JP2012084938A

JP2012084938A - 半導体装置製造用基板

Info

Publication number: JP2012084938A
Application number: JP2012022143A
Authority: JP
Inventors: Juntaro Mikami; 順太郎三上
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】半導体装置用の端子部などになるめっき層を金属板の両面に形成した半導体装置製造用基板を実現することによって、１枚の半導体装置製造用基板で従来よりも２倍の半導体装置の製造を可能にする。
【解決手段】金属板の表面に複数個の半導体装置用の端子部などをめっき層として形成しており、半導体装置の製造に際しては、複数の半導体素子を搭載してそれらを樹脂封止体で封止した後、前記めっき層を前記樹脂封止体に残して金属板だけが剥離されることになる半導体装置製造用基板であって、前記金属板１には、個々の半導体装置用の前記めっき層２，３が、両面に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂封止された半導体装置の底面側にめっき層で形成された端子部を有する半導体装置の製造に用いる半導体装置製造用基板に関する。

半導体装置の中には、半導体素子を樹脂封止し、その封止体（パッケージ）の底面に金属皮膜で端子部を形成するようにしたものがあるが、この種の半導体装置を製造するに際しては、最初に、金属板の片面に、いずれは個々の半導体装置用の端子部やパッド部などになるめっき層を複数個分形成した半導体装置製造用基板を製作しておき、そこに複数の半導体素子を搭載して上記の端子部にボンディングワイヤで接続した後、成形加工によって複数の半導体素子を樹脂封止し、その後、金属板だけを取り除いた樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置を得るようにする方法が知られている。

また、そのような半導体装置製造用基板の金属板には、従来から銅合金の金属板を採用することが知られているが、その場合には、樹脂封止体から金属板を取り除くときに、金属板をエッチングによって溶解させてしまうようにしていた。また、下記の特許文献１には、半導体装置製造用基板の金属板として、ステンレス鋼の金属板を採用することが記載されている。そして、この場合には、金属板を取り除くとき、密着している樹脂封止体から金属板を剥離することになる。

特開２００６−１９６９２２

半導体装置製造用基板のベースとなる金属板に銅合金を採用した場合には、金属板を除去するとき、上記のようにエッチング加工で溶解させていた。しかしながら、そのようなエッチング工程は、時間がかかるばかりでなく設備を必要とするため、コスト高になって生産上好ましくないという問題点がある。それに対して、金属板にステンレス鋼を採用した場合には、剥離するだけなので時間が短くて済む代わりに、樹脂封止体が金属板に密着しているので剥離作業が面倒になるなどの問題点がある。そして、ステンレス鋼に限らず、金属板と樹脂封止体とを剥離する場合には、剥離工程で金属板に反りが生じてしまい、再利用が難しく、生産性に難があるという問題点もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数個の半導体装置用の端子部になるめっき層を夫々金属板の両面に形成することによって、１枚の金属板で従来よりも２倍の半導体装置の製造を可能にした、生産性の向上に資する半導体装置製造用基板を提供することである。さらに本発明の半導体装置製造用基板を用いることにより、基板上に複数の半導体素子を樹脂封止した後、複数の半導体素子を封止した樹脂封止体と、半導体装置製造用基板の金属板とを、簡単に剥離できるようにした半導体装置の製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置製造用基板は、金属板の表面に複数個の半導体装置用の端子部などをめっき層として形成しており、半導体装置の製造に際しては、複数の半導体素子を搭載してそれらを樹脂封止体で封止した後、前記めっき層を前記樹脂封止体に残して金属板だけが剥離されることになる半導体装置製造用基板であって、前記金属板には、個々の半導体装置用の前記めっき層が、両面に形成されているようにする。

その場合、前記金属板は、両面の各々に、個々の半導体装置用の前記めっき層を、複数の領域に分けて各々マトリックス状に形成しているようにしてもよい。また、前記めっき層は、１０〜１００μｍの厚さに形成されていることが好ましい。また、前記めっき層は、金めっき層を含む多層のめっき層であることが好ましい。そして、前記金属板は、ステンレス鋼であることが有利である。

本発明の半導体装置製造用基板によれば、半導体装置用の端子部などになるめっき層を金属板の両面に形成した半導体装置製造用基板を実現することによって、１枚の半導体装置製造用基板で従来よりも２倍の半導体装置の製造が可能になる。また、本発明の半導体装置製造用基板を用いることにより、基板上に複数の半導体素子を樹脂封止する過程において、半導体装置製造用基板の金属板と樹脂封止体との間に空間部が形成されるようにし、複数の半導体素子を樹脂封止している樹脂封止体と、半導体装置製造用基板の金属板とを剥離するとき、その空間部に指や適宜な道具などを挿入することにより、両者を簡単に剥離することが可能となる。

本発明の半導体装置製造用基板の一例としては、厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度のステンレス鋼の金属板を用意し、その両表面に、複数個分の半導体装置用の端子部やパッド部をめっき層で形成する予定のエリアを残し、レジストでマスクを形成する。そして、マスクが形成された金属板に前処理を行ってめっき層を形成し、その後、マスクとしたレジストを除去し、後処理を行うことによって、金属板の両面に端子部やパッド部をめっき層として形成した半導体装置製造用基板が得られる。尚、このようなめっき層は、金属板の両面に形成した方が生産性が飛躍的に向上する。

次に、このようにして製作された半導体装置製造用基板のパッド部に複数の半導体素子を搭載し、端子部との間にワイヤボンディング等を行う組み付け工程を行ってから、樹脂封止を行う。このとき樹脂封止体の周辺部の一部には、金属板との間に空間部が形成されるようにするが、その空間部は樹脂封止用の金型形状によって形成される。また、半導体装置製造用基板が、めっき層を両面に形成したものである場合には、上記のような組み付け工程は両面にわたって行われ、樹脂封止体は両面側に同時に成形される。そのようにして樹脂封止体が成形された後は、その空間部に治具を挿入して引っ掛け、樹脂封止体を金属板から引き剥がすことによって、めっき層（端子部，パッド部）を一体化し複数の半導体素子を封止した樹脂封止体を得る。そして、その樹脂封止体をダイシングソーで切断することによって、個々の半導体装置が得られる。

そこで、以下においては、金属板の両面にめっき層を形成した半導体装置製造用基板の製造方法と、その半導体装置製造用基板を用いた半導体装置の製造方法についての実施例を、図面を用いて具体的に説明する。尚、図１は、実施例における半導体装置製造用基板を示した平面図であり、図２は、半導体装置製造用基板の両面に樹脂封止体が成形された状態を示す部分断面図であり、図３は、樹脂封止体と金属板が剥離されるときの状態を示した部分断面図である。

先ず、本実施例の金属板１の原材料としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）であって、板厚が０．２ｍｍであり、幅が１００ｍｍの長尺の板材が用いられた。そして、このようなステンレス鋼の表面の脱脂及び酸洗浄を行った後、両面に、厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストをラミネートロールで貼り付けた。次に、あとでめっき層を形成するエリア部分を黒くし、それ以外を透明にしたガラスマスクをドライフィルムレジストの上から被せ、さらにその上から紫外光を照射して露光を行い、ステンレス鋼両面のドライフィルムレジストにマスクパターンを作製した。次に、炭酸ナトリウム溶液を用いて現像処理を行い、紫外光の照射が遮られて感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かすことによって、めっき層形成用の材料を得た。

次に、めっき層を形成するための前処理として、アルカリ浸漬したあと３ｍｏｌ／Ｌの塩酸で電解処理しステンレス鋼の両面を十分に活性化させた。その後、すぐ金めっきを１μｍ施し、その上にニッケルめっきを１０μｍ施し、さらにその上に金めっきを３μｍ施した。そして、最後に水酸化ナトリウム溶液でドライフィルムレジストを剥離し、水洗と乾燥を行った後、長尺材料の長さを約２００ｍｍになるように切断することによって、図１に示されているような、両面に全く同じパターンのめっき層を有する半導体装置用基板を得た。

図１は、半導体装置用基板の一方の面を示したものであって、本実施例の場合には、中央に３ｍｍ角のパッド部２となるめっき層の周囲に０．３ｍｍ角の端子部３となるめっき層を２８個（小さくて個々に図示できないため、７個分ずつを実線で示してある）配置したものが、金属板１の長さ方向の二つの領域に分けられて、幅方向の中央５０ｍｍ内に、４０セット分ずつマトリックス状に形成されている。尚、本実施例のめっき層は、上記のように形成されるが、金属板１の表面側から順に、金，ニッケル，銀のめっき層に形成してもよいし、金，パラジウム，ニッケルパラジウム，金のめっき層に形成しても構わない。そして、いずれにしても、めっき層の厚さは、１０〜１００μｍにすることが好ましい。

次に、このようにして製作された半導体装置用基板の各パッド部２に、半導体素子４を搭載し、端子部３との間をボンディングワイヤ５で接続したが、このような複数の半導体素子４の組み付け工程は片面ずつ行った。その後、一つの金型によって、金属板１の表裏に、平面形状が長方形をしている樹脂封止体６を同時に成形加工した。図２は、その成形加工後の一部を断面で示したものであるが、本実施例の場合には、図１に示しためっき層の形成状態からも分かるように、半導体素子４の８０個分のめっき層を４０個ずつ二つの領域に分けて形成しているので、このような樹脂封止体６を、表裏で四つ形成した。そして、各々の樹脂封止体６には、図２に示されているように、その周辺部の一部にフランジ部６ａを形成し、そのフランジ部６ａと金属板１との間に空間部が形成されるようにした。

尚、本実施例の場合には、片面ごとに、８０個分のめっき層を二つの領域に分けて形成しているが、二つの領域の間にめっき層を形成するようにしても差し支えなく、そのようにした場合には、樹脂封止体６は片面あたり一つとなる。そして、その場合には、金型によって、フランジ部６ａを、樹脂封止体６の全周にわたって形成することも考えられる。また、本実施例のように、複数のめっき層を二つの領域に分けて形成するのではなく、金属板１の長さや、半導体素子４の大きさ・数量などに応じて、三つ以上の領域に形成することも考えられる。

このようにして、図２に示された状態が得られた後、金属板１とフランジ部６ａとの間の空間部に治具を挿入してフランジ部６ａに引っ掛け、樹脂封止体６を金属板１から引き剥がした。それによって、各めっき層も、半導体素子４を封止した樹脂封止体６と共に金属板１から剥離されたが、本実施例は、金属板１にステンレス鋼を用いているため、めっき層との密着性が弱く、容易に剥離することができた。図３は、そのようにして、金属板１の両面で二つの樹脂封止体６が同時に引き剥がされるときを示したものである。その後、引き剥がされた樹脂封止体６をダイシングソーで切断することによって、個々の半導体装置を得た。そして、端子部のめっき面のはんだ濡れ性を溶融はんだで確認したところ、金めっき面の全域にわたってきれいにはんだ付けができた。

尚、実施例は、１枚の半導体装置製造用基板の両面に半導体素子４を組み付ける場合で説明したが、半導体装置の製造に際してはこのような方法に限定されず、片面だけに半導体素子４を組み付けるようにしても構わない。しかしながら、金属板１は、一度使用すると、上記の剥離工程において反りが生じてしまい、再利用ができなくなるので、実施例のように両面に半導体素子４を組み付けるようにした方が、はるかに生産性が向上する。

実施例における半導体装置製造用基板を示した平面図である。半導体装置製造用基板の両面に樹脂封止体が成形された状態を示す部分断面図である。樹脂封止体と金属板が剥離されるときの状態を示す部分断面図である。

１金属板
２パッド部
３端子部
４半導体素子
５ボンディングワイヤ
６樹脂封止体
６ａフランジ部

Claims

金属板の表面に複数個の半導体装置用の端子部などをめっき層として形成しており、半導体装置の製造に際しては、複数の半導体素子を搭載してそれらを樹脂封止体で封止した後、前記めっき層を前記樹脂封止体に残して金属板だけが剥離されることになる半導体装置製造用基板であって、前記金属板には、個々の半導体装置用の前記めっき層が、両面に形成されていることを特徴とする半導体装置製造用基板。
前記金属板は、両面の各々に、個々の半導体装置用の前記めっき層を、複数の領域に分けて各々マトリックス状に形成していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用基板。
前記めっき層は、１０〜１００μｍの厚さに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置製造用基板。
前記めっき層は、金めっき層を含む多層のめっき層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置製造用基板。
前記金属板は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置製造用基板。