JP3420153B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型のリー
ドレス構造の半導体装置に関し、特に異なるパッケージ
サイズの半導体装置間での部品の共用化を図った半導体
装置とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路やトランジスタ、ダイオ
ード等の個別部品のパッケージの小型化、薄型化が図ら
れており、特にパッケージサイズに与える影響が大きな
リードを無くしたいわゆるリードレス構造の表面実装型
の半導体装置が提案されている。特に半導体集積回路で
は、多ピン化を実現するためにはリードフレームのリー
ドピッチを微細化することが要求されるため、これに伴
ってリード幅が低減されてその強度が低下され、リード
曲がりによる短絡が生じ、あるいはリードピッチを確保
するためにパッケージサイズを大型化することが余儀な
くされる。このようになリードレス構造の半導体装置と
して、例えば、特開平9−162348号公報の技術
は、図36にその断面構造を示すように、素子固定樹脂
板301上に半導体素子(素子チップ)303が固定さ
れ、その上側及び周囲領域はパッケージ樹脂305によ
り封止されている。また、前記パッケージ樹脂305の
底面には複数の突起部分307が設けられ、これらの突
起部分307の表面に金属膜309が形成される。前記
金属膜309は、前記パッケージ樹脂305内において
半導体素子303に対してボンディングワイヤ311に
より電気接続され、実装用電極として構成されている。
このように、図36の半導体装置では、パッケージの底
面に直接的に実装用電極が形成されているため、リード
フレームは不要であり、前記したリードフレームが要因
となる不具合を未然に防止し、パッケージを小型にかつ
薄型に形成する上で有効となる。
【0003】また、この種の半導体装置としては、他に
特開平9−252014号公報の技術があり、これは図
37に示すように、金属箔を所要のパターンに形成して
ダイパッド部401と複数の電極部403を形成し、ダ
イパッド部401にマウント材407により半導体素子
405を搭載して各電極部403に対してボンディング
ワイヤ409での電気接続を行い、その上で半導体素子
405及びボンディングワイヤ409を含んでパッケー
ジ樹脂411で封止したものである。この半導体装置で
は、電極部403はパッケージ樹脂411の底面に露呈
されており、これによりリードレス構造でかつ表面実装
型の半導体装置が構成でき、パッケージの小型化、薄型
化が実現できる。なお、この技術では、金属箔をパター
ン形成する前に半導体素子を搭載し、ボンディングワイ
ヤを接続した後に金属箔を所要のパターンに形成する技
術も提案されている。なお、この技術に近いものとし
て、特開平10−22440号公報に記載の技術もあ
る。
【0004】さらに、特開平8−115989号公報、
及び特開平8−115991号公報には、図38に断面
構造を示すように、板状をした枠状端子部501の内部
に樹脂505により絶縁支持された複数の柱状端子部5
03を有しており、前記枠状端子部501及び柱状端子
部503上にパターン層507を介して半導体素子50
9が搭載され、この半導体素子509を前記パターン層
507に対してボンディングワイヤ511で接続するこ
とにより、前記パターン層507に設けられている導電
パターンによって半導体素子509を各柱状端子部50
3に電気接続し、その上で半導体素子509やボンディ
ングワイヤ511等を樹脂513で封止した半導体装置
が提案されている。この半導体装置では、半導体素子5
09の直下の領域に実装用電極としての柱状端子部50
3が配置されるため、グリッドアレイ構造の半導体装置
が実現できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の半
導体装置では、いずれも組立工数が多く、かつコスト高
になるという問題がある。すなわち、図36に示した半
導体装置では、パッケージ樹脂305の底面に突起部3
07を設け、かつこの突起部307の表面に金属膜30
9を形成する必要があるが、当該公報に記載の製造方法
では、予め突起部307に対応する箇所に凹部を設けた
金属基材を形成し、その凹部に金属膜309を選択的に
形成した上で、半導体素子303の搭載、ボンディング
ワイヤ311による半導体素子303と金属膜309と
の電気接続を行い、しかる上でパッケージ樹脂305に
よる封止を行っており、最後に金属基材を除去すること
で半導体装置を製造するものである。このため、金属膜
を選択的に形成するための工程数が多く、また製造後に
不要になる金属基材が必要であり、コスト高になる。
【0006】また、図37に示した半導体装置では、ダ
イパッド部401と電極部403を形成する際に金属箔
を所要のパターンに形成するためのエッチング工程が必
要であり、製造工程が複雑なものになる。また、金属箔
をパターン形成する際に金属箔を支持しておく基材が必
要であり、この基材は半導体装置の製造後には不要にな
ることからみれば、図36の半導体装置と同様に半導体
装置のコスト高の要因になる。また、パッケージ後に金
属箔をパターン形成する場合には前記基材は不要になる
が、エッチングはウェットで行われるため、エッチング
に際してのパッケージを耐水保護する必要があり、製造
工程がさらに複雑なものになり、この面でのコスト高の
要因となる。
【0007】さらに、図38に示した半導体装置では、
枠状端子部501及び柱状端子部530と、その上に搭
載される半導体素子509との間に、ボンディングワイ
ヤ511と柱状端子部503を選択的に電気接続するた
めのパターン層507が必要とされるために構成部品点
数が多く、したがってコスト高になるとともに製造工数
が多くなり、製造が複雑なものになる。
【0008】また、前記各半導体装置に共通する問題と
して、特に実装用端子としての金属膜309、金属箔か
らなる電極部403、柱状端子部503及びパターン層
507等は、搭載する半導体素子の種類やサイズに合わ
せて予め固有の電極配列パターンやサイズに設計、製造
する必要がある。そのため、異なる種類やサイズの半導
体素子を搭載する際には、電極配列パターンやサイズの
設計、製造を最初からやり直し、また予め部品として製
造しておく場合には、各半導体素子に適用される複数種
類の部品を用意しておく必要があり、そのための製造、
及び管理が煩雑なものになるという問題もある。
【0009】本発明の目的は、構造の簡易化を図るとと
もに製造工程の簡略化、さらには異なる種類やサイズの
半導体装置に対して部品の共用化を可能にしたリードレ
ス構造の表面実装型の半導体装置とその製造方法を提供
するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体素子と、導電板を厚さ方向に沿う断面形状がクラ
ンク状となるように分割して形成した複数個の分割片
と、前記半導体素子を封止するとともに前記分割片を前
記半導体素子と一体的に支持するパッケージ樹脂とを備
え、前記複数個の分割片のうち少なくとも1つの分割片
は前記半導体素子の電極に電気接続されていることを特
徴とする。
【0011】例えば、第1の形態として、前記複数個の
分割片のうち、一部の分割片はその上に前記半導体素子
を搭載するダイパッド部として構成され、前記半導体素
子の電極に電気接続される他の分割片は実装用電極とし
てのリードパッド部として構成される。この場合、前記
分割片のうち、搭載される前記半導体素子の直下に位置
される分割片が前記ダイパッド部として構成され、前記
ダイパッド部の周囲に配置されて前記半導体素子の電極
にボンディングワイヤで電気接続される分割片が前記リ
ードパッド部として構成される。あるいは、第2の形態
として、前記分割片のうち、搭載される前記半導体素子
の直下に位置される分割片の一部が前記ダイパッド部と
して構成され、前記分割片の他の一部は前記半導体素子
の電極にバンプで電気接続されて前記リードパッド部と
して構成される。
【0012】ここで、本発明の半導体装置として、前記
分割片は、前記導電板を枡目状に分割して形成されるこ
とが好ましい。
【0013】また、本発明の第3の形態として、前記分
割片は前記半導体素子の周囲にのみ配置され、前記半導
体素子の電極にボンディングワイヤで電気接続されて前
記リードパッド部として構成されていることを特徴とす
る。
【0014】本発明が適用される半導体装置として、前
記した半導体素子は半導体集積回路チップであり、前記
半導体集積回路チップに設けられた複数の電極と、前記
リードパッド部としての複数の分割片とがそれぞれ電気
接続されている。あるいは、前記半導体素子はダイオー
ドチップまたはトランジスタチップであり、ダイパッド
部としての1つの分割片に前記ダイオードチップまたは
トランジスタチップが搭載され、これに隣接する1つま
たは2つの分割片がリードパッド部として前記ダイオー
ドチップまたはトランジスタチップの電極が電気接続さ
れている。
【0015】また、以上の本発明の半導体装置におい
て、次の形態とすることも可能である。リードパッド部
としての分割片の裏面にはボール状の電極が接続されて
いること、前記バンプは、半田、銅、メッキ等で構成さ
れるバンプまたは金ボールバンプ、すなわちスタッド
ンプであること、前記ダイパッド部を構成する分割片の
裏面にはレジスト膜が形成されていること、前記半導体
素子は、前記ダイパッド部及びリードパッド部の外形寸
法よりも小さい外形寸法に形成されていること、前記半
導体素子は、前記ダイパッド部及びリードパッド部の外
形寸法と等しい外形寸法に形成されていることである。
【0016】一方、本発明の半導体装置の製造方法は、
第1の製造方法として、導電板の表面に凹溝を形成して
複数の区画された分割片を形成する工程と、前記分割片
の一部の表面上に半導体素子を搭載する工程と、前記半
導体素子の電極と前記分割片の他の一部とをボンディン
グワイヤにより電気接続する工程と、前記導電板の表面
上に樹脂を成形して前記半導体素子及びボンディングワ
イヤを封止する工程と、前記導電板の裏面を前記凹溝に
達するまで研磨して前記分割片を個々の片に分離する工
程とを含むことを特徴とする。
【0017】第2の製造方法として、導電板の表面に凹
溝を形成して複数の区画された分割片を形成する工程
と、電極にバンプが形成された半導体素子を前記分割片
の一部の表面上に搭載しかつ前記バンプと前記一部の分
割片とを電気接続する工程と、前記導電板の表面上に樹
脂を成形して前記半導体素子を封止する工程と、前記導
電板の裏面を前記凹溝に達するまで除去して前記分割片
を個々の片に分離する工程とを含むことを特徴とする。
【0018】第3の製造方法として、導電板の表面に枡
目状の第1の凹溝を形成する工程と、前記導電板の裏面
に前記第1の凹溝と平面方向にずれた位置に枡目状の第
2の凹溝を形成する工程と、電極にバンプが形成された
半導体素子を前記第1及び第2の凹溝によって区画され
た複数の分割片の一部の表面上に搭載しかつ前記バンプ
と前記一部の分割片とを電気接続する工程と、前記導電
板の表面上に樹脂を成形して前記半導体素子を封止する
工程と、前記導電板を前記第1及び第2の凹溝とは平面
方向にずれた位置で切断して前記分割片を個々の片に分
離する工程とを含むことを特徴とする。
【0019】第4の製造方法として、導電板を保持シー
ト上に貼りつけた状態で前記導電板を切断して複数の分
割片を形成する工程と、前記分割片の一部の表面上に半
導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子の電極と前
記分割片の他の一部とをボンディングワイヤにより電気
接続する工程と、前記導電板の表面上に樹脂を成形して
前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する工程
と、前記保持シートを前記導電板から剥離する工程とを
含むことを特徴とする。
【0020】第5の製造方法として、導電板を保持シー
ト上に貼りつけた状態で前記導電板を切断して複数の分
割片を形成する工程と、電極にバンプが形成された半導
体素子を前記分割片の一部の表面上に搭載しかつ前記バ
ンプと前記一部の分割片とを電気接続する工程と、前記
導電板の表面上に樹脂を成形して前記半導体素子を封止
する工程と、前記保持シートを前記導電板から剥離する
工程とを含むことを特徴とする。
【0021】第6の製造方法として、導電板の表面に凹
溝を形成して複数の区画された分割片を形成する工程
と、前記導電板の一部領域を裏面側に変形して表面側に
凹部を形成する工程と、前記導電板の前記凹部上にマウ
ント材により半導体素子を搭載する工程と、前記半導体
素子の電極と前記凹部の周辺部の分割片とをボンディン
グワイヤにより電気接続する工程と、前記導電板の表面
上に樹脂を成形して前記半導体素子及びボンディングワ
イヤを封止する工程と、前記導電板の前記凹部の領域を
裏面側から除去するとともに前記周辺部の前記分割片を
個々の片に分離する工程とを含むことを特徴とする。
【0022】また、本発明の製造方法として、次の形態
での製造が採用される。すなわち、前記導電板に複数の
前記半導体素子を搭載し、かつ前記半導体素子と分割片
との電気接続の工程、パッケージ樹脂の成形工程、及び
分割片の分割工程の後に、前記パッケージ樹脂を切断し
て個々の半導体装置に分離する工程を含むことを特徴と
する。また、前記導電板に複数の半導体素子が形成され
ている半導体ウェハを搭載し、かつ前記半導体素子と分
割片との電気接続の工程、前記パッケージ樹脂の工程、
及び前記分割片の分離工程を終了した後に、前記半導体
ウェハを切断して個々の半導体装置に分離する工程を含
むことを特徴とする。
【0023】以上の製造方法において、前記凹溝または
第1及び第2の凹溝はハーフカットダイシング、ハーフ
エッチングまたはプレス加工のいずれかにより形成す
る。また、前記導電板の裏面を研磨またはエッチングに
より除去する。さらに、前記半導体素子の搭載は銀ペー
ストで代表されるマウント材またはテープ状接着剤を用
いる。また、前記分割片は枡目状に形成する。さらに、
前記パッケージ樹脂の成形工程は、樹脂の金型成形、コ
ーティングまたはポッティングによる工程とする。
【0024】本発明の半導体装置では、導電板から複数
の分割片を形成し、この分割片に対して半導体素子の電
極を電気接続してリードパッド部を構成しているので、
半導体素子のサイズ、種類に応じてリードパッド部とし
ての分割片を適宜に設定することで、異なるサイズ、種
類の半導体素子に対して分割片を汎用的に使用してパッ
ケージを構成することが可能になる。また、分割片の一
部でダイパッド部を構成して半導体素子を搭載し、分割
片の他の一部をリードパッド部としてボンディングワイ
ヤにより電気接続した構成とし、あるいは半導体素子の
電極に設けたバンプを分割片に対して電気接続してリー
ドパッド部を構成することにより、半導体素子をフェー
スアップ、あるいはフェースダウンの状態で搭載でき、
また、リードパッドをパッケージの周辺部に配置し、あ
るいは底面部に格子状に配置する等、同一の導電板を用
いて異なるサイズ及び種類のリードレス構造の表面実装
型の半導体装置を構成することが可能となる。さらに、
分割片の厚さ方向の断面形状をクランク形状とすること
で、本発明の半導体装置を実装基板に実装した際に半導
体装置と実装基板との間に生じる熱応力を緩和し、実装
状態の信頼性を高めることが可能になる。
【0025】また、本発明の半導体装置の製造方法で
は、導電板に凹溝を形成して分割片を区画し、その分割
片上に半導体素子を搭載し、かつ半導体素子と分割片と
を電気接続し、しかる上で導電板の裏面側を除去して分
割片を分離しているので、半導体素子の搭載、及び半導
体素子と分割片との電気接続、さらにパッケージ樹脂工
程をそれぞれ容易に行うことができる一方で、最終的に
絶縁分離された複数の分割片で構成されるリードパッド
部を有する半導体装置が製造できるので、部品点数や製
造工数がいたずらに増大することがなく、製造工程を簡
略化することが可能になる。
【0026】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明を半導体集積回路に適
用した第1の実施形態の一部を破断した外観斜視図、図
2(a),(b)はその内部構成の平面図と中心位置で
の縦断面図である。この半導体装置1は、導電性板材、
ここでは金属板101で構成されるダイパッド部103
及びリードパッド部105と、前記ダイパッド部103
に銀ペースト等のマウント材109により搭載されてい
る半導体素子(半導体集積回路チップ)107と、前記
半導体素子107の電極パッド107aと前記リードパ
ッド部105とを電気接続するボンディングワイヤ11
1と、前記半導体素子107及びボンディングワイヤ1
11を覆ってこれらを封止し、かつその一部が前記ダイ
パッド部103とリードパッド部105との間に侵入し
てダイパッド部103とリードパッド部105、ないし
前記半導体素子107を一体化したパッケージ樹脂11
3とを備えて構成されている。ここで、前記ダイパッド
部103とリードパッド部105は、後述するように、
一つの板状の金属板101を枡目状に分割した構成とな
っており、前記金属板101から分割された個々の分割
片のうち、中央領域の複数の分割片によって前記ダイパ
ッド部103が形成され、またその周囲に配置される複
数の分割片によって前記リードパッド部105が形成さ
れている。また、この実施形態では、前記ダイパッド部
103の裏面には絶縁性材料からなるレジスト膜115
が形成されており、前記ダイパッド部103を構成する
分割片がパッケージの底面に露呈しないように構成され
ている。
【0027】このような半導体装置1を実装基板に実装
する際には、図3(a)に示すように、所要のパターン
に形成された導電膜からなる配線回路123を表面に有
する実装基板121上に前記半導体装置1を載置し、前
記配線回路123上に印刷法等により設けられている半
田125を加熱によりリフローして前記半導体装置1の
実装用電極としてのリードパッド部105を配線回路1
23に半田付けすることにより行われる。あるいは、図
3(b)に示すように、前記半導体装置1のリードパッ
ド部の底面に半田ボール127を接続しておき、当該半
田ボール127を実装基板121の配線回路123に押
圧かつ加熱して半田ボール127により接合することに
より行われる。なお、この半田ボール127を使用する
際には、ダイパッド部103の底面が配線回路123に
接触するおそれが少ないので前記したレジスト膜115
を省略することが可能である。
【0028】図4ないし図9は前記第1の実施形態の半
導体装置の製造方法を工程順に示す図である。先ず、図
4において、(a)は平面図、(b)は中央部分の縦断
面図であり、平面形状が矩形、ここでは厚さが0.1〜
2mm程度の正方形をした銅、あるいは42アロイ等の
金属板101を用意し、前記金属板101の表面にX方
向、Y方向にそれぞれ複数本の凹溝131を形成する。
この凹溝131は、例えば半導体ウェハを個々のチップ
に切断する際に用いられるダイシングソー等を用いて前
記金属板101の厚さのほぼ1/2の深さにまで凹溝を
形成するハーフカットダイシングにより行われる。これ
により、前記金属板101の表面側の部分は前記X方向
及びY方向の複数本の凹溝131によって枡目状(マト
リクス状)に区画された状態となる。なお、前記凹溝1
31の形成は、金型を用いて金属板101の表面に溝状
の凹部を形成するプレス加工、あるいはフォトリソグラ
フィ技術を利用したエッチング法によって形成すること
も可能である。ここで、前記凹溝131の幅寸法は半導
体装置によっても異なるが、端子間の絶縁性を維持する
幅にすることが好ましい。また、前記凹溝間の領域、す
なわち凹溝131によりマトリクス状に区画された個々
の片(以下、この区画された個々の片は最終的にはそれ
ぞれ分割されるため、ここでは分割片と称する)133
の縦横寸法は構成する半導体装置のボンディング寸法
と、外部端子寸法によって決定される。
【0029】次いで、図5において、(a)は平面図、
(b)は中央部分の縦断面図であり、前記金属板101
の表面上に半導体素子107を搭載する。この搭載では
銀ペースト等の金属ろう材、あるいは導電性樹脂等をマ
ウント材109とし、半導体素子107の電極107a
面を上方に向けた姿勢で、半導体素子107の裏面を前
記金属板101の表面の、前記凹溝131によって区画
された複数の分割片131の上面に接続する。なお、こ
のとき、前記マウント材109は搭載した半導体素子1
07の直下の領域においては前記凹溝131内にまで侵
入して凹溝131内に埋設されるため、当該半導体素子
107の直下の領域の分割片133はマウント材109
により一体化され、これらの分割片133は前記ダイパ
ッド部103を構成することになる。
【0030】次いで、図6において、(a)は平面図、
(b)は中央部分の縦断面図であり、前記半導体素子1
07の電極107aと、前記半導体素子107の周辺に
配置される分割片133の上面とをそれぞれボンディン
グワイヤ111により接続する。このとき、ボンディン
グワイヤ111が接続される分割片133は、前記マウ
ント材109によって一体化されていない分割片が選定
される。すなわち、前記マウント材に109よって一体
化されてダイパッド部103を構成する分割片の外側に
配置される全て、あるいは選択された一部の分割片13
3が選定され、これらの分割片133は前記リードパッ
ド部105を構成することになる。
【0031】次いで、図7において、(a)は平面図、
(b)は中央部分の縦断面図であり、前記金属板101
を図外の樹脂成形用金型装置にセットし、前記金属板1
01の表面上に樹脂をモールド成形する。あるいは、金
属板101の表面上に樹脂を所要の厚さに塗布する。こ
れにより、前記パッケージ樹脂113が形成され、この
パッケージ樹脂113によって前記金属板101上の半
導体素子107及びボンディングワイヤ111は樹脂封
止される。このとき、半導体素子107の直下の前記ダ
イパッド部103としての分割片133と、周辺部の前
記リードパッド部105としての分割片133とを区画
している凹溝131内に前記パッケージ樹脂113の一
部が充填されるため、当該パッケージ樹脂113によっ
てリードパッド部105としての分割片133は、隣接
する分割片133が相互に、及びダイパッド部103と
しての分割片133にそれぞれ絶縁を保った状態で一体
化されることになる。
【0032】次いで、図8において、(a)は底面図、
(b)は中央部分の縦断面図であり、前記金属板101
の裏面側を少なくとも1/2の厚さ以上に研磨する。こ
の研磨には機械的な研磨方法、あるいはエッチング等に
よる化学的な研磨方法を採用することが可能である。そ
して、この研磨により、前記金属板101の前記凹溝1
31の底面部が露呈されることになり、結果として前記
各分割片131は前記凹溝131によって完全に切断分
離された分割片として構成されることになる。ただし、
前記したように、各分割片131は、前記マウント材1
09、あるいはパッケージ樹脂113によって相互に一
体化された状態に保持されており、各分割片133が分
離されることはない。その後、図2に示したように、半
導体装置1の底面の、前記ダイパッド部103を構成す
る分割片133が延在する領域にわたって絶縁性のレジ
スト膜115を選択的に塗布し、あるいは印刷法により
形成し、ダイパッド部103の底面を絶縁被覆する。な
お、パッケージ分割後、絶縁性のレジスト膜115を塗
布してもかまわない。
【0033】次いで、図9において、(a)は底面図、
(b)は中央部分の縦断面図であり、前記パッケージ樹
脂113を前記リードパッド部105としての周辺の分
割片133の外側の凹溝131に沿ってフルカットダイ
シングにより切断する。これにより、外形が矩形で、か
つその底面の周辺に沿って配列される複数の分割片13
3で構成されるリードパッド部105を有する前記半導
体装置1が形成される。これにより、底面の周辺部に前
記リードパッド部105としての分割片133の導電性
面がそれぞれ露呈された状態で残され、これらの分割片
133が実装用電極として機能することになり、図1に
示した半導体装置1が完成される。なお、パワー半導体
素子を搭載した半導体装置のように、ダイパッド部10
3での放熱性を高めることが要求される場合には、前記
レジスト膜115は形成しない構成とする。
【0034】このように第1の実施形態の半導体装置で
は、枡目状に凹溝131を形成した金属板101に半導
体素子107をマウント材109により搭載し、しかる
上で半導体素子107の周囲に配置されていてマウント
材109により一体化されていない分割片133に対し
て半導体素子107の電極107aをボンディングワイ
ヤ111により接続を行ない、その上でパッケージ樹脂
113による封止を行うことで半導体装置1を製造する
ことが可能である。このとき、金属板101はハーフカ
ットダイシングしたものを用い、その後に金属板101
を個々の分割片133として分割しているため、従来技
術で用いていたように複数のパッド部を支持しておくた
めの基材が不要となり、部品点数を削減できる。また、
パッケージ樹脂113での封止後における金属板101
の研磨では、機械的な研磨が採用できるため、製造工程
が煩雑化することはない。さらに、リードパッド部10
5と半導体素子107の電極107aとを電気接続する
ためのパターン層も不要であり、構成が簡易であるとと
もに、製造工程も簡略かできることになる。
【0035】また、金属板101に形成した凹溝131
によって分割される複数の分割片133をダイパッド部
103として構成し、あるいはリードパッド部105と
して構成することについては、任意の分割片133を自
由に選択することが可能である。したがって、例えば、
サイズ(外形寸法)が異なる半導体素子、あるいは電極
数が異なる半導体素子についても同一の金属板を用いて
半導体装置を製造することが可能になる。図10はその
一例を示す図であり、同図(a)は図1に示した半導体
素子107を搭載した半導体装置1の縦断面図、同図
(b)はそれよりもサイズの大きな半導体素子107A
を搭載した半導体装置1Aの縦断面図である。両者は共
に同じ工程で各半導体素子107,107Aをそれぞれ
同じ凹溝131が形成された金属板101の表面上に搭
載しているが、半導体素子107,107Aのサイズの
違いによりマウント材109により一体化される分割片
133の数、すなわちダイパッド部103の平面領域が
相違している。また、これに伴い、半導体素子107,
107Aの周辺部に配置される分割片133、すなわち
リードパッド部105が相違している。したがって、こ
の状態でパッケージ樹脂113による封止を行ない、か
つリードパッド部105の外側でパッケージ樹脂113
を切断することで、それぞれ異なるパッケージ寸法の半
導体装置1,1Aが製造されることになる。そして、こ
の場合においても、前記したように金属板101は同一
のものを使用しているのであり、このことから同一の金
属板101を用いて異なるサイズの半導体素子107,
107Aを搭載した異なるサイズの半導体装置1,1A
を製造することが可能であることになる。また、図示は
省略するが、電極数や電極配置が異なる半導体素子を搭
載した場合には、リードパッド部として利用する分割片
の個数や、各分割片に対するボンディングワイヤの接続
を相違することにより各半導体素子を用いた半導体装置
を容易に実現することが可能である。
【0036】次に、前記第1の実施形態の変形例につい
て説明する。図11(a),(b)は第1の変形例の平
面図と縦断面図である。ここでは前記図5の工程におい
て半導体素子107を金属板に搭載する際に、マウント
材としてマウントテープ117を用いている。このマウ
ントテープ117は両面接着構造のテープであり、マウ
ントテープ117の下面を金属板101に形成されてい
る分割片133の表面に接着し、上面に半導体素子10
7の裏面を接着している。その後の工程は前記した図6
以降の工程と同様である。したがって、この構成では、
半導体素子107を金属板に搭載する工程は単にマウン
トテープ117を金属板101の表面に貼り付け、その
上に半導体素子107を載置するだけでよく、マウント
材を塗布する工程に比較して組立を容易に行うことが可
能となる。ただ、この構成では半導体素子107の直下
のダイパッド部103を構成する複数の分割片133は
マウントテープ117によって相互に一体化されること
になるが、その一体化強度を高めるためには、たとえば
後工程でのパッケージ樹脂113により封止を行う工程
時に、図12(a),(b)に示すように、パッケージ
樹脂113の一部をダイパッド部103の分割片133
間の凹溝131内にまで進入させ、パッケージ樹脂11
3により一体化強度を高めることが好ましい。
【0037】また、第2の変形例を図13(a),
(b)の平面図と縦断面図に示す。この変形例では、図
7のパッケージ樹脂113により封止を行う工程におい
て、パッケージ樹脂113を半導体素子107の直上か
らポッティング(滴下)してパッケージ封止を行ってい
る。その後の工程は前記したと同様である。この構成で
は、パッケージ樹脂113の表面は表面張力によってそ
の表面形状を円弧面状、あるいはこれに近い面形状にす
ることができるため、特にパッケージ樹脂113を切断
して個々の半導体装置に分割する際に、切断箇所の樹脂
の厚さが小さくなるため樹脂部分を切断する必要が殆ど
なく、切断工程が容易になる。なお、ポッティング用樹
脂は比較的硬度の低いものも存在するため、金型によっ
て個々の半導体装置に切断できるので、切断コストを低
減できる。また、完成された半導体装置は上面に角部が
生じることがなく、パッケージ樹脂113の割れや欠け
が発生する確率が少なくなる。
【0038】次に本発明の第2の実施形態を製造工程順
に説明する。第1の実施形態の図4の工程のように、金
属板をハーフカットダイシングして枡目状の凹溝を形成
し、分割片を形成した後、図14(a),(b)の平面
図、縦断面図のように、半導体素子107Bをフェース
ダウン状態で金属板101上に搭載する。図15は前記
半導体素子107Bの表面側の平面図であり、半導体素
子107Bの表面には周辺領域に沿って電極107aが
配置されている。前記電極107aの配置位置は、前記
金属板101に形成されている個々の分割片133に対
応する位置とされる。なお、この実施形態では、電極1
07aは分割片133に対応したピッチ寸法で半導体素
子107Bの周辺に沿って配置されている。そして、各
電極107aには半田あるいは金等の金属からなるボー
ル状をした、あるいは選択的にメッキ形成したバンプ1
19が形成されている。したがって、前記半導体素子1
07Bを、その表面を金属板101に向けて加熱、圧着
することでバンプ119を対応する分割片133の表面
に接合させ、半導体素子107Bの各電極107aをそ
れぞれ分割片133に電気接続することが可能である。
【0039】その後、図16(a),(b)に平面図と
縦断面図を示すように、前記第1の実施形態の第1の変
形例と同様に、半導体素子107Bの直下の金属板10
1と半導体素子107Bとの間、ないし各分割片133
間の凹溝131内にまでパッケージ樹脂113が進入す
るようにパッケージ樹脂113による封止を行った後、
図17(a),(b)に底面図と縦断面図を示すよう
に、金属板101の裏面側を前記凹溝131の底面部に
達するまで研磨する。この研磨により、前記金属板10
1の前記凹溝131の底面部が露呈されることになり、
結果として前記分割片133は前記凹溝131によって
完全に切断分割された分割片として構成されることにな
る。このとき、各分割片133は、前記パッケージ樹脂
113によって相互に一体化された状態に保持されてお
り、各分割片133が分離されることはない。そして、
前記各分割片133のうち、半導体素子107Bのバン
プ119に接合された分割片133はリードパッド部1
05を構成し、実装用電極となる。また、バンプ119
が接合されていない分割片133は、前記リードパッド
部105とは絶縁を保った状態で半導体素子107Bを
保持するためのダイパッド部103として構成されるこ
とになる。なお、その後は図示は省略するが、第1の実
施形態と同様にパッケージ樹脂113をリードパッド部
105の外側に沿って切断することで、半導体装置が完
成される。
【0040】なお、この実施形態において、図18
(a),(b)に底面図と縦断面図を示すように、リー
ドパッド部105としての分割片133の裏面に半田ボ
ール127を形成してもよい。このように構成すれば、
図3(b)に示したと同様に、半田ボール127を利用
して半導体装置を実装基板に実装することが可能にな
る。
【0041】ここで、前記第2の実施形態では、金属板
にそれぞれチップ化された半導体素子を搭載して半導体
装置を構成した例を示しているが、チップ化される前の
ウェハ状態の半導体素子を用いて製造することも可能で
ある。この技術を第3の実施形態として説明する。図1
9及び図20は第3の実施形態を製造工程順に示す図で
ある。先ず、図19に示すように、円板状をした半導体
ウェハ、例えばシリコンウェハ201に枡目状に半導体
素子203を配列形成し、かつ各半導体素子203の周
辺部にそれぞれ前記第2の実施形態と同様にバンプ20
5を配列形成する。なお、このシリコンウェハ201に
おける前記半導体素子203の製造技術については、周
知の技術がそのまま適用できるため、ここではその説明
は省略する。一方、前記シリコンウェハ201の外径に
ほぼ等しい辺寸法をした正方形の金属板101に対して
前記実施形態と同様にハーフダイシングにより枡目状の
凹溝131を形成し、分割片133を形成する。また、
このとき各分割片133の配列ピッチ寸法は、前記半導
体素子203に形成したバンプ205の周辺に沿ったピ
ッチ寸法、あるいは格子状配列のピッチ寸法に等しくす
る。
【0042】次いで、図20(a)のように、前記シリ
コンウェハ201の表面を金属板101に向けて加熱押
圧し、シリコンウェハ201のバンプ205を金属板1
01の各分割片133にフェースダウンにより接合す
る。次いで、図20(b)のように、前記シリコンウェ
ハ201と金属板101との間の空間、すなわち金属板
の凹溝131内とシリコンウェハ201のスタッドバン
プ205間に樹脂135を充填し、前記空間を封止す
る。次いで、図20(c)のように、前記金属板101
を前記凹溝131の底面部が露出するまで、すなわち前
記凹溝131内に充填した樹脂135が露出するまで裏
面側を研磨する。この研磨により、個々の分割片133
は分離されるが、凹溝131内に充填されている樹脂1
35によって各分割片133は相互に絶縁を保ったまま
一体化された状態となる。また、これにより、前記バン
プ205が接合されている分割片133はリードパッド
部105としての実装用電極となる。なお、同図にはダ
イパッド部103は図示されていない。しかる後、図2
0(d)のように、図外のダイシングソーを用いて、前
記シリコンウェハ201及び金属板101を半導体素子
203のダイシングライン(スクライブライン)に沿っ
てフルカットダイシングする。これにより、シリコンウ
ェハ201は個々の半導体素子203に分割され、かつ
これと共に金属板101も樹脂135の部分において分
割され、半導体装置2が製造される。また、前記分割の
前、あるいは後に前記リードパッド部105の表面に半
田ボール137を形成する。
【0043】この第3の実施形態の半導体装置2の構成
は前記第1の実施形態の半導体装置1の変形例の構成と
同様であるが、この半導体装置2では、半導体素子20
3とリードパッド部105とが同一外形寸法に形成さ
れ、かつ半導体素子を被覆して封止するためのパッケー
ジ樹脂が半導体素子を覆う状態で存在していないため、
半導体装置をより小型にかつ薄型に製造することが可能
である。また、パッケージ樹脂は不要であり、シリコン
基板201と金属板101との空間を充填する樹脂13
5を用いるだけであるので樹脂の量が低減でき、低コス
ト化にも有利である。さらに、その製造工程において
は、シリコンウェハ201を半導体素子203に分割す
る際のダイシングと、金属板101における樹脂135
のダイシングとを同時に行うことが可能であり、しかも
複数のチップ状の半導体素子を金属板に個々に搭載する
工程が省略できるため、製造工程全体を簡略化すること
が可能である。
【0044】前記第3の実施形態の変形例を図21〜図
23に示す。この実施形態では、リードパッド部105
及びダイパッド部103を構成する分割片の断面形状を
クランク状に形成し、半導体装置を実装基板に実装した
際に半導体装置と実装基板との間に生じる熱応力をリー
ドパッド部105において緩和し、実装状態の信頼性を
高めるようにした半導体装置の例である。シリコンウェ
ハは前記第3の実施形態と同じに形成されているが、金
属板101は、図21に一部を拡大して示すように、正
方形をした金属板101には、その表面側から厚さの約
40〜50%の深さまでそれぞれXY方向に延びる枡目
状の凹溝131を形成する。また、前記金属板101の
裏面側にも厚さの約40〜50%の深さまでXY方向に
延びる枡目状の凹溝131Aを形成する。ここで、図2
2(a)に示すように、表面側の凹溝(同図実線)13
1と裏面側の凹溝(同図破線)131Aは溝幅寸法と溝
ピッチ寸法が同一であるが、両者の溝位置は、XY方向
に対して45度の角度方向で、かつほぼ各凹溝131,
131Aの溝幅寸法だけずらした配置となっている。
【0045】そして、図23(a)のように、前記第3
の実施形態と同様に、前記シリコンウェハ201のバン
プ205を前記金属板101の表面側の分割片133に
接合し、かつ図23(b)のように、シリコンウェハ2
01と金属板101との間に樹脂135を充填する。し
かる上で、図23(c)のように、前記金属板101の
裏面にレジストマスク139を形成する。このレジスト
マスク139は、前記金属板101のリードパッド部1
05及びダイパッド部103として残す領域を覆うもの
であり、図22(b)のように、前記表面側の凹溝13
1と裏面側の凹溝131Aと同じピッチでXY方向に規
則的に配置された微小な矩形の瓢箪型のパターンとして
形成され、前記金属板101の裏面側から前記表面側の
凹溝131と裏面側の凹溝131Aを透視したときに、
両凹溝131,131Aの各一部を覆う位置に設定され
る。そして、前記レジストマスク139を用いて前記金
属板101を全厚さにわたってエッチングすることで、
それぞれ独立した分割片133が形成される。したがっ
て、分割された各分割片133は、その厚さ方向の断面
形状が、図23(d)のように、クランク状に形成され
ることになる。また、分割された各分割片133のう
ち、前記シリコンウェハ201のバンプ205に接合さ
れている分割片はリードパッド部105として構成さ
れ、当該バンプ205による接合と前記樹脂135によ
ってシリコンウェハ201に一体化される。
【0046】しかる後、図23(e)のように、ダイシ
ングソーによってシリコンウェハ201及び金属板10
1を所要のサイズに切断して分割することで、個々の半
導体装置2Aが形成されることになる。なお、この場
合、金属板101は前工程のエッチングにより既に分離
されているため、実際にはシリコンウェハ201を切断
分離するだけでよい。この半導体装置2Aでは、リード
パッド部105がクランク状に曲げ形成されているた
め、半導体装置2Aを図3のように実装基板に実装した
ときに、実装基板と半導体装置(半導体素子)との間の
熱膨張率の違いによりリードパッド部105に応力が加
えられたような場合でも、リードパッド部105のクラ
ンク状の曲げ部において当該応力を吸収することがで
き、リードパッド部105と実装基板との接続が破損さ
れるようなことがなく、実装の信頼性を向上することが
可能となる。なお、図示は省略するが、前記分割片の間
に樹脂を充填して裏面側を平坦化した後、各リードパッ
ド部の裏面に半田ボールを接続し、あるいは半田メッキ
等を施した構成としてもよく、このようにしてもリード
パッド部における応力の緩和機能が損なわれることはな
い。
【0047】次に前記第3の実施形態の第2の変形例を
説明する。前記第1の変形例は、前記金属板101裏面
にレジストマスク139を形成し、選択的にエッチング
を行うことによって半導体装置を完成していたが、枡目
状に形成する凹溝の幅を拡大することによってエッチン
グによる金属板の選択的な除去が不要となる。これを第
1の変形例の図23を再度参照して説明する。第2の変
形例の半導体装置は、第3の実施形態で示した図19と
同様に円板状をした半導体ウェハ、例えばシリコンウェ
ハ201に枡目状に半導体素子を配列形成し、かつ各半
導体素子の周辺部にそれぞれ前記第2の実施形態と同様
にバンプ205を配列形成する。一方、前記シリコンウ
ェハの外径にほぼ等しい辺寸法をした正方形の金属板1
01に対して、その表面側に枡目状に凹溝131を厚さ
の約50%の深さまで形成し、分割片133を形成す
る。また、このとき各分割片133の配列ピッチ寸法
は、前記半導体素子に形成したバンプ205の周辺に沿
ったピッチ寸法、あるいは格子状配列のピッチ寸法に等
しくする。
【0048】次いで、前記シリコンウェハ201の裏面
を金属板101に向けて加熱押圧し、シリコンウェハ2
01のバンプ205を金属板101の各分割片133に
フェースダウンにより接合する。次いで、前記シリコン
ウェハ201と金属板101との間の空間、すなわち金
属板101の凹溝131内とシリコンウェハ201のバ
ンプ205間に樹脂135を充填し、前記空間を封止す
る。次いで、金属板101の裏面側に金属板の厚さの約
50%の深さまでXY方向に延びる枡目状の凹溝131
Aを形成する。ここで、図22と同様に、表面側の凹溝
131と裏面側の凹溝131Aは溝幅寸法と溝ピッチ寸
法が同一であるが、両者の溝位置はXY方向に対して4
5度の角度方向で、かつ各凹溝の溝幅寸法よりも小さい
寸法でずらした配置となっている。このように裏面側か
ら凹溝131Aを形成することによって、それぞれ独立
した分割片が形成される。したがって、分割された各分
割片は、その厚さ方向の断面形状がクランク状に形成さ
れることになる。しかる後、ダイシングソーによってシ
リコンウェハ及び金属板を所要のサイズに切断して分割
することで、個々の半導体装置が形成されることにな
る。なお、この場合、金属板は前工程の裏面側の凹溝形
成字に分離されているので、実際にはシリコンウェハを
切達分離するだけでよい。
【0049】次に、図24〜図26を用いて本発明の第
4の実施形態を説明する。この実施形態では、金属板を
最初からフルカットダイシングして分割片を形成し、当
該分割片によってダイパッド部とリードパッド部を構成
するものである。図24(a),(b)の平面図、縦断
面図に示すように、所要の寸法の金属板101の裏面に
粘着シート141を貼り付ける。この粘着シート141
は後工程において分割される分割片を保持するとともに
その平坦性を確保できる程度の厚さ、剛性を有するもの
である。その上で、図25(a),(b)の平面図、縦
断面図に示すように、前記金属板101を表面側からフ
ルカットダイシングし、金属板にXY方向に延びる溝1
31Bを形成して枡目状の分割片133を形成する。こ
れらの分割片133はそれぞれ完全に分離されている
が、前記粘着シート141によって最初の配列状態が保
たれている。
【0050】次いで、以降は第1の実施形態の図6から
図9の工程と同様であるので、図26に断面図のみを示
すように、先ず図26(a)のように、マウント材10
9により半導体素子107を前記金属板101の表面に
搭載する。そして、図26(b)のように、半導体素子
107の電極と、半導体素子107の外周に位置される
リードパッド部となる分割片133に対してボンディン
グワイヤ111での電気接続を行い、その上で図26
(c)のように、金属板101の表面上に樹脂113を
モールドあるいは塗布し、前記半導体素子107及びボ
ンディングワイヤ111を封止するパッケージ樹脂11
3を形成する。しかる後、図26(d)のように、金属
板101の裏面に貼り付けてある粘着シート141を剥
がすことにより、前記各実施形態のような金属板101
の裏面側の研磨を行うことなく、既に溝131Bによっ
て分割された状態にある分割片133を分離した状態に
することができ、第1の実施形態と同様な半導体装置が
形成できる。なお、図示は省略するが、複数個の半導体
素子を一括してパッケージ樹脂で封止している場合に
は、パッケージ樹脂を切断分離することで、個々の半導
体装置の製造が実現されることになる。なお、金属板1
01の裏面のダイパッド部103を構成する分割片13
3の裏面に、図2に示したようなレジスト膜を形成し、
あるいは形成しないことは言うまでもない。
【0051】前記第4の実施形態では、半導体装置の構
成に直接必要とされることがない粘着シートを用いてい
る点で、部品点数を削減する上では不利な点が存在する
ことは否めないが、このような不要な部品を無くして前
記第4の実施形態と同様に半導体装置を製造する方法を
第4の実施形態の変形例として説明する。図27及び図
28はそのような変形例の製造方法を示す断面図であ
る。先ず、図27(a)のように、金属板101の裏面
にレジストシート143を接着する。前記レジストシー
ト143は、半田等との密着性が無い耐熱性、耐湿性の
高い材料で形成されており、図28(a)のように、最
終的に形成される半導体装置の実装用電極が配置される
箇所に対応する部分に開口143aが形成されている。
そして、図27(b)のように、前記第4の実施形態と
同様に前記金属板101をフルカットダイシングしてX
Y方向に延びる溝131Bを形成し、枡目状の分割片1
33を形成する。このとき、図28(b)のように、各
分割片133の一部が前記レジストシート143の開口
143aに対応位置されるように、前記溝131Bを所
要のピッチ寸法で形成する。また、この場合でも分割さ
れた各分割片133は、開口143aが形成されていて
も連結状態にあるレジストシート143によって一体状
態に保持されている。
【0052】以降の工程は、前記第4の実施形態と同様
であり、図27(c)のように、マウント材109によ
って半導体素子107を前記金属板101の表面に搭載
し、その後、図27(d)のように、ボンディングワイ
ヤ111で半導体素子107の電極と、半導体素子の外
周に位置されるリードパッド部となる分割片133とを
電気接続する。さらに、図27(e)のように、金属板
101上に樹脂113をモールドまたは塗布して半導体
素子107及びボンディングワイヤ111を封止するパ
ッケージ樹脂113を形成する。その後、前記パッケー
ジ樹脂113を切断し、さらに金属板101の裏面のレ
ジストシート143を切断することで個々の半導体装置
が形成される。そして、図27(f)のように、前記金
属板101の裏面側の前記レジストシート143の開口
143aから露呈されているリードパッド部105とし
ての分割片133の裏面に半田ボール137を接続す
る。このとき、レジストシート143は半田との密着性
が無いため、隣接する開口143aの分割片133が半
田によって相互に短絡するようなことはなく、結果とし
てレジストシート143は、第1の実施形態におけるレ
ジスト膜115と同様に機能することになる。この変形
例では、金属板101をフルカットダイシングして分割
したときの支持となるレジストシート143をそのまま
半導体装置の裏面のレジスト膜として利用することが可
能になり、部品が無駄になることはない。
【0053】ここで、前記第4の実施形態及びその変形
例では、半導体素子の電極が形成されている表面を上側
に向けて金属板に搭載し、ボンディングワイヤによって
分割片に電気接続する構成例を示しているが、これらの
構成においても、第2の実施形態と同様に、半導体装置
の表面にバンプを形成しておき、このバンプを金属板の
分割片に接続するようにフェースダウンによって搭載す
る構成としてもよい。また、この場合には、第3の実施
形態のように、ウェハ構成での半導体素子を金属板に搭
載し、かつパッケージ樹脂により封止を行った後に、ウ
ェハを切断して個々の半導体装置を形成するようにして
もよい。
【0054】以上の各実施形態の半導体装置では、金属
板を分割した分割片によってリードパッド部とダイパッ
ド部を形成しているが、ダイパッド部に相当する領域の
金属板、すなわち分割片を最終的に除去し、ダイパッド
部をマウント材で構成するようにしてもよい。すなわ
ち、これを第5の実施形態として説明する。図29〜図
32は第5の実施形態を説明するための図である。先
ず、第1の実施形態の図4(a),(b)の平面図、縦
断面図に示したように、正方形をした金属板101にX
Y方向に延びる複数本の凹溝131を形成して枡目状の
分割片133を形成する。しかる後、図29(a),
(b)の平面図、縦断面図に示すように、前記金属板1
01の中央領域をプレス加工によって金属板101の裏
面方向に曲げ変形し、前記中央領域に凹状部151を形
成する。このとき、前記凹状部151の表面は前記金属
板101の周辺部においてそのままの状態で残されてい
る分割片133の底面よりも低い位置まで曲げ形成され
る。
【0055】次いで、図30(a),(b)の平面図、
縦断面図のように、前記金属板の中央領域の凹状部15
1にマウント材109を用いて半導体素子107を搭載
する。このとき、マウント材109の量を調整し、搭載
された半導体素子107の裏面が少なくとも周辺に配置
されている分割片133における凹溝131の底面部よ
りも高い位置となるようにする。また、前記マウント材
109は銀ペースト等の耐湿性、耐熱性に優れ、しかも
ある程度の機械的な強度を有する材料で構成される。し
かる上で、前記半導体素子107の電極107aと、周
辺に配置されている前記分割片133の表面とをボンデ
ィングワイヤ111により電気接続する。次いで、図3
1(a),(b)の平面図、縦断面図に示すように、前
記金属板101の表面上に樹脂113をモールドし、あ
るいは塗布し、前記半導体素子107とボンディングワ
イヤ111を封止するパッケージ樹脂113を形成す
る。このとき、パッケージ樹脂113の一部は周辺に配
置されている前記分割片133と、その内側に位置され
る分割片133との凹溝131内にまで進入され、これ
らの分割片133は一体化される。
【0056】次いで、図32(a),(b)の底面図、
縦断面図に示すように、前記金属板101を裏面側から
前記凹溝131の底面部に達するまで平坦に研磨する。
この研磨により、前記凹状部151を構成していた金属
板101の中央領域が除去され、前記半導体素子107
を金属板101に搭載しているマウント材109が露出
される。これにより、半導体素子107はマウント材1
09によって搭載支持された状態となり、またマウント
材109の周辺部にのみ前記分割片133が残されてリ
ードパッド部105が構成されることになる。したがっ
て、リードパッド部105を構成する分割片133の裏
面側での研磨量を調整し、当該分割片133の高さ寸法
を低減することで、極めて薄型の半導体装置を構成する
ことが可能となる。なお、この第5の実施形態では、ダ
イパッド部103は金属板の分割片133からマウント
材109に置き換えられることになる。
【0057】以上説明した第1ないし第5の実施形態お
よびこれらの変形例の半導体装置は、半導体素子として
半導体集積回路を用いた半導体装置に本発明を適用した
例であるが、本発明はダイオードやトランジスタ等の個
別部品として構成することも可能である。例えば、第6
の実施形態として、ダイオードに適用した場合には、図
33(a),(b)に平面図、断面図を示すように、1
つの分割片133をダイパッド部103(あるいはカソ
ード側リードパッド部)としてその表面上にダイオード
チップ107Cを搭載し、隣接する他の1つの分割片1
33をアノード側リードパッド部105として前記ダイ
オードチップ107Cに対してボンディングワイヤ11
1で電気接続し、これらの分割片133及びダイオード
チップ107C等をパッケージ樹脂113によって封止
することで、個別ダイオードが構成される。また、図3
4(a),(b)に平面図、断面図を示すように、複数
個の分割片133をダイパッド部103として各表面上
にそれぞれダイオードチップ107Cを搭載し、これら
のダイオードチップ107Cを各分割片133にそれぞ
れ隣接する分割片133にボンディングワイヤ111に
より電気接続した上で、各分割片133及びダイオード
チップ107C等をパッケージ樹脂113により一体に
封止することで、複数個のダイオードチップを搭載した
半導体装置、すなわちダイオードアレイが構成されるこ
とになる。なお、図示は省略するが、トランジスタチッ
プを搭載した個別トランジスタ、あるいはトランジスタ
アレイを構成することも可能であり、この場合にはトラ
ンジスタチップを搭載した1つの分割片がコレクタ側リ
ードパッド部を兼ねたダイパッド部として構成され、他
の2つの分割片がそれぞれベース、エミッタの各リード
パッド部として構成されることになる。もちろん、電界
効果トランジスタの場合には、ゲート、ソース、ドレイ
ンの各リードパッド部として構成されることになる。
【0058】図35は個別ダイオードに本発明を適用し
た第6の実施形態の製造工程を示す図である。先ず、前
記第1の実施形態の図4と同様に、金属板101の表面
にXY方向に延びる複数本の凹溝131を形成し、枡目
状の分割片131を形成する。しかる上で、図35
(a)のように、前記分割片133のうち、一つ置きの
分割片133のそれぞれの表面上にマウント材109に
よりダイオードチップ107Cを搭載する。このダイオ
ードチップ107Cは基板がN型半導体で構成されてお
り、ダイオードのカソードとして構成され、当該カソー
ドが前記分割片133に対して同時に電気接続されるこ
とになる。次いで、図35(b)のように、前記ダイオ
ードチップ107Cの表面に設けられている図外のアノ
ード電極と、前記分割片133のそれぞれ隣の分割片1
33とをボンディングワイヤ111により電気接続す
る。次いで、前記金属板101の表面上に樹脂113を
モールドし、あるいは塗布したパッケージ樹脂113に
よりダイオードチップ107C及びボンディングワイヤ
111を封止する。このとき、パッケージ樹脂113の
一部は前記凹溝131内にまで進入される。
【0059】次いで、図35(c)のように、前記金属
板101を裏面側から前記凹溝131の底面部が露出す
るまで平坦に研磨し、あるいはエッチングする。これに
より、各分割片133はそれぞれ分離された状態とな
り、かつその一方で前記パッケージ樹脂113により各
分割片133は絶縁を保った状態で一体化状態が保持さ
れる。次いで、図35(d)のように、前記パッケージ
樹脂113を図外のダイシングソーによって切断する。
このとき、前記ダイパッド部103としての分割片13
3と、リードパッド部105としての分割片133を1
つの組として、両分割片を含む単位で切断する。これに
より、切断箇所を適宜に設定することで、図33に示し
たように、1つのダイオードチップを含む個別ダイオー
ドとして形成することができ、あるいは図34に示した
ように、複数個のダイオードチップを含むダイオードア
レイとして形成することが可能になる。
【0060】この第6の実施形態では、個別ダイオー
ド、あるいは異なる数のダイオードチップを含む種々の
ダイオードアレイを形成する場合でも、金属板は規格化
された単一のものを使用し、この金属板にダイオードチ
ップを搭載し、パッケージ樹脂で封止した後に、最終的
に切断する箇所を変更するだけで、その要求に応えるこ
とが可能である。したがって、異なる種類のダイオード
アレイに対応して複数のリード部材を形成し、あるいは
パッケージ樹脂用の異なるモールド金型を用意する必要
がなく、製造工程を簡略化し、かつ半導体装置の低コス
ト化を図る上で有利なのものとなる。
【0061】以上説明した第1ないし第6の実施形態と
これらの変形例は、本発明の代表的な実施形態を説明し
たものであり、各実施形態を適宜組み合わせることによ
り、さらに多様化された半導体装置とその製造方法を実
現することが可能である。また、前記実施形態で説明し
た、各工程のそれぞれにおける手法についても、従来か
ら提案されている種々の手法に置き換えることも可能で
あり、そのような置き換えを行った場合においても本発
明により得られる利益が失われるものではない。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
では、導電板から複数の分割片を形成し、この分割片に
対して半導体素子の電極を電気接続してリードパッド部
を構成しているので、半導体素子のサイズ、種類に応じ
てリードパッド部としての分割片を適宜に設定すること
で、異なるサイズ、種類の半導体素子に対して分割片を
汎用的に使用してパッケージを構成することが可能にな
る。また、分割片の一部でダイパッド部を構成して半導
体素子を搭載し、分割片の他の一部をリードパッド部と
してボンディングワイヤにより電気接続した構成とし、
あるいは半導体素子の電極に設けたバンプを分割片に対
して電気接続してリードパッド部を構成することによ
り、半導体素子をフェースアップ、あるいはフェースダ
ウンの状態で搭載でき、また、リードパッドをパッケー
ジの周辺部に配置し、あるいは底面部に格子状に配置す
る等、同一の導電板を用いて異なるサイズ及び種類のリ
ードレス構造の表面実装型の半導体装置を構成すること
が可能となる。さらに、分割片の厚さ方向の断面形状を
クランク形状とすることで、本発明の半導体装置を実装
基板に実装した際に半導体装置と実装基板との間に生じ
る熱応力を緩和し、実装状態の信頼性を高めることが可
能になる。
【0063】また、本発明の半導体装置の製造方法で
は、導電板に凹溝を形成して分割片を区画し、その分割
片上に半導体素子を搭載し、かつ半導体素子と分割片と
を電気接続し、しかる上で導電板の裏面側を除去して分
割片を分離しているので、半導体素子の搭載、及び半導
体素子と分割片との電気接続、さらにパッケージ樹脂工
程をそれぞれ容易に行うことができる一方で、最終的に
絶縁分離された複数の分割片で構成されるリードパッド
部を有する半導体装置が製造できるので、部品点数や製
造工数がいたずらに増大することがなく、製造工程を簡
略化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の半導体装置の一部を
破断した斜視図である。
【図2】図1の半導体装置の内部構成の平面図と縦断面
図である。
【図3】図1の半導体装置の実装状態の縦断面図であ
る。
【図4】第1の実施形態の製造工程1の平面図と縦断面
図である。
【図5】第1の実施形態の製造工程2の平面図と縦断面
図である。
【図6】第1の実施形態の製造工程3の平面図と縦断面
図である。
【図7】第1の実施形態の製造工程4の平面図と縦断面
図である。
【図8】第1の実施形態の製造工程5の底面図と縦断面
図である。
【図9】第1の実施形態の製造工程6の底面図と縦断面
図である。
【図10】第1の実施形態の応用例の縦断面図である。
【図11】第1の実施形態の第1の変形例の製造途中で
のる平面図と縦断面図である。
【図12】第1の実施形態の第2の変形例の製造途中で
の平面図と縦断面図である。
【図13】第1の実施形態の第3の変形例の製造途中で
の平面図と縦断面図である。
【図14】本発明の第2の実施形態の製造工程1の平面
図と縦断面図である。
【図15】図14で用いる半導体素子の平面図である。
【図16】第2の実施形態の製造工程2の平面図と縦断
面図である。
【図17】第2の実施形態の製造工程3の底面図と縦断
面図である。
【図18】第2の実施形態の製造工程4の底面図と縦断
面図である。
【図19】第3の実施形態の半導体ウェハと金属板の斜
視図である。
【図20】第3の実施形態の製造工程の縦断面図であ
る。
【図21】第3の実施形態の変形例の金属板の一部の斜
視図である。
【図22】第3の実施形態の変形例の金属板における凹
溝とマスクのパターンを説明するための平面図である。
【図23】第3の実施形態の変形例の製造工程の縦断面
図である。
【図24】第4の実施形態の製造工程1の平面図と縦断
面図である。
【図25】第4の実施形態の製造工程2の平面図と縦断
面図である。
【図26】第4の実施形態の以降の製造工程の縦断面図
である。
【図27】第4の実施形態の変形例の製造工程の縦断面
図である。
【図28】第4の実施形態のレジストシートと溝のパタ
ーンを説明するための底面図である。
【図29】第5の実施形態の製造工程1の平面図と縦断
面図である。
【図30】第5の実施形態の製造工程2の平面図と縦断
面図である。
【図31】第5の実施形態の製造工程3の平面図と縦断
面図である。
【図32】第5の実施形態の製造工程4の底面図と縦断
面図である。
【図33】第6の実施形態の内部構成の平面図と縦断面
図である。
【図34】第6の実施形態の変形例の内部構成の平面図
と縦断面図である。
【図35】第6の実施形態の製造工程の縦断面図であ
る。
【図36】第1の従来の半導体装置の断面図である。
【図37】第2の従来の半導体装置の断面図である。
【図38】第3の従来の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1,1A,2,2A 半導体装置 101 金属板 103 ダイパッド部 105 リードパッド部 107 半導体素子 107C ダイオードチップ 109 マウント材 111 ボンディングワイヤ 113 パッケージ樹脂 115 レジスト膜 117 マウントテープ 119 バンプ 121 実装基板 123 配線回路 125 半田 127 半田ボール 131,131A 凹溝(ハーフカットダイシング) 131B 溝(フルカットダイシング) 133 分割片 135 樹脂 201 シリコンウェハ 203 半導体素子 205 バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−129473(JP,A) 特開 平1−106456(JP,A) 特開 平10−256460(JP,A) 特開 平7−22474(JP,A) 特開 平11−121646(JP,A) 特開 平11−312749(JP,A) 特開2000−124382(JP,A) 特開2000−150760(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 - 23/15 H01L 23/50

Claims (29)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子と、導電板を厚さ方向に沿う
    断面形状がクランク状となるように分割して形成した複
    数個の分割片と、前記半導体素子を封止するとともに前
    記分割片を前記半導体素子と一体的に支持するパッケー
    ジ樹脂とを備え、前記複数個の分割片のうち少なくとも
    1つの分割片は前記半導体素子の電極に電気接続されて
    いることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記複数個の分割片のうち、一部の分割
    片はその上に前記半導体素子を搭載するダイパッド部と
    して構成され、前記半導体素子の電極に電気接続される
    他の分割片は実装用電極としてのリードパッド部として
    構成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記分割片のうち、搭載される前記半導
    体素子の直下に位置される分割片が前記ダイパッド部と
    して構成され、前記ダイパッド部の周囲に配置されて前
    記半導体素子の電極にボンディングワイヤで電気接続さ
    れる分割片が前記リードパッド部として構成される請求
    項2に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体素子はマウント材、またはテ
    ープ状接着剤により前記ダイパッド部に搭載されている
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の半導体装
    置。
  5. 【請求項5】 前記分割片のうち、搭載される前記半導
    体素子の直下に位置される分割片の一部が前記ダイパッ
    ド部として構成され、前記分割片の他の一部は前記半導
    体素子の電極にバンプで電気接続されて前記リードパッ
    ド部として構成される請求項2に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記バンプは、半田バンプまたはスタッ
    ンプである請求項に記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記分割片は、前記導電板を枡目状に分
    割して形成されていることを特徴とする請求項1ないし
    のいずれかに記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記分割片は前記半導体素子の周囲にの
    み配置され、前記半導体素子の電極にボンディングワイ
    ヤで電気接続されて実装用電極としてのリードパッド部
    として構成されていることを特徴とする請求項に記載
    の半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記半導体素子は半導体集積回路チップ
    であり、前記半導体集積回路チップに設けられた複数の
    電極と、前記リードパッド部としての複数の分割片とが
    それぞれ電気接続されていることを特徴とする請求項2
    ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 前記半導体素子はダイオードチップま
    たはトランジスタチップであり、ダイパッド部としての
    1つの分割片に前記ダイオードチップまたはトランジス
    タチップが搭載され、これに隣接する1つまたは2つの
    分割片がリードパッド部として前記ダイオードチップま
    たはトランジスタチップの電極が電気接続されているこ
    とを特徴とする請求項2ないし8のいずれかに記載の半
    導体装置。
  11. 【請求項11】 前記リードパッド部としての分割片の
    裏面にはボール状の電極が接続されていることを特徴と
    する請求項2ないし10のいずれかに記載の半導体装
    置。
  12. 【請求項12】 前記ダイパッド部を構成する分割片の
    裏面にはレジスト膜が形成されていることを特徴とする
    請求項2ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13. 【請求項13】 前記半導体素子は、前記ダイパッド部
    及びリードパッド部の外形寸法よりも小さい外形寸法に
    形成されていることを特徴とする請求項2ないし12
    いずれかに記載の半導体装置。
  14. 【請求項14】 前記半導体素子は、前記ダイパッド部
    及びリードパッド部の外形寸法と等しい外形寸法に形成
    されていることを特徴とする請求項5,6,,9,1
    0,11または13に記載の半導体装置。
  15. 【請求項15】 導電板の表面に凹溝を形成して複数の
    区画された分割片を形成する工程と、前記分割片の一部
    の表面上に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素
    子の電極と前記分割片の他の一部とをボンディングワイ
    ヤにより電気接続する工程と、前記導電板の表面上に樹
    脂を成形して前記半導体素子及びボンディングワイヤを
    封止する工程と、前記導電板の裏面を前記凹溝に達する
    まで研磨して前記分割片を個々の片に分離する工程とを
    含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  16. 【請求項16】 導電板の表面に凹溝を形成して複数の
    区画された分割片を形成する工程と、電極にバンプが形
    成された半導体素子を前記分割片の一部の表面上に搭載
    しかつ前記バンプと前記一部の分割片とを電気接続する
    工程と、前記導電板の表面上に樹脂を成形して前記半導
    体素子を封止する工程と、前記導電板の裏面を前記凹溝
    に達するまで除去して前記分割片を個々の片に分離する
    工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 導電板の表面に枡目状の第1の凹溝を
    形成する工程と、前記導電板の裏面に前記第1の凹溝と
    平面方向にずれた位置に枡目状の第2の凹溝を形成する
    工程と、電極にバンプが形成された半導体素子を前記第
    1及び第2の凹溝によって区画された複数の分割片の一
    部の表面上に搭載しかつ前記バンプと前記一部の分割片
    とを電気接続する工程と、前記導電板の表面上に樹脂を
    成形して前記半導体素子を封止する工程と、前記導電板
    を前記第1及び第2の凹溝とは平面方向にずれた位置で
    切断して前記分割片を個々の片に分離する工程とを含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 導電板を保持シート上に貼りつけた状
    態で前記導電板を切断して複数の分割片を形成する工程
    と、前記分割片の一部の表面上に半導体素子を搭載する
    工程と、前記半導体素子の電極と前記分割片の他の一部
    とをボンディングワイヤにより電気接続する工程と、前
    記導電板の表面上に樹脂を成形して前記半導体素子及び
    ボンディングワイヤを封止する工程と、前記保持シート
    を前記導電板から剥離する工程とを含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  19. 【請求項19】 導電板を保持シート上に貼りつけた状
    態で前記導電板を切断して複数の分割片を形成する工程
    と、電極にバンプが形成された半導体素子を前記分割片
    の一部の表面上に搭載しかつ前記バンプと前記一部の分
    割片とを電気接続する工程と、前記導電板の表面上に樹
    脂を成形して前記半導体素子を封止する工程と、前記保
    持シートを前記導電板から剥離する工程とを含むことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  20. 【請求項20】 導電板の表面に凹溝を形成して複数の
    区画された分割片を形成する工程と、前記導電板の一部
    領域を裏面側に変形して表面側に凹部を形成する工程
    と、前記導電板の前記凹部上にマウント材により半導体
    素子を搭載する工程と、前記半導体素子の電極と前記凹
    部の周辺部の分割片とをボンディングワイヤにより電気
    接続する工程と、前記導電板の表面上に樹脂を成形して
    前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する工程
    と、前記導電板の前記凹部の領域を裏面側から除去する
    とともに前記周辺部の前記分割片を個々の片に分離する
    工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  21. 【請求項21】 前記半導体素子として半導体集積回路
    チップを用いることを特徴とする請求項15ないし20
    のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  22. 【請求項22】 前記半導体素子としてダイオードチッ
    プまたはトランジスタチップを用い、前記ダイオードチ
    ップまたはトランジスタチップを前記分割片の1つに搭
    載し、他の分割片と前記ダイオードチップまたはトラン
    ジスタチップの電極とをボンディングワイヤで接続する
    ことを特徴とする請求項15ないし20のいずれかに記
    載の半導体装置の製造方法。
  23. 【請求項23】 前記導電板に複数の前記半導体素子を
    搭載し、かつ前記半導体素子と分割片との電気接続の工
    程、パッケージ樹脂の成形工程、及び分割片の分割工程
    の後に、前記パッケージ樹脂を切断して個々の半導体装
    置に分離する工程を含むことを特徴とする請求項15な
    いし22のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  24. 【請求項24】 前記導電板に複数の半導体素子が形成
    されている半導体ウェハを搭載し、かつ前記半導体素子
    と分割片との電気接続の工程、前記パッケージ樹脂の成
    形工程、及び前記分割片の分離工程を終了した後に、前
    記半導体ウェハを切断して個々の半導体装置に分離する
    工程を含むことを特徴とする請求項16,17,10,
    または21に記載の半導体装置の製造方法。
  25. 【請求項25】 前記凹溝または第1及び第2の凹溝は
    ハーフカットダイシング、ハーフエッチングまたはプレ
    ス加工のいずれかにより形成することを特徴とする請求
    15ないし24のいずれかに記載の半導体装置の製造
    方法。
  26. 【請求項26】 前記導電板の裏面を研磨またはエッチ
    ングにより除去することを特徴とする請求項15ないし
    24のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  27. 【請求項27】 前記半導体素子の搭載はマウント材ま
    たはテープ状接着剤を用いることを特徴とする請求項
    5,18,20,21,22,23,25または26
    記載の半導体装置の製造方法。
  28. 【請求項28】 前記分割片は枡目状に形成することを
    特徴とする請求項15ないし27のいずれかに記載の半
    導体装置の製造方法。
  29. 【請求項29】 前記パッケージ樹脂の成形工程は、樹
    脂の金型成形、コーティングまたはポッティングによる
    工程であることを特徴とする請求項15ないし23、2
    5ないし28のいずれかに記載の半導体装置の製造方
    法。
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