JP4115560B2 - 半導体パッケージの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型、薄型要求に対応する半導体パッケージの製造方法に係わり、更に詳しくは、集合回路基板として無駄がなく、且つ、多数個取りする半導体パッケージの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体パッケージの小型化、高密度化に伴いベア・チップを直接フェイスダウンで、基板上に実装するフリップチップボンディングが開発されている。カメラ一体型ＶＴＲや携帯電話機等の登場により、ベア・チップと略同じ寸法の小型パッケージ、所謂ＣＳＰ（チップサイズ／スケール・パッケージ）を載せた携帯機器が相次いで登場してきている。最近ＣＳＰの開発は急速に進み、その市場要求が本格化している。
【０００３】
そこで、小型携帯機器等に搭載するＣＳＰの従来のフリップチップ半導体パッケージの製造方法について以下その概要を説明する。
【０００４】
一般的な基板素材の製造方法として、基板原反メーカは、１ｍ幅のロール状のガラスフィラーのシートに樹脂を含浸し、１ｍ×１ｍ、又は１ｍ×１．２ｍの規格品に裁断し、前記シートの上下に銅箔を積層、プレスして完成させる。各基板メーカは、各製造メーカが使用し易い製造サイズに切断する。例えば、図４に示すように、幅Ｗ１＝５６ｍｍ×長さＬ１＝１１５ｍｍの短冊状の集合回路基板１Ａを製造する場合、基板メーカは図７に示すように、幅３３０ｍｍ×長さ３３０ｍｍに切断し、図４に示す集合回路基板１Ａを１０個（＝２×５）配列し製造する。図４に示すように前記短冊状の集合回路基板１Ａの外周面の相対する２対の面にはそれぞれ適正なパッケージ製造代を設けている。即ち、長さＬ１に沿った面（第２の面Ｆ２）には、パッケージ製造代ｂ１（例えば、略５ｍｍ）を、幅Ｗ１に沿った面（第１の面Ｆ１）には、パッケージ製造代ｂ２（例えば、略７ｍｍ）を実効サイズに付加している。図４に示す１枚の短冊状の集合回路基板１Ａで多数個（例えば、パッケージサイズ９ｍｍで５×１１＝５５個）製造することが可能である。
【０００５】
図５（ａ）は、前記多数個取りする回路基板形成工程である。前記両面銅張りされた回路基板規格品にＮＣ穴明け加工によりスルーホール（図示しない）を形成した後、無電解銅メッキ及び電解銅メッキによりスルーホール内壁に銅メッキ層を形成し、小型化により狭い回路基板の表面に配線パターン形成に有効な面積を確保するため、及びスルーホール内に半田の流れ込むのを防ぎ、半田パンプの高さ精度を維持するために、樹脂でスルーホールを穴埋めする。更に、ＤＦレジストをラミネートし、露光現像してパターンマスクを形成した後、エッチング液を用いてパターンエッチングを行うことにより、回路基板の上面に複数個分配列したボンディングパッド３、下面側にパット電極である外部接続用電極４（突起電極）をパターニングする。次に、ソルダーレジスト処理を行い、所定の部分にレジスト膜を形成することにより、回路基板の下面側には突起電極を露呈するように、マトリックス状に多数の同一形状の半田付け可能な表面であるレジスト膜の開口部が形成される。前記開口部に無電解ニッケル及び金メッキにより、Ｎｉ＋Ａｕメッキ層を形成することにより、多数個取りする回路基板が完成される。前記回路基板をダイシングソー等の装置で、図４に示すような所定のサイズ、例えば、幅Ｗ１＝５６ｍｍ×長さＬ１＝１１５ｍｍの短冊状の集合回路基板１Ａに切断する。図５（ａ）に示した集合回路基板１Ａは、便宜上４個取りに省略して記載している。
【０００６】
図５（ｂ）に示すＩＣチップ実装工程は、先ず、ＩＣウエハーをバンプ工程に流して前記ＩＣウエハーのパッド電極面に半田バンプ５を形成する。前記半田バンプ５の形成方法には、一般に、スタッドバンプ方式、ボールバンプ方式、及びメッキバンプ方式等があるが、その中で、パッド電極位置にレジストにて窓を形成し半田浴槽中に浸漬してメッキにて半田バンプを形成するメッキバンプ方式は、パッド電極間の狭い配列でバンプを形成することが可能で、ＩＣチップの小型化には有効な半田バンプの形成手段である。
【０００７】
前記半田バンプ５を形成後、前記ＩＣウエハーを粘着テープ等で貼着した状態で、所定のチップサイズにダイシングソー等の装置でウエハーの厚みをフルカット方式でＸ、Ｙ方向に切断した後、ＩＣチップ６を単体に分割する。
【０００８】
前記半田バンプ付きＩＣチップ６、又は前述した集合回路基板１Ａの前記配線バターンの所定位置にフラックスを塗布して、単体に分割した前記ＩＣチップ６を１個づつ複数個分配列した集合回路基板１Ａの個々の回路基板１上の所定位置に搭載した後、半田リフロー工程を経て、フリップチップ実装を行う。
【０００９】
図５（ｃ）に示す封止工程は、熱硬化性の封止樹脂７でサイドポッティングにより一体的に樹脂封止することにより、ＩＣチップ６はフェイスダウンで集合回路基板１Ａの個々の回路基板１上に固定され、パッケージ集合体１Ｂの回路基板ができあがる。
【００１０】
図６（ａ）は、ボール形成工程を示す。回路基板１の下面側に形成された外部接続用電極４の位置に、半田ボールを配置してリフローすることによりボール電極を形成する。
【００１１】
図６（ｂ）は、スペーサー張り付け工程を示す。スペーサー８の厚みは、ＩＣチップ６の上面と面位置になるように設定し、その外形形状は、前記パッケージ集合体１Ｂの回路基板の相対する２対の面に設けたパッケージ製造代の形状に対応する大きさで、中抜きの四角形状をしている。前記スペーサー８をパッケージ集合体１Ｂの回路基板の上面に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。
【００１２】
図６（ｃ）は、基準部材張り付け工程を示す。前記スペーサー８の四辺の平坦な底面を、基準部材９上に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。張り付け面が互いに平坦なため、確実に固定される。
【００１３】
図６（ｄ）は、タイシング工程で、前述のＸ、Ｙ方向のカットライン２に沿って、ダイシングソー等の切削手段で単個に切削、分割した後、単個の半導体パッケージを溶解液等により基準部材９より剥離する。以上の工程により単個のフリップチップ半導体パッケージが完成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した半導体パッケージの製造方法には次のような問題点がある。即ち、近年、小型携帯機器の小型化の要求に伴いパッケージの小型、薄型化が急務となると同時に、パッケージの単価を可能な限り安価に製造する強い要望がある。しかし、従来の短冊状の集合回路基板において、第１の面Ｆ１にパッケージ製造代ｂ２（例えば、７ｍｍ×２）が、ＣＳＰのパッケージ、例えば、パッケージサイズ１０ｍｍで１列、１個分が無駄なってしまう。上述の例えば、幅Ｗ１＝５６ｍｍ×長さＬ１＝１１５ｍｍの短冊状の集合回路基板においては、５列で６０個取れるところ、実効取り個数は５５個のため、略９％が無駄になることになる。
【００１５】
また、前記スペーサーは、素材が集合回路基板の大きさで、且つ、中抜き加工するため、素材の多くが無駄になり、中をくり抜くため加工工数を要し、スペーサーのコストアップとなる。更に、スペーサーの形状上製造工程の自動化が困難である等の問題があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、集合回路基板は、幅方向に沿ったパッケージ製造代を無くし、無駄のない有効なサイズに設定し、スペーサーも単純な形状に変更し自動化を容易にすることにより、生産性が優れた、安価な半導体パッケージの製造方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における半導体パッケージの製造方法は、ＩＣチップ実装用のボンディングパターンと外部接続用電極を形成するための電極パターンとを集合回路基板面に複数個分配列して形成する回路基板形成工程と、前記ボンディングパターンと前記ＩＣチップを電気的に接続するＩＣチップ実装工程と、前記ＩＣチップを樹脂封止する封止工程とによりパッケージ集合体を形成し、前記パッケージ集合体を基準部材に固定する保持工程と、保持されたパッケージ集合体の回路基板を切削して単個の完成半導体パッケージを製造する工程とからなる半導体パッケージの製造方法において、前記パッケージ集合体の回路基板の外周面は相対する２対の面で構成され、幅方向に沿った１対の第１の面は完成半導体パッケージの外形の一部と同一であり、長さ方向に沿った他の１対の第２の面はそれぞれパッケージ製造代を含んでいることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記保持されたパッケージ集合体の回路基板を、前記完成半導体パッケージに切削する方法と、前記パッケージ集合体の外周面の半導体パッケージの外形の一部と同一である前記第１の面の切削方法が同じであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記保持されたパッケージ集合体の回路基板を、完成半導体パッケージに切削する方法がダイシング法により加工されていることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における半導体パッケージの製造方法について説明する。図１、図２及び図３は本発明の実施の形態に係わり、図１は、多数個取りする短冊状の集合回路基板の平面図、図２及び図３は、半導体パッケージの製造工程を示す説明図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２３】
従来技術で説明したように、基板原反メーカは１ｍ幅のロール状のガラスフィラーのシートに樹脂を含浸し、１ｍ×１ｍ、又は１ｍ×１．２ｍの規格品に裁断し、前記シートの上下に銅箔を積層、プレスして完成させる。各基板メーカは各メーカが使用し易い製造サイズに切断する。裁断に際し、１ｍ幅を２、３、４、５分割すると、１枚の幅は、５００、３３０、２５０、２００ｍｍとなり、両サイドにパッケージ製造代ｂ１（例えば、５ｍｍ）を取ると、実効サイズはそれぞれ、４９０、３２０、２４０、１９０ｍｍとなる。これらの値に、単個のパッケージにカットする切削代（例えば、ダイシング切削＝０．２ｍｍ、ルータ加工＝２ｍｍ、タイバーを残すルータ加工＝５ｍｍ）を考慮して、前記短冊状の集合回路基板１Ａの取り個数ｎで割ると、後述する短冊状の集合回路基板１Ａの有効幅が設定される。有効幅は、略７８ｍｍ前後（７６ｍｍ〜８１ｍｍ）が最適である。
【００２４】
また、基板メーカも１ｍ幅からの裁断に際し、製造装置上一定の製造代を必要とする。製造メーカから基板メーカに基板材料のコストダウン等の相談に対して、基板メーカは自己の製造代分を有効に活用するためにも、分割数を少なくして広幅に裁断する傾向がある。従来の短冊状の幅Ｗ１＝５６ｍｍより広い、Ｗ２＝７６ｍｍ〜８１ｍｍの方が基板メーカとしても有利である。
【００２５】
図１に示すように、短冊状の集合回路基板１Ａは、幅Ｗ２＝略７８ｍｍ×長さＬ２＝Ｘｍｍと設定する。幅Ｗ２を一定にして、長さＬ２をパッケージサイズに合わせて変更可能にした方が、製造工程における自動化等が容易になる。前記集合回路基板１Ａは、外周面は相対する２対の面で構成され、幅Ｗ２に沿った１対の第１の面Ｆ１には完成半導体パッケージの外形の一部と同一であり、長さＬ２に沿った他の一対の第２の面Ｆ２には、従来と同様に製造装置上パッケージ製造代ｂ１（例えば、５ｍｍ）が形成されている。集合回路基板１Ａの前記第１の面Ｆ１には、従来設けていたパッケージ製造代（図４中のｂ２）は設けられていない。
【００２６】
前述したように、短冊状の集合回路基板１Ａの製造について、１ｍ幅を２、３、４、５分割すると、１枚の幅は、５００、３３０、２５０、２００ｍｍとなり、更に、前記パッケージ製造代ｂ１を考慮して、最適な取り枚数と、１枚の幅Ｗ２との関係を、表１、２、３に示す。表１は、切削代＝０．２ｍｍ（例えば、ダイシング切削）。表２は、切削代＝２．０ｍｍ（例えば、ルータ加工）。表３は、切削代＝５．０ｍｍ（例えば、タイバー残すルータ加工）を示す。
【００２７】
一般的に、金型で抜いた剪断面は粗く、そのままでは外形線にすることができないが、本実施の形態においては、ダイシング切削法を用いるので、切削面の面粗度及び製品の位置精度が良く、且つ、他の加工法に比較して切削代が極めて少ない。表１について説明する。
【表１】
表１は、１ｍ幅の基板をダイシング切削する場合の例で、切削代＝０．２ｍｍで、表１中で、区分ａ＝１ｍ幅を２分割で、幅寸法ｂ＝５００ｍｍの場合は、短冊取り枚数ｎ＝６枚取りで、１枚の短冊状の幅Ｗ２＝８１．５ｍｍとなる。同様に、３分割で、ｂ＝３３０ｍｍの場合は、ｎ＝４枚取りで、幅Ｗ２＝７９．９ｍｍとなる。４分割で、ｂ＝２５０ｍｍの場合は、ｎ＝３枚取りで、幅Ｗ２＝７９．９ｍｍとなる。短冊状の１枚の共通の幅Ｗ２＝略７６ｍｍ〜８１ｍｍとなる。
【００２８】
【表２】
参考までに、表２については切削代＝２ｍｍでルーター加工の場合を示しており、ｂ＝２５０ｍｍで、ｎ＝３枚で、Ｗ２＝７８．７ｍｍ。ｂ＝３３０ｍｍで、ｎ＝４枚で、Ｗ２＝７８．５ｍｍ。ｂ＝５００ｍｍで、ｎ＝６枚で、Ｗ２＝８０．０ｍｍとなり、短冊状の１枚の共通の幅Ｗ２＝略７６ｍｍ〜８１ｍｍとなる。
【００２９】
【表３】
表３については切削代＝５ｍｍでタイバーを残すルーター加工の場合を示しており、ｂ＝２５０ｍｍで、ｎ＝３枚で、Ｗ２＝７６．７ｍｍ。ｂ＝３３０ｍｍで、ｎ＝４枚で、Ｗ２＝７６．３ｍｍ。ｂ＝５００ｍｍで、ｎ＝６枚で、Ｗ２＝７７．５ｍｍとなり、短冊状の１枚の共通の幅Ｗ２＝略７６ｍｍ〜８１ｍｍとなる。
【００３０】
図２（ａ）〜（ｃ）の回路基板形成、ＩＣ実装及び樹脂封止工程までは、集合回路基板１Ａのサイズが異なるのみで、工程は前述の従来技術の図５と同様であるので説明は省略する。１Ｂは封止工程後のパッケージ集合体である。
【００３１】
樹脂封止されたパッケージ集合体１Ｂの回路基板の外周面の相対する２面で構成され、１対の第１の面Ｆ１は完成パッケージの一部で同一であり、他の１対の第２の面Ｆ２には、パッケージ製造代ｂ１（例えば、５ｍｍ）が設けられている。
【００３２】
図３（ａ）において、ボール形成工程は、回路基板１の下面側に形成された外部接続用電極４の位置に、半田ボールを配置してリフローすることによりボール電極を形成する。
【００３３】
図３（ｂ）において、スペーサー張り付け工程は、前記短冊状のパッケージ集合体１Ｂの回路基板の第２の面Ｆ２に沿って設けられたパッケージ製造代ｂ１の位置に、２本の棒状のスペーサー８を接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。前記スペーサー８の厚みは、ＩＣチップ６の上面と面位置になるように設定し、その外形形状は、四角柱で、従来の中抜きし、基板の大きさの四角形のスペーサーに比較して、加工は容易であり、材料の無駄は殆どない、安価に製造できる。
【００３４】
図３（ｃ）の基準材張り付け工程は従来と同様に、平行な二本のスペーサー８の平坦な底面を、基準部材９上に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。張り付け面が互いに平坦なため、確実に固定される。
【００３５】
図３（ｄ）において、ダイシング工程は、直交するＸ、Ｙ方向のカットライン２に沿って、切削代が略０．２ｍｍ程度にダイシング切削法で切削する。切削面粗度が良く、基板を基準に切削するので、位置精度が正確に切断、分離される。ダイシング工程後、溶解液など使用して基準部材より剥離することにより、単個のパッケージが完成される。以上の工程により単個のフリップチップ半導体パッケージが完成される。
【００３６】
同一の大きさの短冊状の集合回路基板１Ａで、従来の長さＬ１にパッケージ製造代ｂ２（例えば、両サイド略７ｍｍ）有る場合と、本実施の形態のように、無い場合の半導体パッケージの取り個数の比較をする。パッケージ製造サイズが、幅Ｗ２＝７８ｍｍ×長さＬ２＝１５４ｍｍの集合回路基板１Ａで、ダイシング切削（切削代＝０．２ｍｍ）した場合、パッケージサイズの基板の大きさが６ｍｍとし、単純計算すると、パッケージ製造代ｂ２（略７ｍｍ）が有る場合の１ｍ×１ｍ当たりの取り個数は、１８，２１６個になる。また、パッケージ製造代ｂ２が無い場合の１ｍ×１ｍ当たりの取り個数は、１９，８００個になり、１，５８４個（略８％）のアップとなる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、短冊状の集合回路基板の幅方向のサイズを、幅１ｍの規格品からの分割数と取り枚数との関係から、共通する最適な一定の数値、略７６ｍｍ〜８１ｍｍに設定し、第１の面Ｆ１の両サイドにはパッケージ製造代を無くする。長さＬ２は、パッケージサイズの基板の大きさで変更可能に設定することにより、パッケージの取り個数が増加するので、１個当たりの基板単価を安くすることが可能である。また、共通する最適な一定の数値に設定することにより、製造工程の自動化が容易になり生産性が向上する。従って、完成半導体パッケージのコストを安くすることができる。また、基板メーカも従来より幅広で、且つ一定した数値の幅で受注するので、基板メーカでの製造代の無駄がなくなり、生産性が良くなる等の利点がある。
【００３８】
また、スペーサーが単純形状で加工が容易になり、材料取りの無駄がなくなる等でコストが低減する。且つ、製造工程の自動化が容易になる。
【００３９】
また、パッケージ集合体の回路基板を完成半導体パッケージに切削する方法が基板基準でダイシング法により加工されるので、切削面の粗度が良くそのまま製品の外形線にすることができる。且つ、位置精度が正確である。
【００４０】
以上説明したように、基板規格品から裁断するのに、無駄の無い有効な集合回路基板のサイズの設定により、１個当たりの半導体パッケージの製造コストが低減できる。また、製造工程の自動化が容易になり生産性が向上する。小型携帯機器等に搭載する信頼性及び生産性に優れた、安価な半導体パッケージの製造方法を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わり、多数個取りする短冊状の集合回路基板の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わり、半導体パッケージの製造工程で、回路基板形成工程、ＩＣ実装工程、樹脂封止工程を示す説明図である。
【図３】図２の後工程で、スペーサー張り付け工程、基準部材張り付け工程、ダイシング工程を示す説明図である。
【図４】従来の多数個取りする短冊状の集合回路基板の平面図である。
【図５】従来の半導体パッケージの製造工程で、回路基板形成工程、ＩＣ実装工程、樹脂封止工程を示す説明図である。
【図６】図５の後工程で、スペーサー張り付け工程、基準部材張り付け工程、ダイシング工程を示す説明図である。
【図７】従来の多数個取りする短冊状の集合回路基板の基板製造の平面図である。
【符号の説明】
１ 回路基板
１Ａ 集合回路基板
１Ｂ パッケージ集合体
５ 半田ボール
６ ＩＣチップ
７ 封止樹脂
８ スペーサー
９ 基準部材
Ｗ１、Ｗ２ 集合回路基板の幅
Ｌ１、Ｌ２ 集合回路基板の長さ
ｂ１ 長さに沿ったパッケージ製造代
ｂ２ 幅に沿ったパッケージ製造代
Ｆ１ 第１の面
Ｆ２ 第２の面
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型、薄型要求に対応する半導体パッケージの製造方法に係わり、更に詳しくは、集合回路基板として無駄がなく、且つ、多数個取りする半導体パッケージの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体パッケージの小型化、高密度化に伴いベア・チップを直接フェイスダウンで、基板上に実装するフリップチップボンディングが開発されている。カメラ一体型ＶＴＲや携帯電話機等の登場により、ベア・チップと略同じ寸法の小型パッケージ、所謂ＣＳＰ（チップサイズ／スケール・パッケージ）を載せた携帯機器が相次いで登場してきている。最近ＣＳＰの開発は急速に進み、その市場要求が本格化している。
【０００３】
そこで、小型携帯機器等に搭載するＣＳＰの従来のフリップチップ半導体パッケージの製造方法について以下その概要を説明する。
【０００４】
一般的な基板素材の製造方法として、基板原反メーカは、１ｍ幅のロール状のガラスフィラーのシートに樹脂を含浸し、１ｍ×１ｍ、又は１ｍ×１．２ｍの規格品に裁断し、前記シートの上下に銅箔を積層、プレスして完成させる。各基板メーカは、各製造メーカが使用し易い製造サイズに切断する。例えば、図４に示すように、幅Ｗ１＝５６ｍｍ×長さＬ１＝１１５ｍｍの短冊状の集合回路基板１Ａを製造する場合、基板メーカは図７に示すように、幅３３０ｍｍ×長さ３３０ｍｍに切断し、図４に示す集合回路基板１Ａを１０個（＝２×５）配列し製造する。図４に示すように前記短冊状の集合回路基板１Ａの外周面の相対する２対の面にはそれぞれ適正なパッケージ製造代を設けている。即ち、長さＬ１に沿った面（第２の面Ｆ２）には、パッケージ製造代ｂ１（例えば、略５ｍｍ）を、幅Ｗ１に沿った面（第１の面Ｆ１）には、パッケージ製造代ｂ２（例えば、略７ｍｍ）を実効サイズに付加している。図４に示す１枚の短冊状の集合回路基板１Ａで多数個（例えば、パッケージサイズ９ｍｍで５×１１＝５５個）製造することが可能である。
【０００５】
図５（ａ）は、前記多数個取りする回路基板形成工程である。前記両面銅張りされた回路基板規格品にＮＣ穴明け加工によりスルーホール（図示しない）を形成した後、無電解銅メッキ及び電解銅メッキによりスルーホール内壁に銅メッキ層を形成し、小型化により狭い回路基板の表面に配線パターン形成に有効な面積を確保するため、及びスルーホール内に半田の流れ込むのを防ぎ、半田パンプの高さ精度を維持するために、樹脂でスルーホールを穴埋めする。更に、ＤＦレジストをラミネートし、露光現像してパターンマスクを形成した後、エッチング液を用いてパターンエッチングを行うことにより、回路基板の上面に複数個分配列したボンディングパッド３、下面側にパット電極である外部接続用電極４（突起電極）をパターニングする。次に、ソルダーレジスト処理を行い、所定の部分にレジスト膜を形成することにより、回路基板の下面側には突起電極を露呈するように、マトリックス状に多数の同一形状の半田付け可能な表面であるレジスト膜の開口部が形成される。前記開口部に無電解ニッケル及び金メッキにより、Ｎｉ＋Ａｕメッキ層を形成することにより、多数個取りする回路基板が完成される。前記回路基板をダイシングソー等の装置で、図４に示すような所定のサイズ、例えば、幅Ｗ１＝５６ｍｍ×長さＬ１＝１１５ｍｍの短冊状の集合回路基板１Ａに切断する。図５（ａ）に示した集合回路基板１Ａは、便宜上４個取りに省略して記載している。
【０００６】
図５（ｂ）に示すＩＣチップ実装工程は、先ず、ＩＣウエハーをバンプ工程に流して前記ＩＣウエハーのパッド電極面に半田バンプ５を形成する。前記半田バンプ５の形成方法には、一般に、スタッドバンプ方式、ボールバンプ方式、及びメッキバンプ方式等があるが、その中で、パッド電極位置にレジストにて窓を形成し半田浴槽中に浸漬してメッキにて半田バンプを形成するメッキバンプ方式は、パッド電極間の狭い配列でバンプを形成することが可能で、ＩＣチップの小型化には有効な半田バンプの形成手段である。
【０００７】
前記半田バンプ５を形成後、前記ＩＣウエハーを粘着テープ等で貼着した状態で、所定のチップサイズにダイシングソー等の装置でウエハーの厚みをフルカット方式でＸ、Ｙ方向に切断した後、ＩＣチップ６を単体に分割する。
【０００８】
前記半田バンプ付きＩＣチップ６、又は前述した集合回路基板１Ａの前記配線バターンの所定位置にフラックスを塗布して、単体に分割した前記ＩＣチップ６を１個づつ複数個分配列した集合回路基板１Ａの個々の回路基板１上の所定位置に搭載した後、半田リフロー工程を経て、フリップチップ実装を行う。
【０００９】
図５（ｃ）に示す封止工程は、熱硬化性の封止樹脂７でサイドポッティングにより一体的に樹脂封止することにより、ＩＣチップ６はフェイスダウンで集合回路基板１Ａの個々の回路基板１上に固定され、パッケージ集合体１Ｂの回路基板ができあがる。
【００１０】
図６（ａ）は、ボール形成工程を示す。回路基板１の下面側に形成された外部接続用電極４の位置に、半田ボールを配置してリフローすることによりボール電極を形成する。
【００１１】
図６（ｂ）は、スペーサー張り付け工程を示す。スペーサー８の厚みは、ＩＣチップ６の上面と面位置になるように設定し、その外形形状は、前記パッケージ集合体１Ｂの回路基板の相対する２対の面に設けたパッケージ製造代の形状に対応する大きさで、中抜きの四角形状をしている。前記スペーサー８をパッケージ集合体１Ｂの回路基板の上面に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。
【００１２】
図６（ｃ）は、基準部材張り付け工程を示す。前記スペーサー８の四辺の平坦な底面を、基準部材９上に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。張り付け面が互いに平坦なため、確実に固定される。
【００１３】
図６（ｄ）は、タイシング工程で、前述のＸ、Ｙ方向のカットライン２に沿って、ダイシングソー等の切削手段で単個に切削、分割した後、単個の半導体パッケージを溶解液等により基準部材９より剥離する。以上の工程により単個のフリップチップ半導体パッケージが完成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した半導体パッケージの製造方法には次のような問題点がある。即ち、近年、小型携帯機器の小型化の要求に伴いパッケージの小型、薄型化が急務となると同時に、パッケージの単価を可能な限り安価に製造する強い要望がある。しかし、従来の短冊状の集合回路基板において、第１の面Ｆ１にパッケージ製造代ｂ２（例えば、７ｍｍ×２）が、ＣＳＰのパッケージ、例えば、パッケージサイズ１０ｍｍで１列、１個分が無駄なってしまう。上述の例えば、幅Ｗ１＝５６ｍｍ×長さＬ１＝１１５ｍｍの短冊状の集合回路基板においては、５列で６０個取れるところ、実効取り個数は５５個のため、略９％が無駄になることになる。
【００１５】
また、前記スペーサーは、素材が集合回路基板の大きさで、且つ、中抜き加工するため、素材の多くが無駄になり、中をくり抜くため加工工数を要し、スペーサーのコストアップとなる。更に、スペーサーの形状上製造工程の自動化が困難である等の問題があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、集合回路基板は、幅方向に沿ったパッケージ製造代を無くし、無駄のない有効なサイズに設定し、スペーサーも単純な形状に変更し自動化を容易にすることにより、生産性が優れた、安価な半導体パッケージの製造方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における半導体パッケージの製造方法は、ＩＣチップ実装用のボンディングパターンと外部接続用電極を形成するための電極パターンとを集合回路基板面に複数個分配列して形成する回路基板形成工程と、前記ボンディングパターンと前記ＩＣチップを電気的に接続するＩＣチップ実装工程と、前記ＩＣチップを樹脂封止する封止工程とによりパッケージ集合体を形成し、前記パッケージ集合体を基準部材に固定する保持工程と、保持されたパッケージ集合体の回路基板を切削して単個の完成半導体パッケージを製造する工程とからなる半導体パッケージの製造方法において、前記パッケージ集合体の回路基板の外周面は相対する２対の面で構成され、幅方向に沿った１対の第１の面は完成半導体パッケージの外形の一部と同一であり、長さ方向に沿った他の１対の第２の面はそれぞれパッケージ製造代を含んでいることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記保持されたパッケージ集合体の回路基板を、前記完成半導体パッケージに切削する方法と、前記パッケージ集合体の外周面の半導体パッケージの外形の一部と同一である前記第１の面の切削方法が同じであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記保持されたパッケージ集合体の回路基板を、完成半導体パッケージに切削する方法がダイシング法により加工されていることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における半導体パッケージの製造方法について説明する。図１、図２及び図３は本発明の実施の形態に係わり、図１は、多数個取りする短冊状の集合回路基板の平面図、図２及び図３は、半導体パッケージの製造工程を示す説明図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２３】
従来技術で説明したように、基板原反メーカは１ｍ幅のロール状のガラスフィラーのシートに樹脂を含浸し、１ｍ×１ｍ、又は１ｍ×１．２ｍの規格品に裁断し、前記シートの上下に銅箔を積層、プレスして完成させる。各基板メーカは各メーカが使用し易い製造サイズに切断する。裁断に際し、１ｍ幅を２、３、４、５分割すると、１枚の幅は、５００、３３０、２５０、２００ｍｍとなり、両サイドにパッケージ製造代ｂ１（例えば、５ｍｍ）を取ると、実効サイズはそれぞれ、４９０、３２０、２４０、１９０ｍｍとなる。これらの値に、単個のパッケージにカットする切削代（例えば、ダイシング切削＝０．２ｍｍ、ルータ加工＝２ｍｍ、タイバーを残すルータ加工＝５ｍｍ）を考慮して、前記短冊状の集合回路基板１Ａの取り個数ｎで割ると、後述する短冊状の集合回路基板１Ａの有効幅が設定される。有効幅は、略７８ｍｍ前後（７６ｍｍ〜８１ｍｍ）が最適である。
【００２４】
また、基板メーカも１ｍ幅からの裁断に際し、製造装置上一定の製造代を必要とする。製造メーカから基板メーカに基板材料のコストダウン等の相談に対して、基板メーカは自己の製造代分を有効に活用するためにも、分割数を少なくして広幅に裁断する傾向がある。従来の短冊状の幅Ｗ１＝５６ｍｍより広い、Ｗ２＝７６ｍｍ〜８１ｍｍの方が基板メーカとしても有利である。
【００２５】
図１に示すように、短冊状の集合回路基板１Ａは、幅Ｗ２＝略７８ｍｍ×長さＬ２＝Ｘｍｍと設定する。幅Ｗ２を一定にして、長さＬ２をパッケージサイズに合わせて変更可能にした方が、製造工程における自動化等が容易になる。前記集合回路基板１Ａは、外周面は相対する２対の面で構成され、幅Ｗ２に沿った１対の第１の面Ｆ１には完成半導体パッケージの外形の一部と同一であり、長さＬ２に沿った他の一対の第２の面Ｆ２には、従来と同様に製造装置上パッケージ製造代ｂ１（例えば、５ｍｍ）が形成されている。集合回路基板１Ａの前記第１の面Ｆ１には、従来設けていたパッケージ製造代（図４中のｂ２）は設けられていない。
【００２６】
前述したように、短冊状の集合回路基板１Ａの製造について、１ｍ幅を２、３、４、５分割すると、１枚の幅は、５００、３３０、２５０、２００ｍｍとなり、更に、前記パッケージ製造代ｂ１を考慮して、最適な取り枚数と、１枚の幅Ｗ２との関係を、表１、２、３に示す。表１は、切削代＝０．２ｍｍ（例えば、ダイシング切削）。表２は、切削代＝２．０ｍｍ（例えば、ルータ加工）。表３は、切削代＝５．０ｍｍ（例えば、タイバー残すルータ加工）を示す。
【００２７】
一般的に、金型で抜いた剪断面は粗く、そのままでは外形線にすることができないが、本実施の形態においては、ダイシング切削法を用いるので、切削面の面粗度及び製品の位置精度が良く、且つ、他の加工法に比較して切削代が極めて少ない。表１について説明する。
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
図２（ａ）〜（ｃ）の回路基板形成、ＩＣ実装及び樹脂封止工程までは、集合回路基板１Ａのサイズが異なるのみで、工程は前述の従来技術の図５と同様であるので説明は省略する。１Ｂは封止工程後のパッケージ集合体である。
【００３１】
樹脂封止されたパッケージ集合体１Ｂの回路基板の外周面の相対する２面で構成され、１対の第１の面Ｆ１は完成パッケージの一部で同一であり、他の１対の第２の面Ｆ２には、パッケージ製造代ｂ１（例えば、５ｍｍ）が設けられている。
【００３２】
図３（ａ）において、ボール形成工程は、回路基板１の下面側に形成された外部接続用電極４の位置に、半田ボールを配置してリフローすることによりボール電極を形成する。
【００３３】
図３（ｂ）において、スペーサー張り付け工程は、前記短冊状のパッケージ集合体１Ｂの回路基板の第２の面Ｆ２に沿って設けられたパッケージ製造代ｂ１の位置に、２本の棒状のスペーサー８を接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。前記スペーサー８の厚みは、ＩＣチップ６の上面と面位置になるように設定し、その外形形状は、四角柱で、従来の中抜きし、基板の大きさの四角形のスペーサーに比較して、加工は容易であり、材料の無駄は殆どない、安価に製造できる。
【００３４】
図３（ｃ）の基準材張り付け工程は従来と同様に、平行な二本のスペーサー８の平坦な底面を、基準部材９上に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。張り付け面が互いに平坦なため、確実に固定される。
【００３５】
図３（ｄ）において、ダイシング工程は、直交するＸ、Ｙ方向のカットライン２に沿って、切削代が略０．２ｍｍ程度にダイシング切削法で切削する。切削面粗度が良く、基板を基準に切削するので、位置精度が正確に切断、分離される。ダイシング工程後、溶解液など使用して基準部材より剥離することにより、単個のパッケージが完成される。以上の工程により単個のフリップチップ半導体パッケージが完成される。
【００３６】
同一の大きさの短冊状の集合回路基板１Ａで、従来の長さＬ１にパッケージ製造代ｂ２（例えば、両サイド略７ｍｍ）有る場合と、本実施の形態のように、無い場合の半導体パッケージの取り個数の比較をする。パッケージ製造サイズが、幅Ｗ２＝７８ｍｍ×長さＬ２＝１５４ｍｍの集合回路基板１Ａで、ダイシング切削（切削代＝０．２ｍｍ）した場合、パッケージサイズの基板の大きさが６ｍｍとし、単純計算すると、パッケージ製造代ｂ２（略７ｍｍ）が有る場合の１ｍ×１ｍ当たりの取り個数は、１８，２１６個になる。また、パッケージ製造代ｂ２が無い場合の１ｍ×１ｍ当たりの取り個数は、１９，８００個になり、１，５８４個（略８％）のアップとなる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、短冊状の集合回路基板の幅方向のサイズを、幅１ｍの規格品からの分割数と取り枚数との関係から、共通する最適な一定の数値、略７６ｍｍ〜８１ｍｍに設定し、第１の面Ｆ１の両サイドにはパッケージ製造代を無くする。長さＬ２は、パッケージサイズの基板の大きさで変更可能に設定することにより、パッケージの取り個数が増加するので、１個当たりの基板単価を安くすることが可能である。また、共通する最適な一定の数値に設定することにより、製造工程の自動化が容易になり生産性が向上する。従って、完成半導体パッケージのコストを安くすることができる。また、基板メーカも従来より幅広で、且つ一定した数値の幅で受注するので、基板メーカでの製造代の無駄がなくなり、生産性が良くなる等の利点がある。
【００３８】
また、スペーサーが単純形状で加工が容易になり、材料取りの無駄がなくなる等でコストが低減する。且つ、製造工程の自動化が容易になる。
【００３９】
また、パッケージ集合体の回路基板を完成半導体パッケージに切削する方法が基板基準でダイシング法により加工されるので、切削面の粗度が良くそのまま製品の外形線にすることができる。且つ、位置精度が正確である。
【００４０】
以上説明したように、基板規格品から裁断するのに、無駄の無い有効な集合回路基板のサイズの設定により、１個当たりの半導体パッケージの製造コストが低減できる。また、製造工程の自動化が容易になり生産性が向上する。小型携帯機器等に搭載する信頼性及び生産性に優れた、安価な半導体パッケージの製造方法を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わり、多数個取りする短冊状の集合回路基板の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わり、半導体パッケージの製造工程で、回路基板形成工程、ＩＣ実装工程、樹脂封止工程を示す説明図である。
【図３】図２の後工程で、スペーサー張り付け工程、基準部材張り付け工程、ダイシング工程を示す説明図である。
【図４】従来の多数個取りする短冊状の集合回路基板の平面図である。
【図５】従来の半導体パッケージの製造工程で、回路基板形成工程、ＩＣ実装工程、樹脂封止工程を示す説明図である。
【図６】図５の後工程で、スペーサー張り付け工程、基準部材張り付け工程、ダイシング工程を示す説明図である。
【図７】従来の多数個取りする短冊状の集合回路基板の基板製造の平面図である。
【符号の説明】
１ 回路基板
１Ａ 集合回路基板
１Ｂ パッケージ集合体
５ 半田ボール
６ ＩＣチップ
７ 封止樹脂
８ スペーサー
９ 基準部材
Ｗ１、Ｗ２ 集合回路基板の幅
Ｌ１、Ｌ２ 集合回路基板の長さ
ｂ１ 長さに沿ったパッケージ製造代
ｂ２ 幅に沿ったパッケージ製造代
Ｆ１ 第１の面
Ｆ２ 第２の面
Claims (3)
- ＩＣチップ実装用のボンディングパターンと外部接続用電極を形成するための電極パターンとを集合回路基板面に複数個分配列して形成する回路基板形成工程と、前記ボンディングパターンと前記ＩＣチップを電気的に接続するＩＣチップ実装工程と、前記ＩＣチップを樹脂封止する封止工程とによりパッケージ集合体を形成し、前記パッケージ集合体を基準部材に固定する保持工程と、保持されたパッケージ集合体の回路基板を切削して単個の完成半導体パッケージを製造する工程とからなる半導体パッケージの製造方法において、前記パッケージ集合体の回路基板の外周面は相対する２対の面で構成され、幅方向に沿った１対の第１の面は完成半導体パッケージの外形の一部と同一であり、長さ方向に沿った他の１対の第２の面はそれぞれパッケージ製造代を含んでいることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
- 前記保持されたパッケージ集合体の回路基板を、前記完成半導体パッケージに切削する方法と、前記パッケージ集合体の外周面の半導体パッケージの外形の一部と同一である前記第１の面の切削方法が同じであることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージの製造方法。
- 前記保持されたパッケージ集合体の回路基板を、完成半導体パッケージに切削する方法がダイシング法により加工されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体パッケージの製造方法。
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