(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材上に形成される導体層と、この導体層上に設けられるとともに、該導体層のうち電極となる箇所において該導体層の上面が露出するよう開口された絶縁層とを備えた積層基板と、メッキ電極を有する半導体基板の該メッキ電極と前記積層基板に形成された前記電極とを電気的に接続させる導通部材と、前記半導体基板を前記積層基板の絶縁膜上に前記導通部材を介して保持固定する固定部材と、前記半導体基板の周囲を樹脂封止する封止手段とを具備することを特徴とするメッキ治具。
【請求項２】
請求項１に記載のメッキ治具において、さらに前記メッキ電極と前記積層基板に形成された前記電極とを気密封止する気密封止部材を具備することを特徴とするメッキ治具。
【請求項３】
上記請求項１又は２に記載のメッキ治具を用いる装置であって、半導体基板が装着されたメッキ治具が垂直に立つように専用カセットに収納しておき、そこから半導体基板が装着されたメッキ治具をピックアップしてメッキ処理することを特徴とするメッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置のメッキ工程に用いて好適なメッキ治具およびメッキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、チップとパッケージのサイズが等しくなるＣＳＰ（Chip Size Package）構造の半導体装置が知られている。この種の半導体装置では、半導体基板（ウエハ）の表面側に接続パッド、パッシベーション、保護膜および再配線を形成した後、例えば１００〜１５０μｍ程度の厚さでフォトレジストを塗布硬化させた上、再配線の所定箇所を露出する開口部内に電解メッキを施すことで各再配線上にポストと呼ばれる柱状電極を形成するようにしている。
【０００３】
柱状電極のように、厚いメッキ層を形成する場合は必然的にメッキ時間が長くなるため、多数枚の半導体基板について同時にメッキ処理を施す必要が生じる。これ故、１基板あたりの占有面積が小さいラック式のメッキ装置を使用する場合が多い。
従来、ラック式のメッキ装置では、図９に示す構造のメッキ治具が用いられる。このメッキ治具は、塩化ビニールなどの絶縁材料で形成され、ラック装着時にメッキ装置側から電力供給される給電端子１１を備えたた筺体１０と、この筺体１０上に設けられ、半導体基板Ｗが載置されるホルダ１２と、Ｏリングなどの封止パッキン１３を介してホルダ１２上に載置された半導体基板Ｗの背面側を気密封止する環状の押えフレーム１４と、この押えフレーム１４を筺体１０に固定保持する保持部材１５とから構成される。なお、給電端子１１を介して供給される電力は、筺体１０内部の配線を経て、押えフレーム１４に配設されたコンタクト電極と接続する半導体基板Ｗ側の電極部に供給されるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のメッキ治具では、ホルダ１２上に半導体基板Ｗを封止保持する為、高い治具精度が要求される。これ故、治具自体が高価になるばかりか、治具のサイズが大きく重いものとなる結果、そうしたメッキ治具が適用されるメッキ装置側でも搬送システムの大型化を招く等、製造コストアップを招致するという要因になっている。
しかも、上記構造による従来のメッキ治具では、封止パッキン１３を介してホルダ１２上に半導体基板Ｗの周囲全体を封止保持する構造なので、治具が繰り返し使用されるとパッキン濡れが生じ易くなり、これにより押えフレーム１４に配設されたコンタクト電極と半導体基板Ｗ側の電極部とのコンタクト不良を招いたり、半導体基板上でメッキされない領域が広くなってしまうという問題もある。
さらに、従来のメッキ治具を用いた自動式のメッキ装置では、治具自体の厚みが大きいことから、メッキ液の撹拌効率が低下してしまうという弊害も生じる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造コストアップを招致することなく、コンタクト不良や半導体基板上でメッキされない領域を低減でき、しかもメッキ液の撹拌効率を向上し得るメッキ治具およびメッキ装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、絶縁基材上に形成される導体層と、この導体層上に設けられるとともに、該導体層のうち電極となる箇所において該導体層の上面が露出するよう開口された絶縁層とを備えた積層基板と、メッキ電極を有する半導体基板の該メッキ電極と前記積層基板に形成された前記電極とを電気的に接続させる導通部材と、前記半導体基板を前記積層基板の絶縁膜上に前記導通部材を介して保持固定する固定部材と、前記半導体基板の周囲を樹脂封止する封止手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、さらに前記メッキ電極と前記積層基板に形成された前記電極とを気密封止する気密封止部材を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、上記請求項１又は２に記載のメッキ治具を用いる装置であって、半導体基板が装着されたメッキ治具が垂直に立つように専用カセットに収納しておき、そこから半導体基板が装着されたメッキ治具をピックアップしてメッキ処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、絶縁基材上に形成される導体層と、この導体層上に設けられるとともに、該導体層のうち電極となる箇所において該導体層の上面が露出するよう開口された絶縁層とを備えた積層基板をメッキ治具に用いるので、既存のプリント配線基板を使用でき、これ故、非常に簡便かつ安価に製作できる結果、製品コスト低減に寄与し得る。
さらに、積層基板の絶縁層上に載置され、メッキ電極を有する半導体基板を保持固定すると共に、そのメッキ電極と前記積層基板に形成された電極とを電気的に接続させてから半導体基板の周囲を樹脂封止する為、従来の封止パッキン濡れによるコンタクト不良を回避でき、半導体基板上でメッキされない領域を低減することも可能になっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。図１は実施の一形態によるメッキ治具１の外観を示す平面図である。メッキ治具１は、半導体基板Ｗが載置される積層基板２と、この積層基板２上に載置される半導体基板Ｗを保持固定する固定具３と、固定具３により積層基板２上に保持固定された半導体基板Ｗの周囲を封止する封止樹脂４とから構成される。
【００１３】
積層基板２には、例えばエポキシ樹脂基材に銅箔を積層した周知のプリント配線基板２１を用いる。プリント配線基板２１には、図２（イ）に図示するように、基板上辺に沿った所定の位置に治具ハンドリング用の開口部２２と、固定治具３を装着するための複数の取り付け穴２３と、半導体基板Ｗを取り外しするピックアップピンを導通させる導通孔２４とが穿設される。
【００１４】
開口部２２、取り付け穴２３および導通孔２４を穿設した後には、図２（ロ）に図示する通り、給電電極２５となる銅箔領域および１対の取り付け穴２３間に形成され、コンタクト治具電極２６となる銅箔領域を除く基板表面を樹脂コーティングして絶縁層２７を形成する。
【００１５】
このように、積層基板２は、既存のプリント配線基板２１を素材として、開口部２２、取り付け穴２３および導通孔２４を穿設し、給電電極２５およびコンタクト治具電極２６となる銅箔領域が露出するように樹脂コーティングして絶縁層２７を形成したものだから、非常に簡便かつ安価に製作でき、製品コスト低減に寄与し得るようになっている。
【００１６】
固定具３は、積層基板２上に載置された半導体基板Ｗを保持固定すると共に、半導体基板Ｗ側のメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とを電気的に接続させる機能を有するものであり、その一例について図３を参照して説明する。
この図に示す固定具３は、固定部材３１と留め具３４とに大別される。固定部材３１は、樹脂材などの絶縁体から形成され、平面視直方形状の板体に一対の支持脚３１ａを一体成形したものである。一対の支持脚３１ａは、積層基板２に穿設された取り付け穴２３に嵌入される。
【００１７】
また、固定部材３１には、積層基板２に形成されたコンタクト治具電極２６（図２（ロ）参照）と対向する面側に、半導体基板Ｗ側のメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とを電気的に接続する電極（導通部材）３３と、この電極３３を介して接続されるメッキ電極ＭＤおよびコンタクト治具電極２６を気密封止するＯリング（気密封止部材）３２とが一体化されている。
【００１８】
こうした固定部材３１は、支持脚３１ａを取り付け穴２３に嵌入させた状態で上から押圧されると、電極３３が半導体基板Ｗ側のメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とを電気的に接続し、かつＯリング３２が電極３３を介して接続されるメッキ電極ＭＤおよびコンタクト治具電極２６を気密封止する状態となる。そして、この状態で積層基板２の裏面側に突出する支持脚３１ａの基端側に刻設された溝に嵌合するよう切り欠かれた留め具３４を嵌着させることで、積層基板２上に載置された半導体基板Ｗを保持固定すると共に、半導体基板Ｗ側のメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とを電気的に接続させるようになっている。
【００１９】
なお、図３に図示する一例では、電極３３は固定部材３１により押し付けられることでメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とを電気的に接続する態様であるが、これに替えて、例えば図４に図示する形状の電極３５を用いる態様としてもよい。
すなわち、平面視略Ｔ字状の電極３５において水平方向に延びる電極板を図４（イ）に示す形態に折曲させ、かつ垂直方向に延びる電極板を同図（ロ）に示す形態に折曲させれば、電極３４は固定部材３１により押し付けられることでメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とに擦り付けられる為、単に押し付けられて接触する場合よりも電気的に接続が確実になる、という効果を奏する。
【００２０】
また、固定具３は、図３に図示した構造に限定されず、例えば図５に図示するように、固定部材３１と留め具３４とを一体化した構造としても構わない。この場合、固定部材３１と一体化され、弾性部材で形成される留め具３４側に固定脚３４ａを設け、この固定脚３４ａの先端に形成される突起を、矩形状に形成された取り付け穴２３を貫通して積層基板２の裏面に係合するまで押し込めば、積層基板２上に載置された半導体基板Ｗを保持固定すると共に、半導体基板Ｗ側のメッキ電極ＭＤとコンタクト治具電極２６とを電気的に接続させることが可能になり、固定具３の装着が容易になる。
【００２１】
さて、上述した構造の積層基板２および固定具３から構成されるメッキ治具１では、半導体基板Ｗを積層基板２上に載置した後、ディスペンサ等を用いて半導体基板Ｗの周縁に封止樹脂４を塗布して硬化させることで、図６（イ）に図示するように、半導体基板Ｗの周縁が樹脂封止される。このようにすることで従来の封止パッキン濡れによるコンタクト不良を回避でき、半導体基板上でメッキされない領域を低減することも可能になっている。
なお、積層基板２上に半導体基板Ｗを載置するための位置決めガイドＧを設けた場合には、図６（ロ）に図示するように、位置決めガイドＧの端部と半導体基板Ｗの端部との隙間にも封止樹脂４が充填されるように樹脂封止する。
【００２２】
ところで、こうした樹脂封止で問題となるのは、半導体基板Ｗの端部で段差や隙間が出来る部分である。この部分では、上述した固定具３のＯリング３２（図３参照）だけでは対応することが不十分になる虞が生じる。その為、樹脂封止に際しては、図７に示すように、固定具３の両側部分を一部覆うように封止樹脂４を盛るように樹脂封止すれば良い。
なお、積層基板２上に載置した半導体基板Ｗを固定具３で保持固定した後に半導体基板Ｗの周縁を樹脂材４で封止する場合には、半導体基板Ｗの端部に生じる段差や隙間を樹脂材４で充分に樹脂封止してから固定具３で保持固定する。
【００２３】
次に、図８を参照して、上記構造によるメッキ治具１を用いたメッキ装置１００について説明する。この図において、１０１はメッキ治具基板装着装置であり、メッキ治具１の積層基板２上に半導体基板Ｗを搭載し、搭載した半導体基板Ｗの周縁を樹脂封止してから固定具３を装着して半導体基板Ｗを保持固定する。また、メッキ治具基板装着装置１０１は、半導体基板Ｗがセットされたメッキ治具１を専用カセット１０１ａに収納する。１０２はメッキ治具カセット部であり、メッキ治具基板装着装置１０１から搬入された専用カセット１０１ａの向きを変え、メッキ治具１が垂直に立つようにセットする。
【００２４】
１０３は搬送システムによってメッキ治具カセット部１０２からピックアップされたメッキ治具１を水洗いする水洗前処理槽部である。１０４は搬送システムにて槽内に装着されたメッキ治具１にメッキ処理するメッキ槽部である。１０５は搬送システムによってメッキ槽部１０４からピックアップされたメッキ治具１を水洗いして乾燥した後、封止樹脂を剥離する後処理水洗乾燥槽部である。１０６は後処理水洗乾燥槽部１０５から搬出したメッキ処理済みのメッキ治具１を専用カセット１０１ａに収納する収納部である。
【００２５】
１０７は専用カセット１０１ａに収納されたメッキ処理済みのメッキ治具１からメッキ処理された半導体基板Ｗを取り出して基板キャリヤに移載するメッキ治具基板脱着装置である。１０８はメッキ治具基板脱着装置１０７により半導体基板Ｗが取り外された使用済みのメッキ治具１や固定具３を洗浄したり、電極部分にライトエッチングを施して再生する再生装置である。この再生装置１０８にて再生されたメッキ治具１や固定具３は、メッキ治具基板装着装置１０１に搬入されて再使用される。
【００２６】
このような構成によれば、メッキ治具１が従来のものに比して薄く軽く、しかもメッキ治具１の向きを変える必要がなく、単に専用カセット１０１ａから取り出して吊り下げ搬送するだけで良いため、非常に簡素な搬送システムで対応することが可能になっている。
また、メッキ治具１がプリント配線基板を素材にして製作されているため、厚さが薄いため、メッキ治具が占めるメッキ槽のサイズを小型化でき、さらにはメッキ液の撹拌効率も向上するようになっている。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１乃至２に記載のメッキ治具によれば、絶縁基材上に形成される導体層と、この導体層上に設けられるとともに、該導体層のうち電極となる箇所において該導体層の上面が露出するよう開口された絶縁層とを備えた積層基板をメッキ治具に用いるので、既存のプリント配線基板を使用でき、これ故、非常に簡便かつ安価に製作できる結果、製品コスト低減に寄与し得る。
さらに、積層基板の絶縁層上に載置され、メッキ電極を有する半導体基板を保持固定すると共に、そのメッキ電極と前記積層基板に形成された電極とを電気的に接続させてから半導体基板の周囲を樹脂封止する為、従来の封止パッキン濡れによるコンタクト不良を回避でき、半導体基板上でメッキされない領域を低減することもできる。
請求項３に記載のメッキ装置によれば、半導体基板が装着されたメッキ治具が垂直に立つように専用カセットに収納しておき、そこから半導体基板が装着されたメッキ治具をピックアップしてメッキ処理するので、単に専用カセットから取り出して吊り下げ搬送するだけで良いため、非常に簡素な搬送システムで対応することが出来る。さらに、メッキ治具はプリント配線基板を素材にして製作されているため、厚さが薄いため、メッキ治具が占めるメッキ槽のサイズを小型化でき、さらにはメッキ液の撹拌効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態によるメッキ治具１の構成を示す平面図である。
【図２】積層基板２の構造を説明するための平面図である。
【図３】固定具３の構造を説明するための図である。
【図４】電極３５の一構造例を示す図である。
【図５】固定具３の構造例を示す図である。
【図６】樹脂封止の一例を示す断面図である。
【図７】樹脂封止形態を示す図である。
【図８】メッキ装置の一例を示すブロック図である。
【図９】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１  メッキ治具
２  積層基板
２１  プリント配線基板
２２  開口部
２３  取り付け穴
２４  導通孔
２５  給電電極
２６  コンタクト治具電極
２７  絶縁層
３  固定具
３１  固定部材
３１ａ  支持脚
３３  電極
３４  留め具
３５  電極
４  封止樹脂
Ｗ  半導体基板
１０  筺体
１１  給電端子
１２  ホルダ
１３  封止パッキン
１４  押えフレーム
１５  保持部材
【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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