(57)【要約】【課題】安価に、表面実装型の半導体装置を製造することができる電極パッケージを提供する。【解決手段】板状樹脂２１内に複数の独立した金属層２２がマトリクス状に並べて、封止されている。板状樹脂２１の表面及び背面から金属層２２が露出している。金属層２２は、板状樹脂２１の表面から背面に向かうに従って、断面積が大きくなっている。板状樹脂２１の背面には、複数の棒状体２３の長手方向を板状樹脂２１の周縁に沿って、並べて形成した補強枠が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載されると共に、前記半導体素子と電気的に接続される導電パターン層と、
前記導電パターン層に積層して設けられ、同一形状の複数の独立した電極材から成る電極層と、
前記導電パターン層と前記電極層とを封止する板状樹脂とを備え、
前記板状樹脂の一方の板面から前記導電パターン層が露出し、他方の板面から前記電極層が露出していることを特徴とする電極パッケージ。
【請求項２】
請求項１記載の電極パッケージと、
前記電極パッケージにおいて、前記板状樹脂の導電パターン層が露出している板面に搭載され、前記導電パターン層と電気的に接続された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する樹脂パッケージとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極パッケージ及び半導体装置に関し、特にリードレス表面実装型の樹脂封止される半導体素子が搭載される電極パッケージ及びリードレス表面実装型の樹脂封止された半導体装置係るものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した表面実装技術とは、半導体装置表面に設けた電極をプリント基板に直接半田付けする技術である。この技術を用いることにより、ピン挿入方式で必要だったスルーホールが必要なくなり、部品の小型化、実装密度の増大、基板の小型化などが可能となった。このような表面実装型の半導体装置に用いられる電極パッケージとして、例えば、図４に示されるような電着フレームが特許文献１に記載されている。同図に示すように、電着フレームは、可撓性平板状の金属基板９上に、電着によって、互いに独立した複数の電極材としての金属層８ａ、８ｂが成膜されたものである。
【０００３】
上述した電着フレームを用いて、以下に示すような手順で、リードレス表面実装型の半導体装置が形成される。まず、図５（ａ）に示すように、電着フレームの金属層８ｂに半導体素子２を接着して搭載し、半導体素子２の電極パッド２ａと金属層８ａとをワイヤ４によって接続する。なお、金属層８ｂは、あらかじめ半導体素子２の底面の面積より広く、成膜されている。そして、ワイヤ４で配線がなされた半導体素子２を、エポキシ樹脂７で樹脂封止する。
【０００４】
次に、図５（ｂ）に示すように、樹脂封止によって形成された樹脂封止体１１から金属基板９を引き離す。これにより、樹脂封止体１１の底面から、金属層８ａ、８ｂが露出する。その後、図５（ｃ）に示すように、ボール状の導電端子が形成される部分の金属層８ａ、８ｂを選択的に露出して、他の部分をレジスト膜１０でマスクし、半田などの導電材を付着させて導電端子１２を形成する。その後、切断線Ｓに沿って、切断することによって、個々の半導体装置に切り出す。
【０００５】
しかしながら、上述した電着フレームは、互いに独立した複数の金属層８ａ、８ｂが金属基板９によって支持されているため、金属基板９をつけた状態で、各半導体装置のメーカに納品する必要がある。このため、電着フレームを納品する際の重量が重くなり、納品コストがかかるという問題がある。
【０００６】
また、各メーカにおいて、上述した電着フレームを用いて、半導体装置を作る際には、金属基板９を剥がす必要があり、手間がかかると共に、金属基板９を剥がす装置を所有する必要があり、半導体装置の製造原価が高騰する要因となっていた。さらに、金属層８ｂの端部から切断線Ｓまでの距離Ｄの寸法は、金属層８ａの大きさの１／２と、半導体素子２と金属層８ａ間の絶縁距離Ｃを確保する必要があり、半導体装置を小型にすることができず半導体素子２に対して、大きな面積を必要としていた。これも半導体装置の製造原価が高騰する要因となっていた。
【特許文献１】特開２００３−３７２１３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、安価に、表面実装型の半導体装置を製造することができる電極パッケージ及び当該電極パッケージを用いた半導体装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、半導体素子が搭載されると共に、前記半導体素子と電気的に接続される導電パターン層と、前記導電パターン層に積層して設けられ、同一形状の複数の独立した電極材から成る電極層と、前記導電パターン層と前記電極層とを封止する板状樹脂とを備え、前記板状樹脂の一方の板面から前記導電パターン層が露出し、他方の板面から前記電極層が露出していることを特徴とする電極パッケージに存する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層が、導電パターン層に積層して設けられている。導電パターン層と電極層とは板状樹脂内に封止され、一方の板面から導電パターン層が露出し、他方の板面から電極層が露出している。従って、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層を、導電パターン層に積層して設けることにより、電極層に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子を設けることができる。しかも、導電パターン層と電極層とを樹脂によって支持することにより、基板を用いることなく電極パッケージを形成することができ、重量を軽くすることができると共に、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する際に、基板を剥がす必要も、均等な導電端子を設けるためのマスクを形成する必要もなくなる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電極パッケージと、前記電極パッケージにおいて、前記板状樹脂の導電パターン層が露出している板面に搭載され、前記導電パターン層と電気的に接続された半導体素子と、前記半導体素子を封止する樹脂パッケージとを備えたことを特徴とする半導体装置に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、半導体素子が、請求項１記載の電極パッケージにおいて、板状樹脂の導電パターン層が露出している板面に搭載され、導電パターン層と電気的に接続される。従って、同一形状の独立した複数の電極材からなる電極層を、導電パターン層に積層して設けることにより、電極層に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子を設けることができる。しかも、導電パターン層と電極層とを樹脂によって支持することにより、基板を用いることなく電極パッケージを形成することができ、重量を軽くすることができると共に、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する際に、基板を剥がす必要も、均等な導電端子を設けるためのマスクを形成する必要もなくなる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１及び２記載の発明によれば、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層を、導電パターン層に積層して設けることにより、電極層に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子を設けることができる。しかも、導電パターン層と電極層とを樹脂によって支持することにより、基板を用いることなく電極パッケージを形成することができ、重量を軽くすることができると共に、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する際に、基板を剥がす必要も、均等な導電端子を設けるためのマスクを形成する必要もなくなるので、安価に、表面実装型の半導体装置を製造することができる電極パッケージ及び当該電極パッケージを用いた半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の電極パッケージ及び該電極パッケージを用いた半導体装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、樹脂封止されたリードレス表面実装型の半導体装置に関し、その製造工程で使用される電極パッケージについて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の電極パッケージの一実施の形態を示しており、同図（ａ）はその表面図、同図（ｂ）はその背面図、同図（ｃ）はＩ−Ｉ線断面図である。同図に示すように、電極パッケージ２０は、後述する半導体素子が搭載されると共に、半導体素子と電気的に接続される導電パターン層２１と、この導電パターン層２１に積層して設けられ、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層２２とを備えている。この導電パターン層２１及び電極層２２とは、板状樹脂２３内に封止され、この板状樹脂２３の一方の板面から導電パターン層２１が露出し、他方の板面から電極層２２が露出している。
【００１５】
導電パターン層２１は、その露出面側に形成された金（Ａｕ）ワイヤーが接続可能な金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）薄膜層と、このＡｕ又はＡｇ薄膜層に積層して形成された、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル・コバルト（Ｎｉ・Ｃｏ）又は銅（Ｃｕ）合金を電着したＮｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層とから構成される。また、電極層２２は、その露出面側に形成された、半田乗りの良い金（Ａｕ）又は錫（Ｓｎ）薄膜層と、このＡｕ又はＳｎ薄膜層に積層して形成された、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ合金を電着したＮｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層とから構成される。その厚さは、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕの薄膜層の厚さが２０〜５０μｍであり、Ａｕ、Ｓｎ又はＡｇ薄膜層の厚さが０．０５〜１０μｍである。
【００１６】
続いて、図１の電極パッケージ２０の製造方法の一実施の形態について、図２及び図３を参照して説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、電極パッケージ２０を製造するにあたり、可撓性平板状の金属基板３０を用意する。金属基板３０は、薄いステンレス鋼板であり、その厚さは、０．１ｍｍである。そして、金属基板３０の表面上において、導電パターン層２２を形成する部分を除いた部分に、レジスト膜３１を形成する。
【００１７】
その後、金属基板３０を電着漕に侵漬し、金属基板３０と電着漕内の電極との間を通電して、レジスト膜３１が形成されていない部分の金属基板３０上に、Ａｕ又はＡｇ→Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ、Ｃｕ合金の順に電気鋳造技術を用いて電着させる。以上の工程により、図２（ｂ）に示すように、金属基板３０の表面に、Ａｕ又はＡｇ薄膜層、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層からなる導電パターン層２１が形成される。
【００１８】
続いて、図２（ｃ）に示すように、導電パターン層２１上において、電極層２２を形成する部分を除いた部分に、レジスト膜３２を形成する。その後、金属基板３０を電着槽に侵漬し、金属基板３０と電着漕内の電極との間を通電して、図２（ｄ）に示すように、レジスト膜３２が形成されていない部分の導電パターン層２１に、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ合金→Ａｕ又はＳｕの順に電着させる。以上の工程により、導電パターン層２１上に電極層２２が形成される。
【００１９】
次に、図２（ｅ）に示すように、レジスト膜３１、３２を同時に除去した後、図２（ｆ）に示すように、スピン塗布法などにより樹脂２３を塗布する。その後、表面全体を削って、図２（ｇ）に示すように、樹脂２３の表面側から電極層２２を露出させると共に、金属基板３０を剥離する。上述したように、導電パターン層２３は、電気鋳造技術を用いて、金属基板３０上に電着されており、さらに、金属基板３０は可撓性のある平板状であるので、簡単に樹脂２３から引き離すことができる。
【００２０】
なお、上述した製造工程としては、上述した場合に限定せず、例えば、レジスト膜３１、３２として、ポリイミド系樹脂などの永久レジストを使用すれば、レジスト膜３１、３２を除去したり、除去した後に、樹脂封止したりする必要をなくすことが考えられる。また、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層のみを樹脂封止した後に、金属基板３０を剥がし、電着漕に侵漬して、表面と裏面とを一緒に同一鍍金することも考えられる。
【００２１】
また、導電パターン層２１、電極層２２の成膜法としては、金属基板３０上に導電パターン層２１、電極層２２を電着又はフラッシュ法等で真空蒸着した後、エッチングにより、導電パターン層２１、電極層２２以外の部分を除去することが考えられる。さらに、レジスト膜３１、３２は、導電パターン層２１及び電極層２２を形成した後、同時に除去していたが、導電パターン層２１を電着した後に、レジスト膜３１を除去し、電極層２２を電着した後に、レジスト膜３２を除去することも考えられる。
【００２２】
上述した電極パッケージ２０は、半導体装置のメーカに納品され、メーカでは、電極パッケージ２０上に半導体素子を搭載して、半導体装置を製造する。続いて、上述した電極パッケージを用いた半導体装置の製造方法について、図３を参照して説明する。まず、同図に示すように、上述した電極パッケージ２０の背面側を上にして、導電パターン層２１上に半導体素子３３を接着して搭載する。半導体素子３３の表面には、電極パッド（図示せず）が形成されている。
【００２３】
半導体素子３３が搭載された後、金ワイヤ３４によって、半導体素子３３の電極パッドと導電パターン層２１とを電気的に接続する。金ワイヤ３４は、超音波ボンディングなどによって接続される。また、金ワイヤ３４を用いずに、半導体素子３３の表面に設けた電極パッドと導電パターン２１とを直接接続するものもある。次に、半導体素子３３が搭載されて、ワイヤボンディングされた後の電極パッケージ２０が、モールド金型（下型）に装着される。
【００２４】
モールド金型内には、エポキシ樹脂がモールド金型（上型）に形成されたキャビティ（図示せず）により注入される。このモールド金型では、電極パッケージ２０が下型としての機能を果たす。この工程により、半導体素子３２が樹脂３５（樹脂パッケージ）内に封止され、半導体素子３３、導電パターン層２１、電極層２２が樹脂封止された樹脂封止体３６が形成される。また、この樹脂封止体３６の底面から露出している電極層２２上に半田などの導電材を付着して、ボール状の導電端子１２を設ける。
【００２５】
以上述べたように、図１に示す本発明の電極パッケージ２０によれば、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層２２を、導電パターン層２１に積層して設けることにより、電極層２２に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子１２を設けることができる。しかも、導電パターン層２１と電極層２２とを樹脂２３によって支持している。このため、従来のように金属基板を用いなくても電極パッケージ２０を形成することができ、重量を軽くすることができ、半導体装置のメーカに、電極パッケージ２０を納品する際のコストを削減することができる。
【００２６】
また、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する過程において、従来のように金属基板３０を剥離する工程も、均等な導電端子１２を設けるためのレジスト膜１０を形成する必要もなくなる。このため、メーカ毎に、金属基板を剥離する装置や、レジスト膜２０を形成する装置も必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態では、導電パターン層２１や、電極層２２の露出面側に、半田乗りのよいＡｕ又はＳｎ薄膜層を成膜していた。しかしながら、例えば、半導体素子３３を搭載する過程でＡｕ又はＳｎ薄膜層を成膜する場合、導電パターン層２１や、電極層２２としては、Ｎｉ薄膜層又はＮｉ・Ｃｏ薄膜層からのみ構成しても良い。また、導電パターン層２１や、電極層２２の材料としては、上述した材料に限定されるものではなく、導電パターンや電極の材料と成りうるものであればなんでもよい。
【００２８】
また、電極パッケージ２０は、ボール状の導電端子１２を形成しない状態で、納品していたが、例えば、電極層２２に半田を付着して、ボール状の導電端子１２を形成した状態で、半導体装置のメーカに納品することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は各々、本発明の電極パッケージの一実施の形態を示す表面図、背面図及びＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図１に示す電極パッケージの製造方法の一例を示す図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は各々、図１に示す電極パッケージを用いた半導体装置の表面図と断面図である。
【図４】従来の電極パッケージの一例である電着フレームを示す断面図である。
【図５】図４に示す電着フレームを用いた半導体装置の製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２１  導電パターン層
２２  電極層
２３  板状樹脂
３３  半導体素子
３４  ワイヤー
３５  樹脂（樹脂パッケージ）
【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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