JPH0453237A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体チップ及び回路部品が−・体的に樹脂封
止されて提供される半導体装置の製造方法に関する。

（従来技術） 本出願人は先に、半導体チップと回路部品を一体に月１
１二して搭載する半導体装置の製造方法について提案し
た（特願平］−２３］１３４号）。

この半導体装置の製造方法は、金属ベースに金等の非エ
ツチング性金属を用いて配線パターンを形成し、金属ベ
ースに半導体チップを接合して配線パターンと半導体チ
ップとをワイヤボンディングした後、半導体チップを搭
載した金属ベースの片面側を樹脂側止し、さらに樹脂封
止部から露出している金属ベース部をエツチング除去し
て前記配線パターンを残す方法、および、金属ベース−
１二にワイヤボンディング部のみをあらかじめ形成して
半導体チップを搭載し、ワイヤボンディングした後、半
導体チップを搭載した金属ベースの片面側を樹脂封止し
、金属ベースを露出面側から所定パターンでエツチング
することによって金属べ一スで配線パターンを形成する
方法である。

（発明が解決しようとする課題） 一Ｉ．記の金属ベースを半導体チップの搭載ベースとし
て用いる方法は、金属ベースをエツチングすることによ
って製品とするから、通常の金属エツチングの方法が使
えるという利点がある。

しかしながら、１二記従来方法においては、以下のよう
な問題点があった。

■　金属ベースを最終的にエツチングにより完全に除去
して金等の非エツチング性金属による配線パターンのみ
を残す方法の場合では、残った配線パターンがある程度
の強度を有する必要があるから、配線パターンの膜厚と
して一部以−］ユの厚さが必要である。非エツチング性
金属としては金等の高価な金属を使用するからこのため
にコストがかかる。

■　金属ベースをエツチングして金属ベース自体を導体
として配線パターンをつくる方法の場合では、ワイヤボ
ンディング部と配線パターンのパターン形成を別々に行
わなければならないことからパターンの位置出しが困難
である。

そこで、本発明は」二記問題点を解消すべくなさＪした
ものであり、その目的とするところは、半導体チップと
回路部品等を容易に一体的に搭載することができ、かつ
製造工数を減らして製造コス１へを下げることができる
とともに、配線パターンを高精度で形成できる゛１′．
導体装置の製造方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は」１記１」的を達成するため次の構成をそなえ
る。

すなわち、金属ベースの両面に形成すべき配線パターン
にしたがって、表面層が非エツチング性金属からなるめ
っき層を設け、前記金属ベースに半導体チップ等の所要
の回路部品を搭載し、金属ベースの前記回路部品を搭載
する片側面を樹脂モールドし、前記めっき層をエツチン
グの際の保護膜として金属ベースをエツチングすること
により封止樹脂」二に配線パターンを形成することを特
徴とする。

また、前記配線パターンの−１−層にさらに電気的な絶
縁層を介して１もしくは２以上の導体層を設けることを
特徴とする。

また、前記金属ベースの両面に形成すべき配線パターン
にしたがって、表面層が非エツチング性金属からなるめ
っき層を設け、前記金属ベースに半導体チップ等の所要
の回路部品を搭載し、金属ベースの前記回路部品を搭載
する片側面を、外部接続用のピンを挿通する挿通孔を設
けて樹脂モールドし、封止樹脂の前記金属ベースが接合
した面とは逆側の面に導体薄膜を形成し、前記めっき層
をエツチングの際の保護膜として金属ベースをエツチン
グすると共に前記導体薄膜を所定パターンに従ってエツ
チングし、前記挿通孔にピンを嵌入して金属ベースと導
体薄膜とを接続することを特徴とする。

また、前記外部接続端子として、配線パターンの端部を
封止樹脂の側方に延出させること、配線パターンに接続
してピンを立設すること、配線パターンに接続してバン
プを形成する方法が有用である。

また、半導体チップと金属ベースとの接続方法としては
ワイヤボンデインクによって接続する方法あるいはフリ
ップチップ法によって接続する方法が利用できる。

さらに、前記金属ベースとして電解銅箔を用い、該電解
銅箔の粗面側を前記回路部品の搭載面とすることが有用
である。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

本発明に係る製造方法は種々タイプの半導体装置の製造
に適用することができる。以下、いくつかのタイプにつ
いて製造方法を説明する。

くフラン１ヘパツケージタイプ〉 第１図にフラットパッケージタイプの半導体装置につい
て適用した例を示ず。

本発明の製造方法は金属ベースにあらかじめ非エツチン
グ性の金Ｊにを用いて所要の配線パターンを形成した後
、半導体チップを搭載して樹脂Ｊ％１市することを特徴
としている。

第１図（ａ）は製造で用いる金属ベース１０を示す。

金属ベース１０はエツチングによって容易に溶解除去で
きるものであればよく材質はとくに限定されない。実施
例においては金属ベース１０として電解銅箔を用いてい
る。電解銅箔は銅が成長する而が凹凸形状を有する粗面
に形成されるもので、この粗面を封止樹脂に接合する側
にして使用する。

封止樹脂との密着性を高めるためである。

金属ベース１０に対しては、まず、非エツチング性金属
を用いて所定の配線パターンを形成する。

ここで、配線パターンとは半導体チップを金属ベース１
０に接合するためのダイ付は部、半導体チップを金属ベ
ースに接続するだめのワイヤボンディング部、リードフ
レームあるいは実装基板に半導体装置を接続するだめの
回路パターン部等の導体層部をいうものとする。

また、非エツチング性金属とは金属ベース１０を溶解除
去する際に用いるエツチング液によっては侵されない金
属であればよい。実施例では非エツチング性金属として
金を用いている。なお、めっき層］４は複数層に積層し
たものでもよく、この場合、めっき層の表面層が非エツ
チング性金属によるものであればよい。

第１−図＜ｂ＞は金属ベース１０−にに配線パターンに
したがってレジスＩ−パターン１２を形成した状態であ
る。配線パターンは」二記のように金属ベースｉ−０上
に所定パターンで形成するから、レジストパターン】−
２は配線パターンを形成する部分を除いて金属ベース１
０の表面を被覆する。レジストパターン１２を金属ベー
ス１０の表裏面に形成した状態で上記非エツチング性金
属をめっきすることにより金属ベースＪＯ上に配線パタ
ーンが形成できる。

実施例では金属ベース１０を用いているため、レジス１
−パターン】−２を形成した後、金属ベース１０をエツ
チングし、金属ベース］−〇の１■面を平滑面にしてか
らエツチングを行っている。非エツチング性金属として
は金を用いている。

第１図（ｃ）は上記のようにして金属ベース］−０ｆに
金めつき層１４を形成した状態を示す。

続いて、金属ベース１−０に半導体チップ１６を搭載す
る。そのため、レジス］〜パターン１−２を剥離除去し
、ダイ付は部］−８に半導体チップ１６を接合し、ワイ
ヤボンディング部２０と半導体チップ１−６とをワイヤ
ボンディングする。ワイヤボンディング部２０は金属ベ
ース１０の粗面を平滑化し、金めつきを施しであるから
ボンディング性が良好である。

次に、半導体チップ１６を樹脂封止する。第１図（ｄ）
は樹脂封止後の状態である。樹脂封止する場合は、図の
ように金属ベース１０の半導体チップ１Ｇが搭載されて
いる片側面のみ封止する。２２が封止樹脂である。

樹脂封止した後、↓ζｆ１に樹脂２２から露出している
金属ベース１０をエツチングする。このとき、金属ベー
スＪＯの外面に露出する金めつき層１４がエツチングパ
ターンとして作用するから金めつき層１４、ずなわち配
線パターンにしたがって金属ベース１０がエツチングさ
れて所定の配線パターンを有する半導体装置が得られる
。

第１図（０）はこうして１％られた半導体装置を示す。

この実施例の半導体装置は封ＩＩ−樹脂２２の外方に接
続リード２４を延出さぜるようにしたもので、たとえば
、図のようにリードフレ−ムのインナーリード２６に接
続リード２４を接続して用いることができる。

第１図（ｆ）は基板に実装するタイプとして形成したも
ので、ガルウィング状に形成したリード２５を接続する
と共に、配線パターンを保護するためのレジストコ−１
〜２７を設けた例である。

第２図は外部接続端子としてバンプを形成した例である
。

金属ベース１０にレジス１ヘパターン１２を設け、エツ
チングした後、金めつきを施して所定パターンで金めつ
き層１４を形成しく第２図（ａ））、半導体チップ１６
をワイヤボンディングによって接続して樹脂封止する（
第２図（ｂ））。

次に、金属ベース１−０をエツチングして所定の配線パ
ターンを形成する。

バンプを形成する場合は、配線バク・−ンの露出面を保
護コーティングし、保護コーティング２８のバンプ形成
個所をエツチングして配線パターンに通じるホールを形
成し、はんだめっきあるいはばんだりフローによって形
成する方法、あるいは、スクリーン印刷法によりバンプ
形成個所にホールを形成し保護コーティング２８を施し
てバンプ３０を形成する方法などがある。

第３図は第２図と同様に外部接続端子どしてバンプを形
成したタイプのものであるが、配線パターンにより半導
体チップ１６の搭載部の裏面側にもバンプ３０を配置す
ることができ、半導体装置の平面スペースをバンプ形成
部として有効利用でき、半導体装置の全体サイズを小形
化できるという利点がある。

なお、上記各実施例の半導体装置はいずれも半導体チッ
プと金属ベースとの間をワイヤボンディングによって接
続しているが、フリップチップ法によって接続する場合
も同様である。

第４図はフリップチップ法によって半導体チップＩ６を
接続した実施例である。金属ベース１０に金めつき層１
４を形成しく第４図（ａ））　、半導体チップｉ　６を
接続した後、樹脂封止し、金属ベース］−〇をエツチン
グすることによって得られる（第４図（ｂ））。第４図
はリードフレー１１に接続り−ド２４で接続した状態で
ある。

第５図はフリップチップ法で半導体チップ１６を搭載し
、バンプ３０を形成した半導体装置の例である。

半導体装置を実装する方法には−に北側のように接続用
のリードを用いたり、接続用のバンプを形成したりする
他、外部接続用の露出端子を設ける方法等種々の方法が
あるが、これら実装方法にあわせて適宜タイプのものを
製造することができる。

」二記各実施例で示した半導体装置はその製造方法から
以下のような特徴を有する。

すなわち、金属ベース１０の片面側で樹脂封止すること
により、保護コーティング２８部分を含めても従来の樹
脂封止型の半導体装置とくらべて薄厚に形成できコンバ
ク１〜化できる。

金めつき層１４はエツチングパターンとして使用し導体
層の主要部は金属ベース１０となるから金めつき層１４
の膜Ｗ、をさほど厚くする必要がなく、コス１へ面から
みて右利である。

金属ベース１０に金めつき層１４を設ける際、金属ベー
ス１０の表裏面を同時にパターン形成できるから１表裏
面を別工程でパターン形成する場合とくらべてパターン
のずれをなくして正確なパターン形成が行える。

封止樹脂２２から接続リード２４を延出するタイプの半
導体装置の場合は、金属ベース１０をエツチングする前
に接続リード２４部分を所定形状に曲げ成形し、その後
に金属ベース１０をエツチングするようにしてもよい。

この方法によれば接続リード２４の変形を防止すること
ができる。

＜１）Ｇへパッケージタイプ〉 第６図はＰＧΔパッケージタイプの製造方法を示す。Ｐ
Ｇ△パッケージタイプでは、金属ベース１０に金めつき
層１４を改番づ、半導体チップ］、６を搭載した後、樹
脂月止しく第６図（ａ））　、金属ベース１０をエツチ
ングして配線パターンを形成するとともにピン；３２を
はんだ付けする（第６図（ｂ））。

金めつき層１４にはピン；３２を接続するためのホール
をエツチング形成するパターンをあらかじめ形成する。

第７図は［）ＧΔパッケージタイプの他の実施例を示す
。この実施例はピン３２を封止樹脂２２側に透設して設
けたものである。この実施例の半導体装置は、半導体チ
ップ１６を樹脂」Ｊ止する際にピン３２をインザートモ
ールドによって封止樹脂２２と一体にモールドする方法
、樹脂封ＩＬの際にピン３２を挿入するための挿入孔を
成形し、後工程においてピン３２を挿入して接続させる
方法などが利用できる。

ピン３２を接続した後、金属ベース１０をエツチングす
ることによって所定の配線パターンを形成する。

く多層パッケージタイプ〉 −ＪＺ記各実施例の半導体装置は、配線パターン（導体
層）が１層のものであるが、導体層を多層にした多層パ
ッケージタイプの半導体装置製造にも利用することがで
きる。

第８図は多層パッケージタイプの半導体装置の一製造例
を示す。

第８図（ａ）は半導体チップ１−６をワイヤボンディン
グし、樹脂封止し、金属ベース１０をエツチングして配
線パターンを形成した状態である。ここまでの製法は上
記実施例と同様である。これによって第］−層の導体層
が形成される。

次いで、第１層の導体層」二に電気的絶縁性を有する材
料を用いて絶縁層３４を形成し、絶縁層３４をエツチン
グしてビア形成用のホールを設け、あるいはスクリーン
印刷法によりビア形成個所にホールを設け、導体材をホ
ールに充填してビア３６を形成する（第８図（ｂ））。

次に、絶縁層３４の上層に導体層３８を形成し、エツチ
ング等によって所定パターンを形成する。

導体層３８の形成方法としては公知の導体層の形成方法
、スパッタリング、蒸着、めっき等を用いることができ
る。

このように、多層の導体層を有する半導体装置を形成で
きるのは、第８図（ａ）に示すように、本発明方法によ
る場合には、半導体チップ１６の裏面側に外部に露出し
たかたちで任意のパターンの配線パターンを形成するこ
とができることによっている。したがって、−１−記方
法によれば、中間に絶縁層を介在させることによってさ
らに多層の導体層を設けることが容易に可能となる。

なお、外部接続用の端子を設ける場合には、バンプ形成
等の前述した方法を利用すればよい。

第９図は、２層の導体層を有する半導体装置の例である
。

この半導体装置を製造するにあたっては、まず、第９図
（ａ）に示すように金めつき層］４を形成する際に、ピ
ン３２を挿通ずる透孔を形成するための非めっき部３９
を設け、また、半導体チップ１６を樹脂封止する際にピ
ン３２を挿通するための挿通孔４０を設けてモールドす
る。

次いで、封止樹脂２２の下面に導体薄膜４２を形成し、
導体薄膜４２に所定のレジス］〜パターンを形成した後
、導体薄膜４２と金属ベース１０とをエツチングして所
定の配線パターンを有する導体層を封止樹脂２２の表裏
面に形成する。

次に、前記挿通孔４０にピン３２を嵌入して、封止樹脂
２２の表裏面の導体層間で電気的接続をとる。これによ
り、第９図（［））に示すように、２層の導体層を有す
る半導体装置が得られる。

第１０図は封止樹脂２２の表裏面にそれぞれ導体層を有
する半導体装置の他の実施例を示す。この実施例の半導
体装置は、半導体チップ］−６を搭載する側の金属ベー
ス１０に所定パターンで金めつき層１４を設は半導体チ
ップ１−６を搭載してワイヤボンディングすると共に、
所定パターンの金めつき層］４を設けた金属ベース１０
を別体で形成し、モールド金型に上記２枚の金属ベース
をインサー１−シて一体に樹脂封止（第ｉ−０図（ａ）
）　した後、表裏の導体層を金めつき層１４をエツチン
グパターンとしてエツチングすることによって製造でき
る。

なお、これらの導体層を２層設けたタイプの半導体装置
の場合も、第８図に示した例と同様にして、一方の面あ
るいは両面の導体層をさらに多層に形成することもｉｉ
Ｊ能である。

上記説明においては、半導体チップ１６はワイヤボンデ
ィングによって接続した例を示したが、前述した第４図
に示したと同様にフリップチップ法で搭載した場合もま
ったく同様である。

また、−ｈ記各実施例においては半導体チップ螢摺脂月
止した例を示したが、配線パターンは金属ベースをエツ
チングして形成するから任意の配線パターンを形成する
ことができ、したがって半導体チップと合わせて他の所
要の回路部品を一体に搭載することがきわめて容易に可
能である。他の回路部品を搭載することによって、多種
用途に応じた多様な電子部品を製造することができる。

以」二、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明
したが、本発明はこの実施例に限定さオシるものではな
く、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し
１：）るのはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、以下のよ
うな著効な奏する。

■　金属ベースに半導体チップを接合し、樹脂モールド
した後に金属ベースをエツチングして配線パターンを形
成するから、リード等の変形が防止できる。

■　刺止樹脂によって金属ベースを保持しているから、
薄い金属ベースを使用することができ、その結果、微細
パターンを高精度で形成することができる。

■　樹脂封止後にエツチングするからタイバーが不要と
なる。

■　金属ベースの表裏面に同時にパターン形成するから
、金属ベースの表裏面でのパターンずれをなくすことが
できる。

■　非エツチング性金属はエツチングパターンとして使
用しているから、さほど厚く形成する必要がなく、金等
の高価な金属を用いる際のコストダウンを図ることがで
きる。

■　半導体装置の平面スペース全体をバンプ等の外部接
続用のスペースとして有効利用することが可能である。

■　種々のタイプの半導体装置の製造に適用でき、複数
層の導体層を有する多層の半導体装置にも適用できる。

■　半導体チップの他に他の回路部品を同時に搭載でき
、多様な電子装置をｊｌＯ造することが可能である。

■　金属ベースとして電解銅箔を用いた場合は、封止樹
脂と配線パターンとの密着性が向上し、剥離等を防止し
て装置の信頼性を向」こさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明に係る製造方法によるフラット
パッケージタイプの半導体装置、第６図および第７図は
ＰＧΔパッケージタイプの半導体装置、第８図および第
９図、第１０図は多層パッケージタイプの半導体装置の
製造例を示す説明図である。 １０・・・金属ベース、　　１２・・・レジス１〜パタ
ーン、　　１４・・・金めつき層、　　１６・・・半導
体チップ、　　２０・・・ワイヤボンディング部、　　
２２・・・封止樹脂、　　２８・・・保護コーティング
、　　２９・・・接着剤、　　３０・・・バンプ、　　
３３１−・・・絶縁フィルム、　　；３４・・・絶縁層
、　　３６・・・ビア、　　３８・・・導体層、　／Ｉ
−０・・・挿通孔、　４２・・・導体薄膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属ベースの両面に形成すべき配線パターンにした
   がって、表面層が非エッチング性金属からなるめっき層
   を設け、前記金属ベースに半導体チップ等の所要の回路
   部品を搭載し、金属ベースの前記回路部品を搭載する片
   側面を樹脂モールドし、前記めっき層をエッチングの際
   の保護膜として金属ベースをエッチングすることにより
   封止樹脂上に配線パターンを形成することを特徴とする
   半導体装置の製造方法。 ２、前記配線パターンの上層にさらに電気的な絶縁層を
   介して１もしくは２以上の導体層を設けることを特徴と
   する請求項１記載の半導体装置の製造方法。 ３、金属ベースの両面に形成すべき配線パターンにした
   がって、表面層が非エッチング性金属からなるめっき層
   を設け、前記金属ベースに半導体チップ等の所要の回路
   部品を搭載し、金属ベースの前記回路部品を搭載する片
   側面を、外部接続用のピンを挿通する挿通孔を設けて樹
   脂モールドし、封止樹脂の前記金属ベースが接合した面
   とは逆側の面に導体薄膜を形成し、前記めっき層をエッ
   チングの際の保護膜として金属ベースをエッチングする
   と共に前記導体薄膜を所定パターンに従ってエッチング
   し、前記挿通孔にピンを嵌入して金属ベースと導体薄膜
   とを接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ４、外部接続端子として、配線パターンの端部を封止樹
   脂の側方に延出させることを特徴とする請求項１または
   ２記載の半導体装置の製造方法。 ５、外部接続端子として配線パターンに接続してピンを
   立設することを特徴とする請求項１または２記載の半導
   体装置の製造方法。 ６、外部接続端子として配線パターンに接続してバンプ
   を形成することを特徴とする請求項１または２記載の半
   導体装置の製造方法。 ７、半導体チップと金属ベースとをワイヤボンディング
   によって接続することを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５または６記載の半導体装置の製造方法。 ８、半導体チップと金属ベースとをフリップチップ法に
   よって接続することを特徴とする請求項１、２、３、４
   、５または６記載の半導体装置の製造方法。 ９、金属ベースとして電解銅箔を用い、該電解銅箔の粗
   面側を前記回路部品の搭載面とすることを特徴とする請
   求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の半導体
   装置の製造方法。