(57)【要約】      （修正有）【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の周縁には、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】
板状樹脂と、
該板状樹脂内に封止された複数の独立した電極材とを備え、
前記板状樹脂の両板面から前記電極材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であって、
前記電極材は、前記板状樹脂の両板面の何れか一面から他面に向かうに従って、断面積が大きくなっていることを特徴とする電極パッケージ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電極パッケージであって、
同一形状の複数の電極がマトリクス状に並べて、前記板状樹脂内に封止されていることを特徴とする電極パッケージ。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の電極パッケージであって、
前記板状樹脂の周縁には、補強枠が形成されていることを特徴とする電極パッケージ。
【請求項５】
請求項４記載の電極パッケージであって、
前記補強枠は、複数の棒状体の長手方向を、前記板状樹脂の周縁に沿って、並べて形成され、
前記隣り合った棒状体の端部同士が、該棒状体の短手方向から見て、重なり合うように配置されていることを特徴とする電極パッケージ。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項記載の電極パッケージと、
前記電極パッケージ上に搭載され、前記電極材と電気的に接続された半導体素子と、
前記ワイヤで配線を行った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。
【請求項７】
請求項２記載の電極パッケージと、
前記電極パッケージにおいて、前記板状樹脂の他面に搭載され、前記電極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た半導体装置に用いられ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に係るものである。
【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５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６（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６（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、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。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、モールドした電着フレームは０．７ｍｍ以下と薄いため、金属基板９を剥がす際にモールド樹脂の割れを発生させていた。また、半導体素子２の形状毎に、金属層８ｂのサイズを変更しなければ最小半導体装置にすることが困難であり、半導体素子２の形状毎に、最適電着フレームを必要とするための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２００２−１６１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、板状樹脂と、該板状樹脂内に封止された複数の独立した電極材とを備え、前記板状樹脂の両板面から前記電極材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。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、板状樹脂内に複数の電極材が封止され、板状樹脂の両板面から電極材が露出している。以上の構成によれば、板状樹脂の一方の板面に、半導体素子を搭載してワイヤで電極材と電気的に接続し、半導体素子を樹脂封止することで、表面実装型の半導体装置を製造することができる。従って、複数の互いに独立した電極材を樹脂によって支持することにより、金属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、金属基板を剥がす必要もなくなる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電極パッケージであって、前記電極は、前記板状樹脂の両板面の何れか一面から他面に向かうに従って、断面積が大きくなっていることを特徴とする電極パッケージに存する。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、電極は、板状樹脂の両板面の何れか一方から他方に向かうに従って、断面積が大きくなっている。従って、一方を下に、他方を上に向けておけば、板状樹脂から電極材が抜け落ち難くなる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電極パッケージであって、同一形状の複数の電極がマトリクス状に並べて、前記板状樹脂内に封止されていることを特徴とする電極パッケージに存する。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、同一形状の複数の電極がマトリクス状に並べて、板状樹脂内に封止されている。従って、半導体素子の大きさや、形を選ばずに搭載することができるため、半導体素子の大きさや、形毎に電極パッケージを作る必要がない。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の電極パッケージであって、前記板状樹脂の周縁には、補強枠が形成されていることを特徴とする電極パッケージに存する。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、板状樹脂の周縁には、補強枠が形成されている。電極パッケージは、薄く製造での各工程で強度がなければ生産機械での搬送が困難である。しかし、以上のように、補強枠を形成することにより、電極パッケージの剛性を高めることができ、生産機械での搬送中に破損することがない。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の電極パッケージであって、前記補強枠は、複数の棒状体の長手方向を、前記板状樹脂の周縁に沿って、並べて形成され、前記隣り合った棒状体の端部同士が、該棒状体の短手方向から見て、重なり合うように配置されていることを特徴とする電極パッケージに存する。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、補強枠が、複数の棒状体の長手方向を、板状樹脂の周縁に沿って、並べて形成されている。隣り合った棒状体の端部同士が、棒状体の短手方向から見て、重なり合うように配置されている。以上の構成によれば、補強枠と、棒状体が形成されている部分の電極パッケージとの間の熱膨張の違いにより、電極パッケージが撓んでしまうような力が係ったとしても、重なり合った部分でその力が相殺される。このため、電極パッケージの撓みを防止することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５何れか１項記載の電極パッケージと、前記電極パッケージ上に搭載され、前記電極材とワイヤによって電気的に接続された半導体素子と、前記ワイヤで配線を行った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。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５何れか１項記載の電極パッケージ上に、半導体素子が搭載され、電極材とワイヤによって電気的に接続されている。さらに、樹脂パッケージによってワイヤで配線を行った半導体素子が封止されている。従って、請求項１〜５何れか１項記載の電極パッケージを用いて半導体装置を製造することにより、製造時に、金属基板を剥がす必要がなくなる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項２記載の電極パッケージと、前記電極パッケージにおいて、前記板状樹脂の他面に搭載され、前記電極とワイヤによって電気的に接続された半導体素子と、前記ワイヤで配線を行った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。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、請求項２記載の電極パッケージにおいて、板状樹脂の他面上に、半導体素子が搭載され、電極材とワイヤによって電気的に接続されている。さらに、樹脂パッケージによってワイヤで配線を行った半導体素子が封止されている。従って、請求項２記載の電極パッケージを用いて半導体装置を製造することにより、製造時に、金属基板を剥がす必要がなくなる。しかも、板状樹脂の他面に半導体素子を搭載することにより、半導体素子と、半導体素子が搭載される電極材との接着が取れても、その電極材が板状樹脂から抜け落ち難くなる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、複数の互いに独立した電極材を樹脂によって支持することにより、金属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、金属基板を剥がす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を得ることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、一方を下に、他方を上に向けておけば、板状樹脂から電極材が抜け落ち難くなるので、より一層、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得ることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、半導体素子の大きさや、形を選ばずに搭載することができるため、半導体素子の大きさや、形毎に電極パッケージを作る必要がないので、より一層、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得ることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、補強枠を形成することにより、電極パッケージの剛性を高めることができ、生産機械での搬送中に破損することがない電極パッケージを得ることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、補強枠と、棒状体が形成されている部分の電極パッケージとの間の熱膨張の違いにより、電極パッケージが撓んでしまうような力がかかったとしても、重なり合った部分でその力が相殺される。このため、電極パッケージの撓みを防止することができる電極パッケージを得ることができる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５何れか１項記載の電極パッケージを用いて半導体装置を製造することにより、製造時に、金属基板を剥がす必要がなくなるので、コストダウンを図った半導体装置を得ることができる。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、請求項２記載の電極パッケージを用いて半導体装置を製造することにより、製造時に、金属基板を剥がす必要がなくなる。しかも、板状樹脂の他面に半導体素子を搭載することにより、半導体素子と、半導体素子が搭載される電極材との接着が取れても、その電極材が板状樹脂から抜け落ち難くなるので、コストダウンを図っ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】
【００２８】
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。
【００２９】
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、板状樹脂２１を備えている。この板状樹脂２１内には、同一形状の複数の独立した金属層２２（＝電極材）がマトリクス状に並べて、樹脂封止されている。
【００３０】
また、この金属層２２は、板状樹脂２１の両板面である表面及び背面から露出するように、樹脂封止されている。さらに、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、断面積が大きくなるように形成されている。
【００３１】
金属層２２は、表面（図１（ａ））に形成された半田乗りの良い金（Ａｕ）又は銀錫（Ｓｎ）薄膜層と、裏面（図１（ｂ））に形成された金（Ａｕ）ワイヤーの接続が可能な金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）薄膜層と、上述したＡｕ又はＳｎ薄膜層と、Ａｕ又はＡｇ薄膜層とに挟まれて形成され、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薄膜層、Ｎｉ・Ｃｏ薄膜層又はＣｕ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。
【００３２】
また、電極パッケージ２０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樹脂封止されている。棒状体２３は、例えば、電着により形成して、金属層２２の構成とする。
【００３３】
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、金属層２２及び棒状体２３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。なお、レジスト膜３１は、金属基板３０に近づくに従って、その断面積が小さくなるように形成する。
【００３４】
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、図２（ｂ）に示すように、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又はＣｕ→Ａｕ又はＳｎの順に電気鋳造技術を用いて電着させることによって、Ａｕ又はＡｇ薄膜層、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層、Ａｕ又はＳｕ薄膜層からなる金属層２２、棒状体２３を形成する。上述したようにレジスト膜３１は、金属基板３０に近づくに従って、その断面積が小さくなるように形成されているため、金属層２２は、逆に金属基板３０に近づくに従って、その断面積が大きくなるように形成される。
【００３５】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト膜３１を除去した後、図２（ｄ）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（ｅ）に示すように、樹脂２３の表面側から金属層２２を露出させると共に、金属基板３０を剥離して、電極パッケージ２０を形成する（図２（ｆ））。上述した金属層２２及び棒状体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、金属基板３０は、容易に剥離することができる。
【００３６】
なお、製造工程としては、上述した場合に限定せず、例えば、金属基板３０上にＡｕ又はＡｇ薄膜層、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層、Ａｕ又はＳｎ薄膜層を電着又はフラッシュ法等で真空蒸着した後、エッチングにより金属層２２及び棒状体２３以外の薄膜部分を除去することが考えられる。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。
【００３７】
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２０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、図３（ａ）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、半導体素子３２を、電極パッケージ２０の背面側に接着して搭載する。半導体素子３２の表面には、電極パッド３２ａが形成されている。
【００３８】
半導体素子３２が搭載された後、図３（ｂ）に示すように、金ワイヤ３３によって、半導体素子３２の電極パッド３２ａと金属層２２とを電気的に接続する。金ワイヤ３３は、超音波ボンディングなどによって接続される。次に、半導体素子３２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（上型）に装着される。
【００３９】
モールド金型内には、エポキシ樹脂がモールド金型（下型）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、図３（ｃ）に示すように、ワイヤ３３で接続された半導体素子３２が樹脂３４（樹脂パッケージ）内に封止され、半導体素子３２、金属層２２が樹脂封止された樹脂封止体３５が形成される。次に、樹脂封止体３５を切断線Ｓに沿って切断することで、樹脂封止体３５を一半導体素子３２毎に切り出す。
【００４０】
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、複数の互いに独立した金属層２２を樹脂２１により支持している。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る。このため、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。また、図３に示すように、この電極パッケージ２０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を剥離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を所有する必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができる。
【００４１】
また、図１（ｃ）に示すように、金属層２２は、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。従って、表面を下に、背面を上に向けて、電極パッケージ２０を納品すれば、板状樹脂２１から金属層２２が抜け落ち難くなる。このため、金属層２２の引き抜き強度が増し、安定した品質を維持できるため、半導体装置の製造コスト削減を図ることができる。
【００４２】
また、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、電極パッケージ２０は、同一形状の複数の金属層２２がマトリクス状に並べて、板状樹脂２１内に封止されている。このため、半導体素子３２の大きさや、形を選ばすに搭載することができ、半導体素子３２の大きさや、形毎に電極パッケージ２０を作る必要がなく、これも半導体装置の製造コスト削減につながる。
【００４３】
また、図１（ｂ）に示すように、板状樹脂２１の周縁には、棒状体２３からなる補強枠が形成されている。電極パッケージ２０の厚さは、約２５μｍと薄く、剛性が低い。そこで、補強枠を形成して、電極パッケージ２０の剛性を高めることにより、電極パッケージ２０の撓みに起因して、不良品となる電極パッケージ数が少なくなるため、半導体装置の製造コスト削減を図ることができる。
【００４４】
しかも、補強枠は、複数の棒状体２０の長手方向を、板状樹脂２１の周縁に沿って並べて形成すると共に、図４に示すように、隣り合った棒状体２３同士の端部が、棒状体２３の短手方向Ｙ１から見て、重なり合うように配置されている。以上のように配置することにより、例えば、棒状体２３を樹脂などで形成しても、電極パッケージ２０を構成する樹脂２１と金属層２２との熱膨張の違いにより、電極パッケージ２０と、棒状体２３との間に熱膨張の違いが生じる。これにより、電極パッケージ２０に、棒状体２３の端部から中央部に向かう力Ｆが加わったとしても、重なり合っている部分で、力Ｆが相殺されるため、電極パッケージ２０が撓み難くなる。
【００４５】
また、上述した電極パッケージ２０を用いた半導体装置によれば、図３に示すように、半導体素子３２が金属層２２の断面積が広い背面側に搭載されている。このような構成により、半導体素子３２と、半導体素子３２が搭載される金属層２２との接着が取れても、その半導体素子３２が板状樹脂２２から抜け落ち難くなる。このため、不良となる半導体装置が少なくなるため、製造コストの削減を図ることができる。
【００４６】
なお、上述した実施形態では、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層を、半田乗りのよいＡｕ又はＳｎ薄膜層とワイヤーの接続が可能なＡｕ又はＡｇ薄膜層とで挟んで、金属層２２としていた。しかしながら、例えば、半導体素３２を搭載する過程でＡｕ又はＳｎ薄膜層や、Ａｕ又はＡｇ薄膜層を成膜する場合、金属層２２としては、Ｎｉ、Ｎｉ・Ｃｏ又はＣｕ薄膜層からのみ構成しても良いし、Ａｕ又はＳｎ薄膜層を成膜しない構成にしたり、Ａｕ又はＡｇ薄膜層を成膜しない構成としてもよい。また、金属層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、電極の材料と成りうるものであればなんでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【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】図１に示す電極パッケージを用いた半導体装置の製造方法の一例を示す図である。
【図４】図１に示す棒状体２３にかかる力Ｆについて説明するための図である。
【図５】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６】図５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】
【００４８】
２１  板状樹脂
２２  金属層（電極材）
２３  棒状体
３４  樹脂（樹脂パッケージ）
【図１】
2005236176.tif 000003
【図２】
2005236176.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005236176.tif 000006
【図５】
2005236176.tif 000007
【図６】
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