(57)【要約】  回路素子を有機基板上に配置して、該有機基板に設けた配線パターンと接続する。導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、この支持体により一体に連結した内部接続用電極のそれぞれの一端を、配線パターンに接続する。回路素子を樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における外部接続用電極として用い、裏面における外部接続用電極を配線パターンに接続する。
2008065896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
前記回路素子を有機基板上に配置して、該有機基板に設けた配線パターンと接続し、
導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、
支持体により一体に連結した複数の内部接続用電極のそれぞれの一端を、前記配線パターン上の所定位置に接続し、
回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
前記複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
前記有機基板内部の導体層を介して、裏面における前記外部接続用電極を前記配線パターンに接続した、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置した請求項１に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項３に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記再配線は、前記内部接続用電極と共に配線パターンを、導電性材料の支持体に電鋳法により成長させることにより行う請求項２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
前記回路素子をリードフレーム上に配置して、該リードフレームのインナーリード部と接続し、
導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、
支持体により一体に連結した複数の内部接続用電極のそれぞれの一端を、前記リードフレームの所定位置に接続し、
回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
前記複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
前記リードフレームに設けたアウターリード部を、裏面における前記外部接続用電極として用いる、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置した請求項６に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項７に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項８に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記再配線は、前記内部接続用電極と共に配線パターンを、導電性材料の支持体に電鋳法により成長させることにより行う請求項７に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
導電性材料の第１の支持体上に電鋳法により成長させた配線パターンを形成し、
前記回路素子を前記配線パターン上に配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続し、
導電性材料の第２の支持体に電鋳法により成長させて、第２の支持体と一体に連結して複数の内部接続用電極を形成し、
前記配線パターンの所定位置に前記複数の内部接続用電極の各一端を接続して、該複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、第１及び第２の支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
裏面における前記外部接続用電極を、前記配線パターンに設けた、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置した請求項１１に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項１２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項１３に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記再配線は、前記内部接続用電極と共に配線パターンを、導電性材料の第２の支持体に電鋳法により成長させることにより行う請求項１２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
導電性材料の支持体上に電鋳法により成長させて複数の内部接続用電極と共に配線パターンを一体に形成し、
前記回路素子を前記配線パターン上に配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続し、かつ、前記複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
前記回路素子を樹脂封止した後、前記支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
裏面における前記外部接続用電極を、前記配線パターンに設けた、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置において、
前記回路素子を有機基板上に配置すると共に該有機基板に設けた第１の配線パターンと接続し、
複数の内部接続用電極及び該電極と接続される第２の配線パターンを、導電性材料の支持体上に電鋳法により成長させて、支持体と一体に連結して構成した内部電極接続用構造体を備え、
前記第２の配線パターンに接続される前記複数の内部接続用電極の一端を、前記第１の配線パターン上に固定して電気的に接続し、
前記回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した内部電極接続用構造体から、支持体を剥がすことにより個々に分離される内部接続用電極の他端に接続される前記第２の配線パターンに、おもて面における前記外部接続用電極を接続し、
前記有機基板内部の導体層を介して、裏面における前記外部接続用電極を前記第１の配線パターンに接続した、
ことから成る両面電極構造の半導体装置。
【請求項１８】
前記内部接続用電極構造は、半田接続により固定して電気的に接続した請求項１７に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項１９】
前記支持体の導電性材料はステンレス或いはベースに銅材料を用いて表面を酸化膜材料で覆ったものを用い、かつ、電鋳法により成長させる導電性材料は、ニッケル、ニッケル合金、銅、或いは銅合金を含む材料からなる請求項１７に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２０】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置において、
前記回路素子をリードフレーム上に配置すると共に該リードフレームのインナーリード部と接続し、
複数の内部接続用電極及び該電極と接続される配線パターンを、導電性材料の支持体上に電鋳法により成長させて、支持体と一体に連結して構成した内部電極接続用構造体を備え、
前記配線パターンに接続される前記複数の内部接続用電極の一端を、前記リードフレームの所定位置に固定して電気的に接続し、
前記回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した内部電極接続用構造体から、支持体を剥がすことにより個々に分離される内部接続用電極の他端に接続される前記配線パターンに、おもて面における前記外部接続用電極を接続し、
前記リードフレームに設けたアウターリード部を、裏面における前記外部接続用電極として用いる、
ことから成る両面電極構造の半導体装置。
【請求項２１】
前記内部接続用電極構造は、半田接続により固定して電気的に接続した請求項２０に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２２】
前記支持体の導電性材料はステンレス或いはベースに銅材料を用いて表面を酸化膜材料で覆ったものを用い、かつ、電鋳法により成長させる導電性材料は、ニッケル、ニッケル合金、銅、或いは銅合金を含む材料からなる請求項２０に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２３】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置において、
導電性材料の第１の支持体上に電鋳法により成長させて形成された第１の配線パターン上に前記回路素子を配置し、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続をすることにより構成した回路基板を備え、
複数の内部接続用電極及び該電極と接続される第２の配線パターンを、導電性材料の第２の支持体上に電鋳法により成長させて、第２の支持体と一体に連結して構成した内部電極接続用構造体を備え、
前記第２の配線パターンに接続される前記複数の内部接続用電極の一端を、前記回路基板の第１の配線パターン上に固定して電気的に接続し、
前記回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した前記回路基板及び内部電極接続用構造体から、第１及び第２の支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
個々に分離される内部接続用電極の他端に接続される前記第２の配線パターンに、おもて面における前記外部接続用電極を接続し、かつ、裏面における前記外部接続用電極を前記第１の配線パターンに設けた、
ことから成る両面電極構造の半導体装置。
【請求項２４】
前記内部接続用電極構造は、半田接続により固定して電気的に接続した請求項２３に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２５】
前記第１及び第２の支持体の導電性材料はステンレス或いはベースに銅材料を用いて表面を酸化膜材料で覆ったものを用い、かつ、電鋳法により成長させる導電性材料は、ニッケル、ニッケル合金、銅、或いは銅合金を含む材料からなる請求項２３に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２６】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置において、
複数の内部接続用電極及び該電極と接続される配線パターンを、導電性材料の支持体上に電鋳法により成長させて、支持体と一体に連結して構成した内部電極接続用構造体を備え、
前記回路素子を前記配線パターン上に配置し、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続し、
前記回路素子を樹脂封止した前記内部電極接続用構造体から、前記支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置し、かつ、裏面における前記外部接続用電極を、前記配線パターンに設けた、
ことから成る両面電極構造の半導体装置。
【請求項２７】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項２６に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２８】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項２７に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項２９】
前記支持体の導電性材料はステンレス或いはベースに銅材料を用いて表面を酸化膜材料で覆ったものを用い、かつ、電鋳法により成長させる導電性材料は、ニッケル、ニッケル合金、銅、或いは銅合金を含む材料からなる請求項２６に記載の両面電極構造の半導体装置。
【請求項３０】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置において、
前記回路素子を基板上に配置すると共に該基板に設けた配線パターンと接続し、
複数の内部接続用電極を備え、該複数の内部接続用電極の一端を、前記第１の配線パターン上に固定して電気的に接続し、
前記回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止し、かつ、前記複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
裏面における前記外部接続用電極を前記配線パターンに接続した、
ことから成る両面電極構造の半導体装置。
【請求項３１】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置において、
前記回路素子を基板上に配置すると共に該基板に設けた第１の配線パターンと接続し、
複数の内部接続用電極及び該電極と接続される第２の配線パターンを備え、
前記第２の配線パターンに接続される前記複数の内部接続用電極の一端を、前記第１の配線パターン上に固定して電気的に接続し、
前記回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止し、内部接続用電極の他端に接続される前記第２の配線パターンが樹脂封止のおもて面内に該充填樹脂面とフラットになるように埋め込まれており、かつ、該第２の配線パターンに、おもて面における前記外部接続用電極を接続し、
前記基板裏面における前記外部接続用電極を前記第１の配線パターンに接続した、
ことから成る両面電極構造の半導体装置。
【請求項３２】
前記内部接続用電極の一端の前記第１の配線パターン上への固定は、半田接続により行われる請求項３０又は３１に記載の両面電極構造の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法、及び該方法により製造された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩチップの高集積化に伴い、パッケージサイズの縮小化も強く要求されており、様々な実装パッケージ構造が提案されている。近年、半導体ベアチップに貫通電極を形成して積層しようとする開発が盛んに行われている。一方、リアルサイズの両面電極パッケージもこれから製品化される可能性が高い。いずれの技術においても、従来の両面電極パッケージは常に貫通電極構造を必要としているが（特許文献１参照）、現在の貫通電極形成は低抵抗金属を充填するためには低温処理が要求され、半導体プロセスへの適用は難しく、一方貫通孔の絶縁方法は、高温処理が必要なため半導体の実装プロセスへの適用は困難である。このように、半導体基板への貫通電極の形成とその絶縁方法にはまだ課題が残されていて、貫通電極を必要とせずに配線することが望まれる。【０００３】
特許文献２は基板上に突起電極を形成して両面電極構造を開示しているが、その突起電極形成方法や接続方法などの具体的な開示は全く無い。また上面の再配線も開示しているが、この手法は上面メッキで低抵抗金属膜を形成してリソグラフィーを用いてパターン形成する従来手法のみの開示に留まっており、コスト的には大きな課題を持っていると言える。【０００４】
特許文献３は、積層型半導体パッケージ用の多層基板において、その個別単層のパッケージを薄くする技術を開示する。このため、下部配線基板と上部配線基板に分けて別々に製作し、後で貼り合わせる。上部配線基板は上面への電極取出しと再配線を同時に兼ね備えているが、低コストで製造することは困難である。【０００５】
また、特許文献４は、積層型半導体において、その個別単層のパッケージの突起電極を形成する技術を開示する。突起電極のパターン形成をフィルムで行い、開口部に半田ペーストを充填し、過熱することによって突起電極を形成する。工程的に、圧倒的に複雑でコスト高となる。
【特許文献１】特開２００１−１２７２４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８３１２号公報
【特許文献３】特開２００５−２８６０１０号公報
【特許文献４】特開２００３−２１８２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、係る問題点を解決して、貫通電極技術を必要とすること無く、簡潔にしかもコスト的にも安く両面電極パッケージを製造し、供給することを目的としている。これによって、有機基板タイプ両面電極パッケージ、リードフレームタイプ両面電極パッケージ、或いはテープ基板タイプ両面電極パッケージの製造を可能にして、従来の携帯電話への応用以外に各種センサー（音、磁気、圧力、等）用パッケージとしても有効となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の両面電極構造の半導体装置の製造方法、及び該方法により製造された半導体装置は、半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置する。回路素子を有機基板上に配置して、該有機基板に設けた配線パターンと接続する。導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、この支持体により一体に連結した複数の内部接続用電極のそれぞれの一端を、配線パターン上の所定位置に接続する。回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における外部接続用電極として用い、有機基板内部の導体層を介して、裏面における外部接続用電極を配線パターンに接続する。【０００８】
また、本発明の両面電極構造の半導体装置の製造方法、及び該方法により製造された半導体装置は、回路素子をリードフレーム上に配置して、該リードフレームのインナーリード部と接続する。導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、この支持体により一体に連結した複数の内部接続用電極のそれぞれの一端を、リードフレームの所定位置に接続する。回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における外部接続用電極として用い、リードフレームに設けたアウターリード部を、裏面における外部接続用電極として用いる。【０００９】
また、本発明の両面電極構造の半導体装置の製造方法、及び該方法により製造された半導体装置は、導電性材料の第１の支持体上に電鋳法により成長させた配線パターンを形成し、回路素子を前記配線パターン上に配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続する。導電性材料の第２の支持体に電鋳法により成長させて、第２の支持体と一体に連結して複数の内部接続用電極を形成し、配線パターンの所定位置に複数の内部接続用電極の各一端を接続して、該複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における外部接続用電極として用いる。回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、第１及び第２の支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、裏面における外部接続用電極を、配線パターンに設ける。【００１０】
また、本発明の両面電極構造の半導体装置の製造方法、及び該方法により製造された半導体装置は、導電性材料の支持体上に電鋳法により成長させて複数の内部接続用電極と共に配線パターンを一体に形成し、回路素子を前記配線パターン上に配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続し、かつ、複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における外部接続用電極として用いる。回路素子を樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、裏面における外部接続用電極を、配線パターンに設ける。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、両面電極パッケージの内部接続型構造において、貫通電極技術を必要とすること無く、簡潔にしかもコスト的にも安く実現することが可能となる。これによって、電子機器の携帯電話等の小型実装分野、及び電子機器で3次元接続が有効なセンサー用パッケージとして有効となる。【００１２】
また、本発明によれば、任意の数だけ基板上部及び下部の任意の箇所に配線を取り出して、基板上面を任意に再配線可能にし、上部接続ＩＣとの接続パターンに融通性を持たせることができる。【００１３】
さらに、本発明は、ステンレス等の電鋳母型上にメッキしたパターンは熱や圧力で簡単に剥がすことができる性質を利用して、樹脂封止後の上面研削工程を不要にして電鋳母型を除去することができるので、コストの安い両面電極パッケージを実現できる。さらに、ステンレス板の上に内部接続用電極と同時に再配線パターンを作りこめば新たな再配線無しで、簡単に上面の再配線実施済の両面電極パッケージが実現できる。【００１４】
従来は内部接続電極と配線は別工程で行われて、工数が増えコスト高となっていた。例えば、内部接続電極は樹脂封止後に開口し、その開口部にメッキで金属を充填し、配線工程は上面に顔を出した金属面の上に金属膜を一様にスパッタあるいは蒸着で塗布し、その後リソグラフィ工程で配線をパターンニングするというようなやり方をしていた。このような方法は工程が複雑で、また従来の組立工程とは異なる工程も必要になるなど、コスト高となり易い。これに対して連続的に行うことはこれらの工程を部品として集約することであり、組立工程では従来の工程が一切不要にでき、コストを安くすることができる。また部品形成は部品専門企業が担当し、専用の合理化を図ることができ、総合的に工程が簡潔となり、コストが安くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の両面電極構造の半導体装置の第１の例を示す有機基板タイプの両面電極パッケージの断面図である。
【図２】多層有機基板上にＬＳＩチップを接着しかつ接続した状態で示す図である。
【図３】内部接続用電極を固定し、接続した状態で示す図である。
【図４】板状の支持部により一体に連結されている内部接続用電極構造体の詳細を示す図である。
【図５】樹脂封止した状態で示す図である。
【図６】支持部を剥離した後の状態で示す図である。
【図７】内部接続用電極の上面を露出させた状態の上面図である。
【図８】再配線を説明する図である。
【図９】図４とは異なる内部接続用電極構造体の別の例を示す図である。
【図１０】内部接続用電極構造体を固定し、接続した状態で示す図である。
【図１１】樹脂封止した状態で示す図である。
【図１２】支持部を剥離した後の状態で示す図である。
【図１３】外部接続用のバンプ電極を形成した完成図である。
【図１４】リードフレーム上にＬＳＩチップを接着しかつ接続した状態で示す図である。
【図１５】内部接続用電極構造体を固定し、接続した状態で示す図である。
【図１６】樹脂封止した状態で示す図である。
【図１７】支持部剥離後の状態を示す図である。
【図１８】リードフレームに代えて用いることのできる配線パターンを有する基板を示す図である。
【図１９】有機基板上に回路素子を配置した状態で示す図である。
【図２０】内部接続用電極構造体を接着した状態で示す図である。
【図２１】樹脂封止した状態で示す図である。
【図２２】支持部剥離後の状態で示す図である。
【図２３】最終的に完成した両面電極パッケージを示す断面図である。
【図２４】基板上に、電子部品が搭載されて接続された状態で示す図である。
【図２５】樹脂封止した状態で示す図である。
【図２６】基板（支持部）剥離後の状態を示す図である。
【図２７】外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。
【図２８】再配線を説明する図である。
【図２９】フォトレジストを用いた電鋳部品の製造方法を示す工程図である。
【図３０】めっき装置を例示する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の両面電極構造の半導体装置の第１の例を示す有機基板タイプの両面電極パッケージの断面図を示している。なお、図示したように、有機基板タイプの両面電極パッケージの有機基板側を裏面として、その上に配置される回路素子側をおもて面とする。ＬＳＩチップのような半導体チップは、多層有機基板上にダイボンド材により接着して、有機基板の最上層の配線パターンとはボンディングワイヤ（ワイヤボンド接続方式）により接続する。この有機基板の配線パターン上には、本発明の特徴とする電鋳法により作成された内部接続用電極が固定され、かつ電気的に接続される。内部接続用電極の作製及び接続の詳細は、後述する。有機基板の上面は、ＬＳＩチップ及びボンディングワイヤを覆うように樹脂封止される。内部接続用電極の上面側、及び裏面側に形成された端面電極部にそれぞれ、外部接続用のバンプ電極が形成される。【００１７】
次に、図１に示した両面電極構造の半導体装置（有機基板タイプの両面電極パッケージ）の製造工程を、図２〜図６を参照しつつ順を追って説明する。図２は、多層有機基板上にＬＳＩチップを接着しかつ接続した状態で示す図である。ＬＳＩチップは、多層有機基板上にダイボンド材により接着して、有機基板の最上層の配線パターンとはボンディングワイヤにより接続するものとして例示している。多層または単層有機基板の最上層の配線パターンに、ボンディングワイヤ接続電極となるボンディング用金属パッド部が形成されると共に、該パッド部への配線が形成される。この多層または単層有機基板のおもて面の金属パッド部と、ＬＳＩチップは、Ａｕボンディングワイヤにより接続される。１個のＬＳＩチップを例示したが、複数のチップを積層することも可能である。【００１８】
或いは、ＬＳＩチップは、有機基板に対してフリップチップボンド接続することもできる（図示省略）。この場合、ＬＳＩチップは、多層または単層有機基板の最上層の配線パターンに、通常の技術を用いて、フリップチップボンド接続される。【００１９】
多層または単層有機基板は、単層２層配線構造や複数層から成る基板の各層に、それぞれ配線パターンを形成した後これらの基板を貼り合わせ、必要に応じて各層の配線パターンを接続するためのスルーホールを形成したものである。このスルーホールの内部には導体層が形成され、この導体層が裏面側に形成された端面電極部であるランドと接続されている。即ち、スルーホールの導体層は、必ずしもそのままランドにはならない。さらに、このランドには、ハンダ材料を付着させて、外部接続用のバンプ電極を形成することができる。このような多層または単層有機基板は、例えば、「ハンダボール」と呼ばれる小さいハンダ材料を丸めたもの（バンプ）を裏面に実装した（BGA：Ball Grid Array）一括封止有機基板として知られている。【００２０】
図３は、内部接続用電極を固定し、接続した状態で示す図である。有機基板の配線パターンの所定の位置には、本発明の特徴とする内部接続用電極が固定されかつ電気的に接続される。内部接続用電極を固定及び接続する手法としては、超音波による接合、銀ペースト等の導電性ペーストによる接続等の種々の接続方法が可能であるが、半田接続が望ましい。製造容易に固定及び電気的接続が可能となる。【００２１】
内部接続用電極が有機基板の配線パターン上の所定の位置に配置した接続電極用金属パッド部（図２参照）に固定された段階では、全ての内部接続用電極が、板状の支持部により一体に連結されている。【００２２】
図４は、板状の支持部により一体に連結されている内部接続用電極構造体の詳細を示す図であり、図４（Ａ）及び（Ｂ）は１個の両面電極パッケージのための単体パターンの側面断面図及び斜視図をそれぞれ示し、また図４（Ｃ）は４個の両面電極パッケージのための４個の単体パターンを１個に連結したパターンの斜視図を示している。これら単体パターン或いは連結パターンは、複数の内部接続用電極を支持部により一体に連結して構成される。内部接続用電極は、例示したような円柱形状に限らず、矩形、多角形状等を含む柱状（棒状）形状であれば良い。パターン中央部は、例示したようにベタ板にすることに限らず、中抜きでも可能である。一体連結の内部接続用電極パターンの製造は電鋳法によって行われる。【００２３】
電鋳法自体は、周知の加工法である。電鋳法とは「電気めっき法による金属製品の製造・補修又は複製法」であって、基本的には電気めっきと同様であるが、めっき厚、めっき皮膜の分離操作を行う点が、電気めっきとは異なる。また、母型よりめっき皮膜を剥離して使用する場合、めっき皮膜の物性の制御・管理が重要ポイントとなる。本発明で用いる電鋳法により成長させる導電性材料のめっき金属としては、ニッケルまたは銅とか、ニッケル合金、或いは銅合金を含む材料を用いることができる。本発明で用いる母型材質としては、電鋳リードフレームに一般的な導電性材料であるステンレスを用いることができるが、それ以外に、樹脂封止のために用いる樹脂材料と熱膨張係数が大きく異ならない材質、例えばベースに銅材料を用いて表面はめっきパターンが剥離し易いようにめっき用の電気を通す程度の薄い酸化膜等の材料で覆ったものを用いることができる。内部応力の生じないようなめっき浴の組成やめっき条件を選定する必要があり、ニッケルめっきの場合、めっき浴として、スルファミン酸ニッケル浴が利用されている。【００２４】
図２９は、フォトレジストを用いた電鋳部品の製造方法を示す工程図である。図２９（ａ）に示すように、ステンレス等の母型の上面に、フォトレジスト（不導体被膜）を塗布する。次いで、パターンフィルムを通して露光するパターン焼き付け及びその後の現像により、非めっき部分をフォトレジストパターンで覆った電鋳用原版を形成する（図２９（ｂ））。電鋳用原版のフォトレジストパターンの厚さは、製品（内部接続用電極、或いは図９に示す配線パターン）の厚さ以上であり、内部接続用電極の場合は、樹脂封止された半導体単体チップあるいは複数チップの積層のトータル厚さ以上、例えば100μｍ〜300μ前後の厚さとする。続いて、フォトレジストパターンの開口部にめっき金属が形成される（図２９（ｃ））。これは、図３０に示すようなめっき装置を用いて行う。適性温度に維持されためっき浴（例えば、スルファミン酸ニッケル液）中に、陽極側に電鋳させようとする電鋳金属を入れ、陰極側にステンレス等の電鋳母型を配置する。陰極側の電鋳母型の表面上には、図２９（ｃ）に示すように、フォトレジストパターンが予め形成されている。電流を流すと、陽極側の電鋳金属が溶け出して、電鋳母型上のフォトレジストパターン開口部にめっきされる。【００２５】
次に、図２９（ｄ）に示すように、平坦化加工が行われる。このめっき金属が内部接続用電極に相当するが（図４参照）、さらに、上記工程（図２９（ａ）〜（ｄ））を２回繰り返すことにより、配線パターン（図９参照）も形成することができる。即ち、最初の工程で、配線パターンを形成した後、２回目の工程で、配線パターンに接続される内部接続用電極を形成する。【００２６】
次に、レジストを除去すると（図２９（ｅ））、レジスト部分以外がそのまま内部接続用電極や配線パターンとなる。そして、めっき金属により形成された内部接続用電極を電鋳母型から剥離する（図２９（ｆ））。本発明は、後述するように、この剥離工程を、樹脂封止工程後に行う（図６参照）。形成された内部接続用電極と支持部の剥がしが、熱や圧力で容易に行うことができるのが、電鋳法の特徴である。【００２７】
図５は、樹脂封止した状態で示す図である。一体に連結されている内部接続用電極が固定された後、この状態で、有機基板の上面は、支持部（上述した電鋳母型）の下面までトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂（材質は、例えばエポキシ系）を用いて樹脂封止される。【００２８】
図６は、支持部（電鋳母型）を剥離した後の状態で示す図である。支持部を剥離することにより、内部接続用電極が電気的に個々に分離される。内部接続用電極の上面を露出させた状態の上面図を、図７に示している。この段階の構成により、完成製品として使用可能であるが、この後、図１を参照して前述したように、内部接続用電極の上面側、及び裏面側に形成された端面電極部（ランド）にそれぞれ、外部接続用のバンプ電極を形成することができる。【００２９】
このように、支持体である導電性材料（電鋳母型）にリソグラフィーとメッキを用いて柱状の電極ポスト（内部接続用電極）を成長させ、支持体と一体になった電極ポストパターンを有する内部接続用電極構造体を形成し、そして、この構造体を、ＬＳＩチップが搭載された多層基板に接続した後、支持体と多層基板の間に樹脂を充填し、然る後に該支持体を剥がすことにより内部接続用電極の端面がバンプ電極に接続された両面電極構造の半導体装置が形成される。【００３０】
図８は、再配線を説明する図である。図６に示す支持部剥離工程後に、樹脂封止上面には再配線を行うこともできる。内部接続用電極の配置から、例えばエリア配置に持っていくためにインクジェット方式あるいはスクリーン印刷で再配置をする。或いは、上面の再配線のために、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによっても行うことができる。また、再配線として銅金属粒子を用いた場合、銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施すことができる。これら手法によって、内部接続用電極の頭部露出位置と異なったところにバンプ電極を配置することが可能となる。【００３１】
図９〜図１３は、図８とは異なる再配線方法を説明する図である。図９は、図４とは異なる内部接続用電極構造体の別の例を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ単体パターンの側面断面図及び斜視図を示している。図２９を参照して上述したように、電鋳法により、支持部に支持される内部接続用電極だけでなく、それに接続される配線パターンを形成することができる。このような方法によって、図９に示す内部接続用電極構造体には、上面配線パターン造り込みがなされている。なお、単体パターンとして例示したが、図４と同様に複数個連結した連結パターンとすることもできる。【００３２】
多層有機基板上にＬＳＩチップを接着しかつ接続した（図２参照）後に、支持部に支持された内部接続用電極構造体が固定され、かつ電気的に接続されることになるが、このとき、内部接続用電極構造体として、図９に示すような内部接続用電極と共に、配線パターンを有するものを用いる。【００３３】
図１０は、内部接続用電極構造体を固定し、接続した状態で示す図である。図３を参照して前述したように、有機基板の配線パターンの所定の位置には、板状の支持部により一体に連結された内部接続用電極が固定されかつ電気的に接続される。【００３４】
図１１は、樹脂封止した状態で示す図である。図５を参照して前述した通りである。その後、図１２に示すように、支持部が剥離される。図１２は、支持部を剥離した後の状態で示す図である。支持部を剥離することにより、内部接続用電極及びそれに接続された配線パターンが電気的に個々に分離される。この結果、配線パターンは、樹脂封止のおもて面内に該充填樹脂面とフラットになるように埋め込まれることになる。この後、必要に応じて配線部を絶縁処理して図１３に示すように、配線パターンの先端側、及び裏面側に形成されたランドにそれぞれ、外部接続用のバンプ電極を形成して、さらに、チップ個片化のための切断を行って、製品として完成させる。【００３５】
次に、図１４〜図１７を参照して、本発明の両面電極構造の半導体装置の第２の例を示すリードフレームタイプの両面電極パッケージについて説明する。図１４は、リードフレーム上にＬＳＩチップを接着しかつ接続した状態で示す図である。なお、図示したように、リードフレームタイプの両面電極パッケージのリードフレーム側を裏面として、その上に配置される回路素子側をおもて面とする。図示したように、ＬＳＩチップは、リードフレームのダイパッド上にＡｇペースト等によるダイボンド材により接着されている（チップダイボンド）。１個のＬＳＩチップを例示したが、複数のチップを積層することも可能である。リードフレームのインナーリード部と、ＬＳＩチップは、Ａｕボンディングワイヤにより接続される（ワイヤボンド）。このリードフレームを周囲の回路と電気的に接続するためのアウターリード部は、その先端断面が、例示したようなリードフレーム裏面だけでなく、側面にも露出させることができる。リードフレームは、例えば、ＰｄメッキしたＣｕ合金のような金属板から、化学腐食パターニング（エッチング）加工やプレス加工により、多数個同時に形成され、その後の工程で、この多数個同時に形成されたリードフレームが、各個片に切断されることになる。図示のリードフレームは各個片に切断された状態で示され、それ故に、リードフレーム自体も個々に分離されて図示されているが、この製造段階にあるリードフレームは、実際には未だ一体に連結されている。【００３６】
また、このようなリードフレームに代えて、図９を参照して説明したように、支持部となる基板上に、電鋳法により作成された配線パターンを形成したものを用いることができる。図１８は、リードフレームに代えて用いることのできる配線パターンを有する基板（支持部）を示している。回路素子を配線パターン上に配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続する。図示の基板は、後の樹脂封止工程後に、剥離して除去する。【００３７】
図１５は、内部接続用電極構造体を固定し、接続した状態で示す図である。内部接続用電極構造体は、図４を参照して前述したような構造及び材質のものを用いるものとして図示したが、これに代えて、図９に示したような配線パターン付きのものを用いることもできる。図１４に示すリードフレーム（或いは図１８に示す基板）の所定の位置には、本発明の特徴とする内部接続用電極が固定され、かつ電気的に接続される。内部接続用電極構造体を固定及び接続する手法としては、上述した第１の例と同じく、超音波による接合、銀ペースト等の導電性ペーストによる接続等の種々の接続方法が可能であるが、半田接続が望ましい。製造容易に固定及び電気的接続が可能となる。内部接続用電極がリードフレームの所定の位置に固定された段階では、全ての内部接続用電極が、支持部により一体に連結されている。【００３８】
図１６は、樹脂封止した状態で示す図である。一体に連結されている内部接続用電極が接着された後、この状態で、有機基板の上面は、支持部下面までトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂を用いて樹脂封止される。【００３９】
図１７は、支持部剥離後の状態を示す図である。支持部を剥離することにより、内部接続用電極が個々に分離される。この後、チップ個片化のための切断が行われて、製品として完成するが、さらに、上述した例と同じ手法を用いて、この樹脂封止上面に再配線を行うこともできる。【００４０】
次に、図１９〜図２３を参照して、本発明の両面電極構造の半導体装置の第３の例を示すモジュールタイプの両面電極パッケージについて説明する。まず、図１９に示すように、多層または単層有機基板上の所定位置に、半導体チップ（ＩＣチップ）、抵抗Ｒ、及びコンデンサＣのような回路素子を配置して、接続する。各回路素子は、多層または単層有機基板の最上層の配線パターン上に、通常の技術を用いて、フリップチップボンド接続される。【００４１】
図２０は、内部接続用電極構造体を接着した状態で示す図である。内部接続用電極が有機基板上の所定の位置に接着された段階では、全ての内部接続用電極が、支持部により一体に連結されている。この内部接続用電極は、図２を参照して説明したような接続電極用金属パッド部上に電気的に接続される。一体連結の内部接続用電極は、図４或いは図９を参照して前述したような材質及び構成のものを用いることができる。【００４２】
図２１は、樹脂封止した状態で示す図である。一体に連結されている内部接続用電極が接着された後、各回路素子を覆うように支持部下面までトランスファーモールドされ、或いは液状樹脂を用いて樹脂封止される。【００４３】
図２２は、支持部剥離後の状態で示す図である。支持部を剥離することにより、内部接続用電極が電気的に個々に分離される。さらに、上述した例と同じ手法を用いて、この樹脂封止上面に再配線を行うこともできる。【００４４】
図２３は、最終的に完成した両面電極パッケージを示す断面図である。内部接続用電極の上面側に、また、裏面側に形成されたランドにそれぞれ、外部接続用のバンプ電極を形成して、さらに、チップ個片化のための切断を行って、製品として完成させる。【００４５】
次に、図２４〜図２８を参照して、本発明の両面電極構造の半導体装置の第４の例を示す両面電極パッケージについて説明する。図２４は、基板上に、電子部品が搭載されて接続された状態で示す図である。ここで用いる基板は、図９を参照して説明したような構造及び材質を有し、支持部となる基板上に、電鋳法により２回の工程を繰り返して配線パターン及び内部接続用電極が形成されている。この配線パターン上に回路素子を配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続する。即ち、配線パターンを有する基板上に、ＬＳＩチップを含む電子部品を、ダイボンド材により接着して、配線パターンとはボンディングワイヤ（ワイヤボンド接続方式）により接続する。或いは、フリップチップ方式で搭載することもできる。【００４６】
図２５は、樹脂封止した状態で示す図である。基板の上面は、トランスファーモールドされ、或いは液状樹脂を用いて樹脂封止される。樹脂封止には、金型を用いて、内部接続用電極上面位置まで充填する。このとき、金型内上面に耐熱性の合成樹脂製テープを配置し、樹脂充填後に、このテープを剥がすことにより、金型と内部接続用電極上面との間に絶縁体である樹脂が入り込んで、内部接続用電極上面に樹脂が被ることを防ぐことができる。【００４７】
図２６は、基板（支持部）剥離後の状態を示す図である。完成品には不要の基板（支持部）を剥離する。【００４８】
図２７は、外部接続用のバンプ電極を形成した状態で示す図である。バンプ電極は、おもて面においては内部接続用電極の上面に、かつ、裏面においては配線パターンの所定の位置に形成される。その後、チップ個片化のための切断が行われて、製品として完成する。【００４９】
図２８は、再配線を説明する図である。図２６に示す支持部剥離工程後に、樹脂封止上面には再配線を行うこともできる。図８を参照して上述した手法を用いて、内部接続用電極の頭部露出位置と異なったところに外部接続用のバンプ電極を配置することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月16日(2009.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
前記回路素子を有機基板上に配置して、該有機基板に設けた配線パターンと接続し、
導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、
支持体により一体に連結した複数の内部接続用電極のそれぞれの一端を、前記配線パターン上の所定位置に接続し、
回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
前記複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
前記有機基板内部の導体層を介して、裏面における前記外部接続用電極を前記配線パターンに接続した、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置した請求項１に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項３に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記再配線は、前記内部接続用電極と共に配線パターンを、導電性材料の支持体に電鋳法により成長させることにより行う請求項２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
前記回路素子をリードフレーム上に配置して、該リードフレームのインナーリード部と接続し、
導電性材料の支持体に電鋳法により内部接続用電極を成長させて、支持体と一体に連結した内部接続用電極を形成し、
支持体により一体に連結した複数の内部接続用電極のそれぞれの一端を、前記リードフレームの所定位置に接続し、
回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
前記複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
前記リードフレームに設けたアウターリード部を、裏面における前記外部接続用電極として用いる、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置した請求項６に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項７に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項８に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記再配線は、前記内部接続用電極と共に配線パターンを、導電性材料の支持体に電鋳法により成長させることにより行う請求項７に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体チップを含む回路素子を配置して樹脂封止すると共に、該回路素子に接続される外部接続用電極をおもて面と裏面の両面に配置した両面電極構造の半導体装置の製造方法において、
導電性材料の第１の支持体上に電鋳法により成長させた配線パターンを形成し、
前記回路素子を前記配線パターン上に配置して、該回路素子の電極端子と該配線パターンの必要個所とを電気接続し、
導電性材料の第２の支持体に電鋳法により成長させて、第２の支持体と一体に連結して複数の内部接続用電極を形成し、
前記配線パターンの所定位置に前記複数の内部接続用電極の各一端を接続して、該複数の内部接続用電極のそれぞれの他端をおもて面における前記外部接続用電極として用い、
回路素子を覆う樹脂を充填して樹脂封止した後、第１及び第２の支持体を剥がすことにより個々の内部接続用電極に分離して構成し、
裏面における前記外部接続用電極を、前記配線パターンに設けた、
ことから成る両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂封止の上面に再配線をし、内部接続用電極の配置とは異なる位置に外部接続用電極を配置した請求項１１に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記再配線は、インクジェット方式あるいはスクリーン印刷で行うか、若しくは、シード層パターン形成後に無電解メッキすることによって行う請求項１２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記再配線として銅金属粒子を用い、かつ銅金属粒子の酸化膜を除去するために原子状水素で還元処理を施す請求項１３に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記再配線は、前記内部接続用電極と共に配線パターンを、導電性材料の第２の支持体に電鋳法により成長させることにより行う請求項１２に記載の両面電極構造の半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
2008065896.tif 000033
2008065896.tif 000034