JP2005244033A - Electrode package and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極パッケージ及び半導体装置に関し、特にリードレス表面実装型の樹脂封止される半導体素子が搭載される電極パッケージ及びリードレス表面実装型の樹脂封止された半導体装置係るものである。 The present invention relates to an electrode package and a semiconductor device, and more particularly to an electrode package on which a leadless surface mount type resin-encapsulated semiconductor element is mounted and a leadless surface mount type resin-encapsulated semiconductor device.
上述した表面実装技術とは、半導体装置表面に設けた電極をプリント基板に直接半田付けする技術である。この技術を用いることにより、ピン挿入方式で必要だったスルーホールが必要なくなり、部品の小型化、実装密度の増大、基板の小型化などが可能となった。このような表面実装型の半導体装置に用いられる電極パッケージとして、例えば、図4に示されるような電着フレームが特許文献1に記載されている。同図に示すように、電着フレームは、可撓性平板状の金属基板9上に、電着によって、互いに独立した複数の電極材としての金属層8a、8bが成膜されたものである。
The surface mounting technique described above is a technique for directly soldering an electrode provided on the surface of a semiconductor device to a printed circuit board. By using this technology, the through-holes required for the pin insertion method are no longer necessary, and it is possible to reduce the size of components, increase the mounting density, and reduce the size of the substrate. As an electrode package used in such a surface mount type semiconductor device, for example, an electrodeposition frame as shown in FIG. As shown in the figure, the electrodeposition frame is formed by forming
上述した電着フレームを用いて、以下に示すような手順で、リードレス表面実装型の半導体装置が形成される。まず、図5(a)に示すように、電着フレームの金属層8bに半導体素子2を接着して搭載し、半導体素子2の電極パッド2aと金属層8aとをワイヤ4によって接続する。なお、金属層8bは、あらかじめ半導体素子2の底面の面積より広く、成膜されている。そして、ワイヤ4で配線がなされた半導体素子2を、エポキシ樹脂7で樹脂封止する。
Using the above-described electrodeposition frame, a leadless surface mounting type semiconductor device is formed by the following procedure. First, as shown in FIG. 5 (a), the
次に、図5(b)に示すように、樹脂封止によって形成された樹脂封止体11から金属基板9を引き離す。これにより、樹脂封止体11の底面から、金属層8a、8bが露出する。その後、図5(c)に示すように、ボール状の導電端子が形成される部分の金属層8a、8bを選択的に露出して、他の部分をレジスト膜10でマスクし、半田などの導電材を付着させて導電端子12を形成する。その後、切断線Sに沿って、切断することによって、個々の半導体装置に切り出す。
Next, as shown in FIG. 5B, the
しかしながら、上述した電着フレームは、互いに独立した複数の金属層8a、8bが金属基板9によって支持されているため、金属基板9をつけた状態で、各半導体装置のメーカに納品する必要がある。このため、電着フレームを納品する際の重量が重くなり、納品コストがかかるという問題がある。
However, since the above-described electrodeposition frame has a plurality of
また、各メーカにおいて、上述した電着フレームを用いて、半導体装置を作る際には、金属基板9を剥がす必要があり、手間がかかると共に、金属基板9を剥がす装置を所有する必要があり、半導体装置の製造原価が高騰する要因となっていた。さらに、金属層8bの端部から切断線Sまでの距離Dの寸法は、金属層8aの大きさの1/2と、半導体素子2と金属層8a間の絶縁距離Cを確保する必要があり、半導体装置を小型にすることができず半導体素子2に対して、大きな面積を必要としていた。これも半導体装置の製造原価が高騰する要因となっていた。
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、安価に、表面実装型の半導体装置を製造することができる電極パッケージ及び当該電極パッケージを用いた半導体装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention focuses on the above-described problems, and an object thereof is to provide an electrode package capable of manufacturing a surface-mount type semiconductor device at a low cost and a semiconductor device using the electrode package. .
請求項1記載の発明は、半導体素子が搭載されると共に、前記半導体素子と電気的に接続される導電パターン層と、前記導電パターン層に積層して設けられ、同一形状の複数の独立した電極材から成る電極層と、前記導電パターン層と前記電極層とを封止する板状樹脂とを備え、前記板状樹脂の一方の板面から前記導電パターン層が露出し、他方の板面から前記電極層が露出していることを特徴とする電極パッケージに存する。 According to the first aspect of the present invention, a semiconductor element is mounted, and a conductive pattern layer electrically connected to the semiconductor element and a plurality of independent electrodes having the same shape are provided by being stacked on the conductive pattern layer. An electrode layer made of a material, and a plate-like resin that seals the conductive pattern layer and the electrode layer, the conductive pattern layer is exposed from one plate surface of the plate-like resin, and from the other plate surface In the electrode package, the electrode layer is exposed.
請求項1記載の発明によれば、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層が、導電パターン層に積層して設けられている。導電パターン層と電極層とは板状樹脂内に封止され、一方の板面から導電パターン層が露出し、他方の板面から電極層が露出している。従って、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層を、導電パターン層に積層して設けることにより、電極層に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子を設けることができる。しかも、導電パターン層と電極層とを樹脂によって支持することにより、基板を用いることなく電極パッケージを形成することができ、重量を軽くすることができると共に、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する際に、基板を剥がす必要も、均等な導電端子を設けるためのマスクを形成する必要もなくなる。 According to the first aspect of the present invention, the electrode layer made of a plurality of independent electrode materials having the same shape is provided by being laminated on the conductive pattern layer. The conductive pattern layer and the electrode layer are sealed in a plate-shaped resin, and the conductive pattern layer is exposed from one plate surface, and the electrode layer is exposed from the other plate surface. Therefore, by providing an electrode layer composed of a plurality of independent electrode materials having the same shape on the conductive pattern layer, if a conductive material such as solder adheres to the electrode layer, a plurality of conductive terminals of equal size Can be provided. Moreover, by supporting the conductive pattern layer and the electrode layer with resin, an electrode package can be formed without using a substrate, the weight can be reduced, and a semiconductor device can be manufactured using this electrode package. In this case, it is not necessary to peel off the substrate or to form a mask for providing uniform conductive terminals.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電極パッケージと、前記電極パッケージにおいて、前記板状樹脂の導電パターン層が露出している板面に搭載され、前記導電パターン層と電気的に接続された半導体素子と、前記半導体素子を封止する樹脂パッケージとを備えたことを特徴とする半導体装置に存する。 According to a second aspect of the present invention, the electrode package according to the first aspect is mounted on the plate surface where the conductive pattern layer of the plate-like resin is exposed in the electrode package, and is electrically connected to the conductive pattern layer. And a resin package for sealing the semiconductor element.
請求項2記載の発明によれば、半導体素子が、請求項1記載の電極パッケージにおいて、板状樹脂の導電パターン層が露出している板面に搭載され、導電パターン層と電気的に接続される。従って、同一形状の独立した複数の電極材からなる電極層を、導電パターン層に積層して設けることにより、電極層に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子を設けることができる。しかも、導電パターン層と電極層とを樹脂によって支持することにより、基板を用いることなく電極パッケージを形成することができ、重量を軽くすることができると共に、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する際に、基板を剥がす必要も、均等な導電端子を設けるためのマスクを形成する必要もなくなる。
According to the invention described in
以上説明したように請求項1及び2記載の発明によれば、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層を、導電パターン層に積層して設けることにより、電極層に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子を設けることができる。しかも、導電パターン層と電極層とを樹脂によって支持することにより、基板を用いることなく電極パッケージを形成することができ、重量を軽くすることができると共に、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する際に、基板を剥がす必要も、均等な導電端子を設けるためのマスクを形成する必要もなくなるので、安価に、表面実装型の半導体装置を製造することができる電極パッケージ及び当該電極パッケージを用いた半導体装置を得ることができる。 As described above, according to the first and second aspects of the invention, an electrode layer made of a plurality of independent electrode materials having the same shape is laminated on the conductive pattern layer, whereby a conductive material such as solder is provided on the electrode layer. If the material is attached, a plurality of conductive terminals of equal size can be provided. Moreover, by supporting the conductive pattern layer and the electrode layer with resin, an electrode package can be formed without using a substrate, the weight can be reduced, and a semiconductor device can be manufactured using this electrode package. In this case, it is not necessary to peel off the substrate or to form a mask for providing a uniform conductive terminal. Therefore, an electrode package capable of manufacturing a surface-mount type semiconductor device at low cost and the electrode package are used. The obtained semiconductor device can be obtained.
以下、本発明の電極パッケージ及び該電極パッケージを用いた半導体装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、樹脂封止されたリードレス表面実装型の半導体装置に関し、その製造工程で使用される電極パッケージについて説明する。 Hereinafter, an electrode package of the present invention and a semiconductor device using the electrode package will be described with reference to the drawings. The present invention relates to a resin-sealed leadless surface mounting type semiconductor device, and an electrode package used in the manufacturing process will be described.
図1は、本発明の電極パッケージの一実施の形態を示しており、同図(a)はその表面図、同図(b)はその背面図、同図(c)はI−I線断面図である。同図に示すように、電極パッケージ20は、後述する半導体素子が搭載されると共に、半導体素子と電気的に接続される導電パターン層21と、この導電パターン層21に積層して設けられ、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層22とを備えている。この導電パターン層21及び電極層22とは、板状樹脂23内に封止され、この板状樹脂23の一方の板面から導電パターン層21が露出し、他方の板面から電極層22が露出している。
1A and 1B show an embodiment of an electrode package of the present invention, in which FIG. 1A is a front view thereof, FIG. 1B is a rear view thereof, and FIG. FIG. As shown in the figure, the
導電パターン層21は、その露出面側に形成された金(Au)ワイヤーが接続可能な金(Au)又は銀(Ag)薄膜層と、このAu又はAg薄膜層に積層して形成された、ニッケル(Ni)、ニッケル・コバルト(Ni・Co)又は銅(Cu)合金を電着したNi、Ni・Co又はCu薄膜層とから構成される。また、電極層22は、その露出面側に形成された、半田乗りの良い金(Au)又は錫(Sn)薄膜層と、このAu又はSn薄膜層に積層して形成された、Ni、Ni・Co又はCu合金を電着したNi、Ni・Co又はCu薄膜層とから構成される。その厚さは、Ni、Ni・Co又はCuの薄膜層の厚さが20〜50μmであり、Au、Sn又はAg薄膜層の厚さが0.05〜10μmである。
The
続いて、図1の電極パッケージ20の製造方法の一実施の形態について、図2及び図3を参照して説明する。先ず、図2(a)に示すように、電極パッケージ20を製造するにあたり、可撓性平板状の金属基板30を用意する。金属基板30は、薄いステンレス鋼板であり、その厚さは、0.1mmである。そして、金属基板30の表面上において、導電パターン層22を形成する部分を除いた部分に、レジスト膜31を形成する。
Next, an embodiment of a method for manufacturing the
その後、金属基板30を電着漕に侵漬し、金属基板30と電着漕内の電極との間を通電して、レジスト膜31が形成されていない部分の金属基板30上に、Au又はAg→Ni、Ni・Co、Cu合金の順に電気鋳造技術を用いて電着させる。以上の工程により、図2(b)に示すように、金属基板30の表面に、Au又はAg薄膜層、Ni、Ni・Co又はCu薄膜層からなる導電パターン層21が形成される。
Thereafter, the
続いて、図2(c)に示すように、導電パターン層21上において、電極層22を形成する部分を除いた部分に、レジスト膜32を形成する。その後、金属基板30を電着槽に侵漬し、金属基板30と電着漕内の電極との間を通電して、図2(d)に示すように、レジスト膜32が形成されていない部分の導電パターン層21に、Ni、Ni・Co又はCu合金→Au又はSuの順に電着させる。以上の工程により、導電パターン層21上に電極層22が形成される。
Subsequently, as illustrated in FIG. 2C, a resist
次に、図2(e)に示すように、レジスト膜31、32を同時に除去した後、図2(f)に示すように、スピン塗布法などにより樹脂23を塗布する。その後、表面全体を削って、図2(g)に示すように、樹脂23の表面側から電極層22を露出させると共に、金属基板30を剥離する。上述したように、導電パターン層23は、電気鋳造技術を用いて、金属基板30上に電着されており、さらに、金属基板30は可撓性のある平板状であるので、簡単に樹脂23から引き離すことができる。
Next, as shown in FIG. 2E, the resist
なお、上述した製造工程としては、上述した場合に限定せず、例えば、レジスト膜31、32として、ポリイミド系樹脂などの永久レジストを使用すれば、レジスト膜31、32を除去したり、除去した後に、樹脂封止したりする必要をなくすことが考えられる。また、例えば、Ni、Ni・Co又はCu薄膜層のみを樹脂封止した後に、金属基板30を剥がし、電着漕に侵漬して、表面と裏面とを一緒に同一鍍金することも考えられる。
The manufacturing process described above is not limited to the case described above. For example, if a permanent resist such as a polyimide resin is used as the resist
また、導電パターン層21、電極層22の成膜法としては、金属基板30上に導電パターン層21、電極層22を電着又はフラッシュ法等で真空蒸着した後、エッチングにより、導電パターン層21、電極層22以外の部分を除去することが考えられる。さらに、レジスト膜31、32は、導電パターン層21及び電極層22を形成した後、同時に除去していたが、導電パターン層21を電着した後に、レジスト膜31を除去し、電極層22を電着した後に、レジスト膜32を除去することも考えられる。
As a method for forming the
上述した電極パッケージ20は、半導体装置のメーカに納品され、メーカでは、電極パッケージ20上に半導体素子を搭載して、半導体装置を製造する。続いて、上述した電極パッケージを用いた半導体装置の製造方法について、図3を参照して説明する。まず、同図に示すように、上述した電極パッケージ20の背面側を上にして、導電パターン層21上に半導体素子33を接着して搭載する。半導体素子33の表面には、電極パッド(図示せず)が形成されている。
The above-described
半導体素子33が搭載された後、金ワイヤ34によって、半導体素子33の電極パッドと導電パターン層21とを電気的に接続する。金ワイヤ34は、超音波ボンディングなどによって接続される。また、金ワイヤ34を用いずに、半導体素子33の表面に設けた電極パッドと導電パターン21とを直接接続するものもある。次に、半導体素子33が搭載されて、ワイヤボンディングされた後の電極パッケージ20が、モールド金型(下型)に装着される。
After the
モールド金型内には、エポキシ樹脂がモールド金型(上型)に形成されたキャビティ(図示せず)により注入される。このモールド金型では、電極パッケージ20が下型としての機能を果たす。この工程により、半導体素子32が樹脂35(樹脂パッケージ)内に封止され、半導体素子33、導電パターン層21、電極層22が樹脂封止された樹脂封止体36が形成される。また、この樹脂封止体36の底面から露出している電極層22上に半田などの導電材を付着して、ボール状の導電端子12を設ける。
An epoxy resin is injected into the mold through a cavity (not shown) formed in the mold (upper mold). In this mold, the
以上述べたように、図1に示す本発明の電極パッケージ20によれば、同一形状の複数の独立した電極材からなる電極層22を、導電パターン層21に積層して設けることにより、電極層22に半田などの導電材を付着すれば、均等な大きさの複数の導電端子12を設けることができる。しかも、導電パターン層21と電極層22とを樹脂23によって支持している。このため、従来のように金属基板を用いなくても電極パッケージ20を形成することができ、重量を軽くすることができ、半導体装置のメーカに、電極パッケージ20を納品する際のコストを削減することができる。
As described above, according to the
また、この電極パッケージを用いて半導体装置を製造する過程において、従来のように金属基板30を剥離する工程も、均等な導電端子12を設けるためのレジスト膜10を形成する必要もなくなる。このため、メーカ毎に、金属基板を剥離する装置や、レジスト膜20を形成する装置も必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができる。
Further, in the process of manufacturing a semiconductor device using this electrode package, the process of peeling the
なお、上述した実施形態では、導電パターン層21や、電極層22の露出面側に、半田乗りのよいAu又はSn薄膜層を成膜していた。しかしながら、例えば、半導体素子33を搭載する過程でAu又はSn薄膜層を成膜する場合、導電パターン層21や、電極層22としては、Ni薄膜層又はNi・Co薄膜層からのみ構成しても良い。また、導電パターン層21や、電極層22の材料としては、上述した材料に限定されるものではなく、導電パターンや電極の材料と成りうるものであればなんでもよい。
In the embodiment described above, an Au or Sn thin film layer with good soldering is formed on the exposed surface side of the
また、電極パッケージ20は、ボール状の導電端子12を形成しない状態で、納品していたが、例えば、電極層22に半田を付着して、ボール状の導電端子12を形成した状態で、半導体装置のメーカに納品することも考えられる。
In addition, the
21 導電パターン層
22 電極層
23 板状樹脂
33 半導体素子
34 ワイヤー
35 樹脂(樹脂パッケージ)
21
Claims (2)
前記導電パターン層に積層して設けられ、同一形状の複数の独立した電極材から成る電極層と、
前記導電パターン層と前記電極層とを封止する板状樹脂とを備え、
前記板状樹脂の一方の板面から前記導電パターン層が露出し、他方の板面から前記電極層が露出していることを特徴とする電極パッケージ。 A conductive pattern layer mounted with a semiconductor element and electrically connected to the semiconductor element;
An electrode layer comprising a plurality of independent electrode materials of the same shape, provided to be laminated on the conductive pattern layer;
A plate-like resin that seals the conductive pattern layer and the electrode layer;
The electrode package, wherein the conductive pattern layer is exposed from one plate surface of the plate-like resin, and the electrode layer is exposed from the other plate surface.
前記電極パッケージにおいて、前記板状樹脂の導電パターン層が露出している板面に搭載され、前記導電パターン層と電気的に接続された半導体素子と、
前記半導体素子を封止する樹脂パッケージとを備えたことを特徴とする半導体装置。 The electrode package according to claim 1,
In the electrode package, a semiconductor element mounted on a plate surface where the conductive pattern layer of the plate-like resin is exposed, and electrically connected to the conductive pattern layer;
A semiconductor device comprising: a resin package for sealing the semiconductor element.
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