(57)【要約】【課題】外装樹脂表面に導電薄膜電極を形成した半導体装置では外部電極との間に間隙を形成するため突起を形成すると、この突起部分で導電薄膜電極が剥離することがあった。【解決手段】外装樹脂１０表面に密着させた導電薄膜電極９の一部を内方から押圧して外方に局部的に突出する突出部を形成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ペレットの一主面に形成した電極と導電薄膜電極とを電気的に接続し、半導体ペレット及び導電薄膜電極を外装樹脂で被覆するとともに、導電薄膜電極の一主面を外装樹脂表面に露呈させた半導体装置において、
上記導電薄膜電極の一部を内方から外方へ押し出して突出させたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体ペレットの電極が突起電極であることを特徴する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
導電薄膜電極の、突起電極が電気的に接続された部分を局所的に外方に突出させたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
導電薄膜電極の、半導体ペレットの電極が電気的に接続された部分の近傍を局所的に外方に突出させた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】
導電薄膜電極の、半導体ペレットの電極が電気的に接続された部分の近傍を微細片で加圧し局所的に外方に突出させたことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
導電薄膜電極に固定された微細片が、導電薄膜電極を外装樹脂に係止する係止片を兼ねることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
弾性を有する樹脂基板上に半導体ペレットの電極と対応して導電パターンを形成した配線基板の、前記導電パターンの要部を局所的に加圧し樹脂基板内に押入させる工程と、半導体ペレットの電極と配線パターンとを電気的に接続する工程と、配線基板の半導体ペレットを含む領域を外装樹脂で被覆する工程と、外装樹脂で被覆された配線基板から樹脂基板を剥離し、配線パターンを外装樹脂表面に露呈させ導電薄膜電極を形成する工程と、外装樹脂を所定の形状、寸法に切断して個々の半導体装置に分離する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
突起電極を有する半導体ペレットと配線基板とを対向させ、突起電極を導電パターンに加圧し局所的に樹脂基板内に押入させるとともに突起電極と配線パターンとを電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
導電パターンに微細片を加圧して局所的に樹脂基板内に押入させることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
導電体よりなる微細片を介して半導体ペレットと導電パターンとを電気的に接続したことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
微細片が半導体ペレット近傍に配置され、外装樹脂を係止することを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装用半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂モールド型半導体装置は一般的にリードフレームを用いて製造される。即ち、一つのアイランドの周りに所定本数のリードを配置しこれを多数組連結して一体化したリードフレームを用意し、アイランド上に半導体ペレットをマウントし、半導体ペレット上の電極とリードとをワイヤを介して電気的に接続した後、リードフレーム上の半導体ペレットを含む主要部分を外装樹脂で被覆し、外装樹脂から露呈したリードフレームの不要部分を切断除去して個々の半導体装置が製造される。この一例を図１４に示す。図において、１はアイランド、２はアイランド１と面一に配置されたリード、３はアイランド１上にマウントされた半導体ペレット、４は半導体ペレット３上の電極（図示せず）とリード２とを電気的に接続するワイヤ、５は半導体ペレット３を含む主要部分を被覆した外装樹脂を示す。
【０００３】
この種の半導体装置６は例えば特開昭６２−１２２３４９号公報（先行技術１）に開示されている。この半導体装置はアイランド１とリード２とが外装樹脂５の１つの面と面一に露呈しているため表面実装が可能で、電子回路装置の小型化に貢献している。
この半導体装置は樹脂モールド時に、外装樹脂５がアイランド１やリード２の実装面に回り込んで薄いばりを形成すると表面実装の障害となるが、特開平５−１０２２１２号公報（先行技術２）に開示された技術、即ち、リードフレームを可撓性を有する樹脂フィルム（図示せず）に貼り付けて密着させた状態で樹脂モールドし、このリードフレームから樹脂フィルムを剥離する方法を採用することによりアイランドやリードなどの実装面への樹脂ばり形成を防止することができる。
【０００４】
一方、小型の電子回路装置、例えば携帯電話などでは一層の小型、軽量化が要求され、これを実現すべく半導体装置も一層の小型軽量化が要求されている。このような要求に応えるには半導体ペレット３を小型化すると同時にリードフレームを小型、薄型化し、アイランド１の外径、リード２の巾、間隔を狭小化する必要があるが、薄いリードフレームは強度が低下し移動にともなう振動や衝撃により変形し易くリードフレームを用いた半導体装置では小型化に限界があった。
【０００５】
このような問題を解決するものとして、特開平５−１２９４７３号公報（先行技術３）には可撓性を有する絶縁基板上に、導電パターンにより半導体ペレットをマウントするマウント領域とこの半導体ペレットと電気的に接続される電極領域を形成した配線基板を用い、マウント領域に半導体ペレットをマウントし、半導体ペレットと電極領域を電気的に接続した後、配線基板上を外装樹脂にて被覆し、樹脂硬化後、外装樹脂から絶縁基板を剥離して外装樹脂表面にマウント領域と電極領域の導電パターンを露呈させ、この外装樹脂を所定の寸法に切断して個々の半導体装置に分離することが開示されている。この半導体装置は、リードフレームに比して導電パターンの厚みを十分薄く出来るため薄型化が可能で、小型の電子部品を提供することができる。
【０００６】
ところで、表面実装型半導体装置は一般的に印刷配線基板上の導電ランドにクリーム半田を塗布し、この上に半導体装置を仮止め配置して、印刷配線基板を高温雰囲気中に供給し、クリーム半田を溶融させて半導体装置を導電ランドに半田付けしている。この半田付け時に半導体装置は溶融半田上で浮遊状態となるため半田量が多いと半田が硬化するまでの間に移動して位置ずれし、半田量が少ないと熱膨張、熱収縮の繰返しにより半田の接着界面の熱膨張係数の差異によって生じたストレスが繰返しかかり、接着界面に亀裂を生じ、この亀裂が成長すると電気的接続が損なわれるという問題があった。そのため、適正量を供給したクリーム半田上に半田の形状を変化させないように半導体装置を供給する必要があった。また外装樹脂と面一に、マウント領域や電極領域などの平面電極が外装樹脂と面一に近接して露呈しているため、溶融半田によって平面電極間が短絡したり互いに近接し電気的接続を不安定にすることがあった。
【０００７】
このような課題を解決するものとして出願人は、特願２００２−５０９０３号にて絶縁基板上の導電パターンの形成に先だって絶縁基板に凹部を形成し、この凹部を含む絶縁基板上に導電パターンを形成することにより、外装樹脂から露呈したマウント領域や電極領域に導電性突起を形成し、この導電性突起より、印刷配線基板上の導電ランドとの間に間隙を形成し、位置ずれを防止するようにした電子部品を提供している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、導電性突起を形成するために絶縁基板に形成する凹部はエッチングやレーザ光照射、ドリルなどにより形成することができるが、外径寸法が１ｍｍ以下の小型の半導体装置では、直径１００μｍ、深さ５０μｍ程度の凹部をドリル加工で形成することは困難であった。またエッチングの場合、レジスト膜を形成し、露光、現像、エッチングなどの作業が繁雑であった。またレーザ光照射では凹部深さのばらつきが大きく、このばらつきは導電性突起の高さのばらつきとなるため、作業は繁雑であった。また凹部深さのばらつきを抑えたとしても、凹部内面に微細な樹脂の繊維が起毛し、この起毛の先端部分がめっきにより形成される微細突起内に閉じ込められると、絶縁基板から導電パターンを剥離させる際に剥離の障害となるため導電性突起の高さや径を最適設定できないという問題もあった。また導電性突起と絶縁基板の密着性が強固な場合、絶縁基板を外装樹脂から剥離させる際に導電性突起が絶縁基板に残留するが、このとき周縁の導電パターンも絶縁基板に残留すると外装樹脂表面にワイヤが露呈し、電極とワイヤの電気的接続が損なわれるだけでなく、ワイヤ露呈部から外装樹脂内に湿気が浸入し易くなり、耐湿性が低下するという問題もあった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、半導体ペレットの一主面に形成した電極と導電薄膜電極とを電気的に接続し、半導体ペレット及び導電薄膜電極を外装樹脂で被覆するとともに、導電薄膜電極の一主面を外装樹脂表面に露呈させた半導体装置において、上記導電薄膜電極の一部を内方から外方へ押し出して突出させたことを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１０】
また本発明は弾性を有する樹脂基板上に半導体ペレットの電極と対応して導電パターンを形成した配線基板の、前記導電パターンの要部を局所的に加圧し樹脂基板内に押入させる工程と、半導体ペレットの電極と配線パターンとを電気的に接続する工程と、配線基板の半導体ペレットを含む領域を外装樹脂で被覆する工程と、外装樹脂で被覆された配線基板から樹脂基板を剥離し、配線パターンを外装樹脂表面に露呈させ導電薄膜電極を形成する工程と、外装樹脂を所定の形状、寸法に切断して個々の半導体装置に分離する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による半導体装置は半導体ペレットの一主面に形成した電極と導電薄膜電極とを電気的に接続し、半導体ペレット及び導電薄膜電極を外装樹脂で被覆するとともに、一主面の一部を内方から外方へ押し出して突出させた導電薄膜電極を外装樹脂表面に露呈させたことを特徴とするが、半導体ペレットの電極を突起電極とし、この突起電極が接続された導電薄膜電極の接続部分を局所的に外方に突出させることができる。また本発明による半導体装置は、導電薄膜電極の、半導体ペレットの電極が電気的に接続された部分の近傍を局所的に外方に突出させることができる。この局所加圧は微細片を用いる。また局所加圧する微細片を導電薄膜電極に残留させ、この微細片により導電薄膜電極を外装樹脂に係止することができる。
【００１２】
また本発明による半導体装置の製造方法は、弾性を有する樹脂基板上に形成した導電パターンの要部を局所的に加圧することにより樹脂基板内に押入させ、この押入部分を外装樹脂表面から突出させることを特徴とするが、半導体ペレットに突起電極を形成し、この突起電極により導電パターンを局所加圧することができる。また突起電極とは別の微細片を用い、この微細片を導電パターンに局所加圧することもできる。この場合、導電体よりなる微細片導電パターンに接続し、この微細片を介して平坦電極を有する半導体ペレットと導電パターンとを電気的に接続することができる。さらには、半導体ペレットの近傍に微細片を配置し、この微細片によって導電パターンを外装樹脂に係止することができる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図１〜図３から説明する。図において、７は半導体ペレットで、一主面に突起電極８が形成されている。９は突起電極８と電気的に接続された導電薄膜電極で、図示例では３つの領域９ａ、９ｂ、９ｃに分割され、各分割領域９ａ、９ｂ、９ｃが突起電極８と接続され、接続部分が局部的に外方に突出し、他の部分は平坦に形成されている。図示例では径大の領域９ａは半導体ペレット７の２つの突起電極８ａ、８ｂが接続され、他の領域９ｂ、９ｃはそれぞれ一つの突起電極８ｂ、８ｃが接続されている。１０は半導体ペレット７を被覆した外装樹脂で、導電薄膜電極９の内面と密接し接着している。導電薄膜電極９の外面に突出した突出部ａ，ｂ，ｃ，ｄは導電薄膜電極９と印刷配線基板（図示せず）とを一定距離、離隔させる。
【００１４】
この半導体装置１１の製造方法を図４〜図８から説明する。先ず、図４に示す配線基板１２を用意する。この配線基板１２は図５に示すように弾性を有する樹脂よりなる絶縁基板１３の全面に無電解めっきによる第１の導電層１４を形成し、図６に示すように第１の導電層１４をエッチングして、絶縁基板１３の周縁を囲む枠部１４ａと所定パターンの導電ランド層１４ｂ、１４ｃ（１４ｄ）を多数組形成する。このエッチングにより残留した第１の導電層１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは細い橋絡片により互いに電気的に接続されている。次に図７に示すようにエッチングされた第１の導電層１４上に電解めっきによる第２〜第４の導電層を順次形成する。図示例では、第１の導電層１４を無電解金めっきにより厚さ０．０１〜０．５μｍに形成し、この上に厚さ１〜３０μｍの電解銅めっき層１５、厚さ０．５〜３μｍの電解ニッケルめっき層１６、厚さ０．５〜１μｍの電解金めっき層１７を順次形成している。平滑な絶縁基板１３表面に無電解金めっき層１４を直接形成することは困難で、めっきの厚みむらが大きいため、絶縁基板１３の表面を粗面加工する必要があるが、表面粗さは無電解金めっき層１４の密着性と関連するため、例えば０．１〜１μｍに設定する。このように粗面化した絶縁基板１３をめっき触媒に浸漬して表面に触媒核を付与し、これを無電解めっき液に浸漬して無電解金めっき層１４を形成する。
【００１５】
電解銅めっき層１５は導電パターンの導電性を良好にし、電解ニッケルめっき層１６は導電パターンを硬質にし、電解金めっき層１７は外部電極との接続性を良好にする。配線基板１２は導電層１４、１５、１６、１７を積層した枠部１８ａ内に、前記三つの領域９ａ、９ｂ、９ｃに対応する導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを所定の間隔で配列したものを一組として、これを多数組整列配置している。領域９ａに対応する導電パターン１８ｂは隣接方向に橋絡片１８ｅにより互いに電気的に接続され、多数列所定の間隔で配置され、両側の導電パターン１８ｂは橋絡片１８ｆを介して枠１８ａに電気的に接続され、最上列の導電パターン１８ｂは橋絡片１８ｇにより枠部１８ａに電気的に接続されている。領域９ｂ、９ｃに対応する導電パターン１８ｃ、１８ｄは導電パターン１８ｂ、１８ｂ間に配置され、一端が上方の導電パターン１８ｂの近傍に配置され、他端が下方の導電パターン１８ｂに橋絡片１８ｈを介して電気的に接続されている。このようにして導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは枠部１８ａと電気的に接続されている。
【００１６】
次に図８に示すように配線基板１２の導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの隣接部上に半導体ペレット７を配置し、複数の突起電極８とパターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄとを電気的に接続する。この接続作業は、超音波ボンディング法、熱圧着法などにより突起電極８と導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄとを接続するが、接続性を良好にするため、配線基板１２を基板１３の軟化温度より低い温度に加熱し、突起電極８と導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの当接部を加圧する。これにより、図８（ｂ）に示すように突起電極８が導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを押圧し、軟化した絶縁基板１３内に凹入させる。絶縁基板１３は温度が低下すると導電パターンの局部的変形を維持したまま硬化するため、突起電極８の当接部は導電パターン１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが局部的に外方に突出する。
【００１７】
次に図９に示すように配線基板１２の枠部１８ａ内を外装樹脂１０で被覆する。この樹脂１０は厚みが１ｍｍ以下では一定の厚みでよいが、図示一点鎖線で示す分割予定部に沿う領域の厚みを薄くすることにより後工程での切断作業が容易となる。このようにして樹脂被覆作業が完了すると図１０に示すように配線基板１２を構成する絶縁基板１３を外装樹脂１０から剥離する。配線基板１２は無電解金めっき層１４を予め剥離容易に形成したから、外装樹脂１０に接着された導電パターン１８ｂ〜１８ｈは外装樹脂１０に残留し、周縁の枠部１８ａは絶縁基板１３に残留する。これにより外装樹脂１０表面に橋絡片を含む導電パターン１８ｂ〜１８ｄがその一部を外装樹脂１０表面から突出した状態で露呈する。
【００１８】
次に図１１に示すように、外装樹脂１０を一点鎖線で示す分割予定部から切断し、個々に分離し、図１〜図３に示す半導体装置が得られる。
【００１９】
この半導体装置は、配線基板上の導電パターンを電極９として利用できるため、リードフレームを用いた半導体装置に比して一層の小型、薄型化が可能である。また電極９の一部を局部的に突出させ印刷配線基板の電極との間に間隙を形成し、この間隙に半田を確保できるため、余剰の半田が電極から食み出して電極間を短絡させるという事故を防止でき、実装性の良好な小型の半導体装置を実現することができる。この局部的な突起は半導体ペレット７を配線基板１２に接続すると同時に形成できるため、製造が容易で、突起とその周縁の隣接部がなだらかに接続するため、外装樹脂１０から絶縁基板１３を剥離する際に突起部分も絶縁基板１３からスムーズに剥離でき、突起部分が絶縁基板１３に残留して外装樹脂１０から剥ぎ取られ、突起電極８が局部的に露出するという問題も防止でき、耐湿性が良好な半導体装置を実現できる。
【００２０】
本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば図１２に示すように、配線基板１２の導電パターン１８上に導電性の微細片１９を加圧接続して、導電パターン１８の一部を絶縁基板１３内に凹入させ、図１３に示すように微細片１９上に平坦電極（図示せず）を有する半導体ペレット７を配置して、微細片１９を半導体ペレット７の突起電極８とすることができる。この微細片１９として、個片の部材を用いることができるが、キャピラリに挿通したワイヤの先端を溶融させてボールを形成し、このボールをキャピラリ先端で加圧して導電パターン１８に接続した後、ワイヤを引き切って形成することもできる。また図１実施例において、半導体ペレット７の周縁に露呈する電極領域に、図１２に示す微細片１９を形成することもできる。この場合、微細片１９は局部的な突起を形成するとともに、外装樹脂１０に対する係止片として作用し、導電パターンの外装樹脂１０に対する密着性を向上させることができる。また微細片１９は導電パターン上に残留させる必要はなく、先端が細い部材を加圧して突出部を形成することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外装樹脂の表面に露呈させた電極の一部を内方から局部的に押圧して外方に突出させたから、印刷配線基板の電極との間で間隙を形成し、溶融半田の食み出しを防止でき、小型化により電極が微細化しても電極間の短絡を防止し実装性が良好な半導体装置を実現できる。
【００２２】
また電極と外装樹脂の密着性が良好で小型でありながら耐湿性の良好な半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置の一部断面平面図
【図２】図１半導体装置の一部断面側面図
【図３】図１半導体装置の下面図
【図４】図１半導体装置の製造に用いられる配線基板の要部平面図
【図５】図４配線基板の製造方法を示し、無電解めっき層を形成した絶縁基板の要部側断面図
【図６】図５絶縁基板の無電解めっき層をエッチングしした状態を示す絶縁基板の要部側断面図
【図７】図６絶縁基板の無電解めっき層上に電解めっきした状態を示す配線基板の要部側断面図
【図８】図４配線基板に半導体ペレットをマウントした状態を示す要部平面図
【図９】図５配線基板の表面を外装樹脂で被覆した状態を示す要部平面図
【図１０】図９に示す外装樹脂で被覆された配線基板から絶縁基板を剥離する状態を示す要部側面図
【図１１】図１０により絶縁基板が剥離された外装樹脂を切断する状態を示す要部側面図
【図１２】本発明の他の製造方法を示し、配線基板上に微細片を接続する状態を示す配線基板の要部側断面図
【図１３】図１２に示す微細片と半導体ペレットを接続した状態を示す要部側断面図
【図１４】本発明の前提となる半導体装置の側断面図
【符号の説明】
７　半導体ペレット
８　突起電極
９　導電薄膜電極
１０　外装樹脂
１１　半導体装置
ａ、ｂ、ｃ、ｄ　突起部
【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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