JP2006210807A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 サポートバーを除去して、その部分に広い空間を確保して例えば接続端子等を配置できる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 金属基板２０の裏面にリードフレーム形状のマスクを行った後、下ハーフパターニングを行う第１工程と、金属基板２０の裏面に耐エッチングシート２２を貼着する第２工程と、金属基板２０の表面側をエッチングしリードフレーム形状の上ハーフパターニングを行う第３工程と、金属基板２０の表面側に半導体チップ１５を搭載し、リード１２と電気的に接合する第４工程と、半導体チップ１５及び電気的接合部を含む金属基板２０の表側の一部又は全部を樹脂封止する第５工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体チップ搭載部を支持するサポートリードを無くし、このサポートリードが配置されていた場所を、例えば接続端子を設ける等して有効に使用できる半導体装置を製造する方法に関する。

近年、リードフレームを使用した樹脂封止型の半導体装置において、小型化の要求を満たすために、樹脂封止体の側面にリードが突出せず、樹脂封止体の底面にのみリードを露出させた、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）と呼ばれるタイプの半導体装置が注目されている。
更に、最近では、半導体チップの高集積化に伴いリードが多ピン化する傾向にあるが、この種の半導体装置は、通常外部端子がパッケージの外周に沿って一列に配置されるため、リードのピン数に比例してパッケージサイズが大きくなってしまうという欠点がある。これを解消するために、例えば、特許文献１及び図５に記載されているように、半導体チップ５０を搭載する矩形のパッド５１の周囲に、底面は外部接続端子となるリード端子５２を２列以上に千鳥状に配置することにより、パッケージサイズを大きくすることなくピン数を増加させる方法も行われている。なお、図５において、５３はサポートバーを、５４は補強用端子を示す。

特開２０００−３０７０４９号公報

しかしながら、この種の半導体装置では、外部接続端子を支持するリード５５や、パッド５１を支持するサポートバー５３が必要であるため、パッケージの隅部近傍にはリード端子５２を配列することができないなど、端子配置に制約があると共に、多列になるほど端子間の配線がしづらくなるという問題がある。またリード５５の幅も細くせざるを得ないため、リード５５の強度が低下してリード５５の変形等が発生し、各リード５５の位置精度が悪くなるといった問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、サポートバーを除去して、その部分に広い空間を確保して例えば接続端子等を配置できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る半導体装置の製造方法は、金属基板の裏面にリードフレーム形状のマスクを行った後、ハーフエッチングを行いリードフレーム形状の下ハーフパターニングを行う第１工程と、
前記金属基板の裏面に耐エッチングシートを貼着する第２工程と、
前記金属基板の表面側をエッチングし前記リードフレーム形状の上ハーフパターニングを行う第３工程と、
前記金属基板の表面側に半導体チップを搭載し、前記第３工程で形成されたリードフレームのリードと電気的に接合する第４工程と、
前記半導体チップ及び該半導体チップと前記リードとの電気的接合部を含む前記金属基板の表側の一部又は全部を樹脂封止する第５工程とを有する。
ここで、第１工程の下ハーフパターニングと第３工程の上ハーフパターニングにおいて、リードフレームの形状は必ずしも完全一致の必要はなく、半導体装置の仕様に応じて適宜決定される。また、耐エッチングシートはポリイミドテープ等のように絶縁シートを使用するのがよいが、導電性シート又はプレートであっても本発明は適用される。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記第１工程のマスクは通常の樹脂マスクであってもよいが、金属基板の裏面になした貴金属めっきからなるものを使用するのが好ましい。貴金属めっきを使用することによって、この部分をエッチングに対するレジスト膜として使用することができる他、外部接続端子として使用できる。なお、この貴金属めっきに併せて、金属基板の表面側のワイヤーボンディング部（即ち、リードの先端に形成される）にも貴金属めっきをするのが好ましい。

更に、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記第３工程で形成されたリードフレームの素子搭載部は周囲の枠フレームから独立し、前記耐エッチングシートのみで支持されているのが好ましい。これによって、この領域にも外部接続端子を設けることができ、より広く領域を使用できる。

請求項１〜４記載の半導体装置の製造方法においては、耐エッチングシートによって素子搭載部、リード及び端子が支持されているので、支持リードやサポートバーが不要であるため、パッケージの隅部近傍にも接続端子を配置でき、実装密度が向上する。
半導体装置が多ピン又は多列になった場合でも端子間の配線が容易であり、かつリードの位置精度も良好に保たれる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の断面図、図２は同半導体装置のリードフレームの表面図、図３（Ａ）〜（Ｆ）及び図４（Ｇ）〜（Ｋ）は同半導体装置の製造工程を示す説明図である。

図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る方法で製造される半導体装置１０は、中央のパッド（素子搭載部）１１、その周囲に配置されたリード１２及びリード１２の一部に形成された接続端子（リード端子）１３を備えたリードフレーム１４と、パッド１１の上に搭載される半導体チップ１５と、ボンディングワイヤ２３でワイヤーボンディングされた半導体チップ１５及びリードフレーム１４の裏面を除く部分を封止する封止樹脂１６とを有している。
各リード１２の先端（即ち、パッド１１に近い部分）には貴金属めっき（例えば、金めっき）されたワイヤーボンディング部１７を有し、各接続端子１３及びパッド１１の裏面側にも同じく貴金属めっき（又は半田めっき）１８がなされ、半導体装置１０の裏面から露出している。
この半導体装置１０は従来の半導体装置のように、中央のパッド５１の四隅を支持するサポートバー５３は設けられておらず、リードフレーム１４の四隅にも接続端子１３を備えている。

続いて、この半導体装置の製造方法について、図３、図４を参照しながら説明する。
図３（Ａ）に示すように、帯状あるいは短冊状の、銅系あるいは鉄系合金等の金属基板（例えば、板厚０．１〜０．２ｍｍ）２０を用意する。
図３（Ｂ）に示すように、金属基板２０の表面のワイヤーボンディング部（即ち、ボンディングエリア）１７となる領域に、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ等の貴金属めっきを部分的に施し、裏面の露出部となる部分には、リードフレーム形状のマスクとして、表面と同様な貴金属めっき１８を施す。なお貴金属めっきを使用した場合には、後のエッチングの際に、貴金属めっきをレジストとして使用することができるという利点がある。また、貴金属めっきをレジストとして使用する場合には、例えば金属基板２０の表面において、本実施の形態のようにワイヤーボンディング部１７のみに部分的に貴金属めっきをするのではなく、図２に示すようなパッド１１、リード１２、接続端子１３を含むリードパターンの全てを貴金属めっきによってパターニングしておけば、後の工程でレジスト等を使用する必要はないので、工程を削減でき、生産性が向上する。

図３（Ｃ）に示すように、金属基板２０の表面側に、感光性ドライフィルム等のレジスト２１を被覆する。図３（Ｄ）に示すように、金属基板２０の裏面側をハーフエッチングしてパターニング（即ち、下ハーフパターニング）を行う。なお、前述のように貴金属めっきを施している場合は、貴金属めっきをレジストとして使用できる。貴金属めっきを使用しない場合には、例えば感光性ドライフィルム等の絶縁性のレジストで被覆して、これを露光、現像することによりパターニングを行う。なおハーフエッチ量は、通常の絶縁性レジストを使用した場合、板厚の４０〜６０％、貴金属めっきをレジストとした場合、サイドエッチの進行を防止するため、板厚の２０〜３０％程度にすることが好ましい。

図３（Ｅ）に示すように、金属基板２０の裏面側に耐エッチングシートの一例である絶縁シート２２を貼着する。なお絶縁シート２２としては、カプトンやポリイミド等の材質からなる絶縁性テープ等であってもよい。なお、耐エッチングシートとしては耐エッチング処理を施した導体シートやプレート等も適宜使用できる。これらの絶縁シート２２を使用した場合、リードや端子等の位置精度を良好に保つためには、厚さ２０〜５０μｍ程度のものを使用するのが好ましい。

次に、図３（Ｆ）に示すように、金属基板２０の表面側のレジスト２１を露光及び現像して、リードフレームのパターニングを行う。なお、貴金属めっきを施している場合は、貴金属めっきをレジストとして使用してもよい。そして、図４（Ｇ）に示すように、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示す金属基板２０（以下、同じ）の表面側をエッチングして、所定のリードパターン（即ち、上ハーフパターニング）を形成する。ここで、この実施の形態においては、下ハーフパターニングの形状と上ハーフパターニングの形状は、リード１２の部分が異なり、接続端子１３に繋がる各リード１２は下ハーフエッチングのみ行われて、薄肉化されている。
また、ここで形成されたリードフレーム１４のパッド１１は、周囲の枠フレーム（図示しない）から独立し、絶縁シート２２のみで支持されている。

この後、図４（Ｈ）に示すように、金属基板２０の表面側のレジスト２１を剥離し、図４（Ｉ）に示すようにパッド１１に、Ａｇペースト等の接着剤を使用して半導体チップ１５を搭載し、チップ電極とリード１２のワイヤーボンディング部１７をボンディングワイヤ２３で電気的に接続する。なお、ボンディングワイヤ２３を使用せず、フリップチップ等の方法で接続しても良い。

そして、図４（Ｊ）に示すように、金属基板２０の表面側の半導体チップ１５及びボンディングワイヤ２３、即ち電気的接合部を含む領域を、接続端子となる貴金属めっき１８及びパッド１１の裏面が露出するようにエポキシ樹脂等の封止樹脂１６により封止する。なお、この場合、金属基板２０の裏面に貼着した絶縁シート２２は、樹脂封止時に、接続端子１３やパッド１１の裏面への樹脂漏れ防止シートとして機能する。

最後に、図４（Ｋ）に示すように、絶縁シート２２を剥離し、半導体装置１０が完成する。なお、一括モールド法（ＭＡＰ法）を使用した場合、各半導体装置単位にダイシングした後で絶縁シートを剥離する。この場合、本発明によれば、ダイシング部にはリードが存在せず、金属を切断しないので、金属バリ等の不良がなくなり、また樹脂のみの切断でよいため樹脂専用のブレードを使用でき、ブレードの寿命が大幅に伸びる。

前記実施の形態において、リード１２をなくし、接続端子１３のみとした構造でも良い。この場合、ボンディングワイヤ２３は接続端子１３に直接接続されることになる。

本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の断面図である。 同半導体装置のリードフレームの表面図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は同半導体装置の製造工程を示す説明図である。 （Ｇ）〜（Ｋ）は同半導体装置の製造工程を示す説明図である。 従来例に係る半導体装置の説明図である。

符号の説明

１０：半導体装置、１１：パッド、１２：リード、１３：接続端子、１４：リードフレーム、１５：半導体チップ、１６：封止樹脂、１７：ワイヤーボンディング部、１８：貴金属めっき、２０：金属基板、２１：レジスト、２２：絶縁シート、２３：ボンディングワイヤ

Claims (4)

1. 金属基板の裏面にリードフレーム形状のマスクを行った後、ハーフエッチングを行いリードフレーム形状の下ハーフパターニングを行う第１工程と、
   前記金属基板の裏面に耐エッチングシートを貼着する第２工程と、
   前記金属基板の表面側をエッチングし前記リードフレーム形状の上ハーフパターニングを行う第３工程と、
   前記金属基板の表面側に半導体チップを搭載し、前記第３工程で形成されたリードフレームのリードと電気的に接合する第４工程と、
   前記半導体チップ及び該半導体チップと前記リードとの電気的接合部を含む前記金属基板の表側の一部又は全部を樹脂封止する第５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。
2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第１工程のマスクは前記金属基板の裏面になした貴金属めっきからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項２記載の半導体装置の製造方法において、前記第１工程でなす貴金属めっきに際して、前記金属基板の表面側に形成するワイヤーボンディング部にも併せて前記貴金属めっきがなされることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、前記第３工程で形成されたリードフレームの素子搭載部は周囲の枠フレームから独立し、前記耐エッチングシートのみで支持されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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