JP2002164366A - チップ型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップ基板上に半導体素子を高密度に設置
し、効率よくチップ型装置を製造する。端子電極の側面
部と上面部・下面部との安定した導通を確保する。 【解決手段】 チップ基板の両端に一対の端子電極を有
し、この一対の端子電極間に半導体素子を導通可能に搭
載したチップ型半導体装置の製造方法において、一対の
端子電極となる導電部材を離隔対向位置に配置する工程
と、チップ基板となる溶融樹脂を前記導電部材間の空間
に充填する工程と、前記溶融樹脂を硬化させる工程とを
有する構成とする。あるいは、一対の端子電極となる導
電部材と、チップ基板となる絶縁性樹脂とをそれぞれ嵌
合可能形状に成形する工程と、成形した導電部材と絶縁
性樹脂とを嵌め合わせる工程とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はチップ型半導体装置
の製造方法に関し、より詳細にはチップ型半導体装置を
効率よく製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型・軽量化傾向に伴
って、回路基板へ表面実装が可能な電子部品、即ちチッ
プ型半導体装置（以下単に「チップ型装置」と記すこと
がある）の需要が急速に増加している。従来の代表的な
チップ型装置の形態を図７に示す。平面視長矩形状をし
たチップ基板２１の上面長手方向両端部にはそれぞれ端
子電極１１，１１’が形成されている。端子電極１１は
上面部１１ａ、下面部１１ｂ、側面部１１ｃからなり、
一方の端子電極の上面部１１ａには半導体素子３（この
図ではＬＥＤ素子）が導電性接着剤で固着され、半導体
素子３の上面電極（不図示）ともう一方の端子電極の上
面部１１ａ’とがボンディングワイヤ４によって結線さ
れている。そして半導体素子３およびボンディングワイ
ヤ４、端子電極の上面部１１ａ，１１ａ’の一部が封止
用樹脂５（この図では透明または半透明の樹脂）で封止
されている。

【０００３】このようなチップ型装置は一般に次のよう
にして量産されていた。チップ型装置の製造工程図の一
例を図８に示す。銅箔３２を両面に貼着した絶縁性基板
３１に金型やルータで複数本のスリット３３を設けて複
数本の桟３４を形成する（図８（ａ））。そしてフォト
レジストの塗布・露光・現像を行って、端子電極の上面
部と下面部となる電極パターン部分をフォトレジストで
被覆し、このレジストパターンをエッチレジストとして
不要部分の銅箔３２をエッチングにより除去する（同図
（ｂ））。次に、無電解メッキにより端子電極の側面部
となる桟の側面にＣｕ層３５を形成する（同図
（ｃ））。次に、桟３４の側面を含む電極パターン部分
にＣｕ，Ｎｉ，Ａｕの各層３６を電解メッキにより積層
形成する（同図（ｄ））。

【０００４】上記のように作製した絶縁性基板に対し、
各桟３４における一方の端子電極の上面部上に、それぞ
れ半導体素子３（この図ではＬＥＤチップ）をボンディ
ングする。そして、各半導体素子３の上面電極（不図
示）ともう一方の端子電極の上面部との間をボンディン
グワイヤ４によって結線する（同図（ｅ））。この状態
の平面図を図９に示す。そして、各桟３４にその長手方
向に並ぶ各チップボンディング部の全てに半導体素子３
をボンディングし、かつ所定のワイヤボンディングを行
った後、例えばトランスファモールド法によって各桟３
４の上面をその長手方向に一連に覆う封止体を形成する
（図８（ｆ））。そしてダイシングなどで一定長さごと
に桟を切断して、図７に示したチップ型装置を得てい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の製造
方法では、端子電極の側面部を形成するためにチップ基
板に幅約０．５〜０．８ｍｍ程度のスリット３３を形成
しなければならず、スリットの打ち抜き屑が不可避に発
生し、また絶縁性基板への半導体素子の設置密度を高め
ることに限界があった。一方、絶縁性基板上の半導体素
子の高密度化を図るため絶縁性基板にスルーホールを穿
設し、その周壁を導通可能として端子電極の側面部と
し、上面部と下面部との導通を図ることもこれまでから
行われているが、絶縁性基板の所定位置に高精度で孔を
開けなければならず高い制御が要求される。加えて、側
面部と上面部・下面部との接触面が充分に密着せずに安
定した導通が確保できないことがあった。

【０００６】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、その目的はチップ基板上に半導体素
子を高密度に設置でき、効率よくチップ型装置を製造す
ることができる方法を提供することにある。さらに本発
明の目的は、端子電極の側面部と上面部・下面部との安
定した導通を確保できるチップ型装置の製造方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、チップ
基板の両端に一対の端子電極を有し、この一対の端子電
極に半導体素子を導通可能に搭載したチップ型半導体装
置の製造方法であって、一対の端子電極となる導電部材
を離隔対向位置に配置する工程と、チップ基板となる溶
融樹脂を前記導電部材間の空間に充填する工程と、前記
溶融樹脂を硬化させる工程とを有することを特徴とする
チップ型半導体装置の製造方法が提供される。

【０００８】ここでさらに高効率でチップ型装置を製造
する観点から、導電部材間の空間に溶融樹脂を充填する
際に、前記一対の端子電極の少なくとも一部と前記半導
体素子を溶融樹脂で同時に封止するようにしてもよい。

【０００９】また本発明によれば、チップ基板の両端に
一対の端子電極を有し、この一対の端子電極に半導体素
子を導通可能に搭載したチップ型半導体装置の製造方法
であって、一対の端子電極となる導電部材と、チップ基
板となる絶縁性樹脂とをそれぞれ嵌合可能形状に成形す
る工程と、成形した導電部材と絶縁性樹脂とを嵌め合わ
せる工程とを有することを特徴とするチップ型半導体装
置の製造方法が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者は、チップ基板上に半導
体素子を高密度に形成でき、高効率でチップ型装置を製
造することができないか鋭意検討を重ねた結果、一対の
端子電極となる導電部材を予め作製しておき、この一対
の導電部材間にチップ基板となる溶融樹脂を充填し硬化
させれば、スリットやスルーホールを形成することなく
端子電極の上面部と下面部との導通を確保できることを
見出し、請求項１に係る発明をなすに至った。以下に請
求項１に係る発明の製造方法についてまず説明する。な
お、本発明は下記に説明する実施例の構成に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が
可能であることはもちろんである。

【００１１】図１に、請求項１に係る発明の製造方法の
概説工程図を示す。平面視において電極パターン形状に
成形加工された導電部材１，１’をそれぞれ離隔対向す
るように金型に配置する（同図（ａ））。ここで使用で
きる導電部材としては、導電性を有するものであれば特
に限定はなく従来公知のものが使用できる。中でも加工
性の点からＣｕなどの金属材料が好ましい。またこの導
電部材は一体成形されているのがよい。

【００１２】次に、金型を密閉し金型内の密閉空間に溶
融樹脂２を圧入する（同図（ｂ））。圧入された溶融樹
脂２は、導電部材１，１’間の空間を充填しながら流れ
進み、金型内の空間のすべてを充填する。溶融樹脂２の
圧入が完了した後、溶融樹脂が熱硬化性樹脂の場合には
所定温度まで加熱して溶融樹脂を硬化させてチップ基板
を形成する。他方、溶融樹脂が熱可塑性の場合には冷却
してチップ基板を形成する。ここで使用できる樹脂とし
ては、絶縁性・耐熱性のものであれば特に限定はなく、
例えばフェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポ
キシ樹脂、ケイ素樹脂、ポリイミド、ビスマレイミドト
リアジン樹脂（ＢＴレジン）などの熱硬化性樹脂；フッ
素樹脂、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテ
ル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィドなどの熱
可塑性樹脂が挙げられる。中でも、ガラス繊維などを含
有したエポキシ樹脂やＢＴレジンが好適である。

【００１３】このようにして作製したチップ基板の一方
の導電部材１に半導体素子３をそれぞれボンディング
し、もう一方の導電部材１’と半導体素子３の上面電極
とをボンディングワイヤ４で接続する（同図（ｃ））。
そして必要により再度、チップ基板を金型に配置し、エ
ポキシ樹脂などの封止用樹脂５を圧入して、半導体素子
３およびボンディングワイヤ４、導電部材１，１’の上
面部の一部を封止用樹脂５で封止する。その後、同図
（ｄ）に示す破線部分をダイシングなどで切断してチッ
プ型装置を得る。

【００１４】ここで、生産効率をより高める観点から、
半導体素子３およびボンディングワイヤ４、導電部材
１，１’の上面部の一部を封止用樹脂５で封止する工程
を、導電部材１，１’間の空間に溶融樹脂２を充填する
際に同時に行うことが推奨される。具体的には、図２に
示すように、チップ基板部分および封止体部分が空間と
なった金型に、半導体素子３を接続した導電部材１，
１’を配置した後、この空間に溶融樹脂２を圧入・充填
し硬化させて、チップ基板と封止体を一体に形成する。
なお、半導体素子３およびボンディングワイヤ４を装着
した導電部材１，１’を金型へ移動・配置する際に、振
動や外力により断線が生じるおそれがある。このような
断線を防止するために、図３に示すように、導電部材
１，１’の端部を連結する、あるいは導電部材下面の所
望位置にズレを防止するためのテープＴを貼着するとい
った対策を施すことが望ましい。

【００１５】各チップ型装置に切断するためのダイシン
グの刃幅は通常０．１〜０．２ｍｍ程度であるので、本
発明で使用する導電部材の幅ａ（図１に図示）は、少な
くとも０．３〜０．４ｍｍ必要である。また導電部材間
の離隔距離ｂ（図１に図示）は、２．０〜３．０ｍｍ程
度が好ましい。

【００１６】また本発明で使用する導電部材の形状とし
ては、軽量化および材料の削減の点から図４（ａ）に示
すように断面全体をコの字状としてもよい。あるいは強
度を考慮し同図（ｂ）に示すように断面の一部をコの字
状としてもよい。

【００１７】次に、請求項３の発明に係る製造方法につ
いて説明する。この製造方法の大きな特徴は、端子電極
となる導電部材と、チップ基板となる絶縁性樹脂とをそ
れぞれ嵌合可能形状に成形しておき、成形した導電部材
と絶縁性樹脂とを嵌め合わせることにある。このような
構成によれば、スリットやスルーホールを形成すること
なく端子電極の上面部と下面部との導通を確保できる。

【００１８】図５に、本発明の製造方法の一例を示す工
程図を示す。導電部材１および絶縁性樹脂６をそれぞれ
嵌合可能な形状に成形する（同図（ａ））。嵌合可能な
形状に特に限定はなく、また両部材の少なくとも一部が
嵌め合わせられる形状であればよい。例えば図６のよう
な形状であってもよい。導電部材の成形方法としては、
例えば切削加工や金型加工、屈曲加工およびこれらの組
み合わせが挙げられる。絶縁性樹脂の成形方法として
は、切削加工や金型成形などが挙げられる。

【００１９】そして導電部材１と絶縁性樹脂６を嵌め合
わせる（図５（ｂ））。このとき両部材が分離しないよ
う強固に固着するために、接着剤を用いる、あるいは加
熱して圧着するのが好ましい。

【００２０】このようにして作製した絶縁性基板に対
し、一方の導電部材１の上面部上に、それぞれ半導体素
子３をボンディングする。そして、各半導体素子３の上
面電極（不図示）ともう一方の導電部材１’の上面部と
の間をボンディングワイヤ４によって結線する（同図
（ｃ））。次に、例えばトランスファモールド法によっ
てエポキシ樹脂などの封止用樹脂５を圧入して、半導体
素子３およびボンディングワイヤ４、導電部材１，１’
の上面部の一部を封止用樹脂５で封止する（同図
（ｄ））。そして同図（ｄ）に示す破線部分をダイシン
グなどで切断してチップ型装置とする。

【００２１】本発明で使用する半導体素子としては特に
限定はなく、例えば発光素子や受光素子、複合素子など
従来公知の半導体素子を使用することができる。また半
導体素子と導電パターンとの導通はワイヤボンディング
方式及びノンワイヤボンディング方式のいずれであって
もよい。

【００２２】本発明のチップ型装置の回路基板などへの
装着は、例えば回路基板上の配線パターンと当該チップ
型半導体装置の端子電極の下面部とを接触するように回
路基板上に配設した後、クリーム半田などの導電性接着
剤を端子電極および配線パターンに塗布し、リフロー炉
で加熱してクリーム半田を溶融させることにより行われ
る。

【００２３】本発明のチップ型装置は、サイドライト方
式の液晶表示装置のバックライトとして好適に用いるこ
とができ、また各種の表示装置や照明装置としても用い
ることができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明では、一対の端子電極と
なる導電部材を離隔対向位置に配置し、チップ基板とな
る溶融樹脂をこの導電部材間の空間に充填した後、溶融
樹脂を硬化させてチップ基板を作製するので、端子電極
の上面部と下面部との導通を確保するためのスリットや
スルーホールを形成する必要がなくなり、チップ基板上
に半導体素子を高密度に設置でき、効率よくチップ型装
置を製造することができる。また端子電極となる導電部
材が予め作製されているので、端子電極の側面部と上面
部・下面部との安定した導通を確保できる。

【００２５】また導電部材間の空間に溶融樹脂を充填す
る際に、一対の端子電極の少なくとも一部と前記半導体
素子を同じ溶融樹脂で同時に封止するようにすれば、さ
らに高効率でチップ型装置を製造できる。

【００２６】請求項３の発明では、一対の端子電極とな
る導電部材と、チップ基板となる絶縁性樹脂とをそれぞ
れ嵌合可能形状に成形した後、導電部材と絶縁性樹脂と
を嵌め合わせてチップ基板を作製するので、請求項１の
発明と同様に、端子電極の上面部と下面部との導通を確
保するためのスリットやスルーホールを形成する必要が
なくなり、チップ基板上に半導体素子を高密度に設置で
き、効率よくチップ型装置を製造することができ、また
端子電極となる導電部材が予め作製されているので、端
子電極の側面部と上面部・下面部との安定した導通を確
保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１の製造方法の概略工程図である。

【図２】 請求項２の製造方法を示す断面図である。

【図３】 導電部材の位置ズレを防止する手段の一例を
示す斜視図である。

【図４】 本発明で使用する導電部材の他の実施態様を
示す斜視図である。

【図５】 請求項３の製造方法の概略工程図である。

【図６】 本発明で使用する導電部材および絶縁性樹脂
の他の実施態様を示す斜視図である。

【図７】 従来の半導体装置一例を示すの斜視図であ
る。

【図８】 従来の製造方法の中間体を示す平面図であ
る。

【図９】 従来の製造方法の概略工程図である。

【符号の説明】

１，１’ 導電部材 ２ 溶融樹脂 ３ 半導体素子 ４ ボンディングワイヤ ５ 封止用樹脂 ６ 絶縁性樹脂 １１，１１’ 端子電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ基板の両端に一対の端子電極を有
   し、この一対の端子電極に半導体素子を導通可能に搭載
   したチップ型半導体装置の製造方法であって、 一対の端子電極となる導電部材を離隔対向位置に配置す
   る工程と、チップ基板となる溶融樹脂を前記導電部材間
   の空間に充填する工程と、前記溶融樹脂を硬化させる工
   程とを有することを特徴とするチップ型半導体装置の製
   造方法。
2. 【請求項２】 導電部材間の空間に溶融樹脂を充填する
   際に、前記一対の端子電極の少なくとも一部と前記半導
   体素子を前記溶融樹脂で同時に封止する請求項１記載の
   チップ型半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 チップ基板の両端に一対の端子電極を有
   し、この一対の端子電極に半導体素子を導通可能に搭載
   したチップ型半導体装置の製造方法であって、 一対の端子電極となる導電部材と、チップ基板となる絶
   縁性樹脂とをそれぞれ嵌合可能形状に成形する工程と、
   成形した導電部材と絶縁性樹脂とを嵌め合わせる工程と
   を有することを特徴とするチップ型半導体装置の製造方
   法。