(57)【要約】【課題】ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１の表面５ａに半導体素子の第１の電極５ａ１が配設され、第１の表面５ａと対向する第２の表面５ｂに半導体素子の第２の電極５ｂ１が配設された半導体チップ５と、第１の表面５ａに接続された第１の導電性部材６ａと、第２の表面５ｂに接続された第２の導電性部材６ｂと、第１の導電性部材６ａと接続され、第１の導電性部材６ａよりも大きな接続面積を有する第１の外部電極２ａと、第２の導電性部材６ｂと接続され、第２の導電性部材６ｂよりも大きな接続面積を有する第２の外部電極２ｂと、第１及び第２の外部電極２ｂ，２ｂの間において、加熱により溶融、硬化することで半導体チップ５、導電性部材６を封止する封止材３とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップと、
前記半導体チップの第１の表面に接続された第１の導電性部材と、
前記半導体チップの第２の表面に接続された第２の導電性部材と、
前記第１の導電性部材と接続され、前記第１の導電性部材よりも大きな接続面積を有する第１の外部電極と、
前記第２の導電性部材と接続され、前記第２の導電性部材よりも大きな接続面積を有する第２の外部電極と、
前記第１の外部電極及び前記第２の外部電極の間において、加熱により溶融、硬化することで前記半導体チップ、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材を封止する封止材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の外部電極及び第２の外部電極には、めっき処理が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】
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップと、
前記半導体チップの第１の表面に接続された導電性部材と、
前記導電性部材と接続され、前記導電性部材よりも大きな接続面積を有する外部電極と、
加熱により溶融、硬化することで前記半導体チップ、前記導電性部材を封止する封止材と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記外部電極及び前記半導体チップの前記第２の表面にはめっき処理が施されめっき膜が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記封止材は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップは、同一の性質を有するがその色が異なる複数のシート状封止材により封止されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
シート状封止材に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔が設けられたシート状封止材を第１の外部電極と第２の外部電極のそれぞれに接着する工程と、
前記第１の外部電極に接着された第１のシート状封止材と前記第２の外部電極に接着された第２のシート状封止材のそれぞれの貫通孔に導電性材料を充填する工程と、
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップに、前記第１の電極には前記第１のシート状封止材の貫通孔に充填された導電性材料により形成された第１の導電性部材を、前記第２の電極には前記第２のシート状封止材の貫通孔に充填された導電性材料により形成された第２の導電性部材を接続する工程と、
前記第１の外部電極及び前記第２の外部電極から前記第１の導電性部材及び第２の導電性部材に挟まれた前記半導体チップに向けて加圧しつつ加熱し、前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材を溶融して前記半導体チップ、前記第１の導電性部材及び第２の導電性部材を封止する工程と、
前記第１のシート状封止材及び第２のシート状封止材をさらに加熱して硬化させる工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップと、
前記半導体チップの第１の表面に接続された第１の導電性部材と、
前記半導体チップの第２の表面に接続された第２の導電性部材と、
前記第１の導電性部材と第２の導電性部材との間において、加熱により溶融、硬化することで前記半導体チップを封止する封止材と、を備え、
前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材は、前記半導体チップの表面に配設された電極と接する一端が前記半導体チップの表面積よりも小さな面積を有しており、他端が前記半導体チップの表面積よりも大きな面積を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材は、前記一端から前記他端に延びる電流の第１の導通経路と、この第１の導通経路と直角に接続して延びる前記他端を構成する第２の導通経路と、前記第２の導通経路と直角に接続し前記第１の導通経路と並行に延びる第３の導通経路とから構成され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】
前記第３の導通経路の長さは、前記第１の導通経路の長さより短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】
前記封止材は、前記半導体チップの第１の表面と前記第１の導電性部材の前記第２の導通経路との間、前記半導体チップの第２の表面と前記第２の導電性部材の前記第２の導通経路との間及び前記第１の導電性部材の前記第３の導通経路と前記第２の導電性部材の前記第３の導通経路とが対向する間とを封止することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記封止材は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップをステージに前記第２の電極５ｂ１を接触させ等間隔に載置する工程と、
シート状封止材に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔が設けられたシート状封止材を外部電極に接着する工程と、
前記外部電極に接着された前記シート状封止材の貫通孔に導電性部材を充填する工程と、
前記半導体チップの第１の電極上に前記外部電極のシート状封止材に充填された導電性部材を接触させて前記外部電極を載置する工程と、
前記外部電極から前記ステージ及び外部電極に挟まれた前記半導体チップに向けて加圧しつつ加熱し、前記シート状封止材を溶融して前記半導体チップ及び前記導電性部材を封止する工程と、
前記シート状封止材をさらに加熱して硬化させる工程と、
前記ステージを前記半導体チップから外す工程と、
隣接する前記半導体チップの間でダイシングを行い、半導体装置を個片化する工程と、
前記半導体チップの前記第２の電極と前記シート状封止材にめっき処理を行い、めっき膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップと、
前記半導体チップの構成面のうち前記第１の表面と前記第２の表面を除く４つの面を封止し、前記第１の表面と前記第２の表面とそれぞれ同一平面を形成する封止材と、
前記第１の表面の全面と接続され、前記第１の表面の一端部から前記第１の表面の他端部を越えて前記第１の表面と同一平面を形成する前記封止材の終端部まで延ばして形成された第１の導電性部材と、
前記第２の表面の全面と接続され、前記第１の表面の他端部と同一平面を形成する前記第２の表面の一端部から前記第２の表面の他端部を越えて前記第２の表面と同一平面を形成する前記封止材の終端部まで延ばして形成された第２の導電性部材と、
前記第１の導電性部材及び前記半導体チップの第１の表面と同一平面を形成する前記封止材の表面であって前記第１の導電性部材に覆われない領域を封止する第１のシート状封止材と、
前記第２の導電性部材及び前記半導体チップの第２の表面と同一平面を形成する前記封止材の表面であって前記第２の導電性部材に覆われない領域を封止する第２のシート状封止材と、
同一平面を形成する前記第１のシート状封止材、前記第１の導電性部材、前記第１の導電性部材に覆われる封止材及び前記第２のシート状封止材の表面とこの表面との垂直面に形成される第１のめっき膜と、
同一平面を形成する前記第２のシート状封止材、前記第２の導電性部材、前記第２の導電性部材に覆われる封止材及び前記第１のシート状封止材の表面とこの表面との垂直面に形成される第２のめっき膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップと、
前記半導体チップの構成面のうち前記第１の表面と前記第２の表面を除く４つの面を封止し、前記第１の表面と前記第２の表面とそれぞれ同一平面を形成する封止材と、
前記第１の表面の全面と接続され、前記第１の表面の一端部から前記第１の表面の他端部を越えて前記第１の表面と同一平面を形成する前記封止材の終端部まで延ばして形成された第１の金属箔と、
前記第２の表面の全面と接続され、前記第１の表面の他端部と同一平面を形成する前記第２の表面の一端部から前記第２の表面の他端部を越えて前記第２の表面と同一平面を形成する前記封止材の終端部まで延ばして形成された第２の金属箔と、
前記第１の金属箔及び前記半導体チップの第１の表面と同一平面を形成する前記封止材の表面であって前記第１の金属箔に覆われない領域を封止する第１のシート状封止材と、
前記第２の金属箔及び前記半導体チップの第２の表面と同一平面を形成する前記封止材の表面であって前記第２の金属箔に覆われない領域を封止する第２のシート状封止材と、
同一平面を形成する前記第１のシート状封止材、前記第１の金属箔、前記第１の金属箔に覆われる封止材及び前記第２のシート状封止材の表面及びこの表面との垂直面に形成される第１のめっき膜と、
同一平面を形成する前記第２のシート状封止材、前記第２の金属箔、前記第２の金属箔に覆われる封止材及び前記第１のシート状封止材の表面及びこの表面との垂直面に形成される第２のめっき膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
前記半導体チップの前記第１の表面及び前記第２の表面は、前記第１のめっき膜及び前記第２のめっき膜とに挟まれる前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材が形成する面と平行となるように封止されていることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記封止材は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記第１のシート状封止材と前記第２のシート状封止材は、同一の性質を有するがその色が異なることを特徴とする請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１９】
ダイシングシート上に設けられたシート状封止材に格子状に溝を形成する工程と、
隣接する前記溝と前記溝との間であって、いずれの前記孔からも等距離にある位置のシート状封止材に貫通孔を形成する工程と、
前記シート状封止材の前記溝及び前記貫通孔に導電性材料を充填するとともに、充填された前記導電性材料と前記シート状封止材との上にさらに導電性材料を塗布して平面を形成することで第１の導電性部材と前記第１のシート状封止材からなる第１の構成材及び第２の導電性部材と前記第２のシート状封止材からなる第２の構成材を形成する工程と、
前記第２の構成材の前記シート状封止材と接続するダイシングシートを外し、前記ダイシングシートと前記シート状封止材とが接していた接続面を上面とする工程と、
第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップの前記第２の電極に前記第２の構成材の前記貫通孔に充填された前記導電性材料であって、前記接続面上に現われた前記導電性材料を接続する工程と、
前記半導体チップの前記第１の電極に前記第１の構成材の前記貫通孔に充填された前記導電性材料であって、前記接続面上に現われた前記導電性材料を接続する工程と、
前記第１の構成材及び前記第２の構成材から前記第１の構成材及び第２の構成材に挟まれた前記半導体チップに向けて加圧しつつ加熱し、前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材を溶融して前記半導体チップを封止する工程と、
前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材をさらに加熱して硬化する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
第１の表面に半導体素子の一方の電極が配設され、前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップを複数、シート上に前記第２の電極を接触させて載置する工程と、
前記シートを水平方向に延ばし前記シート上に載置された複数の前記半導体チップ間に隙間を設ける工程と、
前記半導体チップ間に設けられた隙間に、前記半導体チップの前記第１の表面と同一平面となる平面を有する封止材を充填する工程と、
第１のシート状封止材及び第２のシート状封止材上に第１の導電性部材及び第２の導電性部材を形成する工程と、
前記第１の導電性部材の一端面と前記半導体チップの前記封止材と接する面とを同一平面に形成して前記第１の電極に前記第１のシート状封止材上の前記第１の導電性部材を接続する工程と、
前記第２の導電性部材の一端面と前記第１の導電性部材とともに同一平面を形成する前記半導体チップの前記封止材と接する面に対向する面とを同一平面に形成して前記第２の電極５ｂ１に前記第２のシート状封止材上の前記第２の導電性部材を接続する工程と、
前記第１のシート状封止材及び第２のシート状封止材から前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材に挟まれた前記半導体チップに向けて加圧しつつ加熱し、前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材を溶融して前記半導体チップを封止する工程と、
前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材をさらに加熱して硬化する工程と、
前記第１の導電性部材の他端面と隣接する他の半導体チップの前記第２の導電性部材との間でダイシングする工程と、
前記ダイシングにより現われた表面及びこの表面との垂直面にめっき処理によりめっき膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
第１のシート状封止材上に第１の金属箔を一定の間隔で形成するとともに、第２のシート状封止材上に第２の金属箔を一定の間隔で形成する工程と、
ダイシングシート上に設けられた第３のシート状封止材に、第１の表面に半導体素子の一方の電極が配設され前記第１の表面と対向する第２の表面に前記半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップを充填する貫通孔を形成する工程と、
前記第１の金属箔上であって前記第１の電極が載置される位置に、前記第１の金属箔と前記第１の電極とを接続する第１の導電性接着剤を塗布する工程と、
前記第２の金属箔上であって前記第２の電極が載置される位置に、前記第２の金属箔と前記第２の電極とを接続する第２の導電性接着剤を塗布する工程と、
前記第２の金属箔上に塗布された前記第２の導電性接着剤が、前記第３のシート状封止材に形成された貫通孔の幅方向中央に配置されるように前記第３のシート状封止材を前記第２の金属箔上に載置する工程と、
前記貫通孔に前記半導体チップを充填し、前記第２の電極と前記第２の金属箔とを前記第２の導電性接着剤を介して接続する工程と、
前記半導体チップの第１の電極と前記第１の金属箔を前記第１の導電性接着剤を介して接続する工程と、
前記第１のシート状封止材及び第２のシート状封止材から前記第１の金属箔及び前記第２の金属箔に挟まれた前記半導体チップに向けて加圧しつつ加熱し、前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材を溶融して前記半導体チップを封止する工程と、
前記第１のシート状封止材及び前記第２のシート状封止材をさらに加熱して硬化する工程と、
前記半導体チップの前記第１の電極に接続する前記第１の金属箔であって前記第３のシート状封止材と接する一端面と、隣接する他の半導体チップの前記第２の電極に接続する前記第２の金属箔であって前記第３のシート状封止材と接する一端面との間でダイシングする工程と、
前記ダイシングにより現われた表面及びこの表面との垂直面にめっき処理によりめっき膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
第１の表面に第１の電極が設けられ、前記第１の表面と対向する第２の表面に第２の電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１の表面及び前記第２の表面を除く４つの面を封止する封止材と、
前記封止材と接着され、前記半導体チップにおいて前記第１の電極が設けられた領域に該当する位置に貫通孔が設けられた第１の樹脂基板と、
前記封止材と接着され、前記第１の樹脂基板とともに前記半導体チップを挟み、前記半導体チップにおいて前記第２の電極が設けられた領域に該当する位置に貫通孔が設けられた第２の樹脂基板と、
前記第１の樹脂基板の前記貫通孔を充填しその一端が前記第１の電極に接続されるとともに、その他端の表面積は前記半導体チップにおける前記第１の表面の表面積よりも大きな表面積を有する第１の外部電極と、
前記第２の樹脂基板の前記貫通孔を充填しその一端が前記第２の電極に接続されるとともに、その他端の表面積は前記半導体チップにおける前記第２の表面の表面積よりも大きな表面積を有する第２の外部電極と、
前記第１の外部電極の他端を構成する５面及び前記第２の外部電極の他端を構成する５面をそれぞれ覆うめっき膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】
前記封止材は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置。
【請求項２４】
第１の樹脂基板と第２の樹脂基板に貫通孔を形成する工程と、
シート状封止材に貫通孔を形成する工程と、
前記第２の樹脂基板の貫通孔の径の中心に前記シート状封止材の前記貫通孔の径の中心を合わせて前記第２の樹脂基板に前記シート状封止材を載置する工程と、
前記シート状封止材の貫通孔に半導体チップの第１の電極が設けられた第１の表面及び第２の電極が設けられた第２の表面を除く４つの面が接するように載置する工程と、
前記シート状封止材の貫通孔の径の中心に前記第１の樹脂基板の貫通孔の径の中心を合わせて前記シート状封止材に前記第１の樹脂基板を載置する工程と、
前記第１の樹脂基板と前記第２の樹脂基板側から、前記半導体チップと前記シート状封止材に向けて加熱しつつ加圧し、前記シート状封止材を溶融して前記半導体チップの第１の表面及び第２の表面を除く４つの面を樹脂で封止する工程と、
前記シート状封止材をさらに加熱しつつ加圧して硬化させ、前記第１の樹脂基板及び前記第２の樹脂基板と前記シート状封止材とを接着する工程と、
前記第１の樹脂基板及び前記第２の樹脂基板に形成された前記貫通孔にめっきを施して第１の外部電極及び第２の外部電極を形成する工程と、
隣接する前記半導体チップの間をダイシングして半導体装置を個片化する工程と、
前記個片化された各半導体装置の前記第１の外部電極を構成する５面及び前記第２の外部電極を構成する５面をめっき液に含浸させてめっき膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
第１の表面に第１の電極が設けられ、前記第１の表面と対向する第２の表面に第２の電極が設けられた半導体チップと、
前記半導体チップの前記第１の表面及び前記第２の表面を除く４つの面を封止する封止材と、
前記封止材と接着され、前記半導体チップにおいて前記第１の電極が設けられた領域に該当する位置に貫通孔が設けられた第１の樹脂基板と、
前記封止材と接着され、前記第１の樹脂基板とともに前記半導体チップを挟み、前記半導体チップにおいて前記第２の電極が設けられた領域に該当する位置に貫通孔が設けられた第２の樹脂基板と、
前記第１の樹脂基板の前記貫通孔を充填しその一端が前記第１の電極に接続される第１の導通経路と、前記第１の導通経路の他端と直角に接続して延びる第２の導通経路と、前記第２の導通経路と直角に接続し前記第１の導通経路と並行に延びる第３の導通経路とから構成される第１の外部電極と、
前記第２の樹脂基板の前記貫通孔を充填しその一端が前記第２の電極に接続される第１の導通経路と、前記第１の導通経路の他端と直角に接続して延びる第２の導通経路と、前記第２の導通経路と直角に接続し前記第１の導通経路と並行に延びる第３の導通経路とから構成される第２の外部電極と、
前記第１の外部電極及び前記第２の外部電極のそれぞれ前記第２の導通経路及び前記第３の導通経路から構成される５面を覆うめっき膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２６】
前記第３の導通経路の長さは、前記第１の導通経路の長さより短いことを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記封止材は、シート状に形成されていることを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の半導体装置。
【請求項２８】
第１の樹脂基板と第２の樹脂基板に貫通孔を形成する工程と、
シート状封止材に貫通孔を形成する工程と、
前記第２の樹脂基板の貫通孔の径の中心に前記シート状封止材の前記貫通孔の径の中心を合わせて前記第２の樹脂基板に前記シート状封止材を載置する工程と、
前記シート状封止材の貫通孔に半導体チップの第１の電極が設けられた第１の表面及び第２の電極が設けられた第２の表面を除く４つの面が接するように載置する工程と、
前記シート状封止材の貫通孔の径の中心に前記第１の樹脂基板の貫通孔の径の中心を合わせて前記シート状封止材に前記第１の樹脂基板を載置する工程と、
前記第１の樹脂基板と前記第２の樹脂基板側から、前記半導体チップと前記シート状封止材に向けて加熱しつつ加圧し、前記シート状封止材を溶融して前記半導体チップの第１の表面及び第２の表面を除く４つの面を樹脂で封止する工程と、
前記シート状封止材をさらに加熱しつつ加圧して硬化させ、前記第１の樹脂基板及び前記第２の樹脂基板と前記シート状封止材とを接着する工程と、
前記貫通孔のうち、互いに隣接する前記貫通孔の径の中心から等しい位置において前記第１の樹脂基板と前記第２の樹脂基板を前記貫通孔の深さより浅くダイシングを行って溝を形成する工程と、
前記第１の樹脂基板及び前記第２の樹脂基板に形成された前記貫通孔及び前記溝にめっきを施して第１の外部電極及び第２の外部電極を形成する工程と、
隣接する前記半導体チップの間をダイシングして半導体装置を個片化する工程と、
前記個片化された各半導体装置の前記第１の外部電極及び前記第２の外部電極のそれぞれ前記第２の導通経路及び前記第３の導通経路から構成される５面にバレルめっきを施すことによってめっき膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする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、半導体チップを組み込んだ半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来半導体装置は、以下の特許文献１に示されるように半導体チップと外部電極との間の電気的接続をボンディングワイヤを使用して行っていた。例えば、ワイヤボンディングを使用した半導体装置を簡易に示す図３８を用いて説明すると、半導体装置１０００は、その表面と裏面の両面にそれぞれ表面側電極１００１ａと裏面側電極１００１ｂとを有する半導体チップ１００１を備えている。この半導体チップ１００１は、その裏面側電極１００１ｂと図示しない導電性部材を介して外部電極１００２が接続されるとともに、半導体チップ１００１の表面側電極１００１ａは外部電極１００３との間をボンディングワイヤ１００４によって接続されている。この半導体装置１０００は、封止樹脂１００５によって気密に封止されている。半導体装置１０００は、基板１００６に設けられた配線パッド１００７と外部電極１００２及び１００３とが図示しない導電性部材を介して接続されることで電気的に接続されている。
【０００３】
また、その他の半導体装置の形態としては、例えば、図３９に示すような形態も挙げることができる。この半導体装置１０１０は、積層コンデンサ１０１１とその両端に接続された一対の外部電極１０１２，１０１２から構成されている。この外部電極１０１２，１０１２は積層コンデンサ１０１１と接続されている面を除く５つの面がそれぞれ電極となっている。そして基板１０１３上に設けられた配線パッド１０１４上に外部電極１０１２，１０１２が載置され、図３９に示すように配線パッド１０１４から外部電極１０１２，１０１２にかけてはんだ１０１５が盛られ、これにより基板１０１３と半導体装置１０１０とは電気的に接続される。
【特許文献１】特開２００６−２７８５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された構成をもつボンディングワイヤを使用した半導体装置の場合、次のような問題点がある。
【０００５】
すなわち、携帯電話等、電子機器の普及に伴って、例えば、電子部品の電気特性の向上等が求められているが、このボンディングワイヤを使用した半導体装置では、ボンディングワイヤの部分で電気抵抗値が増加してしまうため電気特性の向上を図ることは難しい。また、図３８にも示されているように、半導体チップ１００１の表面側電極１００１ａから外部電極１００３への接続は１対１であり、個々に接続を行うことになるため製造工程の削減及び製造時間の短縮を図ることができず、結果として生産性の向上を図れない。
【０００６】
また、図３９に示すような半導体装置１０１０の場合、ボンディングワイヤを使用しない分ボンディングワイヤを使用した半導体装置１０００に比べて電気特性の向上は図れるものの、積層コンデンサ１０１１の製造時にこの内部の素子が壊れてしまうといった問題が生じうる。すなわち、図３９に示す積層コンデンサ１０１１は、硬い絶縁物質層を積層して素子を挟み込み熱圧着を行って製造するが、半導体チップを実装する場合は、熱圧着時に積層コンデンサ１０１１にかかる負荷によって半導体チップに損傷を与える場合があり、製造の歩留まりが悪くなってしまう。
【０００７】
また、半導体チップとその半導体チップを挟む部材との間で信頼性試験や落下による衝撃によって接着界面の剥離が生ずる可能性もある。このことも製造の歩留まりを悪くする一因となり得る。
【０００８】
さらに、図３８または図３９のいずれに示される半導体装置においても極性の表示が必要となるが、個々の半導体装置ごとにそれぞれ極性の表示を行わなければならないとすると生産性の向上を図ることができない。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、半導体装置において、第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、第１の表面と対向する第２の表面に半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップと、半導体チップの第１の表面に接続された第１の導電性部材と、半導体チップの第２の表面に接続された第２の導電性部材と、第１の導電性部材と接続され、第１の導電性部材よりも大きな接続面積を有する第１の外部電極と、第２の導電性部材と接続され、第２の導電性部材よりも大きな接続面積を有する第２の外部電極と、第１の外部電極及び第２の外部電極の間において、加熱により溶融、硬化することで半導体チップ、第１の導電性部材及び第２の導電性部材を封止する封止材とを備える。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、半導体装置の製造方法において、シート状封止材に貫通孔を形成する工程と、貫通孔が設けられたシート状封止材を第１の外部電極と第２の外部電極のそれぞれに接着する工程と、第１の外部電極に接着された第１のシート状封止材と第２の外部電極に接着された第２のシート状封止材のそれぞれの貫通孔に導電性材料を充填する工程と、第１の表面に半導体素子の第１の電極が配設され、第１の表面と対向する第２の表面に半導体素子の第２の電極が配設された半導体チップに、第１の電極には第１のシート状封止材の貫通孔に充填された導電性材料により形成された第１の導電性部材を、第２の電極には第２のシート状封止材の貫通孔に充填された導電性材料により形成された第２の導電性部材を接続する工程と、第１の外部電極及び第２の外部電極から第１の導電性部材及び第２の導電性部材に挟まれた半導体チップに向けて加圧しつつ加熱し、第１のシート状封止材及び第２のシート状封止材を溶融して半導体チップ、第１の導電性部材及び第２の導電性部材を封止する工程と、第１のシート状封止材及び第２のシート状封止材をさらに加熱して硬化させる工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びそ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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１の全体は、図１に示すような略直方体の形状をしている。半導体装置１には一対の外部電極２，２が設けられている。半導体装置１にはこれら一対の外部電極２，２に挟まれるようにシート状封止材３によって封止されている領域が設けられている。このシート状封止材３は、半導体装置１の内部に設けられている半導体チップ（図１では図示せず）を封止している。一対の外部電極２，２にはそれぞれめっき処理が施され、外部電極２がシート状封止材３と接する面以外の５面がめっき膜４に覆われ、５面電極を形成している。シート状封止材３の色は任意に変更可能であり、半導体チップを封止するにあたって色の異なるシート状封止材３を用いることで、半導体装置１の極性を表示させることも可能となる。なお、この半導体装置１は、上述した図３９に示すような態様で用いられる。
【００１５】
図２は、このシート状封止材３を透明なものとしてシート状封止材３によって封止されている半導体チップ５を外部から視認可能に示した説明図である。半導体チップ５は、略直方体形状をしており、その短手方向が半導体装置１の長手方向と平行となるように配置されている。半導体チップ５は、第１の表面５ａに半導体素子の第１の電極５ａ１が配設され、第１の表面５ａと対向する第２の表面５ｂに半導体素子の第２の電極５ｂ１が配設されている。
【００１６】
この半導体チップ５の第１の表面５ａには第１の導電性部材６ａが接続され、第２の表面５ｂには第２の導電性部材６ｂが接続される。さらに、この第１の導電性部材６ａ及び第２の導電性部材６ｂを挟むように第１の外部電極２ａと第２の外部電極２ｂが接続されている。
【００１７】
半導体チップ５をこのように半導体装置１内に配置することにより、半導体チップ５において最大の表面積を有する面を外部電極２（導電性部材６）との接続面として導通面を大きく取ることができるため、電力特性の向上を図ることができる。電流は、外部電極２ｂ、第２の導電性部材６ｂ、第２の表面５ｂ（第２の電極５ｂ１）、第１の表面５ａ（第１の電極５ａ１）、第１の導電性部材６ａ、外部電極２ａの順、或いはこの逆の方向に電流が流れることになる。
【００１８】
また、半導体チップ５の電極が設けられている第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂの表面積及び第１の導電性部材６ａと第２の導電性部材６ｂの表面積の大きさは、導電性部材６を介して接続される第１の外部電極２ａ及び第２の外部電極２ｂの表面積よりも小さく構成されている。半導体チップ５及び導電性部材６をこのような寸法にすることで、これらを半導体装置１の内部中央に配置させることができ、半導体チップ５及び導電性部材６の周囲をシート状封止材３によって覆い封止することができる。
【００１９】
図３は、図２に示す半導体装置１をＡ−Ａ線で切断して表わしたＡ−Ａ線断面図である。半導体チップ５は半導体装置１の長手方向略中央に位置し、導電性部材６を介して一対の外部電極２によって挟まれている。また、一対の外部電極２にはさらにシート状封止材３も挟まれ、その内部に半導体チップ５及び導電性部材６が封止されている。外部電極２の５面の表面にはめっき膜４が形成されている。なお、この図３においては、導電性部材６は半導体チップ５の電極面全面と接続するように、その接続面の面積は半導体チップ５の電極面の表面積の大きさと同じくされている。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置１の製造方法について、図４ないし図６を用いて説明する。
【００２１】
まず、シート状に形成されたシート状封止材３を用意する。このシート状封止材３は、一旦特定の温度（例えば、１３０℃）まで加熱すると溶融し封止材全体が流動化するが、さらに加熱し、例えば１７５℃に達すると硬化するという特徴を有している。封止材が流動化したときに加圧することで、任意の形状に成形することも可能であり機械加工性に優れる。また、封止材の材料物性を変更することなく色のみを変更することも可能である。
【００２２】
このシート状封止材３の厚さＴ（図４参照）は、半導体チップ５を挟んで接続される導電性部材６の厚みに従って種々のものが選択され得る。このシート状封止材３の厚さは半導体装置１の外形寸法に影響を与える。
【００２３】
このシート状封止材３に、例えばレーザやドリルを使用して導電性部材６を充填するための複数の貫通孔３ａを形成する（図４参照）。この貫通孔３ａの口径Ｌは、その半導体装置１が求める電気特性によって任意に定めることが可能である。この口径Ｌが大きければそれだけこの貫通孔３ａに充填される導電性部材６の大きさが大きくなり、また半導体チップ５の第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂに設けられている第１の電極５ａ１及び第２の電極５ｂ１との接続面積も大きくなる。そのため、導電性部材６の大きさによって半導体装置１の導路径を調節することができ、電気特性を調節することができる。なお、図４ないし図６では導電性部材６の表面積を半導体チップ５の表面積と同じ大きさにしているが、導電性部材６の大きさは、半導体チップ５の表面積より大きく形成されることはない。
【００２４】
貫通孔３ａが形成されたシート状封止材３を外部電極２に、例えばラミネータを使用して仮圧着する。このシート状封止材３を仮圧着した外部電極２は半導体装置１において半導体チップ５を挟み込むために２つ必要となることから、少なくとも２以上の複数を作成しておく。
【００２５】
図４に示すように外部電極２に仮圧着されたシート状封止材３の貫通孔３ａに導電性部材６を充填する。この導電性部材６には、例えば、銀（Ａｇ）ペーストや銅（Ｃｕ）ペーストが好適に使用され、例えば、印刷法等の方法によって貫通孔３ａに充填される。
【００２６】
そして、図５に示すように、半導体チップ５の第２の表面５ｂが第２の導電性部材６ｂと接触するように半導体チップ５をシート状封止材３が仮圧着された第２の外部電極２ｂ上に載置する。一方、半導体チップ５の第１の表面５ａに第１の導電性部材６ａが接触するようにシート状封止材３が仮圧着された第１の外部電極２ａを半導体チップ５上に載置する。このようにすることで、半導体チップ５がシート状封止材３が仮圧着された第１の外部電極２ａ、第２の外部電極２ｂによって挟まれた状態となる。
【００２７】
さらに、図６の矢印に示すように、半導体チップ５の電極面を挟み込む第１の外部電極２ａ及び第２の外部電極２ｂから半導体チップ５に向けて加圧しつつ加熱する。シート状封止材３は、上述したように、例えば１３０℃の熱によって溶融され、隣接する半導体チップ５，５の間に充填される。さらに加熱を続け、およそ１７５℃の温度で１時間程度放置するとこの封止材は硬化する。隣接する半導体チップ５，５の間に封止材が充填され硬化されることにより、半導体チップ５は導電性部材６と併せてシート状封止材３によって封止される。なお、シート状封止材３が硬化される際、半導体チップ５の電極と接触している導電性部材６も硬化される。
【００２８】
シート状封止材３及び導電性部材６が硬化されたのち、図６の点線で示すように、隣接する半導体チップ５，５の間を半導体チップ５，５の間隔より細かいブレードでダイシングすることで、図１に示すような個々の半導体装置１が形成される。その後第１の外部電極２ａ、第２の外部電極２ｂをめっき膜内に充填されためっき液に浸すことで、第１の外部電極２ａ、第２の外部電極２ｂの５面にめっき膜４を形成することができる。このめっき処理は、第１の外部電極２ａ、第２の外部電極２ｂの表面に単層でも良く、また、銀めっき、はんだめっき等を複数積層しても良い。特にはんだめっきを最も外側に使用することにより、半導体装置１を基板と接続する際に用いられるはんだとの濡れ性が良くなる。
【００２９】
このように半導体チップ５の周囲をシート状封止材３によって封止するとともに、半導体チップ５に設けられた電極面に導電性部材６を介して一対の外部電極２と電気的に接続された半導体装置１を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００３０】
すなわち、特定温度に加熱することで溶融するという特性を有するシート状封止材３を用いて半導体チップ５を封止するため、このシート状封止材３が有する柔軟さにより半導体装置１の製造時における半導体チップ５の損傷を回避することが可能となる。同時に、シート状封止材３に設けられた貫通孔３ａに導電性部材６を設けるため、その貫通孔３ａの大きさを調整することで導電性部材６による電流の導路径及び配線長の調節を行うことができ、電気特性の向上を図ることができる。また、一度に多くの半導体チップに対して導電性部材及び外部電極を一括して接続することができるため、製造時間を短縮しつつより多くの半導体装置を生産することが可能となり生産性の向上も図ることができる。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態における半導体装置は５面電極を採用することにより、上述した効果の他に、半導体装置を基板に実装した場合にはんだの接合状態を視認することができる、外部電極と基板との間のはんだが十分なフィレットを形成することができるため衝撃等の外力による破損が少なくなる等、５面電極を採用することによる実装時における優位な効果も併せて備えている点は改めて言うまでもない。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００３３】
本発明の実施の形態における半導体装置において最も脆弱であると考えられる部分は、半導体チップと導電性部材との界面、及び導電性部材と外部電極との界面である。そのため、例えば、半導体装置の基板実装時に行われるシェア試験等の信頼性評価試験や製品使用時の熱による基板曲げによって上述した界面において破断が生ずることもあり得ないことではない。
【００３４】
図７は、本発明の第２の実施の形態における半導体装置１１の断面を示す断面図である。上述した第１の実施の形態における半導体装置１では、半導体チップ５を第１の外部電極２ａ、第２の外部電極２ｂによって挟む構造を採用していた。これに対して第２の実施の形態における半導体装置１１では、図７に示すように、半導体チップ５を第１の外部電極２ａ、第２の外部電極２ｂによって挟む構造ではなく、外部電極２が半導体装置１１の長さの半分を超えて形成され、半導体チップ５が半導体装置１１の一方領域に偏って配置されている構造を採用する。
【００３５】
半導体チップ５には、図７に示す外部電極２と導電性部材６と接続される面を第１の表面５ａとすると、この第１の表面５ａに第１の電極５ａ１が設けられている。第１の表面５ａには、導電性部材６が接続され、さらにこの導電性部材６には外部電極２が接続され、外部電極２にはめっき処理によりめっき膜４が形成される。半導体チップ５及び第１の表面５ａに接続する導電性部材６の周囲はシート状封止材３によって封止されている。なお、この図７においては、導電性部材６は半導体チップ５の第１の表面５ａの全面と接続するように、導電性部材６の第１の表面５ａとの接続面の面積は、半導体チップ５の第１の表面面積の大きさと同じくされている。
【００３６】
一方、半導体チップ５の第１の表面と対向する第２の表面５ｂには第２の電極５ｂ１が設けられている。この第２の電極５ｂ１には導電性部材６及び外部電極２は接続されず、第２の電極５ｂ１及び半導体チップ５を封止するシート状封止材３を覆うように直接めっき処理が行われる。
【００３７】
このめっき処理によって半導体チップ５等に形成されるめっき膜１４は、図７に示すように、導電性部材６及びシート状封止材３と外部電極２との接合面を超えて膜付けされる。導電性部材６と外部電極２との界面まで覆うようにめっきすることにより、めっき膜１４によって半導体チップ５と導電性部材６との界面、及び導電性部材６と外部電極２との界面が保護される。
【００３８】
ところで、半導体チップ５を半導体装置１１の長手方向の一方領域に偏らせて配置させる構成としては図８のような半導体装置１１ａも考えることができる。この半導体装置１１ａでは、図７に示す半導体装置１１と同様、半導体チップ５が半導体装置１１の長手方向の一方領域に偏って配置されているが、半導体チップ５の第１の表面５ａと接続される導電性部材６ｘが半導体装置１１ａの中央領域を超えて大きく形成される。一方、外部電極２ｘは半導体装置１１の外部電極２に比して小さく形成されている。なお、導電性部材６ｘを封止するシート状封止材３ｘも導電性部材６ｘの大きさに合わせて半導体装置１１ａの長手方向に大きく形成されている。
【００３９】
図８に示される半導体装置１１ａでは、外部電極２ｘに形成されるめっき膜４ｘ、半導体チップ５の第２の表面５ｂを覆うめっき膜１４ｘは、いずれも導電性部材６ｘと外部電極２ｘとの界面、及び半導体チップ５と導電性部材６ｘとの界面を覆うように膜付けされている。
【００４０】
次に、図９ないし図１１を使用して、本発明の第２の実施の形態における半導体装置１１の製造方法を説明する。
【００４１】
図９に示すように、まず複数の半導体チップ５をステージ１７上に第２の表面５ｂに設けられた第２の電極５ｂ１が接するように載置する。このとき隣接する複数の半導体チップ５の間は、後の工程において封止材が充填されることになるため離して載置される。この半導体チップ５間の距離は、所望の電気特性を得るために必要とされる封止材の量を考慮して任意に設定することができる。一方、この工程とは別の工程において図１０に示すように、用意されたシート状封止材３に貫通孔３ａが設けられ、このシート状封止材３が仮圧着された外部電極２が製造される。そしてこの貫通孔３ａには導電性部材６が充填される。この外部電極２は、上述した第１の実施の形態における製造方法によって製造される外部電極２と同一である（図７参照）。
【００４２】
次いで、ステージ１７上に載置された半導体チップ５の第１の表面５ａに設けられた第１の電極５ａ１に接触するように図１０に示す外部電極２上に設けられた導電性部材６を位置合わせし載置する。そして、図１１に示すように、外部電極２及びステージ１７から半導体チップ５に向けて加熱しつつ加圧する。加熱することによりシート状封止材３は溶融して隣接する半導体チップ５の間に充填され、さらに加熱することでシート状封止材３は硬化する。同時に導電性部材６も硬化する。
【００４３】
シート状封止材３が硬化した後、ステージ１７を半導体チップ５の第２の表面５ｂから外し、図１１に示すように隣接する半導体チップ５の間（図１１の点線参照）において半導体チップの間隔より小さい幅のブレードを用いてダイシングを行い、個々の半導体装置１１とする。そして、図示していないが、外部電極２側及び半導体チップ５の第２の表面５ｂを覆うようにめっき処理が行われる（図７及び図８参照）。このめっき処理によって、第１の実施の形態において説明したように、単層或いは複数層のめっき膜が形成されて５面電極が形成される。
【００４４】
このように半導体チップ５の周囲をシート状封止材３によって封止するとともに、半導体チップ５に設けられた電極面に導電性部材６を介して外部電極２と電気的に接続された半導体装置１を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００４５】
さらに第１の実施の形態において述べた効果を全て有するとともに、第２の実施の形態においては、半導体チップを半導体装置の長手方向の一方領域に偏って配置させている。このことによって、例えば、半導体装置の基板実装時に行われるシェア試験等の信頼性評価試験や製品使用時の熱による基板曲げによって半導体装置の中央付近に力が加えられたとしても半導体チップと導電性部材との界面、及び導電性部材と外部電極との界面において破断が生ずる等の半導体チップの破損を防止することができる。また、これらの界面を覆うようにめっき膜が成膜されていることも半導体チップの破損防止に寄与する。
【００４６】
（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１または第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４７】
第３の実施の形態における半導体装置２１は、図１２に示すように略直方体の形状をしている。この半導体装置２１が第１及び第２の実施の形態にかかる半導体装置１、半導体装置１１と相違する点は、半導体チップ５と導電性部材６を介して接続される外部電極２がなく、導電性部材２６が外部電極２の役割を果たす点にある。
【００４８】
図１３は、図１２に示す半導体装置２１をＢ−Ｂ線で切断して示すＢ−Ｂ線断面図である。半導体装置２１は、半導体装置２１の略中央に位置する半導体チップ５とこの半導体チップ５の第１の電極５ａ１を有する第１の表面５ａと第２の電極５ｂ１を有する第２の表面５ｂとに接続する導電性部材２６と、半導体チップ５を封止するシート状封止材２３とから構成され、外部電極２は設けられない。
【００４９】
半導体装置２１における導電性部材２６は、半導体チップ５の第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂに配設された第１及び第２の電極５ｂ１と接する一端が半導体チップ５の第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂの面積よりも小さな面積を有しており、他端が半導体チップ５の第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂの面積よりも大きな面積を有している。すなわち、図１３に示すように略Ｔ字形に形成され、略Ｔ字形の中央縦軸２６ａの一端が半導体チップ５の第１の表面５ａと第２の表面５ｂと接続されている。この導電性部材２６の他端は略Ｔ字形の横軸２６ｂを形成しており、この横軸２６ｂの面積は導電性部材２６の一端である縦軸２６ａの第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂとの接続面積より大きい。また、横軸２６ｂは、その両端において縦軸２６ａよりもその長さが短い縦軸２６ｃと接続される。これら横軸２６ｂ及び短い縦軸２６ｃが半導体装置２１の表面に露出し、この部分における導電性部材２６が５面電極として機能する。
【００５０】
シート状封止材２３は、図１３に示すように、半導体チップ５の第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂと、この第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂと対向する横軸２６ｂの面との間を封止するとともに、半導体チップ５の第１の表面に接続する導電性部材２６の短い縦軸２６ｃと半導体チップ５の第２の表面に接続する導電性部材２６の短い縦軸２６ｃとの対向する間を封止する。この短い縦軸２６ｃのシート状封止材２３に封止されずに露出する面とシート状封止材２３とは同一平面を構成し、半導体装置２１の外部表面を形成する。
【００５１】
次に、図１４ないし図１６を使用して、本発明の第３の実施の形態における半導体装置１１の製造方法を説明する。
【００５２】
図１４に示すように、シート状封止材２３を例えば、ダイシングシート２７に載置し、導電性部材２６の短い縦軸２６ｃを形成するための溝をダイシングによって一定の間隔をもって格子状に形成する。図１４ではまず高さＴ１という長さを有する溝２３ａをダイシングブレードを使用して形成する。このＴ１の長さが導電性部材２６の短い縦軸２６ｃの長さに該当する。
【００５３】
次に、導電性部材２６に設けられた隣接する溝２３ａと溝２３ａとから等距離にある点をその孔の口径の中心点とする貫通孔２３ｂをドリルやレーザを用いてシート状封止材２３に設ける（図１４参照）。この貫通孔２３ｂの長さＴは導電性部材２６の縦軸２６ａの長さに該当する。このシート状封止材２３の高さＴは、半導体装置２１の大きさや電流の配線長を考慮して決定することができる。この状態では図１４に示されるように、シート状封止材２３には複数の凹状が形成されている。このようなシート状封止材２３を複数製造する。
【００５４】
図１５に示すように、これまでの工程で形成した溝２３ａ及び貫通孔２３ｂに導電性材料を充填するとともに、シート状封止材２３のダイシングシート２７と接しない面にも例えばＴ２の高さに揃えて導電性材料を塗布する。このＴ２の高さは、導電性部材２６の横軸２６ｂの厚みに該当する。その後この導電性材料を仮に硬化させて導電性部材２６とする。そしてこのように形成されたシート状封止材２３及び導電性部材２６（以下、シート状封止材２３及び導電性部材２６から構成される部材を適宜「構成材」と言う。）からダイシングシート２７を外す。このような状態の構成材を複数製造する。
【００５５】
そして、ダイシングシート２７を外した構成材を反転してこれまでダイシングシート２７と接していたシート状封止材２３の面を上とし（これを「第２の構成材２８ｂ」とする）、貫通孔２３ｂの位置に半導体チップ５を載置する。この貫通孔２３ｂには導電性部材２６の縦軸２６ａが形成され、縦軸２６ａと半導体チップ５の第２の表面５ｂとが接する。
【００５６】
さらに、この載置された半導体チップ５上に別の構成材（この構成材を「第１の構成材２８ａ」とする。）を重ねる。つまり、第１の構成材２８ａにおける導電性部材２６の縦軸２６ａが半導体チップ５の第１の表面５ａに接触するように半導体チップ５上に載置する。このようにすることで、半導体チップ５を第１の構成材２８ａ及び第２の構成材２８ｂとで挟んだ状態となる。
【００５７】
次に半導体チップ５を挟む第１の構成材２８ａ及び第２の構成材２８ｂにを半導体チップ５に向けて圧力を加えつつ加熱し、シート状封止材２３を溶融させる。このシート状封止材２３が溶融して半導体チップ５が封止された状態を示す図が図１６である。その後、シート状封止材２３の溝２３ａの中心を通るように溝２３ａよりも細いブレードでダイシングし、個片化することで図１３に示すような半導体装置２１が製造される。
【００５８】
このように半導体チップ５の周囲をシート状封止材２３によって封止するとともに、半導体チップ５に設けられた電極面に導電性部材２６を電気的に接続した半導体装置２１を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００５９】
さらに、導電性部材に外部電極の役割を担わせる構成とすることで、金属製の板を用いる外部電極を設けていないことから、金属（外部電極）と樹脂（シート状封止材）の組み合わせといった、一般的に困難とされている異種材料の一括ダイシングを行わずに済み、半導体装置の製造工程が容易となり、生産性の向上を図ることができる。
【００６０】
（第４の実施の形態）
次に本発明における第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態において、上述の第１ないし第３の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００６１】
第４の実施の形態における半導体装置３１は、図１７に示すように略直方体の形状をしており、シート状封止材３３によって半導体チップ５（図１７では図示せず）が封止され、半導体装置３１の長手方向の両端には外部電極としての一対のめっき膜３４，３４が形成されている。
【００６２】
図１８は、図１７に示す半導体装置３１をＣ−Ｃ線で切断したＣ−Ｃ線断面図である。第４の実施の形態における半導体装置３１において上述した第１ないし第３の実施の形態に係る半導体装置と相違する点は、半導体装置３１の長手方向に対する半導体チップ５の向きが相違するという点である。すなわち、図１８に明らかなように、第４の実施の形態における半導体装置３１では、半導体チップ５はその長手方向が半導体装置３１の長手方向と平行となるような向きに封止されており、第１ないし第３の実施の形態における半導体チップ５とその向きが９０度傾いている。
【００６３】
半導体チップ５には、第１の表面５ａに第１の電極５ａ１が配設され第２の表面５ｂに第２の電極５ｂ１が配設されている。そして半導体チップ５の周囲、すなわち第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂ以外の４つの面は封止材３８によって封止されている。この封止材３８は第１の表面５ａと第２の表面５ｂとの間の長さと同じ長さをもって半導体チップ５を封止しており、後述する図２０に示すように、封止材３８の半導体チップ５と接する面と直角に構成される面は、半導体チップ５の第１の表面５ａと第２の表面５ｂとそれぞれ同一平面を形成する。
【００６４】
半導体チップ５の第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂにはそれぞれ導電性部材３６が接続されている。より詳しくは、第１の導電性部材３６ａは第１の表面５ａの全面と接続されるが、第１の導電性部材３６ａの一端部は第１の表面５ａの一端部に合わせて接続される。すなわち、図１８に示すように、第１の導電性部材３６ａの一端部３６ａａは第１の表面５ａの一端部５ａａを始点として第１の表面５ａの全面と接続される。さらに第１の導電性部材３６ａは第１の表面５ａの他端部５ａｂを越えて半導体チップ５を封止する封止材３８ａの表面であって、この封止材３８ａの半導体チップ５と接する面に対向する面の端部（終端部３８ａａと表わす）まで延ばして形成されている（この第１の導電性部材３６ａの他端部を他端部３６ａｂと表わす）。
【００６５】
一方、第２の表面５ｂの全面と接続される第２の導電性部材３６ｂは、第２の導電性部材３６ｂの一端部が第２の表面５ｂの一端部に合わせて接続される。すなわち、図１８に示すように、第２の導電性部材３６ｂの一端部３６ｂａは第２の表面５ｂの一端部５ｂａを始点として第２の表面５ｂの全面と接続される。ここで、この第２の表面５ｂの一端部５ｂａは、第１の表面５ａの一端部５ａａと対角上に位置する。さらに第２の導電性部材３６ｂは第２の表面５ｂの他端部５ｂｂを越えて半導体チップ５を封止する封止材３８ｂの表面であって、この封止材３８ｂの半導体チップ５と接する面に対向する面の端部（終端部３８ｂａと表わす）まで延ばして形成されている（この第２の導電性部材３６ｂの他端部を他端部３６ｂｂと表わす）。つまり、第１の導電性部材３６ａと第２の導電性部材３６ｂとは、半導体チップ５を挟んで互い違いとなるように接続されている。
【００６６】
第１の導電性部材３６ａ及び封止材３８ｂにおいて第２の導電性部材３６ｂに覆われる面に対向する面であって半導体チップ５の第１の表面５ａと同一平面を形成する面は、第１のシート状封止材３３ａによって封止される。また、第２の導電性部材３６ｂ及び封止材３８ａにおいて第１の導電性部材３６ａに覆われる面に対向する面であって半導体チップ５の第２の表面５ｂと同一平面を形成する面は、第２のシート状封止材３３ｂによって封止される。
【００６７】
第４の実施の形態における半導体装置３１の製造方法については後述するが、複数の半導体装置が一括して製造され、ダイシングを行うことにより個片化される。この際、第１の導電性部材３６ａの他端部３６ａｂがダイシングにより形成された面に表出するようにダイシングが行われる。すなわち、ダイシングにより第１のシート状封止材３３ａ、第１の導電性部材３６ａの他端部３６ａｂ、封止材３８ａ及び第２のシート状封止材３３ｂが同一平面を形成し、この同一平面上にめっき処理が行われて第１のめっき膜３４ａが形成される。
【００６８】
また、ダイシングにより第２のシート状封止材３３ｂ、第２の導電性部材３６ｂの他端部３６ｂｂ、封止材３８ｂ及び第１のシート状封止材３３ａも同一平面を形成し、この同一平面上にめっき処理が行われて第２のめっき膜３４ｂが形成される。これにより、半導体装置３１の長手方向両端の領域に第１のめっき膜３４ａと第２のめっき膜３４ｂとが形成され、このめっき膜がはんだを介して基板と接続されることにより、半導体装置３１が基板に実装される。そして、この半導体装置３１では、例えば、めっき膜３４ａを介して第１の導電性部材３６ａの他端部３６ａｂから第１の導電性部材３６ａを流れた電流は、半導体チップ５を通って第２の導電性部材３６ｂを流れ、第２の導電性部材３６ｂの他端部３６ｂｂ及びめっき膜３４ｂへと流れる。
【００６９】
次に、図１９ないし図２２を使用して、本発明の第４の実施の形態における半導体装置３１の製造方法を説明する。
【００７０】
複数の半導体チップ５が載置されたダイシングシート３７を、例えば図１９に示す矢印の方向に引っ張ると、隣接する半導体チップ５同士の間は離間する。この状態で封止材３８を隣接する半導体チップ５の間にできた隙間に充填し、仮硬化させる。図２０では半導体チップ５の上から封止材３８を流し、半導体チップ５のダイシングシート３７と接しない面をスキージすることにより半導体チップ５間の隙間に封止材３８を充填する方法を示しているが、例えば印刷法等によって封止材３８を充填しても良い。このスキージを行うことで、封止材３８の厚み（高さ）は、半導体チップ５の厚み（高さ）と同一になる。
【００７１】
一方、図１９及び図２０で示した工程とは別の工程において、シート状封止材３３上に導電性部材３６を印刷法等により所定の間隔をおいて形成する。そして、この導電性部材３６に半導体チップ５の表面が接続されるように図２０で示した半導体チップ５及び封止材３８からなるシート（事前にダイシングシート３７を外しておく）を載置する（図２１参照）。
【００７２】
半導体チップ５を第２の導電性部材３６ｂ上に載置する際には、半導体チップ５の第２の表面５ｂの全面に第２の導電性部材３６ｂが接続され、かつ、封止材３８と境界を接する半導体チップ５の一方の端部が第２の導電性部材３６ｂの一端部３６ｂａと合うように位置あわせが行われる。このように載置されることにより、第２の導電性部材３６ｂ上には、半導体チップ５とともに、半導体チップ５の他方の端部と境界を接する封止材３８の一部が接続されることになる。なお、半導体チップ５の他方の端部と境界を接する封止材３８の第２の導電性部材３６ｂと接続されない領域は第２のシート状封止材３３ｂとの間で空間を生ぜしめることになるが、この空間は第２のシート状封止材３３ｂが溶融し硬化することで第２のシート状封止材３３ｂによって封止される。
【００７３】
次に、図２１に示すように、半導体チップ５の第１の表面５ａ上に第１の導電性部材３６ａを載置し接続する。この接続の際も、上述した第２の表面５ｂと第２の導電性部材３６ｂとの接続同様、半導体チップ５の第１の表面５ａの全面に第１の導電性部材３６ａが接続され、かつ、封止材３８と境界を接する半導体チップ５の一方の端部が第１の導電性部材３６ａの一端部３６ａａと合うように位置あわせが行われる。なお、ここでいう「半導体チップ５の一方の端部」は、上述した第２の表面５ｂと第２の導電性部材３６ｂとの接続の説明における「半導体チップ５の他方の端部」を指す。このように第１の導電性部材３６ａを接続することにより、半導体チップ５を挟んで第１の導電性部材３６ａと第２の導電性部材３６ｂが互い違いに第１の表面５ａと第２の表面５ｂにそれぞれ接続されることになる。
【００７４】
そして、図２２の矢印に示すように、半導体チップ５を封止する第１のシート状封止材３３ａ、第２のシート状封止材３３ｂから半導体チップ５に向けて加圧するとともに加熱し、シート状封止材３３を溶融、硬化させる。その後、図２２の点線に示すように、封止材３８が充填されている部分であって第１の導電性部材３６ａの他端部３６ａｂと第２の導電性部材３６ｂの他端部３６ｂｂとの間を通るようにダイシングする。
【００７５】
ダイシングは第１の導電性部材３６ａの他端部３６ａｂと第２の導電性部材３６ｂの他端部３６ｂｂがダイシングされた面に露出するように行う。この導電性部材３６の端部が露出していないとめっき処理を行ってめっき膜３４をつけても導電性部材３６の端部とめっき膜３４が接触せず、電流の導通経路を確保することができないからである。ダイシングされ個片化された半導体装置３１に、第１のシート状封止材３３ａ、第２のシート状封止材３３ｂ、導電性部材３６及び封止材３８を覆うようにめっき処理を行い、めっき膜３４を設ける。このようにすることで、図１８に示すような半導体装置３１を得ることができる。
【００７６】
このように半導体チップ５の周囲を封止材３８によって封止するとともに、半導体チップ５に設けられた電極面に導電性部材３６を電気的に接続した半導体装置３１を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００７７】
さらに、半導体装置内において半導体チップをその長手方向が半導体装置の長手方向と平行となるような向きに封止することにより、例えば、半導体装置の基板実装時に行われるシェア試験等の信頼性評価試験や製品使用時の熱による基板曲げによって半導体装置の中央付近に力が加えられたとしても半導体チップと導電性部材との界面、及び導電性部材と外部電極との界面において破断が生ずる等の半導体チップの破損を防止することができる。
【００７８】
（第５の実施の形態）
次に本発明における第５の実施の形態について説明する。なお、第５の実施の形態において、上述の第１ないし第４の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００７９】
第５の実施の形態における半導体装置４１は、図２３に示すように略直方体の形状をしており、シート状封止材４３によって半導体チップ５（図２３では図示せず）が封止され、半導体装置４１の長手方向の両端には外部電極としての一対のめっき膜４４，４４が設けられている。
【００８０】
図２４は、図２３に示す半導体装置４１をＤ−Ｄ線で切断したＤ−Ｄ線断面図である。第５の実施の形態における半導体装置４１は、上述の第４の実施の形態における半導体装置３１と同様の構造を有する。
【００８１】
一方、第４の実施の形態における半導体装置３１と異なる点は、導電性部材が金属箔で構成される点である。第４の実施の形態における半導体装置３１の製造工程において、半導体チップに導電性部材３６を加圧しつつ接続する工程があるが（図２１及び図２２参照）、この加圧力が強すぎると導電性部材３６が半導体チップ５に比して柔らかいこともあり、本来シート状封止材３３が充填されるべき空間に導電性部材３６がはみ出してしまうことが考えられる。このような弊害を防止しつつ電流の導通経路を確保するために、第５の実施の形態においては、導電性部材に変えて金属箔を用いている。
【００８２】
次に、図２５ないし図２９を使用して、本発明の第５の実施の形態における半導体装置４１の製造方法を説明する。
【００８３】
まず、第３のシート状封止材４３上に金属箔４６を所定の間隔をおいて形成する。この金属箔４６の形成は、例えば予め第３のシート状封止材４８上の全面に金属箔を蒸着しその後所望の大きさにエッチングすることにより行われる。
【００８４】
一方、図２５に示すように上述した工程とは別の工程において、ダイシングシート４７上に第３のシート状封止材４８を仮圧着し、半導体チップ５の大きさに合った貫通孔４８ａを形成する。
【００８５】
次に、上述した第２のシート状封止材４３ｂに形成された第２の金属箔４６ｂ上に半導体チップ５が載置される位置に導電性接着材４９を設ける。
【００８６】
上述した貫通孔４８ａが形成された第３のシート状封止材４８をダイシングシート４７から外し、第２のシート状封止材４３ｂに形成された第２の金属箔４６ｂと接するように載置する。すなわち、図２６に示すように、第２の金属箔４６ｂの一端面と第３のシート状封止材４８の貫通孔４８ａの壁面が同一平面を形成するように第３のシート状封止材４８を載置する。このように第３のシート状封止材４８を載置することにより半導体チップ５を貫通孔４８ａ内に載置したときに半導体チップ５の短手方向の面と第２の金属箔４６ｂの一端面とが同一平面を形成することになる。また、このように第３のシート状封止材４８を載置すると、導電性接着材４９は貫通孔４８ａの中央付近に位置することになる。
【００８７】
その後、図２７に示すように、半導体チップ５の第２の表面５ｂが第２の金属箔４６ｂに接続されるように半導体チップ５を貫通孔４８ａ内に載置する。半導体チップ５が載置される位置は、半導体チップ５の第２の表面５ｂの全面に第２の金属箔４６ｂが接続され、かつ、第３のシート状封止材４８と境界を接する半導体チップ５の一方の端部が第２の金属箔４６ｂの一端部４６ｂａと合う位置である。このように載置されることにより、第２の金属箔４６ｂ上には、半導体チップ５とともに、半導体チップ５の他方の端部と境界を接する第３のシート状封止材４８の一部が接続されることになる。なお、半導体チップ５の他方の端部と境界を接する第３のシート状封止材４８の第２の金属箔４６ｂと接続されない領域は第２のシート状封止材４３ｂとの間で空間を生ぜしめることになるが、この空間は第２のシート状封止材４３ｂが溶融し硬化することで第２のシート状封止材４３ｂによって封止される。
【００８８】
さらに導電性接着材４９が設けられた第１のシート状封止材４３ａ及び第１の金属箔４６ａを導電性接着材４９が半導体チップ５の第１の表面５ａと接するように接続する。この接続の際も、上述した第２の表面５ｂと第２の金属箔４６ｂとの接続同様、半導体チップ５の第１の表面５ａの全面に第１の金属箔４６ａが接続され、かつ、第３のシート状封止材４８と境界を接する半導体チップ５の一方の端部が第１の金属箔４６ａの一端部４６ａａと合うように位置あわせが行われる。なお、ここでいう「半導体チップ５の一方の端部」は、上述した第２の表面５ｂと第２の金属箔４６ｂとの接続の説明における「半導体チップ５の他方の端部」を指す。このように第１の金属箔４６ａを接続することにより、図２８に示すように半導体チップ５を挟んで第１の金属箔４６ａと第２の金属箔４６ｂが互い違いに第１の表面５ａと第２の表面５ｂにそれぞれ接続されることになる。
【００８９】
そして図２９の矢印が示すように、第１のシート状封止材４３ａと第２のシート状封止材４３ｂから半導体チップ５に向けて加熱しつつ加圧する。加熱されることにより、第１のシート状封止材４３ａと第２のシート状封止材４３ｂが溶融し硬化する。その後、図２９の点線に示すように、第３のシート状封止材４８が充填されている部分であって第１の金属箔４６ａの他端部４６ａｂと第２の金属箔４６ｂの他端部４６ｂｂとの間を通るようにダイシングする。
【００９０】
ダイシングは第１の金属箔４６ａの他端部４６ａｂと第２の金属箔４６ｂの他端部４６ｂｂがダイシングされた面に露出するように行う。この金属箔４６の端部が露出していないとめっき処理を行ってめっき膜４４をつけても金属箔４６の端部とめっき膜４４が接触せず、電流の導通経路を確保することができないからである。ダイシングされ個片化された半導体装置４１に、第１のシート状封止材４３ａ、第２のシート状封止材４３ｂ、金属箔４６及び第３のシート状封止材４８を覆うようにめっき処理を行い、めっき膜４４を設ける。このようにすることで、図２４に示すような半導体装置４１を得ることができる。
【００９１】
このように半導体チップ５の周囲を第１のシート状封止材４３ａ、第２のシート状封止材４３ｂ及び第３のシート状封止材４８によって封止するとともに、半導体チップ５に設けられた電極面に金属箔４６を電気的に接続した半導体装置４１を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００９２】
さらに、半導体装置内において半導体チップをその長手方向が半導体装置の長手方向と平行となるような向きに封止することにより、例えば、半導体装置の基板実装時に行われるシェア試験等の信頼性評価試験や製品使用時の熱による基板曲げによって半導体装置の中央付近に力が加えられたとしても半導体チップと導電性部材との界面、及び導電性部材と外部電極との界面において破断が生ずる等の半導体チップの破損を防止することができる。また、第５の実施の形態において説明した半導体装置の製造方法を採用することにより、その製造工程において半導体チップの周囲を封止する第３のシート状封止材を仮硬化させる工程を省くことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００９３】
（第６の実施の形態）
次に本発明における第６の実施の形態について説明する。なお、第６の実施の形態において、上述の第１ないし第５の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００９４】
第６の実施の形態における半導体装置５１が例えば、上述した第１の実施の形態における半導体装置１と相違する点は、半導体チップ５と外部電極２とを接続するにあたって導電性部材６を用いていない点にある。
【００９５】
例えば、第１の実施の形態における半導体装置１では半導体チップ５と外部電極２との接続を行う際に、間に導電性部材６、例えば、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）からなるペーストを充填、硬化させることで接続する。
【００９６】
この導電性部材６による接続は、半導体チップ５の電極と外部電極２との間を導電性部材６に含まれる樹脂バインダによる接着によって行われる。そのため、金属接合による接続に比して接着界面における強度が低く、基板実装時における信頼性試験や落下による衝撃等によって接着界面が剥離してしまう可能性がないとは言えない。また、界面の剥離という観点からすれば、導電性部材６の線膨張係数が半導体チップ５や外部電極２等、他の半導体装置を構成する部材の線膨張係数と比較して数倍以上大きいことも剥離を招来してしまう原因の１つとなる。
【００９７】
そこで、第６の実施の形態においては第１の電極５ａ１と外部電極５２ａとの間を導電性部材６を使用せずに金属間結合することによって、接着界面が剥離することを防止することとしている。
【００９８】
第６の実施の形態における半導体装置５１は、図３０に示すように略直方体の形状をしている。図３０に示す半導体装置５１では、中央に半導体チップ５（図３０では図示せず）を封止するシート状封止材５３が設けられ、このシート状封止材５３を挟むように第１の樹脂基板５６ａと第２の樹脂基板５６ｂ（以下、適宜これらの総称として「樹脂基板５６」を用いる。）が設けられている。さらに半導体装置５１の両端部には図示されていない第１の外部電極５２ａと第２の外部電極５２ｂ（以下、適宜これらの総称として「外部電極５２」を用いる。）が設けられている。これら外部電極５２はさらにめっき膜５４によってその５つの面が覆われ、いわゆる５面電極を形成している。
【００９９】
図３１は、図３０に示す半導体装置５１をＥ−Ｅ線で切断して示すＥ−Ｅ線断面図である。半導体装置５１の略中央には第１の表面５ａに設けられた第１の電極５ａ１及び第２の表面５ｂに設けられた第２の電極５ｂ１が設けられた半導体チップ５が、第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂを除く４面をシート状封止材５３によって封止されて配置されている。
【０１００】
第１の表面５ａ上に設けられている第１の電極５ａ１の領域には、第１の外部電極５２ａの一端が電気的に接続されている。第１の外部電極５２ａは、第１の樹脂基板５６ａに設けられた貫通孔５６ａａにめっき処理を施すことによって形成される。すなわち、第１の外部電極５２ａが貫通孔５６ａａにめっき処理によって形成されることによって第１の外部電極５２ａと第１の電極５ａ１との間で金属間接合が行われることになる。このめっき処理は電解めっき、無電解めっき等いずれのめっきの方法によって行われてもよく、第６の実施の形態においては銅（Ｃｕ）を外部電極として用いている。なお、めっきで形成される金属であれば、上述した銅（Ｃｕ）に限られず、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）も使用することが可能である。
【０１０１】
第１の外部電極５２ａは、めっき処理により貫通孔５６ａａが充填されることによって、その一端が第１の電極５ａ１に接続される。一方、その他端は、貫通孔５６ａａに充填されためっきがさらに第１の樹脂基板５６ａの上面（第１の樹脂基板５６ａが半導体チップ５の表面５ａ及びシート状封止材５３と接する面と対向する面）にも堆積することによって形成される。そのため、その他端の表面積は、一端の表面積及び第１の表面５ａの表面積よりも大きな表面積を有することになり、図３１に示されるように第１の外部電極５２ａは略Ｔ字状の形状を備える。
【０１０２】
なお、以上は、第１の電極５ａ１、第１の外部電極５２ａ、第１の樹脂基板５６ａ、貫通孔５６ａａを取り上げて半導体装置５１の態様を説明したが、半導体チップ５の第１の表面５ａに対向する第２の表面５ｂ側に形成される第２の電極５ｂ１、第２の外部電極５２ｂ、第２の樹脂基板５６ｂ、貫通孔５６ｂａであっても同様である。
【０１０３】
次に、図３２ないし図３３を使用して、本発明の第６の実施の形態における半導体装置５１の製造方法を説明する。
【０１０４】
まず、樹脂基板５６を用意する。この樹脂基板５６としては、例えばＦＲ−４やＢＴレジン等を好適に使用することができる。なお、図３１の半導体装置５１の断面図に示すように、半導体装置５１は半導体チップ５及びシート状封止材５３を樹脂基板５６によって挟み込む構造を採用しているため、この樹脂基板５６は複数用意する必要がある。
【０１０５】
第６の実施の形態において樹脂基板５６を使用するのは、以下のような理由からである。すなわち、上述した例えば、第１の実施の形態においては、半導体装置１の製造工程においてシート状封止材３と半導体チップ５及び外部電極２を加熱、硬化して接続する際に、予めシート状封止材３に設けた貫通孔３ａに導電性部材６を充填している。これは、貫通孔３ａに何も充填せずに孔を空けたまま加熱すると、シート状封止材３が熱によって軟化する際に貫通孔３ａも潰れてしまうからである。
【０１０６】
第６の実施の形態においては、半導体チップの電極と外部電極との間における接着界面の剥離を防止するためにこれらの間を金属接合させる。そこでシート状封止材の使用を半導体チップの周囲のみとし、半導体チップの電極と接続する外部電極を形成する貫通孔は耐熱性のある樹脂基板に形成することとしたものである。
【０１０７】
そして、これらの樹脂基板５６ｂ，樹脂基板５６ａに所定の間隔で貫通孔５６ｂａ，貫通孔５６ａａを形成する。貫通孔５６ｂａ，貫通孔５６ａａは、例えば、レーザやドリルを使用することにより形成することができる。形成される貫通孔５６ｂａ，貫通孔５６ａａの間隔は任意であり、例えば、後述するダイシングにおいて使用されるブレードの幅や半導体チップ５の位置等が考慮される。また、貫通孔５６ｂａ，貫通孔５６ａａの径は、半導体チップ５の表面５ｂ，表面５ａに形成される第２の電極５ｂ１，第１の電極５ａ１と確実に接続することができた上で、半導体装置５１の性能如何によってその径の大きさが決定される。
【０１０８】
次に、図示はしていないが、シート状封止材５３に例えば、レーザやドリルを使用して第２の樹脂基板５６ｂに設けた貫通孔５６ｂａの間隔と等しいピッチで貫通孔５３ａを形成する。この貫通孔５３ａには半導体チップ５が第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂを除く４面が貫通孔５３ａに接するように納まる。そして、第２の樹脂基板５６ｂにシート状封止材５３を載置する。これはあくまでも仮固定であって、例えば、ラミネータ等を使用して若干加熱、加圧して接続する。第２の樹脂基板５６ｂとシート状封止材５３の位置あわせは、第２の樹脂基板５６ｂに形成された貫通孔５６ｂａの径の中心と、シート状封止材５３に形成された貫通孔５３ａの径の中心とを合わせてることで行う。
【０１０９】
その上で、シート状封止材５３に形成された貫通孔５３ａに半導体チップ５を載置する。さらに、予め貫通孔５６ａａを形成しておいた第１の樹脂基板５６ａを位置あわせした後に半導体チップ５及びシート状封止材５３を挟むように載置する。このような状態を示すのが図３２である。この載置は第１の樹脂基板５６ａの貫通孔５６ａａと第２の樹脂基板５６ｂの貫通孔５６ｂａの位置が半導体チップ５を挟んで互いに対向する位置となるように行う。第１の樹脂基板５６ａ及び第２の樹脂基板５６ｂから半導体チップ５及びシート状封止材５３に向けて加圧するとともに加熱する。加熱によりシート状封止材５３がおよそ１３０℃で溶融するとともにおよそ１７５℃で硬化する。この工程を経ることによって第１の樹脂基板５６ａ，半導体チップ５，シート状封止材５３，第２の樹脂基板５６ｂが固定される。
【０１１０】
このように接続することによって、この時点では、半導体チップ５の第１の表面５ａ，第２の表面５ｂに形成された第１の電極５ａ１，第２の電極５ｂ１の領域は貫通孔５６ａａ，貫通孔５６ｂａによって第１の樹脂基板５６ａ及び第２の樹脂基板５６ｂに塞がれずにある。
【０１１１】
半導体チップ５及びシート状封止材５３を挟み込むように第１の樹脂基板５６ａ及び第２の樹脂基板５６ｂを接続した後、めっき処理を施す。このめっき処理によって、図３３に示すように、貫通孔５６ａａ，貫通孔５６ｂａ及び第１の樹脂基板５６ａであって半導体チップ５及びシート状封止材５３と接する面に対向する面、第２の樹脂基板５６ｂであって半導体チップ５及びシート状封止材５３と接する面に対向する面にもめっきが施されて外部電極５２が形成される。この外部電極５２は、めっき処理の方法により例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）等を用いることができる。なお、外部電極５２ははんだペーストを用いて形成するようにしても良い。
【０１１２】
めっき処理後、図３３の破線で示す切断線に沿ってダイシングを行って個片化することにより各半導体装置５１となる。そして、各半導体装置５１を図示しないめっき液に含浸させることにより、第１の外部電極５２ａ及び第２の外部電極５２ｂにめっき膜５４を形成する。以上の工程を経ることによって図３０或いは図３１に示す半導体装置５１が製造される。
【０１１３】
このように半導体チップの周囲をシート状封止材によって封止するとともに、半導体チップに設けられた電極に外部電極を電気的に接続した半導体装置を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【０１１４】
特に、第６の実施形態において説明したように、外部電極をめっき処理等を行うことによって半導体チップに形成された電極と外部電極との接続を金属接合させることができる。そのため、例えば、半導体装置の基板実装時に行われるシェア試験等の信頼性評価試験や製品使用時の熱による基板曲げによって半導体装置の中央付近に力が加えられたとしてもその強固な接合力により、半導体チップと外部電極との界面において破断が生ずる等の半導体チップの破損を防止することができる。
【０１１５】
また、例えば、シート状封止材の色は任意に変更可能であり、半導体チップを封止するにあたって色の異なるシート状封止材を用いることで、半導体装置の極性を表示させることも可能となることや、樹脂基板やシート状封止材の厚み、またはそれぞれに設けられる貫通孔の間隔や径の大きさ等を調整することにより、半導体装置の寸法を容易に所望の大きさに変更できる等、上述した各実施の形態において得られる効果をも備えることは言うまでもない。
【０１１６】
（第７の実施の形態）
次に本発明における第７の実施の形態について説明する。なお、第７の実施の形態において、上述の第１ないし第６の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【０１１７】
第７の実施の形態における半導体装置６１は、第６の実施の形態における半導体装置５１と比べて外部電極の形状が異なる点に特徴がある。
【０１１８】
すなわち、第７の実施の形態における半導体装置６１は、図３４に示すように略直方体の形状をしている。図３４に示す半導体装置６１では、中央に半導体チップ５（図３４では図示せず）を封止するシート状封止材６３が設けられ、このシート状封止材６３を挟むように第１の樹脂基板６６ａと第２の樹脂基板６６ｂ（以下、適宜これらの総称として「樹脂基板６６」を用いる。）が設けられている。さらに半導体装置６１の両端部には図示されていない第１の外部電極６２ａと第２の外部電極６２ｂ（以下、適宜これらの総称として「外部電極６２」を用いる。）が設けられている。これら外部電極６２はさらにめっき膜６４によってその５つの面が覆われ、いわゆる５面電極を形成している。
【０１１９】
第７の実施の形態における半導体装置６１では、めっき膜６４の厚み（半導体装置６１の長手方向における長さ）が第６の実施の形態における半導体装置５１のめっき膜５４よりも厚い。これは外部電極６２（第１の外部電極６２ａと第２の外部電極６２ｂとの総称である。）形状が相違することに起因するものである。
【０１２０】
第７の実施の形態における半導体装置６１の基本的な構成は、図３４に示す半導体装置６１をＦ−Ｆ線で切断して示すＦ−Ｆ線断面図（図３５参照）に示されているように、第６の実施の形態における半導体装置５１と同様である。一方、外部電極６２の形状は次に述べるような形状をしており、第６の実施の形態で説明した半導体装置５１の外部電極５２とその形状が相違する。なお、以下では第１の外部電極６２ａを例にとって説明する。
【０１２１】
第１の外部電極６２ａは、第１の導通経路６２ａ１と、第２の導通経路６２ａ２と、第３の導通経路６２ａ３とから構成され、略Ｔ字形に形成される。これに対して、第６の実施の形態における半導体装置５１の外部電極５２は、略Ｔ字形とはいってもいわゆる第３の導通経路の部分がない。なお、説明の都合上外部電極６２を３つの導通経路に分けているが、後述するように外部電極６２は例えば、めっき処理によって形成されることから、これら３つの導通経路は一体である。
【０１２２】
第１の導通経路６２ａ１は略Ｔ字形の中央の縦軸に該当し、その一端が半導体チップ５の第１の表面５ａに形成された第１の電極５ａ１と接続されている。第１の導通経路６２ａ１は、第１の樹脂基板６６ａに設けられた貫通孔６６ａａにめっき処理を施すことによって形成される。これによって第１の電極５ａ１との間で金属間接合が行われることになる。
【０１２３】
第１の導通経路６２ａ１の他端は、略Ｔ字形の横軸に該当する第２の導通経路６２ａ２につながる。この第２の導通経路６２ａ２は、外部電極６２にめっき膜６４が形成される前には半導体装置６１の長手方向の端面を形成する。また、第２の導通経路６２ａ２の面積は、半導体チップ５の第１の電極５ａ１と接続される第１の導通経路６２ａ１の一端の面積よりも大きい。
【０１２４】
第２の導通経路６２ａ２はその周縁において第１の導通経路６２ａ１の長さ（貫通孔６６ａａの深さ）よりもその長さが短い第３の導通経路６２ａ３と接続されている。これら第２の導通経路６２ａ２及び第３の導通経路６２ａ３にめっき膜６４が形成されることによっていわゆる５面電極となる。
【０１２５】
次に、図３６及び図３７を使用して、本発明の第７の実施の形態における半導体装置６１の製造方法を説明する。
【０１２６】
まず、樹脂基板６６を用意する。この樹脂基板６６としては、例えばＦＲ−４やＢＴレジン等を好適に使用することができる。なお、図３５の半導体装置６１の断面図に示すように、半導体装置６１は半導体チップ５及びシート状封止材６３を樹脂基板６６によって挟み込む構造を採用しているため、この樹脂基板６６は複数用意する必要がある。
【０１２７】
第７の実施の形態において樹脂基板６６を使用するのは、以下のような理由からである。すなわち、上述した例えば、第１の実施の形態においては、半導体装置１の製造工程においてシート状封止材３と半導体チップ５及び外部電極２を加熱、硬化して接続する際に、予めシート状封止材３に設けた貫通孔３ａに導電性部材６を充填している。これは、貫通孔３ａに何も充填せずに孔を空けたまま加熱すると、シート状封止材３が熱によって軟化する際に貫通孔３ａも潰れてしまうからである。
【０１２８】
第７の実施の形態においては、半導体チップの電極と外部電極との間における接着界面の剥離を防止するためにこれらの間を金属接合させる。そこでシート状封止材の使用を半導体チップの周囲のみとし、半導体チップの電極と接続する外部電極を形成する貫通孔は耐熱性のある樹脂基板に形成することとしたものである。
【０１２９】
そして、これらの樹脂基板６６ｂ，樹脂基板６６ａに所定の間隔で貫通孔６６ｂａ，貫通孔６６ａａを形成する。貫通孔６６ｂａ，貫通孔６６ａａは、例えば、レーザやドリルを使用することにより形成することができる。形成される貫通孔６６ｂａ，貫通孔６６ａａの間隔は任意であり、例えば、後述するダイシングにおいて使用されるブレードの幅や半導体チップ５の位置等が考慮される。また、貫通孔６６ｂａ，貫通孔６６ａａの径は、半導体チップ５の表面５ｂ，表面５ａに形成される第２の電極５ｂ１，第１の電極５ａ１と確実に接続することができた上で、半導体装置６１の性能如何によってその径の大きさが決定される。
【０１３０】
次に、図示はしていないが、シート状封止材６３にも例えば、レーザやドリルを使用して第２の樹脂基板６６ｂに設けた貫通孔６６ｂａの間隔と等しいピッチで貫通孔６３ａを形成する。この貫通孔６３ａには半導体チップ５が第１の表面５ａ及び第２の表面５ｂを除く４面が貫通孔６３ａに接するように納まる。そして、第２の樹脂基板６６ｂにシート状封止材６３を載置する。これはあくまでも仮固定であって、例えば、ラミネータ等を使用して若干加熱して接続する。第２の樹脂基板６６ｂとシート状封止材６３の位置あわせは、第２の樹脂基板６６ｂに形成された貫通孔６６ｂａの径の中心と、シート状封止材６３に形成された貫通孔６３ａの径の中心とを合わせてることで行う。
【０１３１】
その上で、シート状封止材６３に形成された貫通孔６３ａに半導体チップ５を載置する。さらに、予め貫通孔６６ａａを形成しておいた第１の樹脂基板６６ａを位置あわせした後に半導体チップ５及びシート状封止材６３を挟むように載置する。このような状態を示すのが図３６である。この載置は第１の樹脂基板６６ａの貫通孔６６ａａと第２の樹脂基板６６ｂの貫通孔６６ｂａの位置が半導体チップ５を挟んで互いに対向する位置となるように行う。第１の樹脂基板６６ａ及び第２の樹脂基板６６ｂから半導体チップ５及びシート状封止材６３に向けて加圧するとともに加熱する。加熱によりシート状封止材６３がおよそ１３０℃で溶融するとともにおよそ１７５℃で硬化する。この工程を経ることによって第１の樹脂基板６６ａ，半導体チップ５，シート状封止材６３，第２の樹脂基板６６ｂが固定される。
【０１３２】
このように接続することによって、この時点では、半導体チップ５の第１の表面５ａ，第２の表面５ｂに形成された第１の電極５ａ１，第２の電極５ｂ１の領域は貫通孔６６ａａ，貫通孔６６ｂａによって第１の樹脂基板６６ａ及び第２の樹脂基板６６ｂに塞がれずにある。
【０１３３】
さらに、図３６に示すように、第１の樹脂基板６６ａを例に挙げて説明すれば、第１の樹脂基板６６ａに設けられた複数の貫通孔６６ａａのうち、それぞれ互いに隣接する貫通孔６６ａａの径の中心から等しい位置において第１の樹脂基板６６ａを貫通孔６６ａａの深さより浅くダイシングを行って溝６６ａｂを形成する。この溝の形成は第２の樹脂基板６６ｂにおいても同じように行われる。
【０１３４】
この溝６６ａｂ，６６ｂｂを設けた理由は５面電極を簡易に形成するためである。すなわち、めっき膜は金属部分にしか被覆されない。従って、例えば、第６の実施の形態に示す半導体装置５１のように外部電極５２が形成された後にめっき液に含浸させて外部電極５２上にめっき膜５４を被覆する方法は、めっき膜を形成する領域に合わせた細かな制御が必要となりその制御が難しい。そこで、より簡易に外部電極上にめっき膜を被覆することができるように、まず樹脂基板６６に溝６６ａｂ，６６ｂｂを設けて第３の導通経路の形成を可能とし、めっき膜が被覆される領域を広げることとした。
【０１３５】
この後、めっき処理を施す。このめっき処理によって、図３７に示すように、貫通孔６６ａａ，貫通孔６６ｂａ、溝６６ａｂ，溝６６ｂｂ及び第１の樹脂基板６６ａであって半導体チップ５及びシート状封止材６３と接する面に対向する面、第２の樹脂基板６６ｂであって半導体チップ５及びシート状封止材６３と接する面に対向する面にもめっき処理が施されて外部電極６２が形成される。この外部電極６２は、めっき処理の方法により例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）等を用いることができる。なお、外部電極６２ははんだペーストを用いて形成するようにしても良い。
【０１３６】
めっき処理後、図３７の破線で示すように溝６６ａｂ，溝６６ｂｂの中央部に沿ってダイシングを行って個片化することにより各半導体装置６１となる。この状態では、外部電極６２として半導体装置６１の外部に第２の導通経路６２ａ２，６２ｂ２と第３の導通経路６２ａ３，６２ｂ３が露出している。
【０１３７】
そして、各半導体装置６１に対して図示してはいないがバレルめっきを施すことによって、第１の外部電極６２ａ及び第２の外部電極６２ｂにめっき膜を形成する。第７の実施の形態においては、第６の実施の形態でめっき膜を形成する際に用いためっき液に含浸させる方法を採用せず、バレルめっきという方法を採用する。この方法を採用することによりより簡易にめっき膜を外部電極に被覆させることができる。以上の工程を経ることによって図３４或いは図３５に示す半導体装置６１が製造される。
【０１３８】
このように半導体チップの周囲をシート状封止材によって封止するとともに、半導体チップに設けられた電極に外部電極を電気的に接続した半導体装置を形成することによって、ボンディングワイヤを使用しない構造を備えることで電気特性を向上させつつ高い信頼性を確保し、製造の歩留まりを上げて生産性の向上を図ることの可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【０１３９】
また、外部電極をめっき処理等を行うことによって半導体チップに形成された電極と外部電極との接続を金属接合させることができる。そのため、例えば、半導体装置の基板実装時に行われるシェア試験等の信頼性評価試験や製品使用時の熱による基板曲げによって半導体装置の中央付近に力が加えられたとしても、その強固な結合力により半導体チップと外部電極との界面において破断が生ずる等の半導体チップの破損を防止することができる。
【０１４０】
さらに、第７の実施の形態において説明したように、バレルめっきによるめっき膜の形成方法を採用することによって、例えば第６の実施の形態で説明したようなめっき液に半導体装置を含浸させる必要はなくなる。そのためより簡易にめっき膜を被覆させることができ、工程の簡略化を図ることができる。
【０１４１】
また、例えば、シート状封止材の色は任意に変更可能であり、半導体チップを封止するにあたって色の異なるシート状封止材を用いることで、半導体装置の極性を表示させることも可能となることや、樹脂基板やシート状封止材の厚み、またはそれぞれに設けられる貫通孔の間隔や径の大きさ等を調整することにより、半導体装置の寸法を容易に所望の大きさに変更できる等、上述した各実施の形態において得られる効果をも備えることは言うまでもない。
【０１４２】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の全体を示す全体図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の内部構成を説明するための全体説明図である。
【図３】図２に示す半導体装置をＡ−Ａ線で切断して示したＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第３の工程図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の全体を切断して示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の全体を切断して示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第３の工程図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の全体を示す全体図である。
【図１３】図１２に示す半導体装置をＢ−Ｂ線で切断して示したＢ−Ｂ線断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第３の工程図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の全体を示す全体図である。
【図１８】図１７に示す半導体装置をＣ−Ｃ線で切断して示したＣ−Ｃ線断面図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第３の工程図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第４の工程図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の全体を示す全体図である。
【図２４】図２３に示す半導体装置をＤ−Ｄ線で切断して示したＤ−Ｄ線断面図である。
【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図２６】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図２７】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第３の工程図である。
【図２８】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第４の工程図である。
【図２９】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第５の工程図である。
【図３０】本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の全体を示す全体図である。
【図３１】図３０に示す半導体装置をＥ−Ｅ線で切断して示したＥ−Ｅ線断面図である。
【図３２】本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図３３】本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図３４】本発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の全体を示す全体図である。
【図３５】図３４に示す半導体装置をＦ−Ｆ線で切断して示したＦ−Ｆ線断面図である。
【図３６】本発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第１の工程図である。
【図３７】本発明の第７の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する第２の工程図である。
【図３８】従来の半導体装置を説明する断面図である。
【図３９】従来の半導体装置を説明する断面図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…半導体装置、２…外部電極、３…シート状封止材、４…めっき膜、５…半導体チップ、第１の電極…５ａ１、第２の電極…５ｂ１、６…導電性部材、１１…半導体装置、１４…めっき膜、２１…半導体装置、２３…シート状封止材、２６…導電性部材、２７…ダイシングシート、３１…半導体装置、３３…シート状封止材、３４…めっき膜、３６…導電性部材、３７…ダイシングシート、３８…封止材、４１…半導体装置、４３…シート状封止材、４４…めっき膜、４６…金属箔、４７…ダイシングシート、４８…第３のシート状封止材、４９…導電性接着材、５１…半導体装置、５２…外部電極、５３…シート状封止材、５４…めっき膜、５６…樹脂基板、６１…半導体装置、６２…外部電極、６３…シート状封止材、６４…めっき膜、６６…樹脂基板。
【図１】
2008252058.tif 000003
【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】
2008252058.tif 000019
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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