(57)【要約】【課題】信頼性に十分優れ、しかも歩留よく低コストで製造可能な半導体装置を提供する。【解決手段】上記目的を達成する本発明は、絶縁膜５２と、当該絶縁膜５２上に固定された半導体素子１０と、絶縁膜５２に少なくとも一部が埋め込まれてなる導電部２０と、半導体素子１０に設けられた電極１１と導電部２０とを電気的に接続するワイヤ３０と、半導体素子１０及びワイヤ３０を封止する封止部４０とを備える半導体装置１００を提供する。【選択図】  図１
2008091872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と、
当該絶縁膜上に固定された半導体素子と、
前記絶縁膜に少なくとも一部が埋め込まれてなる導電部と、
前記半導体素子に設けられた電極と前記導電部とを電気的に接続するワイヤと、
前記半導体素子及び前記ワイヤを封止する封止部と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
リードレス構造を有している、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、紫外線硬化性樹脂組成物のパターン化された硬化物である、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
基材シートと当該基材シート上に積層された絶縁膜とを備える積層シートにおいて、前記絶縁膜に少なくとも一部が埋め込まれた導電部を形成する第１の工程と、
電極を備える半導体素子を前記絶縁膜上に固定する第２の工程と、
前記導電部と前記電極とをワイヤにより電気的に接続する第３の工程と、
前記半導体素子及び前記ワイヤを封止部により封止する第４の工程と、
前記基材シートを前記絶縁膜から剥離除去する第５の工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基材シートと当該基材シート上に積層された絶縁膜とを備える積層シートにおいて、前記絶縁膜に少なくとも一部が埋め込まれた導電部を形成する第１の工程と、
電極を備える複数の半導体素子を前記絶縁膜上に固定する第２の工程と、
前記導電部と前記電極とをワイヤにより電気的に接続する第３の工程と、
前記複数の半導体素子及び前記ワイヤを封止部により封止する第４の工程と、
前記基材シートを前記絶縁膜から剥離除去する第５の工程と、
前記複数の半導体素子を個片化する第６の工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第６の工程において、前記複数の半導体素子をダイサーカット又はパンチングにより個片化する、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記基材シートの２００℃における貯蔵弾性率が１．０ＧＰａ以上である、請求項４〜６のいずれか一項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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面実装型の半導体装置の態様の一つに、半導体素子の各回路要素から独立に信号を取り出すための導体であるリードピンが設けられているものがある。ところが、この半導体装置は、二次元（平面）的に見ると、リードピンが装置外周に突出しているため、実装の際に大きな面積を必要とする。さらにこの半導体装置はリードピンを備えるために三次元的な高さも必要とする。そこで、二次元的（面積的）及び三次元的（空間的）に実装密度を上げるため、リードピンが突出していないリードレス構造の表面実装型半導体装置が開発されている。
【０００３】
リードレス構造の表面実装型半導体装置の代表的なものとしては、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）が挙げられる。しかしながら、このＱＦＮも、用いられるリードフレームの厚みに起因して三次元的な高さが必要とされる。また、ＱＦＮに通常備えられるダイボンド用接着剤は吸湿しやすいため、その製造工程においてダイボンド用接着剤に水分が吸収される。そして、そのダイボンド用接着剤はＱＦＮに備えられるダイボンドパッド及び封止樹脂により閉じ込められた状態となる。その結果、はんだリフロー処理等の後工程で行われ得る加熱処理により、揮発した水分がＱＦＮ内で膨張する結果、パッケージにクラックが発生しやすくなる。さらには、封止時の封止樹脂の回り込みにより接続端子の形成不良が生じやすくなる。
【０００４】
このような信頼性の問題を解決するために、特許文献１では、基材表面に貼り付けた薄い銅箔層をエッチングして接続端子を形成し、さらに封止工程後に、基材からその銅箔層及び銅箔層上に固着した半導体素子を剥離する半導体素子の製造方法が提案されている。図６に特許文献１に記載された半導体装置の模式断面図を示す。この半導体装置６００の製造方法は、まず、基材（図示せず）に金属箔を貼り付け、所定部分に金属箔を残すように当該金属箔のエッチングを行った後、半導体素子６１０と同等の大きさを有する金属箔６６１（ダイパッド）の上に接着剤６７０を用いて半導体素子６１０を固着し、さらに、ワイヤ６３０によって半導体素子６１０と金属箔６６０との電気的接続を行い、金型を用いて封止樹脂６４０でトランスファーモールドする。最後に、成形された封止樹脂６４０を基材から分離して半導体装置６００が完成する。
【０００５】
さらに、パッケージのクラック耐性を向上させるために、特許文献２では、導電部からなる接続端子が特殊な断面形状を有する半導体装置及びその製造方法も提案されている。
【特許文献１】特開平９−２５２０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２５３６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された半導体素子の製造方法では、金属箔のエッチング工程及び封止樹脂による封止工程において、基材と金属箔とが十分密着している必要がある。一方で、封止工程後は基材及び封止樹脂間、並びに基材及び金属箔間は容易に分離可能であることが要求される。このように、基材及び金属箔は、それらの密着特性において相反する特性が求められる。より詳細に説明すると、基材及び金属箔間の密着特性として、エッチングに用いられる薬品に対する耐久性が求められる。また、封止時の高温環境下、及び、封止樹脂が金型内を流れる時に加わる圧力下において、半導体素子が位置ずれを起こさないような耐久性が密着特性として求められる。それらの一方で、封止後には、基材及び封止樹脂間、基材及び金属箔間が容易に分離できるような密着特性が要求される。このように極めて特殊な密着特性が要求される結果、この製造方法では、封止材の変更による密着性の変化、並びにパッケージサイズの変化による応力の変化に起因して、歩留よく半導体装置を製造することは極めて困難である。
【０００７】
一方、特許文献２に開示された半導体装置の製造方法では、半導体素子及び端子の固定並びに封止後の分離に関して上記と同様に特殊な密着特性の要求に起因する歩留の課題が生じると共に、基板の製造工程が複雑になるため、製造期間及びコストが増大する。
【０００８】
また、半導体素子を封止後にエッチングなどの薬液処理により外部導電端子を形成する方法なども提案されている。しかし、この方法では、薬液の浸入による半導体素子の破損による収率の低下、工程の増加に伴う製造期間の長期化が問題となる。このように従来の半導体装置の製造方法では、薄型化した半導体装置を効率的に得ることは困難であった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性に十分優れ、しかも歩留よく低コストで製造可能な半導体装置、及び、工程を短縮できる薄型化が可能な半導体装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、絶縁膜と、当該絶縁膜上に固定された半導体素子と、絶縁膜に少なくとも一部が埋め込まれてなる導電部と、半導体素子に設けられた電極と導電部とを電気的に接続するワイヤと、半導体素子及びワイヤを封止する封止部とを備える半導体装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、基材シートと当該基材シート上に積層された絶縁膜とを備える積層シートにおいて、絶縁膜に少なくとも一部が埋め込まれた導電部を形成する第１の工程と、電極を備える半導体素子を絶縁膜上に固定する第２の工程と、導電部と電極とをワイヤにより電気的に接続する第３の工程と、半導体素子及びワイヤを封止材により封止する第４の工程と、基材シートを絶縁膜から剥離除去する第５の工程とを備える半導体装置の製造方法を提供する。
【００１２】
さらに本発明は、基材シートと当該基材シート上に積層された絶縁膜とを備える積層シートにおいて、絶縁膜に少なくとも一部が埋め込まれた導電部を形成する第１の工程と、電極を備える複数の半導体素子を絶縁膜上に固定する第２の工程と、導電部と電極とをワイヤにより電気的に接続する第３の工程と、複数の半導体素子及びワイヤを封止材により封止する第４の工程と、基材シートを絶縁膜から剥離除去する第５の工程と、複数の半導体素子を個片化する第６の工程とを備える半導体装置の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によると、リードピンを設ける必要がなく、半導体装置を載置する基材として薄膜化が可能な絶縁膜を用いているため、半導体装置の薄型化が可能となる。また、吸湿性の高いダイボンド用接着剤を用いたとしても、加熱処理により生じる水蒸気等の揮発成分が絶縁膜を通過して外部に放出されるため、揮発成分の体積膨張に起因するパッケージにおけるクラックの発生が十分に抑制される。さらに、導電部の少なくとも一部が絶縁膜に埋め込まれていることにより、封止樹脂等の封止材の回り込みに起因する接続不良も十分に抑制される。その結果、本発明の半導体装置は信頼性が十分に高いものとなる。
【００１４】
また、本発明によれば、絶縁膜に埋め込まれることにより絶縁膜から分離し難くなっている部分がそのまま導電部として半導体装置に残存するため、従来要求された基材及び金属箔間の相反する密着特性を必要としない。その結果、十分歩留よく所望の特性を備える半導体装置を得ることができる。さらに、半導体素子は、絶縁膜及び封止部間で十分強固に固定しているため、半導体素子の固定が不十分であることに伴う歩留低下等も十分に防止される。そして、本発明によると、上述のとおり、工程数が少なくても半導体装置を製造可能であり、その製造コストを十分低価に押さえることができる。
【００１５】
また、本発明の半導体装置は上述のとおりリードレス構造を有することもできる。さらに、本発明の半導体装置において、絶縁膜は、紫外線硬化性樹脂組成物のパターン化された硬化物であると好ましい。これにより、半導体装置をより簡便に高い寸法精度で作製でき、得られる半導体装置の実装密度を更に向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の製造方法に係る第６の工程において、複数の半導体素子をダイサーカット又はパンチングにより個片化してもよい。さらに、基材シートの２００℃における貯蔵弾性率が１．０ＧＰａ以上であると、耐熱性に優れ、半導体装置作製の歩留を更に向上することができるため好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、信頼性に十分優れ、しかも歩留よく低コストで製造可能な半導体装置、及び、工程を短縮できる薄型化が可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の好適な実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。本実施形態の半導体装置１００は、絶縁膜としてのレジスト層５２と、そのレジスト層５２上に固定された半導体素子１０と、レジスト層５２に一部が埋め込まれてなる導電部２０と、半導体素子１０に設けられた電極１１と導電部２０とを電気的に接続するワイヤ３０と、半導体素子１０及びワイヤ３０を封止するように設けられた封止材からなる封止部４０とを備えるものである。
【００２０】
電極１１は半導体素子１０の上面に設けられており、導電部２０上部と接続されている。半導体素子１０は電極を設けていない下面側に接着層７０を介して、レジスト層５２上に固定されている。レジスト層５２の上面は、接着層７０に直接接触している部分と、封止部４０に直接接触している部分とを有している。また、導電部２０の下面はレジスト層５２の下面と面一であり、外部に露出している。この導電部２０の下面を通じて、外部回路と半導体装置１００とが電気的に接続する。
【００２１】
導電部２０のレジスト層５２に埋め込まれた部分は、導電部２０の脱落をより有効に防止する観点から、レジスト層５２下面側の径よりも、レジスト層５２上面側の径の方が大きくなるような形状である。ただし、埋め込まれた部分の形状はこれに限定されない。
【００２２】
この半導体装置１００は、図１からも明らかなとおりリードレス構造を有している。つまり、半導体装置１００から装置外周に突出するようなリードピンを有しておらず、その占有面積を小さくすることができる。また、レジスト層５２の材料と封止部４０の封止材との組合せを選択することにより、レジスト層５２及び封止部４０間の接着力がより高くなる。レジスト層５２と封止部４０との接触面積も大きくすることが可能であるため、これらにより、半導体装置１００の固定をより強固なものとすることができる。
【００２３】
また、半導体素子１０は、封止部４０及びレジスト層５２により十分に封止された状態にある。その一方で、この半導体装置１００を外部回路と接続する際に行われるはんだリフロー処理等の加熱処理によって接着層７０から水分等が揮発しても、レジスト層５２を通じて効率よく放出される。その結果、揮発成分の体積膨張に起因するパッケージのクラックを良好に防止することができる。
【００２４】
さらに、導電部２０の一部がレジスト層５２に埋設されているため、封止部４０を構成する封止材の回り込みに起因する接続不良も十分に抑制される。その結果、この半導体装置１００は信頼性が十分に高いものとなる。また、半導体素子１０は、レジスト層５２及び封止部４０間で接着層７０により十分強固に固定しているため、半導体素子の固定が不十分であることに伴う歩留低下等も十分に防止される。
【００２５】
従来の半導体装置に備えられるダイボンドパッドはその厚みが約１００〜２００μｍである。それに対し、本実施形態の半導体装置１００が備えるレジスト層５２は、好適にはその厚みが２０〜５０μｍと薄い。レジスト層５２の厚みをこの範囲内に調整することで、半導体装置１００全体の厚みを１００〜１５０μｍ程度にした薄型化が可能となる。なお、レジスト層５２の厚みが２０μｍを下回ると、その封止効果が低減する傾向にある。
【００２６】
次に、本実施形態の半導体装置１００の製造方法について、図２、３を参照しながら説明する。図２、３は、本実施形態の半導体装置１００の製造方法に係る工程を模式的に示す断面図であり、図２はその前半部分、図３はその後半部分を示している。
【００２７】
まず、図２に示す（ａ）工程において、基材シート５１とその基材シート５１上に積層されたレジスト層５２とを備える積層体５０を準備する。基材シート５１は、後述する（ｋ）工程まではレジスト層５２及び導電部２０から剥離し難く、（ｇ）工程において容易に剥離除去できるものが好ましい。その厚みは１０〜２００μｍ、好適には５０〜１５０μｍのものであればよい。
【００２８】
また、基材シート５１は、２００℃における貯蔵弾性率が１．０ＧＰａ以上であると好ましい。後述する（ｊ）工程及び（ｋ）工程において、基材シートは約１５０〜２００℃の高温環境下に晒される。そこで、基材シート５１が上述の貯蔵弾性率を備えることで、それらの工程における耐熱性がより十分なものとなる。同様の観点から、基材シート５１は、２００℃における貯蔵弾性率が１０ＧＰａ以上であるとより好ましく、１０〜１０００ＧＰａであると更に好ましい。なお、この貯蔵弾性率の測定は粘弾性スペクトルメータにより測定することができる。
【００２９】
基材シート５１は搬送時の取扱い性、後述する（ｌ）工程における剥離性等を考慮すると、金属箔、耐熱性の樹脂フィルム、あるいは金属箔を貼り付けた耐熱性の樹脂フィルムであると好ましい。さらには、導電部２０との接着力が高いと、（ｌ）工程において基材シート５１の剥離が困難となるため、耐熱性の樹脂フィルムであるとより好ましい。
【００３０】
このような樹脂フィルムとしては、例えば、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、結晶化ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルムが挙げられる。また、これらの樹脂にフィラーを充填したコンパウンドを、片方の面が他方の面よりも平滑になるように成膜したシートであると、剥離性の観点から好適である。この場合、より平滑な面がレジスト層５２との接触面となる。
【００３１】
基材シート５１が、金属箔又は金属箔を貼り付けた耐熱性の樹脂フィルムである場合、金属箔としては、延伸銅箔又はアルミ箔など、その表面が比較的平滑であるものが好ましい。これにより、導電部２０を構成する材料とより容易に剥離することができる。また、基材シート５１が金属箔を貼り付けた耐熱性の樹脂フィルムである場合、金属箔の面がレジスト層５２との接触面となる。
【００３２】
レジスト層５２は後工程で開口部を設けることができるものであれば特に制限されず、熱又は活性エネルギー線により架橋硬化する性質を有する有機樹脂、例えば紫外線硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物からなる層（硬化性の層）であると好ましい。ただし、開口部の形状を精度よく形成する観点から、レジスト層５２は感光性レジスト層であるとより好ましく、感光性樹脂組成物からなる層であると更に好ましく、レジスト層５２が外部に露出する点から、ネガ型の感光性樹脂組成物からなる層であると特に好ましい。
【００３３】
レジスト層５２は、後工程における加熱処理、特にはんだリフロー処理における耐性を有する観点から、２６０℃において溶融及び流動しないものが好ましい。また、熱重量分析において、窒素中、１０℃／分の昇温条件で１００〜２５０℃における重量減少が１質量％以下であるものが好ましい。
【００３４】
このようなレジスト層５２としては、ソルダーレジスト又はＦＰＣのカバーレイ用途に用いられるものを採用することができる。かかるレジスト層５２は、その厚みを上述の好適な範囲にすることで、封止性が向上すると共に揮発成分を良好に通過させることもできる。レジスト層５２の材料として入手可能な市販品は、例えば、ＦＲ５０００シリーズ、ＦＲ６０００シリーズ、ＦＲ７０００シリーズ（以上、いずれも日立化成工業社製）である。また、特開２０００−２４１９６９号公報、及び特開２００５−３００７８５号公報に開示された樹脂組成物をレジスト層５２の材料として用いることもできる。
【００３５】
レジスト層５２は、その構成材料の溶液又は構成材料の前駆体溶液を基材シート５１上に塗布して、更に乾燥させることで形成することもできる。ただし、その厚みの均一性を向上させ、ピンホール等の欠陥を低減する観点から、その構成材料の溶液等を長尺の基材シート５１上に連続的に塗布して、更に乾燥させて形成することが好ましい。あるいは、同様の観点から、レジスト層５２の構成材料からなるフィルム（レジストフィルム）を基材シート５１上にラミネートすることが好ましい。
【００３６】
次に、図２に示す（ｂ）工程において、レジスト層５２に開口部５２ａを形成する。この開口部５２ａは、レジスト層５２の上面から下面まで貫通している。これにより、基材シート５１上面の開口部５２ａに対応する基材シート５１の上面部分が露出する。この際、レジスト層５２が感光性レジスト層であれば、開口部５２ａの形状に対応するパターンを有するマスクでレジスト層５２を被覆した後、そのマスク上からレジスト層５２を露光により硬化して、更に現像する。こうして、レジスト層５２が開口部５２ａを設けるようにパターン化することにより、開口部５２ａを容易に、かつその形状を精度よく形成することができる。また、半導体装置１００の実装密度をより高くすることができる。
【００３７】
開口部５２ａは、導電部２０の脱落をより有効に防止する観点から、レジスト層５２下面側（基材シート４１側）の径よりも、レジスト層５２上面側（（ｂ）工程でのレジスト層５２表面側）の径の方が大きくなるような形状である。ただし、開口部５２ａの形状はこれに限定されない。
【００３８】
なお、本実施形態においてレジスト層５２が硬化性の層である場合、その硬化前後に関わらず「レジスト層」と称しているが、上述のとおり、図２の（ｂ）工程から硬化した状態にある。
【００３９】
次いで、図２に示す（ｃ）工程において、レジスト層５２の上面、開口部５２ａの壁面、及び基材シート５１の露出した上面を被覆するようにめっき層２２を形成する。めっき層２２は例えば銅、銀などの金属層であると好ましく、形成が容易なことから無電解めっき層であると好ましい。
【００４０】
続いて、図２に示す（ｄ）工程において、めっき層２２上に更に厚膜めっき用のレジスト層２５を設ける。この厚膜めっき用のレジスト層２５は、公知の感光性レジスト材料を用いて従来の手法により形成すればよい。レジスト層２５の厚みは、後工程で厚膜めっき部２３を形成する際の厚みで、めっき層２２の厚み以上となる厚みであると好ましい。これにより、ワイヤ３０と導電部２０とを一層容易かつ確実に接合できる。
【００４１】
次に、図２に示す（ｅ）工程において、厚膜めっき用のレジスト層２５における開口部５２ａに相当する部分に開口部２５ａを形成する。これにより、開口部２５ａに対応するめっき層２２の表面部分が露出する。レジスト層２５が感光性レジスト材料からなる場合、開口部２５ａの形状に対応するパターンを有するマスクでレジスト層２５を被覆した後、そのマスク上からレジスト層２５を露光し、更に現像することにより、開口部２５ａを形成することができる。
【００４２】
次いで、図２に示す（ｆ）工程において、めっき層２２の露出した表面上及び開口部２５ａ内に厚膜めっき部２３を形成した後、厚膜めっき用のレジスト層２５を除去する。厚膜めっき部２３は、例えば銅等の金属材料を構成材料とし、電解めっき法により形成することができる。レジスト層２５は、機械的に剥離除去されてもよく、感光性レジスト材料からなる場合は現像により除去されてもよい。
【００４３】
続いて、図２に示す（ｇ）工程において、エッチングにより厚膜めっき部２３の上側部分及びめっき層２２を除去する。この際、図示するように、めっき層２２は、開口部５２ａの壁面に形成された部分以外の部分、すなわちレジスト層５２の上面に形成された部分が完全に除去されるように、エッチングを施されることが好ましい。厚膜めっき部２３は、その構成材料のエッチング耐性がめっき層２２の構成材料と同程度以上であれば、図示するように、エッチング後にレジスト層５２の上面よりも上側の部分が残存する。
【００４４】
次いで、図２に示す（ｈ）工程において、厚膜めっき部２３を被覆するように導電層２４を設ける。この導電層２４は、ワイヤ３０との接合性を高めるものであると好ましい。例えば、構成材料としては銀、アルミニウムが好ましく、その形成方法としてはめっき法又は蒸着法が好ましい。めっき法により導電層２４を形成する場合、ポジ型レジストを用いることにより、厚膜めっき部２３上へ選択的に導電層２４を形成可能である。また、蒸着法により導電層２４を形成する場合、メタルマスクを用いることで厚膜めっき部２３上に選択的に導電層２４を形成することができる。こうして、開口部５２ａの壁面に形成されためっき層２２、厚膜めっき部２３及び導電層２４を備える複数の導電部２０が得られる。
【００４５】
次に、図３に示す（ｉ）工程において、電極１１をその上部に備えた半導体素子１０をレジスト層５２上に載置して固定する。半導体素子１０は、レジスト層５２上に設けた接着層７０によって固定される。接着層７０は、半導体素子のダイボンドに用いられる接着剤からなるものであれば特に限定されず、例えばＥＮ−４９００（日立化成工業社製、商品名）が入手可能である。半導体素子１０は、例えばシリコン基板上に形成されたものが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４６】
更に、図３に示す（ｊ）工程において、導電性のワイヤ３０の両端をそれぞれ半導体素子１０の電極１１及び導電部２０に接合して、両者を電気的に接続する。ワイヤ３０は、通常のワイヤボンディングに用いられる材質のものであれば特に限定されない。
【００４７】
次いで、図３に示す（ｋ）工程において、封止樹脂等の封止材により半導体素子１０、接着層７０、ワイヤ３０及び厚膜めっき部２３を被覆して、それらを封止する封止部４０を形成する。この際、例えば、通常のトランスファーモールド法により、金型を用いて封止部４０が成形されると、所望の形状を得やすくなるので好ましい。封止材が封止樹脂であって、上記成形後に封止樹脂を後硬化するための加熱処理が施される場合、基材シート５１を剥離する前に、導電部２０の酸化及び汚染を防止するために当該加熱処理が行われることが好ましい。
【００４８】
次に、図３に示す（ｌ）工程において、基材シート５１を剥離除去して、半導体装置１００を得る。基材シート５１は、封止された半導体素子１０を吸着等により固定し、基材シート５１を逆方向へ引き剥がすか、あるいは基材シート５１をロールに巻きつけて変形させ、端部の浮き上がった封止された半導体素子１０をかき落とすことにより剥離除去される。
【００４９】
この好適な半導体装置の製造方法によると、封止工程である（ｋ）工程の後に、めっきやエッチング等の化学処理を行う必要がないため、工程の短縮化が可能となり、製造コストを低減することができる。また、導電部２０のめっき層２２及び厚膜めっき部２３の一部がレジスト層５２の開口部５２ａに埋設されることにより、（ｋ）工程における封止樹脂等の封止材の回り込みに起因する接続不良も十分に抑制され、半導体装置１００は信頼性が十分に高いものとなる。
【００５０】
また、（ｃ）〜（ｅ）工程においてレジスト層５２に埋め込まれためっき層２２の一部及び厚膜めっき部２３の一部がそのまま導電部２０として半導体装置１００に残存するため、従来要求された基材及び金属箔間の相反する接着特性を必要としない。その結果、半導体装置１００は、十分歩留よく所望の特性を備えるものとなる。さらに、半導体素子１０は、レジスト層５２及び封止部４０間で接着層７０を介して十分強固に固定しているため、半導体素子１０の固定が不十分であることに伴う歩留低下等も十分に防止される。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００５２】
例えば、上記半導体装置の製造方法における（ａ）工程及び（ｂ）工程において、開口部５２ａは、レジスト層５２を基材シート５１上に設けると同時に形成されてもよい。このようにして開口部５２ａを形成するには、レジスト層４２の構成材料の溶液又は構成材料の前駆体溶液（ペースト）を、開口部５２ａを有するパターンとなるように印刷法により基材シート５１上に塗布すればよい。これにより工程数を少なくすることができる。
【００５３】
また、上述の半導体装置の製造方法では、導電部２０がめっき層２２、厚膜めっき部２３及び導電層２４からなるように形成されるが、その少なくとも一部が導電ペーストの硬化体からなるものであってもよい。この場合、導電ペーストを所定の部分、例えば開口部５２ａ内に充填又は塗布した後、加熱又は露光等により硬化させることで、導電部２０を形成する。その構成材料は、通常の導電ペーストと同様であればよく、例えば熱硬化性樹脂等のバインダー樹脂と、金、パラジウム、銀、銅等の導電フィラーとを含有するものであればよい。
【００５４】
導電部２０の少なくとも一部を導電ペーストの硬化体で構成することによって、形成した導電部２０は、めっき法等で形成される金属製のものよりも弾性率が低くなる。したがって、半導体装置１００を基板上に実装した際、それら接合部分の応力を緩和し接続信頼性を更に向上できる。また、厚膜めっき部２３に代えて導電ペーストの硬化体を形成する場合、その硬化体表面をプラズマで洗浄（エッチング）し有機物を取り除いた後、導電層２４を形成すると、より安定したワイヤーボンド性を得ることができる。
【００５５】
また、導電部２０は、その一部が開口部５２ａ内に埋設されており、かつ、開口部５２ａから半導体素子１０に向かって延在するように形成されてもよい。図４は、その一実施形態を説明するための模式平面図であり、導電部２０が形成された直後の状態を示している。レジスト層５２の開口部５２ａは、半導体素子１０が載置されるべき領域６１を囲むようにして複数設けられている。その開口部５２ａ内には導電部２０の一端が充填されている。複数の導電部２０は、それぞれが、その開口部５２ａから領域６１に向かって、その領域６１の手前まで延在している。導電部２０の延在する部分はレジスト層５２上に形成されている。これにより、実装可能な端子間の距離を確保した上で多数の導電部２０を形成することができるため、実装密度を高めることが可能となる。かかる導電部２０の領域６１に向かって延在する部分は、上述の厚膜めっき部２３又はその代替の導電ペーストの硬化体により形成することができる。
【００５６】
さらに、本発明の半導体装置の製造方法において、半導体装置を複数個まとめて製造することが、労力、製造時間及び製造コストの低減の観点から実用的である。具体的には、一枚の積層体５０上に、１個の半導体装置１００を構成すべき半導体素子１０、導電部２０、ワイヤ３０及び接着層７０を含む部材群を複数組形成する。次いで、それら複数組の部材群を一括して封止し、封止後に基材シート５１を剥離除去する。その後、ダイサーカット又はパンチングにより、各組の部材群が分離されるように所定の寸法に切断して個片化することにより、複数個の半導体装置１００を得る。
【００５７】
また、半導体素子１０をより強固に固定する観点から、接着層７０を備えることが好ましいが、必ずしも設けなくてもよい。接着層７０を設けずに、封止前に半導体素子１０を固定するには、上述の導電体ペーストにより導電部を形成する方法と併用し、熱硬化されていないレジスト５２に熱圧着すればよい。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
基材シートとして５０μｍの厚みを有する東レ・デュポン社製、商品名「カプトン２００Ｈ」を準備した。次いで、この基材シート上に、２９μｍの厚みを有する感光性レジスト層として日立化成工業社製、商品名「ＦＲ−７０２９」を１１０℃の熱ロールを用いてラミネートして積層シートを得た。
【００６０】
次いで、得られた積層シートを５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状に切り出し、その中央部に５．２ｍｍ×５．２ｍｍの区画６４箇所を格子状に配置した。さらに、上述の図２の（ｂ）工程と同様にして、レジスト層に計２８個の開口部５２ａ（開口径：１００μｍ）を図５の平面図に示す配置で各区画に形成した。すなわち、開口部の形状に対応するパターンを有するマスクでレジスト層を被覆した後、そのマスク上からレジスト層を露光により硬化して、更に現像して開口部５２ａを形成した。なお、図５中、符号６１で示す領域は、後の工程で半導体素子を載置すべき領域である。
【００６１】
次に、レジスト層の上面、開口部の壁面及び基材シートの露出した上面を被覆するように無電解めっきにより銅めっき層（厚み：３μｍ）を形成した。さらに、銅めっき層上に厚膜めっき用の感光性のレジスト層（日立化成工業社製、商品名「Ｈ９６２５」、厚み：２５μｍ）を積層。次いで、図２の（ｅ）工程と同様にして、厚膜めっき用のレジスト層に開口部を形成した。
【００６２】
続いて、銅めっき層の露出した表面上及び厚膜めっき用のレジスト層の開口部内に、無電解めっきにより厚膜の銅めっき部を形成した後、厚膜めっき用のレジスト層を除去した。次いで、図２の（ｇ）工程と同様にして、エッチングにより厚膜の銅めっき部の上側部分及びめっき層を除去した。これにより、厚膜の銅めっき部のレジスト層上面からの高さは２２μｍになった。さらに、図２の（ｈ）工程と同様にして、厚膜の銅めっき部を被覆するように置換銀めっきより導電層（厚み：２μｍ）を設けた。こうして、レジスト層に一部が埋め込まれた導電部を形成した。
【００６３】
次に、図３に示す（ｉ）工程と同様にして、２．５ｍｍ×２．５ｍｍのシリコンチップ上に蒸着により電極を設けた試験用の半導体素子をレジスト層上に載置して固定した。半導体素子は、銀ペーストである接着剤（日立化成工業社製、商品名「ＥＮ−４９００」）をレジスト層上に塗布し、更にその上に半導体素子を載置して仮付けした後、１７５℃で１５分間加熱することにより接着剤を硬化させて固定した。続いて、直径２５μｍの金ワイヤを半導体素子の電極及び導電部に接合して、両者を電気的に接続した。
【００６４】
次いで、図３に示す（ｋ）工程と同様にして、封止材（ビフェニル型エポキシ系封止樹脂、日立化成工業社製、商品名「ＣＥＬ９２００」）により半導体素子などを封止した。封止条件は１８０℃で１分間とした。その後、封止樹脂を１７５℃で５時間加熱して硬化（後硬化）させて構造体を得た。さらに、室温で基材シートを構造体から剥離して除去し、大サーを用いて各区画単位に切断して、複数個の半導体装置を得た。半導体装置の厚みは平均で８２７μｍであった。
【００６５】
（実施例２）
基材シートとして、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）シートを準備した。次いで、下記表１に示す材料を表１に示す配合比で配合してレジスト層形成用の溶液を得た。次に、基材シート上に、その溶液を均一に塗布した後、１００℃で５分間加熱し溶剤を除去してレジスト層を形成することにより積層シートを得た。加熱後のレジスト層の厚みは３０μｍであった。その後は実施例１と同様にして複数個の半導体装置を得た。半導体装置の厚みは平均で８３０μｍであった。
【００６６】
【表１】
2008091872.tif 000003
【００６７】
（比較例１）
厚さ２００μｍ、３．０ｍｍ×３．０ｍｍのダイボンド部分を有し、裏面に接着シート（日立化成工業社製、商品名「ＲＴ−３２１」）を貼り付けたリードフレームを用いて、半導体装置として従来型のＱＦＮを作製した。なお、半導体素子、接着剤（銀ペースト）、金ワイヤ、封止材は、実施例１と同様のものを用いた。半導体装置の厚みは平均で９５０μｍであった。
【００６８】
〔基材シートの弾性率測定〕
下記条件にて、上記各基材シートの貯蔵弾性率を測定した。結果を表２に示す。
評価機器：レオメトリックス社製の粘弾性スペクトルメータ
昇温速度：５℃／ｍｉｎ
周波数：１０ＨＺ
測定モード：引張モード
【００６９】
〔接着力の測定〕
実施例１、２について、封止材を後硬化した後、基材シートを剥離する前の構造体において、基材シートに幅２０ｍｍの切り込みを入れた。そして、引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで９０°方向に基材シートを引っ張り剥離した。その時の負荷の中心値を接着強度とした。また、比較例１について、接着シートに幅２０ｍｍの切り込みを入れた。そして、引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで９０°方向に接着シートを引っ張り剥離した。その時の負荷の中心値を接着強度とした。結果を表２に示す。
【００７０】
〔半導体装置の耐ポップコーンクラック性評価〕
上記複数個の半導体装置のうち４０個をランダムに選択し、それらを１００℃で１８時間加熱乾燥し、更に８５℃、湿度８５％ＲＨの環境下に１６８時間放置した。次いで、ＩＲリフロー炉内に半導体装置を収容し、ピーク温度２６０℃で加熱処理した。その後、半導体装置内部を超音波顕微鏡を用いて観察した。内部に剥離やクラックが発生していた半導体装置の個数で耐ポップコーンクラック性を評価した。結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
2008091872.tif 000004
【００７２】
実施例１、２に係る半導体装置は、比較例１の半導体装置と比較して約１２０μｍの薄型化が可能となった。また、実施例１、２の半導体装置は、耐ポップコーンクラック性が比較例のものよりも顕著に良好であり、信頼性に十分優れているといえる。なお、比較例１の半導体装置は、ＩＲリフロー処理後にダイボンド用の銀ペースト周辺及びリードフレームのダイボンド部分上面で剥離やクラックが発生していた。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る半導体装置を示す模式断面図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に係る半導体装置の製造方法における各工程を示す模式断面図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係る半導体装置の製造方法における各工程を示す模式断面図である。
【図４】本発明の好適な実施形態に係る半導体装置の製造方法において導電部が形成された直後の状態の一例を示す模式平面図である。
【図５】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法において開口部を形成した直後の状態を示す模式平面図である。
【図６】従来の半導体装置の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…半導体素子、１１…電極、２０…導電部、３０…ワイヤ、４０…封止部、５２…レジスト層、７０…接着層、１００…半導体装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008091872.tif 000007
【図４】
2008091872.tif 000008
【図５】
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【図６】
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