JP3521325B2 - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂封止型半導体装
置及びその製造方法に関するものであり、特に、チップ
サイズパッケージ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｋａｇ
ｅ、以下、「ＣＳＰ」とする）と呼ばれるボールグリッ
ドアレイ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ、以下、
「ＢＧＡ」とする）型半導体装置に適した技術に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、図９及び図１０を用いて、従来の
ＣＳＰと呼ばれるＢＧＡ型の樹脂封止型半導体装置の製
造工程図を説明する。図９は従来の樹脂封止型半導体装
置の製造工程における、封止樹脂及び配線基板切断工程
の断面図であり、図１０は従来の切断後の樹脂封止型半
導体装置の断面図である。
【０００３】まず、配線基板２５に、エリアアレイ状に
配列された、外部接続用端子が搭載される第１の貫通孔
３１を形成し、半導体チップ２１搭載面に配線パターン
２６を形成する。その際、配線パターン２６の一部が第
１の貫通孔３１の開口部をそれぞれすべて覆っており、
外部接続用端子２４との接続領域となる外部接続用ラン
ド２７を形成する。次に、配線基板２５上に半導体チッ
プ２１を搭載した後、Ａｕワイヤー２３を用いたワイヤ
ーボンドにより配線基板２５と半導体チップ２１との間
の電気的接続を確保する。次に、トランスファーモール
ド法により配線基板２５上に配列された半導体チップ２
１およびＡｕワイヤー２３を全て１つの領域で封止樹脂
２２により封止する。
【０００４】次に、図９（ａ）に示すように、製品を個
々に分離する際、配線基板２５の外部端子搭載面側を配
線基板固定用治具３３に接着、固定させ、配線基板２５
の半導体チップ２１搭載面側を上にし、切断ライン確認
用パターン３０を配線基板の外部端子搭載面側から確認
できるようにする。切断するラインの認識は配線基板５
の端部に存在する切断ライン確認用パターン３０の各々
２点とし、その２点を結んだラインを一直線に封止樹脂
２２と配線基板２５を１枚の切断用刃物２９を用いて、
１回の動作で切断、分割し、図９（ｂ）に示すような状
態にする。
【０００５】その後、図１０に示すように、外部接続用
端子搭載面上の外部接続端子用ランド２７に外部接続用
端子２４を搭載、リフローによって外部接続用端子２４
と配線パターン２６とを金属接合し、最終製品となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、封止樹
脂２２によって封止された基板から切断によって製品を
個々に分離する際、従来の方法では、配線基板２５と封
止樹脂２２からなる基板全体を１枚の切断用刃物２９を
用いて１回の動作で切断していたが、この方式では、材
質の異なる封止樹脂２２と配線基板２５を一度に切断す
ることにより、切断用刃物２９の摩耗が激しくなったり
することが懸念される。また、封止樹脂２２と配線基板
２５との切断面が同一面上になることにより、封止樹脂
２２と配線基板２５の界面剥離が生じることも懸念され
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置の製造方法は、一の基板上に複数の半導体チップ
を搭載し、且つ２以上の前記半導体チップ毎に一体樹脂
封止する樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前
記基板に、複数の外部接続用の第１の貫通孔を形成し、
半導体チップ搭載領域側の前記基板上に導電膜を形成
し、該導電膜をパターニングすることによって、配線パ
ターンと第１の貫通孔の開口部全体を覆う、前記配線パ
ターンの一部となるランドを形成する工程と、前記半導
体チップを搭載し、且つ該半導体チップ搭載面と反対側
の面から前記第１の貫通孔に前記外部接続用端子を搭載
し、前記半導体チップと前記外部接続用端子とを前記ラ
ンドを介して電気的に接続する工程と、２以上の前記半
導体チップ毎に、該半導体チップを封止樹脂を用いて一
体樹脂封止する工程と、前記外部接続用端子搭載面側か
ら切断位置を認識し、第１の切断用刃物を用いて前記基
板を切断し、その後、前記第１の切断用刃物よりも刃の
厚さの薄い第２の切断用刃物を用いて、２以上の前記半
導体チップを一括封止した前記封止樹脂を切断すること
により、前記半導体チップ毎に上記基板を分割すること
を特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法は、前記基板の２以上の領域において、２以上の
半導体チップを一括樹脂封止することが望ましい。
【０００９】また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法は、前記第１の切断用刃物は前記封止樹脂よりも
前記基板の切断に適した刃物であり、前記第２の切断用
刃物は前記基板よりも前記封止樹脂の切断に適した刃物
であることが望ましい。
【００１０】また、本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造方法は、前記第１の切断用刃物は所定の粒径を有する
粒状研磨材を有する円盤状の回転部材であり、且つ、前
記第２の切断用刃物は前記第１の切断用刃物の粒状研磨
材よりも大きい粒径を有する粒状研磨材を有する円盤状
の回転部材であることが望ましい。
【００１１】更に、本発明の製造方法により製造された
樹脂封止型半導体装置は、一の基板に複数の半導体チッ
プが搭載され、前記基板の該半導体チップ搭載側におい
て配線パターンを成す導電膜からなるランドで開口部が
すべて覆われた複数の外部接続用の第１の貫通孔が形成
され、前記基板の半導体チップ搭載面と反対側から外部
接続用端子が前記第１の貫通孔において、前記ランドと
電気的に接続され、前記半導体チップが樹脂により封止
されている樹脂封止型半導体装置において、前記基板周
縁部が、封止樹脂端部より内側に位置するものとなり得
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて、本
発明を詳細に説明する。
【００１３】図１乃至図６は本発明の一実施の形態の樹
脂封止型半導体装置の製造工程を示す平面図であり、図
７は同断面図ある。また、図８は樹脂封止する際の金型
の構成図である。尚、図１乃至図６において、（ａ）は
半導体チップ搭載領域側からの平面図であり、（ｂ）は
外部接続用端子搭載側からの平面図である。
【００１４】本発明の樹脂封止型半導体装置は、図７
（ｃ）に示すように、一の配線基板５の縁周部が封止樹
脂２の端部より内側に位置することによって、配線基板
５と封止樹脂２との剥離を抑制することができる。
【００１５】以下に本発明の樹脂封止型半導体装置の製
造工程について説明する。
【００１６】まず、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、
配線基板５となる基板に、外部接続端子が搭載されるエ
リアアレイ状に配列された第１の貫通孔１４を形成する
と同時に、第２の貫通孔１１を形成する。尚、本実施例
においては、基板には（材料名）を用いている。その
後、半導体チップ１搭載面に導電膜を形成し、配線パタ
ーン６、配線パターン６の一部である外部接続用ランド
７を形成すると同時に第２の貫通孔１１の開口部全面を
覆うように導電パターン１０を形成する。
【００１７】次に、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
この配線基板５に半導体チップ１をペーストあるいはフ
イルム状の接着剤で配線基板５に接着させ、配線基板全
体を所定の温度、時間で熱処理を実施する。その後、プ
ラズマ処理することにより配線基板５、半導体チップ１
等全体を洗浄し、これらの表面改質、ワイヤーボンド性
の向上を実施する。その後、半導体チップ１の電極パッ
ド（図示せず）と配線パターン６のターミナル（図示せ
ず）とをＡｕワイヤー３で接続する。
【００１８】次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、
トランスファーモールド法により複数の半導体チップ１
およびＡｕワイヤー３を封止樹脂２で封入する。
【００１９】この際、図８に示すように、内部が２つの
空間に仕切りられた金型１５と押さえ部材１６とで配線
基板５を固定し、金型１５の空間１５ａから空間１５ｂ
の内部に封止樹脂を注入することにより、１つの配線基
板５上に搭載された半導体チップ１を２つの領域に分割
して封止樹脂２により一括で封入する。その後、樹脂封
止された配線基板５全体を所定の温度、時間で熱処理を
実施する。尚、封止樹脂２、２間の境界線（配線基板５
の露出領域）は配線基板５の長手方向に対して垂直方向
となることが、半導体装置の反り抑制のためには望まし
い。
【００２０】次に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、
配線基板５の外部接続用ランド７に外部接続用端子４を
搭載する際、１回の動作で配線基板５の外部接続用ラン
ド７に全ての外部接続用端子４を搭載する。その後、リ
フローによって外部接続用端子４と外部接続用ランド７
とを金属接合する。
【００２１】次に、図５（ａ）、（ｂ）及び図７に示す
ように、外部接続用端子４が搭載された配線基板５から
切断によって個々の製品にする際、配線基板の封止樹脂
面側を基板固定用治具１３に接着、固定させ、配線基板
５の外部接続用端子搭載面側を上にし、導電パターン１
０と第２の貫通孔１１とから構成される切断ライン確認
用マーク１２を配線基板の外部端子搭載面側から確認で
きるようにする。切断するラインＡの認識は配線基板５
の端部に存在する切断ライン確認用マーク１２の対向す
る各々２点（切断ライン確認用マーク対）を用い、その
２点を結んだラインを一直線に切断用刃物８、９で切断
する。
【００２２】切断する際、まず最初に、配線基板の切断
に適した切断用刃物８を用いて、配線基板５のみを切断
し、次に、封止樹脂の切断に適した、切断用刃物８より
刃の厚さの薄い切断用刃物９を用いて、封止樹脂を切断
する。樹脂封止型半導体装置形成後に、封止樹脂２と配
線基板５との界面剥離を防止するためには、切断用刃物
８に比べて、刃の厚さの薄い切断用刃物９を用いればよ
いが、切断用刃物の摩耗を抑制するためには、それぞ
れ、切断する対象に応じて切断用刃物を取り替えること
が望ましい。具体的には、本実施例で用いるポリイミド
系樹脂からなる配線基板の切断には、平均粒径が８μｍ
のダイヤモンド粒からなる研磨材を有する回転部材から
なる切断用刃物を用い、同様に本実施例で用いるエポキ
シ樹脂からなる封止樹脂の切断には、平均粒径が２０μ
ｍのダイヤモンド粒からなる研磨材を有する回転部材か
らなる切断用刃物を用いる。
【００２３】次に、図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ｃ）
に示すように、個々に切断された樹脂封止型半導体装置
を基板固定用治具１３から取り出して、最終製品とな
る。
【００２４】本実施例では、１つの配線基板上に樹脂封
止領域が２つある場合に付いて、説明したが、本発明の
製造方法において、樹脂封止領域が１つの場合や、３つ
以上ある場合においても適用可能である。また、切断ラ
イン確認用マークも本実施例のものに限定されるもので
はない。また、配線基板もポリイミド系樹脂からなる配
線基板に限定されず、ガラスエポキシ系樹脂からなる配
線基板を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上の詳細に説明したように、本発明の
製造方法によれば、ＢＧＡ型半導体装置において、生産
性の向上、および品質（半導体装置形成後、特に配線基
板５と封止樹脂２の剥離の抑制、予防）の安定化が可能
となる樹脂封止型半導体装置を提供することができる。
【００２６】より具体的には、本発明の、一の基板上に
複数の半導体チップを搭載し、且つ２以上の前記半導体
チップ毎に一体樹脂封止する樹脂封止型半導体装置の製
造方法において、前記基板に、複数の外部接続用の第１
の貫通孔を形成し、半導体チップ搭載領域側の前記基板
上に導電膜を形成し、該導電膜をパターニングすること
によって、配線パターンと第１の貫通孔の開口部全体を
覆う、前記配線パターンの一部となるランドを形成する
工程と、前記半導体チップを搭載し、且つ該半導体チッ
プ搭載面と反対側の面から前記第１の貫通孔に前記外部
接続用端子を搭載し、前記半導体チップと前記外部接続
用端子とを前記ランドを介して電気的に接続する工程
と、２以上の前記半導体チップ毎に、該半導体チップを
封止樹脂を用いて一体樹脂封止する工程と、前記外部接
続用端子搭載面側から切断位置を認識し、第１の切断用
刃物を用いて前記基板を切断し、その後、前記第１の切
断用刃物よりも刃の厚さの薄い第２の切断用刃物を用い
て、２以上の前記半導体チップを一括封止した前記封止
樹脂を切断することにより、前記半導体チップ毎に上記
基板を分割することを特徴とする、樹脂封止型半導体装
置の製造方法を用いることによって、第１の貫通孔と封
止樹脂端との位置関係を正確に制御することができ、且
つ、生産性を向上させることができる。
【００２７】また、本発明の、前記基板の２以上の領域
において、２以上の半導体チップを一括樹脂封止するこ
とを特徴とする、樹脂封止型半導体装置の製造方法を用
いることにより、樹脂封止型半導体装置の反りを低減す
ることができる。
【００２８】また、本発明の、前記第１の切断用刃物は
前記封止樹脂よりも前記基板の切断に適した刃物であ
り、前記第２の切断用刃物は前記基板よりも前記封止樹
脂の切断に適した刃物であることを特徴とする、請求項
１又は請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方
法を用いることにより、樹脂封止型半導体装置の封止樹
脂と基板との剥離を抑制することができる。
【００２９】また、本発明の、前記第１の切断用刃物は
所定の粒径を有する粒状研磨材を有する円盤状の回転部
材であり、且つ、前記第２の切断用刃物は前記第１の切
断用刃物の粒状研磨材よりも大きい粒径を有する粒状研
磨材を有する円盤状の回転部材であることを特徴とす
る、樹脂封止型半導体装置の製造方法を用いることによ
り、切断用刃物の摩耗を抑制することができる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の製造工程の半導体チップ搭載面側からの一部平面
図、（ｂ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置
の製造工程の外部接続用端子搭載面側からの一部平面図
である。
【図２】（ａ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の製造工程の半導体チップ搭載面側からの一部平面
図、（ｂ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置
の製造工程の外部接続用端子搭載面側からの一部平面図
である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の製造工程の半導体チップ搭載面側からの一部平面
図、（ｂ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置
の製造工程の外部接続用端子搭載面側からの一部平面図
である。
【図４】（ａ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の製造工程の半導体チップ搭載面側からの一部平面
図、（ｂ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置
の製造工程の外部接続用端子搭載面側からの一部平面図
である。
【図５】（ａ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の製造工程の半導体チップ搭載面側からの一部平面
図、（ｂ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置
の製造工程の外部接続用端子搭載面側からの一部平面図
である。
【図６】（ａ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体
装置の製造工程の半導体チップ搭載面側からの一部平面
図、（ｂ）は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置
の製造工程の外部接続用端子搭載面側からの一部平面図
である。
【図７】本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置の製
造工程の一部断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施例で使用する樹脂封止す
る際の金型の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂに
おける断面図である。
【図９】従来の樹脂封止型半導体装置の製造工程の一部
断面図である。
【図１０】従来の樹脂封止型半導体装置の断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 半導体チップ ２ 封止樹脂 ３ Ａｕワイヤー ４ 外部接続用端子 ５ 配線基板 ６ 配線パターン ７ 外部接続用ランド ８ 配線基板切断用刃物 ９ 封止樹脂切断用刃物 １０ 導電パターン １１ 第２の貫通孔 １２ 切断ライン確認用マーク １３ 固定用治具 １４ 第１の貫通孔 １５ 金型 １６ 押さえ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/56 B29C 45/14 H01L 21/301 B29L 31:34

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一の基板上に複数の半導体チップを搭
    載し、且つ２以上の前記半導体チップ毎に一体樹脂封止
    する樹脂封止型半導体装置の製造方法において、前記基
    板に、複数の外部接続用の第１の貫通孔を形成し、半導
    体チップ搭載領域側の前記基板上に導電膜を形成し、該
    導電膜をパターニングすることによって、配線パターン
    と第１の貫通孔の開口部全体を覆う、前記配線パターン
    の一部となるランドを形成する工程と、前記半導体チッ
    プを搭載し、且つ該半導体チップ搭載面と反対側の面か
    ら前記第１の貫通孔に前記外部接続用端子を搭載し、前
    記半導体チップと前記外部接続用端子とを前記ランドを
    介して電気的に接続する工程と、２以上の前記半導体チ
    ップ毎に、該半導体チップを封止樹脂を用いて一体樹脂
    封止する工程と、前記外部接続用端子搭載面側から切断
    位置を認識し、第１の切断用刃物を用いて前記基板を切
    断し、その後、前記第１の切断用刃物よりも刃の厚さの
    薄い第２の切断用刃物を用いて、２以上の前記半導体チ
    ップを一括封止した前記封止樹脂を切断することによ
    り、前記半導体チップ毎に上記基板を分割することを特
    徴とする、樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記基板の２以上の領域において、２
    以上の半導体チップを一括樹脂封止することを特徴とす
    る、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項３】 前記第１の切断用刃物は前記封止樹脂
    よりも前記基板の切断に適した刃物であり、前記第２の
    切断用刃物は前記基板よりも前記封止樹脂の切断に適し
    た刃物であることを特徴とする、請求項１又は請求項２
    に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記第１の切断用刃物は所定の粒径を
    有する粒状研磨材を有する円盤状の回転部材であり、且
    つ、前記第２の切断用刃物は前記第１の切断用刃物の粒
    状研磨材よりも大きい粒径を有する粒状研磨材を有する
    円盤状の回転部材であることを特徴とする、請求項３に
    記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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