JP6644978B2 - 半導体素子搭載用基板及び半導体装置、並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
該半導体素子搭載領域の周囲に設けられ、前記表面側の平坦面を含む内部端子部と、
該内部端子部と離間して設けられ、前記表面側の平坦面を含む外部端子部と、
前記内部端子部と前記外部端子部とを少なくとも前記表面側の平坦面上で電気的に接続する第1の配線部と、
前記内部端子部と前記外部端子部とを電気的に接続し、前記表面側の平坦面よりも高さが低く設けられた第2の配線部と、
少なくとも、前記導電性基板の表面側の半導体素子搭載領域、前記内部端子部、前記外部端子部、前記第1の配線部及び前記第2の配線部以外の領域に設けられた窪み領域と、を有する。
<半導体素子搭載用基板>
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態に係る半導体素子搭載用基板について説明する。
次に、上述の半導体素子搭載用基板100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4を参照して説明する。図4は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。なお、図4においては、配線部50に沿った断面ではなく、配線部50と交わるようなラインで切断した断面図が示されている。
次に、本発明の第2の実施形態に係る半導体素子搭載用基板について、図6、図7及び図8を用いて説明する。
図6は、第2の実施形態に係るFan−In型の半導体素子搭載用基板101の一例を示す断面図である。第2の実施形態に係るFan−In型の半導体素子搭載用基板101は、半導体素子の下側に配置されたFI外部端子部40aを有する。FI外部端子部40aの上面は、半導体素子搭載領域20aとして機能する。また、FI外部端子部40aの下面(裏面)には、裏面めっき層81aが形成される。
図7は、第2の実施形態に係るFan−In型の半導体装置の一例を示す断面図である。図7に示されるように、第2の実施形態に係る半導体装置202は、FI外部端子部40aを有し、その上面の半導体素子搭載領域20a上には、絶縁性接着剤150等を介して半導体素子110が搭載されている。なお、複数のFI外部端子部40a上に跨るように半導体素子110が搭載される点は、上述の通りである。
次に、本発明の半導体素子搭載用基板の製造方法として、第1の実施形態に係る半導体素子搭載用基板100の製造方法について、図9及び図10を用いて説明する。
図9は、第1の実施形態に係る半導体装置100の製造方法の一例の前半の一連の工程を示した図である。
図9(b)は、第1のレジスト被覆工程の一例を示す図である。なお、第1のレジストは、表面めっき層や裏面めっき層のマスクレジストに用いられる。
図9(c)は、第1の露光・現像工程の一例を示す図である。第1の露光工程においては、露光装置(図示せず)内において、露光マスク(図示せず)を、第1のレジスト160の上下に設置し、紫外光(図示せず)を照射して露光を行う。なお、露光マスクのパターンは、表面側に表面めっき層80、裏面側に裏面めっき層81が形成されるようにパターンを作製する。なお、半導体素子搭載部22を形成する場合には、半導体素子搭載部22の裏面側にも裏面めっき層81を形成するようにパターンを形成する。これにより、レジスト160に未露光部が形成される。
図9(d)は、めっき・第1のレジスト除去工程の一例を示す図である。めっき工程では、図9(c)に示された、第1の現像工程で形成した開口部161が形成されたレジスト160をめっきマスク162、163として用い、めっきマスク162、163に覆われていない開口部161にめっきを行い、表面側に表面めっき層80及び裏面側に裏面めっき層81を形成する。
図10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100の製造方法の一例の後半の一連の工程を示した図である。
図10(b)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、レジスト170の上下に設置し、紫外光(図示せず)にて露光を行う。第2の露光工程で使用する表面側の露光マスク(図示せず)は、導電性基板10の表面めっき層80が形成されている内部端子部30及び半導体素子搭載部22を覆うとともに、外部端子部40形成する領域及び配線部を形成する領域については、所定の形状が形成されるように所定の開口部171のパターンを形成して覆う。また、裏面側は、全面を覆うパターンを形成する。
図10(c)は、表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。エッチング工程においては、導電性基板10の表面を、図10(b)で形成した開口部171を有するレジスト170をエッチング用マスク173に用い、エッチング液にてエッチング加工して窪み領域60、70を形成する。また、これにより、半導体素子搭載部22、内部端子部30、外部端子部40及び裏面連結部11が形成される。
図10(d)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。
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11及び図12を用いて説明する。
図11(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100の半導体素子領域20上に半導体素子110を搭載する。ここで、半導体素子搭載部22がある場合は、Agペースト等を用いて半導体素子110を搭載する。図11(a)には、半導体素子搭載部22上に半導体素子110を搭載する例が示されている。
図11(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110の電極111と内部端子部30の表面めっき層80とを、ボンディングワイヤ120等を用いて電気的に接続する。
図11(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110、ボンディングワイヤ120、内部端子部30、外部端子部40、配線部50、半導体素子搭載部22を含めて裏面連結部11の表面が、第1の樹脂130により封止される。
図12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の後半の一連の工程を示す図である。
図12(b)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、外部端子部40及び半導体素子搭載部22の側面、内部端子部30及び配線部50の裏面等を第2の樹脂140で封止する。但し、第2の樹脂140から、外部端子部40の裏面めっき層81及び半導体素子搭載部22の裏面めっき層81は露出された状態となり、外部接続端子として機能する。
以下、実施例を用いて本発明を詳述する。
(導電性基板準備工程)
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た。
次に、厚み0.025mmの感光性ドライフィルムレジストを、この導電性基板の両面に貼り付けた。
次に、表面側については、内部端子部の表面めっき層、ダイパッド部の表面めっき層を形成しようとする位置、裏面側については、外部端子部の裏面めっき層、ダイパッド部の裏面めっき層を形成しようとする位置に所望のパターンを形成したガラスマスク(露光マスク)を、位置合わせした状態で表裏面上に被せ、ガラスマスクを介して両面を紫外光で露光した。
次に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開口部にめっきを行った。めっきは、Niめっきを3.0μm、Pdめっきを0.1μm、Auめっきを約0.04μmの順に積層して形成した。
次に厚み0.025mmの感光性ドライフィルムレジストを、上述のように表裏面にめっき層を形成した導電性基板の両面に貼り付けた。
レジストの被覆後、表面には表面めっき層を含み内部端子部、外部端子部、配線部が形成されるパターン、裏面には全面を覆うパターンが形成されたガラスマスクを露光マスクとして用い、ドライフィルムレジストの上に被せ、紫外光で露光した。なお、配線部の一部は、速度制御用レジストが形成されるように所望のパターンを形成した。配線部の速度制御用レジストの形状の大きさや位置等についてはエッチング条件、内部端子、外部端子の形状・配置等を考慮し適宜設定した。
次に、作製したレジストでマスクし、塩化第二鉄液で、表面側よりエッチングを行い、導電性基板に深さ0.15mmの窪み領域を作製した。このエッチング加工により、内部端子部、外部端子部、半導体素子搭載部、裏面連結部、平坦部を有する配線部、凸形状を有する配線部が形成された。配線部の凸部の先端は、内部端子部の上面から0.02mm低い位置に形成された。
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。
上述の半導体素子搭載用基板を使用し、半導体素子搭載用基板のダイパッド表面めっき層に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内部端子表面めっき層をワイヤボンディングにより接続した。
その後、半導体素子が搭載されている面を第1の樹脂で封止し、外部端子部の裏面めっき層、半導体素子搭載部の裏面めっき層をマスクとして、裏面連結部をエッチング加工し、外部端子部等を各々独立させた。
その後、外部端子部を第2の樹脂で封止した。第1の樹脂と第2の樹脂は同種の樹脂を使用した。最後に、所定の半導体装置の寸法になるように切断し、半導体装置を完成させた。
<半導体素子搭載用基板>
実施例2に係る半導体素子搭載用基板は、実施例1おける「第1の露光・現像工程」及び「第2の露光・現像工程」において、ダイパッド部を形成せず、半導体素子搭載領域となる位置の直下に、裏面めっき層を持つ外部端子を配置するようなパターンの露光マスクを用いて半導体素子搭載用基板を作製した。
上述のように作製した半導体素子搭載用基板を用いて半導体装置を作製した。
実施例1及び実施例2で作製した半導体装置に関して、第2の樹脂で封止を行う前の内部端子部と外部端子部との間で通電を確認し、配線部の接続がなされているのが確認できた。また、完成した半導体装置を切断し、配線部の長手方向に直行する断面形状を確認した所、略三角形であった。また、従来の配線部には平坦部の幅が、0.06mm〜0.1mm程度あったことより、0.06mm〜0.15mm程度、外部端子部間のピッチを狭くすることが可能となった。
20、20a 半導体素子搭載領域
22 半導体素子搭載部
30 内部端子部
40、40a 外部端子部
50 配線部
60、70 窪み領域
80 表面めっき層
81、81a 裏面めっき層
100、101 半導体素子搭載用基板
110 半導体素子
120 ボンディングワイヤ
130、140 樹脂
200、201、202 半導体装置
Claims (10)
- 導電性基板の表面側の所定領域に設けられた半導体素子搭載領域と、
該半導体素子搭載領域の周囲に設けられ、前記表面側の平坦面を含む内部端子部と、
該内部端子部と離間して設けられ、前記表面側の平坦面を含む外部端子部と、
前記内部端子部と前記外部端子部とを少なくとも前記表面側の平坦面上で電気的に接続する第1の配線部と、
前記内部端子部と前記外部端子部とを電気的に接続し、前記表面側の平坦面よりも高さが低く設けられた第2の配線部と、
少なくとも、前記導電性基板の表面側の半導体素子搭載領域、前記内部端子部、前記外部端子部、前記第1の配線部及び前記第2の配線部以外の領域に設けられた窪み領域と、を有する半導体素子搭載用基板。 - 前記第2の配線部は、先端が凸形状である請求項1に記載の半導体素子搭載用基板。
- 前記内部端子部の表面上及び前記外部端子部の裏面上にはめっき層が設けられた請求項1又は2に記載の半導体素子搭載用基板。
- 前記半導体素子搭載領域の両面に、前記めっき層が設けられた請求項3に記載の半導体素子搭載用基板。
- 金属材料からなり、第1の厚さを有し、表面が半導体素子搭載領域である半導体素子搭載部と、
前記金属材料からなり、前記半導体素子搭載部の周囲に設けられ、前記第1の厚さよりも薄い第2の厚さを有するとともに、表面が前記半導体素子搭載領域の前記表面と同じ高さである内部端子部と、
前記金属材料からなり、前記内部端子部と離間して設けられ、前記第1の厚さを有するとともに、表面が前記半導体素子搭載領域の前記表面と同じ高さである外部端子部と、
前記金属材料からなり、前記内部端子部と前記外部端子部とを電気的に接続するように前記内部端子部と前記外部端子部との間に設けられ、前記第2の厚さを有するとともに、表面が前記半導体素子搭載領域の前記表面と同じ高さである第1の配線部と、
前記金属材料からなり、前記内部端子部と前記外部端子部とを電気的に接続するように前記内部端子部と前記外部端子部との間に設けられ、前記第2の厚さよりも低い高さを有し、底面が前記内部端子部の底面と略同じ高さである第2の配線部と、
前記半導体素子搭載領域上に搭載された半導体素子と、
該半導体素子の電極と前記内部端子部の前記表面とを電気的に接続する接続手段と、
前記半導体素子搭載部の裏面及び前記外部端子部の裏面を除き、前記半導体素子搭載部、前記内部端子部、前記外部端子部、前記第1の配線部、前記第2の配線部、前記半導体素子及び前記接続手段を封止する樹脂と、を有する半導体装置。 - 前記内部端子部の前記表面上及び前記外部端子部の前記裏面上には、めっき層が設けられている請求項5に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子搭載部が前記外部端子部としても機能し、前記内部端子部と前記第1の配線部又は前記第2の配線部を介して電気的に接続されている請求項5又は6に記載の半導体装置。
- 導電性基板の表面上の内部端子部を形成しようとする領域と、裏面上の外部端子部を形成しようとする領域にめっき層を形成するめっき層形成工程と、
前記導電性基板の表面上の半導体素子搭載領域を形成しようとする領域と、前記内部端子部を形成しようとする領域と、前記外部端子部を形成しようとする領域と、前記内部端子部と前記外部端子部とを電気的に接続する配線部を形成しようとする領域と、前記導電性基板の裏面全体とをマスクで覆うマスキング工程と、
前記マスクで覆われた前記導電性基板の両面をエッチングし、前記マスクで覆われていない領域に窪み領域を形成するエッチング工程と、を有し、
前記内部端子部と前記外部端子部とを電気的に接続する配線部を形成しようとする領域を覆う前記マスクは、前記配線部の延在方向に沿った形状を有し、前記エッチング工程において、前記導電性基板の表面上の平坦面を維持可能な第1の幅を有する第1のマスクと、前記導電性基板の表面上の前記平坦面もエッチングされる第2の幅を有する第2のマスクと、を含む半導体素子搭載用基板の製造方法。 - 前記めっき層を形成する工程において、前記半導体素子搭載領域を形成しようとする領域の両面にも前記めっき層を形成する請求項8に記載の半導体素子搭載用基板の製造方法。
- 請求項8又は9に記載の半導体素子搭載用基板の製造方法により製造された半導体素子搭載用基板の前記半導体素子搭載領域上に、半導体素子を搭載する工程と、
該半導体素子の電極と前記内部端子部の表面とを接続手段を用いて電気的に接続する工程と、
前記半導体素子搭載用基板の前記表面の全体を第1の樹脂で封止する工程と、
前記半導体素子搭載用基板の前記裏面を、前記めっき層をマスクとしてエッチングする工程と、
前記裏面上の前記めっき層を除き、前記半導体素子搭載用基板の前記裏面を第2の樹脂で封止する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
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