JP7093210B2 - 板状物の加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、板状物の加工方法に関する。
板状物の加工方法として、パッケージ基板等の板状物をダイシングによって分割予定ラインに沿って個片化するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の加工方法では、配線基板の一方の面にバンプ等の端子が配設されると共に、配線基板の他方の面に半導体チップが搭載されて封止剤で一括封止されてパッケージ基板が形成されている。パッケージ基板の分割予定ラインに沿ってダイシングされることで、パッケージ基板が個々のパッケージに分割され、分割後のパッケージは端子を介してメイン基板等に実装される。
特開２０１２－０３９１０４号公報
上記したような板状物を樹脂層側から加工して個片化する場合には、板状物の端子側を保持ジグ又は保持テープで保持する必要がある。端子を保持ジグで吸引保持する際には端子を傷付けてしまうおそれがあった。同様に、保持テープで保持する際にも、テープ本来の特性に端子保護の特性を持たせることが難しく、端子を傷付けてしまうおそれがあった。また、端子とは逆側を保持することも考えられるが、露出した端子が加工屑で傷ついたり、端子に加工屑が付着したりしてしまう場合があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、端子不良を引き起こすことなく板状物を適切に加工することができる板状物の加工方法を提供することを目的の１つとする。
本発明の一態様の板状物の加工方法は、交差する分割予定ラインによって区画された配線基材の一方の面の領域に複数の端子が形成され、配線基材の他方の面の領域に半導体チップがボンディングされ封止剤で封止された板状物を、該分割予定ラインに沿って分割して個々のパッケージに分割する板状物の加工方法であって、該複数の端子を保護する粘着層を有する保護部材を該一方の面に貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材貼着ステップを実施した後に、板状物の厚み方向途中まで溝形成手段で切り込み、該分割予定ラインに対応する領域に沿って該封止剤上面から溝底に向かって傾斜した傾斜面を備えるようにＶ溝を形成するＶ溝形成ステップと、該保護部材貼着ステップを実施した後に、該傾斜面に続く鉛直面を備えるように該Ｖ溝よりも深い矩形溝を形成して、該分割予定ラインに沿って板状物及び該保護部材を分割して該分割予定ラインに沿って個々のパッケージに個片化する個片化ステップと、該個片化ステップを実施した後に、複数のパッケージの該封止剤上面と、該傾斜面及び該鉛直面を含む側壁とに、導電性シールド層を形成するシールド層形成ステップと、該シールド層形成ステップを実施した後に、該保護部材をパッケージから剥離する保護部材剥離ステップと、を備える。
この構成によれば、板状物の複数の端子が保護部材に覆われて、保護部材の粘着層に端子が覆われて板状物と保護部材が一体化されている。このため、板状物の一方の面又は他方の面のいずれが保持ジグ又は保持テープに保持されても、端子が傷付けられることがなく端子を適切に保護することができる。
本発明の一態様の板状物の加工方法において、該保護部材貼着ステップを実施した後に、該保護部材側を保持ジグにより吸引保持又は保持テープに貼着する保護部材保持ステップを備える。
本発明によれば、保護部材の粘着層に端子が覆われて板状物と保護部材が一体化されるため、端子不良を引き起こすことなく板状物を適切に加工することができる。
本実施の形態の半導体パッケージの断面模式図である。 比較例の半導体パッケージの加工方法の説明図である。 本実施の形態の第１の加工方法の説明図である。 本実施の形態の第１の加工方法の説明図である。 本実施の形態の第１の加工方法の説明図である。 本実施の形態の第２の加工方法の説明図である。 本実施の形態の第３の加工方法の説明図である。 本実施の形態の第３の加工方法の説明図である。 試験体に設けたシールド層の厚みを示す図である。 試験体の側面の傾斜角とシールド層の厚みとの関係を示す図である。 半導体パッケージの変形例を示す図である。 Ｖ溝形成ステップの変形例を示す図である。 個片化ステップの変形例を示す図である。 保護部材剥離ステップの変形例を示す図である。 保護部材剥離ステップの変形例を示す図である。 変形例の半導体パッケージの加工方法の説明図である。 Ｖブレードの変形例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態のパッケージ基板の加工方法について説明する。図１は、本実施の形態の半導体パッケージの断面模式図である。図２は、比較例の半導体パッケージの加工方法の説明図である。なお、以下の実施の形態はあくまでも一例を示すものであり、各ステップ間に他のステップを備えてもよいし、ステップの順序を適宜入れ換えてもよい。
図１に示すように、半導体パッケージ１０は、いわゆるＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）で遮断を要する全てのパッケージの半導体装置であり、外面のシールド層１６によって周囲への電磁ノイズの漏洩を抑制するように構成されている。シールド層１６の内側では、配線基板（配線基材）１１の表面に実装された半導体チップ１２が樹脂層（封止剤）１３で封止されており、配線基板１１の裏面にバンプ１４が配設されている。配線基板１１には、半導体チップ１２に接続される端子やグランドライン１７を含む各種配線が形成されている。
半導体チップ１２は、半導体ウェーハをデバイス毎に個片化して形成され、配線基板１１の所定の位置にマウントされている。また、パッケージ側面（側壁）２３にはパッケージ上面（封止剤上面）２２から下方に向かって外側に広がるような傾斜面２５が形成されており、この傾斜面２５に対してスパッタ法等によって上方から導電性のシールド層１６が形成されている。一般的な半導体パッケージの鉛直なパッケージ側面とは異なり、パッケージ側面２３の傾斜面２５がシールド層１６の形成方向に対して斜めに交差しているため、傾斜面２５にシールド層１６が形成され易くなっている。
ところで、図２Ａの比較例に示すように、半導体パッケージに傾斜面を形成するためには、パッケージ基板１０５の樹脂層１０３側にＶ溝１０７を形成しなければならない。通常はパッケージ基板１０５のバンプ１０４側を保持テープ１１１の粘着層１１２に貼着させた状態でＶ溝１０７が形成される。保持テープ１１１の本来の特性に、埋め込み性や糊残り防止等のバンプ１０４の保護特性を両立させることが難しいため、バンプ１０４が傷付けられるおそれがある。
一方で、図２Ｂの他の比較例に示すように、パッケージ基板１０５を保持ジグ１１３上で個片化することも考えられるが、パッケージ基板１０５のバンプ１０４が保持ジグ１１３に直に接触して破損や汚染のおそれがある。このように、保持テープ１１１及び保持ジグ１１３のいずれでパッケージ基板１０５を保持してもバンプ１０４に不具合が生じ、端子不良を引き起こすという問題がある。バンプ１０４とは逆側を保持することも考えられるが、加工屑でバンプ１０４が傷付いたり、加工屑がバンプ１０４に付着したりする場合がある。なお、バンプ１０４等の凸型端子が配設されたパッケージ基板１０５に限らず、ランド等の平面端子が配設されたパッケージ基板であっても、ランドの傷によって同様な端子不良を起こす可能性がある。
そこで、本実施の形態では、端子を傷付けることなく剥離可能な保護部材３１（図３Ｃ参照）で、パッケージ基板１５のバンプ１４を覆った状態で各種加工を実施している。これにより、保持テープ４２（図３Ｄ参照）や保持ジグ６１（図６Ａ参照）に保持されたり、保護部材３１と逆側が保持テープ４２や保持ジグ６１に保持されたりしても、バンプ１４の破損や汚染が生じることがない。よって、個片化後の半導体パッケージ１０から保護部材３１を剥離して、半導体パッケージ１０のバンプ１４の端子不良を防止できる。
以下、パッケージ基板等の板状物の加工方法について説明する。図３から図５を参照して、最初にフレームダイシングによる第１の加工方法について説明する。なお、図３Ａはマウントステップ、図３Ｂは基板作成ステップ、図３Ｃは保護部材貼着ステップ、図３Ｄは保護部材保持ステップのそれぞれ一例を示す図である。図４ＡはＶ溝形成ステップ、図４Ｂは個片化ステップ、図４Ｃは転写ステップのそれぞれ一例を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂはシールド層形成ステップ、図５Ｃは保護部材剥離ステップのそれぞれ一例を示す図である。
図３Ａに示すように、先ずマウントステップが実施される。マウントステップでは、配線基板１１の表面（他方の面）が交差する分割予定ラインで格子状に区画されており、区画された各デバイス領域に複数の半導体チップ１２が配設される。配線基板１１内にはグランドライン１７等の配線が形成され、配線基板１１の裏面（一方の面）には複数のバンプ１４が配設されている。半導体チップ１２の上面の端子にワイヤ１９の一端が接続され、配線基板１１の表面の端子１８にワイヤ１９の他端が接続される。なお、ワイヤボンディングに限らず、半導体チップ１２の裏面の端子を配線基板１１の表面の端子に直接接続するフリップチップボンディングが実施されてもよい。
図３Ｂに示すように、マウントステップが実施された後に基板作成ステップが実施される。基板作成ステップでは、複数の半導体チップ１２がマウントされた配線基板１１の表面側に封止剤３５が供給され、各半導体チップ１２が封止剤３５で一括封止されてパッケージ基板１５（図３Ｃ参照）が作成される。この場合、半導体チップ１２が実装された配線基板１１の裏面が保持ジグ（不図示）に保持されており、配線基板１１の上面を覆うように枠型３６が配置されている。枠型３６の上壁には注入口３７が開口しており、注入口３７の上方には封止剤３５の供給ノズル３８が位置付けられている。
そして、供給ノズル３８から注入口３７を通じて、配線基板１１の上面に封止剤３５が供給されて半導体チップ１２が封止される。この状態で、封止剤３５が加熱又は乾燥されることで硬化されて、配線基板１１の上面に樹脂層１３（図３Ｃ参照）を形成したパッケージ基板（基板）１５が作成される。なお、封止剤３５には、硬化性を有するものが用いられ、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、又はポリイミド樹脂等から選択することができる。また、封止剤３５は液状に限らず、シート状、パウダー状の樹脂を使用することもできる。このようにして、配線基板１１上の複数の半導体チップ１２が一括で封止される。なお、パッケージ基板１５が予め用意されている場合には、マウントステップ、基板作成ステップを省略してもよい。
図３Ｃに示すように、基板作成ステップが実施された後に保護部材貼着ステップが実施される。保護部材貼着ステップでは、パッケージ基板１５の樹脂層１３側が保持された状態で、パッケージ基板１５の裏面にバンプ１４を保護する保護部材３１が貼着される。保護部材３１は基材３３に粘着層３２を積層して形成されており、粘着層３２はバンプ１４を埋め込み可能な厚みと柔軟性を有している。この粘着層３２にバンプ１４が埋め込まれることで、パッケージ基板１５と保護部材３１が一体となって、パッケージ基板１５のバンプ１４が他部材と接触しないように、パッケージ基板１５の裏面側が保護部材３１によって良好に保護される。
保護部材３１の基材３３は、１５０度－１７０度の耐熱温度の材料で形成されることが好ましく、例えば、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリイミド樹脂から選択することができる。
なお、粘着層３２は、例えば、紫外線硬化温水膨潤性の液状樹脂を硬化させて形成されてもよい。この液状樹脂は、紫外線の照射によって固化し、９０度前後の温水の供給によって膨潤する。このため、後段のＶ溝形成ステップや個片化ステップで、保護部材３１に対して２０度前後の洗浄水が噴き付けられても、加工途中でパッケージ基板１５から保護部材３１が剥離することがない。また、後段の保護部材剥離ステップでは、温水によって粘着層３２を膨潤させることで、バンプ１４に粘着剤を残すことなく保護部材３１を良好に剥離することができる。
図３Ｄに示すように、保護部材貼着ステップが実施された後に保護部材保持ステップが実施される。保護部材保持ステップでは、環状フレーム４１の中央を塞ぐように保持テープ４２が貼着され、この保持テープ４２にパッケージ基板１５の保護部材３１側が貼着される。これにより、保持テープ４２の外周部が環状フレーム４１によって支持され、パッケージ基板１５が環状フレーム４１の内側に位置付けられる。保護部材３１を介して保持テープ４２にパッケージ基板１５のバンプ１４側が貼着されるため、バンプ１４に保持テープ４２の粘着剤が付着することがない。
保持テープ４２は、いわゆるダインシングテープであり、テープ基材４３に粘着層４４を塗布して形成されている。粘着層４４には、紫外線や熱等の外部刺激によって粘着性が低減するような紫外線硬化型や熱硬化型等の粘着剤が使用される。また、環状フレーム４１は、上面視リング状に形成されていてもよいし、上面視矩形枠状に形成されていてもよい。
図４Ａに示すように、保護部材保持ステップが実施された後にＶ溝形成ステップが実施される。Ｖ溝形成ステップでは、ダイヤモンド砥粒等で先端Ｖ形状に成形された切削ブレード（以下、Ｖブレード４６と称する）が使用される。パッケージ基板１５の配線基板１１側が保持テープ４２を介してチャックテーブル（不図示）に保持され、Ｖブレード４６がパッケージ基板１５の分割予定ラインに位置合わせされる。そして、パッケージ基板１５の外側でＶブレード４６がパッケージ基板１５の厚み方向途中の深さまで降ろされて、Ｖブレード４６に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされる。
これにより、Ｖブレード４６で樹脂層１３側からパッケージ基板１５が切り込まれてハーフカットされ、分割予定ラインに対応する領域に沿って樹脂層１３の上面から切削溝底に向かって傾斜した側壁を備えるようにＶ溝４７が形成される。
なお、本実施の形態では、Ｖブレード４６の先端が尖ったＶ字形状に形成されたが、この構成に限定されない。Ｖブレード４６の先端は、パッケージ基板１５に対してＶ溝４７を形成可能な形状であればよい。例えば、図１７に示すように、Ｖブレード４６の先端が平坦なＶ字形状に形成されていてもよい。よって、切削ブレードの先端がＶ字形状とは、切削ブレードの先端まで尖った完全なＶ字形状に限らず、切削ブレードの先端が平坦な略Ｖ字形状を含む形状である。また、Ｖブレードの先端のＶ字面は直線的に傾斜している必要はなく、僅かに丸みを帯びていてもよい。
図４Ｂに示すように、Ｖ溝形成ステップが実施された後に個片化ステップが実施される。個片化ステップでは、ダイヤモンド砥粒等で、Ｖブレード４６よりも幅が狭く、先端矩形状に成形された切削ブレード（以下、ストレートブレード４８と称する）が使用される。ストレートブレード４８はチャックテーブル上のパッケージ基板１５のＶ溝４７に位置合わせされる。そして、パッケージ基板１５の外側でストレートブレード４８が保持テープ４２の厚み方向途中の深さまで降ろされ、ストレートブレード４８に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされる。
これにより、ストレートブレード４８で樹脂層１３側から保持テープ４２の途中まで切り込まれてパッケージ基板１５がフルカットされ、Ｖ溝４７の溝底から保持テープ４２に向かって矩形溝４９が形成される。このように、Ｖ溝４７に沿ってパッケージ基板１５及び保護部材３１が分割されて、分割予定ラインに沿ってパッケージ基板１５が個々の半導体パッケージ１０に個片化される。なお、全ての分割予定ラインに対してＶ溝形成ステップが完了してから個片化ステップが実施される構成に限られない。Ｖブレード４６及びストレートブレード４８を備えたツインダイサによって、分割予定ライン毎にＶ溝形成ステップと個片化ステップが連続的に実施されてもよい。
図４Ｃに示すように、個片化ステップが実施された後に転写ステップが実施される。転写ステップでは、保持テープ４２（図４Ｂ参照）の粘着層４４に紫外線や熱等の外部刺激が加えられ、保持テープ４２の粘着層４４の粘着力が低減されて、保持テープ４２から複数の半導体パッケージ１０が剥離される。主に保持テープ４２の粘着層４４の粘着力が低減するため、保持テープ４２と保護部材３１の界面で剥離して、半導体パッケージ１０から保護部材３１が剥がれることがない。そして、半導体パッケージ１０が保持テープ４２から剥離されると、環状フレーム５１の内側のプラズマ処理用の保持テープ５２に半導体パッケージ１０が貼り直される。
半導体パッケージ１０は、パッケージ側面２３にもシールド層１６（図５Ａ参照）が形成されるように、適度な間隔を空けて保持テープ５２上に配置される。なお、プラズマ処理用の保持テープ５２は、テープ基材５３に粘着層５４を塗布して形成されている。粘着層５４には紫外線や熱等の外部刺激によって粘着性が低減するような紫外線硬化型や熱硬化型の粘着剤が使用される。
また、保持テープ５２のテープ基材５３は、１５０度－１７０度の耐熱温度の材料で形成されることが好ましく、例えば、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリイミド樹脂から選択することができる。また、環状フレーム５１は、上面視リング状に形成されていてもよいし、上面視矩形枠状に形成されていてもよい。
図５Ａに示すように、転写ステップが実施された後にシールド層形成ステップが実施される。シールド層形成ステップでは、複数の半導体パッケージ１０のパッケージ外面に導電性材料でシールド層１６が形成される。この場合、各半導体パッケージ１０がプラズマ装置（不図示）内に搬入され、所定の形成条件で各半導体パッケージ１０に対して上方からスパッタ等のプラズマ処理によって導電性材料が成膜される。これにより、各半導体パッケージ１０のパッケージ上面２２及びパッケージ側面２３（図５Ｂ参照）に所望の厚みでシールド層１６が形成される。
このとき、図５Ｂに示すように、パッケージ側面２３の傾斜面２５がパッケージ上面２２から下方に向かって外側に広がっており、傾斜面２５がシールド層１６の形成方向（鉛直方向）に対して斜めに交差している。よって、半導体パッケージ１０にシールド層１６を形成する際に、パッケージ上面２２だけでなくパッケージ側面２３の傾斜面２５にも、十分なシールド効果が発揮できる厚みでシールド層１６が形成される。
また、パッケージ側面２３の鉛直面２６やパッケージ間の溝底５６にもシールド層１６が形成されるため、保持テープ５２から半導体パッケージ１０をピックアップする際に、半導体パッケージ１０の下部にシールド層１６でバリが生じる場合がある。この場合、シールド層１６の成膜条件に加えて、パッケージ間のアスペクト比（縦横比）を調整することで、半導体パッケージ１０のバリの発生を抑えることが可能である。パッケージ間のアスペクト比は、転写ステップで半導体パッケージ１０を保持テープ５２に貼り直す際のパッケージ間隔によって調整される。
パッケージ間のアスペクト比は、パッケージ側面２３の傾斜面２５の下端から溝底５６までの深さをＹｍｍ、パッケージ側面２３の鉛直面２６の対向間隔をＸｍｍとした際にＹ／Ｘで表される。パッケージ側面２３の鉛直面２６の下側やパッケージ間の溝底５６はアスペクト比の影響を受け易く、パッケージ間のアスペクト比が高くなるのに伴ってシールド層１６が薄く形成される。したがって、アスペクト比を高めることで、アスペクト比が影響し難い傾斜面２５にシールド層１６が適度な厚みで形成され、アスペクト比が影響し易い鉛直面２６の下側や溝底５６にシールド層１６が薄く形成されてバリの発生が抑えられる。
また上記したように、パッケージ側面２３の鉛直面２６にもシールド層１６が形成されるため、パッケージ底面２４が露出していると、バンプ１４側にもシールド層１６が回り込んで部品不良を引き起こすおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、半導体パッケージ底面２４が保護部材３１によって完全に覆われているため、パッケージ底面２４にシールド層１６が回り込むことがない。このように、保護部材３１はバンプ１４を衝撃等から保護するだけでなく、シールド層１６の成膜時に半導体パッケージ１０のバンプ１４側へのシールド層１６の回り込みを防止している。
さらに、配線基板１１のグランドライン１７は、パッケージ側面２３の傾斜面２５の下側で外部に露出している。傾斜面２５の下側で適度な厚みのシールド層１６にグランドライン１７が接続されるため、半導体パッケージ１０で生じた電磁ノイズがグランドライン１７を通じて半導体パッケージ１０外に逃がされる。なお、パッケージ側面２３の鉛直面２６の下側ではシールド層１６が薄くなるが、配線基板１１の多数の配線（不図示）によって電磁ノイズがカットされている。したがって、半導体パッケージ１０の周囲の電子部品への電磁ノイズの漏洩が全体的に防止される。
なお、配線基板１１のグランドライン１７は、シールド層１６に接続されていればよく、パッケージ側面２３の鉛直面２６でシールド層１６に接続されてもよい。また、シールド層１６は、銅、チタン、ニッケル、金等のうち一つ以上の導電性材料によって厚さ数μｍ以上の金属層であり、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、メッキ法等によって形成されてもよい。また、保護部材３１及び保持テープ５２は、全体として、シールド層形成ステップの処理に対する耐性を有する材料で形成されることが好ましい。したがって、保護部材３１及び保持テープ５２は、シールド層形成工程の各方式により耐真空性、耐熱性、耐化学性を有する材料で形成されることが好ましい。
図５Ｃに示すように、シールド層形成ステップが実施された後に保護部材剥離ステップが実施される。保護部材剥離ステップでは、半導体パッケージ１０のバンプ１４側から保護部材３１が剥離される。この場合、各半導体パッケージ１０の樹脂層１３側が保持ジグ（不図示）に保持された状態で、保持テープ５２の一端を摘まんで水平移動することで、半導体パッケージ１０から保持テープ５２と共に保護部材３１が引き剥がされる。例えば、保護部材３１の粘着層３２が紫外線硬化温水膨潤性の液状樹脂を硬化させたものであれば、保護部材３１に温水の供給によって半導体パッケージ１０から容易に引き剥がすことができる。このようにして、パッケージ外面がシールド層１６でカバーされた半導体パッケージ１０が製造される。
次に、図６を参照して、ジグダイシングによる第２の加工方法について説明する。なお、第２の加工方法は、第１の加工方法と保持テープの代わりに保持ジグを用いて、パッケージ基板にＶ溝を形成すると共に個片化する点についてのみ相違する。したがって、ここでは第１の加工方法と同様なステップについては説明を省略し、保護部材保持ステップ、Ｖ溝形成ステップ、個片化ステップについて説明する。図６Ａは保護部材保持ステップ、図６ＢはＶ溝形成ステップ、図６Ｃは個片化ステップのそれぞれ一例を示す図である。
図６Ａに示すように、保護部材保持ステップでは、パッケージ基板１５の配線基板１１側が保護部材３１を介して保持ジグ６１に保持される。保持ジグ６１の上面は、パッケージ基板１５の分割予定ラインに対応する位置に逃げ溝６２が形成されており、逃げ溝６２で区画された各領域がパッケージ基板１５を保持する保持面６３になっている。保護部材３１を介して保持ジグ６１の保持面６３にパッケージ基板１５のバンプ１４側が保持されるため、保持面６３によってバンプ１４が傷付けられることがない。
図６Ｂに示すように、保護部材保持ステップが実施された後にＶ溝形成ステップが実施される。Ｖ溝形成ステップでは、保持ジグ６１にパッケージ基板１５が保持されると、Ｖブレード４６がパッケージ基板１５の分割予定ラインに位置合わせされる。そして、パッケージ基板１５の外側でＶブレード４６がパッケージ基板１５の厚み方向途中の深さまで降ろされて、Ｖブレード４６に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされる。これにより、Ｖブレード４６で樹脂層１３側からパッケージ基板１５が切り込まれて、分割予定ラインに対応する領域に沿ってＶ溝４７が形成される。
図６Ｃに示すように、Ｖ溝形成ステップが実施された後に個片化ステップが実施される。個片化ステップでは、ストレートブレード４８は保持ジグ６１上のパッケージ基板１５のＶ溝４７に位置合わせされる。そして、パッケージ基板１５の外側でストレートブレード４８が保持ジグ６１の逃げ溝６２まで降ろされ、ストレートブレード４８に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされる。これにより、ストレートブレード４８で樹脂層１３側から完全に切断され、Ｖ溝４７に沿ってパッケージ基板１５が個々の半導体パッケージ１０に個片化される。なお、第２の加工方法でも、ツインダイサによって分割予定ライン毎にＶ溝形成ステップと個片化ステップが連続的に実施されてもよい。
次に、図７及び図８を参照して、オールインワンの保持テープを用いた第３の加工方法について説明する。なお、第３の加工方法は、第１の加工方法とダイシングとシールド層の形成処理で兼用可能な保持テープを用いる点についてのみ相違する。したがって、ここでは第１の加工方法と同様なステップについては説明を省略し、保護部材保持ステップ、Ｖ溝形成ステップ、個片化ステップ、シールド層形成ステップ、保護部材剥離ステップについて説明する。図７Ａは保護部材保持ステップ、図７ＢはＶ溝形成ステップ、図７Ｃは個片化ステップのそれぞれ一例を示す図である。図８Ａ及び図８Ｂはシールド層形成ステップ、図８Ｃは保護部材剥離ステップのそれぞれ一例を示す図である。
図７Ａに示すように、保護部材保持ステップでは、環状フレーム６５の中央を塞ぐように保持テープ６６が貼着され、この保持テープ６６にパッケージ基板１５の保護部材３１側が貼着される。これにより、保持テープ６６の外周部が環状フレーム６５によって支持され、保持テープ６６を介してパッケージ基板１５が環状フレーム６５の内側に位置付けられる。保護部材３１を介して保持テープ６６にパッケージ基板１５のバンプ１４側が貼着されるため、バンプ１４に保持テープ６６の粘着剤が付着することがない。
保持テープ６６は、ダイシングとシールド層の形成処理で兼用可能なテープであり、テープ基材６７に粘着層６８を塗布して形成されている。粘着層６８には紫外線や熱等の外部刺激によって粘着性が低減するような紫外線硬化型や熱硬化型の粘着剤が使用される。また、環状フレーム６５は、上面視リング状に形成されていてもよいし、上面視矩形枠状に形成されていてもよい。
また、保持テープ６６のテープ基材６７は、１５０度－１７０度の耐熱温度の材料で形成されることが好ましく、例えば、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリイミド樹脂から選択することができる。シールド層の形成処理に対する耐性を有する保持テープ６６をダイシングテープに使用することで、テープの貼り替えを実施する転写ステップを省略することが可能になっている。
図７Ｂに示すように、保護部材保持ステップが実施された後にＶ溝形成ステップが実施される。Ｖ溝形成ステップでは、パッケージ基板１５の配線基板１１側が保持テープ６６を介してチャックテーブル（不図示）に保持され、Ｖブレード４６がパッケージ基板１５の分割予定ラインに位置合わせされる。そして、パッケージ基板１５の外側でＶブレード４６がパッケージ基板１５の厚み方向途中の深さまで降ろされて、Ｖブレード４６に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされる。これにより、Ｖブレード４６で樹脂層１３側からパッケージ基板１５が切り込まれて、分割予定ラインに対応する領域に沿ってＶ溝４７が形成される。
図７Ｃに示すように、Ｖ溝形成ステップが実施された後に個片化ステップが実施される。個片化ステップでは、ストレートブレード４８はチャックテーブル上のパッケージ基板１５のＶ溝４７に位置合わせされる。そして、パッケージ基板１５の外側でストレートブレード４８が保持テープ６６の厚み方向途中の深さまで降ろされ、ストレートブレード４８に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされる。これにより、ストレートブレード４８で樹脂層１３側から保持テープ６６の途中まで切り込まれて、Ｖ溝４７に沿ってパッケージ基板１５が個々の半導体パッケージ１０に個片化される。なお、第３の加工方法でも、ツインダイサによって分割予定ライン毎にＶ溝形成ステップと個片化ステップが連続的に実施されてもよい。
図８Ａに示すように、個片化ステップが実施された後にシールド層形成ステップが実施される。シールド層形成ステップでは、複数の半導体パッケージ１０のパッケージ外面に導電性材料でシールド層１６が形成される。この場合、各半導体パッケージ１０がプラズマ装置（不図示）内に搬入され、所定の形成条件で各半導体パッケージ１０に対して上方からスパッタ等のプラズマ処理によって導電性材料が成膜される。これにより、各半導体パッケージ１０のパッケージ上面２２及びパッケージ側面２３（図８Ｂ参照）に所望の厚みでシールド層１６が形成される。
このとき、図８Ｂに示すように、パッケージ側面２３の傾斜面２５がパッケージ上面２２から下方に向かって外側に広がっており、傾斜面２５がシールド層１６の形成方向（鉛直方向）に対して斜めに交差している。よって、半導体パッケージ１０にシールド層１６を形成する際に、パッケージ上面２２だけでなくパッケージ側面２３の傾斜面２５にも、十分なシールド効果が発揮できる厚みでシールド層１６が形成される。さらに、保持テープ６６及び保護部材３１がプラズマ処理に対して耐性を有しているため、プラズマ処理によって保持テープ６６及び保護部材３１が劣化することがない。
シールド層１６の成膜条件に加えて、パッケージ間のアスペクト比（縦横比）を調整することで、半導体パッケージ１０のバリの発生を抑えられる。パッケージ間のアスペクト比は、ストレートブレード４８（図７Ｃ参照）の幅寸法及び切り込み量によって調整される。また、半導体パッケージ１０のバンプ１４が保護部材３１によって完全に覆われているため、パッケージ底面２４にシールド層１６が回り込むことが防止される。さらに、保持テープ６６を貼り換えることなく、ダイシング及びプラズマ処理を実施することができ、作業工数及びコストを低減することができる。
また、シールド層１６は、銅、チタン、ニッケル、金等のうち一つ以上の導電性材料によって厚さ数μｍ以上の金属層であり、スパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、メッキ法等によって形成されてもよい。また、保護部材３１及び保持テープ６６は、シールド層形成工程の各方式により耐真空性、耐熱性、耐化学性を有する材料で形成されている。
図８Ｃに示すように、シールド層形成ステップが実施された後に保護部材剥離ステップが実施される。保護部材剥離ステップでは、半導体パッケージ１０のバンプ１４側から保護部材３１が剥離される。この場合、各半導体パッケージ１０の樹脂層１３側が保持ジグ（不図示）に保持された状態で、保持テープ６６の一端を摘まんで水平移動することで、半導体パッケージ１０から保持テープ６６と共に保護部材３１が引き剥がされる。このようにして、パッケージ外面がシールド層１６でカバーされた半導体パッケージ１０が製造される。
続いて、半導体パッケージの側面の傾斜角度とシールド層との関係について説明する。図９は、試験体に設けたシールド層の厚みを示す図である。図１０は、試験体の側面の傾斜角とシールド層の厚みとの関係を示す図である。
図９に示すように、側面７２の傾斜角度θを変えた複数の試験体７０を用意し、１８０℃、８×１０－４Ｐａの条件下でイオンプレーティング法によってシールド層を形成した。側面７２の傾斜角度θは、９０°、８２°、６８°、６０°、４５°とした。また、上面７１に形成された上部シールド層７３、側面７２に形成された側部シールド層７４に分けて、走査型電子顕微鏡の観察画像に基づいて上部シールド層７３、側部シールド層７４の厚みｔ１、ｔ２を測定した。上部シールド層７３及び側部シールド層７４の厚みｔ１、ｔ２は、次式（１）に示すステップカバレッジ（step coverage）の値として算出し、この値と傾斜角度θの関係を図１０にまとめた。
（１）
step coverage＝（ｔ２／ｔ１）×１００
この結果、傾斜角度θが９０°から小さくなるにつれてステップカバレッジの値が徐々に大きくなり、傾斜角度θが４５°になるとステップカバレッジの値が１００％になった。具体的には、傾斜角度θが４５°になるように設定した場合、上部シールド層７３の厚みｔ１と側部シールド層７４の厚みｔ２が一致し、試験体７０の上面７１及び側面７２に均一な厚みのシールド層が確認された。また、発明者の実験によれば、ステップカバレッジの値が５０％を下回ると、側部シールド層７４の成膜に時間を要し、プロセスコストが増大するため、ステップカバレッジの値が５０％以上となる範囲が好ましい。したがって、半導体パッケージの側面の傾斜角度θは４５°以上かつ８２°以下であることが好ましい。
以上のように、本実施の形態のパッケージ基板１５の加工方法によれば、パッケージ基板１５の複数のバンプ１４が保護部材３１に覆われた状態で、保持ジグ又は保持テープに保持される。このとき、保護部材３１の粘着層３２にバンプ１４が埋め込まれてパッケージ基板１５と保護部材３１が一体化されている。保護部材３１を介してパッケージ基板１５が保持ジグ又は保持テープに保持されるため、バンプ１４が傷付けられることがなく、バンプ１４を適切に保護することができる。
なお、本実施の形態では、配線基板に１つの半導体チップを実装した半導体パッケージを例示したが、この構成に限定されない。配線基板に複数の半導体チップを実装した半導体パッケージを製造してもよい。例えば、図１１Ａに示すように、配線基板８１に複数（例えば、３つ）の半導体チップ８２ａ－８２ｃを実装し、半導体チップ８２ａ－８２ｃをまとめてシールドした半導体パッケージ８０を製造するようにしてもよい。この場合、パッケージ単位でパッケージ基板にＶ溝が形成され、パッケージ単位でパッケージ基板が分割される。なお、半導体チップ８２ａ－８２ｃは同一機能を有してもよいし、異なる機能を有してもよい。
また、図１１Ｂに示すように、配線基板８６に複数（例えば、２つ）の半導体チップ８７ａ、８７ｂを実装し、半導体チップ８７ａ、８７ｂを個別にシールドした半導体パッケージ８５を製造するようにしてもよい。この場合、チップ単位でパッケージ基板にＶ溝が形成され、パッケージ単位でパッケージ基板が分割される。なお、半導体チップ８７ａ、８７ｂは同一機能を有してもよいし、異なる機能を有してもよい。
また、本実施の形態では、Ｖ溝形成ステップでＶ溝形成手段としてＶブレードが使用される構成にしたが、この構成に限定されない。例えば、図１２Ａに示すように、Ｖ溝形成手段として通常のストレートブレード９１を用いてパッケージ基板１５にＶ溝を形成するようにしてもよい。この場合、パッケージ基板１５の分割予定ライン上の鉛直面Ｐに対してストレートブレード９１を所定角度だけ一方側に傾けて切削した後に、鉛直面Ｐに対してストレートブレード９１を所定角度だけ他方側に傾けて切削する。これにより、ストレートブレード９１によってパッケージ基板１５の上面がＶ状に切り取られて、分割予定ラインに沿ってＶ溝が形成される。
また、図１２Ｂに示すように、Ｖ溝形成手段としてレーザアブレーション用の加工ヘッド９２を用いてパッケージ基板１５にＶ溝を形成するようにしてもよい。この場合、パッケージ基板１５の分割予定ライン上の鉛直面Ｐに対して加工ヘッド９２を所定角度だけ一方向に傾けてアブレーション加工を実施した後に、鉛直面Ｐに対して加工ヘッド９２を所定角度だけ他方側に傾けてアブレーション加工を実施する。パッケージ基板１５に対して吸収性を有するレーザ光線によって、パッケージ基板１５の上面がＶ字状に切り取られて、分割予定ラインに沿ってＶ溝が形成される。
また、図１２Ｃに示すように、Ｖ溝形成手段としてプロファイラ９３を用いてパッケージ基板１５にＶ溝を形成するようにしてもよい。プロファイラ９３はアルミ基台９４の略Ｖ字状の加工面にダイヤモンド砥粒から成る砥粒層９５を電着して構成されている。プロファイラ９３は、Ｖブレードと比較して消耗し難く、Ｖ字形状を長く維持し続けることができる。
また、本実施の形態では、個片化ステップで分割工具としてストレートブレードが使用される構成にしたが、この構成に限定されない。例えば、図１３Ａに示すように、分割工具としてレーザアブレーション用の加工ヘッド９８を用いてパッケージ基板１５を分割するようにしてもよい。また、図１３Ｂに示すように、分割工具として総型砥石９９を用いて、パッケージ基板１５にＶ溝を形成すると同時に分割するようにしてもよい。また、総型砥石９９の代わりにマルチブレードが使用されてもよい。すなわち、Ｖ溝形成ステップと個片化ステップが同時に実施されてもよい。
また、本実施の形態では、保護部材剥離ステップで半導体パッケージから保持テープと共に保護部材を引き剥がす構成にしたが、この構成に限定されない。例えば、図１４に示すように、半導体パッケージ１０を保護部材３１からピックアップすることで、半導体パッケージ１０のバンプ１４から保護部材３１が剥離されてもよい。
また、本実施の形態では、保持テープとして非紫外線硬化型の粘着剤、保護部材として紫外線硬化型の粘着剤を使用したテープを使用してもよい。これにより、図１５に示すように、保護部材剥離ステップでは、紫外線を照射して保持テープ８８を透過して保護部材８９の粘着剤を硬化させた後に、保持テープ８８と共に保護部材８９を引き剥がすことができる。
また、本実施の形態では、保護部材保持ステップで保持テープや保持ジグによってパッケージ基板の保護部材側が保持される構成にしたが、この構成に限定されない。保護部材保持ステップで保持テープや保持ジグによってパッケージ基板の保護部材とは逆側が保持されてもよい。ここで、パッケージ基板の保護部材と逆側を保持して加工する一例について説明するが、あくまでも一例を示すものであり、上記した各実施の形態や変形例等を適宜組み合わせて実施されてもよい。また、第１－第３の加工方法と同様なステップについては説明を省略する。
図１６Ａに示すように、保護部材保持ステップでは、パッケージ基板１５の保護部材３１とは逆側が保持テープ５７に保持される。図１６Ｂに示すように、保護部材保持ステップの後にストレート溝形成ステップが実施され、ストレートブレード４８がパッケージ基板１５の分割予定ラインに位置合わせされ、パッケージ基板１５の外側でストレートブレード４８がパッケージ基板１５の厚み方向途中の深さまで降ろされる。そして、ストレートブレード４８に対してパッケージ基板１５が水平方向に切削送りされて、パッケージ基板１５が保護部材３１側からハーフカットされる。
図１６Ｃに示すように、ストレート溝形成ステップの後に、再び保護部材保持ステップが実施されて、パッケージ基板１５の保護部材３１側が保持テープ４２に保持される。続いて、Ｖ溝形成ステップが実施され、樹脂層１３側からＶブレード４６で切り込まれて、パッケージ基板１５に分割予定ラインに沿ってＶ溝４７が形成されると共に個々の半導体パッケージ１０に個片化される。すなわち、本変形例ではＶ溝形成ステップと個片化ステップが同時に実施されている。その後、シールド層形成ステップで、半導体パッケージ１０のパッケージ外面に導電性材料でシールド層が形成される。
また、本実施の形態では、半導体チップがワイヤを介して配線基板の端子にワイヤボンディングされた半導体パッケージを製造する構成について説明したが、この構成に限定されない。半導体パッケージは、半導体チップが配線基板の端子に直接接続されてフリップチップボンディングされていてもよい。
また、本実施の形態では、端子としてバンプが設けられたパッケージ基板を加工する構成にしたが、この構成に限定されない。パッケージ基板の端子は特に限定されず、例えば、端子としてランドが設けられたパッケージ基板が加工されてもよい。
また、本実施の形態では、保持ジグはパッケージ基板を保持可能な構成であればよく、例えば、サブストレートで構成されてもよい。
また、上記の実施の形態では、半導体チップとして半導体チップを例示したが、この構成に限定されない。半導体チップは配線基板上に実装されるチップ部品であればよい。
また、本実施の形態では、パッケージ基板に対するＶ溝の形成とパッケージ基板の分割が同一の装置で実施されてもよいし、別々の装置で実施されてもよい。
また、本実施の形態の加工方法を、パッケージ基板の加工に適用する構成について説明したが、この構成に限定されない。本実施の形態の加工方法をパッケージ基板の板状物の加工に適用して、板状物を個々のパッケージに個片化するようにしてもよい。したがって、Ｖ溝やシールド層が形成される構成に限定されない。
また、板状物は、端子が設けられたものであればよく、半導体基板、無機材料基板、パッケージ基板等の各種ワークでもよい。半導体基板としては、シリコン、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、シリコンカーバイド等の各種基板が用いられてもよい。パッケージ基板としては、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）、ＳＩＰ（System In Package）、ＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）用の各種基板が用いられてもよい。ＦＯＷＬＰ基板の場合には、再配線層上にチップを実装する構成にしてもよい。したがって、配線基材は、ＰＣＢ基板等の配線基板に限定されず、ＦＯＷＬＰ基板の再配線層を含む概念である。
また、半導体パッケージは、携帯電話等の携帯通信機器に用いられる構成に限らず、カメラ等の他の電子機器に用いられてもよい。
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記各実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
また、本実施の形態では、本発明をパッケージ基板の加工方法に適用した構成について説明したが、端子が設けられる他の加工対象の加工方法に適用することも可能である。
以上説明したように、本発明は、端子不良を引き起こすことなく板状物を適切に加工することができるという効果を有し、特に、携帯通信機器に用いられるパッケージ基板の加工方法に有用である。
１０ ：半導体パッケージ（パッケージ）
１１ ：配線基板（配線基材）
１３ ：樹脂層（封止剤）
１４ ：バンプ（端子）
１５ ：パッケージ基板（板状物）
１６ ：シールド層
２２ ：パッケージ上面
２３ ：パッケージ側面
３１ ：保護部材
３２ ：粘着層
４２ ：保持テープ
４６ ：Ｖブレード（溝形成手段）
４７ ：Ｖ溝
４８ ：ストレートブレード
４９ ：矩形溝
６１ ：保持ジグ

Claims (2)

  1. 交差する分割予定ラインによって区画された配線基材の一方の面の領域に複数の端子が形成され、配線基材の他方の面の領域に半導体チップがボンディングされ封止剤で封止された板状物を、該分割予定ラインに沿って分割して個々のパッケージに分割する板状物の加工方法であって、
    該複数の端子を保護する粘着層を有する保護部材を該一方の面に貼着する保護部材貼着ステップと、
    該保護部材貼着ステップを実施した後に、板状物の厚み方向途中まで溝形成手段で切り込み、該分割予定ラインに対応する領域に沿って該封止剤上面から溝底に向かって傾斜した傾斜面を備えるようにＶ溝を形成するＶ溝形成ステップと、
    該保護部材貼着ステップを実施した後に、該傾斜面に続く鉛直面を備えるように該Ｖ溝よりも深い矩形溝を形成して、該分割予定ラインに沿って板状物及び該保護部材を分割して該分割予定ラインに沿って個々のパッケージに個片化する個片化ステップと、
    該個片化ステップを実施した後に、複数のパッケージの該封止剤上面と、該傾斜面及び該鉛直面を含む側壁とに、導電性シールド層を形成するシールド層形成ステップと、
    該シールド層形成ステップを実施した後に、該保護部材をパッケージから剥離する保護部材剥離ステップと、を備える板状物の加工方法。
  2. 該保護部材貼着ステップを実施した後に、該保護部材側を保持ジグにより吸引保持又は保持テープに貼着する保護部材保持ステップを備える請求項１に記載の板状物の加工方法。
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