(57)【要約】【課題】半導体装置用基板および樹脂封止型半導体装置の配線層をめっき工程を経ることなく形成すること。【解決手段】基板１上に第１開口３ａをもつ第１パターン３Ａを有する永久レジスト３を設ける。永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされるとともに、永久レジスト３上に所望配線パターン１１Ａをもって配線層１１が形成される。配線層１１は金属含有インクを用いたインクジェット法により形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の基板を準備する工程と、
基板の表面に第１開口をもつ第１パターンの永久レジストを設ける工程と、
基板の表面のうち永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層を金属含有インクを用いたインクジェット法により設ける工程と、上記形成された配線層を焼成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置用基板の製造方法。
【請求項２】
基板の裏面に第２開口をもつ第２パターンのエッチング用レジストをさらに設け、
基板の表面を保護フィルムで覆いながら、基板の裏面側からエッチング用レジストを用いてエッチングを施すことにより基板に孔部を成形することを特徴とする請求項１記載の半導体装置用基板の製造方法。
【請求項３】
基板の表面に配線層を形成する工程が、エッチングを施して基板の孔部を成形した後に行われることを特徴とする請求項２記載の半導体装置用基板の製造方法。
【請求項４】
基板の表面に配線層を形成する工程が、エッチングを施して基板に孔部を成形する前に行われることを特徴とする請求項２記載の半導体装置用基板の製造方法。
【請求項５】
基板の表面にＡｇナノインクを用いてインクジェット法により配線層を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の半導体装置用基板の製造方法。
【請求項６】
金属製の基板を準備する工程と、
基板の表面に第１開口をもつ第１パターンの永久レジストを設ける工程と、
基板の表面のうち永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層を金属含有インクを用いたインクジェット法により設ける工程と、
上記形成された配線層を焼成する工程と、
配線層上に半導体素子を搭載する工程と、
永久レジストと半導体素子と配線層を樹脂封止部によって封止する工程と、
基板を除去し、これにより永久レジストの第１開口から配線層が露出する工程と、を備えたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項７】
基板の裏面に第２開口をもつ第２パターンのエッチング用レジストを設け、
基板の表面を保護フィルムで覆いながら、基板の裏面側からエッチング用レジストを用いてエッチングを施すことにより基板に孔部を成形することを特徴とする請求項７記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板の表面に配線層を形成する工程が、エッチングを施して基板の孔部を成形した後に行われることを特徴とする請求項７記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項９】
基板の表面に配線層を形成する工程が、基板の表面に配線層を形成した前に行われることを特徴とする請求項７記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板の表面にＡｇナノインクを用いてインクジェット法により配線層を形成することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
金属製の基板と、
基板の表面に形成された第１開口をもつ第１パターンの永久レジストと、
基板の表面のうち永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層とを備え、
配線層は金属含有インクを用いたインクジェット法により形成されることを特徴とする半導体装置用基板。
【請求項１２】
配線層は基板全面にＡｇナノインクより形成されることを特徴とする請求項１１または１２記載の半導体装置用基板。
【請求項１３】
平面上に配置され、第１開口をもつ第１パターンの永久レジストと、
永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層と、
配線層上に搭載された半導体素子と、
永久レジストと半導体素子と配線層とを封止する樹脂封止部とを備え、
配線層は金属含有インクを用いたインクジェット法により形成され、
永久レジストの第１開口から配線層が外方へ露出することを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項１４】
配線層は基板全面にＡｇナノインクにより形成されることを特徴とする請求項１３記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化された樹脂封止型半導体装置および当該樹脂封止型半導体装置の製造方法、並びに、このような樹脂封止型半導体装置を得るための半導体装置用基板および当該半導体装置用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂封止型半導体装置は、配線部と、配線部上に配置された半導体素子と、配線部と半導体素子とを接続するワイヤと、配線部と、半導体素子と、ワイヤとを封止した樹脂部材からなる樹脂封止部とを備えている。
【０００３】
このような樹脂封止型半導体装置は以下のようにして製造される。すなわち、まず、基板を準備する。次に、基板の表面側および裏面側にレジストを設ける。その後基板の表面側に表面側のレジストを利用してめっきを施し、このめっきにより配線部を形成する。次に基板の裏面側のレジストを利用して基板にエッチングを施し、基板の外形を成形する。その後、基板の表面側および裏面側からレジストを除去する。
【０００４】
次に、配線部上に半導体素子を載置し、その後、ワイヤによって、半導体素子と配線部とを電気的に接続する。次に、樹脂材料からなる樹脂封止部によって、配線部と、半導体素子と、ワイヤとを封止する。次に、半導体装置から基板を除去し、配線部を外方へ露出させる。このようにして樹脂封止型半導体装置が得られる。
【特許文献１】特開２００９−１６４５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような樹脂封止型半導体装置は基板を有していないため、その厚みを薄くすることができる。しかしながら、半導体装置の配線部は、まず基板の表面側にめっき用レジストを設け、このレジストの開口内にめっきを施すことにより形成される。しかしながら配線部を形成する金属は、Ｐｄ、Ａｕ等の高価な貴金属からなり、また、めっき用レジストはスクリーン印刷等の煩雑な製版工程により形成されるため、めっき工程に時間がかかったり、製品ごとの版の交換や版の洗浄等によりスループットの向上を図ることはむずかしい。
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、高価な貴金属を用いるめっき工程を経ることなく、かつ煩雑な製版工程を必要としないで、得られる樹脂封止型半導体装置および当該樹脂封止型半導体装置の製造方法、並びに、このような樹脂封止型半導体装置を得るための半導体装置用基板および当該半導体装置用基板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】
本発明は、金属製の基板を準備する工程と、基板の表面に第１開口をもつ第１パターンの永久レジストを設ける工程と、基板の表面のうち永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層を金属含有インクを用いたインクジェット法により設ける工程と、上記形成された配線パターンを焼成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置用基板の製造方法である。
【０００８】
本発明は、基板の裏面に第２開口をもつ第２パターンのエッチング用レジストをさらに設け、基板の表面を保護フィルムで覆いながら、基板の裏面側からエッチング用レジストを用いてエッチングを施すことにより基板に孔部を成形することを特徴とする半導体装置用基板の製造方法である。
【０００９】
本発明は、基板の表面に配線層を形成する工程がエッチングを施して基板の孔部を成形した後に行なわれることを特徴とする半導体装置用基板の製造方法である。
【００１０】
本発明は、基板の表面に配線層を形成する工程が、エッチングを施して基板に孔部を成形する前に行なわれることを特徴とする半導体装置用基板の製造方法である。
【００１１】
本発明は、基板の表面にＡｇナノインクを用いてインクジェット法により配線層を形成することを特徴とする半導体装置用基板の製造方法である。
【００１２】
本発明は、金属製の基板を準備する工程と、基板の表面に第１開口をもつ第１パターンの永久レジストを設ける工程と、基板の表面のうち永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層を金属含有インクを用いたインクジェット法により設ける工程と、上記形成された配線層を焼成する工程と、配線層上に半導体素子を搭載する工程と、永久レジストと半導体素子と配線層を樹脂封止部によって封止する工程と、基板を除去し、これにより永久レジストの第１開口から配線層が露出する工程と、を備えたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１３】
本発明は、基板の裏面に第２開口をもつ第２パターンのエッチング用レジストを設け、基板の表面を保護フィルムで覆いながら、基板の裏面側からエッチング用レジストを用いてエッチングを施すことにより基板に孔部を成形することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１４】
本発明は、基板の表面に配線層を形成する工程がエッチングを施して基板の孔部を成形した後に行なわれることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１５】
本発明は、基板の表面に配線層を形成する工程が、エッチングを施して基板に孔部を成形する前に行なわれることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１６】
本発明は、基板の表面にＡｇナノインクを用いてインクジェット法により配線層を形成することを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法である。
【００１７】
本発明は、金属製の基板と、基板の表面に形成された第１開口をもつ第１パターンの永久レジストと、基板の表面のうち永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層とを備え、配線層は金属含有インクを用いたインクジェット法により形成されることを特徴とする半導体装置用基板である。
【００１８】
本発明は、配線層は基板全面にＡｇナノインクを用いてインクジェット法により形成されることを特徴とする半導体装置用基板である。
【００１９】
本発明は、平面上に配置され、第１開口をもつ第１パターンの永久レジストと、永久レジストの第１開口内に充てんされ、かつ永久レジスト上に所望配線パターンをもって形成された配線層と、配線層上に搭載された半導体素子と、永久レジストと半導体素子と配線層とを封止する樹脂封止部とを備え、配線層は金属含有インクを用いたインクジェット法により形成され、永久レジストの第１開口から配線層が外方へ露出することを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
【００２０】
本発明は、配線層は基板全面にＡｇナノインクを用いてインクジェット法により形成されることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基板の表面のうち永久レジストの第１開口内および永久レジスト上に金属含有インクを用いたインクジェット法によって配線層を形成することができ、この場合、配線層は永久レジスト上に所望配線パターンをもつ。このように基板の表面に高価な貴金属を用いるめっき工程を経ることなく、インクジェット法により配線層を形成することができるため、スループットの向上および製造コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態による半導体装置用基板を製造する工程を示したフロー図。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態による樹脂封止型半導体装置を製造する工程を示したフロー図。
【図３】図３は、本発明の実施の形態による半導体装置用基板を示す概略断面図。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態による半導体装置用基板を示す概略断面図。
【図５】図５は、インクジェット用ノズルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施の形態
半導体装置用基板および樹脂封止型半導体装置
以下、本発明に係る半導体装置用基板および樹脂封止型半導体装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図３および図４（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態を示す図である。
【００２４】
図３に示すように、半導体装置用基板１０は、金属製の基板１と、基板１の表面１ａ上に形成された第１開口３ａをもつ第１パターン３Ａをもった永久レジスト３と、基板１の表面１ａのうち永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされ、かつ永久レジスト３上に所望配線パターン１１Ａをもって形成された配線層１１とを備えている。なお、ここで、図３は本実施の形態による半導体装置用基板１０の概略断面図である。
【００２５】
上述のように図３において、配線層１１は、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされ、かつ永久レジスト３上に所望配線パターン１１Ａをもって形成されている。この場合、配線層１１は基板１上に金属含有インク、例えばｎｍオーダーの粒径をもつＡｇ粒子が含有されているＡｇナノインクをインクジェット法により塗布し、基板１上に塗布されたＡｇナノインクを焼成することにより得られる。また半導体装置用基板１０の基板１には、基板の外形を規定する孔部１Ａが形成されている。
【００２６】
なお、配線層１１を形成する金属含有インクとしては、Ａｇナノインクの他に、例えばｎｍオーダーの粒径をもつＣｕ粒子が含有されているＣｕナノインクを用いることもできる。
【００２７】
また、上述した基板１を用いて製造される樹脂封止型半導体装置１０Ａは、図４（ａ）に示すように、平面状に配置され、第１開口３ａをもつ第１パターン３Ａを含む永久レジスト３と、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされかつ永久レジスト３上に所望配線パターン１１Ａをもって形成された配線層１１と、を備えている。
【００２８】
また、図４（ａ）に示すように、配線層１１は複数の部分からなり、配線層１１の所望部分上方側には、絶縁性の接着剤層（例えばダイアタッチフィルム）３５を介して半導体素子５０が載置されている。また、半導体素子５０と配線層１１の他の部分とは、内部接続部（図４（ａ）のワイヤ）３０によって電気的に接続されている。
【００２９】
また、図４（ａ）に示すように、永久レジスト３と、配線層１１と、半導体素子５０と、ワイヤ３０は樹脂材料からなる樹脂封止部４０によって封止されている。なお、樹脂材料としては、従来から樹脂封止型半導体装置に用いられている電気絶縁性のものを用いることができ、特定の材料に限定されるものではない。
【００３０】
図４（ａ）において、配線層１１は、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされ、かつ永久レジスト３上に所望配線パターン１１Ａをもって形成されている。この場合、配線層１１は基板１上に金属含有インク、例えばＡｇナノインクをインクジェット法により塗布し、基板１上に塗布されたＡｇナノインクを焼成することにより得られる。
【００３１】
なお、配線層１１を形成する金属含有インクとしては、Ａｇナノインクの他に、例えばＣｕナノインクを用いることもできる。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、樹脂封止部４０内の永久レジスト３には第１開口３ａが形成されており、この永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされた配線層１１は、樹脂封止部４０の永久レジスト３から露出する。そして永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされて永久レジスト３から露出する配線層１１に、半田ボール（外部接続部）２５が設けられている。
【００３３】
なお、図４（ａ）に示す実施の形態において、配線層１１の所望部分上に絶縁性の接着剤３５を介して半導体素子５０が載置され、この半導体素子５０と配線層１１の他の部分との間をワイヤ３０により接続した例を示したが、これに限らず半導体素子５０を配線層１１の所定部分上に載置しかつ接続し、フリップチップ型の樹脂封止型半導体装置１０Ａを作製してもよい。
【００３４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００３５】
半導体装置用基板の製造方法
最初に、図１（ａ）−（ｅ）を用いて、半導体装置用基板１０の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、金属製の基板１を準備する（図１（ａ）参照）。金属製の基板１は、パッケージ完成後にエッチングで除去することから銅もしくは銅合金が好適である。その後、当該基板１の表面に付着した油や汚れを除去する（脱脂する）。
【００３７】
次に、基板１の表面１ａおよび裏面１ｂの各々に、所望のパターンで永久レジスト３、およびエッチング用レジスト４を設ける。この場合、永久レジスト３は第１開口３ａをもつ第１パターン３Ａを有し、エッチング用レジスト４は第２開口４ａをもつ第２パターン４Ａを有する。具体的には基板１の表面１ａ及び裏面１ｂに感光性レジスト層として、例えばドライフィルムレジストを貼り付ける（図１（ｂ）参照）。その後、当該ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）３，４を所望のパターンで露光し、現像する。ここで表面および裏面を同じ工程内で露光すると、永久レジスト３の第１開口３ａと、エッチングで形成する基板１の治具穴を含む孔部１Ａのパターンとの相対位置精度を良好に維持できる。エッチングで形成する孔部は上記の治具穴のみだけでなく、多面付けの場合の切断用スリットなども一緒に形成する場合もある。
【００３８】
この場合、永久レジスト３としては、絶縁性の例えば太陽インキ製ＳＲ１のようなドライフィルムレジストを，ドライフィルムレジスト４としては、耐エッチング性の例えば旭化成製ＡＱ２５５８のようなドライフィルムレジストを用いることができる。
【００３９】
次に、基板１の表面１ａおよび基板１の表面１ａ側の永久レジスト３を保護フィルム７で覆う（図１（ｃ）参照）。
【００４０】
次に、基板１を裏面１ｂ側からエッチングして、基板１の所定の位置に孔部（例えば治具穴や切断用スリット）１Ａを形成する（図１（ｃ）参照）。この孔部１Ａは、基板１を位置決めしたり、基板１を搬送したりするために用いられる。
【００４１】
次に、基板１の裏面側に設けられたエッチング用レジスト４を剥膜する（図１（ｄ）参照）。その後、基板１の表面１ａ側に設けられた保護フィルム７を剥離する。
【００４２】
図１（ｄ）において、基板１の表面１ａ側に設けられた永久レジスト３はそのまま残る。
【００４３】
次に図１（ｅ）に示すように、基板１の表面１ａのうち、永久レジスト３の第１開口３ａおよび永久レジスト３上に配線層１１を形成する。この場合、基板１の表面１ａにインクジェット用ノズル１２からＡｇナノインクをインクジェット法を用いて塗布し、Ａｇナノインクを永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんするとともに、Ａｇナノインクを永久レジスト３上に所望配線パターンをもって塗布する（図５）。この場合、Ａｇナノインクとしては、例えば、粒子径が5〜12nmのハリマ化成製ＨＰＳ−ＪＬのようなＡｇナノインクを用いることができる。
【００４４】
その後、基板１の表面１ａ上のうち、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされ、かつ永久レジスト３上に所望配線パターンをもって塗布されたＡｇナノインクを焼成する。この時の焼成時間は１５分、焼成温度は３００℃となっている。
【００４５】
Ａｇナノインクを焼成することにより、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされ、かつ永久レジスト３上に所望配線パターンをもって形成された配線層１１が得られる。
【００４６】
このようにして、本発明による半導体装置用基板１０が得られる。
【００４７】
樹脂封止型半導体装置の製造方法
次に、図２（ａ）−（ｆ）を用いて、上述のようにして製造された半導体装置用基板１０を使用して、樹脂封止型半導体装置を製造する方法について説明する。
【００４８】
まず、上述のようにして製造された半導体装置用基板１０を準備する（図２（ａ）参照）。この場合、半導体装置用基板１０の永久レジスト３上に形成された配線層１１は、複数の部分を含む。
【００４９】
次に、半導体装置用基板１０の基板１上に形成された配線層１１のうち所望部分の上方側にダイアタッチフィルム３５を介して半導体素子５０を載置する（図２（ｂ）参照）。このような構成は、言い換えれば、半導体素子５０の下方側（他方側）に配線部１１を配置した構成となっている。
【００５０】
次に、ワイヤ（内部接続部）３０によって、半導体素子５０と配線層１１の他の部分とを接続する（図１（ｂ）参照）。
【００５１】
次に、永久レジスト３、配線層１１、半導体素子５０、およびワイヤ３０を樹脂材料からなる樹脂封止部４０によって封止する（図２（ｃ）参照）。
【００５２】
次に、基板１をエッチングによって除去する（図２（ｄ）参照）。このように基板１を除去することによって、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされていた配線層１１が外方に露出される。基板１が銅もしくは銅合金の場合、エッチング液としてアンモニア系エッチング液を用いることで、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされていたＡｇからなる配線層１１を第１開口３ａ内に残したまま基板１を除去することができる。エッチングにより基板１を除去することにより、基板１の除去に際し機械的な引き剥がし力が不要となり、永久レジスト３および配線層１１を封止樹脂部４０から剥離させる危険を避けることができる。アンモニア系エッチング液としては塩化アンモニウムを主剤としたエッチング液を用いる。
【００５３】
次に、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされ、外方へ露出する配線部１１に下方に突出した半田ボール（外部接続部）２５が接続される（図２（ｅ）参照）。ここで、第１開口３ａ内の配線層１１はＡｇにより形成されているので、第１開口３ａ内の配線層１１に半田ボール２５を容易に接続することができる。
【００５４】
また、このように、下方に突出した半田ボール２５を設けることによって、永久レジスト３の第１開口３ａ内に充てんされた配線層１１を半田ボール２５を介して、プリント配線板の配線などの外部部材（図示せず）と容易に電気的に接続することができる。
【００５５】
なお、このとき、半田ボール２５を設ける代わりに、無電解めっき法によって、永久レジスト３の第１開口３ａ内の配線層１１から突出する厚みを持つめっき層を形成してもよい。
【００５６】
次いで、複数の半導体装置をダイシング等により個片化する。
【００５７】
以上のように本実施の形態によれば、Ａｇナノインクをインクジェット法を用いて基板１上に塗布し、このＡｇナノインクを焼成することにより、永久レジスト３の第１開口３ａに充てんされかつ永久レジスト３上に所望配線パターンをもって形成された配線層１１を設けることができる。このように配線層１１を煩雑な製版工程を経て、高価な貴金属を用いるめっき工程により作製する必要がないので、スループットの向上および製造コスト低減を図ることができる。また永久レジスト３の第１開口３ａに充てんされた配線層３を永久レジスト３外方へ露出させつつ、永久レジスト３上の配線層１１を永久レジスト３により絶縁して保護することができる。このためこの永久レジスト３を配線層１１を電気的に絶縁して保護する絶縁保護層として用いることができ、配線層１１を電気的に保護するために、別個に絶縁性保護フィルムを設ける必要はない。
【００５８】
また永久レジスト３の第１開口３ａ内および永久レジスト３上にＡｇナノインクを塗布して配線層１１を形成するとともに、この永久レジスト３を剥離することなく上述のように配線層１１の絶縁保護層として用いることができるので、永久レジスト３の有効利用を図ることができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態において、基板１に孔部１Ａを形成した後で、基板１上の永久レジスト３の第１開口３ａ内および永久レジスト３上にＡｇナノインクを塗布して配線層１１を形成する例を示したが（図１（ｃ）〜（ｄ））、これに限らず基板１に孔部１Ａを形成する前に基板１上の永久レジスト３の第１開口３ａ内および永久レジスト３上にＡｇナノインクを塗布して配線層１１を形成し、その後に基板１にエッチングを施して孔部１Ａを形成してもよいが、焼成後のレジスト剥膜性を考慮すると前述の順による製造方法がよりよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  基板
１ａ  表面
１ｂ  裏面
１Ａ  孔部
３  永久レジスト
３ａ  第１開口
３Ａ  第１パターン
４  エッチング用レジスト
４ａ  第２開口
４Ａ  第２パターン
７  保護フィルム
１０  半導体装置用基板
１０Ａ  樹脂封止型半導体装置
１１  配線層
１１Ａ  配線パターン
１２  インクジェット用ノズル
２５  半田ボール（外部接続部）
３０  ワイヤまたはバンプ（内部接続部）
３５  絶縁性接着剤層（ダイアタッチフィルム）
４０  樹脂封止部
５０  半導体素子
【図１】
2014110292.tif 000003
【図２】
2014110292.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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