JPS60194545A - 半導体装置およびその製造方法 - 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】 本発明は、電極形成技術さらにはメタライズ電極に適用
して特に有効な技術に関するもので、たとえば、半導体
装置における電極形成に利用して有効な技術に関するも
のである。

〔背景技術〕

チップキャリア型パッケージからなる半導体装置のパッ
ケージ基板は、たとえば３枚の絶縁シートからなる積層
基板で形成することができる。

すなわち、パッケージ基板の底部を形成する第１層の表
面にペレット取付部であるメタライズ層を形成し、前記
ペレット取付部が底部中央部に位置するようなキャビテ
ィを形成するため四角形の穴を有１７、かつ該穴の周囲
のシート上面に内部リードであるメタライズ配線が形成
されている第２層を、前記第１層上に重ね、さらにその
土建、第２層の穴より大きな周囲からなる穴を有するキ
ャップ取付部である第３層を重ねた後、圧着して形成す
ることができるものである。

なお、前記の如く形成されたパッケージ基板には外部電
極であるメタライズ電極が、該基板側面に形成されてい
る溝に、第２層上面に形成されているメタライズ層と電
気的に接続するように、たとえば金で形成されているも
のである。

前記半導体装置のパッケージ基板は、通常１枚の積層基
板から多数個製造することが行なわれる。

すなわち、第１層上面に多数のベレット取付部を、たと
えばタングステンを印刷法等により行列状に形成した後
、丁度ペレット取付部に対応する行列状の穴を有し、該
穴の周囲の上面にメタライズ配線が形成されている第２
層を、丁度各中空部の中央にベレット取付部が位置する
ように第１層上に重ねて密着形成し、さらに第２層に形
成されている穴より一回り大きな穴が行列状に形成され
ている第３層を、第２層の穴の周囲上面のメタライズ配
線のほぼ一定長さが露出するように、該第２層上に重ね
て密着形成することにより、多数のキャビティが行列状
に形成された積層基板が形成される。

その後、当該積層基板に隣接するキャビティの中間位置
で、内部リード延長部である第３層下に埋設されている
第２層上の各メタライズ配線を切断するように、はぼ該
メタライズ巾の寸法と同径の円形スルーホールをメタラ
イズ配線に対応する数で形成する。その結果、前記スル
ーホールは積層基板に基盤の目を形成するように配列さ
れ、各キャビティは各基板の目の中央部で、四角形状に
配列されたスルーホールによって周囲を取り囲まれた状
態のものとなる。

次いで、各キャビティ中間に直線状に形成されている各
スルホールを、丁度２等分するように縦および横方向に
裁断することにより、周囲に断面が半円形状の溝が形成
されたパフケージ基板を、同時に多数個製造することが
できるものであり、さらに該溝には第２層上面のメタラ
イズ配線よりパッケージ裏面Ｋまで電気的導通をとるた
めに、外部電極であるメタライズ電極が形成される。そ
して完成されたチップキャリア型パッケージ基板となる
（特開昭５１−１２５８６５号公報、同５２−１４６０
４号公報）。

ところが、前記の積層基板を裁断する工程において、裁
断位置が僅かにずれた場合でも、メタライズ電極形成部
としてパッケージ側面に形成される溝が浅く、かつ狭い
形状のものとなるため、該溝に形成するメタライズ電極
も浅く、狭いものにならざるを得す、さらにはメタライ
ズ電極の形成も困難になることも考えられる。それ故に
、該パッケージを用いて形成した半導体装置においては
、信頼性に問題があることが本発明者によって明らかに
された。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、チップキャリア型パ、ノケージからな
る半導体装置の信頼性向上に適用して有効な技術を提供
することになる。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、行列状に配列して形成されている複数のキャ
ビティを有する絶縁基板において、各キャビティ周囲に
おける、隣接するキャビティの中間位置の直線上であっ
て、かつ、埋設されているメタライズ配線に丁度対応す
る位置に、隣接するキャビティ中心間を結ぶ方向の長さ
がその直交方向の長さよりも大きい形状のスルーホール
を形成することにより、該スルーホールを該直交方向で
裁断してパッケージ基板を形成すると、該基板側面に断
面形状が巾の２分の１よりも大きな寸法の深さの溝でメ
タライズ電極形成部を形成することにより、裁断位置が
該直交方向に多少ずれたとしても円形状のスルーホール
の場合に比べ十分な巾と深さの溝からなるメタライズ電
極を確保することができるので、チップキャリア型パッ
ケージからなる半導体装置の信頼性の向上を達成するこ
とができるものである。

〔実施例１〕 第１図は本発明による実施例１であるチ、ンプキャリア
型セラミックパッケージからなる半導体装置を、そのほ
ぼ中心を通る面における断面図で示したものである。

本実施例１０半導体装置は、セラミ・ンク製のパンケー
ジ基板１と該パッケージ基板１内に形成されているキャ
ビティ２を気密封止するためのセラミック製のキャップ
３とによって、その外枠が形成されてなるものである。

パッケージ基板１は、３枚のセラミック基板をキャビテ
ィ２が形成されるように積層することによって形成され
てなるものである。

すなわち、セラミック基板としてはいわゆるグリーンシ
ートを用い、上面にペレット取付部４であるタングステ
ン等のメタライズ層が形成されている第１層５上に、上
面にメタライズ配線６が形成され、中央部に所定の大き
さの四角形の穴を有する第２層７を重ね、さらに第２層
７の穴より大きな四角形の穴を有する第３層８を、内部
リード９としてほぼ一定長さのメタライズ配線６が露出
するように、第２層７上に重ねる。次いでノくンケージ
裏面部電極１０とパッケージ基板１に埋設されているメ
タライズ配線６とを電気的に接続するためのメタライズ
電極１１をパッケージ側面に形成した後、所定温度で焼
成することにより、ノ＜ツケージ基板ｌの各層間の接着
が行なわれる。なお、前記メタライズ電極１１はパッケ
ージ基板１の側面に該基板上面より裏面にまで達する溝
１２の底部（形成されている。その後、露出している金
属部に金等のめっきを施して完成された）くツケージ基
板１となる。

本実施例１の半導体装置は、前記の完成したノくッケー
ジ基板１のペレット取付部にシリコン単結晶からなるペ
レット１３を金−シリコン共晶等のろう材１４で取付け
、該ベレットのポンディングパッドと内部リード９とを
ワイヤ１５で電気的に接続した後、前記キャップ３で低
融点ガラス１６を介して気密封止してなるものである。

本実施例１においては、前記のメタライズ電極１１の形
成部であるパッケージ基板側面に形成されている溝１２
が、パッケージ裏面に平行な面における断面においてそ
の巾の２分の１より深さの方が大きな寸法である半長円
形状で形成されているものである。それ故、断面が半円
形状の溝１２からなるメタライズ電極形成部を有するパ
ッケージ基板で形成されている半導体装置に比べ、本実
施例１の半導体装置では、溝が深く形成されているため
十分な厚さのメタライズ電極１１を形成することができ
る。

なお、本実施例１の半導体装置に用いるパッケージ基板
１は、多数のキャビティ２が行列状に配列されている３
層からなるグリーンシートの積層板を形成し、その後埋
設されているメタライズ配線の本数に対応する数のスル
ーホールを、隣接す、る各キャビティの中間位置に丁度
各メタライズ配線を切断するように一列に形成し、次い
で各スルーホールを２分する位置で裁断することにより
、一時に多数を製造することができるものである。

第２図は、前記製造方法の一工程である積層基板にスル
ーホールを形成した状態を、４つのキャビティに関する
部分平面図で示したものである。

すなわち、上面にペレット取付部４が行・列状に形成さ
れている第１層５上に、第２層７を、さらに第３層８を
、前記の如り１哨次重ねていき、多数のキャビティが行
列状に配列された、３層のグリーンシートからなる積層
基板１ａが形成される。

その後、隣接するキャビティの中間位置に一列に、丁度
埋設されているメタライズ配線に対応する位置に積層基
板上面より裏面に抜けるスルーホール１２ａを形成する
。この状態が第２図に示されているものである。

そして、スルーホール１２ａは、積層基板１ａの裏面に
平行な面における断面の形状が、キャビティ中心を結ぶ
方向の長さがその直交方向の長さよりも大きな形状であ
る長円形で形成されているものである。

前記スルーホール１２ａの形成後、これらスルーホール
１２ａ内壁面にタングステン等の高融点金属を埋設され
ているメタライズ配線６と電気的に接続するように被着
し、ベレット１３より内部リード９に受けた電気信号を
パッケージ裏面の電極１０へ伝達可能な状態にする。

その後、積層基板１ａを所定温度で加熱焼成を行ない、
該積層基板１ａの各層の接着を完全なものとする。次い
で、各キャビティ周囲の各スルーホール１．２　ａの中
心を通る位置である、第２図に示す二点鎖線位置で、前
記積層基板１２ａを裁断すること罠より、はぼ同一のパ
ンケージ基板１が同時に量産される。

この裁断は、積層基板１２ａを焼成する前に、予め前記
二点鎖線の位置に、切り込み（図示せず）を入れておく
と、容易に行なうことができる。

裁断して製造されたパッケージ基板１２ａは、必要に応
じて、タングステン等の金属が露出している部分に金等
の耐食性金属をめっき法等により被着する。

本実施例１０半導体装置は、前記製造方法を採用して完
成されたパッケージ基板１ａに、通常の方法でペレット
取付、ワイヤボンデング、気密封止等を行なうことによ
り製造せられるものである。

従って、本実施例１の半導体装置は、バ、ケージ基板１
側面に深い溝からなるメタライズ電極形成部を有してな
るため、信頼性の高いものとなる。

また、前記パッケージ基板１の製造工程の裁断工程にお
いて、パッケージ基板側面のメタライズ電極形成部に対
応するスルーホール１２ａの横断面の形状を、キャビテ
ィ中心を結ぶ方向の長さの方がその直交方向の長さより
大きい長円形状で形成しであるため、裁断位置がスルー
ホール１２ａの中心を多少ずれた場合であっても、十分
にメタライズ電極形成部である溝の深さを確保すること
ができるので、パッケージ基板１製造の歩留りを向上さ
せることができるものである。

なお、前記スルーホール１２ａは長円形状のバンチを用
いて容易に形成することができる。

〔実施例２〕 第３図は、本発明による実施例２である半導体装置のパ
ッケージ基板１の製造工程の１つを、積層基板の部分平
面図で示したものである。

本実施例２０半導体装置は、前記実施例１の第１図に示
す半導体装置とほぼ同様のもので、メタライズ電極形成
部であるパッケージ基板１の側面に形成されている溝の
形状のみが異なるものである。

本実施例２におけるバックージ基板１側面の溝は、該基
板１の裏面に平行な面における断面が、巾の２分の１の
寸法より深さの方が大きな寸法の矩形形状であって、溝
の底部コーナーがほぼ直角の形状で形成されているもの
である。

従って、前記実施例１の半導体装置と同様に、信頼性の
高いメタライズ電極を備えた半導体装置を提供できるも
のである。

なお、本実施例２０半導体装置に用いるパッケージ基板
１についても、実施例１の場合とハハ同様の方法で製造
することができる。

すなわち、第３図は、実施例１において第２図で示した
パンケージ基板１の製造工程に対応する工程を、１つの
キャピテイを・１′コ表させて示した部分平面図である
が、該キャビティの周囲であって隣接するキャビティの
中間位置に一列に形成するスルーホール１２ａを、その
横断面において、キャビティ中心を結ぶ方向の長さの方
がその直交方向の長さより大きい長方形で形成するだけ
で、他は前記実施例１の場合と同様にして製造すること
ができるものである。

従って、本実施例２０半導体装置に適用するパッケージ
基板１も、前記実施例１に適用するパッケージ基板１同
様、製造の歩留りの向上を達成できるものである。

〔効果〕

（１）チンプキャリア型パンケージからなる半導体装置
において、メタライズ電極形成部としてパッケージ基板
側面に形成されている溝を、パッケージ基板裏面に平行
な面における断面が巾の２分の１より深さの方が大きな
寸法の形状とすることにより、十分な厚さと巾とからな
るメタライズ電極を形成することができるので、半導体
装置の信頼性を向上させることができる。

（２）　チップキャリア型パッケージからなる半導体装
置のパッケージ基板を、複数のキャビティが行または列
の少なくとも一方に配列されている絶縁基板について隣
接するキャビティの中間位置にパンケージ裏面に貫通し
て一列に形成されているメタライズ電極形成部に対応す
る複数のホールのほぼ中心を通る位置で裁断することに
より、同時に複数個のパッケージ基板を製造する場合、
該ホールの横断面の形状を、隣接するキャビティの中心
を結ぶ方向の長さがその直交方向の長さよりも大きくな
るようにすることにより、該ホールを該直交方向に平行
な線上で該基板を裁断する際、裁断位置がある程度ホー
ルの中心よりずれたとしても十分な巾と深さの溝を形成
することができることにより、該基板を製造する場合の
歩留りを向上させることができる。

（３）前記（２）よりパッケージ基板製面の電極を大き
くすることができるので、、該パッケージ基板からなる
半導体装置の実装基板への半田等による実装を確実に行
なうことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、スルーホールは、その横断面が長円形と長方
形のものについて示したが、これに限るものではなく、
同一の目的が達成することができるものであれば如何な
る形状のものであってもよい。

また、実施例では、積層基板に基板上面より裏面に抜け
るスルーホールを形成するものについて説明したが、こ
れに限るものでなく、基板裏面から第２層上面までのホ
ールであってもよい。

なお、実施例では、３層の積層基板からなるものについ
て示したが、２層または４層以上の積層基板からなるも
のであってもよく、さらには、キャビティ等が形成され
ている一層のみからなるものであってもよいことは言う
までもない。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるセラミック製のチッ
プキャリア型ノ＜・ンケージからなる半導体装置に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、たとえば、ポリイミド等のプラスチック製のチ
ップキャリア型ノく７ケージからなるものについて適用
しても有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による実施例１であるチップキャリア
型パッケージからなる半導体装置を示す断面図、 第２図は、本発明による実施例１０半導体装置に適用す
るパンケージ基板の製造工程の１つを示す部分平面図、 第３図は、本発明による実施例２０半導体装置に適用す
るパッケージ基板の製造工程の１つを示す部分平面図で
ある。 １・・・パッケージ基板、１ａ・・・積層基板、２・・
・キャビティ、３・・・キャップ、４・・・ペレント取
付部、訃・・第１層、６・・・メタライズ配線、７・・
・第２層、８・・・第３層、９・・・内部リード、１０
・・・電極、１１・・・メタライズ電極、１２・・・溝
、１２ａ・・・スルーホール、１３・・・ペレット、１
４・・・ろう材、１５・・・ワイヤ、１６・・・低融点
ガラス。 第　１　図 第　２　図 第　３　図 ／ｌ：Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　チップキャリア型パッケージからなる半導体装置
   において、パッケージ側面のメタライズ電極形成部が、
   パッケージ底面に平行な面における断面形状が巾の寸法
   の２分の１よりも深さが大きな寸法の溝で形成されてい
   ることを特徴とする半導体装置。 ２、＜クツケージがセラミックで形成されていること′
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３、溝が、半長円形状であって、長軸方向の曲面を該溝
   の底部として形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の半導体装置。 ４、溝が、その巾よりも深さの方が大きい長方形形状に
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の半導体装置。 ５、チップキャリア型パッケージからなる半導体装置の
   製造方法において、行列状に配列して形成されている複
   数のキャビティを有する絶縁基板に、゛キャピテイ中心
   を結ぶ方向の長さがその直交方向の長さよりも大きい複
   数のスルーホールを形成し、前記スルーホールを前記直
   交方向に裁断することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。 ６、絶縁基板がセラミックの積層基板で形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の半導体装
   置の製造方法。