(57)【要約】【課題】  様々な形状の配線を効率よく形成することが可能な半導体装置の製造方法および半導体装置を提供すること。【解決手段】  本発明によって提供される半導体装置の製造方法は、金属ナノ粒子を含む金属ナノペースト８０２を、インクジェット方式によって印刷することにより、金属ナノペースト層３５０を形成する工程と、金属ナノペースト層３５０を焼成することにより、配線を形成する工程と、上記配線に半導体素子を導通させる工程と、を有する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ナノ粒子を含む金属ナノペーストを、インクジェット方式によって印刷することにより、金属ナノペースト層を形成する工程と、
上記金属ナノペースト層を焼成することにより、配線を形成する工程と、
上記配線に半導体素子を導通させる工程と、
を有することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記金属ナノペースト層に含まれる、複数の内部電極部、複数の外部電極部、上記複数の内部電極部および上記複数の外部電極部を連結する複数の中継配線部、を形成し、
上記配線を形成する工程においては、上記複数の内部電極部、上記複数の外部電極部、および上記複数の中継配線部を、複数の内部電極、複数の外部電極、上記複数の内部電極および上記複数の外部電極を連結する複数の中継配線、とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
上記複数の内部電極、上記複数の中継配線の少なくとも一部ずつ、および上記半導体素子を覆い、かつ上記複数の外部電極を露出させる封止樹脂を形成する工程を有する、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記半導体素子を搭載する素子搭載面、上記複数の内部電極部が形成される内部電極面、上記複数の外部電極が形成される外部電極面、上記中継配線部の少なくとも一部が形成される中継配線面、を有する基台材料に対して上記金属ナノペースト層を形成するとともに、上記中継配線面は、上記内部電極面および上記外部電極面をつないでいる、請求項２または３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
上記基台材料は、板状であるとともに、厚さ方向において上記素子搭載面が上記内部電極面よりも深い位置にあり、かつ上記外部電極面が上記内部電極面よりも浅い位置にある、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
上記中継配線面は、上記厚さ方向および上記基台材料が広がる面内方向のいずれに対しても傾斜している、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
上記外部電極面は、最外表面にある、請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
上記内部電極面は、上記厚さ方向視において上記素子搭載面を囲んでいる、請求項５ないし７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
上記内部電極面は、上記厚さ方向視形状が枠状である、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
上記中継配線面は、上記厚さ方向視形状が枠状であり、かつ上記厚さ方向視において上記内部電極面を囲んでいる請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
上記基台材料は、上記素子搭載面と上記内部電極面とをつなぐ非配線面をさらに有しており、この非配線面は、上記厚さ方向に沿っている、請求項５ないし１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
上記基台材料は、樹脂からなる、請求項４ないし１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
上記基台材料は、表面および裏面を有する板状であるとともに、上記表面が上記素子搭載面とされており、かつ上記裏面が上記素子搭載面と反対側に露出する、金属からなるアイランド部材と、このアイランド部材を部分的に封止する樹脂部とからなる、請求項４ないし１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
上記半導体素子は、上記素子搭載面に対して絶縁膜を介して搭載されている、請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
上記配線に上記半導体素子を導通させる工程においては、上記複数の内部電極と上記半導体素子とを複数のワイヤによって接続する、請求項２ないし１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
上記素子搭載面と上記内部電極面とは面一であり、
上記配線に上記半導体素子を導通させる工程においては、上記複数の内部電極と上記半導体素子とを複数のバンプによって接続する、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
上記中継配線面の少なくとも一部と上記外部電極面とは、上記基台材料の厚さ方向において互いに反対側に位置しており、
上記基台材料には、上記中継配線面から上記外部電極面へと貫通する複数の貫通孔が形成されており、
上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記金属ナノペーストによって上記複数の貫通孔を埋めることにより複数のスルーホール部を形成し、
上記配線を形成する工程においては、上記複数のスルーホール部を焼成することにより上記中継配線の一部を構成するスルーホール配線を形成する、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、紙からなる基台材料に対して上記金属ナノペーストを印刷する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記金属ナノペースト層に含まれる、複数の外部電極部、および複数のアイランド部、を形成し、
上記配線を形成する工程においては、上記複数の外部電極部、および上記複数のアイランド部を、複数の外部電極、および複数のアイランド部、とする、請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
上記各アイランド部に、上記半導体素子を搭載する工程を有する、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
上記配線に上記半導体素子を導通させる工程においては、上記複数の外部電極と上記半導体素子とを複数のワイヤによって接続する、請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
上記半導体素子を覆い、かつ上記複数の外部電極を露出させる封止樹脂材料を形成する工程を有する、請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
上記封止樹脂材料から上記基台材料を剥がす工程と、
上記封止樹脂材料を分割することにより、複数の半導体装置を作成する工程と、を有する、請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
単一層からなる配線と、
上記配線に導通する半導体素子と、
を備えており、
上記配線は、複数の内部電極、複数の外部電極、上記複数の内部電極および上記複数の外部電極を連結する複数の中継配線、を有することを特徴とする、半導体装置。
【請求項２５】
上記複数の内部電極、上記複数の中継配線の少なくとも一部ずつ、および上記半導体素子を覆い、かつ上記複数の外部電極を露出させる封止樹脂を備える、請求項２４に記載の半導体装置。
【請求項２６】
上記半導体素子が搭載された素子搭載面、上記複数の内部電極が形成された内部電極面、上記複数の外部電極が形成された外部電極面、上記中継配線の少なくとも一部が形成される中継配線面、を有する基台を備え、
上記中継配線面は、上記内部電極面および上記外部電極面をつないでいる、請求項２４または２５に記載の半導体装置。
【請求項２７】
上記基台は、板状であるとともに、厚さ方向において上記素子搭載面が上記内部電極面よりも深い位置にあり、かつ上記外部電極面が上記内部電極面よりも浅い位置にある、請求項２６に記載の半導体装置。
【請求項２８】
上記中継配線面は、上記厚さ方向および上記基台材料が広がる面内方向のいずれに対しても傾斜している、請求項２７に記載の半導体装置。
【請求項２９】
上記外部電極面は、最外表面にある、請求項２７または２８に記載の半導体装置。
【請求項３０】
上記内部電極面は、上記厚さ方向視において上記素子搭載面を囲んでいる、請求項２７ないし２９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３１】
上記内部電極面は、上記厚さ方向視形状が枠状である、請求項３０に記載の半導体装置。
【請求項３２】
上記中継配線面は、上記厚さ方向視形状が枠状である、請求項３１に記載の半導体装置。
【請求項３３】
上記中継配線面は、上記厚さ方向視において上記内部電極面を囲んでいる、請求項３２に記載の半導体装置。
【請求項３４】
上記基台は、上記素子搭載面と上記内部電極面とをつなぐ非配線面をさらに有しており、この非配線面は、上記厚さ方向に沿っている、請求項２７ないし３３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３５】
上記基台は、樹脂からなる、請求項２６ないし３４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３６】
上記基台は、表面および裏面を有する板状であるとともに、上記表面が上記素子搭載面とされており、かつ上記裏面が上記素子搭載面と反対側に露出する、金属からなるアイランド部材と、このアイランド部材を部分的に封止する樹脂部とからなる、請求項２６ないし３４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３７】
上記半導体素子は、上記素子搭載面に対して絶縁膜を介して搭載されている、請求項３６に記載の半導体装置。
【請求項３８】
上記複数の内部電極と上記半導体素子とを接続する複数のワイヤを備える、請求項２４ないし３７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３９】
上記素子搭載面と上記内部電極面とは面一であり、
上記複数の内部電極と上記半導体素子とを接続する複数のバンプを備える、請求項２６に記載の半導体装置。
【請求項４０】
上記半導体素子が搭載された素子搭載面、上記複数の内部電極が形成された内部電極面、上記複数の外部電極が形成された外部電極面、上記中継配線の少なくとも一部が形成される中継配線面、を有する基台を備え、
上記中継配線面の少なくとも一部と上記外部電極面とは、上記基台の厚さ方向において互いに反対側に位置しており、
上記基台には、上記中継配線面から上記外部電極面へと貫通する複数の貫通孔が形成されており、
上記貫通孔には、上記中継配線の一部を構成するスルーホール配線が形成されている、請求項２４または２５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳＯＮ（Small Outline Non-leaded Package）、ＱＦＮ（Quad Flat Non Leaded Package）と称されるパッケージ形態とされた半導体装置が広く製造されている。これらの半導体装置の製造方法においては、半導体チップを支持するための基台を用意し、この基台に配線を形成する。上記基台に搭載された上記半導体チップと上記配線とは、たとえばワイヤによって接続される。上記配線の形成は、メッキ処理によってなされることが一般的である。
【０００３】
しかしながら、上記半導体チップの仕様変更や、上記半導体装置が実装される回路基板のレイアウト変更などに起因して、上記配線の形状を変更することがある。上記配線の形状は、メッキに用いられるマスクによって決まる。このため、上記配線の形状を変更するたびに、その形状に応じたマスクを製作する必要がある。これは、製造効率の低下や製造コストの増加を招来していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４６３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、様々な形状の配線を効率よく形成することが可能な半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、金属ナノ粒子を含む金属ナノペーストを、インクジェット方式によって印刷することにより、金属ナノペースト層を形成する工程と、上記金属ナノペースト層を焼成することにより、配線を形成する工程と、上記配線に半導体素子を導通させる工程と、を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記金属ナノペースト層に含まれる、複数の内部電極部、複数の外部電極部、上記複数の内部電極部および上記複数の外部電極部を連結する複数の中継配線部、を形成し、上記配線を形成する工程においては、上記複数の内部電極部、上記複数の外部電極部、および上記複数の中継配線部を、複数の内部電極、複数の外部電極、上記複数の内部電極および上記複数の外部電極を連結する複数の中継配線、とする。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の内部電極、上記複数の中継配線の少なくとも一部ずつ、および上記半導体素子を覆い、かつ上記複数の外部電極を露出させる封止樹脂を形成する工程を有する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記半導体素子を搭載する素子搭載面、上記複数の内部電極部が形成される内部電極面、上記複数の外部電極が形成される外部電極面、上記中継配線部の少なくとも一部が形成される中継配線面、を有する基台材料に対して上記金属ナノペースト層を形成するとともに、上記中継配線面は、上記内部電極面および上記外部電極面をつないでいる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台材料は、板状であるとともに、厚さ方向において上記素子搭載面が上記内部電極面よりも深い位置にあり、かつ上記外部電極面が上記内部電極面よりも浅い位置にある。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継配線面は、上記厚さ方向および上記基台材料が広がる面内方向のいずれに対しても傾斜している。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記外部電極面は、最外表面にある。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記内部電極面は、上記厚さ方向視において上記素子搭載面を囲んでいる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記内部電極面は、上記厚さ方向視形状が枠状である。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継配線面は、上記厚さ方向視形状が枠状であり、かつ上記厚さ方向視において上記内部電極面を囲んでいる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台材料は、上記素子搭載面と上記内部電極面とをつなぐ非配線面をさらに有しており、この非配線面は、上記厚さ方向に沿っている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台材料は、樹脂からなる。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台材料は、表面および裏面を有する板状であるとともに、上記表面が上記素子搭載面とされており、かつ上記裏面が上記素子搭載面と反対側に露出する、金属からなるアイランド部材と、このアイランド部材を部分的に封止する樹脂部とからなる。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子は、上記素子搭載面に対して絶縁膜を介して搭載されている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記配線に上記半導体素子を導通させる工程においては、上記複数の内部電極と上記半導体素子とを複数のワイヤによって接続する。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記素子搭載面と上記内部電極面とは面一であり、上記配線に上記半導体素子を導通させる工程においては、上記複数の内部電極と上記半導体素子とを複数のバンプによって接続する。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継配線面の少なくとも一部と上記外部電極面とは、上記基台材料の厚さ方向において互いに反対側に位置しており、上記基台材料には、上記中継配線面から上記外部電極面へと貫通する複数の貫通孔が形成されており、上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記金属ナノペーストによって上記複数の貫通孔を埋めることにより複数のスルーホール部を形成し、上記配線を形成する工程においては、上記複数のスルーホール部を焼成することにより上記中継配線の一部を構成するスルーホール配線を形成する。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、紙からなる基台材料に対して上記金属ナノペーストを印刷する。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記金属ナノペースト層を形成する工程においては、上記金属ナノペースト層に含まれる、複数の外部電極部、および複数のアイランド部、を形成し、上記配線を形成する工程においては、上記複数の外部電極部、および上記複数のアイランド部を、複数の外部電極、および複数のアイランド部、とする。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各アイランド部に、上記半導体素子を搭載する工程を有する。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記配線に上記半導体素子を導通させる工程においては、上記複数の外部電極と上記半導体素子とを複数のワイヤによって接続する。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子を覆い、かつ上記複数の外部電極を露出させる封止樹脂材料を形成する工程を有する。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記封止樹脂材料から上記基台材料を剥がす工程と、上記封止樹脂材料を分割することにより、複数の半導体装置を作成する工程と、を有する。
【００２９】
本発明の第２の側面によって提供される半導体装置は、単一層からなる配線と、上記配線に導通する半導体素子と、を備えており、上記配線は、複数の内部電極、複数の外部電極、上記複数の内部電極および上記複数の外部電極を連結する複数の中継配線、を有することを特徴としている。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の内部電極、上記複数の中継配線の少なくとも一部ずつ、および上記半導体素子を覆い、かつ上記複数の外部電極を露出させる封止樹脂を備える。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子が搭載された素子搭載面、上記複数の内部電極が形成された内部電極面、上記複数の外部電極が形成された外部電極面、上記中継配線の少なくとも一部が形成される中継配線面、を有する基台を備え、上記中継配線面は、上記内部電極面および上記外部電極面をつないでいる。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台は、板状であるとともに、厚さ方向において上記素子搭載面が上記内部電極面よりも深い位置にあり、かつ上記外部電極面が上記内部電極面よりも浅い位置にある。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継配線面は、上記厚さ方向および上記基台材料が広がる面内方向のいずれに対しても傾斜している。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記外部電極面は、最外表面にある。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記内部電極面は、上記厚さ方向視において上記素子搭載面を囲んでいる。
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記内部電極面は、上記厚さ方向視形状が枠状である。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継配線面は、上記厚さ方向視形状が枠状である。
【００３８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中継配線面は、上記厚さ方向視において上記内部電極面を囲んでいる。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台は、上記素子搭載面と上記内部電極面とをつなぐ非配線面をさらに有しており、この非配線面は、上記厚さ方向に沿っている。
【００４０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台は、樹脂からなる。
【００４１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基台は、表面および裏面を有する板状であるとともに、上記表面が上記素子搭載面とされており、かつ上記裏面が上記素子搭載面と反対側に露出する、金属からなるアイランド部材と、このアイランド部材を部分的に封止する樹脂部とからなる。
【００４２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子は、上記素子搭載面に対して絶縁膜を介して搭載されている。
【００４３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の内部電極と上記半導体素子とを接続する複数のワイヤを備える。
【００４４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記素子搭載面と上記内部電極面とは面一であり、上記複数の内部電極と上記半導体素子とを接続する複数のバンプを備える。
【００４５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記半導体素子が搭載された素子搭載面、上記複数の内部電極が形成された内部電極面、上記複数の外部電極が形成された外部電極面、上記中継配線の少なくとも一部が形成される中継配線面、を有する基台を備え、上記中継配線面の少なくとも一部と上記外部電極面とは、上記基台の厚さ方向において互いに反対側に位置しており、上記基台には、上記中継配線面から上記外部電極面へと貫通する複数の貫通孔が形成されており、上記貫通孔には、上記中継配線の一部を構成するスルーホール配線が形成されている。
【００４６】
このような構成によれば、上記配線の形状を変更するには、上記金属ナノペースト層の形状を変更すればよい。上記金属ナノペースト層は、たとえばインクジェットノズルによって印刷されるものであるため、その形状変更は、比較的容易である。したがって、たとえばメッキ処理を用いた製造方法と比較して、上記配線の形状変更を効率よく、より低いコストで実施可能である。これにより、上記半導体装置の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。
【００４７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１の半導体装置を示す要部斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１の半導体装置の製造方法の一例に用いられる基台材料を示す要部斜視図である。
【図５】図１の半導体装置の製造方法の一例における、金属ナノペースト層を形成する工程を示す要部斜視図である。
【図６】図１の半導体装置の製造方法の一例における、配線を形成する工程を示す要部斜視図である。
【図７】図１の半導体装置の製造方法の一例において、半導体素子を搭載した状態を示す要部斜視図である。
【図８】図１の半導体装置の製造方法の一例において、ワイヤによって半導体素子と配線とを導通させる工程を示す要部斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に基づく半導体装置を示す要部斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に基づく半導体装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に基づく半導体装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に基づく半導体装置を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す半導体装置の製造方法の一例に用いられる基台材料を示す要部断面図である。
【図１４】図１２に示す半導体装置の製造方法の一例における金属ナノペースト層を形成する工程を示す要部断面図である。
【図１５】図１２に示す半導体装置の製造方法の一例における金属ナノペースト層を形成する工程を示す要部断面図である。
【図１６】本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例における、金属ナノペースト層を形成する工程を示す要部平面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図１８】本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例における、配線を形成する工程を示す要部断面図である。
【図１９】本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例における、半導体素子と配線とを導通させる工程を示す要部平面図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う要部断面図である。
【図２１】本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例における、封止樹脂材料を形成する工程を示す要部断面図である。
【図２２】本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例における、封止樹脂材料を切断する工程を示す要部断面図である。
【図２３】本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例によって製造された半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００５０】
図１〜図３は、本発明の第１実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置１０１は、基台２００、配線３００、半導体チップ４００、ワイヤ５００、および封止樹脂７００を備えている。なお、図２においては、理解の便宜上封止樹脂７００を省略している。
【００５１】
基台２００は、半導体チップ４００を支持するためのものであり、たとえばエポキシ樹脂からなる。本実施形態においては、基台２００は、平面視矩形状であり、厚さが１．０〜１．５ｍｍ程度、一辺の長さが１．０〜１０．０ｍｍ程度である。
【００５２】
基台２００には、素子搭載面２３１、内部電極面２３２、非配線面２３３、中継配線面２３４、および外部電極面２３５が形成されている。素子搭載面２３１は、平面視矩形状であり、基台２００の平面視中央に位置しており、基台２００に形成された凹部の底面にあたる。
【００５３】
内部電極面２３２は、平面視において、矩形枠状であり素子搭載面２３１を囲んでいる。内部電極面２３２は、基台２００の厚さ方向において素子搭載面２３１よりも外部電極面２３５側の浅い位置に設けられている。非配線面２３３は、素子搭載面２３１と内部電極面２３２とをつなぐように設けられており、本実施形態においては、上記厚さ方向に沿って起立した面となっている。
【００５４】
外部電極面２３５は、基台２００の最外表面に設けられており、平面視矩形枠状とされている。中継配線面２３４は、内部電極面２３２と外部電極面２３５とをつなぐように設けられており、平面視矩形枠状である。本実施形態においては、中継配線面２３４は、基台２００の厚さ方向および面内方向のいずれに対しても傾斜している。
【００５５】
配線３００は、半導体チップ４００と半導体装置１０１が実装されるたとえば回路基板とを導通させるためのものである。配線３００は、後述するように、たとえばＡｇまたはＣｕなどの金属ナノ粒子を含む金属ナノペーストをインクジェットによって印刷することによって得られる金属ナノペースト層を焼成することによって形成されている。このため、配線３００は、たとえばＡｇまたはＣｕなどからなる単一の金属層によって構成されており、たとえばメッキによって形成されたものが無電解メッキによる層と電解メッキによる層との複数積層構造であることとは相違する。配線３００の厚さは、たとえば１０〜５０μｍ程度である。
【００５６】
配線３００は、複数の内部電極３１０、複数の外部電極３２０、複数の中継配線３３０を有している。複数の内部電極３１０は、基台２００の内部電極面２３２に形成されている。複数の内部電極３１０は、それぞれの形状がたとえば素子搭載面２３１が遠ざかる方向に延びる帯状であり、矩形枠状の内部電極面２３２に沿って配列されている。
【００５７】
複数の外部電極３２０は、基台２００の外部電極面２３５に形成されている。複数の外部電極３２０は、それぞれの形状がたとえば正方形状であり、矩形枠状の外部電極面２３５に沿って配列されている。各外部電極３２０の外縁のうち素子搭載面２３１から最も遠い部分は、外部電極面２３５の外縁と一致している。
【００５８】
複数の中継配線３３０は、そのほとんどが中継配線面２３４に形成されており、ごく一部が外部電極面２３５に形成されている。各中継配線３３０は、内部電極３１０と外部電極３２０とを個別につないでいる。
【００５９】
半導体チップ４００は、本発明でいう半導体素子に相当し、本体４１０と複数の電極パッド４２０とを備えている。本体４１０は、Ｓｉなどの半導体材料からなり、半導体チップ４００が果たすべき機能を実現する微細回路が作りこまれている。複数の電極パッド４２０は、本体４１０の片面に形成されており、矩形状に配置されている。半導体チップ４００は、素子搭載面２３１に対して、たとえば絶縁接着材料からなる接着層４５０を介して接合されている。
【００６０】
複数のワイヤ５００は、半導体チップ４００と配線３００とを導通させるためのものであり、たとえばＡｕからなる。各ワイヤ５００は、半導体チップ４００の電極パッド４２０と配線３００の内部電極３１０にボンディングされている。本実施形態においては、ワイヤ５００のボンディングは、電極パッド４２０に対していわゆるファーストボンディングを行った後に内部電極３１０に対していわゆるセカンドボンディングが行われている。複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも外部電極面２３５側の浅い位置としてもよい。この場合、ワイヤ５００のボンディング工程において、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも高いという一般的な状態となる。これにより、ワイヤボンディング工程の信頼性を損なうおそれが少ない。一方、複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも素子搭載面２３１側の深い位置としてもよい。この場合、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも低い状態となる。これにより、ワイヤ５００のループ形状を低く抑えることが可能であり、半導体装置１０１全体の薄型化を図ることができる。
【００６１】
封止樹脂７００は、たとえばエポキシ樹脂からなり、半導体チップ４００および複数のワイヤ５００を完全に覆っている。また、封止樹脂７００は、すべての内部電極３１０と、複数の中継配線３３０のうち中継配線面２３４に形成された部分を覆っている。外部電極面２３５および複数の外部電極３２０は、封止樹脂７００によっては覆われておらず、露出している。複数の外部電極３２０は、半導体装置１０１をたとえば回路基板に実装するために用いられる。
【００６２】
次に、半導体装置１０１の製造方法の一例について、図４〜図８を参照しつつ以下に説明する。
【００６３】
まず、図４に示すように、基台材料２０１を用意する。基台材料２０１は、複数の基台２００を作成可能な板状材料であり、たとえばエポキシ樹脂からなる。基台材料２０１には、複数ずつの素子搭載面２３１、内部電極面２３２、外部電極面２３５、中継配線面２３４、および非配線面２３３があらかじめ形成されている。
【００６４】
次に、金属ナノペースト層を形成する工程を行う。図５に示すように、この工程では、インクジェットノズル８０１を用いる。インクジェットノズル８０１は、図示しないタンクに貯められた金属ナノペースト８０２を、ごく微小な量の液滴として吐出可能に構成されている。金属ナノペースト８０２は、液状の媒体にたとえばＡｇまたはＣｕなどの金属ナノ粒子が混入されたものである。このインクジェットノズル８０１によって、基台材料２０１に金属ナノペースト８０２を印刷する。これにより、金属ナノペースト層３５０が形成される。金属ナノペースト層３５０は、金属ナノペースト８０２からなる薄い層であり、その厚さは、たとえば１０〜５０μｍ程度である。
【００６５】
金属ナノペースト層３５０の形状は、インクジェットノズル８０１を駆動制御する制御部に記憶されたパターンに基づいて決定される。本実施形態においては、金属ナノペースト層３５０は、複数の内部電極部３６０、複数の外部電極部３７０、複数の中継配線部３８０を有する形状とされている。複数の内部電極部３６０は、内部電極面２３２に形成されており、それぞれが素子搭載面２３１から離間する方向に延びる帯状である。複数の内部電極部３６０は、矩形枠状の内部電極面２３２に沿って配置されている。複数の外部電極部３７０は、外部電極面２３５に形成されており、それぞれが矩形状とされている。複数の外部電極部３７０は、矩形枠状の外部電極面２３５に沿って配置されている。複数の中継配線部３８０は、そのほとんどが中継配線面２３４に形成されており、ごく一部ずつが外部電極面２３５に形成されている。各中継配線部３８０は、内部電極部３６０と外部電極部３７０とをつないでいる。
【００６６】
次に、金属ナノペースト層３５０を焼成する。金属ナノペースト８０２に含まれる金属ナノ粒子は、粒径が非常に小さいため、ことさらに高い温度で焼成しなくても、比較的安定した金属膜を形成することができる。金属ナノペースト層３５０の焼成温度は、たとえば１５０℃以下程度である。この焼成工程を経ることにより、図６に示すように、配線３００が得られる。上記焼成により、内部電極部３６０が内部電極３１０となり、外部電極部３７０が外部電極３２０となり、中継配線部３８０が中継配線３３０となる。
【００６７】
次に、図７に示すように、複数の半導体チップ４００を基台材料２０１に搭載する。この工程は、各半導体チップ４００の本体４１０の下面をたとえば絶縁樹脂材料によって素子搭載面２３１に接合することによって行う。
【００６８】
次に、図８に示すように、複数のワイヤ５００を複数の内部電極３１０と半導体チップ４００の複数の電極パッド４２０にボンディングする。こののちは、半導体チップ４００およびワイヤ５００を覆うように、封止樹脂７００を形成する。そして、基台材料２０１を切断線８０３に沿って切断することにより、図１〜図３に示す複数の半導体装置１０１が得られる。
【００６９】
次に、半導体装置１０１およびその製造方法の作用について説明する。
【００７０】
本実施形態によれば、配線３００の形状を変更するには、金属ナノペースト層３５０の形状を変更すればよい。金属ナノペースト層３５０は、インクジェットノズル８０１によって印刷されるものであるため、その形状変更は、インクジェットノズル８０１による印刷パターンの変更によって達成できる。印刷パターンの変更は、インクジェットノズル８０１を駆動制御する制御部に記憶させるパターンデータを変更するだけで済む。したがって、たとえばメッキ処理を用いた製造方法と比較して、配線３００の形状変更を効率よく、より低いコストで実施可能である。これにより、半導体装置１０１の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。また、配線３００を、金属からなる単一層とすることが可能であり、たとえばメッキ処理を用いた場合に、無電解メッキによる層と電解メッキによる層とを積層させることが強いられることとは大きく相違する。
【００７１】
中継配線面２３４は、基台材料２０１の厚さ方向および面内方向のいずれに対しても傾斜している。このため、金属ナノペースト８０２を印刷する工程においては、内部電極面２３２、外部電極面２３５にインクジェットノズル８０１を正対させると、中継配線面２３４もインクジェットノズル８０１から臨むことができる。このため、金属ナノペースト８０２を中継配線面２３４に適切に印刷することができる。これは、中継配線３３０が不当に断線してしまうことなどを防止するのに適しており、中継配線３３０の細線化に有利である。
【００７２】
内部電極面２３２を素子搭載面２３１に対して浅い位置に設けることにより、半導体チップ４００の上面と内部電極面２３２との距離を縮小することができる。これは、ワイヤ５００のボンディング作業の容易化、およびワイヤ５００の断線防止に好ましい。
【００７３】
本実施形態においては、複数の電極パッド４２０は、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも外部電極面２３５側の浅い位置にある。これにより、ワイヤ５００のボンディング工程において、ファーストボンディングを行う電極パッド４２０の方がセカンドボンディングを行う内部電極面２３２よりも高い位置にあるという一般的な位置関係となる。したがって、ワイヤ５００のボンディング工程の信頼性を損なわずに済む。
【００７４】
図９〜図２３は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００７５】
図９は、本発明の第２実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置１０２は、複数の外部電極３２０の配置が、上述した実施形態と異なっている。
【００７６】
本実施形態においては、複数の外部電極３２０が、外部電極面２３５に沿って２列に配置されている。外側にある外部電極３２０につながる中継配線３３０は、内側にある外部電極３２０の間を通って対応する内部電極３１０へと向かっている。
【００７７】
このような実施形態によっても、半導体装置１０２の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。また、複数の外部電極３２０を複数列に配置することは、半導体チップ４００の複数の電極パッド４２０の個数を増加させるのに適している。
【００７８】
複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも外部電極面２３５側の浅い位置としてもよい。この場合、ワイヤ５００のボンディング工程において、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも高いという一般的な状態となる。これにより、ワイヤボンディング工程の信頼性を損なうおそれが少ない。一方、複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも素子搭載面２３１側の深い位置としてもよい。この場合、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも低い状態となる。これにより、ワイヤ５００のループ形状を低く抑えることが可能であり、半導体装置１０２全体の薄型化を図ることができる。
【００７９】
図１０は、本発明の第３実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置１０３は、基台２００の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、基台２００は、樹脂部２１０とアイランド部材２２０とからなる。アイランド部材２２０は、たとえばＡｌまたはＣｕなどの金属からなる板状である。アイランド部材２２０は、樹脂部２１０によって保持された格好となっている。アイランド部材２２０の上面および下面は、樹脂部２１０から露出している。アイランド部材２２０の上面は、素子搭載面２３１とされている。半導体チップ４００の本体４１０は、アイランド部材２２０に対してたとえば絶縁性の接着層４５０を介して接合されている。また、この接合形態と異なり、半導体チップ４００の本体４１０とアイランド部材２２０とを共晶接合によって接合してもよい。
【００８０】
このような実施形態によっても、半導体装置１０３の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。また、半導体チップ４００からの熱をアイランド部材２２０を介して効率よく放散させることができる。
【００８１】
複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも外部電極面２３５側の浅い位置としてもよい。この場合、ワイヤ５００のボンディング工程において、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも高いという一般的な状態となる。これにより、ワイヤボンディング工程の信頼性を損なうおそれが少ない。一方、複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも素子搭載面２３１側の深い位置としてもよい。この場合、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも低い状態となる。これにより、ワイヤ５００のループ形状を低く抑えることが可能であり、半導体装置１０３全体の薄型化を図ることができる。
【００８２】
図１１は、本発明の第４実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置１０４は、基台２００の構成および半導体チップ４００の搭載形態が上述した実施形態と異なっている。
【００８３】
本実施形態においては、基台２００において、内部電極面２３２と素子搭載面２３１とが面一とされており、同一面の一部ずつとなっている。内部電極面２３２と外部電極面２３５とは傾斜した中継配線面２３４によってつながっている。複数の内部電極３１０と複数の電極パッド４２０とは、複数のバンプ６００によって接合されており、半導体チップ４００は、いわゆるフリップチップと称する搭載形態によって基台２００に搭載されている。
【００８４】
このような実施形態によっても、半導体装置１０４の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。また、ワイヤ５００を備えない分、半導体装置１０４の薄型化を図ることができる。
【００８５】
なお、半導体装置１０２〜１０４は、図４〜図８を参照して説明した半導体装置１０１の製造方法とほぼ同じ製造方法によって製造することができる。
【００８６】
図１２は、本発明の第５実施形態に基づく半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置１０５は、基台２００および配線３００の構成が上述した実施形態と異なっている。
【００８７】
本実施形態においては、中継配線面２３４が、斜面とされた部分と最外表面にある部分とを有している。外部電極面２３５は、中継配線面２３４とは反対側の最外表面に配置されている。基台２００には、中継配線面２３４から外部電極面２３５へと厚さ方向に貫通する複数の貫通孔２４１が形成されている。
【００８８】
中継配線３３０は、帯状部３３１とスルーホール配線３３２とを有している。帯状部３３１は、内部電極３１０につながっており、上記斜面とされた部分から上記最外表面にある部分にかけて形成されている。スルーホール配線３３２は、貫通孔２４１を埋めており、中継配線面２３４から外部電極面２３５にかけて形成されている。外部電極３２０は、スルーホール配線３３２の下端を覆うようにして外部電極面２３５に形成されている。
【００８９】
次に、半導体装置１０５の製造方法の一例について、図１３〜図１５を参照しつつ、以下に説明する。
【００９０】
まず、図１３に示すように、基台材料２０１を用意する。本図によく表れているように、中継配線面２３４は、上述した斜面とされた部分と最外表面にある部分とを有している。また、基台材料２０１には、複数の貫通孔２４１が形成されている。
【００９１】
次に、インクジェットノズル８０１を用いて金属ナノペースト８０２を印刷することにより、金属ナノペースト層３５０を形成する。図１４に示すように、基台材料２０１の上面側から金属ナノペースト８０２を印刷する。これにより、複数の内部電極部３６０、複数の中継配線部３８０が形成される。中継配線部３８０は、帯状部３８１とスルーホール部３８２とを有する。スルーホール部３８２は、貫通孔２４１に対して金属ナノペースト８０２を重ねて吐出することによって形成する。
【００９２】
次いで、図１５に示すように、基台材料２０１の下面側から金属ナノペースト８０２を印刷する。これにより、複数の外部電極部３７０が形成され、金属ナノペースト層３５０が得られる。こののちは、金属ナノペースト層３５０を焼成することにより、図１２に示した配線３００が形成される。なお、図１４に示す複数の内部電極部３６０および複数の中継配線部３８０を形成したのちに焼成を行い、こののちに図１５に示す複数の外部電極部３７０を形成する手順としてもよい。
【００９３】
こののちは、封止樹脂７００の形成および基台材料２０１の切断を経ることにより、図１２に示した半導体装置１０５が完成する。
【００９４】
このような実施形態によっても、半導体装置１０５の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。金属ナノペースト８０２の印刷を用いた製造方法は、平面上の金属層を形成するのみでなく、スルーホール配線３３２のように、基台材料２０１を厚さ方向に貫通する要素の形成も行うことができる。
【００９５】
複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも外部電極面２３５側の浅い位置としてもよい。この場合、ワイヤ５００のボンディング工程において、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも高いという一般的な状態となる。これにより、ワイヤボンディング工程の信頼性を損なうおそれが少ない。一方、複数の電極パッド４２０が、基台２００の厚さ方向において、内部電極面２３２よりも素子搭載面２３１側の深い位置としてもよい。この場合、ファーストボンディングされる位置がセカンドボンディングされる位置よりも低い状態となる。これにより、ワイヤ５００のループ形状を低く抑えることが可能であり、半導体装置１０５全体の薄型化を図ることができる。
【００９６】
図１６〜図２３は、本発明に係る半導体装置の製造方法の他の例を示している。この実施形態においては、図１６および図１７に示すように、紙からなる基台材料２０１を用いる。この基台材料２０１を構成する紙には、金属ナノペースト８０２を不当に吸収しないように、たとえばコーティング処理が施されている。この基台材料２０１に対してインクジェットノズル８０１によって金属ナノペースト８０２を印刷する。これにより、金属ナノペースト層３５０が得られる。
【００９７】
金属ナノペースト層３５０は、複数の外部電極部３７０および複数のアイランド部３９０を有する。複数のアイランド部３９０は、矩形状であり、図１６に示すように複数列状に配置されている。また、各アイランド部３９０を挟んで４つの外部電極部３７０が２つずつに分かれて配置されている。各外部電極部３７０は、矩形状とされている。
【００９８】
次いで、金属ナノペースト層３５０を焼成することにより、図１８に示すように、配線３００が形成される。アイランド部３９０であった部分は、アイランド部３４０となっている。金属ナノペースト層３５０の焼成温度は、上述した通り１５０℃以下程度と比較的低温である。このため、基台材料２０１は、焼成の前後においてほとんど変質しない。
【００９９】
次いで、図１９および図２０に示すように、半導体チップ４００をアイランド部３９０に搭載する。この工程においては、半導体チップ４００とアイランド部３４０を絶縁する必要がある場合は、絶縁性の樹脂（図示略）を用いて半導体チップ４００とアイランド部３４０とを接合する。一方、半導体チップ４００とアイランド部３４０とを導通させる必要がある場合、導電性のペーストを用いた接合、または共晶接合を採用すればよい。そして、半導体チップ４００と外部電極３２０とにワイヤ５００をボンディングする。
【０１００】
次いで、図２１に示すように、基台材料２０１の上面に封止樹脂材料７０１を形成する。封止樹脂材料７０１は、たとえばエポキシ樹脂からなり、半導体チップ４００およびワイヤ５００を覆っている。
【０１０１】
次いで、基台材料２０１を封止樹脂材料７０１から剥離する。これにより、図２２に示す状態となる。基台材料２０１を剥離することにより、アイランド部３４０および外部電極３２０それぞれの下面が露出する格好となる。こののちは、切断線８０３に挟まれた部分をたとえばダイシングを用いた切断によって削除することにより、図２３に示すように、複数の半導体装置１０６が得られる。半導体装置１０６は、封止樹脂７００から露出するアイランド部３４０と４つの外部電極３２０とを有する配線３００を備えている。
【０１０２】
本実施形態によっても、半導体装置１０６の製造効率を高めるとともに、製造コストの増加を抑制することができる。特に、紙からなる基台材料２０１を用いることにより、半導体装置１０６の製造に必要な石油材料の使用量を削減することが可能である。金属ナノペースト層３５０の焼成温度はせいぜい１５０℃程度であるため、紙からなる基台材料２０１であっても不当に変質してしまうおそれがない。
【０１０３】
本発明に係る半導体装置の製造方法および半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体装置の製造方法および半導体装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００〜１０６  半導体装置
２０１    基台材料
２００    基台
２１０    樹脂部
２２０    アイランド部材
２３１    素子搭載面
２３２    内部電極面
２３３    非配線面
２３４    中継配線面
２３５    外部電極面
２４１    貫通孔
３００    配線
３１０    内部電極
３２０    外部電極
３３０    中継配線
３３１    帯状部
３３２    スルーホール配線
３４０    アイランド部
３５０    金属ナノペースト層
３６０    内部電極部
３７０    外部電極部
３８０    中継配線部
３８１    帯状部
３８２    スルーホール部
３９０    アイランド部
４００    半導体チップ
４１０    本体
４２０    電極パッド
４５０    接着層
５００    ワイヤ
６００    バンプ
７００    封止樹脂
７０１    封止樹脂材料
８０１    インクジェットノズル
８０２    金属ナノペースト
８０３    切断線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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