JP2680364B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置、特に半導体装置の製造におけ
るペレット付けに適用して有効な技術に関する。
〔従来の技術〕
半導体装置の製造工程において、ダイシング完了後の
半導体ペレット(以下単に「ぺレット」と略称する)を
リードフレームのタブあるいはパッケージ基板等の取付
部位に対して固定する技術としては以下のものが知られ
ている。
第1は、加熱を利用した接合方法であり、リードフレ
ームのタブ上に予め金(Au)あるいは半田を被着させて
おき、これらの金属を加熱により溶融させてペレットを
固定する技術である。
第2は、接着剤による接合方法であり、銀(Ag)等を
混入した樹脂系の接着剤をリードフレームのタブ上に塗
布し、樹脂の接着力によりペレットを固定する技術であ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記各技術においては下記のような問題点
のあることが本発明者によって見い出されている。
上記第1の技術による接合方法では、加熱温度が金属
の融点に依存するためペレットボンディングに際して高
温度の加熱温度とする必要があった。すなわち、金を用
いた場合には金−シリコン(Si)共晶のために400℃程
度の高温とする必要があり、半田の場合にも250℃程度
の温度条件が必要となっていた。このために、加熱手段
としてヒートブロック等の加熱機構を付加する等、装置
構造が複雑となり、また熱によって受けるペレット上の
回路に対する影響も懸念されていた。さらに、金あるい
は半田箔等の比較的高価な金属材料を必要としているた
め、半導体装置の製造コストを高めているという問題も
あった。
第2の技術においては、接着剤の特性によっては、タ
ブ面全体に対する接着剤の供給量にばらつきがあると、
タブ面上においてペレットの傾きを生じる可能性があ
り、しかもこの傾き量が大きい場合には、ペレットの裏
面とタブ面との間に隙間を生じ、樹脂モールド時におい
て該隙間に樹脂が入り込み、場合によっては樹脂圧によ
ってペレットの割れを生じる可能性もあった。
供給量の精密な制御が可能となったとしても、ディス
ペンサー等の接着剤の供給ユニット等が複雑化するため
に、装置の全体構成が大規模になってしまうという問題
もあった。
なお、この種の技術としては、本出願人による特開昭
58−222530号公報がある。該公報において本出願人は、
リボン状の樹脂材料の切断片上にペレット付けを行う技
術を提案している。
本発明の目的は、上記公報において本出願人が開示し
た技術をさらに一歩すすめ、複雑な工程の付加あるいは
機構の付加を必要とすることなく信頼性の高いペレット
付けを効率的に実現可能な技術を提供することにある。
本発明の上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。
〔課題を解決するための手段〕
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、概ね次の通りである。
すなわち、一面側に回路形成面を備えたウエハの裏面
側つまり回路形成面とは反対側の面を、ウエハの他面側
に第1の粘着剤、樹脂基板、所定波長の光の照射によっ
て粘着力が低下する第2の粘着剤がこの順に存在する層
を介して固定部材に接続し、ウエハを樹脂基板とともに
ペレット毎に切断し、切断後に第2の粘着剤に所定波長
の光を照射することにより第2の粘着剤の粘着力を低下
させ、固定部材から樹脂基板の被着されたペレットをピ
ックアップし、ピックアップされたペレットを樹脂基板
が被着された状態のまま、インナーリード、タブあるい
はパッケージ基板などの取付部位にボンディングする。
樹脂基板としては絶縁性の樹脂基板が使用され、所定
波長の光としては紫外線が使用される。
〔作用〕
上記した手段によれば、予め準備されて一側面に回路
形成面が備えられたウエハをその他面側に第1の粘着
剤、樹脂基板、所定波長の光の照射によって粘着力が低
下する第2の粘着剤がこの順に存在する層を介してウエ
ハの他面を固定部材に接続した状態のもとで、ウエハを
ペレット毎に切断した後に、第2の粘着剤に所定波長の
光を照射することにより第2の粘着剤の粘着力を低下さ
せるようにしたので、裏面に樹脂基板を備えたペレット
を容易に得ることができ、装置の機構の追加あるいは工
程の大幅な変更等を行うことなく、信頼性の高いペレッ
トボンディング作業を効率的に実施することが可能とな
る。
この場合には、ペレットと樹脂基板とが同時に切断さ
れているため、ペレットと樹脂基板の切断形状、すなわ
ち側端が一致している。このため、予め取付部位にペレ
ットより僅かに大形の樹脂基板を接着した後にペレット
ボンディングを実施した場合と異なり、ペレットと樹脂
基板の大きさが一致しているため、ペレットの取付位置
は最少限の面積で足りる。
ペレットを固定部材からピックアップする際には、第
2の粘着剤の粘着力がウエハのダイシング時より低下し
た状態となっているので、ピックアップ動作によって容
易にペレットを固定部材から剥離することができる。こ
の技術はタブレスリード方式等の今後のパッケージ構造
において特に有効であり、半導体装置の高集積化をさら
に促進することができる。
〔前提例〕
第1図(a)〜(d)は本発明の前提となる例におけ
る半導体装置の製造工程の一部を示す概略断面説明図、
第2図(a)および(b)はそれぞれ上記第1図の部分
拡大断面図、第3図は本前提例においてタブレスリード
上にペレットの装着された状態を示す説明図、第4図は
前提例により得られる半導体装置を示す断面図、第5図
(a)および(b)は前提例と従来技術とのワイヤルー
プ形状を比較するための部分断面図である。
前提例において、半導体装置の製造に用いられるウエ
ハ1はたとえば単結晶引き上げ法等により形成されたシ
リコン(Si)のインゴットをスライスして得られる円板
状の基板の一面に拡散等の工程を通じて所定の回路を構
成したものであり、第1図においては該回路形成面(一
面)を上面とした状態で位置されている。
このようなウエハ1の裏面(他面)にまず絶縁樹脂フ
ィルム2を被着する。この絶縁樹脂フィルム2は、たと
えばポリイミド樹脂等からなる絶縁性のフィルム基板3
の両面に粘着剤4a,4bが被着された、いわゆる両面粘着
構造のものであり、一方の粘着剤4aからなる粘着面は上
記ウエハ1の裏面と接面され、他方の粘着剤4bからなる
面には剥離材としての剥離紙5が貼着されている。該剥
離紙5について簡単に説明すると、たとえば一面にシリ
コーンオイルが薄く塗布されて、その剥離が容易となる
ようになされた剥離容易面5aが形成されており、上記粘
着剤4bの粘着力を該剥離紙5の剥離容易面5aとの間では
弱める機能を有している。なお、他方の面には上記シリ
コーンオイルは塗布されていない。
一方、第1図(b)においてウエハ1の下方に位置さ
れる枠状部材としてのリング6は、金属からなる枠部7
に対して、図中下方より粘着フィルム8を張設したもの
である。当該粘着フィルム8は、たとえばポリイミド樹
脂からなるフィルムベース8aの一面にのみ接着剤4cが被
着されたものであり、該粘着剤4cによる粘着面を図中の
上方となるように配置した状態で枠部7に対して張設さ
れている。
上記粘着フィルム8の粘着面4cに対して、まずウエハ
1の位置決めを行った後、ウエハ1を徐々に下降させる
と、剥離紙5の他面側、すなわち剥離容易面5aの裏面側
が粘着フィルム8の粘着剤4cに接着されて粘着フィルム
8上にフエハ1が固定される。
この状態で、上記リング6は図示されないダイシング
テーブル上に配置され、高速回転状態のダイシングブレ
ードによるウエハ1のダイシングが行われる。このと
き、前提例におけるダイシング方式は、ウエハ1の表裏
面を完全に切断する、いわゆるフルダイシング方式であ
り、このときウエハ1と同時に絶縁樹脂フィルム2も完
全に切断されるよう制御されている(第1図(c))。
このような切断深さの制御は従来のダイシング装置で容
易に可能である。
このようにしてウエハ1上の全ての回路領域、すなわ
ちペレット10毎にウエハ1の切断を完了した後、下記の
ボンディング工程に移行する。
ボンディング工程では、まずリング6の位置決めが行
われた後、ボンディングを行うぺレット10の下方に突き
上げピン11が位置され、上方にはコレット12が配置され
る。この状態で、まず下方より突き上げピン11が上昇す
ると、該突き上げピン11は粘着フィルム8、剥離紙5お
よび絶縁樹脂フィルム2を貫通してペレット10自体を上
方に押し上げる。このとき、粘着強度の最も低い剥離紙
5の剥離容易面5aと絶縁樹脂フィルム2の下面側の粘着
剤4b面とが互いに剥離し、この結果、上記剥離紙5はリ
ング6の粘着フィルム8面上に残着され、一方絶縁樹脂
フィルム2はペレット10に被着された状態のままペレッ
ト10とともに押し上げられる。
これにともない、上方からはコレット12が降下し上記
ペレット10を吸着する。ペレット10を吸着した後、コレ
ット12は一旦所定高さまで上昇し、水平移動してリード
フレーム13の取付部位の上方に停止する。続いて、コレ
ット12は下降を開始してリードフレーム13の取付部位に
上記ペレット10を載置する。ここで、前提例で用いられ
るリードフレーム13は、いわゆるタブレス方式のもので
あり、第3図に示されるように、インナーリード13a自
体の表面でペレット10を支持する構造となっている。こ
のようなペレットボンディング時において、前提例では
絶縁樹脂フィルム2における他面(第2図中、仮面)の
粘着剤4b面が露出された状態のままペレット10がインナ
ーリード13a上に載置されるため、上記粘着剤4b面の粘
着力により他の接合材を介在させることなくインナーリ
ード13a上へのペレット10の固定が実現される。このと
き、上記ペレット10および絶縁板としての絶縁樹脂フィ
ルム2はダイシング工程において同時に切断されている
ため、両者は側端部が互いに一致した状態となってい
る。このため、インナーリード13a上におけるペレット
ボンディングのための必要面積はペレット10の形状その
もので足りる。このため、インナーリード13aの上面を
効率的に使用することが可能となり、半導体装置14の高
集積化をさらに促進することができる。
なおこのとき、インナーリード13aと絶縁樹脂フィル
ム2を介したペレット10との粘着力は、粘着剤4b面と対
面されるインナーリード13aの総面積に比例するが、樹
脂モールド時における樹脂注入圧によってもペレット流
れが生じない程度の粘着力が確保されていればよい。
上記のペレットボンディングが完了した後、ペレット
10の表面に形成されたパッド15とインナーリード13aと
が金(Au)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)等からなる
ワイヤ16により結線される。このようなワイヤ16による
結線、すなわちワイヤボンディングでは、まずワイヤ16
の先端を溶融させて球状に形成した後、該球状部を上記
パッド15に押圧しながら超音波振動を印加し、これを接
合する。次に、所定のループ形状を描くようにしてワイ
ヤ16の後端をインナーリード13a上に超音波接合する
(第5図(a))。このような作業を全てのパッド15と
インナーリード13aとについて所定サイクル繰り返すこ
とによりワイヤボンディング工程を完了する。このよう
なワイヤボンディング工程に際して、前提例によればペ
レット10および絶縁板としての絶縁樹脂フィルム2は上
記のようにダイシング工程において同時に切断されてい
るため、両者の側端部(エッジ)は互いに一致した状態
となっている。したがって、第5図(b)に示した従来
技術のようにあらかじめペレット10より僅かに大形の絶
縁フィルム等の絶縁板17を被着しておく場合と異なり、
ペレット10と絶縁樹脂フィルム2の大きさが一致してい
るため、ペレットボンディングに必要なインナーリード
13a上での占有面積は最小限で足りる。このため、第5
図(a)に示されるようにワイヤボンディングにおける
ワイヤループもペレット10のエッジショートを生じない
範囲の最小限のループで足り、ワイヤループの強化、な
らびにワイヤ材料の小量化によるコストの低減が可能と
なる。
上記ワイヤボンディングの完了後、樹脂モールド工程
に移行される。該樹脂モールド工程では、上記ペレット
10の装着されたリードフレーム13は、一旦図示されない
金型内に固定され、該金型内に溶融状態の樹脂が高圧注
入される。このとき、前提例では、ワイヤループが必要
最小限のループ形状となっているため、ループ形状が強
化されており、上記溶融樹脂の注入圧によるワイヤ流れ
等を生じさせることがない。また、ペレット10は絶縁樹
脂フィルム2を介して複数のインナーリード13a上に固
定されているため、タブを用いた樹脂ペーストによる接
合のようにタブ上のペレット10が傾いて接合されるおそ
れがない。このため、タブとペレット10との間に溶融樹
脂が入り込んで生じるペレット割れが無く、樹脂モール
ドにおいて生じる製品不良を大幅に低減できる。このよ
うにして注入された樹脂が冷却・硬化され上記金型から
取り出されることにより、パッケージ本体18が完成す
る。この後はパッケージ本体18より突出されたリードフ
レーム13の各部を切断加工して各リード13a毎に独立さ
せることにより、第4図に示される半導体装置14が得ら
れる。
〔実施例1〕 第6図(a)〜(d)は本発明の一実施例における半
導体装置の製造工程の一部を示す概略断面説明図、第7
図(a)および(b)はそれぞれ上記第6図の部分拡大
断面図である。
本実施例において、ウエハ1の裏面(他面)に被着さ
れた絶縁樹脂フィルム25は片面粘着フィルム構造であ
り、ウエハ1の裏面側に対面する面にのみ粘着剤24aが
塗布された構成となっている。
一方、本実施例で用いられるリング6は上記前提例と
同様に金属からなる枠部7に粘着フィルム20を張設した
ものであるが、本実施例では粘着フィルム20の一面に被
着された粘着剤24bにおける粘着特性が所定波長の光の
照射により変化する特性を有している。たとえば上記粘
着フィルム20は紫外線(UV:Ultra Violet)照射により
被着された粘着剤24bの成分中に化学変化を来し粘着力
が低下する特性をもつものであり、第6図(b)の段階
ではUV照射前の状態となっている。
上記粘着フィルム20の粘着剤24b面に対して、絶縁樹
脂フィルム25の非粘着面側を対面させた状態で粘着フィ
ルム20上にウエハ1を固定する。続いて、ウエハ1のダ
イシングを行うが、このときに上記前提例と同様にウエ
ハ1と同時に絶縁樹脂フィルム25も完全に切断してペレ
ット10毎の分割を行う。このようにしてウエハ1上のす
べてのペレット10の分割を行った後、上記ウエハ1の裏
面側よりUV照射を行い粘着フィルム20に被着された粘着
剤24bの粘着力を低下させる(第6図(c))。続い
て、下方より突き上げピン11により所定のペレット10の
下面を押し上げる。これによりペレット10は上昇し、該
ペレット10の上昇とともに、UV照射によって粘着力の低
下した粘着フィルム20の粘着剤24b面から絶縁樹脂フィ
ルム25が剥離される。この結果、ペレット10の裏面には
絶縁樹脂フィルム25が被着された状態のままコレット12
によるペレットボンディングが実行される。
ペレットボンディングにおいては、予め銀ペースト等
の接合剤26が被着されたインナーリード13aに対して上
記絶縁樹脂フィルム25を裏面に備えたペレット10がボン
ディングされ、上記接合剤26の硬化にともない取付部位
上にペレット10が固定される。
なお、上記のような銀ぺースト等の接合剤26を用いる
ことなく、絶縁樹脂フィルム25自体を加熱により溶融さ
れてペレット10をインナーリード13aと熱圧着してもよ
い。
また、第6図(d)ではインナーリード13a上にペレ
ット10を固定した例について説明したが、たとえばタブ
を備えた従来形状のリードフレームのタブ面に対してペ
レットボンディングを行ってもよい。この場合にも上記
のように絶縁樹脂フィルム25自体を溶融させてタブ面に
対してペレット10を熱圧着することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
たとえば、ペレット10の取付部位としてはタブレスリ
ードフレームにおけるインナーリード13aあるいはタブ
面等で説明したが、これらに限らずたとえばセラミック
パッケージ等のパッケージ基板面であってもよい。
〔発明の効果〕
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、下記の通りであ
る。
すなわち、本発明によれば裏面に樹脂基板を備えたペ
レットを容易に得ることができ、装置の機構の追加ある
いは工程の大幅は変更等を行うことなく、信頼性の高い
ペレットボンディング作業を効率的に実施することが可
能となる。
さらに、ペレットと絶縁板の大きさが一致した状態で
ペレットボンディングが可能となっているため、取付部
位における最小面積でのペレットボンディングが実現で
き、半導体装置の高集積化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の前提例における半導体
装置の製造工程の一部を示す概略断面説明図、 第2図(a)および(b)はそれぞれ上記第1図の部分
拡大断面図、 第3図は前提例においてタブレスリード上にペレットの
装着された状態を示す説明図、 第4図は前提例により得られる半導体装置を示す断面
図、 第5図(a)および(b)は前提例と従来技術とのワイ
ヤループ形状を比較するための部分断面図、 第6図(a)〜(d)は本発明の一実施例における半導
体装置の製造工程の一部を示し、(a)は一面側に回路
形成面を備えたウエハを示す概略断面図、(b)は樹脂
基板とこれの一方の面に形成される第1の粘着剤と他方
の面に形成される第2の粘着剤からなり、ウエハの他面
側に第1の粘着剤、樹脂基板、第2の粘着剤の順に存在
する層を介してウエハの他面を固定部材に接続する状態
を示す概略断面図、(c)はウエハを樹脂基板とともに
半導体ペレット毎に切断した後に第2の粘着剤に光を照
射してこれの粘着力を低下させている状態を示す概略断
面図、(d)は樹脂基板が被着された半導体ペレットを
固定部材からピックアップした状態と、ピックアップさ
れたペレットを樹脂層が被着された状態のまま取付部位
にボンディングしている状態とを示す概略断面図、 第7図(a)および(b)はそれぞれ上記第6図の部分
拡大断面図である。 1……ウエハ、2……絶縁樹脂フィルム、3……フィル
ム基板、4a,4b,4c……粘着剤、5……剥離紙、5a……剥
離容易面、6……リング、7……枠部、8……粘着フィ
ルム、8a……フィルムベース、10……ペレット、11……
突き上げピン、12……コレット、13……リードフレー
ム、13a……インナーリード、14……半導体装置、15…
…パッド、16……ワイヤ、17……絶縁板、18……パッケ
ージ本体、20……粘着フィルム、24a……粘着剤(第1
の粘着剤)、24b……粘着剤(第2の粘着剤)、25……
絶縁樹脂フィルム(樹脂基板)、26……接合剤。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一面側に回路形成面を備えたウエハを準備
    する工程、前記ウエハの他面側において第1の粘着剤、
    樹脂基板、所定波長の光の照射によって粘着力が低下す
    る第2の粘着剤の順に存在する層を介して前記ウエハの
    他面を固定部材に接続する工程、前記ウエハを前記樹脂
    基板とともに半導体ペレット毎に切断する工程、前記切
    断工程後、前記第2の粘着剤に前記所定波長の光を照射
    することにより、前記第2の粘着剤の粘着力を低下させ
    る工程、前記固定部材から前記樹脂基板の被着された前
    記ペレットをピックアップする工程、前記ピックアップ
    されたペレットを前記樹脂基板が被着された状態のまま
    取付部位にボンディング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2】前記樹脂基板は、絶縁性の樹脂基板である
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】前記所定波長の光は、紫外線であることを
    特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方
    法。
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