(57)【要約】【課題】複数の半導体装置を一括封止したあとのダイシング時に、ダイシングシートの粘着材が飛び散って製品に付着し、外観不良となったり実装信頼性上の不具合の原因となった。【解決手段】半導体装置集合体２のダイシングを行う前の段階で、ブレードの通過する部分に対応して開口部１ｂを設けたマスク１ａを介して紫外線３を照射することにより、ブレードの通過する部分のダイシングシート６ｆの粘着材６ｆ２ａが硬化され粘着性を失う。ダイシングシート６ｆに固定した半導体装置集合体２のダイシングを行う際、ダイシングシート６ｆのブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａがすでに硬化しているため、粘着材６ｆ２ａは飛び散っても半導体装置集合体２に付着せず、ダイシング中の冷却水などにより除去され、外観不良や実装信頼性上の不具合を解消できる。【選択図】        図１
2004281526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体装置が二次元的に並びかつ一体化して存在する半導体装置集合体を、表面に粘着材が形成されたダイシングシートの前記表面に貼り付け、前記半導体装置集合体をブレードで切断することにより個々の前記半導体装置に分割する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体装置集合体を前記ブレードで切断する前に、前記ブレードが通過する部分の前記ダイシングシートの粘着材を硬化することにより粘着力を消失させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ブレードが通過する部分のダイシングシートの粘着材の硬化は、前記半導体装置集合体を前記ダイシングシートに貼り付ける前に行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ブレードが通過する部分のダイシングシートの粘着材の硬化は、前記半導体装置集合体を前記ダイシングシートに貼り付けた後に行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
ダイシングシートの粘着材の硬化は、ブレードが通過する部分に加えて、半導体装置集合体が貼り付けられる領域以外の部分に対しても行うことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ダイシングシートの粘着材は紫外線硬化型材料からなり、前記粘着材の硬化は、前記粘着材を硬化する部分に紫外線が照射されるようにパターン形成されたマスクを介して前記ダイシングシートに紫外線を照射することにより行うことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下面に外部端子を有したリードフレームもしくは回路基板に対して、その上面に半導体素子が搭載され、電気的接続がなされ、外囲が封止樹脂で封止された半導体装置の製造方法に関するものであり、特に単一の回路基板もしくはリードフレームに複数個の半導体素子を搭載した後に個々の半導体装置に分離する半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図５は従来の半導体装置の製造方法を示す工程ごとの断面図である。
【０００４】
まず図５（Ａ）に示すように、上面に半導体素子６ｃが搭載されるダイパッドと称されるボンディング部６ａと、その半導体素子６ｃと電気的に接続するためのリード部６ｂとを有する金属製のリードフレームを用意する。ここで、リードフレームの材質はたとえばＣｕであり、表面にはＮｉ、Ｐｄ、Ａｕの順でメッキが施されており、また、半導体チップ６ｃが搭載される部分が２次元的に配置されている多数個どりの構造になっている。なお図５では代表個所２個片のみ図示している。
【０００５】
次に図５（Ｂ）に示すように、リードフレームのボンディング部６ａの上面に半導体チップ６ｃが、たとえばＡｇペーストなどのダイスボンド材料を接合材料として装着され、１５０℃，６０分程度の加熱によりＡｇペーストが硬化される。
【０００６】
次に図５（Ｃ）に示すワイヤーボンド工程において、半導体チップ６ｃの回路面内のパッドとリードフレームの外部リードとなる部分６ｂが、たとえば直径２５μｍのＡｕワイヤー６ｄで電気的に接続される。
【０００７】
ワイヤーボンド工程を経たあと、図５（Ｄ）に示すように、封止金型内で熱硬化樹脂６ｅにより複数個の半導体部品個片が一括で封止される（これを半導体装置集合体２と呼ぶ）。封止後のアフターキュア工程としてたとえば１７０℃で５時間加熱される。
【０００８】
次に、図５（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、半導体装置集合体２をダイシングシート６ｆに貼りつけ、ダイシング装置においてダイシングカットする。装置に付随の認識機能により、露出しているリードフレーム下面のパターンを認識することにより位置決めしダイシング用ブレード６ｇが製品を構成する樹脂と金属を同時にカットする。このカットはブレード６ｇおよび切断箇所に冷却水６ｈを散水しながら行う。ここで使用されているダイシングシート６ｆは、従来、製品を保持するための粘着材料およびその粘着力が基材上全面に一様に分布しているものであった。
【０００９】
ダイシング後にはダイシングシート６ｆの裏側から紫外線を照射しシート６ｆの粘着力をとりのぞいた後で、図５（Ｇ）のように個片化されたパッケージ製品の半導体装置６ｉをピックアップし（ピックアップ工程）、トレー詰めされて一連の組立工程が完了する。
【００１０】
なお、ピックアップ工程の概略を図６に示しておく。図６において、ダイシングシート６ｆは、紫外線を透過する無色透明な基材６ｆ１上に粘着材６ｆ２を有しており、ピックアップ工程の前工程でのダイシングシート６ｆの裏側（基材６ｆ１側）からの紫外線照射により粘着材６ｆ２は硬化して粘着力は失われている。ピックアップ工程では、図６に示すように、ダイシングシート６ｆの裏側から突き上げピンがシート６ｆを突き破って半導体装置６ｉを上方向に持ち上げるとともに、ノズルで真空吸着することにより半導体装置６ｉをシート６ｆから拾い上げる。このとき粘着材６ｆ２はすでに粘着力を失っているため、半導体装置６ｉは容易にシート６ｆから外れ、粘着材６ｆ２はピックアップされた半導体装置６ｉに付着していない。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−２４４３９９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の半導体装置の製造方法では以下のような課題がある。図５（Ｆ）に示すダイシング時に、ブレード６ｇがダイシングシート６ｆの深さ方向の一部を切りこみ、このときブレード６ｇにかき出され飛び散った粘着材料が製品の裏面に付着する。これが外観上の不良となり、端子上に付着した場合は実装信頼性にも悪影響がおよぶという課題があった。図７は上記の粘着材飛び散りおよび付着の様子を断面で模式的に示したものであり、図８は製品個片化後の外観を示したものである。図７において、６ｇはダイシングブレード、６ｆ１はダイシングシート６ｆの基材、６ｆ２は基材６ｆ１上の粘着材、７ａは飛び散って製品上に付着した粘着材、７ｂはブレード６ｇが粘着材６ｆ２をかき出す様子を示している。一方、図８で、６ｉは個片化したあとのパッケージ製品である半導体装置、７ａは飛び散った粘着材、６ｂは外部電極となるリード部を示す。特に外部電極となるリード部６ｂの上に付着し固定された粘着材７ａは実装信頼性上の不具合につながる可能性があるので防止する必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、外観上の品位を向上することができ、さらには実装信頼性を損なうことを防止することができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体装置が二次元的に並びかつ一体化して存在する半導体装置集合体を、表面に粘着材が形成されたダイシングシートの表面に貼り付け、半導体装置集合体をブレードで切断することにより個々の半導体装置に分割する半導体装置の製造方法であって、半導体装置集合体をブレードで切断する前に、ブレードが通過する部分のダイシングシートの粘着材を硬化することにより粘着力を消失させることを特徴とする。
【００１５】
この製造方法によれば、ダイシングシートのブレードが通過する部分の粘着材をあらかじめ硬化させておくことにより、ブレードによって飛び散る粘着材は粘着力を消失しているため、半導体装置に付着することなく、ダイシング時の冷却水もしくはダイシング後の洗浄工程で完全に洗い流される。したがって外観上の品位を向上し、かつ、実装信頼性を損なうことを防止することが可能となる。
【００１６】
また、本発明において、ブレードが通過する部分のダイシングシートの粘着材の硬化は、半導体装置集合体をダイシングシートに貼り付ける前に行ってもよいし、半導体装置集合体をダイシングシートに貼り付けた後に行ってもよい。
【００１７】
また、本発明において、ダイシングシートの粘着材の硬化を、ブレードが通過する部分に加えて、半導体装置集合体が貼り付けられる領域以外の部分に対しても行うことにより、ダイシング中に飛び散った金属や樹脂のクズのダイシングシート上への付着を防ぐことができるので好ましい。
【００１８】
また、本発明において、ダイシングシートの粘着材が紫外線硬化型材料からなるとき、粘着材の硬化は、粘着材を硬化する部分に紫外線が照射されるようにパターン形成されたマスクを介してダイシングシートに紫外線を照射することにより行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、本発明における第１の実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。第１の実施形態の半導体装置の製造方法は、図５に示す従来の製造方法において、図５（Ａ）〜（Ｄ）の工程で作製された、リードフレーム上に複数の半導体素子（チップ）６ｃを搭載して一括樹脂封止した半導体装置集合体２に、ダイシングシート６ｆを貼り付ける前に、ダイシング用ブレード６ｇが通過する部分のダイシングシート６ｆの粘着材を硬化させる工程（ダイシングシートの一部硬化工程）を設けたことを特徴とし、これ以外は図５と同様にして製造する。
【００２１】
図１は第１の実施形態におけるダイシングシートの一部硬化工程を模式的に示す断面図である。図１において、６ｆ１はダイシングシート６ｆの基材で材質はたとえばポリオレフィン系の材料が用いられ、その厚みは１００μｍ〜３００μｍである。６ｆ２は基材６ｆ１上に均一に存在するダイシングシート６ｆの粘着材で、たとえばＵＶ硬化型のアクリル系材料が用いられ、厚みは１００μｍ〜３００μｍである。この粘着材６ｆ２にＵＶ（紫外線）を照射することにより粘着成分が硬化することになる。ＵＶ照射の時間は、その照度により異なるが、おおむね３０秒〜５分の範囲内である。
【００２２】
点線部は、マウントされる半導体装置集合体２を想定して描いた仮想線である。この位置に半導体装置集合体２がマウントされることになる。ここでは半導体装置集合体２をマウントする前に、図１（Ａ）のように、マスクパターン１ａをダイシングシート６ｆの直下に近接させて固定し、下から上方向に向けて紫外線３を照射する。マスク１には、紫外線３を遮断するパターン１ａと、ブレードの通過する部分に対応して紫外線３を通過させる開口部１ｂとが設けられており、この開口部１ｂを紫外線３が通過しダイシングシート６ｆに照射される。紫外線が当たったところののみの粘着材６ｆ２ａが硬化し粘着性を失う（図１（Ｂ））。なお、半導体装置集合体２がマウントされる領域の大部分の粘着材６ｆ２はまだ粘着性を保持しているので、ダイシング時に半導体装置集合体２はダイシングシート６ｆに固定される。紫外線を照射するときのマスクパターン１ａとダイシングシート６ｆとの距離１ｄは概ね５ｍｍ以下にするのが望ましい。また、開口部分１ｂの幅１ｅは製品のサイズにより異なるが概ね１ｍｍ程度もしくはそれ以下である。
【００２３】
このように、ブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａを硬化した後、図５（Ｅ）、（Ｆ）と同様にダイシングシート６ｆ上に半導体装置集合体２をマウントしダイシングを行ない、その後、ダイシングシート６ｆの裏側からの紫外線照射によりシートの粘着材６ｆ２の粘着力をとりのぞいた後で、図５（Ｇ）のように、ピックアップ工程によりダイシングシート６ｆからとりはずされたパッケージ製品の半導体装置６ｉとなり、完成する。
【００２４】
以上のように本実施形態によれば、ダイシングを行う際、ダイシングシート６ｆのブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａがすでに硬化しているため、粘着材６ｆ２ａは飛び散っても半導体装置集合体２に付着せず、ダイシング時の冷却水６ｈ（図５（Ｆ）参照）などにより除去される。したがって、個片化された製品の半導体装置６ｉの裏面には、図８に示すような飛び散った粘着材７ａの付着がなく、外観上の品位を向上できる。また、裏面に露出した外部電極となるリード部６ｂ上の粘着材７ａの付着も無くなるので実装信頼性上の不具合も防止することができる。
【００２５】
次に、本発明における第２の実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。第２の実施形態の半導体装置の製造方法は、図５に示す従来の製造方法において、図５（Ａ）〜（Ｄ）の工程で作製された、リードフレーム上に複数の半導体素子（チップ）６ｃを搭載して一括樹脂封止した半導体装置集合体２に、図５（Ｅ）のようにダイシングシート６ｆを貼り付けた後、図５（Ｆ）のダイシングを行う前に、ダイシング用ブレード６ｇが通過する部分のダイシングシート６ｆの粘着材を硬化させる工程（ダイシングシートの一部硬化工程）を設けたことを特徴とし、これ以外は図５と同様にして製造する。
【００２６】
図２は第２の実施形態におけるダイシングシートの一部硬化工程を模式的に示す断面図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
第１の実施形態では、半導体装置集合体２がダイシングシート６ｆにマウントされる前に紫外線３を照射してブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａを硬化させる方法であったが、この第２の実施形態では、半導体装置集合体２をダイシングシート６ｆにマウントした後で紫外線３を照射してブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａを硬化させる方法であり、第１の実施形態と同様の方法で紫外線３を照射して硬化させる。
【００２８】
このように、ブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａを硬化した後、図５（Ｆ）と同様にダイシングを行ない、その後、ダイシングシート６ｆの裏側からの紫外線照射によりシートの粘着材６ｆ２の粘着力をとりのぞいた後で、図５（Ｇ）のように、ピックアップ工程によりダイシングシート６ｆからとりはずされてパッケージ製品の半導体装置６ｉが完成する。
【００２９】
この第２の実施形態のよっても、ダイシングを行う際、ダイシングシート６ｆのブレード通過部分の粘着材６ｆ２ａがすでに硬化しているため、粘着材６ｆ２ａは飛び散っても付着せず、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３０】
なお、従来も同様であるが、第１および第２の実施形態において図５（Ｆ）に示すダイシングを行う際、ブレード６ｇがダイシングラインを通って半導体装置集合体２をカット（分割）する。この際、ブレード６ｇはダイシングシート６ｆの粘着材６ｆ２には達するが、基材６ｆ１には達しないようにされており、ダイシング直後の分割された半導体装置集合体２はダイシングシート６ｆの基材６ｆ１でつながっている。
【００３１】
次に、ダイシングシートの一部硬化工程のマスクとして使用する材料について図３と図４を用いて説明する。
【００３２】
図３（Ａ）はダイシングカットする半導体装置集合体２の外形とダイシングライン４を示し、それに対応したマスクパターン１ａの形状を図３（Ｂ）に示している。図３において、８は半導体装置集合体２の樹脂封止部分であり、２Ａは半導体装置集合体２のリードフレームの外形（輪郭）を示し、これは樹脂封止部分８よりも外側である。
【００３３】
図４（Ａ）はマスクパターン１ａをはりつけた状態のリング５ａの平面図であり、図４（Ｂ）は半導体装置集合体２をはりつけたダイシングシート６ｆおよびそれを保持したリング５ｂならびにマスクパターン１ａをはりつけたリング５ａをセットし紫外線３を照射している様子を示した断面図である。
【００３４】
マスクの材料としては、厚み０．０５〜１ｍｍ程度のプラスチック等のフィルム１ｃにマスクパターン１ａを形成したものを用いる。紫外線３を遮断する領域は黒く塗りつぶしたパターン１ａにし、ダイシングシート６ｆの粘着材を硬化させる領域に対応して紫外線３を通過させる領域はパターンをぬいて透明にしておく（開口部１ｂ等）。以上のパターニングされたフィルム１ｃを金属製のリング５ａにはりつけ、このリング５ａを紫外線照射装置内に固定することにより実際の製造工程で使用可能となる。図中で、マスクを貼りつけたリング５ａは紫外線照射装置内の一定の個所に固定されており、半導体装置集合体２をはりつけたダイシングシート６ｆを保持したリング５ｂが連続的にセットされ、紫外線３が照射されることとなる。なお、リング５ｂはダイシングシート６ｆの粘着材６ｆ２側ではりつけられている。
【００３５】
なお、ここでは、半導体装置集合体２をダイシングシート６ｆにマウントした後で紫外線３を照射する第２の実施形態の場合を示しているが、半導体装置集合体２をダイシングシート６ｆにマウントする前に紫外線３を照射する第１の実施形態の場合も、ダイシングシート６ｆに半導体装置集合体２がマウントされていないことの他は同様の構成である。
【００３６】
なお、図４に示したように、半導体装置集合体２の外側の部分もマスクパターン１ａをはずしておき紫外線３を透過させてダイシングシート６ｆの粘着材を硬化させることにより、ダイシング途中で飛び散った金属や樹脂のクズのダイシングシート６ｆ上への付着を防ぐことができるので好ましい。
【００３７】
なお、上記の実施形態では、リードフレーム上に半導体素子を搭載して外囲が樹脂封止された半導体装置について説明したが、下面に外部端子を有した回路基板上に半導体素子を搭載して樹脂封止された半導体装置についても同様に適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置集合体をダイシングシートの表面に貼り付け、ブレードで切断することにより個々の半導体装置に分割する半導体装置の製造方法において、半導体装置集合体をブレードで切断する前に、ダイシングシートのブレードが通過する部分の粘着材をあらかじめ硬化させて粘着力を消失させておくことにより、ブレードによって飛び散る粘着材の半導体装置への付着に起因する外観不良と信頼性不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるダイシングシートの一部硬化工程を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施形態におけるダイシングシートの一部硬化工程を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置集合体の外形とダイシングラインを示す模式平面図と、ダイシングシートの一部硬化工程に用いるマスクパターンの一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるマスクパターンを形成したフィルムをリングにはりつけた状態を示す平面図と、マスクをセットしダイシングシートに紫外線を照射している様子を示す断面図
【図５】従来の半導体装置の製造工程を示す断面図
【図６】従来の半導体装置の製造工程におけるピックアップ工程を示す断面図
【図７】従来の問題の原因となるダイシング時に粘着材が飛び散って半導体装置に付着することを示すイメージ図
【図８】従来の問題である粘着材が付着した半導体装置を示す図
【符号の説明】
１      マスク
１ａ    マスクパターン
１ｂ    マスクパターンの開口部
１ｃ    フィルム
１ｄ    マスクパターンとダイシングシート間の距離
１ｅ    マスク開口ラインの幅
２      半導体装置集合体
３      紫外線
４      ダイシングライン
６ｆ    ダイシングシート
６ｆ１  ダイシングシートの基材
６ｆ２  ダイシングシートの粘着材
６ｆ２ａ    硬化された部分の粘着材
５ａ，５ｂ  リング
【図１】
2004281526.tif 000003
【図２】
2004281526.tif 000004
【図３】
2004281526.tif 000005
【図４】
2004281526.tif 000006
【図５】
2004281526.tif 000007
【図６】
2004281526.tif 000008
【図７】
2004281526.tif 000009
【図８】
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