JP6927634B2 - Substrate for mounting semiconductor elements and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板及びその製造方法に関する。 The present invention is manufactured by removing a metal plate from a resin encapsulant in which a region on which a semiconductor element is mounted is sealed with a sealing resin, and an external connection terminal composed of a plating layer exposed on the back surface side is a printed circuit board. The present invention relates to a substrate for mounting a semiconductor element used for manufacturing a semiconductor package of a type connected to an external device such as, and a manufacturing method thereof.
半導体装置の電子関連機器への組み込みに際し、半導体装置の外部接続用端子と、外部の電子関連機器との半田接続状態の良・不良を目視で検査できるように、半田接続部分の可視化が求められている。 When incorporating a semiconductor device into an electronic device, visualization of the solder connection part is required so that the good or bad of the solder connection state between the external connection terminal of the semiconductor device and the external electronic device can be visually inspected. ing.
しかるに、従来、外周部に外部接続用端子が突出しないタイプの半導体パッケージは、裏面側に露出した状態に配列されている複数の外部接続用端子をプリント基板等の外部機器と接続する構造となっていたため、正常に半田接続されているか否かを目視検査することが困難であった。 However, conventionally, a type of semiconductor package in which external connection terminals do not protrude from the outer periphery has a structure in which a plurality of external connection terminals arranged in an exposed state on the back surface side are connected to an external device such as a printed circuit board. Therefore, it was difficult to visually inspect whether or not the solder connection was normally performed.
しかし、半田接続部分の目視検査ができないと、半田接続作業時に内在する接続不良が見逃され、その後の通電検査等で接続不良が発見されるまでの作業コストが余計にかかってしまう。また、半田接続部分は、X線装置を用いて透視検査することは可能ではあるが、それでは、X線装置の設備コストが増大してしまう。 However, if the solder connection portion cannot be visually inspected, the connection failure inherent in the solder connection work is overlooked, and the work cost until the connection failure is found in the subsequent energization inspection or the like is incurred. Further, although it is possible to perform a fluoroscopic inspection of the solder connection portion using an X-ray apparatus, that would increase the equipment cost of the X-ray apparatus.
そこで、従来、半導体パッケージの半田接続部分における半田接続状態の良・不良を目視検査できるようにするための技術として、例えば、次の特許文献1には、リードフレームにおけるリードの裏面側の外部接続用端子となる端子部の切断位置にリードを横断する溝を形成することで、個々に切断されたときの半導体パッケージの裏面に露出する外部接続用端子に、端縁部にかけて空間部を設け、空間部に半田を介在させるようにして、半導体パッケージの側面に露出した外部接続用端子の端縁部から半田接続部分を目視可能にすることが提案されている。
Therefore, conventionally, as a technique for visually inspecting the quality of the solder connection state in the solder connection portion of the semiconductor package, for example, in the following
また、例えば、次の特許文献2には、リードフレームの裏面に凹部を設け、表面側を樹脂封止後に、凹部を含む所定領域を封止樹脂側からハーフカット加工を施すことで、凹部を設けていた部位にスルーホールを形成し、次に、ハーフカット加工の幅より狭い幅でフルカット加工を施すことで、外部接続用端子を側方に突出させ、側方の突出部に、半田接続部分を目視可能にするためのスルーホールやスリットを設けることが記載されている。 Further, for example, in the following Patent Document 2, a recess is provided on the back surface of the lead frame, the front surface side is sealed with resin, and then a predetermined region including the recess is half-cut from the sealing resin side to form the recess. By forming a through hole in the provided part and then performing full-cut processing with a width narrower than the width of half-cut processing, the external connection terminal is projected sideways, and solder is applied to the lateral protrusion. It is described that through holes and slits are provided to make the connection portion visible.
近年、携帯電話に代表されるように、電子機器の小型・軽量化が急速に進み、それら電子機器に用いられる半導体装置も小型・軽量化・高機能化が要求され、特に、半導体装置の厚みについて、薄型化が要求され、金属板を加工したリードフレームを用いた半導体装置に代わり、金属板を最終的に除去するタイプの半導体パッケージが開発されてきている。 In recent years, as represented by mobile phones, electronic devices have been rapidly reduced in size and weight, and semiconductor devices used in these electronic devices are also required to be smaller, lighter, and more sophisticated. In particular, the thickness of semiconductor devices. With regard to the above, thinning is required, and a semiconductor package of a type in which a metal plate is finally removed has been developed in place of a semiconductor device using a lead frame in which a metal plate is processed.
例えば、金属板の一方の側の面に所定のパターニングを施したレジストマスクを形成し、レジストマスクから露出した金属板にめっき加工を施し、半導体素子搭載用のパッド部と、半導体素子と接続する内部接続用端子及び外部機器と接続するための外部接続用端子となる端子部とを形成した後、レジストマスクを除去することにより、半導体素子搭載用基板を製造する。そして、製造された半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載し、ワイヤボンディング又はフリップチップ接続した後に樹脂封止を行い、樹脂封止後に金属板を除去して封止樹脂の裏面にめっき層からなるパッド部や端子部を露出させ、薄型の半導体パッケージを完成させる。
この種の半導体パッケージによれば、パッド部や端子部が金属板よりも薄肉のめっき層で形成され、しかも、金属板が除去されているため、半導体パッケージの厚みをより一層薄くすることができる。
For example, a resist mask having a predetermined patterning is formed on one side surface of the metal plate, the metal plate exposed from the resist mask is plated, and the pad portion for mounting the semiconductor element is connected to the semiconductor element. A substrate for mounting a semiconductor element is manufactured by forming a terminal for internal connection and a terminal portion for connecting to an external device and then removing the resist mask. Then, the semiconductor element is mounted on the manufactured substrate for mounting the semiconductor element, and the resin is sealed after wire bonding or flip chip connection. After the resin is sealed, the metal plate is removed and the back surface of the sealing resin is coated with a plating layer. The pad and terminal parts are exposed to complete a thin semiconductor package.
According to this type of semiconductor package, the pad portion and the terminal portion are formed of a plating layer thinner than the metal plate, and the metal plate is removed, so that the thickness of the semiconductor package can be further reduced. ..
しかし、特許文献1、2に記載の半導体パッケージの半田接続部分における半田接続状態の良・不良を目視検査できるようにするための技術は、金属板を除去して裏面に露出しためっき層が外部接続用端子となる端子部を構成するタイプの半導体装置を製造するための半導体素子搭載用基板には適用できない。
即ち、特許文献1、2に記載の技術では、半田接続部分を目視可能にするための溝やスルーホールやスリットを形成する前段階の凹部を、金属板からなるリードフレームに対してエッチング加工やプレス加工を施すことにより行っている。しかし、金属板を除去して裏面に露出しためっき層が外部接続用端子となる端子部を構成するタイプの半導体装置を製造するための半導体素子搭載用基板の場合、めっき層に対して特許文献1、2に記載の技術のようなエッチング加工やプレス加工を施すことにより、溝や凹部を形成することは非常に難しい。
However, in the technique described in
That is, in the techniques described in
しかも、特許文献1に記載のリードフレームにおけるリードの裏面側の外部接続用端子となる端子部の切断位置にリードを横断する溝を形成する技術では、樹脂封止の際に、端子部の溝に樹脂が入り込み、半田接続部分を目視可能にするための空間部が形成されず、半導体パッケージ製品の歩留まりが悪くなる虞がある。
Moreover, in the technique described in
また、特許文献2に記載の技術では、樹脂封止後に、ブレードを用いたハーフカットとフルカットの2回の切断工程が必要となり、生産効率が悪く、コストが増大してしまう。また、外部接続用端子が側方へ突出するため、半導体パッケージ製品を小型化し難い。 Further, in the technique described in Patent Document 2, after resin sealing, two cutting steps of half-cut and full-cut using a blade are required, which results in poor production efficiency and an increase in cost. In addition, since the external connection terminal protrudes sideways, it is difficult to miniaturize the semiconductor package product.
このように、裏面側に露出している複数の外部接続用端子をプリント基板等の外部機器と接続するタイプの半導体パッケージにおける、半田接続部分を目視可能とするための従来技術には、半導体パッケージ製品の歩留まりや、生産効率、製品の小型化の点で問題があり、しかも、裏面側に露出する外部接続用端子となる端子部がめっき層からなるタイプの半導体パッケージには、上記従来技術を用いること自体が困難であった。 As described above, in a semiconductor package of a type in which a plurality of external connection terminals exposed on the back surface side are connected to an external device such as a printed circuit board, a conventional technique for making a solder connection portion visible is a semiconductor package. The above-mentioned conventional technology is applied to a semiconductor package of a type in which there are problems in terms of product yield, production efficiency, and product miniaturization, and the terminal portion which is an external connection terminal exposed on the back surface side is a plating layer. It was difficult to use.
また、特許文献1、2に記載の技術は、いずれも、半導体パッケージを製造した状態において、外部接続用端子となる端子部の、半田接続部分を目視可能にするための空間部を形成する面(特許文献1)やスルーホールやスリットが設けられる面(特許文献2)が、隣り合う端子におけるそれらの面及び隣り合う端子間に充填される封止樹脂の面と面一となるため、外部機器との半田接続時に、半田が端子部を超えて濡れ広がり易く、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートが懸念される。
Further, in each of the techniques described in
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであり、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板において、半導体パッケージ製品の歩留まりや、生産効率が向上し、小型化にも対応でき、しかも、半田接続部分を目視可能であり、また、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートも防止可能な半導体素子搭載用基板及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is manufactured by removing a metal plate from a resin sealing body in which a region on which a semiconductor element is mounted is sealed with a sealing resin, and is manufactured on the back surface side. In a semiconductor device mounting substrate used for manufacturing a semiconductor package of the type in which an external connection terminal composed of an exposed plating layer is connected to an external device such as a printed circuit board, the yield of semiconductor package products and production efficiency are improved, and the size is reduced. Provided is a substrate for mounting a semiconductor element and a manufacturing method thereof, which can be used for plating, the solder connection portion can be visually observed, and electrical short circuit due to solder bleeding at the solder connection portion between adjacent terminals can be prevented. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明の一態様による半導体素子搭載用基板は、金属板の一方の側に、半導体パッケージの裏面に露出する端子サイズよりも小さい複数の凸部と、夫々の前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差をつけて形成された、めっき層からなる複数の端子部を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the substrate for mounting a semiconductor element according to one aspect of the present invention has a plurality of convex portions on one side of the metal plate, which are smaller than the terminal size exposed on the back surface of the semiconductor package, and each of the convex portions. It is characterized by having a plurality of terminal portions made of a plating layer formed by forming a step at a predetermined position from the top surface of the portion to the side surface and the outer surface of the convex portion.
また、本発明の他の態様による半導体素子搭載用基板は、金属板の一方の側に、半導体パッケージの裏面に露出する端子サイズよりも小さい複数の凸部と、中央部にめっき層で形成されたパッド部と、前記パッド部の周辺であって夫々の前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差をつけて形成された、めっき層からなる複数の端子部を有することを特徴としている。 Further, the substrate for mounting a semiconductor element according to another aspect of the present invention is formed on one side of a metal plate with a plurality of convex portions exposed on the back surface of the semiconductor package, which are smaller than the terminal size, and a plating layer in the central portion. A plurality of terminals composed of a pad portion and a plating layer formed by providing a step at a predetermined position from the top surface to the side surface of each of the convex portions and the outer surface of the convex portion around the pad portion. It is characterized by having a part.
また、本発明の半導体素子搭載用基板においては、夫々の前記端子部が、前記凸部を囲むように形成されているのが好ましい。 Further, in the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, it is preferable that each of the terminal portions is formed so as to surround the convex portion.
また、本発明の半導体素子搭載用基板においては、前記凸部の高さが、0.005mm〜0.11mmであるのが好ましい。 Further, in the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, the height of the convex portion is preferably 0.005 mm to 0.11 mm.
また、本発明による半導体素子搭載用基板の製造方法は、金属板の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における該端子サイズよりも小さい所定領域を覆い、その周囲に開口部を有するエッチング用レジストマスクを形成するとともに、前記金属板の他方の側の面上に、全面を覆うエッチング用レジストマスクを形成する工程と、前記金属板の一方の側からハーフエッチング加工を施し、凸部を形成する工程と、前記金属板の一方の側の面上に形成した前記エッチング用レジストマスクを除去する工程と、前記金属板の一方の側の面上に、前記凸部を囲む所定位置に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記めっき用レジストマスクの開口部にめっき加工を施し、前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部を形成する工程と、前記金属板の両面上に形成したレジストマスクを除去する工程と、を有することを特徴としている。 Further, in the method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor element according to the present invention, a predetermined region smaller than the terminal size in a portion corresponding to each terminal exposed on the back surface of the semiconductor package is formed on one side surface of the metal plate. A step of forming an etching resist mask that covers and has an opening around the metal plate, and forming an etching resist mask that covers the entire surface on the other side surface of the metal plate, and one side of the metal plate. A step of half-plating the metal plate to form a convex portion, a step of removing the resist mask for etching formed on one side surface of the metal plate, and a step of removing the resist mask for etching on one side surface of the metal plate. , A step of forming a resist mask for plating having openings in a plurality of regions corresponding to predetermined positions surrounding the convex portion, and plating the openings of the resist mask for plating from the top surface of the convex portion. It is characterized by having a step of forming a plurality of terminal portions having a step at a predetermined position over a side surface and an outer surface of the convex portion, and a step of removing a resist mask formed on both surfaces of the metal plate. There is.
また、本発明による半導体素子搭載用基板の製造方法は、金属板の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における該端子サイズよりも小さい所定領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成するとともに、前記金属板の他方の側の面上に、全面を覆うめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記金属板の一方の側から該金属板と同じ金属のめっき加工を施し、凸部を形成する工程と、前記金属板の一方の側の面上に形成した前記めっき用レジストマスクを除去する工程と、前記金属板の一方の側の面上に、前記凸部を囲む所定位置に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記めっき用レジストマスクの開口部に該金属板とは異なる金属のめっき加工を施し、前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部を形成する工程と、
前記金属板の両面上に形成したレジストマスクを除去する工程と、を有することを特徴としている。
Further, in the method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor element according to the present invention, a predetermined region smaller than the terminal size in a portion corresponding to each terminal exposed on the back surface of the semiconductor package is formed on one side surface of the metal plate. A step of forming a plating resist mask having an opening and forming a plating resist mask covering the entire surface on the other side surface of the metal plate, and the metal plate from one side of the metal plate. A step of plating the same metal to form a convex portion, a step of removing the plating resist mask formed on one side surface of the metal plate, and a step of removing the plating resist mask formed on one side surface of the metal plate. In addition, a step of forming a plating resist mask having openings in a plurality of regions corresponding to predetermined positions surrounding the convex portion and a plating process of a metal different from the metal plate are performed on the openings of the plating resist mask. A step of forming a plurality of terminal portions having steps at predetermined positions extending from the top surface of the convex portion to the side surface and the outer surface of the convex portion.
It is characterized by having a step of removing a resist mask formed on both surfaces of the metal plate.
本発明によれば、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板において、半導体パッケージ製品の歩留まりや、生産効率が向上し、小型化にも対応でき、しかも、半田接続部分を目視可能であり、また、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートも防止可能な半導体素子搭載用基板及びその製造方法が得られる。 According to the present invention, an external connection terminal made of a plating layer exposed on the back surface side, which is manufactured by removing a metal plate from a resin encapsulant in which a region on which a semiconductor element is mounted is sealed with an encapsulating resin. In a substrate for mounting a semiconductor element used for manufacturing a type of semiconductor package that is connected to an external device such as a printed circuit board, the yield and production efficiency of the semiconductor package product are improved, and it is possible to cope with miniaturization. A substrate for mounting a semiconductor element and a method for manufacturing the same can be obtained.
実施形態の説明に先立ち、本発明を導出するに至った経緯及び本発明の作用効果について説明する。
まず、本件発明者は、半導体パッケージの半田接続部分を目視可能にするための従来技術である特許文献1に記載の技術について検討・考察した。
特許文献1に記載の技術について図7を用いて説明する。図7中、(a)は半導体パッケージに用いるリードフレームの外部機器と接続する側からみた図、(b)は(a)のリードフレームを用いて組み立てた半導体パッケージにおける(a)のA−A断面図、(c)は(b)の半導体パッケージの外部接続用端子を外部機器に半田接続した状態を示す図、(d)は(a)のリードフレームにおける外部接続用端子となる端子部を示すB−B断面図である。
Prior to the description of the embodiment, the background leading to the derivation of the present invention and the action and effect of the present invention will be described.
First, the present inventor examined and considered the technique described in
The technique described in
図7(a)に示す半導体パッケージに用いるリードフレームは、リードフレームにおけるリードの裏面側の外部接続用端子となる端子部51の切断位置(図7(a)における一点鎖線上の位置)に、リードを横断する溝51bがFe−Ni合金やCu合金等の金属板からなるリードフレームに対してエッチング加工やプレス加工を施すことによって形成されている。なお、図7(a)中、52は半導体素子を搭載するパッド部、60は半導体素子である。
そして、リードフレームのパッド部52に半導体素子60を搭載し、リードにおける半導体素子60搭載側の内部接続端子となる端子部と半導体素子60とをボンディングワイヤ61で接続し、半導体素子搭載側を封止樹脂70で封止した状態の半導体パッケージを切断位置に沿って切断することによって、図7(b)に示すように、個々に切断された半導体パッケージの裏面に露出するリードの外部接続用端子51に、端縁部にかけて空間部51aが設けられる。
このように形成された半導体パッケージは、図7(c)に示すように、外部機器80の端子81に半田接続した状態では、半田90は外部接続用端子51の裏面から端縁部にかけて形成されている空間部51aに介在する。このため、半導体パッケージの側面に露出した外部接続用端子51の半田接続部分を目視確認でき、半導体パッケージの外部機器80との半田接続状態の良・不良を目視検査できる。
The lead frame used for the semiconductor package shown in FIG. 7 (a) is located at the cutting position (position on the one-point chain line in FIG. 7 (a)) of the
Then, the
As shown in FIG. 7C, in the state where the semiconductor package thus formed is solder-connected to the
ところで、特許文献1に記載の技術では、半田接続部分を目視可能にするためのリードを横断する溝51bをFe−Ni合金やCu合金等の金属板からなるリードフレームに対してエッチング加工やプレス加工を施すことにより形成している。
しかし、金属板を除去して裏面に露出しためっき層が外部接続用端子として機能する端子部を構成するタイプの半導体パッケージを製造するための半導体素子搭載用基板の場合、めっき層に対してエッチング加工やプレス加工を施すことにより、溝を形成することは非常に難しい。
また、特許文献1に記載の技術のように、リードフレームにおけるリードの裏面側の外部接続用端子51となる端子部の切断位置に、リードを横断する溝51bを形成すると、半導体パッケージの組立てにおける樹脂封止の際に、端子部の溝51bに樹脂が入り込み、半田接続部分を目視可能にするための空間部51aが形成されない虞がある。
即ち、リードフレームにおけるリードの裏面側の外部接続用端子となる端子部51にリードを横断する溝51bを形成すると、外部接続用端子となる端子部51は、切断位置において、図7(d)に示すようにリードの幅方向が全体にわたり薄肉状に形成される。一般に、リードフレームの半導体素子搭載側を樹脂封止する際には、リードフレームの裏面の溝に樹脂が入り込まないようにするためにリードフレームの裏面には、シート状のテープを貼り付ける。しかし、リードの幅方向に沿う溝51bの外側部分にはシート状のテープと密着する面が存在しないため、リードの幅方向に沿う溝51bの外側部分はシート状のテープから離れてしまう。ここで、シート状のテープを溝51bの面に密着させようとしても、シート状のテープが大きく変形することになり、溝51bに完全に密着させることが難しく、シート状のテープと溝51bの面とに隙間が生じ易い。その結果、樹脂封止する際にシート状のテープと溝51bの面との隙間から樹脂が回り込んで、端子部51の溝51bに樹脂が入り込み、半田接続部分を目視検査可能にするための空間部が形成されず、半導体パッケージ製品の歩留まりが悪くなる虞がある。
By the way, in the technique described in
However, in the case of a substrate for mounting a semiconductor element for manufacturing a semiconductor package of a type in which a plating layer exposed on the back surface by removing a metal plate constitutes a terminal portion that functions as an external connection terminal, etching is performed on the plating layer. It is very difficult to form a groove by processing or pressing.
Further, as in the technique described in
That is, when a
次に、特許文献2に記載の技術も、パターン形成された金属板からなるリードフレームに対してプレス加工を施すことにより、半田接続部分を目視可能にするためスルーホールやスリットを形成する前段階の凹部を形成しているが、金属板を除去して裏面側に露出しためっき層が外部接続用端子となる端子部を構成するタイプの半導体装置を製造するための半導体素子搭載用基板の場合、めっき層に対してプレス加工を施すことにより、凹部を形成することは非常に難しい。
また、樹脂封止後に、ブレードを用いてハーフカットとフルカットの2回の切断工程が必要となり、生産効率が悪く、コストが増大してしまう。しかも、外部接続用端子が横方向へ突出するため、半導体パッケージ製品を小型化し難い。
Next, the technique described in Patent Document 2 is also a step before forming through holes and slits in order to make the solder connection portion visible by pressing a lead frame made of a patterned metal plate. In the case of a substrate for mounting a semiconductor element for manufacturing a semiconductor device of the type in which the concave portion of the above is formed, but the metal plate is removed and the plating layer exposed on the back surface side serves as a terminal for external connection. , It is very difficult to form a recess by pressing the plating layer.
Further, after sealing the resin, two cutting steps of half-cut and full-cut using a blade are required, which results in poor production efficiency and an increase in cost. Moreover, since the external connection terminal protrudes in the lateral direction, it is difficult to miniaturize the semiconductor package product.
さらに、特許文献1に記載のものは、最終形態の半導体装置において、図7(b)に示すように、外部接続用端子となる端子部51の、半田接続部分を目視可能にするための空間部51bを形成する面は、隣り合う端子部の空間部51bの面及びその間に充填されている封止樹脂70の面と面一となる。また、特許文献2に記載のものも、最終形態の半導体装置において、スルーホールやスリットが設けられる面が、隣り合う端子におけるそれらの面及び隣り合う端子間に充填される封止樹脂の面と面一となる。このため、外部機器との半田接続時に、半田が端子部を超えて濡れ広がり易く、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートが懸念される。
Further, the one described in
そこで、本件発明者は、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板において、半導体パッケージ製品の歩留まりや、生産効率が向上し、小型化にも対応でき、しかも、半田接続部分を目視可能であり、さらには、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートも防止可能とするために、試行錯誤を重ね、本発明の半導体素子搭載用基板及びその製造方法を導出するに至った。 Therefore, the present inventor is an external connection terminal made of a plating layer exposed on the back surface side, which is manufactured by removing a metal plate from a resin encapsulant in which a region on which a semiconductor element is mounted is sealed with a sealing resin. Is used for manufacturing semiconductor device mounting substrates that are connected to external devices such as printed circuit boards. The yield and production efficiency of semiconductor package products are improved, and miniaturization is possible. In order to make the parts visible and to prevent electrical short circuits due to solder bleeding at the solder connection parts between adjacent terminals, trial and error are repeated to manufacture the semiconductor element mounting substrate of the present invention and its manufacture. We have come up with a method.
本発明の一態様による半導体素子搭載用基板は、金属板の一方の側に、半導体パッケージの裏面に露出する端子サイズよりも小さい複数の凸部と、夫々の凸部の頂面から側面および凸部の外側の面にわたる所定位置に段差をつけて形成された、めっき層からなる複数の端子部を有する。
また、本発明の他の態様による半導体素子搭載用基板は、金属板の一方の側に、半導体パッケージの裏面に露出する端子サイズよりも小さい複数の凸部と、中央部にめっき層で形成されたパッド部と、パッド部の周辺であって夫々の凸部の頂面から側面および凸部の外側の面にわたる所定位置に段差をつけて形成された、めっき層からなる複数の端子部を有する。
The substrate for mounting a semiconductor element according to one aspect of the present invention has a plurality of convex portions on one side of the metal plate, which are smaller than the terminal size exposed on the back surface of the semiconductor package, and the top surface to the side surface and the convex portion of each convex portion. It has a plurality of terminal portions made of a plating layer formed by forming a step at a predetermined position over the outer surface of the portion.
Further, the substrate for mounting a semiconductor element according to another aspect of the present invention is formed on one side of a metal plate with a plurality of convex portions exposed on the back surface of the semiconductor package, which are smaller than the terminal size, and a plating layer in the central portion. It has a pad portion and a plurality of terminal portions made of a plating layer formed by stepping at predetermined positions from the top surface of each convex portion to the side surface and the outer surface of the convex portion around the pad portion. ..
本発明の半導体素子搭載用基板のように、金属板の一方の側に、半導体パッケージの裏面に露出する端子サイズよりも小さい複数の凸部と、夫々の前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差をつけて形成された、めっき層からなる複数の端子部を有して構成すれば、本発明の半導体素子搭載用基板を用いて半導体パッケージを製造した場合、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって露出するめっき層からなる端子部の裏面の外部接続用端子部が、半導体パッケージの底面から側面に向かって段差を有した形状に形成され、側面側の段差部分に空間部が設けられる。このため、半導体パッケージを外部基板に半田を介して接続するときに、リフローにより溶けた半田が、外部接続用端子部の段差が形成されることによって設けられた空間部に濡れ広がる。その結果、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板であっても、半導体パッケージを、半田を介して外部基板に接続したときの半田の接続状態を、半導体パッケージの側面に露出しためっき層からなる外部接続用端子の端縁部の側から目視確認することができる。 Like the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, on one side of the metal plate, a plurality of convex portions smaller than the terminal size exposed on the back surface of the semiconductor package, and the top surface to the side surface and the side surface of each of the convex portions. A semiconductor package can be manufactured using the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention if it is configured to have a plurality of terminal portions made of a plating layer formed by forming a step at a predetermined position over the outer surface of the convex portion. In this case, the external connection terminal portion on the back surface of the terminal portion made of a plating layer exposed by removing the metal plate from the resin encapsulant in which the region where the semiconductor element is mounted is sealed with a sealing resin is a semiconductor package. It is formed in a shape having a step from the bottom surface to the side surface, and a space portion is provided in the step portion on the side surface side. Therefore, when the semiconductor package is connected to the external substrate via solder, the solder melted by the reflow wets and spreads in the space provided by forming the step of the external connection terminal portion. As a result, it is manufactured by removing the metal plate from the resin encapsulant in which the region where the semiconductor element is mounted is sealed with the encapsulating resin, and the external connection terminal composed of the plating layer exposed on the back surface side is a printed circuit board or the like. Even if it is a substrate for mounting a semiconductor element used for manufacturing a semiconductor package of a type that is connected to an external device, the state of solder connection when the semiconductor package is connected to the external substrate via solder is shown on the side surface of the semiconductor package. It can be visually confirmed from the side of the edge portion of the external connection terminal composed of the plating layer exposed to the surface.
また、本発明の半導体素子搭載用基板のように構成すれば、段差をつけて形成されためっき層からなる複数の端子部は、金属板の凸部の頂面から側面および凸部の外側の面にわたって隙間のない状態で密着する。このため、特許文献1に記載の技術における溝部とは異なり、樹脂封止の際に、端子部の溝に樹脂が入り込んで半導体パッケージ製品の歩留まりが悪くなるような虞がない。
Further, if it is configured like the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, a plurality of terminal portions composed of plated layers formed with steps are formed from the top surface of the convex portion of the metal plate to the side surface and the outer side of the convex portion. Adhere without gaps over the surface. Therefore, unlike the groove portion in the technique described in
また、本発明の半導体素子搭載用基板のように構成すれば、特許文献2に記載の技術とは異なり、樹脂封止後に、ブレードを用いたハーフカットとフルカットの2回の切断工程が不要であり、生産効率が良く、コストを低減できる。また、外部接続用端子が側方へ突出しないため、半導体パッケージ製品を小型化し易くなる。 Further, if it is configured like the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, unlike the technique described in Patent Document 2, it is not necessary to perform two cutting steps of half-cut and full-cut using a blade after resin sealing. Therefore, the production efficiency is good and the cost can be reduced. Further, since the external connection terminal does not protrude sideways, the semiconductor package product can be easily miniaturized.
また、本発明の半導体素子搭載用基板において、夫々の端子部を、凸部を囲むように形成することにより、本発明の半導体素子搭載用基板を用いて半導体パッケージを製造した場合、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板(あるいは、金属板及び凸部を形成する金属)を除去することによって露出するめっき層からなる端子部の裏面の外部接続用端子における、個々の半導体パッケージの寸法に切断されたときの空間部の断面形状が門形状となる。そして、半導体パッケージを外部機器へ半田接続したときに、門形状を形成する空間部を囲む壁面によって、外部接続用端子の裏面から空間部に濡れ広がった半田の隣り合う外部接続用端子側への濡れ広がりを阻止し易くなる。その結果、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートを防止できる。 Further, in the semiconductor element mounting substrate of the present invention, when a semiconductor package is manufactured using the semiconductor element mounting substrate of the present invention by forming each terminal portion so as to surround the convex portion, the semiconductor element is formed. External connection on the back surface of the terminal portion consisting of a plating layer exposed by removing the metal plate (or the metal forming the metal plate and the convex portion) from the resin encapsulant in which the mounted region is sealed with the sealing resin. The cross-sectional shape of the space portion of the terminal when cut to the dimensions of each semiconductor package is the gate shape. Then, when the semiconductor package is solder-connected to an external device, the wall surface surrounding the space portion forming the gate shape causes the solder spread wet from the back surface of the external connection terminal to the space portion to the adjacent external connection terminal side. It becomes easier to prevent the spread of wetness. As a result, it is possible to prevent an electrical short circuit due to solder bleeding at the solder connection portion between adjacent terminals.
なお、本発明の半導体素子搭載用基板において、段差をつけて形成されためっき層からなる夫々の端子部の半導体素子搭載側の面は、半導体素子の電極と接続する内部接続用端子部となるが、段差のついためっき層からなる夫々の端子部の上段と下段のいずれの領域も、半導体素子の電極と接続することが可能である。
例えば、段差のついためっき層からなる夫々の端子部の下段と上段のいずれの面にも、半導体素子をフリップチップ実装することができる。
段差のついためっき層からなる夫々の端子部の下段の面に半導体素子をフリップチップ実装すると、半導体パッケージの厚みをめっき層の段差分薄くすることができる。
また、段差のついためっき層からなる夫々の端子部の上段の面に半導体素子をフリップチップ実装すると、パッド部を備えた構成の場合において、パッド部の面と半導体素子との間の空間を十分に確保でき、また、封止樹脂で封止したときに、半導体素子の裏面側に回り込む封止樹脂の層を厚く形成でき、封止樹脂とめっき層との密着面積も広く確保できるため、封止樹脂と端子部との接続強度を高く保つことができる。その結果、絶縁性が向上してノイズを拾い難くなる。
また、本発明の半導体素子搭載用基板は、例えば、中央部にめっき層で形成されたパッド部を設け、パッド部の周辺であって凸部の頂面から側面および凸部の外側の面にわたる所定位置に、段差をつけて形成されためっき層からなる複数の端子部を設け、パッド部の面に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極と夫々の端子部の上段の面とをワイヤボンディングにより接続することができるようにしても良い。
In the semiconductor element mounting substrate of the present invention, the surface on the semiconductor element mounting side of each terminal portion formed of a plated layer formed with a step is an internal connection terminal portion connected to the electrode of the semiconductor element. However, both the upper and lower regions of the respective terminal portions made of the stepped plating layer can be connected to the electrodes of the semiconductor element.
For example, a semiconductor element can be flip-chip mounted on both the lower and upper surfaces of each terminal portion composed of a stepped plating layer.
When a semiconductor element is flip-chip mounted on the lower surface of each terminal portion composed of a plated layer having a step, the thickness of the semiconductor package can be reduced by the step of the plating layer.
Further, when the semiconductor element is flip-chip mounted on the upper surface of each terminal portion composed of the plated layer having a step, in the case of the configuration provided with the pad portion, the space between the surface of the pad portion and the semiconductor element is created. It can be sufficiently secured, and when sealed with the sealing resin, a thick layer of the sealing resin that wraps around the back surface side of the semiconductor element can be formed, and a wide adhesion area between the sealing resin and the plating layer can be secured. The connection strength between the sealing resin and the terminal portion can be kept high. As a result, the insulation is improved and it becomes difficult to pick up noise.
Further, in the semiconductor device mounting substrate of the present invention, for example, a pad portion formed of a plating layer is provided in the central portion, and extends from the top surface of the convex portion to the side surface and the outer surface of the convex portion around the pad portion. A plurality of terminal portions composed of plating layers formed with steps are provided at predetermined positions, a semiconductor element is mounted on the surface of the pad portion, and the electrodes of the semiconductor element and the upper surface of each terminal portion are wire-bonded. It may be possible to connect by.
また、本発明の半導体素子搭載用基板においては、好ましくは、凸部の高さが、0.005mm〜0.11mmである。 Further, in the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, the height of the convex portion is preferably 0.005 mm to 0.11 mm.
例えば、凸部の高さを0.005mm〜0.025mm程度となるように形成すれば、凸部の外側の面に形成された端子部等となるめっき層が半導体パッケージの裏面から大きくは突出しないため、半導体パッケージの製造において、封止樹脂体から金属板を引き剥がし除去する場合における、凸部の外側の面に形成されためっき層の金属板への引っ掛かりを防止でき、金属板を引き剥がし易くなる。 For example, if the height of the convex portion is formed to be about 0.005 mm to 0.025 mm, the plating layer such as the terminal portion formed on the outer surface of the convex portion greatly protrudes from the back surface of the semiconductor package. Therefore, in the manufacture of the semiconductor package, when the metal plate is peeled off and removed from the sealing resin body, it is possible to prevent the plating layer formed on the outer surface of the convex portion from being caught on the metal plate, and the metal plate is pulled. It becomes easy to peel off.
また、例えば、凸部の高さを0.03mm〜0.06mm程度となるように形成すれば、半導体素子搭載後の半導体素子の裏面側のパッド部等の面との空間を、ノイズ対策(絶縁性を向上させてノイズを拾い難くする)や半田ブリード対策(半導体素子を凸部の頂面に形成された端子部等となるめっき層に半田接続したときにおける、めっき層表面と半導体素子との結合点以外のめっき層全域への半田の濡れ広がりを食い止め、めっき層表面と封止樹脂との密着性が阻害されることを防止し、また、半導体パッケージを外部機器へ半田接続したときにおける、隣接する端子側への半田の濡れ広がりを食い止め、電気的なショートを防止する)を講じることが可能な程度確保できる。 Further, for example, if the height of the convex portion is formed to be about 0.03 mm to 0.06 mm, the space with the surface such as the pad portion on the back surface side of the semiconductor element after mounting the semiconductor element can be prevented from noise. Improves insulation to make it difficult to pick up noise) and measures against solder bleeding (when a semiconductor element is solder-connected to a plating layer such as a terminal formed on the top surface of a convex portion, the surface of the plating layer and the semiconductor element When the semiconductor package is solder-connected to an external device, it prevents the solder from spreading to the entire area of the plating layer other than the bonding point, prevents the adhesion between the plating layer surface and the sealing resin from being hindered, and when the semiconductor package is solder-connected to an external device. , Prevent the spread of solder wet to the adjacent terminal side and prevent electrical short circuit) can be secured to the extent possible.
また、例えば、凸部の高さを0.08mm〜0.11mm程度となるように形成すれば、段差を有する端子部の裏面の外部接続用端子において半導体パッケージの側面側の段差部分に設けられる、半田を介在させうる空間部の領域が半導体パッケージの厚さ方向に増えることになる。その結果、半導体パッケージを製造後の外部接続用端子と外部機器との半田接続状態をより観察し易くなる。
また、金属板にハーフエッチング加工を施すことにより、凸部の高さを0.08mm〜0.11mm程度となるように形成すれば、凸部を形成するために施したハーフエッチング加工の深さを深くした分、半導体パッケージの製造工程において半導体素子を搭載し、封止樹脂で封止後に、基材をなす金属板の除去を薬液の溶解により行う際に、溶解させる金属板の体積がより少なくなる。その結果、薬液中に溶解される金属板成分の濃度の上昇を抑え、安定した溶解状態を保つことができ、薬液調整(金属板成分の濃度が高くなった溶液の汲み出し及び新しい溶液の補充)を軽減することができる。
Further, for example, if the height of the convex portion is formed to be about 0.08 mm to 0.11 mm, the external connection terminal on the back surface of the terminal portion having a step is provided on the step portion on the side surface side of the semiconductor package. , The area of the space where the solder can intervene increases in the thickness direction of the semiconductor package. As a result, it becomes easier to observe the solder connection state between the external connection terminal and the external device after the semiconductor package is manufactured.
Further, if the height of the convex portion is formed to be about 0.08 mm to 0.11 mm by half-etching the metal plate, the depth of the half-etching performed to form the convex portion is obtained. The volume of the metal plate to be dissolved becomes larger when the metal plate forming the base material is removed by dissolving the chemical solution after mounting the semiconductor element in the manufacturing process of the semiconductor package and sealing with the sealing resin. Less. As a result, it is possible to suppress an increase in the concentration of the metal plate component dissolved in the chemical solution and maintain a stable dissolved state, and to adjust the chemical solution (pumping out a solution having a high concentration of the metal plate component and replenishing a new solution). Can be reduced.
また、本発明の半導体素子搭載用基板においては、一つの半導体パッケージ領域において高さの異なる凸部を複数有しても良い。
また、本発明の半導体素子搭載用基板においては、凸部の頂面が段差を有し、端子部が3つ以上の高さの異なる面を有しても良い。
端子部が3つ以上の高さの異なる面を有するようにすれば、半導体パッケージを外部機器へ半田接続したときに、複数の段差を有する面を介して半田を最も広い空間領域まで導き、最も広い空間領域で半田を介在させた状態に留め易くなる。その結果、半田ブリード対策(半導体素子を端子部となるめっき層に半田接続したときにおける、めっき層表面と半導体素子との結合点以外のめっき層全域への半田の濡れ広がりを食い止め、めっき層表面と封止樹脂との密着性が阻害されることを防止し、また、半導体パッケージを外部機器へ半田接続したときにおける、隣接する端子側への半田の濡れ広がりを食い止め、電気的なショートを防止する)につながる。
Further, the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention may have a plurality of convex portions having different heights in one semiconductor package region.
Further, in the substrate for mounting a semiconductor element of the present invention, the top surface of the convex portion may have a step, and the terminal portion may have three or more surfaces having different heights.
If the terminal portion has three or more surfaces having different heights, when the semiconductor package is solder-connected to an external device, the solder is guided to the widest space area through the surface having a plurality of steps, and the most. It becomes easy to keep the solder intervened in a wide space area. As a result, measures against solder bleeding (when the semiconductor element is solder-connected to the plating layer serving as the terminal portion, the wet spread of the solder over the entire plating layer other than the bonding point between the plating layer surface and the semiconductor element is stopped, and the plating layer surface Prevents the adhesion between the and the sealing resin from being hindered, and prevents the solder from spreading to the adjacent terminals when the semiconductor package is soldered to an external device, preventing an electrical short circuit. To).
そして、このような本発明の一態様の半導体素子搭載用基板は、金属板の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における端子サイズよりも小さい所定領域を覆い、その周囲に開口部を有するエッチング用レジストマスクを形成するとともに、金属板の他方の側の面上に、全面を覆うエッチング用レジストマスクを形成する工程と、金属板の一方の側からハーフエッチング加工を施し、凸部を形成する工程と、金属板の一方の側の面上に形成したエッチング用レジストマスクを除去する工程と、金属板の一方の側の面上に、凸部を囲む所定位置に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成する工程と、めっき用レジストマスクの開口部にめっき加工を施し、凸部の頂面から側面および凸部の外側の面にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部を形成する工程と、金属板の両面上に形成したレジストマスクを除去する工程と、を有することによって製造できる。 The substrate for mounting a semiconductor element according to one aspect of the present invention has a predetermined size smaller than the terminal size at a portion corresponding to each terminal exposed on the back surface of the semiconductor package on one side surface of the metal plate. A step of forming an etching resist mask that covers a region and has an opening around the region, and forming an etching resist mask that covers the entire surface on the other side surface of the metal plate, and one side of the metal plate. Half-etching from the top to form a convex portion, a step of removing the resist mask for etching formed on one side surface of the metal plate, and a convex portion on one side surface of the metal plate. A step of forming a resist mask for plating having openings in a plurality of regions corresponding to predetermined positions surrounding the protrusion, and a plating process is performed on the openings of the resist mask for plating, from the top surface of the convex portion to the side surface and the outside of the convex portion. It can be manufactured by having a step of forming a plurality of terminal portions having a step at a predetermined position over the surface of the metal plate and a step of removing a resist mask formed on both sides of the metal plate.
また、本発明の他の態様の半導体素子搭載用基板は、金属板の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における端子サイズよりも小さい所定領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成するとともに、金属板の他方の側の面上に、全面を覆うめっき用レジストマスクを形成する工程と、金属板の一方の側から金属板と同じ金属のめっき加工を施し、凸部を形成する工程と、金属板の一方の側の面上に形成しためっき用レジストマスクを除去する工程と、金属板の一方の側の面上に、凸部を囲む所定位置に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成する工程と、めっき用レジストマスクの開口部に金属板とは異なる金属のめっき加工を施し、凸部の頂面から側面および凸部の外側の面にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部を形成する工程と、金属板の両面上に形成したレジストマスクを除去する工程と、を有することによって製造できる。 Further, the substrate for mounting a semiconductor element according to another aspect of the present invention has a predetermined region smaller than the terminal size in a portion corresponding to each terminal exposed on the back surface of the semiconductor package on one side surface of the metal plate. A step of forming a plating resist mask having an opening and forming a plating resist mask covering the entire surface on the other side surface of the metal plate, and a step of forming the same metal as the metal plate from one side of the metal plate. A step of performing plating to form a convex portion, a step of removing a plating resist mask formed on one side surface of the metal plate, and a step of surrounding the convex portion on one side surface of the metal plate. A process of forming a plating resist mask having openings in a plurality of regions corresponding to predetermined positions and a metal plating process different from that of a metal plate are applied to the openings of the plating resist mask, from the top surface to the side surface of the convex portion. It can be manufactured by having a step of forming a plurality of terminal portions having a step at a predetermined position over the outer surface of the convex portion, and a step of removing the resist mask formed on both surfaces of the metal plate.
従って、本発明によれば、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板において、半導体パッケージ製品の歩留まりや、生産効率が向上し、小型化にも対応でき、しかも、半田接続部分を目視可能であり、さらには、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートも防止可能な半導体素子搭載用基板及びその製造方法が得られる。 Therefore, according to the present invention, it is manufactured by removing a metal plate from a resin sealing body in which a region on which a semiconductor element is mounted is sealed with a sealing resin, and is for external connection composed of a plating layer exposed on the back surface side. In a substrate for mounting a semiconductor element used for manufacturing a semiconductor package in which terminals are connected to an external device such as a printed circuit board, the yield of semiconductor package products, production efficiency are improved, miniaturization is possible, and soldering is possible. A substrate for mounting a semiconductor element and a method for manufacturing the same can be obtained, in which the connection portion can be visually observed, and further, electrical short circuit due to solder bleeding at the solder connection portion between adjacent terminals can be prevented.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行うこととする。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る半導体素子搭載用基板の要部構成の一例を示す説明図で、(a)は端子部の構造を示す断面図、(b)は(a)に対して垂直な方向からみた端子部の構造を示す断面図、(c)は変形例にかかる端子部の構造を示す断面図、(d)は(c)に対して垂直な方向からみた端子部の構造を示す断面図、(e)は(a)の半導体素子搭載用基板が多列配列された多列型半導体素子搭載用基板の一例を示す上面図、(f)は(a)の半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載する一態様を示す説明図、(g)は(a)の半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載する他の態様を示す説明図である。図2は本発明の他の実施形態に係る半導体素子搭載用基板の要部構成の一例を示す説明図で、(a)は端子部の構造を示す断面図、(b)は(a)に対して垂直な方向からみた端子部の構造を示す断面図、(c)は変形例にかかる端子部の構造を示す断面図、(d)は(c)に対して垂直な方向からみた端子部の構造を示す断面図、(e)は(a)の半導体素子搭載用基板が多列配列された多列型半導体素子搭載用基板の一例を示す上面図、(f)は(a)の半導体素子搭載用基板に半導体素子を搭載する一態様を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a configuration of a main part of a semiconductor device mounting substrate according to an embodiment of the present invention, (a) is a cross-sectional view showing a structure of a terminal portion, and (b) is a cross-sectional view with respect to (a). A cross-sectional view showing the structure of the terminal part seen from the direction perpendicular to the vertical direction, (c) is a cross-sectional view showing the structure of the terminal part according to the modified example, and (d) is a cross-sectional view showing the structure of the terminal part seen from the direction perpendicular to (c). A cross-sectional view showing the structure, (e) is a top view showing an example of a multi-row semiconductor device mounting substrate in which the semiconductor element mounting substrates of (a) are arranged in multiple rows, and (f) is a top view showing an example of the semiconductor element mounting substrate of (a). An explanatory view showing one mode in which a semiconductor element is mounted on a mounting substrate, and (g) is an explanatory diagram showing another mode in which a semiconductor element is mounted on the mounting substrate for a semiconductor element in (a). 2A and 2B are explanatory views showing an example of a configuration of a main part of a semiconductor device mounting substrate according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a cross-sectional view showing the structure of a terminal portion, and FIG. 2B is shown in FIG. A cross-sectional view showing the structure of the terminal portion viewed from a direction perpendicular to the direction, (c) is a cross-sectional view showing the structure of the terminal portion according to the modified example, and (d) is a cross-sectional view showing the structure of the terminal portion viewed from a direction perpendicular to (c). (E) is a top view showing an example of a multi-row semiconductor device mounting substrate in which the semiconductor element mounting substrates of (a) are arranged in multiple rows, and (f) is a top view showing an example of the semiconductor element mounting substrate of (a). It is explanatory drawing which shows one mode which mounts a semiconductor element on the element mounting substrate.
本実施形態の半導体素子搭載用基板1は、例えば、図1(a)、図1(b)に示すように、複数の凸部11と、複数の端子部12を有し、図1(e)に示すように、多列配列されている。
凸部11は、金属板10の一方の側の面10aに形成され、半導体素子搭載用基板1を用いて製造される半導体パッケージの裏面に露出する端子サイズよりも小さいサイズを有している。
また、図1(a)、図1(b)の例では、凸部11は、金属板10の一方の側の面10aがハーフエッチング加工を施すことにより形成されている。
なお、凸部は、図1(c)、図1(d)に示すように、金属板10の一方の側の面10aに、金属板10と同じ金属13(例えば、Cu)のめっき加工を施すことにより形成された凸部11’として構成されていてもよい。
端子部12は、凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面(即ち、金属板10の一方の側の面10a)にわたる所定位置に段差をつけて凸部11を囲むように形成されためっき層で構成されている。
そして、複数の端子部12は、図1(f)、図1(g)に示すように、半田15等の接続部材を介して、端子部12の下段(図1(f)の例)又は端子部12の上段(図1(g)の例)に、半導体素子20をフリップチップ実装することができるようになっている。
The semiconductor
The
Further, in the examples of FIGS. 1A and 1B, the
As shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), the convex portion is plated with the same metal 13 (for example, Cu) as the
The
Then, as shown in FIGS. 1 (f) and 1 (g), the plurality of
なお、本実施形態の半導体素子搭載用基板1は、図1の例では、隣り合う半導体パッケージ領域(図1(e)において破線で囲んだ領域)の端子部12同士が離れた態様に配置されているが、隣り合う半導体パッケージ領域の端子部同士が接続した態様に配置されたものであってもよい。
また、本発明の実施形態の半導体素子搭載用基板は、図2(a)、図2(b)(あるいは、図2(c)、図2(d))に示すように、の中央部にめっき層で形成されたパッド部14と、パッド部14の周辺であって夫々の凸部11(あるいは凸部11’)の頂面11a(あるいは頂面11a’)から側面11b(あるいは側面11b’)および凸部11(あるいは凸部11’)の外側の面(即ち、金属板10の一方の側の面10a)にわたる所定位置に、段差をつけて形成されためっき層で構成された複数の端子部12を有し、図2(e)に示すように多列配列され、図2(f)に示すように、パッド部14に半導体素子20を搭載するとともに、ボンディングワイヤ16等の接続部材を介して、端子部12の上段と、半導体素子20をワイヤボンディングすることができるように構成されたものであってもよい。
In the example of FIG. 1, the semiconductor
Further, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) (or FIGS. 2 (c) and 2 (d)), the substrate for mounting the semiconductor element according to the embodiment of the present invention is located at the center of. From the
その他、本実施形態の半導体素子搭載用基板1においては、凸部11の高さは、0.005〜0.11mmに形成されているのが好ましい。
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1においては、一つの半導体パッケージ領域において高さの異なる凸部11を複数有しても良い。
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1においては、凸部11の頂面11aが段差を有し、端子部12が3つ以上の高さの異なる面を有して構成されたものであっても良い。
In addition, in the semiconductor
Further, the semiconductor
Further, in the semiconductor
次に、図1(a)、図1(b)あるいは図1(c)、図1(d)のように構成される本実施形態の半導体素子搭載用基板1の製造工程の例を図3(一例)及び図4(他の例)を用いて、夫々説明する。なお、製造の各工程において実施される、薬液洗浄や水洗洗浄を含む前処理・後処理等は、便宜上説明を省略する。
図3の例の製造工程では、まず、銅または銅合金の金属板10をリードフレーム材料として準備する(図3(a)参照)。
次に、金属板10にハーフエッチング加工を施して凸部11を形成する。詳しくは、金属板10の両面にドライフィルムレジスト等の第1のレジスト層R1を形成する(図3(b)参照)。次いで、図1(a)、図1(b)に示した凸部11に対応する所定のパターンが描画されたガラスマスクを用いて、金属板10の一方の側の第1のレジスト層R1を露光するとともに、金属板10の他方の側の第1のレジスト層R1を全面にわたって露光し、露光後に夫々の第1のレジスト層R1を現像する。そして、金属板10の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における端子サイズよりも小さい所定領域を覆い、その周囲に開口部を有するエッチング用レジストマスク31を形成するとともに、金属板10の他方の側の面上に、全面を覆うエッチング用レジストマスク31を形成する(図3(c)参照)。次いで、金属板10の一方の側からハーフエッチング加工を施し、凸部11を形成する(図3(d)参照)。次いで、金属板10の一方の側の面上に形成したエッチング用レジストマスク31を除去する(図3(e)参照)。
Next, FIG. 3 shows an example of a manufacturing process of the semiconductor
In the manufacturing process of the example of FIG. 3, first, a copper or copper
Next, the
次に、金属板10の一方の側における、凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面(金属板10の一方の側の面10a)にわたる所定位置にめっき層からなる複数の端子部12を形成する。詳しくは、金属板10の一方の側の面に、ドライフィルムレジスト等の第2のレジスト層R2を形成する(図3(f)参照)。次いで、図1(a)、図1(b)に示した端子部12に対応する所定のパターンが描画されたガラスマスクを用いて、金属板10の一方の側の第2のレジスト層R2を露光し、露光後に第2のレジスト層R2を現像する。そして、金属板10の一方の側の面上に、凸部11を囲み、凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面(金属板10の一方の側の面10a)にわたる夫々の端子部12に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスク32を形成する(図3(g)参照)。次いで、めっき用レジストマスク32の開口部に、例えば、Au、Pd、Ni、Pdの順でめっき加工を施し、凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面(金属板10の一方の側の面10a)にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部12を形成する(図3(h)参照)。
なお、めっき層の表面は、粗化処理を施すのが良い。めっき層の表面を粗化処理する場合、例えば、めっき層の形成をNiめっきで終えて、Niめっき層を粗化めっきで形成しても良い。また、例えば、平滑なNiめっき層を形成した後に、Niめっき層の表面をエッチングにて粗化処理しても良い。また、例えば、めっき層の形成をCuめっきで終えて、Cuめっき層の表面を陽極酸化処理又はエッチングにて粗化処理してもよい。さらに、例えば、粗化めっき層形成後に、順に、Pd/Auめっき層を積層してもよい。
次いで、金属板10の両面上に形成したレジストマスク31、32を除去する(図3(i)参照)。
これにより、図1(a)、図1(b)の例に示した本実施形態の半導体素子搭載用基板1が出来上がる。
Next, on one side of the
The surface of the plating layer should be roughened. When the surface of the plating layer is roughened, for example, the formation of the plating layer may be completed by Ni plating, and the Ni plating layer may be formed by rough plating. Further, for example, after forming a smooth Ni plating layer, the surface of the Ni plating layer may be roughened by etching. Further, for example, the formation of the plating layer may be completed by Cu plating, and the surface of the Cu plating layer may be roughened by anodizing treatment or etching. Further, for example, the Pd / Au plating layer may be laminated in order after the roughened plating layer is formed.
Next, the resist
As a result, the semiconductor
図4の例の製造工程では、図3の例と同様、金属板10をリードフレーム材料として準備した(図4(a)参照)後、金属板10にめっき加工を施して凸部11’を形成する。詳しくは、金属板10の両面にドライフィルムレジスト等の第1のレジスト層R1を形成する(図4(b)参照)。次いで、図1(c)、図1(d)に示した凸部11’に対応する所定のパターンが描画されたガラスマスクを用いて、金属板10の一方の側の第1のレジスト層R1を露光するとともに、金属板10の他方の側の第1のレジスト層R1を全面にわたって露光し、露光後に夫々の第1のレジスト層R1を現像する。そして、金属板10の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における端子サイズよりも小さい所定領域に開口部を有するめっき用レジストマスク31’を形成するとともに、金属板10の他方の側の面上に、全面を覆うめっき用レジストマスク31’を形成する(図4(c)参照)。次いで、金属板10の一方の側から金属板10と同じ金属13(ここでは、Cu)のめっき加工を施し、凸部11’を形成する(図4(d)参照)。次いで、金属板10の一方の側の面上に形成しためっき用レジストマスク31’を除去する(図4(e)参照)。
以後は、図3の例と略同じ手順で、端子部12を形成し(図4(f)〜図4(h)参照)、次いで、金属板10の両面上に形成したレジストマスク31’、32を除去する(図4(i)参照)。
これにより、図1(c)、図1(d)の例に示した本実施形態の半導体素子搭載用基板1が出来上がる。
In the manufacturing process of the example of FIG. 4, the
After that, the
As a result, the semiconductor
次に、本実施形態の半導体素子搭載用基板1を用いた半導体パッケージの製造手順を、図5を用いて説明する。なお、ここでは、便宜上、図1(a)、図1(b)の例に示した半導体素子搭載用基板1を用いて説明することとする。
まず、端子部12の表面の内部接続用端子部に半田15等を介して半導体素子20をフリップチップ接続する(図5(a)参照)。
次に、図示しないモールド金型をセットし、半導体素子搭載側を封止樹脂21で封止する(図5(b)参照)。
次に、金属板10を除去し(図5(c)参照)、所定の半導体パッケージの寸法に切断する(図5(d)参照)。これにより、本実施形態の半導体素子搭載用基板1を用いた半導体パッケージ40が完成する(図5(e)参照)。このとき、外部接続用端子には、側面側の段差部分に空間部が形成される。また、個々の半導体パッケージ40の寸法に切断されたときの空間部の断面形状は門形状となる(図5(f)参照)。
Next, a procedure for manufacturing a semiconductor package using the semiconductor
First, the
Next, a mold mold (not shown) is set, and the semiconductor element mounting side is sealed with the sealing resin 21 (see FIG. 5 (b)).
Next, the
本実施形態の半導体素子搭載用基板1によれば、金属板10の一方の側に、半導体パッケージ40の裏面に露出する端子サイズよりも小さい複数の凸部11と、夫々の凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部の外側の面(即ち、金属板10の一方の側の面10a)にわたる所定位置に段差をつけて形成された、めっき層からなる複数の端子部12を有して構成したので、半導体素子20が搭載された領域を封止樹脂21で封止した樹脂封止体から金属板10を除去することによって露出するめっき層からなる端子部12の裏面の外部接続用端子が、半導体パッケージ40の底面から側面に向かって段差を有した形状に形成され、側面側の段差部分に空間部が設けられる。このため、本実施形態の半導体素子搭載用基板1を用いて半導体パッケージ40を製造した場合、例えば、図6(a)〜図6(c)に示すように、半導体パッケージ40を外部機器(例えば、プリント基板80)に半田90を介して接続するときに、リフローにより溶けた半田が、端子部12の裏面の外部接続用端子部の段差が形成されることによって設けられた空間部に濡れ広がる。その結果、半導体素子20が搭載された領域を封止樹脂21で封止した樹脂封止体から金属板10を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板であっても、半導体パッケージ40を、半田90を介して外部機器(例えば、プリント基板80)に接続したときの半田の接続状態を、半導体パッケージ40の側面に露出しためっき層からなる外部接続用端子の端縁部の側から目視確認することができる。
According to the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1によれば、段差をつけて形成されためっき層からなる複数の端子部12は、金属板10の凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面にわたって隙間のない状態で密着する。このため、特許文献1に記載の技術における溝部とは異なり、樹脂封止の際に、端子部の溝に封止樹脂が入り込んで半導体パッケージ製品の歩留まりが悪くなるような虞がない。
Further, according to the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1によれば、特許文献2に記載の技術とは異なり、樹脂封止後に、ブレードを用いたハーフカットとフルカットの2回の切断工程が不要であり、生産効率が良く、コストを低減できる。また、外部接続用端子が側方へ突出しないため、半導体パッケージ製品を小型化し易くなる。
Further, according to the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1によれば、夫々の端子部12を、凸部11を囲むように形成したので、本実施形態の半導体素子搭載用基板1を用いて半導体パッケージを製造した場合、半導体素子20が搭載された領域を封止樹脂21で封止した樹脂封止体から金属板10(あるいは、金属板10及び凸部11’を形成する金属13)を除去することによって露出するめっき層からなる端子部12の裏面の外部接続用端子における、個々のパッケージ領域に切断されたときの空間部の断面形状が門形状となる。そして、半導体パッケージ40を外部機器(例えば、プリント基板80)へ半田接続したときに、門形状を形成する空間部を囲む壁面によって、例えば、図6(d)に示すように、外部接続用端子の裏面から空間部に濡れ広がった半田の隣り合う外部接続用端子側への濡れ広がりを阻止し易くなる。その結果、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートを防止できる。
Further, according to the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1において、図1(f)に示したように、段差のついためっき層からなる夫々の端子部12の下段の面に半導体素子20をフリップチップ実装すれば、半導体パッケージの厚みをめっき層の段差分薄くすることができる。
Further, in the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1において、図1(g)に示したように、段差のついためっき層からなる夫々の端子部12の上段の面に半導体素子20をフリップチップ実装すれば、封止樹脂21で封止したときに、半導体素子20の裏面側に回り込む封止樹脂21の層を厚く形成でき、封止樹脂21とめっき層との密着面積も広く確保できるため、封止樹脂21と端子部12との接続強度を高く保つことができる。また、パッド部14を備えた構成の場合において、パッド部14の面と半導体素子20との間の空間を十分に確保できる。また、封止樹脂21で封止したときに、半導体素子20の裏面側に回り込む封止樹脂21の層を厚く形成でき、封止樹脂21とめっき層との密着面積も広く確保できるため、封止樹脂21と端子部12との接続強度を高く保つことができる。その結果、絶縁性が向上してノイズを拾い難くなる。
Further, in the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1において、凸部11の高さを0.005mm〜0.025mm程度となるように形成すれば、凸部11の外側の面に形成された端子部12等となるめっき層が半導体パッケージ40の裏面から大きくは突出しないため、半導体パッケージ40の製造において、封止樹脂体から金属板10を引き剥がし除去する場合における、凸部11の外側の面に形成されためっき層の金属板への引っ掛かりを防止でき、金属板10を引き剥がし易くなる。
Further, in the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1において、凸部11の高さを0.03mm〜0.06mm程度となるように形成すれば、半導体素子搭載後の半導体素子20の裏面側のパッド部等の面との空間を、ノイズ対策(絶縁性を向上させてノイズを拾い難くする)や半田ブリード対策(半導体素子20を凸部11の頂面に形成された端子部12等となるめっき層に半田接続したときにおける、めっき層表面と半導体素子20との結合点以外のめっき層全域への半田の濡れ広がりを食い止め、めっき層表面と封止樹脂との密着性が阻害されることを防止し、また、半導体パッケージを外部機器へ半田接続したときにおける、隣接する端子側への半田の濡れ広がりを食い止め、電気的なショートを防止する)を講じることが可能な程度確保できる。
Further, in the semiconductor
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1において、凸部11の高さを0.08mm〜0.11mm程度となるように形成すれば、段差を有する端子部12の裏面の外部接続用端子において半導体パッケージ40の側面側の段差部分に設けられる、半田を介在させうる空間部の領域が半導体パッケージ40の厚さ方向に増えることになる。その結果、半導体パッケージを製造後の外部接続用端子と外部機器との半田接続状態をより観察し易くなる。
また、金属板にハーフエッチング加工を施すことにより、凸部11の高さを0.08mm〜0.11mm程度となるように形成すれば、凸部11を形成するために施したハーフエッチング加工の深さを深くした分、半導体パッケージの製造工程において半導体素子20を搭載し、封止樹脂21で封止後に、基材をなす金属板10の除去を薬液の溶解により行う際に、溶解させる金属板10の体積がより少なくなる。その結果、薬液中に溶解される金属板10成分の濃度の上昇を抑え、安定した溶解状態を保つことができ、薬液調整(金属板成分の濃度が高くなった溶液の汲み出し及び新しい溶液の補充)を軽減することができる。
Further, in the semiconductor
Further, if the height of the
また、本実施形態の半導体素子搭載用基板1において、凸部11の頂面11aが段差を有し、端子部12が3つ以上の高さの異なる面を有する構成にすれば、半導体パッケージ40を外部機器へ半田接続したときに、複数の段差を有する面を介して半田を最も広い空間領域まで導き、最も広い空間領域で半田を介在させた状態に留め易くなる。その結果、半田ブリード対策(半導体素子20を端子部12となるめっき層に半田接続したときにおける、めっき層表面と半導体素子20との結合点以外のめっき層全域への半田の濡れ広がりを食い止め、めっき層表面と封止樹脂との密着性が阻害されることを防止し、また、半導体パッケージを外部機器へ半田接続したときにおける、隣接する端子側への半田の濡れ広がりを食い止め、電気的なショートを防止する)につながる。
Further, in the semiconductor
従って、本実施形態によれば、半導体素子が搭載された領域を封止樹脂で封止した樹脂封止体から金属板を除去することによって製造され、裏面側に露出するめっき層からなる外部接続用端子がプリント基板等の外部機器と接続されるタイプの半導体パッケージの製造に用いる半導体素子搭載用基板において、半導体パッケージ製品の歩留まりや、生産効率が向上し、小型化にも対応でき、しかも、半田接続部分を目視可能であり、さらには、隣り合う端子同士の半田接続部分における半田ブリードによる電気的なショートも防止可能な半導体素子搭載用基板及びその製造方法が得られる。 Therefore, according to the present embodiment, an external connection composed of a plating layer that is manufactured by removing a metal plate from a resin sealing body in which a region on which a semiconductor element is mounted is sealed with a sealing resin and is exposed on the back surface side. In a substrate for mounting a semiconductor element used for manufacturing a semiconductor package of a type in which a terminal is connected to an external device such as a printed circuit board, the yield and production efficiency of the semiconductor package product are improved, and it is possible to cope with miniaturization. A substrate for mounting a semiconductor element and a method for manufacturing the same can be obtained, in which the solder connection portion can be visually observed, and further, electrical short circuit due to solder bleeding at the solder connection portion between adjacent terminals can be prevented.
次に、本発明のリードフレームとその製造方法の実施例を説明する。
実施例1
まず、金属板10として、厚さ0.20mmの銅系材料を準備し(図3(a)参照)、両面に、第1のレジスト層R1としてドライフィルムレジストをラミネートした(図3(b)参照)。
Next, examples of the lead frame of the present invention and the method for manufacturing the same will be described.
Example 1
First, a copper-based material having a thickness of 0.20 mm was prepared as the metal plate 10 (see FIG. 3 (a)), and a dry film resist was laminated on both sides as the first resist layer R1 (FIG. 3 (b)). reference).
次に、図1(a)、図1(b)に示した凸部11に対応する所定のパターンが描画されたガラスマスクを用いて金属板10の一方の側の第1のレジスト層R1を露光するとともに、金属板10の他方の側の第1のレジスト層R1を全面にわたって露光し、露光後に夫々の第1のレジスト層R1を現像して、金属板10の一方の側の面上に、半導体パッケージの裏面に露出する夫々の端子に対応する部位における端子サイズよりも小さい所定領域を覆い、その周囲に開口部を有するエッチング用レジストマスク31を形成するとともに、金属板10の他方の側の面上に全面を覆うエッチング用レジストマスク31を形成した(図3(c)参照)。
次に、金属板10の一方の側から深さ0.015mmのハーフエッチング加工を施し、金属板におけるハーフエッチング加工を施した深さにおいて凸部11を形成した(図3(d)参照)。なお、エッチング液は、塩化第二鉄液を使用した。
次に、金属板10の一方の側の面上に形成したエッチング用レジストマスク31を剥離した(図3(e)参照)。
Next, the first resist layer R1 on one side of the
Next, a half-etching process with a depth of 0.015 mm was performed from one side of the
Next, the etching resist
次に、金属板10の一方の側の面に、第2のレジスト層R2としてドライフィルムレジストをラミネートした(図3(f)参照)。
次に、図1(a)、図1(b)に示した端子部12に対応する所定のパターンが描画されたガラスマスクを用いて、金属板10の一方の側の第2のレジスト層R2を露光し、露光後に第2のレジスト層R2を現像して、金属板10の一方の側の面上に、凸部11を囲み、凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面(金属板10の一方の側の面10a)にわたる夫々の端子部12に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスク32を形成した(図3(g)参照)。
次に、めっき用レジストマスク32の開口部に、Auを0.01μm、Pdを0.03μm、Niを30.0μm、Pdを0.03μmの厚さで順次めっき加工を施し、凸部11の頂面11aから側面11bおよび凸部11の外側の面(金属板10の一方の側の面10a)にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部12を形成した(図3(h)参照)。
次に、金属板10の両面上に形成したレジストマスク31、32を剥離し(図3(i)参照)、実施例1の半導体素子搭載用基板1を得た。
Next, a dry film resist was laminated as the second resist layer R2 on one side surface of the metal plate 10 (see FIG. 3 (f)).
Next, using a glass mask on which a predetermined pattern corresponding to the
Next, the opening of the resist
Next, the resist
次に、実施例1の半導体素子搭載用基板1における端子部12の表面の内部端子接続部に半田15等を介して半導体素子20をフリップチップ接続し(図5(a)参照)、図示しないモールド金型をセットし、半導体素子搭載側を封止樹脂21で封止した(図5(b)参照)。
次に、金属板10を除去した(図5(c)参照)。
Next, the
Next, the
このとき、金属板10を除去した封止樹脂体における半導体素子搭載側とは反対側の面(裏面)から凹形状に形成された領域を有する外部接続用端子となる端子部12を構成するめっき層が露出した状態に仕上がった。
次に、所定の半導体パッケージの寸法に切断した(図5(d)参照)。これにより、実施例1の半導体素子搭載用基板1を用いた半導体パッケージ40を得た(図5(e)参照)。
次に、実施例1の半導体素子搭載用基板1を用いた半導体パッケージ40の外部接続用端子を外部機器であるプリント基板80の端子に半田接続して、プリント基板80に装着した。このとき、リフローにより溶けた半田90が、端子部12の裏面の外部接続用端子部の段差が形成されることによって設けられた空間部に濡れ広がり、半導体パッケージ40の側面に露出した外部接続用端子12の半田接続部分を目視確認でき、半導体パッケージ40の外部機器であるプリント基板80との半田接続状態の良・不良を目視検査できる状態となった(図6(a)〜図6(d)参照)。
At this time, the plating constituting the
Next, it was cut to the dimensions of a predetermined semiconductor package (see FIG. 5 (d)). As a result, a
Next, the external connection terminal of the
比較例1
比較例1では、実施例1におけるハーフエッチング加工による凸部11の形成工程を省き、それ以外は、実施例1と略同様の条件及び手順で、半導体素子搭載用基板を製造した。
より詳しくは、金属板の両面に第1のレジスト層として、ドライフィルムレジストをラミネートし、図1(b)に示した端子部12に対応する所定のパターンが描画されたガラスマスクを用いて、金属板の一方の側の第1のレジスト層を露光するとともに、金属板の他方の側の第1のレジスト層を全面にわたって露光し、露光後に夫々の第1のレジスト層を現像して、金属板の一方の側の面上に、図1(b)に示した端子部12に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成するとともに、金属板の他方の側の面上に、全面を覆うめっき用レジストマスクを形成した。
次に、めっき用レジストマスクの開口部に、Auを0.01μm、Pdを0.03μm、Niを30.0μm、Pdを0.03μmの厚さで順次めっき加工を施し、複数の端子部を形成した。
次に、金属板の両面上に形成したレジストマスクを剥離し、比較例1の半導体素子搭載用基板を得た。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, the step of forming the
More specifically, a glass mask obtained by laminating a dry film resist as a first resist layer on both surfaces of a metal plate and drawing a predetermined pattern corresponding to the
Next, the openings of the resist mask for plating are sequentially plated with a thickness of 0.01 μm for Au, 0.03 μm for Pd, 30.0 μm for Ni, and 0.03 μm for Pd, and a plurality of terminal portions are formed. Formed.
Next, the resist mask formed on both sides of the metal plate was peeled off to obtain a substrate for mounting a semiconductor element of Comparative Example 1.
次に、実施例1と同様、比較例1の半導体素子搭載用基板における端子部の表面の内部端子接続部に半田等を介して半導体素子をフリップチップ接続し、図示しないモールド金型をセットし、半導体素子搭載側を封止樹脂で封止し、その後、金属板を除去した。
このとき、金属板を除去した封止樹脂体における半導体素子搭載側とは反対側の面が平坦に形成され、平坦に形成された封止樹脂体の面から外部接続用端子となる端子部を構成するめっき層が露出した状態に仕上がった。
次に、所定の半導体パッケージの寸法に切断した。これにより、比較例1の半導体素子搭載用基板を用いた半導体パッケージを得た。
次に、比較例1の半導体素子搭載用基板を用いた半導体パッケージの外部接続用端子を外部機器であるプリント基板の端子に半田接続して、プリント基板に装着した。
Next, as in the first embodiment, the semiconductor element is flip-chip connected to the internal terminal connection portion on the surface of the terminal portion of the semiconductor element mounting substrate of Comparative Example 1 via solder or the like, and a mold mold (not shown) is set. , The semiconductor element mounting side was sealed with a sealing resin, and then the metal plate was removed.
At this time, the surface of the encapsulating resin body from which the metal plate has been removed opposite to the semiconductor element mounting side is formed flat, and the terminal portion serving as the external connection terminal is formed from the flatly formed surface of the encapsulating resin body. The resulting plating layer was finished in an exposed state.
Next, it was cut to the dimensions of a predetermined semiconductor package. As a result, a semiconductor package using the semiconductor element mounting substrate of Comparative Example 1 was obtained.
Next, the external connection terminal of the semiconductor package using the semiconductor element mounting substrate of Comparative Example 1 was solder-connected to the terminal of the printed circuit board, which is an external device, and mounted on the printed circuit board.
外部機器接続後の半田接続状態の外観観察のし易さの比較
実施例1及び比較例1の夫々の半導体素子搭載用基板を用いて製造した夫々の半導体パッケージを、半田を介して外部機器であるプリント基板の端子へ接続後の半田接続状態の外観観察のし易さを比較した。
比較例1の半導体素子搭載用基板を用いて製造した半導体パッケージを外部機器であるプリント基板の端子へ接続した場合、半導体パッケージの側面からの半田のはみ出しが無く、外部接続用端子部と外部機器であるプリント基板の端子との半田接続状態を目視確認することが難しかった。
これに対し、実施例1の半導体素子搭載用基板1を用いて製造した半導体パッケージ40を外部機器であるプリント基板80の端子へ接続した場合、半導体パッケージ40の側面に全ての端子部12の外部機器側の面と外部機器であるプリント基板80の端子との間に半田が充填されていることを、半導体パッケージ40の側面に露出しためっき層からなる外部接続用端子の端縁部の側から目視で確認することができた。また、隣り合う端子同士に半田ブリードの不具合がなく、外部接続用端子の端縁部において門型に形成されている空間部の壁面に半田が留まっている状態も確認することができた。
Comparison of ease of observing the appearance of the solder connection state after connecting to an external device Each semiconductor package manufactured using the respective semiconductor element mounting substrates of Example 1 and Comparative Example 1 is transferred to an external device via solder. We compared the ease of observing the appearance of the solder connection state after connecting to the terminals of a certain printed circuit board.
When the semiconductor package manufactured using the semiconductor element mounting substrate of Comparative Example 1 is connected to the terminal of the printed circuit board which is an external device, the solder does not protrude from the side surface of the semiconductor package, and the external connection terminal and the external device It was difficult to visually check the solder connection state with the terminals of the printed circuit board.
On the other hand, when the
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and does not deviate from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be made to the examples.
本発明の半導体素子搭載用基板及びその製造方法は、端子部がめっき層で形成され、裏面側に露出する端子部裏面の外部接続用端子がプリント基板等と接続されるタイプの半導体パッケージに用いられることが求められる分野に有用である。 The semiconductor element mounting substrate and the manufacturing method thereof of the present invention are used for a semiconductor package of a type in which the terminal portion is formed of a plating layer and the external connection terminal on the back surface of the terminal portion exposed on the back surface side is connected to a printed circuit board or the like. It is useful in fields where it is required to be.
1 半導体素子搭載用基板
10 金属板
10a 金属板の一方の側の面
11、11’ 凸部
11a、11a’ 頂面
11b、11b’ 側面
12 端子部
13 めっき加工された金属板と同じ金属
14 パッド部
15 半田
16 ボンディングワイヤ
20、60 半導体素子
21、70 封止樹脂
31 エッチング用レジストマスク
31’、32 めっき用レジストマスク
40 半導体パッケージ
51 端子部(外部接続用端子)
51a 空間部
51b 溝
52 パッド部
61 ボンディングワイヤ
80 外部機器(プリント基板)
81 端子
90 半田
R1 第1のレジスト層
R2 第2のレジスト層
1 Substrate for mounting
81
Claims (6)
前記金属板の一方の側からハーフエッチング加工を施し、凸部を形成する工程と、
前記金属板の一方の側の面上に形成した前記エッチング用レジストマスクを除去する工程と、
前記金属板の一方の側の面上に、前記凸部を囲む所定位置に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成する工程と、
前記めっき用レジストマスクの開口部にめっき加工を施し、前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部を形成する工程と、
前記金属板の両面上に形成したレジストマスクを除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体素子搭載用基板の製造方法。 On the surface of one side of the metal plate, covering the small predetermined area than the terminal size at the site corresponding to the end terminal of each exposed on the back surface of the semiconductor package, an etching resist mask having openings around its periphery In addition to forming, a step of forming an etching resist mask covering the entire surface on the other side surface of the metal plate, and
A step of half-etching from one side of the metal plate to form a convex portion, and
A step of removing the etching resist mask formed on one side surface of the metal plate, and
A step of forming a resist mask for plating having openings in a plurality of regions corresponding to predetermined positions surrounding the convex portion on one side surface of the metal plate.
A step of plating the opening of the resist mask for plating to form a plurality of terminal portions having steps at predetermined positions extending from the top surface of the convex portion to the side surface and the outer surface of the convex portion.
A step of removing the resist mask formed on both sides of the metal plate and
A method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor element.
前記金属板の一方の側から該金属板と同じ金属のめっき加工を施し、凸部を形成する工 程と、
前記金属板の一方の側の面上に形成した前記めっき用レジストマスクを除去する工程と、
前記金属板の一方の側の面上に、前記凸部を囲む所定位置に対応する複数の領域に開口部を有するめっき用レジストマスクを形成する工程と、
前記めっき用レジストマスクの開口部に該金属板とは異なる金属のめっき加工を施し、前記凸部の頂面から側面および該凸部の外側の面にわたる所定位置に段差のついた複数の端子部を形成する工程と、
前記金属板の両面上に形成したレジストマスクを除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体素子搭載用基板の製造方法。 On the surface of one side of the metal plate, to form a plating resist mask having an opening to a small predetermined region than the terminal size at the site corresponding to the end terminal of each exposed on the back surface of the semiconductor package, wherein A process of forming a resist mask for plating that covers the entire surface on the other side surface of the metal plate, and
A process of forming a convex portion by plating the same metal as the metal plate from one side of the metal plate, and
A step of removing the plating resist mask formed on one side surface of the metal plate, and
A step of forming a resist mask for plating having openings in a plurality of regions corresponding to predetermined positions surrounding the convex portion on one side surface of the metal plate.
The opening of the resist mask for plating is plated with a metal different from that of the metal plate, and a plurality of terminal portions having a step at a predetermined position extending from the top surface of the convex portion to the side surface and the outer surface of the convex portion. And the process of forming
A step of removing the resist mask formed on both sides of the metal plate and
A method for manufacturing a substrate for mounting a semiconductor element.
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