特許 7096649 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-28

(45)【発行日】2022-07-06

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20220629BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20220629BHJP

   H01L 23/28 20060101ALI20220629BHJP

【ＦＩ】

H01L33/62

H01L21/60 301A

H01L23/28 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017121182

(22)【出願日】2017-06-21

(65)【公開番号】P2019009171

(43)【公開日】2019-01-17

【審査請求日】2020-05-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】弁理士法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】二瓶 紀子

【審査官】大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２０３６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０５３８５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１９７５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４４６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－００８９４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－０５８６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１１０９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６９４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５７７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１４７１８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１７３３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９０６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６４１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３３０３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０５０４５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５７－０６９７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００６－００７５７１０（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／５２ － ２１／６０７

Ｈ０１Ｌ ２３／００ － ２３／３１

Ｈ０１Ｌ ２３／４８ － ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のパッド電極を有する配線基板と、
半導体素子が搭載され、前記半導体素子に接続された第２のパッド電極を有するサブマウント基板と、
前記第１のパッド電極と前記第２のパッド電極との間に接続されたボンディングワイヤと、
前記ボンディングワイヤの表面全体を鞘状に被覆する被覆樹脂と、を備え、
前記被覆樹脂の前記ボンディングワイヤの表面からの厚みは、前記第１のパッド電極に接する第１の端部領域及び前記第２のパッド電極に接する第２の端部領域よりも、前記第１の端部領域と前記第２の端部領域との間に亘って延在している中間領域の方が小さく、
前記被覆樹脂は、前記被覆樹脂の前記ボンディングワイヤの表面からの厚みが、前記中間領域において、前記中間領域の両端部から前記ボンディングワイヤの頂部に向けて薄くなるように形成されていることを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記半導体素子は発光素子であり、
前記被覆樹脂は、前記発光素子の上面よりも高い位置に頂部を有す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】

前記配線基板及び前記サブマウント基板が固定されたマウント基板と、
前記マウント基板上における前記配線基板及び前記サブマウント基板間の領域において前記被覆樹脂と前記マウント基板との間の空間を埋め込むように形成された埋込樹脂と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記埋込樹脂は、前記被覆樹脂よりも低い粘度を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記サブマウント基板上に形成され、前記第２のパッド電極に接続された配線電極及び前記配線電極に接続された第３のパッド電極と、
前記半導体素子に設けられた第４のパッド電極と、
前記第３及び第４のパッド電極間に接続されたボンディングワイヤと、
前記第３及び第４のパッド電極間の前記ボンディングワイヤを鞘状に被覆する被覆樹脂と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項6】

ｍ個（ｍは２以上の整数）の第１のパッド電極を有する配線基板と、
ｍ個の半導体素子が搭載され、前記ｍ個の半導体素子の各々に接続されたｍ個の第２のパッド電極を有するサブマウント基板と、
前記ｍ個の第１のパッド電極と前記ｍ個の第２のパッド電極との間の各々に接続されたｍ個のボンディングワイヤと、
前記ｍ個のボンディングワイヤの各々の表面全体を鞘状に被覆するｍ個の被覆樹脂と、を備え、
前記ｍ個の被覆樹脂の各々の前記ボンディングワイヤの表面からの厚みは、前記第１のパッド電極に接する第１の端部領域及び前記第２のパッド電極に接する第２の端部領域よりも、前記第１の端部領域と前記第２の端部領域との間に亘って延在している中間領域の方が小さく、
前記ｍ個の被覆樹脂の各々は、前記ｍ個の被覆樹脂の各々の前記ボンディングワイヤの表面からの厚みが、前記中間領域の各々において、前記中間領域の各々の両端部から前記ボンディングワイヤの各々の頂部に向けて薄くなるように形成されていることを特徴とする半導体装置。

【請求項7】

前記配線基板及び前記サブマウント基板が固定されたマウント基板と、
前記マウント基板上における前記配線基板及び前記サブマウント基板間の領域において前記ｍ個の被覆樹脂の全体と前記マウント基板との間の空間を埋め込むように形成された埋込樹脂と、を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子などの半導体素子を含む半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、発光素子及び当該発光素子と外部回路とを接続する配線部を有する発光装置が知られている。また、発光装置のみならず、種々の半導体素子を含む半導体装置は、一般に、当該半導体素子及び外部回路間に配線部を有する。例えば、特許文献１には、光素子、信号処理部並びに第１及び第２ワイヤを備えた本体部と、これらを封止する封止部とを備えた光モジュールが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2013-057719号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体装置は、種々の使用環境においても長時間安定した動作を行うことが好ましい。特に、半導体装置は、ボンディングワイヤを用いて半導体素子とパッケージ内の他の基板とを接続する場合が多い。このボンディングワイヤは、温度変化及び湿度変化が激しい環境、又は振動するような装置に搭載される場合であっても断線が防止され、また、適切に保護されていることが好ましい。

【0005】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、半導体素子へのボンディングワイヤが適切に保護され、高寿命かつ高品質な半導体装置及びその製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による半導体装置は、第１のパッド電極を有する配線基板と、半導体素子が搭載され、半導体素子に接続された第２のパッド電極を有するサブマウント基板と、第１のパッド電極と第２のパッド電極との間に接続されたボンディングワイヤと、ボンディングワイヤを鞘状に被覆する被覆樹脂と、を有することを特徴としている。

【0007】

また、本発明による半導体装置は、ｍ個（ｍは２以上の整数）の第１のパッド電極を有する配線基板と、ｍ個の半導体素子が搭載され、ｍ個の半導体素子のそれぞれに接続されたｍ個の第２のパッド電極を有するサブマウント基板と、ｍ個の第１のパッド電極とｍ個の第２のパッド電極との間のそれぞれに接続されたｍ個のボンディングワイヤと、ｍ個のボンディングワイヤの各々を鞘状に被覆するｍ個の被覆樹脂と、を有することを特徴としている。

【0008】

また、本発明による半導体装置の製造方法は、配線基板上に設けられた第１のパッド電極と、半導体素子が搭載されたサブマウント基板上に設けられた第２のパッド電極とをボンディングワイヤによって接続する工程と、ボンディングワイヤに樹脂粘液を滴下し、樹脂粘液によってボンディングワイヤを鞘状に被覆する工程と、樹脂粘液を硬化させる工程と、を含むことを特徴としている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１に係る半導体装置の上面図である。

【図2】実施例１に係る半導体装置の上面を部分的に拡大して示す図である。

【図3】実施例１に係る半導体装置の断面図である。

【図4】実施例１に係る半導体装置における発光素子の断面図である。

【図5A】実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す図である。

【図5B】実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す図である。

【図5C】実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す図である。

【図5D】実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す図である。

【図6】実施例２に係る半導体装置の断面図である。

【図7】実施例３に係る半導体装置の上面図である。

【図8】実施例３に係る半導体装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。なお、以下においては、半導体装置が半導体素子として発光素子を有する場合、すなわち半導体装置が発光装置である場合について説明する。しかし、本発明は、発光素子のみならず、センサ素子やスイッチ素子など、種々の半導体素子を含む半導体装置に適用することができる。

【実施例1】

【0011】

図１は、実施例１に係る半導体装置１０の模式的な上面図である。半導体装置１０は、機能素子として半導体素子２０を有する。本実施例においては、半導体装置１０は、４つの半導体素子２０を有する。例えば、半導体素子２０の各々は、発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子を含む。すなわち、本実施例においては、半導体装置１０は、互いに独立して発光動作を行う４つの発光素子を有する発光装置である。

【0012】

半導体装置１０は、マウント基板（第１の基板）１１と、マウント基板１１に固定された配線基板（第２の基板）１２及びサブマウント基板（第３の基板）１３を有する。本実施例においては、マウント基板１１は、熱伝導性の高い材料、例えばＣｕなどの金属材料からなる。本実施例においては、配線基板１２及びサブマウント基板１３は、接合層（図示せず）を介してマウント基板１１に接合されている。

【0013】

配線基板１２上には、外部（例えば電源回路や駆動回路）との接続端子（図示せず）、当該接続端子に接続された配線電極（第１の配線電極）Ｗ１、及び配線電極Ｗ１に接続されたパッド電極（第１のパッド電極）Ｐ１が設けられている。配線電極Ｗ１及びパッド電極Ｐ１は、例えばＡｕ、Ａｌ及びＣｕからなる。配線基板１２は、例えばセラミックス材料からなる。

【0014】

なお、本実施例においては、配線基板１２がマウント基板１１とは別個の部材であり、マウント基板１１上に配線基板１２が固定されている場合について説明する。しかし、配線基板１２及びマウント基板１１は一体的に形成された基板であってもよい。例えば、マウント基板１１が配線基板１２として形成され、マウント基板１１上に配線電極Ｗ１及びパッド電極Ｐ１が形成されていてもよい。また、マウント基板１１として配線基板１２が設けられ、配線基板１２上にサブマウント基板１３が固定されていてもよい。

【0015】

サブマウント基板１３上には、半導体素子２０が搭載されている。本実施例においては、４つの半導体素子２０が１列に整列してサブマウント基板１２上に並置されている。サブマウント基板１３は、例えば、熱伝導性の高い材料、例えばＡｌＮなどのセラミックス材料からなる。

【0016】

具体的には、サブマウント基板１３上には、半導体素子２０に接続されたパッド電極（第２のパッド電極）Ｐ２が設けられている。サブマウント基板１３上のパッド電極Ｐ２は、ボンディングワイヤ（第１のボンディングワイヤ）Ｂ１によって、配線基板１２上のパッド電極Ｐ１に接続されている。ボンディングワイヤＢ１は、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕなどの材料からなる。

【0017】

なお、配線基板１２、配線電極Ｗ１及びパッド電極Ｐ１の全体を配線基板１２と称する場合がある。また、サブマウント基板１３、パッド電極Ｐ２、並びに、後述する配線電極Ｗ２及びパッド電極Ｐ３の全体をサブマウント基板１３と称する場合がある。

【0018】

換言すれば、半導体装置１０は、配線電極Ｗ１及び配線電極Ｗ１に接続されたパッド電極Ｐ１を有する配線基板１２と、半導体素子２０が搭載され、半導体素子２０に接続されたパッド電極Ｐ２を有するサブマウント基板１３と、パッド電極Ｐ１及びＰ２間に接続されたボンディングワイヤＢ１と、を有する。

【0019】

また、本実施例においては、サブマウント基板１３上には、パッド電極Ｐ２に接続された配線電極（第２の配線電極）Ｗ２と、配線電極Ｗ２に接続されたパッド電極（第３のパッド電極）Ｐ３とが形成されている。また、半導体素子２０には、半導体素子２０の外部との接続端子であるパッド電極（第４のパッド電極）Ｐ４が設けられている。また、パッド電極Ｐ３及びＰ４は、ボンディングワイヤ（第２のボンディングワイヤ）Ｂ２によって接続されている。

【0020】

換言すれば、本実施例においては、サブマウント基板１３は、パッド電極Ｐ２及びＰ３と、パッド電極Ｐ２及びＰ３間に接続された配線電極Ｗ２とを有する。また、半導体装置１０は、サブマウント基板１３上に形成され、パッド電極Ｐ２に接続された配線電極Ｗ２及び配線電極Ｗ２に接続されたパッド電極Ｐ３と、半導体素子２０に設けられたパッド電極Ｐ４と、パッド電極Ｐ３及びＰ４間に接続されたボンディングワイヤＢ２と、を有する。

【0021】

なお、本実施例においては、半導体装置１０は、マウント基板１１上に、サブマウント基板１３を挟んで２つの配線基板１２が設けられている。また、本実施例においては、半導体素子２０の各々は、カソード端子及びアノード端子となる２つのパッド電極Ｐ４を有する。当該２つのパッド電極Ｐ４は、それぞれ、ボンディングワイヤＢ２、配線電極Ｗ２、パッド電極Ｐ２及びボンディングワイヤＢ１を介して、２つの配線基板１２の一方及び他方上のパッド電極Ｐ１に接続されている。

【0022】

図２は、マウント基板１１の上面におけるボンディングワイヤＢ１の近傍を拡大して示す拡大図である。なお、図２は、図１の破線で囲まれた部分を拡大して示す図である。図２に示すように、半導体装置１０は、ボンディングワイヤＢ１の各々を鞘状（管状）に被覆する被覆樹脂３０を有する。

【0023】

半導体装置１０は、被覆樹脂３０がボンディングワイヤＢ１の本数分（本実施例においては４つ）設けられている。また、被覆樹脂３０の各々は互いに離間して設けられている。なお、例えば、ボンディングワイヤＢ１及び被覆樹脂３０は、それぞれ、少なくとも半導体素子２０の個数分だけ設けられている。

【0024】

なお、本実施例においては、半導体装置１０は、半導体素子２０の各々を独立して動作させるように構成されている。従って、配線基板１２上には少なくとも半導体素子２０の個数分の配線電極Ｗ１及びパッド電極Ｐ１が設けられている。また、サブマウント基板１３上には、少なくとも半導体素子２０の個数分のパッド電極Ｐ２が設けられている。

【0025】

換言すれば、例えば、半導体装置１０は、複数の半導体素子２０を有する場合、ｍ個（ｍは２以上の整数）のパッド電極Ｐ１を有する配線基板１２と、ｍ個の半導体素子２０が搭載され、ｍ個の半導体素子２０の各々に接続されたｍ個のパッド電極Ｐ２を有するサブマウント基板１３と、ｍ個のパッド電極Ｐ１とｍ個のパッド電極Ｐ２との間の各々に接続されたｍ個のボンディングワイヤＢ１と、ｍ個のボンディングワイヤＢ１の各々を鞘状に被覆するｍ個の被覆樹脂３０と、を有する。

【0026】

被覆樹脂３０の各々は、樹脂材料などの絶縁材料、例えばシリコン樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂などからなる。なお、被覆樹脂３０は、例えばゲル化された樹脂材料によって構成されていてもよい。

【0027】

被覆樹脂３０の各々は、ボンディングワイヤＢ１がパッド電極Ｐ１及びＰ２に接する部分を除き、ボンディングワイヤＢ１の表面全体を被覆して保護する。被覆樹脂３０は、パッド電極Ｐ１の近傍の第１の端部領域３０Ａと、パッド電極Ｐ２の近傍の第２の端部領域３０Ｂと、第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂ間の領域の中間領域３０Ｃとからなる。また、図２に示すように、被覆樹脂３０は、中間領域３０Ｃが第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０ＢよりもボンディングワイヤＢ１の被覆厚が小さく（薄く）なるように構成されている。

【0028】

図３は、半導体装置１０の断面図である。図３は、図１におけるＶ－Ｖ線に沿った断面図であるが、一部を省略している。図３を用いて被覆樹脂３０について説明する。まず、本実施例においては、被覆樹脂３０は、図３に示すように、第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂにおいてパッド電極Ｐ１及びＰ２に接する以外は、ボンディングワイヤＢ１のみに接している。すなわち、被覆樹脂３０は、ボンディングワイヤＢ１のみを被覆するように構成されている。

【0029】

また、本実施例においては、被覆樹脂３０は、中間領域３０Ｃにおいて最も線径が小さくなるように（細くなるように）構成されている。具体的には、被覆樹脂３０における中間領域３０Ｃの断面直径（外径）Ｄ３は、第１の端部領域３０Ａの断面直径（外径）Ｄ１及び第２の端部領域３０Ａの断面直径Ｄ２よりも小さい。従って、被覆樹脂３０における中間領域３０Ｃは、第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂよりも、そのボンディングワイヤＢ１の被覆厚が小さい。

【0030】

ボンディングワイヤＢ１が被覆樹脂３０に被覆されていることで、ボンディングワイヤＢ１の適切な保護を図ると共に、ボンディングワイヤＢ１に与える熱や振動の影響を抑制することができる。具体的には、まず、ボンディングワイヤＢ１を被覆樹脂３０によって被覆することで、ボンディングワイヤＢ１を電気的に保護することができる。例えば、高湿な環境下で動作する場合でも、例えば水分などがボンディングワイヤＢ１に付着することが防止される。従って、半導体素子２０の導通不良などが抑制される。

【0031】

また、被覆樹脂３０自体がボンディングワイヤＢ１並びにパッド電極Ｐ１及びＰ２のみに接するように構成されていることで、被覆樹脂３０が外部からの機械的影響（例えば振動）などを受けにくい。従って、ボンディングワイヤＢ１は、半導体装置１０の外部からの機械的影響を受けにくくなる。

【0032】

また、被覆樹脂３０は、所定の熱膨張率を有するため、温度変化に応じて熱膨張及び熱収縮を行う。従って、被覆樹脂３０自体がボンディングワイヤＢ１に一定の熱応力を与える可能性がある。また、その熱応力はボンディングワイヤＢ１の中間の領域で大きくなりやすい。これに対し、被覆樹脂３０は、中間領域３０Ｃにおいて他の領域よりも断面直径（被覆厚）が小さい。従って、ボンディングワイヤＢ１が被覆樹脂３０によって熱応力を受けることが抑制され、例えばボンディングワイヤＢ１の断線が抑制される。

【0033】

一方、被覆樹脂３０の第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂでは、ボンディングワイヤＢ１とパッド電極Ｐ１及びＰ２との接合を保証するために、高い保護強度が求められる。これに対し、被覆樹脂３０は、第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂにおいて中間領域３０Ｃよりも大きな断面直径でボンディングワイヤＢ１を被覆している。従って、ボンディングワイヤＢ１とパッド電極Ｐ１及びＰ２との接続が確実に保護される。

【0034】

ここで、図４を用いて、半導体素子２０について説明する。図４は、半導体素子２０の近傍における半導体装置１０の断面図である。本実施例においては、半導体素子２０の各々は、支持基板２１と、発光部として支持基板２１上に積層されたｐ型半導体層（第１の半導体層）２２、発光層２３及びｎ型半導体層（第２の半導体層）２４とを含む半導体発光素子である。ｐ型半導体層２２、発光素子２３及びｎ型半導体層２４は、例えば、窒化物系半導体からなる。

【0035】

具体的には、半導体素子２０は、支持基板２１上に、パッド電極Ｐ４として、ｐ側パッド電極Ｐ４Ａ及びｎ側パッド電極Ｐ４Ｂを有する。なお、ｐ側パッド電極Ｐ４Ａは、ボンディングワイヤＢ２としてのｐ側ボンディングワイヤＢ２Ａを介して、サブマウント基板１３上のパッド電極Ｐ３に接続されている。また、ｎ側パッド電極Ｐ４Ｂは、ボンディングワイヤＢ２としてのｎ側ボンディングワイヤＢ２Ｂを介して、他のパッド電極Ｐ３に接続されている。

【0036】

また、半導体素子２０は、支持基板２１上に形成され、ｐ側パッド電極Ｐ４Ａに接続されたｐ側配線電極Ｗ３Ａと、ｎ側パッド電極Ｐ４Ｂに接続されたｎ側配線電極Ｗ３Ｂとを有する。また、半導体素子２０は、ｐ型半導体層２２に接続されたｐ電極２５と、ｎ型半導体層２４に接続されたｎ電極２６とを有する。

【0037】

本実施例においては、ｐ電極２５は、ｐ型半導体層２２上に膜状に形成されている。また、ｎ電極２６は、ｐ型半導体層２２側からｐ型半導体層２２及び発光層２３を貫通してｎ型半導体層２４に接続されている。また、ｐ電極２５及びｎ電極２６は、フリップチップ実装によって支持基板２１上のｐ側配線電極Ｗ３Ａ及びｎ側配線電極Ｗ３Ｂにそれぞれ接続（接合）されている。本実施例においては、半導体素子２０は、ｎ型半導体層２４の上面を光取り出し面とする。

【0038】

なお、半導体素子２０は、ｐ型半導体層２２、発光層２３及びｎ型半導体層２４の側面と、ｐ電極２５及びｎ電極２６を覆うように形成された絶縁膜２７を有する。また、絶縁膜２７には、ｐ電極２５及びｎ電極２６の一部を露出させる開口部が設けられている。ｐ電極２５及びｎ電極２６は、当該開口部を介して、それぞれｐ側配線電極Ｗ３Ａ及びｎ側配線電極Ｗ３Ｂに接続されている。

【0039】

また、本実施例においては、半導体素子２０は、ｎ型半導体層２４上に形成された波長変換層２８を有する。波長変換層２８は、例えば蛍光体粒子を含有する層状のバインダからなる蛍光体層を含む。波長変換層２８は、発光層２３から放出されて波長変換層２８に入射された光の波長を変換し、当該波長変換光を出射光として出射する。本実施例においては、半導体素子２０は、波長変換層２８からの出射光を出力光として出力（放出）する発光素子である。

【0040】

なお、本実施例においては、マウント基板１１の上面を基準とした場合、半導体素子２０の上面（本実施例においては波長変換層２８の上面）よりも高い位置にボンディングワイヤＢ２（ボンディングワイヤＢ２Ａ及びＢ２Ｂ）及びボンディングワイヤＢ１の頂部が配置されている。すなわち、被覆樹脂３０の頂部（本実施例においては中間領域３０Ｃの頂部）は、半導体素子２０の上面よりも高い位置に配置されている。

【0041】

ここで、半導体素子２０が発光素子である場合、被覆樹脂３０によって半導体装置１０の光学的特性が向上する。具体的には、発光素子から放出された出射光の一部は、直接的又は間接的に被覆樹脂３０に入射する場合がある。この被覆樹脂３０内の光は、迷光となって被覆樹脂３０内を伝搬する。

【0042】

しかし、被覆樹脂３０は、そのほとんどが空気中に露出しており、換言すれば被覆樹脂３０よりも小さな屈折率の媒体に接している。従って、被覆樹脂３０に入射した光は、被覆樹脂３０内において反射を繰り返し、減衰又は消滅する可能性が高い。すなわち、被覆樹脂３０に入射した光が再度被覆樹脂３０から出射する可能性は低い。

【0043】

従って、被覆樹脂３０を有する場合、発光装置としての半導体装置１０から迷光（意図しない光）が放出されることが抑制される。従って、半導体装置１０として、例えば光学ノイズが少ない高品質な発光装置を提供することができる。

【0044】

なお、本実施例においては、被覆樹脂３０が半導体素子２０の上面よりも高い位置に頂部を有する場合について説明したが、被覆樹脂３０は半導体素子２０の上面よりも低い位置に頂部を有していてもよい。例えば、半導体素子２０が発光素子として発光ダイオードを有する場合、発光素子からは放射的に光が放出される。従って、被覆樹脂３０が設けられていれば、半導体装置１０の光学的特性が向上する可能性が高い。

【0045】

なお、上記したように、本実施例においては半導体素子２０が発光素子を含む場合について説明したが、半導体素子２０は発光素子を含む場合に限定されない。また、半導体素子２０のサブマウント基板１３上への搭載（接続）構成は、上記した構成に限定されない。例えば、半導体素子２０はトランジスタ素子であってもよいし、ボンディングワイヤＢ２を用いることなくパッド電極Ｐ２に接続されていてもよい。

【0046】

［半導体装置１０の製造方法］
次に、図５Ａ～図５Ｄを用いて、半導体装置１０の製造方法について説明する。図５Ａ～図５Ｄは、それぞれ、半導体装置１０の製造中におけるマウント基板１１を示す図３と同様の断面図である。

【0047】

［半導体素子２０の搭載及びボンディングワイヤＢ１の形成］
図５Ａは、半導体素子２０が搭載され、ボンディングワイヤＢ１が形成されたマウント基板１１の断面図である。まず、配線電極Ｗ１及びパッド電極Ｐ１が形成された配線基板１２をマウント基板１１に接合する（工程１）。また、パッド電極Ｐ２が形成されたサブマウント基板１３に半導体素子２０を搭載する（工程２）。本実施例においては、パッド電極Ｐ２の他、配線電極Ｗ２及びパッド電極Ｐ３が形成されたサブマウント基板１３を準備した。また、ボンディングワイヤＢ２を用いてパッド電極Ｐ３を半導体素子２０のパッド電極Ｐ４に接続することで、半導体素子２０を搭載した。

【0048】

続いて、配線基板１２上のパッド電極Ｐ１と、サブマウント基板１３上に搭載された半導体素子２０に接続されたパッド電極Ｐ２とをボンディングワイヤＢ１によって接続する（工程３）。本実施例においては、パッド電極Ｐ１にボールを形成してパッド電極Ｐ２にワイヤを接続するボールボンディングを行った。

【0049】

［樹脂粘液３０ＰによるボンディングワイヤＢ１の被覆］
図５Ｂは、ボンディングワイヤＢ１に樹脂粘液３０Ｐを滴下している途中のマウント基板１１を示す図である。また、図５Ｃは樹脂粘液３０Ｐを滴下した直後のボンディングワイヤＢ１を示す図である。

【0050】

ボンディングワイヤＢ１を形成した後、樹脂粘液３０Ｐ、すなわち樹脂材料からなる粘液をボンディングワイヤＢ１に沿って滴下する（図５Ｂ及び図５Ｃ、工程４）。これによって、ボンディングワイヤＢ１の表面に纏わりつくように樹脂粘液３０ＰがボンディングワイヤＢ１を被覆していく。すなわち、本工程では、ボンディングワイヤＢ１に樹脂粘液３０Ｐを滴下し、樹脂粘液３０ＰによってボンディングワイヤＢ１を鞘状に被覆する。

【0051】

より具体的には、本実施例においては、まず、ボンディングワイヤＢ１の直上に樹脂粘液３０Ｐの滴下装置（図示せず）のノズルＮＺの先端を配置し、樹脂粘液３０Ｐを所定量滴下する（図５Ｂ、工程４Ａ）。これによって、樹脂粘液３０ＰがボンディングワイヤＢ１の表面を伝ってその端部であるパッド電極Ｐ２に達する。そして、滴下を進めるに従って、樹脂粘液３０ＰがボンディングワイヤＢ１を被覆していく。

【0052】

また、本実施例においては、樹脂粘液３０Ｐを滴下しつつ滴下装置のノズルＮＺの先端をボンディングワイヤＢ１に沿って移動させる（図５Ｃ、工程４Ｂ）。すなわち、樹脂粘液３０Ｐの滴下位置をボンディングワイヤＢ１に沿って移動させる。これによって、ボンディングワイヤＢ１の全体が樹脂粘液３０Ｐによって確実に被覆される。

【0053】

なお、この樹脂粘液３０Ｐの滴下工程においては、滴下装置のノズルＮＺの内径及び移動速度、並びに、樹脂粘液３０Ｐの粘度、滴下量、滴下圧力及び滴下時間などを調節することで、上記したようなようにボンディングワイヤＢ１を被覆することができる。

【0054】

［樹脂粘液３０Ｐの硬化、被覆樹脂３０の形成］
図５Ｄは、樹脂粘液３０Ｐを硬化させて被覆樹脂３０が形成されたマウント基板１１を示す図である。樹脂粘液３０ＰをボンディングワイヤＢ１上に形成した後、樹脂粘液３０Ｐを硬化させる（図５Ｄ、工程５）。本工程では、例えば樹脂粘液３０Ｐが熱硬化性樹脂からなる場合は樹脂粘液３０Ｐを加熱し、樹脂粘液３０Ｐが紫外線硬化型樹脂からなる場合は樹脂粘液３０Ｐに紫外線を照射する。

【0055】

本実施例においては、樹脂粘液３０Ｐを加熱することで樹脂粘液３０Ｐを硬化させた。ここで、樹脂粘液３０Ｐが硬化する間、重力に従って、樹脂粘液３０ＰがボンディングワイヤＢ１上をパッド電極Ｐ１及びＰ２に向かって移動する。これによって、パッド電極Ｐ１及びＰ２の近傍は樹脂粘液３０Ｐが比較的多くなる。従って、樹脂粘液３０Ｐが硬化した際には、図５Ｄに示すように、樹脂粘液３０Ｐが比較的少ない領域である中間領域３０Ｃを有する被覆樹脂３０が形成される。このようにして、被覆樹脂３０を有する半導体装置１０を作製することができる。

【0056】

なお、本実施例においては、半導体装置１０が複数（４つ）の半導体素子２０を有する場合について説明したが、半導体装置１０は、少なくとも１つの半導体素子２０を有していればよい。また、配線基板１２は少なくともパッド電極Ｐ１を有していればよい。

【0057】

このように、本実施例においては、半導体装置１０は、パッド電極Ｐ１を有する配線基板１２と、半導体素子２０が搭載され、半導体素子２０に接続されたパッド電極Ｐ２を有するサブマウント基板１３と、パッド電極Ｐ１及びＰ２間に接続されたボンディングワイヤＢ１と、を有する。

【0058】

また、半導体装置１０は、ボンディングワイヤＢ１を鞘状に被覆する被覆樹脂３０を有する。従って、半導体素子２０へのボンディングワイヤＢ１が適切に保護され、高寿命かつ高品質な半導体装置１０を提供することができる。

【0059】

また、半導体装置１０は、複数（ｍ個）の半導体素子２０を有する場合、配線基板１２上のｍ個（ｍは２以上の整数）のパッド電極Ｐ１と、サブマウント基板１３上のｍ個のパッド電極Ｐ２との間に接続されたｍ個のボンディングワイヤＢ１と、ｍ個のボンディングワイヤＢ１の各々を鞘状に被覆するｍ個の被覆樹脂３０とを有する。従って、ボンディングワイヤＢ１の各々を適切に保護することが可能となる。

【0060】

また、本実施例においては、半導体装置１０の製造方法として、配線基板１２上に形成されたパッド電極Ｐ１と、サブマウント基板１３に搭載された半導体素子２０に接続されたパッド電極Ｐ２とをボンディングワイヤＢ１によって接続する工程（工程３）と、ボンディングワイヤＢ１に樹脂粘液３０Ｐを滴下し、樹脂粘液３０Ｐによってボンディングワイヤ３０Ｐを鞘状に被覆する工程（工程４）と、樹脂粘液３０Ｐを硬化させる工程（工程５）と、を有する。従って、半導体素子２０へのボンディングワイヤＢ１が適切に保護され、高寿命かつ高品質な半導体装置１０を提供することができる。

【実施例2】

【0061】

図６は、実施例２に係る半導体装置４０の断面図である。半導体装置４０は、半導体装置１０と同様の被覆樹脂（第１の被覆樹脂）３０に加え、ボンディングワイヤＢ２を被覆する被覆樹脂（第２の被覆樹脂）５０を有する。半導体装置４０は、その他は半導体装置１０と同様の構成を有する。

【0062】

具体的には、半導体装置４０は、半導体装置１０と同様に、サブマウント基板１３上に形成され、パッド電極Ｐ２に接続された配線電極Ｗ２及び配線電極Ｗ２に接続されたパッド電極Ｐ３と、半導体素子２０に設けられたパッド電極Ｐ４と、パッド電極Ｐ３及びＰ４間に接続されたボンディングワイヤＢ２と、を有する。

【0063】

そして、半導体装置４０は、ボンディングワイヤＢ２を鞘状に被覆する被覆樹脂５０を有する。ボンディングワイヤＢ２及び被覆樹脂５０は、ボンディングワイヤＢ１及び被覆樹脂３０と同様に、少なくとも半導体素子２０の個数分形成される。従って、半導体素子４０は、例えばｍ個の半導体素子２０を有する場合、少なくともｍ個のボンディングワイヤＢ２及びｍ個の被覆樹脂５０を有する。また、例えば半導体素子２０が１つの場合、ボンディングワイヤＢ２及び被覆樹脂５０は少なくとも１つ設けられる。

【0064】

本実施例においては、半導体素子２０及びサブマント基板１３間のボンディングワイヤＢ２が被覆樹脂５０によって被覆されている。従って、ボンディングワイヤＢ１及びＢ２がそれぞれ被覆樹脂３０及び５０に被覆されている。従って、ボンディングワイヤＢ１のみならず、ボンディングワイヤＢ２の確実な保護を行うことができる。従って、半導体素子２０へのボンディングワイヤＢ１及びＢ２が適切に保護され、高寿命かつ高品質な半導体装置４０を提供することができる。

【0065】

なお、本実施例においては、例えば図６に示すように半導体素子２０の上面よりも被覆樹脂５０の頂部が高い位置に配置されている。従って、半導体素子２０が発光素子を含む場合、被覆樹脂３０と同様に、半導体素子２０からの迷光が被覆樹脂５０内で消滅する可能性が高い。従って、迷光の放出が抑制された高品質な半導体装置４０を提供することができる。

【実施例3】

【0066】

図７は、実施例３に係る半導体装置６０の上面図である。図８は、半導体装置６０の断面図である。図８は、図７のＷ－Ｗ線に沿った断面図であるが、一部の図示を省略している。半導体装置６０は、埋込樹脂７０を有する点を除いては、半導体装置１０と同様の構成を有する。

【0067】

本実施例においては、半導体装置６０は、マウント基板１１上における配線基板１２及びサブマウント基板１３間の領域においてマウント基板１１と被覆樹脂３０の各々との間の空間を埋め込むように形成された埋込樹脂７０を有する。埋込樹脂７０は、被覆樹脂３０よりも低い粘度を有する樹脂材料からなる。

【0068】

また、本実施例においては、埋込樹脂７０は、被覆樹脂３０のマウント基板１１側の表面に接するようにマウント基板１１上に形成されている。なお、埋込樹脂７０は、被覆樹脂３０の隣接する他の被覆樹脂３０側の表面に接していてもよい。なお、埋込樹脂７０は、例えば、被覆樹脂３０を形成した後、埋込樹脂７０となる樹脂粘液を被覆樹脂３０の上部からマウント基板１１に滴下することで形成することができる。

【0069】

本実施例においては、比較的低粘度の樹脂である埋込樹脂７０がボンディングワイヤＢ１の直下に形成され、ボンディングワイヤＢ１自体は比較的高粘度の被覆樹脂３０によって被覆されている。これによって、ボンディングワイヤＢ１に生じ得る熱応力及びこれによる断線がさらに抑制される。

【0070】

具体的には、被覆樹脂３０は、過度な温度変化を受けた場合、第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂの熱膨張及び熱収縮の影響を無視できなくなる。第１及び第２の端部領域３０Ａ及び３０Ｂが比較的大きく熱膨張及び熱収縮を行った場合、中間領域３０Ｃの近傍のボンディングワイヤＢ１が、マウント基板１１に近づく又は離れる方向に変形する場合がある。

【0071】

これに対し、埋込樹脂７０が被覆樹脂３０に接していることで、この被覆樹脂３０及びボンディングワイヤＢ１の変形（移動）を抑制することができる。なお、埋込樹脂７０が被覆樹脂３０よりも低い粘度を有することが好ましいが、埋込樹脂７０は被覆樹脂３０とマウント基板１１との間の空間を埋め込んでいれば一定の保護効果を得ることができる。

【0072】

本実施例においても、半導体装置６０は少なくとも１つの半導体素子２０を有していればよい。従って、半導体装置６０は、配線基板１２及びサブマウント基板１３が固定されたマウント基板１１と、マウント基板１１上における配線基板１２及びサブマウント基板１３間の領域においてマウント基板１１と被覆樹脂３０との間の空間を埋め込むように形成された埋込樹脂７０と、を有する。従って、半導体素子２０へのボンディングワイヤＢ１が適切に保護され、高寿命かつ高品質な半導体装置６０を提供することができる。

【0073】

また、半導体装置６０は、複数の半導体素子２０を有する場合、図７に示すように、少なくともｍ個（ｍは２以上の整数）の被覆樹脂３０を有する。また、半導体装置６０は、マウント基板１１上における配線基板１２及びサブマウント基板１３間の領域においてｍ個の被覆樹脂３０の全体とマウント基板１１との間の空間を埋め込むように形成された埋込樹脂７０と、を有する。従って、半導体素子２０へのｍ個のボンディングワイヤＢ１の全体がｍ個の被覆樹脂３０及び埋込樹脂７０によって適切に保護され、高寿命かつ高品質な半導体装置６０を提供することができる。

【符号の説明】

【0074】

１０、４０、６０ 半導体装置
１１ マウント基板
１２ 配線基板
１３ サブマウント基板
２０ 半導体素子
Ｂ１、Ｂ２ ボンディングワイヤ
３０、５０ 被覆樹脂
７０ 埋込樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【図8】