半導体装置、半導体装置の製造方法およびその製造方法に用いるシート
【課題】リフロー時の半導体素子搭載パッドの剥がれを防止し、かつ、ワイヤボンディング時の半導体素子の搭載パッドからの剥離を防止することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】符号１Ａは平面視矩形形状の半導体装置、２は熱硬化樹脂から成るダイボンディング材５により第１搭載パッド４ｂの上面に実装された半導体素子である。第１搭載パッド４ｂの外側には額縁形状の第２搭載パッド６ｂが配設され、さらにその外側には外部電極３ｂが配設されている。第１搭載パッド４ｂは半導体素子２底面より面積が小さいため、第１搭載パッド４ｂに塗布するダイボンディング材５量を少なくすることができ、リフロー時の第１搭載パッド４ｂの剥がれを防止することができる。また、第１搭載パッド４ｂを半導体素子２底面の面積より小さくしたことによって生じるワイヤボンディング時の搭載パッドからの剥離を第２搭載パッド６ｂにより防止することができる。
【解決手段】符号１Ａは平面視矩形形状の半導体装置、２は熱硬化樹脂から成るダイボンディング材５により第１搭載パッド４ｂの上面に実装された半導体素子である。第１搭載パッド４ｂの外側には額縁形状の第２搭載パッド６ｂが配設され、さらにその外側には外部電極３ｂが配設されている。第１搭載パッド４ｂは半導体素子２底面より面積が小さいため、第１搭載パッド４ｂに塗布するダイボンディング材５量を少なくすることができ、リフロー時の第１搭載パッド４ｂの剥がれを防止することができる。また、第１搭載パッド４ｂを半導体素子２底面の面積より小さくしたことによって生じるワイヤボンディング時の搭載パッドからの剥離を第２搭載パッド６ｂにより防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電鋳フレームまたはリードフレームを用いたリードレスタイプの半導体装置、その半導体装置の製造方法およびその製造方法に用いるシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電鋳フレームを用いたリードレスタイプの半導体装置として、特許文献１の半導体装置が知られている。この半導体装置は、金属層に接着された半導体素子と、その半導体素子上の電極パッドと外部導出用の金属層とを電気的に接続するワイヤと、そのワイヤで配線を行った半導体素子を封止する樹脂パッケージとを備え、半導体素子が接着されている金属層裏面と外部導出用の金属層裏面とが樹脂パッケージ底面と同一平面である。そして、半導体素子が接着される金属層の面積は、半導体素子底面の面積より広いものと狭い面積を有するものとがある。
【０００３】
この特許文献１の半導体装置は、可撓性平板状の金属基板に、パターニングされた金属層を形成した電着フレームを形成する工程と、電着フレームのパターニングされた金属層に複数の半導体素子を隣接して搭載する工程と、パターニングされた金属層に搭載される各半導体素子間に形成された外部導出用の金属層に、隣接する各半導体素子の電極パッドをワイヤで所定間隔を設けて電気的に共通接続するワイヤボンディング工程と、電着フレームに搭載されて配線がなされた半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、金属基板を剥離して樹脂封止体を得る剥離工程と、半導体素子が複数封止された樹脂封止体を、パターニングされた金属層の切断マークで個々の半導体装置に切断する切り出し工程と、半導体装置を切断する切り出し工程後、樹脂封止体の裏面の金属層に電極用の金属層を成膜する成膜工程とにより製作される。
【特許文献１】特開２００２−１６１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されている半導体装置において、ダイボンディング材を使用して半導体素子を金属層に接着したいという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１の発明の半導体装置は、矩形形状の半導体素子と、半導体素子がその底辺中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、半導体素子の底面において、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、半導体素子とワイヤにより電気的に接続している外部電極とを備え、半導体素子とワイヤと外部電極とが樹脂により封止して成ることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、第２の搭載パッドは額縁形状であることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、半導体素子の４辺のそれぞれの辺に第２の搭載パッドを配設することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、半導体素子の４隅のそれぞれの隅に第２の搭載パッドを配設することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、第１の搭載パッド、外部電極および第２の搭載パッドは電鋳によって形成された電極であることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、第１の搭載パッド、外部電極および第２の搭載パッドはリードフレームであることを特徴とする。
（７）請求項７の発明の半導体装置の製造方法は、第１の搭載パッドと、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、第２の搭載パッドの外側に配設される外部電極とからなる一組の金属層が複数隣接配置して形成されている可撓性シートを用い、複数隣接配置して形成されているそれぞれの金属層の第１の搭載パッドにダイボンディング材を塗布して第１の搭載パッドと第２の搭載パッドとに半導体素子を搭載し、半導体素子と外部電極とを電気的に接続する半導体素子実装工程と、金属層および半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、可撓性シートを剥離して樹脂封止体を得る剥離工程と、樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置に分割する分割工程とを備えることを特徴とする。
（８）請求項８の発明の半導体装置作製用シートは、平板上の基板と、基板上に設けられ、半導体素子がその底面中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、半導体素子の底面の周縁領域と対向する領域において、基板に設けられ、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、基板上に設けられ、半導体素子とワイヤにより電気的に接続される外部電極とを備えることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項８に記載された半導体装置作製用シートにおいて、第１の搭載パッド、外部電極および第２の搭載パッドは電鋳によって形成され、基板は可撓性を有する金属板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ダイボンディング材を塗布して半導体素子を搭載する第１の搭載パッドの面積が小さくなるので、リフロー時の第１の搭載パッドの剥がれを防止することができ、また、第１の搭載パッドの外側に第２の搭載パッドを設けたので、ワイヤボンディング時における半導体素子の第１の搭載パッドからの剥離を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施形態−
本発明の第１の実施形態の半導体装置について図１を参照して説明する。図１（ａ）は半導体装置１Ａの裏面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０００８】
図１において、符号１Ａは平面視矩形形状の半導体装置、２は熱硬化樹脂から成るダイボンディング材５により第１搭載パッド４ｂの上面に実装された半導体素子である。第１搭載パッド４ｂの外側には額縁形状の第２搭載パッド６ｂが配設され、さらにその外側には外部電極３ｂが配設されている。半導体素子２底面の周縁領域が第２搭載パッド６ｂに載置されるように半導体素子２は第１搭載パッド４ｂに搭載される。また、半導体装置１Ａの４隅には補強パッド９ｂが配設されている。外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂの各上面にはＡｇ層３ａ，４ａ，６ａ，９ａが、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂの各下面にはＳｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃ，９ｃがそれぞれ形成されている。図１（ａ）には全てのＳｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃおよび９ｃが示されている。以下、本発明の実施形態による半導体装置１Ａを詳細に説明する。
【０００９】
外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂはニッケル電鋳（Ｎｉ電鋳）から成り、半導体装置１の底面に設けられている。したがって、この半導体装置１はいわゆるリードフレームレスタイプである。ここで、外部電極３ｂとは、半導体素子２と半導体装置１Ａを実装する回路基板との電気的接続をとるための電極である。第２搭載パッド６ｂは、ワイヤボンディング時に半導体素子２の周縁領域にかかる応力によって半導体素子２が第１搭載パッド４ｂから剥離するのを防止するための電極である。また、第１搭載パッド４ｂは半導体素子２を搭載するための電極である。外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂの上面側には、Ａｇ層３ａ，４ａ，６ａが形成される。外部電極３ｂの上面側のＡｇ層３ａはワイヤボインディングの接続性改善のために設けられたものであり、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂの上面側のＡｇ層４ａ，６ａは、外部電極３ｂの上面側のＡｇ層３ａを形成する際に一緒に設けられたものである。一方、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂの下面側には、Ｓｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃが形成される。Ｓｎ層は半田濡れ性改善のために設けられる。
【００１０】
外部電極３ｂおよび第２搭載パッド６ｂの厚さは５０〜９０μｍである。第１搭載パッド４ｂの面積は、外部電極３ｂおよび第２搭載パッド６ｂに比べて面積が大きいため、第１搭載パッド４ｂの厚さは、外部電極３ｂおよび第２搭載パッド６ｂの厚さに比べて１０〜２０μｍ程度薄くなる。Ａｇ層３ａ，４ａ，６ａの厚さは約２．５μｍであり、Ｓｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃの厚さは３〜２０μｍである。
【００１１】
半導体装置１Ａの底面には、その四隅に、外部電極３ｂなどのほかに補強パッド９ｂが設けられている。補強パッド９ｂは、回路基板に対する半導体装置１Ａの接着強度を上げるための電極であり、補強パッド９ｂは回路基板と半田を介して接続する。外部電極３ｂと同様に、補強パッド９ｂの上面側にはＡｇ層９ａが形成され、下面側にはＳｎ層９ｃが形成されている。したがって、半導体装置１Ａの底面ではＳｎ層９ｃが露呈している。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、半導体素子２と外部電極３ｂとはＡｕのワイヤ７によって電気的に接続している。半導体素子２、ワイヤ７、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび補強パッド９ｂは、エポキシ樹脂などからなる樹脂８によって封止される。このような半導体装置１Ａは、その底面を半田ペーストが塗布された回路基板上に配設し、リフロー炉で半田をリフローすることにより、Ｓｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃ，９ｃを介して半田により回路基板上に接合して実装される。
【００１３】
次に、上述した半導体装置１Ａの製造方法について、図２〜図４を参照して説明する。この製造方法は、第１金属層形成工程と、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、第２金属層形成工程と、分割工程とを含み、１つの金属板上に複数の半導体装置１Ａを同時に作製する。以下、各工程を工程順に説明する。
【００１４】
（イ）第１金属層形成工程
第１金属層形成工程について、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、可撓性を有する金属板２１の両面にレジスト２２を塗布またはラミネートする。金属板２１は、厚さ約０．１ｍｍの平板状のＪＩＳ規格のＳＵＳステンレス鋼板またはＣｕ板などの金属薄板からなる。次に、アクリルフィルムベースのパターンマスクフィルムを密着させ、紫外線により露光する。そして、現像し、図２（ｂ）に示すように、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂを形成する部分のレジスト２２を除去する。金属板２１の一方の面には金属層を形成しないので、レジスト２２によって全面が覆われる。次に、Ｈ２ＳＯ４−Ｈ２Ｏ２やＮａ２Ｓ２Ｏ８などの酸化性溶液により、レジスト２２を除去した部分の金属板２１面のソフトエッチングを行う。そして、硫酸などの酸で酸洗いし、酸活性処理を行う。
【００１５】
次に、酸活性処理を行った金属板２１をＮｉめっき溶液に浸漬して金属板２１に電力を供給して電鋳を行い、Ｎｉ層２３を形成する。次に、Ａｇめっき溶液に金属板２１を浸漬して金属板２１に電力を供給することにより、Ａｇ層２４を形成する。このようにして、図２（ｃ）に示すように、金属板２１に金属層として、パターニングされたＮｉ層２３とＡｇ層２４とを形成する。金属層を形成後、図２（ｄ）に示すように、レジスト２２を金属板２１から剥離する。
【００１６】
（ロ）半導体素子実装工程
半導体素子実装工程について、図２（ｅ），（ｆ）を参照して説明する。
図２（ｅ）に示すように、第１搭載パッド４ｂのＡｇ層４ａに相当するＡｇ層２４にダイボンディング材２５を塗布する。ダイボンディング材２５はエポキシ系またはポリイミド系の熱硬化性樹脂から成る。そして図２（ｆ）に示すように、半導体素子２を搭載する。図２では省略しているが、金属板２１には、パターニングされたＮｉ層２３が複数並列配置されており、それぞれのパターンニングされたＮｉ層２３上に半導体素子２が隣接して搭載される。半導体素子２を搭載した後、ダイボンディング材２５を加熱硬化する。そして、ワイヤボンディングによって、半導体素子２の周縁領域に設けられた端子と、外部電極３ｂのＡｇ層３ａに相当するＡｇ層２４とをワイヤ７によって接続する。
【００１７】
（ハ）樹脂封止工程
樹脂封止工程について、図３（ａ）および図４を参照して説明する。
樹脂封止工程では、図３（ａ）に示すように半導体素子２、ワイヤ７、Ｎｉ層２３およびＡｇ層２４を樹脂８によって封止する。樹脂封止は次のようにして行う。図４に示すように、金属板２１の半導体素子２が実装などされている面に金型４１を被せる。そして、樹脂８を金型４１内に注入し、金属板２１に実装された複数の半導体素子２などを一括に封止する。この樹脂封止工程では、金型４１は上型の役割を果たし、金属板２１は下型の役割を果たす。額縁形状の第２搭載パッド６ｂによって半導体素子２底面と金属板２１との間の隙間３１には樹脂は浸入しない。
【００１８】
（ニ）金属板剥離工程
金属板剥離工程について、図３（ｂ）を参照して説明する。
樹脂８による封止が完了した後は、図３（ｂ）に示すように、Ｎｉ層２３や樹脂８から金属板２１を剥離する。金属板２１は可撓性を有するので、容易に剥離することができる。この金属板２１を剥離したものを以下、樹脂封止体３０Ａと呼ぶ。
【００１９】
（ホ）第２金属層形成工程
第２金属層形成工程について、図３（ｃ）を参照して説明する。
樹脂封止体３０をＳｎめっき溶液に浸漬し、剥離面３２に電力を供給して、図３（ｃ）に示すように、樹脂封止体３０Ａの剥離面３１にパターニングされたＳｎ層３３を形成する。
【００２０】
（ヘ）分割工程
分割工程について、図３（ｃ），（ｄ）を参照して説明する。
図３（ｃ）の点線３４に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体３０Ａをダイシングする。そして、図３（ｄ）に示すように、一つの樹脂封止体３０Ａが分割され、半導体装置１Ａが完成する。
【００２１】
以上の本発明の第１の実施形態による半導体装置１Ａは次のような作用効果を奏する。
（１）電鋳によって金属層を形成すると表面に凹凸が発生し、この凹凸は、金属層の面積が大きくなるにしたがって大きくなる。このため、第１搭載パッド４ｂの面積が大きい場合は、第１搭載パッド４ｂ表面の凹凸が大きくなる。たとえば、３ｍｍ□では３０μｍ程度の凹凸が発生する。この凹凸を埋めるため、第１搭載パッド４ｂの面積が大きくなるにしたがって、第１搭載パッド４ｂ単位面積当たりのダイボンディング材５の使用量は増大する。ところで、単位面積当たりのダイボンディング材５の使用量が大きいと、第１搭載パッド４ｂに塗布したダイボンディング材５が吸湿し、リフロー時に吸湿した水分が蒸発して、半導体素子２底面から第１搭載パッド４ｂが剥がれるという問題が発生する。
【００２２】
このため、第１搭載パッド４ｂ単位面積当たりのダイボンディング材５の使用量を少なくするため、第１搭載パッド４ｂの面積を小さくする必要がある。しかしリフロー時の半導体素子２の搭載パッド４ｂからの剥がれを防止するために、第１搭載パッド４ｂの面積を半導体素子２底面より小さくすると、半導体装置１Ａの製造工程のワイヤボンディング時に半導体素子２の周縁領域に荷重がかり、半導体素子２が傾いて半導体素子２が第１搭載パッド４ｂから剥がれるという問題が発生する。また、可撓性平板状の金属板２１と半導体素子２底面との間に隙間が生じ、この隙間は非常に狭いため、その隙間の樹脂充填が困難である。このため、半導体素子２の上面と底面との樹脂充填のアンバランスが生じて半導体素子２が反ってしまうという問題が発生する。
【００２３】
本願発明の第１の実施形態では、第１搭載パッド４ｂの面積を小さくし、かつ、半導体素子２底面の周縁領域と対向する領域に、ワイヤボンディング時に半導体素子２の周縁領域に荷重がかかっても半導体素子２の傾きを防止する額縁状の第２搭載パッド６ｂを配設したので、リフロー時の搭載パッド４ｂの剥がれを防止し、かつ、ワイヤボンディング時に半導体素子２が第１搭載パッド４ｂから剥がれることを防止する。また、第２搭載パッド６ｂによって半導体素子２の反りを防止することができる。以上、本願発明の第１の実施形態により上記の問題を解決することができる。
【００２４】
（２）第２搭載パッド６ｂを設けることによって、樹脂封止工程で半導体素子２底面と金属板２１との間の隙間を樹脂充填する必要がなくなったので、流動性の高い高価な樹脂を使用したり、真空成形を行う必要がない。
【００２５】
（３）半導体素子２の反りなどを防止するために、半導体素子２が大きくなるとそれに伴って第１搭載パッド４ｂの面積を大きくする必要があり、その結果、半導体装置１Ａが大きくなるにしたがってリフロー時の搭載パッド４ｂの剥がれが発生しやすくなっていた。しかし、本発明の実施形態では、半導体素子２が大きくなってもそれに伴い第１搭載パッド４ｂの面積を大きくする必要がないので、半導体装置１Ａの大型化に伴う第１搭載パッド４ｂの剥がれ易さを防止することができる。したがって、従来の半導体装置よりさらなる大型化が可能となり、より高機能の半導体装置を提供することができる。
【００２６】
−第２の実施の形態−
本発明の第２の実施形態の半導体装置１Ｂの構造について、図５を参照して説明する。第１の実施形態の半導体装置１Ａと共通する部分は同じ符号を使用し、相違する部分を主に説明する。図５（ａ）は半導体装置１Ｂの裏面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【００２７】
図５（ｂ），（ｃ）に示すように、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂの各下面にはＡｕ層３ｄ，４ｄ，６ｄおよび９ｄがそれぞれ形成されている。図５（ａ）には全てのＡｕ層３ｄ，４ｄ，６ｄ，９ｄが示されている。Ａｕ層３ｄ，４ｄ，６ｄ，９ｄは半田濡れ性改善のために設けられる。
【００２８】
次に本発明の第２の実施形態の半導体装置１Ｂの製造方法について、図６および図７を参照して説明する。第２の実施形態の半導体装置１Ｂの製造方法は、第１金属層形成工程と、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、分割工程とからなり、第２金属形成工程を有さない点で第１の実施形態の半導体装置１Ａの製造方法と異なる。第１の実施形態の半導体装置１Ａの製造方法と共通する部分は同じ符号を使用する。
【００２９】
第１金属層形成工程について、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、レジスト２２を可撓性を有する金属板２１の両面に塗布またはラミネートする。次にアクリルフィルムベースのパターンマスクフィルムを密着させ、紫外線により露光する。そして、現像し、図６（ｂ）に示すように、金属層を形成する部分のレジスト２２を除去する。このとき、金属板２１の一方の面には金属層を形成しないので、全面をレジスト２２によって覆う。次に、レジスト２２を除去した部分の金属板２１面をソフトエッチングし、そして、酸活性処理を行う。
【００３０】
酸活性処理を行った金属板２１をＡｕめっき溶液に浸漬して金属板２１に電力を供給する。そして、Ａｕ層６１を形成する。次に、Ｎｉめっき溶液に浸漬して金属板２１に電力を供給し、電鋳を行う。そして、Ｎｉ層２３を形成する。次に、Ａｇめっき溶液に金属板２１を浸漬して金属板２１に電力を供給する。そして、Ａｇ層２４を形成する。このようにして、図６（ｃ）に示すように、金属板２１にＡｕ層６１とＮｉ層２３とＡｇ層２４とを形成する。そして、図６（ｄ）に示すように、レジスト２２を金属板２１から剥離する。以下、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、分割工程とは、第１の実施形態の半導体装置Ａの製造方法と同じなので説明を省略する。
【００３１】
以上の第２の実施形態による半導体装置１Ｂの製造方法は、第１の実施形態による半導体装置１Ａの製造方法の実施形態による作用効果（１）のほかに次のような作用効果を奏する。
（１）金属板２１を剥離した後、ダイシングで分割すれば半導体装置１Ｂが完成する。ところで外部電極３ｂの下面にはＡｕ層３ｄが形成されているので、金属板２１の剥離のあと、半導体装置１Ｂに半田接続用の金属層を形成する必要がない。したがって、金属板２１を樹脂封止体３０Ｂから剥離した後、めっき処理が必要ないので、半導体装置１Ｂの製造コストを安くすることができる。
【００３２】
以上の実施の形態の半導体装置１Ａ，１Ｂを次のように変形することができる。
（１）第２搭載パッド６ｂの形状は額縁形状であったが、半導体素子２底面の周縁領域に配設するものであれば実施の形態に限定されない。たとえば、図８に示すように、半導体素子２の４辺のそれぞれの領域に第２搭載パッド６ｂを設けてもよい。図８は、樹脂封止体８０を金属板２１の剥離面側から見た図である。矩形形状のＮｉ層８３は第２搭載パッド６ｂに対応する。また点線８２は半導体素子２の搭載位置に相当する。半導体素子２の４辺の代わりに、図９に示すように４隅のそれぞれの領域に第２搭載パッド６ｂを設けてもよい。図９は樹脂封止体９０を金属板２１の剥離面側から見た図である。鍵形形状のＮｉ層９３は第２搭載パッド６ｂに対応する。また点線９２は半導体素子２の搭載位置に相当する。
【００３３】
（２）第１搭載パッド４ｂの形状は矩形形状であったが、実施の形態に限定されない。たとえば、図１０，１１に示すように円形でもよい。図１０は、樹脂封止体１００を金属板２１の剥離面側から見た図である。Ｎｉ層１０４は第１搭載パッド４ｂに対応し、形状が円形である。台形のＮｉ層１０６は第２搭載パッド６ｂに対応し、点線１０２は半導体素子２の搭載位置に相当する。半導体素子２の４辺のそれぞれの領域に第２搭載パッド４ｂが配設されるように、Ｎｉ層１０６は形成されている。図１１は、樹脂封止体１１０を金属板２１の剥離面側から見た図である。Ｎｉ層１１４は第１搭載パッド４ｂに対応し、形状が円形である。正方形のＮｉ層１１６は第２搭載パッド６ｂに対応し、点線１１２は半導体素子２の搭載位置に相当する。半導体素子２の４隅のそれぞれの領域に第２搭載パッド４ｂが配設されるようにＮｉ層１１６は形成されている。
【００３４】
（３）外部電極３ｂはＮｉまたはＮｉ・Ｃｏ合金より形成したが、導電性を有する金属であればＮｉまたはＮｉ・Ｃｏ合金に限定されない。たとえば、電鋳で形成したＣｕ電極であってもよい。
【００３５】
（４）ワイヤ接続用の金属層や半田接続用の金属層をめっき法によって形成したが、真空蒸着法やＣＶＤ法によって形成してもよい。
【００３６】
（５）外部電極３ｂの上面側にＡｇ層３ａを形成しているが、ワイヤ７と外部電極３ｂとを接続できるようにするためのものであれば、Ａｇ層に限定されない。たとえば、Ａｕ層を形成してもよい。また、ワイヤ７を直接外部電極３ｂに接続できる場合は、Ａｇ層を形成しなくてもよい。
【００３７】
（６）Ｎｉ層２３の下面側にＳｎ層３３またはＡｕ層６１を形成したが、外部電極４ｂと半田とを接合するための金属層であれば実施の形態に限定されない。たとえば、Ｓｎ−Ａｇ層、Ｓｎ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｂｉ層またはＳｎ−Ｐｂ層を形成してもよい。また、直接外部電極４ｂと半田とを接合する場合は、Ｎｉ層２３の下面側に金属層を設けなくてもよい。
【００３８】
（７）可撓性を有するシートに第１搭載パッドと第２搭載パッドと外部電極とを形成し、そのシートに形成された第１搭載パッドに半導体素子を搭載して外部電極と半導体素子とを電気的に接続し、樹脂封止した後、そのシートを剥がして分割して生産する半導体装置であれば、本発明の実施形態に限定されない。たとえば、ＭＡＰ（Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）方式で生産されたＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）に適用してもよい。この場合、シートに形成された第１搭載パッドと第２搭載パッドと外部電極とは、電鋳Ｎｉの代わりにリードフレームとなる。また、シートは、可撓性を有する金属板２１の代わりに粘着性を有する樹脂シートであるアセンブリシートとなる。
【００３９】
（８）外部電極３ｂ、第１搭載パッド部４ｂおよび第２搭載パッド部６ｂの厚さ、Ａｇ層３ａ，４ａ，６ａの厚さおよびＳｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃの厚さは、実施の形態には限定されない。
【００４０】
（９）以上の実施の形態では、可撓性を有する金属板２１にＮｉ層２３やレジスト２２などを形成したが、可撓性を有し、導電性を有する導電性基板であればＳＵＳステンレス鋼板やＣｕ板に限定されない。たとえば、ＳＵＳステンレス鋼板やＣｕ板以外の金属薄板を使用してもよいし、導電性樹脂を使用してもよい。また、表面に導電膜を形成した基板を使用してもよい。
【００４１】
本発明による半導体装置は上記実施の形態や変形例に何ら限定されず、矩形形状の半導体素子と、半導体素子がその底辺中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、半導体素子の底面において、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、半導体素子とワイヤにより電気的に接続している外部電極とを備え、半導体素子とワイヤと外部電極とが樹脂により封止して成ることを特徴とする半導体装置であれば、どのようなものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法における樹脂の封止を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の半導体装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図８】他の実施形態の第２搭載パッドを説明するための図である。
【図９】他の実施形態の第２搭載パッドを説明するための図である。
【図１０】他の実施形態の第１搭載パッドを説明するための図である。
【図１１】他の実施形態の第１搭載パッドを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ，１Ｂ 半導体装置
２ 半導体素子
３ａ，４ａ，６ａ，９ａ，２４ Ａｇ層
３ｂ 外部電極
３ｃ，４ｃ，６ｃ，９ｃ，３３ Ｓｎ層
３ｄ，４ｄ，６ｄ，９ｄ，６１ Ａｕ層
４ｂ 第１搭載パッド
５，２５ ダイボンディング材
６ｂ 第２搭載パッド
７ ワイヤ
８ 樹脂
９ｂ 補強パッド
２１ 金属板
２２ レジスト
２３，８３，９３，１０４，１０６，１１４，１１６ Ｎｉ層
３０Ａ，３０Ｂ，８０，９０，１００，１１０ 樹脂封止体
３２ 剥離面
４１ 金型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電鋳フレームまたはリードフレームを用いたリードレスタイプの半導体装置、その半導体装置の製造方法およびその製造方法に用いるシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電鋳フレームを用いたリードレスタイプの半導体装置として、特許文献１の半導体装置が知られている。この半導体装置は、金属層に接着された半導体素子と、その半導体素子上の電極パッドと外部導出用の金属層とを電気的に接続するワイヤと、そのワイヤで配線を行った半導体素子を封止する樹脂パッケージとを備え、半導体素子が接着されている金属層裏面と外部導出用の金属層裏面とが樹脂パッケージ底面と同一平面である。そして、半導体素子が接着される金属層の面積は、半導体素子底面の面積より広いものと狭い面積を有するものとがある。
【０００３】
この特許文献１の半導体装置は、可撓性平板状の金属基板に、パターニングされた金属層を形成した電着フレームを形成する工程と、電着フレームのパターニングされた金属層に複数の半導体素子を隣接して搭載する工程と、パターニングされた金属層に搭載される各半導体素子間に形成された外部導出用の金属層に、隣接する各半導体素子の電極パッドをワイヤで所定間隔を設けて電気的に共通接続するワイヤボンディング工程と、電着フレームに搭載されて配線がなされた半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、金属基板を剥離して樹脂封止体を得る剥離工程と、半導体素子が複数封止された樹脂封止体を、パターニングされた金属層の切断マークで個々の半導体装置に切断する切り出し工程と、半導体装置を切断する切り出し工程後、樹脂封止体の裏面の金属層に電極用の金属層を成膜する成膜工程とにより製作される。
【特許文献１】特開２００２−１６１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されている半導体装置において、ダイボンディング材を使用して半導体素子を金属層に接着したいという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１の発明の半導体装置は、矩形形状の半導体素子と、半導体素子がその底辺中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、半導体素子の底面において、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、半導体素子とワイヤにより電気的に接続している外部電極とを備え、半導体素子とワイヤと外部電極とが樹脂により封止して成ることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、第２の搭載パッドは額縁形状であることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、半導体素子の４辺のそれぞれの辺に第２の搭載パッドを配設することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、半導体素子の４隅のそれぞれの隅に第２の搭載パッドを配設することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、第１の搭載パッド、外部電極および第２の搭載パッドは電鋳によって形成された電極であることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、第１の搭載パッド、外部電極および第２の搭載パッドはリードフレームであることを特徴とする。
（７）請求項７の発明の半導体装置の製造方法は、第１の搭載パッドと、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、第２の搭載パッドの外側に配設される外部電極とからなる一組の金属層が複数隣接配置して形成されている可撓性シートを用い、複数隣接配置して形成されているそれぞれの金属層の第１の搭載パッドにダイボンディング材を塗布して第１の搭載パッドと第２の搭載パッドとに半導体素子を搭載し、半導体素子と外部電極とを電気的に接続する半導体素子実装工程と、金属層および半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、可撓性シートを剥離して樹脂封止体を得る剥離工程と、樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置に分割する分割工程とを備えることを特徴とする。
（８）請求項８の発明の半導体装置作製用シートは、平板上の基板と、基板上に設けられ、半導体素子がその底面中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、半導体素子の底面の周縁領域と対向する領域において、基板に設けられ、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、基板上に設けられ、半導体素子とワイヤにより電気的に接続される外部電極とを備えることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項８に記載された半導体装置作製用シートにおいて、第１の搭載パッド、外部電極および第２の搭載パッドは電鋳によって形成され、基板は可撓性を有する金属板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ダイボンディング材を塗布して半導体素子を搭載する第１の搭載パッドの面積が小さくなるので、リフロー時の第１の搭載パッドの剥がれを防止することができ、また、第１の搭載パッドの外側に第２の搭載パッドを設けたので、ワイヤボンディング時における半導体素子の第１の搭載パッドからの剥離を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施形態−
本発明の第１の実施形態の半導体装置について図１を参照して説明する。図１（ａ）は半導体装置１Ａの裏面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０００８】
図１において、符号１Ａは平面視矩形形状の半導体装置、２は熱硬化樹脂から成るダイボンディング材５により第１搭載パッド４ｂの上面に実装された半導体素子である。第１搭載パッド４ｂの外側には額縁形状の第２搭載パッド６ｂが配設され、さらにその外側には外部電極３ｂが配設されている。半導体素子２底面の周縁領域が第２搭載パッド６ｂに載置されるように半導体素子２は第１搭載パッド４ｂに搭載される。また、半導体装置１Ａの４隅には補強パッド９ｂが配設されている。外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂの各上面にはＡｇ層３ａ，４ａ，６ａ，９ａが、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂの各下面にはＳｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃ，９ｃがそれぞれ形成されている。図１（ａ）には全てのＳｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃおよび９ｃが示されている。以下、本発明の実施形態による半導体装置１Ａを詳細に説明する。
【０００９】
外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂはニッケル電鋳（Ｎｉ電鋳）から成り、半導体装置１の底面に設けられている。したがって、この半導体装置１はいわゆるリードフレームレスタイプである。ここで、外部電極３ｂとは、半導体素子２と半導体装置１Ａを実装する回路基板との電気的接続をとるための電極である。第２搭載パッド６ｂは、ワイヤボンディング時に半導体素子２の周縁領域にかかる応力によって半導体素子２が第１搭載パッド４ｂから剥離するのを防止するための電極である。また、第１搭載パッド４ｂは半導体素子２を搭載するための電極である。外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂの上面側には、Ａｇ層３ａ，４ａ，６ａが形成される。外部電極３ｂの上面側のＡｇ層３ａはワイヤボインディングの接続性改善のために設けられたものであり、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂの上面側のＡｇ層４ａ，６ａは、外部電極３ｂの上面側のＡｇ層３ａを形成する際に一緒に設けられたものである。一方、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび第２搭載パッド６ｂの下面側には、Ｓｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃが形成される。Ｓｎ層は半田濡れ性改善のために設けられる。
【００１０】
外部電極３ｂおよび第２搭載パッド６ｂの厚さは５０〜９０μｍである。第１搭載パッド４ｂの面積は、外部電極３ｂおよび第２搭載パッド６ｂに比べて面積が大きいため、第１搭載パッド４ｂの厚さは、外部電極３ｂおよび第２搭載パッド６ｂの厚さに比べて１０〜２０μｍ程度薄くなる。Ａｇ層３ａ，４ａ，６ａの厚さは約２．５μｍであり、Ｓｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃの厚さは３〜２０μｍである。
【００１１】
半導体装置１Ａの底面には、その四隅に、外部電極３ｂなどのほかに補強パッド９ｂが設けられている。補強パッド９ｂは、回路基板に対する半導体装置１Ａの接着強度を上げるための電極であり、補強パッド９ｂは回路基板と半田を介して接続する。外部電極３ｂと同様に、補強パッド９ｂの上面側にはＡｇ層９ａが形成され、下面側にはＳｎ層９ｃが形成されている。したがって、半導体装置１Ａの底面ではＳｎ層９ｃが露呈している。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、半導体素子２と外部電極３ｂとはＡｕのワイヤ７によって電気的に接続している。半導体素子２、ワイヤ７、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂおよび補強パッド９ｂは、エポキシ樹脂などからなる樹脂８によって封止される。このような半導体装置１Ａは、その底面を半田ペーストが塗布された回路基板上に配設し、リフロー炉で半田をリフローすることにより、Ｓｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃ，９ｃを介して半田により回路基板上に接合して実装される。
【００１３】
次に、上述した半導体装置１Ａの製造方法について、図２〜図４を参照して説明する。この製造方法は、第１金属層形成工程と、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、第２金属層形成工程と、分割工程とを含み、１つの金属板上に複数の半導体装置１Ａを同時に作製する。以下、各工程を工程順に説明する。
【００１４】
（イ）第１金属層形成工程
第１金属層形成工程について、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、可撓性を有する金属板２１の両面にレジスト２２を塗布またはラミネートする。金属板２１は、厚さ約０．１ｍｍの平板状のＪＩＳ規格のＳＵＳステンレス鋼板またはＣｕ板などの金属薄板からなる。次に、アクリルフィルムベースのパターンマスクフィルムを密着させ、紫外線により露光する。そして、現像し、図２（ｂ）に示すように、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂを形成する部分のレジスト２２を除去する。金属板２１の一方の面には金属層を形成しないので、レジスト２２によって全面が覆われる。次に、Ｈ２ＳＯ４−Ｈ２Ｏ２やＮａ２Ｓ２Ｏ８などの酸化性溶液により、レジスト２２を除去した部分の金属板２１面のソフトエッチングを行う。そして、硫酸などの酸で酸洗いし、酸活性処理を行う。
【００１５】
次に、酸活性処理を行った金属板２１をＮｉめっき溶液に浸漬して金属板２１に電力を供給して電鋳を行い、Ｎｉ層２３を形成する。次に、Ａｇめっき溶液に金属板２１を浸漬して金属板２１に電力を供給することにより、Ａｇ層２４を形成する。このようにして、図２（ｃ）に示すように、金属板２１に金属層として、パターニングされたＮｉ層２３とＡｇ層２４とを形成する。金属層を形成後、図２（ｄ）に示すように、レジスト２２を金属板２１から剥離する。
【００１６】
（ロ）半導体素子実装工程
半導体素子実装工程について、図２（ｅ），（ｆ）を参照して説明する。
図２（ｅ）に示すように、第１搭載パッド４ｂのＡｇ層４ａに相当するＡｇ層２４にダイボンディング材２５を塗布する。ダイボンディング材２５はエポキシ系またはポリイミド系の熱硬化性樹脂から成る。そして図２（ｆ）に示すように、半導体素子２を搭載する。図２では省略しているが、金属板２１には、パターニングされたＮｉ層２３が複数並列配置されており、それぞれのパターンニングされたＮｉ層２３上に半導体素子２が隣接して搭載される。半導体素子２を搭載した後、ダイボンディング材２５を加熱硬化する。そして、ワイヤボンディングによって、半導体素子２の周縁領域に設けられた端子と、外部電極３ｂのＡｇ層３ａに相当するＡｇ層２４とをワイヤ７によって接続する。
【００１７】
（ハ）樹脂封止工程
樹脂封止工程について、図３（ａ）および図４を参照して説明する。
樹脂封止工程では、図３（ａ）に示すように半導体素子２、ワイヤ７、Ｎｉ層２３およびＡｇ層２４を樹脂８によって封止する。樹脂封止は次のようにして行う。図４に示すように、金属板２１の半導体素子２が実装などされている面に金型４１を被せる。そして、樹脂８を金型４１内に注入し、金属板２１に実装された複数の半導体素子２などを一括に封止する。この樹脂封止工程では、金型４１は上型の役割を果たし、金属板２１は下型の役割を果たす。額縁形状の第２搭載パッド６ｂによって半導体素子２底面と金属板２１との間の隙間３１には樹脂は浸入しない。
【００１８】
（ニ）金属板剥離工程
金属板剥離工程について、図３（ｂ）を参照して説明する。
樹脂８による封止が完了した後は、図３（ｂ）に示すように、Ｎｉ層２３や樹脂８から金属板２１を剥離する。金属板２１は可撓性を有するので、容易に剥離することができる。この金属板２１を剥離したものを以下、樹脂封止体３０Ａと呼ぶ。
【００１９】
（ホ）第２金属層形成工程
第２金属層形成工程について、図３（ｃ）を参照して説明する。
樹脂封止体３０をＳｎめっき溶液に浸漬し、剥離面３２に電力を供給して、図３（ｃ）に示すように、樹脂封止体３０Ａの剥離面３１にパターニングされたＳｎ層３３を形成する。
【００２０】
（ヘ）分割工程
分割工程について、図３（ｃ），（ｄ）を参照して説明する。
図３（ｃ）の点線３４に沿って、ダイヤモンドブレード・ダイシング法で樹脂封止体３０Ａをダイシングする。そして、図３（ｄ）に示すように、一つの樹脂封止体３０Ａが分割され、半導体装置１Ａが完成する。
【００２１】
以上の本発明の第１の実施形態による半導体装置１Ａは次のような作用効果を奏する。
（１）電鋳によって金属層を形成すると表面に凹凸が発生し、この凹凸は、金属層の面積が大きくなるにしたがって大きくなる。このため、第１搭載パッド４ｂの面積が大きい場合は、第１搭載パッド４ｂ表面の凹凸が大きくなる。たとえば、３ｍｍ□では３０μｍ程度の凹凸が発生する。この凹凸を埋めるため、第１搭載パッド４ｂの面積が大きくなるにしたがって、第１搭載パッド４ｂ単位面積当たりのダイボンディング材５の使用量は増大する。ところで、単位面積当たりのダイボンディング材５の使用量が大きいと、第１搭載パッド４ｂに塗布したダイボンディング材５が吸湿し、リフロー時に吸湿した水分が蒸発して、半導体素子２底面から第１搭載パッド４ｂが剥がれるという問題が発生する。
【００２２】
このため、第１搭載パッド４ｂ単位面積当たりのダイボンディング材５の使用量を少なくするため、第１搭載パッド４ｂの面積を小さくする必要がある。しかしリフロー時の半導体素子２の搭載パッド４ｂからの剥がれを防止するために、第１搭載パッド４ｂの面積を半導体素子２底面より小さくすると、半導体装置１Ａの製造工程のワイヤボンディング時に半導体素子２の周縁領域に荷重がかり、半導体素子２が傾いて半導体素子２が第１搭載パッド４ｂから剥がれるという問題が発生する。また、可撓性平板状の金属板２１と半導体素子２底面との間に隙間が生じ、この隙間は非常に狭いため、その隙間の樹脂充填が困難である。このため、半導体素子２の上面と底面との樹脂充填のアンバランスが生じて半導体素子２が反ってしまうという問題が発生する。
【００２３】
本願発明の第１の実施形態では、第１搭載パッド４ｂの面積を小さくし、かつ、半導体素子２底面の周縁領域と対向する領域に、ワイヤボンディング時に半導体素子２の周縁領域に荷重がかかっても半導体素子２の傾きを防止する額縁状の第２搭載パッド６ｂを配設したので、リフロー時の搭載パッド４ｂの剥がれを防止し、かつ、ワイヤボンディング時に半導体素子２が第１搭載パッド４ｂから剥がれることを防止する。また、第２搭載パッド６ｂによって半導体素子２の反りを防止することができる。以上、本願発明の第１の実施形態により上記の問題を解決することができる。
【００２４】
（２）第２搭載パッド６ｂを設けることによって、樹脂封止工程で半導体素子２底面と金属板２１との間の隙間を樹脂充填する必要がなくなったので、流動性の高い高価な樹脂を使用したり、真空成形を行う必要がない。
【００２５】
（３）半導体素子２の反りなどを防止するために、半導体素子２が大きくなるとそれに伴って第１搭載パッド４ｂの面積を大きくする必要があり、その結果、半導体装置１Ａが大きくなるにしたがってリフロー時の搭載パッド４ｂの剥がれが発生しやすくなっていた。しかし、本発明の実施形態では、半導体素子２が大きくなってもそれに伴い第１搭載パッド４ｂの面積を大きくする必要がないので、半導体装置１Ａの大型化に伴う第１搭載パッド４ｂの剥がれ易さを防止することができる。したがって、従来の半導体装置よりさらなる大型化が可能となり、より高機能の半導体装置を提供することができる。
【００２６】
−第２の実施の形態−
本発明の第２の実施形態の半導体装置１Ｂの構造について、図５を参照して説明する。第１の実施形態の半導体装置１Ａと共通する部分は同じ符号を使用し、相違する部分を主に説明する。図５（ａ）は半導体装置１Ｂの裏面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【００２７】
図５（ｂ），（ｃ）に示すように、外部電極３ｂ、第１搭載パッド４ｂ、第２搭載パッド６ｂおよび補強パッド９ｂの各下面にはＡｕ層３ｄ，４ｄ，６ｄおよび９ｄがそれぞれ形成されている。図５（ａ）には全てのＡｕ層３ｄ，４ｄ，６ｄ，９ｄが示されている。Ａｕ層３ｄ，４ｄ，６ｄ，９ｄは半田濡れ性改善のために設けられる。
【００２８】
次に本発明の第２の実施形態の半導体装置１Ｂの製造方法について、図６および図７を参照して説明する。第２の実施形態の半導体装置１Ｂの製造方法は、第１金属層形成工程と、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、分割工程とからなり、第２金属形成工程を有さない点で第１の実施形態の半導体装置１Ａの製造方法と異なる。第１の実施形態の半導体装置１Ａの製造方法と共通する部分は同じ符号を使用する。
【００２９】
第１金属層形成工程について、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、レジスト２２を可撓性を有する金属板２１の両面に塗布またはラミネートする。次にアクリルフィルムベースのパターンマスクフィルムを密着させ、紫外線により露光する。そして、現像し、図６（ｂ）に示すように、金属層を形成する部分のレジスト２２を除去する。このとき、金属板２１の一方の面には金属層を形成しないので、全面をレジスト２２によって覆う。次に、レジスト２２を除去した部分の金属板２１面をソフトエッチングし、そして、酸活性処理を行う。
【００３０】
酸活性処理を行った金属板２１をＡｕめっき溶液に浸漬して金属板２１に電力を供給する。そして、Ａｕ層６１を形成する。次に、Ｎｉめっき溶液に浸漬して金属板２１に電力を供給し、電鋳を行う。そして、Ｎｉ層２３を形成する。次に、Ａｇめっき溶液に金属板２１を浸漬して金属板２１に電力を供給する。そして、Ａｇ層２４を形成する。このようにして、図６（ｃ）に示すように、金属板２１にＡｕ層６１とＮｉ層２３とＡｇ層２４とを形成する。そして、図６（ｄ）に示すように、レジスト２２を金属板２１から剥離する。以下、半導体素子実装工程と、樹脂封止工程と、金属板剥離工程と、分割工程とは、第１の実施形態の半導体装置Ａの製造方法と同じなので説明を省略する。
【００３１】
以上の第２の実施形態による半導体装置１Ｂの製造方法は、第１の実施形態による半導体装置１Ａの製造方法の実施形態による作用効果（１）のほかに次のような作用効果を奏する。
（１）金属板２１を剥離した後、ダイシングで分割すれば半導体装置１Ｂが完成する。ところで外部電極３ｂの下面にはＡｕ層３ｄが形成されているので、金属板２１の剥離のあと、半導体装置１Ｂに半田接続用の金属層を形成する必要がない。したがって、金属板２１を樹脂封止体３０Ｂから剥離した後、めっき処理が必要ないので、半導体装置１Ｂの製造コストを安くすることができる。
【００３２】
以上の実施の形態の半導体装置１Ａ，１Ｂを次のように変形することができる。
（１）第２搭載パッド６ｂの形状は額縁形状であったが、半導体素子２底面の周縁領域に配設するものであれば実施の形態に限定されない。たとえば、図８に示すように、半導体素子２の４辺のそれぞれの領域に第２搭載パッド６ｂを設けてもよい。図８は、樹脂封止体８０を金属板２１の剥離面側から見た図である。矩形形状のＮｉ層８３は第２搭載パッド６ｂに対応する。また点線８２は半導体素子２の搭載位置に相当する。半導体素子２の４辺の代わりに、図９に示すように４隅のそれぞれの領域に第２搭載パッド６ｂを設けてもよい。図９は樹脂封止体９０を金属板２１の剥離面側から見た図である。鍵形形状のＮｉ層９３は第２搭載パッド６ｂに対応する。また点線９２は半導体素子２の搭載位置に相当する。
【００３３】
（２）第１搭載パッド４ｂの形状は矩形形状であったが、実施の形態に限定されない。たとえば、図１０，１１に示すように円形でもよい。図１０は、樹脂封止体１００を金属板２１の剥離面側から見た図である。Ｎｉ層１０４は第１搭載パッド４ｂに対応し、形状が円形である。台形のＮｉ層１０６は第２搭載パッド６ｂに対応し、点線１０２は半導体素子２の搭載位置に相当する。半導体素子２の４辺のそれぞれの領域に第２搭載パッド４ｂが配設されるように、Ｎｉ層１０６は形成されている。図１１は、樹脂封止体１１０を金属板２１の剥離面側から見た図である。Ｎｉ層１１４は第１搭載パッド４ｂに対応し、形状が円形である。正方形のＮｉ層１１６は第２搭載パッド６ｂに対応し、点線１１２は半導体素子２の搭載位置に相当する。半導体素子２の４隅のそれぞれの領域に第２搭載パッド４ｂが配設されるようにＮｉ層１１６は形成されている。
【００３４】
（３）外部電極３ｂはＮｉまたはＮｉ・Ｃｏ合金より形成したが、導電性を有する金属であればＮｉまたはＮｉ・Ｃｏ合金に限定されない。たとえば、電鋳で形成したＣｕ電極であってもよい。
【００３５】
（４）ワイヤ接続用の金属層や半田接続用の金属層をめっき法によって形成したが、真空蒸着法やＣＶＤ法によって形成してもよい。
【００３６】
（５）外部電極３ｂの上面側にＡｇ層３ａを形成しているが、ワイヤ７と外部電極３ｂとを接続できるようにするためのものであれば、Ａｇ層に限定されない。たとえば、Ａｕ層を形成してもよい。また、ワイヤ７を直接外部電極３ｂに接続できる場合は、Ａｇ層を形成しなくてもよい。
【００３７】
（６）Ｎｉ層２３の下面側にＳｎ層３３またはＡｕ層６１を形成したが、外部電極４ｂと半田とを接合するための金属層であれば実施の形態に限定されない。たとえば、Ｓｎ−Ａｇ層、Ｓｎ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｂｉ層またはＳｎ−Ｐｂ層を形成してもよい。また、直接外部電極４ｂと半田とを接合する場合は、Ｎｉ層２３の下面側に金属層を設けなくてもよい。
【００３８】
（７）可撓性を有するシートに第１搭載パッドと第２搭載パッドと外部電極とを形成し、そのシートに形成された第１搭載パッドに半導体素子を搭載して外部電極と半導体素子とを電気的に接続し、樹脂封止した後、そのシートを剥がして分割して生産する半導体装置であれば、本発明の実施形態に限定されない。たとえば、ＭＡＰ（Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）方式で生産されたＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）に適用してもよい。この場合、シートに形成された第１搭載パッドと第２搭載パッドと外部電極とは、電鋳Ｎｉの代わりにリードフレームとなる。また、シートは、可撓性を有する金属板２１の代わりに粘着性を有する樹脂シートであるアセンブリシートとなる。
【００３９】
（８）外部電極３ｂ、第１搭載パッド部４ｂおよび第２搭載パッド部６ｂの厚さ、Ａｇ層３ａ，４ａ，６ａの厚さおよびＳｎ層３ｃ，４ｃ，６ｃの厚さは、実施の形態には限定されない。
【００４０】
（９）以上の実施の形態では、可撓性を有する金属板２１にＮｉ層２３やレジスト２２などを形成したが、可撓性を有し、導電性を有する導電性基板であればＳＵＳステンレス鋼板やＣｕ板に限定されない。たとえば、ＳＵＳステンレス鋼板やＣｕ板以外の金属薄板を使用してもよいし、導電性樹脂を使用してもよい。また、表面に導電膜を形成した基板を使用してもよい。
【００４１】
本発明による半導体装置は上記実施の形態や変形例に何ら限定されず、矩形形状の半導体素子と、半導体素子がその底辺中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、半導体素子の底面において、第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、半導体素子とワイヤにより電気的に接続している外部電極とを備え、半導体素子とワイヤと外部電極とが樹脂により封止して成ることを特徴とする半導体装置であれば、どのようなものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法における樹脂の封止を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の半導体装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図８】他の実施形態の第２搭載パッドを説明するための図である。
【図９】他の実施形態の第２搭載パッドを説明するための図である。
【図１０】他の実施形態の第１搭載パッドを説明するための図である。
【図１１】他の実施形態の第１搭載パッドを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ，１Ｂ 半導体装置
２ 半導体素子
３ａ，４ａ，６ａ，９ａ，２４ Ａｇ層
３ｂ 外部電極
３ｃ，４ｃ，６ｃ，９ｃ，３３ Ｓｎ層
３ｄ，４ｄ，６ｄ，９ｄ，６１ Ａｕ層
４ｂ 第１搭載パッド
５，２５ ダイボンディング材
６ｂ 第２搭載パッド
７ ワイヤ
８ 樹脂
９ｂ 補強パッド
２１ 金属板
２２ レジスト
２３，８３，９３，１０４，１０６，１１４，１１６ Ｎｉ層
３０Ａ，３０Ｂ，８０，９０，１００，１１０ 樹脂封止体
３２ 剥離面
４１ 金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形形状の半導体素子と、
前記半導体素子がその底辺中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、
前記半導体素子の底面において、前記第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、
前記半導体素子とワイヤにより電気的に接続している外部電極とを備え、
前記半導体素子と前記ワイヤと前記外部電極とが樹脂により封止して成ることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２の搭載パッドは額縁形状であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の４辺のそれぞれの辺に前記第２の搭載パッドを配設することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の４隅のそれぞれの隅に前記第２の搭載パッドを配設することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第１の搭載パッド、前記外部電極および前記第２の搭載パッドは電鋳によって形成された電極であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第１の搭載パッド、前記外部電極および前記第２の搭載パッドはリードフレームであることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
第１の搭載パッドと、前記第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、前記第２の搭載パッドの外側に配設される外部電極とからなる一組の金属層が複数隣接配置して形成されている可撓性シートを用い、前記複数隣接配置して形成されているそれぞれの金属層の第１の搭載パッドにダイボンディング材を塗布して第１の搭載パッドと第２の搭載パッドとに半導体素子を搭載し、前記半導体素子と前記外部電極とを電気的に接続する半導体素子実装工程と、
前記金属層および前記半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、
前記可撓性シートを剥離して樹脂封止体を得る剥離工程と、
前記樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置に分割する分割工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
平板上の基板と、
前記基板上に設けられ、半導体素子がその底面中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、
前記半導体素子の底面の周縁領域と対向する領域において、前記基板に設けられ、前記第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、
前記基板上に設けられ、前記半導体素子とワイヤにより電気的に接続される外部電極とを備えることを特徴とする半導体装置作製用シート。
【請求項９】
請求項８に記載された半導体装置作製用シートにおいて、
前記第１の搭載パッド、前記外部電極および前記第２の搭載パッドは電鋳によって形成され、
前記基板は可撓性を有する金属板であることを特徴とする半導体装置作製用シート。
【請求項１】
矩形形状の半導体素子と、
前記半導体素子がその底辺中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、
前記半導体素子の底面において、前記第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、
前記半導体素子とワイヤにより電気的に接続している外部電極とを備え、
前記半導体素子と前記ワイヤと前記外部電極とが樹脂により封止して成ることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２の搭載パッドは額縁形状であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の４辺のそれぞれの辺に前記第２の搭載パッドを配設することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記半導体素子の４隅のそれぞれの隅に前記第２の搭載パッドを配設することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第１の搭載パッド、前記外部電極および前記第２の搭載パッドは電鋳によって形成された電極であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
前記第１の搭載パッド、前記外部電極および前記第２の搭載パッドはリードフレームであることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
第１の搭載パッドと、前記第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、前記第２の搭載パッドの外側に配設される外部電極とからなる一組の金属層が複数隣接配置して形成されている可撓性シートを用い、前記複数隣接配置して形成されているそれぞれの金属層の第１の搭載パッドにダイボンディング材を塗布して第１の搭載パッドと第２の搭載パッドとに半導体素子を搭載し、前記半導体素子と前記外部電極とを電気的に接続する半導体素子実装工程と、
前記金属層および前記半導体素子を樹脂封止する樹脂封止工程と、
前記可撓性シートを剥離して樹脂封止体を得る剥離工程と、
前記樹脂封止体を切断して、個々の半導体装置に分割する分割工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
平板上の基板と、
前記基板上に設けられ、半導体素子がその底面中央部でダイボンディング材により固着される第１の搭載パッドと、
前記半導体素子の底面の周縁領域と対向する領域において、前記基板に設けられ、前記第１の搭載パッドの外側に配設される第２の搭載パッドと、
前記基板上に設けられ、前記半導体素子とワイヤにより電気的に接続される外部電極とを備えることを特徴とする半導体装置作製用シート。
【請求項９】
請求項８に記載された半導体装置作製用シートにおいて、
前記第１の搭載パッド、前記外部電極および前記第２の搭載パッドは電鋳によって形成され、
前記基板は可撓性を有する金属板であることを特徴とする半導体装置作製用シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−４８９１１（Ｐ２００７−４８９１１Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３１２５８（Ｐ２００５−２３１２５８）
【出願日】平成１７年８月９日（２００５．８．９）
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月９日（２００５．８．９）
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
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