JP4761662B2 - 回路装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路装置の製造方法に関し、特に支持基板を不要にした薄型の回路装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子機器にセットされる回路装置は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。
【0003】
例えば、回路装置として半導体装置を例にして述べると、一般的な半導体装置として、従来通常のトランスファーモールドで封止されたパッケージ型半導体装置がある。この半導体装置は、図18のように、プリント基板PSに実装される。
【0004】
またこのパッケージ型半導体装置は、半導体チップ2の周囲を樹脂層3で被覆し、この樹脂層3の側部から外部接続用のリード端子4が導出されたものである。
【0005】
しかしこのパッケージ型半導体装置1は、リード端子4が樹脂層3から外に出ており、全体のサイズが大きく、小型化、薄型化および軽量化を満足するものではなかった。
【0006】
そのため、各社が競って小型化、薄型化および軽量化を実現すべく、色々な構造を開発し、最近ではCSP(チップサイズパッケージ)と呼ばれる、チップのサイズと同等のウェハスケールCSP、またはチップサイズよりも若干大きいサイズのCSPが開発されている。
【0007】
図19は、支持基板としてガラスエポキシ基板5を採用した、チップサイズよりも若干大きいCSP6を示すものである。ここではガラスエポキシ基板5にトランジスタチップTが実装されたものとして説明していく。
【0008】
このガラスエポキシ基板5の表面には、第1の電極7、第2の電極8およびダイパッド9が形成され、裏面には第1の裏面電極10と第2の裏面電極11が形成されている。そしてスルーホールTHを介して、前記第1の電極7と第1の裏面電極10が、第2の電極8と第2の裏面電極11が電気的に接続されている。またダイパッド9には前記ベアのトランジスタチップTが固着され、トランジスタのエミッタ電極と第1の電極7が金属細線12を介して接続され、トランジスタのベース電極と第2の電極8が金属細線12を介して接続されている。更にトランジスタチップTを覆うようにガラスエポキシ基板5に樹脂層13が設けられている。
【0009】
前記CSP6は、ガラスエポキシ基板5を採用するが、ウェハスケールCSPと違い、チップTから外部接続用の裏面電極10、11までの延在構造が簡単であり、安価に製造できるメリットを有する。
【0010】
また前記CSP6は、図18のように、プリント基板PSに実装される。プリント基板PSには、電気回路を構成する電極、配線が設けられ、前記CSP6、パッケージ型半導体装置1、チップ抵抗CRまたはチップコンデンサCC等が電気的に接続されて固着される。
【0011】
そしてこのプリント基板で構成された回路は、色々なセットの中に取り付けられる。
【0012】
つぎに、このCSPの製造方法を図20および図21を参照しながら説明する。
【0013】
まず基材(支持基板)としてガラスエポキシ基板5を用意し、この両面に絶縁性接着剤を介してCu箔20、21を圧着する。(以上図20(A)を参照)
続いて、第1の電極7,第2の電極8、ダイパッド9、第1の裏面電極10および第2の裏面電極11対応するCu箔20、21に耐エッチング性のレジスト22を被覆し、Cu箔20、21をパターニングする。尚、パターニングは、表と裏で別々にしても良い。(以上図20(B)を参照)
続いて、ドリルやレーザを利用してスルーホールTHのための孔を前記ガラスエポキシ基板に形成し、この孔にメッキを施し、スルーホールTHを形成する。このスルーホールTHにより第1の電極7と第1の裏面電極10、第2の電極8と第2の裏面電極10が電気的に接続される。(以上図20(C)を参照)
更に、図面では省略をしたが、ボンデイングポストと成る第1の電極7,第2の電極8にAuメッキを施すと共に、ダイボンディングポストとなるダイパッド9にAuメッキを施し、トランジスタチップTをダイボンディングする。
【0014】
最後に、トランジスタチップTのエミッタ電極と第1の電極7、トランジスタチップTのベース電極と第2の電極8を金属細線12を介して接続し、樹脂層13で被覆している。(以上図20(D)を参照)
以上の製造方法により、支持基板5を採用したCSP型の電気素子が完成する。この製造方法は、支持基板としてフレキシブルシートを採用しても同様である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
図18に於いて、トランジスタチップT、接続手段7〜12および樹脂層13は、外部との電気的接続、トランジスタの保護をする上で、必要な構成要素であるが、これだけの構成要素で小型化、薄型化、軽量化を実現する回路素子を提供するのは難しかった。
【0016】
また、支持基板となるガラスエポキシ基板5は、前述したように本来不要なものである。しかし製造方法上、電極を貼り合わせるため、支持基板として採用しており、このガラスエポキシ基板5を無くすことができなかった。
【0017】
そのため、このガラスエポキシ基板5を採用することによって、コストが上昇し、更にはガラスエポキシ基板5が厚いために、回路素子として厚くなり、小型化、薄型化、軽量化に限界があった。
【0018】
更に、ガラスエポキシ基板やセラミック基板では必ず両面の電極を接続するスルーホール形成工程が不可欠であり、製造工程も長くなり量産に向かない問題もあった。
【0019】
以上の問題を鑑みて本出願人は特願2000−266736において支持基板を不要にした回路装置を開発した。しかし、裏面レジストを被覆する工程に於いて、半田電極のための開口部を形成するために、個々の搭載部別に導電パターンの位置認識を行っていたため、位置認識を行うのに時間がかかる問題があった。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した多くの課題に鑑みて成され、導電箔を用意し、形成予定の導電パターンを除く領域および形成予定の位置合わせマークに対応する領域の前記導電箔に、前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を形成する工程と、所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回路素子を固着する工程と、前記各搭載部の回路素子の電極と所望の前記導電パターンとを電気的に接続する工程と、各搭載部の前記回路素子を一括して被覆し、前記分離溝に充填されるように絶縁性樹脂で共通モールドし、同時に前記認識用の確認孔にも前記絶縁性樹脂を充填する工程と、前記導電箔の裏面全域を前記絶縁性樹脂が露出するまで除去する工程と、前記電動箔の除去により、裏面に現れた前記位置合わせマークにより位置認識を行うことを特徴とする。
【0021】
本発明では、導電パターンを形成する導電箔がスタートの材料であり、絶縁性樹脂がモールドされるまでは導電箔が支持機能を有し、モールド後は絶縁性樹脂が支持機能を有することで支持基板を不要にでき、従来の課題を解決することができる。ここで、位置合わせマークとは、絶縁性樹脂の裏面に露出した導電箔の一部である。
【0022】
本発明は、前述した多くの課題に鑑みて成され、導電箔を用意し、形成予定の導電パターンを除く領域および形成予定の位置合わせマークを除く領域の前記導電箔に、前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を形成する工程と、所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回路素子を固着する工程と、前記各搭載部の回路素子の電極と所望の前記導電パターンとを電気的に接続する工程と、各搭載部の前記回路素子を一括して被覆し、前記分離溝に充填されるように絶縁性樹脂で共通モールドし、同時に前記認識用の確認孔にも前記絶縁性樹脂を充填する工程と、前記導電箔の裏面全域を前記絶縁性樹脂が露出するまで除去する工程とを具備し、前記電動箔の除去により、裏面に現れた前記位置合わせマークにより位置認識を行うことを特徴とする。ここで、位置確認用マークとは、導電箔の裏面に露出した絶縁性樹脂の一部である。
【0023】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークにより間接的に裏面の前記導電パターンの位置を認識し、前記導電パターンの上に予定の裏面電極を形成するための開口部を残してレジスト層で被覆することを特徴とする。
【0024】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記レジスト層の開口部に導電手段を付着して裏面電極を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0025】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークにより間接的に裏面の前記導電パターンの位置を認識し、ダイジングを行うことを特徴とする。
【0026】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークにより間接的に裏面の電極の位置を認識し、前記回路素子の特性を測定することを特徴とする。
【0027】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記導電箔は銅、アルミニウムまたは鉄−ニッケルのいずれかを主材料として構成されることを特徴とする。
【0028】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記導電箔の表面を導電皮膜で少なくとも部分的に被覆することを特徴とする。
【0029】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記導電被膜はニッケル、金、銀、またはパラジウムメッキで形成されることを特徴とする。
【0030】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記導電箔に選択的に形成される前記分離溝は、化学的あるいは物理的に取り除かれることを特徴とする。
【0031】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記回路素子は半導体ベアチップ、チップ回路部品のいずれかあるいは両方が固着されることを特徴とする。
【0032】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記絶縁性樹脂はトランスファーモールドで前記ブロック毎に共通モールドされることを特徴とする。
【0033】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記導電箔には少なくとも回路素子の搭載部を多数個形成する導電パターンをマトリックス状に配列したブロックを複数個並べたことを特徴とする。
【0034】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記絶縁性樹脂は前記導電箔のすべての前記ブロックを同時にトランスファーモールドして形成されることを特徴とする。
【0035】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークは、前記導電箔の前記ブロックの外部において、前記導電箔の裏面に露出した前記絶縁性樹脂であること特徴とする。
【0036】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークは前記導電箔の周辺に設けられることを特徴とする。
【0037】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークは、前記導電箔の前記ブロックの内部において、前記絶縁性樹脂の裏面に露出した前記導電箔であることを特徴とする。
【0038】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記位置合わせマークは、前記導電箔のブロックの内部において、前記絶縁性樹脂の裏面に露出した前記導電箔の、内側に露出した前記絶縁性樹脂であることを特徴とする。
【0039】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記各ブロックの前記絶縁性樹脂の裏面に露出した前記導電パターンの位置認識は、前記位置合わせマークにより行うことを特徴とする。
【0040】
更に、本発明の回路装置の製造方法では、前記導電箔全体の前記絶縁性樹脂の裏面に露出した前記導電パターンの位置認識は、前記位置合わせマークにより行うことを特徴とする。
【0041】
【発明の実施の形態】
まず本発明の回路装置の製造方法について図1を参照しながら説明する。
【0042】
本発明は、導電箔を用意し、形成予定の導電パターンを除く領域および形成予定の位置合わせマークに対応する領域の前記導電箔に、前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を形成する工程と、所望の前記導電パターンの前記各搭載部に回路素子を固着する工程と、前記各搭載部の回路素子の電極と所望の前記導電パターンとをワイヤボンディングする工程と、各搭載部の前記回路素子を一括して被覆し、前記分離溝に充填されるように絶縁性樹脂で共通モールドし、同時に前記認識用の確認孔にも前記絶縁性樹脂を充填する工程と、前記導電箔の裏面全域を前記絶縁性樹脂が露出するまで除去する工程と、前記位置合わせマークにより間接的に裏面の前記導電パターンの位置を認識し、前記導電パターンの上に予定の裏面電極を形成するための開口部を残してレジスト層で被覆する工程と、前記レジスト層の開口部にロウ材を付着して裏面電極を形成する工程と、粘着シートに貼り付けられた状態で前記ブロックの各搭載部の前記回路素子の特性の測定を行う工程と、前記粘着シートに貼り付けられた状態で前記ブロックの前記絶縁性樹脂を各搭載部毎にダイシングにより分離する工程とから構成されている。
【0043】
図1に示すフローチャートに於いて、先ず、Cu箔を用意する工程、Agメッキを行う工程、ハーフエッチングを行う工程の3つのフローで導電パターンの形成が行われる。ダイボンドおよびワイヤーボンディングの2つの工程で各搭載部への回路素子の固着と回路素子の電極と導電パターンの接続が行われる。トランスファーモールドの工程では絶縁性樹脂による共通モールドが行われる。この共通モールドとは、複数個の搭載部が設けられたブロックを1つの金型キャビティーを用いてモールドを行う事である。裏面Cu箔除去の工程では、前記導電箔の裏面を前記絶縁性樹脂が露出するまでエッチングが行われる。裏面レジストの工程では絶縁性樹脂の裏面に露出した導電パターン上にレジスト層が形成される。裏面電極形成の工程ではクリーム状のロウ材を付着して加熱溶融して導電パターンの裏面電極が形成される。粘着シートの工程では粘着シートに複数個のブロックが貼り付けられる。測定の工程では各回路装置部に組み込まれた回路素子の良品判別や特性ランク分けが行われる。ダイシングの工程では絶縁性樹脂からダイシングで個別の回路装置への分離が行われる。
【0044】
以下に、本発明の各工程を図2〜図17を参照して説明する。
【0045】
本発明の第1の工程は、図2から図4に示す如く、導電箔60を用意し、少なくとも回路素子52の搭載部を多数個形成する導電パターン51を除く領域および位置合わせマークに対応する領域の導電箔60に導電箔60の厚みよりも浅い分離溝61を形成してブロック毎の導電パターン51を形成することにある。
【0046】
本工程では、まず図2(A)の如く、シート状の導電箔60を用意する。この導電箔60は、ロウ材の付着性、ボンディング性、メッキ性が考慮されてその材料が選択され、材料としては、Cuを主材料とした導電箔、Alを主材料とした導電箔またはFe−Ni等の合金から成る導電箔等が採用される。
【0047】
導電箔の厚さは、後のエッチングを考慮すると10μm〜300μm程度が好ましく、ここでは125μmの銅箔を採用した。しかし300μm以上でも10μm以下でも基本的には良い。後述するように、導電箔60の厚みよりも浅い分離溝61が形成できればよい。
【0048】
尚、シート状の導電箔60は、所定の幅、例えば45mmでロール状に巻かれて用意され、これが後述する各工程に搬送されても良いし、所定の大きさにカットされた短冊状の導電箔60が用意され、後述する各工程に搬送されても良い。
【0049】
具体的には、図2(B)に示す如く、短冊状の導電箔60に多数の搭載部が形成されるブロック62が4〜5個離間して並べられる。各ブロック62間にはスリット63が設けられる。このスリットは、モールド工程等での加熱処理で発生する導電箔60の応力を吸収する働きを有する。また導電箔60の上下周端にはインデックス孔64が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。
【0050】
続いて、ブロック毎の導電パターン51を形成する工程がある。
【0051】
まず、図3に示す如く、Cu箔60の上に、ホトレジスト(耐エッチングマスク)PRを形成し、導電パターン51となる領域を除いた導電箔60が露出するようにホトレジストPRをパターニングする。そして、図4(A)に示す如く、ホトレジストPRを介して導電箔60を選択的にエッチングする。
【0052】
エッチングにより形成された分離溝61の深さは、例えば50μmであり、その側面は、粗面となるため絶縁性樹脂50との接着性が向上される。
【0053】
またこの分離溝61の側壁は、模式的にストレートで図示しているが、除去方法により異なる構造となる。この除去工程は、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザによる蒸発、ダイシングが採用できる。ウェットエッチングの場合、エッチャントは、塩化第二鉄または塩化第二銅が主に採用され、前記導電箔は、このエッチャントの中にディッピングされるか、このエッチャントでシャワーリングされる。ここでウェットエッチングは、一般に非異方性にエッチングされるため、側面は湾曲構造になる。
【0054】
なお、図3に於いて、ホトレジストの代わりにエッチング液に対して耐食性のある導電被膜(図示せず)を選択的に被覆しても良い。導電路と成る部分に選択的に被着すれば、この導電被膜がエッチング保護膜となり、レジストを採用することなく分離溝をエッチングできる。この導電被膜として考えられる材料は、Ag、Ni、Au、PtまたはPd等である。しかもこれら耐食性の導電被膜は、ダイパッド、ボンディングパッドとしてそのまま活用できる特徴を有する。
【0055】
例えばAg被膜は、Auと接着するし、ロウ材とも接着する。よってチップ裏面にAu被膜が被覆されていれば、そのまま導電路51上のAg被膜にチップを熱圧着でき、また半田等のロウ材を介してチップを固着できる。またAgの導電被膜にはAu細線が接着できるため、ワイヤーボンディングも可能となる。従ってこれらの導電被膜をそのままダイパッド、ボンディングパッドとして活用できるメリットを有する。
【0056】
図4(B)に具体的な導電パターン51を示す。本図は図2(B)で示したブロック62の1個を拡大したものに対応する。黒く塗られた部分の1個が1つの搭載部65であり、導電パターン51を構成し、1つのブロック62には5行10列のマトリックス状に多数の搭載部65が配列され、各搭載部65毎に同一の導電パターン51が設けられている。各ブロックの周辺には枠状のパターン66が設けられ、それと少し離間して内側にダイシング時の位置合わせマーク67が設けられている。枠状のパターン66はモールド金型、特に上金型との当接部分として使用する。
【0057】
また、図4(B)に示す如く、インデックス孔64付近には裏面レジスト被覆時に用いる位置認識用の確認孔100が設けられている。
【0058】
図4(C)は図4(B)のA−A線での断面図であり、確認孔100は分離溝61の形成時に同時に設けられ、ほぼ同等の深さを有し、裏面レジスト被覆の工程に於いて間接的に裏面の導電パターンの位置認識に用いられる。
【0059】
本発明の第2の工程は、図5に示す如く、所望の導電パターン51の各搭載部65に回路素子52を固着し、各搭載部65の回路素子52の電極と所望の導電パターン51とを電気的に接続する接続手段を形成することにある。
【0060】
回路素子52としては、トランジスタ、ダイオード、ICチップ等の半導体素子、チップコンデンサ、チップ抵抗等の受動素子である。またフェイスダウンの半導体素子、更にはCSP、BGA等のパッケージ処理された半導体素子も実装できる。
【0061】
ここでは、ベアのトランジスタチップ52Aが導電パターン51Aにダイボンディングされ、エミッタ電極と導電パターン51B、ベース電極と導電パターン51Bが、ボールボンディングあるいは超音波によるウェッヂボンディング等で固着された金属細線55Aを介して接続される。また52Bは、チップコンデンサまたは受動素子であり、半田等のロウ材または導電ペースト55Bで固着される。
【0062】
本工程では、各ブロック62に多数の導電パターン51が集積されているので、回路素子52の固着およびワイヤーボンディングが極めて効率的に行える利点がある。
【0063】
本発明の第3の工程は、図6に示す如く、各搭載部63の回路素子52を一括して被覆し、分離溝61に充填されるように絶縁性樹脂50で共通モールドすることにある。
【0064】
本工程では、図6(A)に示す如く、絶縁性樹脂50は回路素子52A、52Bおよび複数の導電パターン51A、51B、51Cを完全に被覆し、導電パターン51間の分離溝61には絶縁性樹脂50が充填されてた導電パターン51A、51B、51Cの側面の湾曲構造と嵌合して強固に結合する。そして絶縁性樹脂50により導電パターン51が支持されている。
【0065】
また本工程では、トランスファーモールド、インジェクションモールド、またはディッピングにより実現できる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。
【0066】
更に、本工程でトランスファーモールドあるいはインジェクションモールドする際に、図6(B)に示す如く、モールド金型の1キャビティで各ブロック毎に1つの絶縁性樹脂50で共通にモールドを行う。従って、各ブロック62は、1つの金型で1度にモールドされ、枠状パターン66で当接した上金型のキャビティと導電パターンで封止領域を形成している。このために従来のトランスファーモールド等の様に各搭載部を個別にモールドする方法に比べて、ランナーの数が少ないので、大幅な樹脂量の削減が図れる。
【0067】
更に、本工程に於いては、モールド金型は個々の搭載部をモールドするのではなく、ブロックを共通にモールドするので、作成する回路素子の種類や大きさに関係なくモールド金型を共通して使える。
【0068】
導電箔60表面に被覆された絶縁性樹脂50の厚さは、回路素子52の金属細線55Aの最頂部から約100μm程度が被覆されるように調整されている。この厚みは、強度を考慮して厚くすることも、薄くすることも可能である。
【0069】
本工程の特徴は、絶縁性樹脂50を被覆するまでは、導電パターン51となる導電箔60が支持基板となることである。従来では、図19の様に、本来必要としない支持基板5を採用して導電路7〜11を形成しているが、本発明では、支持基板となる導電箔60は、電極材料として必要な材料である。そのため、構成材料を極力省いて作業できるメリットを有し、コストの低下も実現できる。
【0070】
また分離溝61は、導電箔の厚みよりも浅く形成されているため、導電箔60が導電パターン51として個々に分離されていない。従ってシート状の導電箔60として一体で取り扱え、絶縁性樹脂50をモールドする際、金型への搬送、金型への実装の作業が非常に楽になる特徴を有する。
【0071】
また、本工程では一括して複数個の回路素子のモールドを行うので、回路素子を個別にモールドする際に発生する樹脂バリが発生しないことも重要なポイントである。
【0072】
また図6(C)は図6(B)のA−A線における断面図であり、本工程では確認孔100もモールドされ、絶縁性樹脂50が充填される。
【0073】
本発明の第4の工程は、図7(A)、(B)に示す如く、絶縁性樹脂が露出するまで導電箔60の裏面全域を除去することにある。
【0074】
本工程は、導電箔60の裏面全域を化学的および/または物理的に除き、導電パターン51として分離するものである。この工程は、研磨、研削、エッチング、レーザの金属蒸発等により施される。
【0075】
実験では導電箔60を全面ウェットエッチングし、分離溝61から絶縁性樹脂50を露出させている。その結果、約40μmの厚さの導電パターン51となって分離される。
【0076】
また、図7(B)に示す如く、本工程において確認孔100に充填された絶縁性樹脂50も裏面に露出する構造になり、裏面レジスト被覆の工程において、位置合わせマーク101として裏面の導電パターン51の位置認識を間接的に行うために用いられる。
【0077】
本発明の第5の工程は、図8から図11に示す如く、導電箔60の絶縁性樹脂50の裏面に露出した導電パターン51上にレジスト層90を被覆し、予定の裏面電極56を露出するように開口部92を形成することにある。
【0078】
なお、図8(A)では裏面レジストの開口部92と導電パターン51の関係を示すために、黒で塗った部分が導電パターン51を示し、白抜きの丸印が裏面レジストの開口部92を示している。しかし、実際には裏面レジストの開口部92以外のブロック62の裏面はレジスト層90で覆われている。
【0079】
本工程では、図8(A)に示す如く、位置合わせマーク101により、裏面に露出した導電パターン51の位置認識を間接的に行い、導電パターン51上に予定の裏面電極56を形成する開口部92を残してレジスト層90で被覆する。
【0080】
ここで、裏面に露出した導電パターンを認識するマークとして、ガイド孔64を採用することも考えられる。しかし、裏面Cu箔除去の工程では導電箔60の裏面全面がエッチングされるので、ガイド孔64の内壁もエッチングされ、その径や位置に誤差が生じる。従って、ガイド孔64は裏面に露出した導電箔の位置確認には使用できない。このことにより、本発明では、導電箔の裏面の周辺部に露出させた絶縁性樹脂101を位置確認用マークとして採用する。
【0081】
位置合わせマーク101は、搭載部65の分離溝61と同じ手法で形成された確認孔100に充填された絶縁性樹脂なので、裏面Cu箔除去の工程において、図8(B)に示す如く、裏面に露出している。本工程では位置合わせマーク101は円形をしているが、位置認識用カメラで認識できる形状であれば円形以外の形状でも良い。
【0082】
具体的には最初に、導電箔60の各ブロック62の裏面全体にスクリーン印刷、ロールコータあるいは静電塗布してレジスト層90の被覆を行う。このことにより、導電パターン51はレジスト層90により完全に覆われて、なおかつレジスト層90は透明ではないので導電パターン51を直接的に位置認識することは困難になる。
【0083】
続いて、導電パターン51の位置認識を行う。図8(A)に示す如く、位置合わせマーク101は導電パターン51を形成しない導電箔60の周辺の残余部の裏面に露出するので、図8(B)に示す如く、レジスト層90による被覆は行われない。また、位置合わせマーク101の材料である絶縁性樹脂と導電箔60の材料Cuは光の反射率が大きく違うので、位置合わせマーク101の輪郭の区別は明瞭に行える。更に、導電箔60はセラミック基板等と比較して、寸法精度が高い。従って、位置合わせマーク101の位置を正確に認識することにより間接的にブロック毎又は導電箔毎の導電パターン51の位置を認識することができる。
【0084】
続いて、図9(A)に示す如く、予定の裏面電極56を形成する開口部92上を残してフォトレジスト102を形成する。図9(B)に示す如く、フォトレジスト102により選択的に被覆されたレジスト層90をエッチングすることにより開口部92は形成される。このレジスト層90は導電パターン51を酸化や汚染から保護するとともに、形成される裏面電極56の大きさを決定する。
【0085】
また、レジスト層90の材料が感光性のものである場合は、フォトレジスト102が不要になる。
【0086】
以上のことにより、本工程ではブロック毎又は導電箔毎の裏面レジスト被覆を1回の位置認識で連続して行うことができるので、時間を短縮した裏面レジストの形成を行える。
【0087】
上記本工程の説明に於いては、導電箔のブロックの外側の裏面に露出した絶縁性樹脂101を位置合わせマークとして用いて、裏面に露出した導電パターンの位置認識を行った。しかし、図10に示す如く、ブロック内部で導電パターンが設けられない絶縁性樹脂の裏面に露出した導電箔110を位置合わせマークとして用いる方法もある。
【0088】
更に、図11に示す如く、ブロック内部で導電パターンが設けられていない絶縁性樹脂の裏面に露出した導電箔111の内部に露出した導電箔112を位置合わせマークとして用いる方法もある。
【0089】
なお、本発明では半田電極用の開口部を形成するために、位置合わせマークにより裏面に露出した導電パターンの位置認識を行った。しかし、位置合わせマークがブロック内部に設けられた場合は、これを用いて後の工程で導電箔や半田電極の間接的な位置認識が行える。例えば、測定工程において、位置合わせマークによりブロック62内全ての裏面電極の位置認識を行ってから、測定を行うことができる。更に、ダイジングの工程において、位置合わせマークによりブロック62内の全ての裏面電極56の位置認識を行ってからダイジングを行うことができる。
【0090】
本発明の第6の工程は、図12(A)(B)に示す如く、開口部92を含みその周辺のレジスト層90上にクリーム状のロウ材91を同様に同じ大きさにスクリーン印刷により付着されることにある。
【0091】
本工程では、クリーム状のロウ材91としては半田の粒子を有機溶剤で混ぜた半田クリームを用いる。図12(A)に示す如く、クリーム状のロウ材91は開口部92より大きく付着されるので、ブロック62毎にすべての搭載部65の開口部92に作業性良く付着される。
【0092】
更に、本工程では、図12(B)に示す如く、各ブロック62を窒素ガスを流した加熱炉を通して、クリーム状のロウ材91を加熱溶融して裏面電極56を形成する。裏面電極56は予め同じ大きさの開口部92と同じ大きさのクリーム状のロウ材91が付着されているのですべてが均一な大きさに形成される。
【0093】
従って、後述するダイシング工程の後は図14に示す最終構造を得る。本発明の回路装置53は図18に示した従来の裏面電極10、11のように段差が設けられないため、マウント時に半田等の表面張力でそのまま水平に移動してセルフアラインできる特徴を有する。
【0094】
また本工程では、図13に示す如く、裏面レジストの開口部の位置確認を、開口部を有する位置確認用のレジスト121A、121Bによって間接的に行う。
【0095】
具体的には、最初に、裏面レジスト被覆の工程で、導電箔の裏面のブロックの外部に開口部112A、112Bを有する位置確認用のレジスト121A、121Bを設ける。
【0096】
次に、位置確認用のカメラで位置確認用のレジスト121A、121Bの開口部112A、112Bを認識し、導電箔60を固定する。
【0097】
最後に、レジストの開口部112A、112Bと同じ位置に開口部を有する半田印刷メタルスクリーン(図示せず)を用いて半田印刷を行う。
【0098】
位置確認を行う2つのレジスト121A、121Bから、導電箔60の中心線130までの距離であるd1、d2は異なる。従って、上記工程でフレームを逆に固定してしまった場合、所望の位置と大きく離れた場所に半田印刷を行うことになり、本工程に於ける不良判定が容易に行える。
【0099】
尚、本工程の説明では、位置確認用のレジストは導電箔60の長手方法の両端部付近に設けられたが、位置確認用のレジストは短手方向の端部付近に設けられても良い。
【0100】
以上のことにより、位置確認用レジストを用いた半田印刷が行える。
【0101】
本発明の第7の工程は、図15に示す如く、複数個のブロック62の絶縁性樹脂を粘着シート80に貼り付けることにある。
【0102】
導電箔60の裏面エッチングをした後に、導電箔60から各ブロック62が切り離される。このブロック62は絶縁性樹脂50で導電箔60の残余部と連結されているので、切断金型を用いず機械的に導電箔60の残余部から剥がすことで達成できる。
【0103】
本工程では、ステンレス製のリング状の金属枠81に粘着シート80の周辺を貼り付け、粘着シート80の中央部分には4個のブロック62をダイシング時のブレードが当たらないような間隔を設けて絶縁性樹脂50を当接させて貼り付けられる。粘着シート80としてはUVシートが用いられるが、各ブロック62は絶縁性樹脂50で機械的強度があるので、安価なダイシングシートでも使用できる。
【0104】
本発明の第8の工程は、図16に示す如く、粘着シート80に貼り付けられた状態で絶縁性樹脂50で一括してモールドされた各ブロック62の各搭載部65の回路素子52の特性の測定を行うことにある。
【0105】
各ブロック62の裏面には図16に示す如く導電パターン51の裏面電極56が露出されており、各搭載部65が導電パターン51形成時と全く同一にマトリックス状に配列されている。この導電パターン51の絶縁性樹脂50から露出した裏面電極56にプローブ68を当てて、各搭載部65の回路素子52の特性パラメータ等を個別に測定して良不良の判定を行い、不良品には磁気インク等でマーキングを行う。
【0106】
なお、図16では裏面電極56と導電パターン51の関係を示すために、黒で塗った部分が導電パターン51を示し、白抜きの丸印が裏面電極56を示しているが、実際には導電パターン51の開口部92以外はレジスト層90で覆われている。
【0107】
本工程では、各搭載部65の回路装置53は絶縁性樹脂50でブロック62毎に一体で支持されているので、個別にバラバラに分離されていない。従って、粘着シート80に貼り付けられた複数個のブロック62をテスターの載置台に真空で吸着させ、ブロック62毎に搭載部65のサイズ分だけ矢印のように縦方向および横方向にピッチ送りをすることで、極めて早く大量にブロック62の各搭載部65の回路装置53の測定を行える。すなわち、従来必要であった回路装置の表裏の判別、電極の位置の認識等が不要にでき、更に複数個のブロック62を同時に処理するので、測定時間の大幅な短縮を図れる。
【0108】
尚、本工程では、ダイジングを行って個別の回路装置に分離する前に特性の測定を行ったが、本発明ではダイジングを行っても回路装置はシートに張り付けられた状態であるので、ダイジングを行ってから特性の測定を行うことも可能である。
【0109】
本発明の第9の工程は、図17に示す如く、粘着シート80に貼り付けられた状態でブロック62の絶縁性樹脂50を各搭載部65毎にダイシングにより分離することにある。
【0110】
本工程では、粘着シート80に貼り付けられた複数個のブロック62をダイシング装置の載置台に真空で吸着させ、ダイシングブレード69で各搭載部65間のダイシングライン70に沿って分離溝61の絶縁性樹脂50をダイシングし、個別の回路装置53に分離する。
【0111】
本工程で、ダイシングブレード69は完全に絶縁性樹脂50を切断し粘着シートの表面に達する切削深さでダイシングを行い、完全に各搭載部65毎に分離する。ダイシング時は予め前述した第1の工程で設けた各ブロックの周辺の枠状のパターン66の内側の位置合わせマーク67を認識して、これを基準としてダイシングを行う。周知ではあるが、ダイシングは縦方向にすべてのダイシングをした後、載置台を90度回転させて横方向のダイシングを行う。
【0112】
また本工程では、ダイシングライン70には分離溝61に充填された絶縁性樹脂50とレジスト層90しか存在しないので、ダイシングブレード69の摩耗は少なく、金属バリも発生せず極めて正確な外形にダイシングできる特徴がある。
【0113】
更に本工程後でも、ダイシング後も粘着シート80の働きで個別の回路装置にバラバラにならず、その後のテーピング工程でも効率よく作業できる。すなわち、粘着シート80に一体に支持された回路装置は良品のみを識別してキャリアテープの収納孔に吸着コレットで粘着シート80から離脱させて収納できる。このために微小な回路装置であっても、テーピングまで一度もバラバラに分離されない特徴がある。
【0114】
【発明の効果】
本発明では、導電パターンの材料となる導電箔自体を支持基板として機能させ、分離溝の形成時あるいは回路素子の実装、絶縁性樹脂の被着時までは導電箔で全体を支持し、また導電箔を各導電パターンとして分離する時は、絶縁性樹脂を支持基板にして機能させている。従って、回路素子、導電箔、絶縁性樹脂の必要最小限で製造できる。従来例で説明した如く、本来回路装置を構成する上で支持基板が要らなくなり、コスト的にも安価にできる。また支持基板が不要であること、導電パターンが絶縁性樹脂に埋め込まれていること、更には絶縁性樹脂と導電箔の厚みの調整が可能であることにより、非常に薄い回路装置が形成できるメリットもある。
【0115】
また本発明では、裏面Cu箔除去の工程で、ガイド孔がエッチングされるので、ガイド孔の寸法や位置の精度が低く、裏面レジスト被覆の工程で、ガイド孔を位置合わせマークとして使用するのは難しい。そこで本発明では、ハーフエッチングの工程で確認孔を形成し、モールドの工程で確認孔に絶縁性樹脂を封入し、裏面Cu箔除去の工程でCu箔の裏面に露出した絶縁性樹脂を位置合わせマークとして採用した。従って、位置合わせマークを所定の位置に所定のサイズで形成することが可能となる。
【0116】
このことにより、本発明では、裏面レジスト被覆の工程に於いて、上記した位置合わせマークを位置認識することにより、間接的に裏面に露出した導電パターンの位置認識をブロック毎又は導電箔毎に行う。また、1回の位置認識によりブロック毎又は導電箔毎で、導電パターンの上に予定の裏面電極を形成する開口部を残してレジスト層を形成することができる。従って、時間を短縮した製造方法を実現できる。
【0117】
また、位置合わせマークとして、ブロック内部に於いて、絶縁性樹脂の裏面に露出した導電箔を用いる方法もある。更に、位置合わせマークとして、ブロック内部に於いて、絶縁性樹脂の裏面に露出した導電箔の内部に露出した絶縁性樹脂を用いる方法もある。これら2つの方法によっても、上記した効果と同じ効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造フローを説明する図である。
【図2】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図3】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図4】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図5】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図6】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図7】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図8】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図9】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図10】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図11】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図12】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図13】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図14】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図15】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図16】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図17】本発明の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図18】従来の回路装置の実装構造を説明する図である。
【図19】従来の回路装置を説明する図である。
【図20】従来の回路装置の製造方法を説明する図である。
【図21】従来の回路装置の製造フローを説明する図である。
【符号の説明】
50 絶縁性樹脂
51 導電パターン
52 回路素子
53 回路装置
61 分離溝
62 ブロック
80 粘着シート
90 レジスト層
101 位置合わせマーク
Claims (10)
- 導電箔を用意し、形成予定の導電パターンを除く領域および形成予定の確認孔に対応する領域の前記導電箔に、前記導電箔の厚みよりも浅い分離溝を形成する工程と、
前記導電パターンの各搭載部に回路素子を固着する工程と、
前記各搭載部の回路素子の電極と所望の前記導電パターンとを電気的に接続する工程と、
前記各搭載部の前記回路素子を一括して被覆し、前記分離溝に充填されるように絶縁性樹脂で共通モールドし、同時に前記確認孔に対応する前記分離溝にも前記絶縁性樹脂を充填する工程と、
前記導電箔の裏面を前記絶縁性樹脂が露出するまで除去する工程とを具備し、
前記導電箔の除去により、裏面に現れ、前記確認孔に対応する前記分離溝に充填された前記絶縁性樹脂を前記位置合わせマークとし、前記位置合わせマークにより位置認識を行うことを特徴とする回路装置の製造方法。 - 前記位置合わせマークにより間接的に裏面の前記導電パターンの位置を認識し、前記導電パターンの上に予定の裏面電極を形成するための開口部を残してレジスト層で被覆することを特徴とする請求項1に記載の回路装置の製造方法。
- 前記レジスト層の開口部にロウ材を付着して前記裏面電極を形成することを特徴とする請求項2に記載の回路装置の製造方法。
- 前記位置合わせマークにより間接的に裏面の前記導電パターンの位置を認識し、ダイジングを行うことを特徴とする請求項1に記載の回路装置の製造方法。
- 前記導電箔は銅、アルミニウムまたは鉄−ニッケルのいずれかを主材料として構成されることを特徴とする請求項1に記載の回路装置の製造方法。
- 前記導電箔に選択的に形成される前記分離溝は、化学的あるいは物理的に取り除かれることを特徴とする請求項1に記載の回路装置の製造方法。
- 前記回路素子は半導体ベアチップ、チップ回路部品のいずれかあるいは両方が固着されることを特徴とする請求項1に記載の回路装置の製造方法。
- 前記導電箔には、少なくとも前記回路素子の搭載部を多数個形成する導電パターンをマトリックス状に配列したブロックを複数個並べ、前記絶縁性樹脂はトランスファーモールドで前記ブロック毎に共通モールドされることを特徴とする請求項1または請求項7に記載の回路装置の製造方法。
- 前記位置合わせマークは、前記導電箔の前記ブロックの外部において、前記導電箔の裏面に露出した前記絶縁性樹脂であること特徴とする請求項8に記載の回路装置の製造方法。
- 前記位置合わせマークは、前記導電箔の前記ブロックの内部において、前記絶縁性樹脂の裏面に露出した前記導電箔であることを特徴とする請求項8に記載の回路装置の製造方法。
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