(57)【要約】【課題】はんだリフロー時に、半導体チップとダイパッドとの間に剥離が起きないようにした半導体パッケージ、半導体パッケージ用基板、及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】半導体パッケージ３０は、半導体チップ３１を実装するためのダイパッド領域３５及びその外側に周辺端子３７を有するとともに、ダイパッド領域内に貫通部１５が設けられ、ダイパッド領域および周辺端子が、半導体チップ側から順に、金属層１６と、第１銅層１１又は第１銅層及びニッケル層１２と、保護層１９ｂとが積層されてなる。半導体パッケージ用基板２０は、銅を主成分とする層１１または銅を主成分とする層上にニッケルを主成分とする層１２を有する２層からなる基材上に、少なくとも２層以上の金属が積層されてなるダイパッド用突起１４および周辺端子用突起１７を有し、ダイパッド用突起は貫通部を有し、貫通部において基材の表面が露出している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを実装するためのダイパッド領域及びその外側に周辺端子を有するとともに、
前記ダイパッド領域内に貫通部が設けられ、
前記ダイパッド領域および周辺端子が、半導体チップ側から順に、金属層と、第１銅層又は第１銅層及びニッケル層と、保護層とが積層されてなることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
半導体パッケージの製造方法であって、
順に、金属層、第１銅層、ニッケル層、第２銅層が積層されてなり、
ダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板２０を準備する工程と、
ニッケル層１２の選択的エッチングによって、
半導体チップを実装するためのダイパッド用突起の周囲に露出する部分および周辺端子用突起の周囲に露出する部分のニッケル層を除去するとともに、
前記ダイパッド用突起内の貫通部内に露出する部分を除去する工程と、
前記ダイパッド用突起上に半導体チップを実装する工程と、
前記半導体チップと周辺端子用突起とをワイヤでワイヤボンディングする工程と、
前記半導体チップ及び周辺端子用突起を封止樹脂で埋設する工程と、
第２銅層１３をエッチングによって除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記第２銅層１３をエッチングによって除去した後、
第２銅層のエッチング除去によって露出したニッケル層の表面に保護層を設ける工程と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記第２銅層をエッチングによって除去した後、
ニッケル層をエッチングによって除去する工程と、
ニッケル層のエッチング除去によって露出した第１銅層の表面に保護層を設ける工程と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
半導体パッケージの製造方法であって、
順に、金属層、第１銅層、ニッケル層、第２銅層が積層されてなり、
ダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板を準備する工程と、
前記ダイパッド領域内に半導体チップを実装する工程と、
前記半導体チップと周辺端子用突起とをワイヤでワイヤボンディングする工程と、
前記半導体チップ及び周辺端子用突起を封止樹脂で埋設する工程と、
第２銅層及びニッケル層をエッチングによって除去するとともに、
前記貫通部の下方を開口する工程と、
ニッケル層のエッチング除去によって露出した第１銅層の表面に保護層を設けることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
銅を主成分とする層または銅を主成分とする層上にニッケルを主成分とする層を有する２層からなる基材上に、少なくとも２層以上の金属が積層されてなるダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板であって、
前記ダイパッド用突起は貫通部を有し、前記貫通部において前記基材の表面が露出していることを特徴とする半導体パッケージ用基板。
【請求項７】
基材上にダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板の製造方法であって、
銅を主成分とする第１銅層、ニッケルを主成分とするニッケル層および銅を主成分とする第２銅層からなる３層材を準備する工程と、
前記第１銅層上にレジスト膜を設ける工程と、
前記レジスト膜を露光、現像し開口部を設ける工程と、
前記開口部に金属層を形成した後にレジスト膜を除去する工程と、
レジスト膜を除去することによって露出した第１銅層を選択的にエッチングすることによってダイパッド用突起および周辺端子用突起を形成するとともに、
前記ダイパッド用突起に貫通部を設ける工程を有し、
前記貫通部において第１銅層およびニッケル層からなる基材の表面が露出していることを特徴とする半導体パッケージ用基板の製造方法。
【請求項８】
基材上にダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板の製造方法であって、
銅を主成分とする第１銅層、ニッケルを主成分とするニッケル層および銅を主成分とする第２銅層からなる３層材を準備する工程と、
前記第１銅層上にレジスト膜を設ける工程と、
前記レジスト膜を露光、現像し開口部を設ける工程と、
前記開口部に金属層を形成した後にレジスト膜を除去する工程と、
レジスト膜を除去することによって露出した第１銅層を選択的にエッチングした後、ニッケル層を選択的にエッチングすることにより、
ダイパッド用突起および周辺端子用突起を形成するとともに、
前記ダイパッド用突起に貫通部を設ける工程を有し、
前記貫通部において第１銅層からなる基材の表面が露出していることを特徴とする半導体パッケージ用基板の製造方法。
【請求項９】
前記銅を主成分とする第１銅層、ニッケルを主成分とするニッケル層および銅を主成分とする第２銅層からなる３層材は、少なくとも一回以上表面活性化処理法を用いて３層に形成するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体パッケージ用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型薄型化が可能で且つ半田耐熱性に優れた半導体パッケージ、その半導体パッケージに用いられる半導体パッケージ用基板及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップ、パッケージ用基板および半導体チップを封止する樹脂パッケージ部からなる半導体パッケージにおいては、半導体パッケージの製造工程の途中で巻き込まれた水分や、作成後に吸湿された水分などの半導体パッケージの中の水分によって、半導体パッケージをプリント基板に実装する際のはんだリフロー工程において加熱する際に、水分の膨張によって水蒸気爆発が起こり、半導体チップと封止樹脂やダイパッドなどとの間に剥離が起きる場合があるという問題があった。
【０００３】
特に、パッケージ用基板が樹脂である絶縁性基板である場合には、封止樹脂に加え、パッケージ用基板に用いられる樹脂においても吸湿が起こりやすいため水蒸気爆発が起こりやすく、このため、絶縁性基板に貫通部を設け、ボンディングシートに溜まった水分を効率よく放出することで、水分の加熱膨張によって生ずる膨れや剥離（ポップコーン現象）を防止することが記載されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０１２７１４号公報
【特許文献２】特開２００８−１４７２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された半導体装置では、絶縁性基板に貫通部を設けているので、その貫通部を設けた分だけ樹脂の表面積が大きくなり、半導体パッケージをプリント基板に実装するまでの保管期間に樹脂が水分をより吸湿しやすくなり、水分の加熱膨張によって発生するポップコーン現象の防止、という課題に相反する結果を招くという問題点があった。
さらに、通常のパッケージ用基板の製造工程に対し、最後に絶縁性基板およびダイボンディング領域を連通する貫通部を別途形成する工程が必要となるため、生産性の低下やコストアップに繋がるという問題点もあった。
また、パッケージ用基板として金属基板を用いた場合（例えば特許文献２）はパッケージ用基板への吸湿がないため、絶縁性基板を用いた場合に比べ水蒸気爆発は起こりにくいが、長期間の保管をする場合や高湿環境下に晒される場合には、図８に示すように、ダイパッドと封止樹脂との界面からの水分の浸入や封止樹脂への吸湿の影響があり、半導体チップとパッケージ用基板間の剥離の発生のおそれがあることが分かった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、半導体チップを搭載するダイパッドとそれらを埋設する封止樹脂との界面から水分が浸入したり、封止樹脂中に水分が浸入したりした場合においても、半導体パッケージをプリント基板に実装する際のはんだリフロー工程において加熱する際に、半導体チップとダイパッドとの間に剥離が生じることを抑制できる半導体パッケージ、それに用いる半導体パッケージ用基板及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の半導体パッケージは、
半導体チップを実装するためのダイパッド領域及びその外側に周辺端子を有するとともに、
前記ダイパッド領域内に貫通部が設けられ、
前記ダイパッド領域及び周辺端子が、半導体チップ側から順に、金属層と、第１銅層又は第１銅層及びニッケル層と、保護層とが積層されてなることを特徴とする。
（２）本発明の半導体パッケージの製造方法は、
順に、金属層、第１銅層、ニッケル層、第２銅層が積層されてなり、
ダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板２０を準備する工程と、
ニッケル層１２の選択的エッチングによって、
半導体チップを実装するためのダイパッド用突起の周囲に露出する部分および周辺端子用突起の周囲に露出する部分露出する部分のニッケル層を除去するとともに、
前記ダイパッド用突起内の貫通部内に露出する部分を除去する工程と、
前記ダイパッド用突起上に半導体チップを実装する工程と、
前記半導体チップと周辺端子用突起とをワイヤでワイヤボンディングする工程と、
前記半導体チップ及び周辺端子用突起を封止樹脂で埋設する工程と、
第２銅層１３をエッチングによって除去する工程と、
を含むことを特徴とする。
（３）本発明の半導体パッケージの製造方法は、上記（２）において、
前記第２銅層１３をエッチングによって除去した後、
第２銅層のエッチング除去によって露出したニッケル層の表面に保護層を設ける工程と、
を含むことを特徴とする。
（４）本発明の半導体パッケージの製造方法は、上記（２）において、
前記第２銅層をエッチングによって除去した後、
ニッケル層をエッチングによって除去する工程と、
ニッケル層のエッチング除去によって露出した第１銅層の表面に保護層を設ける工程と、
を含むことを特徴とする。
（５）本発明の半導体パッケージの製造方法は、
順に、金属層、第１銅層、ニッケル層、第２銅層が積層されてなり、
ダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板を準備する工程と、
前記ダイパッド領域内に半導体チップを実装する工程と、
前記半導体チップと周辺端子用突起とをワイヤでワイヤボンディングする工程と、
前記半導体チップ及び周辺端子用突起を封止樹脂で埋設する工程と、
第２銅層及びニッケル層をエッチングによって除去するとともに、
前記貫通部の下方を開口する工程と、
ニッケル層のエッチング除去によって露出した第１銅層の表面に保護層を設けることを特徴とする。
（６）本発明の半導体パッケージ用基板は、
銅を主成分とする層または銅を主成分とする層上にニッケルを主成分とする層を有する２層からなる基材上に、少なくとも２層以上の金属が積層されてなるダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板であって、
前記ダイパッド用突起は貫通部を有し、前記貫通部において前記基材の表面が露出していることを特徴とする。
（７）本発明の半導体パッケージ用基板の製造方法は、
基材上にダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板の製造方法であって、
銅を主成分とする第１銅層、ニッケルを主成分とするニッケル層および銅を主成分とする第２銅層からなる３層材を準備する工程と、
前記第１銅層上にレジスト膜を設ける工程と、
前記レジスト膜を露光、現像し開口部を設ける工程と、
前記開口部に金属層を形成した後にレジスト膜を除去する工程と、
レジスト膜を除去することによって露出した第１銅層を選択的にエッチングすることによってダイパッド用突起および周辺端子用突起を形成するとともに、
前記ダイパッド用突起に貫通部を設ける工程を有し、
前記貫通部において第１銅層およびニッケル層からなる基材の表面が露出していることを特徴とする。
（８）本発明の半導体パッケージ用基板の製造方法は、
基材上にダイパッド用突起および周辺端子用突起を有する半導体パッケージ用基板の製造方法であって、
銅を主成分とする第１銅層、ニッケルを主成分とするニッケル層および銅を主成分とする第２銅層からなる３層材を準備する工程と、
前記第１銅層上にレジスト膜を設ける工程と、
前記レジスト膜を露光、現像し開口部を設ける工程と、
前記開口部に金属層を形成した後にレジスト膜を除去する工程と、
レジスト膜を除去することによって露出した第１銅層を選択的にエッチングした後、ニッケル層を選択的にエッチングすることにより、
ダイパッド用突起および周辺端子用突起を形成するとともに、
前記ダイパッド用突起に貫通部を設ける工程を有し、
前記貫通部において第１銅層からなる基材の表面が露出していることを特徴とする。
（９）本発明の半導体パッケージ用基板の製造方法は、上記（７）又は（８）において、
前記銅を主成分とする第１銅層、ニッケルを主成分とするニッケル層および銅を主成分とする第２銅層からなる３層材は、少なくとも一回以上表面活性化処理法を用いて３層に形成するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体パッケージは、半導体チップを実装するためのダイパッド領域及びその外側に周辺端子を有するとともに、前記ダイパッド領域内に貫通部が設けられ、前記ダイパッド領域及び周辺端子が、半導体チップ側から順に、金属層、第１銅層又は第１銅層及びニッケル層、保護層が積層されてなることによって、より長期間の保管においても半導体チップと半導体パッケージ用基板との剥離を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の半導体パッケージであり、（ａ）は実施形態１の半導体パッケージを示す断面図であり、（ｂ）は実施形態２の半導体パッケージを示す断面図である。
【図２】図２は本発明の半導体パッケージ用基板を示す断面図である。
【図３】図３は半導体パッケージ基板を製造に用いる表面活性化接合装置の概略説明図である。
【図４】図４は本発明の半導体パッケージ用基板の製造方法を示す説明図であり、（ａ）は半導体パッケージ用基板を形成する前の３層材の断面図であり、（ｂ）は第１銅層の表面にレジスト膜を形成した状態を示す断面図であり、（ｃ）は第１銅層の表面に形成したレジスト膜を露光、現像した状態を示す断面図であり、（ｄ）は第１銅層の表面に形成したレジスト膜の開口部に金属層を形成した状態を示す断面図であり、（ｅ）はレジスト膜を除去した状態を示す断面図であり、（ｆ）は銅の選択エッチングで第１銅層をエッチング除去した状態を示す断面図である。
【図５】図５は本発明の実施形態１の半導体パッケージの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は半導体パッケージ用基板の断面図であり、（ｂ）はダイパッド用突起の上に半導体チップを搭載しワイヤボンディングした状態を示す断面図であり、（ｃ）は半導体チップ、ダイパッド用突起、周辺端子用突起を埋設した状態を示す断面図であり、（ｄ）は第２銅層をエッチング除去して貫通部の下方を開口させた状態を示す断面図であり、（ｅ）は第２銅層をエッチング除去して露出したニッケル層の表面に保護層を設けた状態を示す断面図である。
【図６】図６は本発明の実施形態２の半導体パッケージの製造方法を示す説明図であり、（ａ）はダイパッド用突起の上に半導体チップを搭載しワイヤボンディングした状態を示す断面図であり、（ｂ）は半導体チップ、ダイパッド用突起、周辺端子用突起を埋設した状態を示す断面図であり、（ｃ）は第２銅層をエッチング除去してニッケル層を露出させた状態を示す断面図であり、（ｄ）は第２銅層をエッチング除去して露出したニッケル層をエッチング除去し貫通部の下方を開口させた状態を示す断面図であり、（ｅ）はニッケル層をエッチング除去して露出した第１銅層の表面に保護層を設けた状態を示す断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の半導体パッケージにおける水分浸入経路を示す断面説明図であり、（ｂ）は本発明の半導体パッケージにおける水分排出効果を示す断面説明図である。
【図８】（ａ）は従来の半導体パッケージにおける水分浸入経路を示す断面説明図であり、（ｂ）は従来の半導体パッケージにおける水分排出経路を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜半導体パッケージ＞
本発明の半導体パッケージについて図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態の半導体パッケージであり、（ａ）は実施形態１の半導体パッケージを示す断面図であり、（ｂ）は実施形態２の半導体パッケージを示す断面図である。
図１に示すように、実施形態の半導体パッケージは、半導体チップ３１を実装するためのダイパッド領域３５及びその外側に周辺端子３７を有するとともに、前記ダイパッド領域３５内に貫通部１５が設けられ、前記ダイパッド領域３５及び周辺端子３７が、半導体チップ３１側から順に、金属層１６、第１銅層１１又は第１銅層１１及びニッケル層１２、保護層１９が積層されてなる。
なお、半導体パッケージの製造方法については後述する。
【００１１】
＜パッケージ用基板＞
次に、図２を用いて、実施形態の半導体パッケージ用基板について説明する。
図２の半導体パッケージ用基板の断面図に示すように、半導体パッケージ用基板２０は、銅を主成分とする層（第２銅層１３）または銅を主成分とする層（第２銅層１３）上にニッケルを主成分とする層（ニッケル層１２）の２層からなる基材上に、少なくとも２層以上の金属が積層されてなるダイパッド用突起１４および周辺端子用突起１７を有する。
ダイパッド用突起１４は貫通部１５を有し、貫通部１５において基材の表面（第２銅層１３またはニッケル層１２）が露出している。
【００１２】
＜第１銅層、第２銅層＞
パッケージ用基板２０を構成する第１銅層１１や第２銅層１３としては、銅板、電解銅箔、圧延銅箔などが挙げられる。
第１銅層１１や第２銅層１３の素材としては、銅の他、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅、黄銅や、銅ベリリウム系合金（例えば、ベリリウム２％、残部が銅の合金など）、銅銀系合金（例えば、銀３〜５％、残部が銅の合金など）などが挙げられる。
第１銅層１１の厚みとしては、５〜１００μｍの範囲とすることが望ましい。より望ましくは１８〜５０μｍである。５μｍ未満では、半導体パッケージを形成した際に封止樹脂との接着面積が小さいことによる端子の抜け落ちが生じる恐れがある。逆に１００μｍを超えると、厚すぎて不経済であり、かつ、微細なエッチングが困難となる。
第２銅層の厚みとしては、１０〜２００μｍが望ましい。１０μｍ未満では、半導体パッケージ用基板や半導体パッケージの製造過程におけるハンドリングが困難となる。また、２００μｍを超えると、厚すぎて不経済かつ、半導体パッケージの製造工程において銅層１３を除去する際に時間やコストがかかる。
【００１３】
＜ニッケル層＞
パッケージ用基板２０を構成するニッケル層１２としては、ニッケルあるいはニッケルを主成分とするニッケル合金を用いることができる。ニッケルを主成分とするニッケル合金としては、ニッケル−リン合金、ニッケル−ボロン合金などが適用できる。
リンあるいはボロンなどの合金成分は、ニッケル合金めっき中に２０質量％以下含まれることが望ましい。２０質量％を超えると、エッチングストップ層としての役割が効果的でなくなる。
【００１４】
ニッケル層１２の厚みとしては、０．１〜１０μｍが望ましく、より望ましくは０．５〜２μｍである。０．１μｍ未満では、ニッケル層が均一に被覆されないので、エッチングストップ層としての役割の点で問題が生じる。一方、１０μｍを超えると、厚すぎてエッチングストップ層としての効果が飽和し、経済的でない。また、ニッケル層１２のエッチングを行う際に長い時間を要するようになり、第１銅層１１まで不必要に多くエッチングされてしまう恐れがある。
【００１５】
ニッケル層１２は、第１銅層１１又は第２銅層１３上に湿式や乾式めっき法などの手段により析出させて形成することができる。例えば、電気めっき法、浸漬めっき法、真空蒸着法などの手段が挙げられる。
また、めっき法に代えて、電解ニッケル箔や圧延ニッケル箔、ニッケルを主成分とした合金箔（例えばニッケル−鉄合金箔）などを第１銅層１１又は第２銅層１３上に圧接する手段も挙げられる。
【００１６】
＜３層の積層＞
図２の半導体パッケージ用基板の断面図に示すように、半導体パッケージ用基板２０は、順に、金属層１６、第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３が積層された４層材からなるが、このうち、第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３の３層材１０（図４（ａ）参照）は、めっき法や積層法などの手段によって製造することができる。例えば、ニッケル層１２は、第１銅層１１又は第２銅層１３上に、湿式や乾式めっき法などの手段により析出させて形成することができる。
また、めっき法に代えて、電解ニッケル箔や圧延ニッケル箔などを第１銅層１１又は第２銅層１３上に圧接する手段（積層法）も挙げられる。
【００１７】
積層法としては、例えば、冷間圧延法、熱間圧延法などが挙げられるが、表面活性化接合法を用いることが望ましい。
表面活性化接合法とは、接合される表面同士、例えば、ニッケル層となるニッケル箔の表面と、第１銅層１１又は第２銅層１３となる銅箔の表面のそれぞれを、積層する前に活性化処理をして接合予定表面の酸化物などを取り除いた後、低圧下率での冷間圧延によって積層接合する手段をいう。
【００１８】
＜活性化接合＞
次に、表面活性化接合法について説明する。
順に、金属層１６、第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３が積層された半導体パッケージ用基板のうち、第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３の３層材を、表面活性化接合装置を用いて製造する。
図３の表面活性化接合装置の説明図に示すように、ニッケルめっき（ニッケル層１２に相当）を施した銅箔１１（第１銅層１１に相当）と、銅箔１３（第２銅層１３に相当）とを接合する場合について説明する。
まず、表面活性化接合法においては、接合前に、互いに接合されるニッケルめっき１２及び銅箔１３の接合予定表面をそれぞれ活性化処理を行う。
活性化処理は、真空槽内に装填された銅箔１１、銅箔１３をそれぞれアース接地された一方の電極（電極Ａ）と接触させ、絶縁支持された他の電極（電極Ｂ）との間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気好ましくはアルゴンガス中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極と接触したニッケルめっき１２、銅箔１３のそれぞれの面積が、電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理することにより行う。
【００１９】
活性化処理において、不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。
また、効率よくエッチングするためには、電極Ａと接触するニッケルめっき１２、銅箔１３のそれぞれの露出面積（活性化させる面積、露出面以外はカバーされている）を、ニッケルめっき１２、銅箔１３のそれぞれの露出面と対向する電極Ｂの面積より小さくする必要がある。
この（電極Ａに接触するニッケルめっき１２、銅箔１３の露出面積）／（電極Ｂの対向面積）の比を１／３以下とすることにより、充分な効率でエッチングを行うことができる。
【００２０】
次に、これらの活性化処理されたニッケルめっき１２と銅箔１３とを積層接合して、ニッケルめっき１２を施した銅箔１１と、銅箔１３とを接合して３層の積層材（第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３からなる３層材１０）を形成する（図４（ａ）参照）。
積層接合は、ニッケルめっき１２、銅箔１３のそれぞれ活性化処理した面を対向させるようにし両者を当接して重ね合わせ圧接ユニットで冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、銅箔１１、ニッケルめっき１２、銅箔１３ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。
銅箔１１、ニッケルめっき１２、銅箔１３のそれぞれの温度（℃）をＴとして、０℃＜Ｔ≦３００℃の範囲で良好な接合状態が得られる。より好ましくは、０℃＜Ｔ≦２００℃である。０℃以下とすると特別な冷却装置が必要となり、３００℃を超えると銅箔の強度や特性の変化が現れる。また、２００℃を超えると銅箔の組成によっては、銅の再結晶に伴う組織変化などの軟化でハンドリングに悪影響が生じてくる場合がある。
また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工精度上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。
また、このようにして製造された３層材１０を、必要により残留応力の除去または低減などのために熱処理を施すこともできる。
なお、上記積層接合はプレス装置などを用いて圧接処理によって製造することもできる。
【００２１】
なお、上記において、銅箔１１にニッケルめっき１２を施す代わり、銅箔１１とニッケル箔１２を活性化接合法を用いて２層材とし、さらにこの２層材に銅箔１３を活性化接合することもできる。
また、上記３層材１０は、少なくとも一回以上表面活性化処理法を用いて３層に形成することできればよい。
【００２２】
＜金属層＞
上記のようにして積層された３層材の第１銅層１１上には、金属層１６が形成されている（図４（ｂ）参照）。金属層１６は、第１銅層１１の選択的エッチングの際のメタルマスクとしての役割を果たすとともに、第１銅層１１の酸化防止の役割も果たす。さらに、ワイヤボンディングのための被覆層としての役割も果たす。
金属層１６の成分としては、表面側から順にＡｕ／Ｐｄ／Ｎｉの３層からなる金属層やＡｕ／Ｎｉの２層からなる金属層、Ａｕ、Ａｇなどが挙げられ、第１銅層１１上に、湿式めっき法や乾式めっき法などの手段により析出させて形成することができる。
【００２３】
＜半導体パッケージ用基板の製造方法＞
次に、図４を用いて、半導体パッケージ用基板を製造する方法を説明する。
図４において、（ａ）は半導体パッケージ用基板を形成する前の３層材の断面図であり、（ｂ）は第１銅層の表面にレジスト膜を形成した状態を示す断面図であり、（ｃ）は第１銅層の表面に形成したレジスト膜を露光、現像した状態を示す断面図であり、（ｄ）は第１銅層の表面に形成したレジスト膜の開口部に金属層を形成した状態を示す断面図であり、（ｅ）はレジスト膜を除去した状態を示す断面図であり、（ｆ）は銅の選択エッチングで第１銅層のエッチング除去した状態を示す断面図である。
【００２４】
まず、（ａ）の半導体パッケージ用基板を形成する前の３層材１０ａを準備し、（ｂ）に示すように、３層材１０の第１銅層１１上にレジスト膜１９ａを形成する。次に、（ｃ）に示すように、第１銅層１１上に形成したレジスト膜１９ａを露光、現像することによりレジスト膜に開口部１９ｃを設ける。なお、半導体パッケージ用基板２０においてダイパッド用突起または周辺端子用突起とする部分をレジスト膜の開口部とする。そして、（ｄ）に示すように、第１銅層１１上に形成したレジスト膜１９ａの開口部１９ｃに金属層１６を形成する。さらに、（ｅ）に示すように、レジスト膜１９ａを除去して、金属層１６でメタルマスクした４層材を形成する。
【００２５】
次に、図４（ｆ）に示すように、４層材の第１銅層１１の選択エッチングを行い、第１銅層１１に、半導体チップ３１を実装するためのダイパッド用突起１４と、ダイパッド用突起１４の外側に周辺端子用突起１７とを形成する。そして、ダイパッド用突起１４内に貫通部１５を形成して半導体パッケージ用基板２０を完成させる。
なお、ダイパッド用突起１４とは半導体チップを搭載する予定の台座をいい、半導体チップを搭載して半導体パッケージを完成した後にはダイパッド領域３５となる。
貫通部１５は、封止樹脂中や、封止樹脂とダイパッド用突起１４との界面の水分を、半導体パッケージ用基板２０の下方に排出するための開口された部分３２をいう。
周辺端子用突起１７は、半導体チップ３１とワイヤ３３でワイヤボンディングされ、半導体パッケージ完成後に周辺端子３７として外部基板への導通部となる部分をいう。
【００２６】
＜貫通部の大きさや形状について＞
半導体パッケージ用基板２０に形成する貫通部１５の大きさや形状は特に定めるものではないが、エッチング可能な貫通部１５の大きさは第１銅層１１の厚みによって左右される。
しかしながら、貫通部１５が小さすぎると水分の排出に効果が無く、また、第１銅層１１のエッチングによる形成が不可能となる。
貫通部１５が大きすぎると、半導体チップ３１がダイパッド用突起１４に固着せず剥離する恐れや放熱性が損なわれる恐れがある。
また、エッチングの際に残すべき第１銅層１１が側面から削られすぎるためにダイパッドとしての役割を果たさなくなる問題が生じる。
したがって、下記の貫通部としての条件を踏まえた上で、大きさ、形状、位置と個数について適宜決定することが望ましい。
（ｉ）貫通部がエッチング加工で形成可能な大きさや形状であり、かつ、選択エッチングの際に残すべき銅層が削られすぎない条件でエッチング加工であること。
（ii）ダイパッド用突起上に半導体チップが固着できること。
（iii）放熱性が著しく損なわれないこと。
搭載する半導体チップの大きさによっても異なるが、例えば第１銅層１１の厚みが２０〜３０μｍであるときには、貫通部としての孔を設ける場合は、直径１μｍ以上の貫通部としての孔を設け、各貫通部の面積を総計して得られる開口率が５〜９０％、好ましくは１０〜８０％であることが望ましい。
また、スリット状の貫通部を設ける場合は、幅１μｍ以上、かつ、各貫通部の面積を総計して得られる開口率が０．５〜８０％、好ましくは１〜７０％であることが望ましい。
なお、ここでいう開口率は、第１銅層１１のエッチングの際に、第１銅層１１上に設けられた金属層１６の表面における開口率をいう。
【００２７】
＜貫通部を形成する位置、個数＞
貫通部１５を形成する位置や個数は、本発明においては、特に制限するものではないが、半導体チップ３１外周の各辺からの距離が偏るところに貫通部１５を設けると、距離が大きい辺から侵入した水分の放出がされにくいことがあるので、偏っていない方が好ましい。
また、貫通部１５は半導体チップ３１の下に限らず、ダイパッド領域３５内であれば、半導体チップ３１の外側に設けてもよい。
【００２８】
＜貫通部の形状＞
本発明において貫通部１５の形状は、エッチング加工で形成可能な形状であれば特に制限するものではないが、ダイパッド用突起１４において第２銅層１３の厚み方向に貫通している形態であればよい。
エッチング加工の容易性から考えると、貫通部の断面形状が円形、楕円形、四角形、十字形などである孔や、スリット状の貫通部が挙げられる。スリットは一方向でも２方向以上の複数方向でも構わない。
【００２９】
次に、本発明の半導体パッケージの製造方法について説明する。
＜実施形態１の半導体パッケージの製造方法＞
図５は実施形態１の半導体パッケージの製造方法を示す説明図である。
まず、図５（ａ）に示すように、順に、金属層１６、第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３からなり、ダイパッド用突起１４、周辺端子用突起１７を有する半導体パッケージ用基板２０を準備する（図２の半導体パッケージ用基板の断面図参照）。
なお、実施形態１では、前述した第１銅層１１の選択エッチングによって、ダイパッド用突起１４、周辺端子用突起１７及び貫通部１５を形成した際に露出したニッケル層１２（ダイパッド用突起１４の周囲に露出した部分１８ａ、ダイパッド用突起１４内の貫通部１５内に露出する部分１８ｂ、周辺端子周囲及び周辺端子の外側部分）をエッチング除去する（図４（ｆ）の半導体パッケージ用基板の断面図参照）。その後、ダイパッド用突起１４上に半導体チップ３１を実装する（図５（ｂ）のダイパッド用突起１４の上に半導体チップを搭載した状態を示す断面図参照）。
【００３０】
この際、半導体パッケージ用基板２０のダイパッド用突起１４の上に、ペースト状またはテープ状のダイアタッチ剤を用いて固着するなどの手段によって半導体チップ３１を搭載する。
なお、ダイアタッチ剤は、例えば、樹脂と銀を混合した銀ペーストを用いることができるが、特に制限されるものではない。そして、半導体チップ３１と周辺端子用突起１７とをワイヤ３３でワイヤボンディングする（図５（ｂ）参照）。
さらに、第１銅層１１の上部を覆うようにして、半導体チップ３１、ダイパッド用突起１４、周辺端子用突起１７を封止樹脂３４で埋設する（図５（ｃ）参照）。
【００３１】
ここで、封止樹脂３４としては、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、オレフィン系樹脂、イソシアネート系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、クロロプレンゴム系樹脂、ニトリル系樹脂、スチレン−ブタジエン−ゴム系樹脂、シアノアクリレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂あるいはホットメルト接着剤などが挙げられる。
ホットメルト接着剤としては、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリアミド、ポリエステル、アタクチックポリプロピレン、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。
【００３２】
引き続き、下部の第２銅層１３をエッチング除去して貫通部１５の下方を開口させた部分３２を設ける（図５（ｄ）参照）。
さらに、第２銅層１３のエッチング除去で、露出したニッケル層１２の表面に保護層１９ｂを被覆して周辺端子３７を形成する（図５（ｅ）参照）。または、ニッケル層をさらにエッチング除去した後に露出する第１銅層１１の表面に保護層１９ｂを被覆してもよい。
以上のようにして、実施形態１の半導体パッケージ３０を完成させることができる。
【００３３】
＜保護層＞
ここで、保護層１９ｂは、半導体パッケージをマザーボードに搭載するまでの第１銅層１１またはニッケル層１２の酸化防止や腐食防止の目的で形成させる。
なお、搭載直前または搭載後に除去してもかまわないが、搭載後においても残存させる場合は、保護層に導電性を付与させる必要がある。
保護層１９ｂとしては、第１銅層１１側から、Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕの２層、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕの３層、または、樹脂などの被覆層が挙げられる。なお、Ｎｉ／Ａｕの２層、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕの３層とする場合の該Ｎｉは、ニッケル層１２、又はニッケル層１２の上にさらにニッケル層を設けたもの、あるいは、ニッケル層１２を一度エッチング除去した後に新たにニッケル層を設けたもの、などが挙げられる。
樹脂の場合は、半導体パッケージをマザーボードに搭載した後において樹脂が消滅するような種類の樹脂とすることも好ましい。例えば、水溶性や熱分解性を有する樹脂が挙げられる。なお、保護層は半導体パッケージの機能を妨げなければ半導体パッケージ用基板側の全面を被覆してもよい。
【００３４】
＜実施形態２の半導体パッケージの製造方法＞
図６は実施形態２の半導体パッケージの製造方法を示す説明図である。
まず、図６（ａ）に示すように、順に、金属層１６、第１銅層１１、ニッケル層１２、第２銅層１３からなり、ダイパッド用突起１４内に貫通部１５を有する半導体パッケージ用基板２０を準備する（図２の半導体パッケージ用基板の断面図参照）。
実施形態２では、図６（ａ）に示すように、半導体パッケージ用基板２０のダイパッド用突起１４の上に、実施形態１と同様の固着手段によって半導体チップ３１を搭載するとともに、半導体チップ３１と周辺端子用突起１７とをワイヤ３３でワイヤボンディングする。そして、第１銅層１１の上部を覆うようにして、半導体チップ３１、ダイパッド用突起１４、周辺端子用突起１７を封止樹脂３４で埋設する（図６（ｂ）参照）。
【００３５】
次に、下部の第２銅層１３をエッチング液を用いて除去する（図６（ｃ）参照）。
なお、第２銅層１３のエッチングの際において、ニッケル層１２がエッチングストップ層となる。
引き続き、エッチング液を変えて、露出したニッケル層１２をエッチングして、貫通部１５の下方を開口させた部分３２を設ける（図６（ｄ）参照）。
さらに、ニッケル層１２のエッチング除去で、露出した第１銅層１１の表面に保護層１９ｂを被覆して周辺端子３７を形成する（図６（ｅ）参照）。
以上のようにして、実施形態２の半導体パッケージを完成させることができる。
なお、実施形態の製造方法において、第１銅層、第２銅層のエッチングにおいては、
市販のアルカリ系の銅のエッチング液（例えばメルテックス社製エープロセス）等を用いることができる。
また、ニッケル層のエッチングにおいては、エッチング液として市販のニッケルエッチング液（例えばメルテックス社製Ｎ−９５０）を用いることができる。
【００３６】
＜実施形態の半導体パッケージの効果＞
図７は実施形態１の半導体パッケージにおける水分浸入経路および水分排出効果を示す断面説明図であり、図８は従来の半導体パッケージにおける水分浸入経路および水分排出経路を示す断面説明図である。
図７、８において（ａ）は半導体パッケージ３０への吸湿の様子を示し、（ｂ）はリフロー時において半導体パッケージ３０に吸湿された水分が排出される様子を示している。
図７、８に説明するように、本発明の半導体パッケージは、半導体チップの下に貫通部があるので、半導体パッケージに吸湿があっても、水分の逃げ道経路が短くなり、貫通部１５からダイレクトに水分を排出することができる。
これに対し、従来品では、半導体チップの下に貫通部がないので、水分の逃げ道経路が長く水分の排出時間がかかり、リフロー時において水蒸気爆発を起こす可能性がある。
なお、図７，図８において、（ｘ）は封止樹脂とダイパッド領域との界面からの水分浸入経路であり、（ｙ）は封止樹脂中の水分浸入経路であり、（ｚ）はダイレクトに水分が浸入する経路である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の半導体パッケージ用基板や半導体パッケージは、半導体チップを搭載するダイパッドとそれらを埋設する封止樹脂との界面に水分が存在していたり、封止樹脂中に水分が浸入したりしていても、半導体パッケージをプリント基板に実装する際のはんだリフロー工程において加熱する際に、半導体チップとダイパッドとの間に剥離が起きないようにしたので、産業上の利用可能性が極めて高い。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ３層材
１１  第１銅層
１２  ニッケル層
１３  第２銅層
１４  ダイパッド用突起
１５  貫通部
１６  金属層（メタルマスク）
１７  周辺端子用突起
１８ａ  ダイパッド用突起の周囲に露出した部分
１８ｂ  貫通部内に露出する部分
１９ａ  レジスト膜
１９ｂ  保護層
１９ｃ  レジスト膜の開口部
２０  半導体パッケージ用基板
３０  半導体パッケージ
３１  半導体チップ
３２  開口させた部分
３３  ワイヤ
３４  封止樹脂
３５  ダイパッド領域
３７  周辺端子
Ａ 電極Ａ
Ｂ 電極Ｂ
【図１】
2014135415.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014135415.tif 000007
【図６】
2014135415.tif 000008
【図７】
2014135415.tif 000009
【図８】
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