JP2002270725A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JP2002270725A
JP2002270725A JP2001072215A JP2001072215A JP2002270725A JP 2002270725 A JP2002270725 A JP 2002270725A JP 2001072215 A JP2001072215 A JP 2001072215A JP 2001072215 A JP2001072215 A JP 2001072215A JP 2002270725 A JP2002270725 A JP 2002270725A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring board
conductive material
semiconductor device
conductive
semiconductor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001072215A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Nose
幸之 野世
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001072215A priority Critical patent/JP2002270725A/ja
Publication of JP2002270725A publication Critical patent/JP2002270725A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/30107Inductance

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の基板実装型の半導体装置では、その構
造、材料特性により、熱伝導率は低下し、電気特性は劣
化するという課題があった。 【解決手段】 半導体装置として、表面が絶縁被覆され
た導電材の複数本を束として絶縁性接着剤で接着固定
し、それをスライシングして形成した異方導電性配線基
板20を有し、その基板上の第1の導電材11a上に半
導体素子22が搭載され、基板上の電極パッド19aと
接続部材23で接続され、外囲を封止樹脂24で封止し
て半導体装置を構成しているので、基板上下面間の電気
抵抗およびインダクタンスが著しく小さくなり、また基
板上下面に一体で形成された第1の導電材11a上に半
導体素子が搭載されているので、電気的、熱的、放熱性
に優れた半導体装置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上面に半導体素子
を搭載するボンディングパッド部と、半導体素子上の電
極端子を接続部材で接続する電極パッドとを有した回路
基板を用いた半導体装置およびその製造方法に関するも
のであり、良好な電気的、熱的特性、高放熱特性を有す
る半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下、半導体パッケージの部品として使
用される一般的なプリント配線基板を用いた半導体装置
について説明する。
【0003】図6(a)〜図6(e)は従来のLGA
(Land Grid Array)型の半導体装置を
製造工法順に説明した図であり、図6(a)は平面図、
図6(b)〜図6(e)は図6(a)のA−A1箇所の
主要な断面図である。
【0004】まず、図6(a)に示すようなプリント配
線基板1を製造するに当たり、上下両面に6〜35[μ
m]の厚さの銅箔が貼り付けられたエポキシ樹脂中にガ
ラスクロスを組み込んだ絶縁基材2を用意する。この絶
縁基材の所定位置にドリルやレーザーで所定の径のビア
ホールを形成する。次に形成したビアホールは側壁に無
電解メッキや電解メッキで銅の厚膜が形成される。その
際に、絶縁基材の上下面の銅箔は銅の厚膜メッキによっ
て接続される。次に絶縁基材の上下面の銅箔表面にドラ
イフィルムを加熱加圧して貼り付ける。ドライフィルム
は特定の波長の光に対して反応を生ずる材料であり、こ
のドライフィルム表面に所定の配線パターンが予め形成
されたフォトマスクを介して反応波長を有する光を照射
する。また絶縁基材の上下面の銅箔表面のドライフィル
ムに焼き付けられた配線パターンは、露光後にドライフ
ィルムの除去部を現像液で溶解除去する。そして除去後
にドライフィルムを加熱もしくは紫外線の照射により、
残った部分のドライフィルムを硬化する。このドライフ
ィルムをマスクにして硝酸や硫酸や塩酸等の銅箔腐食薬
品を銅箔表面に浸漬や噴霧で接触させて銅箔露出部分を
除去する。そして最後に薬品にさらされて硬化している
ドライフィルムを剥離液や酸素プラズマ中で溶解や二酸
化炭素にして取り除く。このようにして得られたプリン
ト配線基板1の上下面にソルダーレジスト膜をスクリー
ン印刷で形成し、ソルダーレジスト膜上にフォトマスク
を介して露光機でパターンを焼き付ける。そして、ソル
ダーレジスト膜の溶解部を現像液で溶解除去した後に加
熱硬化し、ソルダーレジスト膜が除去されたパターン開
口部の銅箔部表面に電解メッキでニッケル、金の順に所
定の厚みに堆積する。そしてプリント配線基板をプレス
や切断機による打ち抜きでフレーム形状や個片に分割す
る。このようにして従来の基板構造パッケージに使用さ
れるボンディングパッド、電極パッド、およびそれらを
上下面で接続するスルーホールを有したプリント配線基
板1は製造されていた。
【0005】図6(a)に示すように、製造されたプリ
ント配線基板1は、絶縁基材2の上下面にそれぞれボン
ディングパッド3と、電極パッド4と、各パッド3,4
を上下面で接続するスルーホールを備えており、各パッ
ド表面は金、銀の薄膜で被覆されているものである。ま
たボンディングパッド3は上面ボンディングパッドと下
面ボンディングパッドとよりなり、電極パッド4は上面
電極パッドと下面電極パッドとよりなるものである。ま
た基板面にはパッドを露出させてソルダーレジスト膜5
が形成されている。
【0006】次に図6(b)に示すように、図6(a)
で製造したような、絶縁基材2に対して、上面ボンディ
ングパッド3a、下面ボンディングパッド3b、上面電
極パッド4a、下面電極パッド4b、ボンディングパッ
ド、電極パッドの各パッドを基板の上下面で接続するス
ルーホール6を備えたプリント配線基板1を用意する。
【0007】次に図6(c)に示すように、ダイボンド
工程として、半導体素子7を銀ペースト等の導電性接着
剤8で上面ボンディングパッド3a上に接着する。そし
て150[℃]で1時間空気中で加熱して固着する。
【0008】次に図6(d)に示すように、ワイヤーボ
ンド工程として、基板上に搭載した半導体素子7上の電
極端子(図示せず)と上面電極パッド4aとの間を金属
細線(ワイヤー)のような接続部材9でワイヤーボンダ
ーを用いて接続する。この接続はプリント配線基板1の
加熱温度が200[℃]で、接続部材9と半導体素子7
上の電極端子との接続荷重は20[gf]、接続部材9
とプリント配線基板1の上面電極パッド4aとの接続荷
重は100[gf]で行う。その際、超音波振動を併用
して接続を行う。
【0009】そして図6(e)に示すように、外形モー
ルド工程として、トランスファーモールドもしくは印刷
封止で封止樹脂10を所定のパッケージ外形に成型し
て、プリント配線基板1上面に設けられた半導体素子7
と接続部材9とを一体的に封止する。
【0010】以上のようにして、従来の一般的なプリン
ト配線基板を構造部品として保有するLGA型パッケー
ジの半導体装置を実現していた。またプリント配線基板
1の底面側の下面電極パッド4b(ランド部)に金属製
のボール端子を設けることにより、BGA(ボールグリ
ッドアレイ)型の半導体パッケージを実現していた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の半
導体装置としてガラスエポキシ基板で構成されるプリン
ト配線基板型LGA型パッケージでは、上面電極パッド
と下面電極パッドの接続や、上面ボンディングパッドと
下面ボンディングパッドの接続がビアホールを介して行
われていたため、ビアホール構造、各ビアホール内のメ
ッキ厚みのバラつきにより、電気抵抗や配線部のインダ
クタンスのバラつきを誘発するという問題があった。ま
た基板材料が有機物であるため、プリント配線基板の誘
電率が大きく高周波性能を求める半導体パッケージには
適さないのみならず、ビヤホールを介して外部の水分が
プリント配線基板の内部に浸入し、ワイヤーなどの接続
部材が接続されるプリント配線基板の上面電極パッド部
の銅箔層を腐食させるという電気的、耐湿的な問題もあ
った。
【0012】またプリント配線基板はガラスエポキシで
構成されるため、熱伝導に関しても絶縁体である。これ
はプリント配線基板に高消費電力型の半導体素子を搭載
した場合、放熱性が著しく阻害されるために半導体素子
内の集積回路が形成される主面部で温度上昇が発生し、
主面部の温度が許容温度を越えて回路誤動作を誘発する
等の熱的問題もあった。
【0013】本発明は前記従来の課題を解決するもので
あり、配線基板を用いた半導体装置において、良好な電
気的、熱的特性を有する半導体装置およびその製造方法
を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために本発明の半導体装置は、その上面と下面にわた
って一体で設けられ、外周を絶縁材被覆された第1の導
電材による第1の導体部材と、その上面と下面にわたっ
て一体で設けられ、外周を絶縁材被覆された第2の導電
材による複数の第2の導体部材と、前記第1の導体部
材、第2の導体部材を固定した絶縁性材料とによる配線
基板と、前記配線基板の上面の前記第1の導体部材上に
搭載された半導体素子と、前記半導体素子の電極端子
と、前記配線基板の上面に露出した前記第2の導体部材
の第2の導電材とを電気的に接続した接続部材と、前記
配線基板の上面の半導体素子と、前記配線基板上面の各
構成部材の外囲を封止した封止樹脂とよりなる半導体装
置である。
【0015】そして具体的には、第1の導電材は第2の
導電材よりも面積的に大きい半導体装置である。
【0016】また、配線基板はその上面に、第1の導体
部材の第1の導電材と接続した金属被膜からなるボンデ
ィングパッドと第2の導体部材の第2の導電材と接続し
た電極パッドとが設けられ、前記ボンディングパッド上
に半導体素子が搭載され、前記電極パッドと半導体素子
の電極とが接続部材で接続され、その下面に、第2の導
電部材の第2の導電材と接続し、上面の電極パッドと対
応した端子パッドが設けられている半導体装置である。
【0017】本発明の半導体装置の製造方法は、第1の
導電材の外囲を絶縁材で被覆した第1の導体部材と、前
記第1の導電材よりも細い細線状の第2の導電材の外囲
を絶縁材で被覆した第2の導体部材の複数とを束ねて配
列させて導体部材群を形成する工程と、前記導体部材群
を構成している各導体部材を絶縁性樹脂で互いに接着固
定して直方体状の基板ブロックを形成する工程と、前記
基板ブロックに対して所定の厚みでスライシングし、そ
の上下面内に第1の導電材とその外周を被覆した絶縁材
との断面、および複数の第2の導電材とそれら外周を各
々被覆した絶縁材との断面が配列された基板要素を形成
する工程と、前記基板要素の上面と下面とに金属被膜を
形成して配線基板を形成する工程と、前記配線基板の上
面に半導体素子を搭載する工程と、前記配線基板上の半
導体素子の電極と前記配線基板の上面の第2の導電材と
を接続部材で電気的に接続する工程と、前記配線基板の
上面の半導体素子、接続部材の外囲を封止樹脂で封止す
る工程とよりなる半導体装置の製造方法である。
【0018】前記構成の通り、本発明の半導体装置は、
その上面と下面とにわたって一体で設けられ、外周を絶
縁被覆された導電材による複数の導体部材と、それら導
体部材を固定した絶縁性材料とによる異方導電性配線基
板を用い、配線基板の上面に露出した導体部材の導電材
面に電極パッドと1個以上のボンディングパッドとを備
えているので、電気的、耐湿的、熱的課題が解決できる
ものである。特にボンディングパッド部は、一体の熱良
導体金属片(第1の導電材)で構成されているため、2
次実装基板への放熱性が飛躍的に改善されるものであ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置および
その製造方法の一実施形態について、図面を参照しなが
ら説明する。
【0020】まずはじめに本実施形態の半導体装置を構
成する配線基板の形態について説明する。本実施形態の
配線基板は概して、その上面と下面とにわたって一体で
設けられ、外周を絶縁材で被覆された導電材による複数
の導体部材と、それら複数の導体部材を結束固定した絶
縁性樹脂とによる異方導電性の配線基板である。
【0021】図1は本実施形態の異方導電性の配線基板
の製造方法を示す図である。
【0022】まず図1(a)の部分的な斜視図に示すよ
うに、配線基板を構成する一構成要件である第1の導電
材11aと第2の導電材11bとを用意する。第1,第
2の導電材11a,11bの材料としては、銅(C
u)、銅合金、アルミニウム(Al)、アルミニウム合
金、ニッケル(Ni)、ニッケル合金、または金(A
u)などから選択された導電性金属である。またここで
は図示するように、例えば第2の導電材11bはその断
面形状が円形(i)または多角形(六角形(ii)、四角
形(iii)、三角形(iv)等)をなし、熱的、電気的に
良導体の材料で構成された素線(金属細線)であり、第
1の導電材11aも同様である。また第1の導電材11
aの線径は1〜10[mm]、第2の導電材11bの線
径は10〜500[μm]とし、第1の導電材11aは
第2の導電材11bよりも断面積の大きいものである。
【0023】次に図1(b)の部分的な斜視図に示すよ
うに、第1,第2の導電材11a,11bに対してその
外周にポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、
エポキシ樹脂、エナメル等の絶縁材料で絶縁被覆材12
(絶縁材)が形成された第1,第2の導体部材13a,
13bを形成する。ここで形成する絶縁被覆材12の厚
さは、加熱硬化後1〜100[μm]になるように形成
し、硬化は各材料が硬化するに要する温度で行うものと
する。なお図1(b)においても図1(a)と同様に、
形状の例として、例えば第2の導電材11bはその断面
形状が円形(i)または多角形(六角形(ii)、四角形
(iii)、三角形(iv))を示している。
【0024】次に図1(c)の部分的な斜視図に示すよ
うに、複数の第1,第2の導体部材13a,13bの断
面が細密充填となるように結束して導体部材群14を形
成する。ここでは複数の第1,第2の導体部材13a,
13bをその断面が格子状または千鳥状の複数配列で束
ねて配列させる。図1(c)では結束力を強固にするた
めに千鳥配置した状態を示している。
【0025】次に図1(d)の部分的な斜視図に示すよ
うに、結束固定した導体部材群14の間隙をポリイミド
樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、エポキシ樹脂、エ
ナメル等の絶縁性樹脂による絶縁性接着剤15で接着し
て加熱硬化し、基板ブロック16を形成する。ここで絶
縁性接着剤15の硬化は各材料が硬化するに要する温度
で行うものとする。
【0026】次に図1(e)の平面図に示すように、前
工程で形成した基板ブロックの例えばB−B1ラインに
対して、その長手方向に対して30°〜150°の任意
の角度で0.05[mm]〜2.00[mm]の厚さに
スライシング加工して、異方導電性元基板17(基板要
素)を形成する。ここでスライシング加工には、スライ
シングソーやワイヤーソーを用いて所定厚さに切断す
る。またスライシング後の基板上下面(表裏面)の粗面
は研削、研磨により滑らかな表面に仕上げる。この時、
粗面はポリッシングなどの研磨仕上げであっても何ら問
題はない。
【0027】次に図1(f)の平面図に示すように、そ
の上下面が滑らかに仕上げられた異方導電性元基板17
の上面(表面)側に複数の上面ボンディングパッド18
aとそれを取り囲む複数の上面電極パッド19aを形成
する。ここでは基板面上に露出している第1の導電材上
に上面ボンディングパッド18a、複数の第2の導電材
にまたがるように電極パッド19aを形成するものであ
る。また複数のボンディングパッド、電極パッドなどの
パターン群の配置は、異方導電性元基板17の全面に所
定の間隔で繰り返して行い、所望の面積で区切った個々
の基板単位ごとに上面ボンディングパッド18a、上面
電極パッド19aを形成する。また図面には表さない
が、同様に異方導電性元基板17の下面(裏面)側にも
上面に配置した各パッドと対応する箇所に複数の下面ボ
ンディングパッドとそれを取り囲む複数の下面電極パッ
ドをそれぞれ形成する。
【0028】また複数のボンディングパッド、電極パッ
ドなどのパターンの形成は、異方導電性元基板17の上
下面にCu/Ni/Auの積層被膜をそれぞれ14[μ
m]/4[μm]/0.5[μm]の厚さに形成し、こ
の積層被膜に所定のパターンが施されたフォトマスクを
用いて、フォトリソグラフ技術により上面ボンディング
パッド18aとそれを取り囲む複数の上面電極パッド1
9aおよび下面ボンディングパッドとそれを取り囲む複
数の下面電極パッドが配置されるように行う。また、こ
の際の積層金属被膜は熱的、電気的に良導体であれば前
述の材料以外でもなんら問題は無く、膜厚も前記厚みに
こだわるものではない。フォトリソグラフ技術はフォト
マスクでフォトレジストに所定のパターンを形成してパ
ターン開口部を乾式もしくは湿式でエッチングを行い、
各ボンディングパッドと電極パッドの形成を行うもので
ある。このようにして配線基板の上下面が最短でつなが
る電気特性に優れた異方導電性配線基板群が実現でき
る。
【0029】最後に図1(g)の平面図に示すように、
形成した異方導電性配線基板群の所定の区切り箇所をダ
イシングソーやワイヤーソー等で切断して、個片化され
た1枚の異方導電性配線基板20を形成する。
【0030】形成した異方導電性配線基板20は、その
上面と下面とにわたって一体で設けられ、外周を絶縁被
膜で被覆された導電材による複数の導体部材と、それら
複数の導体部材を結束固定した絶縁性接着剤とにより構
成され、基板の上面に上面ボンディングパッド18a
と、複数の上面電極パッド19a、基板の下面に下面ボ
ンディングパッドと、外部端子を構成する複数の下面電
極パッド(端子パッド)とが形成された基板であって、
基板の上下面が最短でつながり、電気特性に優れた各異
方導電性の配線基板を実現できるものである。
【0031】また基板の側面は導体部材と絶縁性接着剤
(絶縁性材料)とが交互に露出しているものである。ま
た配線基板自体は円形、矩形、六角形、八角形のいずれ
かの形状を有しているものである。
【0032】次に本実施形態の半導体装置およびその製
造方法について図面を参照しながら説明する。
【0033】図2(a)〜図2(g)は本実施形態の半
導体装置およびその製造方法を示す図であり、図2
(a)は平面図、図2(b)は底面図、図2(c)〜図
2(g)は主要な断面図である。
【0034】まず図2(a),図2(b),図2(c)
に示すように、前述の配線基板の形態で説明したような
異方導電性配線基板を用意する。ここではその上面と下
面とにわたって一体で設けられ、外周に絶縁被覆材が形
成された第1の導電材11a,第2の導電材による複数
の導体部材と、複数の導体部材を結束固定した絶縁性接
着剤とにより形成された導体部材群よりなる配線基板で
あって、基板の上面および下面に、導体部材群の第1の
導体部材と接続した金属被膜による上面ボンディングパ
ッド18a、下面ボンディングパッド18bと、導体部
材群の第2の導体部材と接続した上面電極パッド19
a、下面電極パッド19bとがそれぞれ設けられた異方
導電性配線基板20を用意する。なお、用意した異方導
電性配線基板20において、製造過程の実際には、図示
したような構成の異方導電性配線基板20が基板面内に
マトリックス状に複数配置された1枚の基板状態で扱う
ものである。
【0035】次に図2(d)に示すように、ダイボンデ
ィング工程として、異方導電性配線基板20の上面の上
面ボンディングパッド18aの表面にエポキシ樹脂とA
gフレークとを混合したAgペースト等の導電性接着剤
21を適正量滴下塗布し、上面ボンディングパッド18
aの導電性接着剤21上に回路主面を上にした半導体素
子22を搭載する。そして窒素雰囲気にした100〜2
50[℃]の硬化炉中で1〜2時間加熱して、半導体素
子22を導電性接着剤21で上面ボンディングパッド1
8a上に接着固定する。その際、導電性接着剤21に半
田を使用したり、導電性接着剤21の硬化温度が低温で
あれば空気雰囲気中で行っても何ら問題はない。
【0036】次に図2(e)に示すように、ワイヤーボ
ンディング工程として、基板上に搭載した半導体素子2
2の主面上に配置されている複数の電極端子と異方導電
性配線基板20の上面の上面ボンディングパッドの周辺
に配置された複数の上面電極パッド19aとの間を直径
が15〜35[μm]のAu、Cu、Al等の細線から
なる接続部材23でワイヤーボンダーを用いて接続す
る。ここでワイヤーボンドは超音波振動を加えながら1
50〜250[℃]の温度のもとで接続に必要な加重を
必要な時間、雰囲気が窒素雰囲気に保たれた中で実施す
るが、200[℃]以下の温度であれば空気中でも問題
はない。
【0037】次に図2(f)に示すように、樹脂封止工
程として、ワイヤーボンド後の異方導電性配線基板20
を樹脂封止金型にセットして、樹脂封止金型のゲート口
より溶融エポキシ樹脂を金型キャビティー内に注入する
トランスファー樹脂封止を行い、基板上面に封止樹脂2
4を形成する。ここで成型用の樹脂封止金型の表面温度
は170〜190[℃]とし、金型キャビティーは異方
導電性配線基板20の上面全面を覆うものであっても何
ら問題はない。このようにして本実施形態の異方導電性
配線基板20を有する半導体装置25が完成する。
【0038】また図2(g)に示すように、マザーボー
ドなどの実装配線基板への2次実装工程としては、半導
体装置25は実装配線基板26上の配線端子27上に半
田印刷技術等で半田ペースト28が印刷された部分に、
半導体装置の基板が備える下面ボンディングパッド18
bや下面電極パッド19bが一致するように配置し、リ
フロー炉中で半田ペースト28を溶融して実装配線基板
26の所定の場所に半導体装置25を固定するものであ
る。
【0039】以上のように、その上面と下面とにわたっ
て一体で設けられ、外周を絶縁被膜で被覆された第1,
第2の導電材による複数の第1,第2の導体部材と、そ
れら複数の導体部材を結束固定した絶縁性接着剤とによ
り構成され、基板の上下面に上面ボンディングパッド1
8a、下面ボンディングパッド18bと、複数の上面電
極パッド19a、下面電極パッド19bが形成された異
方導電性配線基板20と、その異方導電性配線基板20
の上面に搭載された半導体素子22と、半導体素子22
の電極端子と異方導電性配線基板20の上面に露出した
上面電極パッド19aとを電気的に接続した接続部材2
3と、異方導電性配線基板20の上面の半導体素子2
2、接続部材23の外囲を封止した封止樹脂24とより
なる半導体装置を実現できるものである。とりわけ基板
構成材料のボンディングパッド部が一体の熱良導体金属
片(第1の導電材11a)で構成されているため、2次
実装基板への放熱性が飛躍的に改善されるものである。
【0040】次に半導体装置の他の実施形態について説
明する。
【0041】まず図3は第2の実施形態の半導体装置を
示す図であり、その上面と下面とにわたって一体で設け
られ、外周を絶縁被膜で被覆された導電材による複数の
導体部材と、それら複数の導体部材を結束固定した絶縁
性接着剤とにより構成され、基板の上下面に上面ボンデ
ィングパッド18a、下面ボンディングパッド18b
と、複数の上面電極パッド19a、下面電極パッド19
bとが複数列(2列)で配列されて形成された異方導電
性配線基板20と、その異方導電性配線基板20の上面
に導電性接着剤により搭載された半導体素子22と、半
導体素子22の電極端子と異方導電性配線基板20の上
面に露出した上面電極パッド19aとを電気的に接続し
た金属細線による接続部材23と、異方導電性配線基板
20の上面の半導体素子22、接続部材23の外囲を封
止した封止樹脂24とよりなる半導体装置である。
【0042】図3に示した半導体装置は、図4(a),
(b),(c)に示すように異方導電性配線基板20と
して、図2で示した1列構造ではなく、多数列(2列)
の上面電極パッド19aと下面電極パッド19bを設け
た異方導電性配線基板20を用いて半導体装置を構成し
たものであり、その製造としては端子数が増加したのを
除いて、前述と同様な工程を用いることで実現できる。
【0043】また、異方導電性配線基板20の下面ボン
ディングパッド18bや下面電極パッド19bに対し
て、金属製の半田ボールなどのボール電極を付設するこ
とにより、BGAタイプの半導体装置を実現できる。
【0044】次に図5は第3の実施形態の半導体装置を
示す断面図であり、その上面と下面とにわたって一体で
設けられ、外周を絶縁被膜で被覆された導電材による複
数の導体部材と、それら複数の導体部材を結束固定した
絶縁性接着剤とにより構成され、基板の上下面に下面ボ
ンディングパッド18bと、複数の上面電極パッド19
a、下面電極パッド19bとが形成された異方導電性配
線基板20と、その異方導電性配線基板20の上面に導
電性接着剤によりフリップチップ実装で搭載された半導
体素子22と、半導体素子22の電極端子と上面電極パ
ッド19aとを電気的に接続した接続部材である突起電
極29と、異方導電性配線基板20の上面と半導体素子
22との間隙を封止した封止樹脂24(アンダーフィル
材)とよりなる半導体装置である。図5に示した半導体
装置は、基板上に搭載する半導体素子を回路形成された
主面側を基板に対向させて実装するフリップチップ実装
を適用した構造であり、接続部材として金属細線を用い
ず、突起電極で基板接続するため、基板サイズと半導体
素子のサイズとを同等にしてCSP(チップサイズパッ
ケージ)型の半導体装置を実現できるものである。また
このタイプの半導体装置の製造では、用いる異方導電性
配線基板の上面には、半導体素子を搭載するための上面
ボンディングパッドを設けなくてもよい。
【0045】その他の実施形態として、異方導電性配線
基板の電極パッドをエリアアレー配置した構造とし、搭
載する半導体素子として、半導体素子の主面上にアレー
状に電極端子が形成されたエリアアレーパッドタイプの
半導体素子を用いることにより、基板底面でフルグリッ
ドタイプのCSP型の半導体装置を実現できるものであ
る。
【0046】以上、各実施形態で説明した半導体装置
は、その構成部材の1つとして、細線状の導電材が絶縁
被覆されて構成された導体部材の複数本を束にして絶縁
性接着剤でブロック形成したものをスライスすることに
より得た異方導電性配線基板を有しているので、基板上
下面間の電気抵抗およびインダクタンスが著しく小さく
なり、また基板自体は従来のようにビアホールを保有し
ないために基板上面への水の浸入は極めて低くなり信頼
性が高い半導体装置を実現できるものである。さらに基
板構成材料が熱良導体からなるために、2次実装基板へ
の放熱性が飛躍的に改善され、電気的、耐湿性的、熱的
に優れた半導体装置を提供できるものである。とりわけ
本発明の半導体装置では、基板構成材料のボンディング
パッド部が熱良導体金属片(第1の導電材)で一体構成
されているため、2次実装基板への放熱性が飛躍的に改
善されるものである。
【0047】
【発明の効果】以上、本発明の半導体装置は、その構成
部材の1つとして、細線状の導電材が絶縁被覆されて構
成された導体部材の複数本を束にして絶縁性接着剤でブ
ロック形成したものをスライスすることにより得た異方
導電性配線基板を有しているので、基板上下面間の電気
抵抗およびインダクタンスが著しく小さくなり、電気的
に優れた半導体装置である。また基板自体は従来のよう
にビアホールを保有しないために基板上面への水の浸入
は極めて低くなり信頼性が高い半導体装置を実現できる
ものである。さらに基板構成材料が熱良導体からなるた
めに、2次実装基板への放熱性が飛躍的に改善され、電
気的、耐湿性的、熱的に優れた半導体装置を提供できる
ものである。
【0048】また本発明の半導体装置の製造方法は、細
線状の導電材が絶縁被覆されて構成された導体部材の複
数本を束にして絶縁性接着剤でブロック形成したものを
スライスすることにより異方導電性配線基板を形成し、
その基板を用いて半導体装置を製造するものであるた
め、電気的、耐湿的、熱的に優れた半導体装置を製造で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の半導体装置に用いる異方
導電性配線基板の製造方法を示す図
【図2】本発明の一実施形態の半導体装置およびその製
造方法を示す図
【図3】本発明の一実施形態の半導体装置を示す断面図
【図4】本発明の一実施形態の半導体装置の配線基板を
示す図
【図5】本発明の一実施形態の半導体装置を示す断面図
【図6】従来の半導体装置の製造方法を示す図
【符号の説明】
1 プリント配線基板 2 絶縁基材 3 ボンディングパッド 3a 上面ボンディングパッド 3b 下面ボンディングパッド 4 電極パッド 4a 上面電極パッド 4b 下面電極パッド 5 ソルダーレジスト膜 6 スルーホール 7 半導体素子 8 導電性接着剤 9 接続部材 10 封止樹脂 11 導電材 12 絶縁被覆材 13 導体部材 14 導体部材群 15 絶縁性接着剤 16 基板ブロック 17 異方導電性元基板 18a 上面ボンディングパッド 18b 下面ボンディングパッド 19a 上面電極パッド 19b 下面電極パッド 20 異方導電性配線基板 21 導電性接着剤 22 半導体素子 23 接続部材 24 封止樹脂 25 半導体装置 26 実装配線基板 27 配線端子 28 半田ペースト 29 突起電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その上面と下面にわたって一体で設けら
    れ、外周を絶縁材被覆された第1の導電材による第1の
    導体部材と、その上面と下面にわたって一体で設けら
    れ、外周を絶縁材被覆された第2の導電材による複数の
    第2の導体部材と、前記第1の導体部材、第2の導体部
    材を固定した絶縁性材料とによる配線基板と、 前記配線基板の上面の前記第1の導体部材上に搭載され
    た半導体素子と、 前記半導体素子の電極端子と、前記配線基板の上面に露
    出した前記第2の導体部材の第2の導電材とを電気的に
    接続した接続部材と、 前記配線基板の上面の半導体素子と、前記配線基板上面
    の各構成部材の外囲を封止した封止樹脂とよりなること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 第1の導電材は第2の導電材よりも面積
    的に大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 配線基板はその上面に、第1の導体部材
    の第1の導電材と接続した金属被膜からなるボンディン
    グパッドと第2の導体部材の第2の導電材と接続した電
    極パッドとが設けられ、前記ボンディングパッド上に半
    導体素子が搭載され、前記電極パッドと半導体素子の電
    極とが接続部材で接続され、その下面に、第2の導電部
    材の第2の導電材と接続し、上面の電極パッドと対応し
    た端子パッドが設けられていることを特徴とする請求項
    1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 第1の導電材の外囲を絶縁材で被覆した
    第1の導体部材と、前記第1の導電材よりも細い細線状
    の第2の導電材の外囲を絶縁材で被覆した第2の導体部
    材の複数とを束ねて配列させて導体部材群を形成する工
    程と、 前記導体部材群を構成している各導体部材を絶縁性樹脂
    で互いに接着固定して直方体状の基板ブロックを形成す
    る工程と、 前記基板ブロックに対して所定の厚みでスライシング
    し、その上下面内に第1の導電材とその外周を被覆した
    絶縁材との断面、および複数の第2の導電材とそれら外
    周を各々被覆した絶縁材との断面が配列された基板要素
    を形成する工程と、 前記基板要素の上面と下面とに金属被膜を形成して配線
    基板を形成する工程と、 前記配線基板の上面に半導体素子を搭載する工程と、 前記配線基板上の半導体素子の電極と前記配線基板の上
    面の第2の導電材とを接続部材で電気的に接続する工程
    と、 前記配線基板の上面の半導体素子、接続部材の外囲を封
    止樹脂で封止する工程とよりなることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
JP2001072215A 2001-03-14 2001-03-14 半導体装置およびその製造方法 Pending JP2002270725A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001072215A JP2002270725A (ja) 2001-03-14 2001-03-14 半導体装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001072215A JP2002270725A (ja) 2001-03-14 2001-03-14 半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002270725A true JP2002270725A (ja) 2002-09-20

Family

ID=18929825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001072215A Pending JP2002270725A (ja) 2001-03-14 2001-03-14 半導体装置およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002270725A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10193039B2 (en) 2016-04-01 2019-01-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
CN110462718A (zh) * 2017-03-29 2019-11-15 夏普株式会社 显示设备、显示设备的制造方法、显示设备的制造装置、成膜装置
US10644210B2 (en) 2016-04-01 2020-05-05 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10734561B2 (en) 2016-05-20 2020-08-04 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board
US10790426B2 (en) 2016-04-01 2020-09-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10797214B2 (en) 2016-05-20 2020-10-06 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, method of manufacturing light emitting device using the wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10193039B2 (en) 2016-04-01 2019-01-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10573796B2 (en) 2016-04-01 2020-02-25 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, and method of manufacturing light emitting device
US10644210B2 (en) 2016-04-01 2020-05-05 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10790426B2 (en) 2016-04-01 2020-09-29 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US11223000B2 (en) 2016-04-01 2022-01-11 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element mounting base member, method of manufacturing light emitting device using the light emitting element mounting base member, light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US11257999B2 (en) 2016-04-01 2022-02-22 Nichia Corporation Light emitting element mounting base member, and light emitting device using the light emitting element mounting base member
US10734561B2 (en) 2016-05-20 2020-08-04 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board
US10797214B2 (en) 2016-05-20 2020-10-06 Nichia Corporation Method of manufacturing wiring board, method of manufacturing light emitting device using the wiring board, wiring board, and light emitting device using the wiring board
US11251352B2 (en) 2016-05-20 2022-02-15 Nichia Corporation Wiring board, and light emitting device using the wiring board
CN110462718A (zh) * 2017-03-29 2019-11-15 夏普株式会社 显示设备、显示设备的制造方法、显示设备的制造装置、成膜装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6534391B1 (en) Semiconductor package having substrate with laser-formed aperture through solder mask layer
KR100347706B1 (ko) 이식성 도전패턴을 포함하는 반도체 패키지 및 그 제조방법
US6774467B2 (en) Semiconductor device and process of production of same
US8294253B2 (en) Semiconductor device, electronic device and method of manufacturing semiconductor device, having electronic component, sealing resin and multilayer wiring structure
TWI483356B (zh) 模製超薄半導體晶粒封裝體,使用該封裝體之系統與該封裝體之製造方法
US20080081161A1 (en) Wiring board and semiconductor device
JP3870704B2 (ja) 半導体装置
JP5615936B2 (ja) パネルベースのリードフレームパッケージング方法及び装置
JP2002184904A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置
US20080233679A1 (en) Semiconductor package with plated connection
JP2002353361A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2004023103A (ja) 高電圧bgaパッケージ、高電圧bgaパッケージ用ヒートスプレッダーの製造方法及び高電圧bgaパッケージ用ヒートスプレッダー
JP6964477B2 (ja) 半導体素子用基板及びその製造方法、半導体装置及びその製造方法
JPH08279591A (ja) 半導体装置とその製造方法
WO2006100738A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2002270725A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2002270711A (ja) 半導体装置用配線基板およびその製造方法
TWI274406B (en) Dual gauge leadframe
JP2002270726A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2004006670A (ja) スペーサ付き半導体ウェハ及びその製造方法、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
JP2005158777A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP4663172B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2006173234A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3115807B2 (ja) 半導体装置
US20230062499A1 (en) Method forming a semiconductor package device