋳基板の主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、(2)レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く電鋳基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、電鋳基板の主面上に金属板を形成する電着工程と、(3) 電着工程の後に、電鋳基板からレジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、(4) レジストパターン除去工程の後に、互いに対向する第1面および第2面を有し該第2面に電極パッドが形成され該第2面の側へ発光または該第2面の側から受光する光半導体素子の該電極パッドを金属板に接続する光半導体素子搭載工程と、(5) 光半導体素子搭載工程の後に光半導体素子を樹脂で覆う樹脂封止工程と、(6) 樹脂封止工程の後に電鋳基板を除去する電鋳基板除去工程と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor device manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing the above-described semiconductor device according to the present invention. (1) A resist pattern for forming a predetermined resist pattern on a main surface of an electroformed substrate having conductivity And (2) electrodepositing a conductive metal on the exposed portion of the main surface of the electroformed substrate excluding the resist pattern formed in the resist pattern forming step, and forming a metal plate on the main surface of the electroformed substrate An electrodeposition process to be formed; (3) a resist pattern removal process for removing the resist pattern from the electroformed substrate after the electrodeposition process; and (4) a first surface and a second surface facing each other after the resist pattern removal process. An optical semiconductor element mounting step in which an electrode pad is formed on the second surface, and the electrode pad of the optical semiconductor element that emits light to or receives light from the second surface is connected to a metal plate. (5) Optical semiconductor device mounting process And (6) an electroformed substrate removing step for removing the electroformed substrate after the resin sealing step.
また、本発明に係る半導体装置製造方法は、光半導体素子搭載工程の前に、光半導体素子が発光または受光する光に対して波長選択性を有するフィルタを電鋳基板の主面上であって光半導体素子の搭載位置の下方に配置する工程を更に備えるのが好適である。また、光半導体素子搭載工程の前に、光半導体素子が発光または受光する光に対して空間選択性を有するマスクを電鋳基板の主面上であって光半導体素子の搭載位置の下方に配置する工程を更に備えるのが好適である。また、電鋳基板が光半導体素子の搭載位置の領域に凹面を有するのが好適である。これらの場合には、フィルタ,マスクまたはレンズを更に備える本発明に係る半導体装置を容易に製造することができる。 The semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a filter having wavelength selectivity for light emitted or received by the optical semiconductor element on the main surface of the electroformed substrate before the optical semiconductor element mounting step. It is preferable to further include a step of disposing the optical semiconductor element below the mounting position. In addition, before the optical semiconductor element mounting step, a mask having spatial selectivity with respect to light emitted or received by the optical semiconductor element is disposed on the main surface of the electroformed substrate and below the mounting position of the optical semiconductor element. It is preferable that the method further includes the step of: Further, it is preferable that the electroformed substrate has a concave surface in the region where the optical semiconductor element is mounted. In these cases, the semiconductor device according to the present invention further including a filter, a mask, or a lens can be easily manufactured.
本発明によれば、小型化および薄型化が容易な半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device that can be easily reduced in size and thickness.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一または同種の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
先ず、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る半導体装置1の上面図,断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される半導体装置1では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。半導体装置1は全体として凡そ直方体形状である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described. FIG. 1 is a top view, a cross-sectional view, and a bottom view of a
光半導体素子10は、互いに対向し平行な第1面(上面)および第2面(下面)を有する平板形状のものであり、下面に電極パッド11,12が形成されており、下面の側へ発光または下面の側から受光する素子である。この発光または受光する光は、光半導体素子10の下面にある樹脂50を透過する。光半導体素子10は、例えば、光を発生する発光ダイオードであってもよいし、入射した光を受光して光電変換するフォトダイオード(PD)であってもよいし、光の入射位置に応じた値の電気信号を出力するPSDであってもよいし、また、入射光の強度分布に応じた電気信号を出力するCCDやPDアレイであってもよい。発光部または受光部の周りに電極パッド11,12が形成されている。
The
金属板31,32それぞれは、互いに対向し平行な第1面(上面)および第2面(下面)を有する平板形状のものであり、光半導体素子10の下面の電極パッド11,12と電気的に接続された外部接続端子として用いられる。金属板31の上面は、光半導体素子10の下面の電極パッド11とバンプ41で接続されている。また、金属板32の上面は、光半導体素子10の下面の電極パッド12とバンプ42で接続されている。なお、光半導体素子10の電極パッドとこれに接続される外部接続端子としての金属板とは、一般に複数組あるが、本実施形態では説明の簡便化のため2組としている。
Each of the
樹脂50としては、一般に樹脂封止型半導体装置を形成する際に用いられる樹脂が用いられ、例えば熱硬化型のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等が用いられる。光半導体素子10が発光または受光する素子であるので、光半導体素子10が発光または受光する光の波長において透明である樹脂が樹脂50として用いられる。
As the
金属板31,32それぞれの下面は共通の仮想平面上にある。光半導体素子10およびバンプ41,42は、その仮想平面に対して一方の側に設けられた樹脂50により覆われている。金属板31,32それぞれの上面および側面も樹脂50により覆われている。しかし、金属板31,32それぞれの下面は、樹脂50により覆われることなく露出している。
The lower surfaces of the
金属板31,32それぞれの露出した下面が例えばプリント基板上に半田付けされることで、半導体装置1は該基板上に実装される。このような半導体装置1は、パッケージに入れられることなく、樹脂封止された形態のままであるので、小型化および薄型化が可能であり、また、基板上における実装の密度の向上が可能である。
The exposed lower surface of each of the
また、この半導体装置1では、光半導体素子10の下面の一部領域は金属板31,32の上面とバンプで接着される一方、他の領域は樹脂50により覆われる。このように構成される半導体装置1は、光半導体素子10が大きい場合であっても、製造時において、光半導体素子10が樹脂50から剥離することが防止されて、歩留まりよく製造することができる。
In the
次に、第1実施形態に係る半導体装置1を製造する方法について説明する。図2は、第1実施形態に係る半導体装置1を製造する方法を説明するフローチャートである。図3および図4は、第1実施形態に係る半導体装置1を製造する方法を説明する工程図である。これらの図では、複数個(図示では3個)の半導体装置1を同時に製造する場合を示している。
Next, a method for manufacturing the
初めに、レジストパターン形成工程(ステップS1)では、導電性を有する電鋳基板90の主面上に所定のレジストパターン91が形成される(図3(a),(b))。ここで用いられる電鋳基板90は、両面が平坦な金属板であり、厚みが例えば0.1mmであり、例えばステンレススチール,アルミニウムおよび銅などからなる。この電鋳基板90の両面にレジスト91,92が塗布される(図3(a))。ここで塗布されるレジストは、例えば厚み50μmのアルカリタイプの感光性フィルムレジストである。このレジストが塗布された電鋳基板90の一方の主面上に所定パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、電鋳基板90の主面上のレジストが硬化し、所定のレジストパターン91が形成される(図3(b))。
First, in the resist pattern forming step (step S1), a predetermined resist
レジストパターン形成工程(ステップS1)に続く電着工程(ステップS2)では、レジストパターン91を除く電鋳基板90の主面の露出部上に導電性金属が電着されて、電鋳基板90の主面上に金属板31,32が形成される(図3(c))。なお、この電着の前に、必要に応じて化学エッチングによる表面酸化被膜除去や薬品による化学処理等の表面活性化処理が行われる。例えば、電着物としてはニッケルやニッケル−コバルト合金、銅その他種々の金属が用いられ、また、スルファミン酸ニッケルの無光沢浴が使用され、レジストパターン91の厚さ程度の40〜50μmの厚さで金属板31,32が形成される。なお、必要に応じて、金属板31,32それぞれの表面に結着力向上用の金メッキ等を0.3〜0.4μm厚で行うのが好ましい。
In the electrodeposition process (step S2) subsequent to the resist pattern formation process (step S1), a conductive metal is electrodeposited on the exposed portion of the main surface of the
電着工程(ステップS2)に続くレジストパターン除去工程(ステップS3)では、電鋳基板90からレジスト91,92が除去される(図3(d))。レジスト除去方法としては、アルカリ溶液による膨潤除去の方法等が可能である。 In the resist pattern removing step (step S3) subsequent to the electrodeposition step (step S2), the resists 91 and 92 are removed from the electroformed substrate 90 (FIG. 3D). As a resist removal method, a swelling removal method using an alkaline solution or the like is possible.
レジストパターン除去工程(ステップS3)に続く半導体素子搭載工程(ステップS4)では、光半導体素子10の電極パッド11,12が金属板31,32にバンプ41,42で接続される(図4(a))。
In the semiconductor element mounting process (step S4) following the resist pattern removing process (step S3), the
半導体素子搭載工程(ステップS4)に続く樹脂封止工程(ステップS5)では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42は、樹脂50により覆われて封止される(図4(b))。光半導体素子10の発光部または受光部と電鋳基板90との間にも樹脂50が侵入する。このとき具体的には、電鋳基板90の上面がモールド金型(上型)に装着されて、そのモールド金型内のキャビティに樹脂50が圧入される。このとき、電鋳基板90は樹脂モールド時における下型の機能を果たす。これにより、電鋳基板90上に複数の光半導体素子10等が配列されて樹脂50により一体的に封止された形態となる。なお、モールド時に複数の電鋳基板90を並列に配置して、樹脂90をランナーにより分配して各電鋳基板90と上型との間に圧入するようにすれば、効率よく多数の樹脂封止を行うことが可能である。
In the resin sealing step (step S5) subsequent to the semiconductor element mounting step (step S4), the
樹脂封止工程(ステップS5)に続く電鋳基板除去工程(ステップS6)では、電鋳基板90が除去されることにより、金属板31,32の下面が露出した樹脂封止体が得られる(図4(c))。電鋳基板90を除去する方法としては、樹脂封止体から電鋳基板90を機械的に引き剥がす等の強制的に剥離除去する方法の他、電鋳基板90等を構成する材質に応じては、樹脂封止体側への影響のない溶剤等により電鋳基板90を溶解して除去する方法も可能である。金属板31,32それぞれの下面および樹脂50の下面は、共通の仮想平面上にある。なお、本工程後に必要に応じて、金属板31,32それぞれの下面に、実装用に金および銀等の導電性金属層の薄膜をフラッシュメッキ等の方法により0.3〜0.5μm厚で形成するようにしてもよい。
In the electroformed substrate removal step (step S6) subsequent to the resin sealing step (step S5), the resin-cast body in which the lower surfaces of the
電鋳基板除去工程(ステップS6)に続く切断工程(ステップS7)では、図4(c)中において点線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の半導体装置1(図1)が製造される。 In the cutting process (step S7) subsequent to the electroformed substrate removal process (step S6), the resin sealing body is cut along the cutting line indicated by the dotted line in FIG. The semiconductor device 1 (FIG. 1) is manufactured.
(第2実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態に係る半導体装置2の上面図,断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される半導体装置2では、光半導体素子10、フィルタ21、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。半導体装置2は全体として凡そ直方体形状である。
(Second Embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a top view, a cross-sectional view, and a bottom view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図5に示される第2実施形態に係る半導体装置2は、フィルタ21を更に備える点で相違している。すなわち、図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1では、光半導体素子10が発光または受光する光は透明な樹脂50を透過した。これに対して、図5に示される第2実施形態に係る半導体装置2では、金属板31,32の下面を含む仮想平面と光半導体素子10の下面との間にフィルタ21が設けられている。このフィルタ21は、光半導体素子10が発光または受光する光に対して波長選択性を有していて、所定の透過帯域に含まれる波長の光を選択的に透過させる。
Compared with the
このような構成とすることにより、第2実施形態に係る半導体装置2は、フィルタを別途設ける必要がなく、フィルタをも一体化した構成のものであるので、フィルタ21を含めた全体として小型化が可能である。なお、フィルタ21は、樹脂50との密着性がよい材料からなるのが好ましい。
By adopting such a configuration, the
この第2実施形態に係る半導体装置2は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、レジストパターン除去工程(ステップS3)より後の工程が相違する。図6は、第2実施形態に係る半導体装置2を製造する方法を説明する工程図である。
The
レジストパターン除去工程(ステップS3)の後であって半導体素子搭載工程(ステップS4)の前に、電鋳基板90の主面上であって光半導体素子10の搭載位置の下方にフィルタ21が配置される。その後、半導体素子搭載工程(ステップS4)において、光半導体素子10の電極パッド11,12が金属板31,32にバンプ41,42で接続される(図5(a))。
After the resist pattern removing process (step S3) and before the semiconductor element mounting process (step S4), the
半導体素子搭載工程(ステップS4)に続く樹脂封止工程(ステップS5)では、光半導体素子10、フィルタ21、金属板31,32およびバンプ41,42は、樹脂50により覆われて封止される(図6(b))。
In the resin sealing step (step S5) subsequent to the semiconductor element mounting step (step S4), the
樹脂封止工程(ステップS5)に続く電鋳基板除去工程(ステップS6)では、電鋳基板90が除去されることにより、フィルタ21および金属板31,32それぞれの下面が露出した樹脂封止体が得られる(図6(c))。
In the electroformed substrate removing step (step S6) subsequent to the resin sealing step (step S5), the resin encapsulated body in which the lower surfaces of the
そして、電鋳基板除去工程(ステップS6)に続く切断工程(ステップS7)では、図6(c)中において点線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の半導体装置2(図5)が製造される。 Then, in the cutting step (step S7) subsequent to the electroformed substrate removal step (step S6), the resin sealing body is cut along the cutting line indicated by the dotted line in FIG. Individual semiconductor devices 2 (FIG. 5) are manufactured.
(第3実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に係る半導体装置3の上面図,断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される半導体装置3では、光半導体素子10、マスク22、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。半導体装置3は全体として凡そ直方体形状である。
(Third embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a top view, a cross-sectional view, and a bottom view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図7に示される第3実施形態に係る半導体装置3は、マスク22を更に備える点で相違している。すなわち、図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1では、光半導体素子10が発光または受光する光は、空間的な制約を受けること無く透明な樹脂50を透過した。これに対して、図7に示される第3実施形態に係る半導体装置3では、金属板31,32の下面を含む仮想平面と光半導体素子10の下面との間にマスク22が設けられている。このマスク22は、光半導体素子10が発光または受光する光に対して空間選択性を有していて、例えばマスク22に設けられた開口やスリットを通過する光を選択的に透過させる。
Compared with the
このような構成とすることにより、第3実施形態に係る半導体装置3は、マスクを別途設ける必要がなく、マスクをも一体化した構成のものであるので、マスク22を含めた全体として小型化が可能である。なお、マスク22は、樹脂50との密着性がよい材料からなるのが好ましい。
By adopting such a configuration, the
この第3実施形態に係る半導体装置3は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、レジストパターン除去工程(ステップS3)より後の工程が相違する。図8は、第3実施形態に係る半導体装置3を製造する方法を説明する工程図である。
The
レジストパターン除去工程(ステップS3)の後であって半導体素子搭載工程(ステップS4)の前に、電鋳基板90の主面上であって光半導体素子10の搭載位置の下方にマスク22が配置される。なお、マスク22は、電着工程(ステップS2)において金属板31,32と同時に形成されてもよい。その後、半導体素子搭載工程(ステップS4)において、光半導体素子10の電極パッド11,12が金属板31,32にバンプ41,42で接続される(図7(a))。
After the resist pattern removing step (step S3) and before the semiconductor element mounting step (step S4), the
半導体素子搭載工程(ステップS4)に続く樹脂封止工程(ステップS5)では、光半導体素子10、マスク22、金属板31,32およびバンプ41,42は、樹脂50により覆われて封止される(図8(b))。
In the resin sealing process (step S5) subsequent to the semiconductor element mounting process (step S4), the
樹脂封止工程(ステップS5)に続く電鋳基板除去工程(ステップS6)では、電鋳基板90が除去されることにより、マスク22および金属板31,32それぞれの下面が露出した樹脂封止体が得られる(図8(c))。
In the electroformed substrate removing step (step S6) subsequent to the resin sealing step (step S5), the resin molded body in which the lower surfaces of the
そして、電鋳基板除去工程(ステップS6)に続く切断工程(ステップS7)では、図8(c)中において点線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の半導体装置3(図7)が製造される。 Then, in the cutting step (step S7) following the electroformed substrate removal step (step S6), the resin sealing body is cut along the cutting line indicated by the dotted line in FIG. Individual semiconductor devices 3 (FIG. 7) are manufactured.
(第4実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第4実施形態について説明する。図9は、第4実施形態に係る半導体装置4の上面図,断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される半導体装置4では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。
(Fourth embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a fourth embodiment of the invention will be described. FIG. 9 is a top view, a cross-sectional view, and a bottom view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図9に示される第4実施形態に係る半導体装置4は、下面において樹脂50が凸部51を有していて、その凸部51が凸レンズ形状を有している点で相違する。この凸レンズとしての凸部51は、光半導体素子10が発光または受光する光に対して集光作用を有する。
Compared with the
この第4実施形態では、光半導体素子10が発光ダイオードである場合、この光半導体素子10から出力された光は、透明な樹脂50の凸部51によりコリメートされて外部へ出力される。光半導体素子10がフォトダイオードである場合、外部から透明な樹脂50の凸部51に入射した光は、この凸部51により収斂されて光半導体素子10により受光される。このように、本実施形態に係る半導体装置4は、集光レンズを別途設ける必要がなく、集光レンズをも一体化した構成のものであるので、集光レンズを含めた全体として小型化が可能である。
In the fourth embodiment, when the
この第4実施形態に係る半導体装置4は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、電鋳基板90として、光半導体素子10が搭載されるべき領域に凹面を有するものが用いられる。図10および図11は、第4実施形態に係る半導体装置4を製造する方法を説明する工程図である。
The
初めに、レジストパターン形成工程(ステップS1)では、導電性を有する電鋳基板90の主面上に所定のレジストパターン91が形成される(図10(a),(b))。ここで用いられる電鋳基板90は、レジストパターン91が形成されるべき一方の主面において、光半導体素子10が搭載されるべき領域に凹面が形成されている。この電鋳基板90の両面にレジスト91,92が塗布され(図10(a))、このレジストが塗布された電鋳基板90の一方の主面上に所定パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、電鋳基板90の主面上のレジストが硬化し、所定のレジストパターン91が形成される(図10(b))。このとき、レジスト91は、電鋳基板90の主面上の凹面領域に残っている。
First, in the resist pattern forming step (step S1), a predetermined resist
電着工程(ステップS2)では、レジストパターン91を除く電鋳基板90の主面の露出部上に導電性金属が電着されて、電鋳基板90の主面上に金属板31,32が形成される(図10(c))。レジストパターン除去工程(ステップS3)では、電鋳基板90からレジスト91,92が除去される(図10(d))。
In the electrodeposition process (step S <b> 2), conductive metal is electrodeposited on the exposed portion of the main surface of the
半導体素子搭載工程(ステップS4)では、光半導体素子10の電極パッド11,12が金属板31,32にバンプ41,42で接続される(図11(a))。樹脂封止工程(ステップS5)では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42は、樹脂50により覆われて封止される(図11(b))。光半導体素子10の発光部または受光部と電鋳基板90との間にも樹脂50が侵入する。このとき、光半導体素子10の下方では、電鋳基板90の主面において凹面領域となっているので、凸部51が形成される。
In the semiconductor element mounting step (step S4), the
電鋳基板除去工程(ステップS6)では、電鋳基板90が除去されることにより、金属板31,32の下面が露出した樹脂封止体が得られる(図11(c))。切断工程(ステップS7)では、図11(c)中において点線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の半導体装置4(図9)が製造される。
In the electroformed substrate removing step (step S6), the
(第5実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第5実施形態について説明する。図12は、第5実施形態に係る半導体装置5の断面図である。この図に示される半導体装置5では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。また、透明樹脂からなる凸レンズ形状の凸部52が設けられている。
(Fifth embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a fifth embodiment of the invention will be described. FIG. 12 is a cross-sectional view of the
図9に示された第4実施形態に係る半導体装置4と比較すると、この図12に示される第5実施形態に係る半導体装置5は、金属板31,32の形状の点で相違し、また、凸部51に替えて凸部52が設けられている点で相違する。半導体装置4の下面において、金属板31,32が平板状ではなく、中央部と比べて周縁部が外側へ突出している。そして、その凹部となっている中央部に、透明樹脂からなる凸レンズ形状の凸部52が設けられている。
Compared with the
この第5実施形態では、光半導体素子10が発光ダイオードである場合、この光半導体素子10から出力された光は、透明樹脂からなる凸部52によりコリメートされて外部へ出力される。光半導体素子10がフォトダイオードである場合、外部から凸部52に入射した光は、この凸部52により収斂されて光半導体素子10により受光される。このように、本実施形態に係る半導体装置5は、集光レンズを別途設ける必要がなく、集光レンズをも一体化した構成のものであるので、集光レンズを含めた全体として小型化が可能である。
In the fifth embodiment, when the
この第5実施形態に係る半導体装置5は、図2および図13に示される方法により製造される。図13は、第5実施形態に係る半導体装置5を製造する方法を説明する工程図である。
The
本実施形態では、電鋳基板90として一方の主面に凹部領域(金属板31,32が形成されるべき領域)を有するものが用意される。レジストパターン形成工程(ステップS1),電着工程(ステップS2)およびレジストパターン除去工程(ステップS3)を経て、電鋳基板90の凹部領域および当該周辺領域に金属板31,32が形成される(図13(a))。
In the present embodiment, an
半導体素子搭載工程(ステップS4)では、光半導体素子10の電極パッド11,12が金属板31,32にバンプ41,42で接続される(図13(b))。樹脂封止工程(ステップS5)では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42は、樹脂50により覆われて封止される(図13(c))。光半導体素子10の発光部または受光部と電鋳基板90との間にも樹脂50が侵入する。
In the semiconductor element mounting step (step S4), the
電鋳基板除去工程(ステップS6)では、電鋳基板90が除去されることにより、金属板31,32の下面が露出した樹脂封止体が得られる(図13(d))。その後、この樹脂封止体の下面の凹部領域に、透明樹脂からなる凸レンズ形状の凸部52が形成される(図13(e))。そして、切断工程(ステップS7)で、図13(e)中において点線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の半導体装置5(図12)が製造される。
In the electroformed substrate removing step (step S6), by removing the
(第6実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第6実施形態について説明する。図14は、第6実施形態に係る半導体装置6の上面図,断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は同図(a)に示されるXIV−XIV断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される半導体装置6では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。
(Sixth embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a sixth embodiment of the invention will be described. FIG. 14 is a top view, a cross-sectional view, and a bottom view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図14に示される第6実施形態に係る半導体装置6は、金属板31,32の一部が側方に突出して樹脂50に覆われること無く露出している点で相違する。このようにすることにより、光半導体素子10からの出力信号を金属板31,32を経て半導体装置6の上方に取り出すことができ、或いは、光半導体素子10を駆動するための駆動信号を半導体装置6の上方から金属板31,32を経て光半導体素子10に供給することができる。
Compared with the
なお、図15に示される半導体装置6Aの構成の如く、金属板31,32の一部で側方に突出した露出部の上面に、例えば導電性ペーストからなる導電体61,62,63,64が設けられていてもよい。
Note that, as in the configuration of the
この第6実施形態に係る半導体装置6は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、図16に示されるように、樹脂封止工程(ステップS5)においては、金属板31,32の端部に樹脂50を密着させないような形状を有する上型93を用いて、半導体素子10,金属板31,32およびバンプ41,42を樹脂50で覆う。このようにすることにより、金属板31,32の一部を側方に突出させて露出させることができる。図においては、金属板の一部が側方に突出する例としたが、側方の全てで金属板が突出してもよい。
The
(第7実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第7実施形態について説明する。図17は、第7実施形態に係る半導体装置7の上面図,断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は同図(a)に示されるXVII−XVII断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される半導体装置7では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。
(Seventh embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a seventh embodiment of the invention will be described. FIG. 17 is a top view, a cross-sectional view, and a bottom view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図17に示される第7実施形態に係る半導体装置7は、金属板31,32の途中の一部が樹脂50に覆われること無く露出している点で相違する。このようにすることにより、光半導体素子10からの出力信号を金属板31,32を経て半導体装置7の上方に取り出すことができ、或いは、光半導体素子10を駆動するための駆動信号を半導体装置7の上方から金属板31,32を経て光半導体素子10に供給することができる。
Compared with the
なお、図18に示される半導体装置7Aの構成の如く、金属板31,32の途中の露出部の上面に、例えば導電性ペーストからなる導電体61,62,63,64が設けられていてもよい。
Note that, as in the configuration of the
この第7実施形態に係る半導体装置7は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、図19に示されるように、樹脂封止工程(ステップS5)においては、金属板31,32の途中の一部に樹脂50を密着させないような形状を有する上型93を用いて、半導体素子10,金属板31,32およびバンプ41,42を樹脂50で覆う。このようにすることにより、金属板31,32の途中の一部を露出させることができる。
The
(第8実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第8実施形態について説明する。図20は、第8実施形態に係る半導体装置8の断面図である。この図に示される半導体装置8では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described. FIG. 20 is a cross-sectional view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図20に示される第8実施形態に係る半導体装置8は、下面において金属板31,32の下面に対して樹脂50の表面が後退している点で相違する。換言すれば、半導体装置8の下面において樹脂50の表面に対して金属板31,32が突出している。
Compared with the
この第8実施形態に係る半導体装置8は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様の効果を有する他、樹脂50の表面に対して金属板31,32が突出していることにより、プリント基板等に実装する際に半田等の染み出しの問題が軽減される。
The
この第8実施形態に係る半導体装置8は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、ここで用いられる電鋳基板90は、導電性金属が電着されるべき領域が他の領域に対して窪んでいる。このような電鋳基板90を用いて以降は同様にして製造され得る。
The
(第9実施形態)
次に、本発明に係る半導体装置および半導体装置製造方法の第9実施形態について説明する。図21は、第9実施形態に係る半導体装置9の断面図である。この図に示される半導体装置9では、光半導体素子10、金属板31,32およびバンプ41,42が、樹脂50により封止されている。
(Ninth embodiment)
Next, a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method according to a ninth embodiment of the invention will be described. FIG. 21 is a cross-sectional view of the
図1に示された第1実施形態に係る半導体装置1と比較すると、この図21に示される第9実施形態に係る半導体装置9は、下面において金属板31,32の下面に対して樹脂50の表面が突出している点で相違する。換言すれば、半導体装置9の下面において樹脂50の表面に対して金属板31,32が後退している。
Compared with the
この第9実施形態に係る半導体装置9は、第1実施形態に係る半導体装置1と同様の効果を有する他、樹脂50の表面に対して金属板31,32が後退していることにより、プリント基板等に実装する際に半田等の染み出しの問題が軽減される。ただし、この半導体装置9が実装されるプリント基板等の表面においては、半導体装置9の下面の凹凸に応じて、金属板31,32と電気的接続が可能な形状を有していることが必要である。
The
この第9実施形態に係る半導体装置9は、図2〜図4を用いて説明した製造方法と略同様にして製造される。ただし、ここで用いられる電鋳基板90は、導電性金属が電着されるべき領域が他の領域に対して突出している。このような電鋳基板90を用いて以降は同様にして製造され得る。
The
1〜9…半導体装置、10…光半導体素子、11,12…電極パッド、21…フィルタ、22…マスク、31,32…金属板、41,42…バンプ、50…樹脂、51…凸部、52…凸部、90…電鋳基板、91,92…レジスト、93…上型。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-9 ... Semiconductor device, 10 ... Optical semiconductor element, 11, 12 ... Electrode pad, 21 ... Filter, 22 ... Mask, 31, 32 ... Metal plate, 41, 42 ... Bump, 50 ... Resin, 51 ... Convex part, 52 ... convex portion, 90 ... electroformed substrate, 91, 92 ... resist, 93 ... upper mold.
Claims (8)
互いに対向する第1面および第2面を有し、該第1面が前記光半導体素子の前記電極パッドと接続された金属板と、
を備え、
前記光半導体素子が前記金属板の第2面に対して一方の側に設けられた樹脂により覆われ、
前記金属板の第2面が前記樹脂により覆われることなく露出している、
ことを特徴とする半導体装置。 An optical semiconductor element having a first surface and a second surface facing each other, an electrode pad being formed on the second surface, and emitting light to or receiving light from the second surface;
A metal plate having a first surface and a second surface facing each other, wherein the first surface is connected to the electrode pad of the optical semiconductor element;
With
The optical semiconductor element is covered with a resin provided on one side with respect to the second surface of the metal plate,
The second surface of the metal plate is exposed without being covered with the resin,
A semiconductor device.
導電性を有する電鋳基板の主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く前記電鋳基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、前記電鋳基板の主面上に金属板を形成する電着工程と、
前記電着工程の後に、前記電鋳基板から前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
前記レジストパターン除去工程の後に、互いに対向する第1面および第2面を有し該第2面に電極パッドが形成され該第2面の側へ発光または該第2面の側から受光する光半導体素子の該電極パッドを前記金属板に接続する光半導体素子搭載工程と、
前記光半導体素子搭載工程の後に前記光半導体素子を樹脂で覆う樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後に前記電鋳基板を除去する電鋳基板除去工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置製造方法。 A method for manufacturing the semiconductor device according to claim 1,
A resist pattern forming step of forming a predetermined resist pattern on the main surface of the electroformed substrate having conductivity; and
Electrodeposition of electrodepositing a conductive metal on the exposed portion of the main surface of the electroformed substrate excluding the resist pattern formed in the resist pattern forming step, and forming a metal plate on the main surface of the electroformed substrate Process,
After the electrodeposition step, a resist pattern removal step of removing the resist pattern from the electroformed substrate,
After the resist pattern removing step, light that has a first surface and a second surface that face each other and an electrode pad is formed on the second surface and emits light to the second surface or receives light from the second surface. An optical semiconductor element mounting step of connecting the electrode pad of the semiconductor element to the metal plate;
A resin sealing step of covering the optical semiconductor element with a resin after the optical semiconductor element mounting step;
An electroformed substrate removing step of removing the electroformed substrate after the resin sealing step;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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