(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料から成る絶縁基板に配線導体が被着形成されて成り、上面中央部に半導体素子が収容される穴部を有する配線基板と、該配線基板の上面に前記穴部を取り囲んで形成され、前記穴部に収容された半導体素子を封止する封止材の前記穴部開口からの流出を防止するためのダム枠と、該ダム枠の下方に無色透明の樹脂から成るソルダーレジスト層を介して前記配線導体により形成され、前記ダム枠の形成領域の角部または辺部を示すダム枠領域パターンとを具備することを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記ダム枠は、その外周辺および内周辺が前記ダム枠領域パターンの外周辺および内周辺からそれぞれ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記ダム枠は、その外周辺および内周辺が前記ダム枠領域パターンの外周辺および内周辺からそれぞれパターンの内側へ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項４】
前記ダム枠領域パターンは、前記ダム枠と略同形状の枠状に形成されていることを特徴とする請求項１及至請求項３のいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路素子等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＰＵ等の半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージとして、例えば図４に断面図で示すように、上面中央部に半導体素子Ｓが収容される穴部２１ａを有する配線基板２１と、配線基板２１の上面に穴部２１ａを取り囲んで形成され、穴部２１ａに収容された半導体素子Ｓを封止する封止材（図示せず）の穴部２１ａ開口からの流出を防止するためのダム枠２９とから構成されたパッケージが知られている。
【０００３】
配線基板２１は、この図の例では、上面中央部に半導体素子Ｓが搭載される搭載部２２ａを有する絶縁基板２２と、中央部に半導体素子Ｓを収容する穴部２１ａを形成するための貫通穴２５ａを有するとともに上面に配線導体層２４ｂが下面に接地用導体２４ａが被着形成された絶縁基板２５と、中央部に貫通穴２５ａより大きい貫通穴２７ａを有するとともに上面に外部接続用導体２４ｃが被着形成された絶縁基板２７とを接着材２３・２６を介して積層することにより形成されている。なお、一般に、これらの絶縁基板２２・２５・２７はガラス繊維入りの熱硬化性樹脂から成り、また、配線導体層２４ｂ・接地用導体２４ａ・外部接続用導体２４ｃ等から成る配線導体２４は銅等の金属箔から成り、さらには、接着材２３・２６はガラス繊維入りのエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で構成されている。
【０００４】
また、配線基板２１の外周部には複数の貫通孔３０が設けられており、貫通孔３０内には外部接続用導体２４ｃと配線導体層２４ｂ・接地用導体２４ｃとをそれぞれ電気的に接続する銅等のめっき層から成る貫通導体３１が被着形成されている。さらに、配線導体層２４ｂには半導体素子Ｓの各電極がボンディングワイヤ３２を介して接続され、外部接続用導体２４ｃには半田ボール等の外部接続用端子３３が取着される。また、配線基板２１の上面にはエポキシ樹脂から成るソルダーレジスト層２８が外部接続用導体２４ｃの各々を独立して露出するようにして被着形成されており、さらに、このソルダーレジスト層２８上には穴部２１ａを取り囲んでエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成るダム枠２９が形成されている。
【０００５】
なお、このダム枠２９は、穴部２１ａに収容される半導体素子Ｓを封止する封止材の穴部２１ａ開口からの流出を防止するためのものであり、近年、半導体素子収納用パッケージは高密度化が進み、ダム枠２９が形成される穴部２１ａの開口縁と外部接続用導体２４ｃとの間隔が２〜３ｍｍ程度の狭いものとなってきているために、画像認識装置等により穴部２１ａの開口縁を正確に認識しながらスクリーン印刷法等を採用することにより形成されている。
【０００６】
そして、この半導体素子収納用パッケージは、絶縁基板２２の搭載部２２ａに半導体素子Ｓを搭載するとともに配線導体層２４ｂと半導体素子Ｓの各電極とをボンディングワイヤ３２を介して接続した後、配線基板２１の穴部２１ａ内に液状の熱硬化性樹脂を充填して硬化させ、半導体素子Ｓを封止することによって半導体装置と成る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の半導体素子収納用パッケージによると、配線基板２１を構成する各絶縁基板２２・２５・２７がガラス繊維入りの熱硬化性樹脂で形成されていることから、絶縁基板２５・２７に半導体素子収納用の貫通穴２５ａ・２７ａを切削加工により形成する際にガラス繊維の切断面が毛羽立って貫通穴２５ａ・２７ａの開口縁にバリが発生してしまい、貫通穴２７ａを取り囲んでダム枠２９を形成する際に画像認識装置等により貫通穴２７ａの開口縁を正確に認識することができず貫通穴２７ａの開口縁に対するダム枠２９の位置合わせの精度が低くなり、ダム枠２９はその位置がずれて形成されてしまい、その結果、ダム枠２９の一部がソルダーレジスト層２８から露出した外部接続用導体２４ｃの上に形成され、外部接続用導体２４ｃと外部接続用端子３３との接続を阻害してしまうという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、
ダム枠形成の際に画像認識装置等による位置合わせ精度を向上させ、ダム枠を位置精度良く形成することによって、ダム枠が外部接続用導体上に形成されて外部接続用導体と外部接続用端子との接続を阻害してしまうことのない半導体素子収納用パッケージを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、樹脂材料から成る絶縁基板に配線導体が被着形成されて成り、上面中央部に半導体素子が収容される穴部を有する配線基板と、該配線基板の上面に前記穴部を取り囲んで形成され、前記穴部に収容された半導体素子を封止する封止材の前記穴部開口からの流出を防止するためのダム枠と、該ダム枠の下方に無色透明の樹脂から成るソルダーレジスト層を介して前記配線導体により形成され、前記ダム枠の形成領域の角部または辺部を示すダム枠領域パターンとを具備することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、ダム枠の下方に配線導体により形成され、ダム枠の形成領域を示すダム枠領域パターンを形成したことから、ダム枠形成の際に、このダム枠領域パターンを画像認識装置により認識して位置合わせすることによりスクリーン印刷法等での位置合わせ精度を向上させることが可能となり、ダム枠を位置精度良く形成でき、その結果、ダム枠が外部接続用導体上に形成されて外部接続用導体と外部接続用端子との接続を阻害することがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の半導体素子収納用パッケージを添付の図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。図中、１は配線基板、９はダム枠であり、主にこれらで本発明の半導体素子収納用パッケージが構成される。なお、本例では、中央部に半導体素子Ｓを搭載する搭載部２ａを有する絶縁基板２と、中央部に半導体素子Ｓを収容する穴部１ａを形成するための貫通穴５ａを有するとともに上面に配線導体層４ｂが下面に接地用導体４ａが被着形成された絶縁基板５と、中央部に貫通穴５ａより大きい貫通穴７ａを有するとともに上面に外部接続用導体４ｃおよびダム枠領域パターン４ｄが被着形成された絶縁基板７とを接着材３・６を介して接合して配線基板１形成している。なお、接地用導体４ａ・配線導体層４ｂ・外部接続用導体４ｃ・ダム枠領域パターン４ｄはこれらで配線導体４を構成している。
【００１２】
配線基板１を構成する絶縁基板２・５・７は、例えばガラス−エポキシ樹脂やガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂・ガラスクロス−ポリフェニレンエーテル樹脂・アラミド繊維−エポキシ樹脂等の樹脂材料から成り、半導体素子Ｓや接地用導体４ａ・配線導体層４ｂ・外部接続用導体４ｃ・ダム枠領域パターン４ｄ等の配線導体４の支持体として機能する。
【００１３】
このような配線基板１は、次に述べる方法により製作される。
【００１４】
まず、絶縁基板２・５・７が、例えばガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂から成る場合であれば、絶縁基板２と成るガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂の板材と、絶縁基板５・７と成る表裏表面の略全面に銅等の金属箔から成る金属層が被着されたガラスクロス−ビスマレイミドトリアジン樹脂の板材とを準備する。なお、絶縁基板２・５・７は、配線基板１の外形寸法となるように、あらかじめ従来周知の切断加工や打ち抜き加工法を用いて所望の寸法に加工しておくことが好ましい。
【００１５】
次に、絶縁基板５と成る板材に半導体素子Ｓを収容する穴部１ａを形成する貫通穴５ａをルーター加工機を用いたルータービット等の機械的研削により加工するとともに、板材表面の金属層をエッチング加工して上面に配線導体層４ｂを下面に接地用導体４ａを形成する。
【００１６】
配線導体層４ｂは、搭載される半導体素子Ｓの各電極を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続するための機能を有し、絶縁基板５上面に、貫通穴５ａの開口の内縁近傍から外周側に向けて被着形成されている。また、配線導体層４ｂの貫通穴５ａの開口の内縁近傍には半導体素子Ｓの各電極がボンディングワイヤ１２を介して接合され、外周側の部位は後述する貫通導体１１を介して外部電気回路に接続される。接地用導体４ａは、半導体素子Ｓに接地電位を供給するとともに配線導体層４ｂの特性インピーダンスを所定の値に調整する機能を有し、絶縁基板５の下面の略全面に形成されている。
【００１７】
さらに、絶縁基板７と成る板材に貫通穴５ａより大きい開口を有する貫通穴７ａをルーター加工機を用いたルータービット等の機械的研削により加工するとともに、板材表面の金属層をエッチング加工して上面に外部接続用導体４ｃおよびダム枠領域パターン４ｄを形成する。
【００１８】
外部接続用導体４ｃは、外部電気回路の配線導体との接続用パッドとしての機能を有し、絶縁基板７表面に貫通導体１１と電気的に接続するように形成されている。また、ダム枠領域パターン４ｄは、その上方に後述するダム枠９を形成する際の形成領域を示す位置決めパターンとしての機能を有する。
【００１９】
本発明の半導体素子収納用パッケージにおいては、ダム枠９の下方に、ダム枠９の形成領域を示すダム枠領域パターン４ｄを形成することが重要である。
【００２０】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、ダム枠９の下方に、ダム枠９の形成領域を示すダム枠領域パターン４ｄを形成したことから、ダム枠９形成の際に、このダム枠領域パターン４ｄを画像認識装置により認識して位置合わせすることによりスクリーン印刷法等での位置合わせ精度を向上させることが可能となり、ダム枠９を位置精度良く形成でき、その結果、ダム枠９が外部接続用導体４ｃ上に形成されて外部接続用導体４ｃと外部接続用端子１３との接続を阻害することがない。
【００２１】
このようなダム枠領域パターン４ｄは、配線基板１の上面に穴部１ａを取り囲んで枠状に形成されることが好ましいが、図２・図３に平面図で示すようにダム枠領域パターン４ｄが枠状と認識できるようにダム枠領域パターン４ｄの角部や辺部のみが形成されている。また、ダム枠領域パターン４ｄは、配線基板１の上面に形成される外部接続用導体４ｃ等の配線導体４と接続して形成されていてもよい。なお、図2・図３は、ダム枠領域パターン４ｄの形成状態が明確になるように、配線基板１上面のダム枠９や外部接続用導体４ｃを除いた平面図を示している。
【００２２】
次に、絶縁基板２・５・７を間に接着材３・６を挟んで積層し、圧力が  ０．３〜０．５ＭＰａで温度が１８０〜２００℃の条件で６０〜１２０分間加熱加圧することにより配線基板１となる積層体が形成される。なお、接着材３・６は、ガラスクロスにビスマレイミドトリアジン樹脂等を主成分とする熱硬化樹脂を含浸させて成るプリプレグが用いられている。
【００２３】
さらに、配線基板１には、その上面から下面にかけてドリル加工等により穿設された複数の貫通孔１０の内部に貫通導体１１が形成されており、この貫通導体１１により外部接続用導体４ｃと接地用導体４ａや配線導体層４ｂとが電気的に接続されている。
【００２４】
なお、接地用導体４ａや配線導体層４ｂ・外部接続用導体４ｃ・ダム枠領域パターン４ｄ等の配線導体４は、その露出する表面に、ニッケル・金等の良導電性で耐食性およびボンディングワイヤ１２や外部接続用端子１３との濡れ性が良好な金属をめっき法により、通常であれば１〜１０μｍ程度の厚みのニッケルめっきおよび０．１〜３μｍ程度の厚みの金めっきが順次施される。これにより、接地用導体４ａや配線導体層４ｂ・外部接続用導体４ｃ・ダム枠領域パターン４ｄ等の配線導体４の酸化腐食を有効に防止することができるとともに、配線導体４とボンディングワイヤ１２・外部接続用端子１３との電気的接続を良好なものとなすことができる。
【００２５】
また、  配線基板１は、外部接続用導体４ｃ上に半田ボール等の外部接続用端子１３を被着する際の外部接続用端子１３の濡れ広がりを制御するために、必要に応じてソルダーレジスト層８が形成されていてもよい。このようなソルダーレジスト層８は、配線基板１の上面に、例えば、シリカ等のフィラーと電気絶縁性のエポキシ樹脂等を含む光硬化性や熱硬化性樹脂等を従来周知のスクリーン印刷法を採用して印刷塗布するとともにフォトリソグラフィー法を採用して所定パターンに形成し、しかる後、１３０〜１８０℃の温度で約１時間加熱・硬化することにより形成される。
【００２６】
なお、ソルダーレジスト層８は、ダム枠領域パターン４ｄを覆って形成しており、ダム枠９を形成する際に画像認識装置によりダム枠領域パターン４ｄが検出できるように無色透明である。
【００２７】
さらに、配線基板１の表面には、ダム枠領域パターン４ｄの上部にダム枠９が形成されている。ダム枠９は、半導体素子収納用の穴部１ａ内へ封止樹脂（図示せず）をポッティングして半導体素子Ｓを封止する際の樹脂流れを防止するダムの作用をする。このようなダム枠９は、画像検査装置でダム枠領域パターン４ｄを位置合わせ基準とし、例えば、従来周知のスクリーン印刷法を採用してシリカ等の電気絶縁性フィラーを含むエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を印刷塗布し、さらにこれを１３０〜１８０℃の温度で約１時間加熱・硬化することによって形成される。
【００２８】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、画像検査装置でダム枠領域パターン４ｄを位置合わせ基準としこれを画像認識装置により認識して位置合わせすることによりダム枠９を形成したことから、ダム枠９の位置合わせ精度を向上させることが可能となり、ダム枠９を位置精度良く形成でき、その結果、ダム枠９が外部接続用導体４ｃ上に形成されて外部接続用導体４ｃと外部接続用端子１３との接続を阻害することがない。
【００２９】
なお、ダム枠９は、その外周辺および内周辺がダム枠領域パターン４ｄの外周辺および内周辺からそれぞれ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成されていることが好ましく、０．５ｍｍ以上離れた位置に形成されると近接する外部接続用導体４ｃとの距離が狭いものとなり、ダム枠９の一部が外部接続用導体４ｃ上に流入して外部接続用導体４ｃと外部接続用端子１３との接続を阻害してしまう傾向がある。
従って、ダム枠９は、その外周辺および内周辺がダム枠領域パターン４ｄの外周辺および内周辺からそれぞれ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成されていることが好ましい。
【００３０】
また、ダム枠９は、その外周辺および内周辺がダム枠領域パターン４ｄの外周辺および内周辺からそれぞれパターンの内側へ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成されていることがより好ましい。ダム枠９をその外周辺および内周辺がダム枠領域パターン４ｄの外周辺および内周辺からそれぞれパターンの内側へ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成することにより、ダム枠９を形成後においてもダム枠領域パターン４ｄを確認することが可能となり、ダム枠９が所定の位置に精度よく形成されているかどうかを確認することができる。従って、ダム枠９は、その外周辺および内周辺がダム枠領域パターン４ｄの外周辺および内周辺からそれぞれパターンの内側へ０．５ｍｍ以内の範囲に位置して形成されていることがより好ましい。
【００３１】
またさらに、ダム枠領域パターン４ｄをダム枠９と略同形状の枠状に形成することにより、ダム枠９の一部が外部接続用導体４ｃ上に流入して外部接続用導体４ｃと外部接続用端子１３との接続を阻害してしまうことがないとともにダム枠９形成後にダム枠９の位置を正確に確認することができる。
【００３２】
かくして、本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基板２の搭載部２ａに半導体素子Ｓを接着固定するとともに、半導体素子Ｓの各電極を配線導体層４ｂにボンディングワイヤ１２を介して電気的に接続し、最後に半導体素子Ｓ封止用の封止剤を配線基板１の穴部１ａに注入することにより半導体素子Ｓが気密に封止され、外部接続用導体４ｃを間に外部接続用端子１３を介して外部電気回路基板の配線導体に接続することによって、半導体装置が外部電気回路基板に実装されるとともに、内部に収容する半導体素子Ｓが外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００３３】
なお、本発明の実施例は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、絶縁層２の代わりに金属板から成る放熱板を用いてもよい。また、本発明の実施例では、３層の絶縁基体を用いて配線基板を形成したが、２層あるいは４層以上の絶縁基体を用いて配線基板を形成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、ダム枠の下方に配線導体により形成され、ダム枠の形成領域を示すダム枠領域パターンを形成したことから、ダム枠形成の際に、このダム枠領域パターンを画像認識装置により認識して位置合わせすることによりスクリーン印刷法等での位置合わせ精度を向上させることが可能となり、ダム枠を位置精度良く形成でき、その結果、ダム枠が外部接続用導体上に形成されて外部接続用導体と外部接続用端子との接続を阻害することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の半導体素子収納用パッケージの実施の形態の他の一例を示す平面図である。
【図４】従来の半導体素子収納用パッケージの実施例を示す断面である。
【符号の説明】
１・・・・・・・配線基板
１ａ・・・・・・半導体素子収納用の穴部
２・５・７・・・絶縁基板
４・・・・・・・配線導体
４ｄ・・・・・・ダム枠形成領域パターン
９・・・・・・・ダム枠
Ｓ・・・・・・・半導体素子
【図１】
0003570984.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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