半導体装置の製造方法

【課題】ノイズを低減して信頼性を向上させた半導体装置が提供可能であるとともに量産性に優れた半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板材１１に発光素子、受光素子およびＩＣチップを複数個搭載する搭載工程と、ＩＣチップをシールドする金属ケース１２を発光素子、受光素子およびＩＣチップの上方に配置する配置工程と、金属ケース１２を含めて発光素子、受光素子およびＩＣチップを樹脂封止して樹脂パッケージ８を形成する封止工程と、樹脂封止された金属ケース１２を含めて基板材１１を切断する切断工程とを含む光通信モジュールの製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を保護する金属板を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の１つである光通信モジュールとして、従来、図６に示すように、一側端面に接続端子が形成された基板に発光素子、受光素子、ＩＣチップ（図示せず）が搭載され、これらを封止する樹脂パッケージ２１が形成され、この樹脂パッケージ２１を覆うように金属ケース２２を備えたものがある。この金属ケース２２は、外来ノイズを遮断して制御回路の誤動作を防止するシールド部として機能するものである。しかしながら、上記構成では、光通信モジュールの形状自由度が金属ケース２２の形状に限定されるうえに、金属ケース２２自体が外部から損傷を受けて変形するなど、光通信モジュールの性能の信頼性を低下させる可能性がある。
【０００３】
そこで、上記従来の光通信モジュールよりもノイズを低減することができ、かつ、シールド部が外部より損傷を受けにくくすることにより信頼性を向上させた光通信モジュールが特許文献１に記載されている（図５参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４０８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のような光通信モジュールは、ノートパソコンやＰＤＡ等の携帯情報機器間のデータ送受信をケーブルレスで実現でき、さらには、デジタル携帯電話やＰＨＳ等の電波を用いたデータ伝送方式と比較して機構的に簡単、低コスト、小型のため情報機器に組み込みやすい等の理由から、必要性が高まっており、ますます需要が増えると予想される。従って、量産性に優れた製造方法が求められている。
【０００５】
そこで本発明は、ノイズを低減して信頼性を向上させた半導体装置が提供可能であるとともに量産性に優れた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板材に半導体素子を複数個搭載する搭載工程と、前記半導体素子をシールドする金属板を前記半導体素子の上方に配置する配置工程と、前記金属板を含めて前記半導体素子を樹脂封止する封止工程と、複数の前記半導体素子をそれぞれ個片化するように、樹脂封止された前記金属板を含めて前記基板材を切断する切断工程とを含む半導体素子の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ノイズを低減して信頼性を向上させた半導体装置を、一度に多数個製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本願の第１の発明は、基板材に半導体素子を複数個搭載する搭載工程と、半導体素子をシールドする金属板を半導体素子の上方に配置する配置工程と、金属板を含めて半導体素子を樹脂封止する封止工程と、複数の半導体素子をそれぞれ個片化するように、樹脂封止された金属板を含めて基板材を切断する切断工程とを含む半導体素子の製造方法である。
【０００９】
本発明によれば、外来ノイズを遮断して制御回路の誤動作を防止するシールド部として機能する金属板を基板材に複数個搭載された半導体素子の上方に配置して、金属板を含めて基板材を樹脂封止することにより、半導体素子にできるだけ近い状態で金属板を配置することができ、半導体素子に対する外来ノイズの遮断効果を高めることができるとともに、樹脂封止した金属板を含めて基板材を切断して、半導体装置が多数個につながった状態で成形されたものを１つずつに分離することによって、一度に多数の半導体装置を提供することができる。つまり、本発明によれば、ノイズを低減して信頼性を向上させた半導体装置を一度に多数個製造することができ、量産性に優れた半導体装置の製造方法とすることができる。
【００１０】
本願の第２の発明は、本願の第１の発明において、金属板を半導体素子の上方に配置する際には、金属板から下方に向かって突出する凸部を基板材に形成された差込孔に差し込んで金属板を基板材に固定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、金属板から下方に向かって突出する凸部を基板材に形成された差込孔に差し込んで金属板を基板材に固定することにより、封止工程において、半導体素子の上方に配置されている金属板の位置が樹脂封止金型に注入された封止樹脂の圧力でずれることを防止することができる。
【００１２】
本願の第３の発明は、本願の第２の発明において、差込孔をグランドに接続することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、差込孔をグランドと接続することにより、差込孔に差し込まれている凸部を通じて金属板をグランドと導通させることができる。従って、金属板をグランドと導通させるために、金属板をグランド端子にワイヤで接続するなどの工程を省略することができる。また、封止樹脂による封止工程後に金属板とグランド端子を接続するための手段を設ける必要がないので、製造される半導体装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
本願の第４の発明は、本願の第１から第３のいずれかの発明の配置工程において、断面コ字状に、かつ、列状に搭載された複数の半導体素子の上方に配置されるように長尺状に形成された金属板を、半導体素子の上方に配置し、封止工程において、封止樹脂を金属板の一方の端部側から流入させることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、断面コ字状に、かつ、列状に搭載された複数の半導体素子の上方に配置されるように長尺状に形成された金属板が、封止樹脂を注入する際に、封止樹脂を誘導するトンネルの役割を果たすので、封止工程において、封止樹脂を金属板の一方の端部側から流入させると、封止樹脂は、金属板で囲われた空間を隙間なく充填することができる。従って、樹脂封止する部分に空気による空隙ができることを防ぐことができる。
【００１６】
（実施の形態）
本実施の形態における半導体装置の製造方法として、光通信モジュールを例に図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する平面図である。図２は図１のＡ部拡大図である。図３は図１のＢ部拡大図である。図４は金属ケースの断面図である。図５は本実施の形態における光通信モジュールを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は樹脂パッケージを除いた状態の斜視図である。
【００１７】
図５に示すように、本実施の形態における光通信モジュール１は、基板５に、発光素子２、受光素子３および受光素子３からの信号を増幅したり変調したりするＩＣチップ４が搭載され、また、外来ノイズを遮断して制御回路の誤動作を防止するために、ＩＣチップ４の上方に金属板からなるシールド部７が配置されており、これらが一体に樹脂パッケージ８にて封止されているものである。
【００１８】
次に、本実施の形態１における光通信モジュール１の製造方法について説明する。図１に示すように、光通信モジュール１は、基板材１１に発光素子２、受光素子３、およびＩＣチップ４を搭載する搭載工程（図１（ａ）参照）と、ＩＣチップ４をシールドする金属ケース１２を、発光素子２、受光素子３、およびＩＣチップ４の上方に配置する配置工程（図１（ｂ）参照）と、金属ケース１２を含めて発光素子２、受光素子３、およびＩＣチップ４を樹脂封止する封止工程と、樹脂封止された金属ケース１２を含めて基板材１１を切断して個片化する切断工程（図１（ｃ）参照）とにより製造される。
【００１９】
まずは、基板材１１に発光素子２、受光素子３およびＩＣチップ４を複数個搭載する搭載工程について説明する。図１（ａ）に示すように、基板材１１には、配線パターン１１１および個片化した際に光通信モジュール１の接続端子となるスルーホール１１２が、図２に示すものを１単位として、縦横に複数形成されている。本実施の形態では、横方向に４つ形成されている。
【００２０】
上記構成の基板材１１の配線パターン１１１上の所定の位置に発光素子２、受光素子３およびＩＣチップ４を、銀ペーストを介してそれぞれ搭載する。そして、発光素子２、受光素子３およびＩＣチップ４から配線パターン１１１の所定の位置にそれぞれワイヤ１１３による導通接続を行う。
【００２１】
次に、ＩＣチップ４をシールドする金属ケース１２を発光素子２、受光素子３、およびＩＣチップ４の上方に配置する配置工程について説明する。配置工程で用いられる金属ケース１２は、図４に示すように、２つの側壁１２２と天面壁１２３とにより断面コ字状に形成され、金属ケース１２を基板材１１に配置した際に、天面壁１２３が、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、ＩＣチップ４の上方に近接した状態で配置されてシールド部７となるように、側壁１２２の高さが調整されている。このように、ＩＣチップ４の上方に近接した状態で金属ケース１２を配置することにより、後述する切断工程で個片化された際に、金属ケース１２の天面壁１２３はＩＣチップ４をシールドするシールド部７として機能し、ＩＣチップ４に対する外来ノイズの遮断効果を高めることができる。また、金属ケース１２は、図１（ｂ）に示すように、基板材１１の横方向に渡ってすべてのＩＣチップ４を覆うように、長尺状に形成されている。また、金属ケース１２の側壁１２２の下端にはそれぞれ、凸部１２４が複数箇所（本実施の形態では３箇所）に形成されている。この凸部１２４は、基板材１１に形成されグランドパターンと導通している差込孔１１４（図１、図２参照）に挿入されるものである。また、金属ケース１２の天面壁１２３にはレンズ用孔１２１が設けられており、このレンズ用孔１２１は、封止工程において樹脂封止する際に、樹脂パッケージ８のレンズ部６が形成される位置にあたる部分にそれぞれ形成されている。
【００２２】
上記構成の金属ケース１２を、発光素子２、受光素子３、およびＩＣチップ４の上方に配置して、凸部１２４を基板材１１の差込孔１１４に差し込む。凸部１２４には導電性ペーストが塗布されており、この凸部１２４を差込孔１１４に差し込むことによって、金属ケース１２は基板材１１にしっかりと固定されるとともにグランドと導通する。このようにすることで、後述する封止工程において、封止樹脂の注入圧で金属ケース１２の位置がずれてしまうことを防ぐことができる。
【００２３】
次に、金属ケース１２を含めて発光素子２、受光素子３、およびＩＣチップ４を樹脂封止する封止工程を行う。まず、図５に示すようなレンズ部６を形成するためのキャビティが形成された樹脂封止金型（図示せず）で基板材１１の端部を挟持する。そして、樹脂封止金型によって形成されている空間に対して、金属ケース１２の一方の端部側（図３で示す矢印Ａ）から封止樹脂を注入する。このとき、図３に示すように、金属ケース１２が断面コ字状で、かつ、長尺状に形成されていることにより、金属ケース１２が封止樹脂を誘導するトンネルの役割を果たし、金属ケース１２と基板材１１との間に形成されている空間内に隙間なく封止樹脂が充填されていく。そして、図１（ｃ）に示すようなレンズ部６を備えた樹脂パッケージ８が形成される。
【００２４】
最後に、発光素子２、受光素子３およびＩＣチップ４を１単位として構成される光通信モジュール１となるように個片化する切断工程を行う。樹脂封止された金属ケース１２を含めて、基板材１１を図１（ｃ）に示す点線部分でダイシングすることによって、図５に示すような光通信モジュール１が一度に多数個製造される。
【００２５】
このように、本実施の形態によれば、一連の製造工程により一度に多数個の光通信モジュール１を製造することができ、量産性に優れた光通信モジュールの製造方法とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、ノイズを低減して信頼性を向上させた半導体装置を製造する方法として好適に用いることができる。特に、本発明によれば、量産性に優れた半導体装置の製造方法として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態における半導体装置の製造方法を説明する平面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】図１のＢ部拡大図
【図４】金属ケースの断面図
【図５】本実施の形態における光通信モジュールを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は樹脂パッケージを除いた状態の斜視図
【図６】従来の光通信モジュールを示す斜視図
【符号の説明】
【００２８】
１光通信モジュール
２発光素子
３受光素子
４ＩＣチップ
５基板
６レンズ部
７シールド部
８樹脂パッケージ
１１基板材
１２金属ケース
１１１配線パターン
１１２スルーホール
１１３ワイヤ
１１４差込孔
１２１レンズ用孔
１２２側壁
１２３天面壁
１２４凸部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板材に半導体素子を複数個搭載する搭載工程と、
前記半導体素子をシールドする金属板を前記半導体素子の上方に配置する配置工程と、
前記金属板を含めて前記半導体素子を樹脂封止する封止工程と、
複数の前記半導体素子をそれぞれ個片化するように、樹脂封止された前記金属板を含めて前記基板材を切断する切断工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属板を前記半導体素子の上方に配置する際には、前記金属板から下方に向かって突出する凸部を前記基板材に形成された差込孔に差し込んで前記金属板を前記基板材に固定することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記差込孔をグランドに接続することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配置工程において、断面コ字状に、かつ、列状に搭載された複数の半導体素子の上方に配置されるように長尺状に形成された金属板を、前記半導体素子の上方に配置し、
前記封止工程において、封止樹脂を前記金属板の一方の端部側から流入させることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法。

【図１】