JP2000124167A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装面積を縮小した小型のパッケージを得る
と共に、コストダウンが可能な、半導体装置の製造方法
を提供する。 【解決手段】 多数の搭載部20を有する共通基板21
を準備する。共通基板21の裏面側には第1の分割溝2
2が設けられている。各搭載部20毎に半導体チップを
固着し、全体を共通の樹脂層29で被覆する。樹脂層2
9表面を平坦化し、且つ各搭載部20を取り囲むような
第2の分割溝33を形成する。第1と第2の分割溝2
2、33は位置が一致している。樹脂層29を硬化した
後、第1と第2の分割溝22、33に沿って樹脂層29
と共通基板21とを分割して、個々の半導体装置を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にパッケージ外形を縮小し、実装面積を低
減しコストダウンが可能な半導体装置の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、ウェハか
らダイシングして分離した半導体チップをリードフレー
ムに固着し、金型と樹脂注入によるトランスファーモー
ルドによってリードフレーム上に固着された半導体チッ
プを封止し、封止された半導体チップを個々の半導体装
置毎に分離するという工程が行われている。このリード
フレームには短冊状あるいはフープ状のフレームが用い
られており、いずれにしろ1回の封止工程で複数個の半
導体装置が同時に封止されている。
【0003】図8は、トランスファーモールド工程の状
況を示す図である。トランスファーモールド工程では、
ダイボンド、ワイヤボンドにより半導体チップ1が固着
されたリードフレーム2を、上下金型3A、3Bで形成
したキャビティ4の内部に設置し、キャビティ4内にエ
ポキシ樹脂を注入することにより、半導体チップ1の封
止が行われる。このようなトランスファーモールド工程
の後、リードフレーム2を各半導体チップ1毎に切断し
て、個別の半導体装置が製造される(例えば特開平05
−129473号)。
【0004】この時、図9に示すように、金型3Bの表
面には多数個のキャビティ4a〜4fと、樹脂を注入す
るための樹脂源5と、ランナー6、及びランナー6から
各キャビティ4a〜4fに樹脂を流し込むためのゲート
7とが設けられている。これらは全て金型3B表面に設
けた溝である。短冊状のリードフレームであれば、1本
のリードフレームに例えば10個の半導体チップ1が搭
載されており、1本のリードフレームに対応して、10
個のキャビティ4と10本のゲート7、及び1本のラン
ナー6が設けられる。そして、金型3表面には例えばリ
ードフレーム20本分のキャビティ4が設けられる。
【0005】図10は、上記のトランスファーモールド
によって製造した半導体装置を示す図である。トランジ
スタ等の素子が形成された半導体チップ1がリードフレ
ームのアイランド8上に半田等のろう材9によって固着
実装され、半導体チップ1の電極パッドとリード10と
がワイヤ11で接続され、半導体チップ1の周辺部分が
上記キャビティの形状に合致した樹脂12で被覆され、
樹脂12の外部にリード端子10の先端部分が導出され
たものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のパッケージで
は、外部接続用のリード端子10を樹脂12から突出さ
せるので、リード端子10の先端部までの距離を実装面
積として考慮しなくてはならず、樹脂12の外形寸法よ
り実装面積の方が遥かに大きくなるという欠点がある。
【0007】また、従来のトランスファーモールド技術
では、圧力をかけ続けた状態で硬化させることから、ラ
ンナー6とゲート7においても樹脂が硬化し、このラン
ナー6等に残った樹脂は廃棄処分となる。そのため、上
記のリードフレームを用いた手法では、製造すべき半導
体装置個々にゲート7を設けるので、樹脂の利用効率が
悪く、樹脂の量に対して製造できる半導体装置の個数が
少ないという欠点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した各事
情に鑑みて成されたものであり、半導体素子の搭載部を
複数個有し、その裏面側に前記搭載部を囲む第1の分割
溝を有する共通基板を準備する工程と、前記搭載部の各
々に、半導体チップを固着する工程と、前記複数個の半
導体素子の上部を、共通の樹脂層で被覆する工程と、前
記共通の樹脂層の表面に、前記第1の分割溝に沿う第2
の分割溝を形成する工程と、前記第1と第2の分割溝に
沿って、前記樹脂層と前記共通基板とを分割し、前記搭
載部を個々に分割する工程とを具備することを特徴とす
るものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0010】第1工程:図1参照 まず、図1(A)(B)に示したような、製造すべき半
導体装置の複数個分、例えば100個分に対応する搭載
部20が縦横に配置された大判の共通基板21を準備す
る。共通基板21は、セラミックやガラスエポキシ等か
らなる絶縁基板であり、それらが1枚あるいは数枚重ね
合わされて、合計の板厚が250〜350μmと製造工
程における機械的強度を維持し得る板厚を有している。
共通基板21の裏面側には、その板厚の20%〜60%
に達する深さの第1の分割溝22が形成されている。第
1の分割溝22は、開口部の幅が30〜150μmであ
り、断面がV字型の形状を有している。第1の分割溝2
2は、縦横に格子状に形成されて、各搭載部20の周囲
を取り囲む。
【0011】第2工程:図2参照 共通基板21の各搭載部20毎に、半導体チップ23を
ダイボンド、ワイヤボンドする。図2(B)を参照し
て、共通基板21の表面には、金メッキなどによる導電
パターンが形成されており、このパターンが各搭載部2
0において半導体チップ23を搭載するためのアイラン
ド部24やボンディングワイヤ25を接続するためのリ
ード部26を形成する。この例では、バイポーラトラン
ジスタ、パワーMOSFET等の3端子の半導体チップ
を搭載している。共通基板21の裏面側にも金メッキ層
によって導電パターンが形成されており、このパターン
が外部接続用の端子となる。そして、共通基板21表面
側の導電パターンと裏面側の導電パターンとが、共通基
板21を貫通するスルーホールを介して電気的に接続さ
れている。各搭載部20は分割ライン27によって囲ま
れており、第1の分割溝22は分割ライン27に沿って
延在する。
【0012】第3工程:図3参照 共通基板21の上方に移送したディスペンサ28からエ
ポキシ系の絶縁樹脂を供給(ポッティング)し、すべて
の半導体チップ23を共通の樹脂層29で被覆する。例
えば一枚の共通基板21に100個の半導体チップ23
を搭載した場合は、100個全ての半導体チップ23を
一括して被覆する。共通基板21の周辺部分に、樹脂層
29の過大な流出を防ぐためのダム部材を配置してもよ
い。
【0013】第4工程:図4参照 ポッティングによって供給した樹脂層29が、粘性を保
っている間に、その上方から成型部材30で押厚するこ
とにより、樹脂層29を成型する。成型部材30の表面
には、共通基板21の表面と平行な表面である平坦部3
1と、第1の分割溝22に対応する位置に形成した凸状
の突起部32を有する。平坦部31はパッケージ外形の
上面を形成し、突起部32は後述する第2の分割溝33
を形成する。この工程では、突起部32の先端が共通基
板21表面には到達せず、樹脂層29の膜厚を0.3〜
1.0mmに成形する。そして、成型部材30を接触さ
せた状態で100〜300℃、数時間の熱処理を与える
ことにより樹脂層29を硬化させる。
【0014】第5工程:図5参照 図5(A)(B)は、成型部材30を除去した後の状態
を示している。樹脂層29表面に第2の分割溝33が格
子状に、且つ各搭載部20の各々を取り囲むように延在
している。第2の分割溝33は上述の突起部32によっ
て断面がV字型に成型されている。第2の分割溝33は
第1の分割溝22と対応する位置に形成されており、そ
れらの先端部は共通基板21に対して垂直な軸34に一
致している。第2の分割溝33の深さは、樹脂層29の
膜厚の20〜80%程度とし、開口部の幅は30〜15
0μmである。例えば樹脂層29の膜厚が0.5mmで
あるとき、第2の分割溝33の深さは0.1〜0.4m
mとする。第1と第2の分割溝22、33の形状は、V
字型の他にU字型、凹型等の形状が考えられる。
【0015】なお、共通基板21の裏面側から第1の分
割溝22を観測したときも、図5(B)と同様の形状に
観測される。
【0016】第6工程:図6参照 共通基板21を、共通基板21の裏面に形成した第1の
分割溝22および樹脂層29の表面に形成した第2の分
割溝33に沿って分割する。分割には円筒形状のローラ
35を樹脂層29側から押しつけながら縦横に転がす手
法(ブレイキング)を用いる。この押圧によって、第1
と第2の分割溝22、33の間の共通基板21と樹脂層
29とが垂直な軸34に沿って破断(ブレイキング)さ
れ、各搭載部20毎に個々の半導体装置36が取り出さ
れる。
【0017】図7は、上述の工程によって形成された各
半導体装置36を示す図である。図7(A)が樹脂層2
9側から観測した斜視図(但し樹脂層を点線で示し
た)、図7(B)が共通基板21側から観測した斜視図
である。パッケージの周囲4辺には樹脂層29と共通基
板21の破断面40および第1と第2の分割溝22、3
3で形成された斜面22a、33aが露出する。パッケ
ージの上面は成型部材30の平坦面31で成型された樹
脂層29の表面が露出し、パッケージの下面は共通基板
21の裏面側が露出する。裏面側の金メッキ層による導
電パターン24a、26aは、各々がアイランド部2
4、リード部26に電気的に接続されている。バイポー
ラトランジスタを封止した場合であれは、導電パターン
24aがコレクタ端子となり、導電パターン26aがベ
ースとエミッタの端子となる。
【0018】斯かる手法によって形成した半導体装置
は、パッケージ上面の寸法L1、L2を、成型部材30
の突起部32の形状によって成型することができる。こ
のことは、半導体装置36を搬送・実装するときの吸着
コレットに対して、ばらつきのない大きさを与えること
になる。例えば、第2の分割溝33を形成しないで樹脂
層29を破断したとすれば、上面の寸法L1、L2のば
らつきは制御できないものになり、吸着コレットによる
搬送に支障を来すことになる。
【0019】上述の製造方法において、第2の分割溝3
3を形成する工程はいくつかのバリエーションを生む。
例えば、ポッティングによって供給した樹脂層29を硬
化させた後にその表面を削って平坦化し、その後でダイ
シングブレードや切削刃によって第2の分割溝33を形
成する方法や、従来の金型3A、3Bの内壁に第2の分
割溝33を成型するための突起部を形成して、トランス
ファーモールドによって形成する方法などが考えられ
る。また、第6工程の分割する手法として、他にはダイ
シングブレードを用いたダイシングなども考えられる。
【0020】以上の方法によって製造された半導体装置
は、以下のメリットを有する。
【0021】多数個の素子をまとめて樹脂でパッケージ
ングするので、個々にパッケージングする場合に比べ
て、無駄にする樹脂材料を少なくでき。材料費の低減に
つながる。
【0022】リードフレームを用いないので、従来のト
ランスファーモールド手法に比べて、パッケージ外形を
大幅に小型化することができる。
【0023】外部接続用の端子が共通基板21の裏面に
形成され、パッケージの外形から突出しないので、装置
の実装面積を大幅に小型化できる。
【0024】ポッティングと成型金型30による手法を
用いれば、金型3A、3Bを不要にできる。これによっ
て、大幅なコストダウンが可能である半導体装置の分割
にブレイキングによる手法を用いれば、さらに工程を簡
素化することができ、さらなるコストダウンが可能であ
る。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、リードフレームを用いた半導体装置よりも更に小型
化できるパッケージ構造を提供できる利点を有する。こ
のとき、リード端子が突出しない構造であるので、実装
したときの占有面積を低減し、高密度実装を実現でき
る。
【0026】さらに、キャビティを構成するための金型
3A、3Bを不要にすることが可能であるので、大幅な
コストダウンが可能である他、ブレイキングによる分割
手法を用いれば、更なるコストダウンが可能である。
【0027】そして、ブレイキングによって形成した場
合でもパッケージ上面の寸法L1、L2を成形金型30
で成形できるので、寸法のばらつきがない。従って、製
造した半導体装置を吸着コレットによって吸着搬送する
際のトラブルを防止できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1工程を示す(A)断面図、(B)
斜視図である。
【図2】本発明の第2工程を示す(A)断面図、(B)
平面図である。
【図3】本発明の第3工程を示す断面図である。
【図4】本発明の第4工程を示す断面図である。
【図5】本発明の第5工程を示す(A)断面図、(B)
斜視図である。
【図6】本発明の第6工程を示す断面図である。
【図7】本発明の半導体装置を示す斜視図である。
【図8】従来例を説明するための断面図である。
【図9】従来例を説明するための平面図である。
【図10】従来例を説明するための断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 隆生 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F061 AA01 BA03 CA04 CB13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子の搭載部を複数個有し、その
    裏面側に前記搭載部を囲む第1の分割溝を有する共通基
    板を準備する工程と、 前記搭載部の各々に、半導体チップを固着する工程と、 前記複数個の半導体素子の上部を、共通の樹脂層で被覆
    する工程と、 前記共通の樹脂層の表面に、前記第1の分割溝に沿う第
    2の分割溝を形成する工程と、 前記第1と第2の分割溝に沿って、前記樹脂層と前記共
    通基板とを分割し、前記搭載部を個々に分割する工程と
    を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記共通基板がセラミック基板であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第2の分割溝を形成する工程が、前
    記共通の樹脂層の表面に第2の分割溝を形成する為の突
    起部と樹脂外形を形成する平坦部とを有する成型部材を
    押圧することによって形成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。
  4. 【請求項4】 前記第2の分割溝を形成する工程が、前
    記共通の樹脂層の表面を平坦化した後に、その表面を切
    削して形成する事を特徴とする請求項1記載の半導体装
    置の製造方法。
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