JP2007096196A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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lead
blade
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Fujio Ito
富士夫 伊藤
Hiromichi Suzuki
博通 鈴木
Masahito Numazaki
雅人 沼崎
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Abstract

【課題】半導体装置の組み立ての処理効率を高める。
【解決手段】スルーゲート方式で樹脂モールディングを行った後、複数の封止体3の表面にダイシングテープ17を貼り付けた状態でリード5及び封止体3の傾斜部3aをブレード19によって切断してパッケージダイシングを行う。その後、複数の封止体3がダイシングテープ17に固定された状態で外部端子5aにプローブを接触させて選別テストを行うことにより、パッケージダイシング後、トレイに収納せずにダイシングテープ17に保持されたそのままの状態でテストを行うことができる。その結果、QFN(半導体装置)の組み立ての処理効率を高めることができる。
【選択図】図12

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、スルーゲート方式の樹脂モールディングを行う半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
複数の搭載部を有する基板の該搭載部の各々に半導体チップを固着し、前記各搭載部に固着した前記半導体チップの各々を共通の樹脂層で被覆した後に、前記基板を前記樹脂層を当接させて粘着シートに貼り付け、ダイシングおよび測定を前記粘着シートに貼り付けられた状態で行うことにより、個別の半導体装置に分離することなく粘着シートで一体に支持された状態で測定を行う技術がある(例えば、特許文献1参照)。
リリースフィルムの弛みを引き延ばすように、フローティングブロックの下面に、一括樹脂モールドされる各半導体チップを仕切るように格子状に配置された凸状突起によって、モールド樹脂表面積を増やすことによりリリースフィルムの弛みを吸収し、金型クランプ時に発生する半導体チップの周囲のシワの発生を防止するようにした技術がある(例えば、特許文献2参照)。
半導体チップを封止する樹脂封止体を成形した後、樹脂封止体の外縁に沿ったラインよりも内側に位置するカットラインに沿って樹脂封止体の周辺部およびリードフレームを共に切断する技術がある(例えば、特許文献3参照)。
特開2002−26182号公報(図6) 特開2002−254481号公報(図1) 特開2004−214233号公報(図27)
QFN(Quad Flat Non-leaded Package) やSON(Small Outline Non-leaded package) などの半導体装置の組み立てにおける樹脂封止工程では、樹脂モールディング方法の一例として、MAP(Mold Array Package)方式が採用されている。
MAP方式は、複数のデバイス領域を一括して1つのキャビティで覆って樹脂モールディングを行うものであるが、多数個取り基板の裏面に接着層を有するシートを予め密着させてリードにレジンバリが付着しないようにしてモールドを行っている。
つまり、MAP方式では多数個取り基板の外縁部しかクランプされない。そのため、多数個取り基板の反りの影響で、樹脂成形金型のクランプ箇所から離れている基板の中央付近のデバイス領域においてリードとシートとの間に隙間ができ易く、この隙間に樹脂が入り込むとレジンバリが形成される。そこで、レジンバリの対策として接着層を有したシートが多数個取り基板の裏面全体を覆うように予め貼り付けてある。その結果、シートのコストが高くなる。
一方、MAP方式の他にスルーゲート方式と呼ばれる樹脂モールディング方法も知られている。
スルーゲート方式は、相互に連通ゲートを介して繋がる複数のキャビティが形成された樹脂成形金型を用いて、それぞれのデバイス領域を1対1の対応で個々のキャビティで覆って樹脂モールディングを行うものである。したがって、個々の封止体の周囲を金型でクランプするため、クランプ力が強くレジンバリの形成を抑制できる。これにより、接着層を有していないシートの採用が可能になり、シートのコストを抑えることができる。
ただし、スルーゲート方式を採用した場合、封止体の側面の傾斜部の領域と、リードを連結するタイバーの領域とが形成されるため、隣り合った封止体の間隔が広くなる(隣り合うデバイス領域の間隔がMAP方式を採用した場合よりも広くなる)。また、個片化の切断時に樹脂とリードとを一緒に切断してドレス作用によるブレードの目詰まり対策を行うため、ブレードを用いた個片化の切断時に、封止体の側面の傾斜部を切断する。すなわち、図31の比較例に示すように、通常のダイシング領域の両側の2箇所を切断している。
さらに、樹脂封止後のダイシング時に用いられるダイシングテープ17は、封止体31の裏面(外部端子が配置される面)側に貼り付けられている。図32の比較例に示すように、ダイシングテープ17を封止体31の表面側に貼り付け、この状態で個片化時にブレード33によってダイシング領域の両側(2箇所)を切断すると、裏面側がフリーになっているためその両切断箇所の間の切断残留部32が飛散する。したがって、切断残留部32が飛散することを防止するために、図31の比較例に示すように、ダイシングテープ17を封止体31の裏面側に貼り付け、切断残留部32がダイシングテープ17に付着して飛散しないようにし、かつ裏面側を下方に向けた状態(封止体31の裏面側にダイシングテープ17を貼りつけた状態)でダイシングによる個片化を行っている。
また、ダイシング後は、個々のパッケージがばらけないようにダイシングテープ17によって保持された個片化状態の半導体装置を、半導体装置の裏面側を下方に向けた状態のまま一旦トレイに収容する。その後、トレイから個々の半導体装置を1つずつピックアップし、上下を反転させて封止体31の裏面側(外部端子側)を上方に向けて選別用のハンドラにセットして選別を行っている。ハンドラを用いた選別工程では、封止体31の裏面の端子部30にプローブを接触させて選別を行う。
したがって、ダイシング後、個片化状態の半導体装置を一旦トレイに収容し、その後、ハンドラ上のソケットにそれぞれ移し換えて選別を行うため、個片化された半導体装置をハンドラにセットするまでが非常に手間がかかることが問題である。
また、上記した切断残留部32が飛散することを防止するために、ダイシングによる切断時に、図33の比較例に示すように、幅広のブレード33を採用して1回のみの切断とすると、ブレード33の摩耗の進行により封止体31の表面の外縁部に切り残し部34が発生し、外観不良に至ることが問題である。
なお、前記特許文献1(特開2002−26182号公報)には、スルーゲート方式の樹脂モールディングについての記載は無い。そのためダイシング前には、各デバイス領域間において封止体の側面の傾斜部が存在しないため、上記した切断残留部32が飛散する問題には至らない。更には、MAP方式を採用しているため、シートによるコスト高は回避できない。また、特許文献2(特開2002−254481号公報)には、前記特許文献1と同様に、スルーゲート方式の樹脂モールディングについての記載は無く、MAP方式を採用しているため、シートによるコスト高は回避できない。更には、ダイシング後のプローブ検査について、一切記載されていないため、ハンドラにセットするまでの効率の良い手順が不明である。また、特許文献3(特開2004−214233号公報)には、幅広ブレードを用いて、封止体の外縁に沿ったラインよりも内側に位置するカットラインに沿って切断する技術についての記載があるが、この場合、前記したように、幅広ブレードの摩耗の進行により封止体の表面の外縁に切り残し部が発生し、外観不良に至るという問題が起こる。
本発明の目的は、半導体装置の組み立ての処理効率を高めることができる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、半導体装置の外観不良の発生を防止することができる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
すなわち、本発明は、連通ゲートを介して相互に繋がる複数のキャビティ内に封止用樹脂を供給して複数の封止体を形成する工程と、複数の封止体の表面にダイシングテープを貼り付け、この状態でブレードを封止体の裏面側から侵入させてリード及び封止体の一部を切断する工程と、複数の封止体の表面がダイシングテープに固定された状態で、封止体の裏面の外部端子にプローブを接触させてテストを行う工程とを有するものである。
また、本発明は、複数のリード各々の一端上に半導体チップを搭載し、連通ゲートを介して相互に繋がる複数のキャビティ内に封止用樹脂を供給して複数の封止体を形成し、複数の封止体の表面にダイシングテープを貼り付けこの状態でブレードを封止体の裏面側から侵入させてリード及び封止体の一部を切断し、複数の封止体がダイシングテープに固定
された状態で封止体の裏面の外部端子にプローブを接触させてテストを行うものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
連通ゲートを介して相互に繋がる複数のキャビティ内に封止用樹脂を供給して複数の封止体を形成し、複数の封止体の表面にダイシングテープを貼り付けた状態でリード及び封止体の一部を切断した後、複数の封止体がダイシングテープに固定された状態で外部端子にプローブを接触させてテスト(選別)を行うことにより、ダイシング後、トレイに収納せずにダイシングテープに保持されたそのままの状態でテストを行うことができる。その結果、半導体装置の組み立ての処理効率を高めることができる。
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の半導体装置の構造の一例を示す斜視図、図2は図1に示す半導体装置の構造を示す裏面図、図3は図1に示すA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図及び拡大部分断面図、図4は図1に示すB−B線に沿って切断した断面の構造を示す断面図及び拡大部分断面図である。さらに、図5は図1に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図、図6は図5に示す組み立て手順のダイボンディングまでの構造の一例を示す断面図、図7は図5に示す組み立て手順の樹脂モールディングまでの構造の一例を示す断面図、図8は図5に示す組み立て手順のダイシングテープ貼り付けまでの構造の一例を示す断面図、図9は図5に示す組み立て手順の選別までの構造の一例を示す断面図である。
また、図10は図7に示す樹脂モールディングで用いられる成形金型のスルーゲート構造の一例を示す部分平面図、図11は図9に示すダイシングによる個片化時のブレードの切断領域の一例を示す側面図、図12及び図13はそれぞれ図9に示す個片化時のダイシング手順の一例を示す部分断面図、図14は図9に示す選別時の変形例の構造を示す構成図である。
図1〜図4に示す本実施の形態1の半導体装置は、樹脂封止型で、かつ表面実装型の小型の半導体パッケージであり、図2に示すように封止体3の裏面の周縁部に複数の外部端子(第1の部分)5aが露出して並べて配置されたノンリード型のものである。本実施の形態1では、前記半導体装置の一例として、QFN1を取り上げて説明する。
QFN1に組み込まれる半導体チップ2は、金属製のチップ搭載部であるタブ4の上面に搭載された状態で封止体3の中央部に配置されている。タブ4は、複数種類の大きさの半導体チップ2を搭載可能とするために、その径を半導体チップ2の径よりも小さくした、いわゆる小タブ構造で構成されている。
図4に示すように、タブ4は、これと一体に形成され、封止体3のコーナー部方向に延在する4本の吊りリード8によって支持されている。
図3に示すように、半導体チップ2が搭載されたタブ4の周囲には、複数本(例えば、116本)のリード5がほぼ等間隔で配置されている。これらのリード5は、それぞれの一端部側(半導体チップ2に近い側)が、導電性ワイヤであるAuワイヤ6を介して半導体チップ2の主面のボンディングパッド7と電気的に接続されており、それとは反対側の他端部側が、封止体3の側面で終端している。
リード5のそれぞれは、半導体チップ2との距離を短くするために、一端部側(半導体チップ2に近い側)がタブ4の近傍まで引き回されている。リード5は、タブ4及び吊りリード8と同一の金属からなり、その厚さは、例えば65μm〜75μm程度である。
また、各リード5は、図3の拡大図に示すように、封止体3の裏面に露出する第1の部分である外部端子5aと、ハーフエッチング加工によって外部端子5aより薄く形成された第2の部分である薄肉部5bとを有しており、薄肉部5bは封止体3の内部に埋め込まれてその全周が樹脂によって覆われている。
図1に示すように、封止体3の側面には、リード5の他端部と吊りリード8の先端部とが露出している。封止体3の側面に露出したリード5の他端部及び吊りリード8の先端部は、それぞれの全周(上面、下面および両側面)が封止体3を構成する樹脂によって覆われている。また、図1及び図3に示すように、封止体3の側面にはその全周に亘って傾斜部3aが形成されている。
なお、後述するように、本実施の形態1のQFN1は、半導体チップ2、タブ4、リード5及び吊りリード8を樹脂モールドして封止体3を成形した後、封止体3の外部に露出したリード5及び吊りリード8をダイサーで切断することによって製造されるものである。そこで、リード5及び吊りリード8をダイサーで切断する際、樹脂で覆われた薄肉部5bの領域で切断することにより、リード5の他端部および吊りリード8の先端部のそれぞれの全周が樹脂で覆われるように切断され、これによって、リード5および吊りリード8のそれぞれの切断面に金属バリが発生する不良を防ぐことができる。
すなわち、樹脂でくるまれた状態のリード5の薄肉部5bを切断することにより、ドレス作用によってダイシングのブレード(図9参照)19の目詰まりを防止することができ、その結果、各リード5の切断面に金属バリが発生する不良を防ぐことができる。
さらに、後述するように、リード5及び吊りリード8をダイサーで切断する際、封止体3の表面の外縁部の外側の傾斜部3aの領域で切断することにより、ブレード19の摩耗が進行しても封止体3の表面の外縁部に、図33の比較例に示すような切り残し部34を発生させることなく切断することができ、QFN1の外観不良の発生を防止することができる。
なお、封止体3の表面の外縁部の外側の傾斜部3aの領域で切断するため、封止体3の側面にはその全周に亘って傾斜部3aが形成される。
また、図2に示すように、封止体3の裏面(基板実装面)は、四角形に形成されており、前記裏面の周縁部の4辺それぞれに沿って複数のリード5の一部である外部端子5aが露出している。例えば、116個の外部端子5aが封止体3の各辺に沿って千鳥状に2列ずつで配置されており、その表面は、封止体3の裏面から外側に突出している。これらの外部端子5aは、リード5と一体に形成されたものであるが、その厚さはリード5の薄肉部5bの2倍程度(125μm〜150μm程度)である。
また、封止体3の裏面には、さらに4個の突起8aが設けられている。これらの突起8aは、封止体3のコーナー部近傍に配置され、その表面は、封止体3の裏面から外側に突出している。これらの突起8aは、図4の拡大図に示すように、吊りリード8と一体に形成されたもので、その厚さは吊りリード8の薄肉部8bの2倍程度(125μm〜150μm程度)、すなわち外部端子5aの厚さと同じである。
また、封止体3の外側に突出した外部端子5a及び突起8aのそれぞれの表面には、メッキあるいは印刷などによって半田層9が被着されている。QFN1は、この半田層9を介して外部端子5aの表面を配線基板の電極(フットプリント)に電気的に接続することによって実装される。この時、半田層9を介して突起8aの表面を配線基板に接合することにより、QFN1と配線基板との接続信頼性を高めることができる。
次に、本実施の形態1のQFN1の組み立てを、図5〜図9に示すフロー図に沿って説明する。
まず、図6に示すように、チップ搭載部であるタブ4と、タブ4の周囲に配置された複数のリード5とを有するリードフレーム10を準備する。なお、各リード5は、外部端子5aとこれより薄い薄肉部5bとを有している。薄肉部5bは、ハーフエッチング加工で形成されたものであり、したがって、外部端子5aの厚さは、薄肉部5bの約2倍である。
その後、図5に示すステップS1のダイボンディングを行う。ここでは、図6に示すように、タブ4上にAgペースト14を介して半導体チップ2を搭載する。
その後、ステップS2のワイヤボンディングを行う。すなわち、半導体チップ2のボンディングパッド7(図3参照)とこれに対応するリード5とを導電性ワイヤであるAuワイヤ6によって電気的に接続する。
その際、図7に示すように、まず、ヒートブロック12の凸状のチップ支持部12a内の凹部12bにタブ4が配置されるようにチップ支持部12a上に半導体チップ2を配置するとともに、チップ支持部12aの外側周囲に設けられたリード受け部12d上にリード5が配置されるように、リードフレーム10をヒートブロック12上に配置する。さらに、ワイヤボンディング時には、リード5の上方からリード押さえ11によってリード5をヒートブロック12のリード受け部12dに対して押圧してワイヤボンディングを行う。これにより、リード受け部12dの突起状の段差部12cがリード5の端部のハーフエッチング加工によって薄く形成された部分を支持するため、ワイヤボンディング時の荷重を確実に受けることが可能になる。
このようにヒートブロック12のリード受け部12dとリード5とを確実に接触させてワイヤボンディングを行うことにより、ヒートブロック12からの熱をリード5に十分に伝えた状態でワイヤボンディングを行うことができ、ワイヤ接続強度を向上させることができる。
なお、ヒートブロック12のリード受け部12dの突起状の段差部12cは、必ずしも設けられていなくてもよく、リード受け部12dが平坦な面のみで形成されているヒートブロック12を用いてもよい。この場合、ワイヤボンディング工程でリード5に接続されるAuワイヤ6の端部(2ndボンディング部)は、リード5の突出部である外部端子5aが形成されている領域に固定されていることが好ましい。これは、ヒートブロック12のリード受け部12dが平坦な面のみで形成されていても、ハーフエッチング加工が施されていない外部端子5aはヒートブロック12に接触することができる。すなわち、外部端子5aはヒートブロック12からの熱が伝わりやすいためである。
すなわち、ワイヤボンディング工程では、ヒートブロック12上にリードフレーム10を配置し、リードフレーム10を加熱した状態でワイヤボンディングを行うことにより、ワイヤ接続強度を高めることができる。本実施の形態1のQFN1のリード5は、後の切断工程における切断性低下を抑制するために、外部端子5aの領域以外はハーフエッチング加工によって薄肉部5bとなっている。したがって、リード5の外部端子5aが形成されている領域にAuワイヤ6の端部(2ndボンディング部)を接続することにより、ヒートブロック12の熱がワイヤ接続部(2ndボンディング部)に伝わるため、ワイヤ接続強度を向上させることができる。
なお、ヒートブロック12のリード受け部12dに突起状の段差部12cが設けられていない場合においても、Auワイヤ6の端部(2ndボンディング部)をリード5のハーフエッチング加工によって形成された薄肉部5bに接続してもよく、その場合においてもヒートブロック12の熱をリード5の2ndボンディング部に伝えることができる。
ワイヤボンディング終了後、図5のステップS3に示す樹脂モールディングを行う。本実施の形態1のQFN1のモールド工程では、図10に示すようなスルーゲート方式の上金型13aを用いて樹脂モールディングを行う。
スルーゲート方式は、スルーゲート(連通ゲート)13eを介して相互に繋がる複数のキャビティ13cが格子状配列で形成された上金型13aを用いて、図7に示すように、それぞれのデバイス領域を1対1の対応で個々のキャビティ13cで覆って樹脂モールディングを行うものである。
ここでは、まず、下金型13b上にシート15を配置した状態でリードフレーム10を樹脂成形金型13の上金型13aと下金型13bとで挟み込み、その後、上金型13aと下金型13bとの間に形成され、かつスルーゲート13eを介して相互に繋がる複数のキャビティ13c内に、ゲート13dから封止用樹脂を供給して複数の封止体3を一体形成する。
スルーゲート方式では、樹脂注入時に、キャビティ13cの周囲直近を上金型13aと下金型13bとでクランプするため、クランプ力を強くすることができ、これによって、レジンバリの形成を抑制できる。さらに、接着層を有していないシート15の採用が可能になるため、シート15のコストを抑えることができる。
これにより、図7に示すように、半導体チップ2とAuワイヤ6とリード5の薄肉部5bを封止体3内に封止することができる。
なお、スルーゲート方式を採用した場合、隣り合った封止体同士の間には、図8に示すように封止体3の側面の傾斜部3aの領域と、リード5を連結するタイバー10aの領域とが形成されるため、隣り合った封止体3の間隔が広く形成される。
樹脂モールディング終了後、図5のステップS4に示す外部端子めっき形成を行う。ここでは、図8のめっき塗布に示すように、封止体3の裏面に露出するリード5の各外部端子5aに半田めっきを塗布して半田層9を形成する。
その後、ステップS5に示すマーキングを行って封止体3の表面に製品番号等のマークを付す。
その後、ステップS6に示すダイシングテープ貼り付けを行う。ここでは、図8のテープ貼り付けに示すように、封止体3の表裏を反転させ、封止体3の裏面を上方に向けた状態で封止体3の表面側に、テープ固定治具18に保持されたダイシングテープ17を貼り付ける。
その後、ステップS7に示すパッケージダイシングを行う。ここでは、図9のパッケージダイシングに示すように、複数の封止体3の表面にダイシングテープ17を貼り付けた状態で、ダイシング用のブレード19を封止体3の裏面側(上方)から侵入させてリードフレーム10のリード5と封止体3の一部とをいっしょに切断する。
パッケージダイシングでは、図11及び図12に示すように、1回のダイシングで、かつ封止体3の側面の傾斜部3a、及びリード5のハーフエッチング加工によって形成された薄肉部5b(封止体3内に埋め込まれた第2の部分)で切断することが好ましい。すなわち、幅広のブレード19を用いて1回(1箇所)のダイシングによって切断を行うことにより、図32の比較例に示すような2回(2箇所)で切断することにより発生する切断残留部32を形成せずに済み、切断残留部32の発生を防ぐことができる。
さらに、封止体3の表面の外縁部より外側の位置で、かつ側面の傾斜部3aで切断することにより、ブレード19の摩耗が進行しても、図33の比較例に示すような封止体3の表面の端部の樹脂の切り残し部34(樹脂バリ)の発生を防ぐことができる。
また、リード5のハーフエッチング加工によって形成された薄肉部5b(封止体3内に埋め込まれた第2の部分)で切断することにより、樹脂とリード5とを一緒に切断するため、ドレス作用が起こり、ブレード19の目詰まりを防止することができる。すなわち、リード5の薄肉部5bはその全周が樹脂で覆われているため、樹脂にくるまれた金属を切断することにより、金属バリの発生を防止してブレード19の目詰まりを防ぐことができる。単にリード5の薄肉部5bで切断した場合、ブレード19の目詰まりは抑制できるが、図33の比較例に示すように、ブレード33の磨耗が進行することにより封止体31の表面の外縁部に切り残し部34が形成されてしまう。
このように、1回のダイシングで、かつ封止体3の側面の傾斜部3a、及びリード5の薄肉部5bで切断するためには幅広のブレード19を用いることになるが、ブレード19は、その厚さ(T)が、切断時に、エッジ部19aが封止体3の側面の傾斜部3aと、リード5の第2の部分である薄肉部5bとに配置されるような厚さに形成されていることが条件となる。
つまり、ブレード19のエッジ部19aが、リード5の薄肉部5bの領域で、かつタイバー10aの端部(P)と封止体3の表面の外縁部(Q)との間の領域に配置されるような厚さ(T)のブレード19を用い、その範囲内の位置で切断する。図11に示すように、例えば、タイバー10aの端部間の距離(P−P間の距離)をLとし、隣り合ったQFN同士の封止体3の表面の外縁部間の距離(Q−Q間の距離)をMとすると、ブレード19の厚さ(T)は、L<T<Mである。
これにより、切断残留部32の発生、切り残し部34の形成及びブレード19の目詰まりを防止することができる。
例えば、厚さ(T)が1mmの幅広のブレード19を用いて切断を行う。
また、切断時は、図13のR部に示すように、ダイシングテープ17からブレード19を離した状態で切断することが好ましい。これにより、切断時にブレード19に供給する水が、ダイシングテープ17と、隣り合った封止体3との間の隙間(R部)に浸入し易くなり、前記隙間に入ったレジン屑を除去して切断効率の低下を阻止することができる。さらに、ブレード19の摩擦熱を低下させることができ、ブレード19の目詰まりを防止することができる。
パッケージダイシング終了後、図5のステップS8に示すパッケージプロービングを行い、続いて、ステップS9に示す選別を行う。ここでは、図9の選別に示すように、切断された複数の封止体3がダイシングテープ17に固定された状態を維持し、その状態で、上方を向いた封止体3の裏面に配置された外部端子5aにプローブ20を接触させて選別のためのテストを行う。
すなわち、プローブ20を外部端子5aに接触させてテストを行い、良品のQFN1を選別する。
なお、図14の変形例に示すように、複数のプローブ20が設けられたテスタ21を用いることにより、選別工程で、ダイシングテープ17上で複数のQFN1の外部端子5aにプローブ20を接触させて複数のQFN1のテストを同時に行うことも可能である。
選別終了後、図5のステップS10に示すトレイ収納を行う。ここでは、選別工程で良品と判定されたQFN1をトレイに収納する。これにより、QFN1の組み立て完了となる。
本実施の形態1の半導体装置の製造方法によれば、スルーゲート方式で樹脂モールディングを行った後、複数の封止体3の表面にダイシングテープ17を貼り付けた状態でパッケージダイシングを行い、その後、複数の封止体3がダイシングテープ17に固定された状態で選別テストを行うことにより、パッケージダイシング後、トレイに収納せずにダイシングテープ17に保持されたそのままの状態でテストを行うことができる。
すなわち、スルーゲート13eを介して相互に繋がる複数のキャビティ13c内に封止用樹脂を供給して複数の封止体3を形成し、複数の封止体3の表面にダイシングテープ17を貼り付けた状態でリード5及び封止体3の傾斜部3aを切断する。その後、複数の封止体3がダイシングテープ17に固定された状態で外部端子5aにプローブ20を接触させて選別テストを行うことにより、パッケージダイシング後、トレイに収納せずにダイシングテープ17に保持されたそのままの状態で選別テストを行うことができる。
その結果、QFN1の組み立てにおいてその処理効率を高めることができる。
また、ダイシングによって個片化を行う際に、複数の封止体3それぞれの側面の傾斜部3aにおいて、ブレード19によってリード5の薄肉部5b及び封止体3の傾斜部3aを切断することにより、封止体3の表面の外縁部の外側の傾斜部3aの領域で切断するため、ブレード19の摩耗が進行しても封止体3の表面の外縁部に切り残し部34を発生させることなく切断することができる。
これにより、パッケージダイシングによって外観不良に至ることはないため、QFN1の外観不良の発生を防止することができる。
(実施の形態2)
図15は本発明の実施の形態2の半導体装置の内部構造の一例を封止体を透過して示す平面図、図16は図15に示すA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図、図17は図15に示す半導体装置の構造を示す平面図、図18は図15に示す半導体装置の構造を示す裏面図、図19は図15に示す半導体装置のチップ裏面側の内部構造を示す裏面図である。さらに、図20は図15に示す半導体装置の組み立てにおけるダイシングテープ貼り付け時の構造の一例を示す平面図、図21は図15に示す半導体装置の組み立てにおける個片化後の構造の一例を示す平面図、図22は図15に示す半導体装置の組み立てにおける選別時の構造の一例を示す平面図、図23は図22に示すA部の構造の一例を示す部分平面図である。
また、図24は本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置の内部構造を封止体を透過して示す平面図、図25は図24に示すA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図、図26は図24に示す半導体装置の構造を示す平面図、図27は図24に示す半導体装置の構造を示す裏面図である。さらに、図28は図24に示す半導体装置のチップ裏面側の内部構造を示す裏面図、図29は図24に示す変形例の半導体装置の組み立て手順のワイヤボンディングまでの構造を示す部分断面図、図30は図24に示す変形例の半導体装置の組み立て手順の樹脂モールディング以降の構造を示す部分断面図である。
図15〜図19に示す本実施の形態2の半導体装置は、実施の形態1のQFN1と同様に、樹脂封止型で、かつ表面実装型の小型の半導体パッケージであるが、前記半導体装置は、図18に示すように、四角形に形成された封止体3の裏面において、この裏面の周縁部の4辺のうちの対向する何れか2辺に沿って複数のリード5の外部端子(一部)5aが露出しているものである。
本実施の形態2では、前記半導体装置の一例としてSON22を取り上げて説明する。SON22では、封止体3の裏面において対向するそれぞれの辺に沿って配列された複数の外部端子5aが千鳥状に2列で配置されており、多ピン化が図られている。また、半導体チップ2は、これより面積の小さなタブ4上にAgペースト14等を介して搭載されており、半導体チップ2のボンディングパッド7とこれに対応するリード5の端部とがAuワイヤ6で電気的に接続されている。SON22に搭載される半導体チップ2は、主にメモリ回路を備えたものであるが、これに限定されるものではない。
SON22の組み立てにおいても、樹脂モールディング後、図20に示すように、複数の封止体3の裏面を上方に向けて封止体3の表面側にテープ固定治具18によって保持されたダイシングテープ17を貼り付ける。
その後、図21に示すようにパッケージダイシングを行う。すなわち、実施の形態1のQFN1のパッケージダイシングと同様に、複数の封止体3の表面にダイシングテープ17を貼り付けた状態で、ダイシング用のブレード19(図13参照)を封止体3の裏面側(上方)から侵入させて図20に示すダイシングライン23に沿ってリード5と封止体3の傾斜部3aとをいっしょに切断する。
その際、実施の形態1のパッケージダイシングと同様に、幅広のブレード19を用いて、1回のダイシングで、かつ封止体3の側面の傾斜部3a、及びリード5の薄肉部5bを切断してパッケージダイシングを行う。
パッケージダイシング終了後、図22及び図23に示すように、切断された複数の封止体3がダイシングテープ17に固定された状態を維持し、その状態で、上方を向いた封止体3の裏面に配置された外部端子5aにプローブ20を接触させて選別のためのテストを行う。
すなわち、プローブ20を外部端子5aに接触させてテストを行い、良品のSON22を選別する。
したがって、本実施の形態2の半導体装置の製造方法においても、実施の形態1と同様に、複数の封止体3の表面にダイシングテープ17を貼り付けた状態でパッケージダイシングを行い、その後、複数の封止体3がダイシングテープ17に固定された状態で選別テストを行うことにより、パッケージダイシング後、トレイに収納せずにダイシングテープ17に保持されたそのままの状態でテストを行うことができる。
これにより、SON22の組み立てにおいてその処理効率を高めることができる。
なお、本実施の形態2の半導体装置の製造方法によって得られるその他の効果については、実施の形態1と同様であるため、その重複説明については省略する。
図24〜図28に示す半導体装置は、本実施の形態2の変形例のSON24の構造を示すものであり、SON22と基本的な構造は同じであるが、半導体チップ2を各リード5それぞれのチップ側端部(一端)上に搭載する構造となっている。
したがって、半導体チップ2は、複数のリード5それぞれのチップ側端部(一端)上に絶縁性テープ材(絶縁性接着材)25を介して搭載されている。
SON24の組み立てにおいても、図29及び図30に示すように、ダイボンディング、ワイヤボンディング、樹脂モールディングを行った後、実施の形態1のQFN1と同様に、幅広のブレード19(図13参照)を用いて、1回のダイシングで、かつ封止体3の側面の傾斜部3a、及びリード5の薄肉部5bを切断してパッケージダイシングを行う。さらに、パッケージダイシング終了後、複数の封止体3がダイシングテープ17(図20参照)に固定された状態を維持し、その状態で、上方を向いた封止体3の裏面に配置された外部端子5aにプローブ20を接触させて選別のためのテストを行う。
これにより、変形例のSON24においても、パッケージダイシング後、トレイに収納せずにダイシングテープ17に保持されたそのままの状態でテストを行うことができ、その結果、SON24の組み立てにおいてその処理効率を高めることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前記実施の形態1では、幅広のブレード19は、その厚さ(幅)が1mmの場合を例として取り上げたが、ブレード19は、1回のダイシングで、かつ封止体3の側面の傾斜部3a、及びリード5の薄肉部5bで切断することが可能なものであれば、1mm以外の厚さのものであってもよい。
本発明は、スルーゲート方式で樹脂モールディングを行う半導体装置の組み立てに好適である。
本発明の実施の形態1の半導体装置の構造の一例を示す斜視図である。 図1に示す半導体装置の構造を示す裏面図である。 図1に示すA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図及び拡大部分断面図である。 図1に示すB−B線に沿って切断した断面の構造を示す断面図及び拡大部分断面図である。 図1に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。 図5に示す組み立て手順のダイボンディングまでの構造の一例を示す断面図である。 図5に示す組み立て手順の樹脂モールディングまでの構造の一例を示す断面図である。 図5に示す組み立て手順のダイシングテープ貼り付けまでの構造の一例を示す断面図である。 図5に示す組み立て手順の選別までの構造の一例を示す断面図である。 図7に示す樹脂モールディングで用いられる成形金型のスルーゲート構造の一例を示す部分平面図である。 図9に示すダイシングによる個片化時のブレードの切断領域の一例を示す側面図である。 図9に示す個片化時のダイシング手順の一例を示す部分断面図である。 図9に示す個片化時のダイシング手順の一例を示す部分断面図である。 図9に示す選別時の変形例の構造を示す構成図である。 本発明の実施の形態2の半導体装置の内部構造の一例を封止体を透過して示す平面図である。 図15に示すA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。 図15に示す半導体装置の構造を示す平面図である。 図15に示す半導体装置の構造を示す裏面図である。 図15に示す半導体装置のチップ裏面側の内部構造を示す裏面図である。 図15に示す半導体装置の組み立てにおけるダイシングテープ貼り付け時の構造の一例を示す平面図である。 図15に示す半導体装置の組み立てにおける個片化後の構造の一例を示す平面図である。 図15に示す半導体装置の組み立てにおける選別時の構造の一例を示す平面図である。 図22に示すA部の構造の一例を示す部分平面図である。 本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置の内部構造を封止体を透過して示す平面図である。 図24に示すA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。 図24に示す半導体装置の構造を示す平面図である。 図24に示す半導体装置の構造を示す裏面図である。 図24に示す半導体装置のチップ裏面側の内部構造を示す裏面図である。 図24に示す変形例の半導体装置の組み立て手順のワイヤボンディングまでの構造を示す部分断面図である。 図24に示す変形例の半導体装置の組み立て手順の樹脂モールディング以降の構造を示す部分断面図である。 比較例の半導体装置の組み立てにおけるダイシング方法を示す断面図である。 他の比較例の半導体装置の組み立てにおけるダイシング方法を示す断面図である。 他の比較例の半導体装置の組み立てにおけるダイシング方法を示す断面図である。
符号の説明
1 QFN(半導体装置)
2 半導体チップ
3 封止体
3a 傾斜部
4 タブ
5 リード
5a 外部端子(第1の部分)
5b 薄肉部(第2の部分)
6 Auワイヤ(導電性ワイヤ)
7 ボンディングパッド
8 吊りリード
8a 突起
8b 薄肉部
9 半田層
10 リードフレーム
10a タイバー
11 リード押さえ
12 ヒートブロック
12a チップ支持部
12b 凹部
12c 段差部
12d リード受け部
13 樹脂成形金型
13a 上金型
13b 下金型
13c キャビティ
13d ゲート
13e スルーゲート(連通ゲート)
14 Agペースト
15 シート
17 ダイシングテープ
18 テープ固定治具
19 ブレード
19a エッジ部
20 プローブ
21 テスタ
22 SON(半導体装置)
23 ダイシングライン
24 SON(半導体装置)
25 絶縁性テープ材(絶縁性接着材)
30 端子部
31 封止体
32 切断残留部
33 ブレード
34 切り残し部

Claims (17)

  1. (a)チップ搭載部であるタブと、前記タブの周囲に配置された複数のリードとを有するリードフレームを準備する工程と、
    (b)前記タブ上に半導体チップを搭載する工程と、
    (c)前記半導体チップと前記複数のリードとを導電性ワイヤで電気的に接続する工程と、
    (d)前記リードフレームを樹脂成形金型の上金型と下金型とで挟み込み、前記上金型と下金型との間に形成され、かつ連通ゲートを介して相互に繋がる複数のキャビティ内に封止用樹脂を供給して複数の封止体を形成する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記複数の封止体の表面にダイシングテープを貼り付け、この状態でダイシング用のブレードを前記封止体の裏面側から侵入させて前記リードフレームの前記リード及び前記封止体の一部を切断する工程と、
    (f)前記(e)工程の後、切断された前記複数の封止体の表面が前記ダイシングテープに固定された状態で、前記封止体の裏面に配置された外部端子にプローブを接触させてテストを行う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。
  2. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程で、前記複数の封止体それぞれの側面の傾斜部において、前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記リードは前記封止体の裏面に露出する第1の部分と、前記封止体内に埋め込まれる第2の部分とを有しており、前記(e)工程において、前記複数のリードそれぞれの前記第2の部分で、前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、前記リードの前記第2の部分は、ハーフエッチング加工によって前記第1の部分より薄く形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記リードは前記封止体の裏面に露出する第1の部分と、前記封止体内に埋め込まれる第2の部分とを有しており、前記(e)工程で使用される前記ブレードは、切断時に、そのエッジ部が前記封止体の側面の傾斜部と、前記リードの前記第2の部分とに配置されるような厚さに形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記リードは前記封止体の裏面に露出する第1の部分と、前記第1の部分より薄く形成された第2の部分とを有しており、前記(e)工程において、前記複数のリードそれぞれの前記第2の部分で、前記ブレードによ
    り前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程で、幅が1mmの前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程で、前記ダイシングテープから前記ブレードを離した状態で前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記(f)工程で、前記ダイシングテープ上で複数の前記半導体装置の外部端子に前記プローブを接触させて複数の前記半導体装置のテストを同時に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止体の裏面は四角形に形成されており、前記裏面の周縁部の4辺それぞれに沿って前記複数のリードの一部が露出していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止体の裏面は四角形に形成されており、前記裏面の周縁部の4辺のうちの対向する何れか2辺に沿って前記複数のリードの一部が露出していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 複数のリードと、前記複数のリードそれぞれの一端に搭載された半導体チップと、前記半導体チップと前記複数のリードとを電気的に接続する複数の導電性ワイヤと、前記複数のリード、前記半導体チップ及び前記複数の導電性ワイヤを樹脂で封止する封止体とを有し、前記複数のリードそれぞれの一部が前記封止体の裏面に露出する半導体装置の製造方法であって、
    (a)前記複数のリードを有するリードフレームを準備する工程と、
    (b)前記複数のリードそれぞれの一端上に絶縁性接着材を介して前記半導体チップを搭載する工程と、
    (c)前記半導体チップと前記複数のリードとを前記導電性ワイヤで電気的に接続する工程と、
    (d)前記リードフレームを樹脂成形金型の上金型と下金型とで挟み込み、前記上金型と下金型との間に形成され、かつ連通ゲートを介して相互に繋がる複数のキャビティ内に封止用樹脂を供給して複数の封止体を形成する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記複数の封止体の表面にダイシングテープを貼り付け、この状態でダイシング用のブレードを前記封止体の裏面側から侵入させて前記リードフレームの前記リード及び前記封止体の一部を切断する工程と、
    (f)前記(e)工程の後、切断された前記複数の封止体が前記ダイシングテープに固定された状態で、前記封止体の裏面に配置された外部端子にプローブを接触させてテストを行う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。
  13. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程で、前記複数の封止体それぞれの側面の傾斜部において、前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  14. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記リードは前記封止体の裏面に露出する第1の部分と、前記封止体内に埋め込まれる第2の部分とを有しており、前記(e)工程において、前記複数のリードそれぞれの前記第2の部分で、前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  15. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記リードは前記封止体の裏面に露出する第1の部分と、前記封止体内に埋め込まれる第2の部分とを有しており、前記(e)工程で使用される前記ブレードは、切断時に、そのエッジ部が前記封止体の側面の傾斜部と、前記リードの前記第2の部分とに配置されるような厚さに形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  16. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記(e)工程で、前記ダイシングテープから前記ブレードを離した状態で前記ブレードにより前記リード及び前記封止体の一部を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、前記(f)工程で、前記ダイシングテープ上で複数の前記半導体装置の外部端子に前記プローブを接触させて複数の前記半導体装置のテストを同時に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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