特許 7463191 半導体装置及び半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-29

(45)【発行日】2024-04-08

(54)【発明の名称】半導体装置及び半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20240401BHJP

   H01L 25/065 20230101ALI20240401BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20240401BHJP

   H01L 25/10 20060101ALI20240401BHJP

   H01L 25/11 20060101ALI20240401BHJP

   H01L 23/50 20060101ALI20240401BHJP

【ＦＩ】

H01L25/08 E

H01L25/14 Z

H01L23/50 K

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020095751

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2021072434

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-12-12

(31)【優先権主張番号】P 2019196951

(32)【優先日】2019-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚田 太

(72)【発明者】

【氏名】羽鳥 行範

(72)【発明者】

【氏名】澤村 芳行

【審査官】佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０２８１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７４８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９０９４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１０

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端部及び前記第１端部とは反対側の第２端部を有するリードを有するリードフレームと、
前記リードフレームに対向する配線基板と、
前記リードフレーム及び前記配線基板の間に配置される電子部品と、
前記リードフレーム及び前記配線基板を接続する接続部材と、
前記リードフレーム及び前記配線基板の間に充填され、前記電子部品及び前記接続部材を被覆する封止樹脂とを有し、
前記リードは、
前記配線基板に対向し、前記封止樹脂によって被覆される第１の面と、
前記リードの前記第１の面の裏側に位置し、前記封止樹脂から露出する第２の面と、
前記封止樹脂によって被覆される前記第２端部の端面と、
前記封止樹脂の側面から露出する前記第１端部の端面と
を有し、
前記リードの前記第２の面は、
前記第１端部の端面に隣接して形成され、前記封止樹脂によって被覆されていない段差を有し、
前記封止樹脂の、前記リードの前記第２の面が露出している面は、
前記リードの前記第２の面の前記段差に一体に且つ隣接して形成された他の段差を有する
ことを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記リードフレームは、
前記接続部材に接続される前記リードと、
前記第１の面が前記電子部品に対向する放熱板と
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記リードフレームは、
それぞれ前記接続部材に接続される複数の前記リードを有し、
複数の前記リードは、
前記接続部材に接続される部分の厚さが均等である
ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記リードの前記第１の面は、
前記接続部材に接続する位置に形成されためっき層と、
前記めっき層の周囲に形成され、前記封止樹脂に接触する酸化膜と
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項5】

前記リードの前記第１の面は、
前記接続部材に接続する位置の周囲に形成され、前記封止樹脂に接触する酸化膜
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項6】

前記封止樹脂は、
フィラーを含有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項7】

前記封止樹脂は、
前記電子部品と前記配線基板との間の空間を含む前記リードフレームと前記配線基板との間の空間に充填されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項8】

前記リードフレームと前記電子部品との間に挟持され、前記電子部品が発する熱を前記リードフレームへ伝達する熱伝達部材をさらに有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第１の面は、
前記熱伝達部材に接触する位置に形成されためっき層を有することを特徴とする請求項８記載の半導体装置。

【請求項10】

前記リードフレームは、
前記第２の面との段差を有し、前記封止樹脂によって被覆される段差面をさらに有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項11】

前記配線基板の側面と、前記封止樹脂の側面と、前記リードの前記第１端部の端面とが、互いに面一である、請求項１記載の半導体装置。

【請求項12】

第１端部及び前記第１端部とは反対側の第２端部を有するリードを有するリードフレームと当該リードフレームに対向する配線基板との間に電子部品を配置し、
前記リードフレームと前記配線基板を接続部材によって接合し、
前記リードフレームと前記配線基板の間に封止樹脂を充填して、前記電子部品及び前記接続部材を被覆する工程を有し、
前記被覆する工程は、
前記リードの前記配線基板に対向する第１の面を前記封止樹脂によって被覆し、
前記リードの前記第１の面の裏側に位置する第２の面を前記封止樹脂から露出させ、
前記第２端部の端面を前記封止樹脂によって被覆し、
前記第１端部の端面を前記封止樹脂の側面から露出させ、
前記リードの前記第２の面は、
前記第１端部の端面に隣接して形成され、前記封止樹脂によって被覆されていない段差を有し、
前記封止樹脂の、前記リードの前記第２の面が露出している面は、
前記リードの前記第２の面の前記段差に一体に且つ隣接して形成された他の段差を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項13】

前記配線基板が第１集合体として形成され、
前記リードフレームが第２集合体として形成され、
前記第１端部の端面を前記封止樹脂の側面から露出させる工程は、
前記第２集合体において互いに隣接する前記リードフレームに跨って、前記リードと前記封止樹脂とに溝部を形成し、
前記溝部を通る切断線において前記第１集合体、前記第２集合体及び前記封止樹脂を切断して、個々の半導体装置を得るととともに、前記第１端部の端面を前記封止樹脂の側面から露出させる工程を有することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高密度な部品実装を実現するために、例えばＩＣ（Integrated Circuit）チップなどの電子部品を基板の内部に内蔵する半導体装置が注目されている。このような半導体装置は、例えば２枚の有機基板を有し、一方の有機基板にＩＣチップなどの電子部品が実装され、これらの電子部品が他方の有機基板との間に挟まれて構成される。２枚の有機基板の間の空間には、例えば封止樹脂が充填される。

【0003】

このように、２枚の有機基板の間に電子部品を内蔵することにより、有機基板の外側の面にも電子部品を実装する三次元的な部品実装が可能となり、半導体装置の高密度化及び小型化を実現することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２００７／０６９６０６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電子部品を内蔵する半導体装置においては、電子部品が発する熱を十分に放熱することが困難であるという問題がある。すなわち、内蔵される電子部品の周囲は、熱伝導性が低い封止樹脂によって被覆されているため、電子部品が発する熱は、熱伝導性が高い金属の端子から有機基板を伝って放熱される。しかしながら、電子部品の表面積において端子が占める面積は小さく、放熱の効率はあまり高くない。このため、特に電子部品の発熱量が比較的大きいものである場合は、これらの電子部品の端子から十分な放熱をすることが困難である。

【0006】

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、放熱効率を向上することができる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願が開示する半導体装置は、１つの態様において、金属からなるリードフレームと、前記リードフレームに対向する配線基板と、前記リードフレーム及び前記配線基板の間に配置される電子部品と、前記リードフレーム及び前記配線基板を接続する接続部材と、前記リードフレーム及び前記配線基板の間に充填され、前記電子部品及び前記接続部材を被覆する封止樹脂とを有し、前記リードフレームは、前記配線基板に対向し、前記封止樹脂によって被覆される第１の面と、前記第１の面の裏側に位置し、前記封止樹脂から露出する第２の面と、前記第１の面又は前記第２の面に隣接し、少なくとも一部が前記封止樹脂から露出する側面とを有する。

【発明の効果】

【0008】

本願が開示する半導体装置及び半導体装置の製造方法の１つの態様によれば、放熱効率を向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施の形態に係る半導体装置の外観を示す図である。

【図2】図２は、一実施の形態に係る半導体装置の断面を示す模式図である。

【図3】図３は、配線基板の製造方法を示すフロー図である。

【図4】図４は、配線基板の断面を示す模式図である。

【図5】図５は、部品の実装を説明する図である。

【図6】図６は、配線基板の構成を示す平面図である。

【図7】図７は、配線基板の集合体を示す図である。

【図8】図８は、リードフレームの製造方法を示すフロー図である。

【図9】図９は、リード及び放熱板形成工程を説明する図である。

【図10】図１０は、めっき層形成工程を説明する図である。

【図11】図１１は、酸化膜形成工程を説明する図である。

【図12】図１２は、接続部材搭載工程を説明する図である。

【図13】図１３は、リードフレームの構成を示す平面図である。

【図14】図１４は、リードフレームの集合体を示す図である。

【図15】図１５は、半導体装置の製造方法を示すフロー図である。

【図16】図１６は、接合工程を説明する図である。

【図17】図１７は、モールド工程を説明する図である。

【図18】図１８は、部品の実装を説明する図である。

【図19】図１９は、モールド工程を説明する図である。

【図20】図２０は、溝部形成工程を説明する図である。

【図21】図２１は、溝部の形成位置の一例を示す図である。

【図22】図２２は、個片化工程を説明する図である。

【図23】図２３は、切断位置の一例を示す図である。

【図24】図２４は、半導体装置の実装を説明する図である。

【図25】図２５は、半導体装置の変形例を示す図である。

【図26】図２６は、半導体装置の他の変形例を示す図である。

【図27】図２７は、半導体装置の他の変形例を示す図である。

【図28】図２８は、半導体装置の他の変形例を示す図である。

【図29】図２９は、他の実施の形態に係るリードフレームの製造方法を説明する図である。

【図30】図３０は、他の実施の形態に係る半導体装置の断面を示す模式図である。

【図31】図３１は、他の実施の形態に係る半導体装置の断面を示す模式図である。

【図32】図３２は、他の実施の形態に係る半導体装置の断面を示す模式図である。

【図33】図３３は、エッチングレジスト形成工程を説明する図である。

【図34】図３４は、エッチング工程を説明する図である。

【図35】図３５は、他の実施の形態に係るリードフレームの構成を示す下面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本願が開示する半導体装置及び半導体装置の製造方法の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

【0011】

図１は、一実施の形態に係る半導体装置１００の外観を示す図である。図１（ａ）は、半導体装置１００の側面図であり、図１（ｂ）は、半導体装置１００の下面図である。なお、以下の説明においては、半導体装置１００を実装基板に実装する際に実装基板に近くなる面を「下面」といい、実装基板から遠くなる面を「上面」というとともに、これに準じて上下方向を規定するが、半導体装置１００は、例えば上下反転して製造及び使用されても良く、任意の姿勢で製造及び使用されて良い。

【0012】

図１に示す半導体装置１００は、配線基板１１０及びリードフレーム１２０を有し、配線基板１１０の上面に実装された電子部品を被覆する封止樹脂１０１と、配線基板１１０とリードフレーム１２０に挟まれて配置される電子部品を被覆する封止樹脂１０２とを有する。具体的には、配線基板１１０の上面には、例えばキャパシタ及びインダクタなどの電子部品が実装され、これらの電子部品が封止樹脂１０１によって被覆されている。また、配線基板１１０の下面には、例えばＩＣチップなどの電子部品が実装され、これらの電子部品は、配線基板１１０とリードフレーム１２０によって挟まれるとともに、封止樹脂１０２によって被覆されている。

【0013】

封止樹脂１０１、１０２は、例えばアルミナ、シリカ、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素などの無機フィラーを含有する熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂である。なお、封止樹脂１０２については、無機フィラーの充填率を７０ｗｔ％（重量パーセント）以上９５ｗｔ％以下としても良い。このように高い充填率でフィラーを含有することにより、封止樹脂１０２の熱伝導率を向上することができる。さらに、封止樹脂１０２に、例えば銀などの金属フィラーを含有させることにより、放熱性を向上しても良い。封止樹脂１０２に金属フィラーを含有させる場合には、電子部品のショート防止のために、表面に絶縁処理を施した金属フィラーを用いるのが好適である。

【0014】

封止樹脂１０２によって被覆されるリードフレーム１２０は、図１（ｂ）に示すように、リード１２１及び放熱板１２２を有する。リード１２１及び放熱板１２２の下面は、半導体装置１００の下面において封止樹脂１０２から露出する。また、リード１２１の側方の端部は、半導体装置１００の側面において封止樹脂１０２から露出する。リード１２１は、配線基板１１０の配線層と電気的に接続する一方、放熱板１２２は、配線基板１１０の下面に実装された電子部品に対向する位置に形成される。このため、電子部品が発する熱は、封止樹脂１０２から放熱板１２２へ伝導し、比較的大面積の放熱板１２２から効率的に放熱される。

【0015】

半導体装置１００は、下面視で矩形状を有する。半導体装置１００の下面の四辺には、封止樹脂１０２及びリードフレーム１２０が切り欠かれて、段差１００ａが形成されている。そして、段差１００ａの付近においては、半導体装置１００の下面の四辺に沿って、リード１２１の側方の端部が封止樹脂１０２から露出する。なお、半導体装置１００の下面の四辺ではなく、対向する二辺に沿って、リード１２１の側方の端部を封止樹脂１０２から露出させても良い。

【0016】

図２は、一実施の形態に係る半導体装置１００の断面を示す模式図である。図２に示すように、半導体装置１００は、配線基板１１０とリードフレーム１２０が接続部材１３０によって接続されて構成される。そして、配線基板１１０の上面には、電子部品１０３が実装され、これらの電子部品１０３が封止樹脂１０１によって封止される。また、配線基板１１０の下面には、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が実装され、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０は封止樹脂１０２によって封止される。ここでは、ＩＣチップ１４０と電子部品１５０を区別しているが、ＩＣチップ１４０も電子部品の一種である。

【0017】

配線基板１１０は、基板１１１、ソルダーレジスト層１１２、上面パッド１１３、保護絶縁層１１４及び下面パッド１１５を有する。なお、図２においては図示を省略しているが、上面パッド１１３及び下面パッド１１５は、基板１１１中に設けられるビア配線により電気的に接続される。

【0018】

基板１１１は、絶縁性の板状部材であり、配線基板１１０の基材である。基板１１１の材料としては、例えば、補強材であるガラスクロス（ガラス織布）にエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性の絶縁性樹脂を含浸させて硬化させたガラスエポキシ樹脂などを用いることができる。補強材としては、ガラスクロスに限らず、例えば、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布、液晶ポリマ（ＬＣＰ：Liquid Crystal Polymer）織布及びＬＣＰ不織布などを用いることができる。また、熱硬化性の絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂の他にも、例えば、ポリイミド樹脂及びシアネート樹脂などを用いることができる。

【0019】

なお、基板１１１は、単層の絶縁性部材に限定されず、絶縁層及び配線層を積層した多層構造の積層基板であっても良い。基板１１１が積層基板である場合には、絶縁層を貫通するビアによって、この絶縁層を挟む配線層が電気的に接続される。絶縁層の材料としては、例えば、エポキシ樹脂及びポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂、又はこれらの樹脂にシリカやアルミナ等のフィラーを混入した樹脂材を用いることができる。また、配線層の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）又は銅合金を用いることができる。

【0020】

ソルダーレジスト層１１２は、基板１１１の上面を被覆する絶縁層である。ソルダーレジスト層１１２の一部には開口部が設けられ、開口部から上面パッド１１３が露出する。ソルダーレジスト層１１２の材料としては、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0021】

上面パッド１１３は、基板１１１の上面の配線層に形成され、電子部品１０３を実装するために、ソルダーレジスト層１１２の開口部から露出する。配線基板１１０の上面に電子部品１０３が実装される際には、電子部品１０３の端子１０３ａがはんだ１０３ｂによって上面パッド１１３に接続される。上面パッド１１３の材料としては、配線層と同様に、例えば銅又は銅合金を用いることができる。

【0022】

保護絶縁層１１４は、基板１１１の下面を被覆する絶縁層である。保護絶縁層１１４の一部には開口部が設けられ、開口部から下面パッド１１５が露出する。保護絶縁層１１４の材料としては、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。

【0023】

下面パッド１１５は、基板１１１の下面の配線層に形成され、接続部材１３０との接続及びＩＣチップ１４０及び電子部品１５０の実装のために、保護絶縁層１１４の開口部から露出する。すなわち、一部の下面パッド１１５には、接続部材１３０が接合される。また、一部の下面パッド１１５には、ＩＣチップ１４０が接続される。具体的には、例えばはんだバンプ１４１によってＩＣチップ１４０が下面パッド１１５にフリップチップ接続される。そして、配線基板１１０とＩＣチップ１４０の間にはアンダーフィル材１４２が充填される。さらに、一部の下面パッド１１５には、電子部品１５０の端子１５０ａがはんだ１５０ｂによって接続される。下面パッド１１５の材料としては、配線層と同様に、例えば銅又は銅合金を用いることができる。

【0024】

リードフレーム１２０は、例えば銅又は銅合金等の金属からなる導電性部材であり、リード１２１及び放熱板１２２を有する。リードフレーム１２０の下面には、めっき層１２３が形成されており、半導体装置１００の下面において封止樹脂１０２から露出する。めっき層１２３は、例えば錫（Ｓｎ）めっき又ははんだめっきによって形成される。

【0025】

リード１２１は、配線基板１１０に実装されるＩＣチップ１４０や電子部品１０３、１５０と接続部材１３０を介して電気的に接続する。そして、リード１２１の下面及び側面１２１ａは、封止樹脂１０２から露出して外部端子として機能する。めっき層１２３が形成されたリード１２１の下面の側方端部には、段差が設けられている。段差の側方の側面１２１ａは、半導体装置１００の側面において封止樹脂１０２から露出する。

【0026】

リード１２１の上面の接続部材１３０に対応する位置には、めっき層１２４が形成されている。めっき層１２４は、例えば銀（Ａｇ）めっきなどの貴金属めっきによって形成される。そして、リード１２１の上面のめっき層１２４以外の部分と放熱板１２２に対向する側面とには、酸化膜１２５が形成されている。すなわち、封止樹脂１０２に接触するリード１２１の上面及び側面には、酸化膜１２５が形成される。めっき層１２４の周囲が酸化膜１２５によって囲まれているため、接続部材１３０のはんだ１３２がめっき層１２４の周囲にまで広がらず、リードフレーム１２０と接続部材１３０との位置合わせを正確にすることができる。なお、めっき層１２４としては、銀めっきの他にも金（Ａｕ）めっきを用いても良い。また、リード１２１の上面に、ニッケル（Ｎｉ）めっきと金めっきとをこの順に積層しためっき層や、ニッケルめっきとパラジウム（Ｐｄ）めっきと金めっきとをこの順に積層しためっき層を用いても良い。

【0027】

放熱板１２２は、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０に対向する。そして、放熱板１２２は、封止樹脂１０２を介してＩＣチップ１４０及び電子部品１５０から伝導する熱を下面から放熱する。放熱板１２２は、熱伝導性が高いリードフレーム１２０の一部であり、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０に対向する比較的大面積の板状部分であるため、封止樹脂１０２から伝わる熱を効率良く放熱することができる。放熱板１２２の下面には、めっき層１２３が形成されており、封止樹脂１０２に接触する放熱板１２２の上面及び側面には、酸化膜１２５が形成されている。

【0028】

リード１２１及び放熱板１２２の封止樹脂１０２に接触する面に酸化膜１２５が形成されることにより、リードフレーム１２０と封止樹脂１０２の密着性を向上することができる。すなわち、酸化膜１２５が含む水酸化物（例えばＣｕ（ＯＨ）２）は、封止樹脂１０２が硬化して生成する水酸基（－ＯＨ）と水素結合をすることにより、強力な接着力を発現する。このため、封止樹脂１０２に接触する面に酸化膜１２５が形成されることにより、リードフレーム１２０と封止樹脂１０２の剥離を防止することができ、半導体装置１００の信頼性を向上することができる。

【0029】

接続部材１３０は、例えば銅コアを有するはんだボールなどから形成され、配線基板１１０とリードフレーム１２０とを接続する。具体的には、接続部材１３０は、略球状のコア１３１と、コア１３１の外周面を被覆するはんだ１３２とを有する。コア１３１としては、例えば銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属からなる金属コアや、樹脂からなる樹脂コア等を用いることができる。はんだ１３２としては、例えば鉛（Ｐｂ）を含む合金、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）の合金、錫（Ｓｎ）とアンチモン（Ｓｂ）の合金、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）の合金、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の合金等を用いることができる。コア１３１の直径は、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０の配線基板１１０の下面からの高さを考慮して決定することができる。例えば、コア１３１の直径を、配線基板１１０の下面からのＩＣチップ１４０及び電子部品１５０の高さ以上にしても良い。また、はんだ１３２の量は、下面パッド１１５の露出する面積及びめっき層１２４の面積などを考慮して決定することができる。

【0030】

次いで、上記のように構成される半導体装置１００の製造方法について説明する。以下では、配線基板１１０の製造方法及びリードフレーム１２０の製造方法について説明した後、配線基板１１０及びリードフレーム１２０を有する半導体装置１００の製造方法について説明する。

【0031】

図３は、配線基板１１０の製造方法を示すフロー図である。

【0032】

まず、基板１１１の上面及び下面に配線層が形成される（ステップＳ１０１）。具体的には、例えばセミアディティブ法により、基板１１１の上面及び下面の配線層が順次形成される。基板１１１の上面の配線層には上面パッド１１３が含まれ、基板下面の配線層には下面パッド１１５が含まれる。そして、基板１１１の下面には、下面パッド１１５の位置に開口部を有する保護絶縁層１１４が形成され（ステップＳ１０２）、基板１１１の上面には、上面パッド１１３の位置に開口部を有するソルダーレジスト層１１２が形成される（ステップＳ１０３）。ソルダーレジスト層１１２及び保護絶縁層１１４は、例えば基板１１１の上面及び下面に感光性の樹脂フィルムをラミネートするか、又は液状やペースト状の樹脂を塗布し、ラミネート又は塗布された樹脂をフォトリソグラフィ法により露光・現像して所要の形状にパターニングすることにより得られる。

【0033】

ここまでの工程により、例えば図４に示すように、基板１１１の上面では、ソルダーレジスト層１１２の開口部１１２ａから上面パッド１１３が露出し、基板１１１の下面では、保護絶縁層１１４の開口部１１４ａから下面パッド１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃが露出する配線基板１１０が形成される。下面パッド１１５ａは、電子部品１５０の端子を接続するパッドであり、下面パッド１１５ｂは、ＩＣチップ１４０をフリップチップ接続するパッドであり、下面パッド１１５ｃは、接続部材１３０に接続するパッドである。このため、これらの下面パッド１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃが露出する面積は、互いに異なっていても良い。

【0034】

下面パッド１１５ａ、１１５ｂには、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が搭載されるため、はんだペーストが印刷される（ステップＳ１０４）。そして、下面パッド１１５ａの位置には電子部品１５０が搭載され、下面パッド１１５ｂの位置にはＩＣチップ１４０が搭載される（ステップＳ１０５）。ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０は、リフロー処理を経て（ステップＳ１０６）、配線基板１１０に実装される。また、必要に応じて、ＩＣチップ１４０と配線基板１１０の下面との間には、絶縁性樹脂からなるアンダーフィル材１４２が充填される（ステップＳ１０７）。

【0035】

ここまでの工程により、例えば図５に示すように、配線基板１１０の下面には、はんだバンプ１４１によって下面パッド１１５ｂにフリップチップ接続されたＩＣチップ１４０と、はんだ１５０ｂによって端子１５０ａが下面パッド１１５ａに接続された電子部品１５０とが実装される。これにより、半導体装置１００の上層を形成する配線基板１１０が得られる。

【0036】

図６は、配線基板１１０を下方向から見た平面図である。図６に示すように、配線基板１１０の下面には、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が実装されており、保護絶縁層１１４の開口部からは接続部材１３０を接続するための下面パッド１１５ｃが露出している。なお、図面を簡略化するため、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０の配置は、図５と図６では必ずしも一致しない。また、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０の配置は、図６に示すものに限定されない。同様に、下面パッド１１５ｃが露出する位置も、図６に示すものに限定されない。ただし、ＩＣチップ１４０の位置は、リードフレーム１２０の放熱板１２２の位置に対応し、下面パッド１１５ｃの位置は、リードフレーム１２０のめっき層１２４の位置に対応する。

【0037】

このような配線基板１１０は、単体で製造されるのではなく、複数の配線基板１１０が配列されて同時に製造されるのが好ましい。すなわち、例えば図７に示すように、複数の配線基板１１０が配列された集合体１１０ａとして製造されるのが好ましい。集合体１１０ａにおいては、枠体１１０ｂによって分割された個々の区画で配線基板１１０が製造される。ただし、図７においては、配線基板１１０の詳細な構成の図示を省略している。

【0038】

次に、図８は、リードフレーム１２０の製造方法を示すフロー図である。

【0039】

リードフレーム１２０の製造には、例えば厚さ５０～２００μｍ程度の銅又は銅合金の金属板を用いることができる。金属板のエッチング加工又はプレス加工により、リード１２１及び放熱板１２２が形成される（ステップＳ２０１）。すなわち、例えば図９に示すように、金属板からリード１２１及び放熱板１２２が成形される。リード１２１は、リードフレーム１２０が配線基板１１０と接合される際に下面パッド１１５ｃに対向する位置に設けられ、上面視で例えば細長い長方形状を有する。リードフレーム１２０は、複数のリード１２１を有するが、これらのリード１２１の厚さは均等である。また、放熱板１２２は、リードフレーム１２０が配線基板１１０と接合される際にＩＣチップ１４０に対向する位置に設けられ、上面視で比較的大面積の長方形状を有する。

【0040】

そして、リード１２１には、めっき層１２４が形成される（ステップＳ２０２）。すなわち、例えば図１０に示すように、リード１２１の上面に例えば銀めっきによりめっき層１２４が形成される。めっき層１２４は、リードフレーム１２０が配線基板１１０と接合される際に下面パッド１１５ｃに対向する位置に形成される。つまり、リードフレーム１２０が配線基板１１０と接合される際には、互いに対向する下面パッド１１５ｃとめっき層１２４とが接続部材１３０によって接続される。上述したように、複数のリード１２１の厚さは均等であり、特に、各リード１２１のめっき層１２４が形成される部分の厚さは均等である。また、めっき層１２４の幅（又は径）の大きさは、上面視した場合のリード１２１の短辺方向の幅よりも小さくするのが好ましい。すなわち、めっき層１２４がリード１２１の上面からはみ出さないようにするのが好ましい。

【0041】

めっき層１２４の形成にあたっては、例えば感光性のドライフィルムが熱圧着によりリードフレーム１２０の上面にラミネートされ、フォトリソグラフィ法によりドライフィルムをパターニングしてレジスト層が形成される。そして、レジスト層をめっきマスクとした電解めっき法又は無電解めっき法により、銀（Ａｇ）などの貴金属のめっき層１２４が形成される。めっき層１２４が形成された後、例えばアルカリ性の剥離液により、レジスト層が除去される。

【0042】

めっき層１２４が形成されると、リードフレーム１２０の陽極酸化処理により、酸化膜１２５が形成される（ステップＳ２０３）。すなわち、リードフレーム１２０が陽極酸化され、例えば図１１に示すように、リード１２１及び放熱板１２２の表面に酸化膜１２５が形成される。このとき、めっき層１２４は、例えば銀（Ａｇ）などの貴金属めっき層であるため、陽極酸化されることはない。したがって、酸化膜１２５は、めっき層１２４が形成された部分を除くリード１２１の表面と放熱板１２２の表面とに形成される。

【0043】

リードフレーム１２０の陽極酸化処理は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、リードフレーム１２０は、陽極として電解液である陽極酸化処理液中に浸漬され、リードフレーム１２０と対向配置される白金（Ｐｔ）等の電極を陰極とした通電（例えば、パルス電圧の印加）が行われる。リードフレーム１２０が銅又は銅合金からなる場合には、陽極酸化処理液の組成及び処理条件を以下のように設定することができる。
陽極酸化処理液：
亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２） ０～１００ｇ／Ｌ
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ） ５～６０ｇ／Ｌ
リン酸三ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４） ０～２００ｇ／Ｌ
処理条件：
浴温 約５０～８０度
処理時間 約１～２０秒間
電流密度 約０．２～１０Ａ／ｄｍ²

【0044】

上記の条件によってリードフレーム１２０を陽極酸化することにより、例えば０．１～０．２μｍの厚さの酸化膜１２５が形成される。酸化膜１２５の厚さは、陽極酸化処理液の組成、電圧及び処理時間などの処理条件を変更することにより、調整することができる。酸化膜１２５は、水酸化物を含む銅酸化膜であり、針状結晶を有する。水酸化物としては、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）を含む。また、針状結晶は、例えば約０．５μｍ以下の粒径を有している。

【0045】

リードフレーム１２０に酸化膜１２５が形成されると、めっき層１２４の位置に接続部材１３０が搭載される（ステップＳ２０４）。そして、リフロー処理が行われることにより（ステップＳ２０５）、コア１３１の周囲のはんだ１３２によって、接続部材１３０がめっき層１２４に接合される。このとき、めっき層１２４の周囲に酸化膜１２５が形成されているため、はんだ１３２がめっき層１２４の周囲にまで広がらず、接続部材１３０の位置合わせを正確にすることができる。接続部材１３０の幅（又は径）の大きさは、上面視した場合のリード１２１の短辺方向の幅よりも小さくするのが好ましい。すなわち、接続部材１３０がリード１２１の上面からはみ出さないようにするのが好ましい。これにより、隣接するリード１２１の上面に接合された接続部材１３０同士が接触することがなく、短絡を防止することができる。

【0046】

ここで、はんだ１３２がめっき層１２４の周囲にまで広がらない理由は、以下のようなものである。すなわち、接続部材１３０の搭載時には、はんだ１３２の濡れ性を確保するために、めっき層１２４にフラックスが塗布される。フラックスは、金属層の表面の自然酸化膜を還元して除去する機能を有するため、めっき層１２４の周囲の酸化膜１２５へフラックスが流出すると、酸化膜１２５が還元されてフラックスの活性力が低下する。この結果、めっき層１２４の周囲では、はんだ１３２の濡れ性が得られず、はんだ１３２の濡れ広がりが抑制される。このように、酸化膜１２５がフラックスの活性力を低下させるため、はんだ１３２はめっき層１２４の周囲にまで広がらず、接続部材１３０の位置合わせを正確にすることができる。

【0047】

なお、酸化膜１２５の厚さが薄すぎる場合には、フラックスの活性力をあまり低下させない。一方、酸化膜１２５の厚さが厚すぎる場合には、酸化膜１２５の内部で剥離が生じる恐れがある。そこで、上述したように陽極酸化処理の条件を適切に設定することにより、酸化膜１２５の厚さは、例えば０．１～０．２μｍに調整されている。

【0048】

ここまでの工程により、例えば図１２に示すように、リード１２１のめっき層１２４に接続部材１３０が接合され、めっき層１２４以外のリード１２１の表面には酸化膜１２５が形成される。また、放熱板１２２の表面にも酸化膜１２５が形成される。これにより、半導体装置１００の下層を形成するリードフレーム１２０が得られる。

【0049】

図１３は、リードフレーム１２０を上方向から見た平面図である。図１３に示すように、リードフレーム１２０は、細長い長方形状の複数のリード１２１と比較的大面積の長方形状の放熱板１２２とを有する。放熱板１２２は、支持用リード１２１’によって周囲の枠体１２０ｂに接続し、支持されている。それぞれのリード１２１には、１つ又は２つの接続部材１３０が接合されている。リード１２１に接合される接続部材１３０の数は、例えば配線基板１１０の配線層との間で流れる電流の大きさを考慮して決定される。すなわち、例えば比較的大きい電流が流れるリード１２１については、接続部材１３０の数を多くして、配線基板１１０の配線層との間の電気抵抗を低下させても良い。

【0050】

放熱板１２２は、スリット１２２ａによって２つに分割されている。スリット１２２ａがあることにより、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間に充填される封止樹脂１０２とリードフレーム１２０との密着性を向上することができる。また、例えば配線基板１１０に２つのＩＣチップ１４０が並べて搭載される場合、それぞれのＩＣチップ１４０に対向する位置に放熱板１２２を設け、独立して放熱することができる。

【0051】

なお、リード１２１及び放熱板１２２の配置は、図１３に示すものに限定されない。ただし、リード１２１のめっき層１２４及び接続部材１３０の位置は、配線基板１１０の下面パッド１１５ｃの位置に対応し、放熱板１２２の位置は、配線基板１１０に実装されるＩＣチップ１４０の位置に対応する。また、スリット１２２ａの位置も、図１３に示すものに限定されず、例えば放熱板１２２の中央付近が穿孔されてスリットが形成されても良い。

【0052】

このようなリードフレーム１２０は、単体で製造されるのではなく、複数のリードフレーム１２０が配列されて同時に製造されるのが好ましい。すなわち、例えば図１４に示すように、複数のリードフレーム１２０が配列された集合体１２０ａとして製造されるのが好ましい。集合体１２０ａにおいては、枠体１２０ｂによって分割された個々の区画でリードフレーム１２０が製造される。ただし、図１４においては、リードフレーム１２０の詳細な構成の図示を省略している。

【0053】

次に、図１５は、半導体装置１００の製造方法を示すフロー図である。半導体装置１００は、上述した配線基板１１０及びリードフレーム１２０を用いて製造される。

【0054】

配線基板１１０とリードフレーム１２０は、例えばＴＣＢ（Thermal Compression Bonding）法により接合される（ステップＳ３０１）。具体的には、リードフレーム１２０のリード１２１に接合された接続部材１３０が、熱と圧力によって配線基板１１０の下面パッド１１５ｃに接合される。このとき、複数のリード１２１の特に接続部材１３０が設けられる部分の厚さが均等であるため、すべての接続部材１３０及び下面パッド１１５ｃが均一に加圧され、接続部材１３０と下面パッド１１５ｃの接続不良を防止することができる。これにより、例えば図１６に示すように、配線基板１１０とリードフレーム１２０が一体化される。配線基板１１０とリードフレーム１２０の間には、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が配置され、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０は、リードフレーム１２０の放熱板１２２に対向する。ＩＣチップ１４０の下面と放熱板１２２の上面との間は、例えば４０～５０μｍ程度離間している。この間隔は、接続部材１３０のコア１３１の直径に応じて調整可能である。

【0055】

そして、例えばトランスファーモールドが行われることにより（ステップＳ３０２）、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間の空間に封止樹脂１０２が充填される。トランスファーモールドでは、接合された配線基板１１０及びリードフレーム１２０が金型に収容され、流動化した封止樹脂１０２が金型内に注入される。そして、封止樹脂１０２が所定の温度（例えば１７５度）に加熱され硬化する。これにより、例えば図１７に示すように、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間の空間に封止樹脂１０２が充填され、接続部材１３０、ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が封止される。ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が封止されても、これらの部品が発する熱は、封止樹脂１０２を介して放熱板１２２へ伝導する。結果として、半導体装置１００の放熱効率を向上することができる。

【0056】

ＩＣチップ１４０及び電子部品１５０が封止されると、配線基板１１０の上面に電子部品１０３が搭載される（ステップＳ３０３）。電子部品１０３は、リフロー処理を経て（ステップＳ３０４）、配線基板１１０に実装される。すなわち、例えば図１８に示すように、電子部品１０３の端子１０３ａがはんだ１０３ｂによって上面パッド１１３に接続され、配線基板１１０の上面に電子部品１０３が実装される。電子部品１０３としては、例えばキャパシタ、インダクタ及び抵抗素子などの受動部品を用いることができる。また、電子部品１０３は、例えばＩＣチップなどの能動部品であっても良い。

【0057】

そして、例えばトランスファーモールドが行われることにより（ステップＳ３０５）、配線基板１１０の上面の電子部品１０３が封止樹脂１０１によって封止される。封止樹脂１０１としては、例えばフィラーを含有する熱硬化性のエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を用いることができる。トランスファーモールドでは、電子部品１０３が実装された配線基板１１０及びリードフレーム１２０からなる構造体が金型に収容され、流動化した封止樹脂１０１が金型内に注入される。そして、封止樹脂１０１が所定の温度（例えば１７５度）に加熱され硬化する。これにより、例えば図１９に示すように、配線基板１１０の上面及び電子部品１０３が封止樹脂１０１によって被覆され、電子部品１０３が封止される。

【0058】

続いて、リードフレーム１２０の下面に溝部が形成される（ステップＳ３０６）。具体的には、例えば図２０に示すように、リード１２１の下面の端部が厚みの一部のみ切断（ハーフカット）されることにより、溝部１２１ｂが形成される。このとき、リード１２１間の封止樹脂１０２も同時に切断されるため、溝部１２１ｂと一体の溝部が封止樹脂１０２にも形成される。溝部１２１ｂの深さは酸化膜１２５の厚さよりも大きいため、溝部１２１ｂが形成される過程で、溝部１２１ｂの位置の酸化膜１２５は除去される。したがって、溝部１２１ｂにおいては、リードフレーム１２０の基材が露出する。溝部１２１ｂは、半導体装置１００の側面となる位置に形成される。すなわち、図２０に示す構造体が溝部１２１ｂを通る位置で上下方向に切断されることにより、半導体装置１００が得られる。

【0059】

ここで、配線基板１１０及びリードフレーム１２０は、それぞれ集合体１１０ａ、１２０ａとして形成されており、配線基板１１０とリードフレーム１２０の接合や封止樹脂１０１、１０２によるトランスファーモールドなどの工程も集合体１１０ａ、１２０ａのまま行われている。このため、溝部１２１ｂは、集合体１２０ａにおいて互いに隣接するリードフレーム１２０に跨って形成されても良い。具体的には、例えば図２１に示すように、隣接する２つのリードフレーム１２０の端部と枠体１２０ｂとの範囲を切断（ハーフカット）することにより、溝部１２１ｂが形成されても良い。溝部１２１ｂが形成されることにより、半導体装置１００の側面において露出することになるリード１２１の端部には、段差が形成されることになる。なお、図２１においては、図示した２つのリードフレーム１２０の間に形成される溝部１２１ｂのみを図示したが、溝部１２１ｂは、すべての隣接するリードフレーム１２０の間に形成される。したがって、溝部１２１は、各リードフレーム１２０の四辺に形成される。

【0060】

溝部１２１ｂが形成されると、リードフレーム１２０の下面の酸化膜１２５が除去される（ステップＳ３０７）。また、酸化膜１２５の除去とともに、リード１２１及び放熱板１２２の下面に生じた封止樹脂１０２の残渣が除去される。酸化膜１２５及び封止樹脂１０２の残渣の除去は、例えば酸処理、アルカリ処理又はウェットブラスト処理によって行われる。酸化膜１２５が除去されることにより、リード１２１及び放熱板１２２の下面においては、リードフレーム１２０の基材が露出する。一方、封止樹脂１０２に接触する、リード１２１及び放熱板１２２の側面及び上面の酸化膜１２５は残存する。

【0061】

そして、リード１２１及び放熱板１２２の下面にめっき層１２３が形成される（ステップＳ３０８）。すなわち、リードフレーム１２０の下面に、電解めっき法又は無電解めっき法により、例えば錫（Ｓｎ）又ははんだのめっき層１２３が形成される。このとき、溝部１２１ｂの内部にもめっき層１２３が形成される。

【0062】

ここまでの工程により、例えば図２２に示すように、半導体装置１００と同等の構造を有する構造体が得られる。この構造体は、複数の配線基板１１０を含む集合体１１０ａと、複数のリードフレーム１２０を含む集合体１２０ａとから構成されているため、個々の配線基板１１０及びリードフレーム１２０を切り出す個片化が行われる（ステップＳ３０９）。具体的には、図２２に示す構造体が、溝部１２１ｂを通る切断線Ａにおいて、例えばダイサー又はスライサーによって切断されることにより、半導体装置１００が得られる。切断線Ａが溝部１２１ｂを通るため、半導体装置１００の側面において露出するリード１２１の端部は、他の部分に比べて薄くなった部分である。

【0063】

なお、溝部１２１ｂが互いに隣接するリードフレーム１２０に跨って形成される場合には、例えば図２３に示すように、枠体１２０ｂを含む範囲Ｂを切削可能なダイシングブレードによってダイシング加工することにより、１回の切断で隣接する半導体装置１００を分離することができる。この場合でも、範囲Ｂが溝部１２１ｂの内部に含まれるため、半導体装置１００の側面において露出するリード１２１の端部は、他の部分に比べて薄くなった部分である。図２３においては、図示した２つのリードフレーム１２０の間の切削範囲Ｂのみを図示したが、このような切削範囲は、すべての隣接するリードフレーム１２０の間に設定される。したがって、各リードフレーム１２０の四辺が切削範囲Ｂと同様の切削範囲において、隣接するリードフレーム１２０と分離される。

【0064】

個片化により得られる半導体装置１００は、実装基板に実装することが可能である。具体的には、リードフレーム１２０のリード１２１を端子として、半導体装置１００を実装基板に実装することができる。図２４は、半導体装置１００の実装を説明する図である。

【0065】

図２４に示すように、実装基板２００の上面の配線層には、パッド２１０が形成されており、パッド２１０は、ソルダーレジスト層２２０の開口部から露出している。半導体装置１００を実装基板２００に実装する際には、半導体装置１００のリード１２１及び放熱板１２２と実装基板２００のパッド２１０との位置合わせを行い、はんだ２３０によって、リード１２１及び放熱板１２２とパッド２１０とが接合される。このとき、リード１２１の下面の端部には、溝部１２１ｂによる段差があるため、はんだ２３０の濡れ広がりが促進され、はんだ２３０のフィレットがリード１２１の側面１２１ａを被覆する。結果として、半導体装置１００が実装基板２００に強固に接合され、接続の信頼性を向上することができる。図２４に示す状態では、ＩＣチップ１４０が発する熱は、封止樹脂１０２を介して放熱板１２２へ伝導し、放熱板１２２からはんだ２３０及びパッド２１０を経由して放熱される。すなわち、ＩＣチップ１４０の表面積の大部分から、効率的に放熱することができる。

【0066】

以上のように、本実施の形態によれば、接続部材で接続される配線基板とリードフレームの間にＩＣチップを実装し、ＩＣチップと対向する位置にリードフレームの放熱板を配置し、配線基板とリードフレームの間の空間に封止樹脂を充填する。そして、リードフレームのリードを封止樹脂から露出させて、外部接続のための端子とする。このため、ＩＣチップで発する熱が、ＩＣチップの周囲の封止樹脂を介して放熱板へ伝導し、放熱板から放熱される。結果として、半導体装置の放熱効率を向上することができる。

【0067】

なお、上記一実施の形態においては、配線基板１１０の上面に電子部品１０３を実装するものとしたが、配線基板１１０の上面への電子部品１０３の実装は省略されても良い。すなわち、例えば図２５に示すように、半導体装置１００は、配線基板１１０の上面には電子部品を有さず、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間に、封止樹脂１０２によって封止されたＩＣチップ１４０及び電子部品１５０を有するのみであっても良い。また、配線基板１１０の上面に電子部品１０３が実装される場合でも、封止樹脂１０１による封止が省略されても良い。この場合には、半導体装置１００は、配線基板１１０の上面に実装され、露出する電子部品１０３を有することになる。

【0068】

また、上記一実施の形態においては、接続部材１３０が例えば銅コアを有するはんだボールであり、コア１３１が略球状であるものとしたが、接続部材１３０の形状は任意のもので良い。具体的には、例えば図２６に示すように、円柱状又は角柱状の接続部材１３５が、はんだ１３６によって配線基板１１０の下面パッド１１５及びリードフレーム１２０のめっき層１２４に接合されても良い。接続部材１３５を円柱状又は角柱状にすることにより、接続部材１３５の上下それぞれの端面が下面パッド１１５及びめっき層１２４に接合され、接合面積を大きくして信頼性を向上することができる。

【0069】

さらに、上記一実施の形態においては、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間の空間に封止樹脂１０２を充填するものとしたが、例えば、図２７に示すように、発熱量が大きいＩＣチップ１４０と放熱板１２２の間の空間にＴＩＭ（Thermal Interface Material）１０５を配置し、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間の空間には通常の封止樹脂１０６を充填しても良い。ＴＩＭ１０５としては、例えばエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の絶縁性樹脂中に、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素等のフィラーや、銀等の金属フィラーを含有させたものを用いることができ、封止樹脂１０６としては、封止樹脂１０１と同様の樹脂を用いることができる。

【0070】

また、上記一実施の形態においては、配線基板１１０の下面にＩＣチップ１４０を実装するものとしたが、リードフレーム１２０の上面にＩＣチップ１４０を実装することも可能である。この場合、例えば図２８に示すように、ＩＣチップ１４０の実装位置には、リード１２６が形成される。そして、リード１２６の上面には、めっき層１２４と同様のめっき層１２７が形成され、ＩＣチップ１４０は、はんだバンプ１４３によってめっき層１２７にフリップチップ接続される。封止樹脂１０２に接触するリード１２６の表面には酸化膜１２５が形成され、封止樹脂１０２から露出するリード１２６の下面にはめっき層１２３が形成されるのは、リード１２１と同様である。この構成においては、ＩＣチップ１４０が発する熱は、はんだバンプ１４３、めっき層１２７及びリード１２６を介して放熱される。また、ＩＣチップ１４０のみではなく、電子部品１５０をリードフレーム１２０の上面に実装することも可能である。

【0071】

（他の実施の形態）
（１）めっき層
上記一実施の形態においては、リードフレーム１２０にめっき層１２４を形成し、めっき層１２４の周囲に酸化膜１２５を形成することにより、リードフレーム１２０と接続部材１３０との位置合わせを正確にするものとした。しかしながら、酸化膜１２５がフラックスの活性力を低下させるため、めっき層１２４がなくてもはんだ１３２の濡れ広がりを制御して、接続部材１３０の位置合わせを正確にすることが可能である。ここでは、めっき層１２４を有さないリードフレーム１２０の製造方法について、図２９を参照しながら説明する。

【0072】

上記一実施の形態と同様に、リードフレーム１２０の製造には、例えば厚さ５０～２００μｍ程度の銅又は銅合金の金属板を用いることができる。図２９（ａ）に示すように、金属板のエッチング加工又はプレス加工により、リード１２１及び放熱板１２２が形成される。そして、図２９（ｂ）に示すように、リードフレーム１２０の陽極酸化処理により、リード１２１及び放熱板１２２の表面に酸化膜１２５が形成される。すなわち、リード１２１及び放熱板１２２の全表面に酸化膜１２５が形成される。

【0073】

図２９（ｃ）に示すように、リード１２１の接続部材１３０と接合される位置１２５ａにおいて、酸化膜１２５が除去される。酸化膜１２５の除去は、例えばレーザ加工やブラスト加工などによって行うことが可能である。酸化膜１２５の除去により、位置１２５ａにおいては、リードフレーム１２０の基材が露出する。そして、図２９（ｄ）に示すように、位置１２５ａに接続部材１３０が搭載されリフロー処理される。このとき、位置１２５ａに塗布されたフラックスが周囲の酸化膜１２５へ流出すると、酸化膜１２５が還元してフラックスの活性力が低下する。このため、接続部材１３０のはんだ１３２は、位置１２５ａの周囲には濡れ広がらず、接続部材１３０の位置合わせを正確にすることができる。

【0074】

このように、リード１２１にめっき層１２４を形成しない場合でも、酸化膜１２５を利用することにより、リードフレーム１２０と接続部材１３０の位置合わせを正確にすることができる。また、めっき層１２４の形成工程を省略することができるため、リードフレーム１２０の製造工程を簡略化することができる。

【0075】

（２）アンダーフィル材
上記一実施の形態においては、配線基板１１０の下面とＩＣチップ１４０との間にアンダーフィル材１４２が充填されるものとしたが、アンダーフィル材１４２は、必ずしも充填されなくても良い。具体的には、例えば図３０に示すように、はんだバンプ１４１によって配線基板１１０の下面にフリップチップ接続されたＩＣチップ１４０と、配線基板１１０の下面との間には、アンダーフィル材が充填されなくても良い。ＩＣチップ１４０が実装される配線基板１１０とリードフレーム１２０との間の空間には、封止樹脂１０２が充填されるため、アンダーフィル材の充填が省略されても、ＩＣチップ１４０と配線基板１１０との間の空間にも封止樹脂１０２が充填される。この結果、ＩＣチップ１４０が配線基板１１０から脱落することなどはなく、ＩＣチップ１４０の接続信頼性が低下することはない。

【0076】

アンダーフィル材の充填を省略することにより、半導体装置１００の製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。また、ＩＣチップ１４０の周囲にアンダーフィル材が広がることがないため、配線基板１１０の下面においてＩＣチップ１４０を搭載するための領域の面積を小さくすることができ、配線基板１１０の面を有効に活用することができる。すなわち、狭い範囲により多くの電子部品を実装することが可能となり、半導体装置１００を小型化することができるとともに、設計の自由度を向上させることができる。

【0077】

なお、ここではＩＣチップ１４０の実装時にアンダーフィル材の充填を省略する場合について説明したが、ＩＣチップ１４０以外にも例えばフリップチップ接続によって配線基板１１０に実装される電子部品と配線基板１１０との間へのアンダーフィル材の充填が省略されても良い。また、配線基板１１０の上面に実装される電子部品についても、封止樹脂１０１によって被覆されるため、アンダーフィル材の充填を省略することが可能である。

【0078】

アンダーフィル材の充填が省略される場合も、例えば、図３１に示すように、ＩＣチップ１４０と放熱板１２２との間に挟持されるＴＩＭ１０５を配置し、配線基板１１０とリードフレーム１２０の間の空間には通常の封止樹脂１０６を充填しても良い。これにより、発熱量が大きいＩＣチップ１４０が発する熱がＴＩＭ１０５を介して放熱板１２２へ伝達され、効率的な放熱が可能となる。このとき、放熱板１２２の上面のＴＩＭ１０５に対応する位置には、めっき層１２８が形成されても良い。めっき層１２８は、例えば銀（Ａｇ）めっきなどの貴金属めっきによって形成される。すなわち、めっき層１２８は、めっき層１２４と同様のめっきによって形成される。

【0079】

めっき層１２８の表面は、周囲の酸化膜１２５の表面と比較して粗化度が低く平坦であるため、ＴＩＭ１０５がめっき層１２８に接触することにより、酸化膜１２５に接触する場合と比べて、ＴＩＭ１０５の厚さを均一にすることができる。この結果、ＩＣチップ１４０と放熱板１２２との間に配置されるＴＩＭ１０５の厚さが均一になり、ＩＣチップ１４０から発する熱を効率良く放熱板１２２へ伝導させることができる。

【0080】

めっき層１２８は、リード１２１の上面にめっき層１２４が形成される際に、同時に形成されるようにしても良い。すなわち、下面パッド１１５ｃに対向する位置にめっき層１２４が形成されるのと同時に、ＩＣチップ１４０に対向する位置にめっき層１２８が形成されるようにしても良い。そして、ＴＩＭ１０５は、ディスペンス又は印刷などによりＩＣチップ１４０の背面に塗布された半硬化状態の高熱伝導樹脂が、配線基板１１０とリードフレーム１２０が接合される際に硬化することにより形成される。なお、ＴＩＭ１０５の材料となる高熱伝導樹脂は、ＩＣチップ１４０の背面に塗布される代わりに、めっき層１２８の表面に塗布されても良い。

【0081】

（３）リードフレーム外縁の段差
上記一実施の形態においては、リードフレーム１２０の下面の端部に段差が形成されるものとしたが、段差は、端部以外の部分にも形成されて良い。具体的には、例えば図３２に示すように、各リード１２１及び放熱板１２２の周囲に段差面１２９が形成されるようにしても良い。こうすることにより、リード１２１及び放熱板１２２の段差面１２９よりも下方に封止樹脂１０２が充填されて、段差面１２９が封止樹脂１０２によって被覆される。この結果、リードフレーム１２０が半導体装置１００に強固に接合されてリードフレーム１２０の脱落等を防止することができる。ここでは、リード１２１及び放熱板１２２の周囲に段差面１２９が形成されるリードフレーム１２０の製造方法について説明する。

【0082】

上記一実施の形態と同様に、リードフレーム１２０の製造には、例えば厚さ５０～２００μｍ程度の銅又は銅合金の金属板を用いることができる。図３３に示すように、金属板２００の上面及び下面にエッチングレジストが形成される。すなわち、金属板２００の上面にはエッチングレジスト２１０が形成され、下面にはエッチングレジスト２２０が形成される。これらのエッチングレジスト２１０、２２０は、リード１２１及び放熱板１２２として残す位置に形成される。すなわち、金属板２００のリード１２１又は放熱板１２２として残らない部分には、エッチングレジストの空隙が形成される。具体的には、金属板２００の上面では空隙２１０ａが形成され、下面では空隙２２０ａが形成される。ここで、下面の空隙２２０ａは、上面の空隙２１０ａよりも幅が広い。

【0083】

このようなエッチングレジストが形成された金属板２００をエッチング液に浸漬することにより、空隙２１０ａ、２２０ａにおいて露出する金属板２００が表面から溶解し、例えば図３４に示すように、リード１２１と放熱板１２２とが分離したリードフレーム１２０が形成される。そして、上面の空隙２１０ａよりも下面の空隙２２０ａを幅広としたため、下面の空隙２２０ａのうち上面の空隙２１０ａと重複する領域では、金属板２００が上面及び下面から溶解され、リード１２１及び放熱板１２２とが完全に分離する。一方、下面の空隙２２０ａのうち上面の空隙２１０ａと重複しない領域では、金属板２００が下面のみから溶解され、段差面１２９が形成される。

【0084】

このように、金属板２００の上面及び下面に幅が異なるエッチングレジストを形成し、エッチング液に浸漬することにより、リード１２１及び放熱板１２２の外縁に段差面１２９を有するリードフレームを形成することができる。すなわち、例えば図３５に示すように、リード１２１及び放熱板１２２の斜線で示す外縁部に段差面１２９を形成することができる。そして、段差面１２９を有するリードフレーム１２０が配線基板１１０に接合され、配線基板１１０とリードフレーム１２０との間の空間に封止樹脂１０２が充填される際、封止樹脂１０２が段差面１２９の下方にも充填されてリードフレーム１２０を支持し、半導体装置１００からリードフレーム１２０が脱落することを防止することができる。

【符号の説明】

【0085】

１０１、１０２、１０６ 封止樹脂
１０３、１５０ 電子部品
１１０ 配線基板
１１１ 基板
１１２ ソルダーレジスト層
１１３ 上面パッド
１１４ 保護絶縁層
１１５、１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ 下面パッド
１２０ リードフレーム
１２１、１２６ リード
１２２ 放熱板
１２３、１２４、１２７、１２８ めっき層
１２５ 酸化膜
１２９ 段差面
１３０、１３５ 接続部材
１４０ ＩＣチップ
１４１ はんだバンプ
１４２ アンダーフィル材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】