JP2000040775A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
封止した構成の半導体装置及びその製造方法に関し、ク
ラックの発生を抑制することにより信頼性の向上を図る
ことを課題とする。 【解決手段】半導体素子22Aと、この半導体素子22
Aを搭載する基板25と、半導体素子22Aに形成され
た回路形成面23を封止する封止樹脂27Aとを具備す
る半導体装置において、前記封止樹脂27Aに、前記し
た回路形成面23を封止する回路面封止部28Aに加
え、これと一体的に半導体素子22Aの外周側面22a
を覆う側面被覆部29Aを設ける。また、半導体素子2
2Aの高さ寸法をTとしたとき、側面被覆部29Aの回
路形成面23からの高さtをT/4≦t≦Tとなるよう
構成する。
Description
製造方法に係り、特に半導体素子の回路形成面を樹脂に
より封止した構成の半導体装置及びその製造方法に関す
る。近年、半導体装置が搭載される電子機器の小型化に
伴い、半導体装置の小型化が図られている。このため、
半導体装置の大きさを半導体素子(チップ)の大きさに
極めて近付けたCSP(Chip Size Package) が開発さ
れ、また実用されるようになってきている。
に少なくとも回路形成面を封止樹脂により封止するよう
構成されており、また放熱特性を向上させる面から半導
体素子背面を露出させた構成とされている。また、上記
のようにCSPはその大きさが略半導体素子と同じで小
型化を図ることができるが、半導体装置としての所定の
強度も維持させる必要がある。
例を示している。図1は、従来のBGA(Ball Grid Arr
ay) タイプの半導体装置1Aを示している。この半導体
装置1Aは、その全体形状が半導体素子2と略等しい形
状とされたCSPである。
素子2A,基板5,はんだボール6,及び封止樹脂7A
等により構成されている。半導体素子2Aはベアチップ
であり、その回路形成面3にはバンプ4が配設されてい
る。この半導体素子2Aは、バンプ4により基板5にフ
ェイスダウンで接合されている。また、放熱特性を向上
させる面より、半導体素子2Aの背面2aは、外部に露
出された構成とされている。
nding)基板であり、その下部には外部接続端子となるは
んだボール6が配設されている。このはんだボール6と
バンプ4は、基板5に形成された配線及びスルーホール
を介して電気的に接続された構成とされている。また、
半導体素子2Aの回路形成面3は保護を行なわないと、
酸化及び腐食が発生し易いため、半導体素子2Aと基板
5との間には封止樹脂7Aが配設されている。この封止
樹脂7Aを配設することにより、半導体素子2Aの回路
形成面3は保護され、半導体装置1Aの信頼性を向上さ
せることができる。従来、この封止樹脂7Aは、半導体
素子2Aの回路形成面3のみを覆うよう配設されてい
た。
プの半導体装置1Bを示している。この半導体装置1B
も、その全体形状が半導体素子2Bと略等しい形状とさ
れたCSPである。この半導体装置1Bは、大略すると
半導体素子2B,リード8,及び封止樹脂7B等により
構成されている。半導体素子2Bはベアチップであり、
その回路形成面3には電極パッド12が形成されてい
る。また本従来例においても、放熱特性を向上させる面
より、半導体素子2Bの背面2aは、外部に露出された
構成とされている。
剤9により半導体素子2Bに固定されている。また、リ
ード8のインナー側端部と回路形成面3に形成された電
極パッド12との間には、ワイヤ10が配設されてい
る。この半導体装置1Bにおいても、半導体素子2Bの
回路形成面3を保護する必要があり、よって半導体素子
2Bの回路形成面3には封止樹脂7Bが形成されてい
る。そして、リード8のアウター部分は封止樹脂7Bか
ら外部に延出し、外部接続端子として機能する構成とさ
れている。本従来例においても、封止樹脂7Bは、半導
体素子2Bの回路形成面3のみを覆うよう配設されてい
た。
ように、半導体装置1Aを実装基板13に実装した場
合、半導体素子2Aと実装基板13の熱膨張係数の違い
により、例えばリフロー時のように熱の印加時に応力が
発生する。この応力は、半導体素子2Aと封止樹脂7A
との界面に集中して発生する。
の界面に応力集中が発生した時、半導体装置1Aに発生
する現象を説明するための図である。前記のように、半
導体素子2Aと実装基板13の熱膨張係数の違いにより
発生する応力は、半導体素子2Aと封止樹脂7Aとの界
面、換言すれば回路形成面3と封止樹脂7Aとの界面に
集中して発生する(図3(A)に、回路形成面3と封止
樹脂7Aとの界面を矢印Aで示す位置)。
A)と封止樹脂7Aとの界面Aには、図3(B)に示す
ように、微小クラック11Aが発生し易くなる。また、
微小クラック11Aが発生すると、その後に熱応力が印
加されることによりクラックは徐々に進行し、やがて図
3(C)に示すような大きなクラック11Bとなる。そ
して、最終的には半導体素子2Aの回路形成面3はクラ
ック11Bにより破壊され、半導体素子2Aが機能しな
い状態となるおそれがある。
目すると、図1及び図2に示されるように、回路形成面
3(半導体素子2A)と封止樹脂7Aとの界面は外気に
晒されているため、耐湿性に対して十分な効果が得られ
ない。よって、この界面から水分が半導体装置1A,1
B内に侵入し、熱印加時においてはこの水分が蒸発して
体積が増大することによりクラックが発生してしまう。
また、水分が回路形成面3に付着した場合には、回路形
成面3が腐食してしまうおそれもある。
2A,2Bの背面2aが露出した構成であるため、搬送
等により半導体素子2A,2Bにいわゆるエッジ欠けが
発生しやすい。このエッジ欠けが発生すると、これに起
因して半導体素子2A,2Bにチップクラックが発生
し、半導体素子2A,2Bの動作不良の原因となるとい
う問題点も生じる。
あり、クラックの発生を抑制することにより信頼性の向
上を図った半導体装置及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
に本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴と
するものである。請求項1記載の発明は、半導体素子
と、該半導体素子を搭載する基板と、前記半導体素子が
前記基板に搭載された状態において、前記半導体素子に
形成された回路形成面を封止する封止樹脂と、を具備す
る半導体装置において、前記封止樹脂に、前記半導体素
子の外周側面を覆う側面被覆部を設けたことを特徴とす
るものである。
1記載の半導体装置において、前記側面被覆部の回路形
成面からの高さをtとし、前記半導体素子の高さ寸法を
Tとした場合、前記側面被覆部の回路形成面からの高さ
tがT/4≦t≦Tとなるよう構成したことを特徴とす
るものである。
と、該半導体素子を搭載する基板と、前記半導体素子が
前記基板に搭載された状態において、前記半導体素子に
形成された回路形成面を封止する封止樹脂と、を具備す
る半導体装置において、前記半導体素子の前記回路形成
面と反対側に位置する背面の辺エッジに面取り部を形成
したことを特徴とするものである。
3記載の半導体装置において、更に、前記半導体素子の
前記回路形成面の辺エッジに面取り部を形成したことを
特徴とするものである。また、請求項5記載の発明は、
半導体素子と、該半導体素子を搭載する基板と、前記半
導体素子が前記基板に搭載された状態において、前記半
導体素子に形成された回路形成面を封止する封止樹脂
と、を具備する半導体装置において、前記半導体素子の
前記回路形成面と反対側に位置する背面のコーナーエッ
ジに面取り部を形成したことを特徴とするものである。
5記載の半導体装置において、更に、前記半導体素子の
前記回路形成面のコーナーエッジに面取り部を形成した
ことを特徴とするものである。また、請求項7記載の発
明は、前記請求項1または2記載の半導体装置におい
て、前記半導体素子の前記回路形成面と反対側に位置す
る背面の辺エッジに面取り部を形成したことを特徴とす
るものである。
7記載の半導体装置において、更に、前記半導体素子の
前記回路形成面の辺エッジに面取り部を形成したことを
特徴とするものである。また、請求項9記載の発明は、
前記請求項1または2記載の半導体装置において、前記
半導体素子の前記回路形成面と反対側に位置する背面の
コーナーエッジに面取り部を形成したことを特徴とする
ものである。
項9記載の半導体装置において、更に、前記半導体素子
の前記回路形成面のコーナーエッジに面取り部を形成し
たことを特徴とするものである。また、請求項11記載
の発明は、前記請求項7乃至10のいすれかに記載の半
導体装置において、前記封止樹脂が前記面取り部を被覆
していることを特徴とするものである。
子の背面露出部分に捺印処理を行なう捺印工程を有する
半導体装置の製造方法において、前記捺印工程で前記捺
印処理を行なうのに、100nm以上でかつ800nm
以下の波長範囲内のレーザーを用いたことを特徴とする
ものである。
項12記載の半導体装置の製造方法において、前記半導
体素子の背面に対する前記レーザーによる捺印の深さを
2μm以下としたことを特徴とするものである。また、
請求項14記載の発明は、半導体素子の背面が封止樹脂
から露出した構成の半導体装置の製造方法において、前
記封止樹脂となる樹脂をポッティングすることにより、
前記半導体素子の側面全体を封止樹脂で覆う樹脂注入工
程と、該樹脂注入工程終了後、前記半導体素子の背面に
残存する前記封止樹脂を100nm以上でかつ800n
m以下の波長範囲内のレーザーにより除去する除去工程
とを有することを特徴とするものである。
求項1記載の発明によれば、半導体素子に形成された回
路形成面を封止する封止樹脂に、半導体素子の外周側面
を覆う側面被覆部を設けたことにより、封止樹脂と半導
体素子との密着性を向上させることができる。よって、
耐リフロー性及び耐湿性が向上し、これにより半導体装
置の信頼性を向上することができる。
設されていることから、温度サイクル時において回路形
成面近傍に応力が集中することを防止でき、回路形成面
が損傷することを防止することができる。また、請求項
2記載の発明によれば、側面被覆部の回路形成面からの
高さをtとし、半導体素子の高さ寸法をTとした場合、
側面被覆部の回路形成面からの高さtがT/4≦t≦T
となるよう構成したことにより、耐リフロー性及び耐湿
性が向上、及び応力集中による半導体装置の損傷をより
確実に防止することができる。
よれば、半導体素子の背面の辺エッジ或いはコーナーエ
ッジに面取り部を形成したことにより、例えば搬送時等
において生じる半導体素子のエッジ欠けを防止すること
ができる。エッジ欠けが存在すると、熱サイクルを印加
した場合にこのエッジ欠け部分からクラックが発生する
おそれがあるが、辺エッジ或いはコーナーエッジに面取
り部を形成することにより、このクラックの発生を防止
することが可能となる。
よれば、半導体素子の背面に加え、更に半導体素子の回
路形成面の辺エッジ或いはコーナーエッジに面取り部を
形成したことにより、半導体素子と封止樹脂の接触面積
を広くすることができる。よって、半導体素子と封止樹
脂との密着性及び耐湿性は更に向上する。また、回路形
成面の面取り部は封止樹脂により確実に保護されること
となり、エッジ欠けの発生及びこれに起因したクラック
の発生を防止することができる。
よれば、封止樹脂に半導体素子の外周側面を覆う側面被
覆部を設けると共に、半導体素子の背面の辺エッジ或い
はコーナーエッジに面取り部を形成したことにより、耐
リフロー性,耐湿性,及び温度サイクル性の向上と、エ
ッジ欠けの発生防止を共に実現することができる。
によれば、封止樹脂に半導体素子の外周側面を覆う側面
被覆部を設け、また半導体素子の背面に加えて半導体素
子の回路形成面の辺エッジ或いはコーナーエッジに面取
り部を形成したことにより、耐リフロー性,耐湿性,及
び温度サイクル性の向上と、エッジ欠けの発生及びこれ
に起因したクラックの発生をより確実に防止することが
できる。
止樹脂が面取り部を被覆した構成とすることにより、面
取り部は封止樹脂により封止されるため、面取り部によ
るチップ欠け防止効果に加え、封止効果による信頼性の
向上を図ることができる。また、面取り部が存在するこ
とにより、素子側面が垂直面である場合に比べ、封止樹
脂は半導体素子の側面に配設しやすくなり、必要となる
樹脂量を少なくすることができる。
印工程で捺印処理を行なうのに用いるレーザーの波長範
囲を100nm以上でかつ800nm以下としたことに
より、半導体素子の回路形成面に損傷を与えることな
く、半導体素子の背面に捺印を形成することができる。
即ち、レーザーの波長が100nm未満であると、半導
体素子のレーザーの吸収係数が急激に高くなり、半導体
素子に捺印を形成することができなくなる。また、レー
ザーの波長が800nmを越えると、半導体素子のレー
ザーの吸収係数が急激に低くなり、半導体素子の回路形
成面にレーザー光が達し、回路形成面が破壊されるおそ
れがある。
m以上でかつ800nm以下とすることにより、半導体
素子の回路形成面に損傷を与えることなく、半導体素子
の背面に捺印を形成することができる。また、請求項1
3記載の発明によれば、半導体素子の背面に対するレー
ザーによる捺印の深さを2μm以下に設定することによ
り、温度サイクル等によりレーザ捺印部からクラックが
発生することを防止することができる。
脂注入工程において、封止樹脂となる樹脂をポッティン
グすることにより半導体素子の側面全体を前記封止樹脂
で覆うことにより、トランスファーモールド法により樹
脂を形成するのに比べ、容易に封止樹脂を形成すること
ができる。また、続く除去工程では、半導体素子の背面
に残存する封止樹脂(余剰樹脂)を100nm以上でか
つ800nm以下の波長範囲内のレーザーにより除去す
ることにより、半導体素子に影響を与えることなく、余
剰樹脂の除去を容易に行なうことができる。また、この
レーザーを用いて、除去工程に連続して半導体素子に捺
印処理を行なうことも可能となる。
て図面と共に説明する。先ず、図1を用いて本発明の第
1実施例である半導体装置20Aについて説明する。こ
の半導体装置20Aは、その全体形状が半導体素子22
と略等しい形状とされたCSPであり、よって小型化が
図られている。
子22A,基板25,はんだボール26,及び封止樹脂
27A等により構成されている。半導体素子22Aはベ
アチップであり、その回路形成面23にはバンプ24が
配設されている。また、本実施例で用いる半導体素子2
2Aは、特に面取り加工等は行なわれておらず、よって
矩形状の外形を有したものである。この半導体素子22
Aは、バンプ24により基板25にフェイスダウンで接
合されている。また、放熱特性を向上させる面より、半
導体素子22Aの背面22aは外部に露出された構成と
されている。
下部には外部接続端子となるはんだボール26が配設さ
れている。このはんだボール26とバンプ24は、基板
25に形成された配線及びスルーホール(図示せず)を
介して電気的に接続された構成とされている。尚、基板
25はTAB基板に限定されるものではなく、ガラス−
エポキシ基板等の樹脂基板を用いることも、またセラミ
ック基板を用いることも可能である。また、外部接続端
子ははんだボール26に限定されるものではなく、銅ボ
ール等の他の金属ボールを用いることも、また鉛レスは
んだを用いたボールを用いることも可能である。
能動領域となる回路形成面23は、保護を行なわないと
酸化及び腐食が発生し易い。このため、半導体素子22
A(具体的には、回路形成面23)と基板25との間に
は封止樹脂27Aが配設されている。この封止樹脂27
Aは後述するように、ポッティングにより形成されるも
のであり、またその材質としては例えばエポキシ系樹
脂、或いはシリコン系樹脂を用いることが考えられる。
面23を封止する回路面封止部28Aと、半導体素子2
2Aの外周側面22bを覆う側面被覆部29Aとを一体
的に設けた構成としたことを特徴とするものである。ま
た、側面被覆部29Aの回路形成面23からの高さをt
とし、半導体素子22Aの高さ寸法をT(図4に、この
各高さt,Tを矢印で示す)とした場合、側面被覆部2
9Aの回路形成面23からの高さtがT/4≦t≦Tと
なるよう構成している。
導体装置20Bを示している。尚、図5において、図4
に示した第1実施例に係る半導体装置20Aと同一構成
については同一符号を付してその説明を省略する。ま
た、以下説明する各実施例においても同様とする。半導
体装置20Bにおいても、封止樹脂27Bは回路形成面
23を封止する回路面封止部28Bと、半導体素子22
Aの外周側面22bを覆う側面被覆部29Bとにより構
成されているが、本実施例では側面被覆部29Bの高さ
が半導体素子22Aの背面22aと同一高さとなるよう
構成したことを特徴とするものである(t=T)。
装置20A,20Bの構成によれば、半導体素子22A
の側面22bの所定範囲が側面被覆部29A,29Bに
より覆われた構成となるため、封止樹脂27A,27B
と半導体素子22Aとの密着性を向上させることができ
る。よって、耐リフロー性及び耐湿性が向上し、これに
より半導体装置20A,20Bの信頼性を向上すること
ができる。
子22Aの側面22bまで配設されていることから、温
度サイクル時において回路形成面23が破損することを
防止することができる。ここでいう温度サイクルとは信
頼性試験の一つであり、半導体装置20A,20Bに対
し、例えば−65℃と150℃との間で加熱・冷却を交
番的に印加する試験をいう。
7Bを半導体素子22Aの側面22bに配設することに
より、回路形成面23の破損が抑制できる理由について
説明する。先に図3を用いて説明したように、応力集中
は半導体素子22Aと実装基板(図4及び図5には図示
せず)との熱膨張係数の違いにより発生し、その発生位
置は半導体素子22Aと封止樹脂27A,27Bとの界
面、換言すれば回路形成面23と封止樹脂27A,27
Bとの界面に集中する。図4及び図5に、この応力集中
が発生する位置を矢印B1,B2で示している。
装置20A,20Bにおいても、温度サイクルを実施し
た場合、半導体素子22Aと実装基板の熱膨張係数の違
いにより、位置B1,B2に応力が集中する。半導体装
置20Aにおいては、この応力集中が発生する位置B1
は、回路形成面23からT/4(Tは半導体素子22A
の厚さ)以上離間した位置である。また、半導体装置2
0Bにおいては、この応力集中が発生する位置B2は、
回路形成面23から半導体素子22Aの厚さTだけ離間
した位置である。
装置20A,20Bでは、応力集中が発生する位置が回
路形成面23から離間しているため、仮に位置B1,B
2にクラックが発生しても、これが回路形成面23に至
ることはなく、よって温度サイクルを実施しても回路形
成面23が破損することを防止でき、半導体装置20
A,20Bの信頼性を向上させることができる。
素子22Aの側面22bを覆うことにより、半導体素子
22Aはその外部の大なる面積を封止樹脂27A,27
Bに保持された構成となる。よって、半導体素子22A
が熱変形しようとしても、封止樹脂27A,27Bはこ
の変形を阻止する機能を奏し、これにより応力集中を緩
和することができる。従って、位置B1,B2において
クラックが発生することを防止でき、これによっても半
導体装置20A,20Bの信頼性を向上させることがで
きる。
の実験結果を示している。同図において、横軸はサイク
ル数(−65℃と150℃との間で加熱・冷却を1回繰
り返すことを1サイクルとする)を示しており、縦軸は
これにより発生した不良品の発生率(総合不良発生率)
を示している。また、比較例としては、先に図1に示し
た半導体装置1Aを用い、また実施例としては図4に示
した半導体装置20Aを用いた。
では100サイクルで約10パーセントの不良品が発生
し、400サイクル以上では約40パーセントの不良品
が発生している。これに対し、側面被覆部29Aにより
半導体素子22Aの側面22bを覆った半導体装置20
Aでは、全てのサイクル数領域において全く不良品は発
生しなかった。この実験結果からも、本実施例の構成に
よれば、半導体装置20A,20Bの信頼性を向上させ
ることができることが判る。
である半導体装置20Cについて説明する。本実施例に
係る半導体装置20Cは、半導体素子22Bの回路形成
面23と反対側に位置する背面22aの辺エッジに背面
側面取り部30を形成したことを特徴とするものであ
る。この背面側面取り部30は、背面22aの4つの辺
エッジ全てに形成されている。
例えば半導体素子22Bをウェーハからダイシングによ
り切断し個片化する際、異なる歯圧或いは異なる歯角を
有する2枚のダイシングブレードを用いてダイシングす
ることにより、容易に形成することができる。本実施例
のように、半導体素子22Bの背面22aの辺エッジに
背面側面取り部30を形成することにより、例えば搬送
時等において半導体素子22Bにエッジ欠けが発生する
ことを防止することができる。エッジ欠けが存在する
と、上記した熱サイクルを実施した場合にエッジ欠け部
分からクラックが発生するおそれがあり、このクラック
が回路形成面23に達すると半導体装置20Cが機能し
なくなってしまう。
ことにより、このクラックの発生を防止することがで
き、半導体装置20Cの信頼性の向上を図ることができ
る。続いて、図8を用いて本発明の第4実施例である半
導体装置20Dについて説明する。前記した第3実施例
に係る半導体装置20Cでは、半導体素子22Bの背面
22aの辺エッジに背面側面取り部30を形成した構成
としたが、本実施例に係る半導体装置20Dは、背面側
面取り部30に加えて半導体素子22Cの回路形成面2
3の辺エッジに回路面側面取り部31を形成したことを
特徴とするものである。この回路面側面取り部31も、
背面側面取り部30と同様の形成方法により形成するこ
とができる。
加え半導体素子22Cの回路形成面23の辺エッジに回
路面側面取り部31を形成したことにより、半導体素子
22Cと封止樹脂27の接触面積を広くすることができ
る。よって、半導体素子22Cと封止樹脂27との密着
性及び耐湿性を更に向上することができ、半導体装置2
0Dの信頼性を向上させることができる。また、回路面
側面取り部31は封止樹脂27により確実に保護される
こととなり、エッジ欠けの発生及びこれに起因したクラ
ックの発生を防止することができ、これによっても半導
体装置20Dの信頼性を向上させることができる。
である半導体装置20Eについて説明する。本実施例に
係る半導体装置20Eは、半導体素子22Dの回路形成
面23と反対側に位置する背面22aのコーナーエッジ
に背面側角面取り部32を形成したことを特徴とするも
のである。この背面側面取り部30は、背面22aの4
つのコーナーエッジ全てに形成されている。
3及び第4実施例で説明したと同様に、半導体素子22
Dをウェーハからダイシングにより切断し個片化する
際、異なる歯圧或いは異なる歯角を有する2枚のダイシ
ングブレードを用いてダイシングすることにより形成す
ることができる。本実施例のように、半導体素子22D
の背面22aのコーナーエッジに背面側角面取り部32
を形成することによっても、第3及び第4実施例と同様
に、搬送時等において半導体素子22Dにエッジ欠けが
発生することを防止することができる。よって、エッジ
欠けに起因して発生するクラックを抑制することがで
き、半導体装置20Eの信頼性を向上させることができ
る。
例である半導体装置20Fについて説明する。本実施例
に係る半導体装置20Fは、背面側角面取り部32に加
えて半導体素子22Eの回路形成面23のコーナーエッ
ジに回路面側角面取り部33を形成したことを特徴とす
るものである。この回路面側角面取り部33も、背面側
角面取り部32と同様の形成方法により形成することが
できる。
に加え半導体素子22Eの回路形成面23のコーナーエ
ッジに回路面側角面取り部33を形成したことにより、
半導体素子22Eと封止樹脂27の接触面積を広くする
ことができる。よって、前記した第4実施例と同様に、
半導体素子22Cと封止樹脂27との密着性及び耐湿性
を更に向上することができ、半導体装置20Fの信頼性
を向上させることができる。また、回路面側角面取り部
33は封止樹脂27により確実に保護されることとな
り、エッジ欠けの発生及びこれに起因したクラックの発
生を防止することができ、これによっても半導体装置2
0Fの信頼性を向上させることができる。
例である半導体装置20Gについて説明する。本実施例
に係る半導体装置20Gは、先に図4を用いて説明した
第1実施例に係る半導体装置20Aと、図7を用いて説
明した第3実施例に係る半導体装置20Cを複合させた
構成を有している。
22Bの外周側面22bを覆う側面被覆部29Aとを一
体的に設けると共に、半導体素子22Bの背面22aに
背面側面取り部30を形成した構成とされている。ま
た、本実施例では、側面被覆部29Aが背面22aの近
傍まで配設され、よって背面側面取り部30の一部を被
覆した構成とされている。
1実施例及び第3実施例で実現できる効果を共有するこ
とが可能となり、よって耐リフロー性,耐湿性,及び温
度サイクル性の向上を図ることができると共に、エッジ
欠けの発生を防止することができ、半導体装置20Gの
信頼性をより高めることができる。また、上記のように
側面被覆部29A(封止樹脂27A)は背面側面取り部
30の一部を被覆するため、背面側面取り部30は側面
被覆部29Aにより保護された(封止された)構成とな
る。よって、背面側面取り部30が奏するチップ欠け防
止効果に加え、封止樹脂27Aによる封止効果を実現で
き、半導体装置20Gの信頼性を更に向上させることが
できる。
により、素子側面22bが垂直面である場合(図4及び
図5参照)に比べ、封止樹脂27Aは半導体素子22B
の側面22bに配設しやすくなる。即ち、背面側面取り
部30は傾斜面であるため、垂直面に比べて側面被覆部
29Aは背面側面取り部30に乗りやすくなる。よっ
て、封止樹脂27Aの形成時において、素子側面22b
からずり落ちる樹脂量を低減でき、側面被覆部29Aを
形成するのに必要となる樹脂量を少なくすることができ
る。
例である半導体装置20Hについて説明する。本実施例
に係る半導体装置20Hは、先に図4を用いて説明した
第1実施例に係る半導体装置20Aと、図8を用いて説
明した第4実施例に係る半導体装置20Dを複合させた
構成を有している。
22Cの外周側面22bを覆う側面被覆部29Aとを一
体的に設け、半導体素子22Cの背面22aに背面側面
取り部30を形成し、更に半導体素子22Cの回路形成
面23に回路面側面取り部31を形成した構成とされて
いる。また、本実施例においても、側面被覆部29Aは
背面22aの近傍まで配設され、よって背面側面取り部
30の一部を被覆した構成とされている。
1実施例及び第4実施例で実現できる効果を共有するこ
とが可能となり、よって耐リフロー性,耐湿性,及び温
度サイクル性の向上と、エッジ欠けの発生及びこれに起
因したクラックの発生をより確実に防止することができ
る。尚、先に図9及び図10を用いて説明した第5実施
例及び第6実施例に係る半導体装置20E,20Fにお
いて、封止樹脂27Aに側面被覆部29Aを設け、この
側面被覆部29Aがに半導体素子22Cの外周側面22
bを覆うよう構成してもよい。この構成とした場合に
も、図11及び図12で説明した第7実施例及び第8実
施例に係る半導体装置20G,20Hで得られると同様
の効果を実現することができる。
例である半導体装置の製造方法について説明する。尚、
本実施例では、半導体装置20Iに設けられた半導体素
子22Aの背面露出部分に捺印処理を行なう捺印工程に
特徴を有し、他の製造工程は周知であるため、捺印工程
についてのみ説明するものとする。
装置20Iの識別を行なうため、社標,生産国表示,品
名,ロット番号等の捺印36(図では、捺印36を簡略
化して示している)を行なう捺印工程が実施される。こ
の際、半導体素子22Aの背面22aが露出した構成の
半導体素子22Aでは、この背面22aに捺印36を実
施する必要がある。
となる回路形成面23を有しているため、捺印36を深
く形成した場合には回路形成面23に影響を与え、動作
不良が発生するおそれがある。このため、捺印36は、
上記識別標識が確認しうる範囲において、なるべく浅く
形成する必要がある。そこで本実施例では、捺印工程で
捺印処理を行なうのに際し、100nm以上でかつ80
0nm以下の波長範囲内のレーザー光35を用いると共
に、半導体素子22Aの背面22aに対するレーザー光
35による捺印36の深さを2μm以下となるよう構成
したことを特徴とするものである。
て半導体素子22Aの背面22aに捺印36形成してい
る様子を示しており、また図13(B)は形成された捺
印36の例を示している。本実施例のように、捺印工程
で捺印処理を行なうのに用いるレーザー装置34が発生
するレーザ光35の波長範囲を100nm以上でかつ8
00nm以下の範囲に設定することにより、半導体素子
22Aの回路形成面23に損傷を与えることなく捺印3
6を形成することができる。これについて、図14を用
いて説明する。
体素子22Aのレーザー吸収係数との関係を示してい
る。同図から判るように、レーザー光35の波長が80
0nmを越えると、半導体素子22Aのレーザー光35
を吸収する吸収係数が急激に低くなり、よってレーザー
光35は半導体素子22A内を容易に通過して回路形成
面23に達し、回路形成面23が破壊されるおそれがあ
る。
未満であると、半導体素子22Aのレーザー光35の吸
収係数が急激に高くなることが知られており、半導体素
子22Aに捺印を形成することができなくなる。よっ
て、レーザー光35の波長範囲を100nm以上でかつ
800nm以下とすることにより、半導体素子22Aに
回路形成面23に損傷を与えることなく、半導体素子2
2Aの背面22aに捺印36を形成することができる。
ザー光35の波長範囲の制御に加え、レーザー光35の
照射時間及び走査時間を制御することにより、形成され
る捺印26の深さは2μm以下となるよう構成されてい
る。この構成とすることによっても、半導体素子22A
の回路形成面23に影響を与えることなく捺印36を形
成することができる。これについて、図15を用いて説
明する。
しており、温度サイクルを実施した時に不良品が発生す
る割合を示している。尚、本実験の実験条件は、先に図
6を用いて説明した実験条件と同一である。また、同図
には、捺印26の深さを2μmとした実施例と、レーザ
ー深さを3μm以上とした半導体装置の実験結果を比較
例として合わせて記載している。
体装置では、サイクル数の増加に伴い不良率は急激に上
昇し、1000サイクル以上においては100パーセン
トの半導体装置に不良が発生する。これに対し、捺印2
6の深さを2μm以下とした本実施例に係る半導体装置
20Iでは、全てのサイクル域において不良品の発生は
なかった。よって、同図に示す実験結果から、捺印26
の深さを2μm以下とすることにより、半導体装置20
Iの信頼性の向上を図ることができることが立証され
る。
例である半導体装置の製造方法について説明する。本実
施例は先に図5を用いて説明した側面被覆部29Bが半
導体素子22Aの背面22aと同一高さとなるよう構成
された半導体装置20Bを製造する方法である。また、
本実施例に係る製造方法は、封止樹脂27Bを形成する
樹脂注入工程と、この樹脂注入工程において発生する余
剰樹脂38を除去する除去工程に特徴を有するものであ
り他の製造工程は周知であるため、樹脂注入工程及び除
去工程についてのみ説明するものとする。
る樹脂注入工程を示している。同図に示すように、樹脂
注入工程では、封止樹脂27Bとなる樹脂をディスペン
サー37を用いてポッティングすることにより形成す
る。このように、ディスペンサー37を用いたポッティ
ングにより封止樹脂27Bを形成することにより、半導
体素子22Aの側面22bに容易に側面被覆部29Bを
形成することができる。また、トランスファーモールド
法により封止樹脂27Bを形成する方法に比べ、金型を
必要とすることはなく、また設備も簡単化できるため、
容易かつ安価に封止樹脂27Bを形成することができ
る。
余剰樹脂38を除去する除去工程が実施される。図16
(B)は、除去工程を示してる。樹脂注入工程では、前
記のようにポッティングにより封止樹脂27Bを形成す
るため、図16(A)に示すように、半導体素子22A
の背面22aに余剰樹脂38が付着することが考えられ
る。このように、余剰樹脂38が半導体素子22Aの背
面22aに存在する場合、半導体装置20Bの高さにバ
ラツキが生じ、また放熱特性の面からも望ましくない。
を実施して余剰樹脂38を除去する処理が行なわれる。
本実施例では、余剰樹脂38を除去する方法としてレー
ザ装置34を用いており、かつレーザ装置34が発生す
るレーザ光35の波長範囲を100nm以上でかつ80
0nm以下としていることを特徴としている。先に図1
3及び図14を用いて説明したように、レーザ光35の
波長が800nm以下の場合には、半導体素子22Aに
損傷が発生することを抑制することができる。また、レ
ーザ光35の波長範囲が100nm未満になると、余剰
樹脂38を有効に除去することができなくなる。
上でかつ800nm以下の波長範囲内のレーザー光35
を用いて余剰樹脂38を除去する構成とすることによ
り、半導体素子22Aに影響を与えることなく、余剰樹
脂38の除去を容易かつ効率的に行なうことができる。
更に、この除去工程に連続して、前記した捺印工程を実
施することにより、同一のレーザ装置34を用いて余剰
樹脂38の除去処理と捺印36の形成処理を連続して実
施することが可能となり、更に半導体装置20Bの製造
工程の効率化を図ることができる。
した各実施例のように半導体装置内に搭載される形態の
他に、図17に示すようにマザーボード39に半導体素
子22Aを実装する、いわゆるMCM(マルチチップモ
ジュール)の搭載形態もある。このようなマザーボード
39に半導体素子22Aを実装する構成において、封止
樹脂27Aに側面被覆部29Aを設けると共にこの側面
被覆部29Aを半導体素子22Aの側面22bを被覆す
るよう配設した構成としてもよい。この構成によって
も、上記した各実施例で説明したと同様の効果を実現す
ることができる。
施例について説明する。図18は第9実施例に係る半導
体装置20Jを示しており、また図19は第10実施例
に係る半導体装置20Kを示している。上記した各実施
例においては、半導体素子22A〜22Eを基板25に
実装するのに、バンプ24を用いた構成とされていた。
しかるに、半導体素子を基板25に実装する構造は、バ
ンプ24を用いた構造に限定されるものではない。
素子22Fと基板25をリード40を用いて電気的に接
続したことを特徴とするものである、また、図19に示
す半導体装置20Kは、半導体素子22Fと回路基板2
5をワイヤ41を用いて電気的に接続したことを特徴と
するものである。また、各実施例では、半導体素子22
Fと回路基板25との間に応力吸収用のエラストマー4
2が配設されている。
22E)を基板25に実装する構造はバンプ24に限定
されるものではなく、リード40,ワイヤ41等の他の
接続手段を用いて実装する構造としてもよい。
種々の効果を実現することができる。請求項1及び請求
項2記載の発明によれば、耐リフロー性及び耐湿性が向
上し、これにより半導体装置の信頼性を向上することが
できる。また、温度サイクル時において応力集中が回路
形成面近傍に発生することを抑制でき、半導体装置の破
損を防止することができる。
よれば、例えば搬送時等において生じる半導体素子のエ
ッジ欠けを防止することができ、このエッジ欠けに起因
したクラックの発生を防止することができる。また、請
求項4及び請求項6記載の発明によれば、半導体素子と
封止樹脂の接触面積を広くすることができ、半導体素子
と封止樹脂との密着性及び耐湿性を更に向上させること
ができる。また、回路形成面の面取り部は封止樹脂によ
り確実に保護されることとなり、エッジ欠けの発生及び
これに起因したクラックの発生を防止することができ
る。
によれば、耐リフロー性,耐湿性,及び温度サイクル性
の向上と、エッジ欠けの発生防止を共に実現することが
可能となる。また、請求項11記載の発明によれば、面
取り部は封止樹脂により封止されるため、面取り部によ
るチップ欠け防止効果に加え、封止効果による信頼性の
向上を図ることができる。また、面取り部が存在するこ
とにより、素子側面が垂直面である場合に比べ、封止樹
脂は半導体素子の側面に配設しやすくなり、必要となる
樹脂量を少なくすることができる。
明によれば、半導体素子に回路形成面に損傷を与えるこ
となく、半導体素子の背面に捺印を形成することができ
る。更に、請求項14記載の発明によれば、トランスフ
ァーモールド法により樹脂を形成するのに比べ、容易に
封止樹脂を形成することができる。また、半導体素子に
影響を与えることなく、余剰樹脂の除去を容易に行なう
ことができる。また、このレーザーを用いて、除去工程
に連続して半導体素子に捺印処理を行なうことも可能と
なる。
(その1)。
(その2)。
ための図である。
るための図である。
るための図である。
めたの図である。
るための図である。
るための図である。
るための図である。
するための図である。
するための図である。
するための図である。
方法を説明するための図である。
である。
半導体装置の信頼性試験の結果を示す図である。
方法を説明するための図である。
装構造に適用した例を示す図である。
するための図である。
明するための図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 半導体素子と、 該半導体素子を搭載する基板と、 前記半導体素子が前記基板に搭載された状態において、
前記半導体素子に形成された回路形成面を封止する封止
樹脂と、を具備する半導体装置において、 前記封止樹脂に、前記半導体素子の外周側面を覆う側面
被覆部を設けたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記側面被覆部の回路形成面からの高さをtとし、前記
半導体素子の高さ寸法をTとした場合、前記側面被覆部
の回路形成面からの高さtがT/4≦t≦Tとなるよう
構成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 半導体素子と、 該半導体素子を搭載する基板と、 前記半導体素子が前記基板に搭載された状態において、
前記半導体素子に形成された回路形成面を封止する封止
樹脂と、を具備する半導体装置において、 前記半導体素子の前記回路形成面と反対側に位置する背
面の辺エッジに面取り部を形成したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の半導体装置において、 更に、前記半導体素子の前記回路形成面の辺エッジに面
取り部を形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】 半導体素子と、 該半導体素子を搭載する基板と、 前記半導体素子が前記基板に搭載された状態において、
前記半導体素子に形成された回路形成面を封止する封止
樹脂と、を具備する半導体装置において、 前記半導体素子の前記回路形成面と反対側に位置する背
面のコーナーエッジに面取り部を形成したことを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の半導体装置において、 更に、前記半導体素子の前記回路形成面のコーナーエッ
ジに面取り部を形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 請求項1または2記載の半導体装置にお
いて、 前記半導体素子の前記回路形成面と反対側に位置する背
面の辺エッジに面取り部を形成したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項8】 請求項7記載の半導体装置において、 更に、前記半導体素子の前記回路形成面の辺エッジに面
取り部を形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項9】 請求項1または2記載の半導体装置にお
いて、 前記半導体素子の前記回路形成面と反対側に位置する背
面のコーナーエッジに面取り部を形成したことを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項10】 請求項9記載の半導体装置において、 更に、前記半導体素子の前記回路形成面のコーナーエッ
ジに面取り部を形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項11】 請求項7乃至10のいすれかに記載の
半導体装置において、 前記封止樹脂が前記面取り部を被覆していることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項12】 半導体素子の背面露出部分に捺印処理
を行なう捺印工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、 前記捺印工程で前記捺印処理を行なうのに、100nm
以上でかつ800nm以下の波長範囲内のレーザーを用
いたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 請求項12記載の半導体装置の製造方
法において、 前記半導体素子の背面に対する前記レーザーによる捺印
の深さを2μm以下としたことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項14】 半導体素子の背面が封止樹脂から露出
した構成の半導体装置の製造方法において、 前記封止樹脂となる樹脂をポッティングすることによ
り、前記半導体素子の側面全体を封止樹脂で覆う樹脂注
入工程と、 該樹脂注入工程終了後、前記半導体素子の背面に残存す
る前記封止樹脂を100nm以上でかつ800nm以下
の波長範囲内のレーザーにより除去する除去工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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