JPH0888296A

JPH0888296A - 半導体装置及びその製造方法及び半導体装置ユニット

Info

Publication number: JPH0888296A
Application number: JP22541294A
Authority: JP
Inventors: Susumu Abe; 進阿部; Ichiro Yamaguchi; 一郎山口; Rikuro Sono; 陸郎薗; Kazuhiko Mitobe; 一彦水戸部; Kiyomi Hayashi; 清海林; Koki Otake; 幸喜大竹; Masaaki Seki; 正明関; Masao Sakuma; 正夫佐久間; Yoshimi Suzuki; 義美鈴木; Yasuhiro Niima; 康弘新間
Original assignee: Fujitsu Ltd; Miyachi Systems Co Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Miyachi Systems Co Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は半導体素子を搭載する基板を有した半
導体装置及びその製造方法及び半導体装置用基板に関
し、信頼性，放熱特性の向上及び小型化を図ることを目
的とする。【構成】半導体素子21と、素子搭載部32を有する半導体
装置用基板24と、半導体装置用基板24に配設されており
半導体素子21に接続されると共に実装時に外部電極と接
続される半田バンプ22と、半導体素子21を封止する封止
樹脂23とを具備する半導体装置において、上記半導体装
置用基板24を折り曲げ可能なベース部26と、このベース
部26に形成されており半導体素子21と半田バンプ22を接
続するリード部28とよりなる基板25により構成すると共
に、周縁部にリード部28が外側に位置するよう基板25を
折曲形成して折曲部29を形成し、かつ折曲部29に形成さ
れたリード部28を封止樹脂23より露出させて外部接続端
子22として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法及び半導体装置ユニットに係り、特に半導体素子を
搭載する基板を有した半導体装置及びその製造方法及び
半導体装置ユニットに関する。

【０００２】近年、半導体素子の高性能化に伴い、半導
体装置のパッケージの多ピン化，小型化，薄型化，低熱
抵抗化が進んでいる。

【０００３】そこで、パッケージの規格，量産性，低価
格性を満足させつつ、これらに対していかに対応してい
くかが、半導体装置の開発の重要な要素となる。

【０００４】

【従来の技術】図Ａ及び図Ｂは従来における半導体装置
の一例を示す断面図である。この半導体装置１０は、Ｑ
ＦＰ(Quad Flat Package）タイプのパッケージ構造を有
するものである。

【０００５】半導体装置１０は、大略すると半導体素子
１１，リード１２，ステージ１３，及び樹脂パッケージ
１４等により構成されている。半導体素子１１はステー
ジ１３上に搭載されており、またその上面部には電極パ
ッド１５が形成されている。

【０００６】リード１２はインナーリード部１２ａとア
ウターリード部１２ｂとにより構成さされており、イン
ナーリード部１２ａは半導体素子１１の上部に配設され
た電極パッド１５とワイヤ１６により接続されている。
また、アウターリード部１２ｂは表面実装に対応しうる
ようガルウイング状に整形されている。

【０００７】樹脂パッケージ１４は、半導体素子１１を
封止することによりこれを保護するものであり、例えば
トランスファーモールドを行うことにより形成されるも
のである。インナーリード部１２ａは樹脂パッケージ１
４の内部に埋設される構成とされており、またアウター
リード部１２ｂは樹脂パッケージ１４の側部より外方に
向け延出した構成とされている。また、半導体素子１１
はＱＦＰタイプのパッケージ構造とされているため、ア
ウターリード部１２ｂは矩形状とされた樹脂パッケージ
１４の４側面の夫々から外方に向け延出された構成とさ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記したＱ
ＦＰタイプのパッケージ構造を有する半導体装置１０で
は、半導体素子１１の高密度化によりリード数が増大す
ると、自ずからリード１２が微細化すると共にリードピ
ッチも狭くなるため、リード１２の機械的強度が低下し
変形が発生し易くなってしまう。

【０００９】このため、出荷前において半導体装置１０
に対してリード１２が適正となっているかを検査するリ
ード検査が必要となり、またリード変形が発生している
場合にはリード１２に対して修正作業が必要となり、こ
の検査及び修正作業が面倒であるという問題点があっ
た。

【００１０】また、半導体装置１０はリード１２が樹脂
パッケージ１４の側部から外側に向け延出した構成であ
ったため、半導体装置１０の形状が大型化してしまうと
いう問題点があった。

【００１１】また、半導体素子１１は稼働することによ
り発熱するものであるが、従来の半導体装置１０の構成
では半導体素子１１が樹脂パッケージ１４により封止さ
れており、かつ樹脂パッケージ１４を構成する樹脂は一
般に熱伝導性が不良であるため、半導体素子１１で発生
した熱を効率よく放熱することができないという問題点
があった。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、放熱特性，信頼性の向上及び小型化を図りうる半
導体装置及びその製造方法及び半導体装置ユニットを提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の各手
段を講じることにより解決するとができる。

【００１４】請求項１記載の発明では、半導体素子と、
この半導体素子が搭載される素子搭載部を有する半導体
装置用基板と、この半導体装置用基板に形成されており
上記半導体素子に電気的に接続されると共に実装時に外
部電極と接続される外部接続端子と、上記半導体素子を
封止する封止樹脂とを具備する半導体装置において、上
記半導体装置用基板を、折り曲げ可能なベース部と、こ
のベース部に形成されており上記半導体素子と外部接続
端子を電気的に接続するリード部とよりなる基板により
構成すると共に、上記基板の周縁部に、リード部が外側
に位置するよう基板を折曲形成し折曲部を形成し、か
つ、この折曲部に形成されたリード部が封止樹脂より露
出するよう構成し、この封止樹脂より露出したリード部
を外部接続端子として用いる構成としたことを特徴とす
るものである。

【００１５】また、請求項２記載の発明では、上記折曲
部に形成された外部接続端子の半導体素子に近接した位
置に、半導体素子と電気的に接続される素子接続部を形
成したことを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項３記載の発明では、上記素子
接続部の素子搭載部からの高さ位置を、上記半導体素子
の素子搭載部からの高さ位置と略等しく構成したことを
特徴とするものである。

【００１７】また、請求項４記載の発明では、上記外部
接続端子を構成するリード部を、上記ベース部の素子搭
載部の背面側に引出し、第２の外部接続端子として用い
る構成としたことを特徴とするものである。

【００１８】また、請求項５記載の発明では、上記ベー
ス部を金属材料により形成したことを特徴とするもので
ある。

【００１９】また、請求項６記載の発明では、上記ベー
ス部を高熱伝導性材料により形成したことを特徴とする
ものである。

【００２０】また、請求項７記載の発明では、上記ベー
ス部の素子搭載部の背面側に放熱部材を配設したことを
特徴とするものである。

【００２１】また、請求項８記載の発明では、上記外部
接続端子を構成するリード部をベース部の素子搭載部の
背面側に引出すと共に、この素子搭載部の背面側に引き
出されたリード部にバンプを設けたことを特徴とするも
のである。

【００２２】また、請求項９記載の発明では、請求項４
乃至８のいずれかに記載の半導体装置を、或いは請求項
４乃至８記載の半導体装置を複数個積層すると共に、下
部に位置する半導体装置の第２の外部接続端子と、上部
に位置する半導体装置の外部接続端子とを電気的に接続
したことを特徴とするものである。

【００２３】また、請求項１０記載の発明では、折り曲
げ可能なベース部にリード部を形成することにより基板
を形成する基板形成工程と、この基板形成工程により形
成された基板の周縁部を、上記リード部が外側に位置す
るよう内側に折曲形成することにより素子搭載部と折曲
部とを形成し半導体装置用基板を形成する基板折曲工程
と、半導体装置用基板の素子搭載部に半導体チップを搭
載する素子搭載工程と、素子搭載部に搭載された半導体
チップと折曲部に位置するリード部とを電気的に接続す
る接続工程と、上記折曲部に形成されたリード部の内外
部接続端子となる所定部分を残すよう半導体装置用基板
上に封止樹脂を充填することにより、半導体素子を樹脂
封止すると共に外部接続端子を形成する樹脂封止工程と
により半導体装置を製造することを特徴とするものであ
る。

【００２４】また、請求項１１記載の発明では、上記基
板折曲工程において、折曲部が形成されるベース部の折
曲方向に対する内側位置に接着剤を配設し、折曲される
ことにより互いに当接するベース部が、上記接着剤によ
り接着される構成としたことを特徴とするものである。

【００２５】また、請求項１２記載の発明では、上記基
板折曲工程において、基板をプレス加工により折曲する
ことを特徴とするものである。

【００２６】また、請求項１３記載の発明では、上記基
板形成工程を実施後、基板折曲工程実施前に、上記リー
ド部を所定のパターンに整形するリード整形工程を実施
することを特徴とするものである。

【００２７】

【作用】上記した各手段は下記のように作用する。

【００２８】請求項１記載の発明によれば、半導体装置
用基板の折曲部に位置するリード部を外部接続端子とし
て用いる構成とされているため、外部接続端子となるリ
ード部はベース部に支持されており、外部接続端子数が
増大して外部接続端子が微細化しても外部接続端子が変
形するようなことはない。これにより、外部接続端子に
対する修正処理が不要となり、半導体装置の製造工程を
簡略化することができ、また半導体装置の信頼性を向上
させることができる。また、外部接続端子はリード部と
一体化した構成であるため、リード部と別個に外部接続
端子を配設する必要はなく、部品点数の削減及び製造工
程の簡略化を図ることができる。

【００２９】更に、折曲部を半導体素子に近接させて形
成することができるため、半導体装置全体の大きさを半
導体素子の大きさに近付けることができ、よって半導体
装置の小型化を図ることができる。

【００３０】また、請求項２記載の発明によれば、折曲
部に形成された外部接続端子の半導体素子に近接した位
置に、半導体素子と電気的に接続される素子接続部を形
成したことにより、半導体装置と素子接続部との電気的
接続を容易に行うことができる。また、半導体装置と素
子接続部との距離が短くなることにより、半導体装置と
素子接続部との間に配設される配線の抵抗を小さくする
ことができ、よって半導体装置の電気的特性を向上させ
ることができる。

【００３１】また、請求項３記載の発明によれば、素子
接続部の素子搭載部からの高さ位置を、半導体素子の素
子搭載部からの高さ位置と略等しくしたことにより、半
導体装置と素子接続部との電気的接続を容易に行うこと
ができる。例えばワイヤボンディング装置を用いて半導
体装置と素子接続部との電気的接続を行うことを想定す
ると、キャピラリの移動範囲を小さくできるため効率よ
く配線処理を行うことができる。

【００３２】また、請求項４記載の発明によれば、外部
接続端子を構成するリード部を、上記ベース部の素子搭
載部の背面側に引出して第２の外部接続端子として用い
ることにより、この第２の外部接続端子をＦＴ(Field T
est:実装試験）用の端子として用いることが可能とな
り、よって半導体装置を確実に実装基板に実装するとが
できる。

【００３３】また、請求項５記載の発明によれば、ベー
ス部を金属材料により形成したことにより、ベース部の
吸湿率を低下させることができ、例えば実装時に印加さ
れる熱により発生する水蒸気に起因した封止樹脂内にお
けるクラック発生や、また封止樹脂の半導体装置用基板
からの剥離を防止することができ、半導体装置の信頼性
を向上させることができる。

【００３４】また、請求項６記載の発明によれば、ベー
ス部を高熱伝導性材料により形成したことにより、半導
体素子で発生した熱は高熱伝導性材料よりなるベース部
を具備する半導体装置用基材を介して効率よく外部に放
熱される。即ち、半導体装置用基板を放熱板としても用
いることができるため、半導体素子の冷却効率を向上さ
せることができる。

【００３５】また、請求項７記載の発明によれば、ベー
ス部の素子搭載部の背面側に放熱部材を配設したことに
より、半導体素子で発生した熱はベース部を介して放熱
部材より放熱されるため、より効率よく半導体素子を冷
却することができる。

【００３６】また、請求項８記載の発明によれば、外部
接続端子を構成するリード部をベース部の素子搭載部の
背面側に引出すと共に、この素子搭載部の背面側に引き
出されたリード部にバンプを設けたことにより、半導体
装置をＢＧＡ(Ball Glid Array）として用いることが可
能となり、半導体装置の実装性の向上を図ることができ
ると共に多ピン化に対応することができる。

【００３７】また、請求項９記載の発明によれば、請求
項４乃至８のいずれかに記載の半導体装置を、或いは請
求項４乃至８記載の半導体装置を外部接続端子及び第２
の外部接続端子を接続した状態で複数個積層することに
より、実装密度を更に向上させることができる。

【００３８】また、請求項１０記載の発明によれば、基
板折曲工程では単に基板の周縁部をリード部材が外側に
位置するよう内側に折曲する処理を行えばよく、基板折
曲工程を容易に行うことができる。

【００３９】また、樹脂充填工程では、折曲部に形成さ
れたリード部の内、外部接続端子となる所定部分を残す
よう半導体装置用基板上に封止樹脂を充填することによ
り外部接続端子が形成される。従って、リード部の一部
が外部接続端子として機能することにより外部接続端子
を別個リード部に設ける必要はなくなり、よって外部接
続端子の形成を容易に行うことができる。

【００４０】また、樹脂充填工程は半導体装置の製造工
程において一般に実施されている工程であり、また本発
明では封止樹脂の充填量を適宜設定するのみで外部接続
端子を形成できる。このため、外部接続端子形成工程と
樹脂充填工程とを同一工程で行うことができるため、半
導体装置の製造工程の簡略化を図ることができる。

【００４１】また、請求項１１記載の発明によれば、基
板折曲工程において折曲部が形成されるベース部の折曲
方向に対する内側位置に接着剤を配設し、この接着剤に
より折曲により当接するベース部を接着する構成とした
ことにより、折曲部が弾性復元力等により所定折曲形状
より変形することを防止でき、半導体装置の信頼性を向
上させることができる。

【００４２】また、請求項１２記載の発明によれば、基
板折曲工程において基板をプレス加工により折曲するこ
とにより、容易にかつ精度よく半導体装置用基板を加工
できると共に自動化を図ることも可能で基板折曲処理の
効率化を図ることができる。

【００４３】また、請求項１３記載の発明によれば、基
板形成工程を実施後、基板折曲工程実施前に、リード部
を所定のパターンに整形するリード整形工程を実施する
ことにより、基板を折曲する前の平板状状態でリード部
のパターン整形ができる。このため、パターニングを行
うためのレジスト材の配設やエッチング処理を容易に行
うことができる。

【００４４】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。

【００４５】図１は本発明の第１実施例である半導体装
置２０を示す断面図である。本実施例に係る半導体装置
２０は、大略すると半導体素子２１，封止樹脂２３，及
び本発明の要部となる外部接続端子２２を具備する半導
体装置用基板２４等により構成されている。

【００４６】半導体装置用基板２４は、図８（Ａ）及び
（Ｂ）に示される基板２５を折り曲げ加工することによ
り形成されるものである。また、図１０は半導体装置２
０に組み込まれる前の半導体装置用基板２４を示してい
る。尚、図８（Ａ）は図８（Ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿
う断面図である。

【００４７】図８に示されるように、基板２５は３層構
造とされており、下部よりベース部２６，絶縁層２７，
リード部２８を順次積層した構造とされている。ベース
部２６は、熱伝導性及び折り曲げ加工性が共に良好な銅
（Ｃｕ）により形成されている。このベース部２６の上
部に位置する絶縁層２７は、例えばポリイミド樹脂によ
り構成されている。また、絶縁層２７の上部にはリード
部２８が形成されている。このリード部２８は、ベース
部２６と同様に銅（Ｃｕ）により形成されると共に、エ
ッチング処理を行うことにより予め所定のパターンにパ
ターン形成されている。

【００４８】ベース部２６の厚さは比較的厚く形成され
ており、半導体装置用基板２４として必要とされる機械
的強度をこのベース部２６により得る構成とされてい
る。また、リード部２８は後述するように実装時に実装
基板に接続される外部接続端子２２と、半導体素子２１
と接続される素子接続部３０と、ＦＴ(Field Test:実装
試験）用の端子として機能する第２の外部接続端子（以
下、ＦＴ端子という）３１とを一体化した構成とされて
いる。

【００４９】また、共に導電性金属であるベース部２６
とリード部２８との間には絶縁部材であるポリイミド樹
脂よりなる絶縁層２７が介装されており、この絶縁層２
７によりベース部２６とリード部２８とは互いに絶縁さ
れた構成となっている。また、この絶縁層２７はベース
部２６とリード部２８とを接合する接着剤としての機能
も奏している。

【００５０】上記構成の基板２５は、折り曲げ加工を行
う前の状態においては、図８（Ｂ）に示されるように十
字形状となっており、四方に延出した延出部２５ａ〜２
５ｄを２回折り曲げ加工することにより図１及び図１０
に示される半導体装置用基板２４が形成される。

【００５１】この延出部２５ａ〜２５ｄを折り曲げ加工
する際は、外側にリード部２８が、内側にベース部２６
が位置するよう第１回目の折曲加工が行われる（第１回
目の折曲加工の方向を図８（Ａ）に矢印Ｂで示す）。こ
の折曲加工を実施することにより基板２５は図９
（Ａ），（Ｂ）に示す状態となり、更に図９（Ａ）に矢
印Ｃで示す方向に第２回目の折曲加工を行うことによ
り、図１０に示す半導体装置用基板２４が形成される。

【００５２】上記の２回の折曲加工により半導体装置用
基板２４の側縁部に形成された折曲部２９は、図１及び
図１０に示されるように、側断面的にみて略Ｌ字形状と
なるよう折曲加工される。また、基板２５の折曲加工が
行われなかった部分は、半導体素子２１を搭載する素子
搭載部３２となる。

【００５３】また、上記のように外側にリード部２８
が、内側にベース部２６が位置するよう基板２５を折曲
加工することにより、自ずからリード部２８は折曲部２
９の外周部に位置することとなる。この内、折曲部２９
の内側に位置する段部に形成されたリード部２８は素子
接続部３０を構成し、折曲部２９の先端部近傍部分は外
部接続端子２２を構成し、半導体装置用基板２４の素子
搭載部３２に対する背面３４に形成されているリード部
２８はＦＴ端子３１を構成する。即ち、外部接続端子２
２，素子接続部３０，及びＦＴ端子３１は、同一のリー
ド部２８の一部として構成されている。

【００５４】このように単に基板２５を折曲加工するの
みで、折曲部２９の成形に伴いリード部２８も成形さ
れ、外部接続端子２２，素子接続部３０，及びＦＴ端子
３１が自動的に形成される。また、上記のように外部接
続端子２２，素子接続部３０，及びＦＴ端子３１は同一
のリード部２８の一部として構成されるため、外部接続
端子２２，素子接続部３０，及びＦＴ端子３１を接続す
る作業は当然不要であり、よって半導体装置用基板２４
を容易かつ安価コストに形成することができる。

【００５５】図１に戻り、半導体装置２０の構成説明を
続ける。

【００５６】上記構成とされた半導体装置用基板２４の
素子搭載部３２には、例えばストレスバッファー効果に
優れたダイ付け材（図示せず）を用いて半導体素子２１
が搭載される。尚、ダイ付け材３５としては、導電性ペ
ースト，テープ材料を用いることも可能である。

【００５７】また、素子搭載部３２に搭載された半導体
素子２１と折曲部２９に形成されている素子接続部３０
との間にはワイヤ３６が配設されており、このワイヤ３
６により半導体素子２１と素子接続部３０との電気的接
続が行われる構成とされている。このように、半導体素
子２１と素子接続部３０とをワイヤ３６により接続する
ことにより、半導体製造処理において一般に用いられて
いるワイヤボンディング装置を用いることができ、半導
体素子２１と素子接続部３０との接続を容易に行うこと
ができる。

【００５８】また、素子接続部３０は折曲部２９に形成
された段部の上面に形成されているため、素子搭載部３
２からの半導体素子２１の高さ（詳細には、ワイヤ３６
が接続される面の高さ）と素子搭載部３２からの素子接
続部３０の高さ（詳細には、ワイヤ３６が接続される面
の高さ）は略等しくなっており、従ってワイヤボンディ
ング装置のキャピラリの移動量を小さくでき効率よくワ
イヤボンディング処理を行うことができる。

【００５９】封止樹脂２３は半導体素子２１を封止する
ことにより、これを外界に対して保護するために設けら
れるものである。この封止樹脂２３は、例えばポッティ
ング（トランスファーモールドも可能である）により半
導体装置用基板２４に配設される。この封止樹脂２３の
素子搭載部３２からの高さは、折曲部２９の素子搭載部
３２からの高さに比べて低くなるよう構成されている。
従って、折曲部２９のの先端近傍部分は封止樹脂２３よ
り露出した構成となり、よって折曲部２９の先端近傍部
分に形成されている外部接続端子２２も露出した構成と
なっている。

【００６０】上記のように、本実施例に係る半導体装置
２０は、半導体装置用基板２４の折曲部２９に位置する
リード部２８を外部接続端子２２として用いる構成とさ
れているため、外部接続端子２２（リード部２８）はベ
ース部２６に支持されている。このため、外部接続端子
数が増大して外部接続端子２２が微細化しても、外部接
続端子２２の機械的強度はベース部２６により担保され
ており、従って概略が印加されても外部接続端子２２が
容易に変形するようなことはない。

【００６１】これにより、本実施例に係る半導体装置２
０では、従来のＱＦＰタイプの半導体装置１０（図１４
及び図１５参照）では必要とされていた外部接続端子に
対する修正処理を不要とすることができ、半導体装置２
０の製造工程を簡略化することができ、また半導体装置
２０の信頼性を向上させることができる。また、外部接
続端子２２はリード部２８と一体化された構成であるた
め、部品点数の削減及び製造工程の簡略化を図ることが
できる。

【００６２】また、半導体装置２０は、半導体装置用基
板２４の大なる部分を占めるベース部２６が金属材料で
ある銅（Ｃｕ）により形成されているため、ベース部２
６（換言すれば半導体装置用基板２４）の吸湿率を低下
させることができる。

【００６３】よって、半導体装置２０を実装基板３７に
実装する際、半田バンプ２２を実装基板３７に形成され
た電極部３８に接続するために加熱処理を行った場合に
おいても、半導体装置用基板２４は吸湿率が低いため、
この熱により水蒸気が発生するようなことはない。これ
により、封止樹脂２３内におけるクラック発生や、また
封止樹脂２３の半導体装置用基板２４からの剥離を防止
することができ、半導体装置２０の信頼性を向上させる
ことができる。

【００６４】また、上記のようにベース部２６は熱伝導
性の良好な銅（Ｃｕ）により形成されているため、半導
体素子２１で発生した熱は高熱伝導性材料よりなるベー
ス部２６を具備する半導体装置用基材２４を介して効率
よく外部に放熱される。また、半導体装置用基材２４は
封止樹脂２３が配設された部位を除き、他の部分は外部
に露出した構成とされている。従って、半導体装置用基
材２４の放熱効率は高く、半導体装置用基板２４を放熱
板としても用いることができるため、半導体素子２１の
冷却を効率よく行うことができる。

【００６５】また、半導体装置２０は、基板２５の周縁
部を内側に折曲加工して折曲部２９を形成した構成であ
るため、折曲部２９と素子搭載部３２に搭載された半導
体素子２１とは近接した構成となっている。即ち、半導
体装置用基材２４の形状を半導体素子２１の形状に近づ
けることができ、よって半導体装置２０の小型化を図る
こともできる。

【００６６】一方、半導体装置を実装基板に実装した場
合には、半導体装置が実装基板に確実に接続されたかど
うかを検査する実装試験（ＦＴ）が実施される。本実施
例に係る半導体装置２０では、実装基板に接続される外
部接続端子２２がリード部２８を引き回すことにより半
導体装置用基板２４の背面３４（図１においては、上部
面となる）まで延出されてＦＴ端子３１を形成している
ため、このＦＴ端子３１を用いＦＴを実施することがで
きる。

【００６７】一般に実装試験は、試験装置に接続された
プローブを外部接続端子と実装基板に形成されている電
極部に接続して両者の導通がされているかどうかを検査
する方法が取られるが、本実施例に係る半導体装置では
ＦＴ端子３１がプローブを接続し易い半導体装置用基板
２４の背面３４に形成されていることにより、実装試験
を容易に行うことができる。よって、実装試験結果に基
づき補修処理を行うことができるため、半導体装置２０
を実装基板に実装する際の歩留り及び信頼性を向上させ
ることができる。

【００６８】図２は本発明の第２実施例である半導体装
置４０を示している。

【００６９】尚、以下説明する各実施例において、図１
に示した第１実施例に係る半導体装置２０と同一構成に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。

【００７０】本実施例に係る半導体装置４０は、外部接
続端子２２を一体的に形成したリード部２８を背面３４
（ベース部２６の素子搭載部３２の背面側）に引出すと
共に、この背面３４に引き出されたリード部２８にバン
プ４１を配設したことを特徴とするものである。

【００７１】上記のように、リード部２８を背面３４に
引出すと共にこのリード部２８にバンプ４１を設けたこ
とにより、半導体装置４０をＢＧＡ(Ball Glid Array）
として用いることが可能となる。従って、外部接続端子
の変形を考慮することなく多端子化を図ることができる
と共に、実装性を向上させることができる。

【００７２】図３及び図４は、本発明の第３実施例であ
る半導体装置５０Ａ，５０Ｂを示している。

【００７３】本実施例に係る半導体装置５０Ａ，５０Ｂ
は、半導体装置用基板２４の素子搭載部３２に複数（各
図に示す例では２個）の半導体素子５１，５２を搭載す
ることにより、半導体装置５０Ａ，５０Ｂをマルチチッ
プモジュール化した構成としたことを特徴とするもので
ある。

【００７４】図３に示す半導体装置５０Ａでは、半導体
装置用基板２４を挟んでその両側に半導体素子５１，５
２を搭載した構成とされいる。従って、封止樹脂５３，
５４も半導体装置用基板２４を挟んでその両側に配設さ
れている。また、図４に示す半導体装置５０Ｂでは、半
導体装置用基板２４の同一面に半導体素子５１，５２を
搭載した構成とされいる。

【００７５】本実施例に係る構成とすることにより、各
半導体素子５１，５２の実装密度を向上させることがで
き、半導体装置５０Ａ，５０Ｂの更なる小型化を図るこ
とができる。また、各半導体素子５１，５２をが近接配
設できるため、各半導体素子間の電気的接続抵抗を低く
することが可能となり、半導体装置５０Ａ，５０Ｂの処
理速度を向上させることができる。

【００７６】尚、図３に示す半導体装置４０では、ベー
ス部２６に貫通穴５５，５６が形成されている。この貫
通穴５５，５６を設けることにより、半導体装置用基板
２４を挟んで形成されている封止樹脂５３と封止樹脂５
４とは、貫通穴５５，５６内に充填された樹脂により接
続された構成となる。よって、各封止樹脂５３，５４の
接合強度は向上し、半導体装置用基板２４から各封止樹
脂５３，５４が剥離することを防止することができる。

【００７７】図５は本発明の第４実施例である半導体装
置６０を示している。

【００７８】同図に示す半導体装置６０は、半導体装置
用基板２４（ベース部２６）の背面３４に放熱部材６１
を配設したことを特徴とするものである。ベース部２６
の背面３４に放熱部材６１を設けることにより、半導体
素子２１が稼働することにより発生する熱はベース部２
６を介し、このベース部２６に熱的に接続された放熱部
材６１より放熱される。このため、半導体素子２１で発
生した熱は放熱部材６１より効率良く放熱されるため、
半導体素子２１の冷却効率を向上させることができる。

【００７９】尚、上記構成において、前記したようにベ
ース部２６の材質を熱伝導性の良好な銅（Ｃｕ）等に選
定しておくことにより、半導体素子２１の冷却をより効
果的に行うことができる。

【００８０】図６は本発明の第５実施例である半導体装
置７０を示している。

【００８１】本実施例に係る半導体装置７０は、外部接
続端子２２を一体的に形成したリード部２８を半導体装
置用基板２４の背面３４に引出すと共に、この背面３４
に引き出されたリード部２８に電子部品７１を配設した
ことを特徴とするものである。半導体装置用基板２４の
背面３４は、比較的大なる面積を有しているため、この
背面３４にリード部２８を引き出すことにより、電子部
品７１を配設するとは可能である。

【００８２】このように、半導体装置用基板２４の背面
３４に電子部品７１を配設する構成とすることにより、
従来ならば実装基板に配設していた電子部品７１を半導
体装置７０に配設できるため、半導体装置７０が配設さ
れる実装基板の実装性を向上でき実装基板の小型化を図
ることができる。

【００８３】図７は本発明の第６実施例である半導体装
置ユニット８０を示している。

【００８４】本実施例に係る半導体装置ユニット８０
は、前記した第１実施例乃至第６実施例に係る半導体装
置４０，５０Ａ，５０Ｂ，６０，７０のいずれかを、或
いは上記した各実施例に係る半導体装置４０，５０Ａ，
５０Ｂ，６０，７０を複数個スタックした（積み重ね
た）構成としたことを特徴とするものである。

【００８５】本実施例においては、第４実施例に係る半
導体装置６０と第５実施例に係る半導体装置７０をスタ
ックした例を示している。この際、上部に配設された半
導体装置６０に設けられた外部接続端子２２は、下部に
配設された半導体装置７０の背面３４に形成されたＦＴ
端子３１に接続されており、これによりスタックされた
各半導体装置６０，７０は電気的に接続された構成とな
る。

【００８６】このように、同種或いは異種の半導体装置
４０，５０Ａ，５０Ｂ，６０，７０を外部接続端子２２
とＦＴ端子３１とを接続した状態で複数個スタックする
構成とすることにより実装密度を更に向上させることが
できる。尚、本実施例においては半導体装置６０，７０
をスタックする構成例を示したが、スタックする半導体
装置の種類或いは数はこれに限定されるものではない。

【００８７】続いて、本発明の一実施例である半導体装
置の製造方法について図８乃至図１３を用いて説明す
る。尚、以下の説明においては、図１に示した第１実施
例に係る半導体装置２０の製造方法を例に挙げて説明す
る。また、図８乃至図１３において、図１に示した第１
実施例に係る半導体装置２０と同一構成については同一
符号を付して説明する。

【００８８】本実施例に係る半導体装置の製造方法で
は、基板形成工程，リード整形工程，基板折曲工程，素
子搭載工程，接続工程，及び樹脂封止工程の各工程を実
施するとにより半導体装置２０を製造する。

【００８９】図８（Ａ），（Ｂ）は基板形成工程を示し
ている。基板形成工程では、先ずベース部２６，絶縁層
２７，及びリード部２８が三層積層された板状部材を形
成し、これをプレス打ち抜き加工することにより、図８
（Ｂ）に示されるように平面的に見て十字形状の基板２
５を形成する。尚、本実施例では図８（Ｂ）に示される
ように、各基板２５はサポートバー９０によりフレーム
９１に複数個支持された構成としているが、プレス打ち
抜き加工時に個々の基板２５に分離する構成としてもよ
い。

【００９０】上記の基板形成工程において、ベース部２
６，絶縁層２７，リード部２８が積層され、かつ十字形
状に整形された基板２５が形成されると、続いてリード
整形工程が実施される。図示されていないが、このリー
ド整形工程では、基板２５に配設されているリード部２
８を所定のパターンに整形する処理が実施される。具体
的には、基板２５の全面に配設されているリード部２８
に対しリード部２８として残したい部分にレジストを例
えばホトリソグラフィ技術を用いて配設し、続いてエッ
チング処理を行うことにより不要部分を除去する。これ
により、所定パターンのリード部２８が形成される。

【００９１】リード整形工程が終了すると、続いて基板
２５に対して基板折曲工程が実施される。具体的には、
基板２５に形成された延出部２５ａ〜２５ｄを折り曲げ
加工する。本実施例においては、延出部２５ａ〜２５ｄ
に対して２回の折曲加工を行うことにより、図１０に示
される半導体装置用基板２４が形成される。

【００９２】リード整形工程では、先ず外側にリード部
２８が、内側にベース部２６が位置するよう第１回目の
折曲加工が行われる（第１回目の折曲加工の方向を図８
（Ａ）に矢印Ｂで示す）。この折曲加工を実施すること
により基板２５は図９（Ａ），（Ｂ）に示す状態とな
る。続いて、図９（Ａ），（Ｂ）に示される状態の基板
２５に対して、図９（Ａ）に矢印Ｃで示す方向に第２回
目の折曲加工を行う。以上の２回の折曲加工を行うこと
により、図１０に示す半導体装置用基板２４が形成され
る。

【００９３】上記の２回の折曲加工により半導体装置用
基板２４の側縁部に形成された折曲部２９は、図１及び
図１０に示されるように、側断面的にみて略Ｌ字形状と
なるよう折曲加工される。また、上記のように外側にリ
ード部２８が、内側にベース部２６が位置するよう基板
２５を折曲加工することにより、自ずからリード部２８
は折曲部２９の外周部に位置することとなる。

【００９４】また、上記のように基板２５を折曲加工す
ることにより、折曲部２９の内側に位置する段部には素
子接続部３０が、折曲部２９の先端部近傍部分は外部接
続端子２２が、更に半導体装置用基板２４の背面３４に
はＦＴ端子３１が自動的に形成される。このように単に
基板２５を折曲加工するのみで、外部接続端子２２，素
子接続部３０，及びＦＴ端子３１が自動的に形成される
ため、夫々を別個形成する方法に比べて外部接続端子２
２，素子接続部３０，及びＦＴ端子３１の形成を容易に
行うことができる。

【００９５】また、上記した２回の折曲加工の内、第１
回目の折曲加工において折曲処理が行われるベース部２
６の内側位置（図８（Ａ）において、符号２５ａ，２５
ｃで示される部位）に接着剤を配設し折曲処理を行う。
また、第１回目の折曲加工においては、図９（Ａ）に参
照符号９２ａ，９２ｂで示す範囲に接着剤を配設し折曲
処理を行う。このように、折曲処理が行われる内側位置
に接着剤を等した上で折曲加工を行うとにより、折曲部
２９が弾性復元力等により所定折曲形状より変形するこ
とを防止することができる。

【００９６】また、本実施例においては基板２５の折曲
加工はプレス加工により行われる。基板２５の折曲加工
としてプレス加工を用いることにより、容易にかつ精度
よく半導体装置用基板２４を形成できると共に、上記の
基板形成工程で実施される打ち抜き加工と基板折曲工程
で実施される折曲加工とを同一のプレス装置で行うこと
も可能であり、よって半導体装置用基板２４の形成処理
の効率化を図ることができる。

【００９７】上記のように半導体装置用基板２４が形成
されると、続いて素子搭載工程が実施される。この素子
搭載工程では、半導体装置用基板２４の素子搭載部３２
にダイ付け材を用いて半導体素子２１を搭載し固定す
る。図１１は半導体素子２１が半導体装置用基板２４の
素子搭載部３２に搭載された状態を示している。

【００９８】上記のように半導体素子２１が半導体装置
用基板２４の素子搭載部３２に搭載されると、続いて接
続工程が実施され、ワイヤボンディング装置を用いて半
導体素子２１とリード部２８との間にワイヤ３６が配設
される。図１２は半導体素子２１とリード部２８との間
にワイヤ３６が配設された状態を示している。

【００９９】上記のように接続工程が実施されると、続
いて樹脂封止工程が実施される。樹脂封止工程では、半
導体装置用基板２４の上部から封止樹脂２３がポッティ
ングされて半導体素子２１を封止する。この際、折曲部
２９は素子搭載部３２の四側縁部に立設した構成とされ
ているため、半導体装置用基板２４は有底角柱状となっ
ているため、封止樹脂２３は漏洩することなく半導体装
置用基板２４内に充填される。

【０１００】また、封止樹脂２３の半導体装置用基板２
４に充填される充填量は、半導体素子２１及びワイヤ３
６が封止樹脂２３内に埋設され、かつ折曲部２９の上端
近傍位置は露出された状態を維持できる量に選定されて
いる。従って、樹脂封止工程が終了した状態で折曲部２
９に配設されたリード部２８の上端近傍部分は露出され
た状態となっており、この部分は外部接続端子２２を構
成する。

【０１０１】上記の樹脂充填工程は半導体装置の製造工
程において一般に実施されている工程である。本実施例
に係る製造方法では、封止樹脂２３の充填量を適宜設定
するのみで外部接続端子２２を形成できるため、外部接
続端子形成工程と樹脂充填工程とを同一工程で行うこと
ができ、よって半導体装置の製造工程の簡略化を図るこ
とができる。

【０１０２】そして、最終的にサポートバー９０から各
半導体装置用基板２４を分離させることにより、半導体
装置２０が製造される。

【０１０３】尚、上記した各実施例（第６実施例を除
く）において、ベース部２６の材質として銅（Ｃｕ）を
用いた構成例を説明したが、ベース部２６の材質は銅に
限定されるものではなく、例えばアルミニウム，銅合
金，鉄合金等を用いることも可能である。

【０１０４】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、下記の種々
の効果を実現することができる。

【０１０５】請求項１記載の発明によれば、外部接続端
子となるリード部はベース部に支持されており、外部接
続端子数が増大して外部接続端子が微細化しても外部接
続端子が変形するようなことはなく、よって外部接続端
子に対する修正処理が不要となり、半導体装置の製造工
程を簡略化することができ、また半導体装置の信頼性を
向上させることができる。

【０１０６】また、外部接続端子はリード部と一体化し
た構成であるため、リード部と別個に外部接続端子を配
設する必要はなく、部品点数の削減及び製造工程の簡略
化を図ることができる。

【０１０７】更に、折曲部を半導体素子に近接させて形
成することができるため、半導体装置全体の大きさを半
導体素子の大きさに近付けることができ、よって半導体
装置の小型化を図ることができる。

【０１０８】また、請求項２記載の発明によれば、半導
体装置と素子接続部との電気的接続を容易に行うことが
でき、また半導体装置と素子接続部との距離が短くなる
ことにより半導体装置と素子接続部との間に配設される
配線の抵抗を小さくすることができ、よって半導体装置
の電気的特性を向上させることができる。

【０１０９】また、請求項３記載の発明によれば、半導
体装置と素子接続部との電気的接続を容易に行うことが
できる。

【０１１０】また、請求項４記載の発明によれば、第２
の外部接続端子をＦＴ(Field Test:実装試験）用の端子
として用いることが可能となり、よって半導体装置を確
実に実装基板に実装するとができる。

【０１１１】また、請求項５記載の発明によれば、ベー
ス部の吸湿率を低下させることができ、例えば実装時に
印加される熱により発生する水蒸気に起因した封止樹脂
内におけるクラック発生や、また封止樹脂の半導体装置
用基板からの剥離を防止できることにより、半導体装置
の信頼性を向上させることができる。

【０１１２】また、請求項６記載の発明によれば、半導
体素子で発生した熱を高熱伝導性材料よりなるベース部
を具備する半導体装置用基材を介して効率よく外部に放
熱させることができるため、半導体素子の冷却効率を向
上させることができる。

【０１１３】また、請求項７記載の発明によれば、ベー
ス部の素子搭載部の背面側に放熱部材を配設したことに
より、半導体素子で発生した熱はベース部を介して放熱
部材より放熱されるため、より効率よく半導体素子を冷
却することができる。

【０１１４】また、請求項８記載の発明によれば、半導
体装置をＢＧＡ(Ball Glid Array）として用いることが
可能となり、半導体装置の実装性の向上を図ることがで
きると共に多ピン化に対応することができる。

【０１１５】また、請求項９記載の発明によれば、半導
体装置の実装密度を更に向上させることができる。

【０１１６】また、請求項１０記載の発明によれば、基
板折曲工程では単に基板の周縁部をリード部材が外側に
位置するよう内側に折曲する処理を行えばよく、基板折
曲工程を容易に行うことができる。

【０１１７】また、樹脂充填工程では、折曲部に形成さ
れたリード部の内、外部接続端子となる所定部分を残す
よう半導体装置用基板上に封止樹脂を充填することによ
り外部接続端子が形成されるため、リード部の一部が外
部接続端子として機能することにより外部接続端子を別
個リード部に設ける必要はなくなり、よって外部接続端
子の形成を容易に行うことができる。

【０１１８】更に、外部接続端子形成工程と樹脂充填工
程とを同一工程で行うことができるため、半導体装置の
製造工程の簡略化を図ることができる。

【０１１９】また、請求項１１記載の発明によれば、折
曲部が弾性復元力等により所定折曲形状より変形するこ
とを防止でき、半導体装置の信頼性を向上させることが
できる。

【０１２０】また、請求項１２記載の発明によれば、容
易にかつ精度よく半導体装置用基板を加工できると共
に、自動化を図ることも可能で基板折曲処理の効率化を
図ることができる。

【０１２１】また、請求項１３記載の発明によれば、基
板を折曲する前の平板状状態でリード部のパターン整形
ができるため、パターニングを行うためのレジスト材の
配設やエッチング処理を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である半導体装置の断面図
である。

【図２】本発明の第２実施例である半導体装置の断面図
である。

【図３】本発明の第３実施例である半導体装置の断面図
である。

【図４】本発明の第３実施例である半導体装置の断面図
である。

【図５】本発明の第４実施例である半導体装置の断面図
である。

【図６】本発明の第５実施例である半導体装置の断面図
である。

【図７】本発明の第６実施例である半導体装置の断面図
である。

【図８】基板形成工程を説明するための図である。

【図９】基板折曲工程を説明するための図である。

【図１０】形成された半導体装置基板を示す図である。

【図１１】素子搭載工程を説明するための図である。

【図１２】接続工程を説明するための図である。

【図１３】樹脂封止工程を説明するための図である。

【図１４】従来の半導体装置の一例を示す図である。

【図１５】従来の半導体装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

２０，４０，５０Ａ，５０Ｂ，６０，７０半導体装置２１，５１，５２半導体素子２２外部接続端子２３，５３，５４封止樹脂２４半導体装置用基板２５基板２６ベース部２７絶縁部２８リード部２９折曲部３０素子接続部３１ＦＴ端子３２素子搭載部３６ワイヤ３７実装基板３８電極部４１バンプ５５，５６貫通孔６１放熱部材７１電子部品８０半導体装置ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口一郎神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者薗陸郎神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者水戸部一彦神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者林清海神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者大竹幸喜神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者関正明神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者佐久間正夫神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通オートメーション株式会社内 (72)発明者鈴木義美神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通オートメーション株式会社内 (72)発明者新間康弘神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通オートメーション株式会社内 (72)発明者河西純一神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子と、該半導体素子が搭載される素子搭載部を有する半導体装
置用基板と、該半導体装置用基板に形成されており該半導体素子に電
気的に接続されると共に実装時に外部電極と接続される
外部接続端子と、該半導体素子を封止する封止樹脂とを具備する半導体装
置において、該半導体装置用基板を、折り曲げ可能なベース部と、該
ベース部に形成されており該半導体素子と該外部接続端
子を電気的に接続するリード部とよりなる基板により構
成すると共に、該基板の周縁部に、該リード部が外側に位置するよう該
基板を折曲形成し折曲部を形成し、かつ、該折曲部に形成された該リード部が該封止樹脂よ
り露出するよう構成し、該リード部の該封止樹脂より露
出した部位を該外部接続端子として用いる構成としたこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項２】該折曲部に形成された該外部接続端子の
該半導体素子に近接した位置に、該半導体素子と電気的
に接続される素子接続部を形成したことを特徴とする請
求項１記載の半導体装置。
【請求項３】該素子接続部の該素子搭載部からの高さ
位置を、該半導体素子の該素子搭載部からの高さ位置と
略等しく構成したことを特徴とする請求項１または２記
載の半導体装置。
【請求項４】該外部接続端子を構成するリード部を、
該ベース部の該素子搭載部の背面側に引出し、第２の外
部接続端子として用いる構成としたことを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】該ベース部を金属材料により形成したこ
とを特徴とする請求項１または４のいずれかに記載の半
導体装置。
【請求項６】該ベース部を高熱伝導性材料により形成
したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
の半導体装置。
【請求項７】該ベース部の該素子搭載部の背面側に放
熱部材を配設したことを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】該外部接続端子を構成する該リード部を
該ベース部の該素子搭載部の背面側に引出すと共に、該
素子搭載部の背面側に引き出された該リード部にバンプ
を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載の半導体装置。
【請求項９】請求項４乃至８のいずれかに記載の半導
体装置を、或いは請求項４乃至８記載の半導体装置を複
数個積層すると共に、下部に位置する該半導体装置の該第２の外部接続端子
と、上部に位置する該半導体装置の該外部接続端子とを
電気的に接続した構成としてなることを特徴とする半導
体装置ユニット。
【請求項１０】折り曲げ可能なベース部にリード部を
形成することにより基板を形成する基板形成工程と、該基板形成工程により形成された基板の周縁部を、該リ
ード部が外側に位置するよう内側に折曲形成することに
より素子搭載部と折曲部とを形成し半導体装置用基板を
形成する基板折曲工程と、該半導体装置用基板の該素子搭載部に半導体チップを搭
載する素子搭載工程と、該素子搭載部に搭載された半導体チップと該折曲部に位
置するリード部とを電気的に接続する接続工程と、該折曲部に形成された該リード部の内外部接続端子とな
る所定部分を残すよう該半導体装置用基板上に封止樹脂
を充填することにより、該半導体素子を樹脂封止すると
共に外部接続端子を形成する樹脂封止工程とを具備する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】該基板折曲工程において、該折曲部が
形成される該ベース部の折曲方向に対する内側位置に接
着剤を配設し、折曲されることにより互いに当接する該ベース部が、該
接着剤により接着される構成としたことを特徴とする請
求項１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】該基板折曲工程において、該基板をプ
レス加工により折曲することを特徴とする請求項１１記
載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】該基板形成工程を実施後、該基板折曲
工程実施前に、該リード部を所定のパターンに整形する
リード整形工程を実施することを特徴とする請求項１０
乃至１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。