JP3667323B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フリップチップ方式を用い、チップサイズパッケージを具えた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フリップチップ方式を用い、チップサイズパッケージを具えた半導体装置は、例えば、図１５および図１６に示す製造工程に従って作成される。図１５および図１６は、従来の製造工程を示す図である。図１５（Ａ）は平面図であり、図１５（Ｂ）〜（Ｄ）および図１６（Ａ）〜（Ｃ）は断面図である。
【０００３】
先ず、電気回路を形成したシリコンウエハ１０の裏面に粘着テープ１２を貼り付け、その粘着テープ１２をウエハリング１４と呼ばれる治具に固定する（図１５（Ａ）および（Ｂ）。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）中のＩ−Ｉ線における切り口の断面を示す。）。
【０００４】
次に、ダイシングブレード１６を用いてシリコンウエハ１０を指定の寸法に分割し（ダイシング工程）、個片化されたシリコンチップ１８を得る（図１５（Ｃ））。各シリコンチップ１８はトレイに移され、ボンディングステージ２０上に搬送される（図１５（Ｄ））。シリコンチップ１８の電気回路面１８ａには不図示の電極が設けられている。キャピラリ２４により金線２６からＡｕボールを形成し、そのＡｕボールを上述の電極上に圧着してバンプ２２を形成する（スタッドバンプボンディング）。
【０００５】
次に、ボンディングステージ２０上に配線基板２８を置く（図１６（Ａ））。配線基板２８の内部端子面２８ａには不図示の内部電極が形成されている。続いて、ボンディングツール３０によりシリコンチップ１８を移送し、バンプ２２が形成された電気回路面１８ａを配線基板２８の内部端子面２８ａに対向させ、バンプ２２と内部電極とを接合する（フリップチップボンディング）。
【０００６】
さらに、接合部分の信頼性を向上させるためにシリコンチップ１８と配線基板２８との間に樹脂３４を導入する（図１６（Ｂ））。樹脂導入手段としてディスペンスシリンジ３２を用いている。樹脂３４は、配線基板２８の内部端子面２８ａ上に注入されると、シリコンチップ１８および配線基板２８間に流れ込む。その後、加温を行って樹脂３４を硬化させる。
【０００７】
最後に、所要に応じて、内部端子面２８ａに対向する配線基板２８の外部端子面２８ｂに、外部端子としての半田ボール３６を付着する（図１６（Ｃ））。半田ボール３６が不要な場合は付ける必要がない。
【０００８】
尚、この例では樹脂をディスペンスシリンジにより導入したが、文献「特開平８−６４７２５」には、金型を用いて樹脂封止を行う例が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の製造方法では、工程数、組立コストおよび組立時間が大きいという問題があった。
【００１０】
さらに、樹脂をディスペンスシリンジにより導入しているため、樹脂をのせるスペースが配線基板上に必要になり、配線基板のサイズをシリコンチップよりも０．５〜１ｍｍ以上大きくする必要があった。
【００１１】
従って、従来より、工程数、組立コストおよび組立時間が比較的小さく、シリコンチップと同程度のサイズの配線基板を使用可能な半導体装置の製造方法の出現が望まれていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体ウエハの電気回路面に設けられた電極上にバンプを形成する工程と、電気回路面に配線基板の内部端子面を対向させ、この内部端子面に形成された内部電極とバンプとを接合する工程と、半導体ウエハおよび配線基板を含む中間構造の上下から上型と下型とで囲んで押さえ込み、これら上型および下型間のキャビティ部分に樹脂を流し込み、この樹脂を硬化させて、中間構造の樹脂封止を行う工程と、半導体ウエハに画成された個々の半導体チップに対応する装置領域を、樹脂封止した中間構造から切り出し、個片化した半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする。
また、この発明の半導体装置の製造方法において、樹脂封止を行う工程は、中間構造の側方に上型が接して、中間構造を囲んで行われる工程とするのがよい。
【００１３】
このように、半導体ウエハと配線基板とを接合してから樹脂封止を行い、分割を行う。従って、製造時間を大幅に短縮することが期待できる。
【００１４】
また、上型および下型を用いて樹脂導入を行うため、半導体チップと同じサイズの配線基板を用いることができる。従って、半導体装置の小型化が期待できる。
【００１５】
この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、各装置領域の配列間隔を切り出しの際に要する切り代に等しくしてあると良い。
【００１６】
従って、装置領域が最小間隔で配列するため、一枚の半導体ウエハから多数の製品が得られる。また、１つのカッティングラインによりその両側の半導体装置の加工が行えるため、加工数が半減する。
【００１７】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、中間構造の樹脂封止と共に、内部端子面に対向する配線基板の外部端子面に樹脂構造を形成すると良い。
【００１８】
樹脂封止では、高温の樹脂を配線基板の内部端子面に堆積させるので、樹脂が室温に冷却される際に収縮応力を受ける。この応力により配線基板が変形し、反りが生じてしまうおそれがある。従って、配線基板の外部端子面にも樹脂構造を形成することにより、上述の応力を打ち消すことができる。よって、配線基板に反りが生じなくなる。
【００１９】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、樹脂構造は、樹脂封止した領域を囲む枠構造とすると良い。
【００２０】
このように、配線基板を挟んで、樹脂を堆積して樹脂封止した領域に対向する位置に、その領域を囲むような枠構造を樹脂により形成する。枠の幅や厚さを適切に設計することにより、補強枠として必要な強度が得られる。
【００２１】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、枠構造は、樹脂封止した領域を格子状に分割する仕切り構造を含むと良い。
【００２２】
このように、仕切り構造を設けることにより、樹脂構造が格子状になるので、補強効果が大きくなる。
【００２３】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、枠構造は、樹脂封止した領域より外側の位置に形成すると良い。
【００２４】
このように、樹脂封止した領域から外れた位置に枠構造を形成するため、樹脂封止した領域を無駄なく活用して半導体装置を形成することができる。
【００２５】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、枠構造の内側の中間構造に、この枠構造と樹脂封止した領域とを分離するための切り込みを形成すると良い。
【００２６】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、樹脂封止した中間構造の製品領域を半導体装置に分割するに先立ち、樹脂構造を製品領域から分離するために、中間構造に切り込みを形成すると良い。
【００２７】
このように切り込みを形成するので、樹脂構造と製品領域（各装置領域が含まれる領域）とを容易に分離することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明が理解できる程度に形状、大きさおよび配置関係を概略的に示しているに過ぎない。また、以下に記載される数値等の条件や材料等は単なる一例に過ぎない。従って、この発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
図１および図２は、第１の実施の形態の製造工程を示す断面図である。これら図１および図２を参照して、第１の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。この半導体装置にはフリップチップ方式が用いられ、チップサイズパッケージを具えている。以下、（ａ）〜（ｇ）工程に従い順次に説明する。
【００３０】
先ず、（ａ）Ｓｉ（シリコン）ウエハ１０の裏面１０ｂを粘着テープ１２に貼り付けて固定する（図１（Ａ））。この粘着テープ１２は耐熱性を有している。この粘着テープ１２の縁部分は、リング形状の治具すなわちウエハリング１４に固定してある。Ｓｉウエハ１０の表側の電気回路面１０ａには、複数のＳｉチップの領域を画成してあり、各Ｓｉチップの領域にそれぞれ電気回路（回路パタン）を形成してある。これら各電気回路の周囲には、外部との電気的な接続を行うための電極（図示を省略）も形成してある。
【００３１】
次に、（ｂ）Ｓｉウエハ１０の電気回路面１０ａに形成された電極上にバンプ２２を形成する（図１（Ｂ））。つまり、上述した各電極上に、キャピラリを用いてバンプボンディングを行う。バンプ２２の材料は、例えば、Ａｕ／半田／Ｓｎ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｓｎ／Ｐｂ等である。
【００３２】
次に、（ｃ）Ｓｉウエハ１０のダイシングを行って、個片化したＳｉチップ１８を得る（図１（Ｃ））。Ｓｉウエハ１０は、ダイシングブレードを用いて指定の位置および寸法で分割する。その結果、Ｓｉウエハ１０から複数のＳｉチップ１８が切り出される。各Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａには、上述した電気回路、電極およびバンプ２２が設けられている。
【００３３】
次に、（ｄ）各Ｓｉチップ１８間の間隔を広げる（図１（Ｄ））。各Ｓｉチップ１８間の距離は、粘着テープ１２を引き伸ばすことにより増大する。このように、各Ｓｉチップ１８間を所定の間隔だけ離間させておくと、次工程で、Ｓｉチップ１８に比べサイズの大きい配線基板２８を各Ｓｉチップ１８に接合することが容易になる。
【００３４】
次に、（ｅ）各Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａに個々の配線基板２８の内部端子面２８ａをそれぞれ対向させ、この内部端子面２８ａに形成された内部電極（不図示）とバンプ２２とを接合することにより、Ｓｉチップ１８および配線基板２８を含む半導体装置の予備構造３８を得る（図２（Ａ））。
【００３５】
このため、粘着テープ１２に貼り付いたＳｉチップ１８をボンディングステージ（図示を省略）上に設置する。そして、ボンディングツール３０により配線基板２８を１つのＳｉチップ１８上に移送して、Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａと配線基板２８の内部端子面２８ａとを対向させる。配線基板２８は、ガラスエポキシ、セラミック、ポリイミド等で形成されており、シリコンチップの寸法より大きい。
【００３６】
続いて、配線基板２８の内部電極とＳｉチップ１８上のバンプ２２と対向するように位置合せを行い、配線基板２８をＳｉチップ１８に対し圧着する。この結果、配線基板２８とＳｉチップ１８とが接合し、Ｓｉチップ１８が配線基板２８上に搭載されることになる。この状態の配線基板２８およびＳｉチップ１８の構造を、以下、予備構造３８と称している。
【００３７】
次に、（ｆ）各配線基板２８の外部端子面２８ｂに粘着テープ４０を貼り付けた後、Ｓｉチップ１８の裏面１８ｂ側の粘着テープ１２を剥す（図２（Ｂ））。この粘着テープ４０は耐熱性を有している。このように、この工程では配線基板２８側に粘着テープ４０を貼り付ける一方で、Ｓｉチップ１８側の粘着テープ１２を剥すことにより、配線基板２８の内部端子面２８ａ側が粘着テープにより覆われないようにする。
【００３８】
次に、（ｇ）配線基板２８の内部端子面２８ａとＳｉチップ１８の電気回路面１８ａとの間に樹脂３４を流し込み、この樹脂３４を硬化させて、予備構造３８の樹脂封止を行う（図２（Ｃ））。樹脂３４の導入は、ディスペンスシリンジ３２を用いて行う。適量の樹脂３４を配線基板２８の内部端子面２８ａ上に端部より注入して、シリコンチップ１８および配線基板２８間に流し込む。このため、配線基板２８はＳｉチップ１８に比べて大きく、はみ出た端部の部分が０．５〜２．０ｍｍの長さとなっている。その後、加温を行って樹脂３４を硬化させる。この結果、予備構造３８が樹脂封止されて、半導体装置が完成する。
【００３９】
尚、所要に応じて、配線基板２８の外部端子面２８ｂに、外部端子としての半田ボールを付着する。半田ボールが不要な場合は付ける必要がないが、半田ボールを設けることによりマザーボードへの接続の信頼性が向上する。
【００４０】
以上説明したように、上述の（ｆ）工程において、各予備構造３８の配線基板２８側に粘着テープ４０を貼り付けるため、各予備構造３８を粘着テープ４０ごと一括して搬送することができる。よって、従来のように個々の予備構造３８をトレイに移した後、個別に搬送するという工程が省けるので、製造時間の短縮およびコストダウンという効果が得られる。
【００４１】
〔第２の実施の形態〕
図３は、第２の実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、Ｓｉチップ１８および配線基板４２により構成されている。これらＳｉチップ１８および配線基板４２の各々のサイズは実質的に等しい。Ｓｉチップ１８は電極が設けられた電気回路面１８ａを有している。配線基板４２は内部電極が設けられた内部端子面４２ａを有している。電気回路面１８ａと内部端子面４２ａとを向かい合わせ、Ｓｉチップ１８の電極と配線基板４２の内部電極とをバンプ２２により接合してある。Ｓｉチップ１８および配線基板４２間に樹脂３４が埋め込まれていて、Ｓｉチップ１８および配線基板４２の側面も樹脂３４により覆われている。また、電気回路面１８ａに対向するＳｉチップ１８の裏面１８ｂと、内部端子面４２ａに対向する配線基板４２の外部端子面４２ｂとが共に露出している。
【００４２】
次に、第２の実施の形態の半導体装置の製造方法につき、図４を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態の製造工程を示す断面図である。尚、第２の実施の形態では、第１の実施の形態で説明した（ａ）〜（ｅ）工程に続けて、所要に応じて（ｆ）工程を行った後、以下に説明する（ｈ）および（ｉ）工程を行う。ここでは、（ａ）〜（ｆ）工程の説明は省略する。但し、この実施の形態では、第１の実施の形態で説明した配線基板２８の代わりに、これとはサイズが異なる配線基板４２を用いている。
【００４３】
図４（Ａ）には、（ｆ）工程終了後の様子が示されている。このとき、粘着テープ４０の表面に各配線基板４２の外部端子面４２ｂ側が貼り付いた状態となっている。各配線基板４２の内部端子面４２ａに設けられた内部電極と、各Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａに設けられた電極とがバンプ２２により接合されている。以下、この状態の配線基板４２およびＳｉチップ１８の構造を予備構造４４と称している。また、各予備構造４４が粘着テープ４０に貼り付いた構造を中間構造４６と称している。
【００４４】
続いて、（ｈ）粘着テープ４０および各予備構造４４を含む中間構造４６の上下を上型４８と下型５０とで押さえ込み、これら上型４８および下型５０間のキャビティ５２部分に樹脂３４を流し込み、この樹脂３４を硬化させて、中間構造４６の樹脂封止を行う（図４（Ｂ））。
【００４５】
上型４８は、直方体形状あるいはウエハ形状の凹みを有した金型である。下型５０は板体状の金型である。これら上型４８および下型５０を組み合わせると、上述の凹みの部分が中間構造４６を収納するためのキャビティ５２となる。キャビティ５２内には、上型４８に開けられた樹脂注入口５４から樹脂３４が注入される。キャビティ５２内に中間構造４６を収納して、樹脂３４を注入した後、加温を行ってその樹脂３４を硬化させる。樹脂３４として速硬化性の熱硬化樹脂を使用すると、通常は数十分から１時間の硬化時間が数十秒となる。
【００４６】
次に、（ｉ）樹脂封止した中間構造４６に予備構造４４を含む装置領域５６を画成し、この装置領域５６を切り出すことにより、個片化された半導体装置を得る（図４（Ｃ））。中間構造４６は、ダイシングブレードを用いて指定の位置および寸法で分割する。その結果、中間構造４６から、図３に示した複数の半導体装置が切り出される。
【００４７】
このように、この実施の形態では、ディスペンスシリンジによる樹脂封止の代わりに金型を用いて樹脂封止を行うので、樹脂の導入を全ての予備構造４４に対し、一括して行うことができる。このため、製造時間の大幅な短縮が期待できる。しかも、Ｓｉチップ１８と同じサイズの配線基板４２を用いることができるため、装置の小型化が可能である。従来の半導体装置に比べると、サイズを１．０〜１．６ｍｍ小さくすることができる。
【００４８】
また、ボンディングツールおよびボンディングステージをそれぞれ上型４８および下型５０に転用すれば、製造時の治工具代が低減してコストダウンが図れる。
【００４９】
さらに、中間構造４６を半導体装置に分割する際、ダイシングを行うことで半導体装置の外形寸法精度が通常の１／１０〜１／１００にまで向上する（基板メーカーでの単体寸法精度は±０．１ｍｍであるのに対し、ダイシング精度は±０．００５ｍｍである。）。
【００５０】
〔第３の実施の形態〕
次に、図５を参照して、第３の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図５は、第３の実施の形態の製造工程を示す断面図である。この実施の形態の製造工程は、基本的には第２の実施の形態の製造工程と同じである。ただ、この実施の形態では、各装置領域５６の境界位置に相当する上型４８ａおよび下型５０の双方またはいずれか一方のキャビティ５２内面にそれぞれ突起構造５８を設けてある。
【００５１】
図５（Ａ）には、第２の実施の形態で説明した（ｈ）工程後の様子が示されている。図５（Ａ）に示すように、中間構造４６の上下を上型４８ａと下型５０とで押さえ込み、これら上型４８ａおよび下型５０間のキャビティ５２部分に樹脂３４を流し込んである。そして、この樹脂３４を硬化させて、中間構造４６の樹脂封止を行っている。
【００５２】
ここで、キャビティ５２を構成する上型４８ａの凹み部分には、複数の突起構造５８が設けられている。突起構造５８が設けられた位置は、キャビティ５２内面に相当する面上であって、予備構造４４を分割する位置に相当する。上型４８ａおよび下型５０を外すと、樹脂封止した中間構造４６ａの樹脂３４の部分には凹み６０が形成されている（図５（Ｂ））。この凹み６０は、ちょうど装置領域５６の境界線に沿って形成される。よって、手作業によりこの凹みに沿って中間構造４６ａを分割することが可能となるので、中間構造４６ａを半導体装置に容易に個片化することができる。この結果、図３に示した構成の半導体装置が得られる。このように、作業時間の短縮およびコストダウンが可能である。
【００５３】
〔第４の実施の形態〕
図６は、第４の実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、図３に示した第２の実施の形態の半導体装置とほぼ同じ構成である。しかし、Ｓｉチップ１８および配線基板４２の側面が樹脂３４により覆われていない点が異なっている。
【００５４】
次に、第４の実施の形態の半導体装置の製造方法につき、図７を参照して説明する。図７は、第４の実施の形態の製造工程を示す断面図である。
【００５５】
先ず、Ｓｉウエハ１０の電気回路面１０ａに設けられた電極上にバンプ２２を形成し、続いて、電気回路面１０ａに配線基板６２の内部端子面６２ａを対向させ、この内部端子面６２ａに形成された内部電極とバンプ２２とを接合する（図７（Ａ））。後の工程で、配線基板６２からは複数の配線基板４２が切り出される。従って、配線基板６２上には、Ｓｉウエハ１０上におけるＳｉチップ１８の配置と対応するように、各配線基板４２の領域が画成されている。この配線基板６２は、ボンディングステージ２０上に内部端子面６２ａを上向きにして載置される。バンプ２２を形成したＳｉウエハ１０は、ボンディングツール３０により移送する。そして、その電気回路面１０ａを配線基板６２の内部端子面６２ａに対向させ、バンプ２２を内部電極に対し圧着する。この結果、Ｓｉウエハ１０と配線基板６２とが接合した状態となる。この状態のＳｉウエハ１０および配線基板６２の構造を、以下、中間構造６４と称している。
【００５６】
次に、中間構造６４の上下を上型４８と下型５０とで押さえ込み、これら上型４８および下型５０間のキャビティ５２部分に樹脂３４を流し込み、この樹脂３４を硬化させて、中間構造６４の樹脂封止を行う（図７（Ｂ））。この作業により、電気回路面１０ａと内部端子面６２ａとの間に樹脂３４を埋め込む。上型４８および下型５０を外すと、樹脂封止された中間構造６４ａが得られる。
【００５７】
次に、Ｓｉウエハ１０に画成された個々のＳｉチップ１８に対応する装置領域６６を、樹脂封止した中間構造６４ａから切り出し、個片化した半導体装置を得る（図７（Ｃ））。この工程では、ダイシングを行って、中間構造６４ａを装置領域６６の位置で切断する。この結果、Ｓｉウエハ１０がＳｉチップ１８に分割されると共に、配線基板６２が各Ｓｉチップ１８に接合した配線基板４２に分割され、図６に示した構成の半導体装置が得られる。
【００５８】
このように、この実施の形態では、ディスペンスシリンジによる樹脂封止の代わりに金型を用いて樹脂封止を行うので、樹脂の導入を一括して行うことができる。このため、製造時間の大幅な短縮が期待できる。しかも、Ｓｉチップ１８と同じサイズの配線基板４２を用いることができるため、装置の小型化が可能である。従来の半導体装置に比べると、サイズを１．０〜２．０ｍｍ小さくすることができる。さらに、中間構造６４ａを半導体装置に分割する際、ダイシングを行うことで半導体装置の外形寸法精度が向上する。
【００５９】
〔第５の実施の形態〕
次に、図８を参照して、第５の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図８は、第５の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第２および第４の実施の形態で説明した、樹脂封止した中間構造４６および６４ａを半導体装置に分割する際の方法に関する。ここでは、中間構造６４ａを半導体装置に分割する工程を例に取り、説明する。
【００６０】
この実施の形態では、各装置領域６６の配列間隔を、切り出しの際に要する切り代６８に等しくしてある。図８（Ａ）には、各装置領域６６の位置で、樹脂封止した中間構造６４ａを切り出したときの断面が示されている。各装置領域６６の間は、切り代６８の分だけ互いに離れている。図７（Ｃ）に示した場合に比べて、切り出されたほとんどの部分が半導体装置として使用可能となるので、無駄が無い。
【００６１】
また、図８（Ｂ）は、切り出す前の中間構造６４ａをＳｉウエハ１０側から見た要部平面図である。各装置領域６６は、縦方向および横方向にわたり、切り代６８（実線により示すカッティングライン）の分だけ互いに離間して配列している。このように、各装置領域６６が最小間隔で配列するため、一枚のＳｉウエハ１０から多数の製品が得られる。また、１つのカッティングラインによりその両側の半導体装置の加工が行えるため、加工数が半減する。
【００６２】
〔第６の実施の形態〕
次に、図９を参照して、第６の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図９は、第６の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。この実施の形態では、中間構造６４の樹脂封止と共に、内部端子面６２ａに対向する配線基板６２の外部端子面６２ｂに樹脂構造７０を形成する。
【００６３】
図９（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｂを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。但し、図９（Ｂ）では、配線基板６２の内部端子面６２ａ上に堆積した樹脂３４や、内部電極に対しバンプ２２により接合されたＳｉウエハ１０の構造を、一体構造の樹脂形成部７２として示してある。
【００６４】
ここで、樹脂形成部７２のような樹脂堆積構造を、配線基板６２の片面にだけ形成する場合を考えてみる。樹脂封止工程では、高温の樹脂３４を配線基板６２の内部端子面６２ａ上に堆積させる。このとき、樹脂３４が室温に冷却される際に収縮応力を受ける。すると、この応力により配線基板６２が変形し、反りが生じてしまう。このように、配線基板６２の片面にだけ樹脂を堆積させると、配線基板６２が反ってしまうという問題が生じる。
【００６５】
そこで、この実施の形態では、樹脂封止の際に、配線基板６２の外部端子面６２ｂ側にも樹脂構造７０を形成している。これにより、上述の応力を打ち消すことができ、配線基板６２に反りが生じなくなる。
【００６６】
また、図９に示すように、この例の樹脂構造７０は、樹脂封止した領域すなわち樹脂形成部７２を囲む枠構造としてある。枠構造は、配線基板６２を挟んで樹脂形成部７２と対向する位置に、樹脂封止の際に形成される。この枠構造の幅および厚さを適切に設計してあるため、上述の応力に対向する補強効果が得られるのである。
【００６７】
〔第７の実施の形態〕
次に、図１０を参照して、第７の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１０は、第７の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第６の実施の形態と同様、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。この例では、樹脂構造７０ａを構成する枠構造が、樹脂封止した領域すなわち樹脂形成部７２を格子状に分割する仕切り構造を含んでいる。
【００６８】
図１０（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｃを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００６９】
図１０に示すように、樹脂構造７０ａは、図９に示した枠構造の内側に十字形の仕切り構造を有している。これにより、樹脂形成部７２が形成された領域は４つに分割されている。このように、仕切り構造を設けることにより、樹脂構造７０ａが格子状になり補強枠の本数が増加するため、補強効果が大きくなる。尚、仕切り構造は十字形に限らず、他の形状にしても良い。
【００７０】
〔第８の実施の形態〕
次に、図１１を参照して、第８の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１１は、第８の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第６および第７の実施の形態と同様、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。この例では、樹脂構造７０ｂを構成する枠構造が、樹脂封止した領域すなわち樹脂形成部７２より外側の位置に形成される。
【００７１】
図１１（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｄを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００７２】
図１１に示すように、樹脂構造７０ｂは、樹脂形成部７２から外れた位置に形成されている。このように樹脂構造７０ｂを設けることにより、半導体装置として活用できる樹脂形成部７２の部分を最大限に確保することができる。
【００７３】
〔第９の実施の形態〕
次に、図１２を参照して、第９の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１２は、第９の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第６、第７および第８の実施の形態と同様、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。第６、第７および第８の実施の形態では、樹脂封止の際に種々の樹脂構造７０を形成する方法につき説明したが、樹脂封止した中間構造６４ｅの製品領域７８を半導体装置に分割するに先立ち、樹脂構造７０を製品領域７８から分離する必要がある。このため、樹脂構造７０を構成する枠構造の内側の中間構造６４ｅに切り込み（ノッチ）７４および７６を形成してある。
【００７４】
図１２（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｅを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００７５】
図１２に示すように、樹脂構造７０の内側の配線基板６２に、断面がＶ字形状の切り込み７６を入れてある。この切り込み７６は、樹脂構造７０の内側に沿って形成してある。また、この切り込み７６と対向する樹脂形成部７２の位置にも、断面がＶ字形状の切り込み７４を入れてある。このように切り込み７４および７６を形成するので、樹脂構造７０と製品領域７８（各装置領域６６が含まれる領域）とを、例えばプレス機等を用いて容易に分離することができる。尚、切り込み７４および７６の断面形状は、例えばＵ字形状であっても良い。
【００７６】
〔第１０の実施の形態〕
次に、図１３を参照して、第１０の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１３は、第１０の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第９の実施の形態と同様、樹脂構造７０と製品領域７８とを分離するための切り込みに関する。
【００７７】
図１３（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｆを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００７８】
図１３に示すように、樹脂構造７０の内側の配線基板６２に、断面がＶ字形状の切り込み７６ａを入れてある。この切り込み７６ａは、樹脂構造７０の内側に沿って形成してあり、各切り込み７６ａを直線的に延在させて配線基板６２の端部まで延長させてある。また、この切り込み７６ａと対向する樹脂形成部７２の位置にも、断面がＶ字形状の切り込み７４ａを入れてある。
【００７９】
このように切り込み７４ａおよび７６ａを形成するので、樹脂構造７０と製品領域７８とを、手作業による比較的小さな機械応力で容易に分離することができる。尚、切り込み７４および７６の断面形状は、例えばＵ字形状であっても良い。
【００８０】
〔第１１の実施の形態〕
次に、図１４を参照して、第１１の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１４は、第１１の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第９および第１０の実施の形態と同様、樹脂構造７０ｂと製品領域７８とを分離するための切り込みに関する。
【００８１】
図１４（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｇを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００８２】
図１４に示すように、樹脂構造７０ｂの内側の配線基板６２に、内部端子面６２ａから外部端子面６２ｂまで貫通する切り込み（スリット）８０を入れてある。この切り込み８０は、樹脂構造７０ｂを構成する枠の各辺に沿って１本ずつ形成してある。このように切り込み８０を形成するので、樹脂構造７０ｂと製品領域７８とを、精度良く容易に分離することができる。尚、各辺の切り込み８０を複数に分割した形状としても良い。
【００８３】
【発明の効果】
この発明の半導体装置の製造方法によれば、配線基板および半導体チップから構成される各予備構造の配線基板側に粘着テープを貼り付け、各予備構造を粘着テープごと一括して搬送する。よって、従来のように個々の予備構造をトレイに移した後、個別に搬送するという工程が省けるので、製造時間の短縮およびコストダウンという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図２】図１に続く、第１の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図３】第２の実施の形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図５】第３の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図６】第４の実施の形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図７】第４の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図８】第５の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図９】第６の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１０】第７の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１１】第８の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１２】第９の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１３】第１０の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１４】第１１の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１５】従来の製造工程を示す図である。
【図１６】図１５に続く、従来の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１０：Ｓｉウエハ
１０ａ，１８ａ：電気回路面
１０ｂ，１８ｂ：裏面
１２，４０：粘着テープ
１４：ウエハリング
１６：ダイシングブレード
１８：Ｓｉチップ
２０：ボンディングステージ
２２：バンプ
２４：キャピラリ
２６：金線
２８，４２，６２：配線基板
２８ａ，４２ａ，６２ａ：内部端子面
２８ｂ，４２ｂ，６２ｂ：外部端子面
３０：ボンディングツール
３２：ディスペンスシリンジ
３４：樹脂
３６：半田ボール
３８，４４：予備構造
４６，４６ａ，６４，６４ａ〜６４ｇ：中間構造
４８，４８ａ：上型
５０：下型
５２：キャビティ
５４：樹脂注入口
５６，６６：装置領域
５８：突起構造
６０：凹み
６８：切り代
７０，７０ａ，７０ｂ：樹脂構造
７２：樹脂形成部
７８：製品領域
７４，７６，７４ａ，７６ａ，８０：切り込み
【発明の属する技術分野】
この発明は、フリップチップ方式を用い、チップサイズパッケージを具えた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フリップチップ方式を用い、チップサイズパッケージを具えた半導体装置は、例えば、図１５および図１６に示す製造工程に従って作成される。図１５および図１６は、従来の製造工程を示す図である。図１５（Ａ）は平面図であり、図１５（Ｂ）〜（Ｄ）および図１６（Ａ）〜（Ｃ）は断面図である。
【０００３】
先ず、電気回路を形成したシリコンウエハ１０の裏面に粘着テープ１２を貼り付け、その粘着テープ１２をウエハリング１４と呼ばれる治具に固定する（図１５（Ａ）および（Ｂ）。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）中のＩ−Ｉ線における切り口の断面を示す。）。
【０００４】
次に、ダイシングブレード１６を用いてシリコンウエハ１０を指定の寸法に分割し（ダイシング工程）、個片化されたシリコンチップ１８を得る（図１５（Ｃ））。各シリコンチップ１８はトレイに移され、ボンディングステージ２０上に搬送される（図１５（Ｄ））。シリコンチップ１８の電気回路面１８ａには不図示の電極が設けられている。キャピラリ２４により金線２６からＡｕボールを形成し、そのＡｕボールを上述の電極上に圧着してバンプ２２を形成する（スタッドバンプボンディング）。
【０００５】
次に、ボンディングステージ２０上に配線基板２８を置く（図１６（Ａ））。配線基板２８の内部端子面２８ａには不図示の内部電極が形成されている。続いて、ボンディングツール３０によりシリコンチップ１８を移送し、バンプ２２が形成された電気回路面１８ａを配線基板２８の内部端子面２８ａに対向させ、バンプ２２と内部電極とを接合する（フリップチップボンディング）。
【０００６】
さらに、接合部分の信頼性を向上させるためにシリコンチップ１８と配線基板２８との間に樹脂３４を導入する（図１６（Ｂ））。樹脂導入手段としてディスペンスシリンジ３２を用いている。樹脂３４は、配線基板２８の内部端子面２８ａ上に注入されると、シリコンチップ１８および配線基板２８間に流れ込む。その後、加温を行って樹脂３４を硬化させる。
【０００７】
最後に、所要に応じて、内部端子面２８ａに対向する配線基板２８の外部端子面２８ｂに、外部端子としての半田ボール３６を付着する（図１６（Ｃ））。半田ボール３６が不要な場合は付ける必要がない。
【０００８】
尚、この例では樹脂をディスペンスシリンジにより導入したが、文献「特開平８−６４７２５」には、金型を用いて樹脂封止を行う例が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の製造方法では、工程数、組立コストおよび組立時間が大きいという問題があった。
【００１０】
さらに、樹脂をディスペンスシリンジにより導入しているため、樹脂をのせるスペースが配線基板上に必要になり、配線基板のサイズをシリコンチップよりも０．５〜１ｍｍ以上大きくする必要があった。
【００１１】
従って、従来より、工程数、組立コストおよび組立時間が比較的小さく、シリコンチップと同程度のサイズの配線基板を使用可能な半導体装置の製造方法の出現が望まれていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体ウエハの電気回路面に設けられた電極上にバンプを形成する工程と、電気回路面に配線基板の内部端子面を対向させ、この内部端子面に形成された内部電極とバンプとを接合する工程と、半導体ウエハおよび配線基板を含む中間構造の上下から上型と下型とで囲んで押さえ込み、これら上型および下型間のキャビティ部分に樹脂を流し込み、この樹脂を硬化させて、中間構造の樹脂封止を行う工程と、半導体ウエハに画成された個々の半導体チップに対応する装置領域を、樹脂封止した中間構造から切り出し、個片化した半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする。
また、この発明の半導体装置の製造方法において、樹脂封止を行う工程は、中間構造の側方に上型が接して、中間構造を囲んで行われる工程とするのがよい。
【００１３】
このように、半導体ウエハと配線基板とを接合してから樹脂封止を行い、分割を行う。従って、製造時間を大幅に短縮することが期待できる。
【００１４】
また、上型および下型を用いて樹脂導入を行うため、半導体チップと同じサイズの配線基板を用いることができる。従って、半導体装置の小型化が期待できる。
【００１５】
この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、各装置領域の配列間隔を切り出しの際に要する切り代に等しくしてあると良い。
【００１６】
従って、装置領域が最小間隔で配列するため、一枚の半導体ウエハから多数の製品が得られる。また、１つのカッティングラインによりその両側の半導体装置の加工が行えるため、加工数が半減する。
【００１７】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、中間構造の樹脂封止と共に、内部端子面に対向する配線基板の外部端子面に樹脂構造を形成すると良い。
【００１８】
樹脂封止では、高温の樹脂を配線基板の内部端子面に堆積させるので、樹脂が室温に冷却される際に収縮応力を受ける。この応力により配線基板が変形し、反りが生じてしまうおそれがある。従って、配線基板の外部端子面にも樹脂構造を形成することにより、上述の応力を打ち消すことができる。よって、配線基板に反りが生じなくなる。
【００１９】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、樹脂構造は、樹脂封止した領域を囲む枠構造とすると良い。
【００２０】
このように、配線基板を挟んで、樹脂を堆積して樹脂封止した領域に対向する位置に、その領域を囲むような枠構造を樹脂により形成する。枠の幅や厚さを適切に設計することにより、補強枠として必要な強度が得られる。
【００２１】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、枠構造は、樹脂封止した領域を格子状に分割する仕切り構造を含むと良い。
【００２２】
このように、仕切り構造を設けることにより、樹脂構造が格子状になるので、補強効果が大きくなる。
【００２３】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、枠構造は、樹脂封止した領域より外側の位置に形成すると良い。
【００２４】
このように、樹脂封止した領域から外れた位置に枠構造を形成するため、樹脂封止した領域を無駄なく活用して半導体装置を形成することができる。
【００２５】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、枠構造の内側の中間構造に、この枠構造と樹脂封止した領域とを分離するための切り込みを形成すると良い。
【００２６】
また、この発明の半導体装置の製造方法において、好ましくは、樹脂封止した中間構造の製品領域を半導体装置に分割するに先立ち、樹脂構造を製品領域から分離するために、中間構造に切り込みを形成すると良い。
【００２７】
このように切り込みを形成するので、樹脂構造と製品領域（各装置領域が含まれる領域）とを容易に分離することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明が理解できる程度に形状、大きさおよび配置関係を概略的に示しているに過ぎない。また、以下に記載される数値等の条件や材料等は単なる一例に過ぎない。従って、この発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
図１および図２は、第１の実施の形態の製造工程を示す断面図である。これら図１および図２を参照して、第１の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。この半導体装置にはフリップチップ方式が用いられ、チップサイズパッケージを具えている。以下、（ａ）〜（ｇ）工程に従い順次に説明する。
【００３０】
先ず、（ａ）Ｓｉ（シリコン）ウエハ１０の裏面１０ｂを粘着テープ１２に貼り付けて固定する（図１（Ａ））。この粘着テープ１２は耐熱性を有している。この粘着テープ１２の縁部分は、リング形状の治具すなわちウエハリング１４に固定してある。Ｓｉウエハ１０の表側の電気回路面１０ａには、複数のＳｉチップの領域を画成してあり、各Ｓｉチップの領域にそれぞれ電気回路（回路パタン）を形成してある。これら各電気回路の周囲には、外部との電気的な接続を行うための電極（図示を省略）も形成してある。
【００３１】
次に、（ｂ）Ｓｉウエハ１０の電気回路面１０ａに形成された電極上にバンプ２２を形成する（図１（Ｂ））。つまり、上述した各電極上に、キャピラリを用いてバンプボンディングを行う。バンプ２２の材料は、例えば、Ａｕ／半田／Ｓｎ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｓｎ／Ｐｂ等である。
【００３２】
次に、（ｃ）Ｓｉウエハ１０のダイシングを行って、個片化したＳｉチップ１８を得る（図１（Ｃ））。Ｓｉウエハ１０は、ダイシングブレードを用いて指定の位置および寸法で分割する。その結果、Ｓｉウエハ１０から複数のＳｉチップ１８が切り出される。各Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａには、上述した電気回路、電極およびバンプ２２が設けられている。
【００３３】
次に、（ｄ）各Ｓｉチップ１８間の間隔を広げる（図１（Ｄ））。各Ｓｉチップ１８間の距離は、粘着テープ１２を引き伸ばすことにより増大する。このように、各Ｓｉチップ１８間を所定の間隔だけ離間させておくと、次工程で、Ｓｉチップ１８に比べサイズの大きい配線基板２８を各Ｓｉチップ１８に接合することが容易になる。
【００３４】
次に、（ｅ）各Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａに個々の配線基板２８の内部端子面２８ａをそれぞれ対向させ、この内部端子面２８ａに形成された内部電極（不図示）とバンプ２２とを接合することにより、Ｓｉチップ１８および配線基板２８を含む半導体装置の予備構造３８を得る（図２（Ａ））。
【００３５】
このため、粘着テープ１２に貼り付いたＳｉチップ１８をボンディングステージ（図示を省略）上に設置する。そして、ボンディングツール３０により配線基板２８を１つのＳｉチップ１８上に移送して、Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａと配線基板２８の内部端子面２８ａとを対向させる。配線基板２８は、ガラスエポキシ、セラミック、ポリイミド等で形成されており、シリコンチップの寸法より大きい。
【００３６】
続いて、配線基板２８の内部電極とＳｉチップ１８上のバンプ２２と対向するように位置合せを行い、配線基板２８をＳｉチップ１８に対し圧着する。この結果、配線基板２８とＳｉチップ１８とが接合し、Ｓｉチップ１８が配線基板２８上に搭載されることになる。この状態の配線基板２８およびＳｉチップ１８の構造を、以下、予備構造３８と称している。
【００３７】
次に、（ｆ）各配線基板２８の外部端子面２８ｂに粘着テープ４０を貼り付けた後、Ｓｉチップ１８の裏面１８ｂ側の粘着テープ１２を剥す（図２（Ｂ））。この粘着テープ４０は耐熱性を有している。このように、この工程では配線基板２８側に粘着テープ４０を貼り付ける一方で、Ｓｉチップ１８側の粘着テープ１２を剥すことにより、配線基板２８の内部端子面２８ａ側が粘着テープにより覆われないようにする。
【００３８】
次に、（ｇ）配線基板２８の内部端子面２８ａとＳｉチップ１８の電気回路面１８ａとの間に樹脂３４を流し込み、この樹脂３４を硬化させて、予備構造３８の樹脂封止を行う（図２（Ｃ））。樹脂３４の導入は、ディスペンスシリンジ３２を用いて行う。適量の樹脂３４を配線基板２８の内部端子面２８ａ上に端部より注入して、シリコンチップ１８および配線基板２８間に流し込む。このため、配線基板２８はＳｉチップ１８に比べて大きく、はみ出た端部の部分が０．５〜２．０ｍｍの長さとなっている。その後、加温を行って樹脂３４を硬化させる。この結果、予備構造３８が樹脂封止されて、半導体装置が完成する。
【００３９】
尚、所要に応じて、配線基板２８の外部端子面２８ｂに、外部端子としての半田ボールを付着する。半田ボールが不要な場合は付ける必要がないが、半田ボールを設けることによりマザーボードへの接続の信頼性が向上する。
【００４０】
以上説明したように、上述の（ｆ）工程において、各予備構造３８の配線基板２８側に粘着テープ４０を貼り付けるため、各予備構造３８を粘着テープ４０ごと一括して搬送することができる。よって、従来のように個々の予備構造３８をトレイに移した後、個別に搬送するという工程が省けるので、製造時間の短縮およびコストダウンという効果が得られる。
【００４１】
〔第２の実施の形態〕
図３は、第２の実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、Ｓｉチップ１８および配線基板４２により構成されている。これらＳｉチップ１８および配線基板４２の各々のサイズは実質的に等しい。Ｓｉチップ１８は電極が設けられた電気回路面１８ａを有している。配線基板４２は内部電極が設けられた内部端子面４２ａを有している。電気回路面１８ａと内部端子面４２ａとを向かい合わせ、Ｓｉチップ１８の電極と配線基板４２の内部電極とをバンプ２２により接合してある。Ｓｉチップ１８および配線基板４２間に樹脂３４が埋め込まれていて、Ｓｉチップ１８および配線基板４２の側面も樹脂３４により覆われている。また、電気回路面１８ａに対向するＳｉチップ１８の裏面１８ｂと、内部端子面４２ａに対向する配線基板４２の外部端子面４２ｂとが共に露出している。
【００４２】
次に、第２の実施の形態の半導体装置の製造方法につき、図４を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態の製造工程を示す断面図である。尚、第２の実施の形態では、第１の実施の形態で説明した（ａ）〜（ｅ）工程に続けて、所要に応じて（ｆ）工程を行った後、以下に説明する（ｈ）および（ｉ）工程を行う。ここでは、（ａ）〜（ｆ）工程の説明は省略する。但し、この実施の形態では、第１の実施の形態で説明した配線基板２８の代わりに、これとはサイズが異なる配線基板４２を用いている。
【００４３】
図４（Ａ）には、（ｆ）工程終了後の様子が示されている。このとき、粘着テープ４０の表面に各配線基板４２の外部端子面４２ｂ側が貼り付いた状態となっている。各配線基板４２の内部端子面４２ａに設けられた内部電極と、各Ｓｉチップ１８の電気回路面１８ａに設けられた電極とがバンプ２２により接合されている。以下、この状態の配線基板４２およびＳｉチップ１８の構造を予備構造４４と称している。また、各予備構造４４が粘着テープ４０に貼り付いた構造を中間構造４６と称している。
【００４４】
続いて、（ｈ）粘着テープ４０および各予備構造４４を含む中間構造４６の上下を上型４８と下型５０とで押さえ込み、これら上型４８および下型５０間のキャビティ５２部分に樹脂３４を流し込み、この樹脂３４を硬化させて、中間構造４６の樹脂封止を行う（図４（Ｂ））。
【００４５】
上型４８は、直方体形状あるいはウエハ形状の凹みを有した金型である。下型５０は板体状の金型である。これら上型４８および下型５０を組み合わせると、上述の凹みの部分が中間構造４６を収納するためのキャビティ５２となる。キャビティ５２内には、上型４８に開けられた樹脂注入口５４から樹脂３４が注入される。キャビティ５２内に中間構造４６を収納して、樹脂３４を注入した後、加温を行ってその樹脂３４を硬化させる。樹脂３４として速硬化性の熱硬化樹脂を使用すると、通常は数十分から１時間の硬化時間が数十秒となる。
【００４６】
次に、（ｉ）樹脂封止した中間構造４６に予備構造４４を含む装置領域５６を画成し、この装置領域５６を切り出すことにより、個片化された半導体装置を得る（図４（Ｃ））。中間構造４６は、ダイシングブレードを用いて指定の位置および寸法で分割する。その結果、中間構造４６から、図３に示した複数の半導体装置が切り出される。
【００４７】
このように、この実施の形態では、ディスペンスシリンジによる樹脂封止の代わりに金型を用いて樹脂封止を行うので、樹脂の導入を全ての予備構造４４に対し、一括して行うことができる。このため、製造時間の大幅な短縮が期待できる。しかも、Ｓｉチップ１８と同じサイズの配線基板４２を用いることができるため、装置の小型化が可能である。従来の半導体装置に比べると、サイズを１．０〜１．６ｍｍ小さくすることができる。
【００４８】
また、ボンディングツールおよびボンディングステージをそれぞれ上型４８および下型５０に転用すれば、製造時の治工具代が低減してコストダウンが図れる。
【００４９】
さらに、中間構造４６を半導体装置に分割する際、ダイシングを行うことで半導体装置の外形寸法精度が通常の１／１０〜１／１００にまで向上する（基板メーカーでの単体寸法精度は±０．１ｍｍであるのに対し、ダイシング精度は±０．００５ｍｍである。）。
【００５０】
〔第３の実施の形態〕
次に、図５を参照して、第３の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図５は、第３の実施の形態の製造工程を示す断面図である。この実施の形態の製造工程は、基本的には第２の実施の形態の製造工程と同じである。ただ、この実施の形態では、各装置領域５６の境界位置に相当する上型４８ａおよび下型５０の双方またはいずれか一方のキャビティ５２内面にそれぞれ突起構造５８を設けてある。
【００５１】
図５（Ａ）には、第２の実施の形態で説明した（ｈ）工程後の様子が示されている。図５（Ａ）に示すように、中間構造４６の上下を上型４８ａと下型５０とで押さえ込み、これら上型４８ａおよび下型５０間のキャビティ５２部分に樹脂３４を流し込んである。そして、この樹脂３４を硬化させて、中間構造４６の樹脂封止を行っている。
【００５２】
ここで、キャビティ５２を構成する上型４８ａの凹み部分には、複数の突起構造５８が設けられている。突起構造５８が設けられた位置は、キャビティ５２内面に相当する面上であって、予備構造４４を分割する位置に相当する。上型４８ａおよび下型５０を外すと、樹脂封止した中間構造４６ａの樹脂３４の部分には凹み６０が形成されている（図５（Ｂ））。この凹み６０は、ちょうど装置領域５６の境界線に沿って形成される。よって、手作業によりこの凹みに沿って中間構造４６ａを分割することが可能となるので、中間構造４６ａを半導体装置に容易に個片化することができる。この結果、図３に示した構成の半導体装置が得られる。このように、作業時間の短縮およびコストダウンが可能である。
【００５３】
〔第４の実施の形態〕
図６は、第４の実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。この半導体装置は、図３に示した第２の実施の形態の半導体装置とほぼ同じ構成である。しかし、Ｓｉチップ１８および配線基板４２の側面が樹脂３４により覆われていない点が異なっている。
【００５４】
次に、第４の実施の形態の半導体装置の製造方法につき、図７を参照して説明する。図７は、第４の実施の形態の製造工程を示す断面図である。
【００５５】
先ず、Ｓｉウエハ１０の電気回路面１０ａに設けられた電極上にバンプ２２を形成し、続いて、電気回路面１０ａに配線基板６２の内部端子面６２ａを対向させ、この内部端子面６２ａに形成された内部電極とバンプ２２とを接合する（図７（Ａ））。後の工程で、配線基板６２からは複数の配線基板４２が切り出される。従って、配線基板６２上には、Ｓｉウエハ１０上におけるＳｉチップ１８の配置と対応するように、各配線基板４２の領域が画成されている。この配線基板６２は、ボンディングステージ２０上に内部端子面６２ａを上向きにして載置される。バンプ２２を形成したＳｉウエハ１０は、ボンディングツール３０により移送する。そして、その電気回路面１０ａを配線基板６２の内部端子面６２ａに対向させ、バンプ２２を内部電極に対し圧着する。この結果、Ｓｉウエハ１０と配線基板６２とが接合した状態となる。この状態のＳｉウエハ１０および配線基板６２の構造を、以下、中間構造６４と称している。
【００５６】
次に、中間構造６４の上下を上型４８と下型５０とで押さえ込み、これら上型４８および下型５０間のキャビティ５２部分に樹脂３４を流し込み、この樹脂３４を硬化させて、中間構造６４の樹脂封止を行う（図７（Ｂ））。この作業により、電気回路面１０ａと内部端子面６２ａとの間に樹脂３４を埋め込む。上型４８および下型５０を外すと、樹脂封止された中間構造６４ａが得られる。
【００５７】
次に、Ｓｉウエハ１０に画成された個々のＳｉチップ１８に対応する装置領域６６を、樹脂封止した中間構造６４ａから切り出し、個片化した半導体装置を得る（図７（Ｃ））。この工程では、ダイシングを行って、中間構造６４ａを装置領域６６の位置で切断する。この結果、Ｓｉウエハ１０がＳｉチップ１８に分割されると共に、配線基板６２が各Ｓｉチップ１８に接合した配線基板４２に分割され、図６に示した構成の半導体装置が得られる。
【００５８】
このように、この実施の形態では、ディスペンスシリンジによる樹脂封止の代わりに金型を用いて樹脂封止を行うので、樹脂の導入を一括して行うことができる。このため、製造時間の大幅な短縮が期待できる。しかも、Ｓｉチップ１８と同じサイズの配線基板４２を用いることができるため、装置の小型化が可能である。従来の半導体装置に比べると、サイズを１．０〜２．０ｍｍ小さくすることができる。さらに、中間構造６４ａを半導体装置に分割する際、ダイシングを行うことで半導体装置の外形寸法精度が向上する。
【００５９】
〔第５の実施の形態〕
次に、図８を参照して、第５の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図８は、第５の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第２および第４の実施の形態で説明した、樹脂封止した中間構造４６および６４ａを半導体装置に分割する際の方法に関する。ここでは、中間構造６４ａを半導体装置に分割する工程を例に取り、説明する。
【００６０】
この実施の形態では、各装置領域６６の配列間隔を、切り出しの際に要する切り代６８に等しくしてある。図８（Ａ）には、各装置領域６６の位置で、樹脂封止した中間構造６４ａを切り出したときの断面が示されている。各装置領域６６の間は、切り代６８の分だけ互いに離れている。図７（Ｃ）に示した場合に比べて、切り出されたほとんどの部分が半導体装置として使用可能となるので、無駄が無い。
【００６１】
また、図８（Ｂ）は、切り出す前の中間構造６４ａをＳｉウエハ１０側から見た要部平面図である。各装置領域６６は、縦方向および横方向にわたり、切り代６８（実線により示すカッティングライン）の分だけ互いに離間して配列している。このように、各装置領域６６が最小間隔で配列するため、一枚のＳｉウエハ１０から多数の製品が得られる。また、１つのカッティングラインによりその両側の半導体装置の加工が行えるため、加工数が半減する。
【００６２】
〔第６の実施の形態〕
次に、図９を参照して、第６の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図９は、第６の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。この実施の形態では、中間構造６４の樹脂封止と共に、内部端子面６２ａに対向する配線基板６２の外部端子面６２ｂに樹脂構造７０を形成する。
【００６３】
図９（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｂを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。但し、図９（Ｂ）では、配線基板６２の内部端子面６２ａ上に堆積した樹脂３４や、内部電極に対しバンプ２２により接合されたＳｉウエハ１０の構造を、一体構造の樹脂形成部７２として示してある。
【００６４】
ここで、樹脂形成部７２のような樹脂堆積構造を、配線基板６２の片面にだけ形成する場合を考えてみる。樹脂封止工程では、高温の樹脂３４を配線基板６２の内部端子面６２ａ上に堆積させる。このとき、樹脂３４が室温に冷却される際に収縮応力を受ける。すると、この応力により配線基板６２が変形し、反りが生じてしまう。このように、配線基板６２の片面にだけ樹脂を堆積させると、配線基板６２が反ってしまうという問題が生じる。
【００６５】
そこで、この実施の形態では、樹脂封止の際に、配線基板６２の外部端子面６２ｂ側にも樹脂構造７０を形成している。これにより、上述の応力を打ち消すことができ、配線基板６２に反りが生じなくなる。
【００６６】
また、図９に示すように、この例の樹脂構造７０は、樹脂封止した領域すなわち樹脂形成部７２を囲む枠構造としてある。枠構造は、配線基板６２を挟んで樹脂形成部７２と対向する位置に、樹脂封止の際に形成される。この枠構造の幅および厚さを適切に設計してあるため、上述の応力に対向する補強効果が得られるのである。
【００６７】
〔第７の実施の形態〕
次に、図１０を参照して、第７の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１０は、第７の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第６の実施の形態と同様、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。この例では、樹脂構造７０ａを構成する枠構造が、樹脂封止した領域すなわち樹脂形成部７２を格子状に分割する仕切り構造を含んでいる。
【００６８】
図１０（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｃを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００６９】
図１０に示すように、樹脂構造７０ａは、図９に示した枠構造の内側に十字形の仕切り構造を有している。これにより、樹脂形成部７２が形成された領域は４つに分割されている。このように、仕切り構造を設けることにより、樹脂構造７０ａが格子状になり補強枠の本数が増加するため、補強効果が大きくなる。尚、仕切り構造は十字形に限らず、他の形状にしても良い。
【００７０】
〔第８の実施の形態〕
次に、図１１を参照して、第８の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１１は、第８の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第６および第７の実施の形態と同様、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。この例では、樹脂構造７０ｂを構成する枠構造が、樹脂封止した領域すなわち樹脂形成部７２より外側の位置に形成される。
【００７１】
図１１（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｄを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００７２】
図１１に示すように、樹脂構造７０ｂは、樹脂形成部７２から外れた位置に形成されている。このように樹脂構造７０ｂを設けることにより、半導体装置として活用できる樹脂形成部７２の部分を最大限に確保することができる。
【００７３】
〔第９の実施の形態〕
次に、図１２を参照して、第９の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１２は、第９の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第６、第７および第８の実施の形態と同様、第４の実施の形態で説明した、中間構造６４を樹脂封止する際の方法に関する。第６、第７および第８の実施の形態では、樹脂封止の際に種々の樹脂構造７０を形成する方法につき説明したが、樹脂封止した中間構造６４ｅの製品領域７８を半導体装置に分割するに先立ち、樹脂構造７０を製品領域７８から分離する必要がある。このため、樹脂構造７０を構成する枠構造の内側の中間構造６４ｅに切り込み（ノッチ）７４および７６を形成してある。
【００７４】
図１２（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｅを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００７５】
図１２に示すように、樹脂構造７０の内側の配線基板６２に、断面がＶ字形状の切り込み７６を入れてある。この切り込み７６は、樹脂構造７０の内側に沿って形成してある。また、この切り込み７６と対向する樹脂形成部７２の位置にも、断面がＶ字形状の切り込み７４を入れてある。このように切り込み７４および７６を形成するので、樹脂構造７０と製品領域７８（各装置領域６６が含まれる領域）とを、例えばプレス機等を用いて容易に分離することができる。尚、切り込み７４および７６の断面形状は、例えばＵ字形状であっても良い。
【００７６】
〔第１０の実施の形態〕
次に、図１３を参照して、第１０の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１３は、第１０の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第９の実施の形態と同様、樹脂構造７０と製品領域７８とを分離するための切り込みに関する。
【００７７】
図１３（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｆを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００７８】
図１３に示すように、樹脂構造７０の内側の配線基板６２に、断面がＶ字形状の切り込み７６ａを入れてある。この切り込み７６ａは、樹脂構造７０の内側に沿って形成してあり、各切り込み７６ａを直線的に延在させて配線基板６２の端部まで延長させてある。また、この切り込み７６ａと対向する樹脂形成部７２の位置にも、断面がＶ字形状の切り込み７４ａを入れてある。
【００７９】
このように切り込み７４ａおよび７６ａを形成するので、樹脂構造７０と製品領域７８とを、手作業による比較的小さな機械応力で容易に分離することができる。尚、切り込み７４および７６の断面形状は、例えばＵ字形状であっても良い。
【００８０】
〔第１１の実施の形態〕
次に、図１４を参照して、第１１の実施の形態の半導体装置の製造方法につき説明する。図１４は、第１１の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。この実施の形態の製造工程は、第９および第１０の実施の形態と同様、樹脂構造７０ｂと製品領域７８とを分離するための切り込みに関する。
【００８１】
図１４（Ａ）は、樹脂封止した中間構造６４ｇを配線基板６２の外部端子面６２ｂ側から見た平面図である。また、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置における切り口を示す断面図である。
【００８２】
図１４に示すように、樹脂構造７０ｂの内側の配線基板６２に、内部端子面６２ａから外部端子面６２ｂまで貫通する切り込み（スリット）８０を入れてある。この切り込み８０は、樹脂構造７０ｂを構成する枠の各辺に沿って１本ずつ形成してある。このように切り込み８０を形成するので、樹脂構造７０ｂと製品領域７８とを、精度良く容易に分離することができる。尚、各辺の切り込み８０を複数に分割した形状としても良い。
【００８３】
【発明の効果】
この発明の半導体装置の製造方法によれば、配線基板および半導体チップから構成される各予備構造の配線基板側に粘着テープを貼り付け、各予備構造を粘着テープごと一括して搬送する。よって、従来のように個々の予備構造をトレイに移した後、個別に搬送するという工程が省けるので、製造時間の短縮およびコストダウンという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図２】図１に続く、第１の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図３】第２の実施の形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図５】第３の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図６】第４の実施の形態の半導体装置の構成を示す図である。
【図７】第４の実施の形態の製造工程を示す図である。
【図８】第５の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図９】第６の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１０】第７の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１１】第８の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１２】第９の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１３】第１０の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１４】第１１の実施の形態の製造方法の説明に供する図である。
【図１５】従来の製造工程を示す図である。
【図１６】図１５に続く、従来の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１０：Ｓｉウエハ
１０ａ，１８ａ：電気回路面
１０ｂ，１８ｂ：裏面
１２，４０：粘着テープ
１４：ウエハリング
１６：ダイシングブレード
１８：Ｓｉチップ
２０：ボンディングステージ
２２：バンプ
２４：キャピラリ
２６：金線
２８，４２，６２：配線基板
２８ａ，４２ａ，６２ａ：内部端子面
２８ｂ，４２ｂ，６２ｂ：外部端子面
３０：ボンディングツール
３２：ディスペンスシリンジ
３４：樹脂
３６：半田ボール
３８，４４：予備構造
４６，４６ａ，６４，６４ａ〜６４ｇ：中間構造
４８，４８ａ：上型
５０：下型
５２：キャビティ
５４：樹脂注入口
５６，６６：装置領域
５８：突起構造
６０：凹み
６８：切り代
７０，７０ａ，７０ｂ：樹脂構造
７２：樹脂形成部
７８：製品領域
７４，７６，７４ａ，７６ａ，８０：切り込み
Claims (8)
- 半導体ウエハの電気回路面に設けられた電極上にバンプを形成する工程と、
前記電気回路面に配線基板の内部端子面を対向させ、該内部端子面に形成された内部電極と前記バンプとを接合する工程と、
前記半導体ウエハおよび配線基板を含む中間構造の上下から上型と下型とで囲んで押さえ込み、これら上型および下型間のキャビティ部分に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させて、前記中間構造の樹脂封止を行う工程と、
前記半導体ウエハに画成された個々の半導体チップに対応する装置領域を、前記樹脂封止した中間構造から切り出し、個片化した半導体装置を得る工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂封止を行う工程は、前記中間構造の側方に前記上型が接して、前記中間構造を囲んで行われる工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
各前記装置領域の配列間隔を前記切り出しの際に要する切り代に等しくしてあることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記中間構造の樹脂封止と共に、前記内部端子面に対向する前記配線基板の外部端子面に樹脂構造を形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂構造は、前記樹脂封止した領域を囲む枠構造とすること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記枠構造は、前記樹脂封止した領域を格子状に分割する仕切り構造を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記枠構造は、前記樹脂封止した領域より外側の位置に形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂封止した中間構造の製品領域を半導体装置に分割するに先立ち、前記樹脂構造を前記製品領域から分離するために、前記中間構造に切り込みを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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