(57)【要約】      （修正有）【課題】フリップチップ実装後の樹脂封止の際に未充填箇所が発生するのを防止し、端子部と封止樹脂との密着性を高めたフリップチップ実装用リードフレームを提供する。【解決手段】マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子１が銅系金属板に区画形成されたＱＦＮ用リードフレームであって、個々のフリップチップ実装用端子１は、上面近傍に、フリップチップ実装用端子１の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層３を有する。金属板における、区画された個々のフリップチップ実装用端子１の間に介在する端子固定用樹脂部６を有する。フリップチップ実装用端子１の下面の外部接続端子部は金属板が露出し、端子固定用樹脂部６の下面が隣接する外部接続端子部間に露出している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成されているテープレスＱＦＮ用リードフレームであって、
個々の前記フリップチップ実装用端子は、上面近傍に、該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、
前記金属板における、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有し、
前記フリップチップ実装用端子下面の外部接続端子部は前記金属板が露出しているとともに、前記端子固定用樹脂部の下面が前記相隣接する各外部接続端子部の間に露出していることを特徴とするテープレスＱＦＮ用リードフレーム。
【請求項２】
前記フリップチップ実装用端子は、前記金属板に区画形成された端子の上面に前記Ｎｉめっき層とＣｕめっき層を有することを特徴とする請求項１に記載のテープレスＱＦＮ用リードフレーム。
【請求項３】
前記フリップチップ実装用端子は、前記金属板に区画形成された端子の上面に前記Ｎｉめっき層と表面を粗化したＣｕめっき層を有することを特徴とする請求項１に記載のテープレスＱＦＮ用リードフレーム。
【請求項４】
前記フリップチップ実装用端子は、前記金属板に区画形成された端子の上面に前記Ｎｉめっき層の表面を粗化しためっき層を有することを特徴とする請求項１に記載のテープレスＱＦＮ用リードフレーム。
【請求項５】
マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成されているテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法であって、
金属板の上面における個々の前記フリップチップ実装用端子に対応する所定の位置にめっき用レジストマスクを形成するとともに、該金属板の上面における全面にめっき用レジストマスクを形成する工程と、
前記金属板の上面に、順にＮｉめっき層とＣｕめっき層を形成する工程と、
前記めっき用レジストマスクを除去する工程と、
前記金属板の上面側に、前記Ｃｕめっき層を覆うエッチング用のレジストマスクを形成するとともに、該金属板の下面側に、全面を覆うエッチング用のレジストマスクを形成する工程と、
前記金属板の上面側からハーフエッチングを施し、該金属板におけるハーフエッチングを施した深さにおいて個々の前記フリップチップ実装用端子に区画するとともに、該フリップチップ実装用端子に備わるＮｉめっき層が該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように凸部を形成する工程と、
前記金属板における個々の前記フリップチップ実装用端子を区画する凹部に液状樹脂を充填し、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を形成する工程と、
前記金属板の下面側から前記端子固定用樹脂部が露出するようにエッチングを行い、該金属板における個々の前記フリップチップ実装用端子が前記端子固定用樹脂部のみで固定されるようにする工程と、
を有することを特徴とするテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法。
【請求項６】
マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成され、個々の前記フリップチップ実装用端子が、上面近傍に、該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、前記金属板における、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有するテープレスＱＦＮ用リードフレームを準備する工程と、
個々の前記フリップチップ実装用端子の上面にはんだを装着する工程と、
前記はんだを装着した複数の前記フリップチップ実装用端子の上にまたがって半導体素子を装着する工程と、
前記フリップチップ実装用端子に装着された半導体素子を封止する封止樹脂部を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップを実装した半導体装置を薄型化するとともにフリップチップ実装用端子と封止樹脂の密着性を高めたテープレスＱＦＮ用リードフレーム及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージは、多ピン化、小型化、薄型化の要求から、はんだボールを使用したＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージや半導体素子の下にアウターリードを配置したＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）やフリップチップ等のさまざまなパッケージが出現している。
【０００３】
その中でも、比較的安価で上記要求に対応できる方法として、金属材料であるリードフレームを利用したＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄ）に、半導体素子の下面にバンプを備えたフリップチップをリードフレームの実装用端子に接続後に樹脂封止を行うようにした半導体装置がある。
【０００４】
例えば、特許文献１として示す特許第４０３２０６３号公報には図６として示すようなフリップチップを実装した半導体装置が記載されている。これは金属材料を用いて表面側からのハーフエッチングにより表面側にフリップチップ実装用端子Ａの内部接続用端子部Ｂを形成したリードフレームを用い、フリップチップＣを実装後に表面側から封止樹脂Ｄにより樹脂封止を行い、その後裏面側からのハーフエッチングにより各フリップチップ実装用端子Ａを独立させ、裏面側に外部接続端子部Ｅを形成するようにしている。
【０００５】
外部接続端子部Ｅを形成するためには、外部接続端子部Ｅとなる箇所に予め金めっきＦを形成し、この金めっきＦをマスクとしてハーフエッチングを行い、各フリップチップ実装用端子Ａを独立させている。したがって、フリップチップ実装用端子Ａとなっている箇所の金属材料は表面からも裏面からもエッチングされることがなく、もとの金属材料の厚さのままで残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０３２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている半導体装置は、外部接続端子部となる金属材料の下面に金めっきを形成し、この金めっきをマスクとしてハーフエッチングを行って外部接続端子部を形成している。外部接続端子部下面の金めっきは外部接続端子部と基板とのはんだ接合を良好に行うために必要とされているものであるが、そのためフリップチップ実装用端子は金属材料の厚さがそのまま残ってしまい、小型・薄型化が可能なフリップチップを用いながら、半導体装置としては未だ薄型化が不十分な結果となっている。
【０００８】
また、フリップチップを内部接続端子部に接続した後、樹脂封止を行うが、ハーフエッチング加工によって形成された端子部はその突出量が小さいため封止樹脂と端子部との密着性が弱く、実装工程で端子抜けが生じることがある。
【０００９】
さらに、フリップチップ実装後のフリップチップ下面とリードフレームとの間隙が小さいため、フリップチップ実装後における樹脂による封止工程で使用する樹脂の種類や充填方法によってはこの部分で充填が不完全な場合がある。
【００１０】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、フリップチップを実装した半導体装置の薄型化が図れるとともに、端子部と封止樹脂との密着性が高められ、また樹脂封止時に未充填箇所が発生しないテープレスＱＦＮ用リードフレーム及びその製造方法並びに半導体装置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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明によるテープレスＱＦＮ用リードフレームはマトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成されているテープレスＱＦＮ用リードフレームであって、個々の前記フリップチップ実装用端子は、上面近傍に、該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、前記金属板における、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有し、前記フリップチップ実装用端子下面の外部接続端子部は前記金属板が露出しているとともに、前記端子固定用樹脂部の下面が前記相隣接する各外部接続端子部の間に露出していることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームにおいては、前記フリップチップ実装用端子は、前記金属板に区画形成された端子の上面に前記Ｎｉめっき層とＣｕめっき層を有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームにおいては、前記フリップチップ実装用端子は、前記金属板に区画形成された端子の上面に前記Ｎｉめっき層と表面を粗化したＣｕめっき層を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームにおいては、前記フリップチップ実装用端子は、前記金属板に区画形成された端子の上面に前記Ｎｉめっき層の表面を粗化しためっき層を有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明によるテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法は、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成されているテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法であって、金属板の上面における個々の前記フリップチップ実装用端子に対応する所定の位置にめっき用レジストマスクを形成するとともに、該金属板の上面における全面にめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記金属板の上面に、順にＮｉめっき層とＣｕめっき層を形成する工程と、前記めっき用レジストマスクを除去する工程と、前記金属板の上面側に、前記Ｃｕめっき層を覆うエッチング用のレジストマスクを形成するとともに、該金属板の下面側に、全面を覆うエッチング用のレジストマスクを形成する工程と、前記金属板の上面側からハーフエッチングを施し、該金属板におけるハーフエッチングを施した深さにおいて個々の前記フリップチップ実装用端子に区画するとともに、該フリップチップ実装用端子に備わるＮｉめっき層が該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように凸部を形成する工程と、前記金属板における個々の前記フリップチップ実装用端子を区画する凹部に液状樹脂を充填し、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を形成する工程と、前記金属板の下面側から前記端子固定用樹脂部が露出するようにエッチングを行い、該金属板における個々の前記フリップチップ実装用端子が前記端子固定用樹脂部のみで固定されるようにする工程と、を有することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成され、個々の前記フリップチップ実装用端子が、上面近傍に、該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、前記金属板における、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有するテープレスＱＦＮ用リードフレームを準備する工程と、個々の前記フリップチップ実装用端子の上面にはんだを装着する工程と、前記はんだを装着した複数の前記フリップチップ実装用端子の上にまたがって半導体素子を装着する工程と、前記フリップチップ実装用端子に装着された半導体素子を封止する封止樹脂部を形成する工程と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リードフレーム製造過程で、金属板における個々のフリップチップ実装用端子を区画する凹部に液状樹脂を充填し、区画された個々のフリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を予め形成したため、封止樹脂充填時に生じるおそれがある未充填不具合の回避が可能となり、端子部と封止樹脂の密着性を高めることができるとともに、樹脂封止が完全なものとなる。
【００１８】
また、リードフレームは下面からのハーフエッチングによりフリップチップ実装用端子下面の外部接続端子部と樹脂部が露出するように溶解してあって、リードフレームはもとの金属材料の約半分程度の厚さであるため半導体装置の薄型化が実現できる。
【００１９】
また、リードフレーム製造過程での下面からのハーフエッチングによりフリップチップ実装用端子はエッチングされるが端子固定用樹脂部はエッチングされないため、エッチング完了時には端子固定用樹脂部がフリップチップ実装用端子の下面から若干突出して露出しているような形状となる。そのため、フリップチップ実装用端子下面の外部接続端子部に対するはんだの吸着性が良く、半導体装置を基板とはんだで接続する際のはんだ付きが良い。
【００２０】
また、リードフレーム製造時にニッケルめっき層が銅系材料よりエッチング速度が遅いことを利用して端子側面に凸形状を形成させることで、樹脂封止後に凸部がアンカー効果を持つことが可能となり、封止樹脂との密着性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るテープレスＱＦＮ用リードフレームを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るテープレスＱＦＮ用リードフレームを示す平面図である。
【図３】図１に示すテープレスＱＦＮ用リードフレームを用いて製造された半導体装置の一例を示す断面図である。
【図４】図１に示すテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造工程の一例を示す説明図である。
【図５】図４に示す工程を経て製造されたテープレスＱＦＮ用リードフレームを用いた半導体装置の製造工程の一例を示す説明図である。
【図６】従来のフリップチップを実装した半導体装置の一例を示す断面図である。
【図７】本発明を導出するために第一の発明として試作したテープレスＱＦＮ用リードフレームの断面図である。
【図８】図７のテープレスＱＦＮ用リードフレームを用いて製造された半導体装置の断面図である。
【図９】本発明を導出するために第二の発明として試作したテープレスＱＦＮ用リードフレームの断面図である。
【図１０】図９のテープレスＱＦＮ用リードフレームを用いて製造された半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施形態の説明に先立ち、本発明を導出するに至った経緯及び本発明の作用効果について説明する。
上述のように、本件発明者は、試行錯誤を重ねた末に、本発明を導出する以前に、フリップチップを実装した半導体装置で薄型化が可能なリードフレーム及び半導体装置の第一の発明として図７に示すリードフレーム及び図８に示す半導体装置を、さらに第二の発明として図９に示すリードフレーム及び図１０に示す半導体装置を着想した。
【００２３】
本発明を導出する以前に着想した第一の発明
本発明を導出する以前に着想した第一の発明にかかるリードフレームは、図７に示すように、銅系の金属板２を表面側からハーフエッチングし、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子１を金属板２の表面側に区画形成し、各フリップチップ実装用端子１の間に端子を樹脂で固定するための樹脂充填用の凹部５を形成したものである。
【００２４】
そして、このリードフレームを用いて図８に示す半導体装置を製造した。これは、はんだ８でフリップチップ７をフリップチップ実装用端子１に実装し封止樹脂９で樹脂封止後、金属板２の下面側全体をハーフエッチングしてフリップチップ実装用端子１の外部接続フリップチップ実装用端子１’と封止樹脂９を露出させ、各フリップ実装用端子１を独立させたものである。
【００２５】
従来、リードフレームのフリップ実装用端子の外部接続端子部を基板とはんだで良好に接続するためには、外部接続端子部に金めっきや銀めっきが必要であるとされてきた。そのため、従来の半導体装置は図６に示すように外部接続端子部にめっき層が形成されていた。しかし、最近Ｓｎ−Ｐｂ系の高融点はんだやＳｎ−Ａｇ系の鉛フリーはんだが銅系材料と良好にはんだ接合できることがわかってきた。そこで、リードフレームに銅系の金属板を使用した場合には、図８に示すように外部接続端子部にめっき層を形成せず、エッチング面をそのままはんだ接合するための外部接続端子とすることが可能となる。
【００２６】
この結果、リードフレームの金属板を約半分程度の厚さになるまでエッチングして薄くでき、半導体装置の薄型化が図れた。
【００２７】
また、副次的な効果として下面からのハーフエッチングによりフリップチップ実装用端子はエッチングされるが封止樹脂はエッチングされないため、下面からのエッチング完了時には封止樹脂がフリップチップ実装用端子の下面から若干突出しているような形状となる。そのため、フリップチップ実装用端子下面の外部接続端子部に対するはんだの吸着性が良くなり、半導体装置を基板とはんだで接続する際のはんだ付きが良いことが確認された。
【００２８】
本発明を導出する以前に着想した第一の発明における課題
本件発明者が、更に検討・考察を重ねたところ、図８に示す半導体装置は、ハーフエッチング加工によって形成されたフリップチップ実装用端子の突出量が小さいため、封止樹脂と端子部との密着性が弱くて実装工程で端子抜けが生じることがあり、改良すべき課題があることが判明した。
【００２９】
本発明を導出する以前に着想した第二の発明
そこで、本件発明者は上記第一の発明で改良すべき課題を解決することを目的として第二の発明を着想した。第二の発明にかかるリードフレームは、図９に示すように、銅系の金属板２を表面側からハーフエッチングし、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子１を金属板２の表面側に区画形成し、各フリップチップ実装用端子１の間に端子を樹脂で固定するための樹脂充填用の凹部５を形成し、個々のフリップチップ実装用端子１は、上面近傍に該フリップチップ実装用端子１の側面から突出するようにＮｉめっき層３を形成し、その上にＣｕめっき層４を形成したものである。
【００３０】
そして、このリードフレームを用いて図１０に示す半導体装置を製造した。これは、はんだ８でフリップチップ７をフリップチップ実装用端子１に実装し封止樹脂９で樹脂封止後、金属板２の下面側全体をハーフエッチングしてフリップチップ実装用端子１の外部接続フリップチップ実装用端子１’と封止樹脂９を露出させ、各フリップ実装用端子１を独立させたものである。
【００３１】
本発明を導出する以前に着想した第二の発明における課題
図９に示すリードフレームのように、Ｎｉめっき層を側面から突出させたことにより、樹脂封止後に凸部がアンカー効果を持つことが可能となり、図１０に示す半導体装置における端子部と封止樹脂との密着性が高まることが確認された。
【００３２】
一方、各フリップチップ実装用端子間で端子を樹脂で固定するための樹脂充填用の凹部に封止樹脂が完全には充填されず、図１０に示す半導体装置において、樹脂封止が完全に行われないことが稀に発生することが確認された。これは、フリップチップをフリップチップ実装用端子に実装後の状態においては、フリップチップと凹部との間隙が極めて小さいため、封止樹脂の種類や充填方法によってはこの凹部に樹脂が入り難くなるものと考えられる。
【００３３】
本発明の作用効果
そこで、本件発明者は、図９及び図１０に示した発明における上記の課題を鑑み、更なる検討・考察、試行錯誤を重ねた結果、図９及び図１０に示した発明による上述の効果を維持し、且つ、上記の課題を解決する本発明を着想した。
【００３４】
本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームは、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成されているテープレスＱＦＮ用リードフレームであって、個々のフリップチップ実装用端子は、上面近傍に、該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、金属板における、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有し、フリップチップ実装用端子下面の外部接続端子部は金属板が露出しているとともに、端子固定用樹脂部の下面が相隣接する各外部接続端子部の間に露出している。
【００３５】
本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームのように、上面近傍に、フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、金属板における、区画された個々のフリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有する構成にすれば、フリップチップ実装後の封止樹脂充填時に注入された樹脂が端子固定用樹脂部の樹脂と密着し、樹脂封止が完全に行われ、かつ突出したＮｉめっき層の封止樹脂に対するアンカー効果もあり封止樹脂と端子部との密着性が極めて高くなる。
【００３６】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームにおいて好ましくは、フリップチップ実装用端子は、金属板に区画形成された端子の上面にＮｉめっき層とＣｕめっき層を有する。
このようにすれば、金属板とＣｕめっき層の間に突出したＮｉめっき層があるため、封止樹脂に対するアンカー効果が高まる。
【００３７】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームにおいて好ましくは、フリップチップ実装用端子は、金属板に区画形成された端子の上面にＮｉめっき層と表面を粗化したＣｕめっき層を有する。
このようにすれば、表面を粗化したＣｕめっき層とはんだの接合性が良くなり、フリップチップとフリップチップ実装用端子の接合信頼性が高まる。
【００３８】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームにおいて好ましくは、フリップチップ実装用端子は、金属板に区画形成された端子の上面にＮｉめっき層の表面を粗化しためっき層を有する。
このようにすれば、表面を粗化したＮｉめっき層とはんだの接合性が良くなり、フリップチップとフリップチップ実装用端子の接合信頼性が高まるとともに、めっき層がＮｉめっき層のみでよいため、リードフレームの製造工程を簡略化できる。
【００３９】
また、本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法は、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が銅系の金属板に区画形成されているテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法であって、金属板の上面における個々のフリップチップ実装用端子に対応する所定の位置にめっき用レジストマスクを形成するとともに、該金属板の上面における全面にめっき用レジストマスクを形成する工程と、金属板の上面に、順にＮｉめっき層とＣｕめっき層を形成する工程と、めっき用レジストマスクを除去する工程と、金属板の上面側に、Ｃｕめっき層を覆うエッチング用のレジストマスクを形成するとともに、該金属板の下面側に、全面を覆うエッチング用のレジストマスクを形成する工程と、金属板の上面側からハーフエッチングを施し、該金属板におけるハーフエッチングを施した深さにおいて個々のフリップチップ実装用端子に区画するとともに、該フリップチップ実装用端子に備わるＮｉめっき層が該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように凹部を形成する工程と、金属板における個々のフリップチップ実装用端子を区画する凹部に液状樹脂を充填し、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を形成する工程と、金属板の下面側から端子固定用樹脂部が露出するようにエッチングを行い、該金属板における個々のフリップチップ実装用端子が端子固定用樹脂部のみで固定されるようにする工程と、を有する。
【００４０】
本発明のテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法のように構成すれば、銅系の金属板とＣｕめっき層は同程度のエッチング速度でエッチングされていくのに対し、Ｎｉめっき層は遅くエッチングされるためＮｉめっき層の側面が突出した形状となる。また、フリップチップ実装用端子を区画する凹部にフリップチップ実装前に液状樹脂を充填しておくことにより、フリップチップ実装後に樹脂封止を行う際に樹脂封止を完全に行うことができる。
【００４１】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、マトリクス状に複数配列されたフリップチップ実装用端子が金属板に区画形成され、個々のフリップチップ実装用端子が、上面近傍に、該フリップチップ実装用端子の側面から突出するように形成されたＮｉめっき層を有するとともに、金属板における、区画された個々の該フリップチップ実装用端子の間に介在する端子固定用樹脂部を有するテープレスＱＦＮ用リードフレームを準備する工程と、個々のフリップチップ実装用端子の上面にはんだを装着する工程と、はんだを装着した複数のフリップチップ実装用端子の上にまたがって半導体素子を装着する工程と、フリップチップ実装用端子に装着された半導体素子を封止する封止樹脂部を形成する工程と、を有する。
【００４２】
本発明の半導体装置の製造方法のように構成すれば、Ｎｉめっき層の突出部が封止樹脂に対しアンカー効果を発揮するとともに、フリップチップ実装後の樹脂封止を完全な状態にすることができるため、封止樹脂と端子部の密着性を極めて高いものにできる。
【００４３】
以下、本発明の一実施形態のテープレスＱＦＮ用リードフレームを図１〜２を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るテープレスＱＦＮ用リードフレームを示す断面図である。図２は本発明の一実施形態に係るテープレスＱＦＮ用リードフレームを示す平面図である。
なお、図面は模式的に表したものであり、実際のサイズとは異なっている部分がある。
【００４４】
本実施形態のテープレスＱＦＮリードフレームはフリップチップ実装用端子１が金属板２に区画形成されてマトリクス状に複数配列されている。個々のフリップチップ実装用端子１は上面近傍に、フリップチップ実装用端子１の側面から突出するようにＮｉめっき層３が形成されている。さらに、Ｎｉめっき層３の上にＣｕめっき層４が形成されている。また、金属板２における、凹部５により区画された個々のフリップチップ実装用端子１の間に介在する端子固定用樹脂部６を有している。さらに、フリップチップ実装用端子１下面の外部接続端子部１’は金属板２の下面がそのまま露出しているとともに、端子固定用樹脂部６の下面も相隣接する各外部接続端子部１’の間に露出している。
【００４５】
金属板２としては、例えば厚さ０．１２５ｍｍの銅系材料が用いられる。また、Ｎｉめっき層３は厚さ１．０〜３．０μｍ、Ｃｕめっき層４は厚さ１．０〜３．０μｍ程度とする。Ｎｉめっき層３をフリップチップ実装用端子１とＣｕめっき層４よりも側面へ突出させるためには、Ｎｉめっき層３の厚さは好ましくは２．０μｍ以上とする。ＮＩめっき層３とＣｕめっき層４をこのような厚さに形成してハーフエッチングを行うと、Ｎｉめっき層３の側面への突出量は３．０〜１０．０μｍとなる。
【００４６】
また、金属板２表面からのフリップチップ実装用端子１形成のためのハーフエッチング深さは０．０６〜０．１０ｍｍであり、フリップチップ実装用端子１の表面サイズは０．２０ｍｍ、フリップチップ実装用端子１間のハーフエッチング幅は０．１０ｍｍ程度である。したがって、端子固定用樹脂部６は幅が０．１０ｍｍ、深さ０．０６〜０．１０ｍｍ程度の大きさである。端子固定用樹脂部６に充填される樹脂は充填のし易さから液状樹脂を用いるのが望ましいが、その他の樹脂を使用することも可能である。
【００４７】
なお、端子固定用樹脂部６の表面はＣｕめっき層４の表面と面一でもよいが、端子固定用樹脂部６の表面がＣｕめっき層４表面より＋０．０１ｍｍ〜０．０６ｍｍ凸形状となるように形成されていてもよい。凸形状とすることによりフリップチップ実装用端子１間のはんだブリードを防止できる効果がある。
【００４８】
また、フリップチップ実装用端子１上面に形成するめっき層は、上記Ｎｉめっき層３とＣｕめっき層４に代え、Ｎｉめっき層３とＣｕめっき層４について表面を粗化したＣｕめっき層としてもよい。あるいは、Ｎｉめっき層３のみとし、表面を粗化したＮｉめっき層としてもよい。
【００４９】
次に、上記した本実施形態のテープレスＱＦＮ用リードフレームを用いて製造された半導体装置の一例を、図３を参照して説明する。
【００５０】
図３に示す例の半導体装置は、フリップチップ７の各バンプがはんだ８でフリップチップ実装用端子１のＣｕめっき層４に接合されている。そして、封止樹脂９で樹脂封止されている。なお、図示した例では端子固定用樹脂部６の樹脂がフリップチップ実装用端子１の下面よりも突出しているが、各フリップチップ実装用端子１がそれぞれ独立していれば、樹脂はフリップチップ実装用端子１の下面よりも突出していなくてもよい。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の一実施例に係るテープレスＱＦＮ用リードフレームの製造方法と半導体装置の製造方法を、図４と図５を参照して説明する。
【００５２】
まず、リードフレームの基材として、図４(a)に示すように厚さ０．１２５ｍｍの銅系合金材を用いて、図４(b)に示すように両面にドライフィルムレジスト１０をラミネートした。
【００５３】
そして、図４(c)に示すように表面側のフリップチップ用のフリップチップ実装用端子１に形成するめっきエリアが開口されるレジストマスク１１を形成するようなパターンで両面に露光を行い、現像してめっきが必要な部分が開口されたレジストマスク１１を形成した。
【００５４】
次に、図４(d)に示すように形成したレジストマスク１１の開口部から露出している金属板２に、酸化膜等を除去するめっき前処理を行い、Ｎｉを２．０μｍ、Ｃｕを２．０μｍの厚さで順次めっきを施し、図４(e)に示すようにＮｉめっき層３とＣｕめっき層４を形成しレジストマスク１１を剥離した。
【００５５】
次に、図４(f)に示すようにめっきが形成された金属板の両面に、前述と同じドライフィルムレジスト１０’をラミネートし、裏面側は全面を覆うレジストマスク１１’とした。また、表面側は、図４(g)に示すようにＣｕめっき層４を覆うレジストマスク１１’を形成した。
【００５６】
次に、図４(h)に示すように、エッチング液を用いて表面側から約０．０８ｍｍの深さまでハーフエッチング加工を行い、個々のフリップ実装用端子に区画するとともに、各フリップチップ実装用端子１の間に凹部５を形成した。また、このハーフエッチング加工によりＮｉめっき層３がフリップチップ実装用端子１の側面から突出するように形成される。これは金属板２が銅系合金材であるため、金属板２とＣｕめっき層４は同程度のエッチング速度でエッチングされていくのに対し、Ｎｉめっき層３は遅くエッチングされるためＮｉめっき層３の側面が突出した形状となる。
【００５７】
次に、図４(i)に示すように各フリップチップ実装用端子１間に形成された凹部５に液状樹脂を充填して端子固定用樹脂部６を形成する。なお、液状樹脂の充填量は端子固定用樹脂部６の表面がＣｕめっき層４の表面と面一となる量でもよいが、多目に充填後、端子固定用樹脂部６の表面がＣｕめっき層４表面より＋０．０１ｍｍ〜＋０．０６ｍｍの凸形状となるまで研磨してもよい。
【００５８】
次に、図４(j)に示すように両面のレジストマスク１１’を剥離した後、図４(k)に示すように表面のみドライフィルムレジスト１０”をラミネートし全面を覆うレジストマスク１１”とした。
【００５９】
次に、図４(l)に示すように表面側のエッチング処理と同じようにして裏面側からハーフエッチングを行い、各フリップチップ実装用端子１が独立化し、端子固定用樹脂部６の下面が露出するまでエッチング処理した。そして図４(m)に示すように、表面側のレジストマスク１１”を剥離した。この工程により、本実施例のテープレスＱＦＮ用リードフレームが完成した。
【００６０】
次に、図５(a)に示すように、図４に示した工程を経て製造された本実施例のテープレスＱＦＮ用リードフレームのフリップチップ実装用端子１のＣｕめっき層４にはんだ８を装着する。そして、図５(b)に示すようにフリップチップ７の各バンプをはんだ８で接合してテープレスＱＦＮ用リードフレームのフリップチップ実装用端子１にフリップチップ７を実装する。
【００６１】
次に、図５(c)に示すようにフリップチップ７実装後、封止樹脂９を充填し樹脂封止を行う。フリップチップ７の下面側に位置する各フリップチップ実装用端子１間の凹部５は予め樹脂を充填した端子固定用樹脂部６となっているため、充填された封止樹脂９は基本的に充填が難しい箇所に充填する必要がないため、充填不具合を回避できる。なお、封止樹脂９に使用する樹脂は端子固定用樹脂部６に充填されている液状樹脂と同じ樹脂であっても、あるいは違う種類の樹脂を使用してもどちらでもよい。
【００６２】
その後、図５(d)に示すようにダイシング工程にて個々のパッケージサイズに裁断することにより半導体装置を得た。
【符号の説明】
【００６３】
１      フリップチップ実装用端子
１’    外部接続端子部
２      金属板
３      Ｎｉめっき層
４      Ｃｕめっき層
５      凹部
６      端子固定用樹脂部
７      フリップチップ
８      はんだ
９      封止樹脂
１０、１０’、１０”    ドライフィルムレジスト
１１、１１’、１１”    レジストマスク
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月15日(2016.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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