半導体装置及びその製造方法
【課題】搭載部材の素子搭載凹部内に半導体素子を搭載した半導体装置において、高さ寸法の異なる半導体素子を搭載する搭載部材を共通化する。
【解決手段】搭載部材１１の素子搭載凹部１２の容積よりＬＥＤ素子１３の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内に注入する。この後、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液中に浸すように下降させて該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させた状態で、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を硬化させて該ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化する。そして、この配線経路に配線１７を液滴吐出法又は印刷法等で形成する。
【解決手段】搭載部材１１の素子搭載凹部１２の容積よりＬＥＤ素子１３の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内に注入する。この後、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液中に浸すように下降させて該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させた状態で、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を硬化させて該ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化する。そして、この配線経路に配線１７を液滴吐出法又は印刷法等で形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置及びその製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子の実装工程では、半導体素子を搭載部材（回路基板、リードフレーム等）にダイボンドした後に、該半導体素子の電極部と搭載部材の電極部との間をワイヤボンディングで配線するのが一般的である。
【０００３】
しかし、特許文献１（特許第３９９２０３８号公報）に記載されているように、ワイヤボンディングを行うときの機械的なストレスによって不良が発生する可能性があるため、ワイヤボンディングに代わる接続信頼性の高い実装構造を低コストで実現することを目的として、配線基板上に搭載した半導体素子の周囲に流動性の樹脂材料をディスペンサで吐出して、半導体素子の上面と配線基板の表面との間を傾斜面でつなぐ樹脂スロープを形成した後、半導体素子上面の電極部と配線基板の電極部との間を接続する配線パターンを、インクジェット等の液滴吐出法により樹脂スロープ上に形成する配線技術が提案されている。
【０００４】
上記特許文献１の実装構造では、半導体素子上面の電極部と配線基板の電極部との間の配線経路に半導体素子の高さ相当分の段差ができるため、配線パターンを液滴吐出法で形成するには、半導体素子の側面上端から配線基板上面に跨がる樹脂スロープを形成して、半導体素子上面の電極部と配線基板の電極部との間を、段差のない傾斜面で結ぶ必要がある。
【０００５】
そこで、搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載することで、半導体素子上面の電極部と該搭載部材の素子搭載凹部の外側に設けた電極部とを同一高さとしたものがある。このような構造に対しては、特許文献２（特開２００５−５０９１１号公報）に記載されているように、搭載部材の素子搭載凹部の内周側面と半導体素子の外周側面との間の隙間（溝）に絶縁体を埋め込むことで、半導体素子上面の電極部と搭載部材の電極部との間の配線経路を平坦化して、該配線経路にインクジェット等の液滴吐出法で導電性のインクを吐出して配線を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９９２０３８号公報
【特許文献２】特開２００５−５０９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
搭載部材の素子搭載凹部内に搭載する半導体素子は、少し寸法が異なっても、機能的に同等の半導体素子であれば、同じ仕様の搭載部材の素子搭載凹部内に搭載可能であり、搭載部材を共通化してコストダウンが可能である。
【０００８】
しかし、上記特許文献２の配線技術では、半導体素子上面の電極部と搭載部材の電極部の高さ位置が同一である必要があるため、高さ寸法が異なる半導体素子に対しては、その高さ寸法に応じて素子搭載凹部の高さ寸法（搭載部材の電極部の高さ位置）が異なる搭載部材を使用する必要があり、搭載部材を共通化できない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、搭載部材の素子搭載凹部内に半導体素子を搭載した半導体装置において、高さ寸法の異なる半導体素子を搭載する搭載部材を共通化することが可能となり、搭載部材の共通化によるコストダウンを実現できる半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置において、前記素子搭載凹部内に搭載する前記半導体素子の高さ位置を該半導体素子上面の電極部の高さ位置が該搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致するように調整する素子高さ位置調整手段を備え、前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に絶縁性樹脂を充填して該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、該配線経路に前記配線を形成したものである。
【００１１】
この構成では、素子搭載凹部内に搭載する半導体素子の高さ位置を該半導体素子上面の電極部の高さ位置が該搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致するように調整する素子高さ位置調整手段を備えているため、半導体素子の高さ寸法が異なっていても、素子高さ位置調整手段によって半導体素子上面の電極部の高さ位置を搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致させて、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して配線することができる。これにより、高さ寸法の異なる半導体素子を搭載する搭載部材を共通化することが可能となり、搭載部材の共通化によるコストダウンを実現できる。
【００１２】
この場合、素子高さ位置調整手段として、別体のスペーサを用いても良いが、厚みの異なる複数のスペーサを用意しなければならない。
【００１３】
そこで、請求項２のように、素子高さ位置調整手段は、配線経路を平坦化する絶縁性樹脂を素子搭載凹部の底面と半導体素子の下面との間にも充填して形成するようにしても良い。この請求項２の構成は、後述する請求項５，６の製造方法により能率良く製造することができる。
【００１４】
或は、請求項３のように、素子高さ位置調整手段は、予め素子搭載凹部内に半導体素子の高さ位置の調整に必要な量の樹脂を注入して形成し、該素子高さ位置調整手段上に該半導体素子を搭載するようにしても良い。この請求項３の構成は、後述する請求項８の製造方法により能率良く製造することができる。
【００１５】
この場合、半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部との間の配線経路が絶縁性樹脂で平坦化されているため、請求項４のように、半導体素子上面の電極部と搭載部材上面の電極部との間を接続する配線は、液滴吐出法又は印刷法により形成すると良い。ここで、液滴吐出法では、インクジェット、ディスペンサ等により導電材料を配線経路上に吐出して配線パターンを形成する。印刷法では、スクリーン印刷等により配線パターンを形成する。
【００１６】
前述した請求項２の半導体装置を製造する場合は、請求項５のように、素子搭載凹部の容積より半導体素子の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂を該素子搭載凹部内に注入する工程と、吸着ノズルに半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂の液中に浸すように下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化し、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、前記配線経路に配線を形成する配線形成工程とを行うようにすれば良い。
【００１７】
或は、請求項６のように、吸着ノズルに半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内に下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、前記素子搭載凹部内の半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が該半導体素子上面の電極部と同一高さになったときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、前記配線経路に配線を形成する配線形成工程とを行うようにしても良い。
【００１８】
上記請求項５の製造方法と請求項６の製造方法との相違は、請求項５では、素子搭載凹部内に絶縁性樹脂を注入した後に、半導体素子を素子搭載凹部内にセットするのに対して、請求項６では、半導体素子を素子搭載凹部内にセットした後に、素子搭載凹部内の半導体素子の周囲の隙間に絶縁性樹脂を注入するようにしている。請求項５，６のいずれの製造方法でも、請求項２の半導体装置を能率良く製造することができる。
【００１９】
上記請求項５，６の製造方法において、素子搭載凹部内にセットする半導体素子の高さ位置の管理は、吸着ノズルの高さ位置（Ｚ方向位置）を制御する機能を用いれば良いが、吸着ノズルの高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきによって半導体素子の高さ位置のずれが生じてしまう可能性がある。
【００２０】
この対策として、請求項７のように、吸着ノズルには、素子セット工程で該吸着ノズルに吸着した半導体素子上面の電極部の高さ位置が搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該搭載部材上面に当接して該吸着ノズルの下降をストップさせるストッパーを設けるようにすると良い。このようにすれば、吸着ノズルに吸着した半導体素子を素子搭載凹部内に下降させる際に、吸着ノズルに設けたストッパーが搭載部材上面に当接したときに、半導体素子上面の電極部の高さ位置が搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致して、それ以上の吸着ノズルの下降（半導体素子の下降）がストップされた状態となるため、吸着ノズルの高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきがあったとしても、確実に半導体素子上面の電極部の高さ位置を搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致させることができる。
【００２１】
また、前述した請求項３の半導体装置を製造する場合は、請求項８のように、素子搭載凹部内に液状の樹脂を注入して該樹脂の液面と搭載部材上面の電極部との高低差が半導体素子の高さ相当になったときに該樹脂の注入を停止して該樹脂を硬化させて素子高さ位置調整樹脂層（素子高さ位置調整手段）を形成する工程と、前記素子高さ位置調整樹脂層上に前記半導体素子を搭載する工程と、前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が前記半導体素子上面の電極部の高さ位置と一致したときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化する工程と、前記配線経路に配線を形成する配線形成工程とを行うようにしても良い。このようにすれば、半導体素子を搭載する素子高さ位置調整樹脂層の厚み寸法を、素子搭載凹部内に注入する樹脂量によって調整できるため、素子高さ位置調整樹脂層の厚み調整（ひいては半導体素子の高さ位置調整）が容易である。
【００２２】
また、半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部との間の配線経路が絶縁性樹脂で平坦化されているため、請求項９のように、配線形成工程で、液滴吐出法又は印刷法により前記配線経路に配線を形成するようにすると良い。これにより、平坦な配線経路に配線を能率良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例１のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する工程図である。
【図２】図２は素子セット工程を説明する主要部の斜視図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例２のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する工程図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例３のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態をＬＥＤパッケージに適用して具体化した３つの実施例１〜３を説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１（ｄ）に基づいてＬＥＤパッケージの構成を説明する。
【００２６】
搭載部材１１は、リードフレーム、回路基板等で形成され、その中央部分に素子搭載凹部１２が形成され、この素子搭載凹部１２内に、半導体素子であるＬＥＤ素子１３（発光素子）が搭載されている。ＬＥＤ素子１３の上面には、プラスとマイナスの２つの電極部１４が形成され、搭載部材１１の上面には、ＬＥＤ素子１３上面の２つの電極部１４と接続する２つの電極部１５が形成されている。
【００２７】
この場合、素子搭載凹部１２の深さ寸法（高さ寸法）は、搭載するＬＥＤ素子１３の高さ寸法よりも大きくなっており、ＬＥＤ素子１３の高さ寸法が素子搭載凹部１２の深さ寸法（高さ寸法）以下であれば、高さ寸法が異なるＬＥＤ素子１３であっても、共通の搭載部材１１の素子搭載凹部１２内に搭載可能となっている。
【００２８】
後述する製造方法により、素子搭載凹部１２内に搭載するＬＥＤ素子１３の高さ位置を調整して、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させる。この状態で、素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に絶縁性樹脂１６を注入して硬化させて、該ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該絶縁性樹脂１６の上面の高さ位置を該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４や搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させることで、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化している。
【００２９】
この平坦な配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続している。この配線１７は、液滴吐出法又は印刷法等で形成している。ここで、液滴吐出法では、例えばインクジェット、ディスペンサ等で導電材料を配線経路上に吐出して配線パターンを形成する。印刷法では、スクリーン印刷等により配線パターンを形成する。その他、めっき法や導電板の貼付により配線１７を形成しても良い。
【００３０】
次に、上記構成のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する。
まず、絶縁性樹脂注入工程で、図１（ａ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって紫外線硬化型又は熱硬化型の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内に注入する。この際、絶縁性樹脂１６の注入量は、素子搭載凹部１２の容積よりＬＥＤ素子１３の体積分だけ少ない量に設定する。
【００３１】
この後、素子搭載凹部１２内の液状の絶縁性樹脂１６を硬化させる前に、素子セット工程に進み、図１（ｂ）に示すように、ダイボンダ（又は部品実装機）の吸着ノズル２１にＬＥＤ素子１３を吸着して該ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液中に浸すように下降させて、図１（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせる。この時点で、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液面がＬＥＤ素子１３上面の電極部１４や搭載部材１１上面の電極部１５と同一高さまで上昇した状態となる。
【００３２】
この際、素子搭載凹部１２内にセットするＬＥＤ素子１３の高さ位置の管理は、吸着ノズル２１の高さ位置（Ｚ方向位置）を制御する機能を用いれば良いが、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきによってＬＥＤ素子１３の高さ位置のずれが生じてしまう可能性がある。
【００３３】
この対策として、本実施例１では、図１（ｃ）及び図２に示すように、吸着ノズル２１に、該吸着ノズル２１の下降停止位置を決めるストッパー２２を設け、素子セット工程で、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに、該吸着ノズル２１のストッパー２２が該搭載部材１１上面に当接して該吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせる。
【００３４】
更に、本実施例１では、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきを機械的に吸収するために、図２に示すように、ノズルホルダ２３に吸着ノズル２１を上下動可能に支持させ、ノズルホルダ２３内に設けたスプリング等の付勢手段により吸着ノズル２１を下方に付勢している。素子セット工程では、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきを見込んで、ノズルホルダ２３を余分に下降させて、吸着ノズル２１のストッパー２２が搭載部材１１上面に当接した後は、ノズルホルダ２３の下降に応じて吸着ノズル２１がノズルホルダ２３内の付勢手段を押し上げる。これにより、吸着ノズル２１のストッパー２２を搭載部材１１上面に確実に当接させて、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置に確実に一致させる。
【００３５】
この後、樹脂硬化工程に進み、樹脂硬化装置（図示せず）により素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を紫外線照射又は加熱して硬化させて、ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化する。この後、吸着ノズル２１によるＬＥＤ素子１３の吸着を解除して該吸着ノズル２１を元の位置へ戻す。本実施例１では、素子搭載凹部１２の底面とＬＥＤ素子１３の下面との間に充填した絶縁性樹脂１６の硬化層が特許請求の範囲でいう素子高さ位置調整手段として機能する。
【００３６】
この後、配線形成工程に進み、図１（ｄ）に示すように、液滴吐出法又は印刷法等で配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続する。
【００３７】
以上説明した本実施例１では、素子搭載凹部１２の容積よりＬＥＤ素子１３の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内に注入し、ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液中に浸すように下降させて該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させた状態で、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を硬化させてＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化して、この配線経路に配線１７を液滴吐出法又は印刷法等で形成するようにしたので、ＬＥＤ素子１３の高さ寸法が異なっていても、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させて、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と該搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化して配線１７を形成することができる。これにより、高さ寸法の異なるＬＥＤ素子１３を搭載する搭載部材１１を共通化することが可能となり、搭載部材１１の共通化によるコストダウンを実現できる。
【００３８】
しかも、素子搭載凹部１２内にセットするＬＥＤ素子１３の高さ位置を調整する手段として、別体のスペーサを用意する必要がなく、部品点数削減の要求も満たすことができる。
【００３９】
更に、本実施例１では、吸着ノズル２１に、該吸着ノズル２１の下降停止位置を決めるストッパー２２を設け、素子セット工程で、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに、該吸着ノズル２１のストッパー２２が該搭載部材１１上面に当接して該吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせるようにしたので、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきがあったとしても、確実にＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させることができ、安定した高品質のＬＥＤパッケージを製造できる。
【実施例２】
【００４０】
次に、図３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４１】
前記実施例１では、素子搭載凹部１２内に絶縁性樹脂１６を注入した後に、ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内にセットするようにしたが、本実施例２では、ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内にセットした後に、素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に絶縁性樹脂１６を注入するようにしている。
【００４２】
本実施例２では、まず、図３（ａ）に示すように、ダイボンダ（又は部品実装機）の吸着ノズル２１にＬＥＤ素子１３を吸着して該ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内に下降させて、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに、該吸着ノズル２１のストッパー２２が該搭載部材１１上面に当接して該吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせる。
【００４３】
この後、絶縁性樹脂注入工程に進み、図３（ｃ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって紫外線硬化型又は熱硬化型の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に注入し、該絶縁性樹脂１６の液面がＬＥＤ素子１３上面の電極部１４や搭載部材１１上面の電極部１５と同一高さになったときに、該絶縁性樹脂１６の注入を停止する。
【００４４】
この後、樹脂硬化工程に進み、樹脂硬化装置（図示せず）により素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を紫外線照射又は加熱して硬化させて、ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化する。この後、吸着ノズル２１によるＬＥＤ素子１３の吸着を解除して該吸着ノズル２１を元の位置へ戻す。本実施例２では、素子搭載凹部１２の底面とＬＥＤ素子１３の下面との間に充填した絶縁性樹脂１６の硬化層が特許請求の範囲でいう素子高さ位置調整手段として機能する。
【００４５】
この後、配線形成工程に進み、図３（ｄ）に示すように、液滴吐出法又は印刷法等で配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続する。
【００４６】
以上説明した本実施例２でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４７】
次に、図４を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４８】
本実施例３では、素子搭載凹部１２内への絶縁性樹脂の注入を２工程に分け、１回目の絶縁性樹脂注入工程で、図４（ａ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって素子搭載凹部１２内にＬＥＤ素子１３の高さ位置の調整に必要な量の液状の絶縁性樹脂１６ａを注入する。具体的には、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６ａの液面と搭載部材１１上面の電極部１５との高低差がＬＥＤ素子１３の高さ相当になったときに、該絶縁性樹脂１６ａの注入を停止する。尚、１回目の絶縁性樹脂注入工程で注入する絶縁性樹脂１６ａは、電気伝導性のある材料、例えば金属ペーストとしても良く、特に熱伝導性の高い材料が望ましい。
【００４９】
この後、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６ａを硬化させて、素子高さ位置調整樹脂層１６ａ（素子高さ位置調整手段）を形成する。
【００５０】
この後、素子搭載工程に進み、図４（ｂ）に示すように、ダイボンダ（又は部品実装機）の吸着ノズル２５にＬＥＤ素子１３を吸着して該ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の素子高さ位置調整樹脂層１６ａ上に搭載する。これにより、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致した状態となる。
【００５１】
この後、２回目の絶縁性樹脂注入工程に進み、図４（ｃ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂１６ｂを注入して該絶縁性樹脂１６ｂの液面がＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置まで上昇したときに該絶縁性樹脂１６ｂの注入を停止する。
【００５２】
この後、樹脂硬化工程に進み、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６ｂを硬化させて、ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６ｂで固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６ｂで平坦化する。
【００５３】
この後、配線形成工程に進み、図４（ｄ）に示すように、液滴吐出法又は印刷法等で配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続する。
【００５４】
以上説明した本実施例３でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は、上記各実施例１〜３のようなＬＥＤ素子等の発光素子の搭載構造に限定されず、上面に電極部が設けられた様々な半導体素子の搭載構造に適用可能である等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５５】
１１…搭載部材、１２…素子搭載凹部、１３…ＬＥＤ素子（半導体素子）、１４，１５…電極部、１６…絶縁性樹脂（素子高さ位置調整手段），１６ａ…素子高さ位置調整樹脂層（素子高さ位置調整手段）、１６ｂ…絶縁性樹脂、１７…配線、２０…ディスペンサ、２１…吸着ノズル、２２…ストッパー、２３…ノズルホルダ、２５…吸着ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置及びその製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子の実装工程では、半導体素子を搭載部材（回路基板、リードフレーム等）にダイボンドした後に、該半導体素子の電極部と搭載部材の電極部との間をワイヤボンディングで配線するのが一般的である。
【０００３】
しかし、特許文献１（特許第３９９２０３８号公報）に記載されているように、ワイヤボンディングを行うときの機械的なストレスによって不良が発生する可能性があるため、ワイヤボンディングに代わる接続信頼性の高い実装構造を低コストで実現することを目的として、配線基板上に搭載した半導体素子の周囲に流動性の樹脂材料をディスペンサで吐出して、半導体素子の上面と配線基板の表面との間を傾斜面でつなぐ樹脂スロープを形成した後、半導体素子上面の電極部と配線基板の電極部との間を接続する配線パターンを、インクジェット等の液滴吐出法により樹脂スロープ上に形成する配線技術が提案されている。
【０００４】
上記特許文献１の実装構造では、半導体素子上面の電極部と配線基板の電極部との間の配線経路に半導体素子の高さ相当分の段差ができるため、配線パターンを液滴吐出法で形成するには、半導体素子の側面上端から配線基板上面に跨がる樹脂スロープを形成して、半導体素子上面の電極部と配線基板の電極部との間を、段差のない傾斜面で結ぶ必要がある。
【０００５】
そこで、搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載することで、半導体素子上面の電極部と該搭載部材の素子搭載凹部の外側に設けた電極部とを同一高さとしたものがある。このような構造に対しては、特許文献２（特開２００５−５０９１１号公報）に記載されているように、搭載部材の素子搭載凹部の内周側面と半導体素子の外周側面との間の隙間（溝）に絶縁体を埋め込むことで、半導体素子上面の電極部と搭載部材の電極部との間の配線経路を平坦化して、該配線経路にインクジェット等の液滴吐出法で導電性のインクを吐出して配線を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９９２０３８号公報
【特許文献２】特開２００５−５０９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
搭載部材の素子搭載凹部内に搭載する半導体素子は、少し寸法が異なっても、機能的に同等の半導体素子であれば、同じ仕様の搭載部材の素子搭載凹部内に搭載可能であり、搭載部材を共通化してコストダウンが可能である。
【０００８】
しかし、上記特許文献２の配線技術では、半導体素子上面の電極部と搭載部材の電極部の高さ位置が同一である必要があるため、高さ寸法が異なる半導体素子に対しては、その高さ寸法に応じて素子搭載凹部の高さ寸法（搭載部材の電極部の高さ位置）が異なる搭載部材を使用する必要があり、搭載部材を共通化できない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、搭載部材の素子搭載凹部内に半導体素子を搭載した半導体装置において、高さ寸法の異なる半導体素子を搭載する搭載部材を共通化することが可能となり、搭載部材の共通化によるコストダウンを実現できる半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置において、前記素子搭載凹部内に搭載する前記半導体素子の高さ位置を該半導体素子上面の電極部の高さ位置が該搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致するように調整する素子高さ位置調整手段を備え、前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に絶縁性樹脂を充填して該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、該配線経路に前記配線を形成したものである。
【００１１】
この構成では、素子搭載凹部内に搭載する半導体素子の高さ位置を該半導体素子上面の電極部の高さ位置が該搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致するように調整する素子高さ位置調整手段を備えているため、半導体素子の高さ寸法が異なっていても、素子高さ位置調整手段によって半導体素子上面の電極部の高さ位置を搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致させて、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して配線することができる。これにより、高さ寸法の異なる半導体素子を搭載する搭載部材を共通化することが可能となり、搭載部材の共通化によるコストダウンを実現できる。
【００１２】
この場合、素子高さ位置調整手段として、別体のスペーサを用いても良いが、厚みの異なる複数のスペーサを用意しなければならない。
【００１３】
そこで、請求項２のように、素子高さ位置調整手段は、配線経路を平坦化する絶縁性樹脂を素子搭載凹部の底面と半導体素子の下面との間にも充填して形成するようにしても良い。この請求項２の構成は、後述する請求項５，６の製造方法により能率良く製造することができる。
【００１４】
或は、請求項３のように、素子高さ位置調整手段は、予め素子搭載凹部内に半導体素子の高さ位置の調整に必要な量の樹脂を注入して形成し、該素子高さ位置調整手段上に該半導体素子を搭載するようにしても良い。この請求項３の構成は、後述する請求項８の製造方法により能率良く製造することができる。
【００１５】
この場合、半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部との間の配線経路が絶縁性樹脂で平坦化されているため、請求項４のように、半導体素子上面の電極部と搭載部材上面の電極部との間を接続する配線は、液滴吐出法又は印刷法により形成すると良い。ここで、液滴吐出法では、インクジェット、ディスペンサ等により導電材料を配線経路上に吐出して配線パターンを形成する。印刷法では、スクリーン印刷等により配線パターンを形成する。
【００１６】
前述した請求項２の半導体装置を製造する場合は、請求項５のように、素子搭載凹部の容積より半導体素子の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂を該素子搭載凹部内に注入する工程と、吸着ノズルに半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂の液中に浸すように下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化し、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、前記配線経路に配線を形成する配線形成工程とを行うようにすれば良い。
【００１７】
或は、請求項６のように、吸着ノズルに半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内に下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、前記素子搭載凹部内の半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が該半導体素子上面の電極部と同一高さになったときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、前記配線経路に配線を形成する配線形成工程とを行うようにしても良い。
【００１８】
上記請求項５の製造方法と請求項６の製造方法との相違は、請求項５では、素子搭載凹部内に絶縁性樹脂を注入した後に、半導体素子を素子搭載凹部内にセットするのに対して、請求項６では、半導体素子を素子搭載凹部内にセットした後に、素子搭載凹部内の半導体素子の周囲の隙間に絶縁性樹脂を注入するようにしている。請求項５，６のいずれの製造方法でも、請求項２の半導体装置を能率良く製造することができる。
【００１９】
上記請求項５，６の製造方法において、素子搭載凹部内にセットする半導体素子の高さ位置の管理は、吸着ノズルの高さ位置（Ｚ方向位置）を制御する機能を用いれば良いが、吸着ノズルの高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきによって半導体素子の高さ位置のずれが生じてしまう可能性がある。
【００２０】
この対策として、請求項７のように、吸着ノズルには、素子セット工程で該吸着ノズルに吸着した半導体素子上面の電極部の高さ位置が搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該搭載部材上面に当接して該吸着ノズルの下降をストップさせるストッパーを設けるようにすると良い。このようにすれば、吸着ノズルに吸着した半導体素子を素子搭載凹部内に下降させる際に、吸着ノズルに設けたストッパーが搭載部材上面に当接したときに、半導体素子上面の電極部の高さ位置が搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致して、それ以上の吸着ノズルの下降（半導体素子の下降）がストップされた状態となるため、吸着ノズルの高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきがあったとしても、確実に半導体素子上面の電極部の高さ位置を搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致させることができる。
【００２１】
また、前述した請求項３の半導体装置を製造する場合は、請求項８のように、素子搭載凹部内に液状の樹脂を注入して該樹脂の液面と搭載部材上面の電極部との高低差が半導体素子の高さ相当になったときに該樹脂の注入を停止して該樹脂を硬化させて素子高さ位置調整樹脂層（素子高さ位置調整手段）を形成する工程と、前記素子高さ位置調整樹脂層上に前記半導体素子を搭載する工程と、前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が前記半導体素子上面の電極部の高さ位置と一致したときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化する工程と、前記配線経路に配線を形成する配線形成工程とを行うようにしても良い。このようにすれば、半導体素子を搭載する素子高さ位置調整樹脂層の厚み寸法を、素子搭載凹部内に注入する樹脂量によって調整できるため、素子高さ位置調整樹脂層の厚み調整（ひいては半導体素子の高さ位置調整）が容易である。
【００２２】
また、半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部との間の配線経路が絶縁性樹脂で平坦化されているため、請求項９のように、配線形成工程で、液滴吐出法又は印刷法により前記配線経路に配線を形成するようにすると良い。これにより、平坦な配線経路に配線を能率良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例１のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する工程図である。
【図２】図２は素子セット工程を説明する主要部の斜視図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例２のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する工程図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例３のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態をＬＥＤパッケージに適用して具体化した３つの実施例１〜３を説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１（ｄ）に基づいてＬＥＤパッケージの構成を説明する。
【００２６】
搭載部材１１は、リードフレーム、回路基板等で形成され、その中央部分に素子搭載凹部１２が形成され、この素子搭載凹部１２内に、半導体素子であるＬＥＤ素子１３（発光素子）が搭載されている。ＬＥＤ素子１３の上面には、プラスとマイナスの２つの電極部１４が形成され、搭載部材１１の上面には、ＬＥＤ素子１３上面の２つの電極部１４と接続する２つの電極部１５が形成されている。
【００２７】
この場合、素子搭載凹部１２の深さ寸法（高さ寸法）は、搭載するＬＥＤ素子１３の高さ寸法よりも大きくなっており、ＬＥＤ素子１３の高さ寸法が素子搭載凹部１２の深さ寸法（高さ寸法）以下であれば、高さ寸法が異なるＬＥＤ素子１３であっても、共通の搭載部材１１の素子搭載凹部１２内に搭載可能となっている。
【００２８】
後述する製造方法により、素子搭載凹部１２内に搭載するＬＥＤ素子１３の高さ位置を調整して、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させる。この状態で、素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に絶縁性樹脂１６を注入して硬化させて、該ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該絶縁性樹脂１６の上面の高さ位置を該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４や搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させることで、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化している。
【００２９】
この平坦な配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続している。この配線１７は、液滴吐出法又は印刷法等で形成している。ここで、液滴吐出法では、例えばインクジェット、ディスペンサ等で導電材料を配線経路上に吐出して配線パターンを形成する。印刷法では、スクリーン印刷等により配線パターンを形成する。その他、めっき法や導電板の貼付により配線１７を形成しても良い。
【００３０】
次に、上記構成のＬＥＤパッケージの製造工程を説明する。
まず、絶縁性樹脂注入工程で、図１（ａ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって紫外線硬化型又は熱硬化型の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内に注入する。この際、絶縁性樹脂１６の注入量は、素子搭載凹部１２の容積よりＬＥＤ素子１３の体積分だけ少ない量に設定する。
【００３１】
この後、素子搭載凹部１２内の液状の絶縁性樹脂１６を硬化させる前に、素子セット工程に進み、図１（ｂ）に示すように、ダイボンダ（又は部品実装機）の吸着ノズル２１にＬＥＤ素子１３を吸着して該ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液中に浸すように下降させて、図１（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせる。この時点で、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液面がＬＥＤ素子１３上面の電極部１４や搭載部材１１上面の電極部１５と同一高さまで上昇した状態となる。
【００３２】
この際、素子搭載凹部１２内にセットするＬＥＤ素子１３の高さ位置の管理は、吸着ノズル２１の高さ位置（Ｚ方向位置）を制御する機能を用いれば良いが、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきによってＬＥＤ素子１３の高さ位置のずれが生じてしまう可能性がある。
【００３３】
この対策として、本実施例１では、図１（ｃ）及び図２に示すように、吸着ノズル２１に、該吸着ノズル２１の下降停止位置を決めるストッパー２２を設け、素子セット工程で、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに、該吸着ノズル２１のストッパー２２が該搭載部材１１上面に当接して該吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせる。
【００３４】
更に、本実施例１では、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきを機械的に吸収するために、図２に示すように、ノズルホルダ２３に吸着ノズル２１を上下動可能に支持させ、ノズルホルダ２３内に設けたスプリング等の付勢手段により吸着ノズル２１を下方に付勢している。素子セット工程では、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきを見込んで、ノズルホルダ２３を余分に下降させて、吸着ノズル２１のストッパー２２が搭載部材１１上面に当接した後は、ノズルホルダ２３の下降に応じて吸着ノズル２１がノズルホルダ２３内の付勢手段を押し上げる。これにより、吸着ノズル２１のストッパー２２を搭載部材１１上面に確実に当接させて、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置に確実に一致させる。
【００３５】
この後、樹脂硬化工程に進み、樹脂硬化装置（図示せず）により素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を紫外線照射又は加熱して硬化させて、ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化する。この後、吸着ノズル２１によるＬＥＤ素子１３の吸着を解除して該吸着ノズル２１を元の位置へ戻す。本実施例１では、素子搭載凹部１２の底面とＬＥＤ素子１３の下面との間に充填した絶縁性樹脂１６の硬化層が特許請求の範囲でいう素子高さ位置調整手段として機能する。
【００３６】
この後、配線形成工程に進み、図１（ｄ）に示すように、液滴吐出法又は印刷法等で配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続する。
【００３７】
以上説明した本実施例１では、素子搭載凹部１２の容積よりＬＥＤ素子１３の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内に注入し、ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６の液中に浸すように下降させて該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させた状態で、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を硬化させてＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化して、この配線経路に配線１７を液滴吐出法又は印刷法等で形成するようにしたので、ＬＥＤ素子１３の高さ寸法が異なっていても、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させて、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と該搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化して配線１７を形成することができる。これにより、高さ寸法の異なるＬＥＤ素子１３を搭載する搭載部材１１を共通化することが可能となり、搭載部材１１の共通化によるコストダウンを実現できる。
【００３８】
しかも、素子搭載凹部１２内にセットするＬＥＤ素子１３の高さ位置を調整する手段として、別体のスペーサを用意する必要がなく、部品点数削減の要求も満たすことができる。
【００３９】
更に、本実施例１では、吸着ノズル２１に、該吸着ノズル２１の下降停止位置を決めるストッパー２２を設け、素子セット工程で、吸着ノズル２１に吸着したＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに、該吸着ノズル２１のストッパー２２が該搭載部材１１上面に当接して該吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせるようにしたので、吸着ノズル２１の高さ位置の制御誤差や各部の寸法ばらつきがあったとしても、確実にＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置を搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致させることができ、安定した高品質のＬＥＤパッケージを製造できる。
【実施例２】
【００４０】
次に、図３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４１】
前記実施例１では、素子搭載凹部１２内に絶縁性樹脂１６を注入した後に、ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内にセットするようにしたが、本実施例２では、ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内にセットした後に、素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に絶縁性樹脂１６を注入するようにしている。
【００４２】
本実施例２では、まず、図３（ａ）に示すように、ダイボンダ（又は部品実装機）の吸着ノズル２１にＬＥＤ素子１３を吸着して該ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内に下降させて、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致したときに、該吸着ノズル２１のストッパー２２が該搭載部材１１上面に当接して該吸着ノズル２１の下降（ＬＥＤ素子１３の下降）をストップさせる。
【００４３】
この後、絶縁性樹脂注入工程に進み、図３（ｃ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって紫外線硬化型又は熱硬化型の液状の絶縁性樹脂１６を素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に注入し、該絶縁性樹脂１６の液面がＬＥＤ素子１３上面の電極部１４や搭載部材１１上面の電極部１５と同一高さになったときに、該絶縁性樹脂１６の注入を停止する。
【００４４】
この後、樹脂硬化工程に進み、樹脂硬化装置（図示せず）により素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６を紫外線照射又は加熱して硬化させて、ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６で固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６で平坦化する。この後、吸着ノズル２１によるＬＥＤ素子１３の吸着を解除して該吸着ノズル２１を元の位置へ戻す。本実施例２では、素子搭載凹部１２の底面とＬＥＤ素子１３の下面との間に充填した絶縁性樹脂１６の硬化層が特許請求の範囲でいう素子高さ位置調整手段として機能する。
【００４５】
この後、配線形成工程に進み、図３（ｄ）に示すように、液滴吐出法又は印刷法等で配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続する。
【００４６】
以上説明した本実施例２でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４７】
次に、図４を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４８】
本実施例３では、素子搭載凹部１２内への絶縁性樹脂の注入を２工程に分け、１回目の絶縁性樹脂注入工程で、図４（ａ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって素子搭載凹部１２内にＬＥＤ素子１３の高さ位置の調整に必要な量の液状の絶縁性樹脂１６ａを注入する。具体的には、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６ａの液面と搭載部材１１上面の電極部１５との高低差がＬＥＤ素子１３の高さ相当になったときに、該絶縁性樹脂１６ａの注入を停止する。尚、１回目の絶縁性樹脂注入工程で注入する絶縁性樹脂１６ａは、電気伝導性のある材料、例えば金属ペーストとしても良く、特に熱伝導性の高い材料が望ましい。
【００４９】
この後、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６ａを硬化させて、素子高さ位置調整樹脂層１６ａ（素子高さ位置調整手段）を形成する。
【００５０】
この後、素子搭載工程に進み、図４（ｂ）に示すように、ダイボンダ（又は部品実装機）の吸着ノズル２５にＬＥＤ素子１３を吸着して該ＬＥＤ素子１３を素子搭載凹部１２内の素子高さ位置調整樹脂層１６ａ上に搭載する。これにより、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置が搭載部材１１上面の電極部１５の高さ位置と一致した状態となる。
【００５１】
この後、２回目の絶縁性樹脂注入工程に進み、図４（ｃ）に示すように、ディスペンサ２０（又はインクジェット装置）によって素子搭載凹部１２内のＬＥＤ素子１３の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂１６ｂを注入して該絶縁性樹脂１６ｂの液面がＬＥＤ素子１３上面の電極部１４の高さ位置まで上昇したときに該絶縁性樹脂１６ｂの注入を停止する。
【００５２】
この後、樹脂硬化工程に進み、素子搭載凹部１２内の絶縁性樹脂１６ｂを硬化させて、ＬＥＤ素子１３を該絶縁性樹脂１６ｂで固定すると共に、該ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間の配線経路を該絶縁性樹脂１６ｂで平坦化する。
【００５３】
この後、配線形成工程に進み、図４（ｄ）に示すように、液滴吐出法又は印刷法等で配線経路に配線１７を形成して、ＬＥＤ素子１３上面の電極部１４と搭載部材１１上面の電極部１５との間を配線１７で接続する。
【００５４】
以上説明した本実施例３でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は、上記各実施例１〜３のようなＬＥＤ素子等の発光素子の搭載構造に限定されず、上面に電極部が設けられた様々な半導体素子の搭載構造に適用可能である等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５５】
１１…搭載部材、１２…素子搭載凹部、１３…ＬＥＤ素子（半導体素子）、１４，１５…電極部、１６…絶縁性樹脂（素子高さ位置調整手段），１６ａ…素子高さ位置調整樹脂層（素子高さ位置調整手段）、１６ｂ…絶縁性樹脂、１７…配線、２０…ディスペンサ、２１…吸着ノズル、２２…ストッパー、２３…ノズルホルダ、２５…吸着ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置において、
前記素子搭載凹部内に搭載する前記半導体素子の高さ位置を該半導体素子上面の電極部の高さ位置が該搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致するように調整する素子高さ位置調整手段を備え、
前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に絶縁性樹脂を充填して該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、該配線経路に前記配線を形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記素子高さ位置調整手段は、前記配線経路を平坦化する絶縁性樹脂が前記素子搭載凹部の底面と前記半導体素子の下面との間にも充填されて形成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。
【請求項３】
前記素子高さ位置調整手段は、予め前記素子搭載凹部内に前記半導体素子の高さ位置の調整に必要な量の樹脂を注入して形成され、該素子高さ位置調整手段上に該半導体素子が搭載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。
【請求項４】
前記配線は、液滴吐出法又は印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置の製造方法において、
前記素子搭載凹部の容積より前記半導体素子の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂を該素子搭載凹部内に注入する工程と、
吸着ノズルに前記半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂の液中に浸すように下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、
前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化し、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、
前記配線経路に前記配線を形成する配線形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置の製造方法において、
吸着ノズルに前記半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内に下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、
前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が該半導体素子上面の電極部と同一高さになったときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、
前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、
前記配線経路に前記配線を形成する配線形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記吸着ノズルには、前記素子セット工程で該吸着ノズルに吸着した半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該搭載部材上面に当接して該吸着ノズルの下降をストップさせるストッパーが設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置の製造方法において、
前記素子搭載凹部内に樹脂を注入して該樹脂の上面と前記搭載部材上面の電極部との高低差が前記半導体素子の高さ相当になったときに該樹脂の注入を停止して該樹脂を硬化させて素子高さ位置調整樹脂層を形成する工程と、
前記素子高さ位置調整樹脂層上に前記半導体素子を搭載する工程と、
前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が前記半導体素子上面の電極部の高さ位置と一致したときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、
前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化する工程と、
前記配線経路に前記配線を形成する配線形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記配線形成工程で、液滴吐出法又は印刷法により前記配線経路に前記配線を形成することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置において、
前記素子搭載凹部内に搭載する前記半導体素子の高さ位置を該半導体素子上面の電極部の高さ位置が該搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致するように調整する素子高さ位置調整手段を備え、
前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に絶縁性樹脂を充填して該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、該配線経路に前記配線を形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記素子高さ位置調整手段は、前記配線経路を平坦化する絶縁性樹脂が前記素子搭載凹部の底面と前記半導体素子の下面との間にも充填されて形成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。
【請求項３】
前記素子高さ位置調整手段は、予め前記素子搭載凹部内に前記半導体素子の高さ位置の調整に必要な量の樹脂を注入して形成され、該素子高さ位置調整手段上に該半導体素子が搭載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。
【請求項４】
前記配線は、液滴吐出法又は印刷法により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置の製造方法において、
前記素子搭載凹部の容積より前記半導体素子の体積分だけ少ない量の液状の絶縁性樹脂を該素子搭載凹部内に注入する工程と、
吸着ノズルに前記半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂の液中に浸すように下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、
前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化し、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、
前記配線経路に前記配線を形成する配線形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置の製造方法において、
吸着ノズルに前記半導体素子を吸着して該半導体素子を前記素子搭載凹部内に下降させて該半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該半導体素子の下降をストップさせる素子セット工程と、
前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が該半導体素子上面の電極部と同一高さになったときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、
前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化して、前記吸着ノズルによる該半導体素子の吸着を解除して該吸着ノズルを元の位置へ戻す工程と、
前記配線経路に前記配線を形成する配線形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記吸着ノズルには、前記素子セット工程で該吸着ノズルに吸着した半導体素子上面の電極部の高さ位置が前記搭載部材上面の電極部の高さ位置と一致したときに該搭載部材上面に当接して該吸着ノズルの下降をストップさせるストッパーが設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
搭載部材に形成した素子搭載凹部内に半導体素子を搭載し、該半導体素子上面の電極部と該搭載部材上面の電極部とを配線で接続した半導体装置の製造方法において、
前記素子搭載凹部内に樹脂を注入して該樹脂の上面と前記搭載部材上面の電極部との高低差が前記半導体素子の高さ相当になったときに該樹脂の注入を停止して該樹脂を硬化させて素子高さ位置調整樹脂層を形成する工程と、
前記素子高さ位置調整樹脂層上に前記半導体素子を搭載する工程と、
前記素子搭載凹部内の前記半導体素子の周囲の隙間に液状の絶縁性樹脂を注入して該絶縁性樹脂の液面が前記半導体素子上面の電極部の高さ位置と一致したときに該絶縁性樹脂の注入を停止する工程と、
前記素子搭載凹部内の絶縁性樹脂を硬化させて前記半導体素子を該絶縁性樹脂で固定すると共に、該半導体素子上面の電極部と前記搭載部材上面の電極部との間の配線経路を該絶縁性樹脂で平坦化する工程と、
前記配線経路に前記配線を形成する配線形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記配線形成工程で、液滴吐出法又は印刷法により前記配線経路に前記配線を形成することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２５６７６９（Ｐ２０１２−２５６７６９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９７５１（Ｐ２０１１−１２９７５１）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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