JP2006100651A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006100651A
JP2006100651A JP2004286184A JP2004286184A JP2006100651A JP 2006100651 A JP2006100651 A JP 2006100651A JP 2004286184 A JP2004286184 A JP 2004286184A JP 2004286184 A JP2004286184 A JP 2004286184A JP 2006100651 A JP2006100651 A JP 2006100651A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
manufacturing
sealing body
resin
wiring board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004286184A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006100651A5 (ja
JP4477976B2 (ja
Inventor
Haruhiko Harada
晴彦 原田
Takao Matsuura
隆男 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2004286184A priority Critical patent/JP4477976B2/ja
Publication of JP2006100651A publication Critical patent/JP2006100651A/ja
Publication of JP2006100651A5 publication Critical patent/JP2006100651A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4477976B2 publication Critical patent/JP4477976B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Landscapes

  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】 半導体装置の信頼性の向上を図る。
【解決手段】 個片モールディングを行い、その後のダイシングによる個片化の際に、樹脂薄膜部2aと給電線5dとをいっしょに切断することにより、樹脂薄膜部2aを形成する封止用樹脂がブレード13に対してドレス作用を引き起し、引きずられて絡みつこうとする銅バリを前記封止用樹脂が切断してブレード13への前記銅バリの付着を抑制することができ、その結果、配線基板の切断面への前記銅バリの発生を防止してBGA(半導体装置)の信頼性の向上を図る。
【選択図】 図17

Description

本発明は、半導体製造技術に関し、特に、製品の信頼性の向上に適用して有効な技術に関する。
大型基板の主面に半田バンプを介して複数個の半導体チップを搭載した後、各半導体チップをエポキシ樹脂でモールドし、ダイシング装置を使って大型基板を切断した後、次いでバーンイン試験および電気特性評価試験を行い、複数個のBGA(Ball Grid Array)を製造する(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−321088号公報(図7)
例えば、3mm×3mm程度もしくはそれ以上の比較的大きなパッケージサイズのBGA(Ball Grid Array)では、樹脂モールディングにおいて、配線基板上の1つの装置形成領域を樹脂成形金型の1つのキャビティで覆って樹脂封止を行っている(このような樹脂モールディング方法を以降、個片モールディング方法という)。
これに対して、半導体装置の取得数を向上させるために、配線基板上の複数の装置形成領域を1つのキャビティで覆って樹脂封止する一括モールディング方法が有効である。しかし、樹脂は配線基板に比べてその線膨張係数が高いため、配線基板の片面側にしか樹脂を形成しない場合には、配線基板が反りやすい。一括モールディング方法を採用すると、樹脂の形成領域および樹脂の量が個別モールディング方法に比べ大きくなるため、配線基板の反りは顕著に発生する。その結果、比較的大きなパッケージサイズのBGAでは、個片モールディング方法を採用して樹脂封止を行っている。
このように比較的大きなパッケージサイズのBGAの組み立てでは、個片モールディング方法を採用することにより、個々の装置形成領域での基板の反りを低減している。また、樹脂封止後の個片化の際には、ダイシングによって個片化を行っており、切断金型より安い設備投資によりコスト負担の軽減を図っている。
個別モールディング方法により樹脂封止した後、配線基板のみダイシングにより個片化する。ところが、回転するブレードを使用したダイシングによる個片化では、切削時の切削抵抗と、切断面のビビリ(振動)とで配線基板の金属バリなどの切り屑がブレードの表面の凹部に入り込んでしまい、ブレードの目詰まりを引き起こす。
その結果、配線基板の金属配線(銅配線あるいは銅リード)の切断が不十分になり、配線基板の切断面に金属バリ(銅バリ)が発生することが問題となる。
なお、半導体装置(製品)の配線基板の切断面に金属バリが付着すると、配線ショート不良に至り、製品の信頼性が低下することが問題である。
また、配線基板の切断面に金属バリが付着すると、ダイシング後に金属バリを除去するためのバリ除去作業を実施する必要があり、半導体装置の組み立てにおいても効率が悪いことが問題である。
また、配線基板の金属配線に電解メッキが施されている場合には、それぞれの装置形成領域においてその内側から外側に向けて給電用配線(給電線)が形成されており、したがって、この給電用配線による金属バリ(銅バリ)が切断面に出やすく、その結果、製品の信頼性が低下することが問題である。
本発明の目的は、信頼性の向上を図ることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、組み立ての効率向上を図ることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
すなわち、本発明は、主面と、前記主面に対向する裏面と、前記主面上に形成された複数の装置形成領域と、複数の配線を有する配線基板を準備する工程と、主面と、前記主面に対向する裏面と、前記主面上に形成された複数の電極を有する半導体チップを準備する工程と、前記配線基板の前記複数の装置形成領域上にそれぞれ前記半導体チップを搭載する工程と、前記複数の配線の一部と前記半導体チップの複数の電極とを電気的に接続する工程と、前記配線基板の主面および前記半導体チップを樹脂封止する第1封止体と、前記装置形成領域の外側に配置される第2封止体とを一体に形成する工程と、前記第2封止体と前記複数の配線とをダイシングによって同時に切断して個片化する工程とを有するものである。
また、本発明は、複数の装置形成領域が基板長手方向に沿って並んで形成されており、各装置形成領域それぞれの前記基板長手方向の両側にスリットが形成され、複数の金属配線および電極を有する配線基板を準備する工程と、前記配線基板と半導体チップとを接続する工程と、前記配線基板の電極と前記半導体チップの電極とを電気的に接続する工程と、樹脂成形金型の1つのキャビティで1つの前記装置形成領域を覆った状態で前記半導体チップを封止用樹脂によって封止して、第1封止体とその外側に配置される第2封止体とを形成する工程と、前記装置形成領域に沿って、かつ前記スリットと直角を成す方向に前記第2封止体と前記金属配線とをダイシングによっていっしょに切断して個片化する工程とを有するものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
ダイシングによる個片化の際に、樹脂切断部と金属配線とをいっしょに切断することにより、樹脂切断部を形成する封止用樹脂がブレードに対してドレス作用を引き起し、金属バリによるブレードの目詰まりを抑制することができる。これにより、配線基板の切断面への金属バリの発生を防止することができ、配線ショート不良の発生を防止して半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。また、金属バリの発生を防止できるため、ダイシング後のバリ除去作業を実施する回数が低減できるため、半導体装置の組立の効率が向上できる。
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図2は図1に示す半導体装置の構造の一例を示す側面図、図3は図1に示す半導体装置の構造の一例を示す断面図、図4は図1に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図、図5は図1に示す半導体装置の組み立ての一例を示す製造プロセスフロー図、図6は図1に示す半導体装置の組み立てに用いられる配線基板の構造の一例を示す平面図、図7は図6に示す配線基板の裏面の構造の一例を示す裏面図、図8は図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程で用いられる樹脂成形金型の上型の構造の一例を示す平面図、図9は図8に示すA−A線に沿って切断した樹脂成形金型の構造の一例を示す断面図、図10は図8に示すB−B線に沿って切断した樹脂成形金型の構造の一例を示す断面図、図11は図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における金型クランプ前の構造の一例を示す部分断面図、図12は図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における樹脂充填時の構造の一例を示す部分断面図、図13は図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における型開き時の構造の一例を示す部分断面図、図14は図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止後の基板の構造の一例を示す部分平面図、図15は図14に示す基板の構造を示す部分裏面図、図16は図1に示す半導体装置の組み立ての個片化工程におけるダイシング時の構造の一例を示す断面図、図17は図16に示すC部の構造を示す拡大部分断面図、図18は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の組み立ての個片化工程におけるダイシング時の構造を示す拡大部分断面図、図19は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。
図1〜図4に示す本実施の形態の半導体装置は、樹脂封止型で、かつ配線基板を有した比較的大型の半導体パッケージであり、本実施の形態では前記半導体装置の一例として、多ピンのBGA(Ball Grid Array)4を取り上げて説明する。
BGA4の構成について説明すると、図3に示すように主面5a上にダイボンド剤6を介して半導体チップ1が搭載された配線基板であるパッケージ基板5と、半導体チップ1の主面1aに形成されたパッド(電極)1cとこれに対応するパッケージ基板5の主面5aに形成されたボンディング電極(電極)5eとを電気的に接続する複数のワイヤ3と、パッケージ基板5の主面5a上において半導体チップ1と複数のワイヤ3を樹脂封止する封止体2(第1封止体)と、パッケージ基板5の裏面5bに設けられた複数の外部端子である半田ボール10と、図2に示すように封止体2の表面2bに接着剤8を介して取り付けられたヒートスプレッダ7とからなる。半導体チップ1は、厚さ方向と交差する平面形状が四角形である。
さらに、パッケージ基板(配線基板)5は、厚さ方向と交差する平面形状が本実施の形態では正方形であり、パッケージ基板5の主面5a上に形成される封止体2の平面形状は、方形状である。図1および図3に示すように、封止体2の対向する2方向のうちの一方の方向の両側の外側には樹脂切断部であり、かつ、封止体2において半導体チップ1が搭載される領域の厚さよりも薄い樹脂薄膜部2a(第2封止体)が形成されている。樹脂薄膜部2aは、図3に示すように、封止体2と一体で形成されたものである。すなわち、封止体2と樹脂薄膜部2aは、樹脂封止時に、図12に示す封止用樹脂11を樹脂成形金型12のキャビティ12bに充填することによって一体で形成されたものであり、樹脂薄膜部2aは、例えば、70μm程度の厚さのものである。
また、図4に示すように、外部端子である複数の半田ボール10は、パッケージ基板5の裏面5bにその中央部を除いた状態で外周部に格子状に配列されている。
なお、BGA4は、比較的大型の多ピンの半導体パッケージであり、例えば、33mm×33mmのパッケージサイズで、520ピンのものであるが、これらの数値は、限定されるものではない。
また、封止体2の表面2bに取り付けられたヒートスプレッダ7は、BGA4の放熱効果を向上させるものであるが、BGA4の基板実装時のリフローの際などの高温処理時のパッケージ反りを抑制させることも可能である。
BGA4に組み込まれるパッケージ基板5は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの基材から成るものであり、多層配線構造のものである。さらに、図3に示すようにパッケージ基板5の主面5aにはワイヤ3と接続される複数のボンディング電極5eが設けられており、一方、裏面5bには、図5に示すように半田ボール10が接続される複数のランド5hが設けられている。
また、パッケージ基板5に設けられている主配線(金属配線)5cやボンディング電極5eおよびランド5hには、電解メッキが施されており、したがって、上記課題にて説明したように、パッケージ基板5にはその外周端に露出する金属配線である給電線5dが設けられている。
なお、BGA4は、大型の半導体パッケージであるため、その組み立てにおいて用いる配線基板(図6に示す多数個取り基板9)が大きな薄板部材(基板、配線基板)となる。この時、薄板部材は厚さ方向と交差する平面形状が長方形である。したがって、多数個取り基板9上の1つのデバイス領域(装置形成領域)9cを樹脂成形金型12の1つのキャビティ12bで覆って樹脂封止を行う個片モールディング方法を採用して組み立てたものであり、これにより、個々のデバイス領域9cすなわちパッケージ基板5での反りを低減しているとともに、樹脂封止後の個片化の際には、回転するブレード13を使用したダイシングによって個片化を行っており、切断金型によって個片化を行うことに比較してより安い設備投資でコスト負担の軽減を図ることができる。
個片モールディング方法によって樹脂封止が行われ、かつダイシングによって個片化が行われるため、ダイシング後のBGA4には、図2に示すようにそのパッケージ基板5の側面に給電線5dの切断面が露出している。
なお、パッケージ基板5における主配線5c、給電線5d、ボンディング電極5eおよびランド5hは、例えば、銅合金によって形成されており、切断面を除く各表面には電解メッキが施されている。主配線5cおよび給電線5dは、銅配線または銅リード(導体リード)でもある。
また、パッケージ基板5の表裏面のボンディング電極5eやランド5hが露出している以外の領域は、絶縁膜であるソルダレジスト5gによって覆われている。
また、図1に示すように、BGA4においてそのパッケージ基板5の主面5aの角部付近には、BGA4の方向を表すインデックス5fが形成されており、さらにゲート用メタル部5iとしてゲート用Auメッキが施されている。
なお、BGA4における封止体2および樹脂薄膜部2aを形成する封止用樹脂11は、例えば、フィラーが混入された熱硬化性のエポキシ樹脂などである。また、半導体チップ1は、例えば、シリコンによって形成されたものであり、その主面1aに複数のパッド1cや半導体集積回路が形成されている。さらに、ワイヤ3は、例えば、金線である。
次に、本実施の形態のBGA4の製造方法を、図5に示す製造プロセスフロー図に沿って説明する。
まず、図6および図7に示す多数個取り基板9を準備する。多数個取り基板9には、図6に示すように、複数の装置形成領域であるデバイス領域9cが基板長手方向9eに沿って並んで形成されており、さらに各デバイス領域9cそれぞれの基板長手方向9eの両側には基板長手方向9eと略直角を成す方向にデバイス領域9cに沿ってスリット9dが形成されている。
また、各デバイス領域9cには、それぞれ銅合金からなる複数の主配線5cや給電線5dなどの金属配線と、ボンディング電極5eやランド5hなどの電極が形成されており、これらの金属配線や電極には電解メッキが施されている。したがって、各給電線5dは、図14および図15に示すように、ダイシングライン9gを跨がってその内側から外側に向かって配置されている。さらに、図6に示すように、多数個取り基板9の主面9aの各デバイス領域9cには、それぞれの中央部にチップ搭載エリア9hが設けられており、各チップ搭載エリア9hの周囲に複数のボンディング電極5eが形成されている。
また、多数個取り基板9の主面9aの各デバイス領域9cの角部には、図8に示す樹脂成形金型12の上型12aのゲート12cに対応した箇所にゲート用メタル部5iとしてゲート用Auメッキが施されている。このゲート用メタル部5iは、基板上に残留したゲートレジンを剥離し易くするためのものである。
また、図7に示すように、多数個取り基板9の裏面9bの各デバイス領域9cには、複数のランド5hがその中央部を除いて格子状に配置されて設けられている。さらに、多数個取り基板9の幅方向の両側の端部には複数の位置決め孔9fが形成されている。
その後、図5に示すステップS1のダイボンディングを行う。すなわち、多数個取り基板9のパッケージ基板5と半導体チップ1とを接続する。ここでは、図6に示す各デバイス領域9cのチップ搭載エリア9hにダイボンド剤6を介して半導体チップ1を固定する。これにより、半導体チップ1の裏面1bと多数個取り基板9とがダイボンド剤6を介して接続される。
ダイボンディング後、ステップS2に示すワイヤボンディングを行う。すなわち、図3に示すように半導体チップ1のパッド1cとこれに対応するパッケージ基板5のボンディング電極5eとをワイヤ3で接続して半導体チップ1とパッケージ基板5とを電気的に接続する。
ワイヤボンディング後、ステップS3に示す樹脂モールディングを行う。BGA4は、大型の半導体パッケージであるため、その組み立てで用いる図6に示す多数個取り基板9が大きな薄板部材となる。したがって、上記課題にて説明したように、多数個取り基板9上の1つのデバイス領域(装置形成領域)9cを樹脂成形金型12の1つのキャビティ12bで覆って樹脂封止を行う個片モールディング方法を採用して組み立てることにより、個々のデバイス領域9cすなわちパッケージ基板5での反りを低減できる。さらに、樹脂封止後の個片化の際には、ダイシングによって個片化を行うことにより、切断金型によって個片化を行うことに比較してより安い設備投資でコスト負担の軽減を図ることができる。
したがって、個片モールディング用の樹脂成形金型12の上型12aには、多数個取り基板9の各デバイス領域9cに1対1で対応して、図8に示すようにキャビティ12bが個別に複数個形成されている。さらに、各キャビティ12bのゲート12c側の辺とこれに対向する辺の2辺において、図5に示す樹脂薄膜部2aを形成するための凹部12dがキャビティ12bの辺の外側に、図9および図10に示すようにキャビティ12bに連通する形で形成されている。なお、下型12eから上型12aの方向に形成される凹部12dの深さは、例えば、70μm程度である。
また、上型12aには、キャビティ12bを有するキャビティブロック12gと、カル12iを有するカルブロック12hが配置されており、カル12iからキャビティ12bまでの流路となるランナ12jが形成されている。
このような上型12aおよび下型12eを有する樹脂成形金型12を用いて個片モールディングを行う。まず、図11に示すように、下型12eの金型面12f上にワイヤボンディング済の多数個取り基板9を配置する。その後、図12に示すように上型12aと下型12eをクランプして型締めを行い、この状態でゲート12cを介してキャビティ12bに封止用樹脂11を充填する。なお、封止用樹脂11は、例えば、フィラーが混入された熱硬化性のエポキシ樹脂などである。
キャビティ12bおよび凹部12dへの封止用樹脂11の充填を完了させて図13に示すように封止体2とこれに一体で樹脂薄膜部2aを形成する。その後、封止用樹脂11を硬化させ、さらに型開きを行って樹脂成形金型12から多数個取り基板9を取り出す。
樹脂成形金型12から取り出された多数個取り基板9の各デバイス領域9cには、図14に示すように、封止体2と、その外側で、かつ対向する一方の2辺側のみに封止体2と一体で厚さ70μm程度の樹脂薄膜部2aが形成されている。
樹脂モールディング後、図5に示すステップS4のボールマウントを行う。ここでは、図15に示す多数個取り基板9の裏面9bの各デバイス領域9cの複数のランド5hに、図5に示すように半田ボール10を取り付ける。
その後、ステップS5に示すダイシングを行う。すなわち、ダイシングによって個片化を行う。その際、まず、図16に示すようにダイシング用治具14上に押さえゴム15を介在させて多数個取り基板9をその裏面9bを上方に向けて配置する。すなわち、半田ボール10が取り付けられた裏面9b側を上方に向けてダイシング用治具14上に押さえゴム15を介して多数個取り基板9を配置する。さらに説明すると、封止体2の表面2bと、その外側で、かつ対向する一方の2辺側のみに封止体2と一体で形成される樹脂薄膜部2aと、封止体2の表面2bから樹脂薄膜部2aに亘って形成される側面(テーパ)を押えゴム15に接触させた状態でダイシングを行う。これにより、封止体2の表面2bのみで多数個取り基板9を押えゴム15に接触し、固定する場合よりも、確実に固定できるため、ダイシングにより多数個取り基板9に生じる振動を抑制できる。
この状態で、図14に示すダイシングライン9gに沿って図16に示すブレード13を用いてダイシングを行って個片化する。図14に示す多数個取り基板9の場合、デバイス領域9cに沿って、かつスリット9dと直角を成す方向にブレード13を走行させてダイシングする。その際、本実施の形態の半導体装置の製造方法では、図14および図15に示すように、ダイシングライン9gを跨がってその内側から外側に向かって給電線5dが設けられており、さらに図17に示すように、封止体2の外側のダイシングライン9gに対応した箇所に封止体2と一体に形成された樹脂薄膜部2aが配置されているため、樹脂切断部である樹脂薄膜部2aと給電線5dとをブレード13によっていっしょ(同時)に切断する。
すなわち、給電線5dと、樹脂薄膜部2aを形成する封止用樹脂11とをブレード13によっていっしょに切断する。
このように本実施の形態の半導体装置の製造方法では、ダイシングによる個片化の際に、樹脂切断部である樹脂薄膜部2aと給電線(金属配線)5dとをいっしょに切断することにより、樹脂薄膜部2aを形成する封止用樹脂11がブレード13に対してドレス作用を引き起し、引きずられて絡みつこうとする銅バリ(金属バリ)を封止用樹脂11が切断してブレード13への銅バリの付着すなわち銅バリによる目詰まりを抑制することができる。
これにより、パッケージ基板(配線基板)5の切断面への銅バリの発生を防止することができ、したがって、配線ショート不良の発生を防止してBGA(半導体装置)4の信頼性の向上を図ることができる。
さらに、パッケージ基板5の切断面への銅バリの発生を防止することができるため、ダイシング後の銅バリの除去作業を廃止することができ、BGA4の組み立ての効率向上を図ることができる。
また、個片モールディングによる樹脂封止の際に、上型12aのキャビティ12bに連通して形成された凹部12dがエアベントの機能も有することになり、封止用樹脂11を凹部12dに確実に充填させることができる。したがって、従来のエアベントで発生していたレジンバリの脱落を防ぐことができる。
これにより、レジンバリの脱落を抑制することができ、BGA4の実装基板への実装時の実装不良を低減することができる。
ダイシングによる個片化終了後、図5のステップS6に示すヒートスプレッダ貼り付けを行う。すなわち、個片化されたBGA4における封止体2の表面2bに接着剤8によってヒートスプレッダ7を固定し、これによってBGA4の組み立て完了となる。なお、ヒートスプレッダ7の貼り付けは、必ずしも行わなくてもよい。
次に本実施の形態の変形例について説明する。
図18に示す変形例の半導体装置の製造方法は、金属配線といっしょに切断する樹脂切断部として、封止体2の外側に図17に示すような樹脂薄膜部2aではなく、封止体2と一体で、かつ封止体2と同じ厚さの第2樹脂切断部(樹脂切断部)2cを形成しておき、ダイシングによる個片化の際に、この第2樹脂切断部2cと給電線5dとをいっしょに切断するものである。
これにより、ダイシング時には、第2樹脂切断部2cを形成する封止用樹脂11(図12参照)がブレード13に対してドレス作用を引き起し、引きずられて絡みつこうとする銅バリを封止用樹脂11が切断してブレード13への銅バリの付着すなわち銅バリによる目詰まりを抑制することができる。
その結果、パッケージ基板5の切断面への銅バリの発生を防止することができ、配線ショート不良の発生を防止して半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
ただし、図18に示すように、封止体2と同じ厚さの第2樹脂切断部2cを形成した場合、図3に示すような樹脂薄膜部2aよりもダイシングにより切断する封止体2の量が増えるため、ブレード13の寿命は低減する。さらには、上記課題にて説明したように、第2樹脂切断部2cの樹脂の量が樹脂薄膜部2aよりも多くなるため、パッケージ基板5の反りが顕著となる。
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前記実施の形態では、多数個取り基板9にスリット9dが形成されている場合を説明したが、スリット9dは必ずしも形成されていなくてもよい。その場合、樹脂薄膜部2aなどの樹脂切断部は、デバイス領域9cの4辺それぞれに沿って4つ形成されることになる。
また、前記実施の形態では、半導体装置の一例としてBGA4を取り上げて説明したが、個片モールディング方法を採用し、かつ金属配線を有する配線基板などの薄板部材を用いて組み立てられる半導体装置であれば、BGA以外のLGA(Land Grid Array)などであってもよい。
さらに、配線基板に限らず、銅合金からなるリードフレームなどの薄板部材を用いて、かつ個片モールディング方法によって樹脂封止が行われる半導体装置であれば、図19の変形例に示すようなQFN(Quad Flat Non-leaded Package) 16であってもよい。
QFN16は、銅フレーム(薄板部材)を用いて組み立てられた半導体パッケージであり、半導体チップ1がダイボンド剤6を介してタブ17に固定されている。また、複数の銅リード(導体リード)18が封止体2の裏面2dの周縁部に配置されている。このQFN16の組み立てにおいて、個片モールディング方法によって封止体2を形成するとともに、封止体2の外側に樹脂切断部である樹脂薄膜部2aを形成する。
さらに、樹脂封止後のダイシング時に、銅リード18と樹脂薄膜部2aとをいっしょに切断することにより、BGA4の場合と同様に、樹脂薄膜部2aを形成する封止用樹脂11がブレード13に対してドレス作用を引き起してブレード13への銅バリの付着を防ぐことができる。これにより、銅バリによるブレード13の目詰まりを抑制して銅リード18の切断面への銅バリの発生を防止することができ、その結果、リード間ショート不良の発生を防止してQFN(半導体装置)16の信頼性の向上を図ることができる。
また、BGA4などの半導体装置において、ヒートスプレッダ7は必ずしも取り付けられていなくてもよい。
本発明は、電子装置の組み立ておよび半導体装置の製造方法に好適である。
本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。 図1に示す半導体装置の構造の一例を示す側面図である。 図1に示す半導体装置の構造の一例を示す断面図である。 図1に示す半導体装置の構造の一例を示す裏面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての一例を示す製造プロセスフロー図である。 図1に示す半導体装置の組み立てに用いられる配線基板の構造の一例を示す平面図である。 図6に示す配線基板の裏面の構造の一例を示す裏面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程で用いられる樹脂成形金型の上型の構造の一例を示す平面図である。 図8に示すA−A線に沿って切断した樹脂成形金型の構造の一例を示す断面図である。 図8に示すB−B線に沿って切断した樹脂成形金型の構造の一例を示す断面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における金型クランプ前の構造の一例を示す部分断面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における樹脂充填時の構造の一例を示す部分断面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止工程における型開き時の構造の一例を示す部分断面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての樹脂封止後の基板の構造の一例を示す部分平面図である。 図14に示す基板の構造を示す部分裏面図である。 図1に示す半導体装置の組み立ての個片化工程におけるダイシング時の構造の一例を示す断面図である。 図16に示すC部の構造を示す拡大部分断面図である。 本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の組み立ての個片化工程におけるダイシング時の構造を示す拡大部分断面図である。 本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。
符号の説明
1 半導体チップ
1a 主面
1b 裏面
1c パッド(電極)
2 封止体
2a 樹脂薄膜部(樹脂切断部)
2b 表面
2c 第2樹脂切断部(樹脂切断部)
2d 裏面
3 ワイヤ
4 BGA(半導体装置)
5 パッケージ基板(配線基板)
5a 主面
5b 裏面
5c 主配線(金属配線)
5d 給電線(金属配線)
5e ボンディング電極(電極)
5f インデックス
5g ソルダレジスト
5h ランド
5i ゲート用メタル部
6 ダイボンド剤
7 ヒートスプレッダ
8 接着剤
9 多数個取り基板(配線基板)
9a 主面
9b 裏面
9c デバイス領域(装置形成領域)
9d スリット
9e 基板長手方向
9f 位置決め孔
9g ダイシングライン
9h チップ搭載エリア
10 半田ボール
11 封止用樹脂
12 樹脂成形金型
12a 上型
12b キャビティ
12c ゲート
12d 凹部
12e 下型
12f 金型面
12g キャビティブロック
12h カルブロック
12i カル
12j ランナ
13 ブレード
14 ダイシング用治具
15 押さえゴム
16 QFN(半導体装置)
17 タブ
18 銅リード(導体リード)

Claims (15)

  1. (a)主面と、前記主面に対向する裏面と、前記主面上に形成された複数の装置形成領域と、複数の配線を有する配線基板を準備する工程と、
    (b)主面と、前記主面に対向する裏面と、前記主面上に形成された複数の電極を有する半導体チップを準備する工程と、
    (c)前記配線基板の前記複数の装置形成領域上にそれぞれ前記半導体チップを搭載する工程と、
    (d)前記複数の配線の一部と前記半導体チップの複数の電極とを電気的に接続する工程と、
    (e)前記配線基板の主面および前記半導体チップを樹脂封止する第1封止体と、前記装置形成領域の外側に配置される第2封止体とを一体に形成する工程と、
    (f)前記第2封止体と前記複数の配線とをダイシングによって同時に切断して個片化する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程では、樹脂成形金型の1つのキャビティで1つの前記装置形成領域を覆った状態で封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記第2封止体の厚さは、前記第1封止体の厚さよりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記第2封止体の厚さは、前記第1封止体の厚さと同じであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(f)工程では、回転するブレードを使用して切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の配線は導体リードからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の配線は金属配線からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の配線は銅配線からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の配線の一部には電解メッキを施されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程の後、前記配線基板の裏面に複数の外部端子を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(d)工程では、前記複数の配線の一部と前記半導体チップの複数の電極とをそれぞれ複数のワイヤを介して電気的に接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記配線基板の厚さと交差する平面形状は長方形であり、前記複数の装置形成領域は前記配線基板の長手方向に沿って並んで形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  13. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記配線基板の長手方向に沿って、かつ、前記装置形成領域の両側にスリットが形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  14. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記第2封止体は前記配線基板の短手方向に沿って、かつ、前記装置形成領域の両側に形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  15. (a)複数の装置形成領域が基板長手方向に沿って並んで形成されており、各装置形成領域それぞれの前記基板長手方向の両側にスリットが形成され、複数の金属配線および電極を有する配線基板を準備する工程と、
    (b)前記配線基板と半導体チップとを接続する工程と、
    (c)前記配線基板の電極と前記半導体チップの電極とを電気的に接続する工程と、
    (d)樹脂成形金型の1つのキャビティで1つの前記装置形成領域を覆った状態で前記半導体チップを封止用樹脂によって封止して、第1封止体とその外側に配置される第2封止体とを形成する工程と、
    (e)前記装置形成領域に沿って、かつ前記スリットと直角を成す方向に前記第2封止体と前記金属配線とをダイシングによっていっしょに切断して個片化する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2004286184A 2004-09-30 2004-09-30 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JP4477976B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004286184A JP4477976B2 (ja) 2004-09-30 2004-09-30 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004286184A JP4477976B2 (ja) 2004-09-30 2004-09-30 半導体装置の製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006100651A true JP2006100651A (ja) 2006-04-13
JP2006100651A5 JP2006100651A5 (ja) 2007-10-25
JP4477976B2 JP4477976B2 (ja) 2010-06-09

Family

ID=36240149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004286184A Expired - Fee Related JP4477976B2 (ja) 2004-09-30 2004-09-30 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4477976B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114338A1 (ja) 2006-03-31 2007-10-11 Takeda Pharmaceutical Company Limited 酸分泌抑制薬
JP2015026811A (ja) * 2013-06-21 2015-02-05 株式会社デンソー 電子装置およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114338A1 (ja) 2006-03-31 2007-10-11 Takeda Pharmaceutical Company Limited 酸分泌抑制薬
JP2015026811A (ja) * 2013-06-21 2015-02-05 株式会社デンソー 電子装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4477976B2 (ja) 2010-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7228063B2 (ja) 半導体装置
US10249595B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP5689462B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP5227501B2 (ja) スタックダイパッケージ及びそれを製造する方法
US7439097B2 (en) Taped lead frames and methods of making and using the same in semiconductor packaging
US8115299B2 (en) Semiconductor device, lead frame and method of manufacturing semiconductor device
US20020041025A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8597989B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH0955455A (ja) 樹脂封止型半導体装置、リードフレーム及び樹脂封止型半導体装置の製造方法
JP2003243600A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2014220439A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2006344827A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2011211159A (ja) 半導体装置の製造方法
US10186432B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US10290593B2 (en) Method of assembling QFP type semiconductor device
JP4477976B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPWO2004030075A1 (ja) 半導体装置の製造方法
US9842807B2 (en) Integrated circuit assembly
JP2017108191A (ja) 半導体装置
JP4033969B2 (ja) 半導体パッケージ、その製造方法及びウェハキャリア
JP4446719B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置の製造方法
JP4252391B2 (ja) 集合半導体装置
JP2009231322A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001203293A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20070078593A (ko) 면 배열형 리드프레임, 그를 이용한 반도체 패키지 및 그제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070911

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070911

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090825

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100223

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100312

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees