JPH1050772A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
する。 【解決手段】 CSP・IC10はチップ11の第1主
面に形成された複数個の電極パッド13にワイヤボンデ
ィングで外部端子14が形成され、第1主面の上に樹脂
封止膜15が外部端子14群をその上部を露出させた状
態で樹脂封止するように形成されている。外部端子14
の上にバンプ16がワイヤボンディングで形成されてい
る。実装基板40へフリップ・チップ接続によって実装
される。 【効果】 パッケージをチップの大きさと同等に抑制で
き、樹脂封止膜、外部端子を形成するのにプリント配線
基板やフィルムキャリアを使用しなくて済むため、製造
コストを抑制できる。CSP・ICは特殊なプロセスを
使用せずに済むため、CSP・ICの製造コストを低減
できる。ウエハの段階でエージングを一括して実施でき
るため、CSP・ICの製造コストを低減できる。
Description
に、パッケージの縮小技術に関し、例えば、半導体集積
回路装置(以下、ICという。)に利用して有効な技術
に関する。
伴って、ICのパッケージの縮小が要求されている。そ
こで、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体
チップ(以下、チップという。)のサイズと同等または
略同等のサイズのチップ・サイズ・パッケージ(Chi
p Size PackageまたはChip Sca
le Package。以下、CSPという。)が開発
されている。
別することができる。第1タイプのCSPは、チップに
プリント配線基板やフィルムキャリアが電気的かつ機械
的に接続され、プリント配線基板やフィルムキャリアに
外部端子として半田ボールが突設されている。第2タイ
プのCSPは、プリント配線基板やフィルムキャリア等
を使用せずにチップの電極パッドにバンプが突設され、
チップがバンプを露出させた状態で樹脂封止されてい
る。
式会社プレスジャーナル1995年5月発行「月刊Se
miconductor World」P103〜P1
31がある。
イプのCSPにおいては、プリント配線基板やフィルム
キャリアが使用されるため、その分だけ材料費や製造費
用が増大し製造コストがきわめて高くなるという問題点
がある。また、第2タイプのCSPにおいては、バンプ
を露出させた状態でチップ毎に樹脂封止するプロセスが
特殊になり、かつまた、エージングを実施する際のソケ
ットの製造も困難になるため、きわめて製造コストが高
くなるという問題点がある。
とができる半導体装置の製造技術を提供することにあ
る。
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。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。
第1主面に形成された複数個の電極パッドにワイヤボン
ディングによって形成された外部端子が機械的かつ電気
的にそれぞれ接続されており、第1主面の上には樹脂封
止膜が外部端子群をその上部を露出させた状態で樹脂封
止するように形成されていることを特徴とする。
ウエハの状態で各チップ部の複数個の電極パッドにワイ
ヤボンディングによってワイヤのボールが圧着された後
にワイヤが切断されてボールによって各外部端子部がそ
れぞれ形成される外部端子形成工程と、前記半導体ウエ
ハの外部端子群側主面に液状樹脂が被着されて樹脂封止
膜が前記外部端子群を樹脂封止するように形成される樹
脂封止膜形成工程と、前記半導体ウエハが各チップ部毎
にダイシングされるダイシング工程と、を備えている。
る樹脂封止膜が半導体チップの第1主面に形成されてい
るため、パッケージは半導体チップの大きさと同等にな
る。しかも、樹脂封止膜および外部端子を形成するのに
プリント配線基板やフィルムキャリアが使用されていな
いため、製造コストは抑制される。
ワイヤボンディング技術が使用されて外部端子が形成さ
れるため、特殊なプロセスを使用せずに外部端子を形成
することができる。また、樹脂封止体に相当する樹脂封
止膜は特殊なプロセスを使用せずに形成することができ
るため、外部端子の形成とあいまって半導体装置の製造
コストを低減することができる。しかも、ワイヤボンデ
ィング技術を利用して半導体ウエハの段階でエージング
を一括して実施することも可能であるため、特殊なソケ
ットの開発の省略とあいまって半導体装置の製造コスト
を低減することができる。
半導体装置を示しており、(a)は一部切断正面図、
(b)は底面図、(c)はその実装状態の一部省略一部
切断正面図である。図2以降は本発明の一実施形態であ
る半導体装置の製造方法を示す各工程の説明図である。
装置は、CSPを備えているIC(以下、CSP・IC
という。)として構成されている。図1に示されている
ように、CSP・IC10は半導体素子を含む集積回路
(図示せず)が作り込まれたチップ11を備えており、
チップ11は正方形の小さな平板形状に形成されてい
る。チップ11の集積回路が形成されたアクティブエリ
ア側の主面(以下、第1主面という。)には絶縁物から
形成された保護膜12が被着されているとともに、保護
膜12には電極パッド13が複数個、集積回路に電気的
に接続されて形成されている。各電極パッド13には外
部端子14が機械的かつ電気的にそれぞれ接続されてお
り、保護膜12の上には樹脂封止膜15が外部端子14
群を樹脂封止するように形成されている。各外部端子1
4の上にはバンプ16がそれぞれ機械的かつ電気的にそ
れぞれ接続されている。
ICの製造方法を説明する。この説明によって、前記C
SP・ICの構成の詳細が明らかにされる。ICの製造
方法における所謂前工程において、図2(b)に参照さ
れるように、半導体素子を含む集積回路はウエハ20に
所望のチップ11に相当する区画に形成された各チップ
部21毎にそれぞれ作り込まれる。図2(a)に示され
ているように、ウエハ20の集積回路が形成されたアク
ティブエリア側の主面である第1主面には、絶縁物から
形成された保護膜12が全体にわたって均一に被着され
ている。保護膜12には電極パッド13が各チップ部2
1毎に複数個ずつ、所定の間隔を有するアレー状に配列
されてそれぞれ形成されている。
部端子14の素になるボール24が各チップ部21毎に
複数個ずつ、図2(a)に示されているようにワイヤ・
ボンディング技術によってそれぞれ形成される。外部端
子14の素になるボール24を形成するためのワイヤ・
ボンディング技術には、熱圧着式または超音波熱圧着式
のワイヤボンディング装置(便宜上、一部のみが図示さ
れている。)が使用されるとともに、外部端子14の素
になるボール24の素材であるワイヤとしては金(A
u)ワイヤが使用される。
に際して、金ワイヤ23はワイヤボンディング装置のキ
ャピラリー22に挿通され、先端部がキャピラリー22
の先端からテール出しされる。金ワイヤ23のテール出
しされた先端部には放電トーチ(図示せず)によって加
熱溶融されることにより、ボール24が形成される。キ
ャピラリー22の先端に形成されたボール24はウエハ
20の電極パッド13に熱圧着される。
ると、金ワイヤ23はボール24のネック部位で引き千
切られるため、電極パッド13の上にはボール24が熱
圧着された状態で残る。すなわち、ボール24は略半球
形状に形成されて電極パッド13の上に突設された状態
になっている。
繰り返されることにより、図2(b)に示されているよ
うに、ウエハ20の全面にわたって外部端子14の素に
なるボール24が順次熱圧着されて行く。
れたウエハ20の第1主面の上には樹脂封止膜15が、
図3(a)に示されているようにスピンナ塗布技術によ
ってボール24群を被覆するように全体的に均一に塗布
される。すなわち、スピンナ塗布装置のスピンチャック
25にウエハ20が第1主面側を上向きにした状態で真
空吸着保持されると、ウエハ20はスピンチャック25
によって回転される。ポッティングレジン等の絶縁性を
有する液状樹脂26がウエハ20の上にスピンナ塗布装
置の滴下ノズル27から滴下されると、液状樹脂26は
遠心力によって外側に拡散されるため、ウエハ20の第
1主面の上には液状樹脂26の膜が全体にわたって均一
に塗布された状態になる。
図3(b)に示されているように、ウエハ20の第1主
面の上には樹脂封止膜15がボール24群を被覆するよ
うに被着された状態になる。この状態において、ボール
24群は樹脂封止膜15の内部に埋もれた状態になって
いる。
膜15は、図4(a)に示されているように研磨技術に
よって外部端子14が露出する状態に研磨される。すな
わち、研磨装置の研磨台28にウエハ20が樹脂封止膜
15側を上向きにした状態で保持されると、研磨工具2
9が樹脂封止膜15に擦り付けられることにより樹脂封
止膜15が研磨される。樹脂封止膜15が所定量研磨さ
れると、ボール24の頂部も研磨されるため、図4
(b)に示されているように、外部端子14が形成され
るとともに、外部端子14におけるボール24の頂部を
研磨されて平坦になった上面が樹脂封止膜15の上面か
ら露出した状態になる。
端子14群が露出されたウエハ20の第1主面には、図
5に示されているように、各外部端子14の上にバンプ
16がワイヤボンディング技術により重ねて形成される
とともに、バンプ16のワイヤが利用されてエージング
(加速度試験)が実施される。
14の素になるボール24の熱圧着工程と同様に、熱圧
着式または超音波熱圧着式のワイヤボンディング装置に
よって金ワイヤ30のボール31がバンプ16の素とし
て外部端子14の平坦面の上に熱圧着される。ここで、
金ワイヤ30はウエハ20へのボンディング後に引き千
切られずにキャピラリー(図示せず)から繰り出され
て、エージング基板32の上面に形成されたボンディン
グパッド33に第2ボンディングされる。金ワイヤ30
の中間部がエージング基板32のボンディングパッド3
3に第2ボンディングされると、金ワイヤ30は第2ボ
ンディング部位であるボンディングパッド33の直近で
引き千切られる。以降、各外部端子14毎にバンプ16
を形成するためのワイヤボンディングが繰り返されて行
く。
グ基板32の各ボンディングパッド33との間にそれぞ
れ橋絡された状態は、各電極パッド13と各ボンディン
グパッド33とが電気的に接続された状態になるため、
ウエハ20の各チップ部21とエージング基板32とは
電気的に接続された状態になる。エージング基板32の
ボンディングパッド33には電気配線34が電気的にそ
れぞれ接続されており、各電気配線34はエージング基
板32の外部端子(図示せず)に電気的に接続されてい
る。
続されたエージング基板32とウエハ20の各チップ部
21とは、恒温炉等(図示せず)に搬入された後に、エ
ージング基板32の外部端子群、ボンディングパッド3
3、金ワイヤ30、外部端子14、電極パッド13を通
じて電力を印加される。すなわち、ウエハ20上の全て
のチップ部21は一括してエージングされることにな
る。したがって、ダイシングされた後に、チップ毎にエ
ージングが実施される従来の場合に比べて効率がよく、
しかも、エージングのために必要なソケットを専用的に
用意しなくて済むため、エージングに必要な経費を節減
することができる。
32とウエハ20とが相対的に離間されることによっ
て、各金ワイヤ30がボール31のネックの部位でそれ
ぞれ引き千切られる。金ワイヤ30がボール31のネッ
クの部位で引き千切られると、図5(b)に示されてい
るように、外部端子14の上に熱圧着されたボール31
によってバンプ16が形成された状態になる。バンプ1
6は略半球形状に形成されて外部端子14の平坦面の上
に突設された状態になっている。
たウエハ20は、ダイシング工程(図示せず)において
各チップ11にそれぞれダイシングされる。外部端子1
4群、樹脂封止膜15およびバンプ16群はウエハ20
の状態において既に形成されているため、ダイシング後
のチップ11によって図1に示されているCSP・IC
10が製造された状態になる。
10は実装基板に図1(c)に示されているように実装
される。図1(c)に示されている実装基板40はガラ
ス含浸エポキシ樹脂基板やセラミック基板等の絶縁基板
によって形成された本体41を備えており、本体41の
上面にはランド42が複数個、CSP・IC10におけ
るバンプ16群に対応するように配列されている。
れるに際して、実装基板40のランド42群には半田ペ
ースト(図示せず)がスクリーン印刷法等によって予め
塗布される。次いで、CSP・IC10がバンプ16群
側を下向きにした状態で実装基板40の上に対向され、
各バンプ16が各ランド42に半田ペーストによってそ
れぞれ粘着されて仮止めされる。
40と共に加熱炉を通されると、バンプ16とランド4
2との間には半田ペーストによって半田付け部43が形
成されるため、図1(c)に示されているように、CS
P・IC10は実装基板40にリフロー半田付けされた
状態になる。すなわち、CSP・IC10は実装基板4
0にフリップ・チップ接続されたことになる。
る。 チップの第1主面に形成された複数個の電極パッド
にワイヤボンディングによって外部端子を形成し、第1
主面の上に樹脂封止膜を外部端子群をその上面を露出さ
せた状態で樹脂封止するように形成することにより、パ
ッケージをチップの大きさと同等に構成することができ
るとともに、樹脂封止膜および外部端子を形成するのに
プリント配線基板やフィルムキャリアを使用しなくて済
むため、製造コストを抑制することができる。
ィングによって形成することにより、実装基板へフリッ
プ・チップ接続によって実装することができるため、実
装作業を簡単に実施することができる。
部端子およびバンプを形成することにより、特殊なプロ
セスを使用せずに済むため、CSP・ICの製造コスト
を低減することができる。
を被着して樹脂封止膜を外部端子群を樹脂封止するよう
に形成するとともに、樹脂封止膜の表層部を除去して外
部端子を露出させることにより、特殊なプロセスを使用
せずに済むため、前記とあいまってCSP・ICの製
造コストを低減することができる。
エハの段階でエージングを一括して実施することによ
り、特殊なソケットの開発の省略とあいまって、CSP
・ICの製造コストをより一層低減することができる。
ICの製造方法を示しており、(a)は外部端子形成工
程後の拡大部分正面断面図、(b)は樹脂封止膜形成工
程後の拡大部分正面断面図、(c)は製造後の一部切断
正面図である。
は、外部端子14Aがワイヤボンディングを繰り返され
ることによって多段に構成されているとともに、樹脂封
止膜15Aは外部端子14Aの最上段のボール24Aが
表面から突出するように形成されている点にある。
最上段のボール24Aによってバンプ16を実質的に構
成することができるため、前記実施形態1におけるバン
プ形成工程を省略することができる。
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
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いうまでもない。
ディングワイヤを利用して実施するに限らず、図7に示
されているように、エージング基板32Aに突設された
プローブ針35をウエハ20の各チップ部21における
外部端子14に接触させて実施するようにしてもよい。
イヤを利用したエージングは、バンプ16の形成工程に
おいて実施するに限らず、外部端子14の形成工程にお
いて実施してもよい。
ンディングワイヤとしては、金ワイヤを使用するに限ら
ず、半田ワイヤ等の導電性を有するワイヤを使用するこ
とができる。殊に、バンプは半田ワイヤを使用して形成
すると、半田バンプを形成することができるため、実装
基板へ簡単に実装することができる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。
個の電極パッドにワイヤボンディングによって外部端子
を形成し、第1主面の上に樹脂封止膜を外部端子群がそ
の上面を露出させた状態で樹脂封止するように形成する
ことにより、パッケージをチップの大きさと同等に構成
することができるとともに、樹脂封止膜および外部端子
を形成するのにプリント配線基板やフィルムキャリアを
使用しなくて済むため、製造コストを抑制することがで
きる。
おり、(a)は一部切断正面図、(b)は底面図、
(c)はその実装状態の一部省略一部切断正面図であ
る。
法における外部端子形成工程を示しており、(a)は拡
大部分正面断面図、(b)は平面図である。
(a)は正面図、(b)は拡大部分正面断面図である。
(a)は正面図、(b)は拡大部分正面断面図である。
ており、(a)はエージング時の拡大部分正面断面図、
(b)はバンプ形成後の拡大部分正面断面図である。
方法を示しており、(a)は外部端子形成工程後の拡大
部分正面断面図、(b)は樹脂封止膜形成工程後の拡大
部分正面断面図、(c)は製造後の一部切断正面図であ
る。
面断面図である。
2…保護膜、13…電極パッド、14、14A…外部端
子、15、15A…樹脂封止膜、16…バンプ、20…
ウエハ、21…チップ部、22…キャピラリー、23…
金ワイヤ、24…ボール、24A…最上段のボール、2
5…スピンチャック、26…液状樹脂、27…滴下ノズ
ル、28…研磨台、29…研磨工具、30…金ワイヤ、
31…ボール、32、32A…エージング基板、33…
ボンディングパッド、34…電気配線、35…プローブ
針、40…実装基板、41…本体、42…ランド、43
…半田付け部。
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体チップの第1主面に形成された複
数個の電極パッドにワイヤボンディングによって形成さ
れた外部端子が機械的かつ電気的にそれぞれ接続されて
おり、前記第1主面の上には樹脂封止膜が前記外部端子
群をその上部を露出させた状態で樹脂封止するように形
成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記外部端子の上にワイヤボンディング
によって形成されたバンプが電気的かつ機械的に突設さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。 - 【請求項3】 前記ワイヤとして半田ワイヤが使用され
ることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記外部端子がワイヤボンディングを繰
り返されて多段に構成されていることを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
であって、 半導体ウエハの状態で、各チップ部の複数個の電極パッ
ドにワイヤボンディングによってワイヤのボールが圧着
された後にワイヤが切断されてボールによって各外部端
子部がそれぞれ形成される外部端子形成工程と、 前記半導体ウエハの外部端子群側主面に液状樹脂が被着
されて樹脂封止膜が前記外部端子群を樹脂封止するよう
に形成される樹脂封止膜形成工程と、 前記半導体ウエハが各チップ部毎にダイシングされるダ
イシング工程と、 を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記外部端子の上にバンプがワイヤボン
ディングによって突設されることを特徴とする請求項5
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記外部端子がワイヤボンディングを繰
り返されて多段に構成されることを特徴とする請求項5
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 ワイヤボンディングのワイヤが利用され
てエージングされることを特徴とする請求項5、6また
は7に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記半導体ウエハがダイシングされる前
に、前記各外部端子に各プローブ針が接触されてエージ
ングされることを特徴とする請求項5、6または7に記
載の半導体装置の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21520696A JP3688065B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21520696A JP3688065B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1050772A true JPH1050772A (ja) | 1998-02-20 |
JP3688065B2 JP3688065B2 (ja) | 2005-08-24 |
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ID=16668457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21520696A Expired - Fee Related JP3688065B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
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