JP3391996B2

JP3391996B2 - 半導体パッケージの製造方法

Info

Publication number: JP3391996B2
Application number: JP33393496A
Authority: JP
Inventors: 吉樹武田; 仁宮下; 武巳町田; 文夫倉石
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2003-03-31
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: JPH10173093A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージの
製造方法に関し、特に半導体素子を搭載するキャビティ
底面に金属からなる放熱板を設けた半導体パッケージの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＰＧＡ（Plastic Pin Grid Array）あ
るいはＰＢＧＡ（Plastic Ball GridArray ）あるいは
ＰＬＧＡ（Plastic Land Grid Array ）等の半導体パッ
ケージ（一例としてＰＢＧＡを用いて説明する）は、図
１７に示すようにガラス・エポキシ、ガラス・ポリイミ
ド、BTレジン等の電気的絶縁性を有する樹脂基板表面に
被着形成した銅箔等の導体層を配線パターンに形成した
回路基板を複数枚積層し、実装面に外部接続端子として
はんだボールが接合されて形成される。

【０００３】この半導体パッケージ１０の概要構造につ
いて図１７を用いて説明する。積層された各樹脂基板１
２の略中央部には開口部１４が設けられ、この開口部１
４が半導体素子を収納するためのキャビティ１６を構成
する。各樹脂基板１２の銅箔に対しエッチング処理を施
して、両面に導体層である配線パターン１８が形成され
た回路基板２０ａ、２０ｂが形成される。ワイヤボンデ
ィングにより半導体素子と接続する配線パターン１８の
ボンディング部は開口部１４の周縁部近傍に形成され
る。回路基板２０ａに設ける開口部１４は回路基板２０
ａを積層して積層体を形成した際に、各段の回路基板２
０ａのボンディング部の領域が確保されるように回路基
板２０ａごとあらかじめ開口部１４の開口面積を設定す
る。開口部１４のサイズは回路基板２０ａ、２０ｂを積
層し、キャビティ１６を形成した際にキャビティ１６の
上方に位置するに従い大きくなる。

【０００４】回路基板２０ａ、２０ｂは接着シート２２
（プリプレグ）により他の回路基板と接着されている。
また、回路基板２０ａの表面にはレジスト（不図示）が
塗布されて当該表面が平坦化され、接着シート２２によ
る基板同士の接着性を高めている。なお、接着シート２
２の材質によってはレジストを塗布せずに各回路基板２
０ａ、２０ｂを接着することが可能である。

【０００５】回路基板２０ｂの外面には配線パターン１
８の一部として、外部接続端子（本例でははんだバン
プ）２４を接続するためのランド２６ａ、あるいはコン
デンサや抵抗体などの回路部品を接続するための接合部
２６ｂ、あるいは金属板からなる放熱板を取り付けるた
めの導体部２６ｃ等が形成されている。また、回路基板
２０ｂの外面には、上記ランド２６ａ、接合部２６ｂ、
導体部２６ｃのみが露出するようにソルダーレジスト等
の保護膜２８が設けられている。またボンディング部と
ランド２６ａ、接合部２６ｃなどは、スルーホール２９
を介して電気的に導通されている。

【０００６】そしてランド２６ａには外部接続端子２４
が、また接合部２６ｂ、導体部２６ｃには回路部品、放
熱板３０がそれぞれ取り付けられている。ここで、放熱
板３０を導体部２６ｃに取り付ける方法について説明す
ると、まず導体部２６ｃに熱硬化性接着剤３２を塗布
し、位置決め機構を用いて放熱板３０の中心がキャビテ
ィ１６の中心と一致するように位置決めしながら放熱板
３０を回路基板２０ｂ上に搭載する。その後、回路基板
２０ａ、２０ｂと放熱板３０を加圧および加熱して熱硬
化性接着剤３２を硬化させて、放熱板３０を回路基板２
０ｂの導体部２６ｃ上に接合する。

【０００７】しかしながら、熱硬化性接着剤３２は保存
や製造時に厳格な管理を必要とし、手間がかかる等の理
由から、最近では熱硬化性接着剤３２を用いないで、導
体部２６ｃ上に放熱板３０を直接はんだ付けする方法が
採用されている。このはんだ付けによる放熱板３０の導
体部２６ｃへの取付方法について説明する。第１工程
は、はんだ付けを行う関係上、導体部２６ｃ以外へのは
んだの流れだしを防止するために予め回路基板２０ｂの
外面にソルダーレジストを塗布するなどして保護膜２８
を形成し、放熱板３０の外形に合わせて導体部２６ｃを
露出させておく。第２工程は、ディスペンサー等により
はんだペーストを露出した導体部２６ｃ上に塗布する。

【０００８】第３工程は、塗布したはんだペースト上に
放熱板３０を載置する。最後に、第４工程として、放熱
板３０を載置した半導体パッケージ１０を加熱し、はん
だにより放熱板３０を半導体パッケージ１０の導体部２
６ｃ上に接合し、放熱板３０の導体部２６ｃへの取付工
程が終了する。このようにして製造された半導体パッケ
ージ１０には、その後半導体素子３４が接着剤３６によ
り、キャビティ１６の内底面にあたる放熱板３０の搭載
領域Ａに搭載される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の半導体パッケージの製造方法には次の様な課題が
有る。半導体パッケージ１０へのはんだペーストの塗布
工程や放熱板３０の載置工程は半導体パッケージ１０を
コンベア等で搬送しながら、搬送方向に沿って配置され
たロボット等により自動的に行われるのが一般的であ
る。しかし、搬送工程中には必ず多少の振動がコンベア
に生じ、その振動は搬送される半導体パッケージ１０に
加わる。そしてこの振動によって、はんだペーストの塗
布領域や放熱板３０を載置する位置が半導体パッケージ
１０の導体部２６ｃ上でずれ、放熱板３０を導体部２６
ｃの中心位置にはんだ付けできない場合が生ずる。放熱
板３０上には半導体メーカの社名等が印刷されることか
ら、これら半導体メーカでは放熱板３０の接合位置精度
に厳格な基準を設ける場合が多く、ずれが大きいと半導
体パッケージ１０の歩留りが低下するという課題が生ず
る。

【００１０】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、放熱板の接合に自動化
が容易なはんだシートを用いながら、しかも放熱板の接
合位置精度を確保可能な半導体パッケージの製造方法を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１記載の半導体パッケージの製造方
法は、開口部が設けられた回路基板の片面に、前記開口
部を閉塞する放熱板がはんだを介して前記開口部の周縁
に設けた導体部に接合されて半導体素子を搭載するキャ
ビティが形成された半導体パッケージの製造方法におい
て、前記回路基板の片面をソルダーレジストで被覆し
て、外縁形状が枠体状に形成されたはんだシートの外縁
形状よりも若干大き目となるように前記導体部を露出
し、該導体部の外縁よりも内方に載置したはんだシート
上に前記放熱板を載置して加熱することにより放熱板を
接合することを特徴とする。この方法によれば、搬送工
程中にはんだシートが導体部上でずれようとしても、は
んだシートを囲むソルダーレジストの内壁面によっては
んだシートの大きな移動が規制されるため、はんだシー
トのずれを所定の基準範囲内に抑えることが可能とな
る。

【００１２】また、請求項２記載の半導体パッケージの
製造方法は、開口部が設けられた回路基板の片面に、前
記開口部を閉塞する放熱板がはんだを介して前記開口部
の周縁に設けた導体部に接合されて半導体素子を搭載す
るキャビティが形成された半導体パッケージの製造方法
において、外縁形状を枠体状に形成したはんだシートの
外縁部に係合片を立設し、前記回路基板の片面をソルダ
ーレジストで被覆して、外縁形状が枠体状に形成された
はんだシートの外縁形状よりも若干大き目となるように
前記導体部を露出し、該導体部の外縁よりも内方に前記
係合片を上にして載置したはんだシート上に前記放熱板
を前記係合片に係合させて載置して加熱することにより
放熱板を接合することを特徴とする。この方法によれ
ば、請求項１記載の半導体パッケージの製造方法と同様
に導体部上でのはんだシートのずれを減少させることが
可能であると共に、さらにはんだシート上での放熱板の
移動も係合片によって規制されるため、導体部に対する
放熱板のずれも所定の基準範囲内に抑えることが可能と
なり、放熱板の接合位置精度を十分に確保できる。

【００１３】また、請求項３記載の半導体パッケージの
製造方法は、開口部が設けられた回路基板の片面に、前
記開口部を閉塞する放熱板がはんだを介して前記開口部
の周縁に設けた導体部に接合されて半導体素子を搭載す
るキャビティが形成された半導体パッケージの製造方法
において、前記回路基板の片面をソルダーレジストで被
覆して、外縁形状が枠体状に形成されたはんだシートの
外縁形状よりも若干大き目となるように前記導体部を露
出し、前記はんだシートと前記放熱板とを一体化し、前
記導体部に前記放熱板を前記はんだシートを介して載置
して加熱することにより、放熱板を接合することを特徴
とするこの方法によれば、請求項１記載の半導体パッケ
ージの製造方法と同様に導体部上でのはんだシートのず
れを減少させることが可能であり、さらにはんだシート
と放熱板が一体に形成されていることから、導体部に対
する放熱板のずれも所定の基準範囲内に抑えることが可
能となり、放熱板の接合位置精度を十分に確保できる。

【００１４】はんだシートと前記放熱板の一体化の具体
的な手段としては、はんだシートと前記放熱板をスポッ
ト溶接により一体化してもよいし、また前記はんだシー
トと前記放熱板とを、前記はんだシートの外縁部に係合
片を立設し、前記係合片を放熱板の側面に係合すること
により一体化するようにしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体パッケ
ージの製造方法の好適な実施の形態を添付図面に基づい
て詳細に説明する。なお、半導体パッケージの一例とし
てＰＬＧＡについて説明する。（第１の実施の形態）この半導体パッケージの製造方法
について図１〜図８を用いて説明する。なお、従来例と
同じ構成については同じ符号を付す。図１は導体層とし
て銅箔を両面に被着形成した両面銅張樹脂基板を用いて
半導体パッケージを形成する際に使用する回路基板を作
製する方法を示す。図１(a) は銅箔１１を両面に被着形
成した樹脂基板１２の断面図を示す。１４は半導体素子
を収納するキャビティ１６を形成するため樹脂基板１２
に設けた開口部である。樹脂基板１２はガラス・エポキ
シ、ガラス・ポリイミド、ＢＴレジンといった電気的絶
縁性を有する樹脂材を基材としている。

【００１６】図１(b) はこの樹脂基板１２に対しエッチ
ング処理を施して、両面に配線パターン１８を形成した
回路基板２０ａを形成した状態を示す。配線パターン１
８は銅箔１１の表面にレジストを塗布し、形成すべきパ
ターンにしたがって露光してレジストパターンを形成
し、レジストが被覆された部位以外の銅箔１１をエッチ
ングして除去することによって形成される。

【００１７】ワイヤボンディングにより半導体素子と接
続する配線パターン１８のボンディング部はこの開口部
１４の周縁部近傍に形成される。回路基板２０ａに設け
る開口部１４は回路基板２０ａを積層して積層体を形成
した際に、各段の回路基板２０ａのボンディング部の領
域が確保されるように回路基板２０ａごとあらかじめ開
口部１４のサイズを設定する。開口部の開口面積は回路
基板２０ａを積層しキャビティ１６を形成した際にキャ
ビティ１６の上方に位置するに従い大きくなる。

【００１８】銅箔１１をエッチングして配線パターン１
８を形成した後、配線パターン１８のボンディング部を
保護する保護被膜を形成する。この例では回路基板２０
ａの上面に感光性レジスト４０を塗布し（図１(c) ）、
感光性レジスト４０を露光して配線パターン１８のボン
ディング部以外の感光性レジスト４０を溶解除去するこ
とにより保護被膜４０ａを形成する。図１(d) は配線パ
ターン１８のボンディング部に保護被膜４０ａが形成さ
れた状態を示す。なお、この工程はボンディング部を保
護する必要性が低い場合には必ずしも行わなくともよ
い。

【００１９】回路基板２０ａは接着シート２２（プリプ
レグ）を各層間に挟んで接着するから、回路基板２０ａ
の下面にはとくに保護被膜４０ａを設けなくともよい。
保護被膜４０ａは配線パターン１８のボンディング部を
保護するとともに、最終的には除去して本来の配線パタ
ーン１８の表面を露出させるためのものである。したが
って、ここで使用している感光性レジスト４０はアルカ
リ溶剤等によって後工程で簡単に除去できるものを使用
するのがよい。

【００２０】配線パターン１８のボンディング部を保護
被膜４０ａで被覆した後、回路基板２０ａの両面にレジ
スト４２を塗布し、回路基板２０ａの表面を平坦面にす
る（図１(e) ）。レジスト４２は配線パターン１８を形
成したことによって回路基板２０ａの両面に生じた凹凸
をならすように所定の厚さで塗布する。レジスト４２は
印刷法等で塗布するが、配線パターン１８のボンディン
グ部は保護被膜４０ａで被覆してあるから、レジスト４
２を塗布する際にボンディング部にレジスト４２が付着
することが防止できて好適である。レジスト４２にはソ
ルダーレジストなどが用いられる。

【００２１】本例で回路基板２０ａの表面にレジスト４
２を塗布するのは、回路基板２０ａの表面を平坦面にす
ることで接着シート２２のキャビティ内への流れ出しを
抑え、また基板間（層間）のボイドを防いで基板が確実
に接着され積層されるようにするためである。なお、接
着シート２２の材質によってはレジスト４２を塗布せず
に各基板を接着することが可能である。したがって、回
路基板２０ａにレジスト４２を塗布する工程は必須の工
程ではない。

【００２２】次に、上記のようにして作製した回路基板
２０ａを基板の各層間に接着シート２２を挟んで複数枚
貼り合わせて積層体を形成する。図２は回路基板２０ａ
を２枚貼り合わせた状態を拡大して示す。基板の積層体
を形成する場合は、積層体の最外部の基板については開
口部１４を有しない基板２０ｂを使用し、基板２０ｂで
回路基板２０ａを挟み４層構造とすることによってキャ
ビティ１６が密閉されるようにする。

【００２３】本実施形態では接着シート２２としてプリ
プレグと呼ばれるシート材を使用した。プリプレグはガ
ラス繊維を接着剤でシート状に固めたもので、プリプレ
グを回路基板２０ａの間および回路基板２０ａと回路基
板２０ｂとの間に挟み、真空中で加圧しつつ一定時間加
熱することによって完全に接着剤が硬化し一体化された
積層体を得ることができる。なお、各回路基板２０ａ、
２０ｂを積層して加熱加圧する際に、キャビティ１６内
にキャビティ形状をした中子を入れておくと均一に加圧
できる。

【００２４】配線パターン１８のボンディング部を被覆
する保護被膜４０ａはこの積層体を貼り合わせて一体形
成する工程において、接着シート２２から流れ出す接着
剤の流れ止めとして作用し、ボンディング部に接着剤が
付着することを防止する。また、接着シート２２と回路
基板２０ａを位置合わせして重ね合わせるといった工程
中に接着シート２２から微小な破片（ガラス繊維片な
ど）が配線パターン１８上に落ちる場合があるが、この
ような場合でもボンディング部が保護被膜４０ａで被覆
されているからボンディング部が汚れることを防止する
ことができる。

【００２５】図３〜図５は配線パターン１８とランド２
６ａとを接続する接続部を形成する工程を示す。図３は
接続部の形成位置に貫通孔（スルーホール）４４をあけ
た状態を示す。貫通孔４４は積層体にドリル加工を施し
て穿設することができる。なお、回路基板２０ａの配線
パターン１８はこのスルーホールと導通をとるか否か、
あらかじめ設定されてパターンが形成されている。

【００２６】次に、無電解銅めっきを施し、貫通孔４４
の内壁面および基板２０ｂの外面の銅箔１１部分に無電
解銅めっき被膜４６を形成し、さらに電解銅めっきを施
して、前記無電解銅めっき被膜４６および貫通孔４４の
内壁面に電解銅めっき被膜４８を形成する。図４は無電
解銅めっきおよび電解銅めっきを施した後の状態を示
す。なお、図４では図示はされていないが、貫通孔４４
の内壁面と同様に、基板２０ｂの外面の銅箔１１部分と
電解銅めっき被膜４８との間にも無電解銅めっき被膜４
６が形成されてる。

【００２７】この状態から、次に、基板２０ｂの外面の
導体層である電解及び無電解銅めっき被膜４８と銅箔１
１とをエッチングして配線パターンを形成する（図
５）。基板２０ｂの外面に形成する配線パターンとして
ははんだボールなどの外部接続端子が接合されるランド
２６ａ、あるいはコンデンサや抵抗体などの電子部品を
接続するための接合部２６ｂ、あるいは放熱板３０を取
り付けるための枠状の導体部２６ｃ等がある。本実施の
形態では図５に示すようにこの導体部２６ｃの内周縁
を、後の工程において基板２０ｂにあけられてキャビテ
ィ１６の一部を構成する開口部１４の開口縁から所定距
離Ｄ後退するように形成している。この所定距離（後退
距離とも言う）Ｄとは一例として 0.1〜0.2 ミリメート
ル程度であるが、現在の開口部１４をあけるルーター
等の開口部加工機の加工精度や配線パターンのパターニ
ング精度を考慮すればミクロン単位での距離設定が可能
である。なお、導体部２６ｃの大きさを開口部１４の開
口縁と一致させる構成としてもよい。

【００２８】以上の如く、積層体に貫通孔４４を形成す
る工程、無電解銅めっきおよび電解銅めっきを施す工
程、電解及び無電解銅めっき被膜４８と銅箔１１をエッ
チングして配線パターンを形成する工程では、積層体の
内部の回路基板２０ａは完全に外部から遮断されてい
る。したがって、回路基板２０ａの配線パターン１８
（主にキャビティ１６内に露出したワイヤボンディング
部）はめっき液やエッチング液で侵されるといった心配
がまったくない。

【００２９】次に、上記のランド２６ａ、電子部品を接
続するための接合部２６ｂ、銅等の金属板からなる放熱
板３０を取り付けるための導体部２６ｃを除くパッケー
ジの外面にソルダーレジスト等の保護膜２８を設けた
後、キャビティ１６を密閉していた基板２０ｂにルータ
ー等を用いて開口部１４をあけ、キャビティ１６を開口
させる。図６は両外層の基板２０ｂを開口部あけしてキ
ャビティ１６を開口させた状態である。

【００３０】なお、配線パターン１８のボンディング部
に保護被膜４０ａを形成する工程を行った場合には、基
板２０ｂを開口部あけした状態で、回路基板２０ａの配
線パターン１８のボンディング部には保護被膜４０ａが
形成されているから、アルカリ溶剤等の溶剤を用いて保
護被膜４０ａを除去し、ここではじめてキャビティ１６
内の配線パターン１８を露出させる。保護被膜４０ａは
溶剤で簡単に溶解除去することができ、回路基板２０ａ
の配線パターン１８や他の導体部等に悪影響を与えずに
取り除くことができる。

【００３１】ボンディング部と半導体素子との電気的接
続を確実にするため、ボンディング部に下地ニッケルめ
っきと金めっき５０を施す。なお、この下地ニッケルめ
っきと金めっき５０は配線パターン１８と導通するラン
ド２６ａ、接合部２６ｂ、導体部２６ｃなどの部分にも
形成される。

【００３２】図７は、上記工程後、放熱板３０、電子部
品５２をはんだにより取り付けた状態を示す。こうし
て、回路基板２０ａ、２０ｂを多層形成し、放熱板３０
を取り付けた半導体パッケージが得られる。なお、放熱
板３０は銅板の表面にニッケルめっきまたはニッケルめ
っきと金めっきが施されて成る。

【００３３】ここで、放熱板３０を導体部２６ｃに取り
付ける手順について説明する。第１工程は、はんだ付け
を行う関係上、導体部２６ｃ以外へのはんだの流れだし
を防止するために、従来例と同様に予め回路基板２０ｂ
の外面にソルダーレジストを塗布したり張り付けるなど
して保護膜２８を形成し、放熱板３０の形状に合わせて
導体部２６ｃを露出させておく。ここで本実施の形態の
特徴点は、従来例と異なり図９に示すように、枠状のは
んだシート５６を用いると共に回路基板２０ｂの片面の
開口部１４の周囲に導体層の一部を露出して形成する導
体部２６ｃは、外周縁（つまり保護膜２８の内壁面２８
ａ）が枠状のはんだシート５６の外縁形状と略同一形状
で、かつはんだシート５６の外縁寸法より若干大きくな
るようにし、つまり導体部２６ｃの外縁とはんだシート
５６との間に隙間Ｅを設ける点にある。なお、この隙間
Ｅにより、放熱板３０側面にはんだがメニスカス形状を
形成しやすくなり、確実な接合が可能となる。これによ
り、後述するように導体部２６ｃ上に載置されたはんだ
シート５６が半導体パッケージ１０の搬送工程中に導体
部２６ｃ上で移動しようとしても保護膜２８の内壁面２
８ａで規制されて、大きくずれることはなくなる。ま
た、ずれ量は隙間Ｅの距離を適宜設定することによって
所定の基準範囲内に抑えることが可能となる。ソルダー
レジストを用いた保護膜２８の厚みは、通常は20ミクロ
ン程度であるが、はんだシート５６の移動を規制するに
は十分な厚さである。

【００３４】第２工程は、図１０に示すように、枠状の
はんだシート５６を導体部２６ｃ上に載置する。なお、
この時はんだシート５６と導体部２６ｃとの間にフラッ
クスを塗布する場合もある。上述したように、半導体パ
ッケージ１０の搬送工程中でもはんだシート５６は保護
膜２８の内壁面２８ａで移動が規制されて、大きくずれ
ることはないが、フラックスを塗布してはんだシート５
６を固着することにより、はんだシート５６のずれはよ
り確実に防ぐことが可能である。図１３は図１０のＦ−
Ｆ断面図である。第３工程は、図１１に示すように、は
んだシート５６上に放熱板３０を載置する。なお、この
際に、はんだシート５６上で放熱板３０が滑ってずれる
ことを防止するため、はんだシート５６と放熱板３０と
の間にフラックス５８を塗布して予備加熱するとよい。
フラックス５８はその成分にもよるが、一般的にはんだ
シート５６の溶融温度に達しない温度、例えば１５０°
程度の温度に予備加熱することにより粘性が高まる特性
を持つ。よって、この程度の温度まで一旦加熱すること
により、高まった粘性ではんだシート５６上での放熱板
３０の位置ずれを抑制できる効果がある。

【００３５】最後に、第４工程として、図１２のように
放熱板３０を載置した半導体パッケージ１０をはんだシ
ート５６の溶融温度以上に加熱し、はんだシート５６を
溶かして放熱板３０を半導体パッケージ１０の導体部２
６ｃ上に接合し、放熱板３０の導体部２６ｃへの取付工
程が終了する。なお、図１４ははんだシート５６を溶か
す前の図１２のＧ−Ｇ断面図である。

【００３６】ここではんだシート５６としては、すず：
鉛の組成比が９：１から成るはんだ、すず：鉛の組成比
が６：４から成るはんだ、さらには金系合金はんだ（Au
-In,Au-Sn,Au-Ge,Au-Si ）等が使用される。また、はん
だシート５６が溶融し、固まる経過において、はんだが
有するセルフアライメント機能により放熱板３０は導体
部２６ｃの配置に均等に位置合わせするようにはんだ５
４上を移動し、その後固定される。このため、従来の樹
脂性接着剤を用いて放熱板３０を接着する場合と比べて
位置決め機構を用いて放熱板を位置決めしつつ導体部２
６ｃ上に載置することが不要となり、作業性が向上す
る。

【００３７】さらに、はんだシート５６を図１０に示す
ように露出部としての導体部２６ｃの外縁、つまり保護
膜２８の内壁面２８ａに近い位置に配置され、かつ開口
部１４との間を離間するような幅狭な枠体形状としてお
くと、融けたはんだが導体部２６ｃや放熱板３０のよう
な金属材料の表面に沿って、当該金属材料の濡れ性によ
り薄く広がる際に、その広がり方向が一律に開口部１４
方向となるため、導体部２６ｃと放熱板３０との間に気
泡（ボイド）が生じにくいという効果もある。また、は
んだは金属材料の無い領域には広がらないという性質を
有している。このため、搭載領域Ａ側へのはみ出し量
は、図７や図８に示す基板２０ｂにあけられた開口部１
４の開口縁から導体部２６ｃまでの後退距離Ｄを変える
ことにより、正確にコントロールすることができ、予め
設定されている所定の許容範囲内に確実におさめること
も可能となる。

【００３８】また、上述したように導体部２６ｃには下
地ニッケルめっきと金めっきが施され、放熱板３０は銅
材の表面にニッケルめっきが施されている。ここで、は
んだに対する濡れ性は金めっきの方がよいため、導体部
２６ｃと放熱板３０との間に塗布されたはんだ５４はよ
り濡れ性の高い金めっきが施された導体部２６ｃの形成
位置によってその延出する位置をコントロールできるの
である。なお、放熱板３０の表面に施すめっきの種類と
しては、上述したように導体部２６ｃと同じ金めっきで
も良いし、またパラジウムめっきでも良い。このような
表面処理により、はんだの濡れ性が向上し、放熱板３０
と回路基板２０ｂ間のボイド発生を軽減することが可能
となる。

【００３９】また、はんだ５４は樹脂性接着剤と異な
り、端部形状が図８に示すように金属材料と接する部分
が先端に向かうに従って薄くなる（メニスカス形状）た
め、仮に放熱板３０上の先端が許容範囲を越えて突出し
た場合でもその突出部分の厚さは非常に薄く、半導体素
子３４を搭載するのに支障は生じないというメリットも
ある。また、はんだ５４は冷蔵庫を用いて保存したり、
また使用時の加圧力や加熱温度等を厳格に管理する必要
がなく、取扱いが簡単であるというメリットもある。ま
た、はんだ５４の接着力は熱硬化性接着剤よりも強く、
また熱伝導率も高いために熱の放散性も高くなるという
効果もある。

【００４０】（第２の実施の形態）半導体パッケージの
基本構成は第１の実施の形態と略同じであるが、本実施
の形態の特徴点は、導体部２６ｃ上に載置されたはんだ
シート５６が半導体パッケージ１０の搬送工程中に導体
部２６ｃ上で移動しようとしても保護膜２８の内壁面２
８ａで規制されて、大きくずれることはないという点を
利用し、図１５に示すようにはんだシート５６の外縁部
に係合片６０を起立させて設け、導体部２６ｃ上にはん
だシート５６を係合片６０を上にして載置し、はんだシ
ート５６上に放熱板３０を係合片６０間に収容されるよ
うに載置する点にある。

【００４１】この方法によれば、第１の実施の形態と同
様に導体部２６ｃ上でのはんだシート５６のずれを減少
させることが可能であると共に、さらにはんだシート５
６上での放熱板３０の移動も係合片６０によって規制さ
れるため、結果として導体部２６ｃに対する放熱板３０
のずれも所定の基準範囲内に抑えることが可能となり、
放熱板３０の接合位置精度を十分に確保できる。

【００４２】（第３の実施の形態）半導体パッケージの
基本構成は第２の実施の形態と略同じであるが、本実施
の形態の特徴点は、はんだシート５６と放熱板３０を一
体化し、導体部２６ｃ上に放熱板３０をはんだシート５
６を下にして載置する点である。このように、はんだシ
ート５６と放熱板３０を一体化することによって、導体
部２６ｃ上に載置されたはんだシート５６が半導体パッ
ケージ１０の搬送工程中に導体部２６ｃ上で移動しよう
としても保護膜２８の内壁面２８ａで規制され、結果と
してはんだシート５６に一体化された放熱板３０の導体
部２６ｃに対する位置ずれも所定の基準範囲内に抑える
ことが可能となる。図１６においては、一体化の一例と
して、はんだシート５６の外縁部に係合片６０を起立さ
せて設け、係合片６０を放熱板３０の側面と係合させる
ことで一体化させた場合を示している。また、この他、
はんだシート５６と放熱板３０をスポット溶接により一
体化させるようにしても良い。

【００４３】上記実施形態では一例としてＰＬＧＡを用
いて説明したが、外部接続端子２４としてはんだボール
を使用したＰＢＧＡや外部接続端子２４としてリードピ
ンを使用したＰＰＧＡにも適用できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る請求項１記載の半導体パッ
ケージの製造方法によれば、搬送工程中にはんだシート
が導体部上でずれようとしても、はんだシートを囲むソ
ルダーレジストの内壁面によってはんだシートの大きな
移動が規制されるため、はんだシートのずれを所定の基
準範囲内に抑えることが可能となる。また、請求項２か
ら請求項５記載の半導体パッケージの製造方法によれ
ば、さらにはんだシート上での放熱板の移動も規制で
き、導体部に対する放熱板のずれも所定の基準範囲内に
抑えることが可能となり、放熱板の接合位置精度を十分
に確保できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体パッケージの製造に用いる回路基板の製
法を示す説明図である。

【図２】基板を積層した積層体の断面図である。

【図３】基板の積層体に貫通孔を設けた状態の断面図で
ある。

【図４】貫通孔にめっきを施した状態の断面図である。

【図５】基板の電解銅めっき被膜および銅箔をパターン
形成した断面図である。

【図６】基板を開口部あけ加工してキャビティを開口さ
せた状態の断面図である。

【図７】半導体パッケージの断面図である。

【図８】図７中の一点鎖線で囲まれた導体部２６ｃと放
熱板３０との接着部分の拡大図である。

【図９】露出部（導体部２６ｃ）を形成した状態の半導
体パッケージの断面図である。

【図１０】半導体パッケージの導体部２６ｃにはんだシ
ート５６を載置した状態を示す平面図である。

【図１１】図１０のはんだシート５６に放熱板３０を載
置する状態を示す平面図である。

【図１２】図１０のはんだシート５６に放熱板３０を載
置した状態を示す平面図である。

【図１３】図１０のＦ−Ｆ断面図である。

【図１４】図１２のＧ−Ｇ断面図である。

【図１５】はんだシート５６に係合片６０を設けて係合
片６０間に放熱板３０を載置した状態を示す半導体パッ
ケージの断面図である。

【図１６】はんだシート５６と放熱板３０を係合片６０
により一体化して載置した状態を示す半導体パッケージ
の断面図である。

【図１７】従来の半導体パッケージの断面図である。

【符号の説明】

１１銅箔１４開口部１６キャビティ１８配線パターン２０ａ回路基板２０ｂ回路基板２２接着シート２６ｃ導体部２８ソルダーレジスト等の保護膜３０放熱板５０金めっき５４はんだ５６はんだシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者倉石文夫長野県長野市大字栗田字舎利田711番地新光電気工業株式会社内 (56)参考文献特開平５−13963（ＪＰ，Ａ) 特開平５−283554（ＪＰ，Ａ) 特開平８−330487（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/12 H01L 23/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部が設けられた回路基板の片面に、
前記開口部を閉塞する放熱板がはんだを介して前記開口
部の周縁に設けた導体部に接合されて半導体素子を搭載
するキャビティが形成された半導体パッケージの製造方
法において、前記回路基板の片面をソルダーレジストで被覆して、外
縁形状が枠体状に形成されたはんだシートの外縁形状よ
りも若干大き目となるように前記導体部を露出し、該導体部の外縁よりも内方に載置したはんだシート上に
前記放熱板を載置して加熱することにより放熱板を接合
することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】開口部が設けられた回路基板の片面に、
前記開口部を閉塞する放熱板がはんだを介して前記開口
部の周縁に設けた導体部に接合されて半導体素子を搭載
するキャビティが形成された半導体パッケージの製造方
法において、外縁形状を枠体状に形成したはんだシートの外縁部に係
合片を立設し、前記回路基板の片面をソルダーレジストで被覆して、外
縁形状が枠体状に形成されたはんだシートの外縁形状よ
りも若干大き目となるように前記導体部を露出し、該導体部の外縁よりも内方に前記係合片を上にして載置
したはんだシート上に前記放熱板を前記係合片に係合さ
せて載置して加熱することにより放熱板を接合すること
を特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】開口部が設けられた回路基板の片面に、
前記開口部を閉塞する放熱板がはんだを介して前記開口
部の周縁に設けた導体部に接合されて半導体素子を搭載
するキャビティが形成された半導体パッケージの製造方
法において、前記回路基板の片面をソルダーレジストで被覆して、外
縁形状が枠体状に形成されたはんだシートの外縁形状よ
りも若干大き目となるように前記導体部を露出し、前記はんだシートと前記放熱板とを一体化し、前記導体部に前記放熱板を前記はんだシートを介して載
置して加熱することにより、放熱板を接合することを特
徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】前記はんだシートと前記放熱板とを、ス
ポット溶接により一体化することを特徴とする請求項３
記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】前記はんだシートと前記放熱板とを前記
はんだシートの外縁部に係合片を立設し、前記係合片が放熱板の側面と係合することにより一体化
することを特徴とする請求項３記載の半導体パッケージ
の製造方法。