(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップを実装した半導体パッケージの製造方法において、基板の一方の面に前記ＩＣチップ実装用のボンディングパターンを、他方の面に外部接続用電極を形成するための電極パターンを集合回路基板面に複数個分配列して形成する回路基板形成工程と、前記ボンディングパターンと前記ＩＣチップを電気的接続するＩＣチップ実装工程と、該ＩＣチップを樹脂封止する封止工程とによりパッケージ集合体を形成し、該パッケージ集合体のＩＣチップの端面側を基準部材に固定する保持工程と、保持された前記パッケージ集合体の前記集合回路基板を切削して単個の完成半導体パッケージを形成する切削工程とからなることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】
前記パッケージ集合体保持工程は、前記ＩＣチップの端面側を平坦化する平坦化工程と、平坦化された前記ＩＣチップ側を前記基準部材に固着する固定工程とからなることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記平坦化工程は、前記ＩＣチップの端面を切削して平坦化することを特徴とする請求項２記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記平坦化工程は、封止面を切削して平坦化することを特徴とする請求項２記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記平坦化工程は、ワイヤーボンディング実装した前記ＩＣチップの切削面高さが、ワイヤーボンディング形状の最高点より高いことを特徴とする請求項２又は４に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記平坦化工程は、フリップチップ実装した前記ＩＣチップの切削面高さが、前記ＩＣチップの回路形成面より高いことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記平坦化工程は、前記ＩＣチップの端面に平板を固着したことを特徴とする請求項２，３，４，６のいずれか１項に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記平板は金属であることを特徴とする請求項７記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項９】
前記平坦化工程は、集合回路基板の外周部に枠を付け、封止樹脂を充填して平坦化したことを特徴とする請求項２記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記ＩＣチップ側を前記基準部材に固定する保持工程は、接着剤で固着することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記保持工程は、前記ＩＣチップ側の平坦面を真空吸着したことを特徴とする請求項１〜４、７、９のいずれか１項に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記切削工程は、ダイシングソーによる切削で行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１３】
前記切削工程は、前記封止樹脂も同時に切削されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージの製造方法に係わり、更に詳しくは多数個取りする半導体パッケージの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体パッケージの小型化、高密度化に伴いベア・チップを直接フェイスダウンで、基板上に実装するフリップチップボンディングが開発されている。カメラ一体型ＶＴＲや携帯電話機等の登場により、ベア・チップと略同じ寸法の小型パッケージ、所謂ＣＳＰ（チップサイズ／スケール・パッケージ）を載せた携帯機器が相次いで登場してきている。最近ＣＳＰの開発は急速に進み、その市場要求が本格化している。
【０００３】
図７は、多数個取りし、高密度実装化した従来技術が特開平８−１５３８１９号公報に開示されている。以下図面に基づいてその概要を説明する。
【０００４】
図７において、短冊状の回路基板１にスルーホール２を形成後、銅メッキ層を施す工程と、全ての回路パターンと接続する共通電極１４を含む複数個、例えば２個のＢＧＡを構成する回路パターンを形成する回路パターン形成工程と、前記回路基板１の上下両面に感光性樹脂皮膜を施した後、エッチングにより、共通電極１４及びＩＣチップ、ボンディングワイヤ、半田バンプの各接続部を除くようにドライフイルムを形成するドライフイルムラミネート工程と、前記共通電極１４を利用して前記回路基板１の上下両面の露出している電極の銅メッキ層の表面に、Ｎｉ−Ａｕメッキ層を形成する。
【０００５】
次に、共通電極１４と回路パターンとを分離するパターン分離工程は、製品分離ライン１５の四辺に沿って、その四隅に回路基板１と連結する連結部１５ａを残すように、ルータ加工により長穴１６を穴明けする。その後、ワイヤーボンディング及びトランスファーモールドにより樹脂封止し、回路基板１の下面に半田バンプを形成する。
【０００６】
製品分離工程は、前記四隅に残した連結部は狭隘なため、プレス抜き等の切り離し手段で余分な負荷をかけることなく極めて容易に分離することにより、単個のＢＧＡを製造することができる。
【０００７】
しかしながら、前述した短冊状の複数個取りする半導体パッケージの製造方法は、単個の半導体パッケージの製造方法に比較して生産性は若干向上するが、小型パッケージであるＣＳＰにおいては、回路基板製造時の基板取り個数が少なく、生産コストが高くなる。また、前記ＣＳＰのように、前記回路基板の外縁から最外周に位置するボール電極の中心までの距離が差が無くなると、製品分離工程でプレス抜き等の切り離し手段で分離する時の金型押さえ代が無くなる等の問題があった。
【０００８】
そこで、小型携帯機器等に搭載するＣＳＰの従来の半導体パッケージの製造方法について以下その概要を説明する。
【０００９】
先ず図８（ａ）に示す多数個取りする回路基板形成工程は、両面銅張りされた集合回路基板１Ａにスルーホール（図示しない）を形成した後、無電解銅メッキ及び電解銅メッキにより銅メッキ層を形成し、更にメッキレジストをラミネートし、露光現像してパターンマスクを形成した後、エッチング液を用いてパターンエッチングを行うことにより、前記集合回路基板１Ａの上面側には複数個分配列したＩＣ接続用電極３、下面側にパッド電極である外部接続用電極４を形成する。次にソルダーレジスト処理を行い、所定の部分にレジスト膜を形成することにより、前記集合回路基板１Ａの下面側には外部接続用電極４を露呈するように、マトリックス状に多数の同一形状の半田付け可能な表面であるレジスト膜の開口部を形成し、多数個取りする集合回路基板１Ａが完成される。２はＸ、Ｙ方向に直交するカットラインである。
【００１０】
図８（ｂ）に示すＩＣチップ実装工程は、先ず、ＩＣウエハーをバンプ工程に流して前記ＩＣウエハーのパッド電極面に半田バンプ５を形成する。前記半田バンプ５の形成方法には、一般に、スタッドバンプ方式、ボールバンプ方式、及びメッキバンプ方式等があるが、その中で、パッド電極位置にレジストにて窓を形成し半田浴槽中に浸漬してメッキにて半田バンプを形成するメッキバンプ方式は、パッド電極間の狭い配列でバンプを形成することが可能で、ＩＣチップの小型化には有効な半田バンプの形成手段である。
【００１１】
前記半田バンプ５を形成後、前記ＩＣウエハーを粘着テープ等で貼着した状態で、所定のチップサイズにダイシングソー等の装置でウエハーの厚みをフルカット方式でＸ、Ｙ方向に切断した後、ＩＣチップ６を単体に分割する。
【００１２】
前記半田バンプ付きＩＣチップ６、又は前述した集合回路基板１Ａの前記配線バターンの所定位置にフラックスを塗布して、単体に分割した前記ＩＣチップ６を１個づつ複数個分配列した集合回路基板１Ａの個々の回路基板１上の所定位置に搭載した後、半田リフロー工程を経て、フリップチップ実装を行う。
【００１３】
図８（ｃ）に示す封止工程は、熱硬化性の封止樹脂７で前記隣接する複数個のＩＣチップ５に跨がった状態で、サイドポッティングにより一体的に樹脂封止することにより、ＩＣチップ６はフェイスダウンで集合回路基板１Ａの個々の回路基板１上に固定される。
【００１４】
図９（ａ）に示す基準部材張り付け工程は、ＩＣチップ６を実装した集合回路基板１Ａの平坦な底面を、基準部材８上に接着剤又は粘着テープ等の固定手段で張り付ける。張り付け面が互いに平坦なため、確実に固定される。
【００１５】
図９（ｂ）は、タイシング工程で、前述のＸ、Ｙ方向のカットライン２に沿って、ダイシングソー等の切削手段で単個に切削、分割した後、溶解液等により基準部材８より剥離する。
【００１６】
図９（ｃ）は、ボール電極を形成するボール形成工程は切削、分離された個々の回路基板１の下面側に形成された外部接続用電極４の位置に、半田ボールを配置してリフローすることによりボール電極９を形成する。以上の工程により単個のフリップチップＢＧＡ２０が完成される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した半導体パッケージの製造方法には次のような問題点がある。即ち、半田ボール付けは、単個に切削、分割された回路基板毎に半田ボークを配置して行うもので、小型パッケージであるＣＳＰにおいては、回路基板の外縁から最外周に位置するボール電極の中心までの距離が無くなると、半田ボール付け時の治具スペースが取れなくなる。また、個々に半田ボール付けを行うので生産性が低く、コストアップ等の問題があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、小型携帯機器等に搭載する信頼性及び生産性に優れた、安価な半導体パッケージの製造方法を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるＩＣチップを実装した半導体パッケージの製造方法は、基板の一方の面に前記ＩＣチップ実装用のボンディングパターンを、他方の面に外部接続用電極を形成するための電極パターンを集合回路基板面に複数個分配列して形成する回路基板形成工程と、前記ボンディングパターンと前記ＩＣチップを電気的接続するＩＣチップ実装工程と、該ＩＣチップを樹脂封止する封止工程とによりパッケージ集合体を形成し、該パッケージ集合体のＩＣチップ側を基準部材に固定する保持工程と、保持された前記パッケージ集合体の前記集合回路基板を切削して単個の完成半導体パッケージを形成する切削工程とからなることを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記パッケージ集合体保持工程は、前記ＩＣチップの端面側を平坦化する平坦化工程と、平坦化された前記ＩＣチップ側を前記基準部材に固着する固定工程とからなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、前記平坦化工程は、前記ＩＣチップの端面を切削して平坦化することを特徴とするものである。
【００２２】
また、前記平坦化工程は、封止面を切削して平坦化することを特徴とするものである。
【００２３】
また、前記平坦化工程は、ワイヤーボンディング実装したＩＣチップの切削面高さが、ワイヤーボンディング形状の最高点より高いことを特徴とするものである。
【００２４】
また、前記平坦化工程は、フリップチップ実装した前記ＩＣチップの切削面高さが、前記ＩＣチップの回路形成面より高いことを特徴とするものである。
【００２５】
また、前記平坦化工程は、前記ＩＣチップの端面に平板を固着したことを特徴とするものである。
【００２６】
また、前記平板は金属であることを特徴とするものである。
【００２７】
また、前記平坦化工程は、集合回路基板の外周部に枠を付け、封止樹脂を充填して平坦化したことを特徴とするものである。
【００２８】
また、前記ＩＣチップ側を基準部材に固定する保持工程は、接着剤で固着することを特徴とするものである。
【００２９】
また、前記保持工程は、ＩＣチップ側の平坦面を真空吸着したことを特徴とするものである。
【００３０】
また、前記切削工程は、ダイシングソーによる切削で行うことを特徴とするものである。
【００３１】
また、前記切削工程は、封止樹脂も同時に切削されることを特徴とするものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における半導体パッケージの製造方法について説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態で、多数個取りする半導体パッケージの製造工程を示す説明図である。従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００３３】
先ず、図１（ａ）の回路基板形成工程、図１（ｂ）のＩＣ実装工程、図１（ｃ）の樹脂封止工程は、前述の従来技術と同様であるので、説明は省略する。
【００３４】
図示しないボール電極を形成する半田ボール付け工程は、前記集合回路基板１Ａの個々の回路基板１の下面側に形成された外部接続用電極４の位置に、フリップチップの半田の融点より低い融点の半田ボールを配置してリフローすることにより、図１（ｃ）に示すような、突起電極であるボール電極９が形成される。ボール付け半田の組成は、フリップチップは、Ｐｂ：９０％、Ｓｎ：１０％、融点２５０℃で、ボール電極９は、Ｐｂ：４０％、Ｓｎ：６０％、融点１８０℃でそれぞれ融点の異なる半田が使用される。
【００３５】
図２（ａ）に示す基準部材張り付け工程は、後述するＩＣチップ側平坦化工程後に、ＩＣチップ側に形成した平坦面を基準部材８に接着剤、例えば、日東電工（株）製の熱剥離テープ「エレップホルダー感圧型ダイシングテープ、ＳＰＶ−２２４」等の固定手段により張りつけるか、後述すＩＣチップ側を樹脂で埋没させて平坦面を形成し、該平坦面を基準部材８に接着剤等の固定手段により張りつけるか、又は、封止面に平板を付けてフラット面出し後に基準部材８上に固定する。更に、ＩＣチップ側の平坦面を真空吸着して基準部材８上に固定する等の様々な固定手段で行う。上記のように、接着剤等で固定するため、治具等による押さえ代が不要となり、その分基板の取り個数が多くなり多数個取り生産に有利である。ＩＣ面に多少接着剤が残ってもＩＣの性能には影響しない。
【００３６】
図２（ｂ）はタイシング工程で、前述のＸ、Ｙ方向のカットライン２に沿って、ダイシングソー、例えば、ディスコ製のダイシング機「ＤＦＤ−６４０」、使用ブレード「ＮＢＣ−ＺＢ１０９０Ｓ３、０．１ｍｍ幅」等を使用した切削手段で単個に切削、分割した後、溶解液、例えば、日化精工（株）製のワックス「スカイワックス４１５」等を使用して基準部材８より剥離する。以上の工程により単個のフリップチップＢＧＡ１０が完成される。
【００３７】
図３（ａ）、（ｂ）は共に前述したＩＣチップの端面側の平坦化工程を示す。図３（ａ）は、フリップチップ実装したＩＣチップ６の端面をグラインディング等の切削手段で、切削面１１ａの高さがＩＣチップ６の回路形成面より高くなるように、ＩＣチップ６の端面及び封止樹脂７の上面を所定量切削することにより平坦面１１を形成するものである。
【００３８】
図３（ｂ）は、ワイヤーボンディング実装したＩＣチップ６の端面側をグラインディング等の切削手段で、切削面１１ａの高さがワイヤーボンディング形状の最高点より高くなるように、所定量封止樹脂７の上面を切削することにより平坦面１１を形成するものである。
【００３９】
図４（ａ）、（ｂ）は共に前述したＩＣチップ６の端面側の平坦化工程を示す。図４（ａ）は、トランスファーモールドで封止樹脂７によりフラットな端面部を面出して、平坦面１１を形成するものである。図４（ｂ）は、集合回路基板１Ａの外周部を囲むように、金属又はプラスチック部材等よりなる枠部材１２を載せて、ＩＣチップ６側が埋没するように封止樹脂７を充填して、平坦面１１を形成するものである。図４（ａ）、（ｂ）は共に封止樹脂７で平坦面１１を形成するので、端面部を切削する必要はない。
【００４０】
図５は、フリップチップ実装したＩＣチップ６の端面に平板を固着した平坦化工程を示す。図において、ＩＣチップ６の端面に固着する平板１３は、熱伝導性のよい薄い金属、例えば、アルミ板、銅板、Ｃｕ−Ｗ系よりなる金属板等の放熱板で、前記平板１３はフラットの面出しと同時に、熱の放散を兼ねているものである。
【００４１】
前記基準部材８への固定工程は、紫外線反応型樹脂で固着してもよい。ＵＶテープ、例えば、日東電工（株）製のＵＶテープ「ＵＥ−２０９１Ｊ」等を使用する。前記ＵＶテープは両面接着剤のように使用して接着する。剥がす前にＵＶを照射すると接着力が極端に低下するので剥がすのが容易である。
【００４２】
また、基準部材８への固定工程は、熱反応型樹脂で固着してもよい。
【００４３】
また、基準部材８への固定工程は、溶剤反応型樹脂で固着してもよい。
【００４４】
また、基準部材８への固定工程は、前述したようにＩＣチップ６側の平坦面を真空吸着孔を有するチャックテーブル等で真空吸着してもよい。真空吸着しながら、前述のタイシング装置にセットして、直交するＸ、Ｙ方向にカットライン２に沿ってメタルブレードで切断、分離する。
【００４５】
切断工程は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、封止樹脂７も同時に切削することにより、半導体パッケージの外形形状が均一化され、綺麗に出来上がり商品価値を上げることが可能である。
【００４６】
図６は、電解メッキ法によって、回路基板上に複数個分のＣＳＰ用等の回路パターンを形成した集合回路基板１Ａを示す平面図である。この集合回路基板１Ａは、Ｘ方向に延在する２本の共通電極１４を有し、更に、共通電極１４に接続してＹ方向に延在する複数本の共通電極１４ａを有している。Ｙ方向に延在する複数本の共通電極１４ａは、それぞれ両側にＣＳＰ用の製品の回路パターン１４ｃに連なる枝状の配線パターン１４ｂが形成されている。
【００４７】
この集合回路基板１Ａに対しては、前述の実施の形態で説明した工程と同様な手順でＩＣチップの実装、封止、半田ボール付け等を行い、そして基準部材にＩＣチップ側のフラット面を固定する。その後切削工程を行う場合に、電解メッキ法による回路基板では、共通電極から個々の配線パターンを切り離すように切断する必要があるので、図に示すＸ方向の切削手順としては、通常のＡ、Ｂ、Ｃ・・Ｊ、Ｋと行うところだが、Ｙ方向の共通電極１４ｂ部分の切断間隔（Ｂ−Ｃ、Ｅ−Ｆ・・Ｉ−Ｊの間隔）は、他の部分の間隔に比較して狭く、連続して切断すると、図２（ｂ）、図５のように、隣接するＩＣチップ６間が封止樹脂７で埋まっていないような場合は、基準部材８に対する固着力が弱いので、切削中に回路基板が変形したり、切削ラインがずれたりする等の問題があった。
【００４８】
そこで、本実施形態によれば、Ｘ方向の切削手順をＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｃ、Ｆ、Ｊと行うことにより、切削間隔の狭い共通電極部分を連続切削しないので、回路基板に変形、切削ラインのずれ等の問題が生ぜずに切削できるものである。
【００４９】
以上、回路基板の他方の面に形成した外部接続用電極に、突起電極として半田バンプを形成した半導体パッケージの製造方法について説明したが、マザーボード側に半田バンプを形成することにより、回路基板側に半田バンプを形成せずに外部接続用電極のパット面を直接マザーボード側の半田バンプに接続しても良いことは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体パッケージの製造方法によれば、前記集合回路基板の上面側に複数個分配列して回路基板にＩＣチップを実装し、ＩＣチップを樹脂封止して、下面側の外部接続用電極に半田ボールを形成後、ＩＣチップ側を基準部材に固定した後、切削して単個の半導体パッケージを製造することにより、従来のように切断した個々の回路基板に半田ボール付けを行うことがない。小型携帯機器等に搭載する多数個取りに適し、生産性、信頼性に優れた安価な半導体パッケージの製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる半導体パッケージの製造工程で、回路基板形成工程、ＩＣ実装工程、樹脂封止工程を示す説明図である。
【図２】図１の製造工程後の基準部材張り付け工程、ダイシング工程を示す説明図である。
【図３】ＩＣチップ側端面及び樹脂面を切削により平坦面を形成する平坦化工程を示す断面図である。図である。
【図４】封止樹脂によりＩＣチップ側に平坦面を形成する平坦化工程を示す断面図である。
【図５】放熱板兼用の平板をＩＣチップ側に固着して平坦面を形成する平坦化工程を示す断面図である。
【図６】電解メッキ法によって回路基板上に複数個の回路パターンを形成した集合回路基板を示す平面図である。
【図７】従来の短冊状のＢＧＡの平面図である。
【図８】従来のＢＧＡの製造工程で、回路基板形成工程、ＩＣ実装工程、樹脂封止工程を示す説明図である。
【図９】従来のＢＧＡの製造工程で、図８の製造工程後の基準部材張り付け工程、ダイシング工程、ボール付け工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  回路基板
１Ａ  集合回路基板
２  カットライン
３  ＩＣ接続用電極
４  外部接続用電極
５  半田ボール
６  ＩＣチップ
７  封止樹脂
８  基準部材
９  ボール電極（突起電極）
１０  フリップチップＢＧＡ
１１  平坦面
１１ａ  切削面
１２  枠部材
１３  平板
１４  共通電極
【図１】
0004115556.tif 000002
【図２】
0004115556.tif 000003
【図３】
0004115556.tif 000004
【図４】
0004115556.tif 000005
【図５】
0004115556.tif 000006
【図６】
0004115556.tif 000007
【図７】
0004115556.tif 000008
【図８】
0004115556.tif 000009
【図９】
0004115556.tif 000010