JP3847432B2 - 樹脂封止半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止半導体装置の構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の樹脂封止半導体装置としては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
図９はかかる従来の樹脂封止半導体装置の断面図である。
【０００４】
この図に示すように、従来の樹脂封止半導体装置は、ダイパット１上に導電性、及び絶縁性のペースト剤２により接着された半導体素子３上の電極パッド４と外部電極５を金属細線６により電気的に接続したものを樹脂７で封止した構造であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の樹脂封止半導体装置の構造では、半導体素子上の電極パッドと外部電極を金属細線により接続するため、樹脂封止サイズが大きくなってしまう。また、リードフレームにより外部電極を設けるため半導体装置の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を除去し、樹脂封止サイズを小さくし、外部電極を低コストで形成することができる樹脂封止半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕樹脂封止半導体装置において、半導体素子と、前記半導体素子上に形成された電極パッドと、前記半導体素子と前記電極パッドとを覆い、ダイシングにより形成された側面及びテーパ部を有する樹脂封止部と、前記電極パッドに接続され、前記樹脂封止部の前記テーパ部に露出される金属細線と、前記樹脂封止部から露出された前記金属細線に接続される外部電極とを有するようにしたものである。
【０００８】
〔２〕樹脂封止半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ状態で、隣り合う半導体素子の電極パッド同士を金属配線でウェッジボンディングにより接合する工程と、半導体ウエハ状態で樹脂封止し、樹脂封止部を形成する工程と、両面にテーパを備えたダイシングブレードを用いてダイシングを行って個々の半導体素子に分割し、前記樹脂封止部に側面及びテーパ部を形成するとともに、前記金属細線が表面実装可能な位置に露出するように前記テーパ部に露出させ、この金属細線の露出部に外部電極を形成する工程とを施すようにしたものである。
【０００９】
〔３〕上記〔２〕記載の樹脂封止半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ状態で樹脂封止された半導体ウエハを個々の半導体素子に分割する際のアライメントを決めるためのグリッドラインを前記半導体ウエハの樹脂封止領域外に延長して樹脂封止するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の断面図である。
【００１２】
この図において、１１は半導体素子、１２は電極パッド、１３は金属細線、１４は樹脂封止部（パッケージ）、１５は半田ボール（又は半田バンプ）である。
【００１３】
このように、半導体素子１１上の電極パッド１２に接続された金属細線１３が樹脂封止部１４の表面に露出している。その露出した金属細線１３に、半田ボール１５が接合されている。なお、１１Ａは半導体素子１１のテーパ部である。
【００１４】
ここでは、樹脂封止部１４の表面に露出した金属細線１３を直接外部電極としている。樹脂封止部１４の表面に露出した金属細線１３には、接合性を良くするための半田ボール１５を設ける。
【００１５】
以下、この実施例の樹脂封止半導体装置の製造方法について説明する。
【００１６】
（１）まず、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１０上の隣り合う半導体素子１１の電極パッド１２同士を金属細線１３にて接続する。
【００１７】
このときのワイヤボンディング方法は、低ループ及びループ形状を左右対象にするためにウェッジボンドであることが望ましい。なお、１０Ａはグリッドラインを示している。
【００１８】
（２）次に、図３（ａ）に示すように、半導体ウエハ１０の全体に樹脂封止部１４を形成する。その断面を示すと、図３（ｂ）のようになる。
【００１９】
（３）次いで、図４に示すように、樹脂封止後、ダイシングブレード（図示なし）により、個々の半導体素子１１に分割し、その半導体素子のテーパ部１１Ａに金属細線１３の先端を露出させる。
【００２０】
（４）最後に、図５に示すように、金属細線１３が露出した部分に半田ボール１５を形成する。
【００２１】
以下、上記した各製造工程を詳細に説明する。
【００２２】
図６は本発明の実施例の金属細線を接合済の半導体ウエハをモールド上金型、モールド下金型でクランプした状態を示す図である。
【００２３】
この図に示すように、モールド上金型２１、モールド下金型２２には、ウエハ割れ防止ブロック２６が設けられている。なお、２３は樹脂注入ランナー、２４は上部キャビティ、２５は下部キャビティ、２７は樹脂洩れ防止部材である。
【００２４】
そこで、まず、モールド下金型２２に半導体ウエハ１０をセットし、モールド上金型２１とモールド下金型２２で半導体ウエハ１０をクランプする。クランプ位置については、ウエハ割れ防止ブロック２６にて決定する。
【００２５】
このように、モールド上金型２１とモールド下金型２２にまず当接するウエハ割れ防止ブロック２６を設けることにより、半導体ウエハ１０をクランプする際に、樹脂洩れ防止部材２７により半導体ウエハ１０を過度に押さえ付けることがなくなり、半導体ウエハ１０が破損することを防ぐことができる。
【００２６】
ウエハ割れ防止ブロック２６のサイズについては、半導体ウエハ１０の厚さ、反り量等を考慮し決定する。
【００２７】
ここで、図７に示すように、半導体ウエハ１０の樹脂封止領域端面からは、グリッドライン１０Ａが適当にはみ出すようにしている。
【００２８】
したがって、半導体ウエハ１０を、樹脂封止する際に用いるモールド上金型２１、モールド下金型２２は、各グリッドライン１０Ａの両端が適当にはみ出すように上部キャビティ２４、下部キャビティ２５のサイズが決められており、樹脂封止部１４からはみ出したグリッドライン１０Ａをアライメントマークとすることにより、個々の半導体素子１１に分割する際のアライメントが容易になる。
【００２９】
図８は本発明の実施例を示す金属細線を接合済の半導体ウエハを樹脂封止したもののダイシング工程を示す断面図である。
【００３０】
まず、図８（ａ）に示すように、金属細線１３を接合済の半導体ウエハ１０が樹脂封止された樹脂封止部１４が形成されている。その裏面にダイシングテープ３１を貼り付け、半導体ウエハ１０をダイシングテープ３１で固定する。
【００３１】
次に、図８（ｂ）に示すように、ダイシングブレード４１を用いて、個々の半導体素子１１に分割する。
【００３２】
ここで、ダイシングブレード４１には、その両肩にテーパ４２を形成するようにすることが望ましい。このダイシングブレード４１により、樹脂封止済の半導体ウエハ１０を個々の半導体素子１１に分割することにより、その半導体素子１１の切断面にテーパ部１１Ａが形成され、このテーパ部１１Ａから金属細線１３が露出する。
【００３３】
このように、ダイシングブレード４１のテーパ４２により、個々の半導体素子１１の切断面にテーパ部１１Ａを設けることができ、このテーパ部１１Ａが実装面となるため、露出した金属細線１３に半田ボール１５を設けて、容易に実装することができる。そのテーパ部１１Ａの角度については、用途により適当に決めることができる。
【００３４】
したがって、この実施例の樹脂封止半導体装置は、半導体素子１１上の電極パッド１２に接続した金属細線１３部が外部電極となるため、従来のように、リードフレームにより外部電極を設ける必要がなくなり、樹脂封止部（パッケージ）のサイズが小さくなるため、リードフレーム・樹脂等の材料費を大幅に省くことができる。よって、個々の半導体素子の製造コストを低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３７】
（Ａ）請求項１又は２記載の発明によれば、樹脂封止サイズを小さくし、外部電極を低いコストで形成することができる。
【００３８】
（Ｂ）請求項３記載の発明によれば、半導体ウエハを、樹脂封止する際に用いるモールド上金型、モールド下金型は、各グリッドライン１０Ａの両端が適当にはみ出すように上部キャビティ、下部キャビティのサイズが決められており、樹脂封止部からはみ出したグリッドラインをアライメントマークとすることにより、個々の半導体素子に分割する際のアライメントが容易になる。
【００３９】
（Ｃ）請求項１又は２記載の発明によれば、ダイシングブレードのテーパにより、個々の半導体素子の切断面にテーパ部を設けることができ、このテーパ部が実装面となるため、露出した金属細線に半田ボールを設けて、容易に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の断面図である。
【図２】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の第１製造工程の説明図である。
【図３】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の第２製造工程の説明図である。
【図４】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の第３製造工程の説明図である。
【図５】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の最終工程の説明図である。
【図６】 本発明の実施例の金属細線を接合済の半導体ウエハをモールド上金型、モールド下金型でクランプした状態を示す図である。
【図７】 本発明の実施例を示す半導体ウエハの斜視図である。
【図８】 本発明の実施例を示す金属細線を接合済の半導体ウエハを樹脂封止したもののダイシング工程を示す断面図である。
【図９】 従来の樹脂封止半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
１０ 半導体ウエハ
１０Ａ グリッドライン
１１ 半導体素子
１１Ａ テーパ部
１２ 電極パッド
１３ 金属細線
１４ 樹脂封止部（パッケージ）
１５ 半田ボール（又は半田バンプ）
２１ モールド上金型
２２ モールド下金型
２３ 樹脂注入ランナー
２４ 上部キャビティ
２５ 下部キャビティ
２６ ウエハ割れ防止ブロック
２７ 樹脂洩れ防止部材
３１ ダイシングテープ
４１ ダイシングブレード
４２ テーパ
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止半導体装置の構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の樹脂封止半導体装置としては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
図９はかかる従来の樹脂封止半導体装置の断面図である。
【０００４】
この図に示すように、従来の樹脂封止半導体装置は、ダイパット１上に導電性、及び絶縁性のペースト剤２により接着された半導体素子３上の電極パッド４と外部電極５を金属細線６により電気的に接続したものを樹脂７で封止した構造であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の樹脂封止半導体装置の構造では、半導体素子上の電極パッドと外部電極を金属細線により接続するため、樹脂封止サイズが大きくなってしまう。また、リードフレームにより外部電極を設けるため半導体装置の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を除去し、樹脂封止サイズを小さくし、外部電極を低コストで形成することができる樹脂封止半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕樹脂封止半導体装置において、半導体素子と、前記半導体素子上に形成された電極パッドと、前記半導体素子と前記電極パッドとを覆い、ダイシングにより形成された側面及びテーパ部を有する樹脂封止部と、前記電極パッドに接続され、前記樹脂封止部の前記テーパ部に露出される金属細線と、前記樹脂封止部から露出された前記金属細線に接続される外部電極とを有するようにしたものである。
【０００８】
〔２〕樹脂封止半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ状態で、隣り合う半導体素子の電極パッド同士を金属配線でウェッジボンディングにより接合する工程と、半導体ウエハ状態で樹脂封止し、樹脂封止部を形成する工程と、両面にテーパを備えたダイシングブレードを用いてダイシングを行って個々の半導体素子に分割し、前記樹脂封止部に側面及びテーパ部を形成するとともに、前記金属細線が表面実装可能な位置に露出するように前記テーパ部に露出させ、この金属細線の露出部に外部電極を形成する工程とを施すようにしたものである。
【０００９】
〔３〕上記〔２〕記載の樹脂封止半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ状態で樹脂封止された半導体ウエハを個々の半導体素子に分割する際のアライメントを決めるためのグリッドラインを前記半導体ウエハの樹脂封止領域外に延長して樹脂封止するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の断面図である。
【００１２】
この図において、１１は半導体素子、１２は電極パッド、１３は金属細線、１４は樹脂封止部（パッケージ）、１５は半田ボール（又は半田バンプ）である。
【００１３】
このように、半導体素子１１上の電極パッド１２に接続された金属細線１３が樹脂封止部１４の表面に露出している。その露出した金属細線１３に、半田ボール１５が接合されている。なお、１１Ａは半導体素子１１のテーパ部である。
【００１４】
ここでは、樹脂封止部１４の表面に露出した金属細線１３を直接外部電極としている。樹脂封止部１４の表面に露出した金属細線１３には、接合性を良くするための半田ボール１５を設ける。
【００１５】
以下、この実施例の樹脂封止半導体装置の製造方法について説明する。
【００１６】
（１）まず、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１０上の隣り合う半導体素子１１の電極パッド１２同士を金属細線１３にて接続する。
【００１７】
このときのワイヤボンディング方法は、低ループ及びループ形状を左右対象にするためにウェッジボンドであることが望ましい。なお、１０Ａはグリッドラインを示している。
【００１８】
（２）次に、図３（ａ）に示すように、半導体ウエハ１０の全体に樹脂封止部１４を形成する。その断面を示すと、図３（ｂ）のようになる。
【００１９】
（３）次いで、図４に示すように、樹脂封止後、ダイシングブレード（図示なし）により、個々の半導体素子１１に分割し、その半導体素子のテーパ部１１Ａに金属細線１３の先端を露出させる。
【００２０】
（４）最後に、図５に示すように、金属細線１３が露出した部分に半田ボール１５を形成する。
【００２１】
以下、上記した各製造工程を詳細に説明する。
【００２２】
図６は本発明の実施例の金属細線を接合済の半導体ウエハをモールド上金型、モールド下金型でクランプした状態を示す図である。
【００２３】
この図に示すように、モールド上金型２１、モールド下金型２２には、ウエハ割れ防止ブロック２６が設けられている。なお、２３は樹脂注入ランナー、２４は上部キャビティ、２５は下部キャビティ、２７は樹脂洩れ防止部材である。
【００２４】
そこで、まず、モールド下金型２２に半導体ウエハ１０をセットし、モールド上金型２１とモールド下金型２２で半導体ウエハ１０をクランプする。クランプ位置については、ウエハ割れ防止ブロック２６にて決定する。
【００２５】
このように、モールド上金型２１とモールド下金型２２にまず当接するウエハ割れ防止ブロック２６を設けることにより、半導体ウエハ１０をクランプする際に、樹脂洩れ防止部材２７により半導体ウエハ１０を過度に押さえ付けることがなくなり、半導体ウエハ１０が破損することを防ぐことができる。
【００２６】
ウエハ割れ防止ブロック２６のサイズについては、半導体ウエハ１０の厚さ、反り量等を考慮し決定する。
【００２７】
ここで、図７に示すように、半導体ウエハ１０の樹脂封止領域端面からは、グリッドライン１０Ａが適当にはみ出すようにしている。
【００２８】
したがって、半導体ウエハ１０を、樹脂封止する際に用いるモールド上金型２１、モールド下金型２２は、各グリッドライン１０Ａの両端が適当にはみ出すように上部キャビティ２４、下部キャビティ２５のサイズが決められており、樹脂封止部１４からはみ出したグリッドライン１０Ａをアライメントマークとすることにより、個々の半導体素子１１に分割する際のアライメントが容易になる。
【００２９】
図８は本発明の実施例を示す金属細線を接合済の半導体ウエハを樹脂封止したもののダイシング工程を示す断面図である。
【００３０】
まず、図８（ａ）に示すように、金属細線１３を接合済の半導体ウエハ１０が樹脂封止された樹脂封止部１４が形成されている。その裏面にダイシングテープ３１を貼り付け、半導体ウエハ１０をダイシングテープ３１で固定する。
【００３１】
次に、図８（ｂ）に示すように、ダイシングブレード４１を用いて、個々の半導体素子１１に分割する。
【００３２】
ここで、ダイシングブレード４１には、その両肩にテーパ４２を形成するようにすることが望ましい。このダイシングブレード４１により、樹脂封止済の半導体ウエハ１０を個々の半導体素子１１に分割することにより、その半導体素子１１の切断面にテーパ部１１Ａが形成され、このテーパ部１１Ａから金属細線１３が露出する。
【００３３】
このように、ダイシングブレード４１のテーパ４２により、個々の半導体素子１１の切断面にテーパ部１１Ａを設けることができ、このテーパ部１１Ａが実装面となるため、露出した金属細線１３に半田ボール１５を設けて、容易に実装することができる。そのテーパ部１１Ａの角度については、用途により適当に決めることができる。
【００３４】
したがって、この実施例の樹脂封止半導体装置は、半導体素子１１上の電極パッド１２に接続した金属細線１３部が外部電極となるため、従来のように、リードフレームにより外部電極を設ける必要がなくなり、樹脂封止部（パッケージ）のサイズが小さくなるため、リードフレーム・樹脂等の材料費を大幅に省くことができる。よって、個々の半導体素子の製造コストを低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３７】
（Ａ）請求項１又は２記載の発明によれば、樹脂封止サイズを小さくし、外部電極を低いコストで形成することができる。
【００３８】
（Ｂ）請求項３記載の発明によれば、半導体ウエハを、樹脂封止する際に用いるモールド上金型、モールド下金型は、各グリッドライン１０Ａの両端が適当にはみ出すように上部キャビティ、下部キャビティのサイズが決められており、樹脂封止部からはみ出したグリッドラインをアライメントマークとすることにより、個々の半導体素子に分割する際のアライメントが容易になる。
【００３９】
（Ｃ）請求項１又は２記載の発明によれば、ダイシングブレードのテーパにより、個々の半導体素子の切断面にテーパ部を設けることができ、このテーパ部が実装面となるため、露出した金属細線に半田ボールを設けて、容易に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の断面図である。
【図２】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の第１製造工程の説明図である。
【図３】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の第２製造工程の説明図である。
【図４】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の第３製造工程の説明図である。
【図５】 本発明の実施例を示す樹脂封止半導体装置の最終工程の説明図である。
【図６】 本発明の実施例の金属細線を接合済の半導体ウエハをモールド上金型、モールド下金型でクランプした状態を示す図である。
【図７】 本発明の実施例を示す半導体ウエハの斜視図である。
【図８】 本発明の実施例を示す金属細線を接合済の半導体ウエハを樹脂封止したもののダイシング工程を示す断面図である。
【図９】 従来の樹脂封止半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
１０ 半導体ウエハ
１０Ａ グリッドライン
１１ 半導体素子
１１Ａ テーパ部
１２ 電極パッド
１３ 金属細線
１４ 樹脂封止部（パッケージ）
１５ 半田ボール（又は半田バンプ）
２１ モールド上金型
２２ モールド下金型
２３ 樹脂注入ランナー
２４ 上部キャビティ
２５ 下部キャビティ
２６ ウエハ割れ防止ブロック
２７ 樹脂洩れ防止部材
３１ ダイシングテープ
４１ ダイシングブレード
４２ テーパ
Claims (3)
- 半導体素子と、
前記半導体素子上に形成された電極パッドと、
前記半導体素子と前記電極パッドとを覆い、ダイシングにより形成された側面及びテーパ部を有する樹脂封止部と、
前記電極パッドに接続され、前記樹脂封止部の前記テーパ部に露出される金属細線と、
前記樹脂封止部から露出された前記金属細線に接続される外部電極と、
を有することを特徴とする樹脂封止半導体装置。 - 半導体ウエハ状態で、隣り合う半導体素子の電極パッド同士を金属配線でウェッジボンディングにより接合する工程と、
半導体ウエハ状態で樹脂封止し、樹脂封止部を形成する工程と、
両面にテーパを備えたダイシングブレードを用いてダイシングを行って個々の半導体素子に分割し、前記樹脂封止部に側面及びテーパ部を形成するとともに、前記金属細線が表面実装可能な位置に露出するように前記テーパ部に露出させ、該金属細線の露出部に外部電極を形成する工程と、
を施すことを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造方法。 - 請求項２記載の樹脂封止半導体装置の製造方法において、
半導体ウエハ状態で樹脂封止された半導体ウエハを個々の半導体素子に分割する際のアライメントを決めるためのグリッドラインを前記半導体ウエハの樹脂封止領域外に延長して樹脂封止することを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造方法。
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