JP2017034095A - Semiconductor element mounting substrate, semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子搭載用基板、半導体装置及びそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor element mounting substrate, a semiconductor device, and manufacturing methods thereof.
近年、携帯電話等に代表されるように、電子機器の小型化,薄型化が推進されている。このため、そのような電子機器に用いられる半導体装置についても高密度化、小型化、軽量化、及び回路基板への高密度実装化が図られている。
従来、半導体装置は、導電性基板をエッチング加工又はプレス加工してリードフレームを作製し、このリードフレームに半導体素子を搭載し、ワイヤボンディング等による接続を行い、その後、封止樹脂で全体を覆い半導体装置を作製していた。ところが、小型化、軽量化を目的に、導電性基板を最終的に除去するタイプの半導体装置が提案されている。
In recent years, as represented by mobile phones and the like, downsizing and thinning of electronic devices have been promoted. For this reason, high density, small size, light weight, and high density mounting on a circuit board are also achieved for semiconductor devices used in such electronic devices.
Conventionally, in a semiconductor device, a conductive substrate is etched or pressed to produce a lead frame, a semiconductor element is mounted on the lead frame, connection is made by wire bonding or the like, and then the whole is covered with a sealing resin. A semiconductor device was manufactured. However, a semiconductor device of the type that finally removes the conductive substrate has been proposed for the purpose of reducing the size and weight.
係る半導体装置では、導電性を有する基材の両面側に、所定のパターニングを施したレジストマスクを形成し、そのレジストマスクから露出した基材上にめっきにより導電性金属をめっき層として設け、その設けた表面側のめっき層をマスクとして、表面側からハーフエッチングすることで半導体素子搭載用のダイパッド部と外部接続用のリード部とを形成し、レジストマスクを除去することで半導体素子搭載用基板をまず形成する。そして、形成した半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載、ワイヤボンディングした後に樹脂封止を行い、裏面側のめっき層をマスクとして所定の箇所の導電性基板を除去して、ダイパッド部及びリード部を分離した半導体装置が開発されてきた。例えば、このような導電性基板を除去するタイプの半導体装置が、特許文献1や特許文献2に開示されている。
In such a semiconductor device, a resist mask subjected to predetermined patterning is formed on both sides of a conductive base material, and a conductive metal is provided as a plating layer on the base material exposed from the resist mask by plating. Using the provided plating layer on the surface side as a mask, half-etching from the surface side forms a die pad part for mounting a semiconductor element and a lead part for external connection, and removes the resist mask to remove the semiconductor element mounting board. First form. Then, the semiconductor element is mounted on the formed semiconductor element mounting substrate, and after wire bonding, resin sealing is performed, and the conductive substrate at a predetermined location is removed using the plating layer on the back side as a mask, and the die pad portion and the lead portion Semiconductor devices that have been separated have been developed. For example, Patent Document 1 and
しかしながら、特許文献1の半導体装置では、半導体素子を搭載し樹脂封止した後、リード部の裏面側のめっき層をマスクとして、エッチング加工を行っている。この時、リード部の裏面めっき層の外周部付近の導電性基板もエッチング加工されるため、外周部が庇形状となり、めっきバリ不具合が発生することがあった。特に、樹脂封止した後、エッチング量が多い場合は、発生しやすい状況であった。 However, in the semiconductor device of Patent Document 1, after mounting a semiconductor element and sealing with resin, etching is performed using the plating layer on the back side of the lead portion as a mask. At this time, since the conductive substrate in the vicinity of the outer peripheral portion of the back plating layer of the lead portion is also etched, the outer peripheral portion has a bowl shape, and a plating burr defect may occur. In particular, after the resin was sealed, it was likely to occur when the etching amount was large.
また、特許文献2の半導体装置では、半導体素子を搭載し樹脂封止した後、リード部の裏面側にはレジストマスクが形成されており、これをマスクにエッチング加工されている。エッチング加工後、個別に分離された端子の露出部に外装めっきを施している。このため、特許文献1のような、めっき層をエッチング用マスクとして使用していないので、めっきバリの不具合は発生しない。
しかし、外装めっきが端子分離後になるため、めっき方法は無電解めっきや、バッチ式のめっき等に限定され、めっきの生産性は低くかつ端子毎のめっき厚さがばらつきやすい等品質的な問題がある。
In the semiconductor device of
However, since the outer plating is after terminal separation, the plating method is limited to electroless plating, batch plating, etc., and there are quality problems such as low plating productivity and easily varying plating thickness for each terminal. is there.
そこで、本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載し樹脂封止後に、裏面からのエッチング加工により、ダイパッド部及びリード部を分離する半導体装置において、樹脂封止後、導電性基板をエッチングする量を最小限にすることでめっき層への影響を軽減し、かつ、リード部の裏面めっき層外周部のめっきバリ不具合を防止すると同時に、より小型化、薄型化、高密度実装が可能な半導体素子搭載用基板、半導体装置及びそれらの製造方法を提供する。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a substrate for mounting a semiconductor element, and after sealing with a resin, a die pad portion and a lead portion are separated by etching from the back surface. In this case, after the resin sealing, the influence on the plating layer is reduced by minimizing the amount of etching of the conductive substrate, and at the same time, the plating burr failure at the outer peripheral portion of the back plating layer of the lead portion is prevented. Provided are a semiconductor element mounting substrate, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof that can be miniaturized, thinned, and mounted with high density.
本発明の第1の発明は、半導体素子搭載領域に半導体素子を搭載可能な半導体素子搭載用基板であって、導電性基板の表面に設けられた半導体素子搭載領域と、その導電性基板から形成されたリード金属部と、リード金属部の表裏面に対向して接合した半導体素子搭載領域に搭載される半導体素子の電極と接続可能なリード表面めっき層と外部機器と接続するリード裏面めっき層とからなるリード部を複数備え、その半導体素子搭載領域と複数のリード部が、リード部を構成するリード金属部同士を繋ぐ表面連結金属部により連結され、その表面連結金属部がリード金属部のリード表面めっき層側に、リード金属部とシームレス構造で設けられていることを特徴とする半導体素子搭載用基板である。 A first aspect of the present invention is a semiconductor element mounting substrate on which a semiconductor element can be mounted in a semiconductor element mounting area, and is formed from a semiconductor element mounting area provided on the surface of a conductive substrate and the conductive substrate. A lead metal part, a lead surface plating layer connectable to an electrode of a semiconductor element mounted on a semiconductor element mounting region bonded opposite to the front and back surfaces of the lead metal part, and a lead back plating layer connected to an external device The semiconductor element mounting region and the plurality of lead portions are connected by a surface connection metal portion that connects the lead metal portions constituting the lead portion, and the surface connection metal portion is a lead of the lead metal portion. A semiconductor element mounting substrate, wherein the lead metal portion and the seamless structure are provided on the surface plating layer side.
本発明の第2の発明は、第1の発明におけるリード金属部のリード裏面めっき層との接合側の面が、リード裏面めっき層のリード金属部接合側の面を包含した大きさであることを特徴とする半導体素子搭載用基板である。 According to a second aspect of the present invention, the surface of the lead metal portion on the bonding side with the lead back plating layer in the first invention has a size including the surface of the lead back plating layer on the lead metal portion bonding side. This is a substrate for mounting a semiconductor element.
本発明の第3の発明は、第1及び第2の発明における半導体素子搭載領域が、リード部と同構成のダイパッド部に形成されていることを特徴とする半導体素子搭載用基板である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor element mounting substrate, wherein the semiconductor element mounting region in the first and second aspects is formed in a die pad portion having the same configuration as the lead portion.
本発明の第4の発明は、第1及び第2の発明における半導体素子搭載領域が、導電性基板の表面側に設けた凹部状の窪み領域であることを特徴とする半導体素子搭載用基板である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate for mounting a semiconductor element, wherein the semiconductor element mounting region in the first and second inventions is a recessed recess region provided on the surface side of the conductive substrate. is there.
本発明の第5の発明は、半導体素子と、その半導体素子搭載領域と、その半導体素子の周囲に配置され電気的に接続されているリード表面めっき層と、外部からの電気的接続が可能なリード裏面めっき層とを有するリード部と、半導体素子の電極とリード表面めっき層とを電気的に接続するボンディングワイヤと、リード表面めっき層とボンディングワイヤと半導体素子と半導体素子搭載領域を封止する第1の封止樹脂と、少なくとも前記リード部の側面及び裏面めっき層の側面を封止する第2の封止樹脂とを有することを特徴とする半導体装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, a semiconductor element, a semiconductor element mounting region, a lead surface plating layer disposed around and electrically connected to the semiconductor element, and an external electrical connection are possible. A lead portion having a lead back plating layer, a bonding wire for electrically connecting the electrode of the semiconductor element and the lead surface plating layer, and the lead surface plating layer, the bonding wire, the semiconductor element, and the semiconductor element mounting region are sealed. A semiconductor device comprising: a first sealing resin; and a second sealing resin that seals at least a side surface of the lead portion and a side surface of the back plating layer.
本発明の第6の発明は、第5の発明において、少なくともリード裏面めっき層の表面が第2の封止樹脂から露出していることを特徴とする半導体装置である。 A sixth invention of the present invention is the semiconductor device according to the fifth invention, wherein at least the surface of the lead back plating layer is exposed from the second sealing resin.
本発明の第7の発明は、第5及び第6の発明におけるリード部の縦断面形状が、リード部裏面から表面方向に広がる緩やかな曲線あるいはテーパー形状であることを特徴とする半導体装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device according to the fifth and sixth aspects, wherein the longitudinal cross-sectional shape of the lead portion is a gentle curve or a taper shape extending from the back surface of the lead portion toward the surface. .
本発明の第8の発明は、第5〜第7の発明のおける第1の封止樹脂と第2の封止樹脂が、同一樹脂であることを特徴とする半導体装置である。 The eighth invention of the present invention is a semiconductor device characterized in that the first sealing resin and the second sealing resin in the fifth to seventh inventions are the same resin.
本発明の第9の発明は、第5〜第8の発明における半導体素子搭載領域が、リード部と同構成からなるダイパッド部であることを特徴とする半導体装置である。 A ninth aspect of the present invention is a semiconductor device characterized in that the semiconductor element mounting region in the fifth to eighth aspects is a die pad portion having the same configuration as the lead portion.
本発明の第10の発明は、第5〜第8の発明における半導体素子の底面が、リード表面めっき層下面より半導体装置底面側の位置に配置されたことを特徴とする半導体装置である。 A tenth invention of the present invention is a semiconductor device characterized in that the bottom surface of the semiconductor element in the fifth to eighth inventions is arranged at a position closer to the bottom surface side of the semiconductor device than the bottom surface of the lead surface plating layer.
本発明の第11の発明は、下記(1)から(8)の工程を順に含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体素子搭載用基板の製造方法である。
(記)
(1)導電性基板を用意する導電性基板準備工程。
(2)前記導電性基板の両面を、第1のレジストで覆う第1のレジスト被覆工程。
(3)所定パターンを、露光・現像して開口部を有するめっきマスクを形成する第1の露光・現像工程。
(4)前記開口部を有するめっきマスクを用いて、前記開口部にめっきを行い、各表裏めっき層を形成し、その後、前記めっきマスクを除去するめっき・第1のレジスト除去工程。
(5)めっき・第1のレジスト除去工程後、導電性基板の両面を、第2のレジストで覆う第2のレジスト被覆工程。
(6)所定パターンを、露光・現像して開口部を有するエッチングマスクを形成する第2の露光・現像工程。
(7)導電性基板の裏面を、前記エッチングマスクを用いたエッチング加工により窪み領域を形成するエッチング工程。
(8)前記エッチングマスクを除去する第2のレジスト除去工程。
The eleventh invention of the present invention is the method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor element according to any one of claims 1 to 3, comprising the following steps (1) to (8) in order. .
(Record)
(1) A conductive substrate preparation step of preparing a conductive substrate.
(2) A first resist coating step of covering both surfaces of the conductive substrate with a first resist.
(3) A first exposure / development step for forming a plating mask having an opening by exposing / developing a predetermined pattern.
(4) Plating / first resist removing step of plating the openings using the plating mask having the openings to form respective front and back plating layers and then removing the plating mask.
(5) A second resist coating step of covering both surfaces of the conductive substrate with the second resist after the plating / first resist removing step.
(6) A second exposure / development step in which a predetermined pattern is exposed / developed to form an etching mask having an opening.
(7) An etching step of forming a recessed region on the back surface of the conductive substrate by etching using the etching mask.
(8) A second resist removing step for removing the etching mask.
本発明の第12の発明は、上記(1)から(8)の工程を順に含むことを特徴とする第4の発明に記載の半導体素子搭載用基板の製造方法であって、(3)の第1の露光・現像工程における所定パターンが、導電性基板表面の半導体素子搭載領域が第1のレジストに覆われ、ダイパッド部表面めっき層を形成しないパターンで、且つ、前記(6)の第2の露光・現像工程における所定パターンが、導電性基板表面の半導体素子搭載領域に開口部を形成するパターンであることを特徴とする半導体素子搭載用基板の製造方法である。 A twelfth aspect of the present invention is the method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor element according to the fourth aspect, comprising the steps (1) to (8) in order, The predetermined pattern in the first exposure / development process is a pattern in which the semiconductor element mounting region on the surface of the conductive substrate is covered with the first resist and the die pad portion surface plating layer is not formed, and the second of (6) The method for manufacturing a substrate for mounting semiconductor elements is characterized in that the predetermined pattern in the exposure / development process is a pattern for forming an opening in a semiconductor element mounting region on the surface of the conductive substrate.
本発明の第13の発明は、第5から第9の発明における下記(A)から(E)の工程を順に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
(記)
(A)半導体素子搭載用基板の半導体素子領域に半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程。
(B)半導体素子の電極部とリード表面めっき層とを、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディング工程。
(C)半導体素子、ボンディングワイヤ、各表面めっき層を含めた半導体素子搭載用基板の表面が第1の封止樹脂により樹脂封止される第1の樹脂封止工程。
(D)半導体搭載用基板の裏面側よりエッチング加工を行い、各金属部の側面、表面連結金属部を同時にエッチングして、前記各金属部、前記表面連結金属部を個別に分割して電気的接続以外は独立状態にする樹脂封止後のエッチング工程。
(E)リード部、ダイパッド部を、第2の封止樹脂で樹脂封止して前記第2の封止樹脂の表面に各裏面めっき層が露出した形態とする第2の樹脂封止工程。
A thirteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the following steps (A) to (E) in the fifth to ninth aspects in order.
(Record)
(A) A semiconductor element mounting step of mounting a semiconductor element in a semiconductor element region of a semiconductor element mounting substrate.
(B) A wire bonding step of electrically connecting the electrode portion of the semiconductor element and the lead surface plating layer using a bonding wire.
(C) A first resin sealing step in which a surface of a semiconductor element mounting substrate including a semiconductor element, a bonding wire, and each surface plating layer is resin-sealed with a first sealing resin.
(D) Etching is performed from the back side of the substrate for mounting the semiconductor, and the side surfaces of the metal parts and the surface connection metal parts are simultaneously etched, and the metal parts and the surface connection metal parts are individually divided and electrically Etching process after resin sealing that is in an independent state except for connection.
(E) A second resin sealing step in which the lead portion and the die pad portion are resin-sealed with a second sealing resin so that each back plating layer is exposed on the surface of the second sealing resin.
本発明は、導電性基板の裏面から窪みを作製することで、第1の樹脂封止後のエッチング加工時、表面連結金属部及びリード金属部のエッチング量をほぼ同一に設定にすることにより、同時にエッチングすることが可能となり、このエッチングする量を最小限にすることにより、裏面めっき層への影響を軽減することができる。
また、リード裏面めっき層をエッチングマスクとしているが、リード金属部側面よりエッチングが開始されるため、この部分にめっきバリが起きづらく、めっきバリ不具合を防止することが出来る。
The present invention creates a recess from the back surface of the conductive substrate, and at the time of etching processing after the first resin sealing, by setting the etching amount of the surface connection metal part and the lead metal part to be substantially the same, It is possible to perform etching at the same time, and by minimizing the amount of etching, the influence on the back plating layer can be reduced.
Further, although the lead back plating layer is used as an etching mask, since etching is started from the side surface of the lead metal part, it is difficult for plating burr to occur in this part, and a plating burr defect can be prevented.
これらにより、半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載、樹脂封止後に、裏面からのエッチング加工により、ダイパッド部及びリード部を分離する半導体装置において、樹脂封止後、導電性基板をエッチングする量を最小限にすることでめっき層への影響を軽減し、かつ、リード部の裏面めっき層外周部のめっきバリ不具合を防止すると同時に、小型化、薄型化、高密度実装が可能な半導体素子搭載用基板と、その基板を用いた半導体装置を提供できる。 As a result, in a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a semiconductor element mounting substrate and the die pad portion and the lead portion are separated by etching from the back surface after resin sealing, the amount of etching of the conductive substrate after resin sealing Minimize the impact on the plating layer and prevent plating burr defects on the outer periphery of the back plating layer of the lead part, while at the same time mounting a semiconductor element that can be downsized, thinned, and mounted at high density And a semiconductor device using the substrate can be provided.
以下、図面を参照して、本発明に係る半導体素子搭載用基板及び半導体装置を説明する。 Hereinafter, a semiconductor element mounting substrate and a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
1.半導体素子搭載用基板
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体素子搭載用基板(以下、リードフレームとも称す)の一例を示す図である。図1において、1は表面めっき層、2は金属部、3は裏面めっき層、4は窪み部、10は導電性基板、11は表面連結金属部、20はリード部、21はリード表面めっき層、22はリード金属部、23はリード裏面めっき層、50はダイパッド部、51はダイパッド表面めっき層、52はダイパッド金属部、53はダイパッド裏面めっき層、100aは第1の実施形態の半導体素子搭載用基板、110は半導体素子搭載領域である。
図1に示すように、第1の実施形態の半導体素子搭載用基板100aは、導電性基板10と、半導体素子搭載領域110としてのダイパッド部50と、半導体素子の電極と接続し、かつ、外部機器(図示せず)と接続する複数のリード部20から構成される。
[First Embodiment]
1. FIG. 1 is a diagram showing an example of a semiconductor element mounting substrate (hereinafter also referred to as a lead frame) according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a surface plating layer, 2 is a metal part, 3 is a back surface plating layer, 4 is a recessed part, 10 is a conductive substrate, 11 is a surface connection metal part, 20 is a lead part, and 21 is a lead surface plating layer. , 22 is a lead metal part, 23 is a lead back plating layer, 50 is a die pad part, 51 is a die pad surface plating layer, 52 is a die pad metal part, 53 is a die pad back plating layer, and 100a is the semiconductor element mounting of the first embodiment. A
As shown in FIG. 1, a semiconductor
導電性基板10の材質は、導電性が得られれば特に限定はないが、例えば、銅または銅合金を使用する。封止樹脂で樹脂封止後、導電性基板10の所定の箇所を溶解除去するため、選択溶解除去が可能な銅又は銅合金を使用することが多い。
The material of the
半導体素子搭載用基板100aにおけるダイパッド部50、リード部20は、導電性基板10上に電気めっきにより形成された表面めっき層1と、その表面めっき層1を載せる形で導電性基板10を裏面側からエッチングすることにより形成される金属部2と、導電性基板10の裏面側に電気めっきにより形成された裏面めっき層3で形成されている。
The
リード部20を構成しているリード表面めっき層21は、用いるめっき金属の種類は、特に限定はされないが下記の点を考慮し選定する。
リード表面めっき層21の最上面は、半導体素子の電極とワイヤボンディングして接続する内部電極部を含むため、ボンディングワイヤの接続に適しためっき金属を選定する。例えば、Auワイヤの場合は、Agめっき、Auめっき、Pdめっき等が良い。
The type of plating metal used for the lead
Since the uppermost surface of the lead
リード裏面めっき層23は、外部機器と接続する外部電極部を含むため、外部機器と接続に適しためっき金属を選定する。外部機器との接続は一般的にはんだボール等はんだ系合金が多いため、はんだ濡れ性が良く、はんだとの接合性が良いAu(金)めっき、Pdめっき等がよい。
Since the lead back plating
さらに、一般的には表面めっき層1と裏面めっき層3は、同時に電気めっきを行って形成するため、同一のめっき構成が望ましい。例えば、導電性基板の接触面より外側に、Ni、Pd、Auの順に積層する積層めっきでもよい。
また、表面めっき層1と裏面めっき層3のめっきの種類は違ってもよい。例えば、表面はボンディング性が良好なAgめっきとし、裏面ははんだ濡れ性がよいNi、Pd、Auの順に積層する積層めっきでもよい。
Furthermore, since the surface plating layer 1 and the back
Further, the types of plating of the front plating layer 1 and the
さらに、半導体装置の製造工程における第1の樹脂封止後のエッチング工程において、リード部の抜け不具合を防止するため、表面めっき層の縦断面形状を通常の矩形形状から逆台形形状にし、第1の封止樹脂との密着性を向上させてもよい。この場合は、後述する図5−1(c)露光工程で、露光に使用する紫外光を、平行光から散乱光に変更して照射し露光を行うことで製作できる。また、めっき表面を粗化処理しても同様の効果が得られる。 Furthermore, in the etching process after the first resin sealing in the manufacturing process of the semiconductor device, in order to prevent the lead portion from being disconnected, the vertical cross-sectional shape of the surface plating layer is changed from a normal rectangular shape to an inverted trapezoidal shape. Adhesiveness with the sealing resin may be improved. In this case, in the exposure step shown in FIG. 5-1 (c) described later, the ultraviolet light used for exposure is changed from parallel light to scattered light, and irradiation can be performed for exposure. Moreover, the same effect can be obtained even if the plating surface is roughened.
リード表面めっき層21の導電性基板の反対面側にはリード裏面めっき層23が形成される。また、裏面側からエッチング加工により窪み部4を設けることでリード金属部22が複数形成される。
一方、導電性基板10の表面側はエッチング加工されず窪みが形成されないので、材料面全体でダイパッド金属部52、リード金属部22とシームレス状態で連結する表面連結金属部11が形成されている。
なお、リード金属部22は、半導体素子を搭載し樹脂封止後、エッチング加工によりリード金属部の側面及び表面連結金属部の相当部(窪み部4の先端に位置する範囲)等をエッチング加工し、各々独立させる。
A lead back plating
On the other hand, since the surface side of the
The
設ける窪み部4の深さは、板厚の1/2から板厚−0.03mmである。窪み部の深さが板厚の1/2未満だと、樹脂封止後のエッチング加工の量が多くなり、エッチング時間が長くなり、エッチング液がめっき層の一部を溶解してしまう不具合発生しやすくなる。板厚−0.03mmを超える場合、表面連結金属部の強度が弱く、搬送中に変形不具合が発生する可能性がある。好ましくは、板厚−0.05mmから板厚−0.03mmである。
The depth of the
また、リード金属部22の大きさは、リード裏面めっき層23の外周から板厚の1/2から板厚−0.03mmの間隔で大きくした外周とした、リード裏面めっき層を包含する大きさが望ましい。
表面連結金属部11と同様にリード金属部22の側面は、樹脂封止後エッチング加工されるため、同じようにエッチングされる量だけ大きくする。
In addition, the size of the
Similarly to the surface
2.半導体装置
次に、上記半導体素子搭載用基板をリードフレームとして使用した半導体装置について、図2を参照して説明する。図2において、5はボンディングワイヤ、Iは第1の実施形態の半導体装置、101は半導体素子、102は第1の封止樹脂、103は第2の封止樹脂である。
2. Semiconductor Device Next, a semiconductor device using the semiconductor element mounting substrate as a lead frame will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 5 is a bonding wire, I is the semiconductor device of the first embodiment, 101 is a semiconductor element, 102 is a first sealing resin, and 103 is a second sealing resin.
本発明に係る第1の実施形態に係る半導体装置Iは、上記半導体素子搭載用基板を用いて、半導体素子搭載領域110に半導体素子101を搭載している。
図2においては、ダイパッド部を形成し、そこに半導体素子を搭載する事例について説明する。なお、半導体素子搭載領域を確保してダイパッド部を形成しないタイプ、例えば、ワイヤボンディングではなく、フリップチップ方式では、リード部と半導体素子の電極部を直接接続し、リード部の上に半導体素子を搭載する場合等がある。
The semiconductor device I according to the first embodiment of the present invention mounts the
In FIG. 2, a case where a die pad portion is formed and a semiconductor element is mounted thereon will be described. In addition, a type in which a semiconductor element mounting area is secured and a die pad part is not formed, for example, in the flip chip method, instead of wire bonding, the lead part and the electrode part of the semiconductor element are directly connected, and the semiconductor element is placed on the lead part. May be installed.
図2からダイパッド表面めっき層51上に半導体素子101を搭載し、その半導体素子の電極部(図示せず)とリード表面めっき層21はボンディングワイヤ5等で電気的に接続されている。リード表面めっき層21の反対側にはリード裏面めっき層23が形成されている。
さらに、半導体素子、ボンディングワイヤ、及びリード表面めっき層は、第1の封止樹脂102で封止されている。
2, the
Further, the semiconductor element, the bonding wire, and the lead surface plating layer are sealed with the
その後、封止されたリードフレームを裏面側からエッチング加工して、リード金属部22を形成してリード部20を独立させる。
このエッチング加工では、図1のリードフレームにおける、表面連結金属部11と、リード金属部22の側面等をエッチング加工することで各リード部を分離独立する。
ダイパッド部50は、裏面めっき層を形成した場合はリード部と同様になり、裏面めっき層を形成しない場合は、裏面からのエッチング加工で薄肉部となる。即ち、第2の封止樹脂103から露出がなくなるため、半導体素子の耐湿性を重視する半導体装置等には有効である。さらにダイパッド部50が第2の封止樹脂103から露出がないので外部機器との接触のリスクもない。図2はダイパッド裏面めっき層53を備えた場合を示している。
Thereafter, the sealed lead frame is etched from the back surface side to form a
In this etching process, each lead part is separated and independent by etching the surface
The
特許文献1で記載したように、表面をエッチングして窪み加工し、裏面が平面の状態で樹脂封止後、裏面めっき層をマスクとしてエッチング加工した場合、導電性基板裏面側からのみエッチングされるため、エッチング時間が長くなり、エッチング液がめっき層の一部を溶解してしまう不具合発生することがある。
また、リード裏面めっき層をエッチングマスクとしており、裏面よりエッチング加工が開始され、裏面めっき層に比べ導電性基板の方のエッチングが早く、溶解時間が長くなるに従い、裏面めっき層周辺の導電性基板がエッチングされて、裏面めっき層が庇形状になり、これがめっきバリとなる不具合が発生していた。
As described in Patent Document 1, when the surface is etched and recessed, and after the resin is sealed with the back surface being flat, the etching is performed only from the back surface side of the conductive substrate when the back surface plating layer is used as a mask. For this reason, the etching time becomes long, and there may be a problem that the etching solution dissolves a part of the plating layer.
Also, the lead back plating layer is used as an etching mask. Etching is started from the back surface, and the conductive substrate around the back plating layer is etched faster and the dissolution time becomes longer than the back plating layer. Is etched, and the back surface plating layer has a bowl shape, which causes a problem that it becomes a plating burr.
本発明では、この樹脂封止後のエッチング加工は、図1で示すように裏面側より窪み加工がなされているため、この窪み部4よりエッチングが開始される。
リード裏面めっき層23は、エッチング用のマスクとしているが、リード側面から主にエッチングされるため、リード裏面めっき層23のバリの発生が防止できる。また、リードフレーム製作段階で窪み量を調整することで、封止後のエッチング量を必要最低限にできる。
さらに、第1の樹脂封止においても、本発明の場合、表面めっき層を除き、導電性基板の表面は平面であり、特許文献1にある様に表面に窪みがないため、ボイドや樹脂漏れ等不具合が少ない。
In the present invention, the etching process after the resin sealing is indented from the back side as shown in FIG.
The lead back plating
Further, even in the first resin sealing, in the case of the present invention, since the surface of the conductive substrate is flat except for the surface plating layer and there is no depression on the surface as in Patent Document 1, there is no void or resin leakage. There are few malfunctions.
また、リード部の垂直方向の断面である縦断面は、リードフレーム時のエッチング方向と樹脂封止してからのエッチング方向が同一であるため、裏面から表面方向に広がる緩やかな曲線あるいはテーパー形状となっている。この形状は第2の樹脂封止を行った後における封止樹脂からのリード部の抜け止めとなっている。
さらに、少なくともリード裏面めっき層23の側面とリード金属部22は、第2の封止樹脂103で覆われ、リード裏面めっき層23は、第2の封止樹脂103より露出している。特許文献1に開示される半導体装置では、リード金属部の側面の一部は封止樹脂部より露出しており、かつめっきを施されていないために変色等不具合が発生しやすいが、本発明では第2の封止樹脂部内にあるため同様の不具合の発生はない。
第1の封止樹脂102と第2の封止樹脂103は同種類でも良いし、異なっても良い。
一般的には同種であるが、例えば、光半導体装置である場合、第1の封止樹脂102を透明樹脂で封止し、第2の封止樹脂103は、光を反射する樹脂で封止する等、異なった樹脂を使用してもよい。
In addition, the vertical cross section, which is the vertical cross section of the lead part, has the same curve as the etching direction at the lead frame and the etching direction after resin sealing. It has become. This shape prevents the lead part from coming off from the sealing resin after the second resin sealing.
Further, at least the side surface of the lead back plating
The
In general, for example, in the case of an optical semiconductor device, the
[第2の実施形態]
1.半導体素子搭載用基板
次に第2の実施形態について、図3及び図4を用いて説明する。図3、4において、100bは第2の実施形態の半導体素子搭載用基板、IIは第2の実施形態の半導体装置、5はボンディングワイヤ、6は半導体搭載領域に設けられた凹部、60は絶縁性接着剤で、他の符号は図1、2とおなじである。
図3は本発明に係る半導体素子搭載用基板の第2の実施形態を示す図で、半導体素子搭載用基板100bは、第1の実施形態の半導体搭載用基板100aにおいて、ダイパッド部表面めっき層を形成せず、導電性基板10の表面側より凹部6を形成し、その凹部底を半導体素子搭載領域としたものである。
[Second Embodiment]
1. Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 and 4,
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of a semiconductor element mounting substrate according to the present invention. The semiconductor
2.半導体装置
図4は本発明に係る半導体装置の第2の実施形態を示す図で、その半導体装置IIは図4に示すように、半導体素子101は凹部6の半導体素子搭載領域110に絶縁性接着剤60等で固定されている。
第1の実施形態(図2、符号I参照)に比べ、半導体素子搭載領域110が凹部6となっており、半導体素子の搭載位置をより低くすることが出来、半導体装置全体の厚みを低くすることを可能としている。
2. Semiconductor Device FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention. In the semiconductor device II, as shown in FIG. 4, the
Compared to the first embodiment (see FIG. 2, reference numeral I), the semiconductor
[半導体素子搭載用基板の製造方法]
次に、本発明に係る半導体素子搭載用基板の製造方法として、第1の実施形態の基板100aを用いて説明する。なお、ここでは、ダイパッド部を形成し、そこに半導体素子を搭載する事例について説明するが、半導体領域を確保してダイパッド部を形成しないタイプについては都度説明する。
[Manufacturing method of semiconductor element mounting substrate]
Next, a method for manufacturing a semiconductor element mounting substrate according to the present invention will be described using the
図5−1と図5−2に示す(a)から(h)は、本発明に係る半導体素子搭載用基板100aの製造方法の一例における前半の工程を示す図である。なお、以後の説明において、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には、今までの説明と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。図5−1、図5−2において、160、161は導電性基板10の両面に設けられた第1のレジスト、163は第1のレジストの開口部、165、166は第2のレジスト、168は第2のレジストの開口部、他の符号は図1〜4と同じである。
(A) to (h) shown in FIGS. 5-1 and 5-2 are views showing the first half steps in an example of the method for manufacturing the semiconductor
[導電性基板準備工程]
図5−1(a)は、導電性基板準備工程を示す図である。
導電性基板準備工程においては、導電性基板10を準備する。
この導電性基板10の材質は、導電性が得られるものであれば特に限定はないが、一般的にCu合金が用いられる。
[Conductive substrate preparation process]
FIG. 5A is a diagram illustrating a conductive substrate preparation process.
In the conductive substrate preparation step, the
The material of the
[第1のレジスト被覆工程]
図5−1(b)は、第1のレジスト被覆工程を示す図である。
第1のレジスト被覆工程においては、導電性基板10の両面を、第1のレジスト160、161で被う。使用するレジスト160、161としては、ドライフィルムレジストのラミネートや、液状レジストを導電性基板10の両面に塗布する等、従来の方法を用いることができる。
[First resist coating step]
FIG. 5B is a diagram illustrating a first resist coating process.
In the first resist coating step, both surfaces of the
[第1の露光・現像工程]
図5−1(c)は、第1の露光・現像工程を示す図である。
第1の露光工程においては、所定パターンの露光マスクを、露光装置(図示せず)内においてそれぞれ第1のレジスト160、161の上下に設置し、紫外光を照射して露光を行う。なお、露光マスクのパターンは、表面にリード表面めっき層、ダイパッド表面めっき層、及び裏面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層が形成されるようにパターンが作製されている。これにより、第1のレジスト160、161に未露光部(図5−1(c)、符号163で示される開口部の位置)が形成される。
次に、第1の現像工程では、レジスト160、161の未露光部が除去され、開口部163が形成される。これにより、導電性基板10の一部が開口部163から露出する。このように、開口部163を有するレジスト160及びレジスト161をめっきマスクとして構成する。
また、半導体素子搭載領域に凹部を形成する場合は、ダイパッド表面めっき層は形成しないパターンとする。
[First exposure / development process]
FIG. 5C is a diagram showing a first exposure / development process.
In the first exposure step, exposure masks having a predetermined pattern are placed above and below the first resists 160 and 161 in an exposure apparatus (not shown), and exposure is performed by irradiating ultraviolet light. In addition, the pattern of the exposure mask is prepared so that the lead surface plating layer and the die pad surface plating layer are formed on the front surface, and the lead back surface plating layer and the die pad back surface plating layer are formed on the back surface. As a result, unexposed portions (FIG. 5-1 (c), positions of openings indicated by reference numeral 163) are formed in the first resists 160 and 161.
Next, in the first development step, the unexposed portions of the resists 160 and 161 are removed, and the
Moreover, when forming a recessed part in a semiconductor element mounting area, it is set as the pattern which does not form a die pad surface plating layer.
[めっき・第1のレジスト除去工程]
図5−1(d)は、めっき・第1のレジスト除去工程を示す図である。
図5−1(c)に示す第1の現像工程で形成したレジスト160及びレジスト161を、めっきマスクとして用いてマスクに覆われていない開口部にめっきを行い、リード表面めっき層21、ダイパッド表面めっき層51、及び裏面にリード裏面めっき層23、ダイパッド裏面めっき層53を形成する。
その後、めっきマスクとして形成されたレジストを剥離除去する。なお、第1のレジスト剥離は、例えば、液状のレジスト剥離剤を用いて行っても良い。
この第1のレジスト剥離により、レジスト160、161(図5−1(d)参照)が除去され、導電性基板10上には、各表面めっき層21、51及び各裏面めっき層23、53が形成された状態となる。
[Plating / first resist removal process]
FIG. 5A is a diagram illustrating a plating / first resist removing step.
Using the resist 160 and the resist 161 formed in the first development step shown in FIG. 5-1 (c) as plating masks, plating is performed on the openings not covered with the mask, and the lead
Thereafter, the resist formed as the plating mask is peeled off. Note that the first resist stripping may be performed using, for example, a liquid resist stripper.
By this first resist peeling, the resists 160 and 161 (see FIG. 5A (d)) are removed, and the surface plating layers 21 and 51 and the back surface plating layers 23 and 53 are formed on the
[第2のレジスト被覆工程]
図5−2(e)は、第2のレジスト被覆工程の一例を示す図である。
第2のレジスト被覆工程は、前工程で各表面めっき層21、51、各裏面めっき層23、53を設け導電性基板10の両面を、第2のレジスト165、166で覆うものである。
用いる第2のレジスト165、166としては、図5−1(b)で説明した第1のレジスト被覆工程と同様、ドライフィルムレジストのラミネートや、液状レジストを塗布する等、従来の方法を用いることができる。
[Second resist coating step]
FIG. 5E is a diagram illustrating an example of a second resist coating process.
In the second resist coating step, the front
As the second resists 165 and 166 to be used, a conventional method such as laminating a dry film resist or applying a liquid resist is used as in the first resist coating step described in FIG. Can do.
[第2の露光・現像工程]
図5−2(f)は、第2の露光・現像工程の一例を示す図である。
第2の露光工程では、露光装置(図示せず)内において、露光マスク(図示せず)を、それぞれ第2のレジスト165、166の上下に設置し、紫外光にて露光を行う。
この第2の露光工程で使用する露光マスクは、導電性基板の各表面めっき層21、51が形成されている表面全面を覆い、裏面は、リード裏面めっき層23、ダイパッド部裏面めっき層53が、マスクで覆われるようにパターンを形成する。
[Second exposure / development process]
FIG. 5B is a diagram illustrating an example of the second exposure / development process.
In the second exposure step, exposure masks (not shown) are respectively provided above and below the second resists 165 and 166 in an exposure apparatus (not shown), and exposure is performed with ultraviolet light.
The exposure mask used in the second exposure step covers the entire surface of the conductive substrate on which the surface plating layers 21 and 51 are formed, and the back surface includes the lead back
なお、マスクの大きさは、リード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層より、片側が表面連結金属部の厚みと同程度大きくする。好ましくは、0.03m〜0.05mmである。これは、樹脂封止後のエッチング加工でほぼ同時にエッチング加工が完了するためである。
さらにダイパッド部を第2の封止樹脂より露出させない場合は、ダイパッド裏面めっき層を形成しないようにパターンを形成する。
Note that the size of the mask is set to be approximately equal to the thickness of the surface coupling metal portion on one side from the lead back plating layer and the die pad back plating layer. Preferably, it is 0.03 m to 0.05 mm. This is because the etching process is completed almost simultaneously with the etching process after resin sealing.
Further, when the die pad portion is not exposed from the second sealing resin, a pattern is formed so as not to form the die pad back surface plating layer.
次に行う第2の現像工程では、未露光部が除去され、開口部168を有する第2のレジスト166及び165をエッチング用マスクとして形成する。
In the second developing step to be performed next, the unexposed portion is removed, and second resists 166 and 165 having
[エッチング工程]
図5−2(g)は、裏面からエッチング加工するエッチング工程の一例を示す図である。
エッチング工程では、導電性基板10の裏面を、図5−2(f)で第2のレジスト165、166から形成したエッチングマスクを用いてエッチング液によるエッチング加工を施し、窪み部4を形成する。この形成された窪みによりリード金属部、ダイパッド金属部、表面連結金属部になる部位が形成される。
[Etching process]
FIG. 5-2 (g) is a diagram illustrating an example of an etching process in which etching is performed from the back surface.
In the etching step, the
[第2のレジスト除去工程]
図5−2(h)は、第2のレジストを除去する工程である。なお、第2のレジスト剥離は、例えば、液状のレジスト剥離剤を用いて行われてもよい。この後、必要に応じて所定の寸法にシート状に切断しても良い。
以上、説明してきた(a)〜(h)の工程により、本発明である半導体素子搭載用基板100aが完成する。
[Second resist removal step]
FIG. 5-2 (h) is a step of removing the second resist. The second resist removal may be performed using, for example, a liquid resist remover. Thereafter, if necessary, the sheet may be cut into a predetermined size.
The semiconductor
[半導体装置の製造方法]
次に、本発明の半導体素子搭載用基板を使用した半導体装置の製造方法を、図6を用いて説明する。図6−1、図6−2(a)〜(e)は、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す図である。図6における符号は、図1〜5と同じである。
[Method for Manufacturing Semiconductor Device]
Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the semiconductor element mounting substrate of the present invention will be described with reference to FIG. 6A and 6B are schematic diagrams illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention. The reference numerals in FIG. 6 are the same as those in FIGS.
[半導体素子搭載工程]
図6−1(a)は、半導体素子搭載工程の一例を示す図である。
半導体素子搭載工程においては、半導体素子搭載用基板100aの半導体素子搭載領域110に半導体素子101を搭載する。ダイパッド部がある場合は、Agペースト等(図示せず)を用いて半導体素子101を搭載する。ダイパッド部に凹部を作製した場合は、絶縁性の接着層(図示せず)、例えば絶縁性ペーストやダイアタッチフィルム等を介して、半導体素子101が搭載される。
[Semiconductor element mounting process]
FIG. 6A is a diagram illustrating an example of a semiconductor element mounting process.
In the semiconductor element mounting step, the
[ワイヤボンディング工程]
図6−1(b)は、ワイヤボンディング工程の一例を示す図である。
ワイヤボンディング工程においては、半導体素子101の電極部(図示せず)とリード表面めっき層21とを、ボンディングワイヤ5等を用いて電気的に接続する。
[Wire bonding process]
FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a wire bonding process.
In the wire bonding step, an electrode portion (not shown) of the
[第1の樹脂封止工程]
図6−1(c)は、第1の樹脂封止工程の一例を示す図である。
第1の樹脂封止工程においては、半導体素子101、ボンディングワイヤ5、リード表面めっき層21、ダイパッド表面めっき層51を含めて導電性基板10の表面が第1の封止樹脂102により樹脂封止される。
[First resin sealing step]
FIG. 6C is a diagram illustrating an example of the first resin sealing step.
In the first resin sealing step, the surface of the
[樹脂封止後のエッチング工程]
図6−2(d)は、第1の樹脂封止後のエッチング工程の一例を示す図である。
樹脂封止後のエッチング工程においては、導電性基板の裏面側より、エッチングを行い、リード金属部22の側面、表面連結金属部(図6−1(c)、符号11参照)、ダイパッド金属部52の側面を同時にエッチングする。この際、リード部20(実際にはリード金属部22)の縦断面形状が、リード部裏面から表面方向に広がる緩やかな曲線、あるいはテーパー形状となるように行う。
[Etching process after resin sealing]
FIG. 6D is a diagram illustrating an example of an etching process after the first resin sealing.
In the etching process after resin sealing, etching is performed from the back side of the conductive substrate, the side surface of the
このエッチングにより、各部位が、個別に分割され、ワイヤボンディングなどによる接続以外、それぞれが独立した形態となる。そのエッチング量は、図5−2(g)で示される「エッチング工程」において、それぞれの部位へのエッチング量が同量になるように設定し、最小限の時間で同時にエッチング完了することが望ましい。 By this etching, each part is individually divided, and each part becomes an independent form except for connection by wire bonding or the like. It is desirable that the etching amount is set so that the etching amount to each part becomes the same in the “etching step” shown in FIG. 5-2 (g), and the etching is completed simultaneously in a minimum time. .
またダイパッド部50が裏面めっき層を持たずに、ダイパッド金属部52を備える場合には、各側面と同時に、裏面側の面もエッチングされて薄肉部を形成する。
Further, when the
[第2の樹脂封止工程]
図6−2(e)は、第2の樹脂封止工程の一例を示す図である。
第2の樹脂封止工程においては、リード部20、ダイパッド部50等を第2の封止樹脂103で樹脂封止し、第2の封止樹脂103の表面にリード裏面めっき層23、ダイパッド裏面めっき層53が露出した形態となっている。また、ダイパッド部に裏面めっき層がなくダイパッド金属部がある場合は、図6−2(d)の「樹脂封止後のエッチング工程」におけるエッチングにより薄肉部となっているため、第2の封止樹脂部からの露出はなく樹脂内にあり、外部機器との接触のリスクはない。
[Second resin sealing step]
FIG. 6E is a diagram illustrating an example of the second resin sealing step.
In the second resin sealing step, the
次に、所定の形状に切断等にて個々の半導体装置とする。なお、その切断は、切断箇所に金属部がなく、全て樹脂の部分であり、切断負荷は軽減されている。 Next, individual semiconductor devices are obtained by cutting into a predetermined shape. In addition, the cutting does not have a metal part in a cutting location, but is all resin parts, and the cutting load is reduced.
半導体素子搭載用基板の第2の実施形態(図3、符号100b参照)に関しては、上記でも説明したように、図5−1(c)や図5−2(f)に示す工程におけるマスクパターンを変更することで製作が可能である。 Regarding the second embodiment of the semiconductor element mounting substrate (see FIG. 3, reference numeral 100b), as described above, the mask pattern in the steps shown in FIGS. 5-1 (c) and 5-2 (f). It is possible to produce by changing.
また、表面めっき層と裏面めっき層のめっきの種類を変更することも可能である。
この場合は、図5−1(b)から図5−1(d)の工程を表面めっき側、裏面めっき側2回行うことで製作できる。
Moreover, it is also possible to change the kind of plating of a surface plating layer and a back surface plating layer.
In this case, it can manufacture by performing the process of FIGS. 5-1 (b) to 5-1 (d) twice on the surface plating side and the back surface plating side.
また、半導体装置の製造における図6−1、図6−2の封止後のエッチング工程で、リード部の抜け不具合を防止するため、表面めっき層の断面形状を通常の矩形形状から逆台形形状にし、第1の封止樹脂との密着性を高めていても良い。この場合は、図5−1(c)の露光工程で、露光に使用する紫外光を、散乱光に変更して照射、露光を行うことで作製可能である。さらに、めっき表面を粗化処理しても同様の効果が得られる。 In addition, in order to prevent the lead portion from being disconnected in the etching process after sealing shown in FIGS. 6A and 6B in manufacturing the semiconductor device, the cross-sectional shape of the surface plating layer is changed from a normal rectangular shape to an inverted trapezoidal shape. In addition, the adhesion with the first sealing resin may be enhanced. In this case, in the exposure step of FIG. 5-1 (c), the ultraviolet light used for the exposure can be changed to the scattered light, and irradiation and exposure can be performed. Furthermore, the same effect can be obtained even if the plating surface is roughened.
以下、実施例を用いて本発明を詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.
導電性基板として、板厚0.2mmのCu板(古河電気工業株式会社製:EFTEC64−T)を、幅140mmの長尺板状に加工し、次に厚み0.025mmの感光性ドライフィルムレジストを、その導電性基板の両面に貼り付けた。
レジストを貼付された導電性基板の表面にリード表面めっき層、ダイパッド表面めっき層を、裏面にリード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層となる所望パターンを形成したガラスマスクを、パターン位置合わせした状態で表裏面上に被せて、この両面に、そのガラスマスクを介して、紫外光で露光した。
As a conductive substrate, a Cu plate having a thickness of 0.2 mm (Furukawa Electric Co., Ltd .: EFTEC64-T) is processed into a long plate shape having a width of 140 mm, and then a photosensitive dry film resist having a thickness of 0.025 mm. Was attached to both surfaces of the conductive substrate.
In a pattern-aligned state, a glass mask with a desired pattern to be a lead surface plating layer and die pad surface plating layer on the surface of the conductive substrate with the resist applied and a lead back surface plating layer and die pad back surface plating layer on the back surface is aligned. Covered on the front and back surfaces, both surfaces were exposed to ultraviolet light through the glass mask.
露光後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液にて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った。
現像後、ドライフィルムが溶解され導電性基板の金属表面が露出した部分にめっきを行った。めっきは、基板の露出面から順にNiめっきを3.0μm、Pdめっきを0.1μm、Auめっきを約0.04μmの厚みで形成した。
After the exposure, the dry film resist was developed with a sodium carbonate solution to dissolve the uncured dry film resist that was not exposed due to the irradiation of ultraviolet light.
After the development, plating was performed on the portion where the dry film was dissolved and the metal surface of the conductive substrate was exposed. Plating was carried out in order from the exposed surface of the substrate with a Ni plating thickness of 3.0 μm, a Pd plating thickness of 0.1 μm, and an Au plating thickness of about 0.04 μm.
次に水酸化ナトリウム溶液でドライフィルムレジストを剥離した。これにより、導電性基板の表裏面にめっき層を備えた状態に形成されている。
その後、厚み0.025mmの感光性ドライフィルムレジストを、めっき層を形成した導電性基板の両面に貼り付けた。
Next, the dry film resist was peeled off with a sodium hydroxide solution. Thereby, it forms in the state provided with the plating layer on the front and back of a conductive substrate.
Thereafter, a photosensitive dry film resist having a thickness of 0.025 mm was attached to both surfaces of the conductive substrate on which the plating layer was formed.
次に、基板の表面側は表面めっき層を含み全面を覆い、裏面側は、リード裏面めっき層及びダイパッド裏面めっき層より片側0.05mm大きく覆うように所望のパターンを形成したガラスマスクをドライフィルムレジストの上に被せ、紫外光で露光した。
その後、ドライフィルムレジストを炭酸ナトリウム溶液にて、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った。
Next, a glass film on which a desired pattern is formed so that the front side of the substrate covers the entire surface including the surface plating layer and the back side covers 0.05 mm larger than the lead back plating layer and the die pad back plating layer on a dry film is dry film. It was covered with a resist and exposed to ultraviolet light.
Thereafter, the dry film resist was developed with a sodium carbonate solution to dissolve the uncured dry film resist that was not exposed to ultraviolet light irradiation.
現像処理後、現像して残ったレジストをマスクに用い、塩化第二鉄液で、裏面側より選択的エッチングを行い、導電性基板に深さ0.15mmの窪み領域4を作製した。このエッチング加工により、リード金属部、ダイパッド金属部、表面連結金属層となる部位が形成された。その後、所定寸法に切断することにより、第1の実施形態の実施例1に係る半導体素子搭載用基板を作製した。
After the development process, the resist remaining after development was used as a mask, and selective etching was performed from the back side with a ferric chloride solution to produce a recessed
次に、作製した半導体素子搭載用基板を用いて、半導体素子搭載用基板のダイパッド表面めっき層上にAgペーストを使用して半導体素子を搭載し、半導体素子の電極部とリード表面めっき層をワイヤボンディングで接続後、半導体素子が搭載されている面を第1の封止樹脂を用いて樹脂封止、成形した。その後、リード裏面めっき層、ダイパッド裏面めっき層をマスクに用い、表面連結金属部、リード金属部の側面、ダイパッド金属部の側面を同時にエッチング加工し、各部位を各々独立させた。その後、独立状態の各部位を第2の封止樹脂で樹脂封止、成形した。
第1の封止樹脂と第2の封止樹脂は同種のものを使用した。
Next, using the produced semiconductor element mounting substrate, a semiconductor element is mounted on the die pad surface plating layer of the semiconductor element mounting substrate using Ag paste, and the electrode portion of the semiconductor element and the lead surface plating layer are wired. After being connected by bonding, the surface on which the semiconductor element is mounted was resin-sealed and molded using a first sealing resin. Thereafter, the lead back plating layer and the die pad back plating layer were used as a mask, and the surface connecting metal portion, the side surface of the lead metal portion, and the side surface of the die pad metal portion were simultaneously etched to make each portion independent. Then, each part of the independent state was resin-sealed and molded with a second sealing resin.
The first sealing resin and the second sealing resin were the same type.
最後に、所定の半導体装置の寸法になるように切断し、第1の実施形態の実施例1に係る半導体装置を完成させた。 Finally, the semiconductor device according to Example 1 of the first embodiment was completed by cutting to a predetermined semiconductor device size.
実施例2に係る半導体素子搭載用基板は、第2の実施形態で説明したダイパッド部表面めっき層を形成せず、ダイパッド部に表面側より凹部を形成した図3に示すものである。
その凹部の形成は、第1のレジストパターンを形成する時、ダイパッド部はレジストで覆う様にパターンを形成し、第2のレジストパターンを作製する時に、表面側にダイパット部領域が開口部になるようパターンを作製した。
次のエッチング工程で、ダイパット部領域が開口部になっているため、表面側より0.15mmの深さで凹部を形成した。
The substrate for mounting a semiconductor element according to Example 2 is shown in FIG. 3 in which the die pad portion surface plating layer described in the second embodiment is not formed, and the concave portion is formed on the die pad portion from the surface side.
The concave portion is formed by forming a pattern so that the die pad portion is covered with the resist when the first resist pattern is formed, and when the second resist pattern is formed, the die pad portion region becomes an opening portion on the surface side. A pattern was prepared.
In the next etching step, since the die pad area was an opening, a recess was formed at a depth of 0.15 mm from the surface side.
作製した半導体素子搭載用基板を用いて、実施例と同様の方法で第2の実施形態の実施例2に係る半導体装置を作製した。半導体素子は、半導体素子搭載工程において、凹部に絶縁性接着剤を用いて半導体素子を搭載した。 A semiconductor device according to Example 2 of the second embodiment was manufactured by using the manufactured semiconductor element mounting substrate in the same manner as in the example. In the semiconductor element mounting step, the semiconductor element was mounted in the recess using an insulating adhesive.
実施例1及び実施例2で作製した半導体装置を用いて、リード裏面めっき層にめっき剥がれやめっきバリ等の発生を、光学顕微鏡により観察した。
実施例1及び実施例2の半導体装置では、リード裏面めっき層にめっき剥がれやめっきバリ等の発生がなく良好であることが確認できた。
Using the semiconductor devices produced in Example 1 and Example 2, the occurrence of plating peeling and plating burrs on the lead back plating layer was observed with an optical microscope.
In the semiconductor devices of Example 1 and Example 2, it was confirmed that the lead back plating layer was good without any plating peeling or plating burr.
1 表面めっき層
2 金属部
3 裏面めっき層
4 窪み部
5 ボンディングワイヤ
6 半導体搭載領域に設けられた凹部
10 導電性基板
11 表面連結金属部
20 リード部
21 リード表面めっき層
22 リード金属部
23 リード裏面めっき層
50 ダイパッド部
51 ダイパッド表面めっき層
52 ダイパッド金属部
53 ダイパッド裏面めっき層
60 絶縁性接着剤
100a 第1の実施形態の半導体素子搭載用基板
100b 第2の実施形態の半導体素子搭載用基板
101 半導体素子
102 第1の封止樹脂
103 第2の封止樹脂
110 半導体素子搭載領域
160、161 導電性基板10の両面に設けられた第1のレジスト
163 第1のレジストの開口部
165、166 第2のレジスト
168 第2のレジストの開口部
I 第1の実施形態の半導体装置
II 第2の実施形態の半導体装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
II Semiconductor device of the second embodiment
Claims (13)
導電性基板の表面に設けられた半導体素子搭載領域と、
前記導電性基板から形成されたリード金属部と、前記リード金属部の表裏面に対向して接合した前記半導体素子搭載領域に搭載された半導体素子の電極と接続可能なリード表面めっき層と外部機器と接続するリード裏面めっき層とからなるリード部を複数備え、
前記半導体素子搭載領域と前記複数のリード部が、前記リード部を構成するリード金属部同士を繋ぐ表面連結金属部により連結され、
前記表面連結金属部が、前記リード金属部のリード表面めっき層側に、前記リード金属部とシームレス構造で設けられていることを特徴とする半導体素子搭載用基板。 A semiconductor element mounting substrate capable of mounting a semiconductor element in a semiconductor element mounting area,
A semiconductor element mounting region provided on the surface of the conductive substrate;
A lead metal part formed from the conductive substrate, a lead surface plating layer connectable to an electrode of a semiconductor element mounted in the semiconductor element mounting region bonded to the front and back surfaces of the lead metal part, and an external device With multiple lead parts consisting of a lead back plating layer connected to
The semiconductor element mounting region and the plurality of lead parts are connected by a surface connecting metal part that connects the lead metal parts constituting the lead part,
The substrate for mounting a semiconductor element, wherein the surface connection metal part is provided on the lead surface plating layer side of the lead metal part in a seamless structure with the lead metal part.
前記半導体素子の周囲に配置され電気的に接続されているリード表面めっき層と、外部からの電気的接続が可能なリード裏面めっき層とを有するリード部と、
前記半導体素子の電極と前記リード表面めっき層とを電気的に接続するボンディングワイヤと、
前記リード表面めっき層と前記ボンディングワイヤと前記半導体素子と前記半導体素子搭載領域を封止する第1の封止樹脂と、
少なくとも前記リード部の側面及び裏面めっき層の側面を封止する第2の封止樹脂と
を有することを特徴とする半導体装置。 A semiconductor element, and the semiconductor element mounting region;
A lead portion having a lead surface plating layer disposed around and electrically connected to the semiconductor element; and a lead back plating layer capable of being electrically connected from the outside;
A bonding wire for electrically connecting the electrode of the semiconductor element and the lead surface plating layer;
A first sealing resin for sealing the lead surface plating layer, the bonding wire, the semiconductor element, and the semiconductor element mounting region;
A semiconductor device comprising: a second sealing resin that seals at least a side surface of the lead portion and a side surface of the back plating layer.
(記)
(1)導電性基板を用意する導電性基板準備工程。
(2)前記導電性基板の両面を、第1のレジストで覆う第1のレジスト被覆工程。
(3)所定パターンを、露光・現像して開口部を有するめっきマスクを形成する第1の露光・現像工程。
(4)前記開口部を有するめっきマスクを用いて、前記開口部にめっきを行い、各表裏めっき層を形成し、その後、前記めっきマスクを除去するめっき・第1のレジスト除去工程。
(5)めっき・第1のレジスト除去工程後、導電性基板の両面を、第2のレジストで覆う第2のレジスト被覆工程。
(6)所定パターンを、露光・現像して開口部を有するエッチングマスクを形成する第2の露光・現像工程。
(7)導電性基板の裏面を、前記エッチングマスクを用いたエッチング加工により窪み領域を形成するエッチング工程。
(8)前記エッチングマスクを除去する第2のレジスト除去工程。 4. The method for manufacturing a semiconductor element mounting substrate according to claim 1, comprising the following steps (1) to (8) in order: 5.
(Record)
(1) A conductive substrate preparation step of preparing a conductive substrate.
(2) A first resist coating step of covering both surfaces of the conductive substrate with a first resist.
(3) A first exposure / development step for forming a plating mask having an opening by exposing / developing a predetermined pattern.
(4) Plating / first resist removing step of plating the openings using the plating mask having the openings to form respective front and back plating layers and then removing the plating mask.
(5) A second resist coating step of covering both surfaces of the conductive substrate with the second resist after the plating / first resist removing step.
(6) A second exposure / development step in which a predetermined pattern is exposed / developed to form an etching mask having an opening.
(7) An etching step of forming a recessed region on the back surface of the conductive substrate by etching using the etching mask.
(8) A second resist removing step for removing the etching mask.
前記(3)の第1の露光・現像工程における所定パターンが、導電性基板表面の半導体素子搭載領域が第1のレジストに覆われ、ダイパッド部表面めっき層を形成しないパターンで、
且つ、前記(6)の第2の露光・現像工程における所定パターンが、前記導電性基板表面の半導体素子搭載領域に開口部を形成するパターンであることを特徴とする半導体素子搭載用基板の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor element mounting substrate according to claim 4, comprising the steps (1) to (8) in order.
The predetermined pattern in the first exposure / development step of (3) is a pattern in which the semiconductor element mounting region on the surface of the conductive substrate is covered with the first resist and the die pad surface plating layer is not formed.
The predetermined pattern in the second exposure / development step (6) is a pattern for forming an opening in a semiconductor element mounting region on the surface of the conductive substrate. Method.
(記)
(A)半導体素子搭載用基板の半導体素子領域に半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程。
(B)半導体素子の電極部とリード表面めっき層とを、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディング工程。
(C)半導体素子、ボンディングワイヤ、各表面めっき層を含めた半導体素子搭載用基板の表面が第1の封止樹脂により樹脂封止される第1の樹脂封止工程。
(D)半導体搭載用基板の裏面側よりエッチング加工を行い、各金属部の側面、表面連結金属部を同時にエッチングして前記各金属部、前記表面連結金属部を個別に分割して電気的接続以外は独立状態にする樹脂封止後のエッチング工程。
(E)リード部、ダイパッド部を、第2の封止樹脂で樹脂封止して前記第2の封止樹脂の表面に各裏面めっき層が露出した形態とする第2の樹脂封止工程。 10. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising the following steps (A) to (E) in order.
(Record)
(A) A semiconductor element mounting step of mounting a semiconductor element in a semiconductor element region of a semiconductor element mounting substrate.
(B) A wire bonding step of electrically connecting the electrode portion of the semiconductor element and the lead surface plating layer using a bonding wire.
(C) A first resin sealing step in which a surface of a semiconductor element mounting substrate including a semiconductor element, a bonding wire, and each surface plating layer is resin-sealed with a first sealing resin.
(D) Etching is performed from the back side of the substrate for mounting the semiconductor, and the side surfaces of the respective metal parts and the surface connection metal part are simultaneously etched to divide each of the metal parts and the surface connection metal part individually for electrical connection. Etching process after resin sealing to make independent except.
(E) A second resin sealing step in which the lead portion and the die pad portion are resin-sealed with a second sealing resin so that each back plating layer is exposed on the surface of the second sealing resin.
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