(57)【要約】【課題】シート基板での割れ発生をできるだけ少なくして、半導体装置の歩留まりを向上させ得る半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】非実装面側に半導体素子が配置されるとともに他方の表面に外部端子電極が形成された回路基板の半導体素子側に封止樹脂が施されてなる半導体装置の製造方法であって、絶縁シート層１４が複数枚重ねられるとともにこれら絶縁シート層間に配線パターン１９が配置されてなるシート基板１１に、配線パターン同士を導通用ビア１６を介して接続することにより回路基板２を形成する際に、シート基板１１における回路基板２の外側縁部１１ａ（１４ａ）に、所定間隔おきに割れ防止用ビア１８を複数個形成する方法である。【選択図】      図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面に半導体素子が配置されるとともに他方の表面に外部端子電極が形成された回路基板の上記半導体素子側に封止樹脂が施されてなる半導体装置の製造方法であって、
絶縁シート層が複数枚重ねられるとともにこれら絶縁シート層間に配線層が配置されてなるシート基板に、上記配線層同士を導通用ビアを介して接続することにより回路基板を形成する際に、
上記シート基板における回路基板の外側縁部に、所定間隔おきに割れ防止用穴を複数個形成したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
割れ防止用穴を一列にまたは千鳥状に配置した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】
一方の表面に半導体素子が配置されるとともに他方の表面に外部端子電極が形成された回路基板の上記半導体素子側に封止樹脂が施されてなる半導体装置の製造方法であって、
絶縁シート層が複数枚重ねられるとともにこれら絶縁シート層間に配線層が配置されてなるシート基板に、上記配線層同士を導通用ビアを介して接続することにより回路基板を形成する際に、
上記シート基板における回路基板の外側縁部に、所定間隔おきに割れ防止用ビアを複数個形成したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
割れ防止用ビアを一列にまたは千鳥状に配置したことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板を用いて構成される半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高密度化・薄型化への要求が強くなっている。そのため、回路基板が用いられるＢＧＡ（ＢＡＬＬ  ＧＬＩＤ  ＡＬＬＡＹ）タイプの半導体装置においては、回路基板の強度が低くなり基板割れが発生しやすくなるが、回路基板自体を薄くすることで、半導体装置全体の薄型化を図っている。
【０００３】
なお、このＢＧＡタイプの半導体装置は、回路基板の一方の表面に半導体素子が配置されるとともに他方の表面（実装面側）にボール状の外部端子電極が碁盤目のように（格子の交差点位置に）配置されたものである。
【０００４】
以下、この回路基板が用いられた半導体装置の製造方法について説明する。
この半導体装置の製造工程については、大きく分けて、複数個の回路基板をシート基板に纏めて形成する工程と、このシート基板に形成された各回路基板に半導体素子を配置する工程と、この半導体素子が配置された表面に封止樹脂を施す封止工程と、この封止樹脂が施された回路基板の他方の表面に外部端子電極を形成してシート基板に複数個の半導体装置を形成する工程と、このシート基板に形成された複数個の半導体装置を１個ずつ切断する切断工程とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、上記シート基板は、絶縁シート層と配線層とが交互に重ねられて形成されたもので、各配線層同士は絶縁シート層に設けられるビアと呼ばれる金属で電気的導通が行われている。すなわち、各回路基板の所定位置には、複数個のビアホールが形成されるとともに、これら各ビアホールに導電性金属が充填されてビアが形成される。
【特許文献１】特開平１１−２１９９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した半導体装置の製造方法によると、回路基板を製造する工程から最終的に半導体素子が載置された回路基板ごとに、すなわち半導体装置ごとに切断するまでの各工程においておよび各工程間を搬送させる間に、シート基板に割れが発生する可能性がある。工程間の搬送では、シート基板の外側縁部は工程間の搬送の際に掴みしろになることから負荷がかかるため、ある工程よりも前の搬送の際に発生した基板割れが、ある工程よりも後で進展する場合もある。外側縁部で発生した割れが回路基板に達すると、歩留まりが低下してしまう。
【０００７】
特に、樹脂の封止工程においては、シート基板の外側縁部での割れが多く発生する。なぜなら、トランスファー工法により封止樹脂を施す際は、上下の金型で基板の外側縁部を挟むため、当該外側縁部で基板割れが発生しやすく、また封止工程よりも前の工程で発生した基板の割れが進展しやすくなるからである。
【０００８】
そこで、上記課題を解決するため、本発明は、シート基板での割れ発生をできるだけ少なくして、半導体装置の歩留まりを向上させ得る半導体装置の製造方法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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る半導体装置の製造方法は、一方の表面に半導体素子が配置されるとともに他方の表面に外部端子電極が形成された回路基板の上記半導体素子側に封止樹脂が施されてなる半導体装置の製造方法であって、
絶縁シート層が複数枚重ねられるとともにこれら絶縁シート層間に配線層が配置されてなるシート基板に、上記配線層同士を導通用ビアを介して接続することにより回路基板を形成する際に、
上記シート基板における回路基板の外側縁部に、所定間隔おきに割れ防止用穴を複数個形成する方法である。
【００１０】
また、請求項２に係る半導体装置の製造方法は、請求項１に記載の製造方法において、
割れ防止用穴を一列にまたは千鳥状に配置する方法である。
さらに、請求項３に係る半導体装置の製造方法は、一方の表面に半導体素子が配置されるとともに他方の表面に外部端子電極が形成された回路基板の上記半導体素子側に封止樹脂が施されてなる半導体装置の製造方法であって、
絶縁シート層が複数枚重ねられるとともにこれら絶縁シート層間に配線層が配置されてなるシート基板に、上記配線層同士を導通用ビアを介して接続することにより回路基板を形成する際に、
上記シート基板における回路基板の外側縁部に、所定間隔おきに割れ防止用ビアを複数個形成する方法である。
【００１１】
また、請求項４に係る半導体装置の製造方法は、請求項３に記載の製造方法において、
割れ防止用ビアを一列にまたは千鳥状に配置する方法である。
【発明の効果】
【００１２】
上記の各構成によると、シート基板における回路基板の外側縁部に、割れ防止用穴または割れ防止用ビアを形成したので、半導体装置の製造途中においてシート基板の外側縁部を把持する際に、その把持力により、たとえ基板に割れが発生したとしても、割れ防止用穴または割れ防止用ビアの部分で、その割れの進展を止めることができ、したがって基板の外側縁部に発生した割れが回路基板に到達するのが防止されるので、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を、図１〜図１８に基づき説明する。
【００１４】
なお、本実施の形態における半導体装置としては、ＢＧＡタイプのものについて説明する。
図１および図２に示すように、このＢＧＡタイプの半導体装置１は、回路基板２の上面に半導体素子３が配置されるとともに、この半導体素子３と回路基板２とが金属細線４で接続され、そして半導体素子３が配置された非実装面（一方の表面）側に封止樹脂５にて封止されたもので、また回路基板２の実装面（他方の表面）側には、碁盤目のように（格子の交差点位置に）外部端子電極６が多数配置されたものである。
【００１５】
次に、上記半導体装置１の製造方法について説明する。
この半導体装置１の製造方法は、まず回路基板２を準備する工程から始まる。
この回路基板２は、図３に示すように、１枚のシート基板１１に纏めて複数個、例えば９個（３列×３列）形成される。なお、このシート基板１１を用いた半導体装置１の製造方法は、回路基板２のサイズが変わってもシート基板１１の大きさを変える必要がなく、したがって設備、治具などの変更を要しないため、製造コストおよび作業時間の低減化を図り得るものとして、近年、用いられている。
【００１６】
次に、シート基板１１を準備した後、図４に示すように、当該シート基板１１の非実装面側に、接着テープ１２を用いて、半導体素子３を熱および荷重を付加して接着する。
次に、図５に示すように、半導体素子３と回路基板２との電気的導通をとるために、半導体素子３側に形成されている電極パッドと回路基板２側に形成されている電極パッドとに亘って金属細線４を設ける（張る）。
【００１７】
次に、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体素子３および金属細線４の全体を覆うように封止樹脂５を施す。なお、この樹脂の封止工程は、上下の金型２１，２２でシート基板１１を挟み、そしてシート基板１１と上金型２１との隙間に封止用の樹脂５をプランジャ２３により圧力をかけて注入し、熱により硬化させるというトランスファー工法が用いられる。図７に、シート基板１１上に封止樹脂５が施された状態の断面図を示す。
【００１８】
次に、図８に示すように、各半導体素子３に対応する封止樹脂５の上面に、マーキングツール２４を用いて、所定のマーキングを行なう。なお、図８では、例としてインクマーキング工法を示しており、その他、レーザーマーキング工法などを用いることができる。
【００１９】
次に、図９に示すように、シート基板１１に形成された回路基板２の実装面側に、碁盤目（格子の各交差点位置）のように外部端子電極６を複数個形成し、最後に、図１０に示すように、高速回転するダイシングブレード２５で、シート基板を半導体素子３、すなわち回路基板２ごとに切断することにより、図１に示すような半導体装置１が得られる。
【００２０】
次に、回路基板２を構成するシート基板１１の製造方法、すなわち製造工程について、詳しく説明する。
回路基板２を構成するシート基板１１は、絶縁シート層（後述するグリーンシートである）と配線層（後述する配線パターンで、配線部ともいう）とが交互に重ねられて形成されており、各配線層は絶縁シート層に設けられたビアと呼ばれる導電性物質（金属）で電気的導通が行われている。このビアは、半導体素子３と外部端子電極６との電気的導通をとるためのものである。
【００２１】
ここでは、シート基板１１として、セラミック基板を用いた場合の製造工程について説明する。
まず、図１１に示すように、ペースト状になった絶縁性材料１３をドクターブレード法により、ローラ３１により駆動されるベルト３２上に所定厚さでもって引き出して、絶縁シート層となるグリーンシート１４を形成し、そして所定の大きさに切断して必要枚数分だけを準備する。
【００２２】
次に、図１２および図１３に示すように、所定の大きさに切断されたグリーンシート１４上に且つ各回路基板２における電気的導通位置に対応してパンチングによりビアホール（ビア用穴）１５をそれぞれ複数箇所に形成し、そしてこれらビアホール１５にモリブデンなどの導電性物質を充填して、各絶縁シート層１４間での電気的導通をとるための導通用ビア１６を形成する。
【００２３】
そして、このとき、グリーンシート１４の回路基板２の外周縁部（端材部ともいう）１４ａに、例えば上記ビアホール１５と同様のビアホール１７を、全周に亘って且つ所定間隔おきに複数個形成するとともに、例えばモリブデンなどの導電性物質を充填して割れ防止用ビア１８を形成する。
【００２４】
次に、図１４および図１５に示すように、各グリーンシート１４上に配線層としての配線パターン１９を印刷する。
次に、図１６に示すように、配線パターン１９が印刷された複数のグリーンシート１４を積層し、そして焼成を行うことにより、複数の回路基板２が形成されたシート基板１１が完成する。図１６においては、互いに上下に隣接するグリーンシート１４の外側縁部１４ａに形成されるビアホール１７（割れ防止用ビア１８）の位置が、水平方向で、例えば外周方向で少しずらされている。
【００２５】
なお、上記ビア１６，１８および配線パターン１９の製造工程においては、各層ごとに所定パターンが形成された印刷マスクを用意してあり、各層ごとに一括して配線パターン１９を形成することができる。
【００２６】
ここで、具体的な寸法例について説明しておく。
シート基板１１の大きさについては、縦および横をそれぞれ５０．８ｍｍに、回路基板２については、縦および横をそれぞれ１３ｍｍにするとともに、１個のシート基板１１に９個の回路基板２を形成した。
【００２７】
また、シート基板１１の外側縁部１１ａ（１４ａ）に、９個の回路基板２の全周囲を囲むようにビアホール１７（割れ防止用ビア１８）を配置した。
なお、ビアホール１７の間隔はおよそ５ｍｍにするとともにその穴径（直径）を約８０μｍとした。
【００２８】
そして、ビアホール１７すなわち割れ防止用ビア１８がその外側縁部１１ａに配置されたシート基板１１を１００枚用いて半導体装置１を製造した。
なお、半導体装置１の製造を行なう前に、基板割れがないことを確認した。
【００２９】
そして、半導体装置１の製造工程ごとに、外側縁部１１ａに基板割れが発生した基板の個数を調査した結果、樹脂の封止工程までの搬送時においては、２枚であったが、全て割れ防止用ビア１８でその進展が止まっていた。
【００３０】
また、封止工程においては、上金型２１と下金型２２とでシート基板１１の外側縁部１１ａが挟まれるために基板割れが２８枚発生したが、そのうち１８枚については、割れ防止用ビア１８で割れの進展を止めることができた。なお、封止工程以降においては、外側縁部１１ａでの基板割れは発生しなかった。
【００３１】
このように、割れ防止用ビア１８を設けることにより、半導体装置１の製造工程で、シート基板１１の外側縁部１１ａに発生した割れが割れ防止用ビア１８で止まり（より、詳しく説明すれば、ビアホール１７の切欠きにより応力集中が起こり、すなわち割れがビアホールに集り、ここで割れが止まる）、回路基板２に到達するのを効果的に防止することができる。
【００３２】
また、割れ防止用ビア１８を設けることは、基板の製造工程において、殆ど、コストの増加を招くことはなかった。
また、今回、割れ防止用ビア１８の配置は、回路基板２を囲むように四角形状に沿って、すなわち各辺において一列に配置したが、図１７に示すように、千鳥状に配置してもよい。
【００３３】
また、上述した説明においては、シート基板１１の断面において、割れ防止用ビア１８の配置を、各層ごとにずらしたが、図１８に示すように、各層における割れ防止用ビア１８を同じ位置に配置してもよい。
【００３４】
さらに、基板の割れを防止するものとして割れ防止用ビア１８を形成したが、パンチングによりビアホール１７すなわち穴を開けた状態だけでも、上述したように、穴に応力が集中することから、基板の割れをこの穴で止めることができる。この意味で、この穴１７を割れ防止用ビアホール（割れ防止用穴）と呼ぶことができる。なお、この割れ防止用ビアホール内に充填する物質としては、金属以外のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板を用いたＢＧＡタイプの半導体装置の製造方法に有用であり、特に、近年の高密度実装を目的に基板の薄型化を進めている半導体素子積層型タイプのものに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る製造方法にて得られる半導体装置の断面図である。
【図２】同半導体装置を実装面側から見た斜視図である。
【図３】同半導体装置の製造工程を示すシート基板の平面図である。
【図４】同半導体装置の製造工程を示すシート基板の側面図である。
【図５】同半導体装置の製造工程を示すシート基板の側面図である。
【図６】同半導体装置の封止工程を示す断面図である。
【図７】同半導体装置の封止工程後の断面図である。
【図８】同半導体装置のマーキング工程を示す断面図である。
【図９】同半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】同半導体装置の分離工程を示す断面図である。
【図１１】同半導体装置におけるシート基板の製造工程を示す断面図である。
【図１２】同半導体装置におけるシート基板の製造工程を示す平面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ断面図である。
【図１４】同半導体装置におけるシート基板の製造工程を示す平面図である。
【図１５】図１４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１６】同半導体装置におけるシート基板の製造工程を示す要部断面図である。
【図１７】同半導体装置におけるシート基板の製造工程を示す平面図である。
【図１８】同半導体装置におけるシート基板の製造工程を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      半導体装置
２      回路基板
３      半導体素子
４      金属細線
５      封止樹脂
６      外部端子電極
１１      シート基板
１１ａ    外側縁部
１４      グリーンシート
１４ａ    外側縁部
１５      ビアホール
１６      導通用ビア
１７      ビアホール
１８      割れ防止用ビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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