JP2011181641A - パッケージ基板の加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 反りがあるパッケージ基板でも研削して薄い半導体デバイスを製造可能なパッケージ基板の加工方法を提供することである。
【解決手段】 格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された基板上の各領域に半導体チップが固定されて樹脂で封止され、樹脂面と該樹脂面の反対側の電極面とを有するパッケージ基板の加工方法であって、該パッケージ基板の樹脂面側又は電極面側から分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削して切削溝を形成し、該パッケージ基板の反りを補正する反り補正ステップと、該反り補正ステップを実施した後、該パッケージ基板の該電極面側を保持テーブルで保持して該樹脂面を研削し、該パッケージ基板を所定の厚みへと薄化する研削ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の半導体チップが樹脂で封止されたパッケージ基板の加工方法に関する。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、ＬＳＩ等の回路が形成された複数の半導体チップがリードフレームやプリント基板にマウントされて各電極がボンディング接続された後、樹脂によって封止されることでＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）基板等のパッケージ基板が形成される。
その後、パッケージ基板を切削ブレード等でダイシングして個片化することで樹脂封止された個々の半導体デバイスが製造される。このようにして製造された半導体デバイスは、携帯電話やパソコン等の電子機器に広く利用されている。
近年の電子機器の小型化・薄型化に伴って、半導体デバイスも小型化・薄型化が切望されており、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体チップが樹脂封止されたパッケージ基板の樹脂封止面を研削して薄化したいとの要望がある。
パッケージ基板の研削には、例えば特開２００８−２７２８６６号公報に開示されるようなグラインダと呼ばれる研削装置が広く使用される。このような研削装置は、パッケージ基板等の被研削物を吸引保持する保持テーブルと、保持テーブルで保持された被研削物に対向して配設された研削砥石とを備え、研削砥石が被研削物に当接した状態で摺動することにより研削が遂行される。
特開２００８−２７２８６６号公報
ところが、樹脂によって半導体チップを封止する際の熱の影響などにより、パッケージ基板には反りが生じ易い。反りのあるパッケージ基板を研削装置の保持テーブルで吸引保持しようとしても、パッケージ基板と保持テーブルとが密接しない部分から負圧がリークして、パッケージ基板を保持できず、その結果パッケージ基板を研削できないという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反りがあるパッケージ基板でも研削して薄い半導体デバイスを製造可能なパッケージ基板の加工方法を提供することである。
本発明によると、格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された基板上の各領域に半導体チップが固定されて樹脂で封止され、樹脂面と該樹脂面の反対側の電極面とを有するパッケージ基板の加工方法であって、該パッケージ基板の樹脂面側又は電極面側から分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削して切削溝を形成し、該パッケージ基板の反りを補正する反り補正ステップと、該反り補正ステップを実施した後、該パッケージ基板の該電極面側を保持テーブルで保持して該樹脂面を研削し、該パッケージ基板を所定の厚みへと薄化する研削ステップと、を具備したことを特徴とするパッケージ基板の加工方法が提供される。
好ましくは、前記反り補正ステップでは、前記パッケージ基板の前記電極面側から前記分割予定ラインに沿って前記切削ブレードで該パッケージ基板に切り込み、前記所定厚みに至る切削溝を形成する。
好ましくは、パッケージ基板の加工方法は、前記反り補正ステップを実施する前に、前記パッケージ基板の前記電極面側に支持部材を配設する支持部材配設ステップを更に具備し、前記反り補正ステップでは、前記樹脂面側から前記分割予定ラインに沿って前記切削ブレードで該パッケージ基板に切り込み、該支持部材に至る切削溝を形成する。
本発明のパッケージ基板の加工方法によると、パッケージ基板に形成された切削溝によってパッケージ基板の反りが補正されるため、反りがあったパッケージ基板でも研削装置の保持テーブルで吸引保持して研削を遂行することができ、薄い半導体デバイスを製造することが可能となる。
ＣＳＰ基板の平面図である。 図１に示したＣＳＰ基板の裏面図である。 ＢＧＡ基板の平面図である。 図３に示したＢＧＡ基板の裏面図である。 電極面側から切削する本発明第１実施形態のフローチャートである。 切削ステップを示す断面図である。 保護部材配設ステップを示す分解斜視図である。 研削ステップを示す側面図である。 ピックアップステップを示す断面図である。 樹脂面側から切削する本発明第２実施形態のフローチャートである。 支持部材配設ステップを示す分解斜視図である。 切削ステップを示す断面図である。 研削ステップを示す側面図である。 ピックアップステップを示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の加工方法の対象となるパッケージ基板の一例の平面図が示されている。パッケージ基板２はＣＳＰ基板であり、矩形状の金属フレーム４を有している。金属フレーム４の外周余剰領域５及び非チップ領域５ａによって囲繞された領域には、図示の例では３つのチップ領域６ａ，６ｂ，６ｃが存在する。
各チップ領域６ａ，６ｂ，６ｃにおいては、互いに直交するように格子状に設けられた第１及び第２分割予定ライン８ａ，８ｂによって区画された各領域にチップ形成部１０が画成され、個々のチップ形成部１０には複数の電極１２が形成されている。チップ形成部１０の裏面側には半導体チップがＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）で貼着されている。
各電極１２同士は金属フレーム４にモールドされた樹脂により絶縁されている。第１分割予定ライン８ａ及び第２分割予定ライン８ｂを切削することにより、その両側に各半導体チップの電極１２が現れる。金属フレーム４の四隅には丸穴１８が形成されている。図２を参照すると、図１に示されたパッケージ基板２の裏面図が示されている。各チップ領域６ａ，６ｂ，６ｃの裏面側はモールド樹脂１６で覆われている。
図３を参照すると、パッケージ基板の他の例の平面図が示されている。パッケージ基板２０はＢＧＡ基板であり、樹脂基板２２上に複数の半導体チップを実装して構成されている。
図３の一部拡大図に示すように、互いに直交するように格子状に設けられた第１及び第２分割予定ライン２４ａ，２４ｂによって区画された各領域にチップ形成部２６が画成されている。各チップ形成部２６の４辺には複数のボール状電極２８が突出している。図４を参照すると、図３に示したパッケージ基板２０の裏面図が示されている。樹脂基板２２に搭載された各半導体チップはモールド樹脂３０で覆われている。
図１及び図２に示されたようなパッケージ基板２及び図３及び図４に示されたようなパッケージ基板２０は、樹脂によって半導体チップを封止する際の熱の影響により、一般的に反りが生じている。このように反りが生じたパッケージ基板を薄く加工することが可能な、本発明実施形態のパッケージ基板の加工方法について図５乃至図１４を参照して以下に説明する。
図５を参照すると、電極面側から切削する本発明第１実施形態の加工方法のフローチャートが示されている。まずステップＳ１０で、切削すべきパッケージ基板２のアライメントを実施する。即ち、パッケージ基板２と切削ブレードとの平行出しをして、切削すべき分割予定ライン８ａ，８ｂを検出する。
アライメント実施後、ステップＳ１１へ進んで、図６に示すように切削装置の図示しない保持テーブルでモールド樹脂１６側を吸引保持しながら、切削ブレード３２をパッケージ基板２の電極面４ａ側から所定厚み（デバイスの仕上がり厚み）ｔ１以上の深さまで切り込ませて、分割予定ライン８ａ，８ｂに沿って複数の切削溝３４を形成し、パッケージ基板２の反りを補正する（反り補正ステップ）。
図６に示した反り補正ステップでは、切削装置の保持テーブルでモールド樹脂１６を直接吸引保持して切削溝３４を形成しているが、モールド樹脂１６側にダイシングテープ等の粘着テープを配設した場合には、切削ブレード３２を粘着テープまで切り込ませるフルカットを実施してもよい。
反り補正ステップを実施後、ステップＳ１２へ進んで図７に示すようにパッケージ基板２の電極面４ａに保護テープ等の保護部材３６を配設する。モールド樹脂１６側を粘着テープに貼着した場合には、ステップＳ１２の前か後で粘着テープを除去する。
次いで、ステップＳ１３へ進んで、図８に示すように研削装置の保持テーブル３８で保護部材３６を介してパッケージ基板２を吸引保持し、パッケージ基板２の樹脂面１６ａ側を研削してパッケージ基板２を所定厚みｔ１へ薄化する。
即ち、保持テーブル３８を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、複数の研削砥石４２が固定された研削ホイール４０を例えば６０００ｒｐｍで回転させながらパッケージ基板２の樹脂面１６ａに当接させてモールド樹脂１６を研削し、パッケージ基板２を所定厚みｔ１へ薄化する。
この時、図６に示すように切削ブレード３２でパッケージ基板２をフルカットしていない場合には、この研削ステップを実施することにより切削溝３４が樹脂面１６ａに表出し、パッケージ基板２が個々の半導体デバイス４４へと分割される。
次いで、ステップＳ１４へ進んで保護部材３６から各半導体デバイス４４を取り外す。即ち、図９に示すように、ピックアップ装置のピックアップコレット４６で個々に分割された半導体デバイス４４をピックアップする。
図１０を参照すると、樹脂面側から切削する本発明第２実施形態の加工方法のフローチャートが示されている。本実施形態では、まずステップＳ２０でパッケージ基板２の電極面４ａ側に支持部材を配設する。
即ち、図１１に示すように、パッケージ基板２の電極面４ａ側を外周部が環状フレーム５２に貼着されたダイシングテープ等の粘着テープ５０に貼着する。これにより、パッケージ基板２は粘着テープ５０を介して環状フレーム５２により支持された状態となる。
次いで、ステップＳ２１へ進んでパッケージ基板２のアライメントを実施する。即ち、パッケージ基板２と切削ブレード３２との平行出しをするとともに、切削すべき分割予定ライン８ａ，８ｂを検出する。このアライメントは、パッケージ基板２の四隅に形成された丸穴１８を基準として実施する。
次いで、ステップＳ２２へ進んで、図１２に示すように切削装置の図示しない保持テーブルで粘着テープ５０側を吸引保持しながら、切削ブレード３２を樹脂面１６ａ側から支持部材である粘着テープ５０まで切り込ませて、分割予定ライン８ａ，８ｂに沿って複数の切削溝５４を形成してパッケージ基板２の反りを補正する（反り補正ステップ）。
反り補正ステップ実施後、ステップＳ２３へ進んでパッケージ基板２を所定厚みｔ１へと薄化する研削ステップを実施する。即ち、図１３に示すように、永久磁石等のフレーム固定部材５６で環状フレーム５２を固定して、研削装置の保持テーブル３８で粘着テープ５０を介してパッケージ基板２を吸引保持する。
保持テーブル３８を矢印Ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石４２をパッケージ基板２の樹脂面１６ａに当接させて研削ホイール４０を矢印Ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させてパッケージ基板２のモールド樹脂１６を研削して、パッケージ基板２を所定厚みｔ１へ薄化する。
研削ステップ実施後、ステップＳ２４へ進んで支持部材から各半導体デバイス４４を取り外す。即ち、図１４に示すように、ピックアップ装置のピックアップコレット４６で半導体デバイス４４を粘着テープ５０からピックアップする。
２ パッケージ基板（ＣＳＰ基板）
４ 金属フレーム
６ａ，６ｂ，６ｃ チップ領域
８ａ，８ｂ 分割予定ライン
１０ チップ形成部
１２ 電極
１４ 半導体チップ
１６ モールド樹脂
２０ パッケージ基板（ＢＧＡ基板）
２４ａ，２４ｂ 分割予定ライン
２６ チップ形成部
２８ ボール電極
３０ モールド樹脂
１５ ＤＡＦ
３２ 切削ブレード
３４ 切削溝
３６ 保護部材（保護テープ）
４０ 研削ホイール
４４ 半導体デバイス
４６ ピックアップコレット
５０ 粘着テープ
５２ 環状フレーム
５４ 切削溝

Claims (3)

  1. 格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された基板上の各領域に半導体チップが固定されて樹脂で封止され、樹脂面と該樹脂面の反対側の電極面とを有するパッケージ基板の加工方法であって、
    該パッケージ基板の樹脂面側又は電極面側から該分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削して切削溝を形成し、該パッケージ基板の反りを補正する反り補正ステップと、
    該反り補正ステップを実施した後、該パッケージ基板の該電極面側を保持テーブルで保持して該樹脂面を研削し、該パッケージ基板を所定の厚みへと薄化する研削ステップと、
    を具備したことを特徴とするパッケージ基板の加工方法。
  2. 前記反り補正ステップでは、前記パッケージ基板の前記電極面側から前記分割予定ラインに沿って前記切削ブレードで該パッケージ基板に切り込み、前記所定厚みに至る切削溝を形成する請求項１記載のパッケージ基板の加工方法。
  3. 前記反り補正ステップを実施する前に、前記パッケージ基板の前記電極面側に支持部材を配設する支持部材配設ステップを更に具備し、
    前記反り補正ステップでは、前記樹脂面側から前記分割予定ラインに沿って前記切削ブレードで該パッケージ基板に切り込み、該支持部材に至る切削溝を形成する請求項１記載のパッケージ基板の加工方法。
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