JP4357728B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体素子を搭載する樹脂封止型の半導体装置（プラスチックパッケージ）に関し、特に、パッケージサイズの小型化に対応し、その実装性を向上させることができる半導体装置と、それに用いられる回路部材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は、高集積化、小型化技術の進歩と電子機器の高性能化と軽薄短小化の傾向（時流）から、ＬＳＩのＡＳＩＣに代表されるように、ますます高集積化、高機能化になってきている。
これに伴い、リードフレームを用いた封止型の半導体装置においても、その開発のトレンドが、ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｊ−Ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）のような表面実装型のパッケージを経て、ＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ Ｓｍａｌｌ ＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）の開発による薄型化を主軸としたパッケージの小型化へ、さらにはパッケージ内部の３次元化によるチップ収納効率向上を目的としたＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）の構造へと進展してきた。
しかし、樹脂封止型半導体装置には、高集積化、高機能化とともに、更に一層の多ピン化、薄型化、小型化が求めらており、上記従来のパッケージにおいてもチップ外周部分のリードの引き回しがあるため、パッケージの小型化に限界が見えてきた。
【０００３】
一方、近年、携帯電話、機器等用として、小型パッケージが採用されてきており、携帯電話、機器等では、高周波や高速信号を取り扱うことが多く、高周波領域や高速信号での使用は、リード部への半導体素子からの接続方法として、フリップチップアタッチ（ＦＣＡとも言う）による接続経路を短縮した接続法が検討されている。
ＦＣＡを行なうときには、一般的に、半導体素子の端子部にバンプと呼ばれる突起部を形成し、接続するリード部にはバンプとの接続に適した表面処理が施される。
そして、例えば、リードの接続部Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎ、半田めっき等を施し、半導体素子端子部に半田バンプを形成するが、このリードと半田バンプをＦＣＡした時に、Ａｕと半田が溶融して溶融半田が一部飛び散ることがある。
この飛び散った半田がリード間に挟まり、ショートの原因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、更なる樹脂封止型半導体装置の高集積化、高機能化が求められており、樹脂封止型半導体装置の一層の多ピン化、薄型化、小型化が求められている。
本発明は、このような状況のもと、半導体装置のパッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させることができる樹脂封止型半導体装置、およびこれに用いられるＦＣＡによる接続法に適した回路部材を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、外部端子の少なくとも一部を外部に露出させ、樹脂封止した樹脂封止型半導体装置、または前記樹脂封止型半導体装置の外部に露出した外部端子部の面に、回路基板等への実装のための半田からなる外部電極を設けた樹脂封止型半導体装置であって、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置した回路部を備え、且つ、外部端子部を、半導体素子の領域内において、半導体素子の端子面の各辺に沿い一列として直線的に配列せずに、半導体素子の端子面に沿う面方向、該端子面の各長辺に沿いそれぞれ二次元的に形成しており、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部とは、内部端子部の端子面に設けられた接続用の金属めっき層を介して、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部と接合して、電気的に接続されたものであり、半導体素子の端子部にある突起電極にて、回路部の内部端子の端子面側の面に接合しているもので、回路部は、半導体素子との接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることを特徴とするものである。
そして、上記において、絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、半導体素子の端子部と回路部材の内部端子部との接続用の金属めっき層としていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係わる回路部材は、全体が略平状の樹脂封止型半導体装置用回路部材であって、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置し、更に、これらの外側で、前記リード部とは異なる接続リードを介して外部端子部と一体連結して、全体を保持する外枠部を備えたもので、端子部材は、その内部端子部の端子面には、半導体素子の端子部と接合して、電気的に接続するための、接続用の金属めっき層が設けられており、且つ、接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることを特徴とするものである。
そして、上記に絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、金属板材のハーフエッチング加工法により外形加工されたものであることを特徴とするものである。
また、上記において、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を接続用の金属めっき層としていることを特徴とするものである。
尚、ハーフエッチング加工を伴う、エッチング加工方法のことを、ここでは、ハーフエッチング加工法と言う。
【０００７】
本発明に係わる回路部材の製造方法は、ハーフエッチング加工を伴う回路部材の製造方法であって、順に、（ａ）金属板材を素材とし、内部端子部、リード部、接続リード部を、一面側を素材面とし、素材の板厚よりも薄肉にし、外部端子部を、素材の板厚にして、外形加工するハーフエッチング加工処理と、（ｂ）外形加工後、電着により端子部材全体を覆う電着フォトレジスト層を形成し、フォトリソ法により、少なくとも内部端子部の端子面を開口させて、電着フォトレジストから形成されたレジスト被膜を形成するレジスト被膜形成処理と、（ｃ）レジスト被膜の開口から露出した内部端子部の端子面上に、半導体素子の端子部と接合して、接続するための接続用の金属めっき層を電解めっき形成する電解めっき処理とを行なう工程を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記のような構成にすることにより、半導体装置パッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応できるものとしている。
また、生産性の良いものとなっている。
即ち、半導体装置の回路基板への実装面積を低減し、回路基板への実装密度の向上を可能とし、且つ、実用レベルで量産に対応できるものとしている。
外部端子部に一体的に連結した外部電極部を半田ボールにて形成することにより、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプのようにすることもできる。
具体的には、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置した回路部を備え、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部とは、内部端子部の端子面に設けられた接続用の金属めっき層を介して、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部と接合して、電気的に接続されたものであり、回路部は、接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることにより、更に具体的には、絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることにより、これを達成している。
即ち、外部端子部の端子面が、回路部の半導体素子とは反対側において、内部端子部およびリード部より突き出ており、半導体素子の端子面に沿う面方向に二次元的に、外部端子部の端子面を形成できるものとし、ますますの半導体素子の多端子化、狭ピッチ化にも、実用レベルでの実装を可能としている。
換言すると、樹脂封止型半導体装置の一層の多ピン化にも対応できるものとしている。
特に、回路部は、接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることから、ＦＣＡの時に問題となる半田飛びによるショートの問題は回避することができる。
また、回路部が、接続用の金属めっき層形成部を開口し、電着フォトレジストから形成された被膜（レジスト被膜）により覆われていることにより、実用レベルで量産に対応できる構造としている。
特に、樹脂封止領域をほぼ半導体素子の外形寸法にあわせたＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）とすることにより、半導体装置の小型化に対応できる。
また、外部端子の端子面だけでなく、その側面部を含む一部分を外部に露出させることにより、全体の薄型化ができるとともに、放熱性の面でも優れたものとなる。
【０００９】
本発明に係わる回路部材は、上記のような構成にすることにより、上記本発明の樹脂封止型半導体装置の製造に用いられるものであるが、ハーフエッチングによる外形加工処理、電着フォトレジスト形成とのフォトリソ法によるレジスト被膜形成処理と、電解めっき処理を経て作製することができ、実用レベルで量産に対応できるものとしている。
【００１０】
本発明に係わる回路部材製造方法は、ハーフエッチングによる外形加工処理、電着フォトレジスト形成とのフォトリソ法によるレジスト被膜形成処理と、電解めっき処理をにより、比較的簡単に、本発明の回路部材の製造を、実用レベルで量産に対応できるものとし、結果、本発明の樹脂封止型半導体装置の作製の量産を可能とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の１例の、１断面を示した概略断面図であり、図１（ｂ）は外部電極側（図１（ａ）のＡ０側）からみた図で、図２は図１に示す半導体装置の外部電極側および側面部を分かり易く示した斜視図で、図３（ａ）は図１に示す半導体装置の変形例の断面図で、図３（ｂ）は図１に示す半導体装置の参考変形例の断面図で、図４（ａ）は本発明に係わる回路部材用の、エッチング外形加工部材の１例の概略平面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）中、点線で囲まれたＢ１部の拡大斜視図で、図５は本発明に係わる回路部材の製造方法の実施の形態の１例の工程断面図で、図６は、図１に示す半導体装置の製造工程を示した工程断面図である。
尚、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１−Ａ２における断面図である。
図１〜図６中、１００、１０１、１０２は樹脂封止型半導体装置、１１０は半導体素子、１１０Ｓは端子面、１１５は端子（パッド）、１３０は回路部材、１３０ａは回路部材用のエッチング外形加工部材、１３０Ａは端子部材、１３０Ｂは回路部、１３０Ｓは素材面、１３０ａは回路部材、１３１は内部端子部、１３１Ｓは（内部端子部の）端子面、１３２は外部端子部、１３２Ｓは（外部端子部の）端子面、１３３はリード、１３４は接続リード、１３５は枠部、１３８は金属めっき層、１５０は封止用樹脂、１７０は半田からなる外部電極、１８０は被膜（レジスト被膜とも言う）、５１０は金属板材、５２０はレジスト層、５２１、５２２はレジストパターン、５３０は薄肉部である。
【００１２】
はじめに、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の１例を、図１、図２に基づいて説明する。
図１に示す本例の樹脂封止型半導体装置１００は、外部端子１３２の一部（端子面）を外部に露出させて、封止用樹脂１５０により樹脂封止し、外部に露出した外部端子部１３２の端子面１３２Ｓに、回路基板等への実装のための半田からなる外部電極１７０を設けた樹脂封止型半導体装置であって、図４に示す回路部材用エッチング外形加工部材１３０ａの点線内領域部Ｂ２のみを樹脂封止し、且つ、Ｂ２領域以外の部分を切断分離して使用しているものである。
そして、半導体素子１１０の端子１１５と電気的に接続するための内部端子部１３１と、外部回路への接続のための外部端子部１３２と、内部端子部１３１と外部端子部１３２とを一体的に連結するリード部１３３とを有し、内部端子部１３１と外部端子部１３２とがその表裏に分け設けられ、内部端子部１３１、リード部１３３が薄肉に形成され、外部端子部１３２は厚肉に形成された、端子部材１３０Ａを、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材１３０Ａの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓを、同じ向きに一平面上そろえて配置した回路部１３０Ｂを備え、半導体素子１１０の端子部１１５側の面と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１側の面とは向かい合い、半導体素子１１０がその端子部１１５にて、金属層１３８を介して、回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓ側の面に接合し、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１とが、電気的に接続されている。
図１（ａ）に示すように、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓが、回路部１３０Ｂの半導体素子１１０とは反対側において、内部端子部１３１およびリード部１３３より突き出ており、半導体素子１１０の端子面１１０Ｓに沿う面方向に二次元的に、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓを形成している。
本例の半導体装置は、図４に示す、回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａを用いているため、接続リード１３４をその内部に残す。
【００１３】
ここで用いられる回路部１３０Ｂは、図４（ａ）に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの一点鎖線内領域Ｂ２内部に相当する部分を用いたもので、接続用の金属めっき層の形成部を開口し、また、外部電極部１７０を開口し、電着フォトレジストから形成された被膜（レジスト被膜）１８０で覆われている。
尚、後述するように、樹脂封止後、枠部１３５は切断分離される。
回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの一方の面側（第１の面側）を、全て素材面１３０Ｓとして、略同一平面（平面Ｓ１とする）上に形成されており、内部端子部１３１の端子面１３１Ｓも素材面で、平面Ｓ１上に形成されている。
【００１４】
金属めっき層１３８としては、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面上に形成し、半田リフローにより、あるいは金属共晶、熱圧着等により、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓとを接合する。
【００１５】
図１に示す樹脂封止型半導体装置１００においては、半導体素子１１０の端子部１１５は、半導体素子１１０の端子面の一対の辺の中間の中心線上にそって配置されており、内部端子部１３１は前記中心線を挾むように対向し、前記中心部線に沿い、それぞれ設けられている。
また、図１に示す樹脂封止型半導体装置１００においては、樹脂封止領域を、半導体素子のサイズにほぼあわせた構造で、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と言われるものである。
【００１６】
尚、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態としては、上記図１に示す、ＣＳＰタイプに特に限定されることはない。
また、図３（ａ）に示すように、図１に示す半導体装置において半田からなる外部電極を設けない形態のままのものを、変形例の半導体装置１０１として挙げておく。
また、図３（ｂ）に示すように、接続リード１３４を、外部端子部１３２と同じく、素材の厚さにしたものを参考変形例として挙げておく。
この場合は、図１に示す例に比べ、放熱性の面で優れたものとなるが、図４に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの枠部１３５からの切断分離が若干難しくなる。
【００１７】
回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの材質としては、Ｎｉ−鉄合金（例えば、Ｎｉ４２％−Ｆｅ合金）、銅合金等が用いられる。
【００１８】
次に、本発明に係わる回路部材の実施の形態の１例を図５（ｈ）に挙げる。
図５（ｈ）に基づき、図４を参照にして説明する。
図５（ｈ）にその一断面を示す本例の回路部材１３０は、図１に示す半導体装置の作製に用いられる全体が略平状の回路部材であって、図４に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａに対し、半導体素子の端子（図１（ａ）の１１５に相当）との接続用の金属めっき層（図１（ａ）の１８０に相当）をその内部端子面１３１Ｓ上に設け、且つ内部端子面１３１Ｓと外部端子部の端子面１３２Ｓとを開口して、電着レジストから形成されたレジスト被膜（図１（ａ）の１８０に相当）で覆ったものである。
図５（ｈ）は、図４（ａ）に示す一点鎖線Ｂ３−Ｂ４に相当する部分における断面を示している。
尚、前にも述べたように、図４（ａ）中の一点鎖線領域Ｂ２相当部分は、回路部材の半導体装置作製の際に、樹脂封止して用いられる領域で、一点鎖線外側の領域は最終的には分離除去される。
本例の回路部材１３０は、図５（ｈ）に示すように、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部１３１と、外部回路への接続のための外部端子部１３２と、内部端子部１３１と外部端子部１３２とを一体的に連結するリード部１３３とを有し、内部端子部１３１と外部端子部１３２とがその表裏に分け設けられ、内部端子部１３１、リード部１３２が薄肉に形成され、外部端子部１３２は厚肉に形成された、端子部材１３０Ａを、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部１３１の端子面１３１Ｓを、同じ向きに一平面上そろえて配置し、更に、これらの外側で、前記リード部１３３とは異なる接続リード１３４を介して外部端子部１３２と一体連結して、全体を保持する外枠部１３５を備えている。
そして、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓが、回路部１３０Ｂの半導体素子１１０とは反対側において、内部端子部１３１およびリード部１３３より突き出ており、半導体素子１１０の端子面１１０Ｓに沿う面方向に二次元的に、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓが形成されている。
尚、本例の回路部材１３０に用いられる回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａ（図４（ａ）の端子面側の面（図１（ａ）の第１の面）は素材面１３０Ｓである。
回路部材用のエッチング外形加工部材１３０の材質としては、Ｎｉ−鉄合金（例えば、Ｎｉ４２％−Ｆｅ合金）、銅合金等が用いられ、通常のリードフレームと同様、エッチングにより外形加工できる。
【００１９】
次いで、本例の回路部材の製造方法の１例を図５に基づいて説明する。
尚、これを以って、本発明に係わる回路部材の製造方法の実施の形態の１例とする。
尚、図５は、説明を分かり易くするため、図４（ａ）に示す一点鎖線Ｂ３−Ｂ４に相当する部分における断面のみを示している。
先ず、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）、銅合金等からなる、回路部材の素材である厚さ０．２ｍｍ程度の金属板材５１０を準備し（図５（ａ））、金属板材５１０の両面を脱脂等を行い良く洗浄処理した後、金属板材５１０の両面に感光性のレジストを塗布し、乾燥して、レジスト層５２０を形成する。（図５（ｂ））
次いで、金属板材５１０の両面から所定のパターン版を用いてレジスト層５２０の所定の部分のみに露光を行った後、現像処理し、レジストパターン５２１、５２２を形成する。（図５（ｃ））
内部端子部、リード部、接続リード部の形成領域においては、板材の一面側にレジストが覆われていない。
尚、レジストとてしては、特に限定はされないが、重クロム酸カリウムを感光剤としたガゼイン系のレジストや、東京応化株式会社製のネガ型液状レジスト（ＰＭＥＲレジスト）等が使用できる。
次いで、レジストパターンを耐腐蝕性膜として、板材５１０の両面から腐蝕液にてエッチングを行う。内部端子部、リード部、接続リード部の形成領域においては、板材の一面側のレジストが覆われていない為、片側からのみエッチングが進行する。（これを、ここではハーフエッチングと言っている。）
板材５１０の表裏のエッチング量を加減することにより、薄肉部５３０の厚さを調整することもできる。
エッチングは、通常、腐蝕液として塩化第二鉄水溶液を用い、板材の両面からスプレーエッチングにて行う。エッチングにより、途中、図５（ｄ）のようになり、更にエッチングが進行して、内部端子部１３１間が分離された状態で、一面を板材５１０の素材面５１０Ｓとし、内部端子部１３１、リード部１３３、接続リード部１３４が板材５１０の素材の厚さより薄肉に形成され、且つ、外部端子部１３２、外枠部１３４が、板材５１０の素材の厚さと同じ厚さに形成される。（図５（ｅ））
次いで、レジストを剥離して、図４に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａが得られる。（図５
（ｆ））
【００２０】
次いで、回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの表面部を覆うように、電着フォトレジスト（感光性電着レジストとも言う）からなる被膜（レジスト被膜）を電着形成し、フォトリソ法により、金属めっき層形成するための領域、外部電極を形成するための領域である、内部端子１３１の端子面１３１Ｓおよび外部端子１３２の端子面１３２Ｓを開口させて、全体を被膜するレジスト被膜を形成する。（図５（ｇ））
【００２１】
次いで、レジスト膜を被膜したエッチング外形加工部材１３０ａ（図５（ｇ）に示すもので、これを回路部材１３０ｂとする）の内部端子部の端子面上に、部分めっきを施し、図１に示す半導体装置に用いられる、金属めっき層１３８が配設された回路部材１３０が得られる。（図５（ｈ））
金属めっき層１３８として、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、回路部１３０の内部端子部１３１の端子面上に形成する。
【００２２】
次に、図１に示す半導体装置１００の製造方法を、図６に基づいて簡単に説明する。
先ず、図５のようにして外形加工して作製された、図５（ｈ）に示す回路部材１３０を用意する。（６（ａ））
次いで、半導体素子１１０の端子部１１５側の面と回路部１３０の内部端子部１３１側の面とを向かい合わせ、半導体素子１１０の端子部１１５にて、回路部１３０の内部端子１３１の端子面１３１Ｓとを、金属めっき層１３８を介して金属共晶により、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓとを接合して、
接続し、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０の内部端子部１３１とを電気的に接続する。（図６（ｂ））
この後、外部端子部１３２の一部を外部に露出させ、全体を封止用樹脂１５０で樹脂封止する。（図６（ｃ））
更に、露出した外部端子部１３２の端子面１３２Ｓに、半田めっき等の表面処理剤を施した後、半田ボールからなる外部電極１７０を形成する。（図６（ｄ））
次いで、回路部材１３０の各接続リード１３４をプレスにより切断し、外枠部１３５を除去する。（図６（ｅ））
尚、半田ボールからなる外部電極１７０の作製は、スクリーン印刷による半田ペースト塗布や、リフロー等でも、回路基板と半導体装置との接続に必要な量の半田が得られば良い。
【００２３】
【実施例】
更に、本発明の実施例を挙げて、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１は、図５に示す回路部材の製造方法により、図５（ｈ）に示す回路部材１３０を作製し、更に、これを用い、図６に示す製造方法により図１に示す樹脂封止型半導体装置１００を形成したものである。
先ず、以下のようにして、図１に示す半導体装置用の、回路部材１３０（図５ｈ））を作製した。
図５に基づいて説明する。
厚み０. １５ｍｍの４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）からなる金属板材５１０を準備し、脱脂処理、洗浄処理を行った（図５（ａ））後、この金属板材５１０の両面５１０Ｓに、東京応化工業（株）製のネガ型レジストＰＭＥＲを塗布し、乾燥し、レジスト層５２０を形成した。（図５（ｂ））
次いで、表面側および裏面側のレジスト層５２０を、それぞれ、所定のパターン版（フォトマスク）を介して露光した後、現像して、それぞれ、レジストパターン５２１、５２２を形成した。（図５（ｃ））
次いで、レジストパターン５２１、５２２を耐エッチングマスクとして、金属板材５１０の両面から塩化第二鉄溶液を用いて、スプレーエッチングを行った（図５（ｄ）、図５（ｅ））後、所定のアルカリ系剥離液を用いてレジストパターン５２１、５２２を剥離除去し、更に洗浄処理等を施し、図４に示す回路部材１３０ａを得た。（図５（ｆ））
【００２４】
次いで、電着により、感光性の電着レジストを回路部材１３０の表面全体に形成し、内部端子部１３１の端子面１３１Ｓ上に形成する金属めっき層領域に合せた所定のパターン版を介して露光、現像し、金属めっき層形成領域を含む所定の領域のみ開口した耐めっき性マスクを電着レジストにより形成した。（図５（ｇ））
感光性の電着レジストの形成における、電着レジストの形成のための電着液、電着レジストの剥離のための剥離液は、シプレイで販売されているイーグルプロセスに代表されるものである。
【００２５】
次いで、半田めっきを行い、接続用の金属めっき層として半田めっき層を、電着レジストの開口部に形成し、回路部材１３０を得た。（図５（ｈ））
半田めっきとしては、高温半田（９０％Ｐｂ）を用いた。
【００２６】
次に、このようにして、作製された回路部材１３０（図６（ａ））の内部端子部１３１と、金属バンプ（端子１１５）が形成してある半導体素子１１０とを、回路部材１３０の半田めっき層１３８を介して、接続（フリップチップ接続）した（図６（ｂ））後、樹脂封止した。（図６（ｃ））
樹脂封止は、所定の金型を用い、エポキシ系の樹脂で行った。
次いで、半田ボールを付け、外部電極１７０を形成した（図６（ｄ））後、接続用リード１３４部をプレスにより切断して枠部１３５と分離し、図１に示す樹脂封止型半導体装置を得た。（図６（ｅ））
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、更なる樹脂封止型半導体装置の高集積化、高機能化が求められる状況のもと、半導体装置のパッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させることができる導体装置の提供を可能としたものである。
また、本発明の回路部材においては、ＦＣＡ部近傍を絶縁性樹脂で覆っているため、ＦＣＡの際のめっきとバンプの接続時に、溶融した金属の飛び散りに起因するショートを防止でき、結果、本発明の樹脂封止型半導体装置の歩留まり向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の１例の、１断面を示した概略断面図であり、図１（ｂ）は外部電極側（図１（ａ）のＡ０側）からみた図である。
【図２】図１に示す半導体装置の外部電極側および側面部を分かり易く示した斜視図
【図３】図１に示す半導体装置の変形例を示した断面図
【図４】図４（ａ）は本発明の回路部材用のエッチング外形加工部材の１例の概略平面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）中、点線で囲まれたＢ１部の拡大斜視図である。
【図５】本発明の回路部材の製造方法の実施の形態の１例の工程断面図
【図６】図１に示す半導体装置の製造工程を示した工程断面図
【符号の説明】
１００、１０１、１０２ 樹脂封止型半導体装置
１１０ 半導体素子
１１０Ｓ 端子面
１１５ 端子（パッド）
１３０ 回路部材
１３０ａ 回路部材用のエッチング外形加工部材
１３０Ａ 端子部材
１３０Ｂ 回路部
１３０Ｓ 素材面
１３０ａ 回路部材
１３１ 内部端子部
１３１Ｓ （内部端子部の）端子面
１３２ 外部端子部
１３２Ｓ （外部端子部の）端子面
１３３ リード
１３４ 接続リード
１３５ 枠部
１３８ 金属めっき層
１５０ 封止用樹脂
１７０ 半田からなる外部電極
１８０ 被膜（レジスト被膜とも言う）
５１０ 金属板材
５２０ レジスト層
５２１、５２２ レジストパターン
５３０ 薄肉部
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体素子を搭載する樹脂封止型の半導体装置（プラスチックパッケージ）に関し、特に、パッケージサイズの小型化に対応し、その実装性を向上させることができる半導体装置と、それに用いられる回路部材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は、高集積化、小型化技術の進歩と電子機器の高性能化と軽薄短小化の傾向（時流）から、ＬＳＩのＡＳＩＣに代表されるように、ますます高集積化、高機能化になってきている。
これに伴い、リードフレームを用いた封止型の半導体装置においても、その開発のトレンドが、ＳＯＪ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｊ−Ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）のような表面実装型のパッケージを経て、ＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ Ｓｍａｌｌ ＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）の開発による薄型化を主軸としたパッケージの小型化へ、さらにはパッケージ内部の３次元化によるチップ収納効率向上を目的としたＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）の構造へと進展してきた。
しかし、樹脂封止型半導体装置には、高集積化、高機能化とともに、更に一層の多ピン化、薄型化、小型化が求めらており、上記従来のパッケージにおいてもチップ外周部分のリードの引き回しがあるため、パッケージの小型化に限界が見えてきた。
【０００３】
一方、近年、携帯電話、機器等用として、小型パッケージが採用されてきており、携帯電話、機器等では、高周波や高速信号を取り扱うことが多く、高周波領域や高速信号での使用は、リード部への半導体素子からの接続方法として、フリップチップアタッチ（ＦＣＡとも言う）による接続経路を短縮した接続法が検討されている。
ＦＣＡを行なうときには、一般的に、半導体素子の端子部にバンプと呼ばれる突起部を形成し、接続するリード部にはバンプとの接続に適した表面処理が施される。
そして、例えば、リードの接続部Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎ、半田めっき等を施し、半導体素子端子部に半田バンプを形成するが、このリードと半田バンプをＦＣＡした時に、Ａｕと半田が溶融して溶融半田が一部飛び散ることがある。
この飛び散った半田がリード間に挟まり、ショートの原因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、更なる樹脂封止型半導体装置の高集積化、高機能化が求められており、樹脂封止型半導体装置の一層の多ピン化、薄型化、小型化が求められている。
本発明は、このような状況のもと、半導体装置のパッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させることができる樹脂封止型半導体装置、およびこれに用いられるＦＣＡによる接続法に適した回路部材を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、外部端子の少なくとも一部を外部に露出させ、樹脂封止した樹脂封止型半導体装置、または前記樹脂封止型半導体装置の外部に露出した外部端子部の面に、回路基板等への実装のための半田からなる外部電極を設けた樹脂封止型半導体装置であって、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置した回路部を備え、且つ、外部端子部を、半導体素子の領域内において、半導体素子の端子面の各辺に沿い一列として直線的に配列せずに、半導体素子の端子面に沿う面方向、該端子面の各長辺に沿いそれぞれ二次元的に形成しており、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部とは、内部端子部の端子面に設けられた接続用の金属めっき層を介して、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部と接合して、電気的に接続されたものであり、半導体素子の端子部にある突起電極にて、回路部の内部端子の端子面側の面に接合しているもので、回路部は、半導体素子との接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることを特徴とするものである。
そして、上記において、絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、半導体素子の端子部と回路部材の内部端子部との接続用の金属めっき層としていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係わる回路部材は、全体が略平状の樹脂封止型半導体装置用回路部材であって、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置し、更に、これらの外側で、前記リード部とは異なる接続リードを介して外部端子部と一体連結して、全体を保持する外枠部を備えたもので、端子部材は、その内部端子部の端子面には、半導体素子の端子部と接合して、電気的に接続するための、接続用の金属めっき層が設けられており、且つ、接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることを特徴とするものである。
そして、上記に絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、金属板材のハーフエッチング加工法により外形加工されたものであることを特徴とするものである。
また、上記において、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を接続用の金属めっき層としていることを特徴とするものである。
尚、ハーフエッチング加工を伴う、エッチング加工方法のことを、ここでは、ハーフエッチング加工法と言う。
【０００７】
本発明に係わる回路部材の製造方法は、ハーフエッチング加工を伴う回路部材の製造方法であって、順に、（ａ）金属板材を素材とし、内部端子部、リード部、接続リード部を、一面側を素材面とし、素材の板厚よりも薄肉にし、外部端子部を、素材の板厚にして、外形加工するハーフエッチング加工処理と、（ｂ）外形加工後、電着により端子部材全体を覆う電着フォトレジスト層を形成し、フォトリソ法により、少なくとも内部端子部の端子面を開口させて、電着フォトレジストから形成されたレジスト被膜を形成するレジスト被膜形成処理と、（ｃ）レジスト被膜の開口から露出した内部端子部の端子面上に、半導体素子の端子部と接合して、接続するための接続用の金属めっき層を電解めっき形成する電解めっき処理とを行なう工程を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記のような構成にすることにより、半導体装置パッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応できるものとしている。
また、生産性の良いものとなっている。
即ち、半導体装置の回路基板への実装面積を低減し、回路基板への実装密度の向上を可能とし、且つ、実用レベルで量産に対応できるものとしている。
外部端子部に一体的に連結した外部電極部を半田ボールにて形成することにより、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）タイプのようにすることもできる。
具体的には、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置した回路部を備え、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部とは、内部端子部の端子面に設けられた接続用の金属めっき層を介して、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部と接合して、電気的に接続されたものであり、回路部は、接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることにより、更に具体的には、絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることにより、これを達成している。
即ち、外部端子部の端子面が、回路部の半導体素子とは反対側において、内部端子部およびリード部より突き出ており、半導体素子の端子面に沿う面方向に二次元的に、外部端子部の端子面を形成できるものとし、ますますの半導体素子の多端子化、狭ピッチ化にも、実用レベルでの実装を可能としている。
換言すると、樹脂封止型半導体装置の一層の多ピン化にも対応できるものとしている。
特に、回路部は、接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることから、ＦＣＡの時に問題となる半田飛びによるショートの問題は回避することができる。
また、回路部が、接続用の金属めっき層形成部を開口し、電着フォトレジストから形成された被膜（レジスト被膜）により覆われていることにより、実用レベルで量産に対応できる構造としている。
特に、樹脂封止領域をほぼ半導体素子の外形寸法にあわせたＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）とすることにより、半導体装置の小型化に対応できる。
また、外部端子の端子面だけでなく、その側面部を含む一部分を外部に露出させることにより、全体の薄型化ができるとともに、放熱性の面でも優れたものとなる。
【０００９】
本発明に係わる回路部材は、上記のような構成にすることにより、上記本発明の樹脂封止型半導体装置の製造に用いられるものであるが、ハーフエッチングによる外形加工処理、電着フォトレジスト形成とのフォトリソ法によるレジスト被膜形成処理と、電解めっき処理を経て作製することができ、実用レベルで量産に対応できるものとしている。
【００１０】
本発明に係わる回路部材製造方法は、ハーフエッチングによる外形加工処理、電着フォトレジスト形成とのフォトリソ法によるレジスト被膜形成処理と、電解めっき処理をにより、比較的簡単に、本発明の回路部材の製造を、実用レベルで量産に対応できるものとし、結果、本発明の樹脂封止型半導体装置の作製の量産を可能とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の１例の、１断面を示した概略断面図であり、図１（ｂ）は外部電極側（図１（ａ）のＡ０側）からみた図で、図２は図１に示す半導体装置の外部電極側および側面部を分かり易く示した斜視図で、図３（ａ）は図１に示す半導体装置の変形例の断面図で、図３（ｂ）は図１に示す半導体装置の参考変形例の断面図で、図４（ａ）は本発明に係わる回路部材用の、エッチング外形加工部材の１例の概略平面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）中、点線で囲まれたＢ１部の拡大斜視図で、図５は本発明に係わる回路部材の製造方法の実施の形態の１例の工程断面図で、図６は、図１に示す半導体装置の製造工程を示した工程断面図である。
尚、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１−Ａ２における断面図である。
図１〜図６中、１００、１０１、１０２は樹脂封止型半導体装置、１１０は半導体素子、１１０Ｓは端子面、１１５は端子（パッド）、１３０は回路部材、１３０ａは回路部材用のエッチング外形加工部材、１３０Ａは端子部材、１３０Ｂは回路部、１３０Ｓは素材面、１３０ａは回路部材、１３１は内部端子部、１３１Ｓは（内部端子部の）端子面、１３２は外部端子部、１３２Ｓは（外部端子部の）端子面、１３３はリード、１３４は接続リード、１３５は枠部、１３８は金属めっき層、１５０は封止用樹脂、１７０は半田からなる外部電極、１８０は被膜（レジスト被膜とも言う）、５１０は金属板材、５２０はレジスト層、５２１、５２２はレジストパターン、５３０は薄肉部である。
【００１２】
はじめに、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の１例を、図１、図２に基づいて説明する。
図１に示す本例の樹脂封止型半導体装置１００は、外部端子１３２の一部（端子面）を外部に露出させて、封止用樹脂１５０により樹脂封止し、外部に露出した外部端子部１３２の端子面１３２Ｓに、回路基板等への実装のための半田からなる外部電極１７０を設けた樹脂封止型半導体装置であって、図４に示す回路部材用エッチング外形加工部材１３０ａの点線内領域部Ｂ２のみを樹脂封止し、且つ、Ｂ２領域以外の部分を切断分離して使用しているものである。
そして、半導体素子１１０の端子１１５と電気的に接続するための内部端子部１３１と、外部回路への接続のための外部端子部１３２と、内部端子部１３１と外部端子部１３２とを一体的に連結するリード部１３３とを有し、内部端子部１３１と外部端子部１３２とがその表裏に分け設けられ、内部端子部１３１、リード部１３３が薄肉に形成され、外部端子部１３２は厚肉に形成された、端子部材１３０Ａを、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材１３０Ａの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓを、同じ向きに一平面上そろえて配置した回路部１３０Ｂを備え、半導体素子１１０の端子部１１５側の面と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１側の面とは向かい合い、半導体素子１１０がその端子部１１５にて、金属層１３８を介して、回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓ側の面に接合し、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１とが、電気的に接続されている。
図１（ａ）に示すように、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓが、回路部１３０Ｂの半導体素子１１０とは反対側において、内部端子部１３１およびリード部１３３より突き出ており、半導体素子１１０の端子面１１０Ｓに沿う面方向に二次元的に、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓを形成している。
本例の半導体装置は、図４に示す、回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａを用いているため、接続リード１３４をその内部に残す。
【００１３】
ここで用いられる回路部１３０Ｂは、図４（ａ）に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの一点鎖線内領域Ｂ２内部に相当する部分を用いたもので、接続用の金属めっき層の形成部を開口し、また、外部電極部１７０を開口し、電着フォトレジストから形成された被膜（レジスト被膜）１８０で覆われている。
尚、後述するように、樹脂封止後、枠部１３５は切断分離される。
回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの一方の面側（第１の面側）を、全て素材面１３０Ｓとして、略同一平面（平面Ｓ１とする）上に形成されており、内部端子部１３１の端子面１３１Ｓも素材面で、平面Ｓ１上に形成されている。
【００１４】
金属めっき層１３８としては、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面上に形成し、半田リフローにより、あるいは金属共晶、熱圧着等により、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓとを接合する。
【００１５】
図１に示す樹脂封止型半導体装置１００においては、半導体素子１１０の端子部１１５は、半導体素子１１０の端子面の一対の辺の中間の中心線上にそって配置されており、内部端子部１３１は前記中心線を挾むように対向し、前記中心部線に沿い、それぞれ設けられている。
また、図１に示す樹脂封止型半導体装置１００においては、樹脂封止領域を、半導体素子のサイズにほぼあわせた構造で、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と言われるものである。
【００１６】
尚、本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態としては、上記図１に示す、ＣＳＰタイプに特に限定されることはない。
また、図３（ａ）に示すように、図１に示す半導体装置において半田からなる外部電極を設けない形態のままのものを、変形例の半導体装置１０１として挙げておく。
また、図３（ｂ）に示すように、接続リード１３４を、外部端子部１３２と同じく、素材の厚さにしたものを参考変形例として挙げておく。
この場合は、図１に示す例に比べ、放熱性の面で優れたものとなるが、図４に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの枠部１３５からの切断分離が若干難しくなる。
【００１７】
回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの材質としては、Ｎｉ−鉄合金（例えば、Ｎｉ４２％−Ｆｅ合金）、銅合金等が用いられる。
【００１８】
次に、本発明に係わる回路部材の実施の形態の１例を図５（ｈ）に挙げる。
図５（ｈ）に基づき、図４を参照にして説明する。
図５（ｈ）にその一断面を示す本例の回路部材１３０は、図１に示す半導体装置の作製に用いられる全体が略平状の回路部材であって、図４に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａに対し、半導体素子の端子（図１（ａ）の１１５に相当）との接続用の金属めっき層（図１（ａ）の１８０に相当）をその内部端子面１３１Ｓ上に設け、且つ内部端子面１３１Ｓと外部端子部の端子面１３２Ｓとを開口して、電着レジストから形成されたレジスト被膜（図１（ａ）の１８０に相当）で覆ったものである。
図５（ｈ）は、図４（ａ）に示す一点鎖線Ｂ３−Ｂ４に相当する部分における断面を示している。
尚、前にも述べたように、図４（ａ）中の一点鎖線領域Ｂ２相当部分は、回路部材の半導体装置作製の際に、樹脂封止して用いられる領域で、一点鎖線外側の領域は最終的には分離除去される。
本例の回路部材１３０は、図５（ｈ）に示すように、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部１３１と、外部回路への接続のための外部端子部１３２と、内部端子部１３１と外部端子部１３２とを一体的に連結するリード部１３３とを有し、内部端子部１３１と外部端子部１３２とがその表裏に分け設けられ、内部端子部１３１、リード部１３２が薄肉に形成され、外部端子部１３２は厚肉に形成された、端子部材１３０Ａを、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部１３１の端子面１３１Ｓを、同じ向きに一平面上そろえて配置し、更に、これらの外側で、前記リード部１３３とは異なる接続リード１３４を介して外部端子部１３２と一体連結して、全体を保持する外枠部１３５を備えている。
そして、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓが、回路部１３０Ｂの半導体素子１１０とは反対側において、内部端子部１３１およびリード部１３３より突き出ており、半導体素子１１０の端子面１１０Ｓに沿う面方向に二次元的に、外部端子部１３２の端子面１３２Ｓが形成されている。
尚、本例の回路部材１３０に用いられる回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａ（図４（ａ）の端子面側の面（図１（ａ）の第１の面）は素材面１３０Ｓである。
回路部材用のエッチング外形加工部材１３０の材質としては、Ｎｉ−鉄合金（例えば、Ｎｉ４２％−Ｆｅ合金）、銅合金等が用いられ、通常のリードフレームと同様、エッチングにより外形加工できる。
【００１９】
次いで、本例の回路部材の製造方法の１例を図５に基づいて説明する。
尚、これを以って、本発明に係わる回路部材の製造方法の実施の形態の１例とする。
尚、図５は、説明を分かり易くするため、図４（ａ）に示す一点鎖線Ｂ３−Ｂ４に相当する部分における断面のみを示している。
先ず、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）、銅合金等からなる、回路部材の素材である厚さ０．２ｍｍ程度の金属板材５１０を準備し（図５（ａ））、金属板材５１０の両面を脱脂等を行い良く洗浄処理した後、金属板材５１０の両面に感光性のレジストを塗布し、乾燥して、レジスト層５２０を形成する。（図５（ｂ））
次いで、金属板材５１０の両面から所定のパターン版を用いてレジスト層５２０の所定の部分のみに露光を行った後、現像処理し、レジストパターン５２１、５２２を形成する。（図５（ｃ））
内部端子部、リード部、接続リード部の形成領域においては、板材の一面側にレジストが覆われていない。
尚、レジストとてしては、特に限定はされないが、重クロム酸カリウムを感光剤としたガゼイン系のレジストや、東京応化株式会社製のネガ型液状レジスト（ＰＭＥＲレジスト）等が使用できる。
次いで、レジストパターンを耐腐蝕性膜として、板材５１０の両面から腐蝕液にてエッチングを行う。内部端子部、リード部、接続リード部の形成領域においては、板材の一面側のレジストが覆われていない為、片側からのみエッチングが進行する。（これを、ここではハーフエッチングと言っている。）
板材５１０の表裏のエッチング量を加減することにより、薄肉部５３０の厚さを調整することもできる。
エッチングは、通常、腐蝕液として塩化第二鉄水溶液を用い、板材の両面からスプレーエッチングにて行う。エッチングにより、途中、図５（ｄ）のようになり、更にエッチングが進行して、内部端子部１３１間が分離された状態で、一面を板材５１０の素材面５１０Ｓとし、内部端子部１３１、リード部１３３、接続リード部１３４が板材５１０の素材の厚さより薄肉に形成され、且つ、外部端子部１３２、外枠部１３４が、板材５１０の素材の厚さと同じ厚さに形成される。（図５（ｅ））
次いで、レジストを剥離して、図４に示す回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａが得られる。（図５
（ｆ））
【００２０】
次いで、回路部材用のエッチング外形加工部材１３０ａの表面部を覆うように、電着フォトレジスト（感光性電着レジストとも言う）からなる被膜（レジスト被膜）を電着形成し、フォトリソ法により、金属めっき層形成するための領域、外部電極を形成するための領域である、内部端子１３１の端子面１３１Ｓおよび外部端子１３２の端子面１３２Ｓを開口させて、全体を被膜するレジスト被膜を形成する。（図５（ｇ））
【００２１】
次いで、レジスト膜を被膜したエッチング外形加工部材１３０ａ（図５（ｇ）に示すもので、これを回路部材１３０ｂとする）の内部端子部の端子面上に、部分めっきを施し、図１に示す半導体装置に用いられる、金属めっき層１３８が配設された回路部材１３０が得られる。（図５（ｈ））
金属めっき層１３８として、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、回路部１３０の内部端子部１３１の端子面上に形成する。
【００２２】
次に、図１に示す半導体装置１００の製造方法を、図６に基づいて簡単に説明する。
先ず、図５のようにして外形加工して作製された、図５（ｈ）に示す回路部材１３０を用意する。（６（ａ））
次いで、半導体素子１１０の端子部１１５側の面と回路部１３０の内部端子部１３１側の面とを向かい合わせ、半導体素子１１０の端子部１１５にて、回路部１３０の内部端子１３１の端子面１３１Ｓとを、金属めっき層１３８を介して金属共晶により、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０Ｂの内部端子部１３１の端子面１３１Ｓとを接合して、
接続し、半導体素子１１０の端子部１１５と回路部１３０の内部端子部１３１とを電気的に接続する。（図６（ｂ））
この後、外部端子部１３２の一部を外部に露出させ、全体を封止用樹脂１５０で樹脂封止する。（図６（ｃ））
更に、露出した外部端子部１３２の端子面１３２Ｓに、半田めっき等の表面処理剤を施した後、半田ボールからなる外部電極１７０を形成する。（図６（ｄ））
次いで、回路部材１３０の各接続リード１３４をプレスにより切断し、外枠部１３５を除去する。（図６（ｅ））
尚、半田ボールからなる外部電極１７０の作製は、スクリーン印刷による半田ペースト塗布や、リフロー等でも、回路基板と半導体装置との接続に必要な量の半田が得られば良い。
【００２３】
【実施例】
更に、本発明の実施例を挙げて、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１は、図５に示す回路部材の製造方法により、図５（ｈ）に示す回路部材１３０を作製し、更に、これを用い、図６に示す製造方法により図１に示す樹脂封止型半導体装置１００を形成したものである。
先ず、以下のようにして、図１に示す半導体装置用の、回路部材１３０（図５ｈ））を作製した。
図５に基づいて説明する。
厚み０. １５ｍｍの４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）からなる金属板材５１０を準備し、脱脂処理、洗浄処理を行った（図５（ａ））後、この金属板材５１０の両面５１０Ｓに、東京応化工業（株）製のネガ型レジストＰＭＥＲを塗布し、乾燥し、レジスト層５２０を形成した。（図５（ｂ））
次いで、表面側および裏面側のレジスト層５２０を、それぞれ、所定のパターン版（フォトマスク）を介して露光した後、現像して、それぞれ、レジストパターン５２１、５２２を形成した。（図５（ｃ））
次いで、レジストパターン５２１、５２２を耐エッチングマスクとして、金属板材５１０の両面から塩化第二鉄溶液を用いて、スプレーエッチングを行った（図５（ｄ）、図５（ｅ））後、所定のアルカリ系剥離液を用いてレジストパターン５２１、５２２を剥離除去し、更に洗浄処理等を施し、図４に示す回路部材１３０ａを得た。（図５（ｆ））
【００２４】
次いで、電着により、感光性の電着レジストを回路部材１３０の表面全体に形成し、内部端子部１３１の端子面１３１Ｓ上に形成する金属めっき層領域に合せた所定のパターン版を介して露光、現像し、金属めっき層形成領域を含む所定の領域のみ開口した耐めっき性マスクを電着レジストにより形成した。（図５（ｇ））
感光性の電着レジストの形成における、電着レジストの形成のための電着液、電着レジストの剥離のための剥離液は、シプレイで販売されているイーグルプロセスに代表されるものである。
【００２５】
次いで、半田めっきを行い、接続用の金属めっき層として半田めっき層を、電着レジストの開口部に形成し、回路部材１３０を得た。（図５（ｈ））
半田めっきとしては、高温半田（９０％Ｐｂ）を用いた。
【００２６】
次に、このようにして、作製された回路部材１３０（図６（ａ））の内部端子部１３１と、金属バンプ（端子１１５）が形成してある半導体素子１１０とを、回路部材１３０の半田めっき層１３８を介して、接続（フリップチップ接続）した（図６（ｂ））後、樹脂封止した。（図６（ｃ））
樹脂封止は、所定の金型を用い、エポキシ系の樹脂で行った。
次いで、半田ボールを付け、外部電極１７０を形成した（図６（ｄ））後、接続用リード１３４部をプレスにより切断して枠部１３５と分離し、図１に示す樹脂封止型半導体装置を得た。（図６（ｅ））
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、更なる樹脂封止型半導体装置の高集積化、高機能化が求められる状況のもと、半導体装置のパッケージサイズにおけるチップの占有率を上げ、半導体装置の小型化に対応させ、回路基板への実装面積を低減できる、即ち、回路基板への実装密度を向上させることができる導体装置の提供を可能としたものである。
また、本発明の回路部材においては、ＦＣＡ部近傍を絶縁性樹脂で覆っているため、ＦＣＡの際のめっきとバンプの接続時に、溶融した金属の飛び散りに起因するショートを防止でき、結果、本発明の樹脂封止型半導体装置の歩留まり向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の樹脂封止型半導体装置の実施の形態の１例の、１断面を示した概略断面図であり、図１（ｂ）は外部電極側（図１（ａ）のＡ０側）からみた図である。
【図２】図１に示す半導体装置の外部電極側および側面部を分かり易く示した斜視図
【図３】図１に示す半導体装置の変形例を示した断面図
【図４】図４（ａ）は本発明の回路部材用のエッチング外形加工部材の１例の概略平面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）中、点線で囲まれたＢ１部の拡大斜視図である。
【図５】本発明の回路部材の製造方法の実施の形態の１例の工程断面図
【図６】図１に示す半導体装置の製造工程を示した工程断面図
【符号の説明】
１００、１０１、１０２ 樹脂封止型半導体装置
１１０ 半導体素子
１１０Ｓ 端子面
１１５ 端子（パッド）
１３０ 回路部材
１３０ａ 回路部材用のエッチング外形加工部材
１３０Ａ 端子部材
１３０Ｂ 回路部
１３０Ｓ 素材面
１３０ａ 回路部材
１３１ 内部端子部
１３１Ｓ （内部端子部の）端子面
１３２ 外部端子部
１３２Ｓ （外部端子部の）端子面
１３３ リード
１３４ 接続リード
１３５ 枠部
１３８ 金属めっき層
１５０ 封止用樹脂
１７０ 半田からなる外部電極
１８０ 被膜（レジスト被膜とも言う）
５１０ 金属板材
５２０ レジスト層
５２１、５２２ レジストパターン
５３０ 薄肉部
Claims (3)
- 外部端子の少なくとも一部を外部に露出させ、樹脂封止した樹脂封止型半導体装置、または前記樹脂封止型半導体装置の外部に露出した外部端子部の面に、回路基板等への実装のための半田からなる外部電極を設けた樹脂封止型半導体装置であって、半導体素子の端子と電気的に接続するための内部端子部と、外部回路への接続のための外部端子部と、前記内部端子部と外部端子部とを一体的に連結するリード部とを有し、内部端子部と外部端子部とがその表裏に分け設けられ、内部端子部、リード部が薄肉に形成され、外部端子部は厚肉に形成された、端子部材を、複数個、それぞれ互いに独立して、且つ、各端子部材の内部端子部の端子面を、一平面上そろえて配置した回路部を備え、且つ、外部端子部を、半導体素子の領域内において、半導体素子の端子面の各辺に沿い一列として直線的に配列せずに、半導体素子の端子面に沿う面方向、該端子面の各長辺に沿いそれぞれ二次元的に形成しており、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部とは、内部端子部の端子面に設けられた接続用の金属めっき層を介して、半導体素子の端子部と回路部の内部端子部と接合して、電気的に接続されたものであり、半導体素子の端子部にある突起電極にて、回路部の内部端子の端子面側の面に接合しているもので、回路部は、半導体素子との接続用の金属めっき層形成部を開口し、絶縁性被膜により覆われていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
- 請求項１において、絶縁性被膜が、電着フォトレジストから形成された被膜であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
- 請求項１ないし２において、半田めっき層、金めっき層、銀めっき層、パラジウムめっき層、すずめっき層から選ばれた、少なくとも１つの金属めっき層を、半導体素子の端子部と回路部材の内部端子部との接続用の金属めっき層としていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
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