(57)【要約】【課題】１つの工程で容易にパッケージ化された半導体装置を個片化することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１は、複数のリッド１１がマトリクス状に配列され、隣り合うリッド１１の境界に沿って上面から窪むスジ状の第１溝１２が形成された金属板１０と、上面が開口されたキャビティ４２を有する複数のヘッダ４１がマトリクス状に配列され、隣り合うヘッダ４１の境界に沿って下面から窪むスジ状の第２溝４３が形成されたセラミックシートとを、第１溝１２が第２溝４３の鉛直方向に存在するように接合した後、これらを第１溝１２及び第２溝４３に沿って個片化することで製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリッドがマトリクス状に配列され、隣り合う前記リッドの境界に沿って上面から窪む第１溝が形成された金属板を準備する工程と、
上面が開口されたキャビティを有する複数のヘッダがマトリクス状に配列され、隣り合う前記ヘッダの境界に沿って下面から窪む第２溝が形成されたセラミックシートを準備する工程と、
前記第１溝が前記第２溝の鉛直方向に存在するように前記金属板と前記セラミックシートとを接合する工程と、
接合された前記金属板及び前記セラミックシートを前記第１及び第２溝に沿って個片化する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属板は、前記第１溝が形成される前記上面に対向する下面を有し、
前記セラミックシートは、前記第２溝が形成される前記下面に対向する上面を有し、
前記接合する工程は、前記金属板の前記下面と前記セラミックシートの前記上面とを接合することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１溝は、前記金属板を上面からハーフダイシングすることで形成されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２溝は、前記セラミックシートを下面からハーフダイシングすることで形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
個片化する工程は、前記金属板及び前記セラミックシートに外部応力を与えることによって前記第１溝及び前記第２溝に沿って個片化する工程であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１溝は、鉛直方向に対して角度θの傾きを持つ斜面をＶ字状に組み合わせて成る溝であり、
前記金属板は、接触部分に円錐部を有する一対のローラ電極の前記円錐部底縁を２つの前記第１溝に転接させながら電流を流すことで前記セラミックシートへ固着され、
前記円錐部の斜面の仰角は、前記角度θと同等であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記金属板と前記セラミックシートとは、所定のシール材を挟んで接合されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記金属板と前記セラミックシートとを接合する前記工程前に、前記キャビティ内に半導体チップを固着する工程をさらに有することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
上面が開口されたキャビティを有するヘッダと、
前記キャビティ内に固着される半導体チップと、
前記キャビティを封止するリッドとを有し、
前記リッドの側面は、前記ヘッダ側の第１領域に形成された割面と、前記ヘッダと反対側の第２領域に形成されたダイシング面又は自然面とよりなり、
前記ヘッダの側面は、前記リッド側の第３領域に形成された割面と、前記リッドと反対側の第４領域に形成されたダイシング面又は自然面とよりなる
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関し、特にパッケージ化された半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によるセラミックパッケージの封止方法としては、例えば以下に示す特許文献１が開示する技術が存在する。この技術では、個々のヘッダ（容器）へ個片化される前のセラミックシートと、同じく個々のリッド（蓋）へ個片化される前の金属板とを用いる。セラミックシートは、マトリクス状に配列された複数のヘッダを個々に区画するラインに沿ってキャビティ開口側から陥没する溝を有する。半導体装置の作成では、各ヘッダへ半導体チップをボンディングした後、セラミックシートと金属板とをシール材を挟んで貼り合わせた後、ロール電極を用いてこれらを固着する。その後、金属板のみを個々のリッドへダイシングした後、セラミックシートをチョコレートブレイクすることで、パッケージ化された半導体装置を個片化する。
【特許文献１】特開２００６−１７９７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の方法では、個片化の際に、金属板を個片化するダイシング工程と、セラミックシートを個片化するチョコレートブレイク工程との２つの工程が必要である。このため、製造工程が複雑化し、生産性が低下り、製造コストが増加したりなどの問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、１つの工程で容易にパッケージ化された半導体装置を個片化することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、本発明による半導体装置の製造方法は、複数のリッドがマトリクス状に配列され、隣り合うリッドの境界に沿って上面から窪む第１溝が形成された金属板を準備する工程と、上面が開口されたキャビティを有する複数のヘッダがマトリクス状に配列され、隣り合うヘッダの境界に沿って下面から窪む第２溝が形成されたセラミックシートを準備する工程と、第１溝が第２溝の鉛直方向に存在するように金属板とセラミックシートとを接合する工程と、接合された金属板及びセラミックシートを第１及び第２溝に沿って個片化する工程とを有して構成される。
【０００６】
また、本発明による半導体装置は、上面が開口されたキャビティを有するヘッダと、キャビティ内に固着される半導体チップと、キャビティを封止するリッドとを有し、リッドの側面が、ヘッダ側の第１領域に形成された割面と、ヘッダと反対側の第２領域に形成されたダイシング面又は自然面とよりなり、ヘッダの側面が、リッド側の第３領域に形成された割面と、リッドと反対側の第４領域に形成されたダイシング面又は自然面とよりなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、１つの工程で容易にパッケージ化された半導体装置を個片化することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
まず、本発明による実施例１について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施例による金属板１０とシール材２０とセラミックシート４０との構成を示す斜視図である。本実施例では、これらを用いてパッケージ化された半導体装置１を製造する。
【００１０】
図１に示すように、金属板１０は、マトリクス状に配列された複数のリッド１１よりなる。各リッド１１の境界には、セラミックシート４０へ着設される面と反対側の面（これを上面とする）からＶ字状に陥没する溝１２が形成されている。溝１２の開口部分の幅は、溝１２の加工方法、金属板１０の接合方法によって適宜に変更することができ、その深さは、金属板１０の厚さの例えば５〜８割程度とすることが出来る。また、本実施例では、溝１２の断面をＶ字形状としているが、本発明はこれに限定されず、金属板１０をチョコレートブレイクにより容易且つ正確にリッド１１へ個片化することができる形状であれば如何様にも変形することが出来る。この溝１２は、金属板１０を個片化する際のガイドとして機能する。
【００１１】
セラミックシート４０は、マトリクス状に配列された複数のヘッダ４１よりなる。各ヘッダ４１は、略中央部に、金属板１０が着設される面（これを上面とする）側から開口されたキャビティ４２を有する。また、各ヘッダ４１には、キャビティ４２内部に露出する内部端子（例えば図２（ｂ）の４４参照）と、セラミックシート４０下面に形成された外部端子（例えば図２（ｂ）の４６参照）と、内部端子４４と外部端子４６とを電気的に接続する配線（例えば図２（ｂ）の４５参照）とが形成されている。各ヘッダ４１の境界には、下面からＶ字状に陥没する溝４３が形成されている。溝４３の開口部分の幅は、溝４３の加工方法、セラミックシート４０の接合方法によって適宜に変更することができ、その深さは、セラミックシート４０の厚さの例えば５〜８割程度とすることが出来る。また、本実施例では、溝４３の断面をＶ字形状としているが、本発明はこれに限定されず、セラミックシート４０をチョコレートブレイクにより容易且つ正確にヘッダ４１へ個片化することができる形状であれば如何様にも変形することが出来る。この溝４３は、セラミックシート４０を個片化する際のガイドとして機能する。
【００１２】
金属板１０とセラミックシート４０とを固着するためのシール材２０は、マトリクス状に配列された個々のシール材２１よりなる。各シール材２１の略中央部分には、セラミックシート４０におけるキャビティ４２と位置整合するように開口部２２が形成されている。ただし、これに限定されず、シール材２０の替わりに、開口部２２を有さない面一のシール材を用いてもよい。
【００１３】
金属板１０、セラミックシート４０及びシール材２０で封止されるキャビティ４２の底面には、個片化された半導体チップ３０が固着される。キャビティ４２内に収納された半導体チップ３０の端子は、例えば銅リボン（例えば図３（ａ）の３２参照）などを用いて、キャビティ４２内に形成された内部端子４４とボンディング接続される。このとき、半導体チップ３０の端子と内部端子４４との接続部分は、例えばワイヤ状になっている。ただし、これに限らず、内部端子４４をキャビティ４２底面に形成すると共に、半導体チップ３０の端子をキャビティ４２の内部端子４４に直接フェイスダウン状態（端子形成面を下にした状態）でボンディング接続してもよい。
【００１４】
次に、本実施例によるパッケージ化された半導体装置１の製造方法を、図２（ａ）から図３（ｃ）を用いて詳細に説明する。なお、図２（ａ）から図２（ｃ）はセラミックシート４０の製造方法を示すプロセス図であり、図２（ｄ）は金属板１０の製造方法を示すプロセス図である。また、図３（ａ）から図３（ｃ）は半導体チップ３０をパッケージ化する際の製造方法を示すプロセス図である。
【００１５】
まず、本実施例によるセラミックシート４０の製造方法では、図２（ａ）に示すように、板状のグリーンシート４０Ａ及び４０Ｂを積層する。グリーンシート４０Ｂは、マトリクス状に配列されたキャビティ４２を有する。また、グリーンシート４０Ａは、後述において配線４５が形成される孔４５Ａを有する。これらキャビティ４２及び孔４５Ａは、例えばパンチングマシーンを用いてグリーンシート４０Ｂ及び４０Ａへそれぞれ形成することが出来る。続いて、グリーンシート４０Ａ及び４０Ｂを加熱する。これにより、セラミックシート４０が焼成される。
【００１６】
次に、例えば電界メッキ法にて、セラミックシート４０における孔４５Ａ内に、例えば銅メッキによる配線４５を形成する。続いて、例えばスクリーン印刷法を用いることで、キャビティ４２底面の内部端子４４と、セラミックシート４０下面の外部端子４６とをそれぞれ形成する。これにより、図２（ｂ）に示す断面構造を得る。
【００１７】
次に、所定のダイシングブレード１１０を用いてセラミックシート４０を下面からハーフダイシングすることで、図２（ｃ）に示すように、溝４３を形成する。これにより、図１に示すセラミックシート４０が製造される。
【００１８】
なお、以上の説明では、セラミックシート４０をハーフダイシングすることで溝４３を形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば溝４３を有するように組み合わされたグリーンシートを加熱してセラミックシート４０を焼成するなど、種々変形することが可能である。
【００１９】
また、本実施例による金属板１０の製造方法では、板状の金属板を準備し、これを所定のダイシングブレード１２０を用いて上面からハーフダイシングする。これにより、図２（ｄ）に示すような溝１２を金属板１０に形成することができる。なお、本発明ではこの方法に限定されず、例えばスジ状の突起を有する金型を用いて金属板１０を作製するなど、種々変形することが可能である。
【００２０】
なお、本実施例では、ダイシングブレード１２０の切っ先の角度θ（図２（ｄ）参照）が、後述において使用するローラ電極１０１（図３（ｂ）参照）の接触部分の角度θ（図３（ｂ）参照）と同じであることが好ましい。その理由については、後述する図３（ｂ）の説明において記述する。これにより、鉛直方向に対して角度θの傾きを有する斜面を持つ溝１２が形成される。
【００２１】
また、本実施例による半導体装置１の製造方法では、図３（ａ）に示すように、セラミックシート４０のキャビティ４２底面に半導体チップ３０をフェイスアップ状態（端子形成面を上にした状態）で固着し、続いて、半導体チップ３０の端子とキャビティ４２内の内部端子とを例えば銅リボン３２を用いてボンディング接続する。
【００２２】
次に、セラミックシート４０上にシール材２０と金属板１０とを積層する。続いて、図３（ｂ）に示すように、一対のローラ電極１０１を用いてセラミックシート４０と金属板１０とを固着する。この際、先端部に斜面の仰角がθである円錐部１０１ａを備える一対のローラ電極１０１を用い、且つ、円錐部１０１ａの底縁を金属板１０の２つの溝１２にそれぞれ転接させながら電流を流すことで、セラミックシート４０と金属板１０とを接合するように構成すると良い。これにより、ローラ電極１０１と金属板１０との接触面積が大きくなるため、より多くの電流を少ない電圧で流すことが可能となる。この結果、より効率よくセラミックシート４０と金属板１０とを接合することが可能となる。なお、円錐部１０１ａの底縁が転接される２つの溝１２は、隣り合っていても、間に１本以上の溝１２を挟んでいても良い。また、ローラ電極１０１の先端には２つの円錐部１０１ａの底面をそれぞれ合わせた形状の先端部が接続されていてもよい。これによって溝の両面を一度に転接することが可能となるため、接合工程の効率化を図ることができる。
【００２３】
次に、例えば溝１２又は溝４３に沿って上側又は下側から外部応力を加えることで、接合されたセラミックシート４０及び金属板１０とを個片化する。これにより、図３（ｃ）に示すように、半導体チップ３０がヘッダ４１及びリッド１１により形成されるパッケージ内に収納された、個片化された半導体装置１が製造される。なお、金属板１０に形成された溝１２と、セラミックシート４０に形成された溝４３とは、それぞれ個片化の際のガイドとしても機能する。
【００２４】
なお、以上の製造方法で製造した半導体装置１は、リッド１１の側面におけるヘッダ４１側の領域１０ｂにチョコレートブレイクにて形成された割面と、ヘッダ４１の側面におけるリッド１１側の領域４０ｂにチョコレートブレイクにて形成された割面とを有する。なお、リッド１１の側面におけるヘッダ４１と反対側の領域１０ａは、例えば溝１２をハーフダイシングにより形成した場合はダイシング面であり、例えば金型を用いて溝１２を有する金属板１０を作製した場合は自然面である。同様に、ヘッダ４１の側面におけるリッド１１と反対側の領域４０ａは、例えば溝４３をハーフダイシングにより形成した場合はダイシング面であり、例えば溝４３を有するようにグリーンシートを組み合わせて作製した場合は自然面である。
【００２５】
なお、本実施例では、金属板１０とセラミックシート４０とをシール材２０を用いて接合したが、本発明はこれに限定されず、金属板１０とセラミックシート４０とを直接接合しても良い。
【００２６】
また、上記実施例１は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１による金属板とシール材とセラミックシートとの構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）は本発明の実施例１によるセラミックシートの製造方法を示すプロセス図であり、（ｄ）は本発明の実施例１による金属板の製造方法を示すプロセス図である。
【図３】本発明の実施例１によるパッケージ化された半導体装置１の製造方法を示すプロセス図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  半導体装置
１０  金属板
１０ａ、１０ｂ、４０ａ、４０ｂ  領域
１１  リッド
１２  溝
２０  シール材
２１  シール材
２２  開口部
３０  半導体チップ
３２  銅リボン
４０  セラミックシート
４０Ａ、４０Ｂ  グリーンシート
４１  ヘッダ
４２  キャビティ
４３  溝
４４  内部端子
４５  配線
４５Ａ  孔
４６  外部端子
１０１  ローラ電極
１０１ａ  円錐部
１１０、１２０  ダイシングブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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