JP2001118947A - 半導体装置用パッケージの製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレーム形状での組立による一括生産
と、パッケージ支持体の厚銅をチップ封入用樹脂に対す
るダムに適用することで、組立工期の短縮とパッケージ
製造費用の削減とによる低コスト化ができ、厚銅のグラ
ンドプレーンへの適用による配線パターンのマイクロス
トリップライン形成で、長い配線でのインダクタンス成
分の低減と良好な電気特性とが得られて高速伝送性能が
向上する、半導体装置用パッケージ製造方法及び半導体
装置に関する技術を提供する点にある。 【解決手段】 図１に示すように、本実施の形態１に係
る半導体装置は、金属板２４と低融点金属２５と絶縁層
２６と埋込スルーホール１７と半田ボール２０と配線パ
ターン２２と金属バンプ２３と封止樹脂１９と絶縁体カ
バーレジスト２１と半導体チップ１８とで概略構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に金属基板を用いた半導体装置用パッケージの製
造方法及び半導体装置に関する技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＢＧＡ（ＢＡＬＬ ＧＲＩＤ
ＡＲＲＡＹ）半導体装置用パッケージ、ＣＳＰ（ＣＨ
ＩＰ ＳＩＺＥ ＰＡＣＫＡＧＥ）半導体装置用パッケ
ージの構造が種々要求され、一部実用化されている。こ
こで図面を用いて従来技術を説明する。

【０００３】先ず、図１０は１９９５年６月号「ＮＩＫ
ＫＥＩ ＭＩＣＲＯＤＥＶＩＣＥ」ｐ６３に記載された
従来技術の一例を示す半導体装置の断面図である。絶縁
体２０８の表面に配線パターン２０６を形成する。半導
体チップ２０１の電極と配線パターン２０６の先端はＩ
ＬＢ（ＩＮＮＥＲ ＬＥＡＤ ＢＵＭＰ）バンプ２０４
においてＴＡＢ（ＴＡＰＥ ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＢＯ
ＮＤＩＮＧ）で電気的に接続される。半田ボール２０３
が搭載される所定の領域をのぞいて配線パターン２０６
は絶縁体カバー２０７で被覆される。半導体チップ２０
１が搭載される部分は絶縁体２０８及び絶縁体カバー２
０７は除去され、配線パターン２０６が露出する。この
絶縁体２０８が除去されたエリアは通常デバイスホール
と呼ばれている。ＩＬＢバンプ２０４を用いてＴＡＢ接
続された部分の配線パターン２０６とデバイスホール領
域内（半導体チップ２０１表面を含む）を封止樹脂２０
５で封止される構造をとる。絶縁体２０８の周辺を用い
てパッケージの平坦性を確保する為のスティフナ２０２
を、スティフナ用接着剤２０２ａを用いて貼り付けた構
造を特徴とする。

【０００４】図１１は、従来技術の他の一例（特開平８
−２３６５８６号）を示す半導体装置の断面図である。
銅箔とポリイミド２１４との２層構造のＦＰＣ（Ｆｌｉ
ｐＣｈｉｐ Ｃｉｒｃｕｉｔ）または，リール状のＴＡ
ＰＥに於いて、ポリイミド２１４の所定の位置にスルー
ホールを設け、銅箔を電極として、このスルーホールを
金属メッキで埋設し、埋設スルーホール２１３を形成す
る。更に突出するまでメッキを行い金属バンプ２１６を
形成する。次に銅箔を所望の形状にパターニングし配線
パターン２１１を形成する。銅箔側の半田ボール２１２
搭載部分以外を絶縁体カバー２１５で被覆する。突出し
た金属バンプ２１６と半導体チップ２１０の電極をフリ
ップチップ接続する。この状態で封止樹脂２０９を用い
て片側トランスファーモールドを行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下に掲げる問題点があった。先ず、従来技術の
一例を示す半導体装置においては、ピン数が増加し、パ
ッケージサイズが大きくなるにつれて、ＩＬＢバンプ２
０４から半田ボール２０３までの配線パターン２０６の
長さが長くなる。これにより配線パターン２０６のイン
ダクタンス成分が大きくなり、高速動作における遅延や
波形ひずみを引き起こす。またフィルム状またはテープ
状から個片に切り出し、個片対応でスティフナ用接着剤
２０２ａを用いてスティフナ２０２を貼り付けなければ
ならなくなる。

【０００６】次に、従来技術の他の一例を示す半導体装
置においては、第１に封止樹脂２０９を用いた片側トラ
ンスファーモールド封入の為金型の製造しなければなら
ない為、コストアップにつながる。また半導体チップ２
１０のチップサイズ、ピン数によって金型を揃えなけれ
ばならない。製品用金型は非常に高価で製造期間は長く
なる。また、封入用金型を用いることなく封止する方法
には、パッケージ周囲に樹脂のようなものからなるダム
を設け、ダムの内側に樹脂を流し込んで封入する方法
と、多面付けしたテープを広いエリアで樹脂を印刷し、
硬化させた後ダイサーで個片に切断する方法がある。

【０００７】前述の方法ではパッケージ材料のテープが
そってしまう。また、後述のダイサーによる切断方法で
は、多面付けされたテープを固定するためテープの切断
と治工具への固定という工程が増える。また、第２にピ
ン数が増えた場合、パッケージサイズは大きくなり金属
バンプ２１６から半田ボール２１２までの配線パターン
２１１が長くなり高速電気特性が劣化する。具体的には
インダクタンス成分が増加し、遅延・波形ひずみを引き
起こすという問題点があった。

【０００８】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、第１に、リードフ
レーム形状で組み立てるることで、個片にしたり、途中
切断して新たに治工具にセットすることなく、組立工程
での低コスト化を実現させて、一括生産による組立工期
の短縮を可能とし、また、厚銅をパッケージの支持体と
なるスティフナとし、チップ周辺を封入するために必要
な樹脂封入用ダム（グランドプレーンとして兼用）とし
て用いることにより材料費の削減とパッケージ製造費用
の削減と工期の短縮をする。第２に、厚銅をグランドプ
レーンとして使用することにより、配線パターンを容易
にマイクロストリップラインとして形成することで、配
線長が長くなった場合でもインダクタンス成分が低減で
きるため良好な電気特性が得られ、高速伝送性能の向上
が図れる。以上の目的を達成できる半導体装置用パッケ
ージ製造方法及び半導体装置に関する技術を提供する点
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
要旨は、チップサイズパッケージタイプの半導体装置の
製造方法であって、所定の値を超えた／以上の熱伝導率
と導電率と厚さとを有する導電体層の表面に絶縁体から
なる絶縁層を配置し、該絶縁層の表面に金属箔を配置し
て、前記導電体層と前記絶縁層と前記金属箔とからなる
基板を形成し、該基板を略短冊状に切断し、前記基板の
長手方向の側端部に沿って、所定の間隔で前記基板を表
面から貫通するガイド孔を設け、前記金属箔の表面の所
定の位置に前記絶縁層まで突当たるスルーホールを設
け、該スルーホールによって露出した前記絶縁層を、前
記スルーホールが前記導電体層に突当たるまで除去し、
前記導電体層を電極として電解メッキを施し、前記スル
ーホールを金属で埋めることで、前記導電体層と前記金
属箔との電気的な導通を保つ埋込スルーホールを形成
し、前記ガイド孔に囲まれる前記基板の表面において、
前記導電体層を、半導体装置用パッケージの平面輪郭に
対応する１つ又は複数の溝パターンで除去して外形切断
用溝パターンを設け、前記基板の表面における前記外形
切断用溝パターンの内側で、搭載される半導体チップの
底面に対する部分の前記導電体層を除去し、前記絶縁層
が露出した半導体チップ搭載エリアを設け、前記半導体
チップ搭載エリアにおいて、前記絶縁層の表面に露出し
た前記埋込スルーホールの端に、前記金属箔を電極とし
て電解メッキを施すことで、金属バンプを形成し、前記
金属箔から所定の配線パターンを形成し、前記半導体チ
ップの電極と前記金属バンプとを導電性接着手段で電気
的に接続し、前記半導体チップを前記半導体チップ搭載
エリアの所定位置で固設処理をし、前記基板を、前記外
形切断用溝パターンで金型切断を施して、前記ガイド孔
の設けられている部分と前記半導体チップの搭載された
部分とを切り離すことを特徴とする半導体装置用パッケ
ージの製造方法に存する。請求項２記載の本発明の要旨
は、前記外形切断用溝パターンに囲まれた部分に対応す
る前記金属箔の表面において、半田ボール搭載用パッド
を除く所定の位置への絶縁体カバーレジストを被着し、
前記半田ボール搭載用パッドへのリフロー用のメッキを
施し、メッキされた前記半田ボール搭載用パッドに半田
ボールをリフローして取付けることを特徴とする請求項
１記載の半導体装置用パッケージの製造方法に存する。
請求項３記載の本発明の要旨は、前記固設処理は、前記
半導体チップが搭載された前記半導体チップ搭載エリア
に封止樹脂を注入して熱硬化させることを特徴とする請
求項１又は２記載の半導体装置用パッケージの製造方法
に存する。請求項４記載の本発明の要旨は、前記固設処
理は、前記半導体チップの天面と該天面側の前記導電体
層の表面に各々所定の値を超えた／以上の熱伝導率を有
する接着層を形成し、該接着層に面して、前記半導体装
置用パッケージの平面サイズに対応するヒートスプレッ
ダーを貼付けることを特徴とする請求項１又は２記載の
半導体装置用パッケージの製造方法に存する。請求項５
記載の本発明の要旨は、前記固設処理は、前記基板に搭
載された前記半導体チップと前記絶縁層との隙間に所定
の値を超える／以上の熱伝導率を有する絶縁性のアンダ
ーフィル材を注入することを特徴とする請求項１、２又
は４記載の半導体装置用パッケージの製造方法に存す
る。請求項６記載の本発明の要旨は、前記導電体層に、
所定の値を超えた／以上の熱伝導率と導電率と厚さとを
有する金属を用いることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載の半導体装置用パッケージの製造方法に
存する。請求項７記載の本発明の要旨は、チップサイズ
パッケージタイプの半導体装置であって、所定の値を超
えた／以上の熱伝導率と導電率と厚さとを有し、半導体
チップが搭載される半導体チップ搭載エリアが除去され
た導電体層と、該導電体層の表面に配置された絶縁体か
らなる絶縁層と、該絶縁層の表面に所定の配線パターン
を有する導電性薄膜層と、前記絶縁層と前記導電性薄膜
層とを所定の位置で貫通するスルーホールに導電性材料
が埋込まれた埋込スルーホールと、該埋込スルーホール
が前記絶縁層の前記半導体チップ搭載エリアに露出した
部分に形成された導電性バンプと、該導電性バンプと導
電性接着手段により電極が接合された半導体チップと、
該半導体チップを前記半導体チップ搭載エリアの所定位
置に固設する固設手段とを備えることを特徴とする半導
体装置に存する。請求項８記載の本発明の要旨は、前記
固設手段は、前記半導体チップが搭載された前記半導体
チップ搭載エリアに注入され熱硬化した封止樹脂である
ことを特徴とする請求項７記載の半導体装置に存する。
請求項９記載の本発明の要旨は、前記固設手段は、前記
半導体チップの天面と該天面側の前記導電体層の表面と
に各々形成された、所定の値を超える／以上の熱伝導率
を有する接着層と、該接着層に面して貼付けられた前記
半導体装置用パッケージの平面サイズに対応する所定の
値を超える／以上の熱伝導率を有するヒートスプレッダ
ーとを備えることを特徴とする請求項７記載の半導体装
置に存する。請求項１０記載の本発明の要旨は、前記固
設手段は、搭載された前記半導体チップと前記絶縁層と
の隙間に注入された、所定の値を超える／以上の熱伝導
率を有する絶縁性のアンダーフィル材であることを特徴
とする請求項７又は９記載の半導体装置に存する。請求
項１１記載の本発明の要旨は、前記導電体層は、所定の
値を超えた／以上の熱伝導率と導電率と厚さとを有す金
属であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか
に記載の半導体装置に存する。請求項１２記載の本発明
の要旨は、前記導電性薄膜層の表面において、半田ボー
ル搭載用パッドの部分を除いて被着された絶縁体カバー
レジストと、前記半田ボール搭載用パッドに施されたリ
フロー用のメッキの上に形成された低融点合金のボール
とを備えることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれ
かに記載の半導体装置に存する。請求項１３記載の本発
明の要旨は、前記導電体層は、所定の値を超えた／以上
の熱伝導率と導電率と厚さとを有す金属であり、前記導
電性薄膜層は、所定の値を超えた／以上の熱伝導率と導
電率とを有する金属箔であることを特徴とする請求項７
乃至１２のいずれかに記載の半導体装置に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 （実施の形態１）図１に示すように、本実施の形態１に
係る半導体装置は、金属板（導電体層）２４と低融点金
属（導電性接着手段）２５と絶縁層２６と埋込スルーホ
ール１７と半田ボール（低融点合金のボール）２０と配
線パターン２２と金属バンプ（導電性バンプ）２３と封
止樹脂１９と絶縁体カバーレジスト２１と半導体チップ
１８とで概略構成され、半導体チップ１８の天面９０と
底面９２とを示す。

【００１１】図１の断面図に於いて、３０ミクロン〜１
００ミクロン厚ポリイミド系の絶縁層２６の表面に配線
パターン２２が形成される。また、絶縁層２６の所定の
位置に金属（導電性材料）が埋込まれた埋込スルーホー
ル１７が設けられる。この埋込スルーホール１７により
０．２０ｍｍ〜０．５０ｍｍ厚の銅又はアルミニウムを
主成分とする金属板２４と所望の配線パターン２２とが
電気的に導通される。

【００１２】この金属板２４と絶縁層２６とは、半導体
チップ１８が搭載されるエリアを除いた、半導体用パッ
ケージの側端部から略枠形状の面で貼付いている。絶縁
層２６において、この金属板２４が貼付いている面（天
面の側）に対する反対側の面（底面の側）で、絶縁層２
６が露出した部分と半田ボール２０が搭載される部分を
除いた配線パターン２２との表面にソルダーレジストの
ような絶縁体カバーレジスト２１を被着する。

【００１３】金属板２４が貼付けられていないエリアの
埋込スルーホール１７の上に金属バンプ２３を設ける。
金属バンプ２３は、絶縁層２６を介して配線パターン２
２の反対側に形成される。金属バンプ２３と半導体チッ
プ１８の電極とは、低融点金属２５を用いて電気的に導
通接続される。半導体チップ１８が搭載されるエリア及
び金属板２４で囲まれた半導体チップ１８を埋込むよう
に封止樹脂１９を流込み、これを熱硬化して半導体チッ
プ１８を封止する。前記半田ボール２０が搭載される配
線パターン２２上にはＮｉ／Ａｕ等のメッキが施されて
いる。このメッキの上に半田ボール２０が搭載される。

【００１４】図２において、（ａ）〜（ｈ）は、半導体
装置の製造工程を示すフロー断面図である。図３〜図７
は、各々、半導体装置の製造工程の一例を示す斜視図で
ある。図２と図３〜図７とを用いて、各工程を詳しく説
明する。

【００１５】図２の（ａ）において、例えば０．３５ｍ
ｍ厚の金属板２４の表面に形成された例えばポリイミド
系の絶縁層２６と、この絶縁層２６の表面に設けられた
例えば１８ミクロン〜２５ミクロンの金属箔（導電性薄
膜層）３０とを備える３層構造の基板４０を製造工程の
最初の材料とする。この基板４０を図３の（ａ）、
（ｂ）のように略長方形、又は、略帯状に切断加工す
る。この基板４０の長手方向の側端部３９に沿って、所
定の間隔で基板４０を表面から貫通するガイド孔２７を
設ける。図３の（ａ）と（ｂ）とは各々、互いに反対の
面方向から見た斜視図である。

【００１６】図２の（ｂ）では金属箔３０の所定の位置
にスルーホール３１ａを設ける。このときスルーホール
３１ａは金属箔３０のみ貫通している状態である。図２
の（ｃ）では図２の（ｂ）のスルーホール３１ａがパタ
ーニングされた金属箔３０をマスクにして、絶縁層２６
の除去を行いスルーホール３１ｂを形成する。このとき
スルーホール３１ｂは、金属箔３０と絶縁層２６とを貫
通し、金属板２４に突当たっている。

【００１７】図２の（ｄ）では金属板２４をメッキ電極
として電解メッキを施し、図２の（ｃ）におけるスルー
ホール３１ｂを電解メッキの金属（例えば、銅）により
埋込み、金属箔３０と金属板２４の電気的な導通を保
つ。埋込まれたスルーホールを埋込スルーホール１７と
呼ぶ。

【００１８】図２の（ｅ）では金属板２４において、金
属板２４を半導体装置用パッケージの平面輪郭に対応す
る溝パターンで除去し、外形切断用溝パターン３５ａ形
成する。また金属板２４において、外形切断用溝パター
ン３５ａの内側で半導体チップ１８が搭載される部分の
金属板２４を除去し、半導体チップ搭載エリア３４を形
成する。半導体チップ搭載エリア３４では絶縁層２６が
露出し、この部分で埋込スルーホール１７が露出する。
この状態を図４に示す。図中に外形切断用溝パターン３
５ａと半導体チップ搭載エリア３４と埋込スルーホール
１７とを示す。

【００１９】図２の（ｆ）では基板４０の表面の金属箔
３０を電極として電解メッキを施しすことで、露出した
絶縁層２６の表面に露出した埋込スルーホール１７の上
に金属バンプ２３を形成する。この状態を図５に示す。
図中に金属バンプ２３を示す。

【００２０】図２の（ｇ）では金属箔３０を所定の配線
パターン２２に形成する。図２の（ｈ）では半導体装置
用パッケージに対応する部分において、配線パターン２
２の外部端子、例えば半田ボール２０が搭載される半田
ボール搭載用パッド３７を除いた部分に、例えばソルダ
ーレジストのような絶縁体カバーレジスト２１を被着す
る。半田ボール搭載用パッド３７上にＮｉ／Ａｕのメッ
キを施す。

【００２１】図２の（ｉ）では図２の（ｈ）で製造され
た半導体装置用パッケージに対し、先ず半導体チップ１
８の電極と金属バンプ２３とを低融点金属２５や導電性
ペースト（導電性接着手段）４１等で電気的に接続す
る。次に、半導体チップ搭載エリア３４に封止樹脂（固
設手段）１９を注入して、熱硬化させる（固設処理）。

【００２２】図２の（ｊ）ではＮｉ／Ａｕメッキされた
半田ボール搭載用パッド３７の上に半田ボール２０をリ
フローすることで取り付ける。この状態を図６に示す。
図中に、封止樹脂１９と半田ボール２０とを示す。

【００２３】図２の（ｋ）において、外形切断用溝パタ
ーン３５ａに対して金型切断を施すことによりガイド孔
２７の設けられている部分と、半導体装置８１とを切り
離す。図２の（ｋ）は切り離された半導体装置８１の断
面図を示す。図７は半導体装置工程での最終形態を示す
斜視図であり、半導体装置８１を示す。

【００２４】次に、図１を参照して電気的な作用につい
て説明する。半導体チップ１８のエッジから最大０．５
ｍｍ離れた位置に金属板２４のエッジが位置する。半導
体チップ１８の電極と接続された金属バンプ２３の高さ
は約０．０５ｍｍである。よって電極から金属板２４エ
ッジ直下までの配線パターン２２の長さは約０．５５ｍ
ｍとなり電気的にインダクタンス０．５ｎＨになる。ピ
ン数が多くなり、それに応じて半導体装置用パッケージ
サイズが大きくなる、例えば２７ｍｍ□（角）の半導体
装置用パッケージになると金属板２４の幅はチップサイ
ズで決まる。例えば１０ｍｍ□（角）のチップであると
約８ｍｍになる。従来のように金属板２４が電気的にＧ
ＮＤ電位に落ちていない場合、単純にインダクタンスは
約８ｎＨも付いてしまう。最外周の半田ボール２０に接
続された配線に関して、この場合トータルインダクタン
スは約８．５ｎＨになると同時に配線自身ハイインピー
ダンスになる（インダクタンスが大きくて、キャパシタ
ンスが非常に小さいため）。

【００２５】しかし、本実施の形態１のように所望の位
置で埋込スルーホール１７を用いて配線パターン２２と
金属板２４が電気的に導通され、金属板２４がＧＮＤに
なると、例えば絶縁層２６の厚さを３０ミクロンとして
高速信号に必要な配線パターン２２幅を４５ミクロンに
制御すると、この配線パターン２２はマイクロストリッ
プライン構造で約５０オームになる。これにより金属板
２４直下の配線パターンが同じ８ｍｍであってもインダ
クタンスは約半分の約４ｎＨになり、インダクタンスに
リニアに効いてくる電源／ＧＮＤのバウンスも従来に比
較して約半減する。また、５０オームのインピーダンス
マッチングされたシステムにおいてマッチングがとりや
すくインピーダンス不整合による反射は無くなる。従来
のパッケージでは外部よりパッケージに入力される際、
パッケージ内がハイインピーダンスであることから不整
合が発生し、反射が発生する。跳ね返った信号は隣接の
配線上にクロストークノイズとしてのったり、空気中を
伝搬しＥＭＣの問題を引き起こす。

【００２６】実施の形態に係る半導体装置は上記の如く
構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。厚銅
をグランドプレーンとして使用することにより、配線パ
ターン２２を容易にマイクロストリップラインとして形
成することで、配線長が長くなる場合でもインダクタン
ス成分が低減できるため良好な電気特性が得られ、電気
特性において、特に高速信号を処理する場合の特性が向
上する。

【００２７】（実施の形態２）図８は、本発明の実施の
形態２に係る半導体装置の断面図を示す。実施の形態１
において、図１を用いて説明した半導体装置に対して、
図８は、より熱抵抗の低減を目的とした半導体装置を示
す。図２の（ｈ）における半導体装置用パッケージの工
程で、金属バンプ２３と半導体チップ１８の電極とを低
融点金属２５を用いて接続する。金属板２４の表面に接
着層４４を塗布し、半導体チップ１８の天面９０に接着
層４６を塗布する。この接着層４４及び接着層４６に対
して半導体装置用パッケージと同等のサイズを有するヒ
ートスプレッダー（固設手段）４５を貼り付ける（固設
処理）。ヒートスプレッダー４５は半導体チップ１８で
発生した熱を半導体チップ１８の天面９０を介して外部
に放熱させる、熱伝導の良い、例えば銅のような金属を
用いる。接着層４６も熱伝導率の高い接着材料を用い
る。外部との電気的な接続は半田ボール２０を用いて行
う。その他、図中には、埋込スルーホール１７と絶縁体
カバーレジスト２１と配線パターン２２と絶縁層２６と
を示す。この構造を有する半導体装置８２は、実施の形
態１で説明した半導体装置８１と比較して熱抵抗が約１
／３まで低減する。

【００２８】（実施の形態３）図９は、本発明の実施の
形態３に係る半導体装置の断面図を示す。実施の形態２
における半導体装置８２に対して、図９の半導体装置８
３では、更に熱抵抗を低減するような構造を有する。半
導体チップ１８の電極と金属バンプ２３とを導電性接着
材（導電性接着手段）６５を用いて接続するが、その接
続部にかかる熱応力を緩和するために半導体チップ１８
と絶縁層２６の間に絶縁性で且つ熱伝導率の高い樹脂を
注入する（固設処理）。この樹脂は一般的にアンダーフ
ィル材（固設手段）６０と呼ばれている。またアンダー
フィル材６０の効果により半導体チップ１８の表面で発
生した熱が裏面から接着層４６を介してヒートスプレッ
ダー４５から空気中に放熱されるだけでなく、熱の一部
が表面からアンダーフィル材６０を介して、絶縁層２
６、配線パターン２２及び半田ボール２０へと放熱され
るため、実施の形態２で説明した半導体装置８２より更
に熱抵抗を低減できる。その他、図中には埋込スルーホ
ール１７と絶縁体カバーレジスト２１と金属板２４と接
着層４４とを示す。

【００２９】上記実施の形態１〜３で記載したようにガ
イド孔を設けリードフレームのような構造をとることに
より、従来のモールドパッケージと同様のラインで組み
立てられる。従来技術ではＴＡＰＥをリール状に巻いた
ものを、途中の組立工程で個片に切断したり、途中ある
一定の長さに切断し治工具にセットしていたが、その工
程が削除でき組立ＴＡＴ、組立コストを低減できる。ま
た、封入工程で従来用いるトランスファーモールド封止
用成形金型を使う必要がなくなるので大幅な設備投資減
になる。グランド電位の配線パターンと金属板を所定の
位置で埋込スルーホールを用いて電気的導通をとること
により金属板を電気的にグランド電位する。このグラン
ド電位の金属板に対して配線パターンはマイクロストリ
ップライン構造をとることができ、インピーダンス整合
をとることができる。これにより良好な高速・高周波の
伝送が可能になる。また配線パターンロスが少なくなる
ため損失も小さい、これにより漏れによる配線間クロス
トークノイズも同時に低減できる。即ち、金属板（０．
２０ｍｍ以上）、有機系絶縁体、銅箔からなる３層構造
の金属基板を、従来のリードフレーム形状に切断・加工
した基材を半導体装置用パッケージ製造から組立まで一
連して行うことができる。金属板は半導体装置用パッケ
ージの支持体（スティフナ）、封入用ダム、電気的グラ
ンドプレーンの３役を果たす。半導体チップの電極と半
導体装置用パッケージは金属バンプを利用したフリップ
チップ接続である。グランド電位になる金属板に対して
信号系の配線パターンはマイクロストリップライン構造
をとる。

【００３０】なお、本実施の形態においては、本発明は
それに限定されず、本発明を適用する上で好適な半導体
装置用パッケージの製造方法及び半導体装置に適用する
ことができる。

【００３１】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。

【００３２】なお、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。第１の効果は、組立工
程に於いてリードフレーム形状で最初から切断前の工程
まで流せるためＴＡＴが短縮でき、コストも削減でき
る。その理由は、従来方法においてはリール状、または
フィルム状で製造されたパッケージに対して組立工程に
おいて短冊、または個片に切断される。切断された状態
ではフレキシブな基材であるため工程上ハンドリングが
難しくなる。そこで切断された短冊状、または個片のパ
ッケージに対して専用のキャリアに装着しなければなら
なくなる。これに対して本発明では半導体装置用パッケ
ージの最終工程での外形切断工程まで同じ形状で組み立
てられるため工程も少なく、キャリアなどの資材費も削
減できる。更にコスト低減については次のような理由も
ある。従来のパッケージでは半導体チップの封止に金型
を用いたトランスファーモールディング、もしくはダム
を用いたポッティング方法がある。前者は金型費に莫大
な設備費用が必要になり、特に少量多品種でサイズの異
なるパッケージを用意しようとすると、その分だけ金型
費用が発生する。後者においてはダムをパッケージに取
り付ける、または形成する工程が必要になりパッケージ
コストが上昇する。それに対して本発明では半導体装置
用パッケージ全体を支持する為設けられた金属板が、封
止用のダムにも使用できるため、コスト減につながる。

【００３４】第２の効果は、電気特性向上、特に高速信
号処理性能が向上する。その理由は、グランド用配線と
部分的に埋込スルーホールで金属板と電気的に接続され
ていることにより金属板はグランド電位をとる。このグ
ランド電位の金属板に対し、配線パターンをマイクロス
トリップ構造で形成できる為、容易にインピーダンスの
整合をとることができる。また金属板がグランド電位で
あるためＥＭＣの様な電磁波によるノイズにも有効であ
る。また、配線パターンとグランド電位の金属板との間
に挟まれる絶縁層の厚さが薄くできるため、電気力線の
広がりを抑制することができ隣接配線間のクロストーク
ノイズが低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す
断面図である。

【図２】図１の製造工程を示すフロー断面図である。

【図３】図１の製造工程の一例を示す斜視図である。

【図４】図１の製造工程の他の一例を示す斜視図であ
る。

【図５】図１の製造工程のその他の一例を示す斜視図で
ある。

【図６】図１の製造工程のその他の一例を示す斜視図で
ある。

【図７】図１の製造工程のその他の一例を示す斜視図で
ある。

【図８】本発明の実施の形態２に係る半導体装置を示す
断面図である。

【図９】本発明の実施の形態３に係る半導体装置を示す
断面図である。

【図１０】従来技術の一例を示す半導体装置の断面図で
ある。

【図１１】従来技術の他の一例を示す半導体装置の断面
図である。

【符号の説明】

１７ 埋込スルーホール １８ 半導体チップ １９ 封止樹脂 ２０ 半田ボール（低融点合金のボール） ２１ 絶縁体カバーレジスト ２２ 配線パターン ２３ 金属バンプ（導電性バンプ） ２４ 金属板（導電体層） ２５ 低融点金属（導電性接着手段） ２６ 絶縁層 ２７ ガイド孔 ２９ 絶縁層 ３０ 金属箔（導電性薄膜層） ３１ａ、３１ｂ スルーホール ３４ 半導体チップ搭載エリア ３５ａ 外形切断用溝パターン ３７ 半田ボール搭載用パッド ３９ 側端部 ４０ 基板 ４１ 導電性ペースト（導電性接着手段） ４４、４６ 接着層 ４５ ヒートスプレッダー ５１ 埋込スルーホール ５３ 低融点金属 ５４ 絶縁層 ５７ ヒートスプレッダー ６０ アンダーフィル材（固設手段） ６５ 導電性接着材（導電性接着手段） ７６ 半導体チップ搭載エリア ８１、８２、８３ 半導体装置 ９０ 天面 ９２ 底面 ２０１ 半導体チップ ２０２ スティフナ ２０２ａ スティフナ用接着剤 ２０３ 半田ボール ２０４ ＩＬＢバンプ ２０５ 封止樹脂 ２０６ 配線パターン ２０７ 絶縁体カバー ２０８ 絶縁体 ２０９ 封止樹脂 ２１０ 半導体チップ ２１１ 配線パターン ２１２ 半田ボール ２１３ 埋設スルーホール ２１４ ポリイミド ２１５ 絶縁体カバー ２１６ 金属バンプ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップサイズパッケージタイプの半導体
   装置の製造方法であって、 所定の値を超えた／以上の熱伝導率と導電率と厚さとを
   有する導電体層の表面に絶縁体からなる絶縁層を配置
   し、 該絶縁層の表面に金属箔を配置して、前記導電体層と前
   記絶縁層と前記金属箔とからなる基板を形成し、 該基板を略短冊状に切断し、 前記基板の長手方向の側端部に沿って、所定の間隔で前
   記基板を表面から貫通するガイド孔を設け、 前記金属箔の表面の所定の位置に前記絶縁層まで突当た
   るスルーホールを設け、 該スルーホールによって露出した前記絶縁層を、前記ス
   ルーホールが前記導電体層に突当たるまで除去し、 前記導電体層を電極として電解メッキを施し、前記スル
   ーホールを金属で埋めることで、前記導電体層と前記金
   属箔との電気的な導通を保つ埋込スルーホールを形成
   し、 前記ガイド孔に囲まれる前記基板の表面において、前記
   導電体層を、半導体装置用パッケージの平面輪郭に対応
   する１つ又は複数の溝パターンで除去して外形切断用溝
   パターンを設け、 前記基板の表面における前記外形切断用溝パターンの内
   側で、搭載される半導体チップの底面に対する部分の前
   記導電体層を除去し、前記絶縁層が露出した半導体チッ
   プ搭載エリアを設け、 前記半導体チップ搭載エリアにおいて、前記絶縁層の表
   面に露出した前記埋込スルーホールの端に、前記金属箔
   を電極として電解メッキを施すことで、金属バンプを形
   成し、 前記金属箔から所定の配線パターンを形成し、 前記半導体チップの電極と前記金属バンプとを導電性接
   着手段で電気的に接続し、 前記半導体チップを前記半導体チップ搭載エリアの所定
   位置で固設処理をし、 前記基板を、前記外形切断用溝パターンで金型切断を施
   して、前記ガイド孔の設けられている部分と前記半導体
   チップの搭載された部分とを切り離すことを特徴とする
   半導体装置用パッケージの製造方法。
2. 【請求項２】 前記外形切断用溝パターンに囲まれた部
   分に対応する前記金属箔の表面において、半田ボール搭
   載用パッドを除く所定の位置への絶縁体カバーレジスト
   を被着し、 前記半田ボール搭載用パッドへのリフロー用のメッキを
   施し、 メッキされた前記半田ボール搭載用パッドに半田ボール
   をリフローして取付けることを特徴とする請求項１記載
   の半導体装置用パッケージの製造方法。
3. 【請求項３】 前記固設処理は、前記半導体チップが搭
   載された前記半導体チップ搭載エリアに封止樹脂を注入
   して熱硬化させることを特徴とする請求項１又は２記載
   の半導体装置用パッケージの製造方法。
4. 【請求項４】 前記固設処理は、 前記半導体チップの天面と該天面側の前記導電体層の表
   面に各々所定の値を超えた／以上の熱伝導率を有する接
   着層を形成し、 該接着層に面して、前記半導体装置用パッケージの平面
   サイズに対応するヒートスプレッダーを貼付けることを
   特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置用パッケー
   ジの製造方法。
5. 【請求項５】 前記固設処理は、前記基板に搭載された
   前記半導体チップと前記絶縁層との隙間に所定の値を超
   える／以上の熱伝導率を有する絶縁性のアンダーフィル
   材を注入することを特徴とする請求項１、２又は４記載
   の半導体装置用パッケージの製造方法。
6. 【請求項６】 前記導電体層に、所定の値を超えた／以
   上の熱伝導率と導電率と厚さとを有する金属を用いるこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導
   体装置用パッケージの製造方法。
7. 【請求項７】 チップサイズパッケージタイプの半導体
   装置であって、 所定の値を超えた／以上の熱伝導率と導電率と厚さとを
   有し、半導体チップが搭載される半導体チップ搭載エリ
   アが除去された導電体層と、 該導電体層の表面に配置された絶縁体からなる絶縁層
   と、 該絶縁層の表面に所定の配線パターンを有する導電性薄
   膜層と、 前記絶縁層と前記導電性薄膜層とを所定の位置で貫通す
   るスルーホールに導電性材料が埋込まれた埋込スルーホ
   ールと、 該埋込スルーホールが前記絶縁層の前記半導体チップ搭
   載エリアに露出した部分に形成された導電性バンプと、 該導電性バンプと導電性接着手段により電極が接合され
   た半導体チップと、 該半導体チップを前記半導体チップ搭載エリアの所定位
   置に固設する固設手段とを備えることを特徴とする半導
   体装置。
8. 【請求項８】 前記固設手段は、前記半導体チップが搭
   載された前記半導体チップ搭載エリアに注入され熱硬化
   した封止樹脂であることを特徴とする請求項７記載の半
   導体装置。
9. 【請求項９】 前記固設手段は、 前記半導体チップの天面と該天面側の前記導電体層の表
   面とに各々形成された、所定の値を超える／以上の熱伝
   導率を有する接着層と、 該接着層に面して貼付けられた前記半導体装置用パッケ
   ージの平面サイズに対応する所定の値を超える／以上の
   熱伝導率を有するヒートスプレッダーとを備えることを
   特徴とする請求項７記載の半導体装置。
10. 【請求項１０】 前記固設手段は、搭載された前記半導
    体チップと前記絶縁層との隙間に注入された、所定の値
    を超える／以上の熱伝導率を有する絶縁性のアンダーフ
    ィル材であることを特徴とする請求項７又は９記載の半
    導体装置。
11. 【請求項１１】 前記導電体層は、所定の値を超えた／
    以上の熱伝導率と導電率と厚さとを有す金属であること
    を特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の半導
    体装置。
12. 【請求項１２】 前記導電性薄膜層の表面において、半
    田ボール搭載用パッドの部分を除いて被着された絶縁体
    カバーレジストと、 前記半田ボール搭載用パッドに施されたリフロー用のメ
    ッキの上に形成された低融点合金のボールとを備えるこ
    とを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の半
    導体装置。
13. 【請求項１３】 前記導電体層は、所定の値を超えた／
    以上の熱伝導率と導電率と厚さとを有す金属であり、前
    記導電性薄膜層は、所定の値を超えた／以上の熱伝導率
    と導電率とを有する金属箔であることを特徴とする請求
    項７乃至１２のいずれかに記載の半導体装置。