(57)【要約】【課題】  めっきバリの発生を抑制して、不良品の少ない半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供する。【解決手段】  リードフレーム材１０の表面側又は裏面側の所定箇所に、最上層に貴金属めっき層３５を有するめっきマスク３８、３９を形成し、次にめっきマスク３８、３９をレジストマスクとしてリードフレーム材１０を順次エッチングして、封止樹脂２１の内部に配置された半導体素子１８と電気的に連通し、下部に突出する外部接続端子部２２を形成する半導体装置２８の製造方法において、めっきマスク３８、３９の最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっき３３をした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレーム材の表面側又は裏面側の所定箇所に、最上層に貴金属めっき層を有するめっきマスクを形成し、次に前記めっきマスクをレジストマスクとして前記リードフレーム材を順次エッチングして、封止樹脂の内部に配置された半導体素子と電気的に連通し、下部に突出する外部接続端子部を形成する半導体装置の製造方法において、
前記めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
リードフレーム材の表面側の半導体素子部の周囲に形成されるワイヤボンディング部、及び該ワイヤボンディング部に対応して前記リードフレーム材の裏面側に形成される外部接続端子部に、最上層に貴金属めっき層を有するめっきマスクを形成する第１工程と、前記リードフレーム材の裏面側に耐エッチングレジスト膜を形成した後、表面側に形成された前記めっきマスクをレジストマスクとして表面側から該リードフレーム材に所定深さのエッチング加工を行い、前記ワイヤボンディング部を突出させる第２工程と、前記リードフレーム材に半導体素子を搭載した後、該半導体素子の電極パッド部とそれぞれ対応する前記ワイヤボンディング部との間をボンディングワイヤによって接続し電気的導通回路を形成する第３工程と、前記半導体素子、前記ボンディングワイヤ、及び前記ワイヤボンディング部を含む前記リードフレーム材の表面側を樹脂封止する第４工程と、前記耐エッチングレジスト膜が除去された前記リードフレーム材の裏面側に、形成された前記めっきマスクをレジストマスクとしてエッチング加工を行って、前記外部接続端子部を突出させて独立させる第５工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、前記リードフレーム材の中央には、前記外部接続端子部とは別に独立して素子搭載部が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体素子の直下には放熱用の端子が設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
リードフレーム材の表裏で、表面側に搭載される半導体素子の下部に配置されている電極パッド部に対応する位置に最上部が貴金属めっき層からなるめっきマスクを形成する第１工程と、前記リードフレーム材の裏面側に耐エッチングレジスト膜を形成した後、表面側に形成された前記めっきマスクをレジストマスクとして表面側から該リードフレーム材に所定深さのエッチング加工を行い、前記電極パッド部と電気的接続を行う内部接続端子部を突出させる第２工程と、前記リードフレーム材に前記半導体素子を搭載して該半導体素子と前記内部接続端子部との電気的導通を図った後、前記半導体素子を含む前記リードフレーム材の表面側を樹脂封止する第３工程と、前記耐エッチングレジスト膜が除去された前記リードフレーム材の裏面側に、形成された前記めっきマスクをレジストマスクとしてエッチング加工を行って、前記内部接続端子部と一体として連通する外部接続端子部を突出させて独立させる第４工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
樹脂封止された半導体素子に電気的に接続され、裏面側に突出する外部接続端子部を有する半導体装置において、
前記半導体素子の電極パッド部に電気的に連結される接続端子部、及び前記外部接続端子部は、その最上層が貴金属めっき層によって構成されていると共に、最下層も耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきがなされている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、例えば、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）の半導体装置に係り、特に、外部接続端子部が封止樹脂の底面側に突出した半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化の要請から、ポリイミド樹脂テープと半田ボールを用いたテープＣＳＰ型の半導体装置や、ベースメタルを使用したＢＣＣ（バンプチップキャリア）型の半導体装置が知られている。しかしながら、テープＣＳＰ型の半導体装置においては、ポリイミド樹脂テープが高価であり、軟質のためにストリップ搬送に適していないという問題がある。また、ＢＣＣ型の半導体装置においては、ベースメタルをエッチングによってリムーブすると固片になってしまうので、モールド面を粘着テープで固定する必要があり、コスト高となるという問題がある。そこで、本出願人は、先に特許文献１に記載の半導体装置の製造方法を提案した。
【０００３】
この半導体装置の製造方法の一例を、図４（Ａ）〜（Ｊ）に示すが、Ｃｕ、Ｃｕ合金、又は鉄ニッケル合金（例えば、４２アロイ）材からなるリードフレーム材１０の表裏にレジスト膜１１を全面塗布した後、所定のリードパターンを露光し、次に現像を行ってめっきマスクのエッチングパターン１２を形成する。そして、リードフレーム材１０を全面めっきし、レジスト膜１１を除去すると表裏にめっきマスク１３、１４が形成される（以上、Ａ〜Ｄ）。
次に、下面（即ち、裏面側）の全面を別のレジスト膜１５でコーティングした後、めっきマスク１３をレジストマスクとして上面側（即ち、表面側）のハーフエッチングを行う。この場合、リードフレーム材１０の表面のめっきマスク１３で覆われた部分はエッチングされないので、結局は、レジスト膜で予め形成された素子搭載部１６、ワイヤボンディング部１７が突出することになる。なお、この素子搭載部１６及びワイヤボンディング部１７の表面はめっきマスク１３で覆われている（以上、Ｅ、Ｆ）。
【０００４】
次に、下面側のレジスト膜１５を除去した後、素子搭載部１６に半導体素子１８を載せ、半導体素子１８の各電極パッド部とワイヤボンディング部１７とのワイヤボンディングを行った後、半導体素子１８、ボンディングワイヤ２０及びワイヤボンディング部１７の樹脂封止を行う。２１は封止樹脂を示す（以上、Ｇ、Ｈ）。
この後、裏面側をハーフエッチングするが、リードフレーム材１０にめっきマスク１４が形成された部分は、めっきマスク１４がレジストマスクとなってエッチングされないで残ることになり、結果として外部接続端子部２２及び素子搭載部１６の裏面が突出する。外部接続端子部２２とワイヤボンディング部１７とは連通しているので、各々の外部接続端子部２２（及びこれに連通するワイヤボンディング部１７）が独立して半導体素子１８の各電極パッド部に電気的に接続される。そして、これらの半導体装置２３は一般に格子状に並べて複数同時に製造されるので、切断分離（固片化）して個々の半導体装置２３が製造される（以上、Ｉ、Ｊ）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４１３５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、前記した従来の半導体装置においては、めっきマスク１３、１４が、図５のように構成されている。即ち、めっきマスク１３、１４は、リードフレーム材１０の表面（裏面も含む）に、例えば厚みが１μｍのＮｉ下地めっき２４を行い、その上に厚みが約０．２μｍの貴金属めっき（例えば、Ａｕ）２５を行っている。勿論、上層側（リードフレーム材１０から遠い方の層を上層、近い方の層を下層という）の貴金属めっき２５は耐エッチング液性を有するので、エッチング中に浸食されることはないが、銅又は銅合金からなるリードフレーム材１０及び下層側のＮｉ下地めっき２４は、図６（Ａ）に示すようにエッチング液に浸食されることになり、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、貴金属めっき２５の周囲は箔状となって、ワイヤボンディング部１７、素子搭載部１６、外部接続端子部２２の周囲に付着してめっきバリ（めっき箔片）２６となる。
このようなめっきバリ２６が存在すると、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程（即ち、モールド工程）等で、めっきバリ２６が剥離し、ワイヤボンディング不良、端子間ショート等の半導体装置不良の原因となる。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、めっきバリの発生を抑制して、不良品の少ない半導体装置の製造方法及びこれによって製造された半導体装置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】
【０００８】
前記目的に沿う第１の発明に係る半導体装置の製造方法は、リードフレーム材の表面側又は裏面側の所定箇所に、最上層に貴金属めっき層を有するめっきマスクを形成し、次に前記めっきマスクをレジストマスクとして前記リードフレーム材を順次エッチングして、封止樹脂の内部に配置された半導体素子と電気的に連通し、下部に突出する外部接続端子部を形成する半導体装置の製造方法において、前記めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをした。
本発明において、めっきマスクの最下層のめっきとは、リードフレーム材の表面（及び裏面）に直接接しているめっき層をいい、最上層のめっきとはリードフレーム材から一番遠い側のめっき層をいう。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、めっきマスクの厚みは厚いものが好ましく、例えば、１〜１０μｍである。この場合、中間部にエッチング液に浸食され易いめっき層（例えば、Ｎｉめっき層）等を配置する場合には、このめっき層がエッチング液によって浸食されるので、総厚みの９／１０以下（好ましくは、４／５以下）とするのがよい。また、錫めっきはエッチング液に浸食されにくいので、最下層の貴金属めっき層の代わりに使用できる（以下の発明においても同じ）。
また、本発明（即ち、第１〜第５の発明）において、耐エッチング液性を有する卑金属めっきとは、例えば、錫めっき、錫ビスマスめっき、有鉛はんだめっき、無鉛はんだめっき等をいう。
【０００９】
また、第２の発明に係る半導体装置の製造方法は、リードフレーム材の表面側の半導体素子部の周囲に形成されるワイヤボンディング部、及び該ワイヤボンディング部に対応して前記リードフレーム材の裏面側に形成される外部接続端子部に、最上層に貴金属めっき層を有するめっきマスクを形成する第１工程と、前記リードフレーム材の裏面側に耐エッチングレジスト膜を形成した後、表面側に形成された前記めっきマスクをレジストマスクとして表面側から該リードフレーム材に所定深さのエッチング加工を行い、前記ワイヤボンディング部を突出させる第２工程と、前記リードフレーム材に半導体素子を搭載した後、該半導体素子の電極パッド部とそれぞれ対応する前記ワイヤボンディング部との間をボンディングワイヤによって接続し電気的導通回路を形成する第３工程と、前記半導体素子、前記ボンディングワイヤ、及び前記ワイヤボンディング部を含む前記リードフレーム材の表面側を樹脂封止する第４工程と、前記耐エッチングレジスト膜が除去された前記リードフレーム材の裏面側に、形成された前記めっきマスクをレジストマスクとしてエッチング加工を行って、前記外部接続端子部を突出させて独立させる第５工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをした。
【００１０】
なお、第１、第２の発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記リードフレーム材の中央には、前記外部接続端子部とは別に独立して素子搭載部が形成されている場合もある。また、この半導体装置の製造方法において、前記半導体素子の直下に放熱用の端子が設けられている場合もある。
【００１１】
そして、第３の発明に係る半導体装置の製造方法は、リードフレーム材の表裏で、表面側に搭載される半導体素子の下部に配置されている電極パッド部に対応する位置に最上部が貴金属めっき層からなるめっきマスクを形成する第１工程と、前記リードフレーム材の裏面側に耐エッチングレジスト膜を形成した後、表面側に形成された前記めっきマスクをレジストマスクとして表面側から該リードフレーム材に所定深さのエッチング加工を行い、前記電極パッド部と電気的接続を行う内部接続端子部を突出させる第２工程と、前記リードフレーム材に前記半導体素子を搭載して該半導体素子と前記内部接続端子部との電気的導通を図った後、前記半導体素子を含む前記リードフレーム材の表面側を樹脂封止する第３工程と、前記耐エッチングレジスト膜が除去された前記リードフレーム材の裏面側に、形成された前記めっきマスクをレジストマスクとしてエッチング加工を行って、前記内部接続端子部と一体として連通する外部接続端子部を突出させて独立させる第４工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをした。
【００１２】
第４の発明に係る半導体装置は、第１〜第３の発明に係る半導体装置の製造方法によって製造される。
そして、第５の発明に係る半導体装置は、樹脂封止された半導体素子に電気的に接続され、裏面側に突出する外部接続端子部を有する半導体装置において、
前記半導体素子の電極パッド部に電気的に連結される接続端子部（ワイヤボンディング部、半導体素子に直接接触する内部接続端子部を含む）、及び前記外部接続端子部は、その最上層が貴金属めっき層によって構成されていると共に、最下層も耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきがなされている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜５記載の半導体装置の製造方法においては、めっきマスクの最下層に耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきをしたので、めっきバリの発生が極力抑えられ、バリ取り作業も不要となり、結果として不良率が少ない半導体装置の製造方法を提供できる。
また、請求項６、７記載の半導体装置においては、半導体素子の電極パッド部に電気的に連結される接続端子部及び外部接続端子部は、その最上層が貴金属めっき層によって構成されていると共に、最下層も耐エッチング液性を有する卑金属めっき又は貴金属めっきがなされているので、めっき厚みが確保され、品質及び不良品の少ない半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る半導体装置の説明図、図２はワイヤボンディング部の詳細を示す断面図、図３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の説明図である。
【００１５】
まず、図１に示す半導体装置２８について説明するが、図４に示す半導体装置及びその製造方法と同一の構成要素については同一の番号を付してその詳しい説明を省略する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る半導体装置２８は、中央に半導体素子１８を、その周辺にエリアアレー状に、上面側（表面側）がワイヤボンディング部１７となって下面側（裏面側）が外部接続端子部２２となった導体端子２９を配置している。ワイヤボンディング部１７と半導体素子１８の各電極パッド部３０はボンディングワイヤ２０で電気的に連結されており、半導体素子１８、ボンディングワイヤ２０、及び導体端子２９の上半分は封止樹脂２１で樹脂封止されている。
【００１６】
導体端子２９の詳細を図１に示すが、リードフレーム材１０（図４（Ａ）参照）をエッチングして形成される棒状の銅導体３２の上下にまず耐エッチング液性を有する貴金属めっきの一例である厚み０．１５〜０．５μｍの金めっき３３が、その上に厚み０．５〜２μｍ程度の下地めっき３４が、更にその上に貴金属めっきの一例である厚み０．１５〜０．５μｍの金めっき３５がなされている。この実施の形態では下地めっき３４としてはＮｉめっきがなされている。なお、リードフレーム材１０の厚みは０．１〜０．３ｍｍ程度であるが、これらの厚みに本発明は限定されない。
【００１７】
素子搭載部１６の構造は、この導体端子２９と同一構造のめっきがなされている。そして、素子搭載部１６及び導体端子２９の下半分は封止樹脂２１から突出して外部に露出している。外部接続端子部２２には半田濡れ性の良いめっきが下部に設けられ、他の基板３６上に設けられたクリーム半田の溶融によって、図１に示すように、他の基板３６との電気的な接続が行われている。
半導体素子１８の底面側には素子搭載部１６が配置され、これによって、半導体素子１８からの熱放散を促進している。
【００１８】
続いて、この半導体装置２８の製造方法について説明するが、図４に示す従来の半導体装置２３の製造方法と異なる点のみを詳細に説明する。図４において、（Ａ）〜（Ｃ）までの工程は同じで、（Ｄ）の工程で、全面めっきをする場合に、最初に貴金属めっきの一例である厚み０．１５〜０．５μｍの金めっき３３を行い、その上に厚み０．５〜２μｍ程度の下地めっき３４を行う。次に、その上に貴金属めっきの一例である厚み０．１５〜０．５μｍの金めっき３５を行う。
次に、図４（Ｅ）に示すようにリードフレーム材１０の下面側を耐エッチングレジスト膜１５で全部覆い、図４（Ｆ）に示すように表側のハーフエッチングを行う。この場合、金めっき３３、３５はエッチング液によって浸食されないので、ワイヤボンディング部１７は図２に示すように形成される。即ち、下側のリードフレーム材１０は、所定形状にエッチングされ、更に、それぞれ金めっき３５、下地めっき３４及び金めっき３３からなるめっきマスク３８の周囲下側部分までリードフレーム材１０が浸食される。従って、ワイヤボンディング部１７を構成する銅材の周囲からめっきマスク３８が突出するが、その厚みが金めっき３３、３５と下地めっき３４の厚みを有するので、曲がり難く、樹脂封止中にその部分が取れるあるいは脱落する等のめっきバリとはならない。従って、半導体装置２８の不良率が著しく減少する。
【００１９】
この後、図４（Ｇ）示すように、下面側のレジスト膜１５を除去し、素子搭載部１６に半導体素子１８を載せた後、半導体素子１８とワイヤボンディング部１７との電気的連結をボンディングワイヤ２０で行い、リードフレーム材１０の上側を樹脂封止する（図４（Ｈ））。
そして、図４（Ｉ）に示すように、リードフレーム材１０の裏面側のハーフエッチングを行う。この場合も、外部接続端子部２２及び素子搭載部１６の裏面側は、金めっき３５、下地めっき３４及び金めっき３３からなるめっきマスク３９によって覆われているので、全体として比較的厚く構成されためっきマスク３９がエッチング液によって浸食されることはない。また、めっきマスク３９は一定の厚み（好ましくは１〜１０μｍ、更に好ましくは１．５〜４μｍ）を有しているので、めっきバリとはならない。
次に、図４（Ｊ）に示すように、各半導体装置２８を切断分離して、個別の半導体装置を得ることになる。
【００２０】
続いて、図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、本発明の半導体装置の製造方法を適用した半導体装置４０、４２、４５について説明する。
図３（Ａ）は、素子搭載部（ダイパッド）が省略されたタイプの半導体装置４０であって、半導体素子１８の周囲に隙間を有して、導体端子２９がグリッドアレイ状に配置され、この導体端子２９の上側がワイヤボンディング部１７、下側が外部接続端子部２２となっている。ワイヤボンディング部１７及び外部接続端子部２２の表面には、それぞれ金めっき３５、下地めっき３４及び金めっき３３からなるめっきマスク３８、３９がなされている。
これらのめっきマスク３８、３９の表面積は、銅導体３２の断面積より大きいので、電気的接合効率が向上する。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すめっきマスク３８は、図１の拡大図に示すように、外側に膨出している。
【００２１】
次に、図３（Ｂ）は、素子搭載部は省略され、その代わりに半導体素子１８の直下には複数の導体端子２９（放熱用の端子）が設けられている半導体装置４２を示す。半導体素子１８の直下に配置されている導体端子２９は通電回路を形成するものではなく、半導体素子１８からの熱放散を助けるものである。
各導体端子２９の上下面には、金めっき３５、下地めっき３４及び金めっき３３からなるめっきマスク３８、３９がなされ、めっきバリの発生を防止している。
【００２２】
図３（Ｃ）に示す半導体装置４５は、半導体素子４３の電極パッド部４４をグリッドアレイ状に配置して、しかも電極パッド部４４を下側に向けて半導体素子４３を配置し、導体端子２９の上側に内部接続端子部を設け、直接、半導体素子４３の電極パッド部４４を接合するフリップチップ（ＦＣ）型の半導体装置としている。これによって、半導体装置のより小型化を図ることができる。
なお、この場合も各導体端子２９の上下面には、金めっき３５、下地めっき３４及び金めっき３３からなるめっきマスク３８、３９がなされ、めっきバリの発生を防止している。
【００２３】
前記実施の形態においては、めっきマスク３８、３９は最下層と最上層に貴金属めっきを行い、中間部に下地めっきとして作用するＮｉめっきを行っていたが、最下層の貴金属めっきを省略し、下地めっきを厚みの厚い卑金属めっきとすることもできる。この場合、卑金属めっきとしてはエッチング液に浸食されない金属であれば如何なる金属であってもよく、耐エッチング液性を有する錫めっき、錫ビスマスめっき、有鉛はんだめっき、無鉛はんだめっき等を使用するのが好ましい。これらの金属は、エッチング液に浸食されにくいので、表面の薄い貴金属めっきがめっきバリとなることはない。なお、これらの卑金属めっきは、Ｎｉめっきより遙に（例えば、エッチング速度が１／１０以下）エッチング液によって浸食され難ければ十分で、多少浸食されても、その厚みを厚くする（例えば４〜８μｍ）ことによってカバーできる。
また、図４（Ｆ）、（Ｇ）において、一回目のハーフエッチングを行った後に、リードフレーム材１０の下面側のレジスト膜１５を除去したが、図４（Ｈ）で樹脂封止が完了した後に、レジスト膜１５の除去を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の説明図である。
【図２】ワイヤボンディング部の詳細を示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施の形態に係る半導体装置の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｊ）は従来例に係る半導体装置の製造方法の説明図である。
【図５】従来例に係るめっきマスクの説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はめっきバリの発生状況を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０：リードフレーム材、１１：レジスト膜、１２：エッチングパターン、１３、１４：めっきマスク、１５：耐ヘッチングレジスト膜、１６：素子搭載部、１７：ワイヤボンディング部、１８：半導体素子、２０：ボンディングワイヤ、２１：封止樹脂、２２：外部接続端子部、２３：半導体装置、２４：Ｎｉ下地めっき、２５：貴金属めっき、２６：めっきバリ、２８：半導体装置、２９：導体端子、３０：電極パッド部、３２：銅導体、３３：金めっき、３４：下地めっき、３５：金めっき、３６：基板、３８、３９：めっきマスク、４０、４２：半導体装置、４３：半導体素子、４４：電極パッド部、４５：半導体装置
【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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