JPH0520901B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置と基板の取付方法に関す
る。

〔従来技術および問題点〕

従来、半導体装置を基板に取付けるには、半導
体素子および電極端子を有する半導体装置にリー
ドピンを設けて、全体を樹脂で封着した上、前記
半導体装置の電極端子を基板の接続端子に接触さ
せて半田付けしていた。このため、半導体装置自
体が大きくなり、小型化や薄型化が困難であり、
また、半田付けによる短絡等が発生し易いという
問題があつた。さらに、特にIC、LSI等の高密度
集積回路装置では、半導体素子に接続されるボン
デイングパツドに金ワイヤの一端を接続するイン
ナーリードボンデイングや金ワイヤの他端をリー
ドピンに接続するアウターリードボンデイングの
ための高価なボンデイング用装置が必要であり、
かつ、工数もかゝるものであつた。

〔発明の目的〕

本発明は、前記の状況に鑑みてなされたもの
で、半導体装置の電極端子に直接基板の接続用リ
ードを接続することにより、小型で薄型化可能な
半導体装置と基板の取付方法を提供することを目
的とする。また、半導体集積回路装置に対しては
ボンデイングパツドとリードピンとのワイヤボン
デイングを廃止することを可能としさらに、リー
ドピン間の短絡等を防止して信頼性を向上させる
ことを可能とするものである。

〔発明の要点〕

本発明の半導体装置と基板の取付方法は、突出
し状の電極端子を有する半導体装置と、接続用リ
ードおよび配線パターンを設けた基板とを、前記
半導体装置に樹脂を被着することなく、直接前記
半導体装置の電極端子と前記基板の接続用リード
を対接させて仮固定した上、前記半導体装置と基
板とを接着剤により取付けるようにしたものであ
る。

〔第１実施例〕 以下、本発明の半導体装置と基板の取付方法を
図面とともに説明する。

第１図は、半導体装置として集積回路装置を例
にして回路基板に取付けた状態を示す平面図であ
り、第２図はその要部拡大断面図である。

尚、以下においては、半導体装置は集積回路装
置を例として説明することとする。

各図において、符号１は、多数の半導体素子に
および配線電極が形成されたペレツト（半導体装
置）を示し、符号２は配線基板（基板）を示す。
ペレツト１は内部の構造については後述するが、
ウエハを例えば、４×４mm□ の大きさに、ダイシ
ングして得られるもので、厚さは代表的には0.25
mm程度とされる。また、配線基板２は、厚さ0.1
〜0.2mm程度のポリエステル、ポリイミド、ポリ
サルホン、ガラスエポキシ樹脂、ビスマレイミド
−トリアジン樹脂をベース部材とする。ペレツト
１の主面１ａ周縁部には多数の電極端子１０…が
設けてあり、配線基板２の一面２ａには前記電極
端子１０…と同一ピツチに対向配列した接続用リ
ード２０…および該接続用リードにそれぞれ接続
される配線パターン２１…，２２…が設けてあ
る。配線パターン２１…は配線基板２の一側縁に
て表示体電極（図示せず）等に接続される接続用
端子２１ａ…となし、また、配線パターン２２…
はスルーホール２３…により配線基板２の他面２
ｂに引き廻されて固定接点２２ａ等が形成され
る。配線パターン２１…，２２…上には、接続端
子２１ａ…および固定接点２２ａ…の周縁部以外
に絶縁および保護用のレジスト２４が被着されて
いる。こゝで、ペレツト１の電極端子１０…およ
び配線基板２の接続用リード２０…ピツチは0.1
〜0.5mm程度の小さなもので、各接続用リード２
０の巾はピツチの半分、0.05〜0.25mm程度とされ
る。また、配線基板２には、ペレツト１の電極端
子１０…の内側に沿う矩形状の貫通孔２５が設け
てある。この貫通孔２５はペレツト１を配線基板
２に仮固定するときおよび接着するときに必要な
ものであるが、詳細は後述する。しかして、ペレ
ツト１と配線基板２は、相対応する電極端子１０
…と接続用リード２０…を相互に対接した状態で
ペレツト１の周側部と配線基板２の一面２ａ上に
塗着した接着剤３、および貫通穴２５に充填され
ペレツト１の主面１ａと配線基板２の他面２ｂに
塗着した接着剤４により電気的導通状態に取付け
られている。前述したペレツト１および配線基板
２に関する各寸法は、特に限定されるものではな
いが、本発明の半導体装置と基板の取付方法によ
る場合は、このように小型かつ薄型が可能とされ
るのである。

こゝ、で、ペレツト１および配線基板２の製造
方法について述べる。

第３図はペレツト１の要部拡大断面図、第４図
は主面１ａ側からの平面図である。１１はＮ型の
半導体基体であつて、この主面１ａ上に酸化膜１
２を形成した上、エツチングにより主面１ａが露
出される開口部１２ａを設ける。このＰ型の開口
部１２ａよりＰ型不純物を選択的に熱拡散してＰ
型と半導体素子１１ａを形成し、同様にこの半導
体素子１１ａ中にＮ型の半導体素子１１ｂを形成
する。次いで、アルミニウム、金等の金属を蒸着
法、スパツタリング法またはイオンプレーテイン
グ法等により形成し、選択的エツチングして配線
電極１３を形成する。配線電極１３の一部は側縁
部にまで延長して電極端子部１３ａとする。この
後、気相成長法等により電極端子１３ａ以外の主
面1a上の全面にSiO₂等の保護膜１４を形成する。
そして、電極端子部１３ａに電極端子１０を突出
し状に形成するのである。このとき、電極端子１
０が第４図に示す如く、ペレツト１の周側部に所
定のピツチで配列されるようにして、第１図およ
び第２図に示す如きものとなす。尚、配線電極１
３を多層配線とするには、保護膜１４を選択的に
エツチングして金属蒸着およびこの金属エツチン
グ加工を繰り返せば良い。たゞこの場合には、各
層に電極端子部１３ａが設けられると配線基板２
へ取付時に接触不良の問題が生じるため、どの層
の電極端子部も最上層まで引き廻すことが望まし
い。

また、第５図ａ，ｂおよびｃは配線基板２に接
続用リード２０および配線パターン２１，２２を
設ける方法の一実施例を示す。前述した如く、配
線基板２に設ける接続用リード２０…は、その巾
を0.05〜0.25mm程度の微細パターンにする必要が
ある。このため、接続用リード２０…、および配
線パターン２１…，２２を形成する方法としては
フオトエツチング法によることが実用的である。
さらに、フオトエツチング法による場合でも、感
光剤が厚い場合には、露光時の光の回折により解
像度が低下するので、感光剤の厚さは非常に薄く
することが望まれる。第５図ａはスピンナーコー
テイングによつて配線基板２に感光液３３を塗布
する方法を示す。配線基板２はホアラー（図示せ
ず）内のターンテーブル３０上に載置される。タ
ーンテーブル３０上には真空装置（図示せず）に
連通する通気孔３１…が設けてあり、配線基板２
はターンテーブル３０上に真空吸着される。ター
ンテーブル３０を高速回転させながら感光液３３
を配線基板２上に注ぐ。これにより、配線基板２
上には感光液３３が薄くかつ均一に塗布される。
この方法による場合には感光液の厚さは数μｍ程
度とすることが可能である。次に、感光液３３の
上にネガフイルム３４を配して感光するのである
が、これを同図ｂに示す。ネガフイルム３４は高
解像カメラにより原図（図示せず）のパターンに
対してネガテイブに形成されている。このネガフ
イルム３４を感光液３３上に真空吸着して紫外線
３５を照射すると、原図と同じパターン部が硬化
する。３３ａ…，３３ｂ…は各々感光液３３の硬
化部分、未硬化部分を示す。この後、ネガフイル
ム３４を取り除いて、感光液３３の未硬化部分３
３ｂ…をエツチングする。第５図ｃは、この状態
の配線基板２にメツキ層３６…を形成した断面図
を示し、この後、感光液３３の硬化部分３３ａ…
を除去して、所要の配線基板を得ることができ
る。前記において、感光液は未硬化部分をエツチ
ングするものとして説明したが、硬化部分をエツ
チングすることも可能なことは周知の通りであ
る。

次に、前記の如くして形成したペレツト１配線
基板２の取付方法について第６図を用いて説明す
る。

先ず、配線基板２を接続用リード２０…が設け
られた一面２ａを上方にして、上面から平らな受
け治具４０上に載置する。その上から、ペレツト
１を電極端子１０…が形成された主面１ａ側を下
向きにして、接続用リード２０…と電極端子１０
…を相互に対接させる。受け治具４０には、配線
基板２の貫通孔２５と対応する位置に孔４０ａが
穿設してあり、この孔４０ａに吸着管４１が取り
付けてある。吸着管の先端４１ａはペレツト１の
主面１ａに接する位置に配してあり、かつ、他端
は真空装置に連結してある。従つて、真空装置を
作動して吸着管４１の通気孔４１ｂを負圧にする
ことにより、ペレツト１は仮固定される。この仮
固定状態においてペレツト１と配線基板２の一面
２ａに亘り、紫外線硬化型の接着剤３を塗着す
る。そして、接着剤３に紫外線を照射してこれを
硬化するのである。酸化防止を図るため、接着剤
３はペレツト１の上面全面に塗着しても良い。ま
た、同じ目的とさらに接着力の増大を図り、受け
治具４０および吸着管４１を配線基板２から取り
除いた後、貫通孔２５に接着剤４を充填してペレ
ツト１の主面１ａ側にも接着剤を覆うようにして
も良い。このようにして第１図および第２図に示
す状態が得られる。

なお、本実施例において、配線基板２は薄い可
撓性のあるものとして説明したが、これに限るこ
となくフエノール樹脂を用いた硬質基板に対して
も、あるいはケースや取付部材として用いられる
ABS樹脂、ポリスチロール等の合成樹脂に対し
ても適用できるものである。また、配線基板２に
接続用リード２０…等を設ける場合、感光材料の
塗付方法としてスピンナーコーテイングにより説
明したが、厚さ20μｍ程度もしくはそれ以下のド
ライフイルムをラミネートする方法によつても良
く、さらに必ずしもフオトエツチング方法に限定
されるものでもない。また、ペレツト１を配線基
板２上に仮固定する場合も、真空吸着方法によら
ず、予じめ接続用リード２０…上に導電性接着剤
を塗布しておくか、もしくは接続用リード２０…
以外の部分に絶縁性接着剤を塗付しておく方法も
可能である。配線基板１に設けられるペレツト１
の主面１ａに対向する貫通孔２５も必ずしも必要
ではない。このような場合の取付方法を第８図に
示す。この場合は、ペレツト１の主面１ａに対向
する部分に貫通孔を有していない配線基板２′は、
受け治具４２上に載置され、その上からペレツト
１が所定の位置に位置決めされる。このペレツト
１の上面１ｂの略中央部に押圧治具４３を押し当
て、ペレツト１を配線基板２′上に仮固定する。
次いで、ペレツト１の側面部と配線基板２′の一
面２ａに亘り接着剤３を塗付して硬化させるので
ある。

〔第２実施例〕 次に、本発明の半導体装置と基板の接続方法の
第２実施例を第７図によつて説明する。尚、本実
施例において第１実施例と同一のものは同一符号
を付してその説明を省略する。

配線基板２″は、第１実施例と同様に、接続用
リードおよび配線パターンが設けられたものであ
る。しかし、本実施例における接続用リード２
０′…は貫通孔２５′の内方に迄延長してある。ま
た、貫通孔２５′はペレツト１より大きく、ペレ
ツト１を嵌入して側壁２６との間に間隙が形成さ
れる。すなわち、接続用リード２０′をフオトエ
ツチング法等により形成した上、配線基板２″を
エツチングして貫通孔２５′を形成するのである。
ペレツト１は、配線基板２″の接続用リード２
０′…を下向きにして、受け治具に載置した上、
貫通孔２５′内に嵌入されて、電極端子１０…と
接続用リード２０′…が相互に対接される。この
後、前述したいずれかの方法でペレツト１を仮固
定状態に保持し、貫通孔２５′の側壁２６とペレ
ツト１の側部の間隙に接着剤３′を充填し、硬化
する。本実施例による場合は、配線基板２の厚さ
分が吸収され第１実施例よりもさらに薄型化が可
能となる。

尚、以上の説明において、半導体装置は集積回
路素子を例としたが、本発明は、ダイオード、ト
ランジスタ等の他の半導体装置にも適用すること
ができるものであり、また、接着剤としての紫外
線硬化型も、これに限られるものではない。

〔発明の効果〕

叙上の如く、本発明の半導体装置と基板の取付
方法は、小型および薄型化の面で極めて効果的な
ものであり、また、半導体装置のリードピンや樹
脂をなくすことを可能とするものであるから価格
低減に対しても大変効果的であるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明に関し、第１図はペレツ
トと配線基板の接続構造の一実施例を示す平面
図、第２図はその要部拡大断面図、第３図はペレ
ツトの構造の一実施例を示す断面図、第４図はそ
の主面側からの平面図、第５図ａ，ｂ，ｃはい、
ずれも配線基板の製造方法の一実施例を示す断面
図、第６図はペレツトと配線基板の接続方法の一
実施例を示す断面図、第７図および第８図は、他
の実施例を示す。 １……ペレツト（半導体装置）、１ａ……主面、
２……配線基板（基板）、３，４……接着剤、１
０……電極端子、１１……半導体基体、１１ａ，
１１ｂ……半導体素子、１２……酸化物、１３…
…配線電極、１４……保護膜、２０……接続用リ
ード、２１，２２……配線パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体素子および該半導体素子に接続された
   突出し状の電極端子を有する半導体装置と、前記
   半導体装置の電極端子に接続される接続用リード
   および該接続用リードに接続される所定の配線パ
   ターンが設けられた基板との取付方法であつて、
   相対応する前記半導体装置の電極端子と前記基板
   の接続用リードを対接させて仮固定した上、前記
   半導体装置と基板とを接着剤により取付けたこと
   を特徴とする半導体装置と基板の取付方法。