(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備える回路部材であって、前記端子部は少なくとも側面部にめっき薄膜を有し、前記ダイパッドは少なくとも一方の面に凹部を有するとともに該凹部と側面部とにめっき薄膜を有し、前記めっき薄膜は回路部材の表面に突出する突起部を有することを特徴とする樹脂封止型半導体装置用の回路部材。
【請求項２】
外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備えた回路部材の製造方法において、
導電性基板の両面に所定の形状でレジストパターンを形成し、該レジストパターンを耐腐蝕膜として前記導電性基板をエッチングして、外枠部材と、接続リードを介して相互に独立するように前記外枠部材に連結された複数の端子部と、接続リードを介して前記外枠部材に連結され少なくとも一方の面に凹部を有するダイパッドを形成するエッチング工程と、
エッチングされた部位に突出している前記レジストパターンのオーバーハング部を除去するレジスト部分除去工程と、
前記レジストパターンをマスクとして導電性基板の露出部にめっきを行って、導電性基板の表面から突出する突起部を有するめっき薄膜を外枠部材と端子部と接続リードの側面部、ダイパッドと接続リードの側面部、および、ダイパッドの凹部内に設けるめっき工程と、
レジストパターンを除去するレジスト除去工程と、を有することを特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項３】
前記レジスト除去工程の後に、前記端子部の少なくとも一部に半導体素子との接続用のめっき部材を形成するめっき工程を有することを特徴とする請求項２に記載の回路部材の製造方法。
【請求項４】
前記レジスト部分除去工程は、粘着部材を使用する方法、ウエットブラストまたはドライブラストを使用した方法、超音波を使用した方法のいずれかにより行われることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回路部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子を搭載した樹脂封止型の半導体装置の製造に用いる回路部材と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は、高集積化や小型化技術の進歩、電気機器の高性能化と小型化の傾向から、ＬＳＩのＡＳＩＣに代表されるように、ますます高集積化、高機能化が進んできている。このように高集積化、高機能化された半導体装置においては、信号の高速処理を行うために、パッケージ内のインダクタンスが無視できない状況になってきている。このため、電源やグランドの接続端子数を多くして実質的なインダクタンスを下げ、パッケージ内のインダクタンスを低減することで対応がなされている。このように、半導体装置の高集積化、高機能化は、外部端子（ピン）の総和の増加を来すとともに、更なる多端子（ピン）化が要請されている。
【０００３】
上記のような多端子（ピン）化の要請に応えるものとして、高精細なリードフレーム等、および、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）に代表される様々な樹脂封止型の半導体装置等が普及してきた。これによりチップサイズでの実装が可能となり、より小型化、軽量化といた要請を満たしてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の樹脂封止型半導体装置では、端子部やダイパッドと封止樹脂との密着性が問題となっていた。すなわち、端子部やダイパッドと封止樹脂との密着性が悪い場合、半導体装置の製造途中あるいは使用中に剥離（デラミネーション）を生じ、この剥離が原因で封止樹脂のクラックが発生し、これにより半導体装置の信頼性が損なわれ、耐久性が保てないという重大な欠陥を生じることある。
【０００５】
このため、樹脂封止型半導体装置に使用する回路部材に微小凹部をハーフエッチングで形成（ディンプル加工）したり、剥離の発生率が比較的高いダイパッドを半導体素子に比較して小さくする等の対応がなされている。しかしながら、上記のディンプル加工では、ダイパッドと封止樹脂との密着性向上の効果が不十分であり、また、ダイパッドの小面積化は、半導体素子の搭載に高い技術が必要になるという問題がある。
【０００６】
また、端子部に金、銀、パラジウム等の貴金属めっき部材を設けている場合、このような貴金属は基本的に封止樹脂との密着性が悪いので、半導体装置外部の水分が貴金属めっき部材と封止樹脂との界面から浸入する危険性がある。このような水分の浸入が発生すると、半導体装置内部で回路と樹脂が剥れるといった、いわゆるパッケージクラック等が生じ、半導体装置の信頼性に大きな支障を来すことになる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、封止樹脂との密着性に優れ、耐久性、信頼性が高い樹脂封止型半導体装置の製造を可能とする回路部材と、この回路部材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の樹脂封止型半導体装置用の回路部材は、外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備える回路部材であって、前記端子部は少なくとも側面部にめっき薄膜を有し、前記ダイパッドは少なくとも一方の面に凹部を有するとともに該凹部と側面部とにめっき薄膜を有し、前記めっき薄膜は回路部材の表面に突出する突起部を有するような構成とした。
【０００９】
本発明は、外枠部材と、該外枠部材から各々接続リードを介して相互に独立して配設された複数の端子部と、前記外枠部材から接続リードを介して配設されたダイパッドとを備えた回路部材の製造方法において、導電性基板の両面に所定の形状でレジストパターンを形成し、該レジストパターンを耐腐蝕膜として前記導電性基板をエッチングして、外枠部材と、接続リードを介して相互に独立するように前記外枠部材に連結された複数の端子部と、接続リードを介して前記外枠部材に連結され少なくとも一方の面に凹部を有するダイパッドを形成するエッチング工程と、エッチングされた部位に突出している前記レジストパターンのオーバーハング部を除去するレジスト部分除去工程と、前記レジストパターンをマスクとして導電性基板の露出部にめっきを行って、導電性基板の表面から突出する突起部を有するめっき薄膜を外枠部材と端子部と接続リードの側面部、ダイパッドと接続リードの側面部、および、ダイパッドの凹部内に設けるめっき工程と、レジストパターンを除去するレジスト除去工程と、を有するような構成とした。
【００１０】
また、本発明の回路部材の製造方法は、前記レジスト除去工程の後に、前記端子部の少なくとも一部に半導体素子との接続用のめっき部材を形成するめっき工程を有するような構成とした。
【００１１】
さらに、本発明の回路部材の製造方法は、前記レジスト部分除去工程は、粘着部材を使用する方法、ウエットブラストまたはドライブラストを使用した方法、超音波を使用した方法のいずれかにより行われるような構成とした。
【００１２】
このような本発明では、端子部やダイパッドの側面部に位置するめっき薄膜の突起部、および、ダイパッドの凹部に位置するめっき薄膜の突起部が、回路部材の表面に突出して、封止樹脂に端子部、ダイパッドを確実に固定する作用をなすとともに、外部からめっき薄膜と封止樹脂との界面に侵入した水分に対して侵入を遮断する作用をなす。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の回路部材
図１は本発明の回路部材の一実施形態を示す平面図、図２は図１に示される回路部材のＡ−Ａ線における縦断面図である。図１および図２において、本発明の回路部材１は、外枠部材２と、この外枠部材２から接続リード４を介して相互に独立して配設された複数の端子部３と、外枠部材２から接続リード９を介して配設されたダイパッド７とを備えている。上記ダイパッド７は、その裏面７Ｂに複数の凹部８を備えている。そして、回路部材１は、端子部３の側面部とダイパッド７の側面部、および、ダイパッド７の凹部８にめっき薄膜５を備えている。
【００１４】
外枠部材２は、内側開口形状が矩形であり、各接続リード４は外枠部材２の内側開口の各辺から同一平面内に突設されている。
【００１５】
端子部３は、接続リード４の先端に設けられ、先端側に半導体素子との接続部位である内部端子３ａを、接続リード４寄りに外部端子３ｂを有している。図３は、このような端子部３の部分斜視図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線における縦断面図である。図３および図４に示されるように、端子部３の側面部にはめっき薄膜５が設けられている。このめっき薄膜５は、回路部材１の表面に突出（図４の矢印ａ方向、矢印ｂ方向に突出）するように突起部５ａを有している。また、端子部３の内部端子３ａの表面には半導体素子の端子との接続用のめっき部材６が設けられている。このめっき部材６は、金、パラジウム、銀等のいずれかからなる単層めっきであり、厚みは２〜５μｍ程度である。
【００１６】
ダイパッド７は、外枠部材２の内側開口の各隅部から延設された４本の接続リード９に支持され、裏面７Ｂ側には複数の凹部８が形成されている。図５は、このようなダイパッド７の裏面７Ｂ側の部分斜視図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線における縦断面図である。図５および図６において、ダイパッド７の裏面７Ｂ側に設けられた凹部８は、略半球形状の凹部（ディンプル）であり、ダイパッド７と接続リード９の側面部、および、ダイパッド７の凹部８にめっき薄膜５を備えている。このめっき薄膜５は、回路部材１の表面に突出（図５の矢印ａ方向、矢印ｂ方向に突出）するように突起部５ａを有している。凹部８の形状は略半球形状に限定されるものではなく、例えば、溝形状のもの等いずれであってもよい。凹部８の形状、寸法、個数等は適宜設定することができるが、凹部８の開口部８ａに存在する突起部５ａの開口幅は、封止樹脂の凹部８内への侵入の容易さを考慮して１００〜５００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００１７】
上記のめっき薄膜５は、例えば、ニッケル、ニッケル合金等のいずれかからなる単層めっきとすることができ、厚みは４〜９μｍ程度である。このめっき薄膜５の突起部５ａの回路部材１の表面からの突出量（図４のＷ１、図６のＷ３）、および、突起部５ａのめっき薄膜５から側面方向への突出量（図４のＷ２、図６のＷ４）は、３〜８μｍ程度の範囲にある。
【００１８】
尚、めっき薄膜５の表面は粗面化処理が施されたものであってもよい。例えば、めっき薄膜５の表面を粗面とするために、ニッケルめっき浴として日本高純度化学（株）製ＷＨＭ浴を用いることができる。この場合、めっき薄膜５の表面粗さＲａは３４〜６２ｎｍ程度に設定することができる。
【００１９】
このような回路部材１の材質は、４２合金（Ｎｉ４１％のＦｅ合金）、銅、銅合金等とすることができる。
【００２０】
また、本発明の回路部材１は、ダイパッド７の表面７Ａ（半導体素子搭載面）側に電気絶縁性の両面接着テープを設けたものであってもよい。両面接着テープは、電気絶縁性のベースフィルムの両面に接着剤層を備えたもの、例えば、ユーピレックス（宇部興産（株）製の電気絶縁性のベースフィルム）の両面にＲＸＦ（（株）巴川製紙所製の接着剤）層を備えたＵＸ１Ｗ（（株）巴川製紙所製）のような両面接着テープを使用することができる。
【００２１】
尚、上述の回路部材１における端子数、端子配列等は例示であり、本発明の回路部材がこれに限定されるものではない。また、上述の回路部材１では、ダイパッドの裏面側に複数の凹部が形成されているが、表面側に半導体素子搭載領域外に余地がある場合、この部分に凹部を設けてもよい。
【００２２】
さらに、上述の回路部材１では、めっき薄膜５は、回路部材１の両面に突起部５ａを突出させているが、回路部材１の一方の面に突起部５ａを突出させたもの、部位によって適宜回路部材１のいずれかの面に突起部５ａを突出させたもの等であってもよい。
本発明の回路部材の製造方法
次に、本発明の回路部材の製造方法について説明する。
【００２３】
図７は、図１乃至図６に示される本発明の回路部材１を例とした本発明の回路部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。各工程は、上記の図２に対応する回路部材の縦断面図で示してある。
【００２４】
図７において、まず、導電性基板２１の両面に感光性レジストを塗布、乾燥し、これを所望のフォトマスクを介して露光した後、現像して、導電性基板２１の表面側にレジストパターン２２Ａを、裏面側にレジストパターン２２Ｂを形成する（図７（Ａ））。導電性基板２１としては、上述のように４２合金（Ｎｉ４１％のＦｅ合金）、銅、銅合金等の金属基板（厚み１００〜２５０μｍ）を使用することができ、この導電性基板２１は、両面を脱脂等を行い洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。感光性レジストとしては、従来公知のものを使用することができ、また、感光性のドライフィルムをラミネートして露光、現像してもよい。次いで、レジストパターン２２Ａ，２２Ｂを耐腐蝕膜として導電性基板２１に対して腐蝕液でエッチングを行う（図７（Ｂ）エッチング工程）。腐蝕液は、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、導電性基板２１の両面からスプレーエッチングにて行う。このエッチング工程により、外枠部材２と、接続リード４を介して相互に独立するように外枠部材２に連結された複数の端子部３と、接続リード９（図示せず）を介して外枠部材２に連結されたダイパッド７が形成される。このダイパッド７に裏面７Ｂ側には、複数の凹部８がハーフエッチングにより形成されている。尚、エッチングで除去された導電性基板２１の側面部は、レジストパターン２２Ａ，２２Ｂよりも内側まで腐蝕除去されてアンダーカット形状となっている。
【００２５】
次いで、レジストパターン２２Ａ，２２Ｂのうち、エッチングされたアンダーカット部位に突出しているレジストパターンのオーバーハング部２２ａ，２２ｂを除去する（図７（Ｃ）レジスト部分除去工程）。図示例では、外枠部材２、端子部３、接続リード４およびダイパッド７の各周縁部に突出しているレジストパターンのオーバーハング部２２ａ，２２ｂと、ダイパッド７の凹部８に突出しているレジストパターンのオーバーハング部２２ｂとが除去される。
【００２６】
このレジストパターンのオーバーハング部２２ａ，２２ｂの除去は、例えば、粘着部材を使用して行うことができる。この方法は、粘着部材を周面に設けたローラをレジストパターン２２Ａ，２２Ｂ上に回転移動させたり、テープ状あるいはフィルム状の粘着部材をレジストパターン２２Ａ，２２Ｂ上に貼合した後剥離すること等により実施できる。この場合、粘着部材の粘着力は、レジストパターンとの密着性が良好で、かつ、導電性基板２１とレジストパターン２２Ａ，２２Ｂとの密着力よりも劣ることが必要がある。具体的には、テープ状粘着部材を用いる場合、レジストパターンに対する剥離力が１５０〜４００ｇ／ｃｍ（剥離速度１００ｍｍ／秒、剥離角度９０〜１１５°）程度が好ましく、また、粘着ローラを用いる場合、レジストパターンに対する剥離力が３００〜８００ｇ／ｃｍ（剥離速度６０〜９０ｍｍ／秒、剥離角度１５〜３０°）程度が好ましい。粘着部材としては、例えば、ニチバン（株）製セロハンテープ、ニッタ（株）製のアクリル系クールオフ感熱性粘着剤等を用いることができる。特に後者は、３０℃以上で粘着力が増し、常温でほとんど粘着力がないという性質を利用し、１０回以上の再利用が可能である。
【００２７】
また、レジストパターンのオーバーハング部２２ａ，２２ｂの除去は、ブラスト法により行うこともできる。この場合、使用する粒子の粒径は５０〜７０μｍ程度であり、２ｋｇ程度の吹き付け圧力で行うことができ、粒径、圧力とも使用するレジスト材料によって適宜設定する必要がある。また、レジストパターンはブラスト処理により必要なパターン部位まで破壊されないように５μｍ以上の厚みにすることが好ましいが、この厚みも使用するレジスト材料によって適宜設定する必要がある。さらに、レジストパターンのオーバーハング部２２ａ，２２ｂを超音波を使用して除去することも可能である。
【００２８】
次いで、残っているレジストパターン２２Ａ，２２Ｂをマスクとして、導電性基板２１の露出部にめっきを行う（図７（Ｄ）めっき工程）。このめっき工程では、上述のようにレジストパターンのオーバーハング部２２ａ，２２ｂが除去された導電性基板２１のアンダーカット部位において、めっきの着き回り性が向上するとともに、導電性基板２１に対して垂直方向（図７（Ｄ）の矢印ａ方向、矢印ｂ方向）へもめっきが成長する。これにより、外枠部材２と端子部３と接続リード４の側面部、および、ダイパッド７と接続リード９（図示せず）の側面部にめっき薄膜５が形成されるとともに、ダイパッド７の凹部８内にめっき薄膜５が形成され、このめっき薄膜５は導電性基板２１の表面から突出するように突起部５ａを備えたものとなる。
【００２９】
次いで、レジストパターン２２Ａ，２２Ｂを剥離して除去することにより、端子部３とダイパッド７がそれぞれ接続リード４と接続リード９（図示せず）により外枠部材２に一体的に連結された回路部材が得られる（図７（Ｅ））。この回路部材の端子部３の所定位置に、端子接続用のめっき部材６を形成して、図１乃至図６に示される本発明の回路部材１が得られる（図７（Ｆ））。
【００３０】
尚、めっき工程で形成しためっき薄膜５に樹脂封止部材との密着性を向上させるために、化学的結合強化処理や粗面化処理（物理的結合強化処理）を施してもよい。粗面化処理は、Ｚｎ−Ｃｒ合金等のめっき層形成（米国オーリン社のＡ２プロセス）、もしくはニッケルめっきに対する種々のクロメート処理等が挙げられ、めっき薄膜５の表面粗さＲａを３０ｎｍ以上程度に設定することが好ましい。このような粗面化処理を施すことにより、めっき薄膜５の封止樹脂に対する密着性が更に向上する。
【００３１】
次に、本発明の回路部材１を用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法について、図８を参照して説明する。
【００３２】
図８において、まず、上述の本発明の製造方法により製造した回路部材１を用い、この回路部材１のダイパッド７の表面７Ａ側に半導体素子５２の回路形成面反対側を電気絶縁性の両面接着テープ５５を介して固着することにより、半導体素子５２を搭載する（図８（Ａ））。
【００３３】
次に、搭載した半導体素子５２の端子５２ａと、回路部材の内部端子３ａのめっき部材６とを、ボンディングワイヤ５４で電気的に接続する（図８（Ｂ））。
【００３４】
次いで、端子部３、ダイパッド７、半導体素子５２およびボンディングワイヤ５４を封止樹脂５６で封止する（図８（Ｃ））。次いで、回路部材１の各接続リード４および接続リード９を切断し外枠部材２を除去し、封止樹脂５６から突出している外部端子３ｂを所定の形状に加工して、樹脂封止型の半導体装置５１を得ることができる（図８（Ｄ））。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば端子部やダイパッドの側面部、および、ダイパッドの凹部に位置するめっき薄膜の突起部が三次元的に封止樹脂に食い込むことにより、端子部やダイパッドが確実に固定されるので、端子部やダイパッドと封止樹脂との剥離が防止され、また、上記の突起部によって、外部から端子部と封止樹脂との界面に浸入した水分の浸入経路が遮断され、いわゆるパッケージクラックが防止され信頼性に優れた樹脂封止型の半導体装置が可能となり、このような回路部材は、上記突起部の形成部位においてレジストパターンのオーバーハング部を除去することにより、めっきの着き回り性を高めた本発明の製造方法により簡便に製造することができる。さらに、回路部材の素材である銅のマイグレーションが生じやすい端子部等の部位においても、側面部にめっき薄膜が配設されているので、マイグレーションが防止されるという効果も奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路部材の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示される回路部材のＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図３】図１に示される回路部材の端子部の部分拡大斜視図である。
【図４】図３に示される端子部のＢ−Ｂ線における縦断面図である。
【図５】図１に示される回路部材のダイパッドの裏面側の部分拡大斜視図である。
【図６】図５に示されるダイパッドのＣ−Ｃ線における縦断面図である。
【図７】本発明の回路部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図８】本発明の回路部材を用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
１…回路部材
２…外枠部材
３…端子部
３ａ…内部端子
３ｂ…外部端子
４，９…接続リード
５…めっき薄膜
５ａ…突起部
６…めっき部材
７…ダイパッド
８…凹部
２１…導電性基板
２２Ａ，２２Ｂ…レジストパターン
２２ａ，２２ｂ…レジストパターンのオーバーハング部
５１…樹脂封止型半導体装置
５２…半導体素子
５２ａ…端子
５４…ワイヤ
５６…封止樹脂
【図１】
0004237851.tif 000002
【図２】
0004237851.tif 000003
【図３】
0004237851.tif 000004
【図４】
0004237851.tif 000005
【図５】
0004237851.tif 000006
【図６】
0004237851.tif 000007
【図７】
0004237851.tif 000008
【図８】
0004237851.tif 000009