JP2003046055A - 板状体、リードフレームおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

板状体、リードフレームおよび半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のリードフレームは、表面から裏面まで
抜かれて形成されているため、リードの間隔は、そのフ
レームの厚みに限定され、半導体装置のサイズを小さく
できなかった。しかもリードに厚みを有し、金型で挟む
ため、樹脂の注入の際に、リードの間にバリが発生す
る。本発明は、このリードフレームの問題を一度に解決
するものである。 【解決手段】 第1の主面41および第2の主面42を
有する第1の導電箔60の第1の主面41を覆う熱硬化
性樹脂層50A上に第2の導電箔62をエッチングして
形成した導電パターン51をリードLとして用い、導電
パターン51の第2の主面42の側で第1の導電箔60
によりリードLを一体に支持することにより、リードを
微細パターンにし、リードの変形を防止するリードフレ
ームを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、板状体、リードフ
レームおよび半導体装置の製造方法に関するものであ
り、特に極めて小型、薄型で従来のリードフレームにな
い様々な特徴を出した板状体、リードフレームおよび半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器にセットされる回路装置
は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用される
ため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。
【0003】例えば、回路装置として半導体装置を例に
して述べると、一般的な半導体装置として、トランスフ
ァーモールドで封止されたパッケージ型半導体装置があ
る。この半導体装置1は、図25のように、プリント基
板PSに実装される。
【0004】またこのパッケージ型半導体装置1は、半
導体チップ2の周囲を樹脂層3で被覆し、この樹脂層3
の側部から外部接続用のリード4が導出されたものであ
る。
【0005】図26に、前記パッケージ型半導体装置1
に用いられるリードフレーム5を示す。このリードフレ
ーム5は、Cu等の薄型金属板から成り、一般的に外形
は、矩形である。中央の符号6は、半導体チップ2を実
装するアイランドであり、符号7は、吊りリードであ
る。またこのアイランド6,リード4は、樹脂層3を形
成する絶縁性樹脂の注入圧力により簡単に変形するた
め、吊りリード7やタイバー8が設けられている。そし
てリード4、アイランド6、吊りリード7およびタイバ
ー8は、プレス等の打ち抜きやエッチングにより形成さ
れている。
【0006】これらの技術は、例えば特開平9−181
241号公報、特開平7−135230号公報に示さ
れ、DIP、QIP用のリードフレームとして説明され
ている。
【0007】しかしこのパッケージ型半導体装置1は、
リード4、アイランド6、吊りリード7およびタイバー
8をファインパターンで形成することが難しく、リード
フレーム自体のサイズを小さくすることが難しかった。
更には、リード4が樹脂層3から外に出ており、全体の
サイズが大きく、小型化、薄型化および軽量化を満足す
るものではなかった。
【0008】そのため、各社が競って小型化、薄型化お
よび軽量化を実現すべく、色々な構造を開発し、最近で
はCSP(チップサイズパッケージ)と呼ばれる、チッ
プのサイズと同等のウェハスケールCSP、またはチッ
プサイズよりも若干大きいサイズのCSPが開発されて
いる。
【0009】図27は、支持基板としてフレキシブルシ
ート30を採用した、チップサイズよりも若干大きいC
SP31を示すものである。
【0010】このフレキシブルシート30の表面には、
複数のリード32…が配置され、リード32の一端は、
半導体チップ33の配置領域に近接され、他端は樹脂層
34から外部に露出している。そして前記配置領域に設
けられた半導体チップ33の電極とリード32は、金属
細線35を介して接続されている。また図面では、半導
体チップ33の裏面をパッケージから露出させるため
に、フレキシブルシート30に開口部36が形成されて
いる。
【0011】続いて、前記リードフレーム5を用いたモ
ールド方法について、図26を用いて簡単に説明する。
まず図26Aに示すように所望の形状に打ち抜かれたリ
ードフレーム5を用意し、アイランド6に半導体チップ
20を固着する。そして半導体チップ20上にあるボン
ディングパッドとリード4の一端を金属細線21で電気
的に接続する。
【0012】続いて図26Bに示すように、金型22に
前記リードフレーム5を装着する。そして前記リードフ
レーム5を下金型22Aと上金型22Bで挟み、下金型
22Aと上金型22Bで形成されたキャビティ内に絶縁
性樹脂を注入し、所望のパッケージが形成される。尚、
図26Aに示された点線は、絶縁性樹脂で形成されたモ
ールド部23を示すものである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】まずリードフレーム5
を用いたパッケージの問題点について説明する。このリ
ードフレーム5は、プレスやエッチングにより表から裏
へ抜かれて形成されている。そのため、リードやアイラ
ンドは、バラバラにならない様に対策を施している。つ
まり、リード4には、タイバー8が設けられ、またアイ
ランド6は、吊りリード7が設けられている。このタイ
バー8や吊りリード7は、本来、必要とされるものでは
なく、モールドの後に取り除かれる。
【0014】またリードフレーム5は、エッチングやプ
レスにより表から裏に渡り抜かれるため、リードパター
ンの微細化に限界がある問題もあった。例えばプレスで
リードフレーム5を形成する場合、打ち抜かれるリード
の間は、リードフレームの厚みとほぼ同じ長さが限界値
であると言われている。またエッチングによって形成さ
れるリードフレームも、厚さの分だけ縦方向にエッチン
グされる分、横方向にもエッチングが進むので、リード
フレームの厚みがリードの間隔の限界であると言われて
いる。
【0015】よってリードフレームのパターンを微細化
しようとすると、リードフレームの厚みを薄くする必要
がある。しかしリードフレーム5自体の厚みが薄くなれ
ば、その強度は低下し、リードフレーム5に反りが発生
したり、リード4が変形したり、位置ずれを起こしたり
する問題があった。特に、金属細線21と接続されるリ
ード4の端部は、支持されていないため、変形、反り等
が発生する問題があった。
【0016】しかも図26Aの矢印で示す部分は、リー
ド4がパッケージの側面から出るため、バリが発生する
問題もあった。
【0017】以上のように、リードフレームは、微細加
工に限界があり、パッケージ全体のサイズをより小さく
することができず、しかもプロセスを考えると、リード
フレームの反りを防止する方法が必要となったり、バリ
を取り除く工程が必要であったり、吊りリード7やタイ
バー8を切除する必要があったりするため、プロセスが
複雑になってしまう問題があった。
【0018】一方、フレキシブルシートを用いてリード
フレームを形成する場合、リードフレームは主にエッチ
ングにより形成されるため、比較的微細加工に適してい
る。
【0019】例えば所望のパターンに表から裏に抜かれ
たリードフレームをフレキシブルシートに貼り合わせる
場合、リードがバラバラになるのを防止するため、タイ
バーや吊りリードが必要となる不都合があった。
【0020】またフレキシブルシートの上にCu箔を貼
り合わせ、この後にエッチングによりパターン化する方
法では、フレキシブルシートに貼り合わされているた
め、エッチャントによりリードの接着強度が劣化し、剥
がれたり、リードが位置ずれを起こしたりする問題があ
った。またリードは、パッケージから外に出るため、や
はりリードとリードの間に樹脂バリが発生する問題があ
った。また支持基板となるフレキシブルシート30は、
本来不要なものである。しかし製造方法上、リードを貼
り合わせるため、支持基板として採用しており、このフ
レキシブルシート30無くすことができなかった。その
ため、このフレキシブルシート30を採用することによ
って、コストが上昇し、更にはフレキシブルシートの厚
みにより回路装置として厚くなり、小型化、薄型化、軽
量化に限界があった。
【0021】また場合によっては、フレキシブルシート
の両面に電極を形成し、これを接続するスルーホールが
必要となる場合もあった。この場合、この形成工程が付
加されることにより、製造工程も長くなる問題もあっ
た。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した多く
の課題に鑑みて成され、第1に、平坦な第1の主面と第
2の主面を有する第1の導電箔と、前記第1の導電箔の
前記第1の主面に熱硬化性樹脂層で貼着された第2の導
電箔と、前記第2の導電箔をエッチングして形成された
導電パターンと、前記導電パターンを被覆するオーバー
コート樹脂層を具備することを特徴とする板状体に特徴
を有する。
【0023】板状体として平坦な第1の主面と第2の主
面を有する第1の導電箔を用い、第1の導電箔に貼着し
た第2の導電箔をエッチングして形成した導電パターン
から複数のリードを形成し、第1の導電箔で導電パター
ンを一体に支持できる。
【0024】第2に、平坦な第1の主面と第2の主面を
有する第1の導電箔と、前記第1の導電箔の前記第1の
主面に熱硬化性樹脂層で貼着された第2の導電箔をエッ
チングして形成された導電パターンと、前記導電パター
ンを被覆したオーバーコート樹脂層とを備え、前記導電
パターンで形成される半導体素子搭載領域を多数個配列
し、前記第1の導電箔で一体に支持するリードフレーム
に特徴を有する。
【0025】リードフレームとして、平坦な第1の主面
と第2の主面を有する第1の導電箔を支持材料として用
い、第2の導電箔をエッチングして形成した導電パター
ンでリードを構成し、半導体素子搭載領域を多数個配列
するので、極めて小さい領域に多数の半導体素子を実装
できるリードフレームを提供できる。また熱硬化性樹脂
層で封止用絶縁性樹脂との接着強度を向上させて薄型の
半導体装置も実現できる。第3に、平坦な第1の主面と
第2の主面を有する第1の導電箔と、前記第1の導電箔
の前記第1の主面を覆う熱硬化性樹脂層と、前記熱硬化
性樹脂層上に設け、前記第1の導電箔と所望の個所で接
触する第2の導電メッキ層と、前記第2の導電メッキ層
をエッチングして形成される導電パターンと、前記導電
パターンを被覆するオーバーコート樹脂層とを具備する
板状体に特徴を有する。
【0026】この板状体では、導電パターンを第2の導
電メッキ層で形成するので、極めてファインパターンが
実現され、第1の導電箔は外部電極として利用できる。
【0027】第4に、平坦な第1の主面と第2の主面を
有する第1の導電箔と、前記第1の導電箔の前記第1の
主面を覆う熱硬化性樹脂層と、前記熱硬化性樹脂層上に
設け、前記第1の導電箔と所望の個所で接触する第2の
導電メッキ層と、前記第2の導電メッキ層をエッチング
して形成される導電パターンと、前記導電パターンを被
覆するオーバーコート樹脂層とを備え、前記導電パター
ンで形成される半導体素子搭載領域を多数個配列し、前
記第1の導電箔で一体に支持するリードフレームに特徴
を有する。
【0028】このリードフレームでは、導電パターンを
第2の導電メッキ層で形成するので、極めてファインパ
ターンが実現され、第1の導電箔は外部電極として利用
できる。
【0029】また、半導体装置の製造方法では導電パタ
ーンを多数の半導体素子半導体素子搭載領域に近接させ
て配置でき、極めて量産効率を高めることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】板状体を説明する第1の実施の形
態本発明の板状体について図1を参照して説明する。
【0031】本発明に依る板状体は、平坦な第1の主面
41と第2の主面42を有する第1の導電箔60と、前
記第1の導電箔60の前記第1の主面41に熱硬化性樹
脂層50Aで貼着された第2の導電箔61と、前記第2
の導電箔61をエッチングして形成された導電パターン
51と、前記導電パターン51を被覆するオーバーコー
ト樹脂層44とから構成されている。
【0032】第1の導電箔60としては、Cuを主材料
とした導電箔、Alを主材料とした導電箔、またはFe
−Ni等の合金から成る導電箔等を用いることができ
る。第1の導電箔60は平板状あるいはシート状であ
り、平坦な第1の主面41および第2の主面42を有
し、支持できる機械的な強度があればよい。具体的に
は、厚さ125μm程度のCu箔を用いる。
【0033】第2の導電箔61としては、第1の導電箔
60と同様の材料で形成され、片面に半硬化の熱硬化性
樹脂を塗布したCu箔を用いる。厚みは20〜30μm
程度と極めて薄い方が導電パターンのファインパターン
化に寄与できる。第2の導電箔61は第1の導電箔60
に圧着して貼り付けられる。
【0034】熱硬化性樹脂層50Aとしては、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられ、第1の導電箔60の
第1の主面41を被覆するように設けられる。この熱硬
化性樹脂層50Aは熱硬化性樹脂を有機溶剤に溶かした
液状の材料をキャスティングして第2の導電箔61の裏
面に塗布し、半硬化して有機溶剤を飛ばした状態で維持
され、その後第1の導電箔60に加熱圧着されて本硬化
して形成される。また熱硬化性樹脂層50Aにはシリ
カ、アルミナ等のフィラーを混入して導電パターン51
との熱膨張係数を緩和すると良い。一般的にエポキシ樹
脂の熱膨張係数は50ppm/℃であり、上記したフィ
ラー入りのエポキシ樹脂の熱膨張係数は15〜30pp
m/℃であり、導電パターン51を形成する銅の熱膨張
係数は18ppm/℃であるので、エポキシ樹脂と銅と
の熱膨張係数のミスマッチを改善できる。
【0035】更に熱硬化性樹脂層50Aは予め半硬化し
たシート状のフィルムを第2の導電箔61に貼り付けて
も良い。
【0036】導電パターン51は第2の導電箔61をエ
ッチングして形成され、半導体素子搭載領域に近接して
設けられる複数のリードLで形成されている。必要に応
じて内部の引き回し配線も形成できる。導電パターン5
1のボンディング領域には導電被膜54が採用され、ボ
ンディングワイヤーを固着するために用いられる。この
導電被膜54として考えられる材料は、Ag、Au、P
tまたはPd等であり、蒸着、スパッタリング、CVD
等の低真空、または高真空下の被着、メッキまたは焼結
等により被覆される。また、導電被膜54は複数層に積
層された導電被膜の最上層に形成されても良い。例え
ば、Cuの導電パターン51の上には、Ni被膜、Au
被膜の二層が順に被着されたもの、Ag被膜、Ni被膜
の二層が順に被覆されたものが形成できる。尚、これら
導電被膜の種類、積層構造は、これ以外にも多数ある
が、ここでは省略をする。
【0037】オーバーコート樹脂層44はボンディング
領域を除く導電パターン51を被覆する。この上に装着
される半導体素子と導電パターン51の電気的な絶縁を
得るためである。オーバーコート樹脂層44は有機溶剤
で溶かしたエポキシ樹脂等をスクリーン印刷で付着され
るか、ロールコーターで塗布されて形成される。電気的
絶縁が得られれば、薄いほど放熱性が良くなる。
【0038】板状体の周端にはガイド孔43を設けて製
造時の位置決め等に用いると良い。
【0039】本発明の板状体では、第1の導電箔60を
機械的な支持材料として用い、この上に熱硬化性樹脂層
50A、第2の導電箔61で形成された導電パターン5
1からなるリードL、これを被覆するオーバーコート樹
脂層44のみで最終的にリードフレームとして機能させ
ることができる。従って、板状体は従来のリードフレー
ム異なり、極めて省資源のリードフレームを実現でき
る。
【0040】また、従来構造のリードフレームでは、タ
イバーに支持されたリードは最終形状に完全に抜かれて
パターニングされているため、リードが変形する問題が
多発する。しかし、この板状体では、リードLは第1の
導電箔60に一体で支持されるため、第1の導電箔60
が変形しない限り、リードが変形することは無くなる。
従って、リードLへのボンディングも変形が無いために
安定してできる特徴を有する。リードフレームを説明す
る第2の実施の形態本発明に依るリードフレームは、図
3Bに示す如く、平坦な第1の主面41と第2の主面4
2を有する第1の導電箔60と、前記第1の導電箔60
の前記第1の主面41に熱硬化性樹脂層50Aで貼着さ
れた第2の導電箔61をエッチングして形成された導電
パターン51と、前記導電パターン51を被覆したオー
バーコート樹脂層44とを備え、前記導電パターン51
で形成される半導体素子搭載領域65を多数個配列し、
前記第1の導電箔60で一体に支持されて構成される。
【0041】各構成要素は前述した板状体と同じである
ので、ここでは説明を省略する。リードフレームは長尺
の平坦な第1の主面41と第2の主面42を有する第1
の導電箔60上にブロック62毎に、第2の導電箔61
で形成された導電パターン51が多数の半導体素子搭載
領域65を形成して行列状に配置され、第1の導電箔6
0にはこのブロック62が複数個並べられている。従来
のリードフレームと異なり、各半導体素子搭載領域65
間は約50μmと極めて近接して配置される。
【0042】各ブロック62に配列されたユニットは複
数のリードLが設けられている。リードLは組み込む半
導体素子により最適のパターンに形成される。
【0043】このリードフレームは第2の導電箔61か
ら導電パターン51がエッチングで作られるので、任意
のパターンを実現でき、第2の導電箔61も薄いので極
めてファインパターン適したものとなる。
【0044】このリードフレームの製造方法を図2から
図5を参照して説明する。
【0045】本発明のリードフレームは、第1の導電箔
60の第1の主面41に熱硬化性樹脂層50Aで貼着し
た第2の導電箔61からなるシートを用意し、第2の導
電箔61をエッチングして少なくとも半導体素子搭載領
域65を多数個形成する導電パターン51を形成する工
程と、オーバーコート樹脂層で導電パターン51を被覆
する工程と、所定の導電パターン51表面をレーザーエ
ッチングで露出する工程と、露出された導電パターン5
1に選択的に導電被膜54を形成する工程から形成され
る。
【0046】第1の工程では、図2に示すように、第1
の導電箔60の第1の主面41に熱硬化性樹脂層50A
で貼着した第2の導電箔61からなるシートを用意する
ことにある。
【0047】本工程では、まず図2Aの如く、平坦な第
1の主面41と第2の主面42を有するシート状の第1
の導電箔60を用意する。この第1の導電箔60は、機
械的な支持強度を得られるCuを主材料とした導電箔、
Alを主材料とした導電箔またはFe−Ni等の合金か
ら成る導電箔等が採用される。
【0048】第1の導電箔60の厚さは、10μm〜3
00μmの範囲で選ばれ、ここでは70μmの銅箔を採
用した。しかし300μm以上でも10μm以下でも基
本的には良い。後述するように、第1の導電箔60は後
で除去されるので製造中の機械的強度が保証できれば良
い。
【0049】第2の導電箔61は導電パターン51を形
成するので、ファインパターン化が求められ、20〜3
0μmの銅箔が好ましいが、第1の導電箔と同様にエッ
チング可能なCuを主材料とした導電箔、Alを主材料
とした導電箔またはFe−Ni等の合金から成る導電箔
等が採用される。
【0050】尚、第1の導電箔60と第2の導電箔61
のシートは、所定の幅、例えば45mmでロール状に巻
かれて用意され、これが後述する各工程に搬送されても
良いし、所定の大きさにカットされた短冊状のシートが
用意され、後述する各工程に搬送されても良い。
【0051】熱硬化性樹脂層50Aは熱硬化性樹脂を有
機溶剤に溶かした液状の材料をキャスティングして第2
の導電箔61の裏面に塗布し、80℃から100℃の加
熱をして半硬化させ有機溶剤を飛ばす。従って、半硬化
の状態では熱硬化性樹脂はBステージの状態であり、熱
硬化されていない。その後に、第1の導電箔60の第1
の主面41に150℃から170℃で1.5時間程度加
熱圧着して本硬化される。
【0052】また熱硬化性樹脂層50Aにはシリカ、ア
ルミナ等のフィラーを混入して導電パターン51との熱
膨張係数を緩和すると良い。一般的にエポキシ樹脂の熱
膨張係数は50ppm/℃であり、上記したフィラー入
りのエポキシ樹脂の熱膨張係数は15〜30ppm/℃
であり、導電パターン51を形成する銅の熱膨張係数は
18ppm/℃であるので、エポキシ樹脂と銅との熱膨
張係数のミスマッチを改善できる。
【0053】また本工程では、他の実施例として熱硬化
性樹脂の代わりにUV硬化樹脂を用いることもできる。す
なわち、UV硬化樹脂を真空ラミネータで塗膜した後
に、UV照射して本硬化すると熱硬化性樹脂層50Aの
代わりにUV硬化樹脂層を形成することができる。
【0054】シートは、図2Bに示す如く、短冊状のシ
ートに多数の半導体素子搭載領域65が形成されるブロ
ック62が4〜5個離間して並べられる。各ブロック6
2間にはスリット63が設けられ、モールド工程等での
加熱処理で発生する第1の導電箔60および第2の導電
箔61の応力を吸収する。またシートの上下周端にはイ
ンデックス孔64が一定の間隔で設けられ、各工程での
位置決めに用いられる。
【0055】第2の工程は、図3に示す如く、第2の導
電箔61をエッチングして少なくとも半導体素子搭載領
域65を多数個形成する導電パターン51を形成するこ
とにある。
【0056】まず、図3Aに示す如く、第2の導電箔6
1上に、ホトレジスト(耐エッチングマスク)PRを形
成し、導電パターン51となる領域を除いた第2の導電
箔61が露出するようにホトレジストPRをパターニン
グする。そして、ホトレジストPRを介して第2の導電
箔61を選択的にエッチングする。
【0057】図3Bに具体的な導電パターン51を示
す。本図は図2Bで示したブロック62の1個を拡大し
たものに対応する。黒く塗られたユニットの1個が1つ
の半導体素子搭載領域65であり、導電パターン51を
構成し、1つのブロック62には5行5列のマトリック
ス状に多数の半導体素子搭載領域65が配列され、各半
導体素子搭載領域65毎に同一の導電パターン51が設
けられている。各ブロックの周辺には枠状のパターン6
6が設けられ、それと少し離間してその内側にダイシン
グ時の位置合わせマーク67が設けられている。枠状の
パターン66はモールド金型との嵌合に使用される。な
お、導電パターン51の一部を利用して内部の配線とし
て利用できる。
【0058】第3の工程では、図4に示す如く、オーバ
ーコート樹脂層44で導電パターン51を被覆すること
にある。
【0059】オーバーコート樹脂層44は導電パターン
51全面あるいは選択的に被覆する。オーバーコート樹
脂層44は有機溶剤で溶かしたエポキシ樹脂等をスクリ
ーン印刷で付着されるか、ロールコーターで塗布されて
熱硬化して形成される。電気的絶縁が得られれば、薄い
ほど放熱性が良くなる。
【0060】なお、オーバーコート樹脂層44はフォト
ソルダーレジストを用いても良い。この場合は露光現像
して選択的に残す方法もある。
【0061】第3の工程では、図4に示す如く、所望の
導電パターン51表面のオーバーコート樹脂層44をレ
ーザーエッチングで除去して露出することにある。
【0062】本工程では、直接描画でレーザーエッチン
グによりオーバーコート樹脂層44を選択的に取り除
き、導電パターン51を露出させる。レーザーとして
は、炭酸ガスレーザーが好ましいが、エキシマレーザー
やYAGレ−ザーも利用できる。またレーザーで絶縁樹
脂を蒸発させた後、開口部の底部に残査がある場合は、
過マンガン酸ソーダまたは過硫酸アンモニウム等でウェ
ットエッチングするかエキシマレーザー等でドライエッ
チングし、この残査を取り除く。
【0063】なお、オーバーコート樹脂層44をスクリ
ーン印刷で選択的に付着する場合はこの工程は省略でき
る。
【0064】第4の工程は、図5に示す如く、露出され
た導電パターン51に導電被膜54を形成する。
【0065】この導電被膜54は残されたオーバーコー
ト樹脂層44をマスクとして用い、金、銀あるいはパラ
ジュームを電界あるいは無電界メッキで付着され、ボン
ディングパッドとして活用される。
【0066】例えば銀の導電被膜54にはAu細線が接
着できるため、ワイヤーボンディングも可能となる。従
ってこれらの導電被膜54をそのままボンディングパッ
ドとして活用できるメリットを有する。
【0067】次に、上述した板状体またはリードフレー
ムにより発生する効果を説明する。
【0068】第1に、板状体またはリードフレームは、
薄い第2の導電箔61をエッチングして形成した導電パ
ターン51でリードLが形成されるため、リードの微細
パターンが可能となる。従ってリードの幅、リード間隔
を狭くすることができ、より平面サイズの小さいパッケ
ージが形成できる。
【0069】第2に、第1および第2の導電箔60、6
1および熱硬化性樹脂層50Aで構成されるため、必要
最小限で構成でき、極力無駄な材料を無くすことがで
き、コストを大幅に抑えた薄型の板状体またはリードフ
レームが実現できる。
【0070】第3に、リードLは、エッチングされた導
電パターン51から形成され、個別分離は封止の後に行
われるため、従来のリード間に形成されるタイバーは不
要となり、第1の導電箔60で一体に支持される。よっ
て、タイバーの形成、タイバーのカットは、本発明では
全く不要となる。半導体装置の製造方法を説明する第3
の実施の形態前述した板状体またはリードフレームを採
用し、半導体装置が製造されるまでを図6〜図12を参
照して説明する。
【0071】第1の工程は、図6に示す如く、オーバー
コート樹脂層44上の各半導体素子搭載領域65に半導
体素子52を固着し、各半導体素子搭載領域65の半導
体素子52の電極と所望の導電パターン51とを電気的
に接続する接続手段を形成することにある。
【0072】半導体素子52としては、トランジスタ、
ダイオード、ICチップ等の半導体素子である。また厚
みが厚くはなるが、CSP、BGA等のフェイスダウン
の半導体素子も実装できる。
【0073】ここでは、ベアのICチップ52がオーバ
ーコート樹脂層44上に絶縁性接着剤58でダイボンデ
ィングされ、ICチップ52の各電極はリードL上の導
電被膜54に熱圧着によるボールボンディングあるいは
超音波によるウェッヂボンディング等で固着されたボン
ディングワイヤー55を介して接続される。
【0074】本工程では、各ブロック62に多数の導電
パターン51が集積されているので、半導体素子52の
固着およびワイヤーボンディングが極めて効率的に行え
る利点がある。
【0075】第2の工程は、図7に示す如く、各半導体
素子搭載領域65の半導体素子52を一括して被覆する
封止用絶縁性樹脂50Bで共通モールドすることにあ
る。
【0076】本工程では、図7Aに示す如く、既に前の
工程で複数の導電パターン51はオーバーコート樹脂層
44で被覆されているので、封止用絶縁性樹脂50Bは
半導体素子52を被覆し、オーバーコート樹脂層44と
結合される。特に、熱硬化性樹脂層50A、オーバーコ
ート樹脂層44および封止用絶縁性樹脂50Bとは同種
のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いればお互いに馴
染みが良いのでより強力な接着強度を得られる。更に強
い接着強度を実現するには封止用絶縁性樹脂50Bでモ
ールドする前に、オーバーコート樹脂層44の表面をU
V照射もしくはプラズマ照射してオーバーコート樹脂層
44表面の樹脂の極性基を活性化すると良い。そして熱
硬化性樹脂層50A、オーバーコート樹脂層44および
封止用絶縁性樹脂50Bとで一体となりより導電パター
ン51を両面からモールドするので極めて良好な封止構
造が得られる。
【0077】また本工程では、トランスファーモール
ド、インジェクションモールド、またはディッピングに
より実現できる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑
性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。
【0078】更に、本工程でトランスファーモールドあ
るいはインジェクションモールドする際に、図7Bに示
すように各ブロック62は1つの共通のモールド金型に
半導体素子搭載領域65を納め、各ブロック毎に1つの
封止用絶縁性樹脂50Bで共通にモールドを行う。この
ために従来のトランスファーモールド等の様に各半導体
素子搭載領域を個別にモールドする方法に比べて、大幅
な樹脂量の削減が図れ、モールド金型の共通化も図れ
る。
【0079】オーバーコート樹脂層44表面に被覆され
た封止用絶縁性樹脂50Bの厚さは、半導体素子52の
最頂部から約100μm程度が被覆されるように調整さ
れている。この厚みは、強度を考慮して厚くすること
も、薄くすることも可能である。
【0080】本工程の特徴は、封止用絶縁性樹脂50B
を被覆するまでは、第1の導電箔60が支持基板とな
り、モールド後は封止用絶縁性樹脂50Bが支持基板と
なるので、従来のリードの絶縁支持基板は不要となる。
【0081】また第1の導電箔60が導電パターン51
を一体に支持し、個々に分離されないので、シート状と
して一体で取り扱え、封止用絶縁性樹脂50Bをモール
ドする際、金型への搬送、金型への実装の作業が非常に
楽になる特徴を有する。
【0082】第3の工程は、図8に示す如く、第1の導
電箔60をすべて除去することにある。
【0083】本工程は、第1の導電箔60を化学的およ
び/または物理的に除く。この工程は、研磨、研削、エ
ッチング、レーザの金属蒸発等により施される。
【0084】熱硬化性樹脂層50Aが露出するまで、第
1の導電箔60を全面ウェトエッチングするのが一番簡
便な方法である。本工程では熱硬化性樹脂層50Aが存
在するためにオーバーエッチングの心配が無く、自動化
に適した工程となる。
【0085】本工程では、第1の導電箔60は半導体素
子搭載領域65のある中央部分がエッチングされ、周辺
部は残され封止用絶縁性樹脂50Bとオーバーラップす
るので、各ブロック62がバラバラになることは無い。
【0086】第4の工程は、導電パターン51の裏面処
理を行い、図9に示す最終構造を得る。すなわち、裏面
に露出した熱硬化性樹脂層50Aに電極を形成する導電
パターン51を選択的に露出するように貫通孔73を形
成し、半田等の導電材59を被着して裏面電極56を形
成し、半導体装置として完成する。
【0087】この貫通孔73の形成には、前述したレー
ザーエッチングを用いると良い。
【0088】第5の工程は、図10に示す如く、複数個
のブロック62を封止用絶縁性樹脂50Bを当接させて
粘着シート80に貼り付けることにある。
【0089】前の工程で第1の導電箔60をエッチング
除去し裏面処理した後に、第1の導電箔60から各ブロ
ック62が切り離される。このブロック62は熱硬化性
樹脂層50Aと封止用絶縁性樹脂50Bで第1の導電箔
60の残余部と連結されているので、切断金型を用いず
機械的に導電箔60の残余部から剥がすことで達成でき
る。
【0090】本工程では、ステンレス製のリング状の金
属枠81に粘着シート80の周辺を貼り付け、粘着シー
ト80の中央部分には4個のブロック62をダイシング
時のブレードが当たらないような間隔を設けて絶縁性樹
脂50Bを当接させて貼り付けられる。粘着シート80
としてはUVシート(リンテック社製)が用いられる
が、各ブロック62は封止用絶縁性樹脂50Bで機械的
強度があるので、安価なダイシングシートでも使用でき
る。
【0091】第6の工程は、図11に示す如く、粘着シ
ート80に貼り付けられた状態で熱硬化性樹脂層50A
と封止用絶縁性樹脂50Bで一括してモールドされた各
ブロック62の各半導体素子搭載領域65の半導体素子
52の特性の測定を行うことにある。
【0092】各ブロック62の裏面には図11に示すよ
うに、裏面電極56が露出されており、各半導体素子搭
載領域65が導電パターン51形成時と全く同一にマト
リックス状に配列されている。この導電パターン51の
封止用絶縁性樹脂50Bから露出した裏面電極56にプ
ローブ68を当てて、各半導体素子搭載領域65の半導
体素子52の特性パラメータ等を個別に測定して良不良
の判定を行い、不良品には磁気インク等でマーキングを
行う。
【0093】本工程では、各半導体素子搭載領域65の
半導体装置53は封止用絶縁性樹脂50Bでブロック6
2毎に一体で支持されているので、個別にバラバラに分
離されていない。従って、粘着シート80に貼り付けら
れた複数個のブロック62をテスターの載置台に真空で
吸着させ、ブロック62毎に半導体素子搭載領域65の
サイズ分だけ矢印のように縦方向および横方向にピッチ
送りをすることで、極めて早く大量にブロック62の各
半導体素子搭載領域65の半導体装置53の測定を行え
る。すなわち、従来必要であった半導体装置の表裏の判
別、電極の位置の認識等が不要にでき、更に複数個のブ
ロック62を同時に処理するので、測定時間の大幅な短
縮を図れる。
【0094】第7の工程は、図12に示す如く、粘着シ
ート80に貼り付けられた状態でブロック62の熱硬化
性樹脂層50Aと封止用絶縁性樹脂50Bを各半導体素
子搭載領域65毎にダイシングにより分離することにあ
る。
【0095】本工程では、粘着シート80に貼り付けら
れた複数個のブロック62をダイシング装置の載置台に
真空で吸着させ、ダイシングブレード69で各半導体素
子搭載領域65間のダイシングライン70に沿って熱硬
化性樹脂層50Aと封止用封止用絶縁性樹脂50Bをダ
イシングし、個別の半導体装置53に分離する。
【0096】本工程で、ダイシングブレード69は完全
に熱硬化性樹脂層50Aと封止用絶縁性樹脂50Bを切
断し粘着シートの表面に達する切削深さでダイシングを
行い、完全に各半導体素子搭載領域65毎に分離する。
ダイシング時は予め前述したリードフレーム形成時に設
けた各ブロックの周辺の枠状のパターン66の内側に設
けた位置合わせマーク67を認識して、これを基準とし
てダイシングを行う。周知ではあるが、ダイシングは縦
方向にすべてのダイシングライン70をダイシングをし
た後、載置台を90度回転させて横方向のダイシングラ
イン70に従ってダイシングを行う。
【0097】また本工程では、ダイシングライン70に
は熱硬化性樹脂層50Aとその上に結合された封止用絶
縁性樹脂50Bしか存在しないので、ダイシングブレー
ド69の摩耗は少なく、金属バリも発生せず極めて正確
な外形にダイシングできる特徴がある。
【0098】更に本工程後でも、ダイシング後も粘着シ
ート80の働きで個別の半導体装置にバラバラになら
ず、その後のテーピング工程でも効率よく作業できる。
すなわち、粘着シート80に一体に支持された半導体装
置は良品のみを識別してキャリアテープの収納孔に吸着
コレットで粘着シート80から離脱させて収納できる。
このために微小な半導体装置であっても、テーピングま
で一度もバラバラに分離されない特徴がある。
【0099】以上に本発明の製造方法を詳述したが、測
定工程とダイシング工程を逆にしても粘着シート80で
一体に支持されているので、問題なく測定をテスターで
行えることは言うまでもない。ただダイシング後は粘着
シート80での支持のために測定時に粘着シート80が
撓むことを配慮すれば足りる。板状体またはリードフレ
ームを説明する第4の実施の形態図13は、図1に示し
た板状体または図3Bに示したリードフレームの改良で
あり、第1の導電箔60を裏面電極56として用い、第
1の導電箔60と第2の導電メッキ層74で2層配線も
実現できるものである。従って、変更点を主に説明す
る。なお、同一構成要素には同一符号を用いた。
【0100】本発明の板状体は、平坦な第1の主面41
と第2の主面42を有する第1の導電箔60と、前記第
1の導電箔60の前記第1の主面41を覆う熱硬化性樹
脂層50Aと、前記熱硬化性樹脂層50A上に設け、前
記第1の導電箔60と所望の個所で接触する第2の導電
メッキ層74と、前記第2の導電メッキ層74をエッチ
ングして形成される導電パターン51と、前記導電パタ
ーン51を被覆するオーバーコート樹脂層44とから構
成される。
【0101】また本発明のリードフレームは、平坦な第
1の主面41と第2の主面42を有する第1の導電箔6
0と、前記第1の導電箔60の前記第1の主面41を覆
う熱硬化性樹脂層50Aと、前記熱硬化性樹脂層50A
上に設け、前記第1の導電箔60と所望の個所で接触す
る第2の導電メッキ層74と、前記第2の導電メッキ層
74をエッチングして形成される導電パターン51と、
前記導電パターン51を被覆するオーバーコート樹脂層
44とを備え、前記導電パターン51で形成される半導
体素子搭載領域65を多数個配列し、前記第1の導電箔
60で一体に支持して構成される。
【0102】本発明の板状体またはリードフレームで
は、前述した実施の形態と同様に第1の導電箔60を導
電パターン51の支持手段として用い、更にこの第1の
導電箔60を裏面電極56として用いるので第2の導電
メッキ層74を用いる点が異なる。
【0103】この板状体は、図13に示すように、第1
の導電箔60としては、Cuを主材料とした導電箔、A
lを主材料とした導電箔、またはFe−Ni等の合金か
ら成る導電箔等を用いることができる。第1の導電箔6
0は平板状あるいはシート状であり、平坦な第1の主面
41および第2の主面42を有し、支持できる機械的な
強度があればよい。具体的には、厚さ70μm程度のC
u箔を用いる。この厚さは要求される裏面電極の厚さに
より適宜選択され、ファインパターンが求められるとよ
り薄くされ、ヒートシンクを兼ねた突起電極が求められ
ると100μm以上に厚く形成されると良い。
【0104】熱硬化性樹脂層50Aとしては、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられ、第1の導電箔60の
第1の主面41を被覆するように設けられる。この熱硬
化性樹脂層50Aは熱硬化性樹脂を有機溶剤に溶かした
液状の材料をキャスティングして第1の導電箔60の第
1の主面41に塗布し、半硬化して有機溶剤を飛ばした
後に本硬化して形成される。また熱硬化性樹脂層50A
にはシリカ、アルミナ等のフィラーを混入して導電パタ
ーン51との熱膨張係数を緩和すると良い。一般的にエ
ポキシ樹脂の熱膨張係数は50ppm/℃であり、上記
したフィラー入りのエポキシ樹脂の熱膨張係数は15〜
30ppm/℃であり、導電パターン51を形成する銅
の熱膨張係数は18ppm/℃であるので、エポキシ樹
脂と銅との熱膨張係数のミスマッチを改善できる。
【0105】更に熱硬化性樹脂層50Aは予め半硬化し
たシート状のフィルムを第1の導電箔60の第1の主面
41に貼り付けて、加熱して本硬化しても良い。
【0106】第2の導電メッキ層74としては、Cuを
無電界および電界メッキして熱硬化性樹脂層50A表面
に付着して形成される。厚みは20〜30μm程度と極
めて薄い方が導電パターンのファインパターン化に寄与
できる。第1の導電箔60と電気的に接続される個所の
熱硬化性樹脂層50Aは選択的に除去されており、第2
の導電メッキ層74を形成時に同時に接続をされるの
で、スルーホール処理は不要となる。
【0107】導電パターン51は第2の導電メッキ層7
4をエッチングして形成され、半導体素子搭載領域65
に近接して設けられる複数のリードLで形成されてい
る。なお、導電パターン51は必要に応じて内部配線も
形成できる。導電パターン51のボンディング領域には
導電被膜54が採用され、ボンディングワイヤーを固着
するために用いられる。この導電被膜54として考えら
れる材料は、Ag、Au、PtまたはPd等であり、蒸
着、スパッタリング、CVD等の低真空、または高真空
下の被着、メッキまたは焼結等により被覆される。ま
た、導電被膜54は複数層に積層された導電被膜の最上
層に形成されても良い。例えば、Cuの導電パターン5
1の上には、Ni被膜、Au被膜の二層が順に被着され
たもの、Ag被膜、Ni被膜の二層が順に被覆されたも
のが形成できる。尚、これら導電被膜の種類、積層構造
は、これ以外にも多数あるが、ここでは省略をする。
【0108】オーバーコート樹脂層44はボンディング
領域を除く導電パターン51を被覆する。この上に装着
される半導体素子と導電パターン51の電気的な絶縁を
得るためである。オーバーコート樹脂層44は有機溶剤
で溶かしたエポキシ樹脂等をスクリーン印刷で付着され
るか、ロールコーターで塗布されて形成される。電気的
絶縁が得られれば、薄いほど放熱性が良くなる。
【0109】板状体の周端にはガイド孔43を設けて製
造時の位置決め等に用いると良い。
【0110】本発明の板状体では、第1の導電箔60を
機械的な支持材料および裏面電極56として用い、この
上に熱硬化性樹脂層50A、第2の導電メッキ層74で
形成された導電パターン51からなるリードL、これを
被覆するオーバーコート樹脂層44のみで最終的にリー
ドフレームとして機能させることができる。従って、板
状体は従来のリードフレーム異なり、極めて省資源のリ
ードフレームを実現でき且つ多層配線も実現できる。
【0111】また、従来構造のリードフレームでは、タ
イバーに支持されたリードは最終形状に完全に抜かれて
パターニングされているため、リードが変形する問題が
多発する。しかし、この板状体では、リードLは第1の
導電箔60に一体で支持されるため、第1の導電箔60
が変形しない限り、リードが変形することは無くなる。
従って、リードLへのボンディングも変形が無いために
安定してできる特徴を有する。
【0112】本発明のリードフレームは、図17Bに示
すように、多数の導電パターン51のユニットを行列状
に配置したもので、構造上は板状体と同じである。
【0113】次に図14から図19を参照して、このリ
ードフレームの製造方法を説明する。
【0114】このリードフレームは、第1の導電箔60
を用意する工程と、第1の導電箔60の第1の主面41
に熱硬化性樹脂層50Aを付着し、第1の導電箔60と
電気的な接続をする個所の熱硬化性樹脂層50Aを除去
する工程と、第2の導電メッキ層74を付着する工程
と、第2の導電メッキ層74をエッチングして導電パタ
ーン51を形成する工程と、導電パターン51をオーバ
ーコート樹脂層44で被覆する工程と、ボンデイング領
域となる導電パターン51上のオーバーコート樹脂層4
4を除去して導電被膜54を形成する工程から構成され
ている。
【0115】第1の工程は、図14に示す如く、第1の
導電箔60を用意することにある。
【0116】本工程では、まず図14Aの如く、平坦な
第1の主面41と第2の主面42を有するシート状の第
1の導電箔60を用意する。この第1の導電箔60は、
機械的な支持強度を得られるCuを主材料とした導電
箔、Alを主材料とした導電箔またはFe−Ni等の合
金から成る導電箔等が採用される。
【0117】第1の導電箔60の厚さは、10μm〜3
00μmの範囲で選ばれ、ここでは70μmの銅箔を採
用した。しかし300μm以上でも10μm以下でも基
本的には良い。後述するように、第1の導電箔60は後
で裏面電極となるので製造中の機械的強度が保証と裏面
電極の厚さが確保できれば良い。
【0118】尚、第1の導電箔60は、所定の幅、例え
ば45mmでロール状に巻かれて用意され、これが後述
する各工程に搬送されても良いし、所定の大きさにカッ
トされた短冊状のシートが用意され、後述する各工程に
搬送されても良い。
【0119】また第1の導電箔60は、図14Bに示す
如く、短冊状のシートに多数の半導体素子搭載領域65
が形成されるブロック62が4〜5個離間して並べられ
る。各ブロック62間にはスリット63が設けられ、モ
ールド工程等での加熱処理で発生する第1の導電箔60
の応力を吸収する。またシートの上下周端にはインデッ
クス孔64が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決
めに用いられる。
【0120】第2の工程は、図15に示す如く、第1の
導電箔60の第1の主面41に熱硬化性樹脂層50Aを
付着し、第1の導電箔60と電気的な接続をする個所の
熱硬化性樹脂層50Aを除去することにある。
【0121】本工程では、熱硬化性樹脂層50Aとして
は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられ、第1の
導電箔60の第1の主面41全面を被覆するように設け
られる。この熱硬化性樹脂層50Aは熱硬化性樹脂を有
機溶剤に溶かした液状の材料をキャスティングして第1
の導電箔60表面に塗布し、80℃から100℃の加熱
をして半硬化させ有機溶剤を飛ばした後に、150℃か
ら170℃で1.5時間程度加熱して本硬化して形成さ
れる。従って、半硬化の状態では熱硬化性樹脂はBステ
ージの状態であり、熱硬化されていない。
【0122】また熱硬化性樹脂層50Aにはシリカ、ア
ルミナ等のフィラーを混入して第1の導電箔60との熱
膨張係数を緩和すると良い。一般的にエポキシ樹脂の熱
膨張係数は50ppm/℃であり、上記したフィラー入
りのエポキシ樹脂の熱膨張係数は15〜30ppm/℃
であり、第1の導電箔60を形成する銅の熱膨張係数は
18ppm/℃であるので、エポキシ樹脂と銅との熱膨
張係数のミスマッチを改善できる。
【0123】他の方法として、熱硬化性樹脂層50Aは
予め半硬化したシート状の熱硬化性樹脂フィルムを加熱
圧着して本硬化して、溶融したエポキシ樹脂で第1の導
電箔60の第1の主面41に付着する方法も採用でき
る。熱硬化性樹脂フィルムをその表面をクッション紙で
覆い、1cm2当たり100kgで圧着して150℃か
ら170℃で加熱して溶融したエポキシ樹脂で第1の導
電箔60表面を被覆した状態で本硬化させる。
【0124】また本工程では、他の実施例として熱硬化
性樹脂層50Aの代わりにUV硬化樹脂を用いることも
できる。すなわち、UV硬化樹脂を真空ラミネータで塗
膜した後に、UV照射、現像して本硬化すると、第1の
導電箔60表面を被覆するようにUV硬化樹脂を形成す
ることができる。この場合は、次の第1の導電箔60と
のビアホール形成が一緒に行えるので、工程が簡単にな
る。
【0125】続いて、第1の導電箔60と電気的な接続
をする個所の熱硬化性樹脂層50Aを除去することにあ
る。ここでは、直接描画でレーザーエッチングにより熱
硬化性樹脂層50Aを選択的に取り除き、第1の導電箔
60までビアホール73を設けて選択的に露出させる。
レーザーとしては、炭酸ガスレーザーが好ましいが、エ
キシマレーザーやYAGレ−ザーも利用できる。またレ
ーザーで絶縁樹脂を蒸発させた後、開口部の底部に残査
がある場合は、過マンガン酸ソーダまたは過硫酸アンモ
ニウム等でウェットエッチングもしくはエキシマレーザ
ー等でドライエッチングし、この残査を取り除く。
【0126】第3の工程は、図16に示す如く、第2の
導電メッキ層74を付着することにある。
【0127】ビアホール73を含む熱硬化性樹脂層50
A全面に第2の導電メッキ層74をマスクなしで形成す
る。この第2の導電メッキ層74は無電解メッキと電解
メッキの両方で形成され、ここでは、無電解メッキによ
り約2μmのCuを少なくともビアホール73を含む熱
硬化性樹脂層50A全面に形成する。これにより第2の
導電メッキ層74と第1の導電箔60が電気的に導通す
るため、第1の導電箔60を電極にして電解メッキを行
い、約20μmのCuをメッキする。これによりビアホ
ール73はCuの第2の導電メッキ層74で埋め込まれ
る。また第2の導電メッキ層74は、ここではCuを採
用したが、Au、Ag、Pd等を採用しても良い。また
マスクを使用して部分メッキをしても良い。
【0128】第4の工程は、図17に示す如く、第2の
導電メッキ層74をエッチングして導電パターン51を
形成する。
【0129】第2の導電メッキ層74上に所望のパター
ンのホトレジスト層で被覆し、図17Bに示すように周
辺に設けたボンディング領域およびボンディング領域か
ら中央に延在される導電パターン51をケミカルエッチ
ングにより形成する。第2の導電メッキ層74はCuを
主材料とするものであるので、エッチング液は、塩化第
2鉄または塩化第2銅を用いれば良い。具体的なパター
ンは後で図24を参照して説明する。
【0130】第2の導電メッキ層74は厚さが5〜20
μm程度に形成されているので、導電パターン51は2
0μm以下のファインパターンに形成できる利点があ
る。従って、導電パターン51の一部を利用して内部の
配線として利用できる。
【0131】第5の工程は、図18に示す如く、導電パ
ターン51をオーバーコート樹脂層44で被覆すること
にある。
【0132】オーバーコート樹脂層44は導電パターン
51全面あるいは選択的に被覆する。オーバーコート樹
脂層44は有機溶剤で溶かしたエポキシ樹脂等をスクリ
ーン印刷で付着されるか、ロールコーターで塗布されて
熱硬化して形成される。電気的絶縁が得られれば、薄い
ほど放熱性が良くなる。
【0133】なお、オーバーコート樹脂層44はフォト
ソルダーレジストを用いても良い。この場合は露光現像
して選択的に残す方法もある。
【0134】第6の工程は、図19に示す如く、ボンデ
イング領域となる導電パターン51上のオーバーコート
樹脂層44を除去して導電被膜54を形成することにあ
る。
【0135】最初に、所望の導電パターン51表面のオ
ーバーコート樹脂層44をレーザーエッチングで除去し
て露出する。
【0136】ここでは、直接描画でレーザーエッチング
によりオーバーコート樹脂層44を選択的に取り除き、
導電パターン51を露出させる。レーザーとしては、炭
酸ガスレーザーが好ましいが、エキシマレーザーやYA
Gレ−ザーも利用できる。またレーザーで絶縁樹脂を蒸
発させた後、開口部の底部に残査がある場合は、過マン
ガン酸ソーダまたは過硫酸アンモニウム等でウェットエ
ッチングするかエキシマレーザー等でドライエッチング
し、この残査を取り除く。
【0137】なお、オーバーコート樹脂層44をスクリ
ーン印刷で選択的に付着する場合はこの工程は省略でき
る。
【0138】続いて、露出された導電パターン51に導
電被膜54を形成する。この導電被膜54は残されたオ
ーバーコート樹脂層44をマスクとして用い、金、銀あ
るいはパラジュームを電界あるいは無電界メッキで付着
され、ボンディングパッドとして活用される。
【0139】例えば銀の導電被膜54にはAu細線が接
着できるため、ワイヤーボンディングも可能となる。従
ってこれらの導電被膜54をそのままボンディングパッ
ドとして活用できるメリットを有する。
【0140】図24を参照して、具体化された本発明の
リードフレームを説明する。まず、実線で示すパターン
は導電パターン51であり、点線で示すパターンは第1
の導電箔60で形成された裏面電極56である。導電パ
ターン51は半導体ベアチップ52を取り巻くようにボ
ンディングパッドとして働く導電被膜54が周辺に設け
られ、一部では2段に配置されて多パッドを有する半導
体ベアチップ52に対応している。ボンディングパッド
は半導体ベアチップ52の対応する電極パッド75とボ
ンディングワイヤー55で接続され、ボンディングパッ
ドからファインパターンの導電パターン51が半導体ベ
アチップ52の下に多数延在されて、黒丸で示すビアホ
ール73で裏面電極56と接続されている。
【0141】斯かる構造であれば、200以上のパッド
を有する半導体回路素子でも、導電パターン51のファ
インパターンを利用して所望の裏面電極56まで多層配
線構造で延在でき、裏面電極56から外部回路への接続
が行える。なお、図24では熱硬化性樹脂層50A、封
止用絶縁性樹脂50Bおよびオーバーコート樹脂層44
等は説明のために省略している。
【0142】上述した板状体またはリードフレームは、
導電パターンと多層導電パターンで多層配線を実現でき
るので、極めてパッド数の多い半導体チップでも実装可
能となり、高価なリードフレームを用いない実装構造を
実現できる。
【0143】次に、上述した板状体またはリードフレー
ムにより発生する効果を説明する。
【0144】第1に、板状体またはリードフレームは、
薄い第2の導電メッキ層74をエッチングして形成した
導電パターン51でリードLが形成されるため、リード
の微細パターンが可能となる。従ってリードの幅、リー
ド間隔を狭くすることができ、より平面サイズの小さい
パッケージが形成できる。
【0145】第2に、第1の導電箔60、第2の導電メ
ッキ層61および熱硬化性樹脂層50Aで構成されるた
め、必要最小限で構成でき、極力無駄な材料を無くすこ
とができ、コストを大幅に抑えた薄型で多層の板状体ま
たはリードフレームが実現できる。
【0146】第3に、リードLは、エッチングされた導
電パターン51から形成され、個別分離は封止の後に行
われるため、従来のリード間に形成されるタイバーは不
要となり、第1の導電箔60で一体に支持される。よっ
て、タイバーの形成、タイバーのカットは、本発明では
全く不要となる。半導体装置の製造方法を説明する第5
の実施の形態前述した第4の実施の形態の板状体または
リードフレームを採用し、半導体装置が製造されるまで
を図20〜図23を参照して説明する。
【0147】第1の工程は、図20に示す如く、オーバ
ーコート樹脂層44上の各半導体素子搭載領域65に半
導体素子52を固着し、各半導体素子搭載領域65の半
導体素子52の電極と所望の導電パターン51とを電気
的に接続する接続手段を形成することにある。
【0148】半導体素子52としては、トランジスタ、
ダイオード、ICチップ等の半導体素子である。また厚
みが厚くはなるが、CSP、BGA等のフェイスダウン
の半導体素子も実装できる。
【0149】ここでは、ベアのICチップ52がオーバ
ーコート樹脂層44上に絶縁性接着剤でダイボンディン
グされ、ICチップ52の各電極はリードL上の導電被
膜54に熱圧着によるボールボンディングあるいは超音
波によるウェッヂボンディング等で固着されたボンディ
ングワイヤー55を介して接続される。
【0150】本工程では、各ブロック62に多数の導電
パターン51が集積されているので、半導体素子52の
固着およびワイヤーボンディングが極めて効率的に行え
る利点がある。
【0151】第2の工程は、図21に示す如く、各半導
体素子搭載領域65の半導体素子52を一括して被覆す
る封止用絶縁性樹脂50Bで共通モールドすることにあ
る。
【0152】本工程では、図21Aに示す如く、既に前
の工程で複数の導電パターン51はオーバーコート樹脂
層44で被覆されているので、封止用絶縁性樹脂50B
は半導体素子52を被覆し、オーバーコート樹脂層44
と結合される。特に、熱硬化性樹脂層50A、オーバー
コート樹脂層44および封止用絶縁性樹脂50Bとは同
種のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いればお互いに
馴染みが良いのでより強力な接着強度を得られる。更に
強い接着強度を実現するには封止用絶縁性樹脂50Bで
モールドする前に、オーバーコート樹脂層44の表面を
UV照射もしくはプラズマ照射してオーバーコート樹脂
層44表面の樹脂の極性基を活性化すると良い。そして
熱硬化性樹脂層50A、オーバーコート樹脂層44およ
び封止用絶縁性樹脂50Bとで一体となりより導電パタ
ーン51を両面からモールドするので極めて良好な封止
構造が得られる。
【0153】また本工程では、トランスファーモール
ド、インジェクションモールド、またはディッピングに
より実現できる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポ
リイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑
性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。
【0154】更に、本工程でトランスファーモールドあ
るいはインジェクションモールドする際に、図21Bに
示すように各ブロック62は1つの共通のモールド金型
に半導体素子搭載領域65を納め、各ブロック毎に1つ
の封止用絶縁性樹脂50Bで共通にモールドを行う。こ
のために従来のトランスファーモールド等の様に各半導
体素子搭載領域を個別にモールドする方法に比べて、大
幅な樹脂量の削減が図れ、モールド金型の共通化も図れ
る。
【0155】オーバーコート樹脂層44表面に被覆され
た封止用絶縁性樹脂50Bの厚さは、半導体素子52の
最頂部から約100μm程度が被覆されるように調整さ
れている。この厚みは、強度を考慮して厚くすること
も、薄くすることも可能である。
【0156】本工程の特徴は、封止用絶縁性樹脂50B
を被覆するまでは、第1の導電箔60が支持基板とな
り、モールド後は封止用絶縁性樹脂50Bが支持基板と
なるので、従来のリードの絶縁支持基板は不要となる。
【0157】また第1の導電箔60が導電パターン51
を一体に支持し、個々に分離されないので、シート状と
して一体で取り扱え、封止用絶縁性樹脂50Bをモール
ドする際、金型への搬送、金型への実装の作業が非常に
楽になる特徴を有する。
【0158】第3の工程は、図22に示す如く、第1の
導電箔60を裏面電極56となる部分を除いて除去する
ことにある。
【0159】本工程では第1の導電箔60の第2の主面
42にレジスト層59を裏面電極56に対応する部分に
付着し、このレジスト層59をマスクとして第1の導電
箔60の塩化第二鉄等の溶液で化学的なエッチングを行
う。この結果、裏面電極56部分の第1の導電箔60が
選択的に残され、他の部分は熱硬化性樹脂層50Aの底
面が露出される。この結果、第1の導電箔60が裏面電
極56となってそれぞれが電気的に分離される。
【0160】この結果、熱硬化性樹脂層50Aの裏面か
ら約70μmほど突出した裏面電極56が突起電極とし
て形成される。
【0161】更に、第4の工程は裏面電極56の裏面処
理を行う。すなわち、その表面に半田等の導電材を被着
した裏面電極56を形成し、半導体装置として完成す
る。この場合半田等の導電材は裏面電極56の側面まで
回り、プリント基板の導電路と裏面電極56の表面及び
側面で固着でき、固着強度が増加する。
【0162】更にまた、裏面電極56に薄い金メッキ層
を設けると、ランドグリッドアレイ(LGA)構造を実
現できる。
【0163】この裏面処理では、裏面電極56のみが熱
硬化性樹脂層50Aおよび絶縁性樹脂50Bから露出さ
れているので、マスクを用いる必要が無く極めて簡単に
できる利点がある。
【0164】以降の測定およびダイシング工程は前述し
た第3の実施の形態で説明した図10から図12と同じ
であるので、ここでは説明を省略する。
【0165】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の板状体またはリードフレームは、第1の導電箔を支持
材料として用い、第2の導電箔または第2の導電メッキ
層をエッチングして形成した導電パターンをリードやア
イランドとして用いることを特徴とする。この結果、導
電パターンはエッチングで形成されるので、リードをフ
ァインパターン化でき、より微細な板状体またはリード
フレームが可能となる。
【0166】また、リードは導電パターンとして第1の
導電箔と一体で構成されるため、変形や反り等が抑制で
き、リードのタイバー、吊りリードを不要とすることが
できる。
【0167】更には、封止用絶縁性樹脂で封止した後に
第1の導電箔を除去するので、リードの位置ずれも無く
所定の位置にリードを配置することができる。
【0168】また封止用絶縁性樹脂内に、リード全域が
配置されるので、個別分離した後もリードの変形も無く
することができる。
【0169】また板状体あるいはリードフレームは主に
Cuを主材料で構成するので、極めて安価で、薄く、小
型の半導体装置を可能にできる。
【0170】また、薄い第2の導電箔または第2の導電
メッキ層で導電パターンを形成するので、導電パターン
を微細化でき同時に導電パターンと封止用絶縁性樹脂と
の接着強度が強くなり、薄型でありながら良好な封止構
造を実現できる。
【0171】また、各ブロックに極めて近接して多数の
半導体素子搭載領域を形成できるので、極めて小さい面
積で多数の半導体素子を組み立てられるリードフレーム
を実現できる。更に導電パターンと裏面電極を用いると
多層配線が可能となり、極めて多ピンの半導体素子の組
立に使用できるリードフレームを実現できる。
【0172】また板状体またはリードフレームで製造さ
れる半導体装置は、半導体素子、リードの導電パターン
および絶縁性樹脂の必要最小限で構成され、資源に無駄
のない半導体装置となる。よってコストを大幅に低減で
きる半導体装置を実現できる。また絶縁性樹脂の被覆膜
厚、導電箔の厚みを最適値にすることにより、非常に小
型化、薄型化および軽量化された半導体装置を実現でき
る。
【0173】また導電パターンの裏面のみを絶縁性樹脂
から露出しているため、導電路の裏面が直ちに外部との
接続に供することができ、従来構造のフレキシブルシー
トの如くスルーホール等の加工を不要にできる利点を有
する。
【0174】しかも半導体素子が直接あるいは極めて近
接してアイランドや熱硬化性樹脂層上に固着されている
ので、半導体素子から発生する熱をアイランド等の導電
パターンまたは裏面電極を介して直接実装基板に熱を伝
えることができる。特にこの放熱により、パワー素子の
実装も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の板状体の第1の実施の形態を説明する
図である。
【図2】本発明のリードフレームの製造方法の第2の実
施の形態を説明する図である。
【図3】本発明のリードフレームの製造方法の第2の実
施の形態を説明する図である。
【図4】本発明のリードフレームの製造方法の第2の実
施の形態を説明する図である。
【図5】本発明のリードフレームの製造方法の第2の実
施の形態を説明する図である。
【図6】本発明の板状体またはリードフレームを採用し
た半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明する
図である。
【図7】本発明の板状体またはリードフレームを採用し
た半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明する
図である。
【図8】本発明の板状体またはリードフレームを採用し
た半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明する
図である。
【図9】本発明の板状体またはリードフレームを採用し
た半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明する
図である。
【図10】本発明の板状体またはリードフレームを採用
した半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明す
る図である。
【図11】本発明の板状体またはリードフレームを採用
した半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明す
る図である。
【図12】本発明の板状体またはリードフレームを採用
した半導体装置の製造方法の第3の実施の形態を説明す
る図である。
【図13】本発明の板状体またはリードフレームの第4
の実施の形態を説明する図である。
【図14】本発明のリードフレームの製造方法の第4の
実施の形態を説明する図である。
【図15】本発明のリードフレームの製造方法の第4の
実施の形態を説明する図である。
【図16】本発明のリードフレームの製造方法の第4の
実施の形態を説明する図である。
【図17】本発明のリードフレームの製造方法の第4の
実施の形態を説明する図である。
【図18】本発明のリードフレームの製造方法の第4の
実施の形態を説明する図である。
【図19】本発明のリードフレームの製造方法の第4の
実施の形態を説明する図である。
【図20】本発明のリードフレームを採用した半導体装
置の製造方法の第5の実施の形態を説明する図である。
【図21】本発明のリードフレームを採用した半導体装
置の製造方法の第5の実施の形態を説明する図である。
【図22】本発明のリードフレームを採用した半導体装
置の製造方法の第5の実施の形態を説明する図である。
【図23】本発明のリードフレームを採用した半導体装
置の製造方法の第5の実施の形態を説明する図である。
【図24】本発明の具体化されたリードフレームの第4
の実施の形態を説明する図である。
【図25】従来のプリント基板への実装構造を説明する
図である。
【図26】従来のリードフレームを説明する図である。
【図27】支持基板としてフレキシブルシートを採用し
た半導体装置を説明する図である。
【符号の説明】
41 第1の主面 42 第2の主面 50A 熱硬化性樹脂層 50B 封止用絶縁性樹脂 51 導電パターン 54 導電被膜 56 裏面電極 60 第1の導電箔 61 第2の導電箔 74 第2の導電メッキ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/12 501 H01L 23/12 501T 501W (72)発明者 中村 岳史 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 小林 義幸 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F061 AA01 BA01 CA21 CB13 DD12 EA03 5F067 AA01 AA09 AA11 AB04 BA03 BB01 BC12 BD05 BE05 BE06 DA16 DE00

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平坦な第1の主面と第2の主面を有する
    第1の導電箔と、 前記第1の導電箔の前記第1の主面に熱硬化性樹脂層で
    貼着された第2の導電箔と、 前記第2の導電箔をエッチングして形成された導電パタ
    ーンと、 前記導電パターンを被覆するオーバーコート樹脂層を具
    備することを特徴とする板状体。
  2. 【請求項2】 前記導電パターンは半導体素子搭載領域
    に近接して設けられる複数のリードを含むことを特徴と
    した請求項1記載の板状体。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2の導電箔は銅、アル
    ミニウム、鉄−ニッケルのいずれかで構成されることを
    特徴とする請求項1に記載された板状体。
  4. 【請求項4】 前記オーバーコート樹脂層から露出され
    た前記導電パターン上には前記導電パターンとは異なる
    金属材料より成る導電被膜を設けることを特徴とする請
    求項1に記載された板状体。
  5. 【請求項5】 前記導電被膜は金、銀あるいはパラジウ
    ムメッキで構成されることを特徴とする請求項4に記載
    された板状体。
  6. 【請求項6】 前記導電被膜は前記リードのボンディン
    グ領域に形成されることを特徴とする請求項4に記載の
    板状体。
  7. 【請求項7】 平坦な第1の主面と第2の主面を有する
    第1の導電箔と、 前記第1の導電箔の前記第1の主面に熱硬化性樹脂層で
    貼着された第2の導電箔をエッチングして形成された導
    電パターンと、 前記導電パターンを被覆したオーバーコート樹脂層とを
    備え、 前記導電パターンで形成される半導体素子搭載領域を多
    数個配列し、前記第1の導電箔で一体に支持することを
    特徴とするリードフレーム。
  8. 【請求項8】 前記導電パターンは半導体素子搭載領域
    に近接して設けられる複数のリードを形成することを特
    徴とする請求項7に記載のリードフレーム。
  9. 【請求項9】 前記半導体素子搭載領域に形成される前
    記複数のリードを一単位としたユニットがマトリックス
    状に配置されることを特徴とする請求項8に記載のリー
    ドフレーム。
  10. 【請求項10】 前記複数のリードを一単位としたユニ
    ットがマトリックス状に配置されてブロックを形成し、
    前記第1の導電箔で一体に支持することを特徴とする請
    求項8に記載のリードフレーム。
  11. 【請求項11】 前記第1の導電箔は前記複数の前記ブ
    ロックを一体で支持することを特徴とする請求項10に
    記載のリードフレーム。
  12. 【請求項12】 前記第1および第2の導電箔は、C
    u、Al、Fe−Ni合金から成ることを特徴とする請
    求項7に記載のリードフレーム。
  13. 【請求項13】 前記リードの上面には、前記第2の導
    電箔とは異なる材料の導電被膜が形成されることを特徴
    とする請求項8から請求項12のいずれかに記載のリー
    ドフレーム。
  14. 【請求項14】 前記導電被膜は、Ni、Au、Agま
    たはPdから成ることを特徴とする請求項13に記載の
    リードフレーム。
  15. 【請求項15】 前記導電被膜は前記リードのボンディ
    ング領域に形成されることを特徴とする請求項13に記
    載のリードフレーム。
  16. 【請求項16】 平坦な第1の主面と第2の主面を有す
    る第1の導電箔と、 前記第1の導電箔の前記第1の主面を覆う熱硬化性樹脂
    層と、 前記熱硬化性樹脂層上に設け、前記第1の導電箔と所望
    の個所で接触する第2の導電メッキ層と、 前記第2の導電メッキ層をエッチングして形成される導
    電パターンと、 前記導電パターンを被覆するオーバーコート樹脂層とを
    具備することを特徴とする板状体。
  17. 【請求項17】 前記導電パターンは半導体素子搭載領
    域に近接して設けられる複数のリードのみで形成されて
    いることを特徴とした請求項16記載の板状体。
  18. 【請求項18】 前記第1の導電箔は銅、アルミニウ
    ム、鉄−ニッケルのいずれかで構成されることを特徴と
    する請求項16に記載された板状体。
  19. 【請求項19】 前記第2の導電メッキ層は銅で構成さ
    れることを特徴とする請求項16に記載された板状体。
  20. 【請求項20】 前記オーバーコート樹脂層から露出さ
    れた前記導電パターン上には前記第2の導電メッキ層と
    は異なる金属材料より成る導電被膜を設けることを特徴
    とする請求項17に記載された板状体。
  21. 【請求項21】 前記導電被膜は金、銀あるいはパラジ
    ウムメッキで構成されることを特徴とする請求項20に
    記載された板状体。
  22. 【請求項22】 前記導電被膜は前記リードのボンディ
    ング領域に形成されることを特徴とする請求項20に記
    載の板状体。
  23. 【請求項23】 平坦な第1の主面と第2の主面を有す
    る第1の導電箔と、 前記第1の導電箔の前記第1の主面を覆う熱硬化性樹脂
    層と、 前記熱硬化性樹脂層上に設け、前記第1の導電箔と所望
    の個所で接触する第2の導電メッキ層と、 前記第2の導電メッキ層をエッチングして形成される導
    電パターンと、 前記導電パターンを被覆するオーバーコート樹脂層とを
    備え、 前記導電パターンで形成される半導体素子搭載領域を多
    数個配列し、前記第1の導電箔で一体に支持することを
    特徴とするリードフレーム。
  24. 【請求項24】 前記導電パターンは半導体素子搭載領
    域に近接して設けられる複数のリードを形成することを
    特徴とする請求項23に記載のリードフレーム。
  25. 【請求項25】 前記半導体素子搭載領域に形成される
    前記複数のリードを一単位としたユニットがマトリック
    ス状に配置されることを特徴とする請求項23に記載の
    リードフレーム。
  26. 【請求項26】 前記複数のリードを一単位としたユニ
    ットがマトリックス状に配置されてブロックを形成し、
    前記第1の導電箔で一体に支持することを特徴とする請
    求項23に記載のリードフレーム。
  27. 【請求項27】 前記第1の導電箔は前記複数の前記ブ
    ロックを一体で支持することを特徴とする請求項26に
    記載のリードフレーム。
  28. 【請求項28】 前記第1の導電箔は、Cu、Al、F
    e−Ni合金から成り、前記第2の導電メッキ層はCu
    で構成されることを特徴とする請求項23に記載のリー
    ドフレーム。
  29. 【請求項29】 前記リードの上面には、前記第2の導
    電メッキ層とは異なる材料の導電被膜が形成されること
    を特徴とする請求項23に記載のリードフレーム。
  30. 【請求項30】 前記導電被膜は、Ni、Au、Agま
    たはPdから成ることを特徴とする請求項29に記載の
    リードフレーム。
  31. 【請求項31】 前記導電被膜は前記リードのボンディ
    ング領域に形成されることを特徴とする請求項29に記
    載のリードフレーム。
  32. 【請求項32】 平坦な第1の主面と第2の主面を有す
    る第1の導電箔と、前記第1の導電箔の前記第1の主面
    に熱硬化性樹脂層で貼着された第2の導電箔をエッチン
    グして形成された導電パターンと、前記導電パターンを
    被覆したオーバーコート樹脂層とを備えた板状体または
    リードフレームを用意し、 前記板状体またはリードフレームの前記オーバーコート
    樹脂層上に半導体素子を搭載するとともに、前記導電パ
    ターンで形成されたリードと前記半導体素子を電気的に
    接続し、 前記板状体またはリードフレームを前記熱硬化性樹脂層
    と絶縁性樹脂とを結合してモールドし、 前記第1の導電箔を除去して、前記リードをそれぞれ分
    離することを特徴とした半導体装置の製造方法。
  33. 【請求項33】 平坦な第1の主面と第2の主面を有す
    る第1の導電箔と、前記第1の導電箔の前記第1の主面
    を覆う熱硬化性樹脂層と、前記熱硬化性樹脂層上に設
    け、前記第1の導電箔と所望の個所で接触する第2の導
    電メッキ層と、前記第2の導電メッキ層をエッチングし
    て形成される導電パターンと、前記導電パターンを被覆
    するオーバーコート樹脂層ととで構成される板状体また
    はリードフレームを用意する工程と、 前記板状体またはリードフレームの前記オーバーコート
    樹脂層上の半導体素子搭載領域に、所望の半導体素子を
    装着し、前記半導体素子と前記導電パターンで形成され
    たリードを電気的に接続する工程と、 前記半導体素子を封止すると共に前記板状体またはリー
    ドフレームの表面を被覆するように絶縁性樹脂でモール
    ドし且つ前記熱硬化性樹脂層と絶縁性樹脂とを結合する
    工程と、 前記第1の導電箔を裏面電極となる部分を除いて除去
    し、前記リードをそれぞれ分離する工程とを有すること
    を特徴とした半導体装置の製造方法。
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