JPH06283648A - 半導体搭載用配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチチップ半導体装置に特に適した半導体
搭載用配線基板において、配線基板の配線回路のターミ
ナルと外部端子となるリードのインナーリードとを電気
的に接続する際に、インナーリードピッチ及びターミナ
ルピッチをワイヤーボンディング法の場合に比べ狭ピッ
チとしたときでも、低コスト且つ高い信頼性で、しかも
短時間で接続できるようにする。 【構成】 半導体搭載部９ａ〜９ｄと配線回路３とを有
する配線基板４と、外部端子として配線回路３のターミ
ナル３ａに接続されたリード７とを有する半導体搭載用
配線基板において、リード７のインナーリード７ａと配
線回路３のターミナル３ａとをメッキ金属１０により接
続する。リード７のインナーリード７ａを、配線回路３
のターミナル３ａ方向に折り曲げて当該ターミナル３ａ
に当接させ、その当接した部分をメッキ金属１０で接続
することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体搭載用配線基
板に関する。より詳しくは、外部との導通を確保するた
めの複数のリードを有し、特に、複数のＬＳＩなどの半
導体チップを搭載するために適した半導体搭載用配線基
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体搭載用配線基板として、ア
イランドとリードとそれらを支持するフレームからなる
リードフレームの当該アイランドなどの支持部材上にプ
リント配線板を接着して配線基板を形成し、その配線基
板の周辺にリードフレームのインナーリードを接着固定
し、更にそのプリント配線板の導体パターンのターミナ
ルとインナーリードとをワイヤーボンディングしたもの
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
を多機能化且つ高密度化するために、近年、複数の半導
体チップを一つの配線基板に実装したマルチチップ半導
体装置を実現することが望まれるようになっている。

【０００４】このために、従来の半導体搭載用基板を応
用してマルチチップ半導体装置を構成した場合には、図
４に示すような構造が考えられる。即ち、そのような半
導体装置の平面図（図４（ａ））とその部分断面図（図
４（ｂ））に示されるように、このようなマルチチップ
半導体装置の構造は、基体１とその上に絶縁層２を介し
て形成された配線回路３とからなる配線基板４に、複数
の半導体チップ５ａ〜ｃを搭載し、更に配線基板４の周
囲に絶縁性接着テープなどの接着剤層６により外部端子
としてのリード７を固定したものとする。この場合、半
導体チップ５ａ〜ｃは、配線回路３とワイヤーボンディ
ング法により金やアルミニウムのワイヤー８ａで接続
し、そして、リード７のインナーリード７ａを、配線回
路３のターミナル３ａとワイヤーボンディング法により
金などのワイヤー８ｂで接続する。

【０００５】しかしながら、このようなマルチチップ半
導体装置に対しても、配線回路を更に微細化し、リード
フレームを多ピン化してリードピッチ、特にインナーリ
ードピッチを更に狭めることにより多機能化と高密度化
を推進することが望ましいが、図４に示したようにマル
チチップ半導体装置を構成した場合には、リード７のイ
ンナーリード７ａと、配線回路３のターミナル３ａとを
ワイヤーボンディング法により金などのワイヤーで接続
しているために、インナーリードピッチ及び配線回路の
ターミナルピッチが、ボンディングツールのキャピラリ
の形状や大きさなどにより制約をうけてしまうという問
題がある。即ち、インナーリードピッチ及び配線回路の
ターミナルピッチは、隣接するワイヤー間の間隔に依存
しており、そしてこの最短間隔はボンディングツール上
の問題で約１００μｍ程度に制約されている。従って、
インナーリードの幅やターミナルの幅も考慮するとそれ
らのピッチは約２００μｍ程度に制約されてしまい、高
密度化に限界が生じるという問題がある。

【０００６】また、リードが多ピン化するにつれ、接続
時間が増大し、生産性が低下するとう問題もある。

【０００７】更に、ワイヤーボンディング法による接続
の場合には、高価なボンディングマシンや金ワイヤーな
どの材料が必要となるので、生産コストを低減すること
に限界を生ずるという問題もある。

【０００８】加えて、ワイヤーの接続面積が小さく、耐
衝撃性などに問題があり、そのため接続の信頼性が十分
でないという問題がある。

【０００９】この発明は、以上のような従来技術の問題
点を解決しようとするものであり、マルチチップ半導体
装置に特に適した半導体搭載用配線基板において、配線
基板の配線回路のターミナルと外部端子となるリードの
インナーリードとを電気的に接続する際に、ワイヤーボ
ンディング法に比べて小さいインナーリードピッチ及び
ターミナルピッチをワイヤーボンディング法の場合に比
べ小さくしたときでも低コストで信頼性高く、しかも短
時間で接続できるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明者らは、インナ
ーリードと配線回路のターミナルとを接続する際に、ワ
イヤーボンディング法を使用せずに、数ミクロン以下の
厚みの金属層を低コストで且つ広い面積に同時に形成で
きる電解メッキ法を使用して、両者の間にメッキ金属を
析出させて接続することにより上述の目的が達成できる
ことを見出し、この発明を完成させるに至った。

【００１１】即ち、この発明は、半導体搭載部と配線回
路とを有する配線基板と、外部端子として配線回路のタ
ーミナルに接続されたリードとを有する半導体搭載用配
線基板において、該リードのインナーリードと該配線回
路のターミナルとがメッキ金属により接続されているこ
とを特徴とする半導体搭載用配線基板を提供する。

【００１２】なお、この発明において、インナーリード
と配線回路のターミナルとがメッキ金属により接続され
ていること以外の発明の構成は、公知の半導体搭載用配
線基板と同様とすることができる。

【００１３】

【作用】この発明の半導体搭載用配線基板においては、
リードのインナーリードと配線回路のターミナルとを、
ワイヤーボンディング法ではなく、メッキ法により形成
されるメッキ金属により接続する。従って、ホンディン
グマシンのキャピラリの形状などに制約されずに接続す
ることができ、インナーリードピッチ及び配線基板のタ
ーミナルピッチも従来に比べ小さくすることが可能とな
る。従って、高密度配線に対応できるようになる。ま
た、メッキ金属の形成は電解メッキ法により行うので、
すべてのリードとターミナルとを同時に接続でき、接続
時間を短縮することが可能となる。しかも、高い信頼性
且つ低コストで接続することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明
する。なお、図において同じ符号は同一又は同等の構成
要素を示している。

【００１５】図１は、この発明の半導体搭載用配線基板
の好ましい実施例の平面図である。同図にあるように、
この発明の半導体搭載用配線基板は、基体１とその上に
絶縁層２を介して形成された配線回路３とからなる配線
基板４に、複数の半導体チップの搭載する部分となる半
導体搭載部９ａ〜９ｄが設けられ、更に配線基板４の周
囲に接着剤層６により固定された外部端子となるリード
７とから構成されている。そして、リード７のインナー
リード７ａは、配線回路のターミナル３ａとメッキ金属
１０により接続されている。

【００１６】この発明を特徴づけるメッキ金属１０は、
電解メッキ法により形成された導電性の金属であり、電
解メッキにより析出可能な種々の金属、例えば金、銀、
銅、ニッケル等から構成することができ、必要に応じ
て、他の金属と合金化したり、リンやホウ素などの非金
属元素を含有させてもよい。これらの中でも、形成コス
トや電導率などの点から銅又はニッケルが好ましい。

【００１７】なお、基体１は、配線回路３などの支持部
材として機能し、一般的な配線基板に用いられている基
体、例えばポリイミドフィルム、ガラスエポキシ板、ガ
ラス板、アルミニウム板などを使用することができる。

【００１８】絶縁層２は、基体１を導電性材料から構成
した場合には配線回路３と基体１とを電気的に絶縁する
ために必須であるが、基体１として絶縁性材料を使用し
たときには絶縁層２は省略することもできる。絶縁層２
としては、従来から用いられているような絶縁材料の中
から適宜選択して使用することができる。

【００１９】配線回路３としては、従来から一般的に半
導体搭載用配線基板において使用されているものを適用
することができ、例えば、フォトリソグラフ法により銅
箔をパターン化して構成したり、ガラス基板にスパッタ
法でＩＴＯ層を形成した後、フォトリソグラフ法により
パターン化して構成したりすることができる。

【００２０】配線回路３のターミナル３ａには、後述す
るリード７のインナーリード７ａとの接続を容易にする
ために、金やハンダの薄膜層を常法により形成しておく
ことが好ましい。

【００２１】接着剤層６は、前述したようにリードを配
線基板に固定するためのもので、例えば、絶縁性の両面
接着テープを使用することができる。

【００２２】リード７は、半導体搭載用配線基板の外部
端子として機能し、一般的なリードフレームからフレー
ム部分を除去して形成されたものを好ましく使用するこ
とができる。その材質も一般的な４２アロイなどを使用
することができる。また、リード７のインナーリード７
ａには、配線回路３のターミナル３ａとの接続を容易に
するために、金やハンダなどの薄膜層を常法により形成
しておいてもよい。

【００２３】図２に、図１に示したこの発明の半導体搭
載用配線基板のインナーリード７ａと配線回路３のター
ミナル３ａとの接続部の部分拡大断面図を示す。この発
明においては、インナーリード７ａと配線回路のターミ
ナル３ａとをメッキ金属１０で接続するが、図２（ａ）
に示す態様のように、インナーリード７ａの先端部７ｂ
が直線状になっていてもよいが、図２（ｂ）に示すよう
に、インナーリードの先端部７ｂを配線回路のターミナ
ル方向に折り曲げて両者の間隔を狭め、その間をメッキ
金属１０で接続することが好ましい。また、図２（ｃ）
に示すように、両者を当接させ、その当接部をメッキ金
属により接続することがより好ましい。

【００２４】この発明の半導体搭載用配線基板は、以下
に説明するように電解メッキ法を利用して製造すること
ができる。即ち、まず、図３（ａ）に示すように、基体
１上に絶縁層２を介して配線回路３と半導体搭載部９ａ
〜９ｄとが形成された配線基板４を用意し、この配線基
板４の周辺部に絶縁性テープなどの接着剤層６を設け
る。

【００２５】次に、図３（ｂ）に示すような通常のリー
ドフレーム１１のインナーリード７ａを、図３（ａ）に
示した配線基板４の接着剤層６に固定する（図３
（ｃ））。

【００２６】このようにリードフレーム１１が固定され
た配線基板４を、硫酸銅浴やスルファミン酸ニッケル浴
などのメッキ液中に、各メッキ液に適した可溶性アノー
ド電極とともに浸漬し、リードフレーム１１をカソード
とすることにより、メッキ金属１０を析出させてインナ
ーリード７ａと配線回路３のターミナル３ａとを接続す
る（図３（ｄ））。この場合、インナーリード７ａの先
端部７ｂと配線基板３のターミナル部３ａとが接触して
いないときには、まず、インナーリード７ａにメッキ金
属が析出する。このとき、電解電流密度はインナーリー
ド７ａの先端部７ｂで特に高くなるので、メッキ金属の
析出速度はインナーリード７の先端部７ｂで高くなる。
従って、まずインナーリード７ａの先端部７ｂでメッキ
金属が著しく成長する。その後、成長したメッキ金属１
０が最終的に配線基板３のターミナル３ａに接触した時
点で、配線基板３のターミナル３ａがリードフレーム１
１と実質的に同じ電位となり、配線基板３のターミナル
３ａにもメッキ金属１０が析出し始め、インナーリード
７ａとターミナル３ａとが接続されるようになる。ま
た、インナーリード７ａの先端部７ｂが配線基板３のタ
ーミナル３ａに当接している場合、インナーリード７ａ
の先端部７ｂと配線基板３のターミナル３ａとは実質的
に同じ電位にあるので、インナーリード７ａの先端部７
ｂと配線基板３のターミナル３ａとに同時にメッキ金属
が析出する。従って、より少い量のメッキ金属でインナ
ーリード７ａと配線基板３のターミナル３ａとをより強
固に接続することができるようになる。また、メッキ金
属をより少くすることができることにより、メッキ時
間、即ち、接続時間を短縮させることができる。更に、
接続すべき部分以外にメッキ金属が析出することを抑制
することができる。こうして、インナーリードピッチや
配線基板のターミナルピッチを約１００μｍ程度にまで
微細化することができる。

【００２７】このようにしてこの発明の半導体搭載用配
線基板を製造することができる。

【００２８】なお、この実施例では配線基板４をメッキ
液に浸漬する場合を説明したが、これに限らず、例え
ば、メッキ液をジェット噴流として被メッキ部に噴射す
ることにより電解メッキを行ってもよい。

【００２９】この後は、常法により洗浄し、更に必要に
応じてリードフレームのフレーム部分の除去工程などの
後処理を施すことにより、複数の半導体チップの搭載に
適したこの発明の半導体搭載用配線基板を得ることがで
きる。

【００３０】なお、インナーリード７ａの先端部７ｂと
配線基板３のターミナル３ａとをメッキにより接続する
に際し、メッキすべき部分以外はメッキ液に触れないよ
うにしておくことが好ましく、例えば、ソルダーレジス
トなどにより被覆したり、メッキマスキング治具を使用
したりすることが好ましい。このようにすることによ
り、メッキすべき部分以外の配線回路やリードなどにメ
ッキ金属が不必要に形成されることを防止し、またそれ
らがメッキ液により侵されることを防止することがで
き、その後に行う樹脂封止の効率を高めることができ
る。加えて、メッキ面積を小さくすることができるの
で、メッキ速度を向上させ接続時間を短縮することがで
きる。

【００３１】このようにして得られるこの発明の半導体
搭載用配線基板には、ワイヤーボンディング接続やバン
プ接続などの通常の方法により半導体チップを搭載し、
樹脂封止することにより、半導体装置を製造することが
できる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、マルチチップ半導体
装置に特に適した半導体搭載用配線基板において、配線
基板の配線回路のターミナルと外部端子となるリードの
インナーリードとを電気的に接続する際に、インナーリ
ードピッチ及びターミナルピッチをワイヤーボンディン
グ法の場合に比べ狭ピッチとしたときでも低コストで信
頼性高く、しかも短時間で接続できる。更に、このよう
にインナーリードピッチ及びターミナルピッチを小さく
できることにより、高密度配線が可能となり複数のチッ
プを搭載するにも有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体搭載用配線基板の平面図であ
る。

【図２】インナーリードと配線回路のターミナルとの接
続状態の説明図である。

【図３】この発明の半導体搭載用配線基板の製造工程図
である。

【図４】マルチチップ半導体装置の平面図（図４
（ａ））と、その部分拡大断面図（図４（ｂ））であ
る。

【符号の説明】

１ 基体 ２ 絶縁層 ３ 配線回路 ３ａ ターミナル部 ４ 配線基板 ５ａ〜５ｄ 半導体チップ ６ 接着剤層 ７ リード ７ａ インナーリード部 ８ａ、８ｂ ワイヤー ９ａ〜９ｄ 半導体搭載部 １０ メッキ金属 １１ リードフレーム

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】この発明の半導体搭載用配線基板は、以下
に説明するように電解メッキ法を利用して製造すること
ができる。即ち、まず、図３（ａ）に示すように、基体
１上に絶縁層２を介して配線回路３と半導体搭載部９ａ
〜９ｄとが形成された配線基板４を用意し、この配線基
板４の周辺部に絶縁性テープなどの接着剤層６を設け
る。なお、半導体装置におけるクロストークノイズの低
減や電源電圧の安定化等の電気的特性を向上させるため
に、配線基板４としては電源層又はグランド層、あるい
はそれら両層を有するものを好ましく使用することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 秀克 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 岡野 達広 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体搭載部と配線回路とを有する配線
   基板と、外部端子として配線回路のターミナルに接続さ
   れたリードとを有する半導体搭載用配線基板において、
   該リードのインナーリードと該配線回路のターミナルと
   がメッキ金属により接続されていることを特徴とする半
   導体搭載用配線基板。
2. 【請求項２】 該インナーリードが、該配線回路のター
   ミナル方向に折り曲げられて当該ターミナルに当接して
   おり、その当接した部分がメッキ金属により接続されて
   いる請求項１記載の半導体搭載用配線基板。