(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子に分割される半導体搭載回路基板の表面のうち、前記半導体搭載回路基板の前記半導体素子分割用の切断線に沿って熱硬化性樹脂系接着剤を塗布して接着剤層を形成する塗布工程と、
該接着剤層を一次加熱により半硬化であるＢステージ状態にする半硬化工程と、
前記半導体搭載回路基板を切断して前記半硬化状態の接着剤層を有する半導体素子に分割する分割工程と、
前記半硬化状態の接着剤層を被実装体に接触させて加圧し、該半硬化状態の接着剤層を二次加熱により完全硬化させて前記半導体素子と前記被実装体とを接着する接着工程と、
前記半導体素子と前記被実装体とを電気的に接続する接続工程と、
前記半導体素子の封止工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記被実装体は複数の前記半導体素子の実装が可能な大きさであり、該被実装体に複数の半導体素子を接着して該半導体素子を封止した後、前記被実装体を切断して個々の前記半導体装置に分離する工程を含む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】
前記被実装体は、実装用基板又はリードフレームであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記接着剤の塗布を、印刷方式で行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体素子の封止を、印刷方式で行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記印刷を真空下で行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記封止工程の後、前記分離工程の前に、前記実装用基板にハンダボールを取り付けることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の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、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）に代表される半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体装置の小型化、薄型化及び高密度化の傾向に伴い、実装面積を半導体素子の寸法にまで小型化、軽量化したＣＳＰが提案されている。
【０００３】
ＣＳＰは、例えば、図１２に示すように、基板１０１、スルーホール１０２、半導体素子１０３、ハンダボール１０４、ボールパッド１０５、ワイヤー１０６、封止材１０７等から構成されている。ＣＳＰのうちインタポーザを使用するタイプのものは、両面スルーホール基板であり、高価なものになる上、スルーホールの部分にはハンダボール用のパッドを設けることができないため、ハンダボールの密度が限定される。逆に、ハンダボールの数が多くなるように設計する場合には、基板を大きくしなければならないという問題があり、更に、スルーホールが存在する場合には、吸湿による信頼性の低下という問題がある。
【０００４】
そこで、かかる問題点を解決するために、片面のみに回路が形成されてスルーホールを必要としない基板を用いた半導体装置として、例えば特開平１１−１３５５２６公報に示されるものが提案されていた。
【０００５】
しかし、接着剤や接着テープを用いて半導体素子を基板に接着するので、半導体素子の位置決め精度を良くしようとした場合には、特別な装置を必要とし、生産コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
また、半導体搭載回路基板から分割された半導体素子に接着剤を塗布する場合には、ディスペンサーを用いる必要があり、生産効率が悪くなるという問題があった。
【０００７】
また、接着剤を半導体素子に印刷方式で塗布する場合には、多数の半導体素子を同時に塗布することが有効な手段となるが、印刷前に多数の半導体素子を整列させて位置決めを行い、印刷後は半導体素子を収集しなければならないなど手間がかかるという問題があった。
【０００８】
また、未硬化の接着剤は粘性が低いので、接着剤が塗布された半導体素子を加圧して基板に接着する場合には、接着剤が流れて周辺を汚染したり半導体素子の位置ずれという問題があり、また、接着剤の粘度はゲル化が起きるまでに一旦低下するので、半導体素子の加圧の制御が困難になるという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、あらかじめ接着剤が塗布された半導体搭載回路基板の分割を可能にすることにより、分割後の半導体素子に接着剤を塗布する場合のように、半導体素子の整列や収集等の手間が省けて生産性が向上し、また、生産設備が簡単で量産性にも優れた半導体装置の製造方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のため、本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子に分割される半導体搭載回路基板の表面のうち、前記半導体搭載回路基板の前記半導体素子分割用の切断線に沿って熱硬化性樹脂系接着剤を塗布して接着剤層を形成する塗布工程と、該接着剤層を一次加熱により半硬化であるＢステージ状態にする半硬化工程と、前記半導体搭載回路基板を切断して前記半硬化状態の接着剤層を有する半導体素子に分割する分割工程と、前記半硬化状態の接着剤層を被実装体に接触させて加圧し、該半硬化状態の接着剤層を二次加熱により完全硬化させて前記半導体素子と前記被実装体とを接着する接着工程と、前記半導体素子と前記被実装体とを電気的に接続する接続工程と、前記半導体素子の封止工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また,前記被実装体は複数の前記半導体素子の実装が可能な大きさであり、該被実装体に複数の半導体素子を接着して該半導体素子を封止した後、前記被実装体を切断して個々の前記半導体装置に分割する工程を含むのが望ましい。
【００１３】
前記被実装体は、実装用基板又はリードフレームであるのが望ましい。また、前記接着剤の塗布や前記半導体素子の封止を印刷方式で行うのが望ましく、該印刷を真空下で行うのが望ましい。
【００１４】
前記封止工程の後、前記分離工程の前に、前記実装用基板にハンダボールを取り付けるのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体装置の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
半導体装置の製造方法は、図２乃至図９に示すように、半導体搭載回路基板（シリコンウエーハ）１に接着剤を塗布して接着剤層２を形成する塗布工程と、該接着剤層２を一次加熱により半硬化（Ｂステージ）状態にする半硬化工程と、半導体搭載回路基板１を切断して半導体素子３に分割する分割工程と、半導体素子３と実装用基板（被実装体）４とを接着する接着工程と、前記半導体素子３と実装用基板４とを電気的に接続する接続工程と、半導体素子３の封止工程と、実装用基板４にハンダボール６を形成する端子形成工程と、実装用基板４を切断して個々の半導体装置５に分離する分離工程とを有する。
【００１７】
塗布工程は、図２に示すように、半導体搭載回路基板１の切断線１ａ上に接着剤を印刷方式で塗布することにより、半導体搭載回路基板１の回路を囲む接着剤層２を形成する。
【００１８】
接着剤は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂系接着剤である。また、このような接着剤に、接着剤層の厚みの確保や基板と半導体素子を並行に保つ目的で、スペーサーの働きをする大きさに制御された充填材を配合しても良い。
【００１９】
接着剤は、真空下で印刷するのが望ましい。それは、印刷時に樹脂中に含まれる気泡によって絶縁性が低下するのを防止するためである。例えば、被実装体がリードフレームの場合には、真空下で印刷しないと、樹脂中の気泡によりリード間あるいはリードとチップ間の絶縁性が低下するおそれがある。
【００２０】
半硬化工程では、熱風ヒーターや紫外線ヒーター等の加熱手段（図示省略）により所定の時間、温度（例えば、１００〜１４０℃で１０分〜３０分程度の条件下）で接着剤層２を一次加熱し、図１０に示すように、接着剤層２をＢステージ化できる範囲７で加熱を止め、該接着剤層２を常温に戻すことにより、接着剤層２の表面のタックをなくして接着剤層２を半硬化させる。
【００２１】
分割工程は、半導体搭載回路基板１をダイシングブレードによって切断線１ａに沿って図２（ｂ）の一点鎖線で示すように切断し、外周部に半硬化状態の接着剤層２が形成された半導体素子３に分割する。
【００２２】
接着工程では、図４に示すように、複数の開口部４ａを有して複数の半導体素子３の実装が可能であり且つ片面に表面電極４ｂが設けられた実装用基板４を、加熱テーブル８の上に置き、該開口部４ａを塞ぐように実装用基板４の上に半導体素子３を載せ、図外の加圧手段で該半導体素子３を加圧することによりＢステージ状態の接着剤層２を実装用基板４に押し付け、この状態で接着剤層２を二次加熱により完全硬化させて半導体素子３と実装用基板４とを接着する。Ｂステージ化された接着剤層２を加熱した場合には、該接着剤層２は液状化したりタックが出現するが、粘度の高い状態から硬化が始まるので、短時間でゲル化する。なお、二次加熱は、例えば、１５０〜２００℃で１〜１０分程度、あるいは、２００〜３００℃で５〜３０秒程度の条件下で行う。
【００２３】
半導体素子３を加圧する力の大きさは、Ｂステージ状態の接着剤層２が押圧されて周囲に拡がらない程度に設定する。
【００２４】
接続工程では、図５及び図６に示すように、半導体素子３の回路の接続用電極と、実装用基板４の表面電極４ｂとをボンディングワイヤー９で接続する。
【００２５】
封止工程では、図７及び図８に示すように、通孔部１０ａを備えた孔版１０を実装用基板４の上に重ね、真空下で該孔版１０に沿ってスキージ１１を移動させて液状の封止樹脂１２を孔版１１の通孔部１０ａ内に流入させ、半導体素子３の接続用電極と実装用基板４の表面電極４ｂとの接続部等を封止樹脂１２で樹脂封止する。
【００２６】
分離工程では、実装用基板４を切断して図１に示す半導体装置５に分離する。
【００２７】
なお、封止工程の後は、図９に示すように、各半導体素子３の裏面を研磨して半導体素子３の厚みを薄くした後、研磨後の各半導体素子３の裏面側に封止樹脂を印刷方式で塗布して半導体素子３の保護樹脂層１２を形成し、分離工程では、実装用基板４と共に保護樹脂層１２を切断して半導体装置に分離するようにしても良い。
【００２８】
図１１は、本発明の第２実施形態であって、半導体素子３をリードフレーム１３に実装した半導体装置５の製造方法を示している。即ち、図１１（ａ）のように、半導体搭載回路基板１の切断線の両側に該切断線に沿って熱硬化性樹脂系接着剤を塗布して接着剤層２を形成した後、該接着剤層２を一次加熱で乾燥させて半硬化（Ｂステージ）状態にする。次に、同図（ｂ）のように半導体搭載回路基板１を図外のダイサーで切断して半導体素子３に分割した後、同図（ｃ）のように開口部を有する実装用基板４に半導体素子３を押し付けた状態で、半硬化状態の接着剤層２を二次加熱して実装用基板４と半導体素子３を接着し、また、両者をワイヤーボンディング９で電気的に接続して半導体素子３をリードフレーム１３に搭載する。次に、実装用基板４と半導体素子３との電気的接続箇所を樹脂１２で封止した後、半導体装置５に分離する。
【００２９】
なお、接着剤を塗布する箇所は、適宜設計変更でき、また、半導体実装基板４やリードフレーム１３を単数の半導体素子３を実装するサイズに形成することにより、分離工程を省くようにしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体搭載回路基板に接着剤を塗布し、該接着剤を一次加熱によりＢステージ状態にし、半導体搭載回路基板を切断して半導体素子を得るようにしたので、接着剤層の表面のタックがなくなった状態で半導体搭載回路基板を切断することができ、半導体搭載回路基板に予め接着剤層を形成していても、半導体素子の分割が可能になる。その結果、半導体搭載回路基板から分割された半導体素子に接着剤を塗布するのと較べて、半導体素子を整列させる手間や、固定して位置決めする手間や、印刷後に収集する手間等が省け、生産性を向上させることができる。
【００３１】
また、接着工程では前記半硬化状態の接着剤層を被実装体に接触させて加圧し、該半硬化状態の接着剤層を二次加熱により完全硬化させて前記半導体素子と前記被実装体とを接着するので、接着剤がＢステージ状態という粘度が高い状態で加圧されることになり、その結果、接着剤が加圧時に流れて周辺を汚染したり、半導体素子が接着剤層の上を滑って位置ずれすることがなくなる。
【００３２】
また、接着工程では、接着剤層のゲル化は粘度の高いＢステージ状態から開始されるので、短時間で前記半導体素子と前記被実装体とを接着させることができ、生産効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法に適用できる半導体素子に一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において接着剤が塗布された半導体搭載回路基板を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において半導体素子に分割する工程を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において半導体素子と実装用基板との接着工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において半導体素子と実装用基板との電気的接続工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において半導体素子と実装用基板との電気的接続工程を示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において半導体素子の封止工程を示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る半導体素子の製造方法において半導体素子の封止工程を示す断面図である。
【図９】半導体素子の研磨及び半導体素子の裏面側の樹脂封止工程を示す断面図である。
【図１０】加熱による熱硬化性樹脂系接着剤の粘度の変化を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る半導体素子の製造方法の工程を示す断面図である。
【図１２】半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１        半導体搭載回路基板
２        接着剤層
３        半導体素子
４        実装用基板
５        半導体装置
６        ハンダボール
【図１】
0003731112.tif 000002
【図２】
0003731112.tif 000003
【図３】
0003731112.tif 000004
【図４】
0003731112.tif 000005
【図５】
0003731112.tif 000006
【図６】
0003731112.tif 000007
【図７】
0003731112.tif 000008
【図８】
0003731112.tif 000009
【図９】
0003731112.tif 000010
【図１０】
0003731112.tif 000011
【図１１】
0003731112.tif 000012
【図１２】
0003731112.tif 000013