JP2005260271A - 樹脂封止型半導体装置用の回路部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 樹脂封止型半導体装置用の回路部材を、外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、上記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備えたものとし、各端子部は表面側に内部端子を裏面側に外部端子を表裏一体的に有するとともに、各端子部の内部端子面は略一平面上に位置し、上記ダイパッドは上記端子部の厚さより薄肉であって一面が内部端子面と略一平面をなすようなものとした。
【選択図】 図4
Description
これに伴い、リードフレームを用いた封止型の半導体装置においても、その開発のトレンドが、SOJ(Small Outline J−Leaded Package)やQFP(Quad Flat Package)のような表面実装型のパッケージを経て、TSOP(Thin Small Outline Package)の開発による薄型化を主軸としたパッケージの小型化へ、さらにはパッケージ内部の3次元化によるチップ収納効率向上を目的としたLOC(Lead On Chip)の構造へと進展してきた。
しかし、樹脂封止型半導体装置パッケージには、高集積化、高機能化とともに、更に一層の多ピン化、薄型化、小型化が求めらており、上記従来のパッケージにおいてもチップ外周部分のリードの引き回しがあるため、パッケージの小型化に限界が見えてきた。
また、TSOP等の小型パッケージにおいては、リードの引き回し、ピンピッチから多ピン化に対しても限界が見えてきた。
本発明は、このような状況のもと、半導体装置パッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させることができる樹脂封止型半導体装置を製造するための回路部材を提供しようとするものである。
また、同時に従来のTSOP等の小型パッケージに困難であった更なる多ピン化を実現しようとするものである。
また、本発明の樹脂封止型半導体装置用の回路部材は、外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備え、各端子部は表面側に内部端子を裏面側に外部端子を表裏一体的に有するとともに、各端子部の内部端子面は略一平面上に位置し、前記ダイパッドは前記端子部の厚さより薄肉であって一面が前記外部端子面と略一平面をなすような構成とした。
また、本発明の樹脂封止型半導体装置用の回路部材は、外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部とを備え、各端子部は表面側に内部端子を裏面側に外部端子を表裏一体的に有するとともに、各端子部の内部端子面は略一平面上に位置し、該平面に沿い半導体素子搭載用のリードを各端子部に一体連結して配置したような構成とした。
はじめに、本発明の樹脂封止型半導体装置の第1の例を挙げる。
図1(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の第1の例の概略断面図であり、図1(b)はその内部の構成を透視した斜視図であり、図1(c)はその第2の例の概略断面図である。
図1中、100、100Aは樹脂封止型半導体装置、110は半導体素子、111は端子(パッド)、115はダイアタッチ材、120はダイパッド、130は端子部、132は内部端子部、134は外部端子部、134Aは露出部、140はワイヤ、150は封止用樹脂、160は銀めっき、170は半田からなる外部電極である。
図1に示す第1の例の樹脂封止型半導体装置100は、後述するエッチングにて外形加工された回路部材を用い作製したもので、半導体素子110を、端子(パッド)111側の面でない側にて、ダイパッド120にダイアタッチ材115を介して接着して搭載し、半導体素子110の端子(パッド)111と端子部130の内部端子部132とをワイヤ140にて電気的に接続し、且つ、端子部130の外部端子134の一部を外部に露出させ、全体を封止用樹脂150で樹脂封止したものである。
端子部130は、半導体素子110の端子(パッド)111と電気的に結線するための内部端子部132と、外部回路への接続のための外部端子部134とをその表裏に相対するように一体的に設け、略一平面内に二次元的に複数個、それぞれ互いに電気的に独立して配置されている。
図1に示す第1の例の樹脂封止型半導体装置100においては、半導体素子110の端子(パッド)111は半導体素子110の端子面の一対の辺にそって配置されており、端子部130も前記一対の辺に沿い、半導体素子110の外側にそれぞれ設けられている。
そして、図1(a)に示す半導体装置100は、ダイパッド120を端子部130の厚さより薄肉にして、一面を内部端子132の面132Aに沿うように形成したもので、その外部端子134側は、外部端子134の面134Aより内部端子側に凹んだ構造をしている。
図2(a)に示す半導体装置100aは、図1(a)に示す半導体装置100において、ダイパッド120を端子部130の厚さに形成したものである。
そして、図2(b)に示す半導体装置100bは、図1(a)に示す半導体装置100において、ダイパッド120を端子部130の厚さより薄肉にして、一面を外部端子134の面134Aに沿うように形成したもので、その内部端子132側は、内部端子132の面より外部端子側に凹んだ構造をしている。
図2(c)に示す半導体装置100cは、図1(c)に示す半導体装置100Aにおいて、ダイパッド120を端子部130の厚さに形成し、且つ、外部端子134の面134Aに半田からなる外部電極170を設けたものである。
図2(d)に示す半導体装置100dは、図1(c)に示す半導体装置100Aにおいて、ダイパッド120を端子部130の厚さより薄肉にして、一面を外部端子134の面134Aに沿うように形成したもので、内部端子132側は、内部端子132の面より外部端子側に凹んだ構造をしている。
図3(a)は本発明の樹脂封止型半導体装置の第3の例の概略断面図であり、図3(b)はその内部の構成を透視した斜視図であり、図3(c)は第4の例の概略断面図である。
図3中、200、200Aは樹脂封止型半導体装置、210は半導体素子、211は端子(パッド)、215はダイアタッチ材、225はリード、230は端子部、232は内部端子部、234は外部端子部、234Aは露出部、240はワイヤ、250は封止用樹脂、260は銀めっき、270は半田からなる外部電極である。
図3(a)に示す半導体装置200は、端子部230に一体的に連結したリード225を設け、半導体素子210をダイアタッチ材215を介してリード225に搭載している点で、図1(a)に示す半導体装置100と異なるが、その他の点は同じである。
また、図1、図2、図3に示す例においては、外部端子部を、半導体素子の端子部(パッド部)に沿い2列に配列したが、半導体素子の端子の位置をその四辺に沿い二次元的に配置し、且つ、端子部を該半導体素子の外側に半導体素子の四辺に沿い、二次元的に配列することにより、半導体素子の、一層の多ピン化に十分対応できる。
本発明の回路部材は、上記本発明の半導体装置の作製に用いられるものであるが、エッチングにより外形加工されるもので、図4(a)、図4(b)に示すように、半導体素子の端子と電気的に結線するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部とをその表裏に相対するように一体的に設けた端子部を略一平面内に複数個、それぞれ互いに独立して配置し、各端子部の外側に、各端子部ないしダイパッドを接続リードを介して一体連結し、全体を保持する外枠部を設けている。
図4(a)の回路部材300は、図1(a)に示す第1の例、図1(c)に示す第2の例の半導体装置の作製に用いられるもので、図4(a)(イ)はその平面図を示す。また、図4(b)の回路部材305は、図3(a)に示す第3の例、図3(c)に示す第4の例の半導体装置の作製に用いられるもので、図4(b)(イ)はその平面図を示す。
そして、図4(a)(ロ)、図4(b)(ロ)はそれぞれ、図4(a)(イ)、図4(b)(イ)の、C1−C2、C3−C4における概略断面であるが、実際には、エッチングの特性からそれぞれ、図4(a)(ハ)、図4(b)(ハ)のような形状となる。
尚、図2に示す半導体装置に用いられている回路部材も、その平面形状は図4(a)(イ)に示す形状と、基本的には同じであるが、図4(a)(イ)のC1−C2に相当する位置におけるダイパッド部の断面形状は異なる。
図4中、300、305は回路部材、320はダイパッド、325はリード、330は端子部、332は内部端子部、334は外部端子部、350は外枠部、352は接続リードである。
尚、図4中の点線領域は、回路部材の半導体装置作製に用いられる領域を示している。
回路部材300(305)の材質としては42合金(Ni42%のFe合金)、銅合金等が用いられ、通常のリードフレームと同様、エッチングにより外形加工できる。
先ず、図1(a)、図1(c)に示す第1の例、第2の例の半導体装置に用いられる回路部材、及び図3(a)に示す第3の例、図3(c)に示す第4の例の半導体装置に用いられる回路部材の製造を方法を図5を基に説明する。
尚、図5は、説明を分かり易くするため、端子部周辺のみを示している。
先ず、42合金(Ni42%のFe合金)等からなる、回路部材の素材である厚さ0.2mm程度の板材410を準備し、板材410の両面を脱脂等を行い良く洗浄処理した(図5(a))後、板材410の両面に感光性のレジスト420を塗布し、乾燥する。(図5(b))
次いで、板材410の両面から所定のパターン版を用いてレジストの所定の部分のみに露光を行った後、現像処理し、レジストパターンを形成する。(図5(c))
図4(a)に示す回路部材300の作製の場合は、図5(c)(イ)のように、レジストパターン421、422が形成され、図4(b)に示す回路部材305の作製の場合は、図5(c)(ロ)のように、レジストパターン423、424が形成される。
尚、レジストとしては、特に限定はされないが、重クロム酸カリウムを感光材としたガゼイン系のレジストや、東京応化株式会社製のネガ型液状レジスト(PMERレジスト)等が使用できる。
次いで、レジストパターンを耐腐蝕性膜として腐蝕液にてエッチングを行い、回路部材を作製する。(図5(d)、図5(e))
図4(a)に示す回路部材300の作製の場合は、図5(d)(イ)のように、エッチングが進行し、図5(e)(イ)のようになりエッチングが完了する。
また、図4(b)に示す回路部材305の作製の場合は、図5(d)(ロ)のように、エッチングが進行し、図5(e)(ロ)のようになりエッチングは完了する。
尚、図4(a)、図4(b)に示す回路部材の製造の場合、板材410の表裏のエッチング量を加減することにより、薄肉部430の厚さを調整することができる。
エッチングは、通常、腐蝕液として塩化第二鉄水溶液を用い、板材の両面からスプレイエッチングにて行う。
この後、レジストを剥膜して、本発明の回路部材を得る。(図5(f))
図5に示す方法は、図4に示す回路部材の製造方法の1例で、これに限定はされない。
図6も、説明を分かり易くするため、端子部周辺のみを示している。
図5に示す製造方法と同様、42合金(Ni42%のFe合金)等からなる、回路部材の素材である厚さ0.2mm程度の板材410を準備し、板材410の両面を脱脂等を行い良く洗浄処理した(図6(a))後、板材410の両面に感光性のレジスト420を塗布し、乾燥する。(図6(b))
次いで、板材410の両面から所定のパターン版を用いてレジストの所定の部分のみに露光を行った後、現像処理し、レジストパターンを形成する。(図6(c))
図2(a)、図2(c)に示す半導体装置に用いられる回路部材の作製の場合は、図6(c)(イ)のように、レジストパターン421A、422Aが形成され、図2(b)、図2(d)に示す半導体装置に用いられる回路部材の作製の場合は、図6(c)(ロ)のように、レジストパターン423A、424Aが形成される。
次いで、レジストパターンを耐腐蝕性膜として腐蝕液にてエッチングを行い、回路部材を作製する。(図6(d)、図6(e))
図2(a)、図2(c)に示す半導体装置に用いられる回路部材の作製の場合は、図6(d)(イ)のように、エッチングが進行し、図6(e)(イ)のようになりエッチングが完了する。
また、図2(b)、図2(d)に示す半導体装置に用いられる回路部材の作製の場合は、図6(d)(ロ)のように、エッチングが進行し、図6(e)(ロ)のようになりエッチングは完了する。
この後、レジストを剥膜して、本発明の回路部材を得る。(図6(f))
図4(a)に示す回路部材300を用いた場合について説明する。
先ず、図5のようにして外形加工して作製された、図4(a)に示す回路部材300を用意する。(図7(a))
次いで、洗浄処理等を施した後、内部端子部332表面部に銀めっき処理を行い、銀めっき部510を設ける。(図7(b))
尚、銀めっきに代え、金めっきやパラジウムめっきでも良い。
次いで、半導体素子520をダイアタッチ材525によりダイパッド320に、その端子面側でない面にて搭載し、半導体素子520の端子522と、内部端子部332の銀めっき部510とをワイヤ540にて電気的に接続する。(図7(c))
この後、端子部330の外部端子部334の一部を外部に露出させ、全体を封止用樹脂で樹脂封止する。(図7(d))
更に、必要に応じて、端子部330の露出した外部端子部334の一面334Aに半田からなる外部電極560を形成する。(図7(e))
次いで、回路部材300の各接続リード352をプレスにより切断し、外枠部350を除去する。(図7(f1)、図7(f2))
尚、半田からなる外部電極560の作製は、スクリーン印刷による半田ペースト塗布や、リフロー等でも、回路基板と半導体装置との接続に必要な量の半田が得られれば良い。
以上、本発明の半導体装置の製造方法を説明したが、回路部材は、図4(a)に示すものに限定はされない。
図4(a)に示す回路部材300で、42合金(Ni42%のFe合金)からなり、端子部の厚さを0.2mmとする回路部材を、図5に示すエッチング方法にて作製して得た後、図7に示す半導体装置の作製方法により、図1に示す半導体装置を作製したが、品質的には特に問題はなかった。
同様に、図4(b)に示す回路部材305で、銅合金からなり、端子部の厚さを0.2mm、リード部の厚さ0.05mmとした回路部材を、図5に示すエッチング方法にて作製して得た後、図7に示す半導体装置の作製方法により、図3に示す半導体装置を作製したが、特に問題はなかった。
110 半導体素子
111 端子(パッド)
115 ダイアタッチ材
120 ダイパッド
130 端子部
132 内部端子部
134 外部端子部
134A 露出面
140 ワイヤ
150 封止用樹脂
160 銀めっき
170 半田からなる外部電極
200、200A 樹脂封止型半導体装置
210 半導体素子
211 端子(パッド)
215 ダイアタッチ材
225 リード
230 端子部
232 内部端子部
234 外部端子部
234A 露出面
240 ワイヤ
250 封止用樹脂
260 銀めっき
270 半田からなる外部電極
300、305 回路部材
320 ダイパッド
325 リード
330 端子部
332 内部端子部
334 外部端子部
350 外枠部
352 接続リード
410 板材
420 レジスト
421、422、423、424 レジストパターン
421A、422A、423A、424A レジストパターン
430 薄肉部
500、500A 半導体装置
510 銀めっき
520 半導体素子
522 端子(パッド)
525 ダイアタッチ
540 ワイヤ
550 封止用樹脂
560 半田からなる外部電極
Claims (3)
- 樹脂封止型半導体装置用の回路部材において、
外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備え、各端子部は表面側に内部端子を裏面側に外部端子を表裏一体的に有するとともに、各端子部の内部端子面は略一平面上に位置し、前記ダイパッドは前記端子部の厚さより薄肉であって一面が前記内部端子面と略一平面をなすことを特徴とする回路部材。 - 樹脂封止型半導体装置用の回路部材において、
外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備え、各端子部は表面側に内部端子を裏面側に外部端子を表裏一体的に有するとともに、各端子部の内部端子面は略一平面上に位置し、前記ダイパッドは前記端子部の厚さより薄肉であって一面が前記外部端子面と略一平面をなすことを特徴とする回路部材。 - 樹脂封止型半導体装置用の回路部材において、
外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部とを備え、各端子部は表面側に内部端子を裏面側に外部端子を表裏一体的に有するとともに、各端子部の内部端子面は略一平面上に位置し、該平面に沿い半導体素子搭載用のリードを各端子部に一体連結して配置したことを特徴とする回路部材。
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