(57)【要約】【課題】  半導体装置の製造に際し、封止体形成後の配線基板の反りを低減できるようにする。【解決手段】  １つ以上の製品形成部１０１からなる製品エリア１０２ａ、１０２ｂを持つ配線基板であって、前記製品エリアを含むように該配線基板に設定されたモールドエリア１０９ａ、１０９ｂが樹脂で封止される配線基板１００において、前記製品エリアを、その平面的な中心位置が前記モールドエリアの平面的な中心位置から外れるように、偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の製品形成部からなる製品エリアを持つ配線基板であって、前記製品エリアを含むように該配線基板に設定されたモールドエリアが樹脂で封止される配線基板において、
前記製品エリアを、その平面的な中心位置が前記モールドエリアの平面的な中心位置から外れるように、偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成したことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記配線基板に設定されたモールドエリアは、成型装置のゲート側に対応する部分と成型装置のエアベント側に対応する部分とを有し、前記製品エリアを、前記モールドエリアの前記エアベント側に対応する部分側寄りに偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成したことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記製品エリアを少なくとも２つ有すると共に、これら２つの製品エリアをそれぞれ含むように少なくとも２つの前記モールドエリアが設定され、前記２つの製品エリアを、対応するモールドエリア内であってしかも互いに離れる方向に偏心させて配置、形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記２つのモールドエリアはそれぞれ、成型装置の複数のゲートを通してモールド樹脂の注入が行なわれて樹脂による封止が行なわれるものであり、
前記製品エリアがマトリックス状に配置された複数の製品形成部からなり、隣接する製品形成部の間にはダイシングラインが設定され、
前記製品エリアの前記互いに離れる方向への偏心を、前記モールドエリアにおける前記複数のゲート側に対応する部分と複数の前記ダイシングラインがそれぞれ対応した配置関係となるように設定したことを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】
前記配線基板に設定されたモールドエリアは、成型装置のゲート側に対応する部分と成型装置のエアベント側に対応する部分とを有し、前記製品エリアを、前記モールドエリアの前記ゲート側に対応する部分側寄りに偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成したことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板と、
該配線基板に搭載された１つ以上の半導体チップと、
前記半導体チップを前記モールドエリア毎に一括的にモールド樹脂で封止した封止体と、を含むことを特徴とする半導体装置の中間構造体。
【請求項７】
１つ以上の製品形成部からなる製品エリアを含むようにモールドエリアが設定された配線基板を用意する工程と、
各製品形成部に１つ以上の半導体チップを搭載する工程と、
半導体チップを搭載した前記配線基板を成型装置にセットし、該成型装置のキャビティ内にモールド樹脂を注入してモールドエリア毎に１つ以上の半導体チップを一括的に封止した封止体を形成する工程と、を含み、
前記配線基板として、前記製品エリアを、その平面的な中心位置が前記モールドエリアの平面的な中心位置から外れるように、偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成した配線基板を用意することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記配線基板に設定されたモールドエリアは、前記成型装置のゲート側に対応する部分と前記成型装置のエアベント側に対応する部分とを有し、前記製品エリアは、前記モールドエリアの前記エアベント側に対応する部分側寄りに偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記配線基板は、前記製品エリアを少なくとも２つ有すると共に、これら２つの製品エリアをそれぞれ含むように少なくとも２つの前記モールドエリアが設定され、前記２つの製品エリアは、対応するモールドエリア内であってしかも互いに離れる方向に偏心させて配置、形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記封止体は、前記成型装置における複数のゲートを通してキャビティ内にモールド樹脂を注入することにより形成され、
前記製品エリアがマトリックス状に配置された複数の製品形成部からなり、隣接する製品形成部の間にはダイシングラインが設定され、
前記製品エリアの前記互いに離れる方向への偏心は、前記モールドエリアにおける前記複数のゲート側に対応する部分と複数の前記ダイシングラインがそれぞれ対応する配置関係となるように設定されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記配線基板に設定されたモールドエリアは、前記成型装置のゲート側に対応する部分と前記成型装置のエアベント側に対応する部分とを有し、前記製品エリアは、前記モールドエリアの前記ゲート側に対応する部分側寄りに偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成されていることを特徴とする請求項７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】
本発明は配線基板及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、BGA（Ball Grid Array）型の半導体装置の製造には、複数の製品形成部を有する配線基板を準備し、製品形成部のそれぞれに半導体チップを搭載し、配線基板上の複数の製品形成部をモールド樹脂で一体的に覆って封止体を形成し、配線基板を個々の製品形成部毎に分割するMAP（Mold Array Process）方式が用いられている（特許文献１、２）。
【０００３】
このようなMAP方式では、例えば配線基板の製品エリアの平面的な中心位置が、モールド樹脂の平面的な中心位置と略同じ位置になるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０４４３２４号公報
【特許文献２】特開２００１−０４４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モールド樹脂による封止に際してはトランスファモールドにてゲートからモールド樹脂を圧入することでキャビティ内に充填するため、キャビティ内のゲート側とエアベント側でのモールド樹脂のフィラー（球形状のガラス部材）分布が異なってしまう。具体的には、トランスファモールドによりゲートからモールド樹脂をキャビティに注入することで、モールド樹脂に含まれるフィラーはエアベント側に流されるため、フィラー分布は封止体のゲート側の方がエアベント側よりも少なくなってしまう。
【０００６】
このようなフィラー分布の偏りによって、封止体の平面的なバランスが崩れ、配線基板に反りが生じてしまう問題がある。特に、フィラー分布が少ないゲート側では、マイナス反り（封止体側に反る）が大きく、ゲート側から１列目の製品エリアでの反りが大きくなり実装性が悪くなる問題があった。
【０００７】
このように、封止体の形成後、配線基板に反りが生じると、配線基板の搬送性の低下や、配線基板への位置決め精度の低下につながるおそれがある。また、配線基板の搬送性の低下によっては、半導体装置の製造効率が低下するおそれが生じる。さらに、位置決め精度の低下によっては、ボール搭載精度や基板切断精度が低下し、不良品を作り込むおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の製造に際し、封止体形成後の配線基板の反りを低減できるようにしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様によれば、１つ以上の製品形成部からなる製品エリアを持つ配線基板であって、前記製品エリアを含むように該配線基板に設定されたモールドエリアが樹脂で封止される配線基板において、前記製品エリアを、その平面的な中心位置が前記モールドエリアの平面的な中心位置から外れるように、偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成したことを特徴とする配線基板が提供される。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、上記の配線基板と、該配線基板に搭載された１つ以上の半導体チップと、前記半導体チップを前記モールドエリア毎に一括的にモールド樹脂で封止した封止体と、を含むことを特徴とする半導体装置の中間構造体が提供される。
【００１１】
本発明の更に別の態様によれば、１つ以上の製品形成部からなる製品エリアを含むようにモールドエリアが設定された配線基板を用意する工程と、各製品形成部に１つ以上の半導体チップを搭載する工程と、半導体チップを搭載した前記配線基板を成型装置にセットし、該成型装置のキャビティ内にモールド樹脂を注入してモールドエリア毎に１つ以上の半導体チップを一括的に封止した封止体を形成する工程を含み、前記配線基板として、前記製品エリアを、その平面的な中心位置が前記モールドエリアの平面的な中心位置から外れるように、偏心させて前記モールドエリア内に配置、形成した配線基板を用意することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体装置の製造に際し、封止体形成後の配線基板の反りを低減することができ、結果として、半導体装置の反りを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造に用いる配線基板を示す平面図及び断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造方法のチップマウント工程を説明するための平面図及び断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造方法のワイヤボンディング工程を説明するための平面図及び断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造方法に用いる成型装置の概略構成とモールド工程を説明するための平面図及び断面図である。
【図５】図４のモールド工程により得られた中間構造体を示す平面図及び断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造方法のボールマウント工程を説明するための平面図及び断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造方法の基板ダイシング工程を説明するための平面図及び断面図である。
【図８】図７の基板ダイシング工程により得られた半導体装置の断面図である。
【図９】本発明に用いる配線基板の変形例を示す平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造方法について説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造に用いられる配線基板の概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００１７】
配線基板１００は、例えば０．２ｍｍ厚のガラスエポキシ配線基板であり、図１に示すようにマトリックス状に配置された複数の製品形成部１０１を有している。マトリックス状に配置された複数の製品形成部１０１は、例えば４×４で１６個の２つの製品エリア１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ構成している。配線基板１００の複数の製品形成部１０１には、それぞれ所定の配線パターン（図示せず）が形成され、配線パターンは部分的に絶縁膜（図示せず）、例えばソルダーレジストで覆われている。
【００１８】
製品形成部１０１の一面側の配線のソルダーレジストから露出された部位には、複数の接続パッド１０３が形成されている。また、製品形成部１０１の他面の配線のソルダーレジストから露出された部位には、複数のランド１０４が形成されている。そして、接続パッド１０３とこれに対応するランド１０４とは配線基板１００の配線１０５によりそれぞれ電気的に接続されている。
【００１９】
また、製品形成部１０１がマトリックス状に配置された製品エリア１０２ａ、１０２ｂの周囲には枠部１０６が配置されている。枠部１０６には所定の間隔で位置決め孔１０７が設けられ、搬送・位置決めが可能に構成されている。また、隣り合う製品形成部１０１間はダイシングライン１０８となる。このようして、図１（ａ）及び（ｂ）に示すような配線基板１００が準備される。
【００２０】
なお、図１（ａ）では下側がゲート側で、上側がエアベント側であり、図１（ｂ）では左側がゲート側で、右側がエアベント側である。
【００２１】
ここで、第１の実施形態に係るBGA型半導体装置の製造に用いられる配線基板は、製品エリア１０２ａ、１０２ｂに対応させて、図中、一点鎖線で示すような２つのモールドエリア１０９ａ、１０９ｂが設定される。特に、モールドエリア１０２ａ、１０２ｂは配線基板１００の実質上中央のエリア、すなわち配線基板１００の端縁からほぼ等距離となるエリア内に設定される。これまで、２つの製品エリアは、図中、通常の製品エリアとして破線で示すように、それぞれの平面的な中心が、対応するモールドエリア１０９ａ、１０９ｂの平面的な中心とほぼ一致するように、モールドエリア１０９ａ、１０９ｂ内に配置、形成されていた。
【００２２】
これに対し、第１の実施形態に用いられる配線基板１００では、製品エリア１０２ａ、１０２ｂは、それぞれの平面的な中心位置が、対応するモールドエリア１０９ａ、１０９ｂの平面的な中心から外れるように、偏心させてモールドエリア１０９ａ、１０９ｂ内に配置、形成される。ここでは特に、製品エリア１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ、図中破線で示す従来の配置位置から、エアベント側に距離ｄ１だけずらすと共に、互いに離れる方向（ゲートからエアベントに向う方向に直角な方向、すなわち図１（ａ）の左右方向）に距離ｄ２だけずらして配置形成するようにしている。
【００２３】
次に、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線基板１００はチップマウント工程に移行され、各製品形成部１０１に半導体チップ２００が搭載される。
【００２４】
半導体チップ２００は、例えばＳｉ基板の一面に論理回路や記憶回路等が形成され、周辺近傍位置には複数の電極パッド（図示せず）が形成されている。また、電極パッドを除く半導体チップの一面には、パッシベーション膜（図示せず）が形成され、回路形成面を保護している。
【００２５】
そして、チップマウント工程では、図示しないダイボンディング装置を用いて、配線基板１００の一面側の製品形成部１０１の略中央部に、それぞれ半導体チップ２００の他面（電極パッドが形成された一面とは反対側の面）を絶縁性の接着材或いはＤＡＦ（Die Attached Film）等を介して接着固定する。全ての製品形成部１０１に半導体チップ２００が搭載された配線基板１００は、ワイヤボンディング工程に移行される。
【００２６】
ワイヤボンディング工程では、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、半導体チップ２００の一面に形成された電極パッドと、それに対応する製品形成部１０１の接続パッド１０３とを導電性のワイヤ１１０により結線する。ワイヤ１１０は例えばＡｕ或いはＣｕ等からなる。図示しないワイヤボンディング装置により、溶融され先端にボールが形成されたワイヤ１１０の一端を半導体チップ２００の電極パッド上に超音波熱圧着することで接続し、その後、所定のループ形状を描き、ワイヤ１１０の他端を対応する接続パッド１０３上に超音波熱圧着することで接続する。全ての製品形成部１０１へのワイヤ接続が完了した配線基板１００は、図３に示すように構成されてモールド工程に移行される。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の封止工程について説明する。
【００２８】
図４は、第１の実施形態に係る半導体装置の封止工程に用いる成型装置（トランスファモールド装置）の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
成型装置３００は、図４（ａ）に示すように、上型３０１と下型３０２からなる成形金型を有している。上型３０１にはキャビティ３０３が形成されており、下型３０２には配線基板１００を搭載する凹部３０４が形成されている。
【００３０】
前記ワイヤボンディングの完了した配線基板１００（図３参照）は、図４（ｂ）に示すように、下型３０２の凹部３０４にセットされる。そして、上型３０１を下型３０２に対して型閉めすることで、配線基板１００の上方に所定の大きさのキャビティ３０３やゲート３０５に対応する空間が形成される。成型装置３００は、図１（ａ）等に示されるように、１つのモールドエリアに対して複数（ここでは３個）のゲート３０５を有する。本実施形態では、ＭＡＰ方式で構成されているため、キャビティ３０３は複数の製品形成部１０１を一括で覆う大きさで構成されている。また、本実施形態ではキャビティ３０３はモールドエリア１０９ａ、１０９ｂに対応するように２つに分割して配置、形成されている。そして、下型３０２のポットにタブレット３０６（レジンタブレット）が供給され、加熱溶融される。
【００３１】
そして、図４（ｃ）に示すように、溶融されたモールド樹脂３０７をプランジャー３０８によりカル３０５−１、ランナー３０５−２、ゲート３０５−３経由でキャビティ３０３内に注入する。キャビティ３０３内にモールド樹脂３０７を充填した後、所定の温度、例えば１８０℃でキュアすることで、モールド樹脂３０７が硬化され、２つのモールドエリアに対応する２つの封止体が形成される。
【００３２】
その後、成型装置３００の成型金型を開いて、封止体付きの配線基板１００を取り出し、所定の温度、例えば２４０℃でリフローすることで封止体が完全に硬化される。なお、図４（ｄ）に示すように、成型金型から取り出された封止体には、成型金型のカル３０５−１、ランナー３０５−２、ゲート３０５−３に対応する部分にモールド樹脂が残るが、除去される。
【００３３】
このようにして、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、配線基板１００上に設定された２つのモールドエリア１０９ａ、１０９ｂをそれぞれ樹脂で封止した２つの封止体４０１ａ、４０１ｂが形成された半導体装置の中間構造体４００が形成される。
【００３４】
中間構造体４００の２つの封止体４０１ａ、４０１ｂはそれぞれ、配線基板１００の端縁からほぼ等距離のエリア内に形成されるが、２つの封止体４０１ａ、４０１ｂ内では、製品エリア１０２ａ、１０２ｂはそれぞれの平面的な中心が封止体４０１ａ、４０１ｂの平面的な中心から偏心した位置にある。言い換えれば、複数の半導体チップ２００を実装した製品エリア１０２ａと、複数の半導体チップ２００を実装した製品エリア１０２ｂは、封止体４０１ａ、４０１ｂ内で、エアベント側寄り、かつ互いに離れる方向（図５（ａ）の左右方向）の側に偏心（オフセット）した領域に封止されている。なお、封止体４０１ａ、４０１ｂの上面は平坦である。
【００３５】
このようにモールドエリア内において、製品エリアをエアベント側にオフセット配置することで、成型金型を変更することなく、モールド樹脂（封止体）のゲート側の領域を製品エリア外とすることができる。これにより、フィラーの分布量が少なく、樹脂反りの生じやすいゲート側のモールド樹脂の領域を製品エリア外とすることができ、半導体装置の反りを低減することができる。
【００３６】
またモールドエリア内において、２つの製品エリアを互いに離れる方向、すなわち図５（ａ）の左右方向にオフセット配置している。この場合、図１（ａ）にゲート位置として示しているように、成型金型３００の複数のゲートが、できる限り製品形成部１０１に搭載される半導体チップ２００の間に規定されるダイシングライン１０８（図１）に対応する位置に配置されるように、２つの製品エリア１０２ａ、１０２ｂを左右方向にオフセット配置することができ、モールド工程においてモールドエリアへ注入される溶融樹脂の流動性を向上させることができる。これによりモールドエリアへのボイドの発生を低減できる。
【００３７】
なお、第１の実施形態では、モールドエリア内において、製品エリアをオフセット配置するように構成しているため、配線基板のサイズと、配線基板のモールド領域、モールド金型は変更無しで固定とすることができるので、配線基板の汎用性を損なうことなく、半導体装置の反り低減や封止樹脂の流動性を向上できる。
【００３８】
また第１の実施形態では、２つのモールドエリア内において、２つの製品エリアをエアベント側と、左右方向にオフセット配置するように構成したが、いずれか一方のみに製品エリアをオフセット配置するように構成しても良い。
【００３９】
次に、配線基板１００はボールマウント工程に移行され、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線基板１００の他面に格子状に配置された複数のランド１０４上に、導電性の半田ボール５００を搭載し、外部端子となるバンプ電極を形成する。
【００４０】
ボールマウント工程では、配線基板１００上のランド１０４の配置に合わせて複数の吸着孔が形成された図示しない吸着機構を用いて、例えば半田等からなる半田ボール５００を吸着孔に保持し、保持された半田ボール５００を、フラックスを介して配線基板１００のランド１０４に一括搭載する。
【００４１】
全ての製品形成部１０１への半田ボール５００の搭載後、配線基板１００をリフローすることでバンプ電極（外部端子）が形成される。封止体４０１ａ、４０１ｂは、中間構造体４００の反りを低減しているため、半田ボール５００を良好に搭載できる。
【００４２】
次に、半田ボール５００の搭載された配線基板１００は基板ダイシング工程に移行される。
【００４３】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線基板１００を縦方向、横方向の複数のダイシングライン１０８で切断し、製品形成部１０１毎に分離する。基板ダイシング工程は、配線基板１００の封止体４０１ａ、４０１ｂ側をダイシングテープ６００に接着し、ダイシングテープ６００によって配線基板１００を支持する。その後、配線基板１００を図示しないダイシング装置のダイシングブレードにより縦横のダイシングラインに沿って切断して製品形成部１０１毎に切断分離する。切断分離後、ダイシングテープ６００からピックアップすることで、図８に示すような半導体装置７００が得られる。上述のように、半導体チップ２００は、配線基板１００上に接着材７０１により接着固定される。
【００４４】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４５】
例えば上記実施形態では、モールドエリア１０９ａ、１０９ｂ内において、製品エリア１０２ａ、１０２ｂをエアベント側にオフセットする場合について説明したが、図９に示すように、製品エリア１０２ａ’、１０２ｂ’をモールドエリア１０９ａ、１０９ｂ内においてゲート側に距離ｄ３だけオフセットするように構成しても良い。製品エリアをモールドエリア内でゲート側にオフセットする場合には、製品エリアにエアベント領域を設ける構成となるため、製品エリアのエアベント側へのボイドの発生を低減できる。勿論、図９において、２つの製品エリア１０２ａ’、１０２ｂ’を、２つのモールドエリア１０９ａ、１０９ｂ内で互いに離れる左右方向にオフセット配置しても良い。
【００４６】
また上記実施形態では、一つの製品形成部に、一つの半導体チップを搭載した半導体装置に適用した場合について説明したが、複数の半導体チップを並置或いは積層搭載したMCP（Multi Chip Package）型の半導体装置に適用しても良い。
【００４７】
また上記実施形態では、ガラスエポキシ基材からなる配線基板について説明したが、ポリイミド基材からなるフレキシブルな配線基板等に適用しても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１００    配線基板
１０１    製品形成部
１０２ａ、１０２ｂ    製品エリア
１０３    接続パッド
１０４    ランド
１０５    配線
１０６  枠部
１０７  位置決め孔
１０８  ダイシングライン
２００  半導体チップ
１１０  ワイヤ
３００  成型装置
３０１  上型
３０２  下型
３０３  キャビティ
３０４  凹部
３０５−１  カル
３０５−２    ランナー
３０５−３    ゲート
３０６  タブレット
３０７  モールド樹脂
３０８  プランジャー
４００  中間構造体
【図１】
2012064751.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012064751.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012064751.tif 000009
【図８】
2012064751.tif 000010
【図９】
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