JP3296334B2 - Method and apparatus for manufacturing BGA semiconductor device - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing BGA semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はBGA半導体装置の
製造方法およびその製造装置に係わり、特にBGA半導
体装置を個片に切断分離する外形切断方法およびその装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a BGA semiconductor device and an apparatus for manufacturing the same, and more particularly, to an outer shape cutting method for cutting and separating a BGA semiconductor device into individual pieces and an apparatus therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】ウェハー状態で半導体チップにバンプ電
極となる一群の半田ボールを形成するよりも、絶縁テー
プの上面に半田ボールの複数群を所定の間隔をあけて形
成しておき、それぞれの半田ボール群下の絶縁テープの
下面に、ペレッタイズを終わった半導体チップを被着
し、絶縁テープのスルーホールを通してあるいはボンデ
ィングワイヤーを通して半田ボールを半導体チップの所
定箇所と電気的に接続する方が、能率的に半田ボールを
形成することができる。2. Description of the Related Art Rather than forming a group of solder balls serving as bump electrodes on a semiconductor chip in a wafer state, a plurality of groups of solder balls are formed at predetermined intervals on the upper surface of an insulating tape, and each solder ball is formed. It is more efficient to apply a pelletized semiconductor chip to the lower surface of the insulating tape under the ball group, and to electrically connect the solder balls to predetermined portions of the semiconductor chip through through holes in the insulating tape or through bonding wires. Solder balls can be formed on the substrate.
【0003】しかしながらこの場合は、個々のBGA半
導体装置を得るために、半導体チップ間の絶縁テープお
よびその下の封止樹脂を切断する必要がある。In this case, however, it is necessary to cut the insulating tape between the semiconductor chips and the sealing resin thereunder in order to obtain individual BGA semiconductor devices.
【0004】このために、A:ダイサー切断、B:金型
切断、C:大気中(酸素雰囲気中)のレーザ切断が行わ
れる。For this purpose, A: dicer cutting, B: die cutting, and C: laser cutting in the atmosphere (in an oxygen atmosphere).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、A:ダ
イサー切断の場合は、UVシートを貼る必要があり、工
程が増加してしまう。また、シリコン系樹脂を封止樹脂
にすると、この樹脂は柔らかい樹脂であるから、切断精
度が悪くなってしまう。However, in the case of A: dicer cutting, it is necessary to attach a UV sheet, which increases the number of steps. Further, when the silicone resin is used as the sealing resin, the cutting accuracy is deteriorated because the resin is a soft resin.
【0006】B:金型切断の場合は、パッケージサイズ
(BGA半導体装置サイズ)毎に異なる金型を必要とす
るから、製造設備の稼働、コストの点から問題がある。
また、エポキシ系樹脂を封止樹脂にすると、この樹脂は
堅い樹脂であるから、切断精度が悪くなってしまう。[0006] B: In the case of die cutting, a different die is required for each package size (BGA semiconductor device size), and thus there is a problem in terms of operation of manufacturing equipment and cost.
Further, when the epoxy resin is used as the sealing resin, the cutting accuracy is deteriorated because this resin is a hard resin.
【0007】C:大気中(酸素雰囲気中)のレーザ切断
の場合は、切断時の熱ストレスによるカーボンの付着
(酸化)により、切断箇所近傍、すなわち周辺近傍の半
田ボール電極間もしくはそこから周辺に引き出した配線
間に短絡事故が発生する確率が大きくなる。C: In the case of laser cutting in the air (in an oxygen atmosphere), due to the adhesion (oxidation) of carbon due to thermal stress at the time of cutting, the vicinity of the cut portion, that is, between the solder ball electrodes near the periphery or from there to the periphery. The probability that a short circuit accident will occur between the drawn wires increases.
【0008】したがって本発明の目的は、このような不
都合がない、有効なBGA半導体装置の製造方法および
その製造装置を提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to provide an effective method for manufacturing a BGA semiconductor device and an apparatus for manufacturing the same, which do not have such disadvantages.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、絶縁材
の第1の主面に複数の半導体チップが互いに所定の間隔
を有して配列固着され、それぞれの半導体チップ上の前
記絶縁材の第2の主面に一群の半田ボールが設けられ、
それぞれの半田ボールが絶縁材に形成されたスルーホー
ルを通してあるいはボンディングワイヤーを通して半導
体チップの所定の箇所に電気的に接続され、半導体チッ
プ間の間隔の絶縁材の第1の主面に封止樹脂を形成した
構造体を用意し、間隔において絶縁材および封止樹脂を
切断することにより半導体チップ、絶縁材および一群の
半田ボールを具備するBGA半導体装置を分離するに際
して、構造体を真空チャンバー内に載置し、真空中でレ
ーザ光線により切断を行うBGA半導体装置の製造方法
にある。A feature of the present invention is that a plurality of semiconductor chips are arranged and fixed at a predetermined interval from each other on a first main surface of an insulating material, and the insulating material on each semiconductor chip is fixed. A group of solder balls is provided on the second main surface of
Each solder ball is electrically connected to a predetermined portion of the semiconductor chip through a through hole formed in the insulating material or through a bonding wire, and a sealing resin is applied to the first main surface of the insulating material at an interval between the semiconductor chips. When the formed structure is prepared and the BGA semiconductor device including the semiconductor chip, the insulating material, and the group of solder balls is separated by cutting the insulating material and the sealing resin at intervals, the structure is placed in a vacuum chamber. The method is for manufacturing a BGA semiconductor device, which is placed and cut by a laser beam in a vacuum.
【0010】ここで、切断を行う際の真空チャンバーの
気体圧は100torr以下、すなわち100torr
以上の高い真空度であることが、酸化によるカーボンの
発生を確実に押さえるために好ましい。Here, the gas pressure of the vacuum chamber at the time of cutting is 100 torr or less, that is, 100 torr.
A high degree of vacuum as described above is preferable in order to reliably suppress the generation of carbon due to oxidation.
【0011】また、真空チャンバーの外から例えば厚さ
10mmのアクリル製の窓を通してレーザ光線を照射す
るとレーザパワーが損失し、大気−アクリル−真空での
屈折率が異なるためにレーザ光線の焦点距離がずれてし
まう。したがって、レーザ光線を発射するレーザ発振器
は真空チャンバー内に載置されていることが好ましい。When a laser beam is irradiated from outside the vacuum chamber through, for example, an acrylic window having a thickness of 10 mm, the laser power is lost, and the focal length of the laser beam is reduced due to the difference in the refractive index between the atmosphere, acrylic, and vacuum. It shifts. Therefore, it is preferable that the laser oscillator that emits the laser beam is mounted in the vacuum chamber.
【0012】さらに、真空中のレーザ光線は化学反応に
よる切断を優勢的に行うエキシマレーザ光線であること
が好ましい。しかし、酸化イットリウムと酸化アルミニ
ウムの複酸化物であって、波長が250nm〜350n
mのYAG系レーザ光線も優勢的に化学反応による切断
を行うから用いることができる。Further, it is preferable that the laser beam in vacuum is an excimer laser beam which predominantly performs cutting by a chemical reaction. However, it is a double oxide of yttrium oxide and aluminum oxide and has a wavelength of 250 nm to 350 n.
m YAG laser beam can also be used because it is predominantly cut by a chemical reaction.
【0013】あるいは本発明の特徴は、絶縁材の第1の
主面に複数の半導体チップが互いに所定の間隔を有して
配列固着され、それぞれの半導体チップ上の絶縁材の第
2の主面に一群の半田ボールが設けられ、それぞれの半
田ボールが絶縁材に形成されたスルーホールを通してあ
るいはボンディングワイヤーを通して半導体チップの所
定の箇所に電気的に接続され、半導体チップ間の間隔の
絶縁材の第1の主面に封止樹脂を形成した構造体を用意
し、間隔において絶縁材および封止樹脂を切断すること
により半導体チップ、絶縁材および一群の半田ボールを
具備するBGA半導体装置を分離するに際して、構造体
を不活性ガスチャンバー内に載置し、不活性ガス雰囲気
中でレーザ光線により切断を行うBGA半導体装置の製
造方法にある。Another feature of the present invention is that a plurality of semiconductor chips are arranged and fixed on the first main surface of the insulating material at a predetermined interval from each other, and the second main surface of the insulating material on each semiconductor chip is provided. A group of solder balls is provided, and each solder ball is electrically connected to a predetermined portion of the semiconductor chip through a through hole formed in the insulating material or through a bonding wire. When a structure in which a sealing resin is formed on the main surface of the semiconductor device 1 is prepared, and the insulating material and the sealing resin are cut at intervals, a BGA semiconductor device including a semiconductor chip, an insulating material, and a group of solder balls is separated. And a method of manufacturing a BGA semiconductor device in which a structure is placed in an inert gas chamber and cut by a laser beam in an inert gas atmosphere.
【0014】ここで、切断を行う際の前記不活性ガスチ
ャンバー内には体積比率で90%以上の不活性ガス(窒
素ガスあるいはアルゴンガス)が存在していることが、
酸化によるカーボンの発生を確実に押さえるために好ま
しい。Here, the inert gas chamber contains at least 90% by volume of an inert gas (nitrogen gas or argon gas) at the time of cutting.
It is preferable to surely suppress generation of carbon due to oxidation.
【0015】また、不活性ガスチャンバー外から例えば
厚さ10mmのアクリル製のを通してレーザ光線を照射
するとレーザパワーが損失し、大気−アクリル−不活性
ガスでの屈折率が異なるためにレーザ光線の焦点距離が
ずれてしまう。従って、レーザ光線を発射するレーザ発
振器は不活性ガスチャンバー内に載置されていることが
好ましい。When a laser beam is irradiated from outside the inert gas chamber through, for example, a 10 mm thick acrylic, the laser power is lost, and the refractive index of the atmosphere-acryl-inert gas is different. The distance shifts. Therefore, it is preferable that the laser oscillator that emits a laser beam is mounted in the inert gas chamber.
【0016】さらに、不活性ガス中のレーザ光線は化学
反応による切断を優勢的に行うエキシマレーザ光線であ
ることが好ましい。しかし、酸化イットリウムと酸化ア
ルミニウムの複酸化物であって、波長が250nm〜3
50nmのYAG系レーザ光線も優勢的に化学反応によ
る切断を行うから用いることができる。Further, it is preferable that the laser beam in the inert gas is an excimer laser beam which predominantly performs cutting by a chemical reaction. However, it is a double oxide of yttrium oxide and aluminum oxide and has a wavelength of 250 nm to 3 nm.
A 50 nm YAG laser beam can also be used because it predominantly cuts by a chemical reaction.
【0017】また、上記したいずれのBGA半導体装置
の製造方法においても、絶縁材は絶縁テープ、好ましく
はポリイミドテープであることができる。あるいは、絶
縁材は絶縁板、好ましくはガラスエポキシ(ガラエポ)
板であることができる。In any of the above BGA semiconductor device manufacturing methods, the insulating material may be an insulating tape, preferably a polyimide tape. Alternatively, the insulating material is an insulating plate, preferably glass epoxy (Galaeppo)
Can be a board.
【0018】また、上記したいずれのBGA半導体装置
の製造方法においても、封止樹脂は間隔に設けられ、半
導体チップの側面を封止していることができる。あるい
は、封止樹脂は間隔内において半導体チップの側面を覆
い、かつ間隔外において半導体チップの底面を覆ってい
ることができる。In any of the above BGA semiconductor device manufacturing methods, the sealing resin can be provided at intervals to seal the side surfaces of the semiconductor chip. Alternatively, the sealing resin may cover the side surface of the semiconductor chip within the interval and cover the bottom surface of the semiconductor chip outside the interval.
【0019】また、上記したいずれのBGA半導体装置
の製造方法においても、封止樹脂はエポキシ樹脂である
ことができる。あるいは、封止樹脂はシリコン樹脂であ
ることができる。In any of the above BGA semiconductor device manufacturing methods, the sealing resin may be an epoxy resin. Alternatively, the sealing resin can be a silicone resin.
【0020】本発明の他の特徴は、上記したBGA半導
体装置の製造方法を実施するBGA半導体装置の製造装
置にある。Another feature of the present invention resides in a BGA semiconductor device manufacturing apparatus for performing the above-described BGA semiconductor device manufacturing method.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】図1は本発明の第1の実施の形態を示す図
であり、(A)は切断する工程を示す図であり、(B)
は切断分離されたされたBGA半導体装置を示す断面図
である。また、図2は図1(B)を上から視て拡大して
示した平面図である。FIG. 1 is a view showing a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a view showing a cutting step, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cut and separated BGA semiconductor device. FIG. 2 is an enlarged plan view of FIG. 1B as viewed from above.
【0023】ポリイミドテープ2の下面に複数の半導体
チップ1が互いに所定の間隔5を有して配列固着され、
それぞれの半導体チップ1上のポリイミドテープ2の上
面にバンプ電極である一群の半田ボール3が設けられ、
それぞれの半田ボール3がポリイミドテープ2に形成さ
れたスルーホール6を通して半導体チップ1の所定の箇
所に接続され、さらにポリイミドテープ2の下面であっ
て半導体チップ1と半導体チップ1との間の間隔5に封
止樹脂としてのエポキシ樹脂4が形成された構造体が用
意される。A plurality of semiconductor chips 1 are fixedly arranged on the lower surface of the polyimide tape 2 with a predetermined interval 5 therebetween.
A group of solder balls 3 serving as bump electrodes is provided on the upper surface of the polyimide tape 2 on each semiconductor chip 1.
Each of the solder balls 3 is connected to a predetermined portion of the semiconductor chip 1 through a through hole 6 formed in the polyimide tape 2, and further, a gap 5 between the semiconductor chip 1 and the lower surface of the polyimide tape 2. A structure on which an epoxy resin 4 as a sealing resin is formed is prepared.
【0024】切断装置20は、真空チャンバー26と、
真空チャンバー内のエキシマレーザ発振器21と、真空
チャンバー内のステージ23と、真空チャンバーの外壁
のポートを介して接続されたバルブ24と、バルブ24
に接続された真空ポンプ25とを有している。The cutting device 20 includes a vacuum chamber 26,
An excimer laser oscillator 21 in the vacuum chamber, a stage 23 in the vacuum chamber, a valve 24 connected through a port on the outer wall of the vacuum chamber, and a valve 24.
And a vacuum pump 25 connected to the
【0025】上記した構造体を真空チャンバー26内の
ステージ23上に搬送した後、バルブ24を開にして、
真空チャンバー内を100torr以下の気体圧、例え
ば10torrにする。After transferring the above-mentioned structure onto the stage 23 in the vacuum chamber 26, the valve 24 is opened,
The inside of the vacuum chamber is set to a gas pressure of 100 torr or less, for example, 10 torr.
【0026】そして、エキシマレーザ発振器21からエ
キシマレーザ光線22を間隔5におけるポリイミドテー
プ2およびエポキシ樹脂4に照射して切断することによ
り、図1(B)に示すように、個々のBGA半導体装置
10が得られる。Then, the excimer laser beam 22 is irradiated from the excimer laser oscillator 21 to the polyimide tape 2 and the epoxy resin 4 at the interval 5 and cut, so that the individual BGA semiconductor devices 10 as shown in FIG. Is obtained.
【0027】図2を参照すると、それぞれのBGA半導
体装置10において、半導体チップ1上のポリイミドテ
ープ2に半田ボール3がマトリックス状に配列してい
る。例えば、切断されたポリイミドテープ2は10mm
×10mm〜40mm×40mmの大きさである。そこ
に径が0.3mm〜0.76mmの半田ボール3が、
0.5mm〜1.27mmのピッチで両方向に配列して
いる。また、周端辺から最外配列の半田ボールの中心ま
では、例えば0.7mm〜1.5mmである。Referring to FIG. 2, in each BGA semiconductor device 10, solder balls 3 are arranged in a matrix on a polyimide tape 2 on a semiconductor chip 1. For example, the cut polyimide tape 2 is 10 mm
The size is from 10 mm to 40 mm x 40 mm. There, the solder ball 3 having a diameter of 0.3 mm to 0.76 mm,
They are arranged in both directions at a pitch of 0.5 mm to 1.27 mm. The distance from the peripheral edge to the center of the solder ball in the outermost arrangement is, for example, 0.7 mm to 1.5 mm.
【0028】このような構造のBGA半導体装置におい
て、大気中(酸素雰囲気中)でレーザ切断行うと、切断
時の熱ストレスによるカーボンの付着(酸化)により、
切断箇所近傍、すなわち周辺近傍の半田ボール電極間も
しくはそこから周辺に引き出した配線間の何箇所かで短
絡事故が発生する。In a BGA semiconductor device having such a structure, when laser cutting is performed in the air (in an oxygen atmosphere), the carbon is attached (oxidized) due to thermal stress at the time of cutting.
A short circuit accident occurs at some places near the cut portion, that is, between the solder ball electrodes near the periphery or between the wirings drawn out from there around.
【0029】しかしこの第1の実施の形態のように真空
中でレーザ切断を行えば、このような短絡事故は皆無と
なる。However, if laser cutting is performed in a vacuum as in the first embodiment, such a short circuit accident will not occur.
【0030】尚、第1の実施の形態において、ポリイミ
ドテープの上面に半田ボールを設け、封止樹脂としてエ
ポキシ樹脂を用い、封止樹脂が間隔内にのみに存在さ
せ、切断用のレーザ光線としてエキシマレーザ光線を用
いた場合を例示した。In the first embodiment, a solder ball is provided on the upper surface of a polyimide tape, an epoxy resin is used as a sealing resin, and the sealing resin is present only within the interval. The case where an excimer laser beam is used has been exemplified.
【0031】しかし、真空チャンバー内で真空中でレー
ザ切断を行うこの第1の実施の形態において、ガラスエ
ポキシ基板の上面に半田ボールを設けても良く、封止樹
脂としてシリコン樹脂を用いることもでき、封止樹脂を
間隔内から半導体チップの底面までに存在させることも
でき、さらに、切断用のレーザ光線として波長が250
nm〜350nmのYAG系レーザ光線を用いることも
可能である。However, in the first embodiment in which laser cutting is performed in a vacuum in a vacuum chamber, solder balls may be provided on the upper surface of the glass epoxy substrate, and silicon resin may be used as the sealing resin. The sealing resin may be present from within the gap to the bottom surface of the semiconductor chip.
It is also possible to use a YAG-based laser beam of nm to 350 nm.
【0032】図3は本発明の第2の実施の形態を示す図
であり、(A)は切断する工程を示す図であり、(B)
は切断分離されたされたBGA半導体装置を示す断面図
である。FIGS. 3A and 3B are views showing a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a view showing a cutting step, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cut and separated BGA semiconductor device.
【0033】ガラスエポキシ(ガラエポ)板32の下面
に複数の半導体チップ31が互いに所定の間隔35を有
して配列固着され、それぞれの半導体チップ31上のガ
ラスエポキシ32の上面にバンプ電極である一群の半田
ボール33が設けられ、それぞれの半田ボール33がガ
ラスエポキシ板32に形成されたスルーホール36を通
して半導体チップ31の所定の箇所に接続され、さらに
ガラスエポキシ板32の下面であって半導体チップ31
と半導体チップ31との間の間隔35に封止樹脂として
のシリコン樹脂34が形成された構造体が用意される。A plurality of semiconductor chips 31 are fixedly arranged on the lower surface of the glass epoxy (glass epoxy) plate 32 with a predetermined interval 35 therebetween, and a group of bump electrodes is formed on the upper surface of the glass epoxy 32 on each semiconductor chip 31. Solder balls 33 are provided, and each of the solder balls 33 is connected to a predetermined portion of the semiconductor chip 31 through a through hole 36 formed in the glass epoxy plate 32.
A structure in which a silicon resin 34 as a sealing resin is formed in a space 35 between the semiconductor chip 31 and the semiconductor chip 31 is prepared.
【0034】切断装置40は、不活性ガスチャンバー4
6と、不活性ガスチャンバー内のエキシマレーザ発振器
41と、不活性ガスチャンバー内のステージ43と、不
活性ガスチャンバーの外壁のポートを介して接続された
バルブ44と、バルブ44に接続された窒素ガス源45
とを有している。The cutting device 40 includes an inert gas chamber 4
6, an excimer laser oscillator 41 in the inert gas chamber, a stage 43 in the inert gas chamber, a valve 44 connected through a port on the outer wall of the inert gas chamber, and nitrogen connected to the valve 44. Gas source 45
And
【0035】上記した構造体を不活性ガスチャンバー4
6内のステージ43上に搬送した後、真空系(図示省
略)により真空引きをした後、バルブ44を開にして、
不活性ガスチャンバー46内を体積比率で90%以上、
例えば95%の窒素ガスを存在させ、エキシマレーザ発
振器41からエキシマレーザ光線42を間隔35におけ
るガラスエポキシ板32およびシリコン樹脂34に照射
して切断することにより、図3(B)に示すように、個
々のBGA半導体装置30が得られる。The above structure is connected to the inert gas chamber 4.
After being conveyed onto the stage 43 in 6, after evacuation by a vacuum system (not shown), the valve 44 is opened,
90% or more by volume in the inert gas chamber 46,
For example, by exposing an excimer laser beam 42 from an excimer laser oscillator 41 to the glass epoxy plate 32 and the silicon resin 34 at intervals 35 in the presence of 95% nitrogen gas and cutting the same, as shown in FIG. Individual BGA semiconductor devices 30 are obtained.
【0036】この第2の実施の形態におけるBGA半導
体装置30のガラスエポキシ板32上の半田ボール33
の配列は例えば、図2に示す第1の実施の形態と同様で
あり、この第2の実施の形態でも、不活性ガス中で切断
を行っているから、切断時の熱ストレスによるカーボン
の付着(酸化)により、切断箇所近傍、すなわち周辺近
傍の半田ボール電極間もしくはそこから周辺に引き出し
た配線間の短絡事故を防止することができる。The solder balls 33 on the glass epoxy plate 32 of the BGA semiconductor device 30 according to the second embodiment.
The arrangement of is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, for example. Also in this second embodiment, since the cutting is performed in an inert gas, the carbon deposition due to the thermal stress at the time of cutting is performed. (Oxidation) can prevent a short circuit accident between the solder ball electrodes near the cut portion, that is, near the periphery or between the wirings drawn out from there around.
【0037】尚、第2の実施の形態において、不活性ガ
スとして窒素ガスを例示したが、アルゴンガスを用いる
こともできる。また、第2の実施の形態において、ガラ
スエポキシ板の上面に半田ボールを設け、封止樹脂とし
てシリコン樹脂を用い、封止樹脂を間隔内から半導体チ
ップの底面まで存在させ、切断用のレーザ光線としてエ
キシマレーザ光線を用いた場合を例示した。In the second embodiment, nitrogen gas is exemplified as the inert gas, but argon gas can be used. Further, in the second embodiment, a solder ball is provided on the upper surface of a glass epoxy plate, a silicon resin is used as a sealing resin, and the sealing resin is present from within the gap to the bottom surface of the semiconductor chip. The case where an excimer laser beam is used is exemplified.
【0038】しかし、不活性ガスチャンバー内で不活性
ガス雰囲気中でレーザ切断を行うこの第2の実施の形態
においも第1の実施の形態と同様に、ポリイミドテープ
の上面に半田ボールを設けても良く、封止樹脂としてエ
ポキシ樹脂を用いることもでき、封止樹脂を間隔内のみ
に存在させることもでき、さらに、切断用のレーザ光線
として波長が250nm〜350nmのYAG系レーザ
光線を用いることも可能である。However, in the second embodiment in which laser cutting is performed in an inert gas atmosphere in an inert gas chamber, solder balls are provided on the upper surface of the polyimide tape in the same manner as in the first embodiment. Alternatively, an epoxy resin can be used as a sealing resin, the sealing resin can be present only within the interval, and a YAG laser beam having a wavelength of 250 nm to 350 nm is used as a laser beam for cutting. Is also possible.
【0039】また、第1及び第2の実施の形態では、半
田ボールを絶縁材のスルーホールを通して、すなわちス
ルーホールボンディングにより半導体チップのそれぞれ
の箇所と電気的に接続するD2 BGA(Die Dim
ension Ball Grid Array)タイ
プのBGA半導体装置を用いて説明した。In the first and second embodiments, the D 2 BGA (Die Dim) is used to electrically connect the solder balls to the respective portions of the semiconductor chip through the through holes of the insulating material, that is, through hole bonding.
The description has been made by using a BGA semiconductor device of an enhancement ball grid array (enhance ball grid array) type.
【0040】しかしながら第1及び第2の実施の形態に
おいて、半田ボールを用いる他のタイプ例えば半田ボー
ルをボンディング線により、すなわちワイヤボンディン
グにより半導体チップのそれぞれの箇所と電気的に接続
するFPBGA(Finepitch Plastic
Ball Grid Array)タイプのBGA半
導体装置をも用いることができることは当然である。However, in the first and second embodiments, another type using a solder ball, for example, an FPBGA (Finepitch Plastic) for electrically connecting a solder ball to each portion of a semiconductor chip by a bonding wire, that is, wire bonding.
It goes without saying that a BGA semiconductor device of the Ball Grid Array type can also be used.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザ光線で切断するため、レーザ発振器あるいはステー
ジの移動だけで、パッケージサイズ(BGA半導体装置
サイズが異なる場合も切断することができる。すなわ
ち、汎用性に富んだ切断方法となる。As described above, according to the present invention, since cutting is performed by a laser beam, cutting can be performed even when the package size (BGA semiconductor device size is different) by simply moving the laser oscillator or the stage. This provides a versatile cutting method.
【0042】また、非接触で切断するため、位置決め時
あるいは切断時のストレスによる切断ズレが発生しな
い。したがって、高精度の切断が可能となる。Further, since the cutting is performed in a non-contact manner, a cutting displacement due to stress at the time of positioning or cutting does not occur. Therefore, high-precision cutting can be performed.
【0043】また、非接触で切断するため、位置決め時
あるいは切断時の外部からの物理的ダメージを受けな
い。Since the cutting is performed in a non-contact manner, there is no external physical damage during positioning or cutting.
【0044】さらに、真空もしくは不活性ガス雰囲気で
切断するため、レーザ切断時の熱による切断面の酸化が
発生しないから、切断面近傍に不所望なカーボンの付着
による短絡事故を防止することができる。Furthermore, since the cutting is performed in a vacuum or an inert gas atmosphere, the cut surface is not oxidized by heat during laser cutting, so that a short circuit accident due to undesired adhesion of carbon near the cut surface can be prevented. .
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態によるBGA半導体装置の
半田ボールの配列を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of solder balls of the BGA semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
1 半導体チップ 2 ポリイミドテープ 3 半田ボール 4 エポキシ樹脂 5 間隔 6 スルーホール 10 BGA半導体装置 20 切断装置 21 エキシマレーザ発振器 22 エキシマレーザ光 23 ステージ 24 バルブ 25 真空ポンプ 30 BGA半導体装置 31 半導体チップ 32 ガラスエポキシ板 34 シリコン樹脂 35 間隔 36 スルーホール 40 切断装置 41 エキシマレーザ発振器 42 エキシマレーザ光線 43 ステージ 44 バルブ 45 窒素ガス源 46 不活性ガスチャンバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor chip 2 Polyimide tape 3 Solder ball 4 Epoxy resin 5 Interval 6 Through hole 10 BGA semiconductor device 20 Cutting device 21 Excimer laser oscillator 22 Excimer laser beam 23 Stage 24 Valve 25 Vacuum pump 30 BGA semiconductor device 31 Semiconductor chip 32 Glass epoxy plate 34 Silicon resin 35 Interval 36 Through hole 40 Cutting device 41 Excimer laser oscillator 42 Excimer laser beam 43 Stage 44 Valve 45 Nitrogen gas source 46 Inert gas chamber
Claims (18)
プが互いに所定の間隔を有して配列固着され、それぞれ
の前記半導体チップ上の前記絶縁材の第2の主面に一群
の半田ボールが設けられ、それぞれの前記半田ボールが
前記半導体チップの所定の箇所に電気的に接続され、前
記半導体チップ間の間隔の前記絶縁材の第1の主面に封
止樹脂を形成した構造体を用意し、前記間隔において前
記絶縁材および前記封止樹脂を切断することにより前記
半導体チップ、前記絶縁材および前記一群の半田ボール
を具備するBGA半導体装置を分離するに際して、前記
構造体を真空チャンバー内に載置し、真空中でレーザ光
線により前記切断を行うことを特徴とするBGA半導体
装置の製造方法。A plurality of semiconductor chips are arranged and fixed on a first main surface of an insulating material at a predetermined interval from each other, and a group of semiconductor chips is provided on a second main surface of the insulating material on each of the semiconductor chips. A structure in which solder balls are provided, each of the solder balls is electrically connected to a predetermined portion of the semiconductor chip, and a sealing resin is formed on a first main surface of the insulating material at an interval between the semiconductor chips. When a body is prepared and the BGA semiconductor device including the semiconductor chip, the insulating material and the group of solder balls is separated by cutting the insulating material and the sealing resin at the intervals, the structure is evacuated. A method for manufacturing a BGA semiconductor device, comprising placing the substrate in a chamber and performing the cutting with a laser beam in a vacuum.
の気体圧は100torr以下であることを特徴とする
請求項1記載のBGA半導体装置の製造方法。2. The method for manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein a gas pressure of the vacuum chamber at the time of performing the cutting is 100 torr or less.
は前記真空チャンバー内に載置されていることを特徴と
する請求項1記載のBGA半導体装置の製造方法。3. The method for manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said laser oscillator for emitting said laser beam is mounted in said vacuum chamber.
あることを特徴とする請求項1記載のBGA半導体装置
の製造方法。4. The method for manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said laser beam is an excimer laser beam.
プが互いに所定の間隔を有して配列固着され、それぞれ
の前記半導体チップ上の前記絶縁材の第2の主面に一群
の半田ボールが設けられ、それぞれの前記半田ボールが
前記半導体チップの所定の箇所に電気的に接続され、前
記半導体チップ間の間隔の前記絶縁材の第1の主面に封
止樹脂を形成した構造体を用意し、前記間隔において前
記絶縁材および前記封止樹脂を切断することにより前記
半導体チップ、前記絶縁材および前記一群の半田ボール
を具備するBGA半導体装置を分離するに際して、前記
構造体を不活性ガスチャンバー内に載置し、不活性ガス
雰囲気中でレーザ光線により前記切断を行うことを特徴
とするBGA半導体装置の製造方法。5. A plurality of semiconductor chips are arranged and fixed on a first main surface of an insulating material at a predetermined interval from each other, and a group of semiconductor chips is provided on a second main surface of the insulating material on each of the semiconductor chips. A structure in which solder balls are provided, each of the solder balls is electrically connected to a predetermined portion of the semiconductor chip, and a sealing resin is formed on a first main surface of the insulating material at an interval between the semiconductor chips. When a body is prepared and the BGA semiconductor device including the semiconductor chip, the insulating material and the group of solder balls is separated by cutting the insulating material and the sealing resin at the intervals, the structure is improper. A method for manufacturing a BGA semiconductor device, comprising placing the semiconductor device in an active gas chamber and performing the cutting by a laser beam in an inert gas atmosphere.
ンバー内には体積比率で90%以上の不活性ガスが存在
していることを特徴とする請求項5記載のBGA半導体
装置の製造方法。6. The method for manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 5, wherein an inert gas having a volume ratio of 90% or more is present in the inert gas chamber when the cutting is performed. .
ゴンガスであることを特徴とする請求項5記載のBGA
半導体装置の製造方法。7. The BGA according to claim 5, wherein said inert gas is nitrogen gas or argon gas.
A method for manufacturing a semiconductor device.
は前記不活性ガスチャンバー内に載置されていることを
特徴とする請求項5記載のBGA半導体装置の製造方
法。8. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 5, wherein said laser oscillator for emitting said laser beam is mounted in said inert gas chamber.
あることを特徴とする請求項5記載のBGA半導体装置
の製造方法。9. The method for manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 5, wherein said laser beam is an excimer laser beam.
載のBGA半導体装置の製造方法において、前記絶縁材
は絶縁テープであることを特徴とするBGA半導体装置
の製造方法。10. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating material is an insulating tape.
あることを特徴とする請求項10記載のBGA半導体装
置の製造方法。11. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 10, wherein said insulating tape is a polyimide tape.
載のBGA半導体装置の製造方法において、前記絶縁材
は絶縁板であることを特徴とするBGA半導体装置の製
造方法。12. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating material is an insulating plate.
ことを特徴とする請求項12記載のBGA半導体装置の
製造方法。13. The method according to claim 12, wherein the insulating plate is a glass epoxy plate.
記載のBGA半導体装置の製造方法において、前記封止
樹脂は前記間隔に設けられて前記半導体チップの側面を
覆っていることを特徴とするBGA半導体装置の製造方
法。14. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein the sealing resin is provided at the interval and covers a side surface of the semiconductor chip. Of manufacturing a BGA semiconductor device.
記載のBGA半導体装置の製造方法において、前記封止
樹脂は前記間隔内において前記半導体チップの側面を覆
い、かつ前記間隔外において前記半導体チップの底面を
覆っていることを特徴とするBGA半導体装置の製造方
法。15. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said sealing resin covers a side surface of said semiconductor chip within said space and said semiconductor outside said space. A method of manufacturing a BGA semiconductor device, wherein the method covers a bottom surface of a chip.
記載のBGA半導体装置の製造方法において、前記封止
樹脂はエポキシ樹脂であることを特徴とするBGA半導
体装置の製造方法。16. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said sealing resin is an epoxy resin.
記載のBGA半導体装置の製造方法において、前記封止
樹脂はシリコン樹脂であることを特徴とするBGA半導
体装置の製造方法。17. The method of manufacturing a BGA semiconductor device according to claim 1, wherein said sealing resin is a silicon resin.
記載のBGA半導体装置の製造方法を実施するBGA半
導体装置の製造装置。18. A BGA semiconductor device manufacturing apparatus for performing the BGA semiconductor device manufacturing method according to claim 1.
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