半導体装置とその製造方法、及び回路基板シート
【課題】半導体装置とその製造方法、及び回路基板シートにおいて、回路基板と半導体素子との接続信頼性を高めること。
【解決手段】回路基板20に設けられた接続パッド30の延長部30aに接続媒体35を供給する工程と、回路基板20の接続パッド30と半導体素子37の電極端子38とを対向させる工程と、接続媒体35を加熱して溶融することにより、溶融した該接続媒体35を延長部30aから接続パッド30に伝わせ、接続媒体35を介して接続パッド30と電極端子38とを接続する工程とを有する半導体装置の製造方法による。
【解決手段】回路基板20に設けられた接続パッド30の延長部30aに接続媒体35を供給する工程と、回路基板20の接続パッド30と半導体素子37の電極端子38とを対向させる工程と、接続媒体35を加熱して溶融することにより、溶融した該接続媒体35を延長部30aから接続パッド30に伝わせ、接続媒体35を介して接続パッド30と電極端子38とを接続する工程とを有する半導体装置の製造方法による。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置とその製造方法、及び回路基板シートに関する。
【背景技術】
【0002】
LSI等の半導体素子においては、トランジスタのゲート長が短くなるにつれて小型化が進み、外部接続端子の多ピン化と狭ピッチ化が顕著になり、外部接続端子の高さと直径がともに小さくなりつつある。
【0003】
そのように微細化された外部接続端子を回路基板の接続パッドに接合するのに有利な方法として、フリップチップ実装が知られている。そのフリップチップ実装では、半導体素子と回路基板との接続信頼性を更に向上させることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4084834号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体装置とその製造方法、及び回路基板シートにおいて、回路基板と半導体素子との接続信頼性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下の開示の一観点によれば、回路基板に設けられた接続パッドの延長部に接続媒体を供給する工程と、前記回路基板の前記接続パッドと半導体素子の電極端子とを対向させる工程と、前記接続媒体を加熱して溶融することにより、溶融した該接続媒体を前記延長部から前記接続パッドに伝わせ、前記接続媒体を介して前記接続パッドと前記電極端子とを接続する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【0007】
また、その開示の別の観点によれば、複数の素子搭載領域が画定された基材と、前記基材の上の前記素子搭載領域に形成された接続パッドと、前記基材の上であって、前記素子搭載領域の外側に延在する前記接続パッドの延長部とを有する回路基板シートが提供される。
【0008】
更に、その開示の他の観点によれば、素子搭載領域に接続パッドを備えた回路基板と、前記接続パッドに対向する位置に電極端子を備えた半導体素子と、前記接続パッドと前記電極端子とを接続する接続媒体とを有し、前記接続パッドが、前記素子搭載領域の外側に延在する延長部を備え、該延長部が前記回路基板の外周側面において切断された半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
開示の半導体装置の製造方法によれば、電極端子と接続パッドが接続媒体に金属接合されるので、これらの接続強度が強固となり、回路基板と半導体素子との接続信頼性が向上する。
【0010】
更に、金属接合により電極端子と接続パッドとを接続するので、これらを確実に接続するために半導体素子を回路基板に押し付ける必要がなくなり、半導体素子と回路基板との間隔を十分に維持することができる。それにより、半導体素子と回路基板との間に十分な量のアンダーフィル樹脂を充填することができ、アンダーフィル樹脂による接続信頼性向上の実効が図られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1(a)、(b)は、予備的事項の第1例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図2】図2(a)〜(c)は、予備的事項の第2例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図3】図3は、第1実施形態で使用される回路基板の断面図である。
【図4】図4は、第1実施形態で使用される回路基板の全体平面図と拡大平面図である。
【図5】図5(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その1)である。
【図6】図6(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その2)である。
【図7】図7は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その3)である。
【図8】図8(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の平面図(その1)である。
【図9】図9(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の平面図(その2)である。
【図10】図10は、第2実施形態で使用される回路基板の全体平面図と拡大平面図である。
【図11】図11は、第2実施形態で使用される回路基板に接続媒体を供給した場合の全体平面図である。
【図12】図12は、第3実施形態で使用される回路基板の全体平面図である。
【図13】図13は、第3実施形態に係る半導体装置をダイシングした場合の断面図である。
【図14】図14(a)、(b)は、第4実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図15】図15は、第5実施形態に係る回路基板シートの全体平面図である。
【図16】図16は、第5実施形態に係る回路基板シートに接続媒体を供給した場合の全体平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(1)予備的事項
本実施形態の説明に先立ち、本実施形態の基礎となる予備的事項について説明する。
【0013】
・第1例
図1(a)、(b)は、予備的事項の第1例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【0014】
この半導体装置は、フリップチップ実装技術の一つである圧接方式を用いて次のようにして製造される。
【0015】
まず、図1(a)に示すように、回路基板1の素子搭載領域に熱硬化性のアンダーフィル樹脂3を塗布する。
【0016】
そして、ボンディングヘッド6により半導体素子4を吸着しながら、半導体素子4の電極端子5と回路基板1の接続パッド2との位置合わせを行う。
【0017】
次いで、図1(b)に示すように、ボンディングヘッド6を用いて半導体素子4を回路基板1に押し当て、電極端子5と接続パッド2とを接触させる。そして、これと同時に、ボンディングヘッド6が内蔵するヒータによってアンダーフィル樹脂3を加熱して硬化させる。
【0018】
以上により、フリップチップ実装技術により半導体素子4が回路基板1に実装されたことになる。
【0019】
上記した圧接方式では、電極端子5と接続パッド2は、ボンディングヘッド6による押圧力によって単に接触しているだけであり、電極端子5が接続パッド2に金属接合により接合しているわけではない。
【0020】
そのため、図1(b)の工程でアンダーフィル樹脂3を加熱する際、点線で示すような熱膨張に起因した反りが回路基板1に発生すると、電極端子5と接続パッド2とが横方向に相対的にずれることになる。よって、このような圧接方式では、電極端子5と接続パッド2とを高い精度で位置合わせするのが難しい。
【0021】
また、上記のように回路基板1が反ると、未硬化のアンダーフィル樹脂3が回路基板1の中央から周辺に流れ出し、回路基板1の中央付近におけるアンダーフィル樹脂3の量が減少する。
【0022】
アンダーフィル樹脂3は、電極端子5の動きを規制することにより、電極端子5が接続パッド2からずれて半導体素子4と回路基板1との接続信頼性が低下するのを防止する役割を担う。しかし、上記のようにアンダーフィル樹脂3の量が減少すると、アンダーフィル樹脂3による接続信頼性向上の実効を図ることができなくなってしまう。
【0023】
更に、電極端子5と接続パッド2とを確実に接触させるために、図1(b)の工程においてボンディングヘッド6によって半導体素子4を回路基板1に強く押し付ける必要もある。
【0024】
・第2例
図2(a)〜(c)は、予備的事項の第2例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【0025】
なお、図2(a)〜(c)において、図1(a)、(b)で説明したのと同じ要素には同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0026】
本例では、第1例とは別のフリップチップ実装技術を用いて、半導体装置を以下のようにして製造する。
【0027】
まず、図2(a)に示すように、ボンディングヘッド6を用いて半導体素子4を回路基板1に対向させると共に、電極端子5と接続パッド2との位置合わせを行う。
【0028】
その後、半導体素子4と回路基板1の間の隙間に、気泡発生剤10aとはんだ粉10bとを含む樹脂10を供給する。
【0029】
続いて、図2(b)に示すように、ボンディングヘッド6が内蔵するヒータによって樹脂10を加熱することにより、気泡発生剤10aから気泡10cを発生させる。その気泡10cが成長すると、気泡10cの外に樹脂10が追いやられ、電極端子5と接続パッド2の間に樹脂10が柱状に自己集合することになる。
【0030】
その後、樹脂10の加熱を更に続けることで、図2(c)に示すように、樹脂10中のはんだ粉10bを溶融させ、溶融したはんだ粉10bを含む接続体11を電極端子5と接続パッド2の間に形成する。
【0031】
以上により、電極端子5と接続パッド2とが接続体11によって電気的かつ機械的に接続された実装構造が完成した。
【0032】
このようなフリップチップ実装は自己集合工法と呼ばれる。第1例で説明した圧接方式では電極端子5と接続パッド2とが単に接触しているだけであるが、自己集合工法によれば電極端子5と接続パッド2がいずれも接続体11中のはんだに金属接合した構造が得られる。
【0033】
但し、図2(b)の工程で樹脂10を加熱するとき、ボンディングヘッド6における温度が中央付近で高く周辺付近で低いため、温度の高い半導体素子4の中心付近で気泡10cが大きく成長する。
【0034】
そのため、半導体素子4の中心付近における接続体11の直径が小さくなり、接続体11によって半導体素子4と回路基板1との接続強度を十分に補強できず、半導体素子4と回路基板1との接続信頼性が低下するおそれがある。
【0035】
本願発明者は、このような知見に鑑み、以下に説明するような本実施形態に想到した。
【0036】
(2)第1実施形態
図3は、本実施形態で使用される回路基板20の断面図である。
【0037】
この回路基板20は、ガラス・エポキシ樹脂等よりなる厚さ約0.2μm〜0.5μmのコア基材21の両面に、銅よりなる厚さ約10μm〜20μmの配線25を備える。コア基材21には貫通孔21aが形成されており、コア基材21の両面の配線25はその貫通孔21aを介して電気的に接続される。
【0038】
また、配線25とコア基材21を覆うように絶縁性のプリプレグ層22が約20μm〜50μmの厚さに形成され、そのプリプレグ層22の上には銅よりなる厚さ約10μm〜20μmの接続パッド30と電極パッド31が形成される。
【0039】
このうち、接続パッド30は、後述の半導体素子の電極端子に接続されるものであり、プリプレグ層22のビアホール22aを介して下層の配線25に電気的に接続される。
【0040】
一方、電極パッド31は、はんだバンプ等の外部接続端子が接合され、マザーボード等と回路基板20とを電気的に接続するのに使用される。
【0041】
そして、回路基板20の両面には、はんだが濡れ広がるのを防止するためのソルダレジスト層23が約20μm〜50μmの厚さに形成される。上記の各パッド30、31において、外部接続端子等が接合される領域は、このソルダレジスト層23に覆われずに露出する。
【0042】
図4は、この回路基板20の全体平面図と拡大平面図である。先の図3は、図2のI−I線に沿う断面図に相当する。
【0043】
図4に示されるように、回路基板20は正方形の平面形状を有する。回路基板20の大きさは限定されないが、本実施形態では一辺の長さを13.0mmとする。そして、その回路基板20には素子搭載領域Rが画定されており、その素子搭載領域Rの内側に既述の接続パッド30がペリフェラル状に複数設けられる。
【0044】
更に、各接続パッド30は素子搭載領域Rの外側に延在する延長部30aを有し、各延長部30a同士がそれらの端部に形成された接続媒体供給パターン30bにより一体的に連結される。
【0045】
次に、この回路基板20に半導体素子を搭載してなる半導体装置の製造方法について説明する。
【0046】
図5〜図7は、この半導体装置の製造途中の断面図であり、図8〜図9はその平面図である。なお、これらの図では、上記の回路基板20を簡略化し、基板最上層の接続パッド30とソルダレジスト層23のみを示している。
【0047】
まず、図5(a)に示すように、回路基板20の接続媒体供給パターン30b上に接続媒体35としてはんだを供給する。その供給の仕方は特に限定されず、メタルマスク印刷法、ディスペンサ塗布法、又はインクジェット塗布法により接続媒体35を供給し得る。或いは、はんだジェット装置、フローはんだ装置、又は電解めっき装置によって、接続媒体供給パターン30b上に接続媒体35を供給してもよい。
【0048】
また、接続媒体35として供給されるはんだの組成も特に限定されないが、融点が120℃〜250℃の金属を少なくとも一種類以上含み、その金属が20wt%〜100wt%以下の範囲で含まれるはんだを使用するのが好ましい。なお、融点の上限を250℃としたのは、加熱により接続媒体35を溶融させるときに、樹脂よりなるコア基材21(図3参照)に熱ダメージが入るのを防止するためである。
【0049】
そのようなはんだとして、本実施形態ではSn-3.5wt%Agはんだを使用する。そして、このはんだを含むはんだペースト(M30-221BM5-21-11: 千住金属社性)を接続媒体35としてメタルマスク印刷法により接続媒体供給パターン30b上に印刷する。
【0050】
なお、はんだに代えて、錫等の単体の低融点金属を接続媒体35として用いてもよい。
【0051】
その後、ディスペンサ(FAD320S: 武藤エンジニアリング社製)を用いて、回路基板20の素子搭載領域Rの中心に、熱硬化性の仮固定樹脂44を塗布する。その仮固定樹脂44として、例えば、0.3mgのナガセケムテックス社製のUFR107を塗布する。
【0052】
図8(a)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図5(a)は図8(a)のII−II線に沿う断面図に相当する。
【0053】
次いで、図5(b)に示すように、吸着機構としてのボンディングヘッド45により半導体素子37を吸着しながら、半導体素子37の電極端子38と回路基板30の接続パッド30との位置合わせを行う。
【0054】
半導体素子37の外形寸法は特に限定されない。本実施形態では、一辺が6.5mmの正方形で厚さが0.2mmの半導体素子37を用いる。そして、電極端子38としては、50μmのピッチでペリフェラル状に配列された銅ポストを使用する。
【0055】
次いで、ボンディングヘッド45を下降させることにより仮固定樹脂44の上に半導体素子37を固着した後、ボンディングヘッド45に設けられた加熱部45aにより半導体素子37を介して仮固定樹脂44を加熱する。
【0056】
その加熱の条件は特に限定されないが、本実施形態では300℃の温度で5秒間加熱する。これにより、仮固定樹脂44が硬化して、接続パッド30と電極端子38とが対向した状態で回路基板20の上に半導体素子37が仮固定されることになる。
【0057】
なお、接続パッド30と電極端子38との間隔は特に限定されないが、図5(b)のようにそれらの間に隙間がある状態を維持するのが好ましい。ボンディングヘッド45を高精度に制御しなくても、上記のように回路基板20上に塗布した仮固定樹脂44の厚みにより接続パッド30と電極端子38との隙間を維持できる。但し、ボンディングヘッド45により隙間を確保できるなら、仮固定樹脂44を省いてもよい。
【0058】
図8(b)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図5(b)は図8(b)のIII−III線に沿う断面図に相当する。
【0059】
次に、図6(a)に示すように、リフロー装置(1810EXZ: Heller社製)のリフロー雰囲気において接続媒体35をその融点以上の温度に加熱して溶融する。そのリフローの温度プロファイルは、例えば、220℃以上の温度の期間が15秒以上であり、最高温度が250℃である。また、リフロー雰囲気は、例えば窒素雰囲気である。
【0060】
なお、このようなリフロー装置に代えて、オーブンやホットプレート等の加熱装置を用いてもよい。
【0061】
このように接続媒体35を加熱することで、溶融した接続媒体35が延長部30aから接続パッド30に伝わり、接続パッド30と電極端子38との隙間に接続媒体35が充填される。そして、接続媒体35が自然冷却して固化すると、接続パッド30と電極端子38が接続媒体35と金属接合することになる。
【0062】
図9(a)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図6(a)は図9(a)のIV−IV線に沿う断面図に相当する。
【0063】
本実施形態では、図4に示したように、複数の延長部30aを接続媒体供給パターン30bにより連結したので、接続媒体供給パターン30b上で溶融した接続媒体35を各延長部30aに均等に行き渡らせることができる。
【0064】
なお、銅よりなる接続媒体供給パターン30bは、ソルダレジスト層23よりもはんだに対する濡れ性がよいので、溶融した接続媒体35は各延長部30aの上のみを伝い、ソルダレジスト層23上に接続媒体35が濡れ広がることはない。
【0065】
次いで、図6(b)に示すように、回路基板20と半導体素子37との間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂39として4mgのCEL-C-3720(日立化学社性)を充填する。そのアンダーフィル樹脂39は、仮固定樹脂44の塗布に使用したのと同じディスペンサを用いて、半導体素子37の外周部から注入し得る。
【0066】
そして、オーブンを用いて165℃の温度でアンダーフィル樹脂37を2時間加熱することにより、アンダーフィル樹脂39を熱硬化する。
【0067】
その後に、図7に示すように、サンドブラスト処理により延長部30aとその上の接続媒体35を切断する。なお、サンドブラスト処理に代えて、ウエットエッチング、レーザ、超音波カッター、ダイシング、ウォータージェット等により延長部30aと接続媒体35を切断するようにしてもよい。
【0068】
図9(b)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図6(b)は図9(b)のV−V線に沿う断面図に相当する。
【0069】
図9(b)に示されるように、複数の延長部30aは線状の切断領域Dにおいて切断され、それにより各延長部30aが電気的に独立する。
【0070】
以上により、本実施形態に係る半導体装置の基本構造が完成した。
【0071】
上記した本実施形態によれば、図7に示したように、電極端子38と接続パッド30が接続媒体35と金属接合されるので、圧接方式と比較して電極端子38と接続パッド30との接続強度が強固となり、回路基板20と半導体素子37との接続信頼性が向上する。
【0072】
更に、金属接合によって電極端子38と接続パッド30とが基板横方向にずれ難くなるので、電極端子38の多ピン化や狭ピッチ化が進んでも、電極端子38を接続パッド30に高精度に位置合わせすることができる。
【0073】
更に、金属接合により電極端子38と接続パッド30とを接続するので、これらを確実に接続するために半導体素子37を回路基板20に押し付ける必要がなくなり、半導体素子37と回路基板20との間隔を十分に維持することができる。それにより、半導体素子37と回路基板20との間に十分な量のアンダーフィル樹脂39を充填することができ、アンダーフィル樹脂39による接続信頼性向上の実効が図られるようになる。
【0074】
特に、図6(a)の工程において、電極端子38と接続パッド30との隙間を維持しながら接続媒体35を溶融することにより、半導体素子37と回路基板20との間隔を広めてアンダーフィル樹脂39の充填量を多くすることができるようになる。
【0075】
(3)第2実施形態
図10は、本実施形態で使用される回路基板20の平面図である。なお、図10において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0076】
本実施形態が第1実施形態と異なる点は、接続パッド30の延長部30aのレイアウトのみであり、それ以外は第1実施形態と同じである。
【0077】
図10に示されるように、本実施形態では複数の延長部30aの各々を連結せず、それらを予め電気的に独立させておく。
【0078】
そして、接続媒体35については、図11の全体平面図に示すように、複数の延長部30aに共通に供給する。
【0079】
このようにしても、第1実施形態のように複数の延長部30a同士を連結する場合と同様に、リフローによって溶融した接続媒体35を延長部30aのそれぞれに均等に行き渡らせることができる。
【0080】
(4)第3実施形態
図12は、本実施形態で使用される回路基板20の全体平面図である。図12において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0081】
本実施形態では、図12に示されるように、回路基板20のダイシングストリート40内に接続媒体供給パターン30bを設ける。
【0082】
そして、図13の断面図に示すように、第1実施形態に従ってアンダーフィル樹脂39を充填し、そのアンダーフィル樹脂39を熱硬化させた後、ダイシングストリート40に沿って回路基板20をダイシングする。そのダイシングの結果、接続パッド30の延長部30aは、回路基板20の外周側面20xにおいて切断された構造となる。
【0083】
このような半導体装置の製造方法によれば、回路基板20において回路を構成しない接続媒体供給パターン30bが切除されるので、第1実施形態と比較して完成後の半導体装置が小さくなり、半導体装置の小型化に寄与することができる。
【0084】
また、回路基板20と半導体素子37との間のアンダーフィル樹脂39が硬化した後に回路基板20をダイシングするので、ダイシング時に発生する切削くずが回路基板20と半導体素子37との間に入り込む余地がなくなる。これにより、切削くずが原因で隣接する電極端子38同士が電気的にショートする危険性が低減され、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0085】
更に、ダイシング時に電極端子38と接続パッド30との接合部分に加わる応力がアンダーフィル樹脂39によって緩和されるので、ダイシング時に回路基板20と半導体素子37との間に接続不良が発生し難くなる。
【0086】
(5)第4実施形態
図14(a)、(b)は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。なお、図14において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0087】
本実施形態では、図14(a)に示すように、接続媒体35に対向する拡張部45bを備えたボンディングヘッド45により半導体素子37を真空吸着しながら、半導体素子37の電極端子38を回路基板の接続パッド30に対向させる。
【0088】
このとき、ボンディングヘッド45の高さを調節することにより、溶融した接続媒体35が充填される隙間を電極端子38と接続パッド30との間に確保しておくのが好ましい。
【0089】
また、第1実施形態で説明したような仮固定樹脂44(図5(b)参照)を回路基板20に塗布しておくことで、接続パッド38と接続パッド30との隙間の確保を容易にしてもよい。
【0090】
なお、ボンディングヘッド45の材料は特に限定されないが、本実施形態ではシリコンカーバイド(SiC)等のセラミックス製のボンディングヘッド45を使用する。そのボンディングヘッド45のうち、半導体素子37よりも外側の部分が拡張部45bとして供せられ、その拡張部45bの長さLは例えば4.0mm程度である。
【0091】
次いで、図14(b)に示すように、加熱部45aによりボンディングヘッド45を加熱する。加熱部45aによる加熱の仕方は特に限定されず、ランプ加熱や抵抗加熱によりボンディングヘッド45を加熱し得る。
【0092】
また、加熱の条件は、例えばボンディングヘッド45の温度が300℃、加熱時間が15秒である。
【0093】
そのようにボンディングヘッド45を加熱することで、拡張部45bからの輻射熱によって接続媒体35が溶融し、第1実施形態と同様に延長部30aを伝った接続媒体によって接続パッド38と接続パッド30とが機械的かつ電気的に接続される。
【0094】
この後は、第1実施形態の図6(b)〜図7の工程を行い、半導体装置を完成させる。
【0095】
以上説明した本実施形態によれば、図14(a)の工程で電極端子38と接続パッド30との位置合わせに使用したボンディングヘッド45を用いて、図14(b)の工程で接続媒体35を溶融する。そのため、接続媒体35を溶融させるために第1実施形態のようなリフロー装置を用いる必要がなく、半導体装置の製造工程の簡略化を図ることができる。
【0096】
(6)第5実施形態
図15は、本実施形態に係る回路基板シート50の全体平面図である。なお、図50において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0097】
この回路基板シート50は、第1実施形態で説明した回路基板20が多面取りされるものであって、各回路基板20に対応した複数の素子搭載領域Rがコア基材21に画定される。そして、そのコア基材21の上の素子搭載領域Rに形成された接続パッド30は、図4に示したように、素子搭載領域Rの外側に延在する延長部30aを備える。
【0098】
図16は、延長部30aを連結する接続媒体供給パターン30b上に接続媒体35を供給した場合の全体平面図である。その接続媒体35は、第1実施形態で説明したように、錫等の単体の低融点金属、又ははんだである。
【0099】
そのような回路基板シート50の各素子搭載領域Rに第1実施形態に従って半導体素子37を搭載し、ダイシングストリート40に沿って回路基板シート50をダイシングすることにより、複数の半導体装置を一括して製造することができる。
【0100】
また、ダイシングストリート40内に接続媒体供給パターン30bを設けることにより、半導体装置の機能確保に不要な接続媒体供給パターン30bをダイシング時に切除することができる。
【符号の説明】
【0101】
1…回路基板、2…接続パッド、3…アンダーフィル樹脂、4…半導体素子、5…電極端子、6…ボンディングヘッド、10…樹脂、10a…気泡発生剤、10b…はんだ粉、10c…気泡、11…接続体、20…回路基板、20x…外周側面、21…コア基材、21a…貫通孔、22…プリプレグ層、22a…ビアホール、23…ソルダレジスト層、25…配線、30…接続パッド、30a…延長部、30b…接続媒体供給パターン、31…電極パッド、35…接続媒体、37…半導体素子、38…電極端子、39…アンダーフィル樹脂、40…ダイシングストリート、44…仮固定樹脂、45…ボンディングヘッド、45a…加熱部、45b…拡張部、50…回路基板シート。
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置とその製造方法、及び回路基板シートに関する。
【背景技術】
【0002】
LSI等の半導体素子においては、トランジスタのゲート長が短くなるにつれて小型化が進み、外部接続端子の多ピン化と狭ピッチ化が顕著になり、外部接続端子の高さと直径がともに小さくなりつつある。
【0003】
そのように微細化された外部接続端子を回路基板の接続パッドに接合するのに有利な方法として、フリップチップ実装が知られている。そのフリップチップ実装では、半導体素子と回路基板との接続信頼性を更に向上させることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4084834号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体装置とその製造方法、及び回路基板シートにおいて、回路基板と半導体素子との接続信頼性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下の開示の一観点によれば、回路基板に設けられた接続パッドの延長部に接続媒体を供給する工程と、前記回路基板の前記接続パッドと半導体素子の電極端子とを対向させる工程と、前記接続媒体を加熱して溶融することにより、溶融した該接続媒体を前記延長部から前記接続パッドに伝わせ、前記接続媒体を介して前記接続パッドと前記電極端子とを接続する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【0007】
また、その開示の別の観点によれば、複数の素子搭載領域が画定された基材と、前記基材の上の前記素子搭載領域に形成された接続パッドと、前記基材の上であって、前記素子搭載領域の外側に延在する前記接続パッドの延長部とを有する回路基板シートが提供される。
【0008】
更に、その開示の他の観点によれば、素子搭載領域に接続パッドを備えた回路基板と、前記接続パッドに対向する位置に電極端子を備えた半導体素子と、前記接続パッドと前記電極端子とを接続する接続媒体とを有し、前記接続パッドが、前記素子搭載領域の外側に延在する延長部を備え、該延長部が前記回路基板の外周側面において切断された半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
開示の半導体装置の製造方法によれば、電極端子と接続パッドが接続媒体に金属接合されるので、これらの接続強度が強固となり、回路基板と半導体素子との接続信頼性が向上する。
【0010】
更に、金属接合により電極端子と接続パッドとを接続するので、これらを確実に接続するために半導体素子を回路基板に押し付ける必要がなくなり、半導体素子と回路基板との間隔を十分に維持することができる。それにより、半導体素子と回路基板との間に十分な量のアンダーフィル樹脂を充填することができ、アンダーフィル樹脂による接続信頼性向上の実効が図られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1(a)、(b)は、予備的事項の第1例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図2】図2(a)〜(c)は、予備的事項の第2例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図3】図3は、第1実施形態で使用される回路基板の断面図である。
【図4】図4は、第1実施形態で使用される回路基板の全体平面図と拡大平面図である。
【図5】図5(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その1)である。
【図6】図6(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その2)である。
【図7】図7は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その3)である。
【図8】図8(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の平面図(その1)である。
【図9】図9(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の平面図(その2)である。
【図10】図10は、第2実施形態で使用される回路基板の全体平面図と拡大平面図である。
【図11】図11は、第2実施形態で使用される回路基板に接続媒体を供給した場合の全体平面図である。
【図12】図12は、第3実施形態で使用される回路基板の全体平面図である。
【図13】図13は、第3実施形態に係る半導体装置をダイシングした場合の断面図である。
【図14】図14(a)、(b)は、第4実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【図15】図15は、第5実施形態に係る回路基板シートの全体平面図である。
【図16】図16は、第5実施形態に係る回路基板シートに接続媒体を供給した場合の全体平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(1)予備的事項
本実施形態の説明に先立ち、本実施形態の基礎となる予備的事項について説明する。
【0013】
・第1例
図1(a)、(b)は、予備的事項の第1例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【0014】
この半導体装置は、フリップチップ実装技術の一つである圧接方式を用いて次のようにして製造される。
【0015】
まず、図1(a)に示すように、回路基板1の素子搭載領域に熱硬化性のアンダーフィル樹脂3を塗布する。
【0016】
そして、ボンディングヘッド6により半導体素子4を吸着しながら、半導体素子4の電極端子5と回路基板1の接続パッド2との位置合わせを行う。
【0017】
次いで、図1(b)に示すように、ボンディングヘッド6を用いて半導体素子4を回路基板1に押し当て、電極端子5と接続パッド2とを接触させる。そして、これと同時に、ボンディングヘッド6が内蔵するヒータによってアンダーフィル樹脂3を加熱して硬化させる。
【0018】
以上により、フリップチップ実装技術により半導体素子4が回路基板1に実装されたことになる。
【0019】
上記した圧接方式では、電極端子5と接続パッド2は、ボンディングヘッド6による押圧力によって単に接触しているだけであり、電極端子5が接続パッド2に金属接合により接合しているわけではない。
【0020】
そのため、図1(b)の工程でアンダーフィル樹脂3を加熱する際、点線で示すような熱膨張に起因した反りが回路基板1に発生すると、電極端子5と接続パッド2とが横方向に相対的にずれることになる。よって、このような圧接方式では、電極端子5と接続パッド2とを高い精度で位置合わせするのが難しい。
【0021】
また、上記のように回路基板1が反ると、未硬化のアンダーフィル樹脂3が回路基板1の中央から周辺に流れ出し、回路基板1の中央付近におけるアンダーフィル樹脂3の量が減少する。
【0022】
アンダーフィル樹脂3は、電極端子5の動きを規制することにより、電極端子5が接続パッド2からずれて半導体素子4と回路基板1との接続信頼性が低下するのを防止する役割を担う。しかし、上記のようにアンダーフィル樹脂3の量が減少すると、アンダーフィル樹脂3による接続信頼性向上の実効を図ることができなくなってしまう。
【0023】
更に、電極端子5と接続パッド2とを確実に接触させるために、図1(b)の工程においてボンディングヘッド6によって半導体素子4を回路基板1に強く押し付ける必要もある。
【0024】
・第2例
図2(a)〜(c)は、予備的事項の第2例に係る半導体装置の製造途中の断面図である。
【0025】
なお、図2(a)〜(c)において、図1(a)、(b)で説明したのと同じ要素には同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0026】
本例では、第1例とは別のフリップチップ実装技術を用いて、半導体装置を以下のようにして製造する。
【0027】
まず、図2(a)に示すように、ボンディングヘッド6を用いて半導体素子4を回路基板1に対向させると共に、電極端子5と接続パッド2との位置合わせを行う。
【0028】
その後、半導体素子4と回路基板1の間の隙間に、気泡発生剤10aとはんだ粉10bとを含む樹脂10を供給する。
【0029】
続いて、図2(b)に示すように、ボンディングヘッド6が内蔵するヒータによって樹脂10を加熱することにより、気泡発生剤10aから気泡10cを発生させる。その気泡10cが成長すると、気泡10cの外に樹脂10が追いやられ、電極端子5と接続パッド2の間に樹脂10が柱状に自己集合することになる。
【0030】
その後、樹脂10の加熱を更に続けることで、図2(c)に示すように、樹脂10中のはんだ粉10bを溶融させ、溶融したはんだ粉10bを含む接続体11を電極端子5と接続パッド2の間に形成する。
【0031】
以上により、電極端子5と接続パッド2とが接続体11によって電気的かつ機械的に接続された実装構造が完成した。
【0032】
このようなフリップチップ実装は自己集合工法と呼ばれる。第1例で説明した圧接方式では電極端子5と接続パッド2とが単に接触しているだけであるが、自己集合工法によれば電極端子5と接続パッド2がいずれも接続体11中のはんだに金属接合した構造が得られる。
【0033】
但し、図2(b)の工程で樹脂10を加熱するとき、ボンディングヘッド6における温度が中央付近で高く周辺付近で低いため、温度の高い半導体素子4の中心付近で気泡10cが大きく成長する。
【0034】
そのため、半導体素子4の中心付近における接続体11の直径が小さくなり、接続体11によって半導体素子4と回路基板1との接続強度を十分に補強できず、半導体素子4と回路基板1との接続信頼性が低下するおそれがある。
【0035】
本願発明者は、このような知見に鑑み、以下に説明するような本実施形態に想到した。
【0036】
(2)第1実施形態
図3は、本実施形態で使用される回路基板20の断面図である。
【0037】
この回路基板20は、ガラス・エポキシ樹脂等よりなる厚さ約0.2μm〜0.5μmのコア基材21の両面に、銅よりなる厚さ約10μm〜20μmの配線25を備える。コア基材21には貫通孔21aが形成されており、コア基材21の両面の配線25はその貫通孔21aを介して電気的に接続される。
【0038】
また、配線25とコア基材21を覆うように絶縁性のプリプレグ層22が約20μm〜50μmの厚さに形成され、そのプリプレグ層22の上には銅よりなる厚さ約10μm〜20μmの接続パッド30と電極パッド31が形成される。
【0039】
このうち、接続パッド30は、後述の半導体素子の電極端子に接続されるものであり、プリプレグ層22のビアホール22aを介して下層の配線25に電気的に接続される。
【0040】
一方、電極パッド31は、はんだバンプ等の外部接続端子が接合され、マザーボード等と回路基板20とを電気的に接続するのに使用される。
【0041】
そして、回路基板20の両面には、はんだが濡れ広がるのを防止するためのソルダレジスト層23が約20μm〜50μmの厚さに形成される。上記の各パッド30、31において、外部接続端子等が接合される領域は、このソルダレジスト層23に覆われずに露出する。
【0042】
図4は、この回路基板20の全体平面図と拡大平面図である。先の図3は、図2のI−I線に沿う断面図に相当する。
【0043】
図4に示されるように、回路基板20は正方形の平面形状を有する。回路基板20の大きさは限定されないが、本実施形態では一辺の長さを13.0mmとする。そして、その回路基板20には素子搭載領域Rが画定されており、その素子搭載領域Rの内側に既述の接続パッド30がペリフェラル状に複数設けられる。
【0044】
更に、各接続パッド30は素子搭載領域Rの外側に延在する延長部30aを有し、各延長部30a同士がそれらの端部に形成された接続媒体供給パターン30bにより一体的に連結される。
【0045】
次に、この回路基板20に半導体素子を搭載してなる半導体装置の製造方法について説明する。
【0046】
図5〜図7は、この半導体装置の製造途中の断面図であり、図8〜図9はその平面図である。なお、これらの図では、上記の回路基板20を簡略化し、基板最上層の接続パッド30とソルダレジスト層23のみを示している。
【0047】
まず、図5(a)に示すように、回路基板20の接続媒体供給パターン30b上に接続媒体35としてはんだを供給する。その供給の仕方は特に限定されず、メタルマスク印刷法、ディスペンサ塗布法、又はインクジェット塗布法により接続媒体35を供給し得る。或いは、はんだジェット装置、フローはんだ装置、又は電解めっき装置によって、接続媒体供給パターン30b上に接続媒体35を供給してもよい。
【0048】
また、接続媒体35として供給されるはんだの組成も特に限定されないが、融点が120℃〜250℃の金属を少なくとも一種類以上含み、その金属が20wt%〜100wt%以下の範囲で含まれるはんだを使用するのが好ましい。なお、融点の上限を250℃としたのは、加熱により接続媒体35を溶融させるときに、樹脂よりなるコア基材21(図3参照)に熱ダメージが入るのを防止するためである。
【0049】
そのようなはんだとして、本実施形態ではSn-3.5wt%Agはんだを使用する。そして、このはんだを含むはんだペースト(M30-221BM5-21-11: 千住金属社性)を接続媒体35としてメタルマスク印刷法により接続媒体供給パターン30b上に印刷する。
【0050】
なお、はんだに代えて、錫等の単体の低融点金属を接続媒体35として用いてもよい。
【0051】
その後、ディスペンサ(FAD320S: 武藤エンジニアリング社製)を用いて、回路基板20の素子搭載領域Rの中心に、熱硬化性の仮固定樹脂44を塗布する。その仮固定樹脂44として、例えば、0.3mgのナガセケムテックス社製のUFR107を塗布する。
【0052】
図8(a)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図5(a)は図8(a)のII−II線に沿う断面図に相当する。
【0053】
次いで、図5(b)に示すように、吸着機構としてのボンディングヘッド45により半導体素子37を吸着しながら、半導体素子37の電極端子38と回路基板30の接続パッド30との位置合わせを行う。
【0054】
半導体素子37の外形寸法は特に限定されない。本実施形態では、一辺が6.5mmの正方形で厚さが0.2mmの半導体素子37を用いる。そして、電極端子38としては、50μmのピッチでペリフェラル状に配列された銅ポストを使用する。
【0055】
次いで、ボンディングヘッド45を下降させることにより仮固定樹脂44の上に半導体素子37を固着した後、ボンディングヘッド45に設けられた加熱部45aにより半導体素子37を介して仮固定樹脂44を加熱する。
【0056】
その加熱の条件は特に限定されないが、本実施形態では300℃の温度で5秒間加熱する。これにより、仮固定樹脂44が硬化して、接続パッド30と電極端子38とが対向した状態で回路基板20の上に半導体素子37が仮固定されることになる。
【0057】
なお、接続パッド30と電極端子38との間隔は特に限定されないが、図5(b)のようにそれらの間に隙間がある状態を維持するのが好ましい。ボンディングヘッド45を高精度に制御しなくても、上記のように回路基板20上に塗布した仮固定樹脂44の厚みにより接続パッド30と電極端子38との隙間を維持できる。但し、ボンディングヘッド45により隙間を確保できるなら、仮固定樹脂44を省いてもよい。
【0058】
図8(b)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図5(b)は図8(b)のIII−III線に沿う断面図に相当する。
【0059】
次に、図6(a)に示すように、リフロー装置(1810EXZ: Heller社製)のリフロー雰囲気において接続媒体35をその融点以上の温度に加熱して溶融する。そのリフローの温度プロファイルは、例えば、220℃以上の温度の期間が15秒以上であり、最高温度が250℃である。また、リフロー雰囲気は、例えば窒素雰囲気である。
【0060】
なお、このようなリフロー装置に代えて、オーブンやホットプレート等の加熱装置を用いてもよい。
【0061】
このように接続媒体35を加熱することで、溶融した接続媒体35が延長部30aから接続パッド30に伝わり、接続パッド30と電極端子38との隙間に接続媒体35が充填される。そして、接続媒体35が自然冷却して固化すると、接続パッド30と電極端子38が接続媒体35と金属接合することになる。
【0062】
図9(a)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図6(a)は図9(a)のIV−IV線に沿う断面図に相当する。
【0063】
本実施形態では、図4に示したように、複数の延長部30aを接続媒体供給パターン30bにより連結したので、接続媒体供給パターン30b上で溶融した接続媒体35を各延長部30aに均等に行き渡らせることができる。
【0064】
なお、銅よりなる接続媒体供給パターン30bは、ソルダレジスト層23よりもはんだに対する濡れ性がよいので、溶融した接続媒体35は各延長部30aの上のみを伝い、ソルダレジスト層23上に接続媒体35が濡れ広がることはない。
【0065】
次いで、図6(b)に示すように、回路基板20と半導体素子37との間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂39として4mgのCEL-C-3720(日立化学社性)を充填する。そのアンダーフィル樹脂39は、仮固定樹脂44の塗布に使用したのと同じディスペンサを用いて、半導体素子37の外周部から注入し得る。
【0066】
そして、オーブンを用いて165℃の温度でアンダーフィル樹脂37を2時間加熱することにより、アンダーフィル樹脂39を熱硬化する。
【0067】
その後に、図7に示すように、サンドブラスト処理により延長部30aとその上の接続媒体35を切断する。なお、サンドブラスト処理に代えて、ウエットエッチング、レーザ、超音波カッター、ダイシング、ウォータージェット等により延長部30aと接続媒体35を切断するようにしてもよい。
【0068】
図9(b)は本工程を終了した後の平面図であり、先の図6(b)は図9(b)のV−V線に沿う断面図に相当する。
【0069】
図9(b)に示されるように、複数の延長部30aは線状の切断領域Dにおいて切断され、それにより各延長部30aが電気的に独立する。
【0070】
以上により、本実施形態に係る半導体装置の基本構造が完成した。
【0071】
上記した本実施形態によれば、図7に示したように、電極端子38と接続パッド30が接続媒体35と金属接合されるので、圧接方式と比較して電極端子38と接続パッド30との接続強度が強固となり、回路基板20と半導体素子37との接続信頼性が向上する。
【0072】
更に、金属接合によって電極端子38と接続パッド30とが基板横方向にずれ難くなるので、電極端子38の多ピン化や狭ピッチ化が進んでも、電極端子38を接続パッド30に高精度に位置合わせすることができる。
【0073】
更に、金属接合により電極端子38と接続パッド30とを接続するので、これらを確実に接続するために半導体素子37を回路基板20に押し付ける必要がなくなり、半導体素子37と回路基板20との間隔を十分に維持することができる。それにより、半導体素子37と回路基板20との間に十分な量のアンダーフィル樹脂39を充填することができ、アンダーフィル樹脂39による接続信頼性向上の実効が図られるようになる。
【0074】
特に、図6(a)の工程において、電極端子38と接続パッド30との隙間を維持しながら接続媒体35を溶融することにより、半導体素子37と回路基板20との間隔を広めてアンダーフィル樹脂39の充填量を多くすることができるようになる。
【0075】
(3)第2実施形態
図10は、本実施形態で使用される回路基板20の平面図である。なお、図10において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0076】
本実施形態が第1実施形態と異なる点は、接続パッド30の延長部30aのレイアウトのみであり、それ以外は第1実施形態と同じである。
【0077】
図10に示されるように、本実施形態では複数の延長部30aの各々を連結せず、それらを予め電気的に独立させておく。
【0078】
そして、接続媒体35については、図11の全体平面図に示すように、複数の延長部30aに共通に供給する。
【0079】
このようにしても、第1実施形態のように複数の延長部30a同士を連結する場合と同様に、リフローによって溶融した接続媒体35を延長部30aのそれぞれに均等に行き渡らせることができる。
【0080】
(4)第3実施形態
図12は、本実施形態で使用される回路基板20の全体平面図である。図12において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0081】
本実施形態では、図12に示されるように、回路基板20のダイシングストリート40内に接続媒体供給パターン30bを設ける。
【0082】
そして、図13の断面図に示すように、第1実施形態に従ってアンダーフィル樹脂39を充填し、そのアンダーフィル樹脂39を熱硬化させた後、ダイシングストリート40に沿って回路基板20をダイシングする。そのダイシングの結果、接続パッド30の延長部30aは、回路基板20の外周側面20xにおいて切断された構造となる。
【0083】
このような半導体装置の製造方法によれば、回路基板20において回路を構成しない接続媒体供給パターン30bが切除されるので、第1実施形態と比較して完成後の半導体装置が小さくなり、半導体装置の小型化に寄与することができる。
【0084】
また、回路基板20と半導体素子37との間のアンダーフィル樹脂39が硬化した後に回路基板20をダイシングするので、ダイシング時に発生する切削くずが回路基板20と半導体素子37との間に入り込む余地がなくなる。これにより、切削くずが原因で隣接する電極端子38同士が電気的にショートする危険性が低減され、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0085】
更に、ダイシング時に電極端子38と接続パッド30との接合部分に加わる応力がアンダーフィル樹脂39によって緩和されるので、ダイシング時に回路基板20と半導体素子37との間に接続不良が発生し難くなる。
【0086】
(5)第4実施形態
図14(a)、(b)は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。なお、図14において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0087】
本実施形態では、図14(a)に示すように、接続媒体35に対向する拡張部45bを備えたボンディングヘッド45により半導体素子37を真空吸着しながら、半導体素子37の電極端子38を回路基板の接続パッド30に対向させる。
【0088】
このとき、ボンディングヘッド45の高さを調節することにより、溶融した接続媒体35が充填される隙間を電極端子38と接続パッド30との間に確保しておくのが好ましい。
【0089】
また、第1実施形態で説明したような仮固定樹脂44(図5(b)参照)を回路基板20に塗布しておくことで、接続パッド38と接続パッド30との隙間の確保を容易にしてもよい。
【0090】
なお、ボンディングヘッド45の材料は特に限定されないが、本実施形態ではシリコンカーバイド(SiC)等のセラミックス製のボンディングヘッド45を使用する。そのボンディングヘッド45のうち、半導体素子37よりも外側の部分が拡張部45bとして供せられ、その拡張部45bの長さLは例えば4.0mm程度である。
【0091】
次いで、図14(b)に示すように、加熱部45aによりボンディングヘッド45を加熱する。加熱部45aによる加熱の仕方は特に限定されず、ランプ加熱や抵抗加熱によりボンディングヘッド45を加熱し得る。
【0092】
また、加熱の条件は、例えばボンディングヘッド45の温度が300℃、加熱時間が15秒である。
【0093】
そのようにボンディングヘッド45を加熱することで、拡張部45bからの輻射熱によって接続媒体35が溶融し、第1実施形態と同様に延長部30aを伝った接続媒体によって接続パッド38と接続パッド30とが機械的かつ電気的に接続される。
【0094】
この後は、第1実施形態の図6(b)〜図7の工程を行い、半導体装置を完成させる。
【0095】
以上説明した本実施形態によれば、図14(a)の工程で電極端子38と接続パッド30との位置合わせに使用したボンディングヘッド45を用いて、図14(b)の工程で接続媒体35を溶融する。そのため、接続媒体35を溶融させるために第1実施形態のようなリフロー装置を用いる必要がなく、半導体装置の製造工程の簡略化を図ることができる。
【0096】
(6)第5実施形態
図15は、本実施形態に係る回路基板シート50の全体平面図である。なお、図50において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【0097】
この回路基板シート50は、第1実施形態で説明した回路基板20が多面取りされるものであって、各回路基板20に対応した複数の素子搭載領域Rがコア基材21に画定される。そして、そのコア基材21の上の素子搭載領域Rに形成された接続パッド30は、図4に示したように、素子搭載領域Rの外側に延在する延長部30aを備える。
【0098】
図16は、延長部30aを連結する接続媒体供給パターン30b上に接続媒体35を供給した場合の全体平面図である。その接続媒体35は、第1実施形態で説明したように、錫等の単体の低融点金属、又ははんだである。
【0099】
そのような回路基板シート50の各素子搭載領域Rに第1実施形態に従って半導体素子37を搭載し、ダイシングストリート40に沿って回路基板シート50をダイシングすることにより、複数の半導体装置を一括して製造することができる。
【0100】
また、ダイシングストリート40内に接続媒体供給パターン30bを設けることにより、半導体装置の機能確保に不要な接続媒体供給パターン30bをダイシング時に切除することができる。
【符号の説明】
【0101】
1…回路基板、2…接続パッド、3…アンダーフィル樹脂、4…半導体素子、5…電極端子、6…ボンディングヘッド、10…樹脂、10a…気泡発生剤、10b…はんだ粉、10c…気泡、11…接続体、20…回路基板、20x…外周側面、21…コア基材、21a…貫通孔、22…プリプレグ層、22a…ビアホール、23…ソルダレジスト層、25…配線、30…接続パッド、30a…延長部、30b…接続媒体供給パターン、31…電極パッド、35…接続媒体、37…半導体素子、38…電極端子、39…アンダーフィル樹脂、40…ダイシングストリート、44…仮固定樹脂、45…ボンディングヘッド、45a…加熱部、45b…拡張部、50…回路基板シート。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路基板に設けられた接続パッドの延長部に接続媒体を供給する工程と、
前記回路基板の前記接続パッドと半導体素子の電極端子とを対向させる工程と、
前記接続媒体を加熱して溶融することにより、溶融した該接続媒体を前記延長部から前記接続パッドに伝わせ、前記接続媒体を介して前記接続パッドと前記電極端子とを接続する工程と、
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】
前記接続媒体を介して前記接続パッドと前記電極端子とを接続する工程において、前記接続パッドと前記電極端子との間の隙間を維持する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】
前記回路基板に前記接続パッドを複数設けると共に、それぞれの該接続パッドの前記延長部同士を連結し、
前記接続パッドと前記電極端子とを前記接続媒体を介して接続する工程の後に、複数の前記延長部とその上の前記接続媒体を切断し、それぞれの該延長部を電気的に独立させる工程を更に有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項4】
前記回路基板と前記半導体素子との間にアンダーフィル樹脂を充填する工程と、
前記アンダーフィル樹脂を硬化させる工程とを更に有し、
前記延長部を切断する工程は、前記アンダーフィル樹脂を硬化させる工程の後に行われることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項5】
前記複数の延長部同士を、前記回路基板のダイシングストリート内において連結することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項6】
複数の素子搭載領域が画定された基材と、
前記基材の上の前記素子搭載領域に形成された接続パッドと、
前記基材の上であって、前記素子搭載領域の外側に延在する前記接続パッドの延長部と、
を有することを特徴とする回路基板シート。
【請求項7】
素子搭載領域に接続パッドを備えた回路基板と、
前記接続パッドに対向する位置に電極端子を備えた半導体素子と、
前記接続パッドと前記電極端子とを接続する接続媒体とを有し、
前記接続パッドが、前記素子搭載領域の外側に延在する延長部を備え、該延長部が前記回路基板の外周側面において切断されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項1】
回路基板に設けられた接続パッドの延長部に接続媒体を供給する工程と、
前記回路基板の前記接続パッドと半導体素子の電極端子とを対向させる工程と、
前記接続媒体を加熱して溶融することにより、溶融した該接続媒体を前記延長部から前記接続パッドに伝わせ、前記接続媒体を介して前記接続パッドと前記電極端子とを接続する工程と、
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】
前記接続媒体を介して前記接続パッドと前記電極端子とを接続する工程において、前記接続パッドと前記電極端子との間の隙間を維持する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】
前記回路基板に前記接続パッドを複数設けると共に、それぞれの該接続パッドの前記延長部同士を連結し、
前記接続パッドと前記電極端子とを前記接続媒体を介して接続する工程の後に、複数の前記延長部とその上の前記接続媒体を切断し、それぞれの該延長部を電気的に独立させる工程を更に有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項4】
前記回路基板と前記半導体素子との間にアンダーフィル樹脂を充填する工程と、
前記アンダーフィル樹脂を硬化させる工程とを更に有し、
前記延長部を切断する工程は、前記アンダーフィル樹脂を硬化させる工程の後に行われることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項5】
前記複数の延長部同士を、前記回路基板のダイシングストリート内において連結することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項6】
複数の素子搭載領域が画定された基材と、
前記基材の上の前記素子搭載領域に形成された接続パッドと、
前記基材の上であって、前記素子搭載領域の外側に延在する前記接続パッドの延長部と、
を有することを特徴とする回路基板シート。
【請求項7】
素子搭載領域に接続パッドを備えた回路基板と、
前記接続パッドに対向する位置に電極端子を備えた半導体素子と、
前記接続パッドと前記電極端子とを接続する接続媒体とを有し、
前記接続パッドが、前記素子搭載領域の外側に延在する延長部を備え、該延長部が前記回路基板の外周側面において切断されたことを特徴とする半導体装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2010−232615(P2010−232615A)
【公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−81590(P2009−81590)
【出願日】平成21年3月30日(2009.3.30)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年3月30日(2009.3.30)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】
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