JP2004056032A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体装置の低コスト化を図る。
【解決手段】本発明の半導体装置の製造は、主面に溝によって区画された複数の接続部を有する基板であって、前記溝の内部が絶縁体によって埋め込まれた基板を用意する工程と、
前記基板の主面に接着材を塗布して半導体チップを接着固定する工程と、
前記半導体チップの電極と前記接続部とをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
前記基板の主面上に、前記半導体チップ及びボンディングワイヤを封止する樹脂封止体を形成する工程と、
前記基板の主面と反対側の裏面側を切削して、前記複数の接続部を夫々電気的に分離する工程とを含む。
【選択図】 図4An object is to reduce the cost of a semiconductor device.
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of: preparing a substrate having a plurality of connecting portions defined by grooves on a main surface, wherein the inside of the grooves is filled with an insulator;
A step of applying an adhesive to the main surface of the substrate and bonding and fixing the semiconductor chip,
Electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the connection portion with a bonding wire,
Forming a resin sealing body for sealing the semiconductor chip and the bonding wires on the main surface of the substrate;
Cutting the back surface opposite to the main surface of the substrate to electrically separate the plurality of connection portions from each other.
[Selection diagram] Fig. 4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置のパッケージング技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
樹脂封止型半導体装置は、その製造においてリードフレームが使用される。リードフレームは、金属板を精密プレスによる打ち抜きやエッチングによって所望パターンに形成することによって製造される。リードフレームは半導体チップ(半導体素子)を固定するための支持部(タブ,ダイパッド等)や、前記支持部の周囲に先端(内端)を臨ませる複数のリードを有する。前記タブはリードフレームの枠部から延在するタブ吊りリードによって支持されている。
【0003】
このようなリードフレームを使用して樹脂封止型半導体装置を製造する場合、前記リードフレームのタブ上に半導体チップを固定するとともに、前記半導体チップの電極と前記リードの先端を導電性のワイヤで接続し、その後ワイヤや半導体チップを含むリード内端側を絶縁性の樹脂(レジン)で封止して空隙を埋めて封止体(樹脂封止体)を形成し、ついで不要なリードフレーム部分を切断除去するとともにパッケージから突出するリードやタブ吊りリードを切断する。
【0004】
一方、リードフレームを用いて製造する樹脂封止型半導体装置の一つとして、リードフレームの一面(主面)側に片面モールドを行って樹脂封止体を形成し、樹脂封止体の一面に外部電極端子であるリードを露出させるパッケージ構造のノンリード型半導体装置が知られている。このノンリード型半導体装置としては、例えば樹脂封止体一面の両側縁にリードを露出させるSON(Small Outline Non−Leaded Package)や、四角形状のパッケージの一面の4辺側にリードを露出させるQFN(Quad Flat Non−Leaded Package)が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ノンリード型半導体装置においても小型化及び多ピン化が要求されている。そこで、本発明者は、小型化及び多ピン化に好適なノンリード型半導体装置を開発した。このノンリード型半導体装置は、まだ公知技術ではないが、特願2002−4435号に記載されているように、まず、主面に複数の製品形成領域を有する基板であって、前記各製品形成領域には溝によって区画された複数の接続部が設けられ、かつ前記溝の内部には絶縁体が埋め込まれた基板を用意し、その後、前記基板の各製品形成領域の中のチップ搭載領域に接着材を塗布して、前記各製品形成領域のチップ搭載領域に半導体チップを接着固定し、その後、前記各製品形成領域毎に、前記半導体チップの電極と前記接続部とをボンディングワイヤで電気的に接続し、その後、前記基板の主面上に、前記各製品形成領域の前記半導体チップ及びボンディングワイヤを一括して封止する樹脂封止体を形成し、その後、前記基板の主面と反対側の裏面側を切削して、前記複数の接続部を夫々電気的に分離し、その後、前記基板及び樹脂封止体を前記各製品形成領域毎に個片化することによって製造される。このようにして製造されたノンリード型半導体装置は、接続部の主面(樹脂封止体の内側の面)が内部接続用端子となり、接続部の主面と反対側の裏面(樹脂封止体の外側の面)が外部接続用端子となる。外部接続用端子は、ノンリード型半導体装置の実装工程において、配線基板の電極(フットプリント、ランド)に半田付けされる。
【0006】
しかしながら、本発明者は、前述のノンリード型半導体装置の製造技術について検討した結果、新たな問題点を見出した。
【0007】
前述の製造技術では、基板の裏面側を切削して複数の接続部を夫々電気的に分離、即ち複数の接続部を個片化している。この時の接続部の脱落を防止するため、チップ搭載領域においては、半導体チップの接着固定に使用する接着材で溝の内部を埋め込み、チップ搭載領域の周囲においては、樹脂封止体の樹脂で溝の内部を埋め込んで、接続部の固定強度を高めている。
【0008】
しかしながら、接着材による溝の埋め込みは、多量の接着材が必要であり、製造コストの増加に繋がる。
【0009】
また、チップ搭載領域への接着材の供給は一般的に多数のシリンジによる多点塗布法で行われるため、溝の内部にボイドが発生し易い。溝の内部にボイドが発生した場合、接続部の固定強度が低下するため、基板の裏面側を切削する時に接続部が脱落し易くなり、製造歩留まりが低下する。
【0010】
また、樹脂封止体をトランスファモールディング法で形成する場合、接続部上を流れる樹脂の流速と溝の内部を流れる樹脂の流速が異なるため、チップ搭載領域の周囲における溝の内部においてもボイドが発生し易い。
【0011】
本発明の目的は、半導体装置の低コスト化を図ることが可能な技術を提供することにある。
【0012】
本発明の他の目的は、半導体装置の製造歩留まりの向上を図ることが可能な技術を提供することにある。
【0013】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【0014】
【課題を解決するための手段】
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、下記のとおりである。
【0015】
手段(1):本発明の半導体装置の製造は、主面に溝によって区画された複数の接続部を有する基板であって、前記溝の内部が絶縁体によって埋め込まれた基板を用意する工程と、
前記基板の主面に接着材を塗布して半導体チップを接着固定する工程と、
前記半導体チップの電極と前記接続部とをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
前記基板の主面上に、前記半導体チップ及びボンディングワイヤを封止する樹脂封止体を形成する工程と、
前記基板の主面と反対側の裏面側を切削して、前記複数の接続部を夫々電気的に分離する工程とを含む。
【0016】
手段(2):本発明の半導体装置の製造は、主面に複数の製品形成領域を有する基板であって、前記各製品形成領域には溝によって区画された複数の接続部が設けられ、かつ前記溝の内部には絶縁体が埋め込まれた基板を用意する工程と、前記基板の各製品形成領域に接着材を塗布して、前記各製品形成領域に半導体チップを接着固定する工程と、
前記各製品形成領域毎に、前記半導体チップの電極と前記接続部とをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
前記基板の主面上に、前記各製品形成領域の前記半導体チップ及びボンディングワイヤを一括して封止する樹脂封止体を形成する工程と、
前記基板の主面と反対側の裏面側を切削して、前記複数の接続部を夫々電気的に分離する工程と、
前記基板及び樹脂封止体を前記各製品形成領域毎に個片化する工程とを含む。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0018】
本実施形態では、QFN型半導体装置について説明する。
図1は、本実施形態の半導体装置の内部構造を示す平面図、
図2は、本実施形態の半導体装置の内部構造を示す断面図、
図3は、本実施形態の半導体装置の外観構造を示す底面図、
図4は、図2の一部を拡大した断面図である。
【0019】
図1乃至図3に示すように、本実施形態のQFN型半導体装置1は、基板2の互いに反対側に位置する主面及び裏面のうちの主面側に半導体チップ6を搭載したパッケージ構造になっている。半導体チップ6は、基板2の主面の中央部におけるチップ搭載領域に接着材7を介在して接着固定されている。チップ搭載領域には複数の接続部3が配置されている。
【0020】
基板2は、その厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態においては例えば正方形になっている。基板2は、導電体からなる複数の接続部3を所定の間隔を置いて行列状に配置した構成になっており、複数の接続部3は、絶縁体4を介して互いに連結され、かつ電気的に分離されている。
【0021】
半導体チップ6は、その厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態においては例えば正方形になっている。半導体チップ6の互いに反対側に位置する主面及び裏面のうちの主面には、半導体チップ6の各辺に沿って複数の電極6aが形成されている。また、半導体チップ6の主面側には、集積回路として例えば制御回路が形成されている。
【0022】
半導体チップ6の複数の電極6aは、チップ搭載領域の周囲に配置された複数の接続部3と複数のボンディングワイヤ8を介して夫々電気的に接続されており、半導体チップ6及び複数のボンディングワイヤ8等は、基板2の主面上に形成された樹脂封止体9によって封止されている。
【0023】
樹脂封止体9は、その厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態においては例えば正方形になっている。樹脂封止体9の平面サイズは、基板2の平面サイズとほぼ同一になっている。
【0024】
複数の接続部3は、その厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態においては例えば正方形になっている。複数の接続部3は互いに反対側に位置する主面及び裏面を有し、樹脂封止体9の内側に位置する主面が内部接続用端子となり、樹脂封止体9の外側に位置する裏面が外部接続用端子となる。
【0025】
接続部3の主面には、図2及び図4に示すように、メッキ層(導電層)5aが設けられている。このメッキ層5aは、ボンディングワイヤ8との接合性を良好にする目的として設けられている。例えば、ボンディングワイヤ8としてAuワイヤを使用する場合、メッキ層5aとしては、例えばAgメッキ層、Auメッキ層、又はPdメッキ層を使用する。
【0026】
また、接続部3の裏面にもメッキ層5bが設けられている。このメッキ層5bは、半導体装置1をモジュール基板等の配線基板に実装する時に使用する接合材との接合性(濡れ性)を良好にする目的として設けられている。例えば接合剤としてPb−Sn組成の半田を使用する場合、メッキ層5bとしては、例えばPb−Sn組成の半田メッキ層を使用する。
【0027】
本実施形態では、半導体チップ6の周囲(チップ搭載領域の周囲)に位置する接続部3は、樹脂封止体9の各辺に沿って2列となっている。また、この2列の接続部3においては、図1に示すように、ボンディングワイヤ8が接続されない接続部3も存在している。また、この2列の接続部3のうち、最外周囲に位置する接続部3において、図4に示すように、樹脂封止体9の側面9a側の側面3aも絶縁体4によって覆われている。
【0028】
本実施形態の半導体装置1の製造においては、一括モールド方式が採用されている。従って、半導体装置1は、後で詳細に説明するが、主面に複数の製品形成領域(デバイス領域)を有する多面取りパネルを使用し、この多面取りパネルの各製品形成領域に配置された半導体チップを一括して1つの樹脂封止体(一括用樹脂封止体)で封止した後、この樹脂封止体と共に多面取りパネルの複数の製品形成領域を個々に分割することによって製造される。
【0029】
図5は、本実施形態の半導体装置1の製造で使用される多数取りパネルの平面図、図6は図5の一部を拡大した平面図、図7(a)は本実施形態の多面取りパネルの断面図、図7(b)は図7(a)の一部を拡大した断面図である。
【0030】
図5、図6及び図7((a),(b))に示すように、多面取りパネル10はその厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態では例えば長方形になっている。多面取りパネル10の主面(チップ搭載面)にはモールド領域(図示せず)が設けられ、このモールド領域の中には複数の製品形成領域(デバイス領域)11が設けられ、この各々の製品形成領域11の中にはチップ搭載領域12が設けられている。各々のチップ搭載領域12には半導体チップ6が搭載され、モールド領域には各々のチップ搭載領域12に搭載された複数の半導体チップ6を一括して封止する樹脂封止体が形成される。
【0031】
各製品形成領域11には、溝14によって区画された複数の接続部3が行列状に配置され、溝14の内部には絶縁体4が埋め込まれている。この段階における接続部3は、溝14によって区画されているため、電気的に分離されていない。接続部3は、後で説明するが、多面取りパネル10の主面と反対側の裏面を例えば切削することによって個片化され、隣り合う接続部3と電気的に分離される。絶縁体4としては、例えば樹脂が用いられている。
【0032】
各製品形成領域11は、これらの境界を規定する区画領域によって区画されている。本実施形態において、各製品形成領域11は溝14によって区画されている。なお、図1乃至図4に示す基板2は、多面取りパネル10の裏面を切削して接続部3を個片化した後、製品成形領域11を個片化することによって形成される。
【0033】
次に、多面取りパネル10の製造方法について、図8を用いて説明する。図8は本実施形態の多面取りパネルの製造工程を示す図((a),(b),(c),(d)は断面図)である。
【0034】
まず、図8(a)に示すように、導電板15を用意する。導電板15としては、例えば半導体装置の製造において通常使用される銅合金板、銅板、鉄−ニッケル合金板等の金属板をもちいる。
【0035】
次に、図8(b)に示すように、複数の接続部3を形成するためのエッチングマスク16を導電板15の主面上に形成し、その後、エッチング処理を施して、図8(b)に示すように、溝14を形成すると共に、この溝14で区画された複数の接続部3を形成する。
【0036】
次に、エッチングマスク16を除去し、その後、図8(c)に示すように、溝14の内部に絶縁体4を選択的に埋め込み、その後、メッキ処理を施して、図8(d)に示すように、接続部3の主面上にメッキ層5aを形成する。このメッキ工程において、溝14の内部は絶縁体4で埋め込まれているため、接続部3の主面にメッキ層5aを選択的に形成することができる。これにより、本実施形態で使用する多面取りパネル10が形成される。
【0037】
次に、半導体装置1の製造について、図9乃至図12を用いて説明する。図9乃至図11は、本実施形態の半導体装置の製造工程を示す図((a),(b)は断面図)、図12は、本実施形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【0038】
まず、図6及び図7に示す多面取りパネル10を用意し、その後、図9(a)に示すように、多面取りパネル10の各チップ搭載領域12に接着材7を供給する。接着材7は、シリンジを用いた多点塗布法で供給される。
【0039】
この工程において、チップ搭載領域12における溝14の内部は絶縁体4によって埋め込まれているため、接着材7で溝14の内部を埋め込む必要がない。従って、接着材7で溝14の内部を埋め込む場合と比較して接着材7の使用を少なくすることができる。また、接着材7で溝14の内部を埋め込む時に生じるボイドの発生を基本的に排除することができる。
【0040】
次に、図9(b)に示すように、各チップ搭載領域12に接着材7を介在して半導体チップ6を接着固定する。
【0041】
次に、各製品形成領域において、図10(a)に示すように、半導体チップ6の複数の電極6aと、半導体チップ6の周囲(チップ搭載領域の周囲)に配置された複数の接続部3とを複数のボンディングワイヤ8で夫々電気的に接続する。
【0042】
次に、図10(b)に示すように、多面取りパネル10の主面上に、各製品形成領域11の半導体チップ6及び複数のボンディングワイヤ8を一括封止する樹脂封止体9を形成する。樹脂封止体9は、トランスファモールド法に基づく一括モールド技術で行う。樹脂封止体9を形成するための樹脂としては、低応力化を図る目的として、例えば、フェノール系硬化剤、シリコーンゴム及び多数のフィラー(例えばシリカ)等が添加されたエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂を使用する。
【0043】
この工程において、半導体チップ6の周囲(チップ搭載領域12の周囲)における溝14の内部は絶縁体4によって埋め込まれているため、樹脂封止体9を形成するための樹脂で溝14の内部を埋め込む必要がない。従って、樹脂封止体9を形成するための樹脂で溝14の内部を埋め込む時に生じるボイドの発生を基本的に排除することができる。
【0044】
次に、多面取りパネル10の裏面側を切削して、図11(a)に示すように、複数の接続部3を個片化し、電気的に分離する。この工程において、隣り合う接続部3の間における溝14の内部には絶縁体4が埋め込まれているため、個片化された接続部3の固定強度は確保されている。また、溝14の内部に生じるボイドの発生を実質的に排除しているため、ボイドに起因する接続部3の脱落は発生しない。
【0045】
次に、メッキ処理を施して、図11(b)に示すように、接続部3の主面と反対側の裏面上にメッキ層5bを形成する。このメッキ工程において、隣り合う接続部3の間には絶縁体4が設けられており、接続部3の側面は絶縁体4によって覆われ、更に接続部3の主面は樹脂封止体9によって覆われているため、接続部3の裏面上にメッキ層5bを選択的に形成することができる。
【0046】
次に、図12に示すように、樹脂封止体9の主面全域に支持部材としてのダイシングテープ20を貼り付ける。その後、多面取りパネル10の裏面を上向きにして、図12に示すように、ダイシングブレード21で多面取りパネル10及び樹脂封止体9を各製品形成領域11毎に個片化する。本実施形態では、絶縁体4を製品形成領域11の区画領域として使用している。従って、絶縁体4の幅(製品形成領域11間の幅)よりも狭い幅のダイシングブレード21を使用して、区画領域の絶縁体4と接する接続部3の側面に絶縁体4を残存させる。これにより、図1乃至図4に示す半導体装置1がほぼ完成する。
【0047】
なお、本実施形態では、一括モールド方式による封止方法を説明したが、これに限定されるものではなく、液状の樹脂をポッティングするポッティング方式であっても良い。
【0048】
また、接続部3を個片化する手段として裏面を切削する方法を説明したが、裏面をエッチングすることで接続部3を個片化することも可能である。
【0049】
更に、本実施形態では、多面取りパネル10の主面に溝を形成し、その溝へ絶縁体4を埋め込んだが、主面の反対側であって、主面と対向する位置に溝を設けても良い。なお、この場合、他主面の溝へ絶縁体を埋め込む必要はなく、また、接続部3を個片化する方法としては、エッチングが好ましい。
【0050】
更に、本実施形態では、製品形成領域11へは1つの半導体チップを封止する例について説明したが、平面的、又は三次元的に複数の半導体チップを製品形成領域へ封止しても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【0051】
(1)主面に溝14によって区画された複数の接続部3を有する多面取りパネル10であって、溝14の内部が絶縁体4によって埋め込まれた多面取りパネル10を用いて、半導体装置1を製造することにより、ダイボンディング工程において使用する接着材7の使用量を少なくすることができるため、小型化及び多ピン化に適したQFN型半導体装置1を低コストで製造することができる。
【0052】
また、半導体チップ6を接着固定するための接着材7で溝14の内部を埋め込む場合に溝14の内部に発生するボイド、並びに、樹脂封止体9を形成するための樹脂で溝14の内部を埋め込む場合に溝14の内部に発生するボイドを実質的に排除できるため、ボイドに起因する接続部3の固定強度低下を抑制できる。この結果、多面取りパネル10の裏面側を切削する時の接続部3の脱落を抑制できるため、小型化及び多ピン化に適したQFN型半導体装置1の製造歩留まりの向上を図ることができる。
【0053】
(2)製品形成領域11を区画する区画領域における絶縁体4の幅よりも狭い幅のダイシングブレード21を使用して、区画領域の絶縁体4と接する接続部3の側面に絶縁体4が残存するように、多面取りパネル10及び樹脂封止体9を各製品形成領域11毎に個片化することにより、図4に示すように、樹脂封止体9の最外周に位置する接続部3も4つの側面が絶縁体4によって覆われたパッケージ構造となるため、樹脂封止体9の最外周に位置する接続部3の固定強度を高めることができる。この結果、小型化及び多ピン化に適したQFN型半導体装置1の実装時における信頼性の向上を図ることができる。
【0054】
なお、本実施形態ではQFN型半導体装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はSON型半導体装置にも適用できる。
【0055】
また、本実施形態では一括モールド技術で樹脂封止体を形成する例について説明したが、本発明は製品形成領域11毎に樹脂封止体を形成する技術においても適用できる。
【0056】
また、本実施形態では、多面取りパネルを用いて半導体装置を製造する例について説明したが、本発明は1つの製品形成領域を有する基板を用いて半導体装置を製造する場合においても適用できる。
【0057】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記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において種々変更可能であることは勿論である。
【0058】
例えば、製品形成領域11を区画する区画領域における絶縁体4の幅よりも広い幅のダイシングブレードを用いて、多面取りパネル10及び樹脂封止体9を各製品形成領域11毎に個片化しても良い。この場合は、図13(他の実施形態である半導体装置の内部構造を示す平面図)、図14(他の実施形態である半導体装置の内部構造を示す断面図)及び図15(他の実施形態である半導体装置の外観構造を示す底面図)に示すように、樹脂封止体9の最外周に位置する接続部側面は絶縁体4によって覆われず、露出することになる。
【0059】
【発明の効果】
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、下記のとおりである。
本発明によれば、半導体装置の低コスト化を図ることができる。
本発明によれば、半導体装置の製造歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の半導体装置の内部構造を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施形態の半導体装置の内部構造を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施形態の半導体装置の外観構造を示す底面図である。
【図4】図2の一部を拡大した断面図である。
【図5】本発明の一実施形態の半導体装置の製造で使用される多数取りパネルの平面図である。
【図6】図5の一部を拡大した平面図である。
【図7】(a)及び(b)は図5に示す他面取りパネルの断面図であり、(b)は(a)の一部を拡大した断面図である。
【図8】図5に示す多面取りパネルの製造工程を示す図((a),(b),(c),(d)は断面図)である。
【図9】本発明の一実施形態の半導体装置の製造工程を示す図((a),(b)は断面図)である。
【図10】本発明の一実施形態の半導体装置の製造工程を示す図((a),(b)は断面図)である。
【図11】本発明の一実施形態の半導体装置の製造工程を示す図((a),(b)は断面図)である。
【図12】本発明の一実施形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図13】本発明の他の実施形態の半導体装置の内部構造を示す平面図である。
【図14】本発明の他の実施形態の半導体装置の内部構造を示す断面図である。
【図15】本発明の他の実施形態の半導体装置の外観構造を示す底面図である。
【符号の説明】
1…半導体装置、2…基板、3…接続部、4…絶縁体、5a,5b…メッキ層、6…半導体チップ、6a…電極、7…接着材、8…ボンディングワイヤ、9…樹脂封止体、10…多面取りパネル(多面取り基板)、11…製品形成領域(デバイス領域)、12…チップ搭載領域、14…溝、15…導電板、16…エッチングマスク、20…ダイシングテープ、21…ダイシングブレード。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device packaging technique.
[0002]
[Prior art]
The resin-encapsulated semiconductor device uses a lead frame in its manufacture. The lead frame is manufactured by forming a metal plate into a desired pattern by punching or etching with a precision press. The lead frame has a support portion (tab, die pad, etc.) for fixing a semiconductor chip (semiconductor element), and a plurality of leads whose front ends (inner ends) face the support portion. The tab is supported by a tab suspension lead extending from the frame of the lead frame.
[0003]
When manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device using such a lead frame, a semiconductor chip is fixed on a tab of the lead frame, and the electrodes of the semiconductor chip and the tips of the leads are connected with conductive wires. After that, the inner ends of the leads including the wires and the semiconductor chips are sealed with an insulating resin (resin) to fill the voids to form a sealing body (resin sealing body). And cut the leads and tab suspension leads protruding from the package.
[0004]
On the other hand, as one of the resin-encapsulated semiconductor devices manufactured using a lead frame, a single-sided molding is performed on one surface (main surface) of the lead frame to form a resin-encapsulated body. 2. Description of the Related Art A non-leaded semiconductor device having a package structure that exposes leads serving as external electrode terminals is known. As this non-leaded semiconductor device, for example, a SON (Small Outline Non-Leaded Package) that exposes leads on both side edges of one surface of a resin sealing body, or a QFN (QFN) that exposes leads on four sides of one surface of a rectangular package is used. Quad Flat Non-Leaded Package) is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Non-leaded semiconductor devices are also required to be smaller and have more pins. Therefore, the present inventor has developed a non-leaded semiconductor device suitable for miniaturization and increase in the number of pins. Although this non-lead type semiconductor device is not yet a known technology, as described in Japanese Patent Application No. 2002-4435, first, a substrate having a plurality of product formation regions on a main surface is used. A plurality of connecting portions defined by grooves are provided, and a substrate in which an insulator is buried is prepared inside the groove, and then the substrate is bonded to a chip mounting region in each product forming region of the substrate. A material is applied, and a semiconductor chip is bonded and fixed to a chip mounting area of each of the product formation areas. Thereafter, for each of the product formation areas, an electrode of the semiconductor chip and the connection portion are electrically connected by a bonding wire. Connecting, and thereafter, on the main surface of the substrate, a resin sealing body for collectively sealing the semiconductor chip and the bonding wires in each of the product formation regions is formed, and then, opposite to the main surface of the substrate. By cutting the rear surface side of the plurality of connecting portions to respectively electrically isolated, then, it is produced by singulating the substrate and the resin sealing body on the respective product forming each area. In the non-leaded semiconductor device manufactured in this manner, the main surface of the connection portion (the inner surface of the resin sealing body) serves as an internal connection terminal, and the back surface opposite to the main surface of the connection portion (the resin sealing body). Outside surface) are the external connection terminals. The external connection terminals are soldered to electrodes (footprints, lands) of the wiring board in a mounting process of the non-lead type semiconductor device.
[0006]
However, the present inventor has found a new problem as a result of studying the manufacturing technology of the non-leaded semiconductor device described above.
[0007]
In the manufacturing technique described above, the plurality of connection portions are electrically separated from each other by cutting the back surface side of the substrate, that is, the plurality of connection portions are singulated. In order to prevent the connection portion from falling off at this time, in the chip mounting area, the inside of the groove is filled with an adhesive used for bonding and fixing the semiconductor chip, and around the chip mounting area, the resin of the resin sealing body is used. The inside of the groove is buried to increase the fixing strength of the connection part.
[0008]
However, embedding the groove with an adhesive requires a large amount of adhesive, which leads to an increase in manufacturing cost.
[0009]
In addition, since the supply of the adhesive to the chip mounting area is generally performed by a multi-point coating method using a large number of syringes, voids are easily generated inside the groove. If a void is generated inside the groove, the fixing strength of the connection portion is reduced, so that the connection portion is likely to fall off when cutting the back surface of the substrate, and the production yield is reduced.
[0010]
In addition, when the resin sealing body is formed by the transfer molding method, voids also occur inside the groove around the chip mounting area because the flow velocity of the resin flowing on the connection portion and the flow velocity of the resin flowing inside the groove are different. Easy to do.
[0011]
An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the cost of a semiconductor device.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the production yield of a semiconductor device.
[0013]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
[0015]
Means (1): In the manufacture of the semiconductor device of the present invention, there is provided a step of preparing a substrate having a plurality of connecting portions partitioned by a groove on a main surface, wherein the inside of the groove is filled with an insulator. ,
A step of applying an adhesive to the main surface of the substrate and bonding and fixing the semiconductor chip,
Electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the connection portion with a bonding wire,
Forming a resin sealing body for sealing the semiconductor chip and the bonding wires on the main surface of the substrate;
Cutting the back surface opposite to the main surface of the substrate to electrically separate the plurality of connection portions from each other.
[0016]
Means (2): In the manufacture of the semiconductor device of the present invention, a substrate having a plurality of product formation regions on a main surface is provided with a plurality of connection portions partitioned by grooves in each of the product formation regions; A step of preparing a substrate in which an insulator is embedded inside the groove, a step of applying an adhesive to each product formation region of the substrate, and bonding and fixing a semiconductor chip to each product formation region;
For each of the product forming regions, a step of electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the connection portion with a bonding wire,
Forming a resin sealing body on the main surface of the substrate, which collectively seals the semiconductor chip and the bonding wires in each of the product forming regions;
Cutting the back surface opposite to the main surface of the substrate, and electrically separating the plurality of connection portions, respectively;
A step of singulating the substrate and the resin sealing body for each of the product forming regions.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
[0018]
In the present embodiment, a QFN semiconductor device will be described.
FIG. 1 is a plan view showing the internal structure of the semiconductor device of the present embodiment,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the semiconductor device of the present embodiment,
FIG. 3 is a bottom view showing the external structure of the semiconductor device of the present embodiment;
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a part of FIG.
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 3, the QFN
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The plurality of
[0023]
The
[0024]
The plurality of
[0025]
As shown in FIGS. 2 and 4, a plating layer (conductive layer) 5a is provided on the main surface of the
[0026]
Also, a
[0027]
In the present embodiment, the
[0028]
In the manufacture of the
[0029]
FIG. 5 is a plan view of a multi-panel used in manufacturing the
[0030]
As shown in FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 ((a), (b)), the
[0031]
In each
[0032]
Each
[0033]
Next, a method of manufacturing the
[0034]
First, as shown in FIG. 8A, a
[0035]
Next, as shown in FIG. 8B, an
[0036]
Next, the
[0037]
Next, the manufacture of the
[0038]
First, the
[0039]
In this step, since the inside of the
[0040]
Next, as shown in FIG. 9B, the
[0041]
Next, in each product formation region, as shown in FIG. 10A, a plurality of
[0042]
Next, as shown in FIG. 10B, a
[0043]
In this step, since the inside of the
[0044]
Next, the back surface side of the
[0045]
Next, a plating process is performed to form a
[0046]
Next, as shown in FIG. 12, a dicing tape 20 as a support member is attached to the entire main surface of the
[0047]
In the present embodiment, the sealing method using the batch molding method has been described. However, the present invention is not limited to this, and a potting method in which a liquid resin is potted may be used.
[0048]
Moreover, although the method of cutting the back surface has been described as a means for separating the
[0049]
Furthermore, in the present embodiment, a groove is formed in the main surface of the
[0050]
Further, in the present embodiment, an example in which one semiconductor chip is sealed in the
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0051]
(1) A
[0052]
Further, voids generated inside the
[0053]
(2) Using a
[0054]
In the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a QFN type semiconductor device has been described, but the present invention is also applicable to a SON type semiconductor device.
[0055]
Further, in the present embodiment, an example in which the resin sealing body is formed by the collective molding technique has been described. However, the present invention can also be applied to a technique in which the resin sealing body is formed for each
[0056]
Further, in the present embodiment, an example in which a semiconductor device is manufactured using a multi-panel panel has been described. However, the present invention can also be applied to a case where a semiconductor device is manufactured using a substrate having one product formation region.
[0057]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say,
[0058]
For example, by using a dicing blade having a width larger than the width of the
[0059]
【The invention's effect】
The effects obtained by the typical inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the present invention, the cost of a semiconductor device can be reduced.
According to the present invention, it is possible to improve the production yield of a semiconductor device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an internal structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the internal structure of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a bottom view showing the external structure of the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a part of FIG. 2;
FIG. 5 is a plan view of a multi-cavity panel used in manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged plan view of a part of FIG. 5;
7A and 7B are cross-sectional views of the other-chamfered panel shown in FIG. 5, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
8 (a), (b), (c), and (d) are cross-sectional views showing the manufacturing steps of the multi-panel panel shown in FIG.
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention; FIGS.
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 12 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a plan view showing an internal structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a bottom view showing an external structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の主面に接着材を塗布して半導体チップを接着固定する工程と、
前記半導体チップの電極と前記接続部とをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
前記基板の主面上に、前記半導体チップ及びボンディングワイヤを封止する樹脂封止体を形成する工程と、
前記基板の主面と反対側の裏面側を切削して、前記複数の接続部を夫々電気的に分離する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。A step of preparing a substrate having a plurality of connection portions partitioned by a groove on a main surface, wherein the inside of the groove is embedded with an insulator,
A step of applying an adhesive to the main surface of the substrate and bonding and fixing the semiconductor chip,
Electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the connection portion with a bonding wire,
Forming a resin sealing body for sealing the semiconductor chip and the bonding wires on the main surface of the substrate;
Cutting the back surface opposite to the main surface of the substrate to electrically separate the plurality of connection portions from each other.
前記基板を用意する工程は、導電板の主面に溝によって区画された複数の接続部を形成する工程と、
前記溝の内部に絶縁体を埋め込む工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The step of preparing the substrate, the step of forming a plurality of connecting portions partitioned by grooves on the main surface of the conductive plate,
Embedding an insulator in the trench.
前記基板を用意する工程は、導電板の主面に溝によって区画された複数の接続部を形成する工程と、
前記溝の内部に絶縁体を埋め込み、その後、前記複数の接続部の夫々の表面にメッキ層を選択的に形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The step of preparing the substrate, the step of forming a plurality of connecting portions partitioned by grooves on the main surface of the conductive plate,
Embedding an insulator in the groove, and then selectively forming a plating layer on each surface of the plurality of connection portions.
前記基板の各製品形成領域に接着材を塗布して、前記各製品形成領域に半導体チップを接着固定する工程と、
前記各製品形成領域毎に、前記半導体チップの電極と前記接続部とをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
前記基板の主面上に、前記各製品形成領域の前記半導体チップ及びボンディングワイヤを一括して封止する樹脂封止体を形成する工程と、
前記基板の主面と反対側の裏面側を切削して、前記複数の接続部を夫々電気的に分離する工程と、
前記基板及び樹脂封止体を前記各製品形成領域毎に個片化する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。A substrate having a plurality of product formation regions on a main surface, wherein each of the product formation regions is provided with a plurality of connection portions partitioned by grooves, and a substrate in which an insulator is embedded inside the grooves. The process of preparing,
Applying an adhesive to each product forming area of the substrate, and bonding and fixing a semiconductor chip to each of the product forming areas;
For each of the product forming regions, a step of electrically connecting the electrode of the semiconductor chip and the connection portion with a bonding wire,
Forming a resin sealing body on the main surface of the substrate, which collectively seals the semiconductor chip and the bonding wires in each of the product forming regions;
Cutting the back surface opposite to the main surface of the substrate, and electrically separating the plurality of connection portions, respectively;
Singulating the substrate and the resin-sealed body for each of the product formation regions.
前記基板及び樹脂封止体を個片化する工程は、前記基板の絶縁体及び前記樹脂封止体をダイシングして行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step of separating the substrate and the resin sealing body is performed by dicing the insulator of the substrate and the resin sealing body.
前記ダイシングは、前記絶縁体の幅よりも狭い幅のダイシングブレードで行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the dicing is performed with a dicing blade having a width smaller than a width of the insulator.
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| WO2013069232A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-16 | パナソニック株式会社 | Wiring board and light emitting device using same, and manufacturing method for both |
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