JP2002075918A - セラミック基板の製造方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック板を分割する際に表面に生じる大
きな欠けを抑制する。また、この欠けによるセラミック
基板表面の回路不良を抑制した半導体装置を提供する。 【解決手段】 セラミック板を複数のセラミック基板へ
と分割する際に、第１のダイシング用ブレードを用いて
セラミック板の第１の面に複数の溝を形成し、このブレ
ードより幅が小さい第２のダイシング用ブレードを用い
て反対側の第２の面から上記溝に沿って切削してセラミ
ック板を分割することにより、特に第２の面において発
生しやすい大きな欠けを抑制する。セラミック板の表面
に、予め導体パターンを形成し、さらに半導体素子を実
装して回路を構成してから分割しても、大きな欠けが発
生しにくいため、回路不良を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック板から
複数のセラミック基板を製造する方法に関し、特に完成
品の特性に影響を及ぼす欠けの発生を抑制しながらセラ
ミック板をダイシングする方法に関する。また、本発明
は、セラミック板を分割したセラミック基板を含む半導
体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック板をダイシングソーを
用いて多数のチップ片（セラミック基板）に分割する際
には、図３に示すように、ダイシング用ブレード１０１
を用い、セラミック板１０３を一方の面から一度に切断
している。一般に、セラミック板１０３は、粘着テープ
１０４を用いて固定される。そして、切断に際しては、
１００〜４００μｍ程度の幅のダイシング用ブレード１
０１を用い、粘着テープ１０４に切り込む深さまでダイ
シングが行われて貫通溝１０６が形成されていた。ダイ
シングは、予め定められたパターンに沿って順次繰り返
される。

【０００３】ダイシング用ブレードは、通常、ダイヤモ
ンド微粒子を混在させた、金属、樹脂または金属と樹脂
との混合物から形成されている。また、切削するパター
ンに沿って溝が形成されたダイシング用テーブルを用い
てダイシングが行われる場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ダイシングは、一般
に、回転数が数万ｒｐｍの高速で行われる。このように
高速で回転している状態では、ブレードのブレを完全に
抑えることは困難である。また、セラミック板の材質は
硬く、振動を十分に吸収できない。さらに、セラミック
板には、完全には除去しがたい反りが存在する。このた
め、セラミック板には欠けが生じやすい。図３の部分Ｂ
の拡大図である図４に示すように、大きな欠け１０７が
発生しやすいのは、セラミック板１０３の切削開始面と
反対側の表面である。

【０００５】半導体装置の製造工程では、セラミック板
は、導体による回路パターンが形成され、一般にはさら
に半導体素子など各種電子部品が実装された後に、分割
される。したがって、セラミック板を分割する際に生じ
る大きな欠けは、単に外形上の不良にとどまらず、導体
パターンの欠損による不良（オープン不良）、抵抗値の
上昇による抵抗値不良など回路の不良を引き起こす。し
かも、電子部品が実装され、導体パターンが形成された
後に発生するため、基板の欠けは、半導体装置の製造効
率全体を大きく低下させる要因となっていた。

【０００６】そこで、本発明は、表面に大きな欠けが生
じにくいセラミック基板の製造方法を提供することを目
的とする。また、本発明の別の目的は、上記製造方法を
用いて半導体装置の製造効率を改善することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のセラミック基板の製造方法は、セラミック
板を複数のセラミック基板へと分割する際に、第１のダ
イシング用ブレードを用いて前記セラミック板の第１の
面に複数の溝を形成し、前記第１のダイシング用ブレー
ドより幅が小さい第２のダイシング用ブレードを用いて
前記第１の面と反対側の第２の面から前記溝に沿って切
削して前記セラミック板を分割することを特徴とする。

【０００８】この方法によれば、セラミック板を分割し
て得たセラミック基板の欠けを抑制できる。特に、反対
側から切削する第２のダイシング用ブレードの幅を、最
初に切削する第１のダイシング用ブレードの幅よりも小
さくしているため、ダイシング用ブレードがセラミック
板を貫通したときに発生する大きな欠けを抑制しやす
い。

【０００９】上記製造方法では、第１の面に形成する複
数の溝を、互いに直交する２方向に沿って形成すること
が好ましい。この複数の溝に沿って分割されたセラミッ
ク基板は、平面視で矩形の表面を有する。

【００１０】上記製造方法では、第１のダイシング用ブ
レードの幅を、１００μｍ以上４００μｍ以下とするこ
とが好ましい。この好ましい例によれば、セラミック板
の切り代を大きくし過ぎることなくブレードのブレを抑
制できる。

【００１１】上記製造方法では、第２のダイシング用ブ
レードの幅を、５０μｍ以上であって、第１のダイシン
グ用ブレードの幅よりも５０μｍ以上薄い幅とすること
が好ましい。この好ましい例によれば、大きな欠けの発
生を抑制できる。

【００１２】上記製造方法では、第１の面に形成する複
数の溝の深さを、セラミック板の厚みの２０％以上８０
％以下とすることが好ましい。この好ましい例によれ
ば、溝の内部から表面に達する欠けの発生を抑制しつつ
溝形成後のセラミック板の強度を確保できる。

【００１３】上記製造方法では、第１の面に複数の溝を
形成する際に、第１のダイシング用ブレードのセラミッ
ク板に対する移動速度を５０ｍｍ／秒以下とすることが
好ましい。この好ましい例によれば、第１の面の欠けを
さらに抑制できる。

【００１４】上記製造方法では、第２の面から切削する
際に、第２のダイシング用ブレードのセラミック板に対
する移動速度を５０ｍｍ／秒以下とすることが好まし
い。この好ましい例によれば、欠けの発生をさらに抑制
できる。

【００１５】上記製造方法では、第２の面から切削する
際に、第２のダイシング用ブレードが第１の面の溝の幅
内に位置するように切削することが好ましい。この好ま
しい例によれば、溝内部で欠けが発生しても、その欠け
が表面にまで達しにくくなる。

【００１６】本発明は、半導体装置の製造方法も提供す
る。この製造方法は、セラミック板に半導体素子を実装
し、さらに上記に記載のいずれかの方法により前記セラ
ミック板を分割することを特徴とする。半導体素子とと
もに各種電子部品を実装してもよい。この方法によれ
ば、セラミック板を分割する際に生じる基板の欠けによ
る半導体装置の製造歩留まりの低下を抑制できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照しながら説明する。セラミック板は、従来
のように、一方の面から切削して分割されるのではな
く、互いに対向する一対の表面から切削してセラミック
基板へと分割される。具体的には、図１（ａ）に示すよ
うに、まず、セラミック板３が割れない程度の深さま
で、第１のダイシング用ブレード１を用いて切削溝２を
形成する。この際、セラミック板は、粘着テープ４を用
い、切削機器のテーブルなどに減圧吸着して固定すると
よい。

【００１８】次いで、図１（ｂ）に示すように、第１の
ダイシング用ブレード１よりもブレード幅が小さい第２
のダイシング用ブレード５を用いて、裏返して固定した
セラミック板３を切削する。この切削は、切削溝２に沿
って行われる。こうして、セラミック板３を所定のパタ
ーンに分割する貫通溝６を形成していく。

【００１９】このように分割すれば、図１（ｂ）の部分
Ａの拡大図である図２に示すように、第２のダイシング
用ブレード５を用いた切削により欠けが発生しても、こ
の欠け７は溝の内部にとどまりやすい。こうして、セラ
ミック板の表面（特にブレードが突き抜ける側の表面）
に達する大きな欠けの発生が抑制される。

【００２０】第１のダイシング用ブレード１の幅は、１
００〜４００μｍの範囲が好適である。１００μｍ未満
であれば、ブレードの蛇行が発生しやすくなり、逆に４
００μｍを超えるとブレードの切り代が大きくなってセ
ラミック基板の取り数が確保しにくくなる。また、ブレ
ードの幅を大きくすると、ダイシングブレード自体の製
造コストも上昇する。このような観点から、第１のダイ
シング用ブレードのさらに好ましい下限は１５０μｍで
あり、さらに好ましい上限は２５０μｍである。

【００２１】第２のダイシング用ブレード５の幅は、５
０μｍ以上であって、第１のダイシング用ブレードの幅
より５０μｍ以上薄い範囲が好適である。ブレードの幅
が５０μｍ未満の場合にはブレードの蛇行が大きくなり
やすい。一方、第１のダイシング用ブレード１の幅より
薄くてもその差が５０μｍ未満であれば、セラミック板
の表面に達する欠けが発生しやすくなる。このような観
点から、第２のダイシング用ブレードのさらに好ましい
下限は１００μｍである。また、第１のダイシング用ブ
レードより１００μｍ以上薄いことがさらに好ましい。

【００２２】また、切削溝２の深さは、基板の厚みの２
０〜８０％の範囲が好適である。この比率が２０％未満
であれば、発生した欠けがセラミック板の表面にまで達
しやすくなる。一方、この比率が８０％を超えると、第
１のダイシング用ブレード１を用いた切断の後に、セラ
ミック板の強度が低下し、基板割れなどの不良が発生し
やすくなる。このような観点から、溝の深さのさらに好
ましい下限はセラミック板の厚みの３０％であり、さら
に好ましい上限は７０％である。

【００２３】また、第１のダイシング用ブレードを用い
て切削を行う際のブレードとセラミック板との相対速度
は、５０ｍｍ／秒以下が好適である。通常、この速度
は、セラミック板の送り速度に相当する。送り速度が５
０ｍｍ／秒を超えると、ブレードの蛇行が発生しやす
く、表面に欠けが発生しやすくなる。

【００２４】同様の理由から、第２のダイシング用ブレ
ードを用いて切削を行う際のブレードとセラミック板と
の相対速度（一般にはセラミック板の送り速度）も、５
０ｍｍ／秒以下が好適である。なお、切断効率を考慮す
ると、第１および第２のダイシング用ブレードの移動速
度は、１０ｍｍ／秒以上が好適である。

【００２５】第２のダイシング用ブレード５による切削
は、予め形成された切削溝２に沿って行えばよい。基板
を分割する貫通溝６が形成される範囲であれば、ブレー
ド５の中心と切削溝２の中心とが一致している必要はな
い。しかし、第２のダイシング用ブレード５を切削溝２
が形成されている範囲内に位置させながら切削すると、
大きな欠けが生じにくくなる。

【００２６】なお、ダイシングには、ブレードの回転方
向により、ダウンカット（前回り）とアッパーカット
（後回り）との別があるが、本発明は、いずれの方法に
も適用できる。また、複数のブレードを用いて同時にダ
イシングしてもよい。この場合は、並列に配置した複数
のブレードを用いるとよい。

【００２７】また、上記形態で用いたセラミック板に予
め導体パターンによる回路が形成されていると、欠け発
生の抑制による歩留まり向上について顕著な効果が得ら
れる。さらに、セラミック板に、予め半導体素子や、こ
の素子とともに回路を構成する各種受動素子を実装して
おく形態では、付加価値が高くなった基板について製造
歩留まりが向上するため、得られる経済効果が大きくな
る。なお、特に制限されないが、半導体素子としては、
ＱＦＰ、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）などが、受
動素子としては、抵抗、コンデンサなどが挙げられる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例により制限されるもの
ではない。

【００２９】４インチ角で厚さが６５０μｍのセラミッ
ク板を、１区画を１５ｍｍ角として、各区画の境界を幅
が２００μｍのスクライブラインに沿って切断すること
とした。まず、このセラミック板をスクライブラインと
同じ位置に溝を形成したダイシング用テーブルにエアバ
キュームを用いて固定した。

【００３０】次に、幅が２００μｍの溝加工用ブレード
を用い、４００μｍの深さまでダウンカットした。な
お、ブレードの回転数は２００００ｒｐｍ、テーブルの
送り速度は毎秒１５ｍｍとした。引き続いて、セラミッ
ク板を裏返してスクライブラインがテーブルの溝に沿う
ように固定し、幅が１００μｍのフルカット用ブレード
を用い、上記と同じ回転数および送り速度で、テーブル
の上面から２００μｍの深さまでダウンカットしてセラ
ミック板を分割した。このとき、フルカット用ブレード
が予め溝加工用ブレードにより形成した溝の内部を切削
するように（図２参照）、セラミック板の位置を調整し
た。

【００３１】また、比較のために、幅が２０μｍのフル
カット用ブレードを用い、上記と同じ回転数および送り
速度で、テーブルの上面から２００μｍの深さまでダウ
ンカットしてセラミック板を分割した。

【００３２】こうして得たすべてのチップ（セラミック
基板）について欠けの大きさを測定した。その結果、一
回のフルカットでダイシングを行うと、５００μｍ程度
の欠けが５０個以上確認されたが、２回に分けたダイシ
ングを行うと１００μｍ以上の欠けは確認できなかっ
た。また、後者の場合、２０μｍ〜１００μｍの大きさ
の欠けも１０個以下であった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面に生じる大きな欠けが抑制されたセラミック基板を
提供できる。また、セラミック基板の表面に発生する大
きな欠けによる回路不良を抑制して半導体装置の製造効
率を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法の一形態を説明するための断面
図であり、図１（ａ）は第１のダイシング用ブレードを
用いた切削工程を、図１（ｂ）は第２のダイシング用ブ
レードを用いた切削工程を、それぞれ示す。

【図２】 図１（ｂ）の部分Ａの拡大図である。

【図３】 従来の方法を説明するための断面図である。

【図４】 図３の部分Ｂの拡大図である。

【符号の説明】

１ 第１のダイシング用ブレード ２ 溝 ３ セラミック板 ４ 粘着テープ ５ 第２のダイシング用ブレード ６ 貫通溝 ７ カケ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック板を複数のセラミック基板へ
   と分割する際に、第１のダイシング用ブレードを用いて
   前記セラミック板の第１の面に複数の溝を形成し、前記
   第１のダイシング用ブレードより幅が小さい第２のダイ
   シング用ブレードを用いて前記第１の面と反対側の第２
   の面から前記溝に沿って切削して前記セラミック板を分
   割することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
2. 【請求項２】 第１の面に形成する複数の溝を、互いに
   直交する２方向に沿って形成する請求項１に記載のセラ
   ミック基板の製造方法。
3. 【請求項３】 第１のダイシング用ブレードの幅を、１
   ００μｍ以上４００μｍ以下とする請求項１または２に
   記載のセラミック基板の製造方法。
4. 【請求項４】 第２のダイシング用ブレードの幅を、５
   ０μｍ以上であって、第１のダイシング用ブレードの幅
   よりも５０μｍ以上薄い幅とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載のセラミック基板の製造方法。
5. 【請求項５】 第１の面に形成する複数の溝の深さを、
   セラミック板の厚みの２０％以上８０％以下とする請求
   項１〜４のいずれかに記載のセラミック基板の製造方
   法。
6. 【請求項６】 第１の面に複数の溝を形成する際に、第
   １のダイシング用ブレードのセラミック板に対する移動
   速度を５０ｍｍ／秒以下とする請求項１〜５のいずれか
   に記載のセラミック基板の製造方法。
7. 【請求項７】 第２の面から切削する際に、第２のダイ
   シング用ブレードのセラミック板に対する移動速度を５
   ０ｍｍ／秒以下とする請求項１〜６のいずれかに記載の
   セラミック基板の製造方法。
8. 【請求項８】 第２の面から切削する際に、第２のダイ
   シング用ブレードが第１の面の溝の幅内に位置するよう
   に切削する請求項１〜７のいずれかに記載のセラミック
   基板の製造方法。
9. 【請求項９】 導体パターンを形成したセラミック板を
   分割する請求項１〜８のいずれかに記載のセラミック基
   板の製造方法。
10. 【請求項１０】 セラミック板に半導体素子を実装し、
    このセラミック板を請求項１〜９のいずれかに記載の方
    法により分割することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。