JP2011018801A

JP2011018801A - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2011018801A
Application number: JP2009162961A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Kadotani; 典和門谷; Sadato Imai; 貞人今井; Mitsusato Ishizaka; 光識石坂
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-27

Abstract

【課題】メッキ処理工程で用いられたメッキリードを基板内の電極や配線パターン部から容易且つ確実に絶縁分離することができる工程を備えた半導体装置の製造方法を提供することである。
【解決手段】基板１２と、該基板１２上に形成される配線パターン部１７と、この配線パターン部１７の一端から延び、先端が前記基板１２の外周面に露出するメッキ処理用のメッキリード２１とを備えたＬＥＤランプ１１において、前記基板１２上には、前記配線パターン部１７の一端から前記メッキリード２１に繋がる共通接点部２０が設けられ、該共通接点部２０を介して前記メッキリード２１からのメッキ処理が終了した後に、前記共通接点部２０を絶縁することによって、前記配線パターン部１７をメッキリード２１から電気的に分離させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に配線パターン部と、この配線パターン部に外部から電気メッキ処理を施すためのメッキリードを備えた半導体装置の製造方法に関するものである。

従来、各種の半導体装置は、基板上にエッチング等によって、複数の銅電線からなる配線パターン部を形成し、発光素子等の回路素子を実装した後に樹脂体で封止するなどして形成される。また、前記基板には、配線パターン部に対して電気メッキ処理を施すためのメッキリードが形成される（特許文献１）。

前記半導体装置を量産する際には、複数の半導体装置が形成可能な大型サイズの集合基板を用い、この集合基板に配線パターン部及びメッキリードを形成し、このメッキリードを介して前記配線パターン部に電気メッキ処理を一括して施す。そして、前記各形成領域内に各種の回路素子を実装及び配線し、集合基板全体を樹脂体で封止した後、前記形成領域に沿ってダイシングすることで個々の半導体装置に分割される。

前記メッキリードが一つ一つの配線パターンごとに対応して複数形成される場合は、ダイシングによる基板の側面にそのまま露出した状態で残るが、外部との電気的な接続を行うことがないので、そのままの状態で放置する場合がある。一方、一つのメッキリードから二以上の配線パターンに分岐して接続されている場合は、メッキ処理が終了した後に分岐部分の基板に孔を開けるなどして絶縁分離している。

特開２００２−１８５０２２号公報

しかしながら、前記メッキリードの一端を基板面に露出したままの状態にしておくと、この露出した面に他の半導体装置の電極端子やケーブル類が接触した際にショートや誤作動を引き起こす場合がある。

また、半導体装置を構成する基板のベースがアルミニウム等の金属基材で構成されている場合は、ダイシングによってメッキリードを分断する際に分断面にバリや切断屑等が残ることがある。このようなバリや切断屑等が金属基材に接触すると電子部品の動作不良や電子部品そのもの破壊に繋がるおそれがある。

小規模な回路構成の半導体装置の場合は、前記メッキリードをある程度除去することは可能であるが、大規模な回路構成の半導体装置にあっては、容易ではなく、製造工数やコストが多くかかるといった問題がある。

そこで、本発明の目的は、メッキ処理工程で用いられたメッキリードを基板内の電極や配線パターン部から容易且つ確実に絶縁分離することができる工程を備えた半導体装置の製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、基板と、該基板上に形成される配線パターン部と、この配線パターン部の一端から延び、先端が前記基板の外周面に露出するメッキ処理用のメッキリードとを備えた半導体装置の製造方法において、前記基板上には、前記配線パターン部の一端から前記メッキリードに繋がる共通接点部が設けられ、該共通接点部を介して前記メッキリードからのメッキ処理が終了した後に、前記共通接点部を絶縁することによって、前記配線パターン部をメッキリードから電気的に分離させることを特徴とする。

本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、基板上の一部に配線パターン部の一端が導通する共通接点部を設け、この共通接点部から基板の端面に向けてメッキリードが形成されているため、メッキ処理が終了した後に前記共通接点部を絶縁することによって、配線パターン部とメッキリードとを一括して分離することができる。

また、前記基板が金属基材をベースとして構成される場合は、この金属基材のメッキリードが露出する部分を切り欠くことによって、メッキリードを切断する際に発生するバリや切断屑によるショートを有効に防止することができる。

また、前記共通接点部は、ブレードあるいはレーザを用いることで、基板や配線パターンにストレスがかかることがなく、精度よく且つ短時間で分断させることができる。

本発明に係る半導体装置の斜視図である。上記半導体装置の平面図である。上記半導体装置の断面図である。リードメッキが露出する部分を切り欠いた構造の半導体装置の斜視図である。基板の製造工程を示す斜視図である。配線パターン部及びメッキリードの製造工程を示す斜視図である。メッキリードの一部を除去する工程を示す斜視図である。発光素子の実装工程を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。個々のＬＥＤランプに分断するダイシング工程を示す斜視図である。完成したＬＥＤランプの平面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、半導体装置として、図１乃至図３に示すような複数の発光素子からなる発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプ（以下、ＬＥＤランプという）を例にして説明する。

図１乃至図３に示したように、前記ＬＥＤランプ１１は、基板１２と、この基板１２上に形成される電極部１３及び実装部１４とを有して構成されている。前記基板１２は、金属基材１２ａと、この金属基材１２ａの上に形成される樹脂基材１２ｂとの二層構造となっており、電極部１３と実装部１４を除いた上面が白色系のレジスト材１５で覆われている。前記金属基材１２ａは、厚みが約０．７ｍｍ程度の耐熱性を有するアルミニウム板が用いられる。また、樹脂基材１２ｂは、エポキシ樹脂やＢＴレジン等の絶縁材料によって形成され、約０．１ｍｍ程度の厚みを有して前記金属基材１２ａ上に被覆される。

前記電極部１３は、外部との接続用に設けられるもので、基板１２の対角線上の角部に対向するように正電極面及び負電極面が露出する。

前記実装部１４は、基板１２の略中央に円形状に形成される。この実装部１４は、発光素子１６を複数個実装するための配線パターン部１７が形成され、リング状の仕切部材１８によって仕切られる。

前記実装部１４は、金属基材１２ａの露出面に複数の発光素子１６が配置され、これらの発光素子１６の周囲に複数の配線パターン部１７が形成され、所定の電極部に繋がっている。また、この実装部１４内の一部には、前記複数の配線パターン部１７の一端が結合する共通接点部２０が設けられる。この共通接点部２０からは、基板１２の一側面に露出するようにメッキリード２１が設けられる。

前記メッキリード２１は、前記電極１３や配線パターン部１７全体を一括して電解あるいは無電解メッキするための連絡端子である。前記電極部１３、配線パターン部１７及びメッキリード２１は、樹脂基材１２ｂ上に約１８μｍ程度の厚みに形成された銅箔を所定のマスクパターンを介したエッチングによって形成される。

前記電極部１３及び実装部１４を除く樹脂基材１２ｂ上には、配線パターン部１７の保護及び樹脂基材１２ｂへの遮光のための白色系のレジスト材１５が被覆形成される。このレジスト材は、約５０μｍ程度の厚みによって形成される。

前記仕切部材１８の内部には、実装された発光素子１６を覆うようにして透光性の樹脂体１９が形成される。この樹脂体１９は、前記仕切部材１８によって仕切られた内部に樹脂材を充填あるいは塗布して形成される。この樹脂体１９は、実装されている発光素子１６が完全に覆われるような厚みで、平坦形状あるいは中央部が突出した凸レンズ形状に成形される。

前記メッキリード２１は、前記共通接点部２０から基板１２の最も近い外周面に向けて延びており、先端部が基板１２の外周面に露出している。このメッキリード２１は、電極部１３及び配線パターン部１７をメッキ処理するためだけに設けられているものであるため、後述する製造工程の中でメッキ処理が終了した後、前記共通接点部２０を中心として導通する部分が絶縁される。

また、図４に示すように、前記メッキリード２１の先端部分が基板１２の外周面に露出する部分の金属基材１２ａを円弧状に切り欠いた切欠部２７を設けることによって、金属基材１２ａとメッキリード２１とのショートを確実に防止することができる。これは、製造工程の中で前記メッキリード２１を基板１２ごとダイシングする場合に生じるバリや切断屑の付着によるショートに対しても有効な手段となる。

次に、前記ＬＥＤランプ１１を量産するための製造方法を図５乃至図１０に基づいて説明する。最初に図５に示すように、ＬＥＤランプ１１を複数平面上に形成するための集合金属基材２２ａをベースとして集合樹脂基材２２ｂを積層した集合基板２２を形成する。この集合基板２２には、個々のＬＥＤランプ１１に分断するための形成領域２３に仕切る分断ライン２４が予め設定される（集合基板形成工程）。

前記集合樹脂基材２２ｂ上には銅箔膜が全面形成され、図６に示すように、複数の電極部１３及び複数の配線パターン部１７と、メッキリード２１とをエッチングによって形成する。前記配線パターン部１７には、図２に示したような共通接点部２０が形成される（配線パターン形成工程）。

前記電極部１３及び共通接点部２０を含む配線パターン部１７は、それぞれの形成領域２３に対して設けられ、隣接する形成領域の共通接点部２０間を結ぶようにしてメッキリード２１が形成される。また、前記隣接する形成領域の間を結ぶ各メッキリード２１は、集合基板２２上を横断する共通リード２５によって電気的に接続される（メッキリード形成工程）。

次に、前記共通リード２５の一端に電解を所定時間印加して各形成領域の電極部１３及び配線パターン部１７の全てに対して一括してメッキ処理を施す（メッキ処理工程）。

前記メッキ処理が終了した後、図７に示すように、それぞれの共通接点部２０の銅箔膜を切除あるいは切削等によって除去する。なお、前記共通接点部２０の銅箔膜のみを除くことでメッキリードから各配線パターン部を絶縁分離させることができるが、前記共通接点部２０からメッキリード２１全体を除去してもよい。このような切除あるいは切削は、ブレードやドリル等による機械的手段あるいはレーザ照射等による電気的手段のいずれかによって行うことができる（メッキリード分離工程）。

次に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、前記各形成領域２３の中央部に位置する実装部１４を囲うようにしてリング状の仕切部材１８を配置し、この仕切部材１８の外周面に白色系のレジスト材１５を一様に塗布する。続いて、前記実装部１４内の配線パターン部１７上に発光素子１６を配置した後、集合基板２２全体をリフロー工程に移して実装処理を行う。このリフロー工程が終了した後、前記仕切部材１８内に透光性の樹脂材を充填硬化させることによって成形された樹脂体１９で封止する（実装工程）。

最後に、図９に示すように、前記集合基板２２を分断ライン２４に沿ってダイシングして、個々の独立した発光ダイオードチップ２６に分断する（ダイシング工程）。

上記製造工程を経て形成された発光ダイオードチップ２６は、図１０に示すように、基板１２上にメッキリード２１が残っているが、前記共通接点部２０がハーフダイシングされて銅箔膜が削られた状態となっているので、実装部１４においては外部と電気的に遮断した状態にすることができる。

上記実施形態では、基板上に各配線パターン部を集線する共通接点部２０を設け、この共通接点部２０を削り取ることによって、メッキリードから分離させたが、各配線パターン部に対応してメッキリードを設けた金属基材をベースとした基板の場合は、前記メッキリードの先端部が露出する部分の金属基材に予め切欠部を形成しておく。これによって、メッキリードがそのまま残っていた場合であっても、基板内の配線パターン部と金属基材とのショートを簡易且つ確実に防止することができる。

以上、説明したように、本発明の半導体装置の製造方法によれば、メッキリードを完全に切除あるいは切削することなく、電子部品が実装されている実装部を基板の外周部から電気的に遮断させることができる。これによって、この半導体装置に収容されている各種の電子部品の機能を長期間に亘って維持することができるとともに、製造工数及びコストの低減化が図られることとなる。

なお、本実施形態では、発光ダイオードを収容する半導体装置の製造方法について説明したが、このような発光ダイオードに限定されず、メッキ処理の必要な電子部品の全てに応用可能である。

１１ＬＥＤランプ（半導体装置）
１２基板
１２ａ金属基材
１２ｂ樹脂基材
１３電極部
１４実装部
１５レジスト材
１６発光素子
１７配線パターン部
１８仕切部材
１９樹脂体
２０共通接点部
２１メッキリード
２２集合基板
２２ａ集合金属基材
２２ｂ集合樹脂基材
２３形成領域
２４分断ライン
２５共通リード
２６発光ダイオードチップ
２７切欠部

Claims

基板と、該基板上に形成される配線パターン部と、この配線パターン部の一端から延び、先端が前記基板の外周面に露出するメッキ処理用のメッキリードとを備えた半導体装置の製造方法において、
前記基板上には、前記配線パターン部の一端から前記メッキリードに繋がる共通接点部が設けられ、該共通接点部を介して前記メッキリードからのメッキ処理が終了した後に、前記共通接点部を絶縁することによって、前記配線パターン部をメッキリードから電気的に分離させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
金属基材の上に樹脂基材を積層した基板と、前記樹脂基材の上に形成される配線パターン部と、この配線パターン部の一端から延び、先端が前記樹脂基材の外周面に露出するメッキ処理用のメッキリードとを備えた半導体装置の製造方法において、
前記金属基材には、前記メッキリードの先端が露出する部分を中心とした切欠部が形成されるとともに、前記樹脂基材上には、配線パターン部の一端から前記メッキリードに繋がる共通接点部が設けられ、該共通接点部を介して前記メッキリードからのメッキ処理が終了した後に、前記共通接点部を絶縁することによって、前記配線パターン部をメッキリードから電気的に分離させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体装置を形成するための形成領域が複数設けられる集合基板を金属基材及びこの金属基材上に積層される樹脂基材とによって形成する集合基板形成工程と、
前記集合基板上の各形成領域に複数の配線パターンからなる配線パターン部及び前記複数の配線パターンの一端が導通する共通接点部を形成する配線パターン形成工程と、
隣接する形成領域における共通接点部同士を繋ぐメッキリード及びこれらのメッキリード間を結ぶ共通リードを形成するメッキリード形成工程と、
前記共通リードを介して各形成領域の配線パターン部を電気メッキ処理するメッキ処理工程と、
前記メッキ処理が終了した各形成領域における共通接点部を絶縁することによって、メッキリードを各配線パターン部から分離するメッキリード分離工程と、
前記各形成領域において実装配線を行った後に、前記形成領域に沿って集合基板をダイシングによって分割するダイシング工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記共通接点部は、ブレードによるハーフダイシング又はレーザ照射によって、配線パターンの共通接続部分が絶縁分離される請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。