JP2002026083A - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器

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JP2002026083A
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substrate
lead
manufacturing
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Koichi Fukuda
耕一 福田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードに熱がこもることを防止できる半導体
装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供
することにある。 【解決手段】 複数のリードは、外部端子となる部分を
有しないノンコンタクトリード３０を含む。ノンコンタ
クトリード３０は、基板１０上に位置する第１の部分３
１と、第１の部分３１と接合部３３との間に位置する第
２の部分３２と、を含む。ノンコンタクトリード３０の
第１の部分３１の長さｌ1と第２の部分３２の長さｌ2と
は、ｌ2×２≦ｌ1の関係を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）で
は、半導体チップのバンプにインナーリードが接合され
る。インナーリードには、ＴＡＢテープに設けられたア
ウターリードに接続されたものと、接続されていないも
のがある。従来の技術では、アウターリードに接続され
ていないインナーリードをバンプに接合すると、リード
に熱がこもるという問題があった。
【０００３】本発明はこの問題点を解決するためのもの
であり、その目的は、リードに熱がこもることを防止で
きる半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子
機器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る半導
体装置の製造方法は、基板に形成された穴内に半導体チ
ップを配置し、前記半導体チップの複数の電極と、前記
基板上に形成されるとともに前記穴内に突出した複数の
リードとをボンディングする工程を含み、前記複数のリ
ードは、外部端子となる部分を有しないノンコンタクト
リードを含み、前記ノンコンタクトリードは、前記基板
上に位置する第１の部分と、前記穴内に位置して前記電
極に接合される部分と前記第１の部分との間に位置する
第２の部分と、を含み、前記ノンコンタクトリードの前
記第１の部分の長さｌ1と前記第２の部分の長さｌ2と
は、 ｌ2×２≦ｌ1 の関係を有する。
【０００５】本発明によれば、ノンコンタクトリード
は、第１の部分が長いので熱がこもらず、他の部材に対
する影響を減少させることができる。
【０００６】（２）この半導体装置の製造方法におい
て、前記穴内に前記半導体チップを、±ｌ0の精度で配
置し、前記精度のｌ0と前記ノンコンタクトリードの前
記第２の部分の長さｌ2とは、 ｌ2≦ｌ0×２ の関係を有してもよい。
【０００７】これによれば、半導体チップの外端が穴の
端部に近いため、第２の部分が短いが、第１の部分が長
くて熱がこもらないようになっている。
【０００８】（３）この半導体装置の製造方法におい
て、前記ノンコンタクトリードの前記第１の部分の少な
くとも一部を覆う保護膜を形成する工程をさらに含んで
もよい。
【０００９】これによれば、保護膜によって第１の部分
に対する耐湿性を向上させることができる。また、本発
明では、ノンコンタクトリードの第１の部分に熱がこも
らないので、保護膜に対する熱の影響も少ない。
【００１０】（４）この半導体装置の製造方法におい
て、前記ノンコンタクトリードは複数の前記第２の部分
を有し、前記第１の部分は、前記複数の第２の部分に接
続する形状をなしてもよい。
【００１１】（５）この半導体装置の製造方法におい
て、前記基板には、前記半導体チップの前記電極にボン
ディングされずに前記穴内に突出するダミーリードが形
成されていてもよい。
【００１２】（６）この半導体装置の製造方法におい
て、前記穴は矩形をなし、前記第１の部分は、前記穴の
いずれかの辺から、前記穴の対角線を延長した仮想線と
交わる方向に形成されてなり、かつ、前記対角線を延長
した前記仮想線付近において、前記第１の部分よりも広
い金属箔に接続されていてもよい。
【００１３】これによれば、広い面積を確保できる金属
箔に接続することで、第１の部分に熱がこもることを防
止することができる。
【００１４】（７）本発明に係る半導体装置は、穴が形
成された基板と、前記基板上に形成されるとともに前記
穴内に突出した複数のリードと、前記基板の前記穴内に
配置された半導体チップと、を有し、前記半導体チップ
の複数の電極と前記複数のリードとは、ボンディングさ
れてなり、前記複数のリードは、外部端子となる部分を
有しないノンコンタクトリードを含み、前記ノンコンタ
クトリードは、前記基板上に位置する第１の部分と、前
記穴内に位置して前記電極に接合される部分と前記第１
の部分との間に位置する第２の部分と、を含み、前記ノ
ンコンタクトリードの前記第１の部分の長さｌ1と前記
第２の部分の長さｌ2とは、ｌ2×２≦ｌ1の関係を有す
る。
【００１５】本発明によれば、ノンコンタクトリード
は、第１の部分が長くて熱がこもらないので、他の部材
に対する影響を減少させることができる。
【００１６】（８）この半導体装置において、前記ノン
コンタクトリードの前記第１の部分の少なくとも一部を
覆う保護膜をさらに有していてもよい。
【００１７】これによれば、保護膜によって第１の部分
に対する耐湿性を向上させることができる。また、本発
明では、第１の部分に熱がこもらないので、保護膜に対
する熱の影響も少ない。
【００１８】（９）この半導体装置において、前記ノン
コンタクトリードは複数の前記第２の部分を有し、前記
第１の部分は、前記複数の第２の部分に接続する形状を
なしていてもよい。
【００１９】（１０）この半導体装置において、前記基
板には、前記半導体チップの前記電極にボンディングさ
れずに前記穴内に突出するダミーリードが形成されてい
てもよい。
【００２０】（１１）この半導体装置において、前記穴
は矩形をなし、前記第１の部分は、前記穴のいずれかの
辺から、前記穴の対角線を延長した仮想線と交わる方向
に形成されてなり、かつ、前記対角線を延長した前記仮
想線付近において、前記第１の部分よりも広い金属箔に
接続されていてもよい。
【００２１】これによれば、広い面積を確保できる金属
箔に接続することで、第１の部分に熱がこもることを防
止することができる。
【００２２】（１２）本発明に係る回路基板は、上記半
導体装置を備える。
【００２３】（１３）本発明に係る電子機器は、上記半
導体装置を備える。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。本実施の形態では、
ＴＡＢ技術を適用した例を説明するが、本発明は、これ
に限定されるものではない。
【００２５】図１は、本実施の形態で使用される配線基
板（例えばＴＡＢテープ）の概略図であり、図２〜図５
は、配線基板の部分拡大図である。なお、図１〜図５
は、半導体チップがボンディングされた状態を示す。
【００２６】配線基板は、テープ状に限定されるもので
はなく個片の状態であってもよい。配線基板は、基板
（ベース基板）１０を有する。基板１０の材料として、
有機系又は無機系のいずれの材料であってもよく、これ
らの複合構造からなるものであってもよい。有機系の材
料から形成された基板１０として、例えばポリイミド樹
脂からなるフレキシブル基板が挙げられる。フレキシブ
ル基板として、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）
や、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術で使用され
るテープを使用してもよい。また、無機系の材料から形
成された基板１０として、例えばセラミック基板やガラ
ス基板が挙げられる。有機系及び無機系の材料の複合構
造として、例えばガラスエポキシ基板が挙げられる。絶
縁樹脂と配線パターンを積層して構成されるビルドアッ
プ多層構造の基板や、複数の基板が積層された多層基板
を使用してもよい。
【００２７】基板１０の全体形状は特に限定されず、矩
形、多角形、あるいは複数の矩形を組み合わせた形状の
いずれであってもよい。基板１０の厚みは、その材質に
より決まることが多いが、これも限定されない。
【００２８】図１に示す基板１０は、テープ状をなし、
端部に複数のスプロケットホール１２が形成されてい
る。スプロケットホール１２にスプロケット（図示せ
ず）をはめ合わせて、基板１０又は配線基板のリール・
ツー・リール搬送が可能になっている。
【００２９】基板１０には、穴１４が形成されている。
ＴＡＢテープでは、穴１４はデバイスホールと呼ばれ
る。穴１４の内側には、半導体チップ１８が配置され
る。穴１４は、半導体チップ１８の外形よりもわずかに
（半導体チップ１８の位置合わせの精度に応じて）大き
く形成することが好ましい。
【００３０】半導体チップ１８の平面形状は一般的には
矩形である。半導体チップ１８の一方の面に、複数の電
極１９（図２参照）が形成されている。電極１９は、半
導体チップ１８の面の少なくとも１辺（多くの場合、２
辺又は４辺）に沿って並んでいる。また、電極１９は、
半導体チップ１８の面の端部に並んでいる場合と、中央
部に並んでいる場合がある。各電極１９は、アルミニウ
ムなどで薄く平らに形成されたパッドと、その上に形成
されたバンプと、からなることが多い。バンプが形成さ
れない場合は、パッドのみが電極１９となる。電極１９
の少なくとも一部を避けて半導体チップ１８には、パッ
シベーション膜（図示しない）が形成されている。パッ
シベーション膜は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ポリイ
ミド樹脂などで形成することができる。
【００３１】基板１０には、少なくとも１つ（１つでも
よいが図１では複数）のアウターリードホール１６を形
成してもよい。アウターリードホール１６は、半導体チ
ップ１８の配置位置の周囲に形成される。例えば、穴１
４が矩形をなす場合に、矩形の各辺に平行に延びる長穴
のアウターリード１６を形成してもよい。アウターリー
ドホール１６上をまたいでリード２０を形成し、リード
２０におけるアウターリードホール１６上の部分を外部
端子（アウターリード２４）として使用することができ
る。
【００３２】基板１０には、外部端子となる部分を有す
るリード２０が形成されている。リード２０は、図４又
は図５に示すように半導体チップ１８の電極１９と接合
される部分（例えばインナーリード２２）と、図１に示
すように外部端子となる部分（例えばアウターリード２
４）と、を有し、両者が接続されている。なお、インナ
ーリード２２は穴１４の内側に突出している。また、リ
ード２０をアウターリード２４よりもさらに延長して、
テストパッドを設けてよい。
【００３３】リード２０は、銅（Ｃｕ）、クローム（Ｃ
ｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタンタン
グステン（Ｔｉ−Ｗ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、ニッケルバナジウム（ＮｉＶ）、タングステン
（Ｗ）のうちのいずれかを積層して、あるいはいずれか
の一層で形成することができる。リード２０が接着材料
（図示せず）を介して基板に貼り付けられて、３層基板
（又は３層テープ）を構成してもよい。この場合、フォ
トリソグラフィを適用した後にエッチングしてリード２
０を形成する。あるいは、リード２０を、接着剤なしで
基板に形成して２層基板（２層テープ）を構成してもよ
い。例えば、スパッタリング等によってリード２０を形
成してもよいし、無電解メッキでリード２０を形成する
アディティブ法を適用してもよい。
【００３４】リード２０は、ハンダ、スズ、金、ニッケ
ルなどでメッキされていることが好ましい。共晶が作ら
れるような金属メッキが施されていると、金属接合が達
成されやすくて好ましい。リード２０には、他の導電部
材（例えば半導体チップ１８の電極１９）との接合部に
バンプが形成されていてもよい。リード２０の一部は、
ラインとなる部分よりも面積の大きいランドとなってい
てもよい。このランドは電気的接続部を十分に確保する
機能を有する。
【００３５】図１では、リード２０のみを示してある
が、基板１０には、外部端子となる部分を有しないリー
ド、すなわちノンコンタクトリード３０も形成されてい
る。ノンコンタクトリード３０の形成方法及びその材料
には、リード２０と同じ内容を適用することができる。
以下、ノンコンタクトリード３０について、図２〜図５
を参照して説明する。
【００３６】図２に示すように、ノンコンタクトリード
３０は、基板１０上に位置する第１の部分３１と、電極
１９との接合部３３と、第１の部分３１と接合部３３と
の間に位置する第２の部分３２と、を有する。なお、第
２の部分３２は、穴１４の内側に突出している。詳しく
は、第２の部分３２は、矩形の穴１４のいずれかの辺か
ら直角に突出している。また、第１及び第２の部分３
１、３２は、直線をなすように接続されている。
【００３７】ここで、第１の部分３１の長さｌ1と、第
２の部分３２の長さｌ2とは、 ｌ2×２≦ｌ1 の関係を有する。例えば、 １ｍｍ≦ｌ1 ｌ2＝約０．３ｍｍ であってもよい。こうすることで、ノンコンタクトリー
ド３０は、第１の部分３１が長いので熱がこもらず、他
の部材に対する影響を減少させることができる。
【００３８】また、基板１０に形成された穴１４と半導
体チップ１８の外端との間には隙間が形成されることが
好ましい。こうすることで、隙間から封止材７２（図６
参照）を回り込ませることができる。その隙間の間隔ｌ
3は、半導体チップ１８の位置合わせの精度を±ｌ0とし
た場合に、 ｌ0≦ｌ3 となるように予め設計しておくことが好ましい。例え
ば、 ｌ0＝０．２ｍｍ ０．２ｍｍ≦ｌ3となるように設計しておくことが好ま
しい。また、位置合わせの精度の絶対値ｌ 0と、ノンコ
ンタクトリード３０の第２の部分３２の長さｌ2とが、 ｌ2≦ｌ0×２ の関係を有するようにしてもよい。
【００３９】上述したノンコンタクトリード３０は、第
１及び第２の部分３１、３２が直線的に接続されている
が、本発明のノンコンタクトリードは、これに限定され
るものではない。
【００４０】例えば、図１に示すノンコンタクトリード
４０は、第１及び第２の部分４１、４２を有し、第１の
部分４１は、角を以てあるいは曲線を描いて屈曲してい
る。この場合でも、第１の部分４１の長さｌ10と、第２
の部分４２の長さｌ20とは、 ｌ20×２≦ｌ10 の関係を有する。例えば、 １ｍｍ≦ｌ10 ｌ20＝約０．３ｍｍ であってもよい。
【００４１】図３に示すノンコンタクトリード５０は、
複数の第２の部分５２を有する。各第２の部分５２は、
上述した第２の部分３２、４２と同じ構成である。第１
の部分５１は、複数の第２の部分５２に接続する形状を
なしている。すなわち、第１の部分５１は、それぞれの
第２の部分５２を相互に接続する形状をなしている。こ
の場合には、第１の部分５１の長さｌ11と、複数の第２
の部分４２の合計の長さｌ21＋ｌ22とは、 （ｌ21＋ｌ22）×２≦ｌ11 の関係を有する。例えば、 ２ｍｍ≦ｌ11 ｌ21＝約０．３ｍｍ ｌ22＝約０．３ｍｍ であってもよい。
【００４２】なお、図３には、半導体チップ１８の電極
１９にボンディングされない少なくとも１つの（１つで
もよいが図３では複数の）ダミーリード２６が示されて
いる。ダミーリード２６は、穴１４の内側に突出してい
るので封止材７２（図６参照）の流れを規制することが
できる。
【００４３】また、図４に示すように、リード２０の形
状によって、 ｌ2×２≦ｌ1 の関係を満たすノンコンタクトリードを形成できない位
置には、ダミーリード２６を形成してもよい。すなわ
ち、アウターリード２４（図１参照）などに接続するた
めに、リード２０が他のリードの延長を妨げる位置に
は、ダミーリード２６を形成することができる。
【００４４】次に、図５は、穴（例えばデバイスホー
ル）１４のコーナー部付近を示す図である。図５におい
て、ノンコンタクトリード６０は、第１及び第２の部分
６１、６２を有し、第１の部分６１は金属箔６４に接続
されている。詳しくは、第２の部分６２は、矩形をなす
穴１４のいずれかの辺に直角に延びるように形成されて
いる。第１の部分６１は、矩形をなす穴１４のいずれか
の辺から、矩形をなす穴１４の対角線を延長した仮想線
Ｌと交わる方向に延びている。仮想線Ｌの付近（例えば
仮想線Ｌを含む領域）には金属箔６４が形成されてい
る。金属箔６４は、リード２０やノンコンタクトリード
６０などと同じ材料で形成してもよい。金属箔６４は、
ノンコンタクトリード６０よりも広い面積を有するよう
に形成されている。金属箔６４には、複数のノンコンタ
クトリード６０が接続されている。図５に示す例によれ
ば、金属６４に接続されたことで、第１の部分６１には
熱がこもりにくくなっている。
【００４５】本実施の形態において、配線基板は上記の
ように構成されており、以下、半導体装置の製造方法を
説明する。
【００４６】本実施の形態では、上述した配線基板を用
意する。配線基板の基板１０に形成された穴１４内に半
導体チップ１８を配置する。そして、半導体チップ１８
の複数の電極１４と、リード２０の接合部（例えばイン
ナーリード２２）及びノンコンタクトリード３０、４
０、５０、６０の一部（例えば図２に示す接合部３３）
と、をボンディングする。
【００４７】また、図６に示すように、リード２０の少
なくとも一部を覆う保護膜７０を形成することが好まし
い。保護膜７０として、例えばソルダーレジストが挙げ
られる。さらに、保護膜７０は、ノンコンタクトリード
３０、４０、５０、６０の第１の部分３１、４１、５
１、６１の少なくとも一部を覆うことが好ましい。本実
施の形態によれば、第１の部分３１、４１、５１、６１
に熱がこもりにくい。したがって、保護膜７０として、
耐熱性の低い材料（例えばウレタンレジスト）を使用し
ても、保護膜７０への影響を少なくできる。
【００４８】その後、必要に応じて、半導体チップ１８
における少なくとも電極１９と種々のリードとの接合部
に封止材７２を設け、基板１０を切断し、アウターリー
ド２４をフォーミングするなどの工程を経て半導体装置
を製造することができる。
【００４９】図６は、半導体装置が実装された回路基板
を示す図である。回路基板８０には例えばガラスエポキ
シ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回
路基板８０には例えば銅等からなる配線パターン８２が
所望の回路となるように形成されていて、配線パターン
８２と半導体装置のアウターリード２４とが接合されて
いる。
【００５０】そして、本発明を適用した半導体装置を有
する電子機器として、図７にはノート型パーソナルコン
ピュータ９０、図８には携帯電話１００が示されてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用した実施の形態に係る半
導体装置の製造方法を説明する図である。
【図２】図２は、図１の部分拡大図である。
【図３】図３は、図１の部分拡大図である。
【図４】図４は、図１の部分拡大図である。
【図５】図５は、図１の部分拡大図である。
【図６】図６は、本発明を適用した実施の形態に係る半
導体装置を搭載する回路基板を示す図である。
【図７】図７は、本発明を適用した実施の形態に係る半
導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した実施の形態に係る半
導体装置を有する電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板 １４ 穴 １８ 半導体チップ １９ 電極 ２０ リード ２６ ダミーリード ３０ ノンコンタクトリード ３１ 第１の部分 ３２ 第２の部分 ４０ ノンコンタクトリード ４１ 第１の部分 ４２ 第２の部分 ５０ ノンコンタクトリード ５１ 第１の部分 ５２ 第２の部分 ６０ ノンコンタクトリード ６１ 第１の部分 ６２ 第２の部分 ６４ 金属箔 ７０ 保護膜 ８０ 回路基板

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板に形成された穴内に半導体チップを
    配置し、前記半導体チップの複数の電極と、前記基板上
    に形成されるとともに前記穴内に突出した複数のリード
    とをボンディングする工程を含み、 前記複数のリードは、外部端子となる部分を有しないノ
    ンコンタクトリードを含み、 前記ノンコンタクトリードは、前記基板上に位置する第
    １の部分と、前記穴内に位置して前記電極に接合される
    部分と前記第１の部分との間に位置する第２の部分と、
    を含み、 前記ノンコンタクトリードの前記第１の部分の長さｌ1
    と前記第２の部分の長さｌ2とは、 ｌ2×２≦ｌ1 の関係を有する半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記穴内に前記半導体チップを、±ｌ0の精度で配置
    し、 前記精度のｌ0と前記ノンコンタクトリードの前記第２
    の部分の長さｌ2とは、 ｌ2≦ｌ0×２ の関係を有する半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の半導体装置
    の製造方法において、 前記ノンコンタクトリードの前記第１の部分の少なくと
    も一部を覆う保護膜を形成する工程をさらに含む半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
    の半導体装置の製造方法において、 前記ノンコンタクトリードは複数の前記第２の部分を有
    し、前記第１の部分は、前記複数の第２の部分に接続す
    る形状をなす半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
    の半導体装置の製造方法において、 前記基板には、前記半導体チップの前記電極にボンディ
    ングされずに前記穴内に突出するダミーリードが形成さ
    れてなる半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
    の半導体装置の製造方法において、 前記穴は矩形をなし、 前記第１の部分は、前記穴のいずれかの辺から、前記穴
    の対角線を延長した仮想線と交わる方向に形成されてな
    り、かつ、前記対角線を延長した前記仮想線付近におい
    て、前記第１の部分よりも広い金属箔に接続されてなる
    半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 穴が形成された基板と、 前記基板上に形成されるとともに前記穴内に突出した複
    数のリードと、 前記基板の前記穴内に配置された半導体チップと、 を有し、 前記半導体チップの複数の電極と前記複数のリードと
    は、ボンディングされてなり、 前記複数のリードは、外部端子となる部分を有しないノ
    ンコンタクトリードを含み、 前記ノンコンタクトリードは、前記基板上に位置する第
    １の部分と、前記穴内に位置して前記電極に接合される
    部分と前記第１の部分との間に位置する第２の部分と、
    を含み、 前記ノンコンタクトリードの前記第１の部分の長さｌ1
    と前記第２の部分の長さｌ2とは、 ｌ2×２≦ｌ1 の関係を有する半導体装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の半導体装置において、 前記ノンコンタクトリードの前記第１の部分の少なくと
    も一部を覆う保護膜をさらに有する半導体装置。
  9. 【請求項９】 請求項７又は請求項８記載の半導体装置
    において、 前記ノンコンタクトリードは複数の前記第２の部分を有
    し、前記第１の部分は、前記複数の第２の部分に接続す
    る形状をなす半導体装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７から請求項９のいずれかに記
    載の半導体装置において、 前記基板には、前記半導体チップの前記電極にボンディ
    ングされずに前記穴内に突出するダミーリードが形成さ
    れてなる半導体装置。
  11. 【請求項１１】 請求項７から請求項１０のいずれかに
    記載の半導体装置において、 前記穴は矩形をなし、 前記第１の部分は、前記穴のいずれかの辺から、前記穴
    の対角線を延長した仮想線と交わる方向に形成されてな
    り、かつ、前記対角線を延長した前記仮想線付近におい
    て、前記第１の部分よりも広い金属箔に接続されてなる
    半導体装置。
  12. 【請求項１２】 請求項７から請求項１１のいずれかに
    記載の半導体装置を備える回路基板。
  13. 【請求項１３】 請求項７から請求項１１のいずれかに
    記載の半導体装置を備える電子機器。
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