半导体装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及半导体装置的制造方法，所述方法包括如下工序：准备工序，准备形成有凹部的基板、在凹部内或其周围配置的端子和在凹部内配置的半导体元件；引线接合工序，用引线连接端子和半导体元件；压接工序，在减压气氛下，以封装片与凹部周围的上表面密合、且与凹部的上表面分离的方式使封装片压接在基板上；以及大气压释放工序，使基板和封装片释放到大气压气氛下。
【专利说明】半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置的制造方法。
【背景技术】
[0002]迄今，已知用树脂封装发光二极管(LED)等半导体元件。
[0003]例如，提出了如下方案:在安装LED芯片的LED芯片安装基板上设置具有由有机硅树脂形成的树脂层的光半导体封装用片，边加热光半导体封装用片边将其相对于LED芯片安装基板加压，用树脂层封装LED芯片(例如，参照日本特开2010-123802号公报)。
【发明内容】
[0004]然而，在日本特开2010-123802号公报所记载的方法中，在封装LED芯片和基板的LED芯片被引线连接的安装基板(所谓的引线接合型)时，存在若将光半导体封装用片相对于LED芯片安装基板过度加压，则引线会被树脂层挤压而变形(倾倒)的情况。
[0005]若引线变形，则引线与LED芯片或基板的连接有可能断裂。
[0006]另一方面，若光半导体封装用片的加压不足，则有时会在光半导体封装用片与LED芯片安装基板之间产生空隙。
[0007]如果产生空隙，则存在不能确实地封装LED芯片安装基板的不良情况。
[0008]所以，本发明的目的在于，提供能够在封装半导体元件时减少引线的变形、并抑制空隙的产生的半导体装置的制造方法。
[0009]本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，其包括如下工序:准备工序，准备形成有凹部的基板、在前述凹部内或其周围配置的端子和在前述凹部内配置的半导体元件；引线接合工序，用引线连接前述端子和前述半导体元件；压接工序，在减压气氛下，以封装片与前述凹部周围的上表面密合、且与前述凹部的上表面分离的方式使封装片压接在基板上；以及大气压释放工序，使基板和封装片释放到大气压气氛下。
[0010]此外，对本发明的半导体装置的制造方法而言，适宜的是，其还包括两阶段加热工序，在前述大气压释放工序之后，以第一温度进行加热，然后，以比前述第一温度更高温的第二温度进行加热。
[0011]此外，在本发明的半导体装置的制造方法中，适宜的是，前述第一温度具有温度上升至前述第二温度的升温温度范围。
[0012]此外，在本发明的半导体装置的制造方法中，适宜的是，在前述两阶段加热工序中，在以前述第一温度进行加热时对前述封装片进行机械加压。
[0013]此外，对本发明的半导体装置的制造方法而言，适宜的是，前述封装片由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成，在前述两阶段加热工序中，以前述第一温度加热时，前述封装片为B阶状态，以前述第二温度加热时，前述封装片成为C阶状态。
[0014]此外，对本发明的半导体装置的制造方法而言，适宜的是，其还包括加热流体加压工序，在前述大气压释放工序之后，对前述封装片进行加热和流体加压。[0015]此外，对本发明的半导体装置的制造方法而言，适宜的是，在前述压接工序中，前述封装片的压缩弹性模量为0.16MPa以下。
[0016]此外，对本发明的半导体装置的制造方法而言，适宜的是，从前述凹部的前述上表面至前述凹部周围的上表面的长度为500 μ m以下。
[0017]根据本发明的半导体装置的制造方法，在压接工序中，封装片以与凹部的上表面分离的方式压接。
[0018]因此，可以减少封装片压接时对弓I线的挤压力。
[0019]另一方面，在压接工序中，由于封装片在减压气氛下闭塞凹部周围的上表面，因此在凹部中会形成被基板和封装片划分出的密闭的减压空间。
[0020]因此，在大气压释放工序中，在释放至大气压时，利用减压空间与大气压的压力差，封装片被无隙间地填充在凹部上。
[0021 ] 因此，可以抑制基板与封装片之间的空隙的产生。
[0022]其结果，可以减少引线的变形并抑制空隙的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是示出本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的工序图；
[0024]图1的(a)及图1的(b)表示准备形成有凹部的基板、在凹部的周围配置的端子和在凹部内配置的半导体元件的准备工序；
[0025]图1的(C)表示用引线连接端子和半导体元件的引线接合工序；
[0026]图1的(d)表示使封装片在基板的上方相对配置的相对配置工序。
[0027]图2是接着图1示出本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的工序图；
[0028]图2的(e)表示在减压气氛下，以封装片与凹部周围的上表面密合、且与凹部的上表面分离的方式使封装片压接在基板上的压接工序；
[0029]图2的(f)表示使基板与封装片释放到大气压气氛下的大气压释放工序；
[0030]图2的(g)表示在大气压释放工序之后，使封装片固化的固化工序。
[0031]图3是示出图1的(b)所示的基板的俯视图。
[0032]图4示出图1的(b)所示的基板的变形例。
【具体实施方式】
[0033]图1及图2是表示本发明的半导体装置的制造方法的一个实施方式的工序图。图3是表不图1的(b)所不的基板的俯视图。
[0034]需要说明的是，在提及方向时，以基板2水平配置时的方向为基准，具体而言以各图所示的箭头方向为基准。
[0035]需要说明的是，在图1?图4中，左右方向为第一方向，在图2中与左右方向垂直的前后方向为第二方向。左侧为第一方向一侧，右侧为第一方向另一侧，前侧为第二方向一侦牝后侧为第二方向另一侧。
[0036]本发明的半导体装置的制造方法包括准备工序、引线接合工序、压接工序(包括相对配置工序)及大气压释放工序。
[0037]准各工序[0038]准备工序是准备配置有端子3及作为半导体元件的一个例子的发光二极管(以下称为LED4)的基板2的工序。
[0039]基板2如图3所示那样形成为在面方向(前后左右方向)的大致中央具有凹部7的俯视大致矩形的平板形状。
[0040]基板2是由例如铝等金属材料、例如氧化铝等陶瓷材料、例如聚酰亚胺等树脂材料等通常作为半导体装置的基板使用的材料形成的。
[0041]此外，基板2可以由上述材料一体地形成，或者，也可以以具备由上述材料形成的平板和以包围平板的上表面中央的方式设置的布线电路基板、且包围布线电路基板的部分形成为凹部7的形式由两种以上的材料形成。
[0042]基板2的I边的长度例如为Imm以上，并且，例如也为IOOOmm以下。
[0043]此外，关于基板2的厚度,例如为0.7mm以上、优选为0.9mm以上，并且,例如也为IOmm以下、优选为5mm以下。
[0044]凹部7在基板2的上表面以朝向下方凹下的方式形成为俯视正方形形状(参照图1的(a))，通过凹部7的周围的基板2的除凹部7以外的部分(周围)无隙间地环绕四周(前后左右方向)。
[0045]关于凹部7的I边的长度，例如为0.8mm以上、优选为Imm以上，并且，例如也为300mm以下、优选为IOOmm以下。
[0046]关于凹部7的深度Hl (在上下方向上从凹部7的周围的上表面(以下称为周围上表面11)至凹部7的上表面(以下称为凹部上表面10)的长度)，例如为ΙΟΟΟμπι以下、优选为500 μ m以下、更优选为200 μ m以下、特别优选为170 μ m以下，并且，例如也为10 μ m以上，优选为50 μ m以上。
[0047]另外，关于凹部7的深度H1，相对于基板2的厚度例如为90%以下、优选为80%以下，并且，例如也为10%以上、优选为20%以上。
[0048]在基板2上配置有多个端子3和多个LED4。
[0049]端子3在基板2的周围上表面11中被分别设置在夹持凹部7而相对的两条边的附近。
[0050]具体而言，在左右方向的凹部7的左侧的周围上表面11上，在前后方向上隔着间隔配置有多个(三个)端子3，与此对应，在左右方向的凹部7的右侧的周围上表面11上，在前后方向上隔着间隔配置有多个(三个)端子3。
[0051]来自外部电源的电力被供给至各端子3。
[0052]在基板2的凹部7内，LED4在左右方向上相互隔着间隔并列配置有多个(三个)，在前后方向上相互隔着间隔并列配置有多列(三列)。
[0053]LED4形成为俯视大致矩形的平板形状，在上表面具备端子(未图示)。
[0054]关于LED4的I边的长度，例如为0.05mm以上、优选为0.1mm以上，并且，例如也为IOmm以下、优选为5mm以下。
[0055]关于LED4的厚度，例如为5 μ m以上、优选为10 μ m以上，并且，例如也为2000 μ m以下、优选为ΙΟΟΟμπι以下。
[0056]另外，LED4的厚度相对于凹部7的深度Hl例如为90%以下、优选为80%以下。
[0057]关于LED4在前后方向及左右方向上的间隔，例如为0.1mm以上、优选为Imm以上，并且，例如为50mm以下、优选为5mm以下。
[0058]在俯视中，多个LED4占据的面积的总和相对于凹部7的面积例如为0.01%以上、优选为0.1%以上，并且，例如也为99.99%以下、优选为99.9%以下。
[0059]引线接合工序
[0060]引线接合工序为用引线5连接端子3和LED4的工序。
[0061]弓丨线5与多个LED4分别对应地设置有多个。
[0062]作为引线5的材料，例如可列举出金、银、铜等作为半导体的引线接合材料使用的材料，从耐腐蚀性的观点出发，可优选列举出金。
[0063]引线5由上述材料形成为线状，关于引线5的线径(粗细)，例如为10 μ m以上、优选为30 μ m以上,并且,例如也为100 μ m以下、优选为50 μ m以下。
[0064]引线5的线径低于上述范围时，存在引线5的强度降低而变得容易变形的情况。此夕卜，引线5的线径超过前述范围时，存在半导体装置的成本变高的情况、遮挡从LED4发出的光的面积增加的情况。
[0065]通过引线5将左端的LED4的上表面的端子与在左右方向上对应的左侧的端子3电连接。
[0066]另外，通过引线5将右侧的LED4的上表面的端子与在左右方向上对应的右侧的端子3电连接。
[0067]此外，通过引线5将在左右方向上相互邻接的LED4的上表面的端子彼此电连接。
[0068]通过如此连接，将LED4与端子3电连接、或者将LED4彼此电连接的引线5以在前后方向上隔着间隔三列并列的方式配置。
[0069]引线5如图1的(b)所示的那样在连接LED4和端子3的状态下弯曲或曲折，形成为大致弧形形状(例如三角弧形形状、四角弧形形状、圆弧形状等)，弯曲的引线5的顶点被配置在周围上表面11的更上方。
[0070]在这样的引线接合工序之后，来自外部电源的电力被供给至多个端子3时，多个LED4发光。
[0071]压梓工序
[0072]压接工序是在减压气氛下以封装片6与周围上表面11密合、且与凹部上表面10分离的方式使封装片6压接在基板2上的工序。
[0073]封装片6由含有封装树脂的封装树脂组合物形成。
[0074]作为封装树脂，可列举出:例如通过加热而增塑化的热塑性树脂，例如通过加热而固化的热固化性树脂，例如通过活性能量射线(例如紫外线、电子束等)的照射而固化的活性能量射线固化性树脂等。
[0075]作为热塑性树脂，可列举出例如乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯乙烯树脂、EVA-氯乙烯树脂共聚物等。
[0076]作为热固化性树脂及活性能量射线固化性树脂，可列举出例如有机硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂等。
[0077]作为这些封装树脂，可优选列举出热固化性树脂。
[0078]作为包含热固化性树脂的树脂组合物，可列举出例如两阶段热固化型树脂组合物、一阶段热固化型树脂组合物等，可优选列举出两阶段热固化型树脂组合物。[0079]作为两阶段热固化型树脂组合物，例如可列举出两阶段固化型有机硅树脂组合物、两阶段固化型环氧树脂组合物等，优选可列举出两阶段固化型有机硅树脂组合物。
[0080]作为一阶段热固化型树脂组合物，可列举出例如一阶段固化型有机硅树脂组合物、一阶段固化型环氧树脂组合物等，可优选列举出一阶段固化型有机硅树脂组合物。
[0081]两阶段固化型有机硅树脂组合物是指:具有两阶段的反应机理，在第一阶段的反应中B阶化(半固化)，在第二阶段的反应中C阶化(最终固化)的热固化性有机硅树脂组合物。
[0082]需要说明的是，B阶是封装树脂组合物处于可溶于溶剂的A阶和最终固化的C阶之间的状态，是固化及凝胶化略微进行，虽在溶剂中溶胀但未完全溶解、通过加热而软化但不熔融的状态。
[0083]作为两阶段固化型有机硅树脂组合物的未固化物(固化前的第一阶段)，可列举出例如缩合反应-加成反应固化型有机娃树脂组合物。
[0084]缩合反应-加成反应固化型有机娃树脂组合物是能够通过加热而进行缩合反应及加成反应的热固化性有机硅树脂组合物，更具体而言，是能够通过加热进行缩合反应而变为B阶(半固化)，接着，能够通过进一步加热进行加成反应(具体而言例如为氢化硅烷化反应)变为C阶(最终固化)的热固化性有机硅树脂组合物。
[0085]作为这种缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物，可列举出:例如，含有硅烧醇基两末端聚硅氧烷、含烯基二烷氧基硅烷、有机氢!硅氧烷、缩合催化剂及氢!化硅烷化催化剂的第一缩合反应-加成反应固化型有机娃树脂组合物；例如，含有硅烷醇基两末端聚硅氧烷、含乙烯系不饱和烃基硅化合物(以下称为乙烯系硅化合物)、含环氧基硅化合物、有机氢硅氧烷、缩合催化剂及加 成催化剂(氢化硅烷化催化剂)的第二缩合反应-加成反应固化型有机娃树脂组合物；例如，含有两末端硅烷醇型硅油、含烯基二烷氧基烷基硅烷、有机氢硅氧烷、缩合催化剂及氢化硅烷化催化剂的第三缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物；例如，含有一分子中至少具有两个烯基甲硅烷基的有机聚硅氧烷、一分子中至少具有两个氢化甲硅烷基的有机聚硅氧烷、氢化硅烷化催化剂及固化延迟剂的第四缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物；例如，含有一分子中兼具至少两个乙烯系不饱和烃基和至少两个氢化甲硅烷基的第一有机聚硅氧烷、不含乙烯系不饱和烃基且一分子中具有至少两个氢化甲硅烷基的第二有机聚硅氧烷、氢化硅烷化催化剂及氢化硅烷化抑制剂的第五缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物；例如，含有一分子中兼具至少两个乙烯系不饱和烃基和至少两个硅烷醇基的第一有机聚硅氧烷、不含乙烯系不饱和烃基且一分子中具有至少两个氢化甲硅烷基的第二有机聚硅氧烷、氢化硅烷化抑制剂、及氢化硅烷化催化剂的第六缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物；例如，含有硅化合物、及硼化合物或铝化合物的第七缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物；例如，含有聚铝硅氧烷及硅烷偶联剂的第八缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物等。
[0086]这些缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物可以单独使用或组合使用两种以上。
[0087]作为缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物，可优选列举出第四缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物。
[0088]第四缩合反应-加成反应固化型有机硅树脂组合物被记载在日本特开2011-219597号公报等中，例如含有二甲基乙烯基甲硅烷基末端聚二甲基硅氧烷、三甲基甲硅烷基末端二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物、二乙烯基四甲基二硅氧烷合钼络合物及四甲基氢氧化铵等。
[0089]另一方面，一阶段固化型有机硅树脂组合物是指具有一阶段的反应机理、在第一阶段的反应中最终固化的热固化性有机硅树脂组合物。
[0090]作为一阶段固化型有机硅树脂组合物，可列举出例如加成反应固化型有机硅树脂组合物等。
[0091]加成反应固化型有机硅树脂组合物例如含有作为主剂的含乙烯系不饱和烃基聚硅氧烷、和成为交联剂的有机氢硅氧烷。
[0092]作为含乙烯系不饱和烃基聚硅氧烷，可列举出例如含烯基聚二甲基硅氧烷、含烯基聚甲基苯基硅氧烷、含烯基聚二苯基硅氧烷等。
[0093]在加成反应固化型有机硅树脂组合物中，通常，含乙烯系不饱和烃基聚硅氧烷和有机氢硅氧烷以不同的包装来提供。具体而言，以含有主剂(含乙烯系不饱和烃基聚硅氧烷)的A液、和含有交联剂(有机氢硅氧烷)的B液的2液的形式提供。需要说明的是，两者的加成反应所需要的公知的催化剂被添加至含乙烯系不饱和烃基聚硅氧烷中。
[0094]关于这种加成反应固化型有机硅树脂组合物，在将主剂(A液)和交联剂(B液)混合而制备混合液、由混合液成形前述封装片6的形状的工序中，含乙烯系不饱和烃基聚硅氧烷和有机氢硅氧烷进行加成反应，加成反应固化型有机硅树脂组合物固化，形成有机硅弹性体(固化物)。
[0095]关于这种封装树脂的配混比例，相对于100质量份封装树脂组合物，例如为20质量份以上、优选为50质量份以上，并且,例如也为99.9质量份以下、优选为99.5质量份以下。
[0096]需要说明的是，在封装树脂组合物中，可根据需要以适当的比例含有荧光体、填充剂。
[0097]作为荧光体，可列举出例如能够将蓝色光转换成黄色光的黄色荧光体等。作为这样的荧光体，可列举出例如在复合金属氧化物、金属硫化物等中掺杂有例如铈(Ce)、铕(Eu)等金属原子的荧光体。
[0098]具体而言，作为荧光体，可列举出:例如Y3Al5O12 = Ce (YAG (乾-铝-石榴石):Ce)、(Y, GcO3Al5O12:Ce、Tb3Al3O12:Ce, Ca3Sc2Si3O12:Ce、Lu2CaMg2 (Si, Ge) 3012:Ce 等具有石榴石型晶体结构的石槽石型突光体，例如(Sr, Ba) 2Si04:Eu、Ca3SiO4Cl2:Eu、Sr3SiO5:Eu、Li2SrSiO4:Eu> Ca3Si2O7:Eu 等娃酸盐突光体,例如 CaAl12019:Mn、SrAl2O4:Eu 等招酸盐突光体,例如 ZnS:Cu, Al、CaS:Eu、CaGa2S4:Eu、SrGa2S4:Eu 等硫化物突光体，例如 CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2: Eu、BaSi2O2N2: Eu、Ca- a -SiAlON 等氮氧化物荧光体，例如 CaAlSiN3: Eu、CaSi具:Eu等氮化物荧光体，例如K2SiF6:Mn、K2TiF6 = Mn等氟化物系荧光体等。可优选列举出石榴石型荧光体，可进一步优选列举出Y3Al5O12:Ce。
[0099]作为荧光体的形状，可列举出例如球状、板状、針状等。从流动性的观点出发，可优选列举出球状。
[0100]荧光体的最大长度的平均值(在球状的情况下为平均粒子径)例如为0.1 μ m以上、优选为Iym以上,并且,例如也为200 μ m以下、优选为100 μ m以下。[0101]关于荧光体的配混比例，相对于100质量份封装树脂组合物，例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,例如也为80质量份以下、优选为50质量份以下。
[0102]作为填充剂，可列举出例如有机硅微粒、玻璃、氧化铝、二氧化硅(熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅、无定形二氧化硅超微粉、疏水性二氧化硅超微粉等)、氧化钛、氧化锆、滑石、粘土、硫酸钡等，这些填充剂可以单独使用或组合使用两种以上。可优选列举出有机硅微粒、二氧化硅。
[0103]关于填充剂的配混比例，相对于100质量份封装树脂组合物，例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,并且,例如也为80质量份以下、优选为50质量份以下。
[0104]此外，在封装树脂组合物中，可以以适当的比例添加例如改性剂、表面活性剂、染料、颜料、防变色剂、紫外线吸收剂等公知的添加物。
[0105]关于封装片6，在热固化性有机硅树脂组合物为两阶段固化型有机硅树脂组合物时，由两阶段固化型有机硅树脂组合物的一阶段固化物形成，此外，在热固化性有机硅树脂组合物为一阶段固化型有机硅树脂组合物时，由一阶段固化型有机硅树脂组合物的未固化物(固化前)形成。
[0106]特别优选封装片6为两阶段固化型有机硅树脂组合物的一阶段固化物。
[0107]为了形成封装片6，例如将前述的封装树脂组合物(根据需要含有蛍光体、填充剂等)在未图示的剥离薄膜的上面通过流延、旋涂、辊涂等方法涂布成适当的厚度，根据需要进行加热。由此，可以形成片状的封装片6。
[0108]关于该封装片6在23°C下的压缩弹性模量，例如为2.0MPa以下、优选为1.6MPa以下、更优选为0.8MPa以下、特别优选为0.5MPa以下，并且，例如也为0.0lMPa以上、优选为0.04MPa 以上。
[0109]封装片6的压缩弹性模量若为上述上限以下，则可保证柔软性。另一方面，封装片6的压缩弹性模量若为下限以上，则能够埋设LED4。
[0110]此外，封装片6的大小形成为能够一次性封装多个LED4及多个引线5并闭塞凹部7的尺寸。
[0111]具体而言，关于封装片6的前后方向的长度，例如为凹部7的前后方向的长度以上，并且，例如为基板2的前后方向的长度以下。
[0112]此外，关于封装片6的左右方向的长度，例如为凹部7的左右方向的长度以上，并且，例如为基板2的左右方向的长度以下。
[0113]具体而言，封装片6如图3的虚线所示那样地形成为俯视矩形的片状。
[0114]此外，关于封装片6的厚度，例如为100 μ m以上、优选为300 μ m以上、更优选为400 μ m以上，并且，例如也为2000 μ m以下、优选为IOOOym以下。
[0115]此外，关于封装片6的厚度H3，如图1的(d)所示那样，相对于凹部7的深度H1，例如为50%以上、优选为80%以上、更优选为100%以上，并且，例如也为900%以下、优选为700%以下、更优选为400%以下。
[0116]在压接工序中，首先，使封装片6在基板2的上侧隔着间隔相对配置，投入到真空压制机等真空室内。
[0117]接着，将真空室内减压。具体而言，利用真空泵(减压泵)等对真空室内进行排气。
[0118]接着，如图2的(e)所示那样，边使真空室内成为减压气氛，边利用真空压制机的压制机等使封装片6压接在基板2上。
[0119]关于压接工序中的减压气氛，例如为300Pa以下、优选为IOOPa以下、特别优选为50Pa以下。
[0120]此外，在压接工序的压接中，控制封装片6向基板2侧(下侧)压入(压接)的量(以下称为压入量)。
[0121]通过控制压入量，使封装片6的下表面调整至与周围上表面11密合、且与凹部上表面10分离。
[0122]具体而言，将封装片6调整至如下述式所示的压入量为负值、且压入量的绝对值变得比凹部7的深度Hl小。
[0123]压入量=(以基板2的底面为基准的凹部上表面10的高度H2 +压接工序前的封装片6的厚度H3)-以压接工序后的基板2的底面为基准的封装片6的上表面的高度H4
[0124]压入量为正值时，封装片6被过度地挤压至压接工序后的封装片6的厚度(H4-H2)变得比压接工序前的封装片6的厚度H3薄，封装片6与凹部上表面10密合。与之相对，压入量为负值时，封装片6被调整至与凹部上表面10分离。
[0125]压入量的绝对值比凹部7的深度Hl大时，封装片6的下表面未与周围上表面11密合，不能够用封装片6闭塞凹部7。与之相对，压入量的绝对值比凹部7的深度Hl小时，封装片6被调整至与周围上表面11密合。
[0126]此外，关于压入量(H2 + H3-H4)的绝对值，相对于凹部7的深度H1，例如低于100%、优选为95%以下，并且，例如也超过0%、优选为10%以上。
[0127]关于压接工序的温度，例如为0°C以上、优选为15°C以上，并且，例如也为60°C以下、优选为35°C以下。
[0128]此外，在压接工序中，根据需要，保持将封装片6押下(压入)的状态。
[0129]关于保持时间，例如为5秒以上、优选为10秒以上，并且，为10分钟以下、优选为5分钟以下。
[0130]通过压接工序，如图2的(e)所示那样，在凹部7中会形成被基板2和封装片6划分出的密闭的减压空间8。
[0131]大气压释放工序
[0132]大气压释放工序是使基板2与封装片6释放到大气压气氛下的工序。
[0133]压接工序之后，通过大气压释放工序，使封装片6以追随凹部7的形状的方式密
八
口 ο
[0134]具体而言，使真空泵的运转停止，将真空室内释放至大气压。
[0135]这样操作时，利用减压空间8与大气压的压力差，封装片6的上表面被挤压向下方，封装片6的下表面以追随凹部7的形状的方式变形，与凹部7的上表面密合。
[0136]通过大气压释放工序，得到作为以封装片6与凹部7密合的方式封装LED4的半导体装置的一个例子的LED装置I。
[0137]固化工序
[0138]在LED装置I的制造中，根据需要(封装片6为热固化性树脂、活性能量射线固化性树脂时)使封装片6如图2的(g)所示那样固化。
[0139]封装树脂为热固化性树脂时，通过加热使封装片6固化。[0140]此外，封装树脂为活性能量射线固化性树脂时，通过从上方照射活性能量射线使封装片6固化。
[0141]两阶段加热工序
[0142]封装片6由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成时，优选通过两阶段加热工序使封装片6固化。
[0143]两阶段加热工序是在大气压释放工序之后，以第一温度加热封装片6，然后以比第一温度更高温的第二温度进行加热的工序。
[0144]第一温度为上述的封装片6的两阶段热固化型树脂未完全固化的温度，在封装片6由含有缩合-加成反应固化型有机硅树脂的封装树脂组合物形成时，第一温度为加成反应(氢化娃烧化反应)未进行的温度。
[0145]具体而言，例如为80°C以上、优选为100°C以上，并且，例如也为150°C以下、优选为135°C以下。
[0146]此外,第一温度会从上述的范围中以定温(一定温度)的方式选择。
[0147]此外，关于用第一温度加热的时间，例如为5分钟以上、优选为10分钟以上，并且，例如也为I小时以下、优选为0.8小时以下。
[0148]第二温度为上述封装片6的两阶段热固化型树脂完全固化的温度，在封装片6由含有缩合-加成反应固化型有机硅树脂的封装树脂组合物形成时，第二温度为加成反应(氢化硅烷化反应)进行的温度。
[0149]具体而言，例如为135°C以上、优选为150°C以上，并且，例如也为200°C以下、优选为180°C以下。
[0150]此外，关于用第二温度加热的时间，例如为0.1小时以上、优选为0.5小时以上，并且，例如也为20小时以下，优选为10小时以下。
[0151]在埋设LED4的封装片6由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成时，通过利用上述第一温度的加热，封装片6保持B阶且压接工序的残留应力得到缓和，通过利用上述第二温度的加热，封装片6完全固化(最终固化)而成为C阶。
[0152]此外，在热固化性树脂由含有一阶段固化型有机硅树脂的封装树脂组合物形成时，封装片6也通过上述加热完全固化(最终固化)而成为C阶。
[0153]固化(完全固化)了的封装片6具有挠性，具体而言，在23°C下的压缩弹性模量例如为IMPa以上、优选为1.2MPa以上，并且，例如也为15MPa以下，优选为IOMPa以下。
[0154]封装片6的压缩弹性模量为上述上限以下时，可确实地保证挠性。封装片6的压缩弹性模量为上述下限以上时，可确实地保证引线保护性能。
[0155]如此操作，完成LED装置I的制造。
[0156]作用効果
[0157]根据该LED装置I的制造方法，在压接工序中，封装片6以与凹部上表面10分离的方式压接。
[0158]因此，可减少封装片6被压接时对引线5的挤压力。
[0159]另一方面，在压接工序中，封装片6在减压气氛下闭塞周围上表面11，因此在凹部7中会形成被基板2和封装片6划分出的密闭的减压空间8。
[0160]在大气压释放工序中，释放至大气压时，利用减压空间8与大气压的压力差，封装片6被无隙间地填充在凹部7上。
[0161]因此，可以抑制基板2与封装片6之间的空隙的产生。
[0162]其结果，可减少引线5的变形并抑制空隙的产生。
[0163]此外，在封装片6由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成时，该LED装置I的制造方法具备在大气压释放工序之后，以第一温度加热，然后，以比第一温度更高温的第二温度加热的两阶段加热工序。
[0164]在两阶段加热工序中，以第一温度加热时，封装片6为B阶状态，以第二温度加热时，封装片6为C阶状态。
[0165]因此，对封装片6而言，在以第一温度加热时，压接工序的残留应力得到缓和，会持续抑制封装片6的下表面与凹部上表面10之间的空隙的产生，在以第二温度加热时，可以确实地固化。
[0166]此外，在该LED装置I的制造方法中，在压接工序中，封装片6的压缩弹性模量为
0.16MPa以下时，可进行封装而不对引线5施加过度的挤压力。
[0167]此外，在该LED装置I的制造方法中，凹部7的深度Hl (在上下方向上从凹部上表面10至周围上表面11的长度)为500 μ m以下时，在压接工序及大气压释放工序中，可使封装片6追随凹部7的形状、确实地密合。
[0168]第一温度
[0169]在上述实施方式中，将第一温度设定为定温，但不限定于此，例如，第一温度也可以具有温度范围，具体而言，第一温度也可以具有上升至第二温度的升温温度范围。
[0170]将封装片6投入到温度为室温(20?25°C左右)的干燥器中，接着，将干燥器升温至干燥器内的温度达到第二温度。此时，第一温度为20°C以上，进而为25°C以上，并且，为低于第二温度的温度范围。第一温度下的升温速度例如为1°C /分钟、优选为2V /分钟以上，并且，例如为30°C /分钟以下、优选为20°C /分钟以下。此外，第一温度下的升温时间例如为4分钟以上、优选为5分钟以上，并且，例如为120分钟以下、优选为60分钟以下。
[0171]或者，也可将封装片6投入到设定为上述实施方式的定温的干燥器中，维持规定时间、定温之后，将干燥器升温至干燥器内的温度达到第二温度，其中，定温具体而言选自例如80°C以上、优选100°C以上、并且、选自例如150°C以下、优选135°C以下。关于维持定温的时间，例如为3分钟以上、优选为5分钟以上，并且，例如为300分钟以下、优选为180分钟以下。此外，关于升温速度，例如为1°C /分钟以上、优选为2°C /分钟以上，并且，例如为30°C /分钟以下、优选为20°C /分钟以下。关于升温时间，例如为I分钟以上、优选为2分钟以上，并且，例如为120分钟以下、优选为60分钟以下。
[0172]第一温度具有上升至第二温度的升温温度范围，由此可以使生产效率提高。
[0173]机械加压
[0174]在上述各实施方式的固化工序中，在封装片6由包含热固化性树脂的封装树脂组合物形成时，也可以一边对封装片6进行加热一边进一步对封装片6进行机械加压。具体而言，在上述温度下，对封装片进行加热及机械加压(加热-机械加压)。
[0175]在对封装片6加热及机械加压时，如图2的(g)的虚线所示那样，可以使用例如具备装备有加热器12的平板9的热压制装置10 (即机械加热-机械加压装置10)或装备有具备平板9的压制装置10的带压制装置的干燥器13 (流体加热-机械加压装置13)等的加热-机械加压装置。需要说明的是，加热-机械加压装置与通过静压对封装片6进行加压的高压釜(后述)不同，是通过物理接触对封装片6进行加压的加压装置。
[0176]更具体而言，在封装片6由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成并且采用两阶段加热工序的情况下，使用机械加热-机械加压装置10时，通过利用加热器12预先设定至第一温度的平板9夹持封装片6，进行机械加压，接着，利用加热器12将平板9设定至第二温度。或者，利用室温的平板9夹持封装片6，进行机械加压，接着，在第一温度(升温温度范围)下，如上述那样地利用加热器12将平板9升温，使平板9达到第二温度。
[0177]此外，在封装片6由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成并且采用两阶段加热工序的情况下，使用流体加热-机械加压装置13时，在预先设定为第一温度的流体加热-机械加压装置13内，利用流体加热-机械加压装置13内的压制装置10夹持封装片6，进行机械加压，然后，将流体加热-机械加压装置13设定至第二温度(进行流体加热)。或者，在室温的流体加热-机械加压装置13内，利用压制装置10夹持封装片6，进行机械加压，然后，将干燥器升温，将流体加热-机械加压装置13设定至第二温度(进行流体加热)。
[0178]需要说明的是，在流体加热-机械加压装置13中，干燥器内的气体和/或液体成为热介质，对封装片6进行加热。
[0179]此外，在上述说明中，在两阶段加热工序中的第一温度及第二温度这两个条件下对封装片6进行机械加压，但是，例如也可以仅在两阶段加热工序中的第一温度下进行机械加压，在第二温度下不进行机械加压，即，在常压气氛下对封装片6进行加热。
[0180]具体而言，将在第一温度下机械加压的封装片6从机械加热加压装置中取出，投入到预先设定为第二温度的干燥器中。尤其是在使用带压制装置的干燥器13时，对在第一温度下机械加压的封装片6解除基于平板9的夹持，直接将带压制装置的干燥器13设定为第二温度。
[0181 ] 优选仅在第一温度下实施机械加压。
[0182]由此,可以使生产效率提高。
[0183]加热流体加压工序
[0184]在上述实施方式中，在图2的(g)所示的固化工序中，实施使用加热-机械加压装置的两阶段加热工序，而在封装片6由含有热固化性树脂的封装树脂组合物形成时，也可以通过加热流体加压工序使封装片6固化。
[0185]加热流体加压工序为在大气压释放工序之后，对封装片6进行加热及流体加压的加热流体加压工序。在加热流体加压工序中，例如，可以使用高压釜等在高压高温气氛下进行处理的高压高温气氛下处理装置23 (流体加热-流体加压装置)等。高压高温气氛下处理装置23为利用作为热介质和加压介质的流体(气体和/或液体)的静压的加热加压装置。更具体而言，加热流体加压工序在大气压恢复工序之后利用高压釜对封装片6进行流体加热和流体加压。
[0186]此时，封装片6自同一方向被均匀地加压并加热，因此与两阶段加热工序相比，可以进一步确实地抑制空隙的产生。
[0187]因此，在凹部深度Hl为500 μ m以下时，可以抑制封装片6的下表面与凹部上表面10之间的空隙产生。
[0188]其他的变形例[0189]此外，在上述实施方式中，将基板2成形为俯视大致矩形形状，但作为基板2的形状，并不限定于上述的俯视大致矩形形状，也可为例如俯视大致圆形形状、俯视大致多边形
形状等。
[0190]此外，在上述实施方式中，将凹部7成形为俯视正方形形状，但作为凹部7的形状，并不限定于前述的俯视正方形形状，也可为例如大致矩形、大致圆形、大致长孔、其他形状
坐寸O
[0191]此外，在上述实施方式中，在基板2中形成有一个凹部7，但对凹部7的个数没有特别地限定，也可以比上述实施方式多。
[0192]此外，在上述实施方式中，将端子3配置在周围上表面11上，但如图4所示那样，也可以在左右方向最外侧的LED4的更外侧的凹部上表面10 (凹部7内)上配置端子3。
[0193]此外，在上述实施方式中，将LED4配置成每三个一列的三列，但对LED4的个数没有特别地限定，一个也可，另外，也可以比前述实施方式多。
[0194]此外，在前述的实施方式中，弯曲的引线5的顶点的高度比周围上表面11高，但也可以低。
[0195]此外，在上述实施方式中，将封装片6形成为如图3所示那样的俯视大致矩形的片状，但作为封装片6的形状 ，并不限定于上述俯视大致矩形形状，根据基板2的形状、LED4的配置而适当地设定，例如为俯视大致圆形形状、俯视大致多边形形状等也可。
[0196]此外，在上述实施方式中，作为本发明的半导体元件以LED4为一个例子进行了说明，但例如虽未图示，本发明的半导体元件也可以为电子元件。
[0197]电子元件是将电能转换为光以外的能量、具体而言为信号能量等的半导体元件，具体而言，可列举出晶体管、二极管等。电子元件的尺寸会根据用途及目的而适当地选择。
[0198]此时，封装片6含有封装树脂作为必须成分，含有填充剂作为任选成分。作为填充剂，可进一步列举出碳黑等黑色颜料等。关于填充剂的配混比例，相对于100质量份封装树月旨，例如为5质量份以上、优选为10质量份以上,并且,例如也为99质量份以下、优选为95质量份以下。
[0199]此外，封装片6的物性(具体而言为压缩弹性模量等)与上述实施方式的封装片6的物性相同。
[0200]实施例
[0201]以下，基于各实施例和各比较例对本发明进行说明，但本发明不受这些实施例等限制。
[0202]实施例1
[0203]准备工序及引线接合工序
[0204]准备形成凹部(深度H1163 μ m、I边IOmm的俯视正方形形状)、在凹部的周围配置有六个端子的基板(参照图1的(a))，在凹部的上表面配置了九个LED (参照图1的(b))。各LED间的间隔为1.5mm。
[0205]接着，用引线将LED的端子和与之对应的基板侧的端子连接。此外，用引线将邻接的LED的端子(参照图1的(C))连接，得到安装有LED的基板。
[0206]封装片的形成
[0207]混合20g 二甲基乙烯基甲娃烷基末端聚二甲基硅氧烷(乙烯基甲娃烷基当量0.071mmol/g) (1.4mmol乙烯基甲娃烧基)、0.40g (三甲基甲娃烧基末端二甲基娃氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物(氢化甲硅烷基当量4.lmmol/g) (1.6mmol氢化硅烷基)、0.036mL(1.9 μ mol)二乙烯基四甲基二硅氧烷合钼络合物(氢化硅烷化催化剂)的二甲苯溶液(钼浓度2质量％)、以及0.063mL (57 μ mol)四甲基氢氧化铵(ΤΜΑΗ、固化延迟剂)的甲醇溶液(10质量％),在20°C下搅拌10分钟，相对于100质量份该混合物,配混30质量份有机硅微粒(tospearl2000B>Momentive Performance Materials Japan LLC 制造)，均勻地揽拌混合，从而得到两阶段固化型有机硅树脂组合物。
[0208]将它们涂布在脱模纸上，在135°C下使其固化15分钟，得到厚度1000 μ m的由半固化(B阶状态)的两阶段固化型有机硅树脂组合物形成的封装片(参照图1的(d))。
[0209]所得到的封装片的压缩弹性模量(片的硬度)为0.12MPa。
[0210]压梓工序
[0211]以安装有LED的基板和封装片在厚度方向上相对的方式进行配置，投入到真空压制机(型号CV200、Nichigo-Morton C0., Ltd.制造)的真空室内中。
[0212]用真空泵(减压泵)(型号E2M80、Edwards Company制造)对真空室内排气,将真空室内减压至50Pa。
[0213]在减压气氛下，利用真空压制机，将压入量(H2 + H3-H4)设定至_100 μ m，将基板和封装片压接，以原样在20°C下保持3分钟，在凹部形成减压空间(参照图2的(e))。
[0214]大气压释放工序
[0215]接着，停止真空泵，将真空室内释放至大气压，利用减压空间和大气压的压力差使封装片与凹部密合，得到LED装置(参照图2的(f))。
[0216]两阶段加热工序
[0217]将所得到的LED装置投入到暖风式干燥器(型号DF610、Yamato Scientific C0.,Ltd.制造)中，首先以120°C (第一温度)加热10分钟之后，接着以150°C (第二温度)加热30分钟(参照图2的(g))。
[0218]由此，可以制造被封装片封装的LED装置。
[0219]评价
[0220]观察所得到的LED装置的外观，对引线变形、空隙的产生进行评价。
[0221]引线夺形
[0222]O:通过目视不能确认到引线的变形。
[0223]X:通过目视确认到了引线的变形。
[0224]产牛的宇隙
[0225]O:未发现空隙的产生。
[0226]Λ:产生了少量的小空隙。
[0227]X:空隙大量产生。
[0228]在表I中示出评价的结果。
[0229]实施例2?4和比较例I?6
[0230]使用表I所示的硬度的封装片，设定为表I所示的压入量，除此以外，与实施例1同样操作，得到LED装置。在表I中示出评价引线变形及空隙的产生的结果。
[0231]需要说明的是，封装片的压缩弹性模量(片的硬度)是通过适当改变封装树脂组合物的固化条件来调整的。
[0232]实施例5
[0233]使用形成有表2所示的深度的凹部的基板，使用表2所示的硬度的封装片，除此以外，与实施例1同样操作，得到LED装置。在表2中示出评价固化工序前后的空隙的产生的结果。
[0234]实施例6和7
[0235]使用形成有表1所示深度的凹部的基板，使用表2所示的硬度的封装片，投入到高压釜(型号TAS-5-J3R，高压高温气氛下处理装置(流体加热-流体加压装置)、参照图2的(g)的附图标记23、Taiatsu Techno Corporation制造)中，以加热温度150°C、压力0.6MPa处理30分钟来代替两阶段加热工序，除此以外，与实施例1同样操作，得到LED装置。在表2中示出评价固化工序前后的空隙的产生的结果。
[0236]复1
【权利要求】
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，其包括如下工序: 准备工序，准备形成有凹部的基板、在所述凹部内或其周围配置的端子和在所述凹部内配置的半导体元件； 引线接合工序，用引线连接所述端子和所述半导体元件； 压接工序，在减压气氛下，以封装片与所述凹部周围的上表面密合、且与所述凹部的上表面分离的方式使封装片压接在基板上；以及 大气压释放工序，使基板和封装片释放到大气压气氛下。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，其还包括两阶段加热工序，在所述大气压释放工序之后，以第一温度进行加热，然后，以比所述第一温度更高温的第二温度进行加热。
3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第一温度具有温度上升至所述第二温度的升温温度范围。
4.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述两阶段加热工序中，在以所述第一温度进行加热时对所述封装片进行机械加压。
5.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于， 所述封装片由包含两阶段热固化型树脂的封装树脂组合物形成， 在所述两阶段加热工序中，以所述第一温度加热时，所述封装片为B阶状态，以所述第二温度加热时，所述封装片成为C阶状态。
6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，其还包括加热流体加压工序，在所述大气压释放工序之后，对所述封装片进行加热和流体加压。
7.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述压接工序中，所述封装片的压缩弹性模量为0.16MPa以下。
8.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，从所述凹部的所述上表面至所述凹部周围的上表面的长度为500 μ m以下。
【文档编号】H01L33/48GK103579454SQ201310300974
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】三谷宗久, 江部悠纪, 大薮恭也 申请人:日东电工株式会社