(57)【要約】【課題】ウェーハダイシング後のチップピックアップ工程やその後のチップ実装工程で必要となるチップ強度を満足しながら、チップの薄型化を図ることができる半導体装置およびその製造方法、ならびに、当該半導体装置を内蔵したＩＣカードおよびチップ内蔵積層シート体の製造方法を提供すること。。【解決手段】ウェーハ４５を裏面研磨（研削）して薄厚化した後、ウェーハ４５表面を接着性樹脂２３Ａで被覆する。そして、ＩＣチップ４１を保護するための金属板２２Ａを貼着する。その後、チップ領域ごとに金属板２２Ａおよび接着性樹脂２３Ａをダイシングして個片化する。以上のように、本発明では、目的とする厚さに薄厚化したＩＣチップ４１を補強した後に、チップのピックアップおよびマウントを行うようにして、ＩＣチップ４１の破損を防止する。【選択図】　　　　図５
2004014843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの非能動面に、接着性樹脂層を介して、前記半導体チップを保護するための補強板が設けられた半導体装置であって、
前記補強板が四角形状であり、
前記接着性樹脂層の平面形状が、前記補強板と同一形状である
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体チップの非能動面に、接着性樹脂層を介して、前記半導体チップを保護するための補強板が設けられた半導体装置であって、
前記補強板および前記接着性樹脂層の各々の平面形状が、前記半導体チップと同一形状である
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記半導体チップの能動面には、金属突起電極が３箇所に形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体ウェーハを裏面加工して薄厚化する工程と、
前記薄厚化した半導体ウェーハの裏面を樹脂で被覆する工程と、
前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに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５】
前記半導体ウェーハを薄厚化する工程の前に、前記半導体ウェーハの表面を一素子単位に区切る分離溝を形成する工程を有し、
前記半導体ウェーハを薄厚化する工程で、前記分離溝を境に素子間を分離する
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体ウェーハの裏面を樹脂で被覆した後に、前記樹脂の上に補強板を貼着する工程を有し、
前記半導体ウェーハを個片化する工程では、前記半導体ウェーハを前記補強板および前記樹脂とともにダイシングする
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
表面に金属突起電極を備えた半導体チップを配線板上へ実装する工程と、
前記配線板上の半導体チップを裏面加工して薄厚化する工程と、
前記配線板の前記半導体チップ実装部位を樹脂封止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８】
アンテナ用配線に電気的に接続された半導体装置をカード構成用シートで挟み込んでなるＩＣカードであって、
前記半導体装置が、半導体チップの非能動面に接着性樹脂層を介して前記半導体チップを保護するための補強板が設けられてなり、前記補強板が四角形状で、前記接着性樹脂層の平面形状が前記補強板と同一形状である
ことを特徴とするＩＣカード。
【請求項９】
アンテナ用配線に電気的に接続された半導体装置をカード構成用シートで挟み込んでなるＩＣカードであって、
前記半導体装置が、半導体チップの非能動面に接着性樹脂層を介して前記半導体チップを保護するための補強板が設けられてなり、前記補強板および前記接着性樹脂層の各々の平面形状が、前記半導体チップと同一形状である
ことを特徴とするＩＣカード。
【請求項１０】
アンテナ用配線に電気的に接続された半導体装置をカード構成用シートで挟み込んでなるＩＣカードであって、
前記半導体装置が、半導体チップと当該半導体チップが実装される配線板とからなり、前記アンテナ用配線が前記配線板上のアンテナ接続部に接続されている
ことを特徴とするＩＣカード。
【請求項１１】
前記アンテナ用配線が、絶縁性フィルム上に形成された配線パターンからなり、
前記半導体装置と前記絶縁性フィルムとが互いに重ね合わされて、前記アンテナ用配線と前記アンテナ接続部とが互いに接続される
ことを特徴とする請求項１０に記載のＩＣカード。
【請求項１２】
前記絶縁性フィルムには、前記半導体装置の半導体チップを収容するための貫通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のＩＣカード。
【請求項１３】
アンテナ用配線に接続された半導体装置をカード構成用シートで挟み込んでなるチップ内蔵積層シート体の製造方法であって、
半導体ウェーハを裏面加工して薄厚化する工程と、
前記薄厚化した半導体ウェーハの裏面を樹脂で被覆する工程と、
前記半導体ウェーハを個々の半導体チップに個片化する工程と、
前記個片化された半導体装置を前記アンテナ用配線に接続する工程と、
前記アンテナ用配線とともに前記半導体装置を前記カード構成用シートで挟み込む工程とを有する
ことを特徴とするチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項１４】
前記半導体ウェーハを薄厚化する工程の前に、前記半導体ウェーハの表面を一素子単位に区切る分離溝を形成する工程を有し、前記半導体ウェーハを薄厚化する工程で、前記分離溝を境に素子間を分離する
ことを特徴とする請求項１３に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体ウェーハの裏面を樹脂で被覆した後に、前記樹脂の上に補強板を貼着する工程を有し、
前記半導体ウェーハを個片化する工程では、前記半導体ウェーハを前記補強板および前記樹脂とともにダイシングする
ことを特徴とする請求項１３に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項１６】
アンテナ用配線に接続された半導体チップをカード構成用シートで挟み込んでなるチップ内蔵積層シート体の製造方法であって、
表面に金属突起電極を備えた半導体チップを配線板上へ実装するチップ実装工程と、
前記配線板上の半導体チップを裏面加工して薄厚化するチップ薄厚化工程と、
前記薄厚化した半導体チップおよび前記配線板を前記アンテナ用配線に接続するアンテナ接続工程と、
前記アンテナ用配線とともに前記半導体チップおよび前記配線板を前記カード構成シートで挟み込むシート積層工程とを有する
ことを特徴とするチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項１７】
前記チップ実装工程が、ひとつの配線板上へ複数の半導体チップを実装する工程であり、
前記チップ薄厚化工程の後、前記アンテナ接続工程の前に、前記配線板を前記半導体チップの実装領域毎に分割する工程を有する
ことを特徴とする請求項１６に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項１８】
前記チップ薄厚化工程が機械研削、または、機械研削と化学研磨との併用によって行われ、当該工程の前には、前記配線板上に、前記半導体チップの周縁の欠損を防止するための保護層を形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項１６に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項１９】
前記チップ薄厚化工程の後、前記アンテナ接続工程の前に、前記配線板上の半導体チップを樹脂封止する工程を有する
ことを特徴とする請求項１６に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項２０】
前記アンテナ接続工程では、前記分割された配線板に対して巻線アンテナの両端が接合される
ことを特徴とする請求項１７に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【請求項２１】
前記アンテナ接続工程では、絶縁フィルム上に形成されたアンテナ配線パターンに対して、前記分割された配線板上のアンテナ接続部が直接的に接続される
ことを特徴とする請求項１７に記載のチップ内蔵積層シート体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ厚の薄型化を図りながらもピックアップ強度およびマウント強度を兼ね備えた半導体装置およびその製造方法、ならびに、当該半導体装置を内蔵したＩＣカードおよびチップ内蔵積層シート体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、家電製品やコンピュータ・モバイル製品等の分野においては、軽薄短小化の流れを受けて構成部品の高機能・高密度化が進められているが、カード業界においても高機能・多機能化が注目されている。この動きに対応するため、ＩＣチップ（半導体チップ）の高容量化が求められているが、カードに多くの情報を読み書きするだけではなく、それを活かすアプリケーションを書き込む動きなどもあり、ＩＣチップは更なる高機能化が求められている。
【０００３】
図１０は、従来の非接触型のＩＣカードの一構成例を示している。この従来のＩＣカード１は、ＩＣチップ（半導体チップ）２が実装されたアンテナ基板３の表裏面に対して、内コアシート材８ａ，８ｂおよび外コアシート材９ａ，９ｂを介して外装シート材１１ａ，１１ｂを丁合い積層後、加熱プレス（熱圧着）して製造される。
【０００４】
アンテナ基板３にはアンテナ用配線が渦巻き状に形成されており、そのアンテナ用配線に対し、ＩＣチップ２がＡＣＦ（異方性導電フィルム）５を介して接合されている。ＩＣチップ２の上面およびアンテナ基板３裏面のＩＣチップ２に対応する部位には、エポキシ樹脂等の熱硬化性接着樹脂６ａ，６ｂを介してステンレス等からなる円形の金属板７ａ，７ｂが貼着されている。また、外装シート材１１ａ，１１ｂには必要に応じて、磁気記録層としての磁気ストライプ１０ａ，１０ｂが貼り付けられるようになっている。
【０００５】
さて、ＩＣチップが高容量化、高機能化することで、チップ面積は広くなり、それに応じてチップ強度を満足させるためにチップ厚もある程度必要になる。チップ強度が必要な理由としては、ウェーハを支持するダイシングテープ（粘着テープ）から、個片化したＩＣチップをピックアップする時に、ＩＣチップがあまりに薄いと割れてしまうからである。
【０００６】
すなわち、ＩＣチップのピックアップ工程は、図１１Ａに示すようにダイシングテープ１０２を延伸させてＩＣチップ１０１間に一定の隙間を形成した後、図１１Ｂに示すようにＩＣチップ１０１を突上げピン１０３で上方へ突き上げ、ダイシングテープ１０２に対するＩＣチップ１０１の接着面積を小さくした状態で、コレット１０４でＩＣチップ１０１を真空吸着する。このとき、ＩＣチップ１０１の面積が大きいとベーステープ１０２との接着面積も広くなるので、図１１Ｃに示すようにチップ突き上げ時にＩＣチップ１０１が破損する場合がある。
【０００７】
また、ピックアップできても、その後の実装工程においてＩＣチップを加圧したときにＩＣチップが割れる場合もある。すなわち、ＩＣチップの実装を従来より公知のフリップチップ実装で行う場合、例えば図１２Ａに示すように、マウンタ１０７が用いられる。ＩＣチップ１０１は、マウンタ１０７による加圧作用を受けて、バンプ１０８とアンテナ基板３との電気的な接続がなされるとともに、ＡＣＦ５によってアンテナ基板３上に固着される。ところが、ＩＣチップ１０１の面積が大きいと、図１２Ｂに示すように、マウンタ１０７による加圧力でＩＣチップ１０１が割れてしまう場合がある。
【０００８】
以上のような理由から、高容量・高機能化により大面積化したＩＣチップは、従来と同じ厚さだとピックアップ時またはマウント時にチップ割れや欠けが発生するので、チップ厚を大きくする必要性が生じることになる。
【０００９】
一方、チップ厚が大きくなると、ＩＣカードの規格、特に厚み仕様には大きな負担となる。品質評価上、厚み規格を満足しながらカードの機械的特性試験であるカード曲げ試験やねじり試験、衝撃試験、ＩＣ部荷重試験等が満足できるように、ＩＣチップおよび実装部を封止し保護する構造に各社苦慮しているのが実情である。
【００１０】
封止強度は、封止構造により大きく左右される。一般的な封止方法としては、例えば図１３Ａに示すように、ＩＣチップ実装部の表裏面（もしくは表面だけ）をエポキシ樹脂等の熱硬化性接着樹脂６ａ，６ｂで覆い保護する方法や、図１３Ｂに示すように、熱硬化性接着樹脂６ａ，６ｂを塗布後、金属板７ａ，７ｂでＩＣチップ１の表裏両側（もしくは表側）から挟み込んでから樹脂硬化させ、強度アップを図る方法などがある。金属板７ａ，７ｂなどの保護部品を利用する方法は、封止部の全体厚みを薄くでき、厚みのバラツキも少なくできるという利点がある。
【００１１】
このような工夫を凝らしながら、高機能化、高容量化によるＩＣチップサイズの大型化の流れにおいても、カード全体の厚み規格を守りながら、カードの品質を満足できる封止構造を検討し、生産工程に導入してきた。しかし、このような高容量化、高機能化のスピードは留まることはなく、加速的な開発が求められている。これまでには、ウェーハの最終工程におけるチップのピックアップ方法の検討、実装プロセスの適正化による加圧力の低減検討、基板材料の薄厚化検討についても進められてきており、カード厚を低減する検討は様々な面から行ってきているが、今後もこの延長線上で開発を推し進めるには難しい状況にある。
【００１２】
近年のカード業界においては、ＩＣカードによるクレジット、電子マネー等の多機能決済などの高機能・多機能化が注目されている。このような高機能・多機能化の流れは、ＩＣチップの容量アップに留まらず、様々な面で改善が要求されることになる。カードの厚みについても同様であり、例えば運転免許証等のＩＣカード化においては、これまでの免許証の厚み規格に準拠するニーズもある。カードの薄厚化の流れは、他の使用形態でも要求される可能性は十分にある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなニーズに対し、これまで行ってきたウェーハの最終工程でのチップのピックアップ方法の検討、実装プロセスの適正化による加圧力の低減検討、基板材料の薄厚化検討、カードの機械的品質を満足できる封止構造の検討などを更に推し進めていくことでは、十分に対応することができないことが容易に想像できる。
【００１４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ウェーハダイシング後のチップピックアップ工程やその後のチップ実装工程で必要となるチップ強度を満足しながら、チップの薄型化を図ることができる半導体装置およびその製造方法、ならびに、当該半導体装置を内蔵したＩＣカードおよびチップ内蔵積層シート体の製造方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハを裏面加工して薄厚化する工程と、薄厚化した半導体ウェーハの裏面を封止用樹脂で被覆する工程と、封止用樹脂で補強された半導体ウェーハを個々の半導体チップに個片化する工程とを有することにより、ピックアップ時やマウント時に必要とされるチップ強度の確保と半導体チップの薄厚化とを両立させるようにしている。
【００１６】
本発明で製造される半導体装置は、半導体装置の非能動面に、接着性樹脂層を介して、半導体チップを保護するための補強板が設けられた半導体装置であって、補強板が四角形状であり、接着性樹脂層の平面形状が、当該補強板と同一形状を呈している。または、上記補強板および接着性樹脂層の各々の平面形状が、半導体チップと同一形状を呈している。この結果、半導体装置を薄型化できるだけでなく、半導体装置の高密度実装化をも図ることが可能となる。
【００１７】
また、以上のように構成される半導体装置をアンテナ用配線に接続するとともにカード構成用シートで挟み込んでＩＣカードを製造すれば、従来よりも薄型のＩＣカードを得ることが可能となる。
【００１８】
一方、本発明の他の半導体装置の製造方法は、表面に金属突起電極を備えた半導体チップを配線板上へ実装する工程と、配線板上の半導体チップを裏面加工して薄厚化する工程と、配線板の半導体チップ実装部位を樹脂封止する工程とを有することにより、半導体チップを薄厚化する前に配線板に実装してピックアップ時およびマウント時におけるチップの破損を防止し、また、実装後にチップの薄厚化を図って半導体装置の全体的な薄厚化を図るようにしている。
【００１９】
また、以上の工程を経て製造される半導体装置をアンテナ用配線とともにカード構成用シートで挟み込んでＩＣカードを構成する場合は、アンテナ用配線を上記配線板上のアンテナ接続部に接続すればよい。
【００２０】
更に、本発明のチップ内蔵積層シート体の製造方法は、半導体ウェーハを裏面加工して薄厚化する工程と、薄厚化した半導体ウェーハの裏面を樹脂で被覆する工程と、半導体ウェーハを個々の半導体チップに個片化する工程と、個片化された半導体装置をアンテナ用配線に接続する工程と、アンテナ用配線とともに半導体装置をカード構成用シートで挟み込む工程とを有する。
【００２１】
更に又、本発明の他のチップ内蔵積層シート体の製造方法は、表面に金属突起電極を備えた半導体チップを配線板上へ実装するチップ実装工程と、配線板上の半導体チップを裏面加工して薄厚化するチップ薄厚化工程と、薄厚化した半導体チップおよび配線板をアンテナ用配線に接続するアンテナ接続工程と、アンテナ用配線とともに半導体チップおよび配線板をカード構成シートで挟み込むシート積層工程とを有する。
【００２２】
以上の本発明のチップ内蔵積層シート体の製造方法により、半導体チップのピックアップ強度およびマウント強度の確保と半導体チップの薄厚化とを両立させて、ＩＣカードに代表されるチップ内蔵積層シート体の薄型化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。ここで、図１Ａは本実施の形態による半導体装置２０の全体斜視図、Ｂは平面図、Ｃは裏面図をそれぞれ示している。また、図２は半導体装置２０の製造方法を説明する工程断面図を示し、図３は半導体装置２０を内蔵したＩＣカードの製造方法を説明する工程断面図を示している。
【００２５】
本実施の形態の半導体装置２０は、ＩＣチップ（半導体チップ）２１の非能動面に金属板２２が接着層２３を介して設けられた構成を有している。
【００２６】
ＩＣチップ２１は、公知の半導体ベアチップからなり、その能動面には図１Ｃに示すように３点のバンプ（金属突起電極）２４が形成されている。バンプ２４は例えばスタッド型で形成されるが、これ以外にもボールバンプ、めっきバンプなど従来公知の種々のバンプ形態が適用可能である。また、本実施の形態のＩＣチップ２１は後述するように、非接触型のＩＣカードを構成するＩＣチップとして設計されているためにバンプ数を３としているが、ＩＣカード以外に適用する場合には、当然のことながら、バンプ数は更に多くなる。
【００２７】
金属板２２は、本発明に係る「補強板」に対応し、例えばステンレス等の金属材料で構成され、厚さは例えば５０μｍである。金属板２２の平面形状は、図示するようにＩＣチップ２１の平面形状と同一の形状となっている。金属板２２は、ＩＣチップ２１を外的ストレスから保護するために設けられている。接着層２３は、封止用樹脂として一般的に用いられるエポキシ樹脂等の熱硬化性の接着性樹脂からなり、ＩＣチップ２１の非能動面に貼着されている。
【００２８】
次に、図２を参照して、以上のように構成される半導体装置２０の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、図２Ａに示すように、素子を形成したウェーハ（半導体ウェーハ）２５の表面（能動面）に突起電極としてバンプ２４を形成する工程が行われる。この工程では、図１Ｃに示したように、一素子単位にバンプ２４が３箇所ずつ形成されるようになっている。
【００３０】
次に、図２Ｂに示すように、バンプ２４を形成したウェーハ２５の表面に粘着性のある保護テープ２６を貼り付ける工程が行われる。そして、図２Ｃに示すようにウェーハ２５を保護テープ２６を介してサポート板２７に貼り付け、当該サポート板２７を研磨装置のキャリア２８に固定する。キャリア２８に固定されたウェーハ２５の裏面は、研磨布が敷設された定盤３０に対向配置される。そして、キャリア２８および定盤３０を回転軸２９，３１のまわりに回転させることによって、ウェーハ２５の裏面を加工して薄厚化する工程が行われる。本実施の形態では、例えば１２５μｍ厚のウェーハ２５を、５０μｍ厚程度になるまでウェーハ裏面を研削する。
【００３１】
なお、ウェーハ２５の裏面研削は、研磨布等を用いた機械研削だけに限らず、グラインダを用いた機械研削も可能であり、更には、スラリーを用いた機械研削と化学研磨との併用による公知のＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法で行うようにしてもよい。
【００３２】
薄厚化されたウェーハ２５は、サポート板２７とともにキャリア２８から取り外され、研削処理された裏面側を上方に向けられる。そして、当該裏面を、図２Ｄに示すようにエポキシ系の熱硬化性樹脂からなる接着材料２３Ａで被覆する工程が行われる。その後、本実施の形態では、接着材料２３Ａの上に金属板２２Ａを貼着する工程が行われる。
【００３３】
続いて、図２Ｅに示すように、金属板２２が貼着されたウェーハ２５を例えばダイシングソーを用いて一素子単位にダイシングしチップに個片化する工程が行われる。金属板２２Ａおよび接着材料２３Ａは、ウェーハ２５とともにダイシングされることによって、図１に示した半導体装置２０が製造される。
【００３４】
以上のようにして製造された半導体装置２０は、図１を参照して、金属板２２および接着層２３の各々の平面形状が、ＩＣチップ２１と同一の四角形状を呈している。本実施の形態の半導体装置２０によれば、金属板２２によってパッケージ化されていながらも、実装面積をＩＣチップ２１の面積と同等にすることができるので実装密度の高密度化を図ることができる。
【００３５】
さて、図２Ｅに示したように、ダイシング工程を経て個片化された半導体装置２０は、サポート板２７上に保護テープ２６で支持されている。保護テープ２６からの半導体装置２０のピックアップは、図１１Ｂに模式的に示したようなコレットを用いて行われる。
【００３６】
本実施の形態の半導体装置２０によれば、ＩＣチップ２１の裏面（非能動面）に接着層２３を介して金属板２２を設けており、ＩＣチップ２１はこれら金属板２２および接着層２３によって補強されている。したがって、薄厚化したＩＣチップ２１の補強後にピックアップするようにしているので、ＩＣチップ２１の破損が防止される。
【００３７】
次に、図３は、以上のようにして作製された半導体装置２０を内蔵する非接触型のＩＣカードの製造工程を示している。
【００３８】
図３Ｆに示すように、半導体装置２０は、例えばポリイミド（ＰＩ）等の絶縁性フィルム３４の両面にアンテナ用配線等の配線パターン３５ａ，３５ｂがパターニング形成されたアンテナ基板３３の上に実装される。半導体装置２０は接着材料層３２を介してアンテナ基板３３の配線パターン３５ａ上に電気的・機械的に接続される。
【００３９】
アンテナ基板３３に対する半導体装置２０の実装は、公知のフリップチップ実装で行われる。つまり、半導体装置２０のバンプ２４形成面をアンテナ基板３３に対向させ、アンテナ基板３３に対する圧着作用でバンプ２４と配線パターン３５ａとの電気的接続を図る一方、半導体装置２０とアンテナ基板３３との間の隙間に位置する接着材料３２ａにアンダーフィル効果を発揮させて、半導体装置２０とアンテナ基板３３との機械的な接続を図るようにしている。アンテナ基板３３に対する半導体装置２０の実装は、図１２に模式的に示したような公知のマウンタ装置を用いて行われる。
【００４０】
そこで本実施の形態の半導体装置２０によれば、ＩＣチップ２１の裏面（非能動面）に接着層２３を介して金属板２２を設けており、ＩＣチップ２１はこれら金属板２２および接着層２３によって補強されている。したがって、薄厚化したＩＣチップ２１の補強後にマウントするようにしているので、ＩＣチップ２１の破損が防止される。
【００４１】
半導体装置２０が実装されたアンテナ基板３３は、その表裏面側にカード構成用シートとしてのコアシート３６ａ，３６ｂおよび外装シート３８ａ，３８ｂと丁合い積層される。コアシート３６ａ，３６ｂは、アンテナ基板３３と外装シート３８ａ，３８ｂとを一体化する接着シートとして機能する。
【００４２】
なお、一方のコアシート３６ａの半導体装置２０に対応する部位には、半導体装置２０を収容するための貫通孔３７が形成されており、半導体装置２０の搭載部位におけるカード表面の凹凸の発生を抑えるようにしている。また、チップ補強用の金属板をアンテナ基板３３を挟んで反対側にも貼着して、ＩＣチップ２１の更なる補強を図るようにしてもよい。
【００４３】
以上、アンテナ基板３３、コアシート３６ａ，３６ｂおよび外装シート３８ａ，３８ｂを加熱プレスによってそれぞれ一体化することによって、図３Ｇに示すような非接触型のＩＣカード３９が作製される。
【００４４】
本実施の形態によれば、ウェーハダイシング後のチップピックアップ時およびチップマウント時に必要とされるチップ強度の確保と、作製される半導体装置２０の薄厚化とを両立して、アンテナ基板３３に実装される半導体装置２０を従来よりも薄く作製することができるので、カード厚を低減した極めて薄型のＩＣカード３９を製造することができる。
【００４５】
また、半導体装置２０を従来よりも薄く作製しならがらも、ＩＣチップ２１を保護する金属板２２が設けられているので、極めて薄型で、かつ、ＩＣ周辺部の機械的強度に優れたＩＣカード３９を得ることができる。
【００４６】
さらに、半導体装置２０を従来よりも薄く形成することができるので、チップ搭載部の影響で発生するカード表面の凹凸や印刷歪み等を理由とするカード外観不良を抑制して、高品質のＩＣカード３９を作製することができる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示している。ここで、図４Ａは本実施の形態による半導体装置４０の全体斜視図、Ｂは平面図、Ｃは裏面図をそれぞれ示している。また、図５は半導体装置４０の製造方法を説明する工程断面図を示している。
【００４８】
本実施の形態の半導体装置４０は、上述の第１の実施の形態と同様、ＩＣチップ（半導体チップ）４１の非能動面に金属板４２が接着層４３を介して設けられた構成を有している。
【００４９】
ＩＣチップ４１は、公知の半導体ベアチップからなり、その能動面には図４Ｃに示すように３点のバンプ（金属突起電極）４４が形成されている。バンプ４４は例えばスタッド型で形成されるが、これ以外にもボールバンプ、めっきバンプなど従来公知の種々のバンプ形態が適用可能である。
【００５０】
金属板４２は、本発明に係る「補強板」に対応し、例えばステンレス等の金属材料で構成され、厚さは例えば５０μｍである。金属板４２の平面形状は、図示するように接着層４３の平面形状と同一の形状となっている。金属板４２は、ＩＣチップ４１を外的ストレスから保護するために設けられたものである。
【００５１】
接着層４３は、エポキシ樹脂等の熱硬化性の接着性樹脂からなり、金属板４２をＩＣチップ４１の非能動面に接着させる機能を有する。また、接着層４３は、ＩＣチップ４１の封止用樹脂としての機能も有し、半導体チップ４１の裏面だけでなく半導体チップ４１の周囲側面をも封止している点で、上述の第１の実施の形態と異なっている。
【００５２】
次に、図５を参照して、以上のように構成される半導体装置４０の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、図５Ａに示すように、素子を形成したウェーハ（半導体ウェーハ）４５の表面（能動面）に突起電極としてバンプ４４を形成する工程が行われる。この工程では、図４Ｃに示したように、一素子単位にバンプ４４が３箇所ずつ形成されるようになっている。
【００５４】
次に、図５Ａに示すように、ウェーハ４５の表面を一素子単位に区切る分離溝５２を形成する工程が行われる。分離溝５２の形成は、ダイシングソー（ダイサ）を用いたハーフダイシングカット法や、ダイヤモンドカッターでウェーハ表面を線引きするスクライビング法などが適用可能である。なお、分離溝５２の深さは、例えば目的とするチップ厚（例えば５０μｍ）に設定される。
【００５５】
続いて、図５Ｂに示すように、バンプ４４を形成したウェーハ４５の表面に粘着性のある保護テープ４６を貼り付ける工程が行われる。そして、図５Ｃに示すようにウェーハ４５を保護テープ４６を介してサポート板４７に貼り付け、当該サポート板４７を研磨装置のキャリア４８に固定する。キャリア４８に固定されたウェーハ４５の裏面は、研磨布が敷設された定盤５０に対向配置される。そして、キャリア４８および定盤５０を回転軸４９，５１のまわりに回転させることによって、ウェーハ４５の裏面を研磨（研削）して薄厚化する工程が行われる。本実施の形態では、例えば１２５μｍ厚のウェーハ４５を、５０μｍ厚程度になるまで薄厚化する。
【００５６】
なお、ウェーハ４５の裏面研削は、研磨布を用いた機械研削だけに限らず、グラインダを用いた機械研削も可能であり、更には、スラリーを用いた機械研削と化学研磨との併用による公知のＣＭＰ法で行うようにしてもよい。
【００５７】
本実施の形態では、ウェーハ４５の裏面研削を行う工程の前に、ウェーハ４５の表面に分離溝５２を形成する工程を行っているので、ウェーハ４５の薄厚化工程終了後には、ウェーハ４５が個々のＩＣチップ４１に個片化された状態となる（図５Ｃ）。
【００５８】
次に、ＩＣチップ４１はサポート板４７とともにキャリア４８から取り外され、研削処理された裏面側を上方に向けられる。そして、当該裏面を、図５Ｄに示すようにエポキシ系の熱硬化性樹脂からなる接着材料４３Ａで被覆する工程が行われる。接着材料４３Ａは、ＩＣチップ４１間にも充填されることにより、ＩＣチップ４１裏面および周側面を被覆する。その後、接着材料４３Ａの上に金属板４２Ａを貼着する工程が行われる。
【００５９】
続いて、図５Ｅに示すように、金属板４２Ａを接着材料４３Ａとともに例えばダイシングソーを用いて一素子単位にダイシングし個片化する工程が行われることによって、図４に示した半導体装置４０が製造される。
【００６０】
以上のようにして製造された半導体装置４０は、図４を参照して、接着層４３の平面形状が金属板４２のそれと同一の四角形状を呈している。本実施の形態によれば、金属板４２および接着層４３によってパッケージ化されていながらも、実装面積をＩＣチップ４１の面積とほぼ同等にすることができるので実装密度の高密度化を図ることができる。
【００６１】
さて、図５Ｅに示したように、ダイシング工程を経て個片化された半導体装置４０は、サポート板４７上に保護テープ４６で支持されている。保護テープ４６からの半導体装置４０のピックアップは、図１１Ｂに模式的に示したようなコレットを用いて行われる。
【００６２】
本実施の形態の半導体装置４０によれば、ＩＣチップ４１の裏面（非能動面）に接着層４３を介して金属板４２を設けており、また、ＩＣチップ４１の周側面が接着層４３で被覆されている。ＩＣチップ４１をこれら金属板４２および接着層４３によって補強した後にピックアップするようにしているので、ＩＣチップ４１の破損を防止することができる。
【００６３】
また、当該半導体装置４０を内蔵した非接触型のＩＣカードを作製するには、上述の第１の実施の形態と同様に、アンテナ用配線を有するアンテナ基板上に半導体装置４０をフリップチップ実装する。このとき、図１２に模式的に示したような公知のマウンタ装置を用いて、アンテナ基板に対する半導体装置４０の加圧実装が行われる。
【００６４】
そこで本実施の形態の半導体装置４０によれば、ＩＣチップ４１の裏面に接着層４３を介して金属板４２が設けられ、また、ＩＣチップ４１の周側面が接着層４３で被覆されているので、ＩＣチップ４１はこれら金属板４２および接着層４３によって補強され、したがって、マウンタによる加圧時におけるＩＣチップ４１の破損を防止することができる。
【００６５】
半導体装置４０が実装されたアンテナ基板は、上述の第１の実施の形態と同様に、複数枚のカード構成用シートの間に積層された後、加熱プレスによって一体化されてＩＣカードが作製される。
【００６６】
本実施の形態によれば、ウェーハダイシング後のピックアップ時およびマウント時に必要とされるチップ強度の確保と、作製される半導体装置４０の薄厚化とを両立して、アンテナ基板に実装される半導体装置４０を従来よりも薄く作製することができるので、カード厚を低減した極めて薄型のＩＣカードを製造することができる。
【００６７】
また、半導体装置４０を従来よりも薄く作製しながらも、ＩＣチップ４１を保護する金属板４２が設けられているので、極めて薄型で、かつ、ＩＣ周辺部の機械的強度に優れたＩＣカードを得ることができる。さらに、半導体装置４０を従来よりも薄く形成することができるので、チップ搭載部の影響で発生するカード表面の凹凸や印刷歪み等を理由とするカード外観不良を抑制して、高品質のＩＣカードを作製することができる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図６〜図９は、本発明の第３の実施の形態を示している。ここで、図６Ａは本実施の形態の半導体装置６０の平面図、Ｂは側断面図を示している。また、図７は半導体装置６０の製造方法を説明する工程断面図を示し、図８および図９は半導体装置６０で非接触型のＩＣカードを構成した場合のアンテナ用配線への接続例をそれぞれ示している。
【００６９】
本実施の形態の半導体装置６０は、図６に示すように、プリント配線板６７上に搭載されたＩＣチップ（半導体チップ）６１が樹脂封止され、ＩＣチップ６１の裏面（非能動面）に金属板６２が設けられた構成を有している。
【００７０】
ＩＣチップ６１は公知の半導体ベアチップからなり、その能動面には３点のバンプ（金属突起電極）６４が形成されている。バンプ６４は例えばスタッド型で形成されるが、これ以外にもボールバンプ、めっきバンプなど従来公知の種々のバンプ形態が適用可能である。
【００７１】
半導体チップ６１は、バンプ６４を介してプリント配線板６７上に電気的に接続されている。半導体チップ６１とプリント配線板６７との間の隙間には例えばアンダーフィル層６５が形成されることにより、半導体チップ６１とプリント配線板６７との間の機械的な接続が図られている。半導体チップ６１は、プリント配線板６７上でエポキシ等の接着性樹脂６３ａによって封止されており、その上方には金属板６２ａが貼り付けられている。
【００７２】
金属板６２ａは、例えばステンレス等の金属材料で構成され、円形で、その厚さは例えば５０μｍである。金属板６２ａは、ＩＣチップ６１を外的ストレスから保護するために、ＩＣチップ６１の補強用として設けられている。なお、図６Ｂに示すように、プリント配線板６７に関してＩＣチップ６１の実装面とは反対側の面にも同様に、接着性樹脂６３ｂを介して金属板６２ｂを貼り付けるようにしてもよい。
【００７３】
他方、プリント配線板６７は、例えばポリイミド等の絶縁性フィルムの片面または両面に銅配線パターンが形成されてなるもので、ＩＣチップ６１のみを実装するために小さな面積で構成されている。ＩＣチップ６１の実装面には、図６Ａに示すようにアンテナ接続部７２ａ，７２ｂが形成され、３点のバンプ６４のうち所定の２点がそれぞれ電気的に接続されている。
【００７４】
以上のようにして本実施の形態の半導体装置６０が構成される。次に、この半導体装置６０の製造方法について図７を参照して説明する。
【００７５】
素子領域にバンプが形成されたウェーハをダイシングして個々のＩＣチップ６１に個片化した後、図７Ａに示すように、複数個のＩＣチップ６１を実装可能な面積を有するプリント配線板６７Ａのチップ実装部位に対し、それぞれＩＣチップ６１を実装するチップ実装工程が行われる。
【００７６】
図７Ａに示したＩＣチップ６１は、例えば３ｍｍ□〜５ｍｍ□程度の大きさで、１００μｍ〜２００μｍ程度のチップ厚を有しており、例えば図１１Ｂに模式的に示したようなコレットを用いてピックアップしても、また、図１２に模式的に示したようなマウンタ装置を用いて加圧実装しても、ＩＣチップ６１の破損が回避される寸法条件となっている。
【００７７】
さて、プリント配線板６７Ａには、図６Ａに部分的に示した所定の配線パターンが、ＩＣチップ６１の実装個数に応じて複数形成されている。また、各々の実装部位にはあらかじめ接着材料６５が塗布されており、ＩＣチップ６１の実装後は、公知のアンダーフィル樹脂層として機能する。
【００７８】
続いて、図７Ｂに示すように、ＩＣチップ６１が実装されたプリント配線板６７Ａの上に保護層６６を形成する工程が行われる。この工程は必要に応じて省略することができる。保護層６６は、後のチップ裏面研削工程初期におけるチップ角部の欠損を防止するために設けられるもので、裏面研削時にＩＣチップ６１と同時に研削され、かつ、チップ角部を保護するのに充分な硬さを備えた材料で構成される。保護層６６としては、例えば水ガラスが適用可能である。
【００７９】
次に、図７Ｃに示すように、プリント配線板６７Ａを研磨装置のキャリア６８に固定し、各ＩＣチップ６１の裏面側を研磨布が敷設された定盤７０に対向配置させる。そして、キャリア６８および定盤７０を回転軸６９，７１のまわりに回転させることによって、各ＩＣチップ６１を裏面加工するチップ薄厚化工程が行われる。本実施の形態では、５０μｍ厚程度になるまでＩＣチップ６１の裏面を研磨（研削）する。
【００８０】
なお、ＩＣチップ６１の裏面研削は、研磨布等を用いた機械研削だけに限らず、グラインダを用いた機械研削も可能であり、更には、スラリーを用いた機械研削と化学研磨との併用によるＣＭＰ法で行うようにしてもよい。
【００８１】
このチップ裏面研削工程によって、図７Ｄに示すようにＩＣチップ６１は薄厚化され、この後、保護層６６がプリント配線板６７Ａ上から除去される。なお、保護層６６を除去せず、これを残存させていてもよい。
【００８２】
続いて、図７Ｅに示すように、プリント配線板６７Ａ上の各ＩＣチップ６１を接着樹脂６３ａにより封止し、さらにＩＣチップ６１の上部に金属板６２ａを貼着する。また必要に応じて、プリント配線板６７に関してＩＣチップ６１の実装面とは反対側の面にも同様に、接着性樹脂６３ｂを介して金属板６２ｂを貼り付ける。その後、プリント配線板６７ＡをＩＣチップ６１の実装領域ごとに分割することによって、図６に示した半導体装置６０を得ることができる。
【００８３】
以上のように構成される半導体装置６０を複数枚のカード構成用シートに積層して例えば非接触ＩＣカードを作製する場合には、当該半導体装置６０とともに内蔵されるアンテナ用配線に対して図８および図９に示すような形態で電気的に接続することができる。
【００８４】
図８は、アンテナ用配線を金属巻線７７で構成した例を示すもので、金属巻線７７の一方側の端部７８ａを、半導体装置６０のプリント配線板６７の一方側のアンテナ接続部７２ａに接合し、金属巻線７７の他方側の端部７８ｂを、同プリント配線板６７の他方側のアンテナ接続部７２ａに接合する。なお、プリント配線板６７のアンテナ接続部７２ａ，７２ｂと金属巻線７７の端部７８ａ，７８ｂとの接合方法としては従来公知の種々の方法が適用可能であり、はんだ付け、抵抗熱溶着、超音波接合等が用いられる。
【００８５】
以上のようなアンテナ接続工程にて半導体装置６０とアンテナ用金属巻線７７との電気的な接続がなされたアンテナモジュールを、複数枚のカード構成用シートで挟み込むことによって、所望とする非接触ＩＣカードを作製することができる。
【００８６】
他方、図９は、絶縁性フィルム７４の両面に配線パターン７５ａ，７５ｂを形成したアンテナ基板７３の、配線パターン７５ｂをアンテナ用配線として構成した例を示している。アンテナ基板７３には、図９に示すように半導体装置６０のチップ封止部を収容するための貫通孔７６を形成し、アンテナ基板７３の配線パターン７５ｂと半導体装置６０のプリント配線板６７のアンテナ接続部７２ａ，７２ｂとを、例えばはんだ等の接合材を介して直接的に接続するようにしている。
【００８７】
以上のようなアンテナ接続工程にて半導体装置６０とアンテナ基板７３との電気的な接続がなされたアンテナモジュールを、複数枚のカード構成用シートで挟み込むことによって、所望とする非接触ＩＣカードを作製することができる。
【００８８】
本実施の形態によれば、ウェーハダイシング後のチップピックアップ時およびチップマウント時に必要とされるチップ強度の確保と、作製される半導体装置６０の薄厚化とを両立して、アンテナ用配線に接続される半導体装置６０を従来よりも薄く作製することができるので、カード厚を低減した極めて薄型のＩＣカードを製造することができる。
【００８９】
また、半導体装置６０を従来よりも薄く作製しながらも、ＩＣチップ６１を保護する金属板６２ａ，６２ｂが設けられているので、極めて薄型で、かつ、ＩＣ周辺部の機械的強度に優れたＩＣカードを得ることができる。
【００９０】
さらに、半導体装置６０を従来よりも薄く形成することができるので、チップ搭載部の影響で発生するカード表面の凹凸や印刷歪み等を理由とするカード外観不良を抑制して、高品質のＩＣカードを作製することができる。
【００９１】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００９２】
例えば以上の各実施の形態では、ウェーハあるいはＩＣチップの薄厚化工程を研削装置を用いた機械研削で行うようにしたが、これに代えて、化学エッチング法やプラズマエッチング等の他の方法も適用可能である。
【００９３】
また、以上の第３の実施の形態において、チップ実装工程でＩＣチップ６１が実装されるプリント配線板６７Ａを、例えばアンテナ基板で構成するようにしてもよい。この場合、チップ実装工程と同時にアンテナ接続工程が行われることになる。
【００９４】
また、以上の各実施の形態では、非接触型のＩＣカードに内蔵される半導体装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、携帯電話に代表されるようなモバイル通信機器用の半導体部品にも適用可能であり、実装基板の更なる高密度化および薄厚化を図ることができる。
【００９５】
更に、本発明によって得られる半導体装置は、ＪＩＳ／ＩＳＯ規格に準拠したカード寸法に限らず、それ以外の寸法形状のカードやシートあるいはフィルムなど、ＩＣチップを内蔵し薄厚化が要求される全てのチップ内蔵積層シート体に対して、本発明は適用可能である。
【００９６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の半導体装置によれば、半導体チップを外的ストレスから保護できるとともに、高密度実装化を図ることができる。
【００９７】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体チップのピックアップ強度の確保とチップ厚の薄厚化とを両立して、従来よりも薄型の半導体装置を製造することができる。
【００９８】
本発明のＩＣカードによれば、内蔵される半導体装置を薄く作製することができるので、従来よりも薄型のＩＣカードを製造することができる。
【００９９】
本発明のチップ内蔵積層シート体の製造方法によれば、半導体チップのピックアップ強度の確保とチップ厚の薄厚化とを両立して、例えばＩＣカードに代表されるようなチップ内蔵積層シート体を従来よりも薄く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体装置の構成を示す図で、Ａは全体斜視図、Ｂは平面図、Ｃは裏面図である。
【図２】図１に示した半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。
【図３】図１に示した半導体装置を内蔵したＩＣカードの製造方法を説明する工程断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による半導体装置の構成を示す図で、Ａは斜視図、Ｂは平面図、Ｃは裏面図である。
【図５】図４に示した半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態による半導体装置の構成を示す図で、Ａは平面図、Ｂは側断面図である。
【図７】図６に示した半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。
【図８】図６に示した半導体装置とアンテナ用配線との接続形態の一例を説明する平面図である。
【図９】図６に示した半導体装置とアンテナ用配線との接続形態の他の例を説明する側断面図である。
【図１０】従来の非接触ＩＣカードの構成を説明する分解斜視図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明する図であり、ダイシングテープからチップをピックアップするときの様子を示している。
【図１２】従来技術の他の問題点を説明する図であり、チップをマウントするときの様子を示している。
【図１３】従来のアンテナ基板上のチップ封止構成例を示す側断面図である。
【符号の説明】
２０，４０，６０…半導体装置、２１，４１，６１…ＩＣチップ（半導体チップ）、２２，４２，６２ａ，６２ｂ…金属板（補強板）、２３，４３…接着層、２４，４４，６４…バンプ、２５，４５…ウェーハ、３３，７３…アンテナ基板、３９…ＩＣカード、５２…分離溝、６６…保護層、６７…プリント配線板、７２ａ，７２ｂ…アンテナ接続部、７７…金属巻線。
【図１】
2004014843.tif 000003
【図２】
2004014843.tif 000004
【図３】
2004014843.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004014843.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2004014843.tif 000010
【図９】
2004014843.tif 000011
【図１０】
2004014843.tif 000012
【図１１】
2004014843.tif 000013
【図１２】
2004014843.tif 000014
【図１３】
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