(57)【要約】【課題】高密度で且つ小型化された外部接続端子を具備し、実装基板に実装したとき、充分な接合強度を呈し得る半導体装置を提供する。【解決手段】電極端子１４，１４・・が設けられた半導体素子１２ａ，１２ｂと、電極端子１４，１４・・の各々に一端部１６ａが接続されたボンディングワイヤ１６と、半導体素子１２ａ，１２ｂ及びボンディングワイヤ１６を封止する封止樹脂層１８とから成り、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂが封止樹脂層１８の一面から突出して形成された外部接続端子を具備することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極端子が設けられた半導体素子と、前記電極端子に一端部が接続されたボンディングワイヤと、前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂層とから成り、
前記ボンディングワイヤの他端部が封止樹脂層の一面から突出して形成された外部接続端子を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
封止樹脂層の一面から突出するボンディングワイヤの他端部が、前記ボンディングワイヤの本体部よりも太く形成されている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
封止樹脂層の一面から突出するボンディングワイヤの他端部に、めっきが施されている請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
少なくとも一面側が金属面に形成された支持板を用い、前記支持板の金属面を覆うように設けられたレジスト層に、底面に前記金属面が露出するように凹部を形成した後、
前記レジスト層上に搭載した半導体素子の電極端子と、対応する前記凹部の底面に露出する金属面との間をボンディングワイヤによって接続し、
次いで、前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂層を形成した後、前記ボンディングワイヤの端部の一方が封止樹脂層の一面から突出して成る外部接続端子を形成するように、前記金属面を含む支持板及びレジスト層を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
レジスト層に形成した凹部の底面に露出する金属面にボンディングワイヤの端部の一方を接続する際に、前記端部の一方を加熱して玉状として前記金属面に接合する請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
支持板を除去した後、前記レジスト層の表面に露出するボンディングワイヤの端面上にめっきを施す請求項４又は請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
支持板として、樹脂板の一面側に金属箔が設けられた支持板又は金属板を用いる請求項４〜６のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置及びその製造方法に関し、更に詳細には電極端子が設けられた半導体素子と、前記電極端子に一端部が接続されたボンディングワイヤと、前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂層とから成る半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電極端子が設けられた半導体素子と、電極端子の各々に一端部が接続されたボンディングワイヤと、半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂層とから成る半導体装置として、下記特許文献１には、図６に示す半導体装置が提案されている。
図６に示す半導体装置１００には、半導体素子１０２及びその電極端子１０４，１０４・・の各々に一端部が接続されたボンディングワイヤ１０６を封止する封止樹脂層１０８が形成されており、この封止樹脂層１０８の一面側に突出部１１０，１１０・・が形成されている。かかる突出部１１０，１００・・の各端面には、ボンディングワイヤ１０６の他端部の端面が露出しており、このボンディングワイヤ１０６の露出する端面にはんだボール１１２が設けられている。
【０００３】
図６に示す半導体装置１００を製造するには、先ず、図７（ａ）に示す様に、金属製のリードフレーム２００の一面側に搭載した半導体素子１０２の各電極端子１０４と、リードフレーム２００に形成した凹部２０２の底面とをボンディングワイヤ１０６によって接続した後、半導体素子１０２及びボンディングワイヤ１０６を封止樹脂によって封止し、封止樹脂層１０８を形成する。
次いで、図７（ｂ）に示す様に、封止樹脂層１０８とリードフレーム２００とを剥離した後、封止樹脂層１０８の一面側に突出する突出部１１０，１１０・・の各端面にはんだボール１１２を搭載することにより、図６に示す半導体装置１００を得ることができる。
【特許文献１】特開平９−１３４９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６に示す半導体装置１００は、従来のＢＧＡ（Ball Grid Array）に比較して、はんだボールを搭載する搭載基板を用いることを要せず、簡易で且つ低コストの半導体装置である。
しかし、図６に示す半導体装置１００では、突出部１１０，１１０・・の各端面に露出するボンディングワイヤ１０６の端面が、はんだボール１１２を搭載するパッドを形成している。このため、半導体装置１００を実装基板に実装した際に、半導体装置と実装基板との接合強度が不充分となるおそれがある。
また、近年の半導体素子の高密度化及び小型化に伴って、外部接続端子も高密度で且つ小型化された半導体装置が要請されている。
かかる要請に対しては、図６に示す半導体装置１００では、外部接続端子として、封止樹脂層１０８の一面側に突出する突出部１１０，１１０・・を形成しているため、外部接続端子の高密度化及び小型化に応えることが困難である。
そこで、本発明の課題は、高密度で且つ小型化された外部接続端子を具備し、実装基板に実装したとき、充分な接合強度を呈し得る半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題を達成すべく検討した結果、半導体素子の電極端子に一端部が接続されたボンディングワイヤの他端部を封止樹脂層の一面側に突出して外部接続端子とすることによって、封止樹脂層の一面側に高密度で且つ小型化された外部接続端子を形成できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、電極端子が設けられた半導体素子と、前記電極端子に一端部が接続されたボンディングワイヤと、前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂層とから成り、前記ボンディングワイヤの他端部が封止樹脂層の一面から突出して形成された外部接続端子を具備することを特徴とする半導体装置にある。
また、本発明は、少なくとも一面側が金属面に形成された支持板を用い、前記支持板の金属面を覆うように設けられたレジスト層に、底面に前記金属面が露出するように凹部を形成した後、前記レジスト層上に搭載した半導体素子の電極端子と、対応する前記凹部の底面に露出する金属面との間をボンディングワイヤによって接続し、次いで、前記半導体素子及びボンディングワイヤを封止する封止樹脂層を形成した後、前記ボンディングワイヤの端部の一方を封止樹脂層の一面から突出して成る外部接続端子を形成するように、前記金属面を含む支持板及びレジスト層を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法でもある。
【０００６】
かかる本発明において、レジスト層に形成した凹部の底面に露出する金属面にボンディングワイヤの端部の一方を接続する際に、前記端部の一方を加熱して玉状として前記金属面に接合することによって、封止樹脂層の一面から突出するボンディングワイヤの他端部を、ボンディングワイヤの本体部よりも太くできる。
また、支持板を除去した後、前記レジスト層の表面に露出するボンディングワイヤの端面上にめっきを施すことによって、外部接続端子の高さを所望の高さとすることができる。
更に、支持板として、樹脂板の一面側に金属箔が設けられた支持板又は金属板を用いることによって、支持板の除去等を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る半導体装置によれば、外部接続端子が半導体素子の電極端子に一端部が接続されたボンディングワイヤの他端部によって形成されている。このため、外部接続端子を高密度で且つ小型化できる。
また、本発明に係る半導体装置を実装基板に実装したとき、樹脂封止層から突出するボンディングワイヤの他端部の全体が実装基板との接合に関与でき、充分な接合強度を呈することができる。
この様に、高密度で且つ小型化された外部接続端子を具備し、実装基板に実装したとき、充分な接合強度を呈し得る本発明に係る半導体装置によれば、近年の半導体素子の高密度化及び小型化に伴う要請に充分応えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る半導体装置の一例を図１に示す。図１に示す半導体装置１０は、半導体素子１２ａ上に、半導体素子１２ａよりも小面積の半導体素子１２ｂが搭載されている。この半導体素子１２ａ，１２ｂの各電極端子１４には、金線を用いたボンディングワイヤ１６の一端部１６ａが接続されている。かかる半導体素子１２ａ，１２ｂ及びボンディングワイヤ１６の本体部は封止樹脂によって封止されており、この封止樹脂によって封止樹脂層１８が形成されている。
封止樹脂層１８の一面からは、図１に示す様に、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂが突出して外部接続端子を形成している。この外部接続端子は、ボンディングワイヤ１６の本体部よりも太く形成されている。
この様に、図１に示す半導体装置１０では、封止樹脂層１８の一面から突出する外部接続端子が、半導体素子１２ａ，１２ｂの各電極端子１４に一端部１６ａが接続されたボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂによって形成されている。このため、図６に示す半導体装置１００に比較して、外部接続端子を高密度で且つ小型化できる。
しかも、図１に示す半導体装置１０では、封止樹脂層１８の一面から突出するボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂの全体が、半導体装置１０を実装基板に実装する際に、実装基板との接合に関与できる。このため、両者の接合強度も充分に向上できる。
【０００９】
図１に示す半導体装置１０は、図２及び図３に示す製造方法で製造できる。先ず、支持板として、図２（ａ）に示す支持板２０を用いる。この支持板２０は、樹脂板２０ａの一面側に銅箔等の金属箔２０ｂが設けられている。かかる支持板２０の金属箔２０ｂの表面を覆うレジスト層を形成した後、図２（ｂ）に示す様に、レジスト層２２の周縁に沿う所定範囲内に、底面に金属箔２０ｂが露出する凹部２４，２４・・を形成する。この凹部２４，２４・・は、レーザによって形成してもよく、感光性レジストで形成したレジスト層２２に露光及び現像を施して形成してもよい。
かかるレジスト層２２の凹部２４，２４・・が形成されていない平坦面上に半導体素子１２ａを接合した後、この半導体素子１２ａよりも小面積の半導体素子１２ｂを、半導体素子１２ａ上に積層する［図２（ｃ）］。この場合、半導体素子１２ａ，１２ｂは、その各々に設けられた電極端子１４，１４・・が露出するように積層する。
【００１０】
次いで、図２（ｄ）に示す様に、半導体素子１２ａ，１２ｂの電極端子１４，１４・・の各々と、対応する凹部２４の底面に露出する金属箔２０ｂの金属面との間をボンディングワイヤ１６，１６・・によって接続する。この際に、半導体素子１２ａ，１２ｂの各電極端子１４に一端部１６ａを接合したボンディングワイヤ１６の他端部を加熱して玉状とした後、凹部２４の底面に露出する金属箔２０ｂの金属面に接続することが好ましい。かかる操作によって、最終的に得られる半導体装置では、図１に示す様に、封止樹脂層１８の一面から突出するボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂを、ボンディングワイヤ１６の本体部よりも太く形成できる。
更に、図２（ｄ）に示す支持板２０、レジスト層２２、半導体素子１２ａ，１２ｂ及びボンディングワイヤ１６，１６・・を、モールド金型（図示せず）に収容して、封止樹脂によって封止し、封止樹脂層１８を形成する［図３（ａ）］。
その後、図３（ｂ）に示す様に、支持板２０を除去する。支持板２０の除去は、樹脂板２０ａを研磨によって除去した後、金属箔２０ｂをエッチングによって除去する。
更に、レジスト層２２を除去して、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂを封止樹脂層１８の一面から突出させることによって、図１に示す半導体装置１０を得ることができる。このレジスト層２２の除去は、レジスト層２２を形成する樹脂として、封止樹脂層１８及び半導体素子１２ａとの密着性の乏しい樹脂を用いることによって、レジスト層２２を容易に剥離できる。また、レジスト層２２を形成する樹脂を溶解する溶媒を用いて除去してもよい。
【００１１】
次に、本発明に係る半導体装置の他の例を図４に示す。図４に示す半導体装置１０は、半導体装置１０の封止樹脂層１８の一面から突出するボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂの先端に、はんだから成るめっき層２５を形成したものである。かかるめっき層２５を形成することによって、実装基板上に図４に示す半導体装置１０を載置して、めっき層２５をリフローすることにより実装できる。
また、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂの突出長が外部接続端子としては短い場合、図４に示す様に、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂの先端部にめっき層２５を形成して、その突出長を調整できる。
かかる図４に示す半導体装置１０の製造方法を説明する。図４に示す半導体装置１０を製造する際には、図２及び図３に示す製造工程と同様の工程を採用できる。このため、図２及び図３に示す製造工程と同様の工程については、その詳細は説明を省略する。
図３（ｂ）に示す支持板２０を除去して露出させたレジスト層２２の露出面に、図５（ａ）に示す様に、銅等の無電解めっき又は蒸着等によって金属薄膜２６を形成した後、感光性レジスト層２８を形成する。この感光性レジスト層２８に露光及び現像を施し、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂ，１６ｂ・・の各端面に対応する金属薄膜２６の面が底面に露出する凹部３０，３０・・を形成する。
次いで、金属薄膜２６を給電層とする電解めっきによって所望のめっき金属を凹部３０，３０・・の各々に充填し、図５（ｂ）に示す様に、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂの先端部にめっき層２５を形成する。
その後、感光性レジスト層２８を剥離し、めっき層２５から露出した金属薄膜２６をエッチングで除去した後、レジスト層２２を除去することにより、図４に示す半導体装置１０を得ることができる。
【００１２】
図１及び図４に示す半導体装置において、半導体素子１２ａ上に半導体素子１２ｂを積層しているが、半導体素子１２ａのみであってもよい。
また、図１に示す半導体装置の封止樹脂層１８の一面から突出するボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂ，１６ｂ・・の各先端を溶融はんだ浴にディッピングして、ボンディングワイヤ１６の他端部１６ｂ，１６ｂ・・の全体に、はんだを付着させてもよい。
更に、図２（ａ）において、樹脂板２０ａの一面側に銅箔等の金属箔２０ｂが設けられた支持板２０を用いたが、支持板２０に代えて金属板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る半導体装置の一例を説明するための断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の製造方法の前段を説明するための工程図である。
【図３】図１に示す半導体装置の製造方法の後段を説明するための工程図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の他の例を説明するための断面図である。
【図５】図４に示す半導体装置の製造方法を説明するための工程図である。
【図６】従来の半導体装置を説明するための断面図である。
【図７】図６に示す半導体装置の製造工程を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０  半導体装置
１２ａ，１２ｂ  半導体素子
１４  電極端子
１６  ボンディングワイヤ
１６ａ  ボンディングワイヤ１６の一端部
１６ｂ  ボンディングワイヤ１６の他端部
１８  封止樹脂層
２０  支持板
２０ａ  樹脂板
２０ｂ  金属箔
２２  レジスト層
２４  凹部
２５  めっき層
２６  金属薄膜
２８  感光性レジスト層
３０  凹部
【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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