(57)【要約】      （修正有）【課題】スリット孔形成部に発生するめっきパターンの銅の延展付着、バリ、めくれ等の発生を防止でき、導通不良を防止できるプラスチックパッケージの製造方法を提供する。【解決手段】スリット孔を設けるプラスチックパッケージ１０の製造方法において、導体配線回路１７を形成すると共に、その必要部分が外部に露出するソルダーレジスト膜を形成する工程と、これから外部に露出する部分にニッケル及び金めっき被膜層を形成する工程と、電解めっき用配線パターン１６のルーター加工機のドリルが接触せずに通過できる特定部分に、このパターン幅より大きく隣接するパターンに接しない大きさ以下のドリル直径からなるドリル加工機で個片体の外周部に接するように穿設して貫通孔３０を形成する工程と、個片体の外周となる部分が外周となるように貫通孔３０を含む電解めっき用配線パターンをルーター加工機で穿設してスリット孔２４を形成する工程を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材の両主面、又はいずれか一方の主面に銅箔層を有する銅張り樹脂基板に導体配線回路を形成し、複数個が配列する集合体から各個片体にし易くするためや、前記集合体の状態で前記個片体の前記導体配線回路の電気的導通検査を行うことを可能とするため等のルーター加工機で穿設するスリット孔を設ける半導体素子を搭載するためのプラスチックパッケージの製造方法において、
前記銅張り樹脂基板に必要に応じてスルーホール導体用の挿通孔を穿設し、該挿通孔の壁面及び前記銅箔層に無電解銅めっき、次いで電解銅めっきが施されて形成される銅めっき被膜層にフォトエッチングで前記導体配線回路を形成すると共に、該導体配線回路の必要部分が外部に露出するソルダーレジスト膜を形成する工程と、
前記ソルダーレジスト膜から外部に露出する前記導体配線回路に電解めっき用配線パターン、及び導通用配線パターンを介してニッケルめっき被膜層、及び金めっき被膜層を形成する工程と、
前記電解めっき用配線パターンの前記ルーター加工機の回転するドリルの外周が接触せずに通過できる前記個片体の外周となる特定部分に、前記電解めっき用配線パターンのパターン幅より大きく、隣接する前記電解めっき用配線パターンに接しない大きさ以下の直径からなるドリルを用いるドリル加工機で前記個片体の外周部に接するように穿設して丸円状の貫通孔を形成する工程と、
前記個片体の外周となる部分を前記スリット孔の外周となるようにして、前記貫通孔を含む前記電解めっき用配線パターンをルーター加工機で穿設して前記スリット孔を形成する工程を有することを特徴とするプラスチックパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載するためのプラスチックパッケージの製造方法に関し、より詳細には、複数個が配列する集合体にスリット孔を設け、各個片体にするため、及び集合体の状態で個片体の導体配線回路の電気的導通検査を行うことができるプラスチックパッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子を搭載するための半導体素子収納用パッケージは、半導体素子が高密度化、高速化によって多端子化となり、このような半導体素子の実装対応のためには、ボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ：以下、ＢＧＡと称す。）タイプや、フリップチップタイプ等の形態のもので、コストがセラミック製に比較して安価なプラスチックパッケージが多く用いられている。
【０００３】
図５、図６に示すように、従来の半導体素子収納用パッケージの一例であるプラスチックＢＧＡタイプのパッケージの製造方法で作成されるプラスチックパッケージ５０は、通常、４角形状の個片体のパッケージが集合体として複数個配列できる大型の樹脂基材５１が用いられている。この樹脂基材５１には、例えば、両主面の一方の主面に個片体毎のパッケージに半導体素子５２とボンディングワイヤ５３で接続するための多数のボンディングパッド５４等の導通用配線パターン５５と、これらの導通用配線パターン５５と接続して電解めっき被膜を形成するための電解めっき用配線パターン５６からなる銅箔層と銅めっき被膜層で形成される導体配線回路５７を有している。電解めっき用配線パターン５６は、集合体の各個片体の外周部に設ける電解めっき用タイバー５８と、この電解めっき用タイバー５８から各個片体に延設する電解めっき用個別配線パターン５９とで構成されている。
【０００４】
また、個片体毎のプラスチックパッケージ５０は、例えば、樹脂基材５１の両主面の他方の主面に半田ボールからなる外部接続端子６０を接続するための多数の外部接続端子パッド６１等の導通用配線パターン５５と、電解めっき用配線パターン５６を有し、導体配線回路５７を形成している。そして、ボンディングパッド５４と、外部接続端子パッド６１とは、スルーホール導体６２を含む導通用配線パターン５５で電気的に接続された状態となっている。また、ボンディングパッド５４や、外部接続端子パッド６１等は、樹脂基材５１の表面に形成するソルダーレジスト膜６３の導体配線回路５７の所定の特定部分を開口部として露出するようにして形成されている。更に、ソルダーレジスト膜６３の開口部から露出する導体配線回路５７には、例えば、ボンディングパッド５４のボンディング性を高めたり、外部接続端子パッド６１の表面の酸化を防止して外部接続端子６０の溶着性を高めるために、電解めっき用配線パターン５６を介してニッケルめっき被膜層、及び金めっき被膜層（図示せず）が形成されている。そして、大型の樹脂基材５１に各個片体毎の導体配線回路５７を形成した集合体から、各個片体毎のプラスチックパッケージ５０にするには、通常、集合体の状態で各個片体に半導体素子を実装した後に、各個片体毎の外形寸法に合うカット線６４でプレス加工機で切断されて形成されている。
【０００５】
しかしながら、プレス加工機で集合体の状態から各個片体のプラスチックパッケージ５０にするためには、隣接する個片体の間に打ち抜き金型分のスペースが必要となるので、集合体の中の個片体の数が少なくなっている。また、プレス加工機で集合体の状態から各個片体にしたプラスチックパッケージ５０には、切断部にクラックや、密着剥がれが発生している。更に、集合体の状態の各個片体のプラスチックパッケージ５０は、電解めっき用個別配線パターン５９と接続している部分の電解めっき用タイバー５８で全ての個片体が電気的に導通状態となっているので、集合体の状態で各個片体毎の導体配線回路５７の電気的導通検査を行うことができなくなっている。
【０００６】
そこで、従来のプラスチックパッケージには、集合体から個片体にする時の個片体の取れ数を増加させて、集合体をプレス加工機で穿設して個片体にする時に発生する切断部のクラックや、密着剥がれを防止するために、集合体の各個片体の外形寸法の位置の４隅を残して４辺の外周部に長円状のスリット孔を設けている。この個片体のプラスチックパッケージを作製するには、スリット孔を、このスリット孔の長手方向の切断線部が個片体の外周に合うようにしてルーター加工機で穿孔して設け、４隅部分をプレス加工機で穿設して形成する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来のプラスチックパッケージには、個片体が短冊状に配列する集合体のそれぞれ個片体の間に個片体の辺の長さより長いスリット孔をルーター加工機で穿孔して設け、短冊状の長さ方向に個片体の辺の長さになるように回転鋸によるソーカットを行って個片体に形成する製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１５３８１９号公報
【特許文献２】特開２００５−７９３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述したような従来のプラスチックパッケージは、次のような問題がある。
（１）ルーター加工機のドリルが回転しながら直線移動や、周動移動して形成されるスリット孔は、電解めっき用配線パターンの銅箔層と銅めっき被膜層で形成される電解めっき用個別配線パターンを断線しながら移動する時に、銅が比較的柔らかい金属であるので、ドリルの回転移動によって切断部の銅が擦られて切断部の樹脂基材の表面に銅の延展付着が発生して隣接する電解めっき用個別配線パターンを短絡させることがあり、パッケージとしての電気的な導通不良を発生させている。
（２）ルーター加工機で形成されるスリット孔には、電解めっき用個別配線パターンを断線しながら移動する時に、パターン切断部に銅箔層及び銅めっき被膜層のバリや、めくれが発生することがあり、このバリや、めくれによって隣接する電解めっき用個別配線パターンを短絡させることがあり、パッケージとしての電気的な導通不良を発生させている。また、特に、ルーター加工機の始点、終点においては、パターン切断部に銅箔層及び銅めっき被膜層のバリや、めくれが発生し易い。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、スリット孔形成部に発生する電解めっき用個別配線パターンの断線部の銅の延展付着、バリ、めくれ等の発生を防止でき、パッケージとしての電気的な導通不良の発生を防止できるプラスチックパッケージの製造方法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】
【０００９】
前記目的に沿う本発明に係るプラスチックパッケージの製造方法は、樹脂基材の両主面、又はいずれか一方の主面に銅箔層を有する銅張り樹脂基板に導体配線回路を形成し、複数個が配列する集合体から各個片体にし易くするためや、集合体の状態で個片体の導体配線回路の電気的導通検査を行うことを可能とするため等のルーター加工機で穿設するスリット孔を設ける半導体素子を搭載するためのプラスチックパッケージの製造方法において、銅張り樹脂基板に必要に応じてスルーホール導体用の挿通孔を穿設し、挿通孔の壁面及び銅箔層に無電解銅めっき、次いで電解銅めっきが施されて形成される銅めっき被膜層にフォトエッチングで導体配線回路を形成すると共に、導体配線回路の必要部分が外部に露出するソルダーレジスト膜を形成する工程と、ソルダーレジスト膜から外部に露出する導体配線回路に電解めっき用配線パターン、及び導通用配線パターンを介してニッケルめっき被膜層、及び金めっき被膜層を形成する工程と、電解めっき用配線パターンのルーター加工機の回転するドリルの外周が接触せずに通過できる個片体の外周となる特定部分に、電解めっき用配線パターンのパターン幅より大きく、隣接する電解めっき用配線パターンに接しない大きさ以下の直径からなるドリルを用いるドリル加工機で個片体の外周部に接するように穿設して丸円状の貫通孔を形成する工程と、個片体の外周となる部分をスリット孔の外周となるようにして、貫通孔を含む電解めっき用配線パターンをルーター加工機で穿設してスリット孔を形成する工程を有する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載のプラスチックパッケージの製造方法は、銅張り樹脂基板に必要に応じてスルーホール導体用の挿通孔を穿設し、挿通孔の壁面及び銅箔層に無電解銅めっき、次いで電解銅めっきが施されて形成される銅めっき被膜層にフォトエッチングで導体配線回路を形成すると共に、導体配線回路の必要部分が外部に露出するソルダーレジスト膜を形成する工程と、ソルダーレジスト膜から外部に露出する導体配線回路に電解めっき用配線パターン、及び導通用配線パターンを介してニッケルめっき被膜層、及び金めっき被膜層を形成する工程と、電解めっき用配線パターンのルーター加工機の回転するドリルの外周が接触せずに通過できる個片体の外周となる特定部分に、電解めっき用配線パターンのパターン幅より大きく、隣接する電解めっき用配線パターンに接しない大きさ以下の直径からなるドリルを用いるドリル加工機で個片体の外周部に接するように穿設して丸円状の貫通孔を形成する工程と、個片体の外周となる部分をスリット孔の外周となるようにして、貫通孔を含む電解めっき用配線パターンをルーター加工機で穿設してスリット孔を形成する工程を有するので、予め、電解めっき用配線パターンに丸円状の貫通孔を形成して銅の延展付着、バリ、めくれ等の発生が防止でき、パッケージとしての電気的な導通不良の発生を防止できるプラスチックパッケージの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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いて説明し、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プラスチックパッケージの製造方法で作製されるプラスチックパッケージの部分拡大縦断面図、図２は同プラスチックパッケージの製造方法で作製されるプラスチックパッケージの部分拡大平面図、図３（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同プラスチックパッケージの製造方法の説明図、図４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同プラスチックパッケージのスリット孔の作製方法を説明するための部分拡大平面図である。
【００１２】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るプラスチックパッケージの製造方法で作製される、例えば、ＢＧＡタイプのプラスチックパッケージ１０は、４角形状の個片体のパッケージが集合体として複数個配列できる大型の樹脂基材１１が用いられている。この樹脂基材１１は、例えば、ＢＴ樹脂（ビスマレイミドトリアジンを主成分にした樹脂）やエポキシ樹脂等の高耐熱性、誘電特性、絶縁特性、加工性に優れた樹脂からなっている。樹脂基材１１の両主面、又はいずれか一方の主面には、銅箔が貼り付けられ、銅張り樹脂基板２６（図３（Ａ）参照）として形成されている。そして、例えば、両主面に銅箔層２７（図３（Ａ）参照）を有する銅張り樹脂基板２６の一方の主面には、個片体毎のパッケージに半導体素子１２とボンディングワイヤ１３で接続するための多数のボンディングパッド１４等の導通用配線パターン１５と、これらの導通用配線パターン１５と接続して電解めっき被膜を形成するための電解めっき用配線パターン１６からなる導体配線回路１７が形成されている。電解めっき用配線パターン１６は、集合体の各個片体の外周部に設ける電解めっき用タイバー１８と、この電解めっき用タイバー１８から各個片体に延設する電解めっき用個別配線パターン１９とで構成されている。
【００１３】
また、個片体毎のプラスチックパッケージ１０は、例えば、銅張り樹脂基板２６の両主面の他方の主面に半田ボール等からなる外部接続端子２０を接続するための多数の外部接続端子パッド２１等の導通用配線パターン１５と、電解めっき用配線パターン１６を有し、導体配線回路１７が形成されている。そして、ボンディングパッド１４と、外部接続端子パッド２１とは、スルーホール導体２２を含む導通用配線パターン１５で電気的に接続された状態となっている。また、ボンディングパッド１４や、外部接続端子パッド２１等は、プラスチックパッケージ１０の両表面に形成するソルダーレジスト膜２３の導体配線回路１７の所定の特定部分を開口部として露出するようにして形成されている。更に、ソルダーレジスト膜２３の開口部から露出する導体配線回路１７には、例えば、ボンディングパッド１４のボンディング性を高めたり、外部接続端子パッド２１の表面の酸化を防止して外部接続端子２０の溶着性を高めるために、電解めっき用配線パターン１６を介してニッケルめっき被膜層（図示せず）、及び金めっき被膜層（図示せず）が形成されている。
【００１４】
そして、複数個の個片体のプラスチックパッケージ１０が配列する集合体には、各個片体の外形寸法の位置の４隅を残して４辺の外周部、あるいは相対向する各個片体の外形寸法の位置の２辺の外周部にルーター加工機で穿設する長円状のスリット孔２４が設けられている。このスリット孔２４は、各個片体毎のプラスチックパッケージ１０に作製し易くしたり、電解めっき用個別配線パターン１９と接続している部分の電解めっき用タイバー１８を除去して各個片体の導通用配線パターン１５を他の個片体の導通用配線パターン１５と断線状態にして集合体の状態で各個片体毎の導体配線回路１７の電気的導通検査を行うことを可能にしたり、切断部にバリ、クラックの発生を少なくする等のために設けている。
【００１５】
なお、上記の集合体からなる各個片体のプラスチックパッケージ１０には、半導体素子１２が実装され、トランスファーモールド等で半導体素子１２が封止樹脂２５で気密に封止される。そして、更に、集合体からなる各個片体のプラスチックパッケージ１０には、外部接続端子パッド２１に半田ボール等の外部接続端子２０を接続した後、スリット孔２４に沿うようにしてプレス加工機等で切断して各個片体の半導体デバイスとしている。また、上記プラスチックパッケージ１０においては、両面に導体配線回路１７が形成される形態で説明したが、片面のみに導体配線回路１７がある形態であってもよい。更に、この形態のプラスチックパッケージ１０は、樹脂基材１１の片面に半導体素子からの発熱を放熱するためのヒートシンク板が接合された形態であってもよい。
【００１６】
次いで、図３（Ａ）〜（Ｄ）、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、上記のプラスチックパッケージ１０の製造方法を説明する。
図３（Ａ）に示すように、複数個の個片体の集合体として形成され、最終的に各個片体に分割されるプラスチックパッケージ１０を作製するための樹脂基材１１には、例えば、ＢＴ樹脂や、エポキシ樹脂等からなる高耐熱性、誘電特性、絶縁特性、加工性に優れた樹脂が用いられている。また、この樹脂基材１１には、必要に応じて、予め銅箔が接合された銅張り樹脂基板２６として形成され、両主面、又は一方の主面に銅箔層２７を有している。
【００１７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、この銅張り樹脂基板２６には、必要に応じて、両主面を電気的に導通状態とするためのスルーホール導体２２用の挿通孔をドリルマシーン等で穿設し、この挿通孔の壁面、及び銅箔層２７に無電解銅めっき、次いで電解銅めっきが施されて形成される銅めっき被膜層２８を形成している。なお、銅張り樹脂基板２６に形成されたスルーホール導体２２用の挿通孔の壁面のような樹脂基材１１の表面に直接無電解銅めっきでめっきをする方法は、樹脂基材１１の表面にパラジウム等の触媒を付与後、ホルマリンを還元剤とする強アルカリ浴中で化学的に行うことができる。また、電解銅めっきでめっきをする方法は、例えば、硫酸銅、ピロリン酸等のめっき浴中で銅箔層２７、及び無電解銅めっきに通電して行うことができる。
【００１８】
次に、図３（Ｃ）に示すように、この銅めっき被膜層２８上には、感光性のドライフィルムを貼着し、更にこの上にパターンマスクを当接して露光、現像してパターンとして必要とする部分以外が開口部から露出するようにドライフィルムを溶解している。そして、必要とする部分のドライフィルムは、硬化させたエッチングレジスト膜２９として形成している。
【００１９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、エッチングレジスト膜２９が形成された銅箔層２７及び銅めっき被膜層２８には、塩化第２鉄溶液や、塩化第２銅溶液等のエッチング液を用いてエッチングを行い、エッチングレジスト膜の開口部から露出する銅箔層２７及び銅めっき被膜層２８を除去するフォトエッチングで導体配線回路１７を形成している。更に、樹脂基材１１及び導体配線回路１７の両表面には、導体配線回路１７の、例えば、ボンディングパッド１４や、外部接続端子パッド２１等の必要部分が外部に露出するようにして耐熱性、耐薬品性に優れる樹脂を用いてフォトリソグラフィ法や、スクリーン印刷法等でパターンを形成し、硬化させてソルダーレジスト膜２３を形成している。
【００２０】
図４（Ａ）に示すように、フォトエッチングで形成された導体配線回路１７には、それぞれの個片体のプラスチックパッケージ１０の外周の間に形成される電解めっき用タイバー１８、及びこの電解めっき用タイバー１８からスルーホール導体２２まで延設する電解めっき個別配線パターン１９で構成される電解めっき用配線パターン１６と、電解めっき個別配線パターン１９と接続する導通用配線パターン１５とが含まれている。そして、ソルダーレジスト膜２３から外部に露出する導体配線回路１７には、例えば、ワット浴や、スルファミン酸浴等のめっき浴中で、電解めっき用配線パターン１６、及び導通用配線パターン１５を介して通電してニッケルめっき被膜層を形成している。そして、更に続けて、ニッケルめっき被膜層の上には、例えば、Ａｕめっき浴や、Ａｕ合金めっき浴等のめっき浴中で、電解めっき用配線パターン１６、及び導通用配線パターン１５を介して通電して金めっき被膜層を形成している。なお、ニッケルめっき被膜層は、コバルト等を含有させた合金めっき被膜層であってもよい。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、電解めっき用タイバー１８と電解めっき個別配線パターン１９で構成される電解めっき用配線パターン１６の電解めっき個別配線パターン１９のルーター加工機の回転するドリルの外周が接触せずに通過できる個片体の外周となる特定部分には、電解めっき個別配線パターン１９のパターン幅より大きく、隣接する電解めっき個別配線パターン１９に接しない大きさ以下の直径からなるドリルを用いるドリル加工機で個片体の外周部に接するように穿設して丸円状の貫通孔３０を形成している。この貫通孔３０の形成においては、貫通孔３０が電解めっき個別配線パターン１９のパターン幅より大きく、隣接する電解めっき個別配線パターン１９に接しない大きさ以下の直径からなるので、隣接する電解めっき個別配線パターン１９の間での電気的な短絡を防止することができる。
【００２２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、個片体のプラスチックパッケージ１０の外周となる部分には、４隅を残して全外周部、又は相対向する２辺となる部分がスリット孔２４の外周となるようにして、貫通孔３０を含む電解めっき用タイバー１８と電解めっき個別配線パターン１９で構成される電解めっき用配線パターン１６をルーター加工機で穿設してスリット孔２４を形成している。このルーター加工機でのスリット孔２４の形成においては、ルーター加工機のドリルがスリット孔２４の外周に沿って回転しながら通過する特定部分で、予め形成された貫通孔３０によって電解めっき個別配線パターン１９に接触しないので、銅の延展付着や、バリや、めくれ等の発生を防止することができる。
【００２３】
なお、上記プラスチックパッケージ１０は、通常、複数個の個片体のプラスチックパッケージ１０がマトリックス状、又は短冊状に形成されるので、半導体素子１２が搭載され、封止樹脂２５で気密に封止され、外部接続端子２０が接合されて、最後に各個片体に分割されて半導体デバイスとされ、各種電子装置に用いられている。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明のプラスチックパッケージは、半導体素子を搭載させて半導体デバイスとし、各種電子装置に組み込まれて高機能な装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプラスチックパッケージの製造方法で作製されるプラスチックパッケージの部分拡大縦断面図である。
【図２】同プラスチックパッケージの製造方法で作製されるプラスチックパッケージの部分拡大平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ同プラスチックパッケージの製造方法の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同プラスチックパッケージのスリット孔の作製方法を説明するための部分拡大平面図である。
【図５】従来のプラスチックパッケージの製造方法で作製されるプラスチックパッケージの部分拡大縦断面図である。
【図６】従来のプラスチックパッケージの製造方法で作製されるプラスチックパッケージの部分拡大平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：プラスチックパッケージ、１１：樹脂基材、１２：半導体素子、１３：ボンディングワイヤ、１４：ボンディングパッド、１５：導通用配線パターン、１６：電解めっき用配線パターン、１７：導体配線回路、１８：電解めっき用タイバー、１９：電解めっき個別配線パターン、２０：外部接続端子、２１：外部接続端子パッド、２２：スルーホール導体、２３：ソルダーレジスト膜、２４：スリット孔、２５：封止樹脂、２６：銅張り樹脂基板、２７：銅箔層、２８：銅めっき被膜層、２９：エッチングレジスト膜、３０：貫通孔
【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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