JPH041501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法にかかり、とく
に絶縁基体上に導電性のパターンを設けた基板に
半導体素子を搭載し組立てる方法に関する。

従来、半導体装置用パツケージには、あらかじ
め外部回路との電気的結合を計るため外部リード
をあらかじめ設けておくことが便宜とされてい
た。それら、外部リードの諸寸法はテユアルイン
ライン形式（以下、DIP形式と称す。）で代表さ
れる様に2.54mmのピツチで、例えば15.24mm（600
ミル）の例をなす様規格化され、互換性、汎用性
を確保している。

しかし、近年電子機器の小型化、軽量化、薄形
化の要求が高まり、その機器に使用される回路部
品、例えば抵抗、コンデンサー、トランジスター
等の部品においては、外部リードを有さぬ小型の
リードレスタイプのチツプ部品が多用されるよう
になつてきている。半導体集積回路部品において
も同様であり、小型のリードレスタイプのいわゆ
るチツプキヤリアーが使われる様になつてきてい
る。これは、プリント基板への実装形態を同じに
することによりそれらのリードレスタイプのチツ
プ部品を溶融半田を用いて簡単に実装できるから
である。したがつて、実装工数の低減に大きく貢
献することができ、特に外部リードを要しない。
薄形化を要求される。時計、卓上電子計算器等の
分野では、大規模に採用されている。

これらの分野では、半導体装置用パツケージと
して、絶縁基体そのものがその構成部品として用
いられ、いわゆるチツプオンボードと称される半
導体装置を構成する。チツプオンボード形式で
は、その用途が明確かつ限定されており、リード
レスタイプでも十分使用に耐えるものであるが、
これをそのまま一般の半導体装置用の形式とは採
用し難い。なぜなら、小型化、薄形化の為に汎用
性、互換性を犠牲にしたからである。前記DIP形
式の如く、規格化された外部リードを有する半導
体装置の有用性はその需要量から無視できないの
である。

本発明は前記リードレスタイプの半導体装置の
利点を活かしつつ、かつ、それが汎用性、互換性
をも持たしめる半導体装置の製造方法を提供する
ものである。

本発明は、導体パターンを有する絶縁基体上に
半導体素子を搭載し組立てる半導体装置の製造方
法において、矩形形状で、一主面に導電パターン
を有し、中央部に前記一主面から他の主面に向う
凹部が形成され、前記凹部の外側に前記両主面を
貫通する貫通孔が形成された絶縁基体と、前記絶
縁基体の相対向する両側縁の一部に接続される接
触部と、前記接触部を介して前記絶縁基体を複数
個同一平面上で同じ向きに所定間隔をもつて一列
に連結する一対のフレームとが合成樹脂積層板に
より一体的に形成されたフレーム付き基板を設
け、前記フレーム付き基板の前記凹部に半導体素
子をマウントし半導体素子と前記導電パターンと
を電気的に接続する工程と、次に、前記フレーム
付き基板の前記貫通孔を除いた前記半導体素子及
び前記半導体素子と導電パターンとの接続部を樹
脂封止する工程と、しかる後に、前記フレーム付
き基板の前記貫通孔に外部リードを挿入し、ろう
材を介して前記導電パターンと電気的に接続する
工程とを含むことを特徴とする。この様にするこ
とにより、リードレスタイプの半導体装置組立の
容易性を維持し、かつ汎用性を確保し得る。以
下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

第１図乃至第２図は本発明の実施例に係る製造
方法によつて製造された半導体装置を示す断面図
である。

ガラス繊維を含有するエポキシ樹脂基板等を絶
縁基体とする場合の製造方法について説明する。

絶縁基体１には、紙フエノール、ガラスエポキ
シ、ガラスポリイミド、ガラストリアジン等の合
成樹脂積層板を用いる。かかる基体の表裏面に
Cu箔を接着し、所要の孔加工、活性化処理Cuメ
ツキの工程を順次経て、必要に応じてスルーホー
ルメツキを施した後、フオト・エツチングなどの
公知の手段によつて不要部分のCu箔部分を除去
する。また、必要部分にはその後Auメツキを施
してもよい。この様にして導電パターン２が形成
される。これらは通常１個１個の個片にすること
なく、多連としておくことが、後の組立工程にお
ける取扱上有利であり、量産性を向上させる。次
に半導体素子３を熱硬化性の導電性ペースト、例
えば銀ペーストをスクリーン印刷法や、デイスペ
ンサーによつて塗布した層４の上に搭載する。し
かる後に基体を加熱すればペーストは硬化し半導
体素子が固着されることになる。導電性ペースト
のほか、絶縁基体側表面が金属化されていれば
Sn―Pb系、Au―Si，Au―Sn等の低融点ロー材
を用いることもできる。この点は、従来の半導体
装置のマウント法と同様である。

次に、半導体素子３と絶縁基体上の導電パター
ン２とを電気的に接続する。本実施例ではワイヤ
ーボンデイング法を例示した。ワイヤーとしては
Au，Alの種類を問わない。

次に、樹脂枠５を接着し、その内側キヤビテイ
部に、熱硬化性樹脂６を充填せしめる。この樹脂
枠はなくてもよく、熱硬化性樹脂が必要以上に流
れ出るのを防止できれば足りる。熱硬化性樹脂と
してはシリコン系、エポキシ系のものが耐湿性、
耐熱性の点ですぐれている。樹脂材料が熱硬化す
れば半導体装置として一定の形態を有しており、
このままでも製品とし得る。以上の工程は、第５
図に示すフレーム１３を介して連結させておき、
連として処理することができ、これは従来の樹脂
封止型半導体装置の製造法に類似し、同様の組立
法を適用し得るので、組立工数はかなり低くする
ことができ、かつ大量生産に適している。

連として処理してあれば、これを個々の部品と
して個片とする工程を付加するのみでリードレス
タイプの半導体装置の製品とすることができる。
次に、絶縁基体上に設けた外部接続端子部分に外
部リードとして、コバールやFe―Ni合金にAuメ
ツキ、Snメツキを施したもの８を低融点ロー材
７で接着する。第１図乃至第２図の実施例におい
ては、絶縁基体に貫通孔を設けて、外部リード８
を挿入した場合を例示している。貫通孔を設け
ず、導電性のパターン上に低融点ロー材を介して
接続してよいことは勿論である。

この外部リードの取付工程は、個片ごとに処理
してもよいが、連として処理する方が便宜であ
る。半導体装置としての電気的特性検査において
も連として処理することが可能で、より量産性を
高らしめるからである。この様に本発明に係る半
導体装置の製造方法においてはフレーム１３によ
つて連を構成した部材を取扱う場合、最も効果の
あるものである。

即ち、あらかじめ外部リードを絶縁基体に取付
けておけば、連としての処理が複雑になりすぎ大
量生産時の工数低減が図れないのである。この
点、42合金等の金属導体を基体とする樹脂封止型
半導体装置が樹脂封止後、外部リードとなるべき
金属導体を残して、折曲げるなどの加工を施すこ
とができるのと大きく相違する。これは基体が絶
縁材料から構成されており、導電体が外力に耐え
られる程の機械的強度を有していない為である。
またフレーム１３を有しているところから外部リ
ードの導出は絶縁基体の側面からではなく、実施
例において例示した如く、絶縁基体に対しほぼ直
角方向に導出することが有利である。外部リード
の自動挿入機が利用できるからである。

第５図において、フレーム１３の導電パターン
を有する電気絶縁基体１が複数個連結している。
すなわちフレーム状１３との接触部を除いて打ち
抜き又はルーター加工等により各電気絶縁基体の
個片が切断しやすくなるように囲りを取り除いて
ある。

次に絶縁基体１′としてセラミツクスを導電パ
ターン２′としてW.Mo―Mn等の高融点金属層を
用いた場合について説明する。これは参考例にお
ける第３図において図示するもので所定のメタラ
イズパターンをスクリーン印刷したグリーンシー
トを熱と圧力を利用して傾斜部を有する如く、キ
ヤビテイ９を設けて焼成する。メタライズパター
ンの所定の場所には必要に応じ、Niメツキ、Au
メツキを施す。この様にしてつくられた基板に、
通常の半導体装置と同様マウント、ボンデング
し、封止する。参考例においては、グレーズした
セラミツクリツド１０を用いている。これで気密
封止型の半導体装置が完成するが、これにも封止
後外部リードを取付ける工程を付加する。この様
な工程によればマウントボンデイング封止の各作
業工程における基板の取扱いが容易で量産性を確
保することができるのみならず、外部リードを一
定の規格に基づいて並べれば、いわゆる通常のプ
ラグインタイプの半導体装置となり、気密封止型
故、高信頼であるにもかかわらず、非常に安価な
製造コストとなる。市場競争力において優位な地
位を持つことができることになる。

第４図は本発明に係る別の実施例で、封止用の
樹脂６で半導体素子３及びワイヤーを保護した
後、外部リード８を取付けた後、さらに別の樹脂
１１をもつて全体を成形する工程により作られた
半導体装置を示す。この封止には、キヤステイン
グのみならずトランスフア成形も利用できる。こ
の様な構造にすれば半導体装置としての耐湿性を
向上させることができる。

樹脂層６は必ずしも必要ではなく、省略するこ
とが可能である。即ち、基板１に半導体装置３を
マウントボンテングした後に、外部リードを取付
けることでもよいのである。構造が簡単になるの
みならず通常の樹脂封止型半導体装置で使用され
るトランスフア成形によつてさらに量産性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る製造方法によつて製造
された、フエイスアツプタイプの半導体装置の断
面図である。外部リードはDIP形式でも格子状の
プラグインタイプであつてもよい。第２図は本発
明の実施例に係る製造方法によつて製造されたフ
エイスダウンタイプの半導体装置の断面図であ
る。外部リードの規格については第１図と同様で
ある。第３図は本発明に関連する技術に係る製造
方法によつて製造されたセラミツクスを絶縁基体
とする参考例の半導体装置の断面図である。第４
図は本発明に係る製造方法によつて製造されたト
ランスフア成形された半導体装置の断面図であ
る。第５図はフレームによつて連となつているこ
とを示す斜視図である。 ここに１，１′…絶縁基体、２，２′…導電パタ
ーン、３…半導体素子、４…マウント材、５…樹
脂枠、６…樹脂材料、７…外部リード接続用ロー
材、８…外部リード、９…キヤビテイ部、１０…
気密封止用リツド、１１…成形用樹脂材料、１２
…金属板、１３…フレームである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体パターンを有する絶縁基体上に半導体素
   子を搭載し組立てる半導体装置の製造方法におい
   て、矩形形状で、一主面に導体パターンを有し、
   中央部に前記一主面から他の主面に向う凹部が形
   成され、前記凹部の外側に前記両主面を貫通する
   貫通孔が形成された絶縁基体と、 前記絶縁基体の相対向する両側縁の一部に接続
   される接触部と、 前記接触部を介して前記絶縁基体を複数個同一
   平面上で同じ向きに所定間隔をもつて一列に連結
   する一対のフレームとが合成樹脂積層板により一
   体的に形成されたフレーム付き基板を設け、前記
   フレーム付き基板の前記凹部に半導体素子をマウ
   ントし半導体素子と前記導電パターンとを電気的
   に接続する工程と、次に、前記フレーム付き基板
   の前記貫通孔を除いた前記半導体素子及び前記半
   導体素子と導電パターンとの接続部を樹脂封止す
   る工程と、しかる後に、前記フレーム付き基板の
   前記貫通孔に外部リードを挿入し、ろう材を介し
   て前記導電パターンと電気的に接続する工程とを
   含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。