JP6194859B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体部品を樹脂で封止するとともに半導体部品の一部を樹脂より露出させてなる半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor component is sealed with resin and a part of the semiconductor component is exposed from resin.
従来より、この種の半導体装置としては、シリコン半導体よりなる半導体部品と、半導体部品を封止する樹脂と、を備え、半導体部品の一部は、樹脂の第1の面より突出することにより樹脂より露出する露出部とされたものが、提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of semiconductor device includes a semiconductor component made of a silicon semiconductor and a resin that seals the semiconductor component, and a part of the semiconductor component protrudes from the first surface of the resin. What was made into the exposed part which exposes more is proposed (for example, refer patent document 1).
このような半導体装置は、半導体部品の一部が樹脂より露出するように、金型で樹脂成形したり、あるいは、特許文献1に記載されているように、半導体部品全体を樹脂で封止した後、半導体部品の一部を露出させるようにレーザ照射によって樹脂を除去したりすることで製造される。
In such a semiconductor device, resin molding is performed with a mold so that a part of the semiconductor component is exposed from the resin, or the entire semiconductor component is sealed with resin as described in
本発明者は、この種の半導体装置について、試作検討を行った。図16は、本発明者が試作した試作品としての半導体装置の概略斜視図であり、半導体部品10の一部である露出部2が樹脂20の第1の面21より突出している。
The inventor has conducted a trial production of this type of semiconductor device. FIG. 16 is a schematic perspective view of a semiconductor device as a prototype manufactured by the inventor. The exposed
ところで、このような半導体装置においては、露出部2の突出根元部と樹脂20との境界にて、半導体部品10の外表面と樹脂20の第1の面21とが交差する角部J1が形成される。
By the way, in such a semiconductor device, a corner portion J1 where the outer surface of the
このような角部J1は、半導体部品10と樹脂20との線膨張係数差等に起因して応力集中が起こる部位であり、この応力集中による半導体部品10へのダメージ発生や、樹脂20の剥離発生等が懸念される。
Such a corner portion J1 is a part where stress concentration occurs due to a difference in linear expansion coefficient between the
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体部品を樹脂で封止するとともに半導体部品の一部を樹脂より突出させて露出部とした半導体装置において、露出部の突出根元部における応力集中を緩和することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a semiconductor device in which a semiconductor component is sealed with resin and a part of the semiconductor component protrudes from the resin to form an exposed portion, the protruding base portion of the exposed portion The purpose is to relieve stress concentration.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、シリコン半導体よりなる半導体部品(10)と、半導体部品を封止する樹脂(20)と、を備え、半導体部品の一部は、樹脂の第1の面(21)より突出することにより樹脂より露出する露出部(2)とされている半導体装置であって、露出部における第1の面からの突出根元部において、樹脂の一部が露出部の外表面に接触しつつ第1の面よりも露出部側に突出してなる突出部(22)が形成されており、突出部は、露出部側から第1の面に向かって凹曲面状に拡がる形状とされていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a semiconductor component (10) made of a silicon semiconductor and a resin (20) for sealing the semiconductor component are provided. A semiconductor device having an exposed portion (2) exposed from the resin by protruding from the first surface (21) of the first surface (21), wherein a part of the resin is formed at the protruding root portion from the first surface of the exposed portion. Is formed on the exposed portion side of the exposed portion while being in contact with the outer surface of the exposed portion, and the protruding portion is recessed from the exposed portion side toward the first surface. It has a shape that expands into a curved surface.
上述したように、従来では、半導体部品の露出部における突出根元部と樹脂との境界にて、半導体部品の外表面と樹脂の第1の面とが角部を形成していたので、この角部に対して、露出部における突出根元部への樹脂による応力集中が大きかった。 As described above, conventionally, the outer surface of the semiconductor component and the first surface of the resin form a corner at the boundary between the protruding root portion and the resin in the exposed portion of the semiconductor component. The stress concentration by the resin on the protruding root portion in the exposed portion was larger than that in the exposed portion.
それに対して、本発明によれば、突出根元部と樹脂との境界にて、上記したような凹曲面状の突出部を設けることにより、半導体部品と樹脂との間に実質的に角部が無い構成となることから、露出部の突出根元部における応力集中を緩和することができる。 On the other hand, according to the present invention, by providing the concave curved protrusion as described above at the boundary between the protrusion base and the resin, there is substantially a corner between the semiconductor component and the resin. Since there is no structure, the stress concentration at the protruding root portion of the exposed portion can be reduced.
ところで、上記請求項1に記載の半導体装置のような凹曲面状の突出部を、金型や樹脂のレーザ除去により形成することは、困難である。金型では寸法公差等の理由により当該形成が困難である。また、従来のレーザ除去では、レーザのスポットを大きくする必要があり、そうするとレーザ強度が低下して樹脂の除去が困難になる等の理由により、当該形成が困難になる。
By the way, it is difficult to form a concave curved protrusion like the semiconductor device according to
本発明者は、レーザ除去の方法について検討を行い、請求項1のような凹曲面形状の突出部を形成するのに適した製造方法として、請求項5の製造方法を見出した。
The present inventor has studied a method for removing laser, and found the manufacturing method of claim 5 as a manufacturing method suitable for forming the convex portion having the concave curved surface as in
すなわち、請求項5に記載の発明は、シリコン半導体よりなる半導体部品(10)を樹脂(20)で封止する封止工程と、樹脂にレーザ(L)を照射することにより、半導体部品の一部が樹脂の第1の面(21)より突出して樹脂より露出するように樹脂を除去する除去工程と、を行う半導体装置の製造方法であって、さらに以下の特徴を有する。 That is, the invention according to claim 5 is a method of sealing a semiconductor component (10) made of a silicon semiconductor with a resin (20), and irradiating the resin with a laser (L). And a removing step of removing the resin so that the portion protrudes from the first surface (21) of the resin and is exposed from the resin, and further has the following characteristics.
請求項5の製造方法において、除去工程では、レーザとして、樹脂を除去可能なエネルギーを有する第1のレーザ(L1)と、第1のレーザよりもシリコン半導体への吸収率が小さい波長を有し且つ第1のレーザよりもエネルギーの小さい第2のレーザ(L2)とを用いる。 6. The manufacturing method according to claim 5, wherein in the removing step, the laser has a first laser (L1) having energy capable of removing the resin, and a wavelength having a smaller absorption rate to the silicon semiconductor than the first laser. A second laser (L2) having a smaller energy than the first laser is used.
そして、第1のレーザおよび第2のレーザを集光レンズ(R1)にて集光させることにより、集光レンズを通過したレーザが、第1のレーザの領域の周囲に第2のレーザの領域が位置する構成とされた複合レーザとなるようにする。 Then, by condensing the first laser and the second laser with the condensing lens (R1), the laser that has passed through the condensing lens is in the region of the second laser around the region of the first laser. The composite laser is configured to be positioned in the position.
そして、当該複合レーザとしてのレーザの照射においては、第1のレーザの領域を半導体部品と樹脂との界面(K1)から離した状態で樹脂に照射して樹脂の除去を行うとともに、当該界面には第2のレーザの領域のみが照射されるようにする。請求項5の製造方法は、これらの点を特徴としている。 In the laser irradiation as the composite laser, the resin is removed by irradiating the resin with the region of the first laser separated from the interface (K1) between the semiconductor component and the resin, and at the interface. In this case, only the region of the second laser is irradiated. The manufacturing method of claim 5 is characterized by these points.
それによれば、樹脂の除去については、比較的エネルギーの大きい第1のレーザの領域により効率良く行える。また、半導体部品と樹脂との界面付近では、比較的パワーが弱く半導体部品に損傷を与えない第2のレーザの領域により樹脂の除去が行われるので、当該界面付近の樹脂形状、すなわち突出部形状を精密に形成できる。よって、本発明によれば、上記凹曲面状をなす突出部を有する請求項1に記載の半導体装置を形成するのに適した製造方法が提供され得る。
According to this, the removal of the resin can be efficiently performed by the first laser region having a relatively large energy. Also, in the vicinity of the interface between the semiconductor component and the resin, the resin is removed by the region of the second laser that is relatively weak in power and does not damage the semiconductor component. Can be precisely formed. Therefore, according to the present invention, there can be provided a manufacturing method suitable for forming the semiconductor device according to
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる半導体装置S1について、図1〜図3を参照して述べる。この半導体装置S1は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
(First embodiment)
The semiconductor device S1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This semiconductor device S1 is mounted on a vehicle such as an automobile, for example, and is applied as a device for driving various electronic devices for the vehicle.
本実施形態の半導体装置S1は、大きくは、シリコン半導体よりなる半導体部品10と、半導体部品10を封止する樹脂20と、を備えて構成されている。そして、半導体部品10の一部は、樹脂20の第1の面21より突出することにより樹脂20より露出する露出部2とされている。
The semiconductor device S1 of the present embodiment is mainly configured to include a
ここでは、半導体部品10は、通常の半導体プロセスなどにより形成されたシリコン半導体などよりなる半導体チップである。この半導体部品10は、表裏の関係にある両板面11、12および当該両板面11、12を連結する部品側面13〜16を、外表面とする板状をなすものとされている。
Here, the
ここでは、半導体部品10は典型的な矩形板状をなしているが、具体的には一端10aから他端10bへ(図1(b)の左から右へ)延びる長方形板状をなすものである。この半導体部品10における各面については、一方の板面11を第1の板面11とし、他方の板面12を第2の板面12とし、これら両板面11、12の端部を連結する4個の側面を部品側面13〜16としている。
Here, the
ここで、本実施形態の半導体部品10における部品側面13〜16とは、一端10a側の端面としての部品側面13、他端10b側の端面としての部品側面14、および当該両端10a、10b間に延びる(ここでは半導体部品10の長手方向に延びる)2個の部品側面15、16である。そして、半導体部品10においては、典型的には表裏の両板面11、12が、回路やセンシング部等の素子が形成される素子形成面とされる。
Here, the component side surfaces 13 to 16 in the
本実施形態の半導体部品10は、たとえば検出部としての図示しないセンシング部を有するセンサチップとして構成される。具体的には、当該センシング部としてダイアフラムを有する圧力センサや熱式流量センサ、または当該センシング部として可動部を有する加速度センサや角速度センサ等のセンサチップが挙げられる。このような場合、当該センシング部は、典型的には、半導体部品10の他端10b側における第1の板面11に設けられている。
The
そして、半導体部品10は、当該センシング部を露出させるように半導体部品10の他端10b側、すなわち露出部2を露出させた状態で、一端10a側の残部が樹脂20で封止されている。この樹脂20は、エポキシ樹脂などのモールド樹脂であり、後述するように金型を用いたトランスファーモールド法により成形されたものである。ここでは、樹脂20は、矩形ブロック状をなし、その一面が第1の面21とされている。
ここで、半導体部品10における樹脂20で封止されている部位を、被封止部1とする。そして、上述のように、半導体部品10における樹脂20より露出している露出部2は、第1の面21より突出している部位、すなわち半導体部品10における第1の面21からの突出部に相当する。
The
Here, the part sealed with the
そして、半導体部品10において、被封止部1は、半導体部品10の一端10a側に位置し、露出部2は、被封止部1に隣接し被封止部1よりも半導体部品10の他端10b側に位置する。ここで、上記図示しないセンシング部は露出部2に位置し、樹脂20より露出している。
In the
そして、本実施形態では、当該露出部2における両板面11、12および全ての部品側面(ここでは3個の部品側面)14、15、16が樹脂20より露出している。つまり、半導体部品10における露出部2については、全ての外表面が樹脂20で封止されずに露出し、全面露出構成とされている。
In the present embodiment, both plate surfaces 11 and 12 and all component side surfaces (here, three component side surfaces) 14, 15 and 16 in the exposed
このように、本実施形態では、上記センシング部を含む露出部2の全外表面を、樹脂20より露出させることで、樹脂20による応力から上記センシング部を解放して精度の良い検出を可能としている。
As described above, in this embodiment, the entire outer surface of the exposed
また、図1(b)に示されるように、半導体部品10は、被封止部1にてリードフレーム30に固定され支持されている。ここでは、半導体部品10の第2の板面12とリードフレーム30の第1の対向面30aとを対向させた状態で、被封止部1とリードフレーム30とが、接着剤40を介して接着されている。この接着剤40は、たとえエポキシ樹脂等よりなるものである。
Further, as shown in FIG. 1B, the
このリードフレーム30は、Cuや42アロイなどの導電性に優れた金属板材をエッチングやプレス等によりパターニング加工してなるものである。そして、リードフレーム30は、半導体部品10の被封止部1とともに、樹脂20で封止されている。なお、図示しないが、典型的には、リードフレーム30の一部は外部端子として構成され、この外部端子は樹脂20より露出して外部と電気的に接続されるようになっている。
The
また、図1(b)に示されるように、半導体部品10とリードフレーム30とは、樹脂20の内部にてボンディングワイヤ50により電気的に接続されている。このボンディングワイヤ50は、Auやアルミニウム等よりなり、通常のワイヤボンディングで形成されるものである。
Further, as shown in FIG. 1B, the
ここで、本実施形態の半導体装置S1においては、さらに、半導体部品10の露出部2における第1の面21からの突出根元部において、樹脂20の一部が樹脂20の第1の面21よりも露出部2側に突出してなる突出部22が、形成されている。
Here, in the semiconductor device S <b> 1 of the present embodiment, a part of the
この突出部22は、樹脂20から露出部2の途中部まで(つまり突出根元部から突出方向の途中部まで)延長されたものであり、露出部2の外表面に接触しつつ当該外表面に沿って突出している。
The projecting
そして、突出部22は、図1〜図3に示されるように、露出部2側から樹脂20の第1の面21に向かって凹曲面状に拡がる形状とされている。言い換えれば、突出部22は、裾を構成する面が凹曲面とされた裾拡がり形状をなしている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the protruding
本実施形態では、露出部2の突出根元部における第1の板面11、第2の板面12および部品側面15、16のすべてに突出部22が配置されている。つまり、突出部22は、露出部2の突出根元部の全周を取り囲むように設けられている。そして、本実施形態における露出部2の突出根元部は、樹脂20の延長部としての突出部22により被覆された部分とされている。
In the present embodiment, the protruding
次に、本実施形態の半導体装置S1の製造方法について、図4〜図7を参照して述べる。本製造方法は、大きくは、シリコン半導体よりなる半導体部品10を樹脂20で封止する封止工程と、樹脂20にレーザLを照射することにより、半導体部品10の一部、すなわち露出部2が樹脂20の第1の面21より突出して露出するように樹脂20を除去する除去工程と、を行うものである。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device S1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present manufacturing method, roughly, a
本実施形態の製造方法では、まず、リードフレーム30に半導体部品10を搭載する搭載工程を行う。この工程は具体的には、リードフレーム30に接着剤40を介して半導体部品10を搭載し、ワイヤボンディングを行うことによりなされる。
In the manufacturing method of the present embodiment, first, a mounting process for mounting the
そして、図4に示されるように、半導体部品10を樹脂20で封止する封止工程を行う。この工程では、具体的に、トランスファー成形やコンプレッション成形等により、リードフレーム30、ボンディングワイヤ50とともに、半導体部品10の全体を樹脂20で封止する。
Then, as shown in FIG. 4, a sealing process for sealing the
次に、図5〜図7に示される、樹脂20にレーザLを照射する除去工程を行う。これにより、半導体部品10の露出部2が樹脂20の第1の面21より突出して樹脂20より露出するように樹脂20が除去される。この除去工程により、上記図1〜図3に示される半導体装置S1ができあがる。
Next, a removal step of irradiating the
この除去工程について、図5〜図7を参照して、詳細に述べる。図5〜図7に示されるように、除去工程では、レーザLとして、樹脂20を除去可能なエネルギーを有する第1のレーザL1と、第1のレーザL1よりもエネルギーの小さい第2のレーザL2とを用いる。また、この第2のレーザL2は、第1のレーザL1よりも半導体部品10を構成するシリコン半導体への吸収率が小さい波長を有するものである。
This removal step will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 5 to FIG. 7, in the removal process, as the laser L, a first laser L1 having energy capable of removing the
そして、除去工程では、図5〜図7に示されるように、第1のレーザL1および第2のレーザL2を集光レンズR1にて集光させる。ここでは、第1および第2のレーザL1、L2の図示しない各光源側(図6の上方側)に曲面を有する集光レンズR1を用いている。 And in a removal process, as FIG. 5-7 shows, the 1st laser L1 and the 2nd laser L2 are condensed with the condensing lens R1. Here, a condensing lens R1 having a curved surface on each light source side (not shown) of the first and second lasers L1 and L2 (upper side in FIG. 6) is used.
そして、この集光レンズR1に対して、第1のレーザL1の周りに第2のレーザL2が位置する同心円状の配置となるように、第1のレーザL1および第2のレーザL2を入射させる。このような同心円状の入射がなされるように、第1のレーザL1および第2のレーザL2の図示しない各光源は、集光レンズR1上に配置されている。 Then, the first laser L1 and the second laser L2 are made incident on the condenser lens R1 so as to have a concentric arrangement in which the second laser L2 is positioned around the first laser L1. . The light sources (not shown) of the first laser L1 and the second laser L2 are arranged on the condenser lens R1 so that such concentric incidence is performed.
これにより、集光レンズR1を通過したレーザLは、図5〜図7に示されるように、第1のレーザL1の領域の周囲に第2のレーザL2の領域が位置する構成とされた複合レーザとなる。具体的には、集光レンズR1を通過したレーザLは、第1のレーザL1の領域の周囲に第2のレーザL2の領域が位置する同心円状の構成とされた複合レーザとして構成される。 As a result, the laser L that has passed through the condenser lens R1 has a configuration in which the region of the second laser L2 is positioned around the region of the first laser L1, as shown in FIGS. Become a laser. Specifically, the laser L that has passed through the condenser lens R1 is configured as a composite laser having a concentric configuration in which the region of the second laser L2 is located around the region of the first laser L1.
ここで、第2のレーザL2は、第1のレーザL1よりもシリコン半導体への吸収率が小さい波長として、1.5μm〜5μm程度の波長を有するものである。そのような第2のレーザL2の光源(発振器)としては、たとえばErYAG(波長:約3μm)、HoYAG(波長:約1.5μm)等が挙げられる。 Here, the second laser L2 has a wavelength of about 1.5 μm to 5 μm as a wavelength having a smaller absorption rate into the silicon semiconductor than the first laser L1. Examples of the light source (oscillator) of the second laser L2 include ErYAG (wavelength: about 3 μm), HoYAG (wavelength: about 1.5 μm), and the like.
一方、第1のレーザL1は、シリコン半導体への吸収率は関係なく、第2のレーザL2よりもエネルギーが大きく、樹脂20を除去可能なものであればよい。そのため、第1のレーザL1の光源(発振器)としては、上記ErYAGやHoYAG等の1.5μm〜5μm程度の波長を有するもの、あるいは、CO2(波長:約10μm)やNdYAG(波長:約1.06μm)やファイバーレーザ等の1.5μm〜5μmから外れた範囲の波長を有するものであってもよい。
On the other hand, the first laser L <b> 1 may have any energy greater than that of the second laser L <b> 2 and can remove the
このように、第1のレーザL1の光源と第2のレーザL2の光源とは、同じ種類のものであってもよいし、異種のものであってもよい。ただし、同じ種類の場合でも、第1のレーザL1の光源と第2のレーザL2の光源とは別体のものである。 Thus, the light source of the first laser L1 and the light source of the second laser L2 may be the same type or different types. However, even in the same type, the light source of the first laser L1 and the light source of the second laser L2 are separate.
なお、第1のレーザL1と第2のレーザL2とでは、同種の光源であっても異種の光源であってもよいが、駆動電源等により、第1のレーザL1のパルス数や強度を、第2のレーザL2よりも大きくしてやることにより、第1のレーザL1は、第2のレーザL2よりもエネルギーが大きいものとされる。たとえば、第2のレーザL2のパルス数が数十Hz(ヘルツ)である場合、第1のレーザL1のパルス数はkHz(キロヘルツ)オーダーとされる。 The first laser L1 and the second laser L2 may be the same type of light source or different types of light sources, but the number of pulses and the intensity of the first laser L1 may be set by a drive power source or the like. By making it larger than the second laser L2, the energy of the first laser L1 is greater than that of the second laser L2. For example, when the number of pulses of the second laser L2 is several tens of Hz (hertz), the number of pulses of the first laser L1 is set to the kHz (kilohertz) order.
これにより、本実施形態における複合レーザとしてのレーザLのエネルギー分布は、図5に示されるように、第1のレーザL1の領域のエネルギーが、第2のレーザL2の領域のエネルギーよりも大きいものとなる。 Thereby, the energy distribution of the laser L as the composite laser in the present embodiment is such that the energy of the region of the first laser L1 is larger than the energy of the region of the second laser L2 as shown in FIG. It becomes.
つまり、第1のレーザL1の領域は、樹脂20を除去するのに十分なエネルギーを有するものであるが、第2のレーザL2の領域は、シリコン半導体である半導体部品10への損傷を抑制しつつ、第1のレーザL1の領域に比して弱いエネルギーを有するものとなる。特に、第2のレーザL2の領域では周辺部に行くにつれて、エネルギーが弱くなっていく。
That is, the region of the first laser L1 has sufficient energy to remove the
そして、除去工程では、複合レーザとしてのレーザLの照射においては、図5〜図7に示されるように、第1のレーザL1の領域を半導体部品10と樹脂20との界面K1から離した状態で樹脂20に照射して樹脂20の除去を行う。それとともに、当該界面K1には第2のレーザL2の領域のみが照射されるようにする。ここでは、レーザLをアウターフォーカスにして照射している。
In the removing step, in the irradiation with the laser L as the composite laser, the region of the first laser L1 is separated from the interface K1 between the
このような照射を行うことで、半導体部品10と樹脂20との界面K1に照射される第2のレーザL2の領域の周辺部は、エネルギーが比較的小さい部分であるので、図7に示されるように、樹脂20は凹曲面状の突出部22を残すように除去される。なお、ここでは、複合レーザとしてのレーザLの照射領域、すなわちレーザスポットの形状は、円形とされている。
By performing such irradiation, the peripheral portion of the region of the second laser L2 irradiated to the interface K1 between the
このような除去工程におけるレーザLの照射は、上記図1に示される樹脂20の封止物に対して、半導体部品10の上下左右方向から照射方向を変えて行う。これにより、除去工程による樹脂20の除去が行われ、図1〜図3に示される本実施形態の半導体装置S1ができあがる。以上が、本実施形態の製造方法である。
Irradiation with the laser L in such a removal process is performed on the sealing material of the
ところで、上記図16に示したように、従来では、半導体部品10の露出部2における突出根元部と樹脂20との境界にて、半導体部品10の外表面と樹脂20の第1の面21とが角部J1を形成していたので、露出部2における突出根元部への樹脂20による応力集中が大きかった。
By the way, as shown in FIG. 16, conventionally, at the boundary between the protruding root portion of the exposed
それに対して、本実施形態によれば、露出部2の突出根元部と樹脂20との境界にて、上記したような凹曲面状の突出部22を設けることにより、半導体部品10と樹脂20との間に実質的に角部が無い構成となることから、露出部2の突出根元部における応力集中を緩和することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, by providing the concave
また、本実施形態の上記した製造方法によれば、樹脂20の除去については、比較的エネルギーの大きい第1のレーザL1の領域により効率良く行える。また、半導体部品10と樹脂20との界面K1付近では、比較的パワーが弱く半導体部品10に損傷を与えない第2のレーザL2の領域により樹脂20の除去が行われるので、当該界面K1付近の樹脂形状、すなわち突出部22形状を精密に形成できる。
Further, according to the above-described manufacturing method of the present embodiment, the removal of the
よって、本実施形態によれば、上記凹曲面状をなす突出部22を有する半導体装置S1を形成するのに適した製造方法が提供される。
Therefore, according to the present embodiment, a manufacturing method suitable for forming the semiconductor device S1 having the protruding
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態にかかる半導体装置S2について、図8を参照して述べる。本実施形態は、上記第1実施形態との相違点を中心に述べることとする。
(Second Embodiment)
A semiconductor device S2 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
上記第1実施形態では、露出部2の突出根元部における第1の板面11、第2の板面12および部品側面15、16のすべてに突出部22が配置されていた。それに対して、図8に示されるように、本実施形態では、露出部2の突出根元部における第1の板面11、第2の板面12および部品側面15、16のうち部品側面15、16のみに突出部22が配置されている。
In the first embodiment, the protruding
これは、本実施形態の半導体装置S2の製造方法における封止工程による樹脂20の封止形態が、上記第1実施形態とは相違することによる。本実施形態の製造方法について、図9〜図11を参照して、封止工程を中心に述べる。
This is because the sealing form of the
まず、図9(a)に示されるように、リードフレーム30を含む平板状のリードフレーム素材3を用意する。このリードフレーム素材3は、一面側に半導体部品10の被封止部1に対向する第1の対向面30aと、露出部2に対向する第2の対向面31aとを有するものである。
First, as shown in FIG. 9A, a flat
ここで、第1の対向面30aを有するリードフレーム30と第2の対向面31aを有するフィルム支持部31とは、同一平面上に位置する。これら両部30、31は図示しないタイバーや外枠等により一体に連結されている。
Here, the
そして、図9(b)に示されるように、フィルム支持部31の第2の対向面31a上に、離型用の樹脂等よりなるフィルム60を搭載する。そして、図9(c)に示されるように、リードフレーム30の第1の対向面30a上に接着剤40を介して、半導体部品10の被封止部1を固定し、さらにワイヤボンディングによりボンディングワイヤ50を形成する。
Then, as shown in FIG. 9B, a
こうして、リードフレーム素材3、フィルム60および半導体部品10が一体とされたワークWができあがる。そして、図9(d)に示されるように、このワークWを、金型100に設置する。
In this way, a work W in which the
この金型100は、トランスファーモールド法に用いられる典型的なもので、図9(d)に示されるように、脱着可能な上型101と下型102と備えている。そして、これら上下型101、102を離脱可能に合致させることにより、当該上下型101、102の間に、樹脂20の外形に対応する空間形状を有するキャビティ103を形成する。
The
なお、このとき、金型100の上型101のうち露出部2における第1の板面11に対向する部位に、フィルム60を吸着等により貼り付けておく。そして、ワークWの設置は、上下型101、102を合致させ、ワークWを上下型101、102で挟み付けることにより行う。このとき、図9(d)に示されるように、露出部2における第1の板面11と、上型101に設けられたフィルム60とが密着する。
At this time, the
ここで、金型100は上型101と下型102とを合致させるものであるため、露出部2の両板面11、12との密着性は確保しやすいが、寸法公差等を加味すると、部品側面14〜16と金型100との間では、図9(d)、図10に示されるように、隙間103aが存在するものとなる。
Here, since the
そして、封止工程では、この図9(d)、図10の状態で、キャビティ103に対して樹脂20を充填する。すると、キャビティ103にて被封止部1を封止する樹脂20は、この隙間103aに回り込んでくる。この樹脂20の充填完了後、樹脂20で封止されたワークWから、金型100を取り外す。このとき、露出部2における第1の板面11からフィルム60を剥離する。
In the sealing process, the
そして、リードフレーム素材3のタイバー等をカットするリードカットを行うことで、フィルム支持部31とともに、露出部2における第2の板面12からもフィルム60を剥離する。これらフィルム60剥離後のワークWの状態が、図11に示される。
Then, the
図11に示されるワークWでは、露出部2における両板面11、12は、樹脂20より露出し、露出部2における部品側面14〜16および被封止部1は、樹脂20で封止されている。
In the workpiece W shown in FIG. 11, both plate surfaces 11 and 12 in the exposed
こうして、封止工程を行った後、本実施形態においても、上記同様、複合レーザとしてのレーザLによる除去工程を行う。ここでは、露出部2における部品側面14〜16に付着した樹脂20を、上記同様のレーザ照射により除去する。これにより、上記図8に示される本実施形態の半導体装置S2ができあがる。
After performing the sealing process in this way, also in this embodiment, a removal process using the laser L as a composite laser is performed as described above. Here, the
本実施形態によっても、露出部2の突出根元部における部品側面15、16と樹脂20との境界にて、上記したような凹曲面状の突出部22を設けることにより、半導体部品10と樹脂20との間に実質的に角部が無い構成となることから、露出部2の突出根元部における応力集中を緩和することができる。
Also in the present embodiment, the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態にかかる半導体装置S3について、図12〜図14を参照して述べる。本実施形態の半導体装置S3は、上記第2実施形態の半導体装置S2において、さらに、露出部2における部品側面14〜16を取り囲むように、当該部品側面14〜16に対して隙間を有して対向する枠状の枠部23が設けられたものである。
(Third embodiment)
A semiconductor device S3 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the semiconductor device S3 of the second embodiment, the semiconductor device S2 of the second embodiment further has a gap with respect to the component side surfaces 14 to 16 so as to surround the component side surfaces 14 to 16 in the exposed
ここで、枠部23は、樹脂20が延長された部位として形成されたものであり、ここでは、半導体部品10の露出部2に対応した矩形の枠形状をなしている。そして、この枠部23は、図13に示されるように、枠部23の内周側の角部が凹曲面状に面取りされた形状とされたものとなっている。
Here, the
この枠部23を設けることにより、本実施形態では、枠部23がこれに対向する半導体部品の露出部2の部品側面14〜16を覆うため、異物からの保護等が期待できる。それとともに、枠部23は露出部2とは離間しているため、樹脂20による応力が露出部2に発生しにくくなるという利点もある。
By providing this
このような本実施形態の半導体装置S3は、上記第2実施形態の製造方法における封止工程を利用して製造できる。つまり、図15に示されるように、封止工程において、露出部2の部品側面14〜16に付着する樹脂20の厚みを積極的に大きくする。これは、上記図9(d)、図10に示される隙間103aの幅を大きくすれば実現できる。
Such a semiconductor device S3 of this embodiment can be manufactured by using the sealing step in the manufacturing method of the second embodiment. That is, as shown in FIG. 15, in the sealing process, the thickness of the
そして、封止工程の後には、図15にてハッチングで示される部位、すなわち、露出部2の部品側面14〜16に付着する樹脂20のうち露出部2寄りの部位を、除去工程にて除去してやれば、枠部23が形成される。このとき、枠部23の内周の角部は、上記した複合レーザとしてのレーザLの効果により、凹曲面状、いわゆるR形状に丸められた形状となる。
And after a sealing process, the site | part shown by hatching in FIG. 15, ie, the site | part near the exposed
枠部23において、仮に内周側の角部が存在すると、その角部に応力集中が発生し、枠部23においてクラックの発生等が懸念される。しかし、本実施形態では、枠部23の内周側の角部が凹曲面状に面取りされた形状をなしているので、そのような応力集中を緩和できるため、好ましい。
If there is a corner portion on the inner peripheral side in the
なお、上記第1実施形態と同様の半導体部品10全体を封止する封止工程によっても、その後の除去工程において枠部23を残すようにレーザLの照射を行うことにより、本第3実施形態のような枠部23を有する半導体装置を形成することができる。この場合は、露出部2の突出根元部における突出部22は、上記第1実施形態と同様、当該突出根元部の全周に配置されたものとなってもよい。
Even in the sealing step for sealing the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、集光レンズR1は固定式のものであったが、ガルバノミラー等の可動式の集光レンズR1であってもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the condensing lens R1 is a fixed type, but may be a movable condensing lens R1 such as a galvanometer mirror.
また、上記各実施形態では、上記図6に示されるように、レーザLをアウターフォーカスにして照射しているが、レーザLをインナーフォーカスにして照射してもよい。すなわち、集光レンズR1の中心を通過するレーザLと垂直となる方向(光軸と垂直となる方向)のエネルギー分布は、焦点からの距離が等しい場合、最大エネルギーがアウターフォーカス側の方が大きくなるが、インナーフォーカスにてレーザLを樹脂20に照射しても特に問題はない。
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 6, the laser L is irradiated with the outer focus. However, the laser L may be irradiated with the inner focus. That is, the energy distribution in the direction perpendicular to the laser L passing through the center of the condenser lens R1 (the direction perpendicular to the optical axis) has a larger maximum energy on the outer focus side when the distance from the focal point is equal. However, there is no particular problem even if the
また、上記実施形態では、レーザLの光源側に曲面を有する集光レンズR1を用いたが、樹脂20側に曲面を有する集光レンズR1を用いてもよい。この場合も、曲率を調整する等により、上記実施形態のようなものと同様の複合レーザとしてのレーザLを形成し、同様の効果が期待できる。
Moreover, in the said embodiment, although the condensing lens R1 which has a curved surface in the light source side of the laser L was used, you may use the condensing lens R1 which has a curved surface in the
また、上記実施形態では、複合レーザとしてのレーザLの照射領域は、円形であったが、凹曲面状の突出部22を形成することができるならば、円形でなくてもよい。
In the above embodiment, the irradiation area of the laser L as the composite laser is circular. However, the irradiation area may not be circular as long as the concave
また、半導体部品10としては、一部が樹脂20の第1の面21より突出する露出部2とされているものであればよく、上記した板状のものに限定されない。たとえば、半導体部品10としては、ブロック状等でもよい。
Further, the
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible, and the above embodiments are not limited to the illustrated examples. Absent. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
2 半導体部品の露出部
10 半導体部品
20 樹脂
21 樹脂の第1の面
22 突出部
K1 半導体部品と樹脂との界面
R1 集光レンズ
L レーザ
L1 第1のレーザ
L2 第2のレーザ
2 Exposed portion of
Claims (6)
前記半導体部品を封止する樹脂(20)と、を備え、
前記半導体部品の一部は、前記樹脂の第1の面(21)より突出することにより前記樹脂より露出する露出部(2)とされている半導体装置であって、
前記露出部における前記第1の面からの突出根元部において、前記樹脂の一部が前記露出部の外表面に接触しつつ前記第1の面よりも前記露出部側に突出してなる突出部(22)が形成されており、前記突出部は、前記露出部側から前記第1の面に向かって凹曲面状に拡がる形状とされていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor component (10) made of silicon semiconductor;
A resin (20) for sealing the semiconductor component,
A part of the semiconductor component is a semiconductor device which is an exposed portion (2) exposed from the resin by protruding from the first surface (21) of the resin,
In the protruding base portion from the first surface in the exposed portion, a protruding portion (a portion of the resin protrudes to the exposed portion side from the first surface while being in contact with the outer surface of the exposed portion). 22), and the projecting portion has a shape of a concave curved surface from the exposed portion side toward the first surface.
前記露出部の突出根元部における前記第1の板面、前記第2の板面および前記部品側面(15、16)のすべてに前記突出部が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor component includes a first plate surface (11), a second plate surface (12), and component side surfaces (13 to 16) as side surfaces that connect the first and second plate surfaces. ) In the form of a plate with the outer surface,
The projecting portion is arranged on all of the first plate surface, the second plate surface, and the component side surfaces (15, 16) in the projecting root portion of the exposed portion. The semiconductor device described.
前記露出部の突出根元部における前記第1の板面、前記第2の板面および前記部品側面(15、16)のうち当該部品側面のみに前記突出部が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor component includes a first plate surface (11), a second plate surface (12), and component side surfaces (13 to 16) as side surfaces that connect the first and second plate surfaces. ) In the form of a plate with the outer surface,
The protruding portion is arranged only on the component side surface among the first plate surface, the second plate surface, and the component side surface (15, 16) in the protruding base portion of the exposed portion. The semiconductor device according to claim 1.
前記枠部は、前記樹脂が延長された部位として形成されたものであり、
前記枠部は、当該枠部の内周側の角部が凹曲面状に面取りされた形状とされたものであることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 A frame-shaped frame portion (23) facing the component side surface with a gap is provided so as to surround the component side surface (14 to 16) in the exposed portion of the semiconductor component,
The frame portion is formed as a portion where the resin is extended,
The semiconductor device according to claim 3, wherein the frame portion has a shape in which a corner portion on an inner peripheral side of the frame portion is chamfered into a concave curved surface shape.
前記樹脂にレーザ(L)を照射することにより、前記半導体部品の一部が前記樹脂の第1の面(21)より突出して前記樹脂より露出するように前記樹脂を除去する除去工程と、を行う半導体装置の製造方法であって、
前記除去工程では、前記レーザとして、前記樹脂を除去可能なエネルギーを有する第1のレーザ(L1)と、前記第1のレーザよりもシリコン半導体への吸収率が小さい波長を有し且つ前記第1のレーザよりもエネルギーの小さい第2のレーザ(L2)とを用い、
前記第1のレーザおよび前記第2のレーザを集光レンズ(R1)にて集光させることにより、前記集光レンズを通過した前記レーザが、前記第1のレーザの領域の周囲に前記第2のレーザの領域が位置する構成とされた複合レーザとなるようにし、
当該複合レーザとしての前記レーザの照射においては、前記第1のレーザの領域を前記半導体部品と前記樹脂との界面(K1)から離した状態で前記樹脂に照射して前記樹脂の除去を行うとともに、当該界面には前記第2のレーザの領域のみが照射されるようにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A sealing step of sealing a semiconductor component (10) made of a silicon semiconductor with a resin (20);
Removing the resin by irradiating the resin with laser (L) so that a part of the semiconductor component protrudes from the first surface (21) of the resin and is exposed from the resin; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
In the removing step, the laser has a first laser (L1) having energy capable of removing the resin, a wavelength having a smaller absorption rate into the silicon semiconductor than the first laser, and the first laser. And a second laser (L2) having a lower energy than the laser of
By condensing the first laser and the second laser with a condensing lens (R1), the laser that has passed through the condensing lens is moved around the region of the first laser. So as to be a composite laser configured to locate the laser region of
In the laser irradiation as the composite laser, the resin is removed by irradiating the resin with the first laser region being separated from the interface (K1) between the semiconductor component and the resin. The method of manufacturing a semiconductor device, wherein only the second laser region is irradiated on the interface.
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