(57)【要約】【課題】二次実装の際に、ワイヤーボンディングパッドと封止樹脂間での剥離を抑制することを目的とする。【解決手段】基板本体４のワイヤーボンディングパッド６および貫通ビア８を含む回路パターンをくびれを持ったひょうたん形にして、金メッキで被覆された領域を最小としながらもワイヤーボンドに必要な領域を確保し、樹脂封止された際にワイヤーボンディングパッド６の幅の狭くなった領域近傍に形成された有底ビア７に樹脂が入りアンカー効果を発揮し、ワイヤーボンディングパッド６と前記封止樹脂とを強固に固着し、二次実装の際のワイヤーボンディングパッド６と封止樹脂間での剥離を抑制することができる。【選択図】図１
2009038265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の半導体素子を搭載し樹脂封止されてなる半導体装置に用いる半導体装置用基板であって、
前記半導体装置用基板の本体となる基板本体と、
前記半導体素子が搭載される前記基板本体の第１の主面上に形成された領域である金メッキされているダイパッドと、
前記半導体装置の外部端子となる前記第１の主面と対向する前記基板本体の第２の主面に形成される裏面電極と、
前記基板本体を貫通し前記裏面電極と接続する貫通ビアと、
前記半導体素子と金属細線を介して電気的に接続する領域であって金メッキされて前記第１の主面に形成されるワイヤーボンディングパッドと、
前記貫通ビアおよび前記ワイヤーボンディングパッドを含みくびれを備えて金メッキされている回路パターンと、
前記くびれの近傍の前記第１の主面に前記回路パターン毎に少なくとも１個以上形成される有底ビアと
を有することを特徴とする半導体装置用基板。
【請求項２】
前記回路パターンの前記くびれが前記貫通ビアと前記ワイヤーボンディングパッドとの間に形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用基板。
【請求項３】
前記ワイヤーボンディングパッドが前記貫通ビアよりも前記ダイパッドを基準にして前記基板本体外側に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体装置用基板。
【請求項４】
前記回路パターンの前記貫通ビアとの接続領域周辺部の外形を、直線成分を持たせて形成することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の半導体装置用基板。
【請求項５】
前記ダイパッドの外形寸法が、搭載される前記半導体素子の搭載領域の外形寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４のいずれかに記載の半導体装置用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１または複数の半導体素子が実装され、樹脂封止されて半導体装置となる半導体装置用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を中心とする移動体通信分野において、通信用半導体装置の小型、薄型化と合わせて高機能化の要求が強まっている。小型化、薄型化のためにビルドアップ基板を代表例とする高性能の樹脂基板が採用されるようになり、マザーボードとの信号の入出力を行う外部接続用端子数も増加する傾向にある。
【０００３】
一般的に半導体素子を実装する樹脂基板には、前記素子を載せるダイパッドと呼ばれる専用の回路パターンと、前記半導体素子と基板表面を金属細線で結線するためのワイヤーボンディングパッドと呼ばれる回路パターンが形成されている。前記の回路パターンは銅のエッチングにより形成され、金属細線を回路パターンに接続するために金メッキで被覆されている場合が多い。基板裏面には外部接続用の端子電極が銅のエッチングで形成され、表面保護と接続抵抗を下げるために表面には金メッキが形成されている。
【０００４】
金メッキは金線、アルミ線などの金属細線との接続性が良好で、ワイヤーボンドで接続する際の基板温度や金属細線と金メッキの接続加重などの接続条件範囲が広く、さらに接続後の信頼性も高いため広く用いられている。
【０００５】
入出力端子数が多い通信用半導体装置では、基板表面側のワイヤーボンディングパッド数もそれに伴って多く、限られた面積の中でワイヤーを打つための最小限の面積のパッドが多数配置されたような基板が多い。通常、ワイヤーボンドで半導体素子と基板を結線した後、エポキシ樹脂のような封止樹脂で被覆される。
【０００６】
以下、図３を用いて従来の半導体装置用基板について説明する。
図３は従来の半導体装置用基板の構成を示す図であり、図３（ａ）は従来の半導体装置用基板の構成を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【０００７】
図３に示す従来の半導体装置用基板１は、４．０ｍｍ□、厚み０．２ｍｍの大きさで、基板中央に半導体素子を実装する約３．０ｍｍ□のダイパッド５が形成され、その周囲に沿って半導体素子２および半導体素子３からワイヤーリード１１を接続するための長方形のワイヤーボンディングパッド６が３２箇所形成されている。前記ワイヤーボンディングパッド６内にはレーザー加工で基板本体４に貫通ビア８が形成され、それと接続して裏面側に外部接続用の端子である裏面電極１０が３２箇所形成されている。また、前記ダイパッド５、ワイヤーボンディングパッド６および外部接続用の端子である裏面電極１０の表面には金メッキが形成されている。
【特許文献１】特開２００２−３２９８０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
樹脂基板はパターンの寸法精度が良く、細線化、薄型化が容易という特徴を持つが、有機基材のため吸湿するという欠点も併せ持っている。そのため、樹脂基板は回路パターン表面処理に金メッキが使われることが多いが、金メッキは表面が安定で不活性なため樹脂との接着性が弱いことが知られている。
【０００９】
最近では基板および封止樹脂の薄型化による飽和吸湿量到達時間の短縮化と、環境対策で二次実装の際に無鉛はんだを使うためリフローピーク温度が上昇している理由により、二次実装の際に樹脂基板、特にワイヤーボンディングパッドと封止樹脂間で界面剥離が起こりやすいという問題が生じてきた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するために、二次実装の際に、ワイヤーボンディングパッドと封止樹脂間での剥離を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の半導体装置用基板は、１または複数の半導体素子を搭載し樹脂封止されてなる半導体装置に用いる半導体装置用基板であって、前記半導体装置用基板の本体となる基板本体と、前記半導体素子が搭載される前記基板本体の第１の主面上に形成された領域である金メッキされているダイパッドと、前記半導体装置の外部端子となる前記第１の主面と対向する前記基板本体の第２の主面に形成される裏面電極と、前記基板本体を貫通し前記裏面電極と接続する貫通ビアと、前記半導体素子と金属細線を介して電気的に接続する領域であって金メッキされて前記第１の主面に形成されるワイヤーボンディングパッドと、前記貫通ビアおよび前記ワイヤーボンディングパッドを含みくびれを備えて金メッキされている回路パターンと、前記くびれの近傍の前記第１の主面に前記回路パターン毎に少なくとも１個以上形成される有底ビアとを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の半導体装置用基板は、請求項１記載の半導体装置用基板において、前記回路パターンの前記くびれが前記貫通ビアと前記ワイヤーボンディングパッドとの間に形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の半導体装置用基板は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体装置用基板において、前記ワイヤーボンディングパッドが前記貫通ビアよりも前記ダイパッドを基準にして前記基板本体外側に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の半導体装置用基板は、請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の半導体装置用基板において、前記回路パターンの前記貫通ビアとの接続領域周辺部の外形を、直線成分を持たせて形成することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の半導体装置用基板は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４のいずれかに記載の半導体装置用基板において、前記ダイパッドの外形寸法が、搭載される前記半導体素子の搭載領域の外形寸法よりも小さいことを特徴とする。
【００１６】
以上により、二次実装の際に、ワイヤーボンディングパッドと封止樹脂間での剥離を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、基板のワイヤーボンディングパッドおよび貫通ビアを含む回路パターンをくびれを持ったひょうたん形にして、金メッキで被覆された領域を最小としながらもワイヤーボンドに必要な領域を確保し、樹脂封止された際に前記パッドの幅の狭くなった領域近傍に形成された有底ビアに樹脂が入りアンカー（投錨）効果を発揮し、前記パッドと前記封止樹脂とを強固に固着し、二次実装の際のワイヤーボンディングパッドと封止樹脂間での剥離を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を示す半導体装置用基板およびその製造方法について、図１，図２を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下に記載の実施の形態に限定されない。また、以下において、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略している場合がある。また、半導体素子の電極端子数と、半導体装置用基板の端子数と、ワイヤーリードの本数とは、各々、図面の記載の理解を得やすくするために実際の個数より少なく記載しており、図面等に記載の本数に限定されない。
【００１９】
図１は本発明の半導体装置用基板の構成を示す図であり、図１（ａ）は半導体装置用基板の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。図２は本発明の半導体装置用基板に半導体素子を搭載した半導体装置の構成を示す図であり、図２（ａ）は半導体装置の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【００２０】
まず、図１，図２を用いて半導体装置用基板１の構成を示す。
半導体装置用基板１は、半導体素子２，３を実装するための基板であり、図１に示すように、基板本体４と半導体素子設置部であるダイパッド５と、複数のくびれを持ったひょうたん型のワイヤーボンディングパッド６と、各ワイヤーボンディングパッド６のくびれた狭い部分外側の基板領域に形成された少なくとも１個以上の有底ビア７とを備えている。
【００２１】
基板本体４は、絶縁性部材からなり、例えば、ガラス繊維及びケブラー（登録商標）等の有機化合物からなる繊維に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂またはポリイミド樹脂等を含浸して硬化させた基板や、ＢＴレジンからなる基板等の種々の樹脂基板を用いることができる。なお、本実施の形態では、基板本体４として、ＢＴレジンからなる基板を用いる場合を例として説明する。また、基板本体４は、半導体素子２，３を実装するための実装面４ａを有している。
【００２２】
半導体素子設置部であるダイパッド５は、実装面４ａの中央部分に設けられており、ここでは、図１（ａ）に示すように、互いに隔離されて２つ設けられる場合を例に説明する。
【００２３】
ダイパッド５は、銅箔等により形成されており、半導体素子２，３と電気的に接続されている。すなわち、半導体素子２，３は後述のように、ダイパッド５の上に接地して設置される。また、搭載される半導体素子よりも外形寸法が小さく形成されても良い。
【００２４】
各貫通ビア８は、基板本体４の厚み方向に対して貫通して設けられており、互いに等間隔に設けられている。
第２の回路パターンはワイヤーボンディングパッド６と貫通ビア８とで構成されており、各々、貫通ビア８から実装面４ａの周辺部分へ向かって延びて設けられており、ダイパッド５に対して放射状に配置されている。このようにワイヤーボンディングパッド６は、各々、貫通ビア８よりも外側に配置されていても良く、その場合には、熱などに起因して、ダイパッド５に設置した半導体素子２，３がダイパッド５から剥離してしまった場合であっても、その剥離は貫通ビア８で止まり、ワイヤーボンディングには影響を及ぼさない。
【００２５】
ワイヤーボンディングパッド６ｃは、各々、半導体素子２，３を接地するための端子部であり、導体配線部９を介して、ダイパッド５と電気的に接続されている。すなわち、ワイヤーボンディングパッド６ｃは、各々、導体配線部９及びダイパッド５を介して、ダイパッド５に設置される半導体素子２，３に電気的に接続されて、半導体素子２，３を接地するように設置する。
【００２６】
ワイヤーボンディングパッド６ａ，６ｂは、各々半導体素子２，３に対して起動電力を供給、若しくは、電気信号の入出力するための端子部であり、ワイヤーリード１１を介して、半導体素子２，３の電極端子１２と電気的に接続される。
【００２７】
外部接続用の第３の回路パターンである裏面電極１０は、外部電圧の印加、若しくは、電気信号が入出力される端子部であり、実装面４ａに対する裏面に設けられており、各貫通ビア８に接続されている。すなわち、裏面電極１０は、各々、貫通ビア８、ワイヤーボンディングパッド６ａ，６ｂ，及びワイヤーリード１１を介して、ダイパッド５に設置される半導体素子２，３の電極端子１２に電気的に接続されて、半導体素子２，３に対する起動電力の印加、若しくは、電気信号の入出力に使用される。
【００２８】
次に、半導体装置用基板１の製造方法を示す。
まず、ＢＴレジンからなる基板本体４の表面に、例えば銅箔を貼り付け、フォトリゾグラフィプロセスとエッチングプロセスとを用いて所定のパターン形状に加工する。
【００２９】
具体的には、まず、例えば、厚みが０．２ｍｍのＢＴレジンからなる基板本体４の両面に、厚みが約１８μｍの銅箔を貼り付け、基板本体４に貫通ビア８を形成するための穴あけ加工を行う。次に、両面銅貼りされた樹脂基板４の表面に、無電解銅メッキおよび電解銅メッキにより銅メッキ層（図示せず）を形成する。このとき、銅メッキ層は、貫通ビア８の内面にも設けられる。そして、フォトリソグラフィプロセスとエッチングプロセスとを行うことにより、図１に示すように、ダイパッド５、ワイヤーボンディングパッド６、貫通ビア８、裏面電極１０、及び導体配線部９を設けることができる。４角の貫通ビア８を受けるためのワイヤーボンディングパッド６のパターン形状は、半導体素子実装時のダイボンダーの基板認識のために、図１に示すように、直線成分を持たすことが好ましい。
【００３０】
次に、有底ビア８は、ワイヤーボンディングパッド６のくびれた部分に、レーザー加工または、ドリル加工を施すことで設けることができる。
半導体装置用基板４が奏する効果を以下にまとめる。
【００３１】
上述のように、ワイヤーボンディングパッド６および貫通ビア８を含む回路パターンがくびれを持ったひょうたん型のため、半導体素子を封止するための封止樹脂との接着力の弱い金メッキ面積が減少し、且つ、樹脂封止された際にワイヤーボンディングパッド６の幅の狭くなった領域（くびれ部分）に形成された有底ビアに樹脂が入り込みアンカー（投錨）効果を発揮するため、ワイヤーボンディングパッド６と封止樹脂とを強固に固着し、二次実装の際のワイヤーボンディングパッド６と樹脂の剥離を防止することができる。
【００３２】
また、貫通ビア８から半導体装置用基板１に対して外向きに放射状にワイヤーボンディングパッド６が形成することにより、ダイパッド５に設置された半導体素子２，３がダイパッド５から剥離し、その剥離が導体配線部９を伝って進行したとしても、その剥離は貫通ビア８で止まり、ワイヤーボンディングパッド６にまで進行することを防止できる。
【００３３】
また、半導体素子２，３を設置するダイパッド５の外形寸法を、半導体素子の外形寸法より小さく形成することにより、ダイパッド５表面を覆う、封止樹脂との接着力の弱い金メッキが、直接封止樹脂と接しないために、半導体素子２，３がダイパッド５から剥離してしまっても、唯一金メッキと封止樹脂が接している導体配線部９での剥離を拡大させることなく、周辺にあるワイヤーボンディングパッド６に至る剥離の進行を防止できる。
【００３４】
さらに、本発明は、樹脂基板に簡単な追加工を施すだけで実現されており、樹脂封止された際に基板と封止樹脂を強固に固着することで品質を向上しながら、製造コスト上昇を抑えることを可能とするものである。
【００３５】
ここで、貫通ビア８とワイヤーボンディングパッド６との位置関係やダイパッド５の外形寸法等はそれぞれ組み合わせて実施しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、二次実装の際のワイヤーボンディングパッドと封止樹脂間での剥離を抑制することができ、１または複数の半導体素子が実装され、樹脂封止されて半導体装置となる半導体装置用基板等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の半導体装置用基板の構成を示す図
【図２】本発明の半導体装置用基板に半導体素子を搭載した半導体装置の構成を示す図
【図３】従来の半導体装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１    半導体装置用基板
２    半導体素子
３    半導体素子
４    基板本体
４ａ    実装面
５    ダイパッド
６    ワイヤーボンディングパッド
６ａ    ワイヤーボンディングパッド
６ｂ    ワイヤーボンディングパッド
６ｃ    ワイヤーボンディングパッド
７    有底ビア
８    貫通ビア
９    接地用導体配線
１０    裏面電極
１１    ワイヤーリード
１２    電極端子
【図１】
2009038265.tif 000003
【図２】
2009038265.tif 000004
【図３】
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