(57)【要約】【課題】長穴加工と打ち抜き加工を併用する配線基板の加工方法において、長穴による切断ラインとパンチによる打ち抜きの切断ラインとの間の段差を抑制することができる配線基板の加工方法を提供する。【解決手段】個々の配線基板（半導体装置）の外形ライン３に沿って長穴５を形成する際に、長穴５の端部に、長穴５の幅方向に膨らむ膨らみ部５ａを形成する。そして、長穴５の端部と丸穴４との間も外形ライン３に沿ってパンチにより打ち抜く。【選択図】図１
2009152331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載される個々の配線基板が複数個連結された連結配線基板を個々の配線基板に分割する配線基板の加工方法であって、
前記配線基板の外形ラインに沿って、前記外形ラインの一部を残して長穴を形成し、且つ前記長穴の端部を前記長穴の幅方向に膨らむ形状にする工程と、
近接する前記長穴の端部の間を、前記外形ラインに沿ってパンチにより切断する工程と、
を具備することを特徴とする配線基板の加工方法。
【請求項２】
前記長穴の端部の膨らみは０．１５ｍｍないし０．２０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の配線基板の加工方法。
【請求項３】
前記長穴の端部は、前記配線基板の外周部に形成されている隣接するビアの間に形成することを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の配線基板の加工方法。
【請求項４】
半導体素子が配線基板上に搭載された半導体装置であって、当該半導体装置の外形に少なくとも２箇所以上の凹部を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記凹部は、当該半導体装置の外形から０．０５ｍｍないし０．２５ｍｍへこんでいることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記凹部は、当該半導体装置の外周部に形成されている隣接するビアの間に位置することを特徴とする請求項４もしくは５のいずれかに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が搭載される個々の配線基板が複数個連結された連結配線基板を個々の配線基板に分割する配線基板の加工方法、および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴いそれに搭載、実装される半導体装置にも小型化、高密度化が強く求められている。その要求に伴い、半導体装置の形状は、従来の挿入型のＤＩＰ（デュアル・インライン・パッケージ）から面実装型のＳＯＰ（スモール・アウトライン・パッケージ）やＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）等に移り変わってきた。近年は更なる小型化、高密度化のために、外部端子を装置下部全面にわたって格子状に配置したＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）と呼ばれるパッケージや、ＢＧＡよりも狭ピッチに外部端子を配置し且つＢＧＡよりも小型化したＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）と呼ばれるパッケージが主流となってきている。
【０００３】
ＢＧＡおよびＣＳＰの主な構成並びに製造方法を以下に述べる。
ＢＧＡおよびＣＳＰでは、配線基板として有機の多層配線基板を用いるのが一般的である。多層配線基板は、Ｃｕ等の金属材料からなる配線部と、樹脂およびガラスクロス等からなる絶縁部とで構成されている。
【０００４】
半導体素子の配線基板への実装方法はワイヤボンド工法が一般的だが、電気的特性の向上を目的にフリップチップ工法を用いる場合もある、実装された半導体素子は必要に応じて樹脂によりオーバーモールドされる。また、外部端子として半田ボールを配線基板の背面（半導体素子を実装する面とは反対側の面）に搭載するのが一般的である。
【０００５】
次に製造方法について述べる。ＢＧＡおよびＣＳＰでは、製造の効率化のため、半導体素子が搭載される個々の配線基板が複数個連結された連結配線基板を用いるのが一般的であり、個々の配線基板上の所定の位置に半導体素子を実装した後、必要に応じて半導体素子をオーバーモールドしたり、外部端子として半田ボールを搭載したりする。そして、最後に半導体装置を個片化するために、外形切断を行う。
【０００６】
外形切断方法は次の２つの方法が一般的である。
第１の方法は、ダイヤモンドブレード等を用いてダイシングにより個々の半導体装置に分割する方法である。本方法は、ダイヤモンドが装着されたヤスリ状のブレードによって外形切断を行うので、切断面の面粗度に優れるが、個々の半導体装置の外形ラインに沿ってダイシングしなければならないため作業性および量産性の点で問題がある。
【０００７】
第２の方法は、連結配線基板に予め設けた位置決め用の規制穴にピンを挿入して、連結配線基板を位置規制しておき、個々の半導体装置の外形ラインに沿って金型でパンチして打ち抜く方法である。本方法は、作業性および量産性に優れ、現在最も一般的に用いられている方法である。
【０００８】
金型でパンチして打ち抜く方法のうち、最も一般的に用いられている方法は、ルーターと呼ばれるドリルによる長穴加工とパンチによる打ち抜き加工を併用する加工方法である。以下、この長穴加工と打ち抜き加工を併用した従来の配線基板の加工方法について、図９、図１０を用いて説明する。
【０００９】
図９、図１０は従来の配線基板の加工方法を説明するための工程平面図であり、図１０は、パンチによる打ち抜き加工時の外形ラインのコーナー部の拡大図である。まず、図９（ａ）に示すように、長穴加工前に形成した位置決め用の規制穴１０２、および個々の半導体装置（配線基板）の外形ライン１０３の４つのコーナーに長穴加工前に形成した丸穴１０４が設けられた連結配線基板１０１に対して、ルーターにより長穴１０５を形成する。
【００１０】
丸穴１０４はコーナーを面取りするためのものであり、半導体装置（配線基板）の外形の４つのコーナーの形状を、内側にへこんだ円弧状にする。また、長穴１０５は、その内側が外形ライン１０３と一致するように、各丸穴１０４の手前まで形成する。なお、長穴１０５の端部と丸穴１０４との間の切り残し幅は、半導体装置組立工程に耐えうる強度を保てる範囲に設定する。
【００１１】
次に、図９（ｂ）に示すように、連結配線基板１０１に形成されている個々の配線基板上の所定の位置に半導体素子１０６を実装した後、図９（ｃ）に示すように、実装した半導体素子１０６を封止樹脂１０７でオーバーモールドする。また、図示しないが、その後、外部端子として半田ボールを個々の配線基板の背面に搭載する。最後に、図１０に示すように、長穴１０５の端部と丸穴１０４との間の吊り部（半導体装置を連結配線基板のフレームに連結する連結部）をパンチ１０８により打ち抜き、半導体装置を個片化する。
【００１２】
なお、長穴加工と打ち抜き加工を併用した従来の配線基板の加工方法の他の例として、図１１（ａ）に示すように、個々の半導体装置（配線基板）の外形ラインの４つのコーナー部を残して長穴１０５を形成して、図１１（ｂ）に示すように、コーナー部を丸型パンチ１０９で打ち抜く方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
しかしながら、従来の配線基板の加工方法では、以下の問題があった。
ダイヤモンドブレード等を用いてダイシングにより個々の半導体装置に分割する方法では、半導体装置の外形を精度よく形成することができるが、個々の半導体装置（配線基板）の外形ラインをダイシングのみで切断するため作業性が低下する。また、ダイシングソーの発熱による半導体装置の端部の劣化を防ぐために、水等をダイシングソーに噴霧する必要があり、配線基板に実装された半導体素子が水に晒されるので、吸湿の懸念があり、外形切断後、乾燥させる必要がある。
【００１４】
また、現在最も一般的に採用されている、ルーターと呼ばれるドリルによる長穴加工とパンチによる打ち抜き加工を併用する方法では、パンチによる打ち抜きの切断ラインが、長穴による切断ラインよりも突出せざるを得ない。
【００１５】
これは、長穴の内側にパンチが入ると長穴の端部をパンチにて崩してしまい製品の破壊が懸念されるため、長穴およびパンチの位置精度を考慮して、パンチの狙い位置を半導体装置（配線基板）の外形ラインの外側にするためである。
【００１６】
具体的には、連結配線基板に設けた位置決め用の規制穴からの長穴の位置精度が０．１０ｍｍないし０．１５ｍｍ程度、規制穴からのパンチの位置精度が０．０５ｍｍ程度であるので、パンチで長穴の端部を破壊しないようにするには、パンチの狙い位置を最低でも０．１５ｍｍ程度、長穴の狙い位置である半導体装置（配線基板）の外形ラインの外側にする必要がある。
【００１７】
よって、この長穴加工と打ち抜き加工を併用する従来の配線基板の加工方法では、パンチによる打ち抜きの切断ラインと長穴による切断ラインとの間に段差が形成されることになる。図１２に、外形切断後の半導体装置（配線基板）のコーナー部の拡大図を示す。図１２において、１１０は長穴による切断ライン、１１１はパンチによる打ち抜きの切断ライン、１１２は長穴による切断ライン１１０とパンチによる打ち抜きの切断ライン１１１との間に形成される段差である。このように段差１１２が形成されると、検査ソケットに半導体装置を挿抜する際や、搬送用のトレイに半導体装置を挿抜する際に、半導体装置が検査ソケットや搬送用トレイに嵌まり込み、破壊されるおそれがある。
【００１８】
また、図１１を用いて説明したように、半導体装置（配線基板）の外形ラインのコーナー部を丸型のパンチで打ち抜く方法では、コーナーの吊り部（半導体装置を連結配線基板のフレームに連結する連結部）を非常に小さくする必要があり、半導体装置組立工程に耐えうる強度を保つには現実的ではない。
【特許文献１】特開２００２−３３４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑み、長穴加工と打ち抜き加工を併用する配線基板の加工方法において、長穴による切断ラインとパンチによる打ち抜きの切断ラインとの間の段差を抑制することができる配線基板の加工方法、および半導体装置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】
【００２０】
本発明の請求項１記載の配線基板の加工方法は、半導体素子が搭載される個々の配線基板が複数個連結された連結配線基板を個々の配線基板に分割する配線基板の加工方法であって、前記配線基板の外形ラインに沿って、前記外形ラインの一部を残して長穴を形成し、且つ前記長穴の端部を前記長穴の幅方向に膨らむ形状にする工程と、近接する前記長穴の端部の間を、前記外形ラインに沿ってパンチにより切断する工程と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項２記載の配線基板の加工方法は、請求項１記載の配線基板の加工方法であって、前記長穴の端部の膨らみは０．１５ｍｍないし０．２０ｍｍであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項３記載の配線基板の加工方法は、請求項１もしくは２のいずれかに記載の配線基板の加工方法であって、前記長穴の端部は、前記配線基板の外周部に形成されている隣接するビアの間に形成することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置は、半導体素子が配線基板上に搭載された半導体装置であって、当該半導体装置の外形に少なくとも２箇所以上の凹部を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置は、請求項４記載の半導体装置であって、前記凹部は、当該半導体装置の外形から０．０５ｍｍないし０．２５ｍｍへこんでいることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項６記載の半導体装置は、請求項４もしくは５のいずれかに記載の半導体装置であって、前記凹部は、当該半導体装置の外周部に形成されている隣接するビアの間に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の好ましい形態によれば、長穴加工と打ち抜き加工を併用する配線基板の加工方法において、安価に、長穴による切断ラインとパンチによる打ち抜きの切断ラインとの間の段差を抑制することができ、半導体装置（配線基板）の外形をほぼ一直線状に形成することが可能となる。
【００２７】
よって、検査ソケットに半導体装置を挿抜する際や、搬送用のトレイに半導体装置を挿抜する際に、半導体装置が検査ソケットや搬送用トレイに嵌まり込むという不具合を解消でき、それによる半導体装置の破壊を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の配線基板の加工方法、および半導体装置の実施の形態について、図面を交えて説明する。本実施の形態に係る配線基板の加工方法は、ルーターと呼ばれるドリルによる長穴加工と金型でパンチして打ち抜く打ち抜き加工を併用した工法である。
【００２９】
図１ないし図３は本実施の形態に係る配線基板の加工方法を説明するための図であり、図１はパンチによる打ち抜き加工前の各工程を示す平面図、図２はパンチによる打ち抜き加工前の外形ラインのコーナー部の拡大図、図３（ａ）はパンチによる打ち抜き加工時の断面図、図３（ｂ）はパンチによる打ち抜き加工時の外形ラインのコーナー部の拡大図である。
【００３０】
まず、図１（ａ）に示すように、長穴加工前に形成した位置決め用の規制穴２、および個々の半導体装置（配線基板）の外形ライン３の４つのコーナーに長穴加工前に形成した丸穴４が設けられた連結配線基板１に対して、ルーターにより長穴５を形成する。
【００３１】
連結配線基板１は、半導体素子が搭載される個々の配線基板が複数個連結されたものであり、配線基板としては、例えば、Ｃｕ等の金属材料からなる配線部と、樹脂およびガラスクロス等からなる絶縁部とで構成される有機の多層配線基板を用いる。丸穴４はコーナーを面取りするためのものであり、半導体装置（配線基板）の外形の４つのコーナーの形状を、内側にへこんだ円弧状にする。
【００３２】
ルーターによる長穴加工は、配線基板の素材および厚さに応じて決定したドリルによって行われ、長穴５は、その内側が外形ライン３と一致するように、各丸穴４の手前まで形成する。この長穴加工はＮＣ加工によって行われるため、規制穴２からの長穴５の位置精度は、一般的に０．１０ｍｍないし０．１５ｍｍ程度である。
【００３３】
本実施の形態では、この長穴加工の際に、長穴５の端部を、図２に示すように、長穴５の幅方向に膨らむ形状にする。図２において、５ａは長穴５の端部に形成した膨らみ部である。膨らみ部５ａの形状は、ルーター加工上、円形になるが、円形に限定されるものではなく、長穴５の幅方向に膨らんでいればよい。
【００３４】
なお、長穴５の端部と丸穴４との間の切り残し幅は、個々の半導体装置を分割するまで、連結配線基板のフレームにより半導体装置を支持できる強度を保てる範囲で、できるだけ小さくすることが望ましい。具体的には、数ｍｍ以下の基板厚の２倍以上が望ましい。
【００３５】
次に、図１（ｂ）に示すように、連結配線基板１に形成されている個々の配線基板上の所定の位置に半導体素子６を搭載して、配線基板と半導体素子とを電気的に接続する。この半導体素子の配線基板への実装方法としては、ワイヤボンド工法やフリップチップ工法を用いる。
【００３６】
次に、必要に応じて、図１（ｃ）に示すように、実装された半導体素子６を封止樹脂７によりオーバーモールドして半導体素子、および半導体素子と配線基板との電気的接続部を保護する。また、図示しないが、その後、必要に応じて、外部端子としての半田ボールを個々の配線基板の背面（半導体素子を実装する面とは反対側の面）に搭載する。
【００３７】
最後に、連結配線基板１から個々の半導体装置を分割するための外形切断を行う。この分割工程においては、図３に示すように、まず連結配線基板１の規制穴２にパンチ本体（金型）９の規制ピン１０を挿入して、連結配線基板１を位置決め固定する。
【００３８】
次に、長穴５の端部と丸穴４との間の吊り部（半導体装置を連結配線基板のフレームに連結する連結部）を、パンチ１１により打ち抜き、半導体装置を個片化する。このとき、パンチ１１の内側を、個々の半導体装置（配線基板）の外形ライン３に一致させる。このように本実施の形態では、パンチとルーターの狙い位置を同一直線上に設定する。
【００３９】
パンチ１１には、その大きさがコーナー部の丸穴４の直径および長穴５の端部の幅（２つの膨らみ部５ａの幅と長穴５の幅の合計値）を加工精度のバラツキを含めて超えないものを使用する。半導体装置（配線基板）の外形ラインに対するパンチの位置精度は、金型一体ものであるので、ほぼ規制ピン１０による位置決め精度のみで決定され、０．０５ｍｍ程度である。なお、図３において、８は半導体装置の外部端子としての半田ボール、１２は規制ピン１０の挿入穴である。
【００４０】
図４に、外形切断後の半導体装置（配線基板）のコーナー部の拡大図を示す。図４において、１３は長穴による切断ライン、１４はパンチによる打ち抜きの切断ライン、１５は長穴端部に形成した膨らみ部による切断ラインである。
【００４１】
本実施の形態によれば、長穴の端部に膨らみ部を設けることにより、ルーターの狙い位置とパンチの狙い位置とを共に外形ラインと一致させても、パンチが長穴の内側に入ることがないので、パンチによって長穴が破壊されることがない。
【００４２】
よって、ルーターの狙い位置とパンチの狙い位置とを共に外形ラインと一致させることができ、図４に示すように、長穴による切断ライン１３とパンチによる打ち抜きの切断ライン１４とがほぼ一直線となり、半導体装置（配線基板）の外形をほぼ一直線状に形成することが可能となる。
【００４３】
したがって、検査ソケットに半導体装置を挿抜する際や、搬送用のトレイに半導体装置を挿抜する際に、半導体装置が検査ソケットや搬送用トレイに嵌まり込むという不具合を解消でき、それによる半導体装置の破壊を防止できる。
【００４４】
続いて、長穴の端部に形成する膨らみ部について詳細に説明する。この膨らみ部の目的は、その膨らみによって、規制穴からの長穴の位置精度と規制穴からのパンチの位置精度との差を吸収する点にある。
【００４５】
上述したように、規制穴からの長穴の位置精度は、ＮＣ加工時のルーター精度によって決定され、０．１０ｍｍないし０．１５ｍｍ程度である。一方、規制穴からのパンチの位置精度は、パンチ時の位置規制の精度によって決定され、０．０５ｍｍ程度である。したがって、長穴をパンチによって破壊しないためには、長穴の幅方向への各膨らみは、それぞれ０．１５ｍｍないし０．２０ｍｍ程度必要となる。
【００４６】
また、半導体素子を実装する面とは反対側の面（背面）に外部端子を設ける半導体装置では、実装した半導体素子と外部端子とは、配線基板内に設けたビア（Ｖｉａ）を介して電気的に接続される。実装密度を高めることを目的として、一般的に、外部端子は配線基板の背面にグリッド状に配置されており、それに伴いビアもほぼグリッド状に配置される。したがって、半導体装置の外周部に形成されているビアはほぼ等ピッチに配置される。
【００４７】
ビア近傍は穴あけ加工のため機械的強度が弱く、長穴端部の膨らみ部はビア近傍を避けて形成するのが望ましい。よって、膨らみ部は、ビアピッチの中間部、つまり配線基板（半導体装置）の外周部に形成されている隣接するビアの間に形成するのが望ましい。このようにすれば、ビアから膨らみ部を最も遠ざけることになる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、連結配線基板のフレームに半導体装置が安定して支持されるように、各コーナー部を連結配線基板との連結部とし、各コーナー２箇所、計８箇所をパンチによって切断したが、パンチによる切断箇所を減らしてもよく、例えば、図５に示すように、配線基板（半導体装置）の外形ライン３のコーナーに丸穴を設けずに、パンチによる切断箇所が４箇所となるように長穴５を形成してもよい。同様に、図６に示すようにパンチによる切断箇所が２箇所となるように長穴５を形成してもよいし、図７に示すようにパンチによる切断箇所が１箇所となるように長穴５を形成してもよい。
【００４９】
このように、パンチによる切断箇所を少なくすることで、長穴による切断ラインとパンチによる打ち抜きの切断ラインとの境界部が減少するので、半導体装置の外形がより一直線状に近づき、安定した外形を形成できる。
【００５０】
続いて、本実施の形態に係る半導体装置について説明する。以上説明したように、本実施の形態では、長穴端部に膨らみ部を設けるので、半導体装置の外形には、少なくとも２箇所に、長穴端部の膨らみ部による切断ラインからなる凹部が形成される。図８に半導体装置の外形に形成される凹部（長穴端部の膨らみ部による切断ライン）の一例を示す。
【００５１】
図８（ａ）は、長穴端部に形成した膨らみが０．１５ｍｍで、長穴による切断ライン１３が外形ライン（狙い位置）３から外側へ０．０５ｍｍずれ、パンチによる打ち抜きの切断ライン１４が外形ライン（狙い位置）３から内側へ０．０５ｍｍずれた場合を示している。この場合、長穴端部の膨らみ部による切断ライン（凹部）１５は、パンチによる打ち抜きの切断ライン１４から０．０５ｍｍへこみ、長穴による切断ライン１３から０．１５ｍｍへこむ。
【００５２】
また、図８（ｂ）は、長穴端部に形成した膨らみが０．２０ｍｍで、長穴による切断ライン１３が外形ライン（狙い位置）３と一致し、パンチによる打ち抜きの切断ライン１４が外形ライン（狙い位置）３から外側へ０．０５ｍｍずれた場合を示している。この場合、長穴端部の膨らみ部による切断ライン（凹部）１５は、パンチによる打ち抜きの切断ライン１４から０．２５ｍｍへこみ、長穴による切断ライン１３から０．２０ｍｍへこむ。
【００５３】
このように本実施の形態に係る半導体装置の外形には、０．０５ｍｍないし０．２５ｍｍへこんだ凹部が形成されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる配線基板の加工方法、および半導体装置は、半導体装置の外形をほぼ一直線状に形成することが可能となり、個々の配線基板が複数個連結された連結配線基板を用いて製造されるＢＧＡやＣＳＰ等のパッケージに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施の形態に係る配線基板の加工方法を説明するための図
【図２】本実施の形態に係る配線基板の加工方法を説明するための図
【図３】本実施の形態に係る配線基板の加工方法を説明するための図
【図４】本実施の形態に係る半導体装置のコーナー部の拡大図
【図５】本実施の形態に係る配線基板の加工方法の他の第１例を説明するための図
【図６】本実施の形態に係る配線基板の加工方法の他の第２例を説明するための図
【図７】本実施の形態に係る配線基板の加工方法の他の第３例を説明するための図
【図８】本実施の形態に係る半導体装置の外形に形成された凹部の一例を示す拡大図
【図９】従来の配線基板の加工方法を説明するための図
【図１０】従来の配線基板の加工方法を説明するための図
【図１１】従来の配線基板の加工方法の他例を説明するための図
【図１２】従来の半導体装置のコーナー部の拡大図
【符号の説明】
【００５６】
１、１０１      連結配線基板
２、１０２      規制穴
３、１０３      外形ライン
４、１０４      丸穴
５、１０５      長穴
５ａ    膨らみ部
６、１０６      半導体素子
７、１０７      封止樹脂
８      半田ボール
９      パンチ本体
１０      規制ピン
１１      パンチ
１２      挿入穴
１３、１１０      長穴による切断ライン
１４、１１１      パンチによる打ち抜きの切断ライン
１５      膨らみ部による切断ライン
１０８      パンチ
１０９      丸型パンチ
１１２      段差
【図１】
2009152331.tif 000003
【図２】
2009152331.tif 000004
【図３】
2009152331.tif 000005
【図４】
2009152331.tif 000006
【図５】
2009152331.tif 000007
【図６】
2009152331.tif 000008
【図７】
2009152331.tif 000009
【図８】
2009152331.tif 000010
【図９】
2009152331.tif 000011
【図１０】
2009152331.tif 000012
【図１１】
2009152331.tif 000013
【図１２】
2009152331.tif 000014