JP6679162B2 - 半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法に関する。
近年、携帯電話やスマートフォン等の携帯無線通信機器では、高機能化、高性能化等のために、機器内に搭載される無線システムを構成するＳＡＷデバイスやアンテナエレメント等の電子部品の数が増加している。
一方、機器内に搭載されるＤＲＡＭやフラッシュメモリ等の各種半導体パッケージのデータ転送速度が速くなっており、その結果、各種半導体パッケージから発生する電磁波がノイズとして無線システムに悪影響を及ぼすという問題がある。
現在この対策として、電磁波ノイズを発生する半導体パッケージを含む回路を金属板で囲う板金シールドが用いられている（例えば、特開２００１−４４６８０号公報及び特開２００４−７２０５１号公報参照）。
特開２００１−４４６８０号公報 特開２００４−７２０５１号公報
しかし、特許文献１又は特許文献２に記載されたような半導体パッケージを含む回路を金属板で囲う板金シールド構造を採用した場合には、実装に必要な面積が大きくなってしまうので、携帯電話やスマートフォン等の携帯無線通信機器の小型化や薄型化の阻害要因となっていた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板金シールドを採用することなく無線システムに悪影響を及ぼす電磁波ノイズを遮断可能な半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法を提供することである。
請求項１記載の発明によると、第１面、第２面及び内部に配線パターンを有する基板と、該基板の第１面上に搭載された半導体素子と、該半導体素子を封止する封止樹脂と、
該基板の第２面上に形成された複数の外部接続電極と、該封止樹脂の上面及び該封止樹脂と該基板の側面に形成された電磁波をシールドする電磁波シールド膜と、該電磁波シールド膜に電気的に接続され、該基板の第２面に形成されたアース配線と、を具備する半導体パッケージの製造方法であって、格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域に半導体素子が配設されて封止樹脂で封止され、樹脂封止された第１面と反対側の第２面に形成された複数の外部接続電極とを備えたパッケージ基板を準備するパッケージ基板準備工程と、該パッケージ基板の該外部接続電極が形成された第２面の全面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜被覆工程と、該パッケージ基板の該分割予定ラインに沿って、該分割予定ライン上の該保護膜を部分的に除去する一部保護膜除去工程と、該パッケージ基板を該分割予定ラインに沿って切削ブレードによって切削し、該パッケージ基板を個々の半導体パッケージに分割する分割工程と、分割された該半導体パッケージの該封止樹脂の上面及び該半導体パッケージの側面に金属膜を被覆して電磁波を遮断する電磁波シールド膜を形成する電磁波シールド膜形成工程と、該半導体パッケージの該外部接続電極が形成された第２面に被覆された該保護膜を除去する保護膜除去工程と、を備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法が提供される。
本発明によると、半導体パッケージの樹脂封止された上面及び基板を含む側面に金属膜からなる電磁波シールド膜を被覆し、更に半導体パッケージがマザーボードに実装された際、電磁波シールド膜が接地される構造をとることにより、板金シールドを用いる事なく無線システムに悪影響を及ぼさない半導体パッケージを提供することができる。
図１（Ａ）はパッケージ基板の平面図、図１（Ｂ）はパッケージ基板の裏面図である。 パッケージ基板の一部拡大断面図である。 保護膜被覆工程の一例を示す斜視図である。 図４（Ａ）は分割工程を示すパッケージ基板の一部拡大断面図、図４（Ｂ）は分割工程で分割された半導体パッケージの断面図である。 図５（Ａ）は電磁波シールド膜形成工程実施後の半導体パッケージの断面図、図５（Ｂ）は保護膜除去工程実施後の半導体パッケージの断面図である。 図６（Ａ）は一部保護膜除去工程を示すパッケージ基板の一部拡大断面図、図６（Ｂ）は一部保護膜除去工程実施後の分割工程を示すパッケージ基板の一部拡大断面図である。 接地構造を示す半導体パッケージの断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）を参照すると、半導体パッケージがＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であるパッケージ基板の平面図が示されている。図１（Ｂ）はパッケージ基板の裏面図である。
パッケージ基板１１は、矩形状の樹脂基板１３を有しており、樹脂基板１３の外周余剰領域１５及び被デバイス領域１５ａによって囲繞された領域には、図示の例では、３つのデバイス領域１７ａ，１７ｂ，１７ｃが存在する。本実施形態では、基板１３は樹脂から形成されているが、樹脂基板１３に代わってシリコン基板を採用するようにしてもよい。
各デバイス領域１７ａ，１７ｂ，１７ｃにおいては、互いに直交するように形成された複数の分割予定ライン１９によって区画された各領域にデバイス配設部２１が形成され、デバイス配設部２１には、図２に示すように、複数のバンプ２５を有する半導体素子２３が配設されている。
図１（Ｂ）に示すように、各デバイス領域１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対応する基板１３の第１面１３ａは封止樹脂（モールド樹脂）１８で封止されている。基板１３の第１面１３ａ、第２面１３ｂ及びその内部には配線パターン（導体パターン）１４が形成されている。
図２に最も良く示されるように、基板１３の第２面１３ｂには基板１３内の配線パターン１４に接続された複数の外部接続電極（バンプ）１６が形成されている。図１（Ａ）に最もよく示されるように、各半導体素子２３に対応して半導体素子２３の４辺に沿うように複数の外部接続電極１６が形成されている。
次に、本発明実施形態に係る半導体パッケージの製造方法について説明する。まず、図１に示すように、格子状に形成された複数の分割予定ライン１９で区画された基板上の各領域２１に半導体素子２１が配設されて樹脂１８で封止され、樹脂封止された面と反対側の面に形成された複数の外部接続電極（バンプ）１６を備えたパッケージ基板１１を準備するパッケージ基板準備工程を実施する。
次いで、図３に示すように、パッケージ基板１１の外部接続電極１６が形成された面（第２面）１３ｂの全面に液状樹脂塗付装置２０から液状樹脂２２を塗付して、図４（Ａ）に示すように、基板１３の第２面１３ｂに保護膜２４を形成する保護膜被覆工程を実施する。保護膜被覆工程は、従来公知のスクリーン印刷法、スプレーコーティング法、ラミネート法、スピンコーティング法、インクジェット法、蒸着法等によって実施することができる。
保護膜被覆工程を実施した後、パッケージ基板１１の封止樹脂１８側を、図４（Ａ）に示すように、ダイシングテープＴ１に貼着し、ダイシングテープＴ１の外周部を図示しない環状フレームに貼着して、パッケージ基板１１をダイシングテープＴ１を介して環状フレームで支持するパッケージ基板支持工程を実施する。
次いで、切削装置のチャックテーブルでダイシングテープＴ１を介してパッケージ基板１１を吸引保持し、図４（Ａ）に示すように、切削装置の切削ブレード２６でパッケージ基板１１の縦方向及び横方向に伸長する全ての分割予定ライン１９を切削して、パッケージ基板１１を個々の半導体パッケージ２７に分割する分割工程を実施する。この分割工程では、切削ブレード２６を分割予定ライン１９に沿ってダイシングテープＴ１まで切り込んでパッケージ基板１１をフルカットする。
分割工程を実施した後、半導体パッケージ２７の上下を反転し、図４（Ｂ）に示すように、半導体パッケージ２７の保護膜２４側をダイシングテープＴ２に貼着し、ダイシングテープＴ２の外周を図示しないフレームに貼着して、ダイシングテープＴ２を介して複数の半導体パッケージ２７をフレームで支持する半導体パッケージ支持工程を実施する。
半導体パッケージ支持工程を実施した後、ダイシングテープＴ２に支持された複数の半導体パッケージ２７を蒸着炉中に搬入し、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、図５（Ａ）に示すように、半導体パッケージ２７の上面及び側面に金属膜を被覆して電磁波を遮断する電磁波シールド膜２８を形成する電磁波シールド膜形成工程を実施する。
この電磁波シールド膜２８は、封止樹脂１８の上面及び封止樹脂１８と基板１３の側面に形成する。電磁波シールド膜２８の厚みは、例えば２μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。電磁波シールド膜２８を形成する金属としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼等を採用可能である。
電磁波シールド膜形成工程実施後、半導体パッケージ２７の外部接続電極１６が形成された面（第２面）１３ｂに被覆された保護膜２４を除去する保護膜除去工程を実施する。図５（Ｂ）は、保護膜除去工程実施後の半導体パッケージ２７の断面図を示している。
この状態では、図５（Ｂ）には特に図示されていないが、図７（Ａ）に示すように、電磁波シールド膜２８は基板１３の第２面１３ｂに形成されたアース用配線１４ａに電気的に接続されている。
従って、半導体パッケージ２７を外部接続電極１６を介してマザーボードにフリップチップ実装すると、電磁波シールド膜２８は、アース用配線１４ａ及び外部接続電極１６を介して図示しないマザーボードの接地パターンに電気的に接続され、電磁波シールド膜２８が接地されることになる。
次に、本発明第２実施形態の分割工程及び電磁波シールド膜形成工程を図６及び図７（Ｂ）を参照して説明する。本実施形態の分割工程では、まず図６（Ａ）に示すように、レーザー加工装置の加工ヘッド（集光器）３０からレーザービーム３２を照射して、分割予定ライン１９上の保護膜２４を除去する一部保護膜除去工程を実施する。
レーザービーム３２は保護膜２４に対して吸収性を有する波長のレーザービームが好ましく、例えばＹＡＧレーザーの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を採用可能である。ここで、一部保護膜除去工程では、分割予定ライン１９に沿って保護膜２４を切削ブレード２６の幅よりも広い幅除去する必要があるため、レーザービーム３２を分割予定ライン１９に沿ってその幅方向に所定距離移動しながらレーザービーム３２を複数パス走査して、全ての分割予定ライン１９に沿って切削ブレード２６の厚みよりも広い幅保護膜を除去する。
一部保護膜除去工程実施後、図６（Ｂ）に示すように、パッケージ基板１１の分割予定ライン１９に沿って切削ブレード２６によってパッケージ基板１１を切削し、パッケージ基板１１を個々の半導体パッケージ２７に分割する分割工程を実施する。
分割工程実施後、図４（Ｂ）に示すのと同様に、半導体パッケージ２７の上下を反転してパッケージ基板１１の保護膜２４側をダイシングテープＴ２に貼着して、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法等により図７（Ｂ）に示すように、半導体パッケージ２７の樹脂封止された上面及び封止樹脂１８及び基板１３の側面に金属膜を被覆して電磁波シールド膜１８を形成する電磁波シールド膜形成工程を実施する。
本実施形態の場合には、図６（Ａ）に示す一部保護膜除去工程により、分割予定ライン１９に沿って所定幅の保護膜２４が除去されているため、図７（Ｂ）に示すように、電磁波シールド膜２８が基板１３の第２面１３ｂまで回り込んで形成される。
従って、電磁波シールド膜２８がアース用配線１４ｂ、外部接続電極１６を介してマザーボードの接地パターンに接地される。本実施形態は、アース用配線１４ｂが基板１３の側面まで伸びていない半導体パッケージ２７に対して有効である。
１１ パッケージ基板
１３ 基板
１４ 配線パターン
１４ａ，１４ｂ アース用配線
１６ 外部接続電極（バンプ）
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ デバイス領域
１８ 封止樹脂
１９ 分割予定ライン
２０ 液状樹脂塗付装置
２１ デバイス配設部
２３ 半導体素子
２４ 保護膜
２５ バンプ
２６ 切削ブレード
２７ 半導体パッケージ
２８ 電磁波シールド膜
３０ レーザー加工ヘッド（集光器）
３２ レーザービーム

Claims (2)

  1. 第１面、第２面及び内部に配線パターンを有する基板と、
    該基板の第１面上に搭載された半導体素子と、
    該半導体素子を封止する封止樹脂と、
    該基板の第２面上に形成された複数の外部接続電極と、
    該封止樹脂の上面及び該封止樹脂と該基板の側面に形成された電磁波をシールドする電磁波シールド膜と、
    該電磁波シールド膜に電気的に接続され、該基板の第２面に形成されたアース配線と、
    を具備する半導体パッケージの製造方法であって、
    格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域に半導体素子が配設されて封止樹脂で封止され、樹脂封止された第１面と反対側の第２面に形成された複数の外部接続電極とを備えたパッケージ基板を準備するパッケージ基板準備工程と、
    該パッケージ基板の該外部接続電極が形成された第２面の全面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜被覆工程と、
    該パッケージ基板の該分割予定ラインに沿って、該分割予定ライン上の該保護膜を部分的に除去する一部保護膜除去工程と、
    該パッケージ基板を該分割予定ラインに沿って切削ブレードによって切削し、該パッケージ基板を個々の半導体パッケージに分割する分割工程と、
    分割された該半導体パッケージの該封止樹脂の上面及び該半導体パッケージの側面に金属膜を被覆して電磁波を遮断する電磁波シールド膜を形成する電磁波シールド膜形成工程と、
    該半導体パッケージの該外部接続電極が形成された第２面に被覆された該保護膜を除去する保護膜除去工程と、
    を備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
  2. 該一部保護膜除去工程では、レーザービームの照射によって、該保護膜を該切削ブレードの厚みよりも広い幅で除去す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。
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