(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置の薄型化を図る。【解決手段】半導体装置１は、電極を有する第１の面２ａ及び前記第１の面の反対側になる第２の面２ｂ並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面とを有する半導体チップ２と、前記半導体チップの前記第１の面に第１の面４ａが絶縁体７を介して接続され、前記第１の面の反対面となる第２の面４ｂが部分的に所定厚さ切り掛かれて薄くなる第１部５と前記第１部よりも厚い第２部６を有する複数の電極板４と、前記第１部の第２の面と前記半導体チップの前記電極を接続する導電性のワイヤ９と、前記半導体チップの第１の面、前記電極板の第１部及び前記ワイヤを覆う絶縁性樹脂３からなる封止体とを有し、前記電極板の第２部の第２の面は前記封止体から露出している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する第１の面及び前記第１の面の反対側になる第２の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面とを有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１の面に第１の面が絶縁性の接着剤を介して接続され、前記第１の面の反対面となる第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部を有する複数の電極板と、
前記第１部の第２の面と前記半導体チップの前記電極を接続する導電性のワイヤと、
前記半導体チップの第１の面、前記電極板の第１部及び前記ワイヤを覆う絶縁性樹脂からなる封止体とを有し、
前記電極板の第２部の第２の面は前記封止体から露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記電極板の前記第２部の第２の面には導電性の被膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記電極板間に位置する前記封止体の表面は前記電極板の前記第２部の第２の面または前記第２の面に設けられた前記被膜の表面から突出しないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップの前記電極は前記半導体チップの中央側に設けられ、
前記電極板の前記封止体の内側に延在する内端部分が前記第１部となっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップは四角形体となり、
前記電極板は前記半導体チップの辺に沿って複数並び、
前記辺に沿って並ぶ前記電極板の前記第２部は前記辺からの距離が隣接する電極板間で異なっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップは四角形体となり、
前記電極板は前記半導体チップの辺に沿って複数並び、
前記辺に沿って並ぶ複数の前記電極板の前記第２部は前記辺に沿って複数列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記電極板の前記第２部の第２の面には突起電極が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
電極を有する第１の面及び前記第１の面の反対側になる第２の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面とを有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１の面に所定の隙間を隔てて第１の面が配置され、前記第１の面から突出する突出部が前記半導体チップの前記電極に接続され、前記第１の面の反対面となる第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部を有する複数の電極板と、
前記半導体チップの第１の面及び前記電極板を覆い、前記半導体チップと前記電極板との間の前記隙間を埋め込む絶縁性樹脂からなる封止体とを有し、
前記電極板の第２部の第２の面は前記封止体から露出していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記電極板の前記第２部の第２の面には導電性の被膜が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記電極板間に位置する前記封止体の表面は前記電極板の前記第２部の第２の面または前記第２の面に設けられた前記被膜の表面から突出しないことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記電極板の前記第２部の第２の面には突起電極が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１２】
回路素子を縦横に整列配置形成しかつ第１の面に前記回路素子の電極を有する半導体ウエハを準備する工程と、
第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面を有する金属板からなり、前記各回路素子に対応して設けられる複数のリードからなるリードパターンを有し、前記各リードの第１の面は前記半導体ウエハの第１の面に接着される平坦面となり、前記リードは第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部となるリードフレームを準備する工程と、
前記半導体ウエハの第１の面側に前記リードフレームを位置決めし、前記リードフレームの第１の面を絶縁性の接着剤によって前記半導体ウエハに接続する工程と、
前記回路素子の電極と前記リードの第１部の第２の面を導電性のワイヤで接続する工程と、
前記リードの第２部の第２の面を露出させ、前記電極、前記ワイヤ、前記リードの第１部及び半導体ウエハの露出する第１の面を絶縁性の樹脂で覆って樹脂層を形成する工程と、
前記半導体ウエハまたは前記リードフレームの露出する面全域にテープを貼り付ける工程と、
前記回路素子を分断するように前記リードフレーム及び前記半導体ウエハに縦横に前記テープの表面に到達する溝を形成し、この溝形成によって各リードを前記電極に接続された独立した電極板に形成する工程と、
前記テープを除去する工程とによって複数の半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記リードフレームを準備する工程において、前記リードの前記第２部の第２の面に導電性の被膜を形成したリードフレームを準備することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記リードフレームを準備する工程では、前記リードの前記第２部の第２の面に導電性の被膜を形成したリードフレームを準備し、
前記樹脂層を形成した工程の後、前記リードの第２部の第２の面に突起電極を形成することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記ワイヤの接続工程では、前記ワイヤの高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成し、
前記樹脂層を形成する工程では、前記樹脂層の高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
回路素子を縦横に整列配置形成しかつ第１の面に前記回路素子の電極を有する半導体ウエハを準備する工程と、
第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面を有する金属板からなり、前記各回路素子に対応して設けられる複数のリードからなるリードパターンを有し、前記各リードの第１の面は平坦面となり、前記リードは第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部となり、前記リードの前記第１部は前記電極に対応するリードフレームを準備する工程と、
前記半導体ウエハの第１の面側に所定の隙間を有するように前記リードフレームを位置決めし、前記リードフレームの前記リードの前記電極に対応する前記第１部をレーザ光照射によって溶融させて突出部を形成し、この突出部を前記電極に接続させる工程と、
前記リードの第２部の第２の面を露出させ、前記電極、前記リードの第１部及び半導体ウエハの露出する第１の面を絶縁性の樹脂で覆って樹脂層を形成する工程と、
前記半導体ウエハまたは前記リードフレームの露出する面全域にテープを貼り付ける工程と、
前記回路素子を分断するように前記リードフレーム及び前記半導体ウエハに縦横に前記テープの表面に到達する溝を形成し、この溝形成によって各リードを前記電極に接続された独立した電極板に形成する工程と、
前記テープを除去する工程とによって複数の半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記リードフレームを準備する工程において、前記リードの前記第２部の第２の面に導電性の被膜を形成したリードフレームを準備することを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記リードフレームを準備する工程では、前記リードの前記第２部の第２の面に導電性の被膜を形成したリードフレームを準備し、
前記樹脂層を形成した工程の後、前記リードの第２部の第２の面に突起電極を形成することを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記ワイヤの接続工程では、前記ワイヤの高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成し、
前記樹脂層を形成する工程では、前記樹脂層の高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成することを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化を図る製品構造として、パッケージが半導体チップの大きさと一致または近似する半導体装置、いわゆるチップサイズパッケージ（以下、ＣＳＰと呼称）が知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１には、シリコンウエハと多層配線基板をバンプ接合法により接合し、多層配線基板の貫通孔からノズルによりエポキシ樹脂をウエハと多層配線基板のすき間に注入し、加熱して硬化させ、その後、ウエハと多層配線基板をダイシングにより個々のチップに切断してＣＳＰ型の半導体装置を製造する方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、半導体ウエーハの良品半導体チップ上のみにチップと同等あるいはより小さいインターポーザを重ね、インターポーザのインナーバンプと良品半導体チップの電極を接合し、半導体ウエーハを切り離してＬＧＡ（Land Grid Array ）型の半導体装置を製造する方法が記載されている。また、この文献には、同様の製法でＢＧＡ（Ball Grid Array ）型の半導体装置を製造することも可能である旨記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５０５４９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１０８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人においても、ＣＳＰ構造及びＬＧＡ構造並びにＢＧＡ構造の半導体装置のさらなる薄型化及び小型を進めている。従来構造のように、半導体チップまたは半導体ウエハと配線基板またはインターポーザ（配線基板構造）を重ねる構造では配線基板やインターポーザが厚いことから薄型化が達成し難い。また、配線基板はコストが高いことから配線基板を使用した半導体装置は製品コストが高くなる。
【０００７】
本発明の目的は、薄型の半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、製造コストの低減が図れる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【０００９】
（１）半導体装置は、
電極を有する第１の面及び前記第１の面の反対側になる第２の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面とを有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１の面に第１の面が絶縁性の接着剤を介して接続され、前記第１の面の反対面となる第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部を有する複数の電極板と、
前記第１部の第２の面と前記半導体チップの前記電極を接続する導電性のワイヤと、
前記半導体チップの第１の面、前記電極板の第１部及び前記ワイヤを覆う絶縁性樹脂からなる封止体とを有し、
前記電極板の第２部の第２の面は前記封止体から露出していることを特徴とする。
【００１０】
前記電極板の前記第２部の第２の面には導電性の被膜が形成されている。また、前記電極板間に位置する前記封止体の表面は前記電極板の前記第２部の第２の面または前記第２の面に設けられた前記被膜の表面から突出しない構造になっている。また、電極板は、例えば、０．１２５ｍｍの厚さの４２アロイ材で形成されている。
【００１１】
このような半導体装置は、
回路素子を縦横に整列配置形成しかつ第１の面に前記回路素子の電極を有する半導体ウエハを準備する工程と、
第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面を有する金属板からなり、前記各回路素子に対応して設けられる複数のリードからなるリードパターンを有し、前記各リードの第１の面は前記半導体ウエハの第１の面に接着される平坦面となり、前記リードは第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部となるリードフレームを準備する工程と、
前記半導体ウエハの第１の面側に前記リードフレームを位置決めし、前記リードフレームの第１の面を絶縁性の接着剤によって前記半導体ウエハに接続する工程と、
前記回路素子の電極と前記リードの第１部の第２の面を導電性のワイヤで接続する工程と、
前記リードの第２部の第２の面を露出させ、前記電極、前記ワイヤ、前記リードの第１部及び半導体ウエハの露出する第１の面を絶縁性の樹脂で覆って樹脂層を形成する工程と、
前記半導体ウエハまたは前記リードフレームの露出する面全域にテープを貼り付ける工程と、
前記回路素子を分断するように前記リードフレーム及び前記半導体ウエハに縦横に前記テープの表面に到達する溝を形成し、この溝形成によって各リードを前記電極に接続された独立した電極板に形成する工程と、
前記テープを除去する工程とによって製造される。
【００１２】
また、前記リードフレームを準備する工程において、前記リードの前記第２部の第２の面に導電性の被膜を形成したリードフレームを準備しておく。また、前記ワイヤの接続工程では、前記ワイヤの高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成し、前記樹脂層を形成する工程では、前記樹脂層の高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成する。また、リードフレームは、例えば、０．１２５ｍｍの厚さの４２アロイ材で形成されている。
【００１３】
（２）半導体装置は、
電極を有する第１の面及び前記第１の面の反対側になる第２の面並びにこれらの面を繋ぐ複数の側面とを有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１の面に所定の隙間を隔てて第１の面が配置され、前記第１の面から突出する突出部が前記半導体チップの前記電極に接続され、前記第１の面の反対面となる第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部を有する複数の電極板と、
前記半導体チップの第１の面及び前記電極板を覆い、前記半導体チップと前記電極板との間の前記隙間を埋め込む絶縁性樹脂からなる封止体とを有し、
前記電極板の第２部の第２の面は前記封止体から露出していることを特徴とする。
【００１４】
また、前記電極板の前記第２部の第２の面には導電性の被膜が形成されている。また、前記電極板間に位置する前記封止体の表面は前記電極板の前記第２部の第２の面または前記第２の面に設けられた前記被膜の表面から突出しない構造になっている。また、電極板は、例えば、０．１２５ｍｍの厚さの４２アロイ材で形成されている。また、半導体チップと電極板との間の隙間は、例えば、０．０５ｍｍとすることができる。
【００１５】
このような半導体装置は、
回路素子を縦横に整列配置形成しかつ第１の面に前記回路素子の電極を有する半導体ウエハを準備する工程と、
第１の面及びこの第１の面の反対面となる第２の面を有する金属板からなり、前記各回路素子に対応して設けられる複数のリードからなるリードパターンを有し、前記各リードの第１の面は平坦面となり、前記リードは第２の面が部分的に所定厚さ除かれて薄くなる第１部と前記第１部よりも厚い第２部となり、前記リードの前記第１部は前記電極に対応するリードフレームを準備する工程と、
前記半導体ウエハの第１の面側に所定の隙間を有するように前記リードフレームを位置決めし、前記リードフレームの前記リードの前記電極に対応する前記第１部をレーザ光照射によって溶融させて突出部を形成し、この突出部を前記電極に接続させる工程と、
前記リードの第２部の第２の面を露出させ、前記電極、前記リードの第１部及び半導体ウエハの露出する第１の面を絶縁性の樹脂で覆って樹脂層を形成する工程と、
前記半導体ウエハまたは前記リードフレームの露出する面全域にテープを貼り付ける工程と、
前記回路素子を分断するように前記リードフレーム及び前記半導体ウエハに縦横に前記テープの表面に到達する溝を形成し、この溝形成によって各リードを前記電極に接続された独立した電極板に形成する工程と、
前記テープを除去する工程とによって複数の半導体装置を製造することを特徴とする。  また、前記リードフレームを準備する工程において、前記リードの前記第２部の第２の面に導電性の被膜を形成したリードフレームを準備する。また、前記ワイヤの接続工程では、前記ワイヤの高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成し、前記樹脂層を形成する工程では、前記樹脂層の高さを前記リードの前記第２部の第２の面よりも低く形成する。また、リードフレームは、例えば、０．１２５ｍｍの厚さの４２アロイ材で形成されている。また、半導体チップと電極板との間の隙間は、例えば、０．０５ｍｍと薄くする。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
前記（１）の手段によれば、（ａ）半導体チップに金属板からなる電極板が接着剤を介して接着され、この電極板、接着剤及び半導体チップの厚さの和が半導体装置の高さとなることから、半導体装置の薄型化が達成できる。即ち、金属板は０．１２５ｍｍとなり、一般的に最小でも０．２ｍｍとなる厚い配線基板に比較して薄くできる。
【００１７】
（ｂ）半導体装置の平面的な大きさは、半導体チップの大きさそのものであることから、ＣＳＰ構造となり、半導体装置の小型化が達成できる。
【００１８】
（ｃ）半導体装置は、リードフレームと半導体ウエハを貼り合わせ、リードフレームのリードパターンを構成するリードの薄い第１部と半導体ウエハの電極をワイヤで接続し、半導体ウエハの第１の面側のリード間及び第１部の第２の面側を絶縁性の樹脂層で覆い、その後テープで支持した半導体ウエハ及びリードフレームをテープの貼り合わせ側の面にまで到達するように切断して各リードを電気的に独立した電極板とし、ついでテープを剥がすことによって半導体装置を複数製造する方法であることから、製造工程の簡素化から半導体装置の製造コストの低減が達成できる。
前記（２）の手段によれば、（ａ）半導体チップの電極に金属板からなる電極板のレーザ光照射によって形成された突出部を介して接続され、この電極板及び半導体チップの厚さの和、及びさらに電極板と半導体チップとの間の隙間に埋め込まれた樹脂厚さを加えた厚さが半導体装置の高さとなることから、半導体装置の薄型化が達成できる。即ち、金属板は０．１２５ｍｍとなり、一般的に最小でも０．２ｍｍとなる厚い配線基板に比較して薄くでき、半導体装置の薄型化が可能になる。また、樹脂充填による電気的絶縁を得るための隙間も０．０５ｍｍと狭いことから、半導体装置の薄型化が可能になる。
【００１９】
（ｂ）半導体装置の平面的な大きさは、半導体チップの大きさそのものであることから、ＣＳＰ構造となり、半導体装置の小型化が達成できる。
【００２０】
（ｃ）半導体装置は、半導体ウエハの電極にレーザ光照射によってリードフレームのリードの薄い第１部を接続させて一体化し、半導体ウエハの第１の面側のリード間、リードの第１部の第２の面側及び半導体ウエハとリードフレームとの隙間を絶縁性の樹脂層で覆い（埋め込み）、その後テープで支持した半導体ウエハ及びリードフレームをテープの貼り合わせ側の面にまで到達するように切断して各リードを電気的に独立した状態に形成して電極板とし、ついでテープを剥がすことによって半導体装置を複数製造する方法であることから、製造工程の簡素化から半導体装置の製造コストの低減が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００２２】
図１乃至図１４は本発明の実施例１の半導体装置に係わる図である。図１乃至図５は半導体装置の構造に係わる図、図６は半導体装置の実装状態を示す断面図、図７乃至図１４は半導体装置の製造方法に係わる図である。
【００２３】
本実施例１の半導体装置１は図１乃至図３に示すような構造になっている。図１は半導体装置の斜視図、図２は半導体装置の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
本実施例１の半導体装置１は、図１の斜視図に示すように、外観的には、偏平の六面体（直方体）となり、上部は半導体チップ２で形成され、下部は絶縁性樹脂からなる封止体３と複数の電極板４で形成されている。電極板４は封止体３の両側面にそれぞれ側面を所定ピッチで露出させる構造になっている。これは半導体装置１の製造において、半導体ウエハを切断して半導体チップ２とし、リードフレームのリードを切断して電極板４とし、樹脂層を切断して封止体３とすることによる。本実施例１では、電極板４は封止体３の両側にそれぞれ４本配置されている。半導体装置１の一対の端面は、図１に示すように、半導体チップ２と封止体３によって形成されている。
【００２４】
電極板４の下面は、図３及び図４に示すように、封止体３の下面に露出している。各電極板４は、１枚の平坦な金属板からなるリードフレームのリードから形成されるが、形成された状態では、図３に示すように、板厚が厚い厚肉部（第２部）６と、この厚肉部６に連なる板厚が薄い薄肉部（第１部）５とからなっている。切断は厚肉部６で行われる。電極板４の第１の面４ａ（図３では上面となる面）は平坦面となり、半導体チップ２の第１の面２ａ（図３では下面となる面）に絶縁性の接着剤７によって接着されている。
【００２５】
電極板４の第１の面４ａの反対面となる第２の面４ｂ（図３では下面となる面）は、電極板４が厚肉部６とこれに連なる薄肉部５となることから、段差のある２面になる。厚肉部６の第２の面４ｂに対して薄肉部５の第２の面４ｂは引っ込んだ面となり、封止体３を形成する樹脂内に埋没している。即ち、各電極板４は薄肉部５が封止体３内に埋没する構造になっている。従って、厚肉部６は、図４に示すように、半導体装置１の下面に露出し、外部電極端子１１を構成することになる。この外部電極端子１１は四角形の封止体３の両側に沿って所定ピッチで配置されることになる。
【００２６】
一方、前記埋没した薄肉部５の第２の面４ｂと半導体チップ２の第１の面２ａに設けられた電極８は導電性のワイヤ９によって電気的に接続されている。本実施例１では、半導体チップ２はその電極配列がチップの中央側に２列配置されたセンターパッド構造になっている。このため、封止体３内に埋没する電極板４の薄肉部５の先端部分が電極８にそれぞれ対峙するように、電極板４の多くは、図２及び図５に示すように屈曲している。図５は封止体３を部分的に除去して電極板４の形状やワイヤ９の接続状態を分かり易くした図面である。この図において、ハッチングを施した部分が厚肉部６であり、外部電極端子を形成する部分である。なお、図３でのみ示すが、電極板４に直接Ａｕワイヤ等を接続し難い場合には、ワイヤの接続性を良好とするためにめっき膜１２を形成しておく。本実施例１では、例えば、電極板４は４２アロイを使用する。この場合、ワイヤの接続性を良好とするため、電極板４の薄肉部５の第２の面４ｂに２〜３μｍの厚さのＡｇめっき膜１２を形成する。
【００２７】
前記ワイヤ９は封止体３内に埋没させる。このため、ワイヤ９も低いループ形状でボンディングされている。厚肉部６の厚さは、例えば、１２５μｍであり、薄肉部５の厚さは例えば、６０μｍである。また、封止体３の表面（下面）に露出する厚肉部６の第２の面４ｂには実装時使用される接合材との濡れ性が良好な金属からなる被膜１０が形成されている。被膜１０は、例えば、厚さ０．０３〜０．７μｍのＡｕめっき膜で形成されている。
【００２８】
他方、半導体装置１の上部を形成する半導体チップ２は、例えば、シリコン基板からなっている。従って、半導体装置１の上面は、半導体チップ２の第１の面２ａの反対面となる第２の面２ｂで形成され、平坦なシリコン基板面で構成されている。また、半導体装置１の下面側を形成する封止体３の表面（図３では下面）３ａは電極板４の厚肉部６の第２の面４ｂと同一あるいは引っ込んだ面となっている。この表面３ａは、封止体３をトランスファモールディング法で形成する際、電極板４の第２の面４ｂ側にシートを配置するシートモールドを行うことによって厚肉部６の第２の面４ｂよりも引っ込んだ面とすることができる。
【００２９】
半導体装置１の高さ（厚さ）は、半導体チップ２の厚さ、電極板４の厚さ及び半導体チップ２と電極板４を接続する接着剤７の厚さ及び被膜１０の厚さの和となり、半導体装置１の薄型化が達成できる。例えば、半導体チップ２の厚さは５０〜２００μｍ程度の厚さとなり、電極板４の厚さは１２５μｍ、接着剤７は５０μｍの厚さ、被膜１０は０．０３〜０．７μｍの厚さとなることから、半導体装置１は０．２２５ｍｍから０．３７６ｍｍの厚さとなり、薄型になる。一般に使用されている配線基板は、薄くても０．２ｍｍであることから、１２５μｍの厚さの電極板４を使用した本実施例１の半導体装置１は薄型化が可能になる。電極板４の厚さをさらに薄くすることによってさらに半導体装置１の薄型化が達成できる。
【００３０】
また、半導体装置１の平面方向の大きさは、半導体チップ２の大きさとなり、ＣＳＰ構造となり、小型になっている。半導体装置１は図３に示すように、封止体３の下面に電極板４の下面を露出するＬＧＡ（Land Grid Array ）構造になっている。
【００３１】
図６は半導体装置１を実装基板１５に実装した状態を示す。実装基板１５の上面にはランド１６が複数設けられている。ランド１６は、半導体装置１の露出した電極板部分で形成される外部電極端子１１に対応して配列されている。半導体装置１の実装においては、実装基板１５のランド１６上に半田等の接合材１７を印刷等の方法によって予め設けておく。その後、ランド１６上に外部電極端子１１が載るように位置決めして半導体装置１を実装基板１５上に載置する。つぎに、一時的加熱（リフロー）によって前記接合材１７を溶かし、接合材１７によってランド１６と外部電極端子１１の接続を行う。これにより、半導体装置１は実装基板１５に実装されることになる。
【００３２】
実装基板１５において、半導体装置１はＣＳＰ構造で小型であることから、実装面積が小さくなる。この結果、実装基板の小型化を図ることができ、この実装基板が組み込まれる電子装置の小型化が達成できる。また、半導体装置１を多数実装する電子装置の場合、半導体装置１の実装面積の縮小から使用しない空き領域の面積が広くなる。そこで、前記空き領域に半導体装置１や他の電子部品を搭載することも可能になる。この結果、電子装置のさらなる多機能化や性能向上化が達成可能になる。
【００３３】
つぎに、半導体装置１の製造方法について、図７乃至図１４を参照して説明する。半導体装置１の製造では、図７（ａ），（ｂ）及び図８に示すように、半導体ウエハ２０及びリードフレーム２１を準備するとともに、半導体ウエハ２０の第１の面２０ａに絶縁性の接着剤７によってリードフレーム２１の第１の面２１ａを貼り合わせる（接着）。
【００３４】
半導体ウエハ２０は、例えば、シリコン基板からなり、既に回路素子が形成されている。ここで、回路素子とは、トランジスタ等の能動素子を１乃至複数形成した回路であり、半導体チップに形成される回路全体である。図では特に回路素子は示さず省略するが、図１０に回路素子の電極８を示す。電極８は回路素子の中央側に２列４個配置されたセンターパッド構造になっている。半導体ウエハ２０は、図８に示すように、一縁が直線状に切り欠かれたオリエンテーションフラット２０ｃを有し、このオリエンテーションフラット２０ｃを基準に縦横に複数の回路素子が整列配置されている。
【００３５】
リードフレーム２１は、薄い四角形の金属板を精密プレスまたはエッチングによってパターニングして、リードパターン２１ｃを縦横に整列配置形成した構造になっている。即ち、リードフレーム２１は、図８に示すように、半導体ウエハ２０の製造可能な回路素子に対応してリードパターン２１ｃを配置したマトリックスリードフレーム構造になっている。半導体ウエハ２０の製造可能な回路素子に対応してリードパターン２１ｃを配置することから、リードフレーム２１の１辺は半導体ウエハ２０の直径に略一致する正方形板となっている。
【００３６】
リードフレーム２１は、図８に示すように、オリエンテーションフラット２０ｃに平行に延在する横枠２１ｄが所定間隔に設けられるとともに、この横枠２１ｄに直交する縦枠２１ｅが所定間隔に設けられる構造となっている。そして隣接する一対の横枠２１ｄと、これら横枠２１ｄに直交する隣接する一対の縦枠２１ｅによって形成される矩形枠２１ｆと、この矩形枠２１ｆを構成する一対の縦枠２１ｅの縁から矩形枠２１ｆの内方に向かって延在するそれぞれ４本のリード２１ｈによってリードパターン２１ｃが形成されている。図９に単位リードパターン２１ｃを拡大して示す。横枠２１ｄ及び縦枠２１ｅは隣接する他のリードパターン２１ｃの矩形枠２１ｆを構成する。
【００３７】
半導体装置１の製造の後半段階でリード２１ｈを切断して薄肉部５及び厚肉部６を有する電極板４が形成される。従って、リードフレーム２１の段階において、リード２１ｈは厚肉部６とこの厚肉部６に連なる薄肉部５とからなる構造になっている。
【００３８】
リード２１ｈは縦枠２１ｅの枠内側の縁から横枠２１ｄに沿って延在するとともに、図１０に示すように、先端を回路素子の所定の電極８に対峙すべく必要に応じて屈曲して形成されている。リードフレーム２１は、例えば、１２５μｍの厚さの４２アロイ板で形成され、横枠２１ｄ，縦枠２１ｅ及びリード２１ｈは７０〜１５０μｍ幅となっている。また、図９及び図７（ｂ）に示すように、各リード２１ｈの先端部分は前述のように薄肉部５となっている。各リード２１ｈの途中部分において縦枠２１ｅに平行な線よりも先端側が薄肉部５となる。
【００３９】
リードフレーム２１においては、厚肉部６に相当する部分の第２の面２１ｂには被膜１０が形成されている。また、薄肉部５の第２の面２１ｂには、図示しないが、ワイヤの接続性を良好とするためにＡｇめっき膜が２〜３μｍの厚さに形成されている。また、リードフレーム２１は、半導体装置の製造ができない箇所では、矩形枠２１ｆ内にリード２１ｈを配置せずに半導体ウエハ２０が見えるような開口になっている。また、リードフレーム２１の周縁部分には、リードフレーム２１を移送したり、あるいは位置決めの際使用するガイド孔２１ｊが設けられている。
【００４０】
このような構造のリードフレーム２１は、図７（ｂ）に示すように、平坦面となる第１の面２１ａが半導体ウエハ２０の第１の面２０ａに接着され、各リードパターン２１ｃの各リード２１ｈは、図１０に示すように、電極８に先端（内端）を近接させるようになる。なお、図１０において、矩形枠２１ｆよりも所定距離内側に入った矩形領域が回路素子が形成された領域になる。
【００４１】
つぎに、図７（ｃ）及び図１０に示すように、各リードパターン２１ｃにおいて、半導体ウエハ２０の第１の面２０ａに設けられた電極８（図１０参照）と、リード２１ｈの先端の薄肉部５を導電性のワイヤ９で接続する。ワイヤ９のループ高さは低くし、例えば、リードフレーム２１の厚肉部６の第２の面２１ｂよりも低く形成する。なお、図７においては電極８は省略してある。
【００４２】
つぎに、図７（ｄ）に示すように、各リードパターン２１ｃにおいて、半導体ウエハ２０の露出する第１の面２０ａ側及びリード２１ｈの薄肉部５の第２の面２１ｂ側の空間部分に絶縁性の樹脂を埋め込んで樹脂層２２を形成する。この樹脂層２２は、電極８及びワイヤ９を覆うようになる。この樹脂層２２の形成は、例えば、樹脂を滴下供給するポッティング方式あるいはトランスファモールディング方式で行う。
【００４３】
本実施例１ではトランスファモールディングの場合で説明する。図１１はトランスファモールディング用金型とそれぞれ一部の半導体ウエハ２０及びリードフレーム２１の重なり状態を示す平面図である。また、図１２は断面図である。図１１においては、金型２３によって形成される樹脂流路で説明する。溶けた樹脂を押し出す円形の３個のカル２４と、このカル２４に連なり樹脂を案内するランナー２５と、このランナー２５に続くゲート２６及びキャビティ２７とからなる。また、キャビティ２７の周縁には空気を外部に案内するエアーベント２８が配置されている。また、図１２に示すように、下型２３ａと、上型２３ｂからなる金型２３でトランスファモールディングを行う際、リードフレーム２１上に樹脂製のシート２９を介在させて樹脂モールドを行う。シート２９は厚肉部６から外れた部分ではキャビティ２７側に食い込むことから、樹脂層２２の表面３ａは、図７（ｄ）に示すように、厚肉部６よりも引っ込んだ面になる。これはＬＧＡ構造の半導体装置１としては好ましい。樹脂層２２を形成する樹脂は、例えば、エポキシ樹脂を使用する。樹脂充填後、所定の温度でキュアーして樹脂を硬化させて樹脂層２２を形成する。
【００４４】
このようなトランスファモールディング法によって、図１３に示すように、リードフレーム２１の各リードパターン２１ｃには樹脂層２２が形成される。図１３ではランナー２５，ゲート２６及びエアーベント２８で硬化した樹脂は取り除いてある。図１４はリードパターン２１ｃ部分を示す図である。図１３及び図１４に示すように、樹脂層２２の表面３ａにはリード２１ｈの厚肉部６が露出する。リード２１ｈの薄肉部５は樹脂層２２内に埋没する。
【００４５】
つぎに、図７（ｅ）に示すように、半導体ウエハ２０の露出面である第２の面２０ｂ側に支持部材となるテープ３５を貼り付ける。その後、リードフレーム２１の上面からテープ３５の表面まで到達するように縦横に分離用の溝３６を形成する。溝３６はダイシングブレード３７による切断で形成する。ダイシングブレード３７による切断において、リードフレーム２１、半導体ウエハ２０及び樹脂層２２を完全に分断するが、テープ３５は分断せず、ダイシングブレードの先端はテープの表面または途中深さまでになるように制御する。
【００４６】
また、図１４に示すように、ダイシングブレード３７によってａなる切断幅で切断が行われる。即ち、切断幅ａは横枠２１ｄ及び縦枠２１ｅよりも幅が広く、横枠２１ｄ及び縦枠２１ｅは完全に消滅する。また、リード２１ｈは厚肉部６の部分で切断される。この結果、切断面に厚い厚肉部６の切断面が露出するようになる。なお、このダイシングブレード３７の切断によって、リードフレーム２１の各リード２１ｈは、図１乃至図５に示すように、厚肉部６と薄肉部５を有する電極板４となり、樹脂層２２は封止体３となり、半導体ウエハ２０は半導体チップ２となり、テープ３５に貼り付いた状態の半導体装置１が複数形成されることになる。なお、テープ３５はリードフレーム２１側に貼り付け、その後半導体ウエハ２０側から半導体ウエハ２０及びリードフレーム２１を切断するようにしてもよい。
つぎに、テープ３５を除去することによって、図１に示す構造の半導体装置１が複数製造されることになる。
【００４７】
図１５は本実施例１の変形例であるリードフレームの単位リードパターン２１ｃ部分を示す模式的平面図である。なお、この図では電極８及びワイヤ９をも示してある。実施例１はリードパターンは説明し易いように数を少なくしてあるが、図１５は実際の製品に適用できるパターンとなっている。この例でも電極８の配列はセンターパッド構造になっている。本発明をセンターパッド構造に適用することによって例えばDRAMメモリチップのＣＳＰ構造が達成できる。
【００４８】
本実施例１によれば以下の効果を有する。
（１）半導体チップ２に金属板からなる電極板４が接着剤７を介して接着され、この電極板４、接着剤７及び半導体チップ２の厚さの和が半導体装置１の高さとなることから、従来のような厚い配線基板を使用する構造に比較して半導体装置１の薄型化が達成できる。即ち、金属板９は０．１２５ｍｍとなり、一般的に最小でも０．２ｍｍとなる厚い配線基板に比較して薄くできる。
【００４９】
（２）半導体装置１の平面的な大きさは、半導体チップ２の大きさそのものであることから、ＣＳＰ構造となり、半導体装置１の小型化が達成できる。
【００５０】
（３）半導体装置１は、リードフレーム２１と半導体ウエハ２０を貼り合わせ、リードフレーム２１のリードパターン２１ｃを構成するリード２１ｈの薄い薄肉部５と半導体ウエハ２０の電極８をワイヤ９で接続し、半導体ウエハ２０の第１の面２０ａ側のリード間及び薄肉部５の第２の面２１ｂ側を絶縁性の樹脂層２２で覆い、その後テープ３５で支持した半導体ウエハ２０及びリードフレーム２１をテープ３５の貼り合わせ側の面（表面）にまで到達するように切断して各リード２１ｈを電気的に独立した電極板４とし、ついでテープ３５を剥がすことによって半導体装置１を複数製造する方法であることから、製造工程の簡素化から半導体装置１の製造コストの低減が達成できる。
【実施例２】
【００５１】
図１６乃至図１８は本発明の実施例２である半導体装置に係わる図である。図１６は半導体装置の封止体を除去した底面図、図１７は半導体装置の底面図である。図１８（ａ）は図１７のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図１８（ｂ）は図１７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００５２】
本実施例２の半導体装置１は、実施例１の半導体装置１において、半導体チップ２を正方形（四角形体）とし、半導体チップ２の第１の面２ａに接続配置する電極板４を、短い電極板４ｅと長い電極板４ｆの混在構造とし、かつ外部電極端子１１を複数列に配置した構造になっている。
【００５３】
図１６に示すように、半導体チップ２の各辺に沿って短い電極板４ｅと長い電極板４ｆが交互に接着される構造になっている。短い電極板４ｅ及び長い電極板４ｆは半導体チップ２の辺に直交して延在している。そして、その途中部分には、他の部分よりも幅が広い幅広部４ｈを有している。この幅広部４ｈは略四角形状となるとともに、実施例１と同様に厚肉部（第２部）６となっている。幅広部４ｈ以外の部分は、実施例１と同様に薄肉部（第１部）５となっている。幅広部４ｈは半導体チップ２の各辺に沿って千鳥足跡状に２列になるように配置されている。
【００５４】
この結果、半導体チップ２の第１の面２ａ側に形成される封止体３の表面３ａには、図１７及び図１８（ａ），（ｂ）に示すように、幅広部４ｈが露出し、露出した幅広部４ｈによって外部電極端子１１が形成される。外部電極端子１１は四角形状の封止体３の各辺に沿って千鳥足跡状に２列に配置される。なお、外部電極端子１１には突起電極５０が固定されている。この突起電極５０は、例えば、半田ボールによって形成されている。これにより、半導体装置１はＢＧＡ構造となる。
【００５５】
短い電極板４ｅ及び長い電極板４ｆには、ワイヤ９を接続するためのボンディングパッド４ｊが設けられている。実施例では、図１６に示すように、ボンディングパッド４ｊが、短い電極板４ｅの場合には途中に一箇所、長い電極板４ｆの場合には２乃至３箇所設けられている。また、配置列の端の短い電極板４ｅ及び長い電極板４ｆは分岐片４ｎが設けられている。この分岐片４ｎにも必要に応じてワイヤ９が接続される。
【００５６】
本実施例においては、半導体チップ２の第１の面２ａに設けられる電極８は、半導体チップ２の各辺に沿って複数配置されるとともに、チップの中央寄りにも数個配置された構造になっている。
【００５７】
本実施例２で使用されるリードフレームのリードパターンは、特に図示はしないが、図１６に示す短い電極板４ｅ及び長い電極板４ｆが外側に延在し、その延在部分が矩形枠に連結されるパターンとなる。また、実施例１の半導体装置１の製造では、リード２１ｈの切断は厚肉部６で行われたが、本実施例２の場合では薄肉部５の部分で切断される。これにより、図１７に示すように、外部電極端子１１は四角形状の封止体３の縁から内側に位置することになる。
【００５８】
即ち、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、長い電極板４ｆの場合は短い電極板４ｅに比較して半導体装置１の辺からの距離が長くなっている。換言するならば、短い電極板４ｅ（電極板４）と長い電極板４ｆ（電極板４）は、半導体チップ２の辺に沿って交互に複数並び、かつこの辺に沿って並ぶ電極板４の厚肉部６（分岐片４ｎ：第２部）は前記辺からの距離が隣接する電極板間で異なる構造になっている。本実施例では外部電極端子１１を２列としたが、さらに多くすることも可能である。
【００５９】
図１６に示すように、電極板４にボンディングパッド４ｊを多く設けたり、分岐片４ｎを設けてあることから、図１６に示すリードパターンを標準のリードフレームのリードパターンとすることによって、電極配置の異なる半導体チップに対しても使用することができる。
本実施例２によれば、実施例１が有する効果に加えて、さらに外部電極端子１１の数を増大できるため、半導体装置１の高機能化や高集積化が可能になる。
【実施例３】
【００６０】
図１９は本発明の実施例３であるＢＧＡ型の半導体装置の断面図である。本実施例３の半導体装置１は、図１９に示すように、実施例１の半導体装置１の電極板４の厚肉部６に突起電極（バンプ電極）５５を形成し、外部電極端子１１を突起電極構造としたものである。
本実施例３の半導体装置１は、実施例１の半導体装置１の製造工程において、樹脂層２２を形成（図７［ｄ］参照）した後、半導体ウエハ２０、リードフレーム２１及び樹脂層２２を分離（図７［ｅ］参照）する前に、外部電極端子１１となる被膜１０上に半田ボール等からなる突起電極（バンプ電極）５５を形成することによって製造することができる。
本実施例３によれば、実施例１が有する効果に加えてＣＳＰの実装性を向上させる効果がある。
【実施例４】
【００６１】
図２０及び図２１は本発明の実施例４である半導体装置に係わる図である。図２０は半導体装置の断面図、図２１（ａ）〜（ｄ）は半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
図２１（ａ）〜（ｄ）は実施例１の半導体装置１の製造方法を示す図７（ａ）〜（ｅ）に対応するものである。図２１（ａ）は半導体チップ２を準備する工程で図７（ａ）に対応し、図２１（ｃ）は樹脂層を形成する工程で図７（ｄ）に対応し、図２１（ｄ）はダイシングブレード３７による切断する工程で図７（ｅ）に対応するものである。半導体ウエハ２０は実施例１と同様である。また、リードフレーム２１は実施例１のものにおいてリード２１ｈが長くなり、先端（内端）の薄肉部５が半導体ウエハ２０の電極８上に重なる以外は実施例１のリードフレーム２１と同じである。
【００６２】
本実施例４の半導体装置１の製造方法では、図２１（ｂ）に示すように、図示しない電極８を有する第１の面２０ａを上面にした状態で、上方に平坦面となる第１の面２１ａを下面にしたリードフレーム２１を所定の隙間６０を有する状態で位置決めして重ねる。その後、レーザ光６１をリード２１ｈの薄肉部５にスポット的に順次照射して溶融させる。溶けた部分はその自重によって下方に垂れ、半導体ウエハ２０の電極８に接続される（図２２参照）。これにより、各リードパターン２１ｃにおける各リード２１ｈの先端部分が半導体ウエハ２０の各回路素子の電極８にそれぞれ接続される。この接続後の状態において、前記レーザ光照射による接続によって、半導体ウエハ２０とリードフレーム２１との間には隙間６０が維持される。
【００６３】
つぎに、図２１（ｃ）に示すように、実施例１と同様の方法によって樹脂層２２を形成する。この際、隙間６０には樹脂層２２を形成する絶縁性の樹脂が充填され、リード２１ｈと電極８との接続部分以外は絶縁性樹脂によって電気的絶縁が維持される。
つぎに、図２１（ｄ）に示すように、実施例１の製造方法と同様に半導体ウエハ２０にテープ３５を貼り付けて半導体ウエハ２０及びリードフレーム２１を支持させる。その後ダイシングブレード３７によってリードフレーム２１、半導体ウエハ２０及び樹脂層２２を切断する溝３６を縦横に形成し、テープ３５に貼り付いた半導体装置１を形成する。
つぎに、テープ３５を剥がし、複数の半導体装置１を製造する。
本実施例４による半導体装置の製造技術によれば、実施例１が有する効果に加えて接着剤とワイヤの廃止により、更にコスト低減効果がある。
【実施例５】
【００６４】
図２２は本発明の実施例５である半導体装置に係わる図である。本実施例５の半導体装置１は、図２２に示すように、図２０で示す実施例４の半導体装置１の電極板４の厚肉部６に突起電極（バンプ電極）５５を形成し、外部電極端子１１を突起電極構造としたものである。
本実施例５の半導体装置１は、実施例４の半導体装置１の製造工程において、樹脂層２２を形成（図２１［ｃ］参照）した後、半導体ウエハ２０、リードフレーム２１及び樹脂層２２を分離（図２１［ｄ］参照）する前に、外部電極端子１１となる被膜１０上に半田ボール等からなる突起電極（バンプ電極）５５を形成することによって製造することができる。
【００６５】
本実施例５によれば、実施例４が有する効果に加えてＣＳＰの実装性を向上させる効果がある。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１である半導体装置の外観を示す斜視図である。
【図２】実施例１の半導体装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】実施例１の半導体装置の底面図である。
【図５】実施例１の半導体装置の底面図において、一部の封止体を除去した図である。
【図６】実施例１の半導体装置の実装状態を示す断面図である。
【図７】実施例１の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】図７（ｂ）に対応する半導体ウエハとリードフレームの重なり状態を示す平面図である。
【図９】前記リードフレームの単位リードパターンを示す平面図である。
【図１０】前記単位リードパターンに固定された半導体ウエハ部分を示す平面図である。
【図１１】実施例１の半導体装置の製造方法において、トランスファモールディング用金型と半導体ウエハ及びリードフレームの重なり状態を示す平面図である。
【図１２】前記トランスファモールディング用金型と半導体ウエハ及びリードフレームの重なり状態を示す断面図である。
【図１３】実施例１の半導体装置の製造方法において、トランスファモールディングによって樹脂層が形成された状態を示す平面図である。
【図１４】前記樹脂層によって覆われたリードフレームの単位リードパターン部分を示す模式図である。
【図１５】本実施例１の変形例であるリードフレームの単位リードパターン部分を示す模式的平面図である。
【図１６】本発明の実施例２である半導体装置の封止体を除去した底面図である。
【図１７】本実施例２の半導体装置の底面図である。
【図１８】図１７のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１９】本発明の実施例３である半導体装置の断面図である。
【図２０】本発明の実施例４である半導体装置の断面図である。
【図２１】実施例４の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図２２】本発明の実施例５である半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…半導体装置、２…半導体チップ、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、３…封止体、３ａ…表面、４…電極板、４ａ…第１の面、４ｂ…第２の面、５…薄肉部、６…厚肉部、７…接着剤、８…電極、９…ワイヤ、１０…被膜、１１…外部電極端子、１５…実装基板、１６…ランド、１７…接合材、２０…半導体ウエハ、２０ａ…第１の面、２０ｂ…第２の面、２０ｃ…オリエンテーションフラット、２１…リードフレーム、２１ａ…第１の面、２１ｂ…第２の面、２１ｃ…リードパターン、２１ｄ…横枠、２１ｅ…縦枠、２１ｆ…矩形枠、２１ｈ…リード、２２…樹脂層、２３…金型、２３ａ…下型、２３ｂ…上型、２４…カル、２５…ランナー、２６…ゲート、２７…キャビティ、２８…エアーベント、２９…シート、３５…テープ、３６…溝、３７…ダイシングブレード、５０，５５…突起電極、６０…隙間、６１…レーザ光。
【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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