JP4120377B2 - 超小型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超小型半導体装置およびその製造方法に関するものであり、特に超小型ダイオードの構造およびその製造方法に適用して有効なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、縦横高さが零点数ミリといった微小サイズの超小型ダイオードが実現しているが、その構造には、種々のものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図5は、前記特許文献1に記載された超小型ダイオードの(a)斜視図、(b)正面断面図である。
【0004】
図5(a)および(b)において、超小型ダイオード素子チップ12の一端にカソード電極14、他端にアノード電極13を有するタイプの超小型ダイオードであって、カソード電極14は導電板によって電極端子が形成されてあり、アノード電極13は導電性被膜によって電極端子が形成されてあり、ダイオード素子チップ12の側面部の両端子間はカソード電極14の側面まで覆って、樹脂などの絶縁物17でモールドされたものである。20は絶縁膜である。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−77450号公報(第3頁および図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の超小型ダイオードにおいては、一方のアノード電極13の端子部は5面により形成されているが、他端部のカソード電極14の端子部は1面により形成されているので、超小型ダイオードを回路基板にはんだ付け実装する際、両電極の端子の表面積の違いにより、はんだのバランスが悪くなって、超小型ダイオードのチップ立ちが生じることが多く、高速実装の大きな妨げとなっているのである。
【0007】
さらに、カソード電極14の側面部まで絶縁物が形成される構造であるから、これが実装時のセルフアライメントを無くす要因にもなり、従って前記に上げたようなチップ立ち問題は根本的に解決することができない。
【0008】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、超小型ダイオードのような超小型半導体装置の回路基板実装の際に、チップ立ちが発生しにくく、そしてその結果、基板実装における生産効率が高まって一層の高速実装化を実現することのできる超小型半導体装置の構造、およびそのような超小型半導体装置を低コストで製造することができる製造方法の提案にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の超小型半導体装置は、半導体チップの互いに表裏となる一対の端面に異なる電極がそれぞれ形成されており、一方の電極は所望の厚みを有して前記半導体チップの端面を包囲していない5面の多面からなる導電物の電極であり、他方の電極は導電物により前記半導体チップの端面を包囲し5面の多面からなる導電物の電極であり、両電極の5面の表面積が等しく形成され、両電極間の前記半導体チップの側面には絶縁物が形成されているものである。また、前記両電極は、導電性ペーストを塗布し硬化することにより形成された電極、またはめっき厚膜により形成された電極からなるものである。
【0010】
そしてまた、本発明の超小型半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハの第一主面側からスクライビングしてウェーハに溝を形成する第一主面溝形成工程と、前記第一主面溝に絶縁物を埋め込む第一主面絶縁物埋め工程と、前記半導体ウェーハの第二主面側からスクライビングして、前記第一主面絶縁物の底に当接する第二主面溝を形成する第二主面溝形成工程と、前記第二主面溝に絶縁物を埋め込む第二主面絶縁物埋め工程と、前記半導体ウェーハの両主面全面に導電物からなる電極を形成する両主面電極形成工程と、前記全工程を終えた半導体ウェーハを個々の超小型半導体装置に分離するダイシング工程とからなるものである。
【0011】
また、前記第一主面絶縁物埋め工程後、前記第一主面全面に導電物からなる電極を形成する第一主面全面電極形成工程と、前記半導体ウェーハの第二主面側からスクライビングして、前記第一主面絶縁物の底に当接する第二主面溝を形成する第二主面溝形成工程と、前記第二主面溝に絶縁物を埋め込む第二主面絶縁物埋め工程と、前記第二主面全面に導電物からなる電極を形成する第二主面全面電極形成工程と、前記全工程を終えた半導体ウェーハを個々の超小型半導体装置に分離するダイシング工程とからなる超小型半導体装置の製造方法であってもよい。
【0012】
そして、前記第一主面絶縁物埋め工程および第二主面絶縁物埋め工程において、いずれか一方の絶縁物を、その絶縁物の代わりに導電物を埋めて電極を形成してもよい。また、前記導電物は、導電ペーストを塗布し硬化することにより形成してもよく、まためっき加工することにより形成してもよい。
【0013】
以上のような構成の超小型半導体装置およびその製造方法としたことにより、半導体ウェーハレベルの電極形成工程で、半導体ウェーハの第一主面と第二主面とからそれぞれ同じ状態の電極を形成することで、両端面とも同じ形状、同じ表面積の電極端子が形成されるから、両端面のバランスがとれるので、基板実装時のチップ立ちは生じにくくなり、その結果一層の高速実装が実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0015】
(実施の形態)
図1は、本発明の一実施の形態における超小型ダイオード18を示しており、(a)は斜視図、(b)は正面断面図であって、12は半導体素子チップ、13はアノード電極、14はカソード電極、そして17は樹脂などの絶縁物である。
【0016】
図2は、本発明の一実施の形態における超小型ダイオードの製造工程のブロック図である。
【0017】
図3は、図2の製造工程の各工程順に半導体ウェーハ10の仕掛かり状態を示したもので、ウェーハ10の一部分を拡大して示した断面図であって、13はアノード電極、14はカソード電極、15は第一主面溝、16は第二主面溝、17は第一主面絶縁物、22は第一主面、25は第一主面絶縁物、26は第一主面絶縁物の底部、27は第二主面、29は第二主面導電物、32は第一主面導電物を示している。
【0018】
そして、図3(a)は第一主面溝形成工程、(b)は第一主面絶縁物埋め工程、(c)は第二主面溝形成工程、(d)は第二主面絶縁物埋め工程、(e)は両主面電極形成工程、(f)はダイシング工程直前の状態で19はスクライブラインである。
【0019】
図4は、ダイオードの生産工程における通常の前工程において、超小型ダイオード素子チップ12が、シリコン半導体ウェーハ10にマトリックス形に配置されて作り込まれた状態を示したもので、(a)は平面図、(b)はX−X断面図であって、22は第一主面(表面)、27は第二主面(裏面)、19はスクライビングラインを表している。
【0020】
さて、図1(a)および(b)において、本実施の形態における超小型半導体装置は、チップ形の超小型ダイオードとして構成されたものであって、この超小型ダイオード18は、ダイオード素子が作り込まれた正方形板形状のチップ12を備えており、チップ12の互いに表裏となる第一主面(表面とする)および第二主面(裏面とする)には一対の電極であるアノード電極13およびカソード電極14がそれぞれ形成されている。
【0021】
これらアノード電極13およびカソード電極14は、それぞれ銀ペーストによって硬化形成されて機械的かつ電気的に接続されている。
【0022】
チップ12の外周面におけるカソード側端子14とアノード側端子13の間には、樹脂からなる絶縁物17が形成されている。
【0023】
以上の本発明の一実施の形態における超小型ダイオードは、図2の製造工程で製造される。
【0024】
すなわち、図2の前工程では、図4(a)に示すように、半導体ウェーハとしてのダイオードウェーハ10のサブストレートには、ダイオード素子がチップ部12毎に作り込まれる。ウェーハ10には、図3(a)の第一主面溝形成工程において、図4に示すように、溝がウェーハ10の第一主面における隣り合うチップ部12,12の境界であるスクライビングライン19,19に沿って形成される。
【0025】
このときスクライビングによる溝の大きさは絶縁物を埋めることを考慮して、幅150μmとし、深さはウェーハ10の厚さの半分程度とした。但し、この深さはウェーハの厚みの範囲内であれば、どのような深さでも構わない。
【0026】
次に、図3(b)の第一主面絶縁物埋め工程において、前記工程でできた溝へエポキシ樹脂やガラス等の絶縁物を流し込んで埋める。
【0027】
次に、図3(c)の工程は、前記ウェーハの反対裏面から前記第一主面溝に対応する部位で、前記先に埋め込まれた絶縁物の底に当接するまで溝を形成する第二主面溝形成工程である。
【0028】
ウェーハ片面に形成された溝に対応するウェーハの反対裏面の部位にあらかじめ両面アライナー等を用いてスクライビングラインを形成し、そのスクライビングラインに沿って先に埋め込まれた絶縁物の底の位置までの深さでダイシングを行うとよい。
【0029】
次に、図3(d)の第二主面絶縁物埋め工程においては、前記工程でできた溝へ絶縁物を埋めてウェーハが形成される。
【0030】
次に、図3(e)の工程で、第一主面と第二主面に銀ペースト等の導電ペーストによる導電物を100μm程度の厚さで形成する。この導電物はめっき被膜で形成しても構わない。
【0031】
そして、最後に図3(f)に示されるように、フルダイシング工程によってチップとチップの間の絶縁物をダイシングによってフルカットすることにより個々に分断され半導体装置が形成される。
【0032】
なおまた、図2に示された工程図の第一主面絶縁物埋め工程、次にその上部に電極を形成し、第二主面溝形成工程を実施し、第二主面絶縁物埋め工程を実施、その後、第二主面絶縁物埋め工程の上部に電極を形成し、フルダイシングカットしても超小型半導体装置が作製できる。
【0033】
更にまた、図2に示される工程図の第一主面絶縁物または第二主面絶縁物の一方を導電物で埋め、絶縁物を埋めた面上部に導電物形成による電極形成、フルダイシングカット工程により超小型半導体装置が作製できる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように本発明の超小型半導体装置およびその製造方法によれば、半導体素子チップの両電極端子の表面積が等しくなり、それぞれ少なくとも5面で形成されていることから、
(1)超小型半導体を回路基板に実装する際に、チップ立ち等の不良発生がないという大変有利な効果が得られる。
(2) 超小型半導体を回路基板へ高速実装した際セルフアライメントが期待できるから生産性がよく低コストにより生産できることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態における超小型ダイオードの斜視図
(b)本発明の実施の形態における超小型ダイオードの断面図
【図2】本発明の実施の形態における超小型ダイオードの製造工程図
【図3】(a)第一主面溝形成工程におけるウェーハの一部断面図
(b)第一主面絶縁物埋め工程におけるウェーハの一部断面図
(c)第二主面溝形成工程におけるウェーハの一部断面図
(d)第二主面絶縁物埋め工程におけるウェーハの一部断面図
(e)両主面電極形成工程におけるウェーハの一部断面図
(f)ダイシング工程直前のウェーハの一部断面図
【図4】(a)前工程における半導体ウェーハの平面図
(b)同ウェーハのX−X断面図
【図5】(a)従来の超小型ダイオードの斜視図
(b)従来の超小型ダイオードの断面図
【符号の説明】
10 半導体ウェーハ
12 チップ部
13 アノード電極
14 カソード電極
15 第一主面溝
16 第二主面溝
17 第一主面絶縁物
18 超小型ダイオード
19 スクライビングライン
22 第一主面
25 第一主面絶縁物
26 第一主面絶縁物の底
27 第二主面
29 第二主面導電物
32 第一主面導電物

Claims (8)

  1. 半導体チップの互いに表裏となる一対の端面に異なる電極がそれぞれ形成されており、一方の電極は所望の厚みを有して前記半導体チップの端面を包囲していない5面の多面からなる導電物の電極であり、他方の電極は導電物により前記半導体チップの端面を包囲し5面の多面からなる導電物の電極であり、両電極の5面の表面積が等しく形成され、両電極間の前記半導体チップの側面には絶縁物が形成されていることを特徴とする超小型半導体装置。
  2. 前記両電極は、導電性ペーストを塗布し硬化することにより形成された電極からなることを特徴とする請求項1に記載の超小型半導体装置。
  3. 前記両電極は、めっき厚膜により形成された電極からなることを特徴とする請求項1に記載の超小型半導体装置。
  4. 半導体ウェーハの第一主面側からスクライビングしてウェーハに溝を形成する第一主面溝形成工程と、前記第一主面溝に絶縁物を埋め込む第一主面絶縁物埋め工程と、前記半導体ウェーハの第二主面側からスクライビングして、前記第一主面絶縁物の底に当接する第二主面溝を形成する第二主面溝形成工程と、前記第二主面溝に絶縁物を埋め込む第二主面絶縁物埋め工程と、前記半導体ウェーハの両主面全面に導電物からなる電極を形成する両主面電極形成工程と、前記全工程を終えた半導体ウェーハを個々の超小型半導体装置に分離するダイシング工程とからなることを特徴とする超小型半導体装置の製造方法。
  5. 半導体ウェーハの第一主面側からスクライビングしてウェーハに溝を形成する第一主面溝形成工程と、前記第一主面溝に絶縁物を埋め込む第一主面絶縁物埋め工程と、前記第一主面全面に導電物からなる電極を形成する第一主面全面電極形成工程と、前記半導体ウェーハの第二主面側からスクライビングして、前記第一主面絶縁物の底に当接する第二主面溝を形成する第二主面溝形成工程と、前記第二主面溝に絶縁物を埋め込む第二主面絶縁物埋め工程と、前記第二主面全面に導電物からなる電極を形成する第二主面全面電極形成工程と、前記全工程を終えた半導体ウェーハを個々の超小型半導体装置に分離するダイシング工程とからなることを特徴とする超小型半導体装置の製造方法。
  6. 前記第一主面絶縁物埋め工程および第二主面絶縁物埋め工程において、いずれか一方の絶縁物を、その絶縁物の代わりに導電物を埋めて電極を形成することを特徴とする請求項4または5に記載の超小型半導体装置の製造方法。
  7. 前記導電物を、導電ペーストを塗布し硬化することにより形成することを特徴とする請求項4、5または6に記載の超小型半導体装置の製造方法。
  8. 前記導電物を、めっき加工することにより形成することを特徴とする請求項4、5または6に記載の超小型半導体装置の製造方法。
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