JPH06209058A - 半導体装置及びその製造方法,並びにその実装方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法,並びにその実装方法Info
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- JPH06209058A JPH06209058A JP5003034A JP303493A JPH06209058A JP H06209058 A JPH06209058 A JP H06209058A JP 5003034 A JP5003034 A JP 5003034A JP 303493 A JP303493 A JP 303493A JP H06209058 A JPH06209058 A JP H06209058A
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- H10W72/351—Materials of die-attach connectors
- H10W72/352—Materials of die-attach connectors comprising metals or metalloids, e.g. solders
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Dicing (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 チップの反りを、製造プロセスの複雑化を抑
えつつ低減することができ、これにより放熱特性やRF
特性に優れたチップサイズが大きく、しかも製造プロセ
スが比較的簡単な高周波高出力半導体チップ101及び
その製造方法を得る。 【構成】 GaAsチップ基板1裏面の、素子部に対応
する部分に放熱用AuPHS77を形成し、チップ基板
1裏面の素子部対応部以外の部分に、上記チップ基板1
を支持するチップ支持層79aとして、上記チップ基板
の構成材料であるGaAsに線膨張率の比較的近いPt
メッキ等によるメッキ膜を形成した。
えつつ低減することができ、これにより放熱特性やRF
特性に優れたチップサイズが大きく、しかも製造プロセ
スが比較的簡単な高周波高出力半導体チップ101及び
その製造方法を得る。 【構成】 GaAsチップ基板1裏面の、素子部に対応
する部分に放熱用AuPHS77を形成し、チップ基板
1裏面の素子部対応部以外の部分に、上記チップ基板1
を支持するチップ支持層79aとして、上記チップ基板
の構成材料であるGaAsに線膨張率の比較的近いPt
メッキ等によるメッキ膜を形成した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法、並びにその実装方法に関し、特にプレーティ
ッドヒートシンク(以下PHSという。)を有する高周
波高出力半導体ICチップの構造及びその製造方法,実
装方法に関するものである。
製造方法、並びにその実装方法に関し、特にプレーティ
ッドヒートシンク(以下PHSという。)を有する高周
波高出力半導体ICチップの構造及びその製造方法,実
装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の高周波高出力MMICチッ
プの一例を説明するための図であり、図9(a) はその構
造を概略的に示す平面図、図9(b) はその一部分Aを拡
大して示す平面図であり、図10(a) は図9(a) のXa
−Xa線断面図、図10(b) は図9(b) のXb−Xb線
断面図である。
プの一例を説明するための図であり、図9(a) はその構
造を概略的に示す平面図、図9(b) はその一部分Aを拡
大して示す平面図であり、図10(a) は図9(a) のXa
−Xa線断面図、図10(b) は図9(b) のXb−Xb線
断面図である。
【0003】図において、200は電界効果形トランジ
スタ(以下FETという。)等の能動素子を複数搭載し
たGaAsMMICチップ(以下半導体チップとい
う。)で、そのGaAsチップ基板1上には、ドレイン
電極201a及びソース電極202aが交互に複数一列
に配置され、さらに該両電極間にはそれぞれゲート電極
203aが配置されており、また上記チップ基板1の裏
面側にはメッキ給電層5を介してAuPHS7が形成さ
れている。
スタ(以下FETという。)等の能動素子を複数搭載し
たGaAsMMICチップ(以下半導体チップとい
う。)で、そのGaAsチップ基板1上には、ドレイン
電極201a及びソース電極202aが交互に複数一列
に配置され、さらに該両電極間にはそれぞれゲート電極
203aが配置されており、また上記チップ基板1の裏
面側にはメッキ給電層5を介してAuPHS7が形成さ
れている。
【0004】ここで上記ドレイン電極201a及びゲー
ト電極203aは、それぞれ所定個数ずつまとめられて
共通ドレイン電極201及び共通ゲート電極203につ
ながっており、これらの各共通電極201及び203は
さらに伝送線路211及び213を介してドレインボン
ディングパッド221及びゲートボンディングパッド2
23に接続されている。また上記ソース電極202a
は、上記GaAsチップ基板1に形成されたバイアホー
ル2を介してGaAs基板の裏面側のAuPHS7につ
ながっている。なお図10(a) では、ドレイン電極20
1a、共通ドレイン電極201及び共通ゲート電極20
3を省略している。
ト電極203aは、それぞれ所定個数ずつまとめられて
共通ドレイン電極201及び共通ゲート電極203につ
ながっており、これらの各共通電極201及び203は
さらに伝送線路211及び213を介してドレインボン
ディングパッド221及びゲートボンディングパッド2
23に接続されている。また上記ソース電極202a
は、上記GaAsチップ基板1に形成されたバイアホー
ル2を介してGaAs基板の裏面側のAuPHS7につ
ながっている。なお図10(a) では、ドレイン電極20
1a、共通ドレイン電極201及び共通ゲート電極20
3を省略している。
【0005】また上記半導体チップ200において、上
記メッキ給電層5は、AuPHS7の電解メッキを行う
際、給電層となるもので、Auの蒸着や無電解メッキ等
によって形成されている。また上記バイアホール2は、
チップ基板1の表面に形成したFETのソース電極20
2aをチップ基板1の裏面側のAuPHS7に接続する
ためのもので、上記バイアホール2内には、上記ソース
電極202aとAuPHS7とにつながったメタル層2
aが形成されている。また上記PHS7にはチップ基板
1の表面側の素子部から発生する熱をチップキャリア
(図示せず)側に逃がすだけでなく、上記薄いチップ基
板1を構造的に支持する役割があり、これにより半導体
チップ200がハンドリングし易くなっている。
記メッキ給電層5は、AuPHS7の電解メッキを行う
際、給電層となるもので、Auの蒸着や無電解メッキ等
によって形成されている。また上記バイアホール2は、
チップ基板1の表面に形成したFETのソース電極20
2aをチップ基板1の裏面側のAuPHS7に接続する
ためのもので、上記バイアホール2内には、上記ソース
電極202aとAuPHS7とにつながったメタル層2
aが形成されている。また上記PHS7にはチップ基板
1の表面側の素子部から発生する熱をチップキャリア
(図示せず)側に逃がすだけでなく、上記薄いチップ基
板1を構造的に支持する役割があり、これにより半導体
チップ200がハンドリングし易くなっている。
【0006】次に製造方法について説明する。まずチッ
プ分離をエッチングにより行う方式を用いた半導体チッ
プの製造方法について説明する。ここで図11(a) 〜
(f) はこの製造方法の主要工程における図9(a) のXa
−Xa線断面部分の構造を示している。
プ分離をエッチングにより行う方式を用いた半導体チッ
プの製造方法について説明する。ここで図11(a) 〜
(f) はこの製造方法の主要工程における図9(a) のXa
−Xa線断面部分の構造を示している。
【0007】まず、GaAsウエハ基板10表面の、チ
ップ分離ライン(以下ダイシングラインともいう。)に
より区画されたチップ領域にFETなどの能動素子、伝
送線路、及びバイアホール2等を形成し、その後上記ウ
エハ基板10の表面側を、貼付けワックス4を用いてガ
ラス保持板3に貼り付ける。この状態で上記ウエハ基板
10の裏面側を基板厚が約30μmとなるまで研磨し
(図11(a) )、続いて上記ウエハ基板10の裏面全面
にAuの蒸着あるいは無電解メッキなどによって導電膜
をAu給電層5として形成する(図11(b) )。
ップ分離ライン(以下ダイシングラインともいう。)に
より区画されたチップ領域にFETなどの能動素子、伝
送線路、及びバイアホール2等を形成し、その後上記ウ
エハ基板10の表面側を、貼付けワックス4を用いてガ
ラス保持板3に貼り付ける。この状態で上記ウエハ基板
10の裏面側を基板厚が約30μmとなるまで研磨し
(図11(a) )、続いて上記ウエハ基板10の裏面全面
にAuの蒸着あるいは無電解メッキなどによって導電膜
をAu給電層5として形成する(図11(b) )。
【0008】次に上記Au給電層5上にフォトレジスト
を40μm程度の厚さに塗布し、ウエハ基板10裏面
の、上記ダイシングラインに対応する部分にのみフォト
レジストが残るようそのパターニングを行い(図11
(c) )、続いてパターニングされたフォトレジスト6を
マスクとした電解メッキにより、上記ウエハ基板裏面側
に約40μm厚のAuPHS7を形成する(図11(d)
)。
を40μm程度の厚さに塗布し、ウエハ基板10裏面
の、上記ダイシングラインに対応する部分にのみフォト
レジストが残るようそのパターニングを行い(図11
(c) )、続いてパターニングされたフォトレジスト6を
マスクとした電解メッキにより、上記ウエハ基板裏面側
に約40μm厚のAuPHS7を形成する(図11(d)
)。
【0009】次に上記フォトレジスト6を除去した後
(図11(e) )、AuPHS7をマスクとしてGaAs
ウエハ基板10をたとえば硫酸−過酸化水素系エッチャ
ント等で湿式エッチングする(図11(f) )。これによ
り上記ウエハ基板10は上記ダイシングラインに沿って
分割され、各チップ領域がそれぞれ1つの半導体チップ
200の状態となる。
(図11(e) )、AuPHS7をマスクとしてGaAs
ウエハ基板10をたとえば硫酸−過酸化水素系エッチャ
ント等で湿式エッチングする(図11(f) )。これによ
り上記ウエハ基板10は上記ダイシングラインに沿って
分割され、各チップ領域がそれぞれ1つの半導体チップ
200の状態となる。
【0010】この後、加熱した有機溶剤中で上記貼付け
用ワックス4を溶解し、ガラス保持板3から上記半導体
チップ200を取り外す。
用ワックス4を溶解し、ガラス保持板3から上記半導体
チップ200を取り外す。
【0011】ところが、上記のようにエッチングにより
チップ分離を行う半導体チップの製造方法では、ウエハ
プロセス中に半導体チップの分離が行われるので、基板
の裏面側に接地電極を取付けた状態で行われる高周波特
性の試験を、ウエハ状態で自動的に行うことができず、
半導体チップ毎に手作業により行わなければならないと
いう問題点があった。
チップ分離を行う半導体チップの製造方法では、ウエハ
プロセス中に半導体チップの分離が行われるので、基板
の裏面側に接地電極を取付けた状態で行われる高周波特
性の試験を、ウエハ状態で自動的に行うことができず、
半導体チップ毎に手作業により行わなければならないと
いう問題点があった。
【0012】またチップ分離後半導体チップをガラス保
持板3から剥離した状態では、半導体チップがばらばら
になるため、チップソーティング,つまりウエハ面内で
の各半導体チップの特性の分布等に基づいて半導体チッ
プを特性に応じて整理し、この整理した情報をアセンブ
リ工程で利用するといった手法が使えないという問題も
あった。
持板3から剥離した状態では、半導体チップがばらばら
になるため、チップソーティング,つまりウエハ面内で
の各半導体チップの特性の分布等に基づいて半導体チッ
プを特性に応じて整理し、この整理した情報をアセンブ
リ工程で利用するといった手法が使えないという問題も
あった。
【0013】そこでこの問題を解決するため工夫された
のが、ダイサーカットによりチップ分離を行う半導体チ
ップの製造方法であり、以下この方法について図12を
用いて簡単に説明する。
のが、ダイサーカットによりチップ分離を行う半導体チ
ップの製造方法であり、以下この方法について図12を
用いて簡単に説明する。
【0014】図11(a) 及び(b) に示す工程と同一の処
理により、GaAsウエハ基板10をガラス保持板3に
貼り付け裏面側を研磨しAu給電層5を形成した後(図
12(a) )、電解メッキにより上記GaAsウエハ基板
10の裏面側全面に約40μm厚のAuPHS7を形成
する(図12(b) )。
理により、GaAsウエハ基板10をガラス保持板3に
貼り付け裏面側を研磨しAu給電層5を形成した後(図
12(a) )、電解メッキにより上記GaAsウエハ基板
10の裏面側全面に約40μm厚のAuPHS7を形成
する(図12(b) )。
【0015】次に有機溶剤中で貼付け用ワックス4を溶
解して上記ウエハ基板10をガラス保持板3から剥離し
洗浄する(図12(c) )。その後上記ウエハ基板10を
例えばエキスパンドフィルム(図示せず)などに貼り付
け、この状態で、ウエハ基板10のダイシング領域をダ
イシングブレード8によって切断し(図12(d) )、こ
れにより半導体チップ200aを得る。
解して上記ウエハ基板10をガラス保持板3から剥離し
洗浄する(図12(c) )。その後上記ウエハ基板10を
例えばエキスパンドフィルム(図示せず)などに貼り付
け、この状態で、ウエハ基板10のダイシング領域をダ
イシングブレード8によって切断し(図12(d) )、こ
れにより半導体チップ200aを得る。
【0016】この方法では、ウエハ基板10をガラス保
持板3から剥離(図12(c) )した後、ダイサーカット
を行うので、ダイサーカットによる分離前に高周波特性
試験を行うことができ、またチップ分離後も各半導体チ
ップはエキスパンドフィルムに貼り付いており、特性試
験結果に基づいたチップソーティングも容易に行うこと
ができるという特徴がある。
持板3から剥離(図12(c) )した後、ダイサーカット
を行うので、ダイサーカットによる分離前に高周波特性
試験を行うことができ、またチップ分離後も各半導体チ
ップはエキスパンドフィルムに貼り付いており、特性試
験結果に基づいたチップソーティングも容易に行うこと
ができるという特徴がある。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ダイサーカ
ットによりチップ分離を行った半導体チップ200aで
は、PHS7として用いるAu素材の延展性のため、図
13に示すように、PHS7の厚さと同程度の長さのバ
リ7aが半導体チップ200aの裏面側に生じてしま
い、このバリ7aが、半導体チップ200aをチップキ
ャリア上にダイボンドする際の大きな障害となるという
問題があった。
ットによりチップ分離を行った半導体チップ200aで
は、PHS7として用いるAu素材の延展性のため、図
13に示すように、PHS7の厚さと同程度の長さのバ
リ7aが半導体チップ200aの裏面側に生じてしま
い、このバリ7aが、半導体チップ200aをチップキ
ャリア上にダイボンドする際の大きな障害となるという
問題があった。
【0018】また上述した従来の半導体チップ200,
200aでは、チップ分離の方法にかかわらず、チップ
の反りが生ずるためチップキャリアへのダイボンディン
グやワイヤーボンディングが困難であり、さらにはチッ
プの反りに起因して放熱特性やRF特性の劣化を招くと
いう問題があり、以下この問題について詳述する。
200aでは、チップ分離の方法にかかわらず、チップ
の反りが生ずるためチップキャリアへのダイボンディン
グやワイヤーボンディングが困難であり、さらにはチッ
プの反りに起因して放熱特性やRF特性の劣化を招くと
いう問題があり、以下この問題について詳述する。
【0019】図14はダイサーカットによりチップ分離
を行った半導体チップ200aをチップキャリア20上
に実装した状態を示し、図15はダイボンディング時
に、半導体チップ200aを常温25℃から300℃に
加熱したとき(温度上昇△t=275℃)のチップ反り
量tをチップの長辺長lに対してプロットしたグラフを
示している。
を行った半導体チップ200aをチップキャリア20上
に実装した状態を示し、図15はダイボンディング時
に、半導体チップ200aを常温25℃から300℃に
加熱したとき(温度上昇△t=275℃)のチップ反り
量tをチップの長辺長lに対してプロットしたグラフを
示している。
【0020】チップ分離方法に関わらず上記従来の製造
方法により製造された半導体チップでは、これをダイボ
ンド時にAu−Sn合金ハンダの融点約300℃まで加
熱すると、チップ基板1とAuPHS7との線膨張係数
の違いによって、図14のようにチップ1の反りが生じ
ていた。この反り量は一般にバイメタルの式に従うこと
が知られている。
方法により製造された半導体チップでは、これをダイボ
ンド時にAu−Sn合金ハンダの融点約300℃まで加
熱すると、チップ基板1とAuPHS7との線膨張係数
の違いによって、図14のようにチップ1の反りが生じ
ていた。この反り量は一般にバイメタルの式に従うこと
が知られている。
【0021】ここで例えば、GaAsチップ基板1の厚
さを約30μm、AuPHS7の厚さを約40μm、ダ
イボンド時の加熱温度を300℃とすると、バイメタル
の式から求められる、そり量tとチップ長辺長lとの関
係は、上記実測値に基づくグラフとほぼ一致する(図1
5参照)。
さを約30μm、AuPHS7の厚さを約40μm、ダ
イボンド時の加熱温度を300℃とすると、バイメタル
の式から求められる、そり量tとチップ長辺長lとの関
係は、上記実測値に基づくグラフとほぼ一致する(図1
5参照)。
【0022】このため上記条件において、従来の半導体
チップでは、チップ長辺長lを2.5mm以上にすると、
チップキャリア20へのチップ200aの実装時にダイ
ボンディング、ワイヤーボンディングが困難となるばか
りか、チップ200aのチップキャリア20との接触面
積が低下して放熱特性が著しく劣化する結果、所望のR
F特性が得られないという問題を引き起こしていた。
チップでは、チップ長辺長lを2.5mm以上にすると、
チップキャリア20へのチップ200aの実装時にダイ
ボンディング、ワイヤーボンディングが困難となるばか
りか、チップ200aのチップキャリア20との接触面
積が低下して放熱特性が著しく劣化する結果、所望のR
F特性が得られないという問題を引き起こしていた。
【0023】また、このような反りを生じたチップ20
0aでは、実装時にチップキャリア20とチップ200
aとをAu−Sn共晶ハンダ9のペレットを用いて張り
付ける際、溶融したハンダ9の量を制御するのが困難と
なるため、多量のハンダ9の上に、たとえばPHS厚と
ほぼ同程度の厚み40〜50μmのAu−Snハンダ9
の上にチップ200aが浮かぶような状態となることも
上記放熱特性やRF特性の劣化の主要因となっていた。
0aでは、実装時にチップキャリア20とチップ200
aとをAu−Sn共晶ハンダ9のペレットを用いて張り
付ける際、溶融したハンダ9の量を制御するのが困難と
なるため、多量のハンダ9の上に、たとえばPHS厚と
ほぼ同程度の厚み40〜50μmのAu−Snハンダ9
の上にチップ200aが浮かぶような状態となることも
上記放熱特性やRF特性の劣化の主要因となっていた。
【0024】特に、ダイサーカットによりチップ分離を
行った半導体チップ200aでは、Auのバリ7aのた
め、どうしてもAu−Snハンダ9の量が多くなり、従
って多量のハンダ9の上にチップ200aが浮かぶ状態
となるのを避けられなかった。
行った半導体チップ200aでは、Auのバリ7aのた
め、どうしてもAu−Snハンダ9の量が多くなり、従
って多量のハンダ9の上にチップ200aが浮かぶ状態
となるのを避けられなかった。
【0025】さらに、Au−Snハンダ9の表面には酸
化皮膜が形成されており、ダイボンディングの際には必
ずスクラブして、つまりチップ200aとチップキャリ
ア20とを擦りあわせてハンダ9をキャリア20の表面
になじませる必要があり、このためチップキャリア20
の、チップサイズと同程度の面積の狭い領域に正確に半
導体チップ200aをダイボンディングするのはきわめ
て困難であった。
化皮膜が形成されており、ダイボンディングの際には必
ずスクラブして、つまりチップ200aとチップキャリ
ア20とを擦りあわせてハンダ9をキャリア20の表面
になじませる必要があり、このためチップキャリア20
の、チップサイズと同程度の面積の狭い領域に正確に半
導体チップ200aをダイボンディングするのはきわめ
て困難であった。
【0026】ところで特開平4−144157号公報に
は、上記チップの反りを防止する対策として、半導体基
板表面側の素子部で発生した熱を放熱する放熱金属層
を、半導体基板裏面の上記素子部に対応する素子部対応
部にのみ設け、上記半導体基板裏面側の素子部対応部以
外の領域には、その線膨張係数が、基板材料のそれと等
しく、上記放熱金属層のそれとは異なるメッキ層を形成
したものが示されている。
は、上記チップの反りを防止する対策として、半導体基
板表面側の素子部で発生した熱を放熱する放熱金属層
を、半導体基板裏面の上記素子部に対応する素子部対応
部にのみ設け、上記半導体基板裏面側の素子部対応部以
外の領域には、その線膨張係数が、基板材料のそれと等
しく、上記放熱金属層のそれとは異なるメッキ層を形成
したものが示されている。
【0027】しかしながら、上記公報記載のものでは、
上記メッキ層を分散メッキにより形成しており、この場
合メッキ液の管理が難しいという問題がある。つまり上
記分散メッキでは、メッキ層の線膨張係数を、メッキ液
に混入する粒子状の分散媒の量によりコントロールして
おり、この場合メッキ層の線膨張係数を基板材料のもの
に近い値にするには分散媒のメッキ液に対する割合を多
くしなければならないが、このようなメッキ液の混入物
の増大に伴って電解メッキを良好に行うことが困難とな
り、メッキ液の組成の管理が極めて難しくなるという問
題がある。
上記メッキ層を分散メッキにより形成しており、この場
合メッキ液の管理が難しいという問題がある。つまり上
記分散メッキでは、メッキ層の線膨張係数を、メッキ液
に混入する粒子状の分散媒の量によりコントロールして
おり、この場合メッキ層の線膨張係数を基板材料のもの
に近い値にするには分散媒のメッキ液に対する割合を多
くしなければならないが、このようなメッキ液の混入物
の増大に伴って電解メッキを良好に行うことが困難とな
り、メッキ液の組成の管理が極めて難しくなるという問
題がある。
【0028】また上記公報記載には、メッキ層をMo
膜,W膜,又はWSi膜とNi膜とを積層して形成する
方法が示されているが、この場合実際の工程では、Mo
膜等とNi膜との接着性をよくするために、これらの膜
の間にAu膜を形成する必要があり、積層膜を形成する
工程が煩雑になるという問題もある。
膜,W膜,又はWSi膜とNi膜とを積層して形成する
方法が示されているが、この場合実際の工程では、Mo
膜等とNi膜との接着性をよくするために、これらの膜
の間にAu膜を形成する必要があり、積層膜を形成する
工程が煩雑になるという問題もある。
【0029】また特開平3−232253号公報には、
ウエハ基板のチップ分離ライン部をエッチングして分離
溝を形成し、該分離溝をNiメッキで埋め込み、ウエハ
基板裏面の上記チップ分離ライン部以外の部分にAuP
HSを形成し、上記分離溝部分をダイシングしてチップ
分離を行う方法が示されており、確かにこの方法では、
ダイシング時にAuPHSの切断が行われないためバリ
の発生を回避することができる。
ウエハ基板のチップ分離ライン部をエッチングして分離
溝を形成し、該分離溝をNiメッキで埋め込み、ウエハ
基板裏面の上記チップ分離ライン部以外の部分にAuP
HSを形成し、上記分離溝部分をダイシングしてチップ
分離を行う方法が示されており、確かにこの方法では、
ダイシング時にAuPHSの切断が行われないためバリ
の発生を回避することができる。
【0030】しかしながら、Niメッキ層をウエハ基板
表面の分離溝内に形成しているため、Niメッキ層の、
分離溝内から盛り上がった部分がボンディングワイヤと
接触してショートするおそれがあり、デバイスの信頼性
の低下を招くという問題がある。またウエハ基板をガラ
ス保持板に貼り付けた際、上記Niメッキ層の盛り上が
り部によりウエハ基板がガラス保持板に対して平行にな
らず、さらにガラス保持板から上記盛り上がり部に応力
がかかってウエハ基板にクラックが入るおそれもある。
表面の分離溝内に形成しているため、Niメッキ層の、
分離溝内から盛り上がった部分がボンディングワイヤと
接触してショートするおそれがあり、デバイスの信頼性
の低下を招くという問題がある。またウエハ基板をガラ
ス保持板に貼り付けた際、上記Niメッキ層の盛り上が
り部によりウエハ基板がガラス保持板に対して平行にな
らず、さらにガラス保持板から上記盛り上がり部に応力
がかかってウエハ基板にクラックが入るおそれもある。
【0031】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、チップの反りの低減を製造プロ
セスの複雑化を抑えつつ実現することができ、これによ
り放熱特性やRF特性に優れたチップサイズが大きく、
しかも製造プロセスが比較的簡単な高周波高出力半導体
装置及びその製造方法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、チップの反りの低減を製造プロ
セスの複雑化を抑えつつ実現することができ、これによ
り放熱特性やRF特性に優れたチップサイズが大きく、
しかも製造プロセスが比較的簡単な高周波高出力半導体
装置及びその製造方法を得ることを目的とする。
【0032】この発明はダイサーカットによるチップ分
離の際のバリの発生を防止することができ、しかも従来
の装置のようなチップ端部でのボンディングワイヤのシ
ョートの危険性やウエハプロセスでのウエハ基板の破損
のない構造の高周波高出力半導体装置を得ることを目的
とする。
離の際のバリの発生を防止することができ、しかも従来
の装置のようなチップ端部でのボンディングワイヤのシ
ョートの危険性やウエハプロセスでのウエハ基板の破損
のない構造の高周波高出力半導体装置を得ることを目的
とする。
【0033】またこの発明は、オンウエハでの高周波特
性試験が可能であり、しかもダイサーカット時のバリの
発生を回避することができる半導体装置の製造方法を得
ることを目的とする。
性試験が可能であり、しかもダイサーカット時のバリの
発生を回避することができる半導体装置の製造方法を得
ることを目的とする。
【0034】この発明は、半導体チップをそのスクラブ
を行うことなくチップキャリア上にダイボンディングす
ることができ、これによりチップキャリア上の極めて狭
い領域に正確にチップを位置合わせすることが可能とな
り、しかもこの際チップの反りも防止することができる
半導体装置の実装方法を得ることを目的とする。
を行うことなくチップキャリア上にダイボンディングす
ることができ、これによりチップキャリア上の極めて狭
い領域に正確にチップを位置合わせすることが可能とな
り、しかもこの際チップの反りも防止することができる
半導体装置の実装方法を得ることを目的とする。
【0035】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、チップ基板を支持する基板支持板の、チップ基板
の素子部に対応する素子部対応部を、該素子部で発生し
た熱を放熱する放熱金属層から構成し、上記基板支持板
の素子部対応部以外の部分を、その線膨張係数が上記放
熱金属層の構成材料の線膨張係数に比べて基板材料の線
膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,又はN
i−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ膜、あるい
は上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ層とを交互
に積層してなる多層メッキ膜から構成したものである。
置は、チップ基板を支持する基板支持板の、チップ基板
の素子部に対応する素子部対応部を、該素子部で発生し
た熱を放熱する放熱金属層から構成し、上記基板支持板
の素子部対応部以外の部分を、その線膨張係数が上記放
熱金属層の構成材料の線膨張係数に比べて基板材料の線
膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,又はN
i−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ膜、あるい
は上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ層とを交互
に積層してなる多層メッキ膜から構成したものである。
【0036】この発明は上記半導体装置において、上記
単層メッキ膜あるいは多層メッキ膜に代えて、上記基板
支持板の、素子部対応部以外の部分を、その線膨張係数
が上記放熱金属層の構成材料の線膨張係数に比べて基板
材料の線膨張係数に近いセラミック膜から構成したもの
である。
単層メッキ膜あるいは多層メッキ膜に代えて、上記基板
支持板の、素子部対応部以外の部分を、その線膨張係数
が上記放熱金属層の構成材料の線膨張係数に比べて基板
材料の線膨張係数に近いセラミック膜から構成したもの
である。
【0037】この発明に係る半導体装置は、ウエハ基板
表面の、チップ分離ラインにより仕切られた複数の領域
内にそれぞれ素子部を形成し、上記ウエハ基板裏面側
に、上記素子部で発生した熱を放熱する機能を有する基
板支持板を形成し、ウエハ基板及び基板支持板をウエハ
基板表面側から上記チップ分離ラインに沿ってダイシン
グしてなる半導体チップにおいて、上記基板支持板の、
上記チップ分離ラインに対応する分離ライン対応部を、
他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から構成したもので
ある。
表面の、チップ分離ラインにより仕切られた複数の領域
内にそれぞれ素子部を形成し、上記ウエハ基板裏面側
に、上記素子部で発生した熱を放熱する機能を有する基
板支持板を形成し、ウエハ基板及び基板支持板をウエハ
基板表面側から上記チップ分離ラインに沿ってダイシン
グしてなる半導体チップにおいて、上記基板支持板の、
上記チップ分離ラインに対応する分離ライン対応部を、
他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から構成したもので
ある。
【0038】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
ウエハ基板を支持する基板支持板の、チップ分離ライン
に対応する分離ライン対応部を、他の部分に比べて硬い
硬質メッキ膜により構成し、ウエハ基板のダイシング時
には上記硬質メッキ膜をダイシングするものである。
ウエハ基板を支持する基板支持板の、チップ分離ライン
に対応する分離ライン対応部を、他の部分に比べて硬い
硬質メッキ膜により構成し、ウエハ基板のダイシング時
には上記硬質メッキ膜をダイシングするものである。
【0039】またこの発明は上記半導体装置において、
上記ウエハ基板を、その表面側から上記チップ分離ライ
ンに沿ってウエハ分離用溝を形成した構造とし、上記半
導体チップを、上記ウエハ分離用溝内に形成された金属
層の一部を、チップ基板の側面及び上記基板支持板のチ
ップ基板周辺部分を被覆する金属皮膜として有する構造
としたものである。
上記ウエハ基板を、その表面側から上記チップ分離ライ
ンに沿ってウエハ分離用溝を形成した構造とし、上記半
導体チップを、上記ウエハ分離用溝内に形成された金属
層の一部を、チップ基板の側面及び上記基板支持板のチ
ップ基板周辺部分を被覆する金属皮膜として有する構造
としたものである。
【0040】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
ウエハ基板表面のチップ分離ラインにより区画された複
数のチップ領域内にそれぞれ素子部を形成した後、上記
ウエハ基板を選択的にエッチングして、上記チップ分離
ラインに沿ったウエハ分離用溝を形成する工程と、上記
ウエハ分離用溝内面に金属層を形成する工程と、上記ウ
エハ基板裏面の上記素子部に対応する領域上に放熱金属
層を選択メッキにより形成する工程と、上記ウエハ基板
裏面の上記チップ分離ラインに対応する領域上に上記放
熱金属層と同じ程度の厚さの硬質メッキ膜を選択メッキ
により形成する工程と、上記ウエハ基板裏面の素子部対
応部及び分離ライン対応部以外の領域上に、チップ基板
を支持するメッキ膜又はセラミック膜を形成する工程
と、上記硬質メッキ膜の上記ウエハ分離用溝内の部分を
ダイシングして上記チップ領域を半導体チップとして切
り出す工程とを含むものである。
ウエハ基板表面のチップ分離ラインにより区画された複
数のチップ領域内にそれぞれ素子部を形成した後、上記
ウエハ基板を選択的にエッチングして、上記チップ分離
ラインに沿ったウエハ分離用溝を形成する工程と、上記
ウエハ分離用溝内面に金属層を形成する工程と、上記ウ
エハ基板裏面の上記素子部に対応する領域上に放熱金属
層を選択メッキにより形成する工程と、上記ウエハ基板
裏面の上記チップ分離ラインに対応する領域上に上記放
熱金属層と同じ程度の厚さの硬質メッキ膜を選択メッキ
により形成する工程と、上記ウエハ基板裏面の素子部対
応部及び分離ライン対応部以外の領域上に、チップ基板
を支持するメッキ膜又はセラミック膜を形成する工程
と、上記硬質メッキ膜の上記ウエハ分離用溝内の部分を
ダイシングして上記チップ領域を半導体チップとして切
り出す工程とを含むものである。
【0041】この発明に係る半導体装置の実装方法は、
半導体チップとして、その裏面側に電解メッキにより形
成されたAu−Sn合金ハンダ層を有する構造の半導体
チップを用い、該半導体チップを還元雰囲気中に曝して
酸化皮膜を除去した後、加熱したチップキャリア上に置
き、該チップの表面をコレットなどで押圧した状態で上
記半導体チップ及びチップキャリアを常温まで徐冷して
ダイボンディングを行うものである。
半導体チップとして、その裏面側に電解メッキにより形
成されたAu−Sn合金ハンダ層を有する構造の半導体
チップを用い、該半導体チップを還元雰囲気中に曝して
酸化皮膜を除去した後、加熱したチップキャリア上に置
き、該チップの表面をコレットなどで押圧した状態で上
記半導体チップ及びチップキャリアを常温まで徐冷して
ダイボンディングを行うものである。
【0042】
【作用】この発明においては、チップ基板を支持する基
板支持板の、チップ基板の素子部に対応する部分以外の
部分を、他の部分に比べてその線膨張係数がチップ基板
材料の線膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ
層,又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ
膜、あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ
層とを交互に積層してなる多層メッキ膜、又はセラミッ
ク膜から構成したから、ダイボンディング時に発生する
チップ反りを低減することができる。また単層メッキ膜
やセラミック膜は、その形成プロセス及びメッキ液やセ
ラミックペーストの管理が簡単であり、また多層メッキ
膜も2種類のメッキ層を交互に積層するだけで簡単に形
成できる。
板支持板の、チップ基板の素子部に対応する部分以外の
部分を、他の部分に比べてその線膨張係数がチップ基板
材料の線膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ
層,又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ
膜、あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ
層とを交互に積層してなる多層メッキ膜、又はセラミッ
ク膜から構成したから、ダイボンディング時に発生する
チップ反りを低減することができる。また単層メッキ膜
やセラミック膜は、その形成プロセス及びメッキ液やセ
ラミックペーストの管理が簡単であり、また多層メッキ
膜も2種類のメッキ層を交互に積層するだけで簡単に形
成できる。
【0043】またこの発明においては、ウエハ基板を支
持する基板支持板のチップ分離ラインに対応する部分を
他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から構成したので、
ダイシング時にバリの発生を防止できる。また硬質メッ
キ膜をウエハ基板側ではなく、基板支持板側に形成して
いるため、該硬質メッキ膜の盛り上り部がボンディング
ワイヤーと接触することもなく、ボンディングワイヤー
部分でのショートを回避することができる。
持する基板支持板のチップ分離ラインに対応する部分を
他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から構成したので、
ダイシング時にバリの発生を防止できる。また硬質メッ
キ膜をウエハ基板側ではなく、基板支持板側に形成して
いるため、該硬質メッキ膜の盛り上り部がボンディング
ワイヤーと接触することもなく、ボンディングワイヤー
部分でのショートを回避することができる。
【0044】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
ウエハ基板を支持する基板支持板の、チップ分離ライン
に対応する部分を、他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜
により構成し、ウエハ基板のダイシング時には硬質メッ
キ膜をダイシングするので、オンウエハでの高周波特性
試験が可能となるだけでなく、ダイサーカット時のバリ
の発生を回避することができる。
ウエハ基板を支持する基板支持板の、チップ分離ライン
に対応する部分を、他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜
により構成し、ウエハ基板のダイシング時には硬質メッ
キ膜をダイシングするので、オンウエハでの高周波特性
試験が可能となるだけでなく、ダイサーカット時のバリ
の発生を回避することができる。
【0045】またこの発明においては、ウエハ基板にチ
ップ分離ラインに沿ってウエハ分離用溝を形成し、該ウ
エハ分離用溝内に金属層を配置し、ダイシング時には該
ウエハ分離用溝内にダイシングブレードを挿入してこの
溝に沿ってダイシングを行うようにしたので、チップ分
離を行う前段階でウエハ基板はチップ領域毎に細かく分
割された状態となり、外部からの機械的な力による基板
の割れやクラックの発生が起こり難くなり、ハンドリン
グ性も向上する。
ップ分離ラインに沿ってウエハ分離用溝を形成し、該ウ
エハ分離用溝内に金属層を配置し、ダイシング時には該
ウエハ分離用溝内にダイシングブレードを挿入してこの
溝に沿ってダイシングを行うようにしたので、チップ分
離を行う前段階でウエハ基板はチップ領域毎に細かく分
割された状態となり、外部からの機械的な力による基板
の割れやクラックの発生が起こり難くなり、ハンドリン
グ性も向上する。
【0046】また上記ウエハ分離用溝内に形成されたメ
タル層の基板支持板との付着力は大きいため、該メタル
層によりチップ基板と基板支持板との接着力を向上させ
ることができる。
タル層の基板支持板との付着力は大きいため、該メタル
層によりチップ基板と基板支持板との接着力を向上させ
ることができる。
【0047】またダイシング時には上記ウエハ分離用溝
部分の硬質メッキ膜のみが切断されることとなり、この
ためダイシング加工性も向上することとなる。
部分の硬質メッキ膜のみが切断されることとなり、この
ためダイシング加工性も向上することとなる。
【0048】この発明においては、半導体チップとし
て、その裏面側に形成されたAu−Sn合金ハンダ層を
有する構造の半導体チップを用い、該半導体チップを還
元雰囲気中に曝して酸化皮膜を除去した後、加熱したチ
ップキャリア上に置き、該チップの表面をコレットなど
で押圧した状態で上記半導体チップ及びチップキャリア
を常温まで徐冷してチップのダイボンディングを行うの
で、ダイボンディング時のスクラブを省略できる。また
ハンダ量をAu−Sn合金メッキ膜厚によって調整する
ことにより、コレットによる押圧時のハンダのはみ出し
量を抑制できる。
て、その裏面側に形成されたAu−Sn合金ハンダ層を
有する構造の半導体チップを用い、該半導体チップを還
元雰囲気中に曝して酸化皮膜を除去した後、加熱したチ
ップキャリア上に置き、該チップの表面をコレットなど
で押圧した状態で上記半導体チップ及びチップキャリア
を常温まで徐冷してチップのダイボンディングを行うの
で、ダイボンディング時のスクラブを省略できる。また
ハンダ量をAu−Sn合金メッキ膜厚によって調整する
ことにより、コレットによる押圧時のハンダのはみ出し
量を抑制できる。
【0049】またチップをコレットによりチップキャリ
アに押圧した状態でハンダの徐冷固化を行うため、チッ
プの反りも抑制できる。
アに押圧した状態でハンダの徐冷固化を行うため、チッ
プの反りも抑制できる。
【0050】
実施例1.図1はこの発明の第1の実施例による高周波
高出力半導体チップの構成を示す断面図であり、図にお
いて101は、FET(図示せず)及びバイアホール2
が形成された素子部を有するGaAsチップ基板1と、
上記素子部で発生した熱を放熱するとともに、該チップ
基板1を構造的に支持する基板支持板101aとを有す
る構造の本実施例の半導体チップで、上記基板支持板1
01aの、上記素子部に対応する素子部対応部は、上記
放熱を行うためのAuPHS77により構成され、上記
基板支持板101aのその他の部分は、上記チップ基板
1を支持するチップ支持層79aにより構成されてい
る。そしてこれらAuPHS77及びチップ支持層79
aの下面上には全面に渡ってAuメッキ層55が形成さ
れている。
高出力半導体チップの構成を示す断面図であり、図にお
いて101は、FET(図示せず)及びバイアホール2
が形成された素子部を有するGaAsチップ基板1と、
上記素子部で発生した熱を放熱するとともに、該チップ
基板1を構造的に支持する基板支持板101aとを有す
る構造の本実施例の半導体チップで、上記基板支持板1
01aの、上記素子部に対応する素子部対応部は、上記
放熱を行うためのAuPHS77により構成され、上記
基板支持板101aのその他の部分は、上記チップ基板
1を支持するチップ支持層79aにより構成されてい
る。そしてこれらAuPHS77及びチップ支持層79
aの下面上には全面に渡ってAuメッキ層55が形成さ
れている。
【0051】ここで上記AuPHS77及びチップ支持
層79aはそれぞれその厚さが約40μmあり、上記チ
ップ支持層79aは、Ptメッキ膜により構成されてい
る。
層79aはそれぞれその厚さが約40μmあり、上記チ
ップ支持層79aは、Ptメッキ膜により構成されてい
る。
【0052】なおこのチップ支持層79aは、Ptメッ
キ層に限らず、たとえばRhメッキ層、又はNi−B−
W合金メッキ層等の単層メッキ膜、あるいは上記単層メ
ッキ膜のいずれかとAuメッキ膜とを交互に積層してな
る多層メッキ膜により構成してもよい。また上記PHS
はAuPHSに限らず、CuPHSでもよい。
キ層に限らず、たとえばRhメッキ層、又はNi−B−
W合金メッキ層等の単層メッキ膜、あるいは上記単層メ
ッキ膜のいずれかとAuメッキ膜とを交互に積層してな
る多層メッキ膜により構成してもよい。また上記PHS
はAuPHSに限らず、CuPHSでもよい。
【0053】また、常温におけるチップ基板の材料及び
各メッキ層の材料の線膨張率については、それぞれGa
Asが6.5,Auが14.2,Cuが16.5,Rh
が8.2,Ptが8.8,Ni−B−W合金が10(×
10-6/度)である。
各メッキ層の材料の線膨張率については、それぞれGa
Asが6.5,Auが14.2,Cuが16.5,Rh
が8.2,Ptが8.8,Ni−B−W合金が10(×
10-6/度)である。
【0054】このためチップ支持層79aとして上記単
層メッキ膜あるいは多層メッキ膜を用いることにより、
単純にAuあるいはCuのみで基板支持板101aを構
成したものに比べてチップ基板1に対する熱応力が緩和
され、チップの反りを低減することができる。
層メッキ膜あるいは多層メッキ膜を用いることにより、
単純にAuあるいはCuのみで基板支持板101aを構
成したものに比べてチップ基板1に対する熱応力が緩和
され、チップの反りを低減することができる。
【0055】次に製造方法について説明する。FETを
GaAsウエハ基板10に複数作り込み、該ウエハ基板
10をガラス保持板3に貼り付け、この状態で裏面研磨
により基板厚みを40μm程度まで薄くし(図2(a)
)、その後裏面全面に厚さ2〜5μmのAu給電層5
を形成する(図2(b) )ところまでは従来の方法と同一
である。
GaAsウエハ基板10に複数作り込み、該ウエハ基板
10をガラス保持板3に貼り付け、この状態で裏面研磨
により基板厚みを40μm程度まで薄くし(図2(a)
)、その後裏面全面に厚さ2〜5μmのAu給電層5
を形成する(図2(b) )ところまでは従来の方法と同一
である。
【0056】その後本実施例の方法では、上記Au給電
層5をメッキ電極としフォトレジストをマスクとした選
択電解メッキにより、厚さを約40μmのAuまたはC
uのPHSを、上記GaAsウエハ基板10裏面のバイ
アホール2近傍部分(素子部)に対応する部位に形成す
る(図2(c) )。
層5をメッキ電極としフォトレジストをマスクとした選
択電解メッキにより、厚さを約40μmのAuまたはC
uのPHSを、上記GaAsウエハ基板10裏面のバイ
アホール2近傍部分(素子部)に対応する部位に形成す
る(図2(c) )。
【0057】続いて基板材料と線膨張係数が比較的近い
例えばRhメッキ膜、Ptメッキ膜、Ni−B−W合金
メッキ膜、あるいはそれらの膜とAuメッキ膜とを組み
合わせた多層メッキ膜を上記ウエハ基板裏面に約40μ
m程度の厚さに形成し(図2(d) )、その後上記メッキ
膜79を、上記AuメッキPHS77が露出するまで研
磨して平坦化し、これにより上記チップ支持層79aを
形成する(図2(e) )。
例えばRhメッキ膜、Ptメッキ膜、Ni−B−W合金
メッキ膜、あるいはそれらの膜とAuメッキ膜とを組み
合わせた多層メッキ膜を上記ウエハ基板裏面に約40μ
m程度の厚さに形成し(図2(d) )、その後上記メッキ
膜79を、上記AuメッキPHS77が露出するまで研
磨して平坦化し、これにより上記チップ支持層79aを
形成する(図2(e) )。
【0058】続いて、該平坦化面上に厚さ2〜5μm程
度のAuメッキ層55を形成し(図2(f) )、その後た
とえば有機溶剤などで、ワックス4を除去してガラス保
持板3からウエハ基板10を取り外す(図2(g) )。そ
して最後にウエハ基板10のダイシングによってチップ
分離を行う(図2(h) )。
度のAuメッキ層55を形成し(図2(f) )、その後た
とえば有機溶剤などで、ワックス4を除去してガラス保
持板3からウエハ基板10を取り外す(図2(g) )。そ
して最後にウエハ基板10のダイシングによってチップ
分離を行う(図2(h) )。
【0059】このように本実施例では、チップ基板1を
支持する基板支持層101aの素子部対応部以外の部分
には、他の部分に比べてその線膨張係数がチップ基板材
料の線膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,
又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ膜、
あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ層と
を交互に積層してなる多層メッキ膜をチップ支持層79
aとして形成したので、ダイボンディング時に発生する
チップの反りを低減することができる。
支持する基板支持層101aの素子部対応部以外の部分
には、他の部分に比べてその線膨張係数がチップ基板材
料の線膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,
又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ膜、
あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ層と
を交互に積層してなる多層メッキ膜をチップ支持層79
aとして形成したので、ダイボンディング時に発生する
チップの反りを低減することができる。
【0060】また上記単層メッキ膜は単一のメッキ液を
用いて簡単に形成でき、多層メッキ膜も2種類のメッキ
膜を交互に積層するだけで簡単に形成でき、上記チップ
支持層79aの形成工程が複雑なものとなることはな
い。
用いて簡単に形成でき、多層メッキ膜も2種類のメッキ
膜を交互に積層するだけで簡単に形成でき、上記チップ
支持層79aの形成工程が複雑なものとなることはな
い。
【0061】なお、上記実施例では、上記チップ支持層
79aがメッキ膜により構成されたものを示したが、こ
れはシリカ(SiO)系のセラミックにより構成しても
よい。このセラミックには、たとえば米国、アレムコプ
ロダクツ(Aremco Products)社製セラマコート512 のよ
うに、コーティングおよび常温キュアが可能なタイプ
で、かつ線膨張率が6.2〔×10-6/度〕とGaAsに
ほぼ等しい材料を選べば、ウエハ処理プロセスにも容易
に適用でき、上記チップの反りもほぼ抑制できる。
79aがメッキ膜により構成されたものを示したが、こ
れはシリカ(SiO)系のセラミックにより構成しても
よい。このセラミックには、たとえば米国、アレムコプ
ロダクツ(Aremco Products)社製セラマコート512 のよ
うに、コーティングおよび常温キュアが可能なタイプ
で、かつ線膨張率が6.2〔×10-6/度〕とGaAsに
ほぼ等しい材料を選べば、ウエハ処理プロセスにも容易
に適用でき、上記チップの反りもほぼ抑制できる。
【0062】この場合の上記チップ支持層79aの形成
は、第1実施例の製造プロセスにおいて、AuPHS7
7を形成した後(図2(c) )、シリカ(SiO)系のセ
ラミック粒子を溶剤(以下バインダーともいう。)に分
散させたセラミックペーストを全面に塗布し、該ペース
トを乾燥させ、バインダーを蒸発させる。続いて図2
(d) で行ったように裏面を研磨してAuPHS77を露
出させた後、約100〜150度の温度で熱処理を行っ
て上記セラミック膜をキュアする。そしてウエハ基板1
0の裏面側に無電解メッキにより導電層を形成し、これ
を給電層として電解メッキにより約2〜5μm厚のAu
膜55を形成する。その後の工程は上記図2(g)及び図
2(h) に示す工程と同一である。
は、第1実施例の製造プロセスにおいて、AuPHS7
7を形成した後(図2(c) )、シリカ(SiO)系のセ
ラミック粒子を溶剤(以下バインダーともいう。)に分
散させたセラミックペーストを全面に塗布し、該ペース
トを乾燥させ、バインダーを蒸発させる。続いて図2
(d) で行ったように裏面を研磨してAuPHS77を露
出させた後、約100〜150度の温度で熱処理を行っ
て上記セラミック膜をキュアする。そしてウエハ基板1
0の裏面側に無電解メッキにより導電層を形成し、これ
を給電層として電解メッキにより約2〜5μm厚のAu
膜55を形成する。その後の工程は上記図2(g)及び図
2(h) に示す工程と同一である。
【0063】このようにチップ支持層79aをセラミッ
ク膜により構成したものでは、上記実施例の効果に加え
てダイサーカット時のバリの発生をほとんどなくすこと
ができる効果もある。
ク膜により構成したものでは、上記実施例の効果に加え
てダイサーカット時のバリの発生をほとんどなくすこと
ができる効果もある。
【0064】実施例2.図3は本発明の第2の実施例に
よる半導体チップの構造を示す図、図4は該半導体チッ
プの製造方法の主要工程を説明するための図である。図
において、図1及び図2と同一符号は同一のものを示
し、102は基板支持板102aを有する本実施例の半
導体チップで、78はウエハ基板10を支持する基板支
持板102aのダイシング領域(チップ分離ライン)に
対応する分離ライン対応部を構成する、厚さ約40μm
のNi又はNi−P等からなる硬質メッキ膜の一部で、
上記基板支持板102aの周縁部を構成している。79
bは上記支持基板102aの、素子部対応部及び分離ラ
イン対応部以外の部分を構成するチップ支持層で、上記
第1の実施例と同様単層又は多層のメッキ膜により構成
されている。その他の構成は上記第1実施例の半導体チ
ップ101と同一である。
よる半導体チップの構造を示す図、図4は該半導体チッ
プの製造方法の主要工程を説明するための図である。図
において、図1及び図2と同一符号は同一のものを示
し、102は基板支持板102aを有する本実施例の半
導体チップで、78はウエハ基板10を支持する基板支
持板102aのダイシング領域(チップ分離ライン)に
対応する分離ライン対応部を構成する、厚さ約40μm
のNi又はNi−P等からなる硬質メッキ膜の一部で、
上記基板支持板102aの周縁部を構成している。79
bは上記支持基板102aの、素子部対応部及び分離ラ
イン対応部以外の部分を構成するチップ支持層で、上記
第1の実施例と同様単層又は多層のメッキ膜により構成
されている。その他の構成は上記第1実施例の半導体チ
ップ101と同一である。
【0065】次に製造方法について説明する。FETを
GaAsウエハ基板10に複数作り込み、該ウエハ基板
10をガラス支持板3に貼り付け、この状態で裏面研磨
により基板厚みを40μm程度まで薄くし、その後裏面
全面にAu給電層5を形成し、さらにAuPHS77を
選択的に形成するまでの工程(図4(a) )は第1実施例
と同一である。
GaAsウエハ基板10に複数作り込み、該ウエハ基板
10をガラス支持板3に貼り付け、この状態で裏面研磨
により基板厚みを40μm程度まで薄くし、その後裏面
全面にAu給電層5を形成し、さらにAuPHS77を
選択的に形成するまでの工程(図4(a) )は第1実施例
と同一である。
【0066】本実施例ではその後、フォトレジストをマ
スクとした選択電解メッキあるいは選択無電解メッキに
より、厚さ約40μmの硬質メッキ層、例えばNi層あ
るいはNi−P層78を、ウエハ基板10裏面の、ダイ
シング領域に対応する部分に形成する(図4(b) )。
スクとした選択電解メッキあるいは選択無電解メッキに
より、厚さ約40μmの硬質メッキ層、例えばNi層あ
るいはNi−P層78を、ウエハ基板10裏面の、ダイ
シング領域に対応する部分に形成する(図4(b) )。
【0067】この状態で、基板材料と線膨張係数が比較
的近い例えばRhメッキ膜、Ptメッキ膜、Ni−B−
W合金メッキ膜、あるいはそれらの膜とAuメッキ膜と
を組み合わせた多層メッキ膜をウエハ基板の裏面全面に
40μm程度の厚さに形成し(図4(c) )、続いて上記
メッキ膜を、上記AuPHS77及び硬質メッキ膜78
が露出するまで研磨してウエハ基板裏面側を平坦化し、
これによりチップ支持層79bを形成する(図4(d)
)。
的近い例えばRhメッキ膜、Ptメッキ膜、Ni−B−
W合金メッキ膜、あるいはそれらの膜とAuメッキ膜と
を組み合わせた多層メッキ膜をウエハ基板の裏面全面に
40μm程度の厚さに形成し(図4(c) )、続いて上記
メッキ膜を、上記AuPHS77及び硬質メッキ膜78
が露出するまで研磨してウエハ基板裏面側を平坦化し、
これによりチップ支持層79bを形成する(図4(d)
)。
【0068】その後は、第1実施例と同様、該平坦化面
上にAuメッキ層55を形成し(図4(e) )、ガラス保
持板3からウエハ基板10を取り外し(図4(f) )、ダ
イシングブレード8によりウエハ基板10をダイシング
ラインに沿って切断してチップ分離を行う(図4(g)
)。
上にAuメッキ層55を形成し(図4(e) )、ガラス保
持板3からウエハ基板10を取り外し(図4(f) )、ダ
イシングブレード8によりウエハ基板10をダイシング
ラインに沿って切断してチップ分離を行う(図4(g)
)。
【0069】このように本実施例では、チップ基板1を
支持する基板支持板102aの素子部対応部及び分離ラ
イン対応部以外の部分を、これらの部分に比べてその線
膨張係数がチップ基板材料の線膨張係数に近いPtメッ
キ層等から構成するだけでなく、上記基板支持板102
aの分離ライン対応部をNi等の硬質メッキ膜により構
成したので、上記第1の実施例の効果に加えて、ダイシ
ング時のバリの発生を防止できるという効果もある。
支持する基板支持板102aの素子部対応部及び分離ラ
イン対応部以外の部分を、これらの部分に比べてその線
膨張係数がチップ基板材料の線膨張係数に近いPtメッ
キ層等から構成するだけでなく、上記基板支持板102
aの分離ライン対応部をNi等の硬質メッキ膜により構
成したので、上記第1の実施例の効果に加えて、ダイシ
ング時のバリの発生を防止できるという効果もある。
【0070】なお、上記第2実施例では、上記基板支持
板102aのチップ分離ライン対応部をNi膜等により
構成したものを示したが、この部分はAu−Sn合金の
電解メッキにより形成してもよい。この場合上記硬質メ
ッキ膜78にNi等を用いたものと比べて耐湿性の点で
優れたものとなる。
板102aのチップ分離ライン対応部をNi膜等により
構成したものを示したが、この部分はAu−Sn合金の
電解メッキにより形成してもよい。この場合上記硬質メ
ッキ膜78にNi等を用いたものと比べて耐湿性の点で
優れたものとなる。
【0071】また上記チップ支持層79bは、金属の電
解メッキに限らず、上述したシリカ(SiO)系のセラ
ミックのコーティングにより形成してもよい。
解メッキに限らず、上述したシリカ(SiO)系のセラ
ミックのコーティングにより形成してもよい。
【0072】この場合の上記チップ支持層79bの形成
は以下のように行う。すなわち、第2実施例装置の製造
プロセスにおいて、AuPHS77及び硬質メッキ層7
8を形成した後(図4(b) )、シリカ(SiO)系のセ
ラミック粒子を溶剤に分散させたセラミックペーストを
全面に塗布し、該ペーストを乾燥させ、バインダーを蒸
発させる。続いて図4(d) で行ったようにウエハ基板1
0の裏面を研磨してAuPHS77及び硬質メッキ層7
8を露出させた後、約100〜150℃の温度で熱処理
を行って上記セラミック膜をキュアする。そしてウエハ
基板10の裏面側に無電解メッキにより導電層を形成
し、これを給電層として電解メッキにより約2〜5μm
厚のAu膜55を形成する。その後の工程は上記図4
(f) 及び図4(g) に示す工程と同一である。
は以下のように行う。すなわち、第2実施例装置の製造
プロセスにおいて、AuPHS77及び硬質メッキ層7
8を形成した後(図4(b) )、シリカ(SiO)系のセ
ラミック粒子を溶剤に分散させたセラミックペーストを
全面に塗布し、該ペーストを乾燥させ、バインダーを蒸
発させる。続いて図4(d) で行ったようにウエハ基板1
0の裏面を研磨してAuPHS77及び硬質メッキ層7
8を露出させた後、約100〜150℃の温度で熱処理
を行って上記セラミック膜をキュアする。そしてウエハ
基板10の裏面側に無電解メッキにより導電層を形成
し、これを給電層として電解メッキにより約2〜5μm
厚のAu膜55を形成する。その後の工程は上記図4
(f) 及び図4(g) に示す工程と同一である。
【0073】実施例3.図5は本発明の第3の実施例に
よる半導体チップの構造を示す図、図6は該半導体チッ
プの製造方法における主要工程を説明するための図であ
る。図において、103は本実施例の半導体チップで、
これはウエハ基板10のチップ分離溝(ウエハ分離用
溝)1a内に形成された約3〜5μm厚のAuメタライ
ズ層56の一部をチップ基板1の周辺及びチップ基板1
の周辺の硬質メッキ層78上に有するものであり、その
他の構成は上記第2の実施例の半導体チップ102と同
一である。
よる半導体チップの構造を示す図、図6は該半導体チッ
プの製造方法における主要工程を説明するための図であ
る。図において、103は本実施例の半導体チップで、
これはウエハ基板10のチップ分離溝(ウエハ分離用
溝)1a内に形成された約3〜5μm厚のAuメタライ
ズ層56の一部をチップ基板1の周辺及びチップ基板1
の周辺の硬質メッキ層78上に有するものであり、その
他の構成は上記第2の実施例の半導体チップ102と同
一である。
【0074】次に製造方法について説明する。まず、G
aAsウエハ基板10の表面領域にFETやバイアホー
ル2などを形成し、全面を例えばSiONなどのパッシ
ベーション膜(図示せず)で被覆した後、上記ウエハ基
板10上に所定パターンの第1のフォトレジスト層40
を形成し(図6(a) )、該フォトレジスト層40をマス
クとして上記絶縁膜及びウエハ基板10を連続エッチン
グし、深さ約30μmのチップ分離溝1aを形成する
(図6(b) )。
aAsウエハ基板10の表面領域にFETやバイアホー
ル2などを形成し、全面を例えばSiONなどのパッシ
ベーション膜(図示せず)で被覆した後、上記ウエハ基
板10上に所定パターンの第1のフォトレジスト層40
を形成し(図6(a) )、該フォトレジスト層40をマス
クとして上記絶縁膜及びウエハ基板10を連続エッチン
グし、深さ約30μmのチップ分離溝1aを形成する
(図6(b) )。
【0075】次に上記ウエハ基板10の表面にPd活性
化処理を施し、無電界メッキのための触媒となるPd核
60を、分離溝1a内に露出したGaAs面上に形成す
る(図6(c) )。ここで上記Pd活性化処理には塩化パ
ラジウムを含む活性化液を用いるが、上記活性化処理に
は、パラジウムの蒸着,リフトオフ法を用いてもよい。
続いて上記第1のフォトレジスト層40を除去し(図6
(d) )、該レジスト40上のPd核60を取り去った
後、ウエハ基板10の、上記分離溝1a以外の部分に第
2のフォトレジスト層41を選択的に形成する(図6
(e) )。
化処理を施し、無電界メッキのための触媒となるPd核
60を、分離溝1a内に露出したGaAs面上に形成す
る(図6(c) )。ここで上記Pd活性化処理には塩化パ
ラジウムを含む活性化液を用いるが、上記活性化処理に
は、パラジウムの蒸着,リフトオフ法を用いてもよい。
続いて上記第1のフォトレジスト層40を除去し(図6
(d) )、該レジスト40上のPd核60を取り去った
後、ウエハ基板10の、上記分離溝1a以外の部分に第
2のフォトレジスト層41を選択的に形成する(図6
(e) )。
【0076】次に上記第2のフォトレジスト41をマス
クとして、Pd活性化された該分離溝1a内面上に選択
的にたとえばNi−P無電解メッキ及びAu電解メッキ
を連続して行い、分離溝内メタル層56を形成する(図
6(f) )。
クとして、Pd活性化された該分離溝1a内面上に選択
的にたとえばNi−P無電解メッキ及びAu電解メッキ
を連続して行い、分離溝内メタル層56を形成する(図
6(f) )。
【0077】続いて上記ウエハ基板10をガラス保持板
3に貼り付けて、ウエハ基板10の裏面を、バイアホー
ル2内のメタル層2a及び分離溝内メタル層56の底部
が露出するまで研磨して、ウエハ基板の厚さを約30μ
mとする(図6(g) )。そして該研磨処理した面上にA
uメッキ層55を形成する(図6(h) )。その後の工程
は、図4(a) 〜図4(f)に示す工程と同一の処理を行
い、さらに上記分離溝1a内の硬質メッキ層78をダイ
シングブレードにより切断して上記半導体チップ103
を得る。
3に貼り付けて、ウエハ基板10の裏面を、バイアホー
ル2内のメタル層2a及び分離溝内メタル層56の底部
が露出するまで研磨して、ウエハ基板の厚さを約30μ
mとする(図6(g) )。そして該研磨処理した面上にA
uメッキ層55を形成する(図6(h) )。その後の工程
は、図4(a) 〜図4(f)に示す工程と同一の処理を行
い、さらに上記分離溝1a内の硬質メッキ層78をダイ
シングブレードにより切断して上記半導体チップ103
を得る。
【0078】このように本実施例では、基板支持板10
2aのチップ支持層79bを、その放熱金属層77に比
べてその線膨張係数がチップ基板材料(GaAs)の線
膨張係数に近いPtメッキ層等から構成したので、チッ
プの反りを低減することができる。
2aのチップ支持層79bを、その放熱金属層77に比
べてその線膨張係数がチップ基板材料(GaAs)の線
膨張係数に近いPtメッキ層等から構成したので、チッ
プの反りを低減することができる。
【0079】またウエハ基板裏面のダイシング領域に対
応する部分上にはNi等の硬質メッキ膜78を形成した
ので、ダイシング時のバリの発生を抑えることができ
る。
応する部分上にはNi等の硬質メッキ膜78を形成した
ので、ダイシング時のバリの発生を抑えることができ
る。
【0080】さらにウエハ基板10のダイシングライン
に沿ってその表面側から分離溝1aを形成し、該分離溝
1a内にメタル層56を形成したので、チップ分離を行
う前段階でウエハ基板10はチップ領域毎に細かく分割
された状態となり、外部からの機械的な力によるGaA
s基板の割れやクラックの発生が起こり難くなる。例え
ばウエハテスト時のウエハの吸着固定によるストレスに
よって基板が割れたり、クラックが入ったりするのを回
避することができ、またハンドリング性の向上も図るこ
とができる。
に沿ってその表面側から分離溝1aを形成し、該分離溝
1a内にメタル層56を形成したので、チップ分離を行
う前段階でウエハ基板10はチップ領域毎に細かく分割
された状態となり、外部からの機械的な力によるGaA
s基板の割れやクラックの発生が起こり難くなる。例え
ばウエハテスト時のウエハの吸着固定によるストレスに
よって基板が割れたり、クラックが入ったりするのを回
避することができ、またハンドリング性の向上も図るこ
とができる。
【0081】また上記分離溝1a内に形成されたメタル
層56の、チップ支持層79bのメッキ層との付着力は
十分大きいため、該メタル層56によりチップ基板1と
基板支持板102aとの接着力を向上させることができ
る。
層56の、チップ支持層79bのメッキ層との付着力は
十分大きいため、該メタル層56によりチップ基板1と
基板支持板102aとの接着力を向上させることができ
る。
【0082】またダンシング時には、上記分離溝1a部
分の硬質メッキ層78のみを切断するだけでよく、この
ためダイシング加工性を向上できる。
分の硬質メッキ層78のみを切断するだけでよく、この
ためダイシング加工性を向上できる。
【0083】なお、上記第3の実施例ではチップ分離溝
内面の活性化処理に、塩化パラジウムを含む活性化液を
用いたが、上記活性化処理は、パラジウム膜の蒸着,リ
フトオフにより行ってもよい。
内面の活性化処理に、塩化パラジウムを含む活性化液を
用いたが、上記活性化処理は、パラジウム膜の蒸着,リ
フトオフにより行ってもよい。
【0084】また、上記活性化処理は、分離溝内メタル
層56の電解メッキを行う際の給電層を無電解メッキで
形成するための前処理であるが、該給電層は無電解メッ
キの代わりに、例えばTi/Auの積層スパッタリング
デポジションにより形成してもよい。その場合の処理工
程として、通常電解メッキでエアーブリッジ等を作る場
合の一連の工程が使える。
層56の電解メッキを行う際の給電層を無電解メッキで
形成するための前処理であるが、該給電層は無電解メッ
キの代わりに、例えばTi/Auの積層スパッタリング
デポジションにより形成してもよい。その場合の処理工
程として、通常電解メッキでエアーブリッジ等を作る場
合の一連の工程が使える。
【0085】具体的には図7に示すように、まずGaA
sウエハ基板10上に所定パターンのフォトレジスト膜
81を形成し、これをマスクとして上記ウエハ基板10
を選択的にエッチングしてチップ分離溝1aを形成し
(図7(a) )、続いて全面にスパッタリングによりTi
及びAuを順次積層してスパッタ給電層86を形成する
(図7(b) )。
sウエハ基板10上に所定パターンのフォトレジスト膜
81を形成し、これをマスクとして上記ウエハ基板10
を選択的にエッチングしてチップ分離溝1aを形成し
(図7(a) )、続いて全面にスパッタリングによりTi
及びAuを順次積層してスパッタ給電層86を形成する
(図7(b) )。
【0086】その後他のレジストマスク85を形成し
(図7(c) )、これをマスクとして電解メッキを行っ
て、上記分離溝内1a面上に電解Auメッキ層87を形
成し(図7(d) )、そしてリフトオフにより上記フォト
レジスト層81上の他のフォトレジスト層85及び給電
層86を除去する(図7(e) )。
(図7(c) )、これをマスクとして電解メッキを行っ
て、上記分離溝内1a面上に電解Auメッキ層87を形
成し(図7(d) )、そしてリフトオフにより上記フォト
レジスト層81上の他のフォトレジスト層85及び給電
層86を除去する(図7(e) )。
【0087】実施例4.図8は本発明の第4の実施例に
よる半導体装置の実装方法を説明するための図であり、
図において、120は半導体チップ110を吸着するコ
レットで、その本体部分の一端面上に形成された凹状部
が吸着口120bとなっており、該吸着口120bの中
央部に、上記本体部分に形成された吸気通路120aの
一端が開口している。
よる半導体装置の実装方法を説明するための図であり、
図において、120は半導体チップ110を吸着するコ
レットで、その本体部分の一端面上に形成された凹状部
が吸着口120bとなっており、該吸着口120bの中
央部に、上記本体部分に形成された吸気通路120aの
一端が開口している。
【0088】また上記半導体チップ110は、例えば第
1の実施例の半導体チップ101の裏面のメッキ層55
上にAu−Sn合金ハンダを形成したもので、該ハンダ
9の表面には酸化皮膜9aが形成されている。なお20
は上記半導体チップ110を実装するためのチップキャ
リアであり、19は還元性雰囲気である。
1の実施例の半導体チップ101の裏面のメッキ層55
上にAu−Sn合金ハンダを形成したもので、該ハンダ
9の表面には酸化皮膜9aが形成されている。なお20
は上記半導体チップ110を実装するためのチップキャ
リアであり、19は還元性雰囲気である。
【0089】次に実装方法について説明する。まず、裏
面側にAu−Sn合金ハンダ9を形成した半導体チップ
110をコレット120により吸着し(図8(a) )、こ
の状態で、該チップをたとえば水素と窒素の混合気体な
どの還元雰囲気またはプラズマ雰囲気19中に曝して、
上記ハンダ層表面の酸化皮膜19を除去する(図8(b)
)。
面側にAu−Sn合金ハンダ9を形成した半導体チップ
110をコレット120により吸着し(図8(a) )、こ
の状態で、該チップをたとえば水素と窒素の混合気体な
どの還元雰囲気またはプラズマ雰囲気19中に曝して、
上記ハンダ層表面の酸化皮膜19を除去する(図8(b)
)。
【0090】その後、約300度に加熱されたチップキ
ャリア10の上に上記半導体チップ110をコレット1
20で押さえながら載せ、この状態を保持しながら該半
導体チップ110及びチップキャリア20を常温まで徐
冷し(図8(c) )、半導体チップ110のダイボンディ
ングを完了する。
ャリア10の上に上記半導体チップ110をコレット1
20で押さえながら載せ、この状態を保持しながら該半
導体チップ110及びチップキャリア20を常温まで徐
冷し(図8(c) )、半導体チップ110のダイボンディ
ングを完了する。
【0091】このように本実施例では、チップ裏面にA
u−Sn合金ハンダ層9を電解メッキで形成した半導体
チップ110を還元雰囲気中に曝し、上記ハンダ層9表
面の酸化皮膜9aを除去した後、上記半導体チップ11
0を、加熱したチップキャリア20上に置き、これらを
該チップの表面をコレットなどで押圧した状態で常温ま
で徐冷して上記半導体チップ110のダイボンディング
を行うようにしたので、上記ダイボンディング時の、ハ
ンダをチップキャリア20の表面に馴染ませるためのス
クラブを省略できる。またハンダ量をAu−Sn合金メ
ッキ膜厚によって制御しておけば、コレットなどで押圧
してもチップの下のハンダのはみ出し量を抑制できる。
u−Sn合金ハンダ層9を電解メッキで形成した半導体
チップ110を還元雰囲気中に曝し、上記ハンダ層9表
面の酸化皮膜9aを除去した後、上記半導体チップ11
0を、加熱したチップキャリア20上に置き、これらを
該チップの表面をコレットなどで押圧した状態で常温ま
で徐冷して上記半導体チップ110のダイボンディング
を行うようにしたので、上記ダイボンディング時の、ハ
ンダをチップキャリア20の表面に馴染ませるためのス
クラブを省略できる。またハンダ量をAu−Sn合金メ
ッキ膜厚によって制御しておけば、コレットなどで押圧
してもチップの下のハンダのはみ出し量を抑制できる。
【0092】またチップキャリア20上に上記半導体チ
ップ110を載せた状態で、該チップキャリア20が冷
却するまでコレット120で半導体チップを押圧するよ
にうしたので、半導体チップ110の反りも抑制でき
る。
ップ110を載せた状態で、該チップキャリア20が冷
却するまでコレット120で半導体チップを押圧するよ
にうしたので、半導体チップ110の反りも抑制でき
る。
【0093】なお、上記各実施例ではPHSとしてAu
またはCuメッキを用いたが、これは熱伝導が良好なも
のであれば、他の金属材料あるいは合金等でもよい。
またはCuメッキを用いたが、これは熱伝導が良好なも
のであれば、他の金属材料あるいは合金等でもよい。
【0094】また、半導体基板としてGaAs基板を用
いたが、Si基板、InP基板、Si基板上にGaAs
層をエピタキシャル成長した構造の半導体基板、あるい
はセラミック基板でもよい。
いたが、Si基板、InP基板、Si基板上にGaAs
層をエピタキシャル成長した構造の半導体基板、あるい
はセラミック基板でもよい。
【0095】
【発明の効果】以上のように本発明に係る半導体装置に
よれば、チップ基板を支持する基板支持板の、チップ基
板の素子部に対応する部分以外の部分を、他の部分に比
べてその線膨張係数がチップ基板材料の線膨張係数に近
い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,又はNi−B−W合
金メッキ層からなる単層メッキ膜、あるいは上記単層メ
ッキ膜のいずれかとAuメッキ層とを交互に積層してな
る多層メッキ膜、又はセラミック膜から構成したので、
ダイボンディング時に発生するチップ反りを低減するこ
とができる効果がある。また単層メッキ膜やセラミック
膜は、その形成プロセス及びメッキ液やセラミックペー
ストの管理が簡単であり、また多層メッキ膜も2種類の
メッキ層を交互に積層するだけで簡単に形成できる効果
もある。
よれば、チップ基板を支持する基板支持板の、チップ基
板の素子部に対応する部分以外の部分を、他の部分に比
べてその線膨張係数がチップ基板材料の線膨張係数に近
い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,又はNi−B−W合
金メッキ層からなる単層メッキ膜、あるいは上記単層メ
ッキ膜のいずれかとAuメッキ層とを交互に積層してな
る多層メッキ膜、又はセラミック膜から構成したので、
ダイボンディング時に発生するチップ反りを低減するこ
とができる効果がある。また単層メッキ膜やセラミック
膜は、その形成プロセス及びメッキ液やセラミックペー
ストの管理が簡単であり、また多層メッキ膜も2種類の
メッキ層を交互に積層するだけで簡単に形成できる効果
もある。
【0096】またこの発明に係る半導体装置によれば、
ウエハ基板を支持する基板支持板のチップ分離ラインに
対応する部分を他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から
構成したので、ダイシング時にバリの発生を防止できる
効果がある。また硬質メッキ膜をウエハ基板側ではな
く、基板支持板側に形成しているため、該硬質メッキ膜
の盛り上り部がボンディングワイヤーと接触することも
なく、ボンディングワイヤー部分でのショートを回避す
ることができる効果もある。
ウエハ基板を支持する基板支持板のチップ分離ラインに
対応する部分を他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から
構成したので、ダイシング時にバリの発生を防止できる
効果がある。また硬質メッキ膜をウエハ基板側ではな
く、基板支持板側に形成しているため、該硬質メッキ膜
の盛り上り部がボンディングワイヤーと接触することも
なく、ボンディングワイヤー部分でのショートを回避す
ることができる効果もある。
【0097】この発明に係る半導体装置の製造方法によ
れば、ウエハ基板を支持する基板支持板の、チップ分離
ラインに対応する部分を、他の部分に比べて硬い硬質メ
ッキ膜により構成し、ウエハ基板のダイシング時には硬
質メッキ膜をダイシングするので、オンウエハでの高周
波特性試験が可能となるだけでなく、ダイサーカット時
のバリの発生を回避することができる効果がある。
れば、ウエハ基板を支持する基板支持板の、チップ分離
ラインに対応する部分を、他の部分に比べて硬い硬質メ
ッキ膜により構成し、ウエハ基板のダイシング時には硬
質メッキ膜をダイシングするので、オンウエハでの高周
波特性試験が可能となるだけでなく、ダイサーカット時
のバリの発生を回避することができる効果がある。
【0098】またこの発明によれば上記半導体装置の製
造方法において、ウエハ基板にチップ分離ラインに沿っ
てウエハ分離用溝を形成し、該ウエハ分離用溝内に金属
層を配置し、ダイシング時には該ウエハ分離用溝内にダ
イシングブレードを挿入してこの溝に沿ってダイシング
を行うようにしたので、チップ分離を行う前段階でウエ
ハ基板はチップ領域毎に細かく分割された状態となり、
外部からの機械的な力による基板の割れやクラックの発
生が起こり難くなり、ハンドリング性の向上を図ること
ができる。
造方法において、ウエハ基板にチップ分離ラインに沿っ
てウエハ分離用溝を形成し、該ウエハ分離用溝内に金属
層を配置し、ダイシング時には該ウエハ分離用溝内にダ
イシングブレードを挿入してこの溝に沿ってダイシング
を行うようにしたので、チップ分離を行う前段階でウエ
ハ基板はチップ領域毎に細かく分割された状態となり、
外部からの機械的な力による基板の割れやクラックの発
生が起こり難くなり、ハンドリング性の向上を図ること
ができる。
【0099】また上記ウエハ分離用溝内に形成されたメ
タル層の基板支持板との付着力は大きいため、該メタル
層によりチップ基板と基板支持板との接着力を向上させ
ることができる。
タル層の基板支持板との付着力は大きいため、該メタル
層によりチップ基板と基板支持板との接着力を向上させ
ることができる。
【0100】またダイシング時には上記ウエハ分離用溝
部分の硬質メッキ膜のみが切断されることとなり、この
ためダイシング加工性の向上も図ることができる。
部分の硬質メッキ膜のみが切断されることとなり、この
ためダイシング加工性の向上も図ることができる。
【0101】この発明に係る半導体装置の実装方法によ
れば、半導体チップとして、その裏面側に形成されたA
u−Sn合金ハンダ層を有する構造の半導体チップを用
い、該半導体チップを還元雰囲気中に曝して酸化皮膜を
除去した後、加熱したチップキャリア上に置き、これら
を該チップの表面をコレットなどで押圧した状態で常温
まで徐冷してチップのダイボンディングを行うので、ダ
イボンディング時のスクラブを省略できる。またハンダ
量をAu−Sn合金メッキ膜厚によって調整することに
より、コレットによる押圧時のハンダのはみ出し量を抑
制することもできる。さらにチップをコレットによりチ
ップキャリアに押圧した状態でハンダの徐冷固化を行う
ため、チップの反りを抑制できる効果もある。
れば、半導体チップとして、その裏面側に形成されたA
u−Sn合金ハンダ層を有する構造の半導体チップを用
い、該半導体チップを還元雰囲気中に曝して酸化皮膜を
除去した後、加熱したチップキャリア上に置き、これら
を該チップの表面をコレットなどで押圧した状態で常温
まで徐冷してチップのダイボンディングを行うので、ダ
イボンディング時のスクラブを省略できる。またハンダ
量をAu−Sn合金メッキ膜厚によって調整することに
より、コレットによる押圧時のハンダのはみ出し量を抑
制することもできる。さらにチップをコレットによりチ
ップキャリアに押圧した状態でハンダの徐冷固化を行う
ため、チップの反りを抑制できる効果もある。
【図1】本発明の第1の実施例による高周波高出力半導
体チップの構成を示す断面図である。
体チップの構成を示す断面図である。
【図2】上記第1実施例の半導体チップの製造方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図3】本発明の第2の実施例による高周波高出力半導
体チップの構成を示す断面図である。
体チップの構成を示す断面図である。
【図4】上記第2の実施例の半導体チップの製造方法を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図5】本発明の第3の実施例による高周波高出力半導
体チップの構成を示す断面図である。
体チップの構成を示す断面図である。
【図6】上記第3の実施例の半導体チップの製造方法を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図7】上記第3の実施例の半導体チップの製造方法の
他の例を説明するための図である。
他の例を説明するための図である。
【図8】本発明の第4の実施例による半導体チップの実
装方法を説明するための図である。
装方法を説明するための図である。
【図9】従来の高周波高出力GaAsMMICチップの
構造を説明するための平面図である。
構造を説明するための平面図である。
【図10】上記MMICチップの断面構造を示す図であ
る。
る。
【図11】チップ分離をエッチングにより行う従来の半
導体チップの製造方法を説明するための図である。
導体チップの製造方法を説明するための図である。
【図12】チップ分離をダイサーカットにより行う従来
の半導体チップの製造方法を説明するための図である。
の半導体チップの製造方法を説明するための図である。
【図13】上記ダイサーカットによりチップ分離を行っ
た半導体チップの構造を示す図である。
た半導体チップの構造を示す図である。
【図14】この半導体チップをチップキャリア上に実装
した状態を示す図である。
した状態を示す図である。
【図15】ダイボンディング時に上記半導体チップを常
温25℃から300℃に加熱した場合におけるチップ反
り量tをチップの長辺長lに対してプロットしたグラフ
を示す図である。
温25℃から300℃に加熱した場合におけるチップ反
り量tをチップの長辺長lに対してプロットしたグラフ
を示す図である。
1 GaAsチップ基板 1a チップ分離溝(ウエハ分離用溝) 2 バイアホール 2a メタライズ層 3 ガラス保持板 4 貼付け用ワックス 5 メッキ給電層 7 AuPHS 7a ダイサーカット時に生じたAuのバリ 8 ダイシングブレード 9 Au−Sn合金メッキ層 9a Au−Sn合金メッキ層の表面酸化皮膜 10 GaAsウエハ基板 19 還元雰囲気 20 チップキャリア 55 Auメッキ層 56 分離溝内金属層 60 Pd核 77 AuPHS 78 硬質メッキ層 79a,79b チップ支持層 101〜103,110 半導体チップ 101a,102a 基板支持板 120 コレット 120a 吸着口 120b 吸気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/812 7376−4M H01L 29/80 G
Claims (13)
- 【請求項1】 表面に素子部を有する半導体基板と、該
半導体基板の裏面側に形成され、該半導体基板を支持す
る基板支持板とを有する高周波高出力半導体装置におい
て、 上記基板支持板は、 上記半導体基板の素子部に対応する素子部対応部を、該
素子部で発生した熱を放熱する放熱金属層から構成し、 その素子部対応部以外の部分を、その線膨張係数が上記
放熱金属層の構成材料の線膨張係数に比べて基板材料の
線膨張係数に近い、Rhメッキ層,Ptメッキ層,又は
Ni−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ膜、ある
いは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッキ層とを交
互に積層してなる多層メッキ膜から構成したものである
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 その表面に素子部を形成したウエハ基板
の裏面全面に無電解メッキにより金属メッキ層を形成す
る工程と、 上記ウエハ基板裏面の上記素子部に対応する領域上に放
熱金属層を選択メッキにより形成する工程と、 上記ウエハ基板の裏面全面にRhメッキ層,Ptメッキ
層,又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ
膜を、あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッ
キ層とを交互に積層して多層メッキ膜を形成する工程
と、 上記メッキ膜を、上記放熱金属層が露出するまで研磨し
て上記ウエハ基板裏面側を平坦化する工程と、 該平坦化したウエハ基板の裏面全面に電解メッキにより
Au膜を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。 - 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 上記基板支持板の、素子部対応部以外の部分を、上記単
層メッキ膜あるいは多層メッキ膜に代えて、 その線膨張係数が上記放熱金属層の構成材料の線膨張係
数に比べて基板材料の線膨張係数に近いセラミック層か
ら構成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記単層メッキ膜あるいは多層メッキ膜の形成工程及び
その後のメッキ膜の研磨工程に代えて、 上記ウエハ基板の裏面全面に、セラミック粒子を溶剤に
分散させたセラミックペーストを塗布する工程と、 該セラミックペーストの乾燥により上記溶剤を蒸発させ
てセラミック膜を形成する工程と、 上記セラミック膜を、上記放熱金属層が露出するまで研
磨して上記ウエハ基板裏面側を平坦化する工程と、 上記セラミック膜を熱処理によりキュアする工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 ウエハ基板表面の、チップ分離ラインに
より仕切られた複数の領域内にそれぞれ素子部を形成
し、上記ウエハ基板裏面側に、上記素子部で発生した熱
を放熱する機能を有する基板支持板を形成し、ウエハ基
板及び基板支持板をウエハ基板表面側から上記チップ分
離ラインに沿ってダイシングして半導体チップとして切
り出してなる半導体装置において、 上記基板支持板は、 そのチップ分離ラインに対応する分離ライン対応部を、
他の部分に比べて硬い硬質メッキ膜から構成したもので
あることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の半導体装置において、 上記基板支持板は、 上記素子部に対応する素子部対応部を、該素子部で発生
した熱を放熱する放熱金属層から構成し、 その素子部対応部及び分離ライン対応部以外の部分を、
その線膨張係数が上記放熱金属層の構成材料の線膨張係
数に比べて基板材料の線膨張係数に近い、Rhメッキ
層,Ptメッキ層,又はNi−B−W合金メッキ層から
なる単層メッキ膜、あるいは上記単層メッキ膜のいずれ
かとAuメッキ層とを交互に積層してなる多層メッキ膜
から構成したものであることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の半導体装置において、 上記基板支持板の、素子部対応部及び分離ライン対応部
以外の部分を、上記単層あるいは多層のメッキ膜に代え
て、 その線膨張係数が上記放熱金属層の構成材料の線膨張係
数に比べて基板材料の線膨張係数に近いセラミック層か
ら構成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】 ウエハ基板表面のチップ分離ラインによ
り区画された複数のチップ領域内にそれぞれ素子部を形
成した後、該ウエハ基板の裏面全面に無電解メッキによ
り金属メッキ層を形成する工程と、 上記ウエハ基板裏面の上記素子部に対応する領域上に放
熱金属層を選択メッキにより形成する工程と、 上記ウエハ基板裏面の上記チップ分離ラインに対応する
領域上に、後工程で形成するメッキ膜より硬い硬質メッ
キ膜を上記放熱金属層と同じ程度の厚さに選択メッキに
より形成する工程と、 上記ウエハ基板裏面全面にRhメッキ層,Ptメッキ
層,又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ
膜を、あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッ
キ層とを交互に積層してなる多層メッキ膜を形成する工
程と、 上記メッキ膜を、上記放熱金属層及び硬質メッキ膜が露
出するまで研磨して上記ウエハ基板裏面側を平坦化する
工程と、 該平坦化したウエハ基板裏面の全面に電解メッキにより
Au膜を形成する工程と、 上記ウエハ基板及び硬質メッキ層を上記チップ分離ライ
ンに沿ってダイシングして上記チップ領域を半導体チッ
プとして切り出す工程とを含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項9】 請求項8記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記単層メッキ膜あるいは多層メッキ膜の形成工程及び
その後のメッキ膜の研磨工程に代えて、 上記ウエハ基板の裏面全面に、セラミック粒子を溶剤に
分散させたセラミックペーストを塗布する工程と、 該セラミックペーストの乾燥により上記溶剤を蒸発させ
てセラミック膜を形成する工程と、 上記セラミック膜を、放熱金属層及び硬質メッキ層が露
出するまで研磨して上記ウエハ基板裏面側を平坦化する
工程と、 上記セラミック膜を熱処理によりキュアする工程と、 該平坦化したウエハ基板裏面の全面に無電解メッキによ
って導電層を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。 - 【請求項10】 請求項5記載の半導体装置において、 上記ウエハ基板は、その表面側から上記チップ分離ライ
ンに沿ってウエハ分離用溝を形成したものであり、 上記半導体チップは、上記ウエハ分離溝内面に形成され
た金属層の一部を、該チップ基板の側面及び上記基板支
持板のチップ基板周辺部分を被覆する金属皮膜として有
するものであることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項11】 ウエハ基板表面のチップ分離ラインに
より区画された複数のチップ領域内にそれぞれ素子部を
形成し、全面に絶縁膜を形成した後、上記絶縁膜及びウ
エハ基板を第1のレジストマスクを用いてその表面側か
ら上記チップ分離ラインに沿って選択的にエッチングし
てウエハ分離用溝を形成する工程と、 上記ウエハ分離用溝内面を上記第1のレジストマスクを
用いて選択的にPd活性化して該ウエハ分離用溝内面に
Pd核を形成する工程と、 第2のレジストマスクを用いて、Pd活性化された上記
ウエハ分離溝内に無電解メッキ及び電解メッキを連続し
て行って金属層を形成する工程と、 上記ウエハ基板裏面の上記素子部に対応する領域上に放
熱金属層を選択メッキにより形成する工程と、 上記ウエハ基板裏面の上記チップ分離ラインに対応する
領域上に、後工程で形成するメッキ膜より硬い硬質メッ
キ膜を上記放熱金属層と同じ程度の厚さに選択メッキに
より形成する工程と、 上記ウエハ基板の裏面全面にRhメッキ層,Ptメッキ
層,又はNi−B−W合金メッキ層からなる単層メッキ
膜を、あるいは上記単層メッキ膜のいずれかとAuメッ
キ層とを交互に積層して多層メッキ膜を形成する工程
と、 上記メッキ膜を、上記放熱金属層及び硬質メッキ層が露
出するまで研磨して上記ウエハ基板裏面側を平坦化する
工程と、 該平坦化したウエハ基板裏面の全面に電解メッキにより
Au膜を形成する工程と、 上記硬質メッキ膜の上記ウエハ分離溝内の部分をダイシ
ングして上記チップ領域を半導体チップとして切り出す
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 請求項11記載の半導体装置の製造方
法において、 上記Pd活性化工程及び金属層の形成工程に代えて、 全面にスパッタリングにより給電層を形成する工程と、 第3のレジストマスクを用いて電解メッキを行って、上
記ウエハ分離用溝内に選択的に金属層を形成する工程
と、 上記第1のレジストマスクの除去により上記ウエハ分離
用溝内以外の給電層を上記第3のレジストマスクととも
にリフトオフ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。 - 【請求項13】 半導体チップをチップキャリア上に実
装する方法において、 上記半導体チップを、その実装基板と接触する裏面上に
所定厚さのハンダ層を形成した構造とし、 上記半導体チップをその表面側からコレットで吸着した
状態で、半導体チップの裏面側のハンダ層を還元雰囲気
中に曝して上記ハンダ層表面の酸化膜を除去し、 所定温度に加熱されたチップキャリア上に上記半導体チ
ップを配置した状態で該半導体チップをコレットにより
チップキャリア側に圧接し、 上記圧接状態を保持したまま、チップキャリアを常温ま
で徐冷することを特徴とする半導体装置の実装方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003034A JPH06209058A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 半導体装置及びその製造方法,並びにその実装方法 |
| US08/057,790 US5338967A (en) | 1993-01-12 | 1993-05-06 | Semiconductor device structure with plated heat sink and supporting substrate |
| EP93110121A EP0606522B1 (en) | 1993-01-12 | 1993-06-24 | Semiconductor device and methods for producing and mounting the semiconductor device |
| EP97114477A EP0817254A3 (en) | 1993-01-12 | 1993-06-24 | Semiconductor device and methods for producing and mounting the semiconductor device |
| DE69322755T DE69322755T2 (de) | 1993-01-12 | 1993-06-24 | Halbleiteranordnung, Herstellungsverfahren und Verfahren zur Montage der Halbleiteranordnung |
| US08/245,657 US5770468A (en) | 1993-01-12 | 1994-05-18 | Process for mounting a semiconductor chip to a chip carrier by exposing a solder layer to a reducing atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003034A JPH06209058A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 半導体装置及びその製造方法,並びにその実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209058A true JPH06209058A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11546036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003034A Pending JPH06209058A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 半導体装置及びその製造方法,並びにその実装方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5338967A (ja) |
| EP (2) | EP0817254A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06209058A (ja) |
| DE (1) | DE69322755T2 (ja) |
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