JP4007798B2 - 板状体の製造方法およびそれを用いた回路装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は板状体の製造方法およびそれを用いた回路装置の製造方法に関し、特に導電箔上に均一な膜圧のメッキ膜を形成することを可能とする板状体の製造方法およびそれを用いた回路装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
導電部材の表面をメッキ層で被覆したリード材は、導電部材が備えている優れた導電性と機械的強度を有する。なおかつ、そのリード材はメッキの材料が備えている耐食性と良好な半田付け性をも有する高性能の導体である。そのため、それらは、各種の端子、コネクタ、リードのような電気・電子機器分野や電力ケーブルの分野などで多用されている。
【0003】
また、導電部材に半導体素子を実装する場合やワイヤボンディングを行う場合は、導電部材の表面に溶融メッキや電気メッキを行うことにより、導電部材の半田付け性を向上させることができる。ここで、メッキ膜としてはAu膜またはAg膜等が採用される。
【0004】
図15を参照して、ボンディングパッドおよびダイパッドにAgメッキを使用した半導体装置について説明する。
【0005】
この半導体装置は、先端部分にAgメッキ8が施されたリード3と、アイランド2の部分にAgメッキ8が施されたアイランドリード4と、アイランド2に銀・シリコン共晶により実装された半導体素子1と、半導体素子1の電極とリード3との電気的接続を行う金属細線5と、全体を封止する絶縁性樹脂6とから形成されている。このように、銀・シリコン共晶により半導体素子1をアイランド2に実装することにより、半導体素子1の放熱性を向上させることができる。
【0006】
次に、図16を参照して、この半導体装置の製造工程の1つであるAgメッキ膜の形成を行う工程の説明を行う。
【0007】
図16(A)を参照して、アイランド4を有するアイランドリード4およびリード3は、1つの枠体としてリードフレーム7の状態で供給される。このリードフレーム7はCu等の導電性の材料から形成され、リードフレーム7には多数のアイランドリード4およびリード3が形成される。
【0008】
図16(B)を参照して、リードフレームの1部をクランパ9で覆う。ここで、リードフレームの1部とは、少なくともアイランド4のダイパッドとなる部分とリード3のボンディングパットとなる部分である。
【0009】
クランパ9の説明を行う。クランパ9は、リードフレーム7を表面からカバーする部分と、裏からカバーする部分とを有する(図示せず)。更に、クランパ9は中空構造となっているので、内部には密閉された空間が形成される。従って、上記のようにリードフレーム7の1部分を挟み込むことによって、Agメッキ8を形成する部分のみがこの空間に露出する。ここで、図16(B)に於いて符号9が示すハッチングの部分は、上下クランパが噛み合う部分を示し、ハッチングで囲まれた部分が露出する領域である。
【0010】
そして、この空間にAgメッキ液を流し込み、電気メッキ法によりAgメッキを形成することができる。
【0011】
上記の説明ではAgメッキを行う方法を説明したが、Auメッキを使用する場合もある。メッキの材料として金を用いる場合、コストの面が考慮されて、Niのメッキ膜を形成した後にAuメッキが形成される。このように、Niのメッキ膜を下地とすることにより、リードフレーム7の材料であるCuがAuメッキ膜に拡散するのを防止することができる。従って、Auメッキ膜のボンダビリティの低下を防止することができる。
【0012】
メッキ膜を形成するもう1つの方法を説明する。電着レジストを使用することにより、パッドとなる部分のみのリードの表面が露出されるように、選択的にメッキレジストを形成する。そして、この場合は浸漬メッキによりメッキ膜の形成が行われる。この方法により、パッドとなる部分のみにメッキ膜を形成することができる。そして、メッキレジストは、後の工程で除去される。
【0013】
メッキ膜が形成された後は、ダイボンド、ワイヤボンディング、樹脂封止の工程を経て図15に示すような半導体装置が完成する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図15に示しように、リード3およびアイランド2には、裏面および側面にもメッキ膜が形成されてしまう。このメッキ膜と封止樹脂との接着力は弱いので、半導体装置の機械的強度が落ちてしまう問題があった。
【0015】
更に、浸漬メッキによりメッキ膜を形成する場合、リードフレームに設けた電極から遠い方のメッキ膜が、電極に近い方のメッキ膜よりも厚く形成されてしまう問題があった。
【0016】
更に、金メッキを行う場合、下地としてNiメッキ膜を形成してから、その上部に金メッキ膜が形成される。従って、工程が複雑に成ってしまう問題があった。
【0017】
更に、電着レジストを使用して選択的にメッキ膜を形成すると、メッキ膜の位置精度が悪い問題があった。
【0018】
更にまた、電着レジストの材料は強アルカリのメッキ液を使用した場合、剥がれてしまう。従って、強アルカリのメッキ液を使用するAgメッキが行えない問題があった。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の板状体の製造方法は、前述した課題に鑑みて成され、第1に、マスクが設けられた導電箔の前記マスクの露出部から露出した前記導電箔の表面に、メッキ膜を形成する板状体の製造方法であり、
少なくとも前記導電箔の表面が露出する部分が覆われるようにクランパで覆い、前記クランパ内部にメッキ液を注入し、前記マスクから露出する前記導電箔の表面に前記メッキ膜を形成することをで解決するものである。
【0020】
第2に、前記マスクは、絶縁樹脂より形成される樹脂膜であることで解決するものである。
【0021】
第3に、前記樹脂膜は、熱硬化性樹脂であることで解決するものである。
【0022】
第4に、前記樹脂膜は、プリプレグシートを加熱及び加圧することにより形成されることで解決するものである。
【0023】
第5に、前記樹脂膜は、熱硬化生樹脂をスクリーン印刷で付着することにより形成されることで解決するものである。
【0024】
第6に、前記マスクは、金属により形成されることで解決するものである。
【0025】
第7に、前記露出部は、ダイパットまたはボンディングパットとなる部分であることで解決するものである。
【0026】
第8に、前記メッキ膜は、電気メッキ法により形成されることで解決するものである。
【0027】
第9に、前記メッキ膜は、Ag、PdまたはAuを主材料とすることで解決するものである。
【0028】
第10に、前記絶縁性シートと、前記クランパで1つの密閉された空間を形成することで解決するものである。
【0029】
第11に、前記絶縁性シートには、回路装置を形成する複数の搭載部から形成されるブロックが複数個設けられることで解決するものである。
【0030】
第12に、前記クランパは前記絶縁性シートの複数の前記ブロックの外周部を同時に押圧することで解決するものである。
【0031】
第13に、前記クランパにより、複数個のブロックが有する前記導電箔の露出部に同時にメッキ膜を形成することで解決するものである。
【0032】
第14に、前記クランパは注入手段と排出手段を有し、前記注入手段により前記メッキ液を前記クランパ内部に注入し、前記排出手段により前記メッキ液を前記クランパの外部へ排出することで解決するものである。
【0033】
第15に、前記マスクの露出部は、前記マスクを選択的にレーザーエッチングすることにより形成されることで解決するものである。
【0034】
第16に、本発明の板状体の製造方法は、連続した1枚の導電箔にメッキ膜を形成する板状態の製造方法であり、
前記導電箔の片面を前記クランパで押圧することにより、前記導電箔上に空間を形成し、前記空間内部にメッキ液を注入することにより前記メッキ膜を形成することで解決するものである。
【0035】
第17に、本発明の回路装置の製造方法は、ハーフエッチングされて所定のパターンが形成され、前記パターンを構成するメッキ形成部が露出する様にマスクが形成された導電箔または板状体を用意し、前記導電箔または板状体のパターン上に空間が形成されるようにクランパを配置し、前記クランパ内に形成される前記空間にメッキ液を注入し、前記メッキ形成部にメッキ膜を形成し、このメッキ膜上に半導体チップを固着または/および電気的接続手段を固着することで解決するものである。
【0036】
第18に、前記クランパには、メッキ液の注入手段および排出手段が設けられ、前記空間にあるメッキ液は流動されることで解決するものである。
【0037】
第19に、前記マスクは、メッキ液に対して耐蝕性のある金属または樹脂であることで解決するものである。
【0038】
第20に、本発明の回路装置の製造方法は、半導体素子の電気的接触部位を囲む様にマスクが形成された導電箔または金属箔を用意し、前記電気的接続部位上に空間が形成される様にクランパで保持し、前記電気的接続部位にメッキ膜を形成する事で解決するものである。
【0039】
第21に、前記導電箔または前記金属箔は、前記電気的接続部位を構成するパターンがハーフエッチングにより凸状に形成されることで解決するものである。
【0040】
上記したように、クランパを用いてメッキ膜を形成することにより、メッキ膜の厚さを均一にすることができる。また、メッキ膜を形成する際に絶縁性樹脂からなる樹脂膜をマスクとして用いることができる。更に、樹脂膜をレーザーエッチングすることにより露出部を形成し、この露出部にメッキ膜を形成することにより、メッキ膜の位置および大きさの精度を向上させることができる。
【0041】
【発明の実施の形態】
板状体の構造を説明する第1の実施の形態
本発明にかかる板状体48について図1を参照して説明する。図1(A)は板状体48の平面図であり、図1(B)は板状体48が有する複数のブロック62の1つを拡大した平面図であり、図1(C)はブロック62が有する複数の搭載部65の1つの断面図である。ここで、搭載部65とは1つの回路装置を形成する部分のことである。なお、本発明にかかる板状体48は、主に回路装置の導電パターンを形成する部分を有する。
【0042】
図1(A)を参照して、短冊状の板状体48には、多数の搭載部65が形成されるブロック62が4〜5個離間して並べられる。各ブロック62間にはスリット63が設けられ、モールド工程等での加熱処理で発生する導電箔60の応力を吸収する。また導電箔60の上下周端にはインデックス孔64が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。
【0043】
図1(B)を参照して、1つのブロック62について説明する。ブロック62内には複数の搭載部65が設けられる。ここでは、ブロック62内部に5行10列のマトリックス状に50個の搭載部が形成されているが、この搭載部の数は任意である。更に、搭載部65は分離溝61で部分的に分離された数個の導電パターン51から形成される。
【0044】
図1(C)を参照して、板状体48は導電箔60と、導電箔上に設けられた樹脂膜45と、樹脂膜45から露出している導電箔60上に設けられたAgメッキ膜47とから形成される。導電箔60には分離溝61が形成されており、回路装置を製造する工程において、導電箔60を裏面から除去することにより個々の導電パターン51として電気的に分断される。
【0045】
本発明に斯かる板状体48の特徴は、導電箔60の表面に設けられた樹脂膜45およびAgメッキ47にある。
【0046】
この特徴を具体的に説明する。樹脂膜45は導電箔60の表面全域に渡って設けられており、Agメッキ膜47が形成される部分の導電箔60を露出させている。従って、この樹脂膜45は回路装置を構成する必要要素でありながら、従来例におけるメッキレジストの如き働きを有する。しかも、導電箔60が露出する部分はレーザエッチングにより樹脂膜45が除去される。従って、導電箔60が露出する部分の大きさおよび位置の精度は極めて高い。更に、樹脂膜45は熱硬化性樹脂で形成される。熱硬化性樹脂は強アルカリにも耐えうる材料なので、強アルカリ性のメッキ液を使用するAgメッキを形成することができる。
【0047】
上記説明では、Agメッキ膜47を形成するためのマスクとして、熱硬化性樹脂よりなる樹脂膜45を用いた。ここで、マスクの材料としては樹脂性のものだけに限られず、金属製のマスクを使用することもできる。
【0048】
また、従来に於いてはNiのメッキ膜を下地としてAuメッキ膜を形成していたが、本発明の板状体ではAgメッキ膜47にも対応可能となる。このことにより、メッキ膜を1層にすることができる。
板状体を採用した回路装置の構造を説明する第2の実施の形態
本発明の回路装置53について、図2を参照しながら説明する。図2(A)は回路装置53の断面図であり、図2(B)はその上面図である。
【0049】
図2(A)を参照して、本発明に係る回路装置53は、導電パターン51と、導電パターン51上に形成された樹脂膜45と、樹脂膜45から露出する導電パターン51の表面に形成されたAgメッキ膜47と、Agメッキ膜47の上部に実装された半導体素子52Aおよびチップ部品52Bと、半導体素子52Aの取り出し電極と導電パターン51B上部のAgメッキ膜47との電気的接続を行う金属細線55Aと、上記要素を被覆し且つ全体を支持する絶縁性樹脂50とから構成されている。
【0050】
上記した回路装置53を構成する各要素の説明を行う。
【0051】
導電パターン51としては、Cuを主材料とした導電箔、Alを主材料とした導電箔、またはFe−Ni等の合金から成る導電箔等を用いることができる。もちろん、他の導電材料でも可能であり、特にエッチングできる導電材、レーザで蒸発する導電材が好ましい。導電パターン51は、回路装置53を製造する工程の途中までは板状体として保持されている。そして、板状体の裏面の導電箔を除去することにより、分離溝61で電気的に分離されて導電パターン51となる。
【0052】
回路素子52としては、半導体ベアチップ、チップ抵抗、チップコンデンサ等が導電パターン51に固着される。回路素子52の接続手段としては、金属接続板、バンプ、ロウ材から成る導電ボール、半田等のロウ材、Agペースト等の導電ペーストまたは金属細線を用いたワイヤボンディングがある。これら接続手段は、回路素子52の種類、回路素子52の実装形態で選択される。ここでは、半導体素子52Aがフェイスアップで固着され、金属細線55Aを介して導電パターン51Bとの電気的接続が行われている。そして、チップ部品52Bが導電パターン51Bおよび51Cに固着されている。なお、チップ部品52Bの固着は、ろう材またはAgペーストを用いて行われる。
【0053】
絶縁性樹脂50としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また絶縁性樹脂は、金型を用いて固める樹脂、ディップ、塗布をして被覆できる樹脂であれば、全ての樹脂が採用できる。本発明に於いて、絶縁性樹脂50は半導体素子等を封止すると同時に、回路装置全体を支持する働きも有する。
【0054】
Agメッキ47および樹脂膜45については、板状体を説明する第1の実施の形態で説明したので、ここではこれらの説明は割愛する。
板状体および回路装置の製造方法を説明する第3の実施の形態
次に、図3〜図14を参照して、板状体および回路装置53の製造方法を説明する。
【0055】
図3に、回路装置を製造するフローを示す。Cu箔、ハーフエッチングのフローで導電パターンが形成される。露出部形成、Agメッキのフローで板状体の形成が行われる。ダイボンドのフローでは各搭載部への半導体素子およびチップ部品の固着が行われる。ワイヤーボンディングのフローでは半導体素子と導電箔パターンとの電気的接続が行われる。トランスファーモールドのフローでは絶縁性樹脂による共通モールドが行われる。裏面Cu箔除去のフローでは絶縁性樹脂が露出するまで板状体の裏面全域のエッチングが行われる。測定のフローでは各搭載部に組み込まれた半導体素子の良品判別や特性ランク分けが行われる。ダイシングのフローでは絶縁性樹脂からダイシングで個別の回路装置への分離が行われる。
【0056】
以下に、本発明の回路装置を製造する各工程を図4〜図14を参照して説明する。
【0057】
本発明の第1の工程は、図4から図6に示すように、導電箔60を用意し、搭載部を多数個形成する導電パターン51を除く領域の導電箔60に導電箔60の厚みよりも浅い分離溝を形成して導電パターン51を形成することにある。
【0058】
本工程では、まず図4(A)の如く、シート状の導電箔60を用意する。この導電箔60は、ロウ材の付着性、ボンディング性、メッキ性が考慮されてその材料が選択され、材料としては、Cuを主材料とした導電箔、Alを主材料とした導電箔またはFe−Ni等の合金から成る導電箔等が採用される。
【0059】
導電箔の厚さは、後のエッチングを考慮すると10μm〜300μm程度が好ましい。しかし、後述するように、導電箔60の厚みよりも浅い分離溝61が形成できる厚さであれば良い。
【0060】
尚、シート状の導電箔60は、所定の幅、例えば45mmでロール状に巻かれて用意され、これが後述する各工程に搬送されても良いし、所定の大きさにカットされた短冊状の導電箔60が用意され、後述する各工程に搬送されても良い。
【0061】
具体的には、図4(B)に示す如く、短冊状の導電箔60に多数の搭載部が形成されるブロック62が4〜5個離間して並べられる。各ブロック62間にはスリット63が設けられ、モールド工程等での加熱処理で発生する導電箔60の応力を吸収する。また導電箔60の上下周端にはインデックス孔64が一定の間隔で設けられ、各工程での位置決めに用いられる。この短冊状の外形とインデックス孔64は、分離溝61を形成する時に同時に形成が可能である。
【0062】
続いて、導電箔パターンを形成する。
【0063】
まず、図5に示す如く、Cu箔60の上に、ホトレジスト(耐エッチングマスク)PRを形成し、導電パターン51となる領域を除いた導電箔60が露出するようにホトレジストPRをパターニングする。そして、ホトレジストPRを介して導電箔60を選択的にエッチングする。具体的に、この化学的エッチングにより形成された分離溝の深さは、例えば50μmである。
【0064】
図6(B)に具体的な導電箔パターンを示す。本図は図4(B)で示したブロック62の1個を拡大したもの対応する。黒く塗られた部分の1個が1つの搭載部65であり、導電パターン51を構成している。1つのブロック62にはマトリックス状に多数の搭載部65が配列され、各搭載部65毎に同一の導電パターン51が設けられている。各ブロックの周辺には枠状のパターン66が設けられ、それと少し離間しその内側にダイシング時の位置合わせマーク67が設けられている。枠状のパターン66はモールド金型との嵌合に使用し、また導電箔60の裏面エッチング後には絶縁性樹脂50の補強をする働きを有する。
【0065】
本発明の第2の工程は、図7〜図8に示す如く、導電箔60上部に露出部46を有する樹脂膜45を形成し、露出部46にAgメッキ膜を形成することにある。本工程は、板状体48が形成される工程であり、本発明の特徴とする工程である。
【0066】
図7(A)は樹脂膜を部分的に除去することにより空洞部47が形成された導電箔60の断面図である。また、図7(B)は図7(A)の平面図である。図8(A)は板状体48の各ブロックの周辺部をクランパ40が押圧している様子を示す平面図であり、図8(B)はその断面図である。また、図8(C)は図8(B)に於いて、1つのブロックおよびクランパ40を拡大した断面図である。
【0067】
先ず、図7(A)および図7(B)を参照して、導電箔60の表面に樹脂膜45を形成し、更に露出部47を形成する方法について説明する。
【0068】
図7(A)を参照して、導電箔60の表面を樹脂膜45で被覆する。ここで、樹脂膜45を形成する方法は2つある。1つは、溶剤で溶かしたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷で付着し、熱硬化させることにより樹脂膜45を形成する方法である。もう1つの方法は、プリプレグシートを真空プレスで加熱加圧することで、段差部にも追従して樹脂膜45を形成する方法である。後者の方が導電箔60と樹脂膜45との接着力を強くすることができる。従って、本実施の形態では後者を用いた。また、ダイパットおよびボンディングパットとなる部分に対応する樹脂膜は、除去されて露出部47となる。
【0069】
ここで、樹脂膜45の除去は炭酸ガスレーザー等によるレーザーエッチングで行う。このことにより、開口部47の位置および大きさの精度を向上させることができる。しかし、エッチングにより樹脂膜45を除去しても良い。
【0070】
本発明に於いては、樹脂膜45が従来に於けるメッキレジストの如き働きを有する。樹脂膜45は熱硬化性の樹脂(たとえばエポキシ樹脂)から形成されている。この熱硬化性樹脂は強アルカリのメッキ液にも耐えうる材料なので、Agメッキを行うことが可能となる。
【0071】
従来ではコスト面等が考慮されて、Niメッキの上部にAuメッキを積層させていた。しかし、この方法では、Au膜を採用するのでコストが高くなってしまう。更に、NiとAuの2つのメッキ膜を形成するので、メッキ膜形成の工程が複雑に成ってしまう。更にまた、微細なパッド形成する場合には、レジスト等を用いて導電箔上にマスクを形成してから、メッキ膜を形成していた。しかし、従来で用いられていたレジストは耐蝕性に問題があった。つまり、Agメッキを形成する際に用いる強アルカリのメッキ液により、レジストが剥離してしまう問題があった。
【0072】
これに対して本発明では、Agメッキ膜47のみで、微細なダイパットおよびボンディングパットを形成することができる。従って、メッキの工程を簡略化することができる。メッキ膜を形成する具体的な方法については、後述する。
【0073】
次に図8(A)〜図8(C)を参照して、露出部46にAgメッキ膜を形成する。
【0074】
図8(A)および図8(B)を参照して、クランパ40を用いて導電箔60に設けられた各ブロック62の外周部を同時に押圧する。このことにより、導電箔60に設けられたブロック62の全てについて、同時にAgメッキ膜を形成することができる。
【0075】
図8(C)を参照して、このAgメッキ膜47を形成する具体的な方法を説明する。クランパ40は下部に開口部を有する蓋の様な形状を有している。そして、クランパ40はブロック62の外周部を押圧するので、クランパ40と板状体48とで1つの密閉された空間が形成される。
【0076】
従来例に示したようなリードフレームは、本発明の板状体とは異なり隙間を有する。従って、従来例のリードフレームにクランパを用いてメッキ膜を形成する場合、2つのクランパを用いて上下から挟み込まなければ成らない。それに対して本発明では、従来例に於けるリードフレームが1枚の連続した導電箔60である。従って、1つのクランパ40で導電箔を押圧することにより、密閉された空間を形成することができる。
【0077】
クランパ40には、注入手段42と排出手段43が設けられている。注入手段は、Agが溶けたメッキ液41をクランパ40内に注入させる働きを有する。排出手段は、メッキ液41をクランパ40の外部へ排出させる働きを有する。このような注入手段42と排出手段43の働きにより、クランパ40内部をメッキ液で満たすことができる。
【0078】
Agメッキ膜47の形成は電気メッキ法によって形成される。具体的には、導電箔60に電極を設け、メッキ液41に直流電流を流すことによって、Agメッキ膜47を形成する。本実施の形態では、導電箔60にマイナスの電極を設け、メッキ液にプラスの電極を設けた。
【0079】
メッキ液41は、上記した注入手段42および排出手段43の働きにより、常にクランパ40内部を流動している。従って、露出部46から露出している導電箔60とメッキ液41との界面には、常に電気的反応を経ていない新しいメッキ液41が接することになる。また、導電箔60の表面にある程度のAgメッキ膜47が形成された場合でも、Agメッキ膜47とメッキ液41の界面には常に電気的反応を経ていない新しいメッキ液41が接することになる。
【0080】
また、メッキ液を循環させることにより再利用するフローに於いては、クランパ内部には、メッキ液を溜めた槽から次々とメッキ液が供給される。つまり、メッキ液が動的であり、静的なメッキ液に比べて良好なメッキ膜を形成することができる。
【0081】
このことにより、電極からの距離に関係なく、Agメッキ膜47の膜圧を均一にすることができる。更に、メッキ膜の形成を早くすることができるので、メッキ膜形成の工程を短縮することができる。
【0082】
また、上記の説明では、樹脂膜45をマスクとして用いることにより選択的に導電箔60にメッキ膜を形成した。しかし、原理的には、樹脂膜45を用いずに、導電箔60の表面全体にメッキ膜を形成することも可能である。
【0083】
本発明の第3の工程は、図9に示す如く、各搭載部の所望の導電パターン51に半導体素子52Aおよびチップ部品36を固着することにある。図9(A)は1つの搭載部の断面図であり、図9(B)その平面図である。
【0084】
半導体素子52Aは、フェイスアップで実装される。そして、チップ部品52Bとしてはコンデンサ、抵抗、ダイオードが実装される。ここでは、半導体素子52Aが導電パターン51AのAgメッキ膜47上に実装され、チップ部品52Bは半田等のロウ材または導電ペーストで固着される。ここで、半導体素子52Aおよびチップ部品52Bは、各々複数が有っても良い。
【0085】
本発明の第4の工程は、図10に示す如く、各搭載部65の半導体素子40の取り出し電極42と所望の導電パターン51とをワイヤボンディングすることにある。図10(A)は1つの搭載部の断面図であり、図10(B)その平面図である。
【0086】
本工程では、ブロック62内の各搭載部の半導体素子52Aの取り出し電極42と所望の導電パターン51を、熱圧着によるボールボンディング及び超音波によるウェッヂボンディングにより一括してワイヤボンディングを行う。
【0087】
また本発明では、各搭載部毎にクランパを使用してワイヤボンディングを行っていた従来の回路装置の製造方法と比較して、極めて効率的にワイヤボンディングを行うことができる。
【0088】
本発明の第5の工程は、図11に示す如く、各搭載部65の半導体素子52A等を一括して被覆し、分離溝61に充填されるように絶縁性樹脂50で共通モールドすることにある。
【0089】
本工程では、図11(A)に示すように、絶縁性樹脂50は半導体素子52A、チップ部品52Bを完全に被覆する。従って、導電パターン51間の分離溝61には絶縁性樹脂50が充填されて、樹脂膜45と接着して強固に結合する。この樹脂膜45を絶縁性樹脂50で被覆する前に、UV照射やプラズマ照射処理を行うことにより、この結合は更に強固になる。そして絶縁性樹脂50により導電パターン51が支持されている。
【0090】
また本工程では、トランスファーモールド、インジェクションモールド、またはポッティングにより実現できる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂がトランスファーモールドで実現でき、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂はインジェクションモールドで実現できる。
【0091】
更に、本工程でトランスファーモールドあるいはインジェクションモールドする際に、図11(B)に示すように各ブロック62は1つの共通のモールド金型に搭載部65を納め、各ブロック毎に1つの絶縁性樹脂50で共通にモールドを行う。このために従来のトランスファーモールド等の様に各搭載部を個別にモールドする方法に比べて、大幅な樹脂量の削減が図れる。
【0092】
導電箔60表面に被覆された絶縁性樹脂50の厚さは、金属細線34の最頂部から約100μm程度が被覆されるように調整されている。この厚みは、強度を考慮して厚くすることも、薄くすることも可能である。
【0093】
本工程の特徴は、絶縁性樹脂50を被覆するまでは、導電パターン51となる導電箔60が支持基板となることである。尚、本発明では、支持基板となる導電箔60は、電極材料として必要な材料である。そのため、構成材料を極力省いて作業できるメリットを有し、コストの低下も実現できる。
【0094】
また分離溝61は、導電箔の厚みよりも浅く形成されているため、導電箔60が導電パターン51として個々に分離されていない。従ってシート状の導電箔60として一体で取り扱え、絶縁性樹脂50でモールドする際、金型への搬送、金型への実装の作業が非常に楽になる特徴を有する。特に、リード間に発生するバリの問題が無くなる。
【0095】
本発明の第6の工程は、図12に示す如く、樹脂膜45が露出するまで、導電箔60の裏面全域をエッチングすることにある。
【0096】
本工程は、導電箔60の裏面を化学的および/または物理的に除き、導電パターン51として分離するものである。この工程は、研磨、研削、エッチング、レーザの金属蒸発等により施される。
【0097】
実験では研磨装置または研削装置により全面を30μm程度削り、分離溝61から樹脂膜45を露出させている。その結果、約40μmの厚さの導電パターン51となって分離される。また、樹脂膜45が露出する手前まで、導電箔60を全面ウェトエッチングし、その後、研磨または研削装置により全面を削り、樹脂膜45を露出させても良い。またエッチング処理のみで上記作業を行っても良いし、途中まで削りその後エッチング処理を行っても良い。
【0098】
この結果、樹脂膜45に導電パターン51の裏面が露出する構造となる。すなわち、分離溝61に充填された樹脂膜45の露出面と導電パターン51の露出面は、実質的に一致している構造となっている。従って、マウント時に半田等の表面張力でそのまま水平に移動してセルフアラインできる特徴を有する。
【0099】
更に、導電パターン51の裏面処理を行い、図2に示すような回路装置53を得る。
【0100】
本発明の第7の工程は、図13に示す如く、絶縁性樹脂50で一括してモールドされた各搭載部65の半導体素子の特性の測定を行うことにある。
【0101】
前工程で導電箔60の裏面エッチングをした後に、導電箔60から各ブロック62が切り離される。このブロック62は絶縁性樹脂50で導電箔60の残余部と連結されているので、切断金型を用いず機械的に導電箔60の残余部から剥がすことで達成できる。
【0102】
各ブロック62の裏面には図13に示すように導電パターン51の裏面が露出されており、各搭載部65が導電パターン51形成時と全く同一にマトリックス状に配列されている。この導電パターン51の絶縁性樹脂50から露出した外部接続電極32にプローブ68を当てて、回路装置53の特性パラメータ等を個別に測定して良不良の判定を行い、不良品には磁気インク等でマーキングを行う。
【0103】
本工程では、各搭載部65の回路装置53は絶縁性樹脂50でブロック62毎に一体で支持されているので、個別にバラバラに分離されていない。従って、テスターの載置台に置かれたブロック62は搭載部65のサイズ分だけ矢印のように縦方向および横方向にピッチ送りをすることで、極めて早く大量にブロック62の各搭載部65の回路装置53の測定を行える。すなわち、従来必要であった回路装置の表裏の判別、電極の位置の認識等が不要にできるので、測定時間の大幅な短縮を図れる。
【0104】
本発明の第8の工程は、図14に示す如く、絶縁性樹脂50を各搭載部65毎にダイシングにより分離することにある。
【0105】
本工程では、ブロック62をダイシング装置の載置台に真空で吸着させ、ダイシングブレード69で各搭載部65間のダイシングライン70に沿って分離溝61の絶縁性樹脂50および樹脂膜45をダイシングし、個別の回路装置53に分離する。
【0106】
本工程ではフルカットでも良いが、ダイシングブレード69はほぼ絶縁性樹脂50を切断する切削深さで行い、ダイシング装置からブロック62を取り出した後にローラでチョコレートブレークするとよい。ダイシング時は予め前述した第1の工程で設けた各ブロックの周辺の枠状のパターン66の内側の相対向する位置合わせマーク67を認識して、これを基準としてダイシングを行う。周知ではあるが、ダイシングは縦方向にすべてのダイシングライン70をダイシングをした後、載置台を90度回転させて横方向のダイシングライン70に従ってダイシングを行う。
【0107】
【発明の効果】
本発明の板状体の製造方法によれば、以下に示すような効果を奏することができる。
【0108】
第1に、連続した導電箔の片面をクランパで押圧することによりAgメッキ膜を形成することができる。
【0109】
第2に、熱硬化性樹脂から成る樹脂膜により導電箔をカバーするので、強アルカリのメッキ液を使用するAgメッキを行うことができる。また、Agメッキ膜は、従来のAuメッキ膜と比較するとコストが安いのでNiメッキ等の下地を不要にすることができる。従って、メッキ膜を形成する工程を単純化することができる。
【0110】
第3に、注入手段および排出手段により、クランパ内部に於いて常にメッキ液を流動させるので、メッキ膜の厚さを均一にすることができる。更に、メッキ膜形成に係る時間を短縮することができる。
【0111】
第4に、レーザーエッチングにより樹脂膜の露出部を形成することにより、この露出部に形成されるメッキの位置および大きさの精度を向上させることができる。また、従来の電着レジストと比較して、安いコストで微細なパッドを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に斯かる板状体を説明する図である。
【図2】本発明の板状体を採用した回路装置を説明する図である。
【図3】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図4】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図5】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図6】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図7】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図8】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図9】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図10】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図11】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図12】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図13】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図14】本発明の板状体を採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【図15】従来のリードフレームを採用した回路装置を説明する図である。
【図16】従来のリードフレームを採用した回路装置の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
40 クランパ
41 メッキ液
42 注入手段
43 排出手段
45 樹脂膜
47 Agメッキ膜
Claims (5)
- 金属板状体がハーフエッチングされることにより非エッチング部分がパターン化され、前記パターン化された前記金属板状体の表面の一部である電気的接続部分が露出するように、エッチングにより除去された樹脂膜が設けられた板状体を用意し、
前記樹脂膜で囲まれ、前記非エッチング部分が露出した領域にメッキ膜を設け、後の封止工程で設けられる絶縁性樹脂との密着性のために前記樹脂膜を残存させる板状体の製造方法であり、
前記メッキ膜は、クランパと前記板状体で構成された空間内で形成され、前記クランパは、下部に前記板状体と全周で当接する開口部を有し、前記開口部以外の領域に前記メッキ液の注入手段と排出手段が設けられた蓋の形状をなすもので、前記蓋の形状のクランパ内部に前記注入手段を介してメッキ液を注入し、前記クランパの外部に前記排出手段により排出すること特徴とした板状体の製造方法。 - 金属板状体がハーフエッチングされることにより非エッチング部分がパターン化され、前記パターン化された前記金属板状体の表面の一部である電気的接続部分が露出するように、エッチングにより除去された樹脂膜が設けられた板状体を用意し、
前記樹脂膜で囲まれ、前記非エッチング部分が露出した領域にメッキ膜を設け、後の封止工程で設けられる絶縁性樹脂との密着性のために前記樹脂膜を残存させ、
前記板状体に半導体チップを設けると共に、前記半導体チップの電極と前記メッキ膜とを電気的に接続し、
前記半導体チップおよび前記板状体を覆うように前記絶縁性樹脂を被覆する回路装置の製造方法であり、
前記メッキ膜は、クランパと前記板状体で構成された空間内で形成され、前記クランパは、下部に前記板状体と全周で当接する開口部を有し、前記開口部以外の領域に前記メッキ液の注入手段と排出手段が設けられた蓋の形状をなすもので、前記蓋の形状のクランパ内部に前記注入手段を介してメッキ液を注入し、前記クランパの外部に前記
排出手段により排出することを特徴とした回路装置の製造方法。 - 前記樹脂膜は、エポキシ樹脂またはプリプレグシートが採用される請求項1に記載の板状体の製造方法。
- 前記樹脂膜は、エポキシ樹脂またはプリプレグシートが採用される請求項2に記載の回路装置の製造方法。
- 前記絶縁性樹脂の被覆の前に、UV照射またはプラズマ照射が施される請求項1または請求項2に記載の回路装置の製造方法。
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