JP2010232471A - Method for producing semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device.
特許文献1(特開2003−249512号公報)には、(a)複数の放熱体が一体化してなる集合体を、型の凹部にセットし、(b)複数の半導体チップが平面的に並べて搭載されてなる基板を、複数の半導体チップを凹部内に配置するように型にセットし、(c)凹部に封止材を充填することで、複数の半導体チップを封止するとともに、集合体を取り付けることを含む半導体装置の製造方法が記載されている。この後、この構造体を切断して個片化する。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-249512), (a) an assembly formed by integrating a plurality of heat dissipating bodies is set in a recess of a mold, and (b) a plurality of semiconductor chips are arranged in a plane. The mounted substrate is set in a mold so that a plurality of semiconductor chips are arranged in the recesses, and (c) the recesses are filled with a sealing material, thereby sealing the plurality of semiconductor chips and collecting the assembly. A method of manufacturing a semiconductor device including mounting is described. Thereafter, the structure is cut into pieces.
しかし、通常、放熱板は、銅等の延性が高い金属材料により構成されており、切断時に材料が延びてバリが発生するという問題があった。このようなバリが発生すると、実装時にバリが脱落し、実装不良の原因となる。 However, the heat radiating plate is usually made of a metal material having high ductility such as copper, and there is a problem in that the material extends during cutting and burrs are generated. When such a burr | flash generate | occur | produces, a burr | flash will fall | omit at the time of mounting, and will cause a mounting defect.
特許文献2(特開2006−41261号公報)には、フィルム上に複数のベアチップがパッケージ化された被加工物を、高速回転する切削ブレードによってフィルム側の面から切削加工して、少なくともフィルム部分を複数のチップに分割した後に、各チップのコーナー部分に生じたバリを除去するバリ除去方法が記載されている。当該方法において、切削ブレードと被加工物との対向位置で切削ブレードの回転方向と逆方向に被加工物を切削ブレードに対して相対移動させて、切削加工によって形成された切削溝を切削ブレードによってなぞることによって、コーナー部分に生じたバリを、なぞられた切削溝に対して直交する他の切削溝に逃がさないように、切削ブレードと各チップとの間に挟み込んで除去している。 In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-41261), a workpiece in which a plurality of bare chips are packaged on a film is cut from a surface on the film side by a cutting blade that rotates at high speed, and at least a film portion is obtained. Describes a method of removing burrs in which burrs generated at the corners of each chip are removed after the chip is divided into a plurality of chips. In this method, the workpiece is moved relative to the cutting blade in a direction opposite to the rotation direction of the cutting blade at a position where the cutting blade and the workpiece are opposed to each other, and a cutting groove formed by the cutting is formed by the cutting blade. By tracing, the burrs generated at the corner portions are removed by being sandwiched between the cutting blade and each chip so as not to escape to other cutting grooves orthogonal to the traced cutting grooves.
特許文献3(特開2001−267478号公報)には、ヒートスプレッダとなる金属板の片面に上溝を設ける工程、該金属板に配線層を有する基板を接着するとともに上記の上溝に樹脂を充填する工程、金属板の別の面に下溝を設けて上下の溝を連結する工程を少なくとも有する半導体装置の製造方法が記載されている。 Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-267478) discloses a step of providing an upper groove on one surface of a metal plate serving as a heat spreader, a step of adhering a substrate having a wiring layer to the metal plate and filling the upper groove with a resin. A method of manufacturing a semiconductor device having at least a step of providing a lower groove on another surface of a metal plate and connecting upper and lower grooves is described.
特許文献4(特開2000−77575号公報)には、ダイ上に、接地パッドに接続される支持部を有する放熱体(ヒートスプレッダ)が配置されたパッケージが記載されている。ここで、ヒートスプレッダは、平面視でダイと重なる中央部で膜厚が厚くなっている。 Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-77575) describes a package in which a radiator (heat spreader) having a support portion connected to a ground pad is arranged on a die. Here, the heat spreader has a thick film thickness at the central portion overlapping the die in plan view.
しかし、特許文献2に記載の技術でも、完全にバリを除くのは困難だった。特許文献1や特許文献2に記載された技術において、バリの発生を防ぐのが困難であることを図24を参照して説明する。図24は、ヒートスプレッダ6の構成を示す平面図である。まず、ヒートスプレッダ6をダイシングライン8aに沿って、第1の方向(図中上から下方向)に切断する(図24(a))。次いで、ヒートスプレッダ6をダイシングライン8bに沿って、第1の方向と直交する第2の方向(図中左から右方向)に切断する(図24(b))。このとき、ダイシングライン8a上では、既にヒートスプレッダ6が切断・除去されている。そのため、ヒートスプレッダ6をダイシングライン8bに沿って横方向に切断する際に生じたバリ10が、ダイシングライン8a上に残ってしまう。このような構成となった場合に、特許文献2に記載された技術のように、再度ダイシングライン8aに沿って、第1の方向と反対側の方向(図中下から上方向)にブレードでなぞっても、バリ10がダイシングライン8b上に移動するだけで、一旦発生したバリ10を完全に除去するのは困難である(図24(c))。
However, even with the technique described in Patent Document 2, it has been difficult to completely remove burrs. With reference to FIG. 24, it will be described that it is difficult to prevent the occurrence of burrs in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2. FIG. 24 is a plan view showing the configuration of the
本発明によれば、
基板と、
前記基板の一面上に配置され、X方向のX方向切断ラインおよび前記X方向と交差するY方向のY方向切断ラインの交点にそれぞれ貫通孔が形成された放熱板であって、当該貫通孔が当該放熱板を構成する材料よりも延性の低い低延性材料で埋め込まれている放熱板と、
を含む構造体を、前記X方向切断ラインおよび前記Y方向切断ラインにそれぞれ沿って切断し、複数の半導体装置に個片化する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention,
A substrate,
A heat radiating plate disposed on one surface of the substrate and having a through hole formed at an intersection of an X direction cutting line in the X direction and a Y direction cutting line in the Y direction intersecting the X direction, A heat sink embedded with a low ductility material having a lower ductility than the material constituting the heat sink;
Is cut along each of the X-direction cutting line and the Y-direction cutting line, and a method for manufacturing a semiconductor device is provided.
本発明によれば、
基板と、
前記基板に形成された半導体素子と、
前記基板の一面を覆うように配置された放熱板と、
を含み、
前記放熱板は四隅が除かれ、前記四隅には、当該放熱板を構成する材料よりも延性の低い低延性材料が形成されている半導体装置が提供される。
According to the present invention,
A substrate,
A semiconductor element formed on the substrate;
A heat sink arranged to cover one surface of the substrate;
Including
The heat sink is provided with a semiconductor device in which four corners are removed and a low ductility material having a lower ductility than a material constituting the heat sink is formed at the four corners.
放熱板が銅等の延性の高い材料で構成されている場合、構造体を切断用ブレードで切断する際に当該材料が延びてバリが発生してしまう。しかし、本発明の構成によれば、切断ラインの交点に放熱板を構成する材料よりも延性の低い材料が充填されているため、放熱板を構成する材料の延びを抑えることができ、バリの発生を抑えることができる。これにより、実装不良を防ぐことができる。 When the heat sink is made of a highly ductile material such as copper, when the structure is cut with a cutting blade, the material extends to generate burrs. However, according to the configuration of the present invention, since the intersection of the cutting lines is filled with a material having a lower ductility than the material constituting the heat sink, the extension of the material constituting the heat sink can be suppressed. Occurrence can be suppressed. Thereby, mounting failure can be prevented.
ここで、切断ラインの交点に何も形成されていないと、放熱板を構成する材料の延びを抑えることはできない。そのため、たとえば特許文献2に記載されたように、発生したバリを除去しようとしても、たとえばX方向切断ラインに沿って除去作業を行った場合は、上述したように、バリがY方向切断ラインの方向に変形し、逆にY方向切断ラインに沿って除去作業を行った場合には、バリがX方向切断ラインの方向に変形してしまい、一旦バリが発生してしまうと、これを完全に除くのは困難である。本発明の構成によれば、バリの発生自体を防ぐことができるため、簡易な手順で、実装不良を防ぐことができる。 Here, if nothing is formed at the intersection of the cutting lines, the extension of the material constituting the heat sink cannot be suppressed. Therefore, for example, as described in Patent Document 2, even if an attempt is made to remove the generated burr, for example, when the removal operation is performed along the X-direction cutting line, the burr is formed on the Y-direction cutting line as described above. When the removal operation is performed along the Y direction cutting line, the burr is deformed in the direction of the X direction cutting line, and once the burr is generated, this is completely removed. It is difficult to remove. According to the configuration of the present invention, since the occurrence of burrs can be prevented, mounting defects can be prevented with a simple procedure.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、簡易な手順で、放熱板を含む構造体を切断する際のバリの発生を防いで、実装不良を防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of burrs when cutting a structure including a heat sink by a simple procedure, thereby preventing mounting defects.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態における半導体装置100の構成を示す断面図である。図2は、本実施の形態における半導体装置100の構成を示す平面図である。図1は、図2のa−a線に沿った断面構造に対応する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a
半導体装置100は、基板102と、基板102の一面に搭載された半導体素子120と、基板102上に形成され、半導体素子120を封止する封止樹脂104と、封止樹脂104上に配置されたヒートスプレッダ(放熱板)106とを含む。基板102の半導体素子120が搭載された一面と反対側の面には、半田ボール126が設けられている。また、半導体素子120は、ボンディングワイヤ122を介して基板102の配線と接続されている。ボンディングワイヤ122も封止樹脂104により封止されている。基板102は、たとえば、樹脂層と配線パターンとが積層された多層配線基板とすることができる。
The
平面視において、ヒートスプレッダ106は、基板102上の四隅を除いた箇所ほぼ全面に設けられる。また、本実施の形態において、ヒートスプレッダ106が形成されていない四隅には、封止樹脂104が形成されている。封止樹脂104は、ヒートスプレッダ106を構成する材料よりも延性の低い材料とすることができる。本実施の形態において、ヒートスプレッダ106は、銅により構成することができる。
In plan view, the
ここで、ヒートスプレッダ106の封止樹脂104と接する面と反対側の一面(図1中上面)とその四隅に露出した封止樹脂104の表面とは高さがほぼ等しく形成することができる。
Here, one surface (upper surface in FIG. 1) opposite to the surface in contact with the sealing
次に、図3および図4を参照して、本実施の形態における半導体装置100の製造手順を説明する。
図3は、本実施の形態におけるヒートスプレッダ106の構成を部分的に示す平面図である。
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106には、X方向(図中横方向)のX方向切断ライン108bおよびX方向に直交するY方向(図中縦方向)のY方向切断ライン108aの交点108にそれぞれ貫通孔106aが形成されている。ここで、貫通孔106aの直径は、後に切断前パッケージ構造を個片化する際のパッケージ切断用ブレードの歯の幅よりも広くなるように形成することができる。本実施の形態において、ヒートスプレッダ106は、平板とすることができる。ここで、たとえば、平板に形成されたヒートスプレッダ106の該当箇所を打ち抜く等により貫通孔106aを形成することができる。また、シート状のヒートスプレッダ材料を打ち抜いて、個々のヒートスプレッダ106を形成する際に、同時に貫通孔106aを打ち抜くこともできる。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the manufacturing procedure of the
FIG. 3 is a plan view partially showing the configuration of the
In the present embodiment, the
本実施の形態において、図3に示したようなヒートスプレッダ106を用いて、金型200により、半導体素子120を封止樹脂104で封止する。図4(a)は、図3に示したヒートスプレッダ106のb−b線に沿った断面構造に対応する。
In the present embodiment, the
まず、基板102上に複数の半導体素子120を搭載し、ボンディングワイヤ122を介して基板102の配線と接続しておく。次いで、ワイヤボンディング済みの複数の半導体素子120が搭載された基板102を、半導体素子120が搭載された面が下型202と向かい合うようにして、金型200の上型204に配置する。また、金型200の下型202にヒートスプレッダ106を配置する。このような状態で、金型200の導入口から封止樹脂104を導入する(図4(b))。これにより、半導体素子120およびボンディングワイヤ122が封止樹脂104で封止されるとともに、ヒートスプレッダ106の貫通孔106a内にも封止樹脂104が充填される(図4(c))。この時、ヒートスプレッダ106と下型202との間に、リリースフィルム(たとえば4H−4F共重合物のフィルム、不図示)を敷いておいてもよい。リリースフィルムを敷くことで、貫通孔106a内に充填された封止樹脂104と下型202とが直接接しなくなるため、金型200からの取り外しが容易になる。
First, a plurality of
なお、図4では、金型200の導入口から封止樹脂104を導入するトランスファーモールド方式による樹脂封止を例示したが、樹脂封止は、これに限定されるものではない。たとえば、樹脂封止は、圧縮成形方式で行うこともできる。この場合も、トランスファーモールド方式と同様に、ワイヤボンディング済みの複数の半導体素子120が搭載された基板102を、半導体素子120が搭載された面が下型202と向かい合うようにして、金型200の上型204に配置する。次いで、金型200の下型202にヒートスプレッダ106を配置した状態で、封止樹脂のプリフォーム(体)をヒートスプレッダ106上に載置し、その後、プリフォーム(体)を加熱溶融しながら上型204と下型202とを閉じ合わせて樹脂封止する。
4 illustrates the resin sealing by the transfer mold method in which the sealing
図5は、金型200から外し、基板102の半導体素子120が搭載された一面と反対側の面に外部端子(半田ボール126)を形成した切断前パッケージ構造110の構成を示す断面図である。図6は、金型200から外した切断前パッケージ構造110の構成を部分的に示す平面図である。図5は、図6のc−c線に沿った断面構造に対応する。切断前パッケージ構造110は、MAP方式(多数個取り)の半導体パッケージとすることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the
このような構成の切断前パッケージ構造110を、パッケージ切断用ブレード(不図示)でX方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aに沿って切断する。これにより、図1および図2を参照して説明した半導体装置100が得られる。
The
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106には、X方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aの交点108に貫通孔106aが形成されており、貫通孔106aには封止樹脂104が埋め込まれる。ここで、封止樹脂104は、ヒートスプレッダ106を構成する材料よりも延性が低い。そのため、切断前パッケージ構造110をパッケージ切断用ブレードで切断する際に、パッケージ切断用ブレードによる切断部のだれやのびが発生しないようにすることができる。そのため、切断前パッケージ構造110をパッケージ切断用ブレードで切断する際に、交点108でのバリの発生を防ぐことができ、実装不良を防ぐことができる。
In the present embodiment, a through
また、ヒートスプレッダ106に貫通孔106aを設けておくだけで、半導体素子120を封止樹脂104で封止する際に一体成型で貫通孔106a内に封止樹脂104を埋め込む構成とすることができ、簡易な手順で上記の効果を得ることができる。
Further, by simply providing the through
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106には、X方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aの交点108に選択的に貫通孔106aを形成するので、ヒートスプレッダ106を貫通する貫通孔106aを形成しても、複数の半導体素子120に対応する平板のヒートスプレッダ106が分離されることがない。そのため、簡易な手順で、バリの発生を防ぐことのできる構成が得られる。一方、特許文献3に記載の技術では、ヒートスプレッダを個片化する際に、切断用砥石が樹脂層のみを切断するように、切断ライン全体にわたって溝を形成している。そのため、上溝と下溝とをそれぞれ形成する必要があり、工程が複雑になる。そのため、経済性に優れないという問題がある。
In the present embodiment, the
さらに、図1および図2に示した半導体装置100において、温度サイクル等がかかって半導体装置100に反りが生じた場合に応力が集中するコーナー部に半導体素子120を埋め込む封止樹脂104が一体形成されている。そのため、ヒートスプレッダ106と封止樹脂104との剥がれを生じさせる応力が低減されるため、品質の高いパッケージが得られる。
Further, in the
(第2の実施の形態)
図7は、本実施の形態におけるヒートスプレッダ106の構成を部分的に示す平面図である。
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106の貫通孔106aを予め、ヒートスプレッダ106を構成する材料よりも延性の低い低延性材料130で埋め込んでおく点で、第1の実施の形態と異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a plan view partially showing the configuration of the
The present embodiment is different from the first embodiment in that the through
本実施の形態においても、ヒートスプレッダ106には、X方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aの交点108にそれぞれ貫通孔106aが形成されている。本実施の形態において、ヒートスプレッダ106の貫通孔106aには、低延性材料130が埋め込まれている。低延性材料130は、たとえば、後に半導体素子120を封止する封止樹脂104と同様の樹脂材料により構成することができる。また、低延性材料130は、たとえば、銅より延性の低い金属やセラミック等により構成することもできる。
Also in the present embodiment, the
本実施の形態において、低延性材料130は、たとえば、貫通孔106aに対応する直径を有する棒状に形成した後、それをヒートスプレッダ106の膜厚に応じて切断してチップ化することができる。次いで、各チップを貫通孔106aに埋め込むことにより低延性材料130が貫通孔106aに埋め込まれたヒートスプレッダ106を形成することができる。また、低延性材料130として樹脂を用いる場合、印刷技術等を用いて、ヒートスプレッダ106の貫通孔106a内に低延性材料130を埋め込むこともできる。
In the present embodiment, for example, the
本実施の形態において、図7に示したようなヒートスプレッダ106を用いて、金型200により、半導体素子120を封止樹脂104で封止する。図8(a)は、図7に示したヒートスプレッダ106のd−d線に沿った断面構造に対応する。
In the present embodiment, the
本実施の形態においても、まず、基板102上に複数の半導体素子120を搭載し、ボンディングワイヤ122を介して基板102の配線と接続しておく。次いで、ワイヤボンディング済みの複数の半導体素子120が搭載された基板102を、半導体素子120が搭載された面が下型202と向かい合うようにして、金型200の上型204に配置する。また、金型200の下型202にヒートスプレッダ106を配置する。このような状態で、金型200の導入口から封止樹脂104を導入する(図8(b))。これにより、半導体素子120およびボンディングワイヤ122が封止樹脂104で封止される(図8(c))。
Also in this embodiment, first, a plurality of
図9は、金型200から外し、基板102の半導体素子120が搭載された一面と反対側の面に外部端子(半田ボール126)を形成した切断前パッケージ構造110の構成を示す断面図である。図10は、金型200から外した切断前パッケージ構造110の構成を示す平面図である。図9は、図10のe−e線に沿った断面構造に対応する。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the
このような構成の切断前パッケージ構造110を、パッケージ切断用ブレード(不図示)でX方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aに沿って切断する。これにより、図11に示した構成の半導体装置100が得られる。
The
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106には、X方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aの交点108に貫通孔106aが形成されており、貫通孔106aには低延性材料130が埋め込まれる。ここで、低延性材料130は、ヒートスプレッダ106を構成する材料よりも延性が低い。そのため、切断前パッケージ構造110をパッケージ切断用ブレードで切断する際に、パッケージ切断用ブレードによる切断部のだれやのびが発生しないようにすることができる。そのため、切断前パッケージ構造110をパッケージ切断用ブレードで切断する際に、交点108でのバリの発生を防ぐことができる。
In the present embodiment, the
(第3の実施の形態)
図12は、本実施の形態におけるヒートスプレッダ106の構成を示す平面図である。
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106に、平面視で半導体素子120と重なる箇所に、半導体素子120の方向に突出する凹部106bが形成されている点で第1の実施の形態と異なる。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the
In the present embodiment, the
本実施の形態においても、ヒートスプレッダ106には、X方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aの交点108にそれぞれ貫通孔106aが形成されている。また、本実施の形態において、ヒートスプレッダ106には、ヒートスプレッダ106を基板102上に配置したときに半導体素子120と重なる箇所に、凹部106bが形成されている。
Also in the present embodiment, the
本実施の形態において、図12に示したようなヒートスプレッダ106を用いて、金型200により、半導体素子120を封止樹脂104で封止する。図13(a)は、図12に示したヒートスプレッダ106のf−f線に沿った断面構造に対応する。本実施の形態において、ヒートスプレッダ106は、凹部106bが設けられた箇所およびその外周部の全面にわたって、略等しい厚みを有する構成とすることができる。また、凹部106bの形状は、円形状、矩形状、または多角形状等とすることができる。いずれの場合も、凹部106bは、たとえば、プレス加工により形成することができる。
In the present embodiment, the
本実施の形態においても、まず、基板102上に複数の半導体素子120を搭載し、ボンディングワイヤ122を介して基板102の配線と接続しておく。次いで、ワイヤボンディング済みの複数の半導体素子120が搭載された基板102を、半導体素子120が搭載された面が下型202と向かい合うようにして、金型200の上型204に配置する。また、金型200の下型202にヒートスプレッダ106を配置する。このとき、ヒートスプレッダ106は、凹部106bが半導体素子120の方向に突出するように配置する。このような状態で、金型200の導入口から封止樹脂104を導入する(図13(b))。これにより、半導体素子120およびボンディングワイヤ122が封止樹脂104で封止されるとともに、ヒートスプレッダ106の貫通孔106a内にも封止樹脂104が充填される(図13(c))。
Also in this embodiment, first, a plurality of
図14は、金型200から外し、基板102の半導体素子120が搭載された一面と反対側の面に外部端子(半田ボール126)を形成した切断前パッケージ構造110の構成を示す断面図である。図15は、金型200から外した切断前パッケージ構造110の構成を示す平面図である。図14は、図15のg−g線に沿った断面構造に対応する。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the
このような構成の切断前パッケージ構造110を、パッケージ切断用ブレード(不図示)でX方向切断ライン108bおよびY方向切断ライン108aに沿って切断する。これにより、図16に示した構成の半導体装置100が得られる。
The
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。また、本実施の形態において、ヒートスプレッダ106に凹部106bを設けておくことにより、ヒートスプレッダ106と半導体素子120との距離を近くすることができ、ヒートスプレッダ106による放熱性能を向上することができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, by providing the
本実施の形態において、ヒートスプレッダ106の凹部106bは、プレス加工で形成することができるため、コストアップすることなく、簡易な手順で上記の効果を得ることができる。ヒートスプレッダ106の凹部106bと貫通孔106aとは、同時に形成することもできる。特許文献4(特開2000−77575号公報)に記載の技術では、ヒートスプレッダの中央部のみ膜厚が厚くなる構成となっており、エッチング工程や曲げ加工等加工工程が多く、コストが著しく増大するという問題があった。本実施の形態においては、コストを増大することなく、放熱性能を向上できる半導体装置を提供することができる。
In the present embodiment, since the
また、図17に示すように、半導体素子120とヒートスプレッダ106の凹部106bとの間に、放熱ペースト132を設けることもできる。放熱ペースト132は、たとえばヒートスプレッダ106および基板102を金型200にセットする前に、基板102上に搭載された各半導体素子120の上面に塗布しておくことができる。このような構成により、半導体素子120からヒートスプレッダ106への放熱が向上するため、パッケージの放熱性能を向上することができる。
In addition, as shown in FIG. 17, a
また、本実施の形態で説明した凹部106bを有するヒートスプレッダ106を用いた場合も、第2の実施の形態で説明したように、ヒートスプレッダ106の貫通孔106aを予め、ヒートスプレッダ106を構成する材料よりも延性の低い低延性材料130で埋め込んでおく構成とすることもできる。
In addition, when the
なお、以上の第1から第3の実施の形態においては、半導体素子120が、ボンディングワイヤ122を介して基板102と接続される構成を示したが、半導体素子120は、基板102とフリップチップ接続された構成とすることもできる。
In the first to third embodiments described above, the configuration in which the
図18から図20にこのような構成の半導体装置100の断面図を示す。図18(a)に示したように、半導体素子120は、その素子形成面が基板102の一面と対向するように、基板102の一面上に形成され、端子142を介して基板102に形成された配線等と接続される。また、半導体素子120と基板102との間には、アンダーフィル140が形成されている。図18(a)に示した半導体装置100は、半導体素子120がフリップチップ接続で基板102と接続されている点を除き、図1に示した半導体装置100と同様の構成を有する。同様に、18(b)に示した半導体装置100は、半導体素子120がフリップチップ接続で基板102と接続されている点を除き、図11に示した半導体装置100と同様の構成を有する。
18 to 20 are sectional views of the
また、半導体素子120をフリップチップ接続で基板102と接続した構成においては、図19に示したように、半導体素子120は、封止樹脂104で封止されていない構成とすることもできる。図19(a)に示した半導体装置100において、ヒートスプレッダ106は、半導体素子120の素子形成面とは反対側の面上に、当該面と接して設けられている。また、図19(b)に示した半導体装置100において、ヒートスプレッダ106は、半導体素子120の素子形成面とは反対側の面上に、放熱ペースト132を介して設けられている。このような場合、ヒートスプレッダ106の貫通孔106aは、低延性材料130で埋め込んだ構成とすることができる。
Further, in the configuration in which the
また、半導体素子120をフリップチップ接続で基板102と接続した構成においても、以上の第3の実施の形態で説明したように、ヒートスプレッダ106に、平面視で半導体素子120と重なる箇所に、半導体素子120の方向に突出する凹部106bが形成された構成とすることができる。図20(a)、図20(b)、および図20(c)に、このような構成の半導体装置100の断面図を示す。
Even in the configuration in which the
さらに、以上の第1から第3の実施の形態においては、各半導体装置100に、それぞれ一つの半導体素子120が設けられた構成を示したが、各半導体装置100には、複数の半導体素子が設けられた構成とすることもできる。たとえば、図21(a)に示したように、基板102の一面に、半導体素子120aと半導体素子120bとが並置された構成とすることができる。この場合、切断前パッケージ構造110において、X方向切断ラインおよびY方向切断ラインでそれぞれ囲まれた領域に、半導体素子120aと半導体素子120bとが並置された構成とすることができる。
Furthermore, in the above first to third embodiments, the configuration in which each
また、たとえば、図21(b)に示したように、基板102の一面に、半導体素子120aと半導体素子120bとが積層された構成とすることもできる。この場合も、切断前パッケージ構造110において、X方向切断ラインおよびY方向切断ラインでそれぞれ囲まれた領域に、半導体素子120aと半導体素子120bとが積層された構成とすることができる。
Further, for example, as illustrated in FIG. 21B, the
(第4の実施の形態)
以上の実施の形態では、複数の半導体素子120が搭載された基板102上にヒートスプレッダ106を配置するとともに、封止樹脂104で複数の半導体素子120を封止する例を示したが、本発明のヒートスプレッダは、半導体ウェハ上で再配線や保護膜や端子の形成を行い、その後に個片化するウェハレベルパッケージに適用することもできる。
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, an example in which the
図22は、ウェハレベルパッケージの切断前パッケージ構造310の構成を示す断面図である。
本実施の形態において、基板302は、シリコンウェハ等の半導体ウェハとすることができる。基板302の一面には、接着剤(不図示)を介してヒートスプレッダ306が貼り付けられている。ここで、本実施の形態において、ヒートスプレッダ306は、以上の実施の形態で説明したヒートスプレッダ106と同様の構成を有する。ヒートスプレッダ306には、貫通孔306aが設けられている。図22(a)に示したように、たとえば、貫通孔306aは、低延性材料130と同様の材料である低延性材料330により埋め込まれた構成とすることができる。基板302の一面とは反対側の他面には、再配線のための配線や保護膜等を含む配線層304が形成されている。配線層304により、複数の半導体素子が構成される。また、配線層304が基板302と接する面と反対側の面には、外部端子320が形成されている。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the configuration of the
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態において、図22(b)に示したように、基板302とヒートスプレッダ306との間には、封止樹脂334が形成されていてもよく、貫通孔306aが封止樹脂334により埋め込まれていてもよい。また、図22(c)に示したように、貫通孔306a内は、封止樹脂334とは別体の低延性材料330で埋め込まれた構成とすることもできる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 22B, a sealing
本実施の形態においても、X方向切断ライン(不図示)およびY方向切断ライン(不図示)の交点308に貫通孔306aが形成されており、貫通孔306aには封止樹脂334または低延性材料330が埋め込まれる。ここで、封止樹脂334および低延性材料330は、いずれもヒートスプレッダ306を構成する材料よりも延性が低い。そのため、切断前パッケージ構造310をパッケージ切断用ブレードで切断する際に、パッケージ切断用ブレードによる切断部のだれやのびが発生しないようにすることができる。そのため、切断前パッケージ構造310をパッケージ切断用ブレードで切断する際に、交点308でのバリの発生を防ぐことができる。
Also in this embodiment, a through
図23(a)、図23(b)、および図23(c)は、それぞれ、図22(a)、図22(b)、および図22(c)の切断前パッケージ構造310を切断ラインに沿って切断して個片化した半導体装置300の構成を示す断面図である。
23 (a), FIG. 23 (b), and FIG. 23 (c) use the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
以上の実施の形態で説明した構成に加えて、たとえば、ヒートスプレッダの貫通孔の内壁を粗化させた構成とすることもできる。これにより、ヒートスプレッダと封止樹脂や低延性材料との密着性を良好にすることができ、剥がれの可能性を低減させることができる。また、ヒートスプレッダと基板との間に封止樹脂を設ける構成の場合、ヒートスプレッダの封止樹脂との接着面を粗化させた構成とすることもできる。これにより、ヒートスプレッダと封止樹脂との密着性を良好にすることができ、剥がれの可能性を低減させることができる。 In addition to the configuration described in the above embodiment, for example, the inner wall of the through hole of the heat spreader may be roughened. Thereby, the adhesiveness of a heat spreader, sealing resin, and a low ductility material can be made favorable, and the possibility of peeling can be reduced. Further, in the case where the sealing resin is provided between the heat spreader and the substrate, the adhesive surface of the heat spreader with the sealing resin may be roughened. Thereby, the adhesiveness of a heat spreader and sealing resin can be made favorable, and the possibility of peeling can be reduced.
また、ヒートスプレッダの貫通孔の内壁面に凹凸形状や段差を設けた構成とすることもできる。また、ヒートスプレッダの貫通孔の内壁面に凹凸形状や段差を設けるとともに、内壁を粗化させた構成とすることもできる。このような構成により、ヒートスプレッダと封止樹脂や低延性材料との密着性を良好にすることができ、剥がれの可能性を低減させることができる。 Moreover, it can also be set as the structure which provided uneven | corrugated shape and the level | step difference in the inner wall face of the through-hole of a heat spreader. Moreover, while providing an uneven | corrugated shape and a level | step difference in the inner wall face of the through-hole of a heat spreader, it can also be set as the structure which roughened the inner wall. With such a configuration, the adhesion between the heat spreader and the sealing resin or the low ductility material can be improved, and the possibility of peeling can be reduced.
100 半導体装置
102 基板
104 封止樹脂
106 ヒートスプレッダ
106a 貫通孔
106b 凹部
108 交点
108a Y方向切断ライン
108b X方向切断ライン
110 切断前パッケージ構造
120 半導体素子
120a 半導体素子
120b 半導体素子
122 ボンディングワイヤ
126 半田ボール
130 低延性材料
132 放熱ペースト
140 アンダーフィル
142 端子
200 金型
202 下型
204 上型
300 半導体装置
302 基板
304 配線層
306 ヒートスプレッダ
306a 貫通孔
308 交点
310 切断前パッケージ構造
320 外部端子
330 低延性材料
334 封止樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (24)
前記基板の一面上に配置され、X方向のX方向切断ラインおよび前記X方向と交差するY方向のY方向切断ラインの交点にそれぞれ貫通孔が形成された放熱板であって、当該貫通孔が当該放熱板を構成する材料よりも延性の低い低延性材料で埋め込まれている放熱板と、
を含む構造体を、前記X方向切断ラインおよび前記Y方向切断ラインにそれぞれ沿って切断し、複数の半導体装置に個片化する工程を含む半導体装置の製造方法。 A substrate,
A heat radiating plate disposed on one surface of the substrate and having a through hole formed at an intersection of an X direction cutting line in the X direction and a Y direction cutting line in the Y direction intersecting the X direction, A heat sink embedded with a low ductility material having a lower ductility than the material constituting the heat sink;
A method of manufacturing a semiconductor device including a step of cutting a structure including a plurality of semiconductor devices along the X-direction cutting line and the Y-direction cutting line.
前記複数の半導体装置に個片化する工程において、前記貫通孔の幅よりも幅の狭い切断用ブレードを用いて前記構造体を切断する半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the step of dividing into a plurality of semiconductor devices, the structure is cut using a cutting blade having a width smaller than that of the through hole.
前記放熱板は、銅により構成された半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1 or 2,
The said heat sink is a manufacturing method of the semiconductor device comprised with copper.
前記放熱板表面には、金属めっきが施されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 3,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a metal plating is applied to a surface of the heat sink.
前記低延性材料は樹脂である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claim 1 to 4,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the low ductility material is a resin.
前記構造体は、前記基板の前記一面上に形成された複数の半導体素子と、前記基板の前記一面と前記放熱板の間に形成された樹脂と、をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claim 1 to 5,
The structure is a method for manufacturing a semiconductor device, further comprising: a plurality of semiconductor elements formed on the one surface of the substrate; and a resin formed between the one surface of the substrate and the heat dissipation plate.
前記構造体は、素子形成面が前記基板の前記一面と対向するように、当該基板の前記一面上に形成された複数の半導体素子をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claim 1 to 5,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the structure further includes a plurality of semiconductor elements formed on the one surface of the substrate such that an element formation surface faces the one surface of the substrate.
前記構造体は、各前記半導体素子の前記素子形成面と反対の面と、前記放熱板との間に形成された樹脂をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 7,
The said structure is a manufacturing method of the semiconductor device which further contains resin formed between the surface opposite to the said element formation surface of each said semiconductor element, and the said heat sink.
前記複数の半導体装置に個片化する工程の前に、
前記貫通孔が形成された前記放熱板と、前記複数の半導体素子が搭載された前記基板とを、前記複数の半導体素子が前記放熱板と対向するように間隔を隔てて配置し、前記放熱板と前記基板との間に前記樹脂を形成して前記複数の半導体素子を前記樹脂で封止する工程をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6 or 8,
Before the step of dividing into the plurality of semiconductor devices,
The heat radiating plate in which the through-holes are formed and the substrate on which the plurality of semiconductor elements are mounted are arranged at an interval so that the plurality of semiconductor elements face the heat radiating plate, and the heat radiating plate Forming the resin between the substrate and the substrate, and further sealing the plurality of semiconductor elements with the resin.
前記低延性材料は、前記樹脂であって、
前記複数の半導体素子を前記樹脂で封止する工程において、前記樹脂を形成する前には、前記放熱板の前記貫通孔には前記低延性材料が埋め込まれておらず、前記複数の半導体素子を前記樹脂で封止する際に、前記貫通孔にも前記樹脂を埋め込む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 9,
The low ductility material is the resin,
In the step of sealing the plurality of semiconductor elements with the resin, before the resin is formed, the low ductility material is not embedded in the through hole of the heat sink, and the plurality of semiconductor elements are formed. A method of manufacturing a semiconductor device in which the resin is embedded in the through-hole when the resin is sealed.
前記複数の半導体素子を前記樹脂で封止する工程の前に、前記放熱板の前記貫通孔に前記低延性材料を埋め込む工程をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 9,
A method of manufacturing a semiconductor device, further comprising a step of embedding the low ductility material in the through hole of the heat radiating plate before the step of sealing the plurality of semiconductor elements with the resin.
前記構造体において、前記X方向切断ラインおよび前記Y方向切断ラインでそれぞれ囲まれた領域に、複数の前記半導体素子が並置された構成を有する半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claims 6-11,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plurality of semiconductor elements juxtaposed in regions surrounded by the X-direction cutting line and the Y-direction cutting line in the structure.
前記構造体において、前記X方向切断ラインおよび前記Y方向切断ラインでそれぞれ囲まれた領域に、複数の前記半導体素子が積層された構成を有する半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claims 6-11,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plurality of semiconductor elements stacked in regions surrounded by the X-direction cutting line and the Y-direction cutting line in the structure.
前記基板は、前記一面とは反対側の他面に複数の半導体素子が形成された半導体ウェハであり、
前記放熱板は、前記半導体ウェハの前記一面を覆うように設けられた半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claim 1 to 5,
The substrate is a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor elements are formed on the other surface opposite to the one surface,
The said heat sink is a manufacturing method of the semiconductor device provided so that the said one surface of the said semiconductor wafer might be covered.
前記構造体は、前記半導体ウェハの前記一面と前記放熱板との間に形成された樹脂をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 14,
The structure is a method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a resin formed between the one surface of the semiconductor wafer and the heat sink.
前記複数の半導体装置に個片化する工程の前に、
前記貫通孔が形成された前記放熱板と、前記半導体ウェハの前記一面とを、対向するように間隔を隔てて配置し、前記放熱板と前記半導体ウェハとの間に前記樹脂を形成して前記半導体ウェハを前記樹脂で封止する工程をさらに含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
Before the step of dividing into the plurality of semiconductor devices,
The heat radiating plate in which the through-hole is formed and the one surface of the semiconductor wafer are arranged so as to oppose each other, and the resin is formed between the heat radiating plate and the semiconductor wafer. The manufacturing method of the semiconductor device which further includes the process of sealing a semiconductor wafer with the said resin.
前記放熱板には、平面視で各前記半導体素子と重なる箇所に、当該半導体素子に近づく方向に突出した凹部が形成された半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claims 6-13,
The manufacturing method of the semiconductor device by which the recessed part which protruded in the direction which approaches the said semiconductor element in the location which overlaps with each said semiconductor element by planar view was formed in the said heat sink.
前記基板に形成された半導体素子と、
前記基板の一面を覆うように配置された放熱板と、
を含み、
前記放熱板は四隅が除かれ、前記四隅には、当該放熱板を構成する材料よりも延性の低い低延性材料が形成されている半導体装置。 A substrate,
A semiconductor element formed on the substrate;
A heat sink arranged to cover one surface of the substrate;
Including
A semiconductor device in which the corners of the heat radiating plate are removed, and a low ductility material having a lower ductility than the material constituting the heat radiating plate is formed in the four corners.
前記半導体素子が、前記基板の前記一面に形成された半導体装置。 The semiconductor device according to claim 18.
A semiconductor device in which the semiconductor element is formed on the one surface of the substrate.
前記基板の前記一面上に形成され、前記半導体素子を封止する樹脂をさらに含む半導体装置。 The semiconductor device according to claim 19,
A semiconductor device further comprising a resin formed on the one surface of the substrate and encapsulating the semiconductor element.
前記低延性材料は、前記樹脂である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 20, wherein
The semiconductor device in which the low ductility material is the resin.
前記基板の前記一面には、複数の前記半導体素子が並置された構成を有する半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 19 to 21,
A semiconductor device having a configuration in which a plurality of the semiconductor elements are juxtaposed on the one surface of the substrate.
前記基板の前記一面には、複数の前記半導体素子が積層された構成を有する半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 19 to 21,
A semiconductor device having a configuration in which a plurality of the semiconductor elements are stacked on the one surface of the substrate.
前記放熱板には、平面視で前記半導体素子と重なる箇所に、当該半導体素子に近づく方向に突出した凹部が形成された半導体装置。 24. The semiconductor device according to claim 19, wherein
The semiconductor device in which the heat sink has a recess protruding in a direction approaching the semiconductor element at a location overlapping the semiconductor element in plan view.
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