JP2002076186A - 回路装置の製造方法 - Google Patents
回路装置の製造方法Info
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Abstract
持基板として回路素子が実装された回路装置がある。し
かし、回路装置の小型薄型化した場合に量産性の高い製
造方法が確立されていない問題があった。 【解決手段】 分離溝61の開口部を下に向けて、導電
箔60の下方に設けたエッチング液の供給管80から上
方に向けてエッチング液をシャワーリングする。この結
果、エッチング液の当たる分離溝61の部分がエッチン
グされ、エッチング液は分離溝61内に液溜まりを作ら
ずすぐに排出されるので、分離溝61の深さはエッチン
グ処理時間で制御でき、均一で高精度の分離溝を形成で
きる。
Description
法に関し、特に支持基板を不要にした薄型の回路装置の
製造方法に関するものである。
は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用される
ため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。
して述べると、一般的な半導体装置として、従来通常の
トランスファーモールドで封止されたパッケージ型半導
体装置がある。この半導体装置は、図10のように、プ
リント基板PSに実装される。
体チップ2の周囲を樹脂層3で被覆し、この樹脂層3の
側部から外部接続用のリード端子4が導出されたもので
ある。
リード端子4が樹脂層3から外に出ており、全体のサイ
ズが大きく、小型化、薄型化および軽量化を満足するも
のではなかった。
よび軽量化を実現すべく、色々な構造を開発し、最近で
はCSP(チップサイズパッケージ)と呼ばれる、チッ
プのサイズと同等のウェハスケールCSP、またはチッ
プサイズよりも若干大きいサイズのCSPが開発されて
いる。
基板5を採用した、チップサイズよりも若干大きいCS
P6を示すものである。ここではガラスエポキシ基板5
にトランジスタチップTが実装されたものとして説明し
ていく。
1の電極7、第2の電極8およびダイパッド9が形成さ
れ、裏面には第1の裏面電極10と第2の裏面電極11
が形成されている。そしてスルーホールTHを介して、
前記第1の電極7と第1の裏面電極10が、第2の電極
8と第2の裏面電極11が電気的に接続されている。ま
たダイパッド9には前記ベアのトランジスタチップTが
固着され、トランジスタのエミッタ電極と第1の電極7
が金属細線12を介して接続され、トランジスタのベー
ス電極と第2の電極8が金属細線12を介して接続され
ている。更にトランジスタチップTを覆うようにガラス
エポキシ基板5に樹脂層13が設けられている。
採用するが、ウェハスケールCSPと違い、チップTか
ら外部接続用の裏面電極10、11までの延在構造が簡
単であり、安価に製造できるメリットを有する。
リント基板PSに実装される。プリント基板PSには、
電気回路を構成する電極、配線が設けられ、前記CSP
6、パッケージ型半導体装置1、チップ抵抗CRまたは
チップコンデンサCC等が電気的に接続されて固着され
る。
は、色々なセットの中に取り付けられる。
よび図13を参照しながら説明する。
シ基板5を用意し、この両面に絶縁性接着剤を介してC
u箔20、21を圧着する。(以上図12Aを参照) 続いて、第1の電極7,第2の電極8、ダイパッド9、
第1の裏面電極10および第2の裏面電極11対応する
Cu箔20、21に耐エッチング性のレジスト22を被
覆し、Cu箔20、21をパターニングする。尚、パタ
ーニングは、表と裏で別々にしても良い。(以上図12
Bを参照) 続いて、ドリルやレーザを利用してスルーホールTHの
ための孔を前記ガラスエポキシ基板に形成し、この孔に
メッキを施し、スルーホールTHを形成する。このスル
ーホールTHにより第1の電極7と第1の裏面電極1
0、第2の電極8と第2の裏面電極10が電気的に接続
される。(以上図12Cを参照) 更に、図面では省略をしたが、ボンデイングポストと成
る第1の電極7,第2の電極8にAuメッキを施すと共
に、ダイボンディングポストとなるダイパッド9にAu
メッキを施し、トランジスタチップTをダイボンディン
グする。
電極と第1の電極7、トランジスタチップTのベース電
極と第2の電極8を金属細線12を介して接続し、樹脂
層13で被覆している。(以上図12Dを参照) 以上の製造方法により、支持基板5を採用したCSP型
の電気素子が完成する。この製造方法は、支持基板とし
てフレキシブルシートを採用しても同様である。
を図13のフローに示す。支持基板であるセラミック基
板を用意した後、スルーホールを形成し、その後、導電
ペーストを使い、表と裏の電極を印刷し、焼結してい
る。その後、前記製造方法の樹脂層を被覆するまでは図
12の製造方法と同じであるが、セラミック基板は、非
常にもろく、フレキシブルシートやガラスエポキシ基板
と異なり、直ぐに欠けてしまうため金型を用いたモール
ドができない問題がある。そのため、封止樹脂をポッテ
ィングし、硬化した後、封止樹脂を平らにする研磨を施
し、最後にダイシング装置を使って個別分離している。
ンジスタチップT、接続手段7〜12および樹脂層13
は、外部との電気的接続、トランジスタの保護をする上
で、必要な構成要素であるが、これだけの構成要素で小
型化、薄型化、軽量化を実現する回路素子を提供するの
は難しかった。
5は、前述したように本来不要なものである。しかし製
造方法上、電極を貼り合わせるため、支持基板として採
用しており、このガラスエポキシ基板5を無くすことが
できなかった。
用することによって、コストが上昇し、更にはガラスエ
ポキシ基板5が厚いために、回路素子として厚くなり、
小型化、薄型化、軽量化に限界があった。
板では必ず両面の電極を接続するスルーホール形成工程
が不可欠であり、製造工程も長くなる問題もあった。
の課題に鑑みて成され、導電箔を用意し、少なくとも回
路素子の搭載部を多数個形成する導電パターンを除く領
域の前記導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を
化学的エッチングにより形成して導電パターンを形成す
る工程と、所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回
路素子を固着する工程と、各搭載部の前記回路素子を一
括して被覆し、前記分離溝に充填されるように絶縁性樹
脂で共通モールドする工程と、前記分離溝を設けていな
い厚み部分の前記導電箔を除去する工程と、前記絶縁性
樹脂を各搭載部毎にダイシングにより分離する工程とを
具備することを特徴とする。
箔がスタートの材料であり、絶縁性樹脂がモールドされ
るまでは導電箔が支持機能を有し、モールド後は絶縁性
樹脂が支持機能を有することで支持基板を不要にでき、
従来の課題を解決することができる。
学的エッチングで形成することで、分離溝のエッチング
深さが精度良く実現でき、多数個の回路装置を量産で
き、従来の課題を解決することができる。
について図1を参照しながら説明する。
路素子の搭載部を多数個形成する導電パターンを除く領
域の前記導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を
化学的エッチングにより形成して導電パターンを形成す
る工程と、所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回
路素子を固着する工程と、各搭載部の前記回路素子を一
括して被覆し、前記分離溝に充填されるように絶縁性樹
脂で共通モールドする工程と、前記分離溝を設けていな
い厚み部分の前記導電箔を除去する工程と、前記絶縁性
樹脂を各搭載部毎にダイシングにより分離する工程とか
ら構成されている。
していないが、Cu箔、Agメッキ、ハーフエッチング
の3つのフローで導電パターンの形成が行われる。ダイ
ボンドおよびワイヤーボンディングの2つのフローで各
搭載部への回路素子の固着と回路素子の電極と導電パタ
ーンの接続が行われる。トランスファーモールドのフロ
ーでは絶縁性樹脂による共通モールドが行われる。裏面
Cu箔除去のフローでは分離溝のない厚み部分の導電箔
のエッチングが行われる。裏面処理のフローでは裏面に
露出した導電パターンの電極処理が行われる。測定のフ
ローでは各搭載部に組み込まれた回路素子の良品判別や
特性ランク分けが行われる。ダイシングのフローでは絶
縁性樹脂からダイシングで個別の回路素子への分離が行
われる。
照して説明する。
すように、導電箔60を用意し、少なくとも回路素子5
2の搭載部を多数個形成する導電パターン51を除く領
域の導電箔60に導電箔60の厚みよりも浅い分離溝6
1を化学的エッチングにより形成して導電パターン51
を形成することにある。
の導電箔60を用意する。この導電箔60は、ロウ材の
付着性、ボンディング性、メッキ性が考慮されてその材
料が選択され、材料としては、Cuを主材料とした導電
箔、Alを主材料とした導電箔またはFe−Ni等の合
金から成る導電箔等が採用される。
ると10μm〜300μm程度が好ましく、ここでは7
0μm(2オンス)の銅箔を採用した。しかし300μ
m以上でも10μm以下でも基本的には良い。後述する
ように、導電箔60の厚みよりも浅い分離溝61が形成
できればよい。
例えば45mmでロール状に巻かれて用意され、これが
後述する各工程に搬送されても良いし、所定の大きさに
カットされた短冊状の導電箔60が用意され、後述する
各工程に搬送されても良い。
導電箔60に多数の搭載部が形成されるブロック62が
4〜5個離間して並べられる。各ブロック62間にはス
リット63が設けられ、モールド工程等での加熱処理で
発生する導電箔60の応力を吸収する。また導電箔60
の上下周端にはインデックス孔64が一定の間隔で設け
られ、各工程での位置決めに用いられる。
に、ホトレジスト(耐エッチングマスク)PRを形成
し、導電パターン51となる領域を除いた導電箔60が
露出するようにホトレジストPRをパターニングする。
そして、図4Aに示す如く、ホトレジストPRを介して
導電箔60を選択的にエッチングする。
る分離溝61の深さを均一に且つ高精度にするために、
図4Aに示す如く、分離溝61の開口部を下に向けて、
導電箔60の下方に設けたエッチング液の供給管80か
ら上方に向けてエッチング液をシャワーリングする。こ
の結果、エッチング液の当たる分離溝61の部分がエッ
チングされ、エッチング液は分離溝61内に液溜まりを
作らずすぐに排出されるので、分離溝61の深さはエッ
チング処理時間で制御でき、均一で高精度の分離溝61
を形成できる。なお、エッチング液は塩化第二鉄または
塩化第二銅が主に採用される。
成された分離溝61の深さは、例えば50μmであり、
その側面は、粗面となり、非異方性にエッチングされる
ためにその側面は湾曲構造となり、絶縁性樹脂50との
接着性が向上されるなお、図3に於いて、ホトレジスト
の代わりにエッチング液に対して耐食性のある導電被膜
(図示せず)を選択的に被覆しても良い。導電路と成る
部分に選択的に被着すれば、この導電被膜がエッチング
保護膜となり、レジストを採用することなく分離溝をエ
ッチングできる。この導電被膜として考えられる材料
は、Ag、Ni、Au、PtまたはPd等である。しか
もこれら耐食性の導電被膜は、ダイパッド、ボンディン
グパッドとしてそのまま活用できる特徴を有する。
ウ材とも接着する。よってチップ裏面にAu被膜が被覆
されていれば、そのまま導電パターン51上のAg被膜
にチップを熱圧着でき、また半田等のロウ材を介してチ
ップを固着できる。またAgの導電被膜にはAu細線が
接着できるため、ワイヤーボンディングも可能となる。
従ってこれらの導電被膜をそのままダイパッド、ボンデ
ィングパッドとして活用できるメリットを有する。
す。本図は図2Bで示したブロック62の1個を拡大し
たもの対応する。黒く塗られた部分の1個が1つの搭載
部65であり、導電パターン51を構成し、1つのブロ
ック62には5行10列のマトリックス状に多数の搭載
部65が配列され、各搭載部65毎に同一の導電パター
ン51が設けられている。各ブロックの周辺には枠状の
パターン66が設けられ、それと少し離間しその内側に
ダイシング時の位置合わせマーク67が設けられてい
る。枠状のパターン66はモールド金型との嵌合に使用
し、また導電箔60の裏面エッチング後には絶縁性樹脂
50の補強をする働きを有する。
所望の導電パターン51の各搭載部65に回路素子52
を固着し、各搭載部65の回路素子52の電極と所望の
導電パターン51とを電気的に接続する接続手段を形成
することにある。
イオード、ICチップ等の半導体素子、チップコンデン
サ、チップ抵抗等の受動素子である。また厚みが厚くは
なるが、CSP、BGA等のフェイスダウンの半導体素
子も実装できる。
Aが導電パターン51Aにダイボンディングされ、エミ
ッタ電極と導電パターン51B、ベース電極と導電パタ
ーン51Bが、熱圧着によるボールボンディングあるい
は超音波によるウェッヂボンディング等で固着された金
属細線55Aを介して接続される。また52Bは、チッ
プコンデンサまたは受動素子であり、半田等のロウ材ま
たは導電ペースト55Bで固着される。
パターン51が集積されているので、回路素子52の固
着およびワイヤーボンディングが極めて効率的に行える
利点がある。
各搭載部63の回路素子52を一括して被覆し、分離溝
61に充填されるように絶縁性樹脂50で共通モールド
することにある。
樹脂50は回路素子52A、52Bおよび複数の導電パ
ターン51A、51B、51Cを完全に被覆し、導電パ
ターン51間の分離溝61には絶縁性樹脂50が充填さ
れてた導電パターン51A、51B、51Cの側面の湾
曲構造と嵌合して強固に結合する。そして絶縁性樹脂5
0により導電パターン51が支持されている。
ド、インジェクションモールド、またはポッティングに
より実現できる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑
性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。
るいはインジェクションモールドする際に、図6Bに示
すように各ブロック62は1つの共通のモールド金型に
搭載部63を納め、各ブロック毎に1つの絶縁性樹脂5
0で共通にモールドを行う。このために従来のトランス
ファーモールド等の様に各搭載部を個別にモールドする
方法に比べて、大幅な樹脂量の削減が図れる。
0の厚さは、回路素子52のボンディングワイヤー55
Aの最頂部から約100μm程度が被覆されるように調
整されている。この厚みは、強度を考慮して厚くするこ
とも、薄くすることも可能である。
るまでは、導電パターン51となる導電箔60が支持基
板となることである。従来では、図12の様に、本来必
要としない支持基板5を採用して導電路7〜11を形成
しているが、本発明では、支持基板となる導電箔60
は、電極材料として必要な材料である。そのため、構成
材料を極力省いて作業できるメリットを有し、コストの
低下も実現できる。
く形成されているため、導電箔60が導電パターン51
として個々に分離されていない。従ってシート状の導電
箔60として一体で取り扱え、絶縁性樹脂50をモール
ドする際、金型への搬送、金型への実装の作業が非常に
楽になる特徴を有する。
分離溝61を設けていない厚み部分の導電箔60を除去
することにある。
び/または物理的に除き、導電パターン51として分離
するものである。この工程は、研磨、研削、エッチン
グ、レーザの金属蒸発等により施される。
面を30μm程度削り、分離溝61から絶縁性樹脂50
を露出させている。この露出される面を図6では点線で
示している。その結果、約40μmの厚さの導電パター
ン51となって分離される。また、絶縁性樹脂50が露
出する手前まで、導電箔60を全面ウェトエッチング
し、その後、研磨または研削装置により全面を削り、絶
縁性樹脂50を露出させても良い。更に、導電箔60を
点線で示す位置まで全面ウェトエッチングし、絶縁性樹
脂50を露出させても良い。
51の裏面が露出する構造となる。すなわち、分離溝6
1に充填された絶縁性樹脂50の表面と導電パターン5
1の表面は、実質的に一致している構造となっている。
従って、本発明の回路装置53は図11に示した従来の
裏面電極10、11のように段差が設けられないため、
マウント時に半田等の表面張力でそのまま水平に移動し
てセルフアラインできる特徴を有する。
い、図7に示す最終構造を得る。すなわち、必要によっ
て露出した導電パターン51に半田等の導電材を被着
し、回路装置として完成する。
絶縁性樹脂50で一括してモールドされた各搭載部63
の回路素子52の特性の測定を行うことにある。
た後に、導電箔60から各ブロック62が切り離され
る。このブロック62は絶縁性樹脂50で導電箔60の
残余部と連結されているので、切断金型を用いず機械的
に導電箔60の残余部から剥がすことで達成できる。
に導電パターン51の裏面が露出されており、各搭載部
65が導電パターン51形成時と全く同一にマトリック
ス状に配列されている。この導電パターン51の絶縁性
樹脂50から露出した裏面電極56にプローブ68を当
てて、各搭載部65の回路素子52の特性パラメータ等
を個別に測定して良不良の判定を行い、不良品には磁気
インク等でマーキングを行う。
は絶縁性樹脂50でブロック62毎に一体で支持されて
いるので、個別にバラバラに分離されていない。従っ
て、テスターの載置台に置かれたブロック62は搭載部
65のサイズ分だけ矢印のように縦方向および横方向に
ピッチ送りをすることで、極めて早く大量にブロック6
2の各搭載部65の回路装置53の測定を行える。すな
わち、従来必要であった回路装置の表裏の判別、電極の
位置の認識等が不要にできるので、測定時間の大幅な短
縮を図れる。
絶縁性樹脂50を各搭載部65毎にダイシングにより分
離することにある。
置の載置台に真空で吸着させ、ダイシングブレード69
で各搭載部65間のダイシングライン70に沿って分離
溝61の絶縁性樹脂50をダイシングし、個別の回路装
置53に分離する。
絶縁性樹脂50を切断する切削深さで行い、ダイシング
装置からブロック62を取り出した後にローラでチョコ
レートブレークするとよい。ダイシング時は予め前述し
た第1の工程で設けた各ブロックの周辺の枠状のパター
ン66の内側の相対向する位置合わせマーク67を認識
して、これを基準としてダイシングを行う。周知ではあ
るが、ダイシングは縦方向にすべてのダイシングライン
70をダイシングをした後、載置台を90度回転させて
横方向のダイシングライン70に従ってダイシングを行
う。
導電箔自体を支持基板として機能させ、分離溝の形成時
あるいは回路素子の実装、絶縁性樹脂の被着時までは導
電箔で全体を支持し、また導電箔を各導電パターンとし
て分離する時は、絶縁性樹脂を支持基板にして機能させ
ている。従って、回路素子、導電箔、絶縁性樹脂の必要
最小限で製造できる。従来例で説明した如く、本来回路
装置を構成する上で支持基板が要らなくなり、コスト的
にも安価にできる。また支持基板が不要であること、導
電パターンが絶縁性樹脂に埋め込まれていること、更に
は絶縁性樹脂と導電箔の厚みの調整が可能であることに
より、非常に薄い回路装置が形成できるメリットもあ
る。
けて、導電箔の下方に設けたエッチング液の供給管から
上方に向けてエッチング液をシャワーリングする。この
結果、エッチング液の当たる分離溝の部分がエッチング
され、エッチング液は分離溝内に液溜まりを作らずすぐ
に排出されるので、分離溝の深さはエッチング処理時間
で制御でき、均一で高精度の分離溝を形成できる。
ルの形成工程、導体の印刷工程(セラミック基板の場
合)等を省略できるので、従来より従来より製造工程を
大幅に短縮でき、全行程を内作できる利点を有する。ま
たフレーム金型も一切不要であり、極めて短納期となる
製造方法である。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
Claims (14)
- 【請求項1】 導電箔を用意し、少なくとも回路素子の
搭載部を多数個形成する導電パターンを除く領域の前記
導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を化学的エ
ッチングにより形成して導電パターンを形成する工程
と、 所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回路素子を固
着する工程と、 各搭載部の前記回路素子を一括して被覆し、前記分離溝
に充填されるように絶縁性樹脂で共通モールドする工程
と、 前記分離溝を設けていない厚み部分の前記導電箔を除去
する工程と、 前記絶縁性樹脂を各搭載部毎にダイシングにより分離す
る工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方
法。 - 【請求項2】 導電箔を用意し、少なくとも回路素子の
搭載部を多数個形成する導電パターンを除く領域の前記
導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を化学的エ
ッチングにより形成して導電パターンを形成する工程
と、 所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回路素子を固
着する工程と、 前記各搭載部の回路素子の電極と所望の前記導電パター
ンとを電気的に接続する接続手段を形成する工程と、 各搭載部の前記回路素子を一括して被覆し、前記分離溝
に充填されるように絶縁性樹脂で共通モールドする工程
と、 前記分離溝を設けていない厚み部分の前記導電箔を除去
する工程と、 前記絶縁性樹脂を各搭載部毎にダイシングにより分離す
る工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方
法。 - 【請求項3】 前記導電箔は銅、アルミニウム、鉄−ニ
ッケルのいずれかで構成されることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記導電箔の表面を導電皮膜で少なくと
も部分的に被覆することを特徴とする請求項1または請
求項2に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記導電被膜はニッケル、金あるいは銀
メッキ形成されることを特徴とする請求項4に記載され
た回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記導電箔に選択的に形成される前記分
離溝は下方向から化学的エッチングにより形成され、エ
ッチング中に前記分離溝内にエッチング液溜まりを形成
しないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載
された回路装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記回路素子は半導体ベアチップ、チッ
プ回路部品のいずれかあるいは両方を固着されることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載された回路装
置の製造方法。 - 【請求項8】 前記接続手段はワイヤーボンディングで
形成されることを特徴とする請求項2に記載された回路
装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記絶縁性樹脂はトランスファーモール
ドで付着されることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記導電箔には少なくとも回路素子の
搭載部を多数個形成する導電パターンをマトリックス状
に配列したブロックを複数個並べたことを特徴とする請
求項1または請求項2に記載された回路装置の製造方
法。 - 【請求項11】 前記絶縁性樹脂は前記ブロック毎にト
ランスファーモールドで付着されることを特徴とする請
求項10に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記絶縁性樹脂でモールドされた前記
各ブロック毎に各搭載部にダイシングにより分離するこ
とを特徴とする請求項10に記載された回路装置の製造
方法。 - 【請求項13】 前記導電パターンと一緒に形成した合
わせマークを用いてダイシングを行うことを特徴とする
請求項12に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項14】 前記導電パターンと一緒に形成した対
向する合わせマークを用いてダイシングを行うことを特
徴とする請求項12に記載された回路装置の製造方法。
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