专利名称：混合集成电路装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及混合集成电路装置的制造方法，特别是涉及具有在表面上组装多个电路后进行衬底分割的工序的混合集成电路装置的制造方法。
背景技术：
参照图12说明现有混合集成电路装置的结构(例如参照专利文献1)。图12(A)是混合集成电路装置100的立体图，图12(B)是图12(A)的X-X′线剖面图。
现有的混合集成电路装置100具有如下结构，其包括矩形衬底106；在设于衬底106表面上的绝缘层107上形成的导电图案108；被固定在导电图案108上的电路元件104；电连接电路元件104和导电图案108的金属线105；与导电图案108电连接的引线101。如上所述，混合集成电路装置100整体被密封树脂102密封。由密封树脂102密封的方法有使用热塑性树脂的注入模模制和使用热硬性树脂的传递模模制。
其次，参照图13及其后的图，说明上述的现有型混合集成电路装置100的制造方法。
参照图13说明将大版金属衬底116A细长分割的工序。在同图中，图13(A)是大版金属衬底116A的平面图。图13(B)是大版金属衬底116A的剖面图。
参照图13(A)说明将大版金属衬底116A细长地分割的方法。在此，利用切割线D10将大版金属衬底116A细长地分割。该分割通过基于剪切力的剪切进行。另外，被细长分割后的金属衬底考虑之后的结合工序等的操作性也可以被分割为两个或两个以上。
参照图13(B)说明金属衬底116A的结构。在此，金属衬底116A是由铝构成的衬底，其两面进行了防蚀处理。另外，为进行金属衬底116A和导电图案的绝缘而在形成混合集成电路的面上设置了绝缘层107。而且，在绝缘层107上压装有作为导电图案的铜箔118。
参照图14说明在被细长分割后的金属衬底116B的表面上形成混合集成电路117的工序。在该图中，图14(A)是形成有混合集成电路117的细长的金属衬底116B的平面图。而且，图14(B)是图14(A)的剖面图。
首先，通过蚀刻压装在绝缘层107上的铜箔形成导电图案108。在此，在细长的金属衬底116B上构图导电图案108，以形成多个混合集成电路。
其次，使用焊锡等焊料将电路元件104固定在导电图案108上的规定位置。电路元件104可全部采用无源元件或有源元件。另外，在安装功率系元件时，也有在被固定于导电图案上的散热器上安装元件的情况。
参照图15说明将形成有多个混合集成电路117的金属衬底116B分割为各个电路衬底106的方法。通过使用冲压机冲切电路衬底106的局部自金属衬底116B分割在表面上形成有混合集成电路117的各个电路衬底106。在此，冲压机从形成有混合集成电路117的面冲切金属衬底116B。因此，电路衬底106的周端部构成不形成导电图案或电路元件的边际。
由以上的工序各自被分离的电路衬底106经由密封混合集成电路117的工序等完成制品。
专利文献1特开平6-177295号公报(第四页，第一图)但是，上述这样的混合集成电路装置的制造方法具有如下问题。
由于通过冲切形成的衬底106的外形尺寸有误差，故在冲切工序以后的工序中以衬底106的外形为基准进行正确的对位是困难的。另外，有可能在利用冲切分离的各衬底106的周边部形成毛刺，并由于该毛刺脱落到衬底上而造成混合集成电路短路。
发明内容
本发明是鉴于所述问题点而开发的。本发明的主要目的在于，提供一种混合集成电路装置的制造方法，可使在表面上形成电路的电路衬底的外形尺寸准确。
本发明混合集成电路装置的制造方法具有如下特征，包括在衬底的表面上形成多个由导电图案构成的单元的工序；在上述各单元的上述导电图案上电连接电路元件的工序；由上述单元的边界分割上述衬底而分离各电路衬底的工序；通过按压上述电路衬底的侧面部使上述侧面平坦化的工序。
本发明的混合集成电路装置的制造方法具有如下特征，包括在由金属构成的衬底的表面上形成多个由导电图案构成的单元的工序；在上述衬底的上述各单元的边界上形成槽的工序；在上述各单元的上述导电图案上电连接电路元件的工序；沿上述槽分割上述衬底而分离各个电路衬底的工序；通过按压上述电路衬底的侧面部使上述侧面平坦化的工序。
另外，本发明混合集成电路装置的制造方法具有如下特征，包括在由金属构成的衬底的表面上形成多个由导电图案构成的单元的工序；在上述衬底的上述各单元的边界上形成槽的工序；将电路元件电连接在上述各单元的上述导电图案上的工序；沿上述槽折曲上述衬底，分离各个电路衬底的工序。
根据本发明混合集成电路装置的制造方法，由于可使各电路衬底的侧面部平坦化，故可使电路衬底的外形尺寸均一化。因此，在进行了电路衬底的分离后的工序中，可使用电路衬底的外形进行精确地对位。
另外，通过按压作为金属衬底的电路衬底的侧面，即使在进行分离的工序中在电路衬底的侧面产生毛刺时，也可以使该毛刺与电路衬底的侧面一体化。因此，可抑制起因于毛刺的短路等不良情况产生。
另外，在本发明中，通过在形成于金属衬底表面上的单元相互之间的边界上设置槽，并由设置了该槽的位置折曲金属衬底，分离各单元的电路衬底。因此，由于由设置了槽的位置分离电路衬底，故可得到具有准确外形尺寸的电路衬底。
图1是本发明混合集成电路装置的立体图(A)、剖面图(B)；图2是说明本发明混合集成电路装置制造方法的平面图(A)、立体图(B)、放大图(C)；图3是说明本发明混合集成电路装置制造方法的平面图(A)、立体图(B)、放大图(C)；图4是说明本发明混合集成电路装置制造方法的立体图(A)、剖面图(B)；图5是说明本发明混合集成电路装置制造方法的剖面图(A)、剖面图(B)；图6是说明本发明混合集成电路装置制造方法的平面图(A)；图7是说明本发明混合集成电路装置制造方法的立体图(A)、剖面图(B)、剖面图(C)；
图8是说明本发明混合集成电路装置制造方法的立体图(A)、剖面图(B)、剖面图(C)；图9是说明本发明混合集成电路装置制造方法的立体图(A)剖面图(B)；图10是说明本发明混合集成电路装置制造方法的立体图(A)、剖面图(B)；图11是说明本发明混合集成电路装置制造方法的剖面图；图12是现有混合集成电路装置的立体图(A)、剖面图(B)；图13是说明现有混合集成电路装置制造方法的平面图(A)、剖面图(B)；图14是说明现有混合集成电路装置制造方法的平面图(A)、剖面图(B)；图15是现有混合集成电路装置制造方法的平面图。
附图符号说明10 混合集成电路装置11 引线12 密封树脂14 电路元件15 金属细线16 电路衬底17 绝缘层具体实施方式
参照图1说明本发明混合集成电路装置10的结构。图1(A)是混合集成电路装置10的立体图，图1(B)是图1(A)的X-X′剖面的剖面图。
本发明的混合集成电路装置10具有在表面上形成有由导电图案18和电路元件14构成的电路的电路衬底16、和密封该电路且至少覆盖电路衬底16表面的密封树脂12。以下说明这样的各构成要素。
电路衬底16是由铝或铜等金属构成的衬底。作为一例在电路衬底16采用由铝构成的衬底时，使电路衬底16和在其表面上形成的导电图案18绝缘的方法有两种。一种方法是防蚀处理铝衬底表面的方法。另一种方法是在铝衬底的表面上形成绝缘层17，并在绝缘层17的表面上形成导电图案18的方法。在此，为了使由被载置于电路衬底16表面上的电路元件14产生的热更好地排出到外部，而使电路衬底16的背面从密封树脂12露出到外部。另外，为提高装置整体的耐湿性，也可以利用密封树脂12密封包括电路衬底16背面的整体。
电路衬底16的侧面部形成具有向外侧突出这样的倾斜部的形状。具体地说，具有从电路衬底16的表面连续的第一倾斜部S1和从电路衬底16的背面连续的第二倾斜部S3。另外，第一倾斜部S1和第二倾斜部S3也可以介由垂直部S2连续。这样，可通过在电路衬底16的侧面设置倾斜部提高电路衬底16的侧面与密封树脂12的附着强度。
电路元件14被固定在导电图案18上，由电路元件14和导电图案18构成规定的电路。电路元件14采用晶体管或二极管等有源元件、或者电容或电阻等无源元件。另外，也可以介由由金属构成的散热器将功率系半导体元件等发热量大的元件固定在电路衬底16上。在此，采用面朝上结合法安装的有源元件等介由金属细线15与导电图案18电连接。
导电图案18由铜等金属构成，并与电路衬底16构成绝缘。另外，在导出引线11的边上形成由导电图案18构成的焊盘18A。在此，在电路衬底16的一个边附近设置多个对准排列的焊盘18A。另外，导电图案18介由作为粘结剂的绝缘层17被粘结在电路衬底16的表面上。
引线11被固定在设于电路衬底16周边部的焊盘18A上，且具有例如与外部进行输入、输出的作用。在此，在一边上设有多条引线11。引线11与焊盘18A的粘结介由焊锡(焊料)等导电性粘结剂进行。另外，也可以在电路衬底16的对向的边上设置焊盘18A，在该焊盘上固定引线11。
密封树脂12通过使用热硬性树脂的传递模模制或使用热塑性树脂的注入模模制形成。在此，形成密封电路衬底16及在其表面上形成的电路的密封树脂12，且电路衬底16的背面自密封树脂12露出。另外，也可以覆盖电路衬底16背面形成密封树脂12。
参照图2及之后的图，说明混合集成电路装置的制造方法。本发明混合集成电路装置的制造方法包括在由金属构成的金属衬底19的表面上形成多个由导电图案18构成的单元32的工序；在金属衬底19的各单元32的边界上形成槽20的工序；将电路元件14电连接在各单元32的导电图案19上的工序；沿槽20分割金属衬底19B，分离各个电路衬底16的工序；通过按压电路衬底16的侧面部而使侧面平坦化的工序。以下详细说明这样的各工序。
第一工序参照图2本工序是分割大版金属衬底19A形成中版金属衬底19B的工序。
首先，参照图2(A)，准备大版的金属衬底19A。大版的金属衬底19A的大小为例如大约1平方米见方的正方形。在此，金属衬底19A是其两面进行了防蚀处理的铝衬底。而且，在金属衬底19A的表面上设有绝缘层。另外，在绝缘层的表面上形成有作为导电图案的铜箔。
其次，参照图2(B)，利用切割锯31沿切割线D1分割金属衬底19A。在此，同时分割被重叠的多张金属衬底19A。切割锯31高速旋转，同时沿切割线D1分割金属衬底19A。作为分割的方法，在此，沿切割线D1将具有正方形状的大版金属衬底19A分割为八片，形成细长中版的金属衬底19B。
参照图2(C)说明切割锯31刀头的形状等。图2(C)是切割锯31刀头31A附近的放大图。刀头31A的端部被平坦地形成，并在其上埋入金刚石。通过使具有这样刀头的切割锯高速旋转，可沿切割线D1将金属衬底19A分割。
将利用该工序制造的中版的金属衬底19B进行蚀刻，部分地除去铜箔，形成导电图案18。形成的导电图案18的个数虽然根据金属衬底19B的大小或混合集成电路的大小而不同，但形成数十～数百个混合集成电路的导电图案可形成在一张金属衬底19B上。
在此，在一张金属衬底19A上以矩阵状形成由导电图案18构成的单元。在此，单元是指构成一个混合集成电路装置的单位。
在此，金属衬底19A的分离可以通过冲切来进行。具体地说，可以通过冲切形成具有相当于数个(例如2～8左右)电路衬底的大小的金属衬底19B。这种情况下，电路衬底侧面产生的毛刺由后工序处理。
第二工序参照图3及图4本工序是在中版金属衬底19B的表面及背面上格子状地形成第一槽20A及第二槽20B的工序。图3(A)是由前工序分割后的中版金属衬底19B的平面图，图3(B)是使用V切割锯35在金属衬底19A上形成槽时的立体图，图3(C)是刀头35A的放大图。
参照图3(A)及图3(B)，使V切割锯35高速旋转，沿切割线D2在金属衬底的表面及背面形成第一槽20A及第二槽20B。切割线D2被设置为格子状。而且，切割线D2对应形成于绝缘层11上的各单元32的分界线。
参照图3(C)说明V切割锯35的形状。在V切割锯35上设有多个具有同图所示形状的刀头35A。在此，刀头35A的形状与在金属衬底19A上设置的槽的形状相对应。在此，在金属衬底的两面形成具有V型剖面的槽。因此，刀头35A的形状也形成V型。另外，在刀头35A上埋入有金刚石。
其次，参照图4(A)及图4(B)说明形成槽20的金属衬底19B的形状。图4(A)是利用切割锯31形成槽后的金属衬底19B的立体图，图4(B)是金属衬底19B的剖面图。
参照图4(A)，在金属衬底19B的表面及背面以格子状形成有第一槽20A及第二槽20B。在此，第一槽20A和第二槽20B的平面位置相对应。在本实施例中，由于使用具有V型形状刀头35A的V切割锯35形成槽，故槽20形成V型剖面。另外，槽20的中心线与在绝缘层11上形成的各单元32的分界线相对应。在此，在形成树脂层11的面上形成第一槽20A，在其相反面上形成第二槽20B。
参照图4(B)说明槽20的形状等。在此，槽20形成大致V型的剖面。而且，第一槽20A及第二槽20B的深度形成得比金属衬底19B厚度的一半还浅。因此，在本工序中，各单元32不被分割成单个的电路衬底16。即各单元32由对应槽20部分的金属衬底19B残留厚度的部分连接。因此，直至作为各电路衬底16被分割，金属衬底19B可以作为一张板来处理。另外，在本工序中，在产生了毛刺时，进行高压清洗来消除毛刺。
在此，第一及第二槽20A、20B的宽度及深度可以调节。具体地说，通过减小第一槽20A开口的角度可增大可形成导电图案18的有效面积。另外，使第一槽20A的深度变浅，也可以得到相同的效果。
第一槽20A及第二槽20B的大小可以相同。由此，可抑止在以格子状形成槽20的金属衬底16B上产生挠曲。
第三工序参照图5本工序是在导电图案18上安装电路元件14，并进行电路元件14和导电图案18的电连接的工序。
首先，参照图5(A)，介由焊锡等焊料将电路元件14安装在导电图案18的规定位置。
其次，参照图5(B)，进行电路元件14和导电图案18的电连接。在此，对一张金属衬底19B上形成的数十～数百个各单元32一并地进行引线结合。
参照图6说明在金属衬底19B上形成的各单元32的混合集成电路。图6是在金属衬底19B上形成的混合集成电路17的一部分的平面图，实际上形成更多个单元的混合集成电路17。另外，在同图中由虚线表示将金属衬底19B分割成各电路衬底16的切割线D3。由同图可知，形成各混合集成电路的导电图案18和切割线D3极其接近。因此，在金属衬底19B的表面上整面形成导电图案18。
在上述说明中，在具有细长形状的衬底10B的表面上一并形成了混合集成电路。在此，在进行引线结合或装片的制造装置有限制的情况下也可以由本工序之前的工序将金属衬底19B分割为所希望的尺寸。
第四工序参照图7至图9本工序是通过在形成槽20的位置分割金属衬底19B将作为各个单元的电路衬底16进行分离的工序。这里分割单元的方法有各种方法，在此说明通过折曲分离的方法和使用切割进行分离的方法。
参照图7说明通过折曲金属衬底19B将其分割成各电路衬底16的方法。图7(A)是进行分离前的金属衬底19B的立体图，图7(B)是图7(A)的X-X’线剖面图，图7(C)是图7(A)的Y-Y’线剖面图。在该方法中，部分地折曲金属衬底19B，以折曲形成第一槽20A及第二槽20B的位置。由于形成第一槽20A及第二槽20B的位置仅由未形成槽20的厚度的部分连接，故可容易地通过由该位置折曲而自该连接部分分离。另外，在金属衬底19B为由铝构成的衬底时，由于铝是具有粘度的金属，故直至分离要进行多次折曲。
参照图7(A)，在本工序中，首先沿分割线D3进行分割，然后，沿分割线D4进行分割。换句话说，通过将以矩阵状连接多张单元32的金属衬底19B沿一个方向分割，可得到多张电路衬底16在一个方向连接的长方形金属衬底19C。然后，将长方形金属衬底19C在另一方向分割得到各电路衬底16。在此，通过由分割线D3的方向进行全部分割而分割为三个长方形金属衬底19C。实际上形成更多个该电路衬底16。金属衬底19B的折曲是从图示的固定方向F1固定金属衬底19B同时进行的折曲。
参照图7(B)，说明沿分割线D3进行分割时X-X’的剖面图。在此，由位于最左侧的电路衬底16和与其相邻的电路衬底16之间的边界进行折曲。该弯曲朝图7(A)所示的折曲方向B1的方向连续进行。由于作为金属衬底16B材料的铝是具有粘度的材料，故通过进行多次折曲来进行分离。
参照图7(C)，金属衬底19B的折曲是在由固定部36固定金属衬底19B的侧面部后进行的。在本工序中，电路衬底16的侧面向外侧倾斜形成凸状。由此，可通过自横向由固定部36A将该凸状的侧面进行按压来固定金属衬底19B。因此，由于固定部36A不接触金属衬底19B的表面，故可在金属衬底19B表面的整个面上形成导电图案或电路元件14。
其次，参照图8，通过分离长方形金属衬底19C来使各单元32相互分离。图8(A)是金属衬底19C的立体图，图8(B)是图8(A)的Y-Y’剖面的剖面图，图8(C)是图8(A)的X-X’剖面的剖面图。
参照图8(A)及图8(B)，通过从分割线D4进行折曲，自金属衬底19C分离位于最端部的电路衬底16。在此分离的原理与参照图7说明的原理相同，仅进行分离的方向不同。在此，在通过从固定方向F2固定金属衬底19C的侧面，固定金属衬底19C同时进行分离。
参照图8(C)，在由固定部36固定电路衬底16侧面的状态下进行分离。在此，由于固定部36不接触电路衬底16的表面，故有可在电路衬底16表面的整个表面上形成电路的优点。
参照图9说明利用圆刀具41进行金属衬底19B的分割的方法。参照图9(A)，使用圆刀具41沿切割线压切金属衬底19B。由此，金属衬底19B被分割为各电路衬底16。圆刀具41压切金属衬底19B的未形成槽20的厚度部分的对应槽20中心线的部分。
参照图9(B)详细说明圆刀具41。圆刀具41具有圆板状的形状，其周端部形成锐角。圆刀具41的中心部被固定在支承部2上，以使圆刀具41可自由旋转。圆刀具41没有驱动力。即通过一边将圆刀具41的一部分按压在金属衬底19B上，一边沿切割线D3使其移动，来旋转圆刀具41。
另外，上述方法以外可考虑以下方法，使用激光消除设有第一及第二槽20A、20B的位置的衬底残留的厚度部分，分离成各电路衬底。另外，使用高速旋转的切割锯也可以消除衬底残留的厚度部分。另外，也可以通过冲切得到分离后的各电路衬底。
第五工序参照图10在本工序中，按压由前工序被个别分离后的电路衬底16的侧面。图10(A)是本工序的立体图，图10(B)是其剖面图。
参照图10(A)及图10(B)，首先自按压方向P1按压电路衬底16的一侧的对向的侧面。然后，在完成按压方向P1的按压后，进行按压方向P2的按压。在利用折曲或切断等分离方法分离的电路衬底16的侧面或多或少形成有毛刺B。而且，在该毛刺粘附于电路衬底16侧面的状态下进行以后的工序时，会产生现有例存在的问题。在本工序中，为克服起因于毛刺的问题，而向电路衬底16的侧面施加按压力。作为电路衬底16的材料的铝与其它金属比为柔软的材料。因此，在向电路衬底16的侧面施加按压力时，毛刺与电路衬底16的侧面形成一体化。另外，通过施加按压力至形成规定的尺寸可将电路衬底16的外形形成规定的大小。因此，在本工序中，可在使电路衬底16的大小均一化的同时使毛刺和电路衬底16的侧面一体化。
通过使电路衬底16的外形形成规定的大小可使用电路衬底16的外形在各种工序中进行对位。即可在模制工序、固定引线的工序、加工引线的工序、测定装置整体特性的工序等中不使用其它位置检测装置而使用电路衬底16的外形进行正确的对位。另外，上述的分割方法在由铝构成的衬底以外也可以适用。具体地说，可对由除铝以外的金属构成的衬底、由树脂构成的衬底、挠性板等使用上述的分割方法。
第六工序参照图11参照图11说明由密封树脂12密封电路衬底16的工序。图11是说明使用模具50由密封树脂12密封电路衬底16的工序的剖面图。
首先，在下模50B上载置电路衬底16。其次，由浇口53注入密封树脂12。进行密封的方法可采用使用热硬性树脂的传递模模制或使用热塑性树脂的注入模模制。而且，对应自浇口53注入的密封树脂12量的模腔内部的气体介由排气口54排出到外部。
如上所述，在电路衬底16的侧面部设置有倾斜部。因此，通过由绝缘树脂进行密封使密封树脂12环流至倾斜部。因此，在密封树脂12和倾斜部之间产生了锚固效应，密封树脂12和电路衬底16的结合被强化。通过本工序进行树脂密封的电路衬底16经由引线切割工序等作为制品完成。
权利要求
1.一种混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，包括在衬底表面上形成多个由导电图案构成的单元的工序；将电路元件电连接在所述各单元的所述导电图案上的工序；由所述单元的边界分割所述衬底，将各个电路衬底分离的工序；通过按压所述电路衬底的侧面部使所述侧面平坦化的工序。
2.一种混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，在由金属构成的衬底表面上形成多个由导电图案构成的单元的工序；在所述衬底的所述各单元的边界上形成槽的工序；将电路元件电连接在所述各单元的所述导电图案上的工序；沿所述槽分割所述衬底，将各个电路衬底分离的工序；通过按压所述电路衬底的侧面部使所述侧面平坦化的工序。
3.如权利要求2所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，所述槽由在所述衬底表面上形成的第一槽和在所述衬底背面形成的第二槽构成。
4.如权利要求2所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，通过在形成所述槽的位置折曲所述衬底进行所述衬底的分离。
5.如权利要求4所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，夹持所述衬底的侧面折曲所述衬底。
6.如权利要求2所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，所述单元被以矩阵状形成多个。
7.一种混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，包括在由金属构成的衬底的表面上形成多个由导电图案构成的单元的工序；在所述衬底的所述各单元的边界上形成槽的工序；将电路元件电连接在所述各单元的所述导电图案上的工序；通过沿所述槽折曲所述衬底，分离各个电路衬底的工序。
8.如权利要求7所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，所述槽由在所述衬底表面上形成的第一槽和在所述衬底背面形成的第二槽构成。
9.如权利要求7所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，夹持所述衬底的侧面来折曲所述衬底。
10.如权利要求7所述的混合集成电路装置的制造方法，其特征在于，所述单元被以矩阵状形成多个。
全文摘要
一种混合集成电路装置的制造方法，可使在表面上形成电路的电路衬底的外形尺寸正确。本发明混合集成电路装置的制造方法包括在由金属构成的金属衬底(19)的表面上形成多个由导电图案(18)构成的单元(32)的工序；在金属衬底(19)的各单元(32)的边界上形成槽(20)的工序；将电路元件(14)电连接在各单元(32)的导电图案(19)上的工序；沿槽(20)分割金属衬底(19B)，将各电路衬底(16)分离的工序；通过按压电路衬底(16)的侧面部而使侧面平坦化的工序。
文档编号H01L21/50GK1645579SQ20041010215
公开日2005年7月27日 申请日期2004年12月20日 优先权日2003年12月24日
发明者金久保优 申请人:三洋电机株式会社, 关东三洋半导体股份有限公司