JP2000286294A

JP2000286294A - 半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000286294A
Application number: JP11087404A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Shibamoto; 正訓柴本; Hiroya Shimizu; 浩也清水; Mitsuaki Katagiri; 光昭片桐; Yukiji Akiyama; 雪治秋山; Junichi Arita; 順一有田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置における電気的特性の向上を図
る。【解決手段】半導体チップ１の電極パッド１ｂに対応
してこれと電気的に接続される複数のリード４ｃが開口
部４ｅに配置され、かつリード４ｃと電気的に接続され
た複数のバンプランド４ｆを備えるテープ基板４と、内
部配線４ｄを介してリード４ｃと電気的に接続された複
数のバンプとからなり、テープ基板４に、バンプランド
４ｆのうちグランド用、電源用または特定信号用などの
容量増加許容電極４ｈに電気的に接続されて外部に延在
する引き出し配線４ａと、複数のリード４ｃごとにこの
リード４ｃ群をその先端側で電気的に接続して電解めっ
き処理後に個々のリード４ｃに絶縁分離されるめっき用
配線４ｂとが設けられ、前記電解めっき処理を行った際
に引き出し配線４ａおよびめっき用配線４ｂを介して全
てのリード４ｃへの給電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特に、テープ基板を用いた小形の半導体装置の電
気的特性向上に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】薄形および小形化を図る半導体装置の一例
として、ＣＳＰ（Chip Scale PackageまたはChip Size
Package)と呼ばれるチップサイズ、または、半導体チッ
プより若干大きい程度の半導体装置が知られており、こ
のＣＳＰでは、主に、ポリイミドフィルムなどから成る
テープ基板（配線基板）が用いられている。

【０００４】前記ＣＳＰのテープ基板には、半導体チッ
プの電極パッド（表面電極であり、ボンディングパッド
ともいう）と電気的に接続される複数のリードが設けら
れており、半導体チップの電極パッドとテープ基板のリ
ードとのボンディング時には、ボンディングツールに超
音波を付与した熱圧着によってリードボンディングが行
われる。

【０００５】その際、ボンディングツールによる荷重付
与時の半導体チップへのダメージを緩和させるため、リ
ード表面の金めっきの厚さをできる限り厚く形成する必
要があり、無電解めっき処理では、金めっきを十分に厚
く形成できないため、めっき厚を十分に形成可能な電解
めっき処理を行う。

【０００６】なお、電解めっき処理では、各リードに対
して給電を行うため、各リードごとに連結した複数のめ
っき用の引き出し配線がテープ基板のＣＳＰ本体の外部
に向かって延在して設けられ、この引き出し配線が複数
のテープ基板を有するベース基板に設けられた給電用の
配線パターンと連結しており、これにより、ベース基板
上のテープ基板において前記引き出し配線を介して給電
が行われて金めっきが形成される。

【０００７】さらに、それぞれの引き出し配線は、ＣＳ
Ｐの組み立て工程におけるポッティング封止またはモー
ルド後のテープ切断工程で、テープ基板がベース基板か
らＣＳＰの外形ライン（ここでは、半導体チップの外形
形状）に沿って型切断された際にこれと同時にＣＳＰの
外周部で切断分離される。

【０００８】したがって、ＣＳＰのテープ基板上のそれ
ぞれのリードには、これに繋がった引き出し配線が残留
することになる。

【０００９】ここで、種々のＣＳＰの構造については、
例えば、日経ＢＰ社、１９９７年４月１日発行、「日経
マイクロデバイス１９９７年４月１日号・ＮＯ．１４
２」、４４〜５３頁に記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術のＣＳＰでは、そのテープ基板上に、各リードに繋が
って外部に延在する引き出し配線が残留するため、それ
ぞれのリードにおいて容量（Ｃ）が増加することにな
る。

【００１１】その結果、リードが信号用の場合は、容量
が増えたことによって高速で動作することができなくな
る信号用端子が発生することが問題となる。

【００１２】すなわち、リードが信号用（特定の信号を
除く）の場合には、このリードが高速動作に対応できな
くなり、その結果、半導体装置の電気的特性を低下させ
ることが問題となる。

【００１３】なお、電気的特性を考慮して２層配線構造
のテープ基板を用いることも可能であるが、その場合、
コストが高くなるため、１層配線構造のテープ基板を用
いてＣＳＰの電気的特性を向上させる必要がある。

【００１４】本発明の目的は、電気的特性を向上させる
半導体装置およびその製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１７】すなわち、本発明の半導体装置は、半導体
チップの表面電極を露出させる開口部が形成され、前記
半導体チップの前記表面電極に対応してこれと電気的に
接続される複数のリードが前記開口部に配置され、前記
リードと電気的に接続された複数の外部端子搭載電極が
設けられた配線基板と、前記配線基板の前記外部端子搭
載電極に設けられた複数の外部端子とを有し、前記配線
基板に、前記外部端子搭載電極のうちグランド用、電源
用または特定信号用などの容量増加許容電極に電気的に
接続されて外部に向かって延在する引き出し配線と、複
数の前記リード群をその先端側で電気的に接続して電解
めっき処理後に個々の前記リードに分離されるめっき用
配線とが設けられ、前記電解めっき処理時に前記引き出
し配線および前記めっき用配線を介して前記リードへの
給電が行われるものである。

【００１８】これにより、配線基板において、特定信号
用の外部端子搭載電極を除く信号用（容量増加を回避し
たい信号用）の外部端子搭載電極には引き出し配線が接
続されていないため、容量増加を回避したい信号用の外
部端子搭載電極およびこれに連結するリードでは、容量
（Ｃ）が小さいため、入力容量も少なくて済む。

【００１９】これにより、半導体チップを高速で動作さ
せることができ、その結果、半導体装置の電気的特性を
向上できる。

【００２０】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体チップの表面電極に対応する複数のリードと電気
的に接続された複数の外部端子搭載電極が設けられ、前
記外部端子搭載電極のうちグランド用、電源用または特
定信号用などの容量増加許容電極に電気的に接続されて
外部に向かって延在する引き出し配線と、複数の前記リ
ード群をその先端側で電気的に接続するめっき用配線と
が設けられた配線基板を準備する工程と、前記半導体チ
ップの前記表面電極を前記配線基板に形成された開口部
に露出させて前記配線基板と前記半導体チップとを接合
する工程と、前記リードとこれに連結する前記めっき用
配線とを分離する工程と、前記半導体チップの前記表面
電極とこれに対応する前記配線基板の前記リードとを電
気的に接続する工程と、前記配線基板の前記外部端子搭
載電極に外部端子を設ける工程とを有し、前記リードの
電解めっき処理時に、前記引き出し配線および前記めっ
き用配線を介して前記リードへの給電を行うものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明の実施の形態による半導体装
置（ＣＳＰ）の構造の一例を示す斜視図、図２は図１に
示すＣＳＰのＡ−Ａ断面の構造を示す断面図、図３は図
１に示すＣＳＰにおいてバンプと封止部とを取り除いた
構造を示す図であり、（ａ)はテープ基板の配線パター
ンを示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部を拡大して
示す拡大部分平面図、図４は図１に示すＣＳＰに用いら
れるテープ基板（配線基板）を有したベース基板の構造
の一例を示す部分平面図、図５は本発明の半導体装置の
製造方法におけるリードボンディング手順の一例を示す
図であり、（ａ) はリードの拡大部分平面図、（ｂ）は
リード切断前の部分断面図、（ｃ）はボンディング時の
部分断面図、図６は本発明の半導体装置の製造方法にお
ける製造手順の一例を示すプロセスフロー、図７は図１
に示すＣＳＰに用いられるテープ基板の製造手順の一例
を示す基板製造フローである。

【００２３】図１、図２および図３に示す本実施の形態
の半導体装置は、ＣＳＰ１１と呼ばれるチップサイズの
小形のものであり、例えば、高速にデータ転送を行うこ
とが可能なＲａｍｂｕｓＤＲＡＭ（Dynamic Random A
ccess Memory) チップを有するものである。

【００２４】さらに、ＣＳＰ１１が有する半導体チップ
１は、主面１ａが長方形を成すものであり、この主面１
ａの対向する長辺の中間付近に複数の電極パッド１ｂ
（表面電極）が前記長辺に平行に並んで配置されてい
る。

【００２５】なお、このような電極パッド１ｂの配列の
ことを、以降、センタパッド配列という。

【００２６】したがって、本実施の形態のＣＳＰ１１
は、センタパッド配列の半導体チップ１を搭載したもの
である。

【００２７】図１、図２、図３および図４を用いてＣＳ
Ｐ１１の構造について説明すると、半導体チップ１の電
極パッド１ｂを露出させる開口部４ｅが形成されるとと
もに、半導体チップ１の電極パッド１ｂに対応してこれ
と電気的に接続される複数のリード４ｃが開口部４ｅに
配置され、かつリード４ｃと電気的に接続された複数の
バンプランド４ｆ（外部端子搭載電極）が設けられた配
線基板であるテープ基板４と、開口部３ａを介して電極
パッド１ｂを露出させて半導体チップ１の主面１ａ上に
配置された弾性構造体であるエラストマ３と、テープ基
板４のバンプランド４ｆに設けられ、かつリード４ｃと
電気的に接続された内部配線４ｄを介してリード４ｃと
電気的に接続された外部端子である複数のバンプ２と、
半導体チップ１の電極パッド１ｂおよびテープ基板４の
リード４ｃを封止する封止部５とからなり、テープ基板
４に、バンプランド４ｆのうちグランド用、電源用また
は特定信号用などの容量増加許容電極４ｈに電気的に接
続されて外部に向かって延在する引き出し配線４ａと、
複数のリード４ｃごとにこのリード４ｃ群をその先端側
で電気的に接続して電解めっき処理後に個々のリード４
ｃに絶縁分離されるめっき用配線４ｂとが設けられ、前
記電解めっき処理を行った際に引き出し配線４ａおよび
めっき用配線４ｂを介して全てのリード４ｃへの給電が
行われるものである。

【００２８】すなわち、本実施の形態のＣＳＰ１１は、
そのテープ基板４のリード４ｃや内部配線４ｄおよびバ
ンプランド４ｆが電解めっき処理による金めっき処理が
施されたものであり、これにより、各リード４ｃの表面
に形成された金めっきが、リードボンディング時の半導
体チップ１へのダメージを緩和可能な厚さ（例えば、1.
５μｍ程度）に形成されている。

【００２９】なお、テープ基板４における各リード４ｃ
は、ある纏まった本数のリード４ｃごとにそれらのリー
ド４ｃが全てその先端側でめっき用配線４ｂによって電
気的に接続され、このリード群を代表するバンプランド
４ｆである容量増加許容電極４ｈに引き出し配線４ａが
連結してバンプランド４ｆから外側に向かって形成さ
れ、各リード群を代表する複数の引き出し配線４ａがベ
ース基板４ｇに設けられた給電ライン４ｋによって電気
的に接続されている。

【００３０】したがって、各リード群を代表する１つま
たは複数のバンプランド４ｆである容量増加許容電極４
ｈに引き出し配線４ａが電気的に接続されて形成され、
したがって、電解めっき処理時の給電は、前記リード群
ごとにそれを代表する引き出し配線４ａを介して行い、
さらに、単一のリード群内の全てのリード４ｃに対して
めっき用配線４ｂを介して給電が行われる。

【００３１】その結果、各回路配線（引き出し配線４
ａ、内部配線４ｄ、バンプランド４ｆ、めっき用配線４
ｂおよびリード４ｃ）の金めっきの厚さをほぼ均等にす
ることができる。なお、電解めっき処理によって形成す
るめっきは、金めっきに限定されることなく、ニッケ
ル、銅または錫などのめっきでもよい。

【００３２】また、ＣＳＰ１１に用いられるテープ基板
４は、ＣＳＰ１１のコスト増加を抑えるため、前記各回
路配線が１層の配線層からなる基板である。

【００３３】ここで、容量増加許容電極４ｈは、外部端
子搭載電極であるバンプランド４ｆのうち、引き出し配
線４ａが接続されたことによってこれに繋がる配線の容
量（Ｃ）が増えても高速データ転送を行ううえで支障を
きたさない電極（バンプランド４ｆ）のことであり、例
えば、グランド（ＧＮＤ）用、電源用または特定信号用
の電極である。

【００３４】なお、前記特定信号用の電極とは、比較的
低周波数で動作する端子であり、本実施の形態のＣＳＰ
１１では、例えば、ＣＭＯＳ端子である。

【００３５】したがって、本実施の形態のＣＳＰ１１で
は、容量増加を回避したい信号用端子、つまり高速デー
タ転送を行ううえで支障をきたす端子（前記特定信号用
の端子以外の信号用端子）と電気的に接続されるバンプ
ランド４ｆである高速転送用電極４ｊには、図３（ａ）
に示すように、引き出し配線４ａが接続されていないた
め、これに繋がる配線の容量（Ｃ）は増加せず、これに
より、半導体チップ１を高速で動作させることが可能に
なる。

【００３６】なお、図３（ａ) は、ＣＳＰ１１におい
て、図１に示す封止部５とバンプ２とを省略してテープ
基板４上の各回路配線（引き出し配線４ａ、内部配線４
ｄ、バンプランド４ｆ、めっき用配線４ｂおよびリード
４ｃ）を示したものであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）
に示すＢ部を拡大して示すものである。

【００３７】ここで、図２および図３（ｂ）の拡大図に
示すように、それぞれのリード４ｃは、これに対向して
配置されるめっき用配線４ｂと分離されている。すなわ
ち、それぞれのリード４ｃとこれに対向して配置される
めっき用配線４ｂとは、電解めっき処理の段階では電気
的に接続しており、その後、リードボンディングの工程
で両者が切断分離される。

【００３８】したがって、図１および図２に示すような
ＣＳＰ１１として組み立てられた構造においては、図３
（ｂ）に示すように、リード４ｃとこれに対向して配置
されるめっき用配線４ｂとが分離された構造となる。

【００３９】また、本実施の形態のＣＳＰ１１には、図
３（ａ）に示すように、そのテープ基板４の外周部にこ
の外周に沿った比較的パターン幅の広い枠状の共通配線
４ｌが設けられており、容量増加許容電極４ｈから外部
に向かって引き出された複数の引き出し配線４ａと電気
的に接続されている。

【００４０】すなわち、容量増加許容電極４ｈがグラン
ドまたは電源である場合に、これと電気的に接続された
引き出し配線４ａを比較的幅広に形成された共通配線４
ｌと電気的に接続することにより、グランドまたは電源
の容量（Ｃ）を増加させることができ、その結果、グラ
ンドまたは電源のノイズを低減することができる。

【００４１】また、本実施の形態のＣＳＰ１１は、長方
形の半導体チップ１の主面１ａの対向する長辺の中間付
近に複数の電極パッド１ｂが前記長辺に平行に並んで配
置されたセンタパッド配列の場合であり、したがって、
テープ基板４には、これと半導体チップ１とを接合した
際に複数の電極パッド１ｂを露出させる細長い開口部４
ｅが形成されている。

【００４２】さらに、弾性構造体であるエラストマ３
は、半導体チップ１とテープ基板４との間に配置される
ため、図２に示すように、このエラストマ３においても
半導体チップ１の電極パッド１ｂを露出させる開口部４
ｅとほぼ同じ形状の開口部３ａが形成されている。

【００４３】したがって、エラストマ３を介して半導体
チップ１とテープ基板４とを接合した際には、半導体チ
ップ１とエラストマ３とテープ基板４とが積層配置さ
れ、かつ半導体チップ１の複数の電極パッド１ｂは、そ
れぞれの開口部３ａ，４ｅから露出する。

【００４４】また、本実施の形態のＣＳＰ１１では、図
１に示すように、半導体チップ１のセンタパッド配列に
応じたテープ基板４の細長い開口部４ｅの両側に３列で
５行ずつ合計５４個のバンプ２（外部端子）が設けられ
ている。

【００４５】ただし、ＣＳＰ１１に搭載されるバンプ２
の数は、５４個に限定されるものではなく、５４個以外
の複数個であってもよい。

【００４６】また、封止部５は、半導体チップ１の電極
パッド１ｂおよびこれに接続されたリード４ｃをテープ
基板４の開口部４ｅにおいてポッティングによる封止樹
脂によって封止して形成されたものである。

【００４７】次に、前記ＣＳＰ１１に用いられる各部材
の仕様（材料、大きさまたは厚さなど）について説明す
る。ただし、ここに挙げる各部材の仕様は、一例であ
り、必ずしもこの仕様に限定されるものではない。

【００４８】まず、テープ基板４は、ポリイミド樹脂な
どによって形成され、その厚さは、例えば、２５〜７５
μｍ程度である。

【００４９】また、弾性構造体であるエラストマ３は、
絶縁性の弾性部材であり、その基層が通気性や撥水性な
どの面から多孔質フッ素樹脂によって形成されているこ
とが好ましいが、ポリイミド樹脂またはシリコーン樹脂
などによって形成されたものであってもよい。

【００５０】さらに、封止部５を形成する封止材である
封止樹脂は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂または
シリコーン樹脂などであるが、比較的粘度の高いもので
ある。

【００５１】また、バンプ２の材料は、Ｓｎ／Ｐｂの共
晶半田やその他の高融点半田、あるいは、Ａｕめっき付
きＮｉなどであり、その直径は、０.3〜０.6ｍｍ程度で
ある。

【００５２】次に、テープ基板４を有した図４に示すベ
ース基板４ｇの構成について説明する。

【００５３】なお、ベース基板４ｇは、複数のＣＳＰ１
１を纏めて製造可能なように多連の構造となっている。
つまり、１つのＣＳＰ１１に用いられるテープ基板４の
領域（ベース基板４ｇにおいて切断工程で切断されてテ
ープ基板４となる領域のことであり、以降この領域をＣ
ＳＰ領域４ｍという）が複数段に複数列マトリクス配置
で形成された多連の複数個取り用の基板である（本実施
の形態では、２段に複数列のＣＳＰ領域４ｍが形成され
ている）。

【００５４】ベース基板４ｇの構成は、半導体チップ１
の電極パッド１ｂに対応してこれに電気的に接続可能な
複数のリード４ｃと、複数のリード４ｃが配置された細
長い開口部４ｅと、纏まったリード群内で複数のリード
４ｃをその先端側で電気的に接続するめっき用配線４ｂ
と、リード４ｃに内部配線４ｄを介して電気的に接続さ
れた容量増加許容電極４ｈと高速転送用電極４ｊとから
なるバンプランド４ｆ（外部端子搭載電極）と、容量増
加許容電極４ｈに電気的に接続され、かつＣＳＰ領域４
ｍを越えて外側に引き出される引き出し配線４ａと、そ
れぞれのＣＳＰ領域４ｍ内の外周部にほぼ沿って引き出
し配線４ａと電気的に接続された枠状の幅広パターンに
よる共通配線４ｌと、それぞれのＣＳＰ領域４ｍの外側
の周囲に形成され、かつ引き出し配線４ａと電気的に接
続された電解めっき処理時の給電用の給電ライン４ｋと
からなる。

【００５５】なお、リード４ｃとめっき用配線４ｂとの
連結箇所には、図５（ａ）に示すような切断用の切り欠
き部４ｎが形成されており、図５（ｂ）に示すボンディ
ングツール６によって荷重を掛けた際には、容易にリー
ド４ｃとめっき用配線４ｂとを切断分離可能なようにな
っている。

【００５６】さらに、ベース基板４ｇは、ポリイミド樹
脂によって形成された絶縁性フィルムとしてのポリイミ
ドフィルムであり、その両側部には、テープ送り用の基
準孔４ｉ（スプロケットホールともいう）がほぼ等間隔
に形成されている。

【００５７】次に、本実施の形態によるＣＳＰ１１（半
導体装置）の製造方法を、図６に示すＣＳＰ１１の製造
プロセスフローと、図７に示すテープ基板４の基板製造
フローとにしたがって説明する。

【００５８】まず、所望の半導体集積回路が形成され、
かつ主面１ａが長方形を成すセンタパッド配列の半導体
チップ１を準備する。

【００５９】一方、半導体チップ１の電極パッド１ｂに
対応する複数のリード４ｃと電気的に接続された複数の
バンプランド４ｆが設けられ、かつ複数のバンプランド
４ｆのうちグランド用、電源用または特定信号用の容量
増加許容電極４ｈに電気的に接続されて外部に向かって
延在する引き出し配線４ａと、複数のリード４ｃ群をそ
の先端側で電気的に接続するめっき用配線４ｂとが設け
られたテープ基板４を準備する。

【００６０】なお、本実施の形態では、図４に示すよう
なＣＳＰ１個分のテープ基板４を複数備えた大形の細長
い多連のベース基板４ｇを用いて、複数のＣＳＰ１１を
纏めて製造する場合を説明する。

【００６１】したがって、複数のテープ基板４を有した
図４に示すベース基板４ｇを準備する。

【００６２】ここで、図７に示す基板製造フローを用い
て、電解めっき処理を含む図４に示すテープ基板４すな
わちベース基板４ｇの製造方法を説明する。

【００６３】まず、ポリイミド樹脂からなり、かつ一方
の面にエポキシ系の接着剤を有するベース基板４ｇ（ポ
リイミドフィルム）を準備する。

【００６４】続いて、図７に示すステップＳ２０のよう
に、打ち抜き加工によって、ベース基板４ｇの両側部に
テープ送り用の基準孔４ｉ（スプロケットホールともい
う）をほぼ等間隔に形成するとともに、それぞれのＣＳ
Ｐ領域４ｍ（切断箇所）のほぼ中央付近に細長い開口部
４ｅを形成する。

【００６５】なお、開口部４ｅは、テープ基板４にエラ
ストマ３を介して半導体チップ１を搭載した際に、半導
体チップ１の電極パッド１ｂを露出させるとともに、リ
ードボンディングを行うためのものである。

【００６６】また、前記打ち抜き加工によって、バンプ
ランド４ｆに対するバンプ搭載用開口部も形成される。

【００６７】その後、ステップＳ２１に示すように、ベ
ース基板４ｇに配線パターン用の銅箔を積層して張り付
ける（ラミネートする）。

【００６８】続いて、前記銅箔をフォトエッチング加工
することにより、図４に示すリード４ｃ、めっき用配線
４ｂ、内部配線４ｄ、バンプランド４ｆ、引き出し配線
４ａ、共通配線４ｌおよび給電ライン４ｋなどの配線パ
ターンを形成するパターニングを行う（ステップＳ２
２）。

【００６９】すなわち、フォトエッチングにより前記銅
箔の不要箇所を除去して前記配線パターンを形成する。

【００７０】続いて、電解めっき処理を行う。

【００７１】すなわち、給電ライン４ｋからそれぞれの
配線パターンに給電を行い（ステップＳ２３）、これに
より、前記配線パターンの表面に金めっき層を形成する
（ステップＳ２４）。

【００７２】この際の金めっきは、例えば、厚さ1.５μ
ｍ程度の金めっきである。

【００７３】これによって、図４に示すテープ基板４を
有したベース基板４ｇを準備できる。なお、この段階の
テープ基板４においては、リード４ｃとめっき用配線４
ｂとは各リード４ｃの先端で連結している。

【００７４】また、テープ基板４の開口部４ｅとほぼ同
じ形状の開口部３ａが形成された弾性構造体であるエラ
ストマ３を準備する。

【００７５】その後、図６に示すステップＳ１のテープ
基板供給とステップＳ２のエラストマ供給とを行い、ス
テップＳ３のエラストマ張り付けを行う。

【００７６】なお、エラストマ３の張り付けは、テープ
基板４とエラストマ３とを接合することによって行う。

【００７７】ここでは、図２に示すように、テープ基板
４の開口部４ｅとエラストマ３の開口部３ａとの位置を
合わせて両者を張り付ける。

【００７８】その後、図６のステップＳ４に示すよう
に、半導体チップ１の供給であるチップ供給を行い、こ
れにより、ステップＳ５のチップ張り付けを行う。

【００７９】ここで、ステップＳ５のチップ張り付け
は、図３（ａ）に示すように、センタパッド配列の半導
体チップ１の電極パッド１ｂをエラストマ３の開口部３
ａを介してテープ基板４の開口部４ｅに露出させて、図
２に示すように、半導体チップ１の主面１ａとエラスト
マ３とを接合する。

【００８０】つまり、エラストマ３に半導体チップ１を
張り付ける。

【００８１】これにより、半導体チップ１とエラストマ
３とテープ基板４とが積層配置され、テープ基板４の開
口部４ｅの上方からは、リード部４ｃと半導体チップ１
の電極パッド１ｂとを眺めることが可能な状態となる。

【００８２】その後、図６に示すステップＳ６により、
エラストマキュアベークを行い、エラストマ３から半導
体チップ１が剥がれない程度にエラストマ３をキュアさ
せる。

【００８３】なお、前記エラストマキュアベークは、ス
テップＳ１０に示す封止材キュアベークの際にこれと一
緒に行ってもよい。

【００８４】続いて、ステップＳ７によってリードボン
ディングを行う。

【００８５】すなわち、半導体チップ１の電極パッド１
ｂとこれに対応するテープ基板４のリード部４ｃとを電
気的に接続する。

【００８６】なお、本実施の形態では、前記リードボン
ディングとして、図５（ｂ）に示すワイヤボンディング
装置のボンディングツール６を用いたシングルポイント
ボンディングによって接続を行う。

【００８７】つまり、ボンディングツール６をテープ基
板４の開口部４ｅ上に配置し、開口部４ｅを介して半導
体チップ１のそれぞれの電極パッド１ｂとこれに対応す
るテープ基板４のリード部４ｃとを順次接続していく。

【００８８】さらに、本実施の形態では、リードボンデ
ィングの工程において、ボンディングツール６を用いて
リード４ｃとこれに連結するめっき用配線４ｂとを切断
分離し、その直後に、ボンディングツール６によって半
導体チップ１の電極パッド１ｂとこれに対応するテープ
基板４のリード４ｃとを電気的に接続する。

【００８９】すなわち、図５に示すように、ボンディン
グツール６による一連のボンディング動作によってリー
ド４ｃとめっき用配線４ｂとの切断分離、およびリード
４ｃと半導体チップ１の電極パッド１ｂとの電気的接続
を行う。

【００９０】まず、図５（ａ),（ｂ）に示すように、ボ
ンディングツール６をリード４ｃの先端の切り欠き部４
ｎの上方に配置する。続いて、図５（ｂ）に示すよう
に、そこからボンディングツール６を下降させてリード
４ｃ側の切り欠き部４ｎ付近をこのボンディングツール
６によって押圧する。

【００９１】さらに、ボンディングツール６によってリ
ード４ｃに荷重を掛け続け、切り欠き部４ｎに応力を集
中させることにより、切り欠き部４ｎにおいてリード４
ｃとめっき用配線４ｂとを切断・分離する。

【００９２】切断後、ボンディングツール６のリード切
断から続く一連の動作で、図５（ｃ）に示すように、半
導体チップ１の電極パッド１ｂとこれに対応したテープ
基板４のリード４ｃとにボンディングツール６を押し付
け、かつ超音波を付与してリード４ｃと電極パッド１ｂ
とを電気的に接続する。

【００９３】ボンディング終了後、ボンディングツール
６を上方に移動させ、これにより、ボンディングツール
６を退避させる。

【００９４】その後、図６のステップＳ８に示す封止用
樹脂の供給である封止材供給を行って、ステップＳ９に
示す樹脂封止を行う。

【００９５】ここでは、封止材である前記封止用樹脂の
供給を行ってポッティング方法によって樹脂封止を行
う。

【００９６】すなわち、前記封止用樹脂を用いて半導体
チップ１の電極パッド１ｂとテープ基板４のリード４ｃ
とを樹脂封止し、これにより、封止部５を形成する。

【００９７】その際、ポッティング方法によって、テー
プ基板４の開口部４ｅの上方から前記封止用樹脂を滴下
し、これによって半導体チップ１の電極パッド１ｂとテ
ープ基板４のリード４ｃとを樹脂封止して封止部５を形
成する。

【００９８】その後、図６のステップＳ１０に示すよう
に、封止材キュアベークを行って封止部５を固める。

【００９９】さらに、ステップＳ１１に示すバンプ２用
のボール材をテープ基板４に供給するボール供給を行っ
てステップＳ１２に示すバンプ形成を行う。

【０１００】つまり、テープ基板４のリード部４ｃと電
気的に接続させてテープ基板４にバンプ２を設ける。

【０１０１】この際、テープ基板４に前記ボール材を供
給したものをリフロー炉に通して前記バンプ形成を行
う。

【０１０２】これにより、半導体チップ１の電極パッド
１ｂとこれに対応するバンプ２とがリード４ｃ、内部配
線４ｄおよびバンプランド４ｆを介して電気的に接続さ
れる。

【０１０３】その後、ステップＳ１３に示すように、製
品（ＣＳＰ１１）の型番などのマークを付すマークを行
う。

【０１０４】続いて、ステップＳ１４に示すように、ベ
ース基板４ｇにおいてその切断箇所であるＣＳＰ領域４
ｍで切断（型切断）を行ってベース基板４ｇから所望サ
イズの個々のＣＳＰ１１を取得する。

【０１０５】本実施の形態の半導体装置（ＣＳＰ１１）
およびその製造方法によれば、以下のような作用効果が
得られる。

【０１０６】すなわち、ＣＳＰ１１におけるテープ基板
４（配線基板）上の引き出し配線４ａが、バンプランド
４ｆ（外部端子搭載電極）のうち容量増加許容電極４ｈ
に電気的に接続されて延在していることにより、特定信
号用のバンプランド４ｆを除く信号用（容量増加を回避
したい信号用）のバンプランド４ｆである高速転送用電
極４ｊには引き出し配線４ａが接続されていない構造と
することができる。

【０１０７】したがって、容量増加を回避したい信号用
のバンプランド４ｆである高速転送用電極４ｊおよびこ
れに連結するリード４ｃでは、容量（Ｃ）が小さいた
め、入力容量も少なくて済む。

【０１０８】これにより、半導体チップ１を高速で動作
させることができ、その結果、このＣＳＰ１１の電気的
特性を向上できる。

【０１０９】なお、電解めっき処理によってリード４ｃ
上の金めっき厚は十分に確保できるため、リードボンデ
ィング時に半導体チップ１にダメージを与えることな
く、したがって、半導体チップ１の持つ特性・機能を低
下させることなく高速対応などの電気的特性を向上させ
た高性能な小形の半導体装置つまりＣＳＰ１１を実現で
きる。

【０１１０】すなわち、高速化する半導体チップ１に対
して組み立て性を配慮したＣＳＰ１１を実現できる。

【０１１１】また、テープ基板４の外周部にパターン幅
の広い共通配線４ｌが設けられ、複数の引き出し配線４
ａが共通配線４ｌと電気的に接続されていることによ
り、引き出し配線４ａやこれに連結するリード４ｃの容
量（Ｃ）を増加させることができる。

【０１１２】その結果、ＣＳＰ１１におけるグランドや
電源のノイズ低減化を図ることができる。

【０１１３】つまり、高速に動作する半導体チップ１で
は、スイッチング時に、電源を瞬間的に使うグランドや
電源を供給する配線に大きなノイズが載る場合があり、
本実施の形態のＣＳＰ１１では共通配線４ｌが設けられ
たことにより、半導体チップ１における動作、電磁波放
射などの弊害を阻止することができる。

【０１１４】これにより、ＣＳＰ１１の電気的特性を向
上させることができる。

【０１１５】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【０１１６】例えば、前記実施の形態では、テープ基板
４の外周部に設けられた共通配線４ｌが枠状のものであ
ったが、図８に示す変形例のＣＳＰ１１のテープ基板４
のように、テープ基板４の細長い開口部４ｅの両側に共
通配線４ｌを２つに分割して設けてもよく、これによ
り、１つのＣＳＰ１１（半導体装置）において、例え
ば、一方の共通配線４ｌを電源用とし、他方の共通配線
４ｌをグランド用などとすることができ、その結果、１
つのＣＳＰ１１において共通配線４ｌを２種類設定する
ことができる。

【０１１７】なお、共通配線４ｌの分割数は、２つ以上
であってもよく、その際は、分割数に応じた数の種類の
共通配線４ｌを設定することができる。

【０１１８】また、前記実施の形態のＣＳＰ１１では、
テープ基板４に共通配線４ｌが設けられている場合を説
明したが、共通配線４ｌは必ずしも設けられていなくて
もよく、図９に示す変形例のＣＳＰ１１のテープ基板４
のように、図３に示す共通配線４ｌが設けられていない
ＣＳＰ１１としてもよい。

【０１１９】これによっても、容量増加を回避したい信
号用のバンプランド４ｆおよびこれに連結するリード４
ｃにおける容量（Ｃ）は小さくすることが可能なため、
半導体チップ１を高速で動作させることができ、その結
果、ＣＳＰ１１の電気的特性を向上できる。

【０１２０】また、前記実施の形態では、テープ基板４
におけるリード４ｃなどの配線パターンの表面に金めっ
き層を形成する際に、電解めっき処理によって前記金め
っき層を形成する場合を説明したが、前記金めっき層の
形成については、リードボンディング時に半導体チップ
１にダメージを与えない程度のめっき厚さを確保できれ
ば、無電解めっき処理によって形成してもよい。

【０１２１】この場合、図１０に示す変形例のＣＳＰ１
１のテープ基板４のように、図３に示すめっき用配線４
ｂが不要となる。したがって、各リード４ｃは、その先
端がそれぞれに単独のビーム形状に形成されている。

【０１２２】なお、図１０に示す変形例のＣＳＰ１１の
テープ基板４には、容量増加許容電極４ｈに電気的に接
続される引き出し配線４ａと、これと電気的に接続され
たパターン幅の広い共通配線４ｌとが形成されており、
これにより、グランドや電源のノイズ低減化を図ること
ができる。その結果、ＣＳＰ１１（半導体装置）の電気
的特性を向上させることができる。

【０１２３】さらに、図１０に示す変形例のＣＳＰ１１
のテープ基板４を、図１１に示す変形例のＣＳＰ１１の
テープ基板４のように、細長い開口部４ｅの両側に共通
配線４ｌを２つに分割して設けてもよく、これにより、
図８に示す変形例のＣＳＰ１１の場合と同様に、１つの
ＣＳＰ１１において、例えば、一方の共通配線４ｌを電
源用とし、他方の共通配線４ｌをグランド用などとする
ことができ、その結果、１つのＣＳＰ１１において共通
配線４ｌを２種類設定することができる。

【０１２４】なお、図８〜図１１に示す変形例のＣＳＰ
１１は、図３に示すＣＳＰ１１と同様に、図１に示すよ
うな封止部５とバンプ２とを省略して図示したものであ
るとともに、図３（ｂ）の拡大図に示す構造と同様に、
それぞれのリード４ｃは、これに対向して配置されるめ
っき用配線４ｂと分離して配置されているものである。

【０１２５】また、前記実施の形態および変形例におい
ては、配線基板がテープ基板４の場合について説明した
が、前記配線基板は、プリント配線基板のような比較的
厚い基板であってもよい。

【０１２６】すなわち、前記プリント配線基板に電解め
っき処理を施した後、基板製造時に打ち抜き等を行い、
その後基板上のボンディング用端子と半導体チップ１の
電極パッド１ｂとをワイヤボンディングなどによって電
気的に接続すればよい。

【０１２７】また、前記実施の形態の半導体装置（ＣＳ
Ｐ１１）の製造方法においては、テープ基板４を準備す
る際に、図４に示すテープ基板４単体を準備して、これ
にエラストマ３と半導体チップ１とを順次張り付ける場
合を説明したが、予め、テープ基板４の所定箇所にエラ
ストマ３が張り付けられたテープ基板４を準備して、こ
の状態のテープ基板４にエラストマ３を介して半導体チ
ップ１を張り付ける製造方法としてもよい。さらに、半
導体チップ１と、テープ基板４またはプリント配線基板
との接着は、エラストマ３（弾性構造体）に限定するも
のではなく、ペースト剤などによって行ってもよい。

【０１２８】これにより、ＣＳＰ１１の製造工程を簡略
化することができる。

【０１２９】また、前記実施の形態では、ＣＳＰ１１の
製造の際に、図４に示す多連の大形の複数個取りのベー
ス基板４ｇを用いて複数個のＣＳＰ１１を纏めて製造す
る場合を説明したが、図４に示す複数個取りのベース基
板４ｇから、予め、個々のＣＳＰ１１分のテープ基板４
を切り出し、この１枚１枚のテープ基板４を用いて個々
にＣＳＰ１１を組み立ててもよい。

【０１３０】また、前記実施の形態および前記変形例で
は、半導体チップ１が長方形の場合について説明した
が、半導体チップ１は正方形であってもよい。

【０１３１】さらに、半導体チップ１に設けられる電極
パッド１ｂの設置箇所についても、センタパッド配列に
限定することはなく、例えば、中央から僅かに端部寄っ
た位置で一列に形成されていてもよい。

【０１３２】その際、電極パッド１ｂの数およびバンプ
２の数についても、５４個に限定されるものではなく、
５４個以下であっても、あるいは、５４個以上であって
もよい。

【０１３３】また、テープ基板４の開口部４ｅおよびエ
ラストマ３の開口部３ａの形状についても、細長い形状
（長方形）に限定されるものではなく、半導体チップ１
の電極パッド１ｂを露出可能な形状であれば、前記長方
形以外の形状であってもよい。

【０１３４】さらに、前記実施の形態および前記変形例
の半導体装置についても、ＣＳＰ１１に限定されるもの
ではなく、ＢＧＡ（Ball Grid Array)などの他のもので
あってもよい。

【０１３５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０１３６】（１）．半導体装置における配線基板上の
引き出し配線が、外部端子搭載電極のうち容量増加許容
電極に電気的に接続されて延在していることにより、特
定信号用の外部端子搭載電極を除く信号用（容量増加を
回避したい信号用）の外部端子搭載電極には引き出し配
線が接続されていないため、容量増加を回避したい信号
用の外部端子搭載電極およびこれに連結するリードで
は、容量（Ｃ）が小さくなる。これにより、半導体チッ
プを高速で動作させることができ、その結果、半導体装
置の電気的特性を向上できる。

【０１３７】（２）．電解めっき処理によってリード上
の金めっき厚は十分に確保できるため、リードボンディ
ング時に半導体チップにダメージを与えることなく、し
たがって、半導体チップの持つ特性・機能を低下させる
ことなく高速対応などの電気的特性を向上させた高性能
な小形の半導体装置を実現できる。

【０１３８】（３）．配線基板の外周部にパターン幅の
広い共通配線が設けられ、複数の引き出し配線が共通配
線と電気的に接続されていることにより、引き出し配線
やこれに連結するリードの容量（Ｃ）を増加させること
ができる。その結果、グランドや電源のノイズ低減化を
図ることができ、これにより、半導体装置の電気的特性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による半導体装置（ＣＳ
Ｐ）の構造の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示すＣＳＰのＡ−Ａ断面の構造を示す断
面図である。

【図３】（ａ),（ｂ) は図１に示すＣＳＰにおいてバン
プと封止部とを取り除いた構造を示す図であり、（ａ)
はテープ基板の配線パターンを示す平面図、（ｂ）は
（ａ）に示すＢ部を拡大して示す拡大部分平面図であ
る。

【図４】図１に示すＣＳＰに用いられるテープ基板（配
線基板）を有したベース基板の構造の一例を示す部分平
面図である。

【図５】（ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の半導体装置の製
造方法におけるリードボンディング手順の一例を示す図
であり、（ａ) はリードの拡大部分平面図、（ｂ）はリ
ード切断前の部分断面図、（ｃ）はボンディング時の部
分断面図である。

【図６】本発明の半導体装置の製造方法における製造手
順の一例を示すプロセスフローである。

【図７】図１に示すＣＳＰに用いられるテープ基板の製
造手順の一例を示す基板製造フローである。

【図８】本発明の半導体装置（ＣＳＰ）に対する変形例
のＣＳＰの構造をバンプと封止部とを取り除いて示す平
面図である。

【図９】本発明の半導体装置（ＣＳＰ）に対する変形例
のＣＳＰの構造をバンプと封止部とを取り除いて示す平
面図である。

【図１０】本発明の半導体装置（ＣＳＰ）に対する変形
例のＣＳＰの構造をバンプと封止部とを取り除いて示す
平面図である。

【図１１】本発明の半導体装置（ＣＳＰ）に対する変形
例のＣＳＰの構造をバンプと封止部とを取り除いて示す
平面図である。

【符号の説明】

１半導体チップ１ａ主面１ｂ電極パッド（表面電極）２バンプ（外部端子）３エラストマ（弾性構造体）３ａ開口部４テープ基板（配線基板）４ａ引き出し配線４ｂめっき用配線４ｃリード４ｄ内部配線４ｅ開口部４ｆバンプランド（外部端子搭載電極）４ｇベース基板４ｈ容量増加許容電極４ｉ基準孔４ｊ高速転送用電極４ｋ給電ライン４ｌ共通配線４ｍＣＳＰ領域４ｎ切り欠き部５封止部６ボンディングツール１１ＣＳＰ（半導体装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片桐光昭東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者秋山雪治東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者有田順一東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業本部内Ｆターム(参考） 5F044 KK01 KK09 KK11 KK25 KK27 MM03 MM14 MM23 MM25 NN03 NN07 NN10 RR18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップの表面電極を露出させる開
口部が形成され、前記半導体チップの前記表面電極に対
応してこれと電気的に接続される複数のリードが前記開
口部に配置され、前記リードと電気的に接続された複数
の外部端子搭載電極が設けられた配線基板と、前記配線基板の前記外部端子搭載電極に設けられた複数
の外部端子とを有し、前記配線基板に、前記外部端子搭載電極のうちグランド
用、電源用または特定信号用などの容量増加許容電極に
電気的に接続されて外部に向かって延在する引き出し配
線と、複数の前記リード群をその先端側で電気的に接続
して電解めっき処理後に個々の前記リードに分離される
めっき用配線とが設けられ、前記電解めっき処理時に前
記引き出し配線および前記めっき用配線を介して前記リ
ードへの給電が行われることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】半導体チップの表面電極を露出させる開
口部が形成され、前記半導体チップの前記表面電極に対
応してこれと電気的に接続される複数のリードが前記開
口部に配置され、前記リードと電気的に接続された複数
の外部端子搭載電極が設けられた配線基板であるテープ
基板と、前記テープ基板の前記外部端子搭載電極に設けられた複
数の外部端子とを有し、前記テープ基板に、前記外部端子搭載電極のうちグラン
ド用、電源用または特定信号用などの容量増加許容電極
に電気的に接続されて外部に向かって延在する引き出し
配線と、複数の前記リード群をその先端側で電気的に接
続して電解めっき処理後に個々の前記リードに分離され
るめっき用配線とが設けられ、前記電解めっき処理時に
前記引き出し配線および前記めっき用配線を介して前記
リードへの給電が行われることを特徴とする半導体装
置。
【請求項３】請求項１または２記載の半導体装置であ
って、前記配線基板の外周部にパターン幅の広い共通配
線が設けられ、複数の前記引き出し配線が前記共通配線
と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装
置。
【請求項４】請求項１，２または３記載の半導体装置
であって、前記共通配線が、細長い前記開口部の両側に
２つに分割されて設けられていることを特徴とする半導
体装置。
【請求項５】半導体チップの表面電極を露出させる開
口部が形成され、前記半導体チップの前記表面電極に対
応してこれと電気的に接続される複数のリードが前記開
口部に配置され、前記リードと電気的に接続された複数
の外部端子搭載電極が設けられた配線基板と、前記配線基板の前記外部端子搭載電極に設けられた複数
の外部端子とを有し、前記配線基板に、前記外部端子搭載電極のうちグランド
用、電源用または特定信号用などの容量増加許容電極に
電気的に接続されて外部に向かって延在する引き出し配
線と、これと電気的に接続されて外周部に配置されたパ
ターン幅の広い共通配線とが設けられていることを特徴
とする半導体装置。
【請求項６】半導体チップの表面電極に対応する複数
のリードと電気的に接続された複数の外部端子搭載電極
が設けられ、前記外部端子搭載電極のうちグランド用、
電源用または特定信号用などの容量増加許容電極に電気
的に接続されて外部に向かって延在する引き出し配線
と、複数の前記リード群をその先端側で電気的に接続す
るめっき用配線とが設けられた配線基板を準備する工程
と、前記半導体チップの前記表面電極を前記配線基板に形成
された開口部に露出させて、前記配線基板と前記半導体
チップとを接合する工程と、前記リードとこれに連結する前記めっき用配線とを分離
する工程と、前記半導体チップの前記表面電極とこれに対応する前記
配線基板の前記リードとを電気的に接続する工程と、前記配線基板の前記外部端子搭載電極に外部端子を設け
る工程とを有し、前記リードの電解めっき処理時に、前記引き出し配線お
よび前記めっき用配線を介して前記リードへの給電を行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】半導体チップの表面電極に対応する複数
のリードと電気的に接続された複数の外部端子搭載電極
が設けられ、前記外部端子搭載電極のうちグランド用、
電源用または特定信号用などの容量増加許容電極に電気
的に接続されて外部に向かって延在する引き出し配線
と、複数の前記リード群をその先端側で電気的に接続す
るめっき用配線とが設けられた配線基板であるテープ基
板を準備する工程と、前記半導体チップの前記表面電極を前記テープ基板に形
成された開口部に露出させて、前記テープ基板と前記半
導体チップとを接合する工程と、前記リードとこれに連結する前記めっき用配線とを分離
する工程と、前記半導体チップの前記表面電極とこれに対応する前記
テープ基板の前記リードとを電気的に接続する工程と、前記テープ基板の前記外部端子搭載電極に外部端子を設
ける工程とを有し、前記リードの電解めっき処理時に、前記引き出し配線お
よび前記めっき用配線を介して前記リードへの給電を行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】請求項６または７記載の半導体装置の製
造方法であって、前記半導体チップの前記表面電極と前
記配線基板の前記リードとを電気的に接続する工程にお
いて、ボンディングツールを用いて前記リードとこれに
連結する前記めっき用配線とを切断分離した後、前記ボ
ンディングツールによって前記半導体チップの前記表面
電極とこれに対応する前記配線基板の前記リードとを電
気的に接続することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項９】請求項７または８記載の半導体装置の製
造方法であって、予め弾性構造体が張り付けられた前記
テープ基板を準備し、前記半導体チップと前記テープ基
板とを接合する際に、前記弾性構造体を間に介して前記
半導体チップと前記テープ基板とを接合することを特徴
とする半導体装置の製造方法。