JP2024119587A - Manufacturing method of resin-sealed substrate - Google Patents

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Abstract

To provide a resin-sealed substrate manufacturing method that in exposing a head of a resin-sealed chip using a grinding device, inhibits a load of grinding from increasing as compared with conventional methods.SOLUTION: A resin-sealed substrate manufacturing method according to one aspect of the invention includes: a chip arrangement step of arranging a chip on a top face of a substrate; a damage layer formation step of forming a damage layer on the top face of the substrate before or after the chip arrangement step; a sealing step of sealing the chip by fixing, to the top face of the substrate, the chip and resin integrated by coating at least part of the top face of the substrate and a side face and the top face of the chip with the resin; and a grinding step of forming a resin-sealed substrate by exposing the top face of the chip from the resin by using a grinding wheel to grind and remove a part above the chip, of the resin. The grinding step grinds the damage layer together with the resin.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、樹脂封止基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a resin-sealed substrate.

半導体デバイスの製造プロセスでは、基板の表面に多数のチップを配置してなるワークピースの基板の裏面側を研削装置が研削して、このワークピースを薄化することにより、所望の厚みの半導体デバイスが実現される。また、昨今の半導体デバイスの顕著な薄型化への要望に伴い、ワークピースは、これまでよりも一層薄く加工される傾向にある。 In the manufacturing process of semiconductor devices, a workpiece, which consists of a large number of chips arranged on the surface of a substrate, is thinned by grinding the back side of the substrate using a grinding device to produce a semiconductor device of the desired thickness. In addition, with the recent demand for thinner semiconductor devices, there is a trend for workpieces to be processed even thinner than before.

一般に、ワークピースの研削は、その厚みを測定しながら進められる。このような方法でワークピースの研削を行う研削装置の例として、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1には、測定用プローブをワークピースである半導体ウェーハの上面に接触させながらその厚みを正確に計測し、半導体ウェーハを所望の厚みに研削する研削装置が開示されている。 Generally, the grinding of a workpiece is carried out while measuring its thickness. An example of a grinding device that grinds a workpiece in this manner is described in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a grinding device that accurately measures the thickness of a workpiece, a semiconductor wafer, while contacting the top surface of the workpiece with a measuring probe, and grinds the semiconductor wafer to the desired thickness.

特開2000-6018号公報JP 2000-6018 A

例えば、Si(シリコン)ポストが樹脂封止されてなるワークピースを研削してSiポストの頭出しを行う場合に、研削装置は、Siポストを覆う樹脂を研削して除去する。しかしながら、このような研削の工程では、研削装置が研削する材質が、樹脂から、樹脂及びSiに変わるので、この際に、研削の負荷が増加する。この結果、研削装置が異常状態となってアラームを発し、ワークピースの研削が停止される場合がある。 For example, when grinding a workpiece in which a silicon (Si) post is sealed in resin to expose the Si post, the grinding device grinds and removes the resin covering the Si post. However, in this type of grinding process, the material being ground by the grinding device changes from resin to resin and Si, and the grinding load increases at this time. As a result, the grinding device may enter an abnormal state, issue an alarm, and stop grinding the workpiece.

よって、本発明の目的は、研削装置を用いて、樹脂封止されたチップの頭出しを行う際に、従来の方法に比べて研削の負荷の増加が抑制される樹脂封止基板の製造方法を提供することである。 The object of the present invention is therefore to provide a method for manufacturing a resin-sealed substrate that suppresses an increase in the grinding load compared to conventional methods when exposing the head of a resin-sealed chip using a grinding device.

本発明の一側面によれば、基板と、該基板の上面に設けられたチップと、該チップを被覆する樹脂と、を備える樹脂封止基板の製造方法であって、該基板の上面に該チップを配置するチップ配置ステップと、該チップ配置ステップの前又は該チップ配置ステップの後に、該チップの上面にダメージ層を形成するダメージ層形成ステップと、該基板の上面の少なくとも一部と、該チップの側面及び上面と、を該樹脂で被覆することにより、該チップと該樹脂とを一体化させて該基板の上面に固定し、該チップを封止する封止ステップと、該樹脂の該チップよりも上方の部分を研削砥石で研削して除去することにより、該樹脂から該チップの上面を露出させて該樹脂封止基板を形成する研削ステップと、を含み、該研削ステップでは、該樹脂とともに該ダメージ層を研削する樹脂封止基板の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a resin-sealed substrate comprising a substrate, a chip provided on an upper surface of the substrate, and a resin covering the chip, the method including: a chip placement step for placing the chip on the upper surface of the substrate; a damage layer formation step for forming a damage layer on the upper surface of the chip before or after the chip placement step; a sealing step for covering at least a portion of the upper surface of the substrate and the side and upper surface of the chip with the resin, thereby integrating the chip and the resin and fixing them to the upper surface of the substrate and sealing the chip; and a grinding step for removing a portion of the resin above the chip with a grinding wheel to expose the upper surface of the chip from the resin and form the resin-sealed substrate, and in the grinding step, the damage layer is ground together with the resin.

好ましくは、該チップ配置ステップでは、厚みが異なる複数個の該チップを該基板の上面に配置する。 Preferably, in the chip placement step, multiple chips of different thicknesses are placed on the upper surface of the substrate.

好ましくは、該ダメージ層形成ステップでは、該チップが吸収可能な波長を有するレーザービームを該チップの上面に照射することにより該チップの上面に該ダメージ層を形成する。 Preferably, in the damage layer forming step, the damage layer is formed on the upper surface of the chip by irradiating the upper surface of the chip with a laser beam having a wavelength that can be absorbed by the chip.

好ましくは、該ダメージ層形成ステップでは、研削砥石によって該チップの上面を研削することにより該チップの上面に該ダメージ層を形成する。 Preferably, in the damage layer forming step, the damage layer is formed on the upper surface of the chip by grinding the upper surface of the chip with a grinding wheel.

本発明の一側面に係る樹脂封止基板の製造方法では、頭出しするチップの上面にダメージ層を形成しておくことで、チップの上面が露出する時にダメージ層が研削され、研削砥石の消耗が促される。これにより研削砥石のコンディションを良好に保つことが可能となり、研削の負荷の増加が抑制される。 In a method for manufacturing a resin-encapsulated substrate according to one aspect of the present invention, a damage layer is formed on the top surface of the chip to be exposed. When the top surface of the chip is exposed, the damage layer is ground away, accelerating wear of the grinding wheel. This makes it possible to keep the condition of the grinding wheel in good condition, and suppresses an increase in the grinding load.

また、露出させるチップの高さを変えておく場合には、チップ毎に露出のタイミングがずれるので、研削砥石の消耗を異なる複数のタイミングで促すことができる。 In addition, if the height of the exposed chips is varied, the timing of exposure will differ for each chip, allowing the wear of the grinding wheel to be promoted at multiple different times.

図1は、第1実施形態で用いられる研削装置を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view that illustrates a grinding device used in the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る樹脂封止基板の製造方法を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram showing the method for manufacturing the resin-encapsulated substrate according to the first embodiment. 図3(a)は、図2のチップ配置ステップにおける基板等の状態を示す断面図であり、図3(b)は、図2のダメージ層形成ステップにおける基板等の状態を示す断面図であり、図3(c)は、図2の封止ステップにおける基板等の状態を示す断面図であり、図3(d)は、図2の研削ステップにおける基板等の状態を示す断面図である。3(a) is a cross-sectional view showing the state of the substrate etc. at the chip placement step of FIG. 2, FIG. 3(b) is a cross-sectional view showing the state of the substrate etc. at the damage layer formation step of FIG. 2, FIG. 3(c) is a cross-sectional view showing the state of the substrate etc. at the sealing step of FIG. 2, and FIG. 3(d) is a cross-sectional view showing the state of the substrate etc. at the grinding step of FIG. 2. 図4は、図3(b)に示される基板、チップ及びダメージ層を拡大する断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the substrate, the chip, and the damaged layer shown in FIG. 図5は、図3(d)に示される樹脂封止基板の樹脂が研削されている様子を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view that illustrates a state in which the resin of the resin-sealed substrate illustrated in FIG. 図6は、図5の一部分の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion of FIG. 図7は、第2実施形態に係る樹脂封止基板の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a resin-encapsulated substrate according to the second embodiment. 図8は、図7に示す樹脂封止基板の樹脂が研削されている様子を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view that typically shows a state in which the resin of the resin-sealed substrate shown in FIG. 7 is being ground away.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態で用いられる研削装置2を模式的に示す斜視図である。なお、図1では、研削装置2を構成する一部の要素が機能ブロックで表現されている。また、以下の説明において使用されるX軸(第1軸)、Y軸(第2軸)、及びZ軸(第3軸)は、互いに垂直である。 The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the attached drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a grinding device 2 used in the first embodiment. In FIG. 1, some of the elements constituting the grinding device 2 are expressed as functional blocks. In addition, the X-axis (first axis), Y-axis (second axis), and Z-axis (third axis) used in the following description are perpendicular to each other.

図1に示されるように、研削装置2は、この研削装置2を構成する各種の要素を支持する基台4を備えている。基台4の上面には、X軸に対して概ね平行な方向(前後方向)に長い開口部4aが形成されている。開口部4a内には、ボールねじ式のX軸移動機構6が配置されている。X軸移動機構6は、ボールねじに連結されるモーター等(不図示)と、移動テーブル(不図示)と、を含んでおり、この移動テーブルをX軸に沿って前後に移動させる。 As shown in FIG. 1, the grinding device 2 has a base 4 that supports various elements that make up the grinding device 2. A long opening 4a is formed on the top surface of the base 4 in a direction roughly parallel to the X-axis (front-rear direction). A ball screw type X-axis movement mechanism 6 is disposed within the opening 4a. The X-axis movement mechanism 6 includes a motor (not shown) connected to the ball screw and a moving table (not shown), and moves the moving table back and forth along the X-axis.

移動テーブルの上方は、テーブルカバー8によって覆われている。また、テーブルカバー8の前後には、移動テーブル(テーブルカバー8)の移動に応じて伸縮できる蛇腹状の防塵防滴カバー10が取り付けられている。この移動テーブルの上部には、樹脂封止基板の製造に使用される板状の基板11を保持できるように構成されたチャックテーブル12が、テーブルカバー8から部分的に露出する態様で配置されている。 The top of the moving table is covered by a table cover 8. In addition, bellows-shaped dust-proof and drip-proof covers 10 that can expand and contract in response to the movement of the moving table (table cover 8) are attached to the front and rear of the table cover 8. A chuck table 12 that is configured to hold a plate-shaped substrate 11 used in the manufacture of resin-encapsulated substrates is arranged above the moving table in a manner that is partially exposed from the table cover 8.

基板11は、例えば、シリコン等の半導体材料で構成される円盤状のウェーハである。つまり、この基板11は、円形状の表面(上面)11aと、表面11aとは反対側の円形状の裏面(底面)11bと、を有している。基板11の表面11a側は、互いに交差する複数のストリート(分割予定ライン)で複数の小領域に区画されており、各小領域には、集積回路(IC:Integrated Circuit)等のデバイスが形成されている。 The substrate 11 is, for example, a disk-shaped wafer made of a semiconductor material such as silicon. That is, the substrate 11 has a circular surface (top) 11a and a circular back surface (bottom) 11b opposite the surface 11a. The surface 11a side of the substrate 11 is divided into a number of small regions by a number of intersecting streets (planned division lines), and devices such as integrated circuits (ICs) are formed in each small region.

この基板11を使用して樹脂封止基板を製造する際には、後述するように、基板11の表面11aの各デバイスに対応する小領域にチップ60が配置される(図3参照)。そして、各チップ60の全体と、基板11の表面11aの少なくとも一部とが、樹脂64で被覆される。つまり、この樹脂64によって、各チップ60が封止される。本実施形態の研削装置2は、例えば、この樹脂封止基板の製造工程において、樹脂64で封止されたチップ60の上面を露出させる際に使用される。 When manufacturing a resin-sealed substrate using this substrate 11, as described below, chips 60 are placed in small regions on the surface 11a of the substrate 11 that correspond to each device (see FIG. 3). Then, the entirety of each chip 60 and at least a portion of the surface 11a of the substrate 11 are covered with resin 64. In other words, each chip 60 is sealed with this resin 64. The grinding device 2 of this embodiment is used, for example, when exposing the top surface of the chip 60 sealed with resin 64 in the manufacturing process of this resin-sealed substrate.

また、本実施形態では、シリコン等の半導体材料で構成される円盤状のウェーハが基板11として用いられているが、基板11の材質、形状、構造、大きさ等は、この態様に制限されない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料で構成される基板等が基板11として用いられ得る。同様に、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等も、上述の態様に制限されない。基板11には、デバイスが形成されていなくてもよい。 In addition, in this embodiment, a disk-shaped wafer made of a semiconductor material such as silicon is used as the substrate 11, but the material, shape, structure, size, etc. of the substrate 11 are not limited to this embodiment. For example, a substrate made of other materials such as semiconductors, ceramics, resins, metals, etc. may be used as the substrate 11. Similarly, the type, number, shape, structure, size, arrangement, etc. of the devices are not limited to the above embodiment. The substrate 11 does not need to have any devices formed thereon.

チャックテーブル12は、モーター等の回転駆動源(不図示)に接続されており、Z軸に対して平行な回転軸、又はZ軸に対して僅かに傾いた回転軸の周りに回転する。チャックテーブル12の上面12aの一部は、例えば、多孔質材によって構成されており、その上面12aの一部が、表面11a側が樹脂で被覆されている基板11の裏面11b側を保持する保持面となる。すなわち、チャックテーブル12は、基板11を保持する保持面を上部に備えている。 The chuck table 12 is connected to a rotary drive source (not shown) such as a motor, and rotates around a rotation axis parallel to the Z axis or a rotation axis slightly tilted relative to the Z axis. A portion of the upper surface 12a of the chuck table 12 is made of, for example, a porous material, and a portion of the upper surface 12a serves as a holding surface that holds the back surface 11b side of the substrate 11, the front surface 11a side of which is coated with resin. In other words, the chuck table 12 has a holding surface on the upper portion that holds the substrate 11.

チャックテーブル12の保持面は、このチャックテーブル12の内部に形成された吸引路(不図示)等を介して、負圧を生成できるエジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。チャックテーブル12に搬入された基板11は、保持面に作用する吸引源の負圧によって、裏面11b側を吸引される。このように、チャックテーブル12は、表面11a側が樹脂で被覆されている基板11の裏面11b側を保持面で吸引することにより基板11を保持する。 The holding surface of the chuck table 12 is connected to a suction source (not shown) such as an ejector capable of generating negative pressure via a suction path (not shown) formed inside the chuck table 12. The back surface 11b of the substrate 11 brought into the chuck table 12 is sucked in by the negative pressure of the suction source acting on the holding surface. In this way, the chuck table 12 holds the substrate 11 by sucking in the back surface 11b of the substrate 11, the front surface 11a of which is covered with resin, with the holding surface.

上述したX軸移動機構6で移動テーブルをX軸に沿って前後に移動させると、チャックテーブル12もX軸に沿って前後に移動する。より具体的には、X軸移動機構6は、チャックテーブル12を、例えば、基板11がチャックテーブル12に搬入される前方の搬入搬出領域と、搬入搬出領域の後方の研削領域と、の間で移動させる。 When the moving table is moved back and forth along the X-axis by the above-mentioned X-axis moving mechanism 6, the chuck table 12 also moves back and forth along the X-axis. More specifically, the X-axis moving mechanism 6 moves the chuck table 12, for example, between a load/unload area in front where the substrate 11 is loaded onto the chuck table 12, and a grinding area behind the load/unload area.

研削領域の後方(つまり、X軸移動機構6の後方)には、柱状の支持構造14が設けられている。支持構造14の前面側には、Z軸移動機構16が配置されている。Z軸移動機構16は、Z軸に対して概ね平行な方向(上下方向)に長い一対のガイドレール18を備え、この一対のガイドレール18には、移動プレート20がスライドできる態様で取り付けられている。 A columnar support structure 14 is provided behind the grinding area (i.e., behind the X-axis movement mechanism 6). A Z-axis movement mechanism 16 is disposed on the front side of the support structure 14. The Z-axis movement mechanism 16 has a pair of guide rails 18 that are long in a direction (up and down direction) roughly parallel to the Z axis, and a moving plate 20 is attached to the pair of guide rails 18 in a manner that allows it to slide.

移動プレート20の後面側には、ボールねじを構成するナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Z軸に対して概ね平行なねじ軸22が回転できる態様で連結されている。ねじ軸22の一端部には、モーター24等が接続されている。モーター24等によりねじ軸22を回転させることで、移動プレート20は、ガイドレール18に沿って上下に移動する。 A nut portion (not shown) that constitutes a ball screw is provided on the rear side of the moving plate 20, and a screw shaft 22 that is roughly parallel to the Z axis is connected to this nut portion in a rotatable manner. A motor 24 or the like is connected to one end of the screw shaft 22. By rotating the screw shaft 22 by the motor 24 or the like, the moving plate 20 moves up and down along the guide rail 18.

移動プレート20の前面には、支持具26が設けられている。この支持具26には、研削領域のチャックテーブル12により保持された基板11の表面11a側を被覆している樹脂を研削できる研削ユニット28が支持されている。研削ユニット28は、支持具26に固定されるスピンドルハウジング30を含む。スピンドルハウジング30には、Z軸に対して平行な回転軸、又はZ軸に対して僅かに傾いた回転軸となるスピンドル32が、その軸心の周りに回転できる態様で収容されている。 A support 26 is provided on the front surface of the moving plate 20. A grinding unit 28 capable of grinding the resin coating the front surface 11a side of the substrate 11 held by the chuck table 12 in the grinding area is supported on this support 26. The grinding unit 28 includes a spindle housing 30 fixed to the support 26. The spindle housing 30 contains a spindle 32 whose rotation axis is parallel to the Z axis or slightly inclined to the Z axis, in a manner that allows it to rotate around its axis.

スピンドル32の下端部は、スピンドルハウジング30の下端面から露出しており、このスピンドル32の下端部には、円盤状のマウント34が固定されている。例えば、マウント34の外縁部には、マウント34を厚みの方向に貫通する複数の穴(不図示)が設けられており、各孔には、ボルト36が挿入される。 The lower end of the spindle 32 is exposed from the lower end surface of the spindle housing 30, and a disk-shaped mount 34 is fixed to the lower end of the spindle 32. For example, the outer edge of the mount 34 is provided with multiple holes (not shown) that penetrate the mount 34 in the thickness direction, and a bolt 36 is inserted into each hole.

マウント34の下面には、上述したボルト36により研削ホイール38が固定される。つまり、スピンドル32には、マウント34等を介して研削ホイール38が装着される。また、スピンドルハウジング30には、スピンドル32の上端側に接続されるモーター(不図示)等が収容されている。このモーター等の動力により、スピンドル32とともに研削ホイール38が回転する。 The grinding wheel 38 is fixed to the underside of the mount 34 by the bolts 36 described above. In other words, the grinding wheel 38 is attached to the spindle 32 via the mount 34, etc. The spindle housing 30 also contains a motor (not shown) etc. that is connected to the upper end side of the spindle 32. The grinding wheel 38 rotates together with the spindle 32 due to the power of this motor etc.

ホイール基台40の下面には、環状の溝(不図示)が開口しており、この溝には、ダイヤモンド等の砥粒がビトリファイドやレジノイド等の結合剤に分散されてなる複数の研削砥石42が、ホイール基台40の周方向に沿って配置されている。つまり、複数の研削砥石42は、ホイール基台40の下面側に配列されている。なお、各研削砥石42は、接着剤等によってホイール基台40に固定されている。また、砥粒の大きさや結合剤の種類等は、研削により得られる樹脂封止基板に求められる品質等に応じて適切に設定される。 The underside of the wheel base 40 has an annular groove (not shown), in which a number of grinding wheels 42, each of which has abrasive grains such as diamond dispersed in a binder such as vitrified or resinoid, are arranged along the circumferential direction of the wheel base 40. In other words, the grinding wheels 42 are arranged on the underside of the wheel base 40. Each grinding wheel 42 is fixed to the wheel base 40 by an adhesive or the like. The size of the abrasive grains and the type of binder are appropriately set according to the quality required for the resin-sealed substrate obtained by grinding.

研削装置2の各要素には、コントローラー(制御ユニット)50が接続されている。このコントローラー50は、例えば、処理装置52と、記憶装置54と、を含むコンピュータによって構成され、基板11を被覆している樹脂が適切に研削されるように、上述した研削装置2の各要素の動作等を制御する。 A controller (control unit) 50 is connected to each element of the grinding device 2. This controller 50 is configured, for example, by a computer including a processing device 52 and a storage device 54, and controls the operation of each element of the grinding device 2 described above so that the resin covering the substrate 11 is appropriately ground.

処理装置52は、代表的には、CPU(Central Processing Unit)であり、上述した要素を制御するために必要な種々の処理を行う。記憶装置54は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の主記憶装置と、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含む。コントローラー50の機能は、例えば、記憶装置54に記憶されているプログラムに従い処理装置52が動作することによって実現される。 The processing device 52 is typically a CPU (Central Processing Unit) and performs various processes necessary to control the above-mentioned elements. The storage device 54 includes, for example, a main storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and an auxiliary storage device such as a hard disk drive or flash memory. The functions of the controller 50 are realized, for example, by the processing device 52 operating in accordance with a program stored in the storage device 54.

コントローラー50には、入力装置56が接続されている。入力装置56は、例えば、タッチスクリーンであり、オペレーターからの指令をコントローラー50に入力する。このタッチスクリーンは、コントローラー50から出力される情報を表示する表示装置を兼ねる。なお、キーボードやマウス等が入力装置56として採用されてもよい。 An input device 56 is connected to the controller 50. The input device 56 is, for example, a touch screen, and is used to input instructions from the operator to the controller 50. This touch screen also serves as a display device that displays information output from the controller 50. Note that a keyboard, mouse, etc. may also be used as the input device 56.

コンピュータ等による読み取りが可能な非一時的な記録媒体を含む記憶装置54の一部には、基板11を被覆している樹脂の研削に必要な一連の手順を処理装置52に実行させるためのプログラムが記憶されている。処理装置52は、このプログラムに従って、樹脂封止基板の樹脂の研削に必要な種々の手順を遂行する。 A part of the storage device 54, which includes a non-transitory recording medium that can be read by a computer or the like, stores a program for causing the processing device 52 to execute a series of procedures required for grinding the resin that covers the substrate 11. The processing device 52 performs various procedures required for grinding the resin of the resin-sealed substrate in accordance with this program.

次に、基板11を使用して樹脂封止基板を製造する際の処理手順について説明する。図2は、第1実施形態に係る樹脂封止基板の製造方法を示すフロー図であり、図3(a)、図3(b)、図3(c)及び図3(d)は、図2の各ステップにおける基板11等の状態を示す断面図である。図2に示されるように、本実施形態の樹脂封止基板の製造方法は、チップ配置ステップS1、ダメージ層形成ステップS2、封止ステップS3及び研削ステップS4を含む。 Next, the processing procedure for manufacturing a resin-sealed substrate using the substrate 11 will be described. FIG. 2 is a flow diagram showing the manufacturing method for a resin-sealed substrate according to the first embodiment, and FIGS. 3(a), 3(b), 3(c), and 3(d) are cross-sectional views showing the state of the substrate 11 and other components at each step in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the manufacturing method for a resin-sealed substrate according to this embodiment includes a chip placement step S1, a damaged layer formation step S2, a sealing step S3, and a grinding step S4.

チップ配置ステップS1では、図3(a)に示されるように、基板11の表面11aにチップ60が配置される。チップ60としては、例えば、IC(integrated circuit)や光学素子等が形成されたデバイスチップが挙げられる。配置されるチップ60の数や配列方法に制限は無く、製造される樹脂封止基板の設計等に合わせてチップ60が配置される。なお、本実施形態では、表面(上面)と裏面(底面)とに加えて4つの側面を有する直方体状のチップ60が、概ね等しい間隔で配置される。 In the chip placement step S1, as shown in FIG. 3(a), chips 60 are placed on the surface 11a of the substrate 11. Examples of chips 60 include device chips on which ICs (integrated circuits) and optical elements are formed. There is no limit to the number of chips 60 to be placed or the arrangement method, and the chips 60 are placed according to the design of the resin-sealed substrate to be manufactured. In this embodiment, the rectangular parallelepiped chips 60, which have four sides in addition to a front surface (top surface) and a back surface (bottom surface), are placed at approximately equal intervals.

基板11にチップ60を配置する方法としては、例えば、ダイボンディング及びワイヤボンディングが挙げられる。ダイボンディングでは、チップ60の裏面と基板11の表面11aとが導電性の接着剤を用いて固定される。また、ワイヤボンディングでは、チップ60の電極と基板11の電極とが熱圧着等により金属を介して接合される。なお、チップ60には、ボンディングを実現するためのシリコン貫通電極等が形成されてもよい。 Methods for placing the chip 60 on the substrate 11 include, for example, die bonding and wire bonding. In die bonding, the back surface of the chip 60 and the surface 11a of the substrate 11 are fixed using a conductive adhesive. In wire bonding, the electrodes of the chip 60 and the electrodes of the substrate 11 are joined via metal by thermocompression or the like. The chip 60 may also have a silicon through electrode or the like formed thereon to achieve bonding.

ダメージ層形成ステップS2では、図3(b)に示されるように、チップ60の表面にダメージ層62が形成される。図4は、図3(b)に示される基板11、チップ60及びダメージ層62が拡大された断面図である。ダメージ層62は、後述する研削ステップS4において、研削砥石42のドレッシング効果を促進するために設けられる物であり、図4に示されるように、被研削面(研削砥石42と接触する面)となるその上面に露出した凹凸構造を有する。このような凹凸構造により研削砥石42が摩耗されやすくなり、ドレッシングが促進される。凹凸構造の指標となるダメージ層62の表面粗さRaは、好ましくはRa>0.1μmである。 In the damage layer formation step S2, as shown in FIG. 3(b), a damage layer 62 is formed on the surface of the chip 60. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the substrate 11, chip 60, and damage layer 62 shown in FIG. 3(b). The damage layer 62 is provided to promote the dressing effect of the grinding wheel 42 in the grinding step S4 described later, and has an uneven structure exposed on its upper surface, which becomes the grinding surface (the surface that contacts the grinding wheel 42), as shown in FIG. 4. This uneven structure makes the grinding wheel 42 more susceptible to wear, promoting dressing. The surface roughness Ra of the damage layer 62, which is an indicator of the uneven structure, is preferably Ra>0.1 μm.

ダメージ層62の形成方法としては、特に制限は無いが、例えば、チップ60の上部にレーザービームを照射する方法が挙げられる。レーザービームを照射してダメージ層を形成する場合には、レーザービームの波長として、例えば、チップ60が吸収する波長が選択される。ただし、レーザービームの波長として、チップ60を透過する波長が選択されてもよい。この場合には、レーザービームをチップ60の上部に集光させることで、チップ60の上部が改質され、凹凸構造が形成される。 The method of forming the damage layer 62 is not particularly limited, but an example is a method of irradiating the upper part of the chip 60 with a laser beam. When forming the damage layer by irradiating a laser beam, the wavelength of the laser beam is selected to be, for example, a wavelength that is absorbed by the chip 60. However, a wavelength that is transmitted through the chip 60 may also be selected as the wavelength of the laser beam. In this case, the laser beam is focused on the upper part of the chip 60, thereby modifying the upper part of the chip 60 and forming an uneven structure.

チップ60が吸収する波長のレーザービームをチップ60の表面に照射してダメージ層62を形成する場合、例えば、レーザービームの出力は、0.2Wに、レーザービームの発振にかかる周波数は、200kHzに、レーザービームとチップ60とのチップ60の表面に平行な方向への相対的な移動の速度(送り速度)は、500mm/sに、それぞれ設定される。 When a laser beam having a wavelength absorbed by the chip 60 is irradiated onto the surface of the chip 60 to form the damage layer 62, for example, the output of the laser beam is set to 0.2 W, the frequency of the laser beam oscillation is set to 200 kHz, and the speed (feed rate) of relative movement between the laser beam and the chip 60 in a direction parallel to the surface of the chip 60 is set to 500 mm/s.

また、ダメージ層62の形成方法として、チップ60の上部を研削する方法が採用されてもよい。研削によりダメージ層62を形成する場合、例えば、粒度が#320の研削砥石を含む研削ホイールが使用され、この研削ホイールを回転させるスピンドルの回転数は、3200rpmに、チップ60を保持するチャックテーブルの回転数は、300rpmに、研削ホイールとチャックテーブルとのチップ60の表面に垂直な方向への相対的な移動の速度(送り速度)は、2μm/sに、それぞれ設定される。なお、上記研削砥石の粒度は、JIS(Japanese Industrial Standards)R6001において定められている規格である。 In addition, a method of grinding the upper part of the chip 60 may be adopted as a method of forming the damage layer 62. When forming the damage layer 62 by grinding, for example, a grinding wheel including a grinding stone having a grain size of #320 is used, and the rotation speed of the spindle that rotates the grinding wheel is set to 3200 rpm, the rotation speed of the chuck table that holds the chip 60 is set to 300 rpm, and the speed (feed rate) of the relative movement between the grinding wheel and the chuck table in a direction perpendicular to the surface of the chip 60 is set to 2 μm/s. The grain size of the grinding stone is a standard specified in JIS (Japanese Industrial Standards) R6001.

なお、図3に示されるように、本実施形態では、基板11にチップ60が配置された後に、チップ60にダメージ層62が形成されているが、基板11にチップ60が配置される前に、チップ60にダメージ層62が形成されてもよい。この場合には、ダメージ層62が形成された状態のチップ60が、基板11に配置される。つまり、チップ配置ステップS1とダメージ層形成ステップS2とは、いずれが先に実施されてもよい。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the damage layer 62 is formed on the chip 60 after the chip 60 is placed on the substrate 11. However, the damage layer 62 may be formed on the chip 60 before the chip 60 is placed on the substrate 11. In this case, the chip 60 with the damage layer 62 formed is placed on the substrate 11. In other words, either the chip placement step S1 or the damage layer formation step S2 may be performed first.

次に、封止ステップS3が実施される。封止ステップS3では、図3(c)に示されるように、基板11の表面11aの少なくとも一部と、チップ60の側面及び表面(上面)とを樹脂64で被覆することにより、チップ60と樹脂64とが一体化され、基板11の表面11a側に固定される。つまり、樹脂64によって、チップ60が封止される。 Next, the sealing step S3 is performed. In the sealing step S3, as shown in FIG. 3(c), at least a portion of the surface 11a of the substrate 11 and the side and surface (top surface) of the chip 60 are covered with resin 64, so that the chip 60 and the resin 64 are integrated and fixed to the surface 11a side of the substrate 11. In other words, the chip 60 is sealed by the resin 64.

樹脂(封止樹脂)64は、大気中の水分や光からチップ60を保護するために設けられる物である。樹脂64の材質に特に制限は無いが、例えば、熱硬化性を有するエポキシ樹脂や、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が樹脂64として用いられ得る。 Resin (sealing resin) 64 is provided to protect chip 60 from moisture in the air and light. There are no particular limitations on the material of resin 64, but for example, thermosetting epoxy resin, urethane resin, silicone resin, etc. can be used as resin 64.

樹脂64の形成方法としては、例えば、封止の対象となるチップ60を覆うようにモールド(金型)を設置し、このモールドに樹脂64の原料となる樹脂を充填し、軟化、溶融させて、その後、樹脂を硬化させる方法等がある。ただし、樹脂64の形成方法は、これに限定されない。 One method for forming the resin 64 is, for example, to place a mold (metal mold) so as to cover the chip 60 to be sealed, fill this mold with the resin that is the raw material for the resin 64, soften and melt it, and then harden the resin. However, the method for forming the resin 64 is not limited to this.

次に、研削ステップS4が実施される。研削ステップS4では、図3(d)に示されるように、樹脂64のチップ60よりも上方の部分が研削され、除去されることにより、樹脂64からチップ60の表面(上面)を露出させる。これにより、樹脂封止基板66が完成する。 Next, grinding step S4 is performed. In grinding step S4, as shown in FIG. 3(d), the portion of the resin 64 above the chip 60 is ground and removed to expose the surface (top surface) of the chip 60 from the resin 64. This completes the resin-encapsulated substrate 66.

チップ60の上面を露出させる際に、研削装置2は、樹脂64を研削するとともに、チップ60の上部に形成されたダメージ層62も研削する。 When exposing the top surface of the chip 60, the grinding device 2 grinds away the resin 64 and also grinds away the damaged layer 62 formed on the top of the chip 60.

上述したダメージ層62の作用及び効果について図面を用いて説明する。図5は、図3(d)に示される樹脂封止基板66の樹脂64が研削されている様子を模式的に示す断面図である。また、図6は、図5の一部分(丸で囲った部分)の拡大図である。 The action and effect of the above-mentioned damage layer 62 will be explained with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the state in which the resin 64 of the resin-sealed substrate 66 shown in FIG. 3(d) is being ground away. FIG. 6 is an enlarged view of a portion (encircled portion) of FIG. 5.

図5及び図6に示されるように、チップ60の頭出しを行う際には、まず研削砥石42により樹脂64のチップ60よりも上方の部分が研削され、除去される。次に、研削砥石42は、ダメージ層62を研削するが、このダメージ層62は凹凸構造を有しているので、このダメージ層62の凹凸構造によって研削砥石42がドレッシングされる。 As shown in Figures 5 and 6, when exposing the tip 60, the portion of the resin 64 above the tip 60 is first ground and removed by the grinding wheel 42. Next, the grinding wheel 42 grinds the damaged layer 62, but because the damaged layer 62 has an uneven structure, the grinding wheel 42 is dressed by the uneven structure of the damaged layer 62.

このように、チップ60の上部が樹脂64から露出するタイミングで、研削砥石42は、ダメージ層62によってドレッシングされるので、研削の材質が変化することに起因する研削の負荷の増加が抑制される。従って、スピンドル32を回転させるためのモーターを流れる電流の電流値の上昇が抑制される。 In this way, the grinding wheel 42 is dressed by the damaged layer 62 when the upper part of the tip 60 is exposed from the resin 64, so the increase in the grinding load caused by the change in the grinding material is suppressed. Therefore, the increase in the current value of the current flowing through the motor for rotating the spindle 32 is suppressed.

本発明の第2実施形態について説明する。図7は、第2実施形態に係る樹脂封止基板66の断面図である。また、図8は、図7に示される樹脂封止基板66の樹脂64が研削されている様子を模式的に示す断面図である。 A second embodiment of the present invention will now be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of a resin-sealed substrate 66 according to the second embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of the state in which the resin 64 of the resin-sealed substrate 66 shown in FIG. 7 is being ground.

第2実施形態に係る樹脂封止基板66は、図7に示されるように、厚みが異なる複数個のチップ60が基板11の表面11aに配置されている。代表的には、これらの複数個のチップ60は、それぞれ、厚みが異なるように構成されている。なお、図7では、左から右に向かって厚みが大きくなるようにチップ60が配置されているが、チップ60の配置方法等はこれに限定されない。 As shown in FIG. 7, the resin-sealed substrate 66 according to the second embodiment has a plurality of chips 60 of different thicknesses arranged on the surface 11a of the substrate 11. Typically, each of the plurality of chips 60 is configured to have a different thickness. Note that in FIG. 7, the chips 60 are arranged so that the thickness increases from left to right, but the arrangement method of the chips 60 is not limited to this.

厚みの異なる複数個のチップ60が基板11に配置されることにより、図8に示されるように、厚みが大きいチップ60と、厚みが小さいチップ60と、が露出し研削されるタイミングがずれる。つまり、研削砥石42のドレッシング(研削砥石42の消耗)が、異なる複数のタイミングで促されるので、実施形態1に係る構成と比較して、長い時間に渡って研削砥石42の状態が良好に保たれ、研削の負荷の増加がより良好に抑制される。 By arranging multiple chips 60 of different thicknesses on the substrate 11, as shown in FIG. 8, the timing at which the thicker chips 60 and the thinner chips 60 are exposed and ground is shifted. In other words, dressing of the grinding wheel 42 (wear and tear of the grinding wheel 42) is promoted at multiple different times, so that the condition of the grinding wheel 42 is maintained in good condition for a long time compared to the configuration of embodiment 1, and an increase in the grinding load is better suppressed.

その他、上述した実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施され得る。 In addition, the structures, methods, etc. according to the above-described embodiments may be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.

2 :研削装置
4 :基台
4a :開口部
6 :X軸移動機構
8 :テーブルカバー
10 :防塵防滴カバー
12 :チャックテーブル
12a :上面
14 :支持構造
16 :Z軸移動機構
18 :ガイドレール
20 :移動プレート
22 :ねじ軸
24 :モーター
26 :支持具
28 :研削ユニット
30 :スピンドルハウジング
32 :スピンドル
34 :マウント
36 :ボルト
38 :研削ホイール
40 :ホイール基台
42 :研削砥石
44 :厚み測定器
46 :第1ハイトゲージ
48 :第2ハイトゲージ
50 :コントローラー(制御ユニット)
52 :処理装置
54 :記憶装置
56 :入力装置
60 :チップ
62 :ダメージ層
64 :樹脂
66 :樹脂封止基板
11 :基板
11a :表面
11b :裏面
2: Grinding device 4: Base 4a: Opening 6: X-axis movement mechanism 8: Table cover 10: Dust-proof/water-proof cover 12: Chuck table 12a: Upper surface 14: Support structure 16: Z-axis movement mechanism 18: Guide rail 20: Movement plate 22: Screw shaft 24: Motor 26: Support 28: Grinding unit 30: Spindle housing 32: Spindle 34: Mount 36: Bolt 38: Grinding wheel 40: Wheel base 42: Grinding stone 44: Thickness measuring device 46: First height gauge 48: Second height gauge 50: Controller (control unit)
52: Processing device 54: Storage device 56: Input device 60: Chip 62: Damaged layer 64: Resin 66: Resin-sealed substrate 11: Substrate 11a: Front surface 11b: Back surface

Claims (4)

基板と、該基板の上面に設けられたチップと、該チップを被覆する樹脂と、を備える樹脂封止基板の製造方法であって、
該基板の上面に該チップを配置するチップ配置ステップと、
該チップ配置ステップの前又は該チップ配置ステップの後に、該チップの上面にダメージ層を形成するダメージ層形成ステップと、
該基板の上面の少なくとも一部と、該チップの側面及び上面と、を該樹脂で被覆することにより、該チップと該樹脂とを一体化させて該基板の上面に固定し、該チップを封止する封止ステップと、
該樹脂の該チップよりも上方の部分を研削砥石で研削して除去することにより、該樹脂から該チップの上面を露出させて該樹脂封止基板を形成する研削ステップと、を含み、
該研削ステップでは、該樹脂とともに該ダメージ層を研削する樹脂封止基板の製造方法。
A method for manufacturing a resin-encapsulated substrate including a substrate, a chip provided on an upper surface of the substrate, and a resin covering the chip, comprising the steps of:
a chip placement step of placing the chip on an upper surface of the substrate;
a damage layer forming step of forming a damage layer on an upper surface of the chip before or after the chip arrangement step;
a sealing step of coating at least a portion of the upper surface of the substrate and the side and upper surface of the chip with the resin to integrate the chip and the resin and fix them to the upper surface of the substrate, thereby sealing the chip;
a grinding step of removing a portion of the resin above the chip with a grinding wheel to expose an upper surface of the chip from the resin and form the resin-encapsulated substrate;
In the grinding step, the damaged layer is ground together with the resin.
該チップ配置ステップでは、厚みが異なる複数個の該チップを該基板の上面に配置する請求項1記載の樹脂封止基板の製造方法。 The method for manufacturing a resin-encapsulated substrate according to claim 1, wherein in the chip placement step, multiple chips having different thicknesses are placed on the upper surface of the substrate. 該ダメージ層形成ステップでは、該チップが吸収可能な波長を有するレーザービームを該チップの上面に照射することにより該チップの上面に該ダメージ層を形成する請求項1又は請求項2記載の樹脂封止基板の製造方法。 The method for manufacturing a resin-encapsulated substrate according to claim 1 or 2, wherein in the damage layer forming step, the damage layer is formed on the upper surface of the chip by irradiating the upper surface of the chip with a laser beam having a wavelength that can be absorbed by the chip. 該ダメージ層形成ステップでは、該研削砥石によって該チップの上面を研削することにより該チップの上面に該ダメージ層を形成する請求項1又は請求項2記載の樹脂封止基板の製造方法。 The method for manufacturing a resin-encapsulated substrate according to claim 1 or 2, wherein in the damage layer forming step, the damage layer is formed on the upper surface of the chip by grinding the upper surface of the chip with the grinding wheel.
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