(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の電極に着地して接合される外部接続用の電極が形成された電極形成面を有する半導体素子と、前記電極形成面の裏面に伸縮する材質の樹脂接着材を介して接合される前記半導体素子と同材質の補強部材とを備え、前記基板に実装後に前記基板に外力により撓み変形が発生した場合は、前記補強部材はこの撓み変形に追従して変形せず、前記半導体素子と前記樹脂接着材のみがこの撓み変形に追従して変形するものであり、且つ前記補強部材の前記半導体素子との接合面の裏面は識別情報の印加面となっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、複数の半導体素子が形成された半導体ウェハの電極形成面の裏面を削る薄化工程と、薄化工程後の前記半導体ウェハの裏面に前記半導体素子と同材質の補強部材を伸縮する材質の樹脂接着材を介して接合する接合工程と、半導体ウェハを前記補強部材と共に半導体素子毎に切断することにより個片の半導体装置に分離する分離工程とを含むことを特徴とする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、半導体素子の電極形成面の裏面に接着材により補強部材を接合して成る半導体装置および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】
電子機器の基板などに実装される半導体装置は、ウェハ状態で回路パターン形成が行われた半導体素子にリードフレームのピンや金属バンプなどを接続するとともに樹脂などで封止するパッケージング工程を経て製造されている。最近の電子機器の小型化に伴って半導体装置の小型化も進み、中でも半導体素子を薄くする取り組みが活発に行われている。
【０００３】
薄化された半導体素子は外力に対する強度が弱くハンドリング時のダメージを受けやすいことから、従来より薄化された半導体素子を用いた半導体装置は、半導体素子を補強のための樹脂層で封止する構造が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄い半導体素子の表面に樹脂層を形成する工程においては、樹脂層形成時の硬化収縮による半導体素子の反りや割れなどの不具合が発生しやすいものであった。この問題は半導体素子が薄化するほど顕著となり、１００μｍ以下の極薄の半導体素子では樹脂封止することすら困難な状況となる。
【０００５】
そこで本発明は、薄化された半導体素子の取り扱いが簡単な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の半導体装置は、基板の電極に着地して接合される外部接続用の電極が形成された電極形成面を有する半導体素子と、前記電極形成面の裏面に伸縮する材質の樹脂接着材を介して接合される前記半導体素子と同材質の補強部材とを備え、前記基板に実装後に前記基板に外力により撓み変形が発生した場合は、前記補強部材はこの撓み変形に追従して変形せず、前記半導体素子と前記樹脂接着材のみがこの撓み変形に追従して変形するものであり、且つ前記補強部材の前記半導体素子との接合面の裏面は識別情報の印加面となっている。
【０００８】
請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、複数の半導体素子が形成された半導体ウェハの電極形成面の裏面を削る薄化工程と、薄化工程後の前記半導体ウェハの裏面に前記半導体素子と同材質の補強部材を伸縮する材質の樹脂接着材を介して接合する接合工程と、半導体ウェハを前記補強部材と共に半導体素子毎に切断することにより個片の半導体装置に分離する分離工程とを含む。
【００１０】
本発明によれば、基板の電極に着地して接合される半導体素子の外部接続用電極が形成された電極形成面の裏面に伸縮する材質の樹脂接着材を介して半導体素子と同材質の補強部材を接合することにより、熱変形による半導体ウェハの反りを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の工程説明図、図３は本発明の実施の形態１の半導体装置の斜視図、図４は本発明の実施の形態１の半導体装置の実装方法の説明図である。なお、図１、図２は半導体装置の製造方法を工程順に示している。
【００１２】
図１（ａ）において、１は複数の半導体素子が形成された半導体ウェハである。半導体ウェハ１の上面には、外部接続用の電極であるバンプ２が形成されている。図１（ｂ）に示すように、半導体ウェハ１の上面のバンプ形成面（電極形成面）にはシート３が貼着され、シート３によって補強された状態で電極形成面の裏面の薄化加工が行われる（薄化工程）。薄化加工手段としては、砥石を用いた研磨装置や、ドライエッチング装置によるエッチング、さらには薬液の化学反応を利用してエッチングを行うものがある。これにより、半導体ウェハ１は約５０μｍの厚さまで薄化される。具体的な薄化加工方法としては、まず砥石を用いた研磨装置で半導体ウェハ１の裏面の粗加工を行い、ドライエッチングやウェットエッチングで仕上げ加工を行う。この仕上げ加工では、粗加工によって半導体ウェハの裏面に生じたマイクロクラックを除去するので、抗折強度に優れた極薄の半導体ウェハ１を得ることができる。
【００１３】
次に、薄化された半導体ウェハ１の下面へのバンパ板４の貼着が行われる。図１（ｃ）に示すように、半導体素子と同材質のシリコンを板状に形成したバンパ板４の上面には接着材５が塗布される。ここで、接着材５は低弾性係数の樹脂接着材であり、エラストマーなど接合状態における弾性係数が小さく、小さな外力で容易に伸縮する材質が用いられる。バンパ板４の材質として半導体ウェハ１を構成する半導体素子１’と同材質のシリコンを用いることにより、接着材５の硬化時に熱膨張率差による反り変形が生じにくいという効果を得る。
【００１４】
次にこの接着材５の塗布面に対して、薄化された半導体ウェハ１を貼着し、半導体ウェハ１とバンパ板４とを接合する（接合工程）。このバンパ板４は、各半導体素子毎に切り分けられて半導体装置を形成した状態で、半導体装置のハンドリング用の保持部として機能すると共に、半導体素子を外力や衝撃から保護する補強部材としての役割をも有するものである。このためバンパ板４は、半導体素子の曲げ剛性よりも大きな曲げ剛性を有する充分な厚さとなっている。この後、図１（ｄ）に示すように、半導体ウェハ１を貼着後のバンパ板４の下面には、ダイシング工程における保持用のシート６が貼着され、シート３が電極形成面から剥離される。
【００１５】
次いで、シート６によって保持されたバンパ板４および半導体ウェハ１はダイシング工程に送られる。ここでは、図２（ａ）に示すようにバンパ板４と半導体ウェハ１とを異なるダイシング幅で切り分ける２段ダイシングが行われる。すなわち半導体ウェハ１はダイシング幅ｂ１で切り分けられて個片の半導体素子１’に分割され、バンパ板４はｂ１よりも狭いダイシング幅ｂ２で切り分けられて個片のバンパ部材４’となる（分離工程）。このダイシング工程において、半導体ウェハ１とバンパ板４とは同材質であるため、ダイシング条件の設定が容易であり、半導体素子１’へのダメージを減少させるとともにダイシングを効率よく行うことができる。
【００１６】
そして、接着材５によって半導体素子１’と接着されたバンパ部材４’をシート６から剥離することにより、図２（ｂ）に示すように個片の半導体装置７が完成する。この半導体装置７は、外部接続用の電極であるバンプ２が形成された半導体素子１’と、この半導体素子１’の電極形成面の裏面に接着材５により接合された補強部材としてのバンパ部材４’とを備えた構成となっており、バンパ部材４’のサイズＢ２は半導体素子１’のサイズＢ１よりも大きく、その外周端は、半導体素子１’の外周端よりも外側に突出している。バンパ部材４’は半導体素子１’と接着材５によって接合された構造となっている。接着材５は低弾性係数の樹脂接着材であるので、半導体素子１’の変形を許容する状態で、この半導体素子１’をバンパ部材４’に接合している。
【００１７】
図３に示すように、バンパ部材４’の上面には、従来の樹脂封止型の電子部品の上面と同様に、識別情報としての部品コード８が印字されており、コーナ部には実装時の方向を特定する極性マーク９が形成されている。すなわち、バンパ部材４’の半導体素子１’との接合面の裏面は、識別情報の印加面となっている。この後、個片の半導体装置７を上下反転してバンパ部材４’を上面側にし、電子部品供給用のテープに収容するテーピング処理を行う。これにより、半導体装置７は、電子部品実装装置による実装が可能な状態となる。
【００１８】
この半導体装置７の実装について図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、半導体装置７はバンパ部材４’の上面を実装ヘッド１０によって吸着して保持され、実装ヘッド１０を移動させることにより、基板１１の上方に位置する。そして半導体装置７のバンプ２を基板１１の電極１２に位置合わせした状態で、実装ヘッド１０を下降させて半導体素子１’のバンプ２を基板１１の電極１２の上に着地させる。
【００１９】
その後基板１１を加熱することにより、バンプ２を電極１２に半田接合する。すなわち、半導体装置７を基板１１へ搭載する際のハンドリングにおいて、実装ヘッド１０によって、保持部であるバンパ部材４’を保持する。なおバンプ２の電極１２との接合に、導電性樹脂接着材による接合方法を用いてもよい。
【００２０】
この半導体装置７を基板１１に実装して成る実装構造は、半導体装置７の電極であるバンプ２をワークである基板１１の電極１２に接合することにより半導体装置７が基板１１に固定される形態となっている。図４（ｃ）に示すように、実装後に基板１１に何らかの外力により、撓み変形が発生した場合には、半導体素子１’は薄くて撓みやすくしかも接着材５は低弾性係数の変形しやすい材質を用いていることから、基板１１の撓み変形に対して補強部材であるバンパ部材４’はこの撓み変形に追従して変形せず、半導体素子１’と接着材５の接着層のみが基板１１の撓み変形に追従して変形する。
【００２１】
これにより、実装後にアンダーフィル樹脂を充填するなどの補強処理を必要とすることなく接合部の応力が緩和され、単に半導体素子１’とバンパ部材４’とを接着材５により接合するという簡易な形態のパッケージ構造で、実装後の信頼性を確保が実現される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の電極に着地して接合される半導体素子の外部接続用電極が形成された電極形成面の裏面に伸縮する材質の樹脂接着材を介して半導体素子と同材質の補強部材を接合するようにしたので、半導体素子と補強部材との熱膨張率の差が存在せず、熱変形による半導体ウェハの反りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の工程説明図
【図２】  本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の工程説明図
【図３】  本発明の実施の形態１の半導体装置の斜視図
【図４】  本発明の実施の形態１の半導体装置の実装方法の説明図
【符号の説明】
１  半導体ウェハ
１’  半導体素子
２  バンプ
３  シート
４  バンパ板
４’  バンパ部材
５  接着材
６  シート
【図１】
0004043720.tif 000002
【図２】
0004043720.tif 000003
【図３】
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【図４】
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