JP4033969B2 - 半導体パッケージ、その製造方法及びウェハキャリア - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージ、その製造方法及びそれに使用されるウェハキャリアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体パッケージは、半導体チップ（特にＩＣチップ）、金ワイヤ、リードフレーム、モールドパッケージで構成されていた。
【０００３】
半導体パッケージの製造方法は、ウェハプロセスで処理を終えたウェハを、粘着フィルムにウェハを貼付けるウェハマウント工程を経て、ウェハ内のチップを個に分割するスクライブ工程後、良品のチップを選別する。
【０００４】
その後、リードフレームにチップをボンディングするダイスボンド工程、リードフレームとチップを配線するワイヤボンド工程を経て、配線したワイヤを選別し、この部材を含めて保護するためエポキシ樹脂により封止成形（モールド）する。
【０００５】
その後、実装を考慮したアウタリードへの表面処理、アウタリード形状加工を終え、ＩＣの特性を加味した文字がパッケージ表面に捺印され、特性検査を経て完成するというのが一般的である。
【０００６】
近年、ＩＣチップの高集積化が進み、チップが大型化する半面、その一方で高密度実装が要求される。そのため半導体パッケージの薄小化が必然となっている。
【０００７】
従来のパッケージはチップとリードフレームの配線をパッケージ内部に抱えているため、パッケージの大きさをチップの大きさに近づけることには限界がある。
【０００８】
そこで、最近では、ＩＣチップの電極パッドにリードピンを取り付け、ＩＣチップを接着していたダイシングシートを引き伸ばしてＩＣチップ間に上の型枠を設定した後、封止用樹脂液をポッティングし、硬化させ、ダイシングシートを剥がした後、下の型枠を設定して封止用樹脂液をポッティングし、硬化させたチップサイズに近似したＩＣパッケージが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＩＣパッケージ及びその製造方法では、ダイシングシートを引き伸ばしたり、剥がしたりする工程及び上下の枠型を用意して上下別々にモールドする工程を必要とし、工数費等のコストダウンに課題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ウェハを搭載し、モールド樹脂がウエハの裏面に行き届くようにするため、ウェハのカッティングラインと辺接触しないように斜めに形成した複数本の溝を設けたベース部材とキャリアフレームとから成るウェハキャリアを使用し、ウェハをベース部材に搭載し、チップ分割した状態でモールドしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の半導体パッケージの実施形態を示す断面図、図２は同じくその斜視図である。
【００１２】
半導体チップ１は複数のボンディングパッドを有しており、そのパッドに接合してバンプ２が形成され、裏面がベース部材３に接着して搭載されている。ベース部材３の上面にはチップ１を接着するための接着剤が塗布され、液状のモールド樹脂がチップ１の裏面に行き届くようにするための溝３１が形成されている。
【００１３】
モールド樹脂は溝３１内で固化して封止樹脂層４となり、チップ１と封止樹脂層４，５との密着強度を高めている。この封止樹脂層４は、ウェハをベース部材３に搭載してチップ分割し、その状態のままモールド樹脂でモールドして封止樹脂層５を形成するときに同時に形成される。
【００１４】
封止樹脂層５はチップ１の外表面及びベース部材３の裏面に形成されて、全体を保護する。
【００１５】
バンプ２はチップ１の上面に形成された封止樹脂層５の表面に露出しており、外部への接続端子となる。
【００１６】
図３はウェハを搭載した状態の本発明のウェハキャリアの実施形態を示す平面図、図４は同じくその正面図である。
【００１７】
ウェハキャリア６はベース部材３と外側の枠であるキャリアフレーム７とで構成され、ウェハ８はベース部材３に接着されてウェハキャリア６に搭載される。
【００１８】
ベース部材３は合成樹脂、放熱効果のある材料例えば金属で形成され、硬質の合成樹脂又は金属の場合にはかしめ止め、ねじ止め等でキャリアフレーム７に固定され、軟質の合成樹脂例えばビニール類の場合は厚めにして接着剤でキャリアフレーム７に貼付けている。
【００１９】
また、ベース部材３の表面には、ウェハ８の裏面に液状のモールド樹脂が行き届くように流動するための溝３１が設けられている。この溝３１はウェハ８のカッティングライン８１と辺接触しないように斜めに複数本並行に形成される。斜めに形成するのはカッティングライン８１と点接触する方向に形成するためである。
【００２０】
キャリアフレーム７は例えば金属等で形成され、各製造工程において製造装置への位置決めに使用されるガイドホール７１が各コーナーの４個所に形成されている。
【００２１】
上記のウェハキャリア６は、ウェハマウント工程の従来のフィルムキャリアの役割をし、スクライブ工程では分割されたチップをバラバラにしないための搬送治具になる。
【００２２】
図５はウェハキャリアの一部を拡大した断面図で、ウェハキャリア６のベース部材３には溝３１が形成されている。
【００２３】
ベース部材３の上面にはウェハ８を搭載するための接着剤が塗布されているが、この接着剤はＵＶ（紫外線）で粘着力を低下されるもの等が使用され、モールド時に熱が加わるため、熱硬化性のものが望ましい。
【００２４】
また、この接着剤は溝３１を形成した後にスクリーン印刷等で塗布しても、接着剤を塗布した後に溝３１を形成しても良い。
【００２５】
図６は本発明のウェハキャリアの他の実施形態を示す平面図で、図３とはベース部材に設けた溝が異なるだけで、他は同じである。
【００２６】
ウェハキャリア６のベース部材３には、ウェハ８のカッティングライン８１と辺接触しないように格子状に形成した溝３２が設けられている。辺接触した場合には、その部分でカッティングされ、密着強度に影響するからである。
【００２７】
なお、格子状の溝３２の場合は並行の場合よりウェハ８と封止樹脂層４，５の密度強度が更に増すことになる。
【００２８】
図７〜図１２は本発明の半導体パッケージの製造方法の実施形態を示す図で、各図は製造工程を示している。
【００２９】
図３に示すように、表面に溝３１を有するベース部材３を備えたウェハキャリア６が準備され、ウェハ処理を終えたウェハ８はベース部材３に搭載され、良品が選別される。
【００３０】
ウェハ８は表面に溝３１を有するベース部材３に搭載された状態で、図７に示したボンディングパッド９にスクリーン印刷等によりボンディング材を塗布し、又はメッキにより図８に示すようにバンプ２を形成する。
【００３１】
次にウェハ８は、個に分割するため、図９に示すようにブレード１０によりカッティングライン８１で精度良く切断され、チップ分割即ち個々のチップ１に分割される。
【００３２】
図１０に示すように、ウェハ８はチップ１に分割した状態で、ウェハキャリア６のベース部材３に搭載されたままモールド樹脂に封止され、ウェハ８のカッティング部を含めた外表面及びベース部材３の裏面に封止樹脂層５を形成する。このときベース部材３の溝３１を通してモールド樹脂を流動させて溝３１内に封止樹脂層４を形成させる。封止樹脂層４の形成によって、チップ１の下面は封止樹脂層４と強く密着する。
【００３３】
バンプ２は、この際封止樹脂層５の表面に露出させるために、露出するための金型構造を使用するか、又はモールド工程後ウェハ８の表面に形成された封止樹脂層５の表面を研磨してバンプ２を封止樹脂層５の表面に露出させる工程を追加する。
【００３４】
バンプ２は封止樹脂層５の表面に露出し、外部端子とするため、従来７０〜１００μｍのバンプ高さを２００μｍ程度又はそれ以上の高さにしている。
【００３５】
図１１ではこのバンプ２にプローブ針１１を接続して電気特性検査を行う。
【００３６】
特性検査後、図１２に示すパッケージ分割工程において、封止樹脂層５で全体を覆っているウェハ８をウェハキャリア６のベース部材３ごとフルカッティングして個々のパッケージにする。こうして完成した半導体パッケージが図１及び図２に示したものである。
【００３７】
以上のように、本発明の実施形態によれば、半導体チップ１のボンディングパッド９に外部端子となるバンプ２を形成するので、リードピンを必要とせず、また金線、銀ペースト、リードフレーム等の高価な部材を使わなくて済み、従来のワイヤボンディング工程、ワイヤ選別工程、ダイスボンド工程を省くことができる。
【００３８】
また、ウェハ８をウェハキャリア６のベース部材３に搭載し、チップ分割した状態でモールドするので、ダイシングシートを引き伸ばしたり、剥がしたりする工程や上下の枠型を用意して上下別々にモールドする工程は必要がなくなり、製造プロセスが簡単になり、部材費、工数費のコストダウンに効果がある。
【００３９】
また、ウェハキャリア６のベース部材３の表面には溝３１や３２を設けてモールド樹脂の流動を良くして封止樹脂層４を形成しているので、ウェハ８と封止樹脂層４，５との密着強度が増し、半導体パッケージの品質上の信頼性が向上する。
【００４０】
また、ウェハキャリア６のベース部材３を金属等の放熱効果のある材料で形成すれば、ウェハ８をベース部材３ごとモールドするので放熱性を良くすることができる。
【００４１】
更にウェハキャリア６のキャリアフレーム７には、各製造工程における位置決めに使用されるガイドホール７１が設けられているので、１種類のキャリアフレーム７を用いて全工程をハンドリングすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
上記したように、本発明はウェハをウェハキャリアのベース部材に搭載し、チップ分割した状態でモールドするので、製造工程の簡略化が図れ、コストダウンに貢献することができる。
【００４３】
また、ベース部材の表面に溝を設けて封止樹脂層を形成するので、チップと封止樹脂層との密着強度が増し、半導体パッケージの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体パッケージの実施形態を示す断面図。
【図２】本発明の実施形態を示す斜視図。
【図３】本発明のウェハキャリアの実施形態を示す平面図。
【図４】本発明の実施形態を示す正面図。
【図５】ウェハキャリアの一部拡大断面図。
【図６】本発明のウェハキャリアの他の実施形態を示す平面図。
【図７】本発明の製造方法の実施形態を示す図。
【図８】製造工程を示す図。
【図９】製造工程を示す図。
【図１０】製造工程を示す図。
【図１１】製造工程を示す図。
【図１２】製造工程を示す図。
【符号の説明】
１ 半導体チップ
２ バンプ
３ ベース部材
３１，３２ 溝
４，５ 封止樹脂層
６ ウェハキャリア
７ キャリアフレーム
７１ ガイドホール
８ ウェハ
８１ カッティングライン
９ ボンディングパッド
１０，１２ ブレード
１１ プローブ針

Claims (5)

1. 複数のボンディングパッドを有する半導体チップと、
   表面に、ウェハのカッティングラインと辺接触しないように斜めに形成した複数本の溝を有し、前記表面に前記チップを搭載するベース部材と、
   前記チップ及び前記溝内をモールドした封止樹脂層と、
   前記ボンディングパッドに接合して形成され、前記封止樹脂層の表面に露出させたバンプと、
   を備えたことを特徴とする半導体パッケージ。
2. 前記ベース部材を金属で形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ。
3. 表面に、ウェハのカッティングラインと辺接触しないように斜めに形成した複数本の溝を有するベース部材を準備する工程と、
   前記ベース部材にウェハを搭載する工程と、
   前記ウェハのボンディングパッドに接合するバンプを形成する工程と、
   前記ベース部材上で前記ウェハを切断してチップ分割する工程と、
   チップ分割した状態で前記ウェハ及び前記溝内を封止樹脂によりモールドして封止樹脂層を形成する工程と、
   前記封止樹脂層で覆われた前記ウェハをフルカッティングしてパッケージ分割する工程と、
   を備えたことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
4. 半導体パッケージの製造方法に使用されるウェハキャリアであって、
   ウェハを搭載する上面に、ウェハのカッティングラインと辺接触しないように斜めに形成した複数本の溝を設けたベース部材と、各製造工程において位置決めするためのガイドホールを設けたキャリアフレームとで構成したことを特徴とするウェハキャリア。
5. 前記ベース部材を金属で形成したことを特徴とする請求項４記載のウェハキャリア。

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