JP2002100696A

JP2002100696A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002100696A
Application number: JP2000290334A
Authority: JP
Inventors: Sunao Kawanobe; 直川野辺; Noboru Imai; 昇今井
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】配線基板に接着された半導体チップの内側と外
側の領域に外部接続端子が形成された半導体装置におい
て、前記配線基板の、前記半導体チップの外側の領域で
の反りを防ぐ。【解決手段】絶縁性のテープ基材に配線及び外部接続端
子を形成した配線基板と、前記配線基板の一主面（表側
面）に、弾性体を介在して接着された半導体チップとを
有し、前記半導体チップの外部電極と前記配線は、前記
弾性体の所定位置に設けられた開口部で接続され、前記
配線基板及び弾性体の外周が、前記半導体チップの外周
よりも外側にあり、前記外部接続端子が、前記半導体チ
ップと重なる領域及び前記半導体チップの外側の領域に
設けられている半導体装置において、前記弾性体の前記
半導体チップ接着面の、前記半導体チップの外側の領域
に補強基材が設けられている半導体装置である。

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
の製造方法に関し、特に、配線基板の外部接続端子が、
配線基板上に弾性体を介して接着される半導体チップの
内側の領域及び外側の領域に設けられる半導体装置に適
用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＢＧＡ（Ball Grid Array ）型の
半導体装置は、図１３（ａ）に示したように、配線及び
外部接続端子（図示しない）が形成された配線基板１の
一主面（表側面）に弾性体（エラストマ）２を用いて半
導体チップ３’を接着し、前記配線基板１の表側面と対
向する面（裏側面）に露出した外部接続端子（図示しな
い）に、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ等のボール端子４
が接続されている。前記ＢＧＡ型の半導体装置は、前記
配線基板１と半導体チップ３’との熱膨張係数の違いか
ら、製造工程中のリフロー（加熱処理）や、製品の使用
中に前記半導体チップ３’から発生する熱などにより、
前記配線基板１、弾性体２、及び半導体チップ３’間
に、接着面方向に沿った応力が働く。前記接着面方向に
沿った応力を十分に緩和できない場合、前記接着面に亀
裂（クラック）が生じ、前記半導体チップ３’が配線基
板１からはがれるなどの不良が発生する。そのため、前
記弾性体２は、例えば、前記配線基板１の熱膨張係数
と、前記半導体チップ３’の熱膨張係数との間の熱膨張
係数を持つ材料などが用いられており、前記配線基板1
と半導体チップ３’との接着材としてのほかに、前記配
線基板１と半導体チップ３’の間に生じる応力を緩和さ
せる応力緩和材としての働きがある。

【０００３】また、従来の前記ＢＧＡ型の半導体装置は
小型化にともない、図１３（ａ）に示すように、前記ボ
ール端子４（外部接続端子）を前記配線基板１の表側面
に接着された半導体チップ３’の内側に設けたファンイ
ン（Fan in）構造にして、前記半導体装置の外形を、前
記半導体チップ３’とほぼ同じ大きさにしたＣＳＰ（Ch
ip Size Package ）が製造されている。

【０００４】また、前記ＣＳＰでは、前記半導体チップ
の小型化、薄型化にともない、前記配線基板も小型化し
なければならないが、そのためには、前記配線基板に形
成される配線の微細化、ボール端子４を接続する外部接
続端子の狭ピッチ化が必要になる。また、例えば、ＤＲ
ＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のメモリー系
の半導体チップ３’では、機能面及びボール端子４（外
部接続端子）の配置は同一であるが外形（大きさ）が異
なるものがある。そのような場合に、ファンイン構造を
とり、前記図１３（ａ）に示したように、前記ボール端
子４（外部接続端子）が半導体チップ３’の内側にくる
ように設けると、前記ボール端子４（外部接続端子）の
配置間隔（ピッチ）が変わってしまう。

【０００５】以上のようなことから、ファンイン構造を
とり、前記半導体チップ３’の内側だけにボール端子４
（外部接続端子）を設けようとすると、前記ボール端子
４の配置間隔（ピッチ）が変わってしまうので、前記半
導体装置を実装する実装基板に形成される配線パターン
を、各半導体装置にあわせて変更しなくてはならないの
で、前記実装基板の汎用性が低くなる。

【０００６】そこで、前記実装基板の汎用性を高めるた
めに、半導体チップ３’の大きさに関わらず、前記配線
基板１の大きさ、ボール端子４（外部接続端子）の配置
間隔（ピッチ）等を標準化して、例えば、前記半導体チ
ップ３’が小型化したときにも、前記ボール端子４（外
部接続端子）の配置間隔が変わらないようにすると、図
１３（ｂ）に示すように、前記配線基板１に設けられた
ボール端子４（外部接続端子）の一部が前記半導体チッ
プ３の外側の領域に配置された、ファンイン／アウト
（Fan in/out）構造の半導体装置になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、図１３（ｂ）に示した、ファンイン／ア
ウト構造のように、前記ボール端子４（外部接続端子）
の一部が前記半導体チップ３の外側の領域に配置されて
いる半導体装置では、前記配線基板１及び弾性体（エラ
ストマ）２も前記半導体チップ３の外周３Ａよりも十分
外側に突出している。

【０００８】前記弾性体２には、主に熱硬化性の樹脂が
用いられており、前記弾性体２を加熱して前記配線基板
１と半導体チップ３を接着するときに、前記弾性体２が
熱収縮する。このとき、前記半導体チップ３が接着され
る領域は、前記配線基板１と弾性体２の接着面、及び前
記半導体チップ３と弾性体２の接着面のそれぞれで拘束
力が働き、前記弾性体2 の熱収縮が抑えられる。しか
し、前記半導体チップ３の外側の領域では、前記弾性体
２と前記配線基板（テープ基材）１の接着面だけに拘束
力が働き、前記配線基板１と弾性体２の接着面側の熱収
縮は少ないが、反対側の何も接着されない部分では熱収
縮が大きくなる。そのため、前記半導体チップ３が接着
された領域の外側の弾性体は熱収縮度の違いにより反り
（変形）が起こり、それにともない、図１３（ｃ）に示
すように、配線基板１に反り（変形）が生じる。

【０００９】また、前記加熱接着の時以外にも、前記外
部接続端子上にボール端子４を接続する際のリフロー
（加熱処理）の時にも、前記弾性体２の半導体チップ３
が接着された領域とその外側の領域で、接着面方向の応
力が異なるため前記半導体チップ３の外側の配線基板１
に反りが生じやすい。

【００１０】前記半導体チップ３の外側の配線基板１に
反りが生じると、図１３（ｃ）に示したように、前記外
部接続端子上にボール端子４を形成したときに、前記半
導体チップ３の内側のボール端子４Ａと外側のボール端
子４Ｂで実装面からの高さが変わり、半導体装置の平坦
性が悪くなる。そのため、前記半導体装置を実装基板８
に実装するときに、半導体チップ３の外側のボール端子
４Ｂが前記実装基板８上の配線８０１に届かず、接続不
良を起こすという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、配線基板に接着された半
導体チップの内側と外側の領域に外部接続端子が形成さ
れた半導体装置において、前記配線基板の、前記半導体
チップの外側の領域での反りを防ぐことが可能な技術を
提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、配線基板に接着され
た半導体チップの内側と外側に外部接続端子が形成され
た半導体装置において、前記半導体チップの外側の領域
での外部接続端子の接続不良を防ぐことが可能な技術を
提供することにある。

【００１３】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によって明ら
かになるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明において開示され
る発明の概要を説明すれば、以下のとおりである。

【００１５】（１）絶縁性のテープ基材に配線及び外部
接続端子を形成した配線基板と、前記配線基板の一主面
（表側面）に、弾性体を介在して接着された半導体チッ
プとを有し、前記半導体チップの外部電極と前記配線
は、前記弾性体の所定位置に設けられた開口部で接続さ
れ、前記配線基板及び弾性体の外周が、前記半導体チッ
プの外周よりも外側にあり、前記外部接続端子が、前記
半導体チップと重なる領域及び前記半導体チップの外側
の領域に設けられている半導体装置において、前記弾性
体の前記半導体チップ接着面の、前記半導体チップの外
側の領域に補強基材が設けられている半導体装置であ
る。

【００１６】前記（１）の手段によれば、前記弾性体の
前記半導体チップ接着面の、前記半導体チップの外側の
領域に、例えば、ポリイミドなどの前記配線基板のテー
プ基材と同じ材料の補強基材を設けることにより、前記
半導体装置が加熱されたときに、前記弾性体と配線基板
との接着面、及び前記弾性体と補強基板との接着面での
応力がほぼ等しくなる。そのため、前記半導体チップの
外側の領域の配線基板に反りを少なくすることができ、
前記配線基板に設けられた外部接続端子の高さのばらつ
きを防げ、実装時の接続不良を低減させることができ
る。

【００１７】（２）絶縁性のテープ基材に配線及び外部
接続端子を形成した配線基板と、前記配線基板の一主面
（表側面）に、弾性体を介在して接着された半導体チッ
プとを有し、前記半導体チップの外部電極と前記配線
は、前記弾性体の所定位置に設けられた開口部で接続さ
れ、前記配線基板及び弾性体の外周が、前記半導体チッ
プの外周よりも外側にあり、前記外部接続端子が、前記
半導体チップと重なる領域及び前記半導体チップの外側
の領域に設けられている半導体装置において、前記配線
基板は、前記半導体チップの外側の領域に、前記半導体
チップの外部電極と接続されないダミー配線、もしくは
前記外部電極のうち接地電極と接続される接地配線（グ
ランド配線）からなる補強配線が設けられている半導体
装置である。

【００１８】前記（２）の手段によれば、前記配線基板
の半導体チップが接着される領域の外側に、例えば、前
記半導体チップの外部電極に接続されないダミー配線を
設けることにより、前記配線基板の、半導体チップが接
着された領域の外側の剛性が高くなる。そのため、前記
半導体装置が加熱されたときに、前記弾性体と配線基板
との接着面で生じる応力による配線基板の反りを少なく
することができ、前記配線基板に設けられた外部接続端
子の高さのばらつきを防げ、実装時の接続不良を低減さ
せることができる。またこのとき、前記半導体チップの
外側に形成する補強配線は、前記ダミー配線に限らず、
前記半導体チップの外部電極のうちの接地電極と接続さ
れる接地配線（グランド配線）を、前記半導体チップの
外側の領域に引き出すことにより、前記接地配線を補強
配線として用いることもできる。

【００１９】また、前記（１）及び（２）の手段を組み
合わせて、前記弾性体の前記半導体チップ接着面の、前
記半導体チップの外側の領域（ファンアウト部）に補強
基材を設け、前記配線基板の、前記半導体チップの外側
の領域に、前記ダミー配線もしくは接地配線からなる補
強配線を設けることにより、前記弾性体と配線基板との
接着面で生じる応力による配線基板の反りをさらに少な
くすることができ、前記配線基板に設けられた外部接続
端子の高さのばらつきを防げ、実装時の接続不良を低減
させることができる。

【００２０】また、配線基板の反りを防ぐための前記補
強基材を厚くすることで、前記配線基板のファンアウト
部の剛性が高くなり、熱応力による反りを防ぐととも
に、例えば、搬送中の接触等による、熱応力以外の外的
応力が加わって前記配線基板のファンアウト部が反った
り折れ曲がったりすることを防げる。

【００２１】またこのとき、半導体チップ周辺のモール
ド樹脂を前記半導体チップの高さと揃えるファンアウト
構造の半導体装置のように、前記補強部材の厚さを半導
体チップの厚さと揃えることにより、搭載した半導体チ
ップが補強部材の内部に埋め込まれた状態になるので、
チップの大きさに関わらず、同じ外形の半導体装置が得
られる。そのため、信頼性試験等で使用するソケットの
形状等に汎用性が出るとともに、ソケットに前記半導体
装置を出し入れするときにファンアウト部に負荷がかか
って変形したり、半導体チップに傷が付いて不良品にな
るのを防げる。

【００２２】（３）絶縁性のテープ基材に配線及び外部
接続端子を形成する配線基板形成工程と、配線基板の一
主面（表側面）に、弾性体を介在させて半導体チップ接
着する半導体チップ接着工程とを備える半導体装置の製
造方法において、前記半導体チップ接着工程は、前記配
線基板の一主面（表側面）に、半導体チップの接着面の
面積よりも広い面積を有する弾性体を配置し、前記弾性
体の、半導体チップを接着する領域の外側に補強基材を
配置し、前記弾性体の所定位置に前記半導体チップを配
置し、前記弾性体を加熱して、前記弾性体と配線基板、
補強基材、及び半導体チップのそれぞれを接着する半導
体装置の製造方法である。

【００２３】前記（３）の手段によれば、前記配線基板
上に配置された弾性体の、半導体チップ及び半導体チッ
プが接着される領域の外側に、例えば、前記配線基板の
テープ基材と同じ材料の補強基材を配置した後、前記弾
性体を加熱して、前記弾性体と、配線基板、半導体チッ
プ、及び補強基材を接着することにより、前記接着工程
で、前記配線基板の前記半導体チップが接着された領域
の領域に生じる反りを少なくすることができる。

【００２４】（４）絶縁性のテープ基材に配線及び前記
配線の外部接続端子を形成する配線基板形成工程と、配
線基板の一主面（表側面）に、弾性体を介在させて半導
体チップ接着する半導体チップ接着工程とを備える半導
体装置の製造方法において、前記配線基板形成工程は、
前記テープ基材上に導電性薄膜を形成し、前記導電性薄
膜をエッチングして、接着される半導体チップと重なる
領域及びその外側の領域に前記半導体チップの外部電極
と接続される配線を形成するとともに、前記半導体チッ
プの外側の前記配線が形成されていない領域に、前記半
導体チップの外部電極と接続されないダミー配線、もし
くは前記外部電極のうちの接地電極と接続される接地配
線（グランド配線）からなる補強配線を形成し、前記テ
ープ基材の半導体チップが接着される領域及びその外側
の所定位置に外部接続端子を形成する半導体装置の製造
方法である。

【００２５】前記（４）の手段によれば、前記半導体装
置に用いる配線基板を形成する際に、前記配線及び外部
接続端子の外側に、例えば、半導体チップの外部電極と
接続されないダミー配線を形成することで、前記ダミー
配線が前記配線基板の補強材の役割をし、前記配線基板
の剛性を高くすることができる。そのため、前記配線基
板上に、弾性体を介在させて半導体チップを配置し、前
記弾性体を加熱して、前記弾性体と、配線基板及び半導
体チップを接着したときに、前記配線基板に生じる反り
を少なくすることができる。

【００２６】またこのとき、前記半導体チップの外側に
形成する補強配線は、前記ダミー配線に限らず、前記半
導体チップの外部電極のうちの接地電極と接続される接
地配線（グランド配線）であってもよい。

【００２７】また、前記（４）の手段の前記ダミー配線
を形成した配線基板を用いて、前記（３）の手段のよう
に、前記配線基板上に配置された弾性体上に、半導体チ
ップ及び補強基材を配置したのち、前記弾性体を加熱し
て、前記弾性体と、配線基板、半導体チップ、及び補強
基材を接着することにより、前記接着工程時に配線基板
に生じる反りをさらに小さくすることができる。

【００２８】以下、本発明について、図面を参照して実
施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。

【００２９】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは、同一符号をつけ、その繰
り返しの説明は省略する。

【００３０】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１乃至図３は、本
発明による実施例１の半導体装置の概略構成を示す模式
図であり、図１（ａ）は半導体装置の平面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）の裏面図、図２は図１（ｂ）のＡ−
Ａ’線での断面図、図３は図１（ｂ）の部分拡大図であ
る。

【００３１】図１乃至図３において、１は配線基板、１
Ａは配線基板の外周、１Ｂは配線基板の開口部、１０１
はテープ基材、１０２Ａは配線、１０２Ｂは外部接続端
子、２は弾性体（エラストマ）、２Ａはエラストマの外
周、２Ｂはエラストマの開口部、３は半導体チップ、３
０１は外部電極、４Ａ，４Ｂはボール端子、５は補強基
材、６はモールド樹脂である。

【００３２】本実施例１の半導体装置は、図１及び図２
に示すように、絶縁性のテープ基材１０１に配線１０２
Ａ及び外部接続端子１０２Ｂを形成した配線基板１と、
前記配線基板１の一主面（表側面）に、弾性体２を介在
して接着された半導体チップ３と、前記配線基板１の前
記一主面と対向する面（裏側面）に設けられた前記外部
接続端子１０２Ｂに接続されたボール端子４Ａ，４Ｂ
と、前記弾性体２の前記半導体チップ３が接着された面
の、前記半導体チップ３の外側の領域に設けられた補強
基材５と、前記半導体チップ３と補強基材５の隙間と、
前記配線基板１の開口部１Ｂ及び前記弾性体２の開口部
２Ｂ内に充填されるモールド樹脂６により構成されてい
る。また、前記配線基板１の外周１Ａ及び前記弾性体２
の外周２Ａは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すよう
に、前記半導体チップ３の外周３Ａよりも十分外側にあ
り、前記配線基板１の外部接続端子１０２Ｂは、図２に
示すように、前記半導体チップ３と重なる領域及びその
外側の領域に設けられている。そのため、本実施例１の
半導体装置は、前記半導体チップ３の内側のボール端子
４Ａとその外側のボール端子４Ｂを持つファンイン／ア
ウト構造の半導体装置になっている。

【００３３】また、前記半導体チップ３の外部電極３０
１と前記配線１０２Ａは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に
示すように、前記配線基板１の所定位置に設けられた開
口部１Ｂ及び前記弾性体２の前記配線基板の開口部１Ｂ
と重なる開口部２Ｂで、前記配線１０２Ａが変形して接
続されており、前記開口部１Ｂ，２Ｂ部分は、モールド
樹脂６により封止されている。

【００３４】図４乃至図７は、本実施例１の半導体装置
の製造方法を説明するための模式図である。以下、図４
乃至図７に沿って、本実施例１の半導体装置の製造方法
を説明する。

【００３５】まず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示した
ような、テープ基材１０１の開口部１Ｂ、配線１０２Ａ
及び外部接続端子１０２Ｂが形成された配線基板１を準
備する。前記配線基板は、例えば、以下のような手順で
製造される。まず、ポリイミドテープのような、絶縁性
のテープ基板１０１の一主面（表側面）に、例えば、銅
（Ｃｕ）等の導電性薄膜を張り付ける。次に、前記導電
性薄膜上に所定の配線パターンにあわせたレジストを形
成して、前記レジストをマスクにして前記導電性薄膜上
に電解めっき等によるめっき処理を行う。その後、前記
レジストを除去し、前記導電性薄膜をエッチングして配
線１０２Ａを形成する。一方、前記テープ基板１０１の
前記表側面と対向する面（裏側面）には、別のレジスト
を形成し、前記レジストをマスクとしてエッチングして
開口部１Ｂを形成する。その後、前記テープ基材１０１
上の所定位置を開口して、前記開口部に導電性部材を充
填し、外部接続端子１０２Ｂを形成する。このとき、前
記外部接続端子１０２Ｂは、半導体チップが接着される
領域７の内側と外側の両方に形成される。また、前記外
部接続端子１０２Ｂは、導電性部材を充填する代わり
に、前記配線１０２Ａのめっき処理を行なう際に、前記
開口部の側面にもめっき処理を行い形成してもよい。

【００３６】また、図４（ａ）では一部省略している
が、前記各外部接続端子１０２Ｂは、前記配線１０２Ａ
あるいはめっき用の給電配線（図示しない）と接続して
おり、前記外部接続端子１０２Ｂと接続された配線１０
２Ａは、前記開口部１Ｂの所定位置に引き回されてい
る。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、一つの配線
基板だけを示しているが、実際には、フィルム状の細長
いテープ基材上に、複数個の配線基板形成領域があり、
それぞれの配線基板形成領域に、図４（ａ）及び図４
（ｂ）に示したような配線１０２Ａ及び外部接続端子１
０２Ｂが形成されている。

【００３７】次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すよ
うに、前記配線基板１の一主面（表側面）に、弾性体
（エラストマ）２を配置する。前記弾性体２には、例え
ば、前記配線基板１の熱膨張係数と、半導体チップ３の
熱膨張係数の間の熱膨張係数を持つ熱硬化性の材料が用
いられる。また、前記配線基板１の開口部１Ｂと重なる
位置に開口部２Ｂが設けられている。

【００３８】次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよ
うに、前記弾性体２の半導体チップが接着される領域７
の外側に、例えば、前記配線基板１のテープ基材１０１
と同じポリイミド製の補強基材５を配置する。また、前
記補強基材５は前記テープ材１０１と同じ材料に限ら
ず、前記テープ基材１０１の熱膨張係数と同程度の熱膨
張係数の材料であっても良い。

【００３９】次に、図７に示すように、前記弾性体２の
半導体チップが接着される領域７に半導体チップ３を配
置し、前記弾性体２を加熱して、前記弾性体２と、配線
基板１、半導体チップ３、及び補強基材５のそれぞれを
接着する。このとき、前記半導体チップ３の外側の領域
では、前記弾性体２と配線基板１の接着界面で生じる応
力と、前記弾性体２と補強基材５の接着界面で生じる応
力が同程度になるため、加熱による前記配線基板１及び
弾性体２の反り（変形）を少なくすることができる。

【００４０】次に、ボンディングツールを用いて、図３
（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、前記配線基板１
の開口部１Ｂに延在する配線１０２Ａと前記半導体チッ
プ３の外部電極３０１を接続し、前記配線基板の開口部
１Ｂ及び弾性体の開口部２Ｂにモールド樹脂６を流し込
んで、前記配線１０２Ａと半導体チップ３の外部電極３
０１の接続部分を封止する。また、図２に示すように、
前記半導体チップ３と補強基板５の隙間にも前記モール
ド樹脂６を流し込んで封止する。

【００４１】次に、細長いテープ基板上の各配線基板形
成領域に形成されたものを切り出して、前記配線基板１
の裏側面に設けられた外部接続端子１０２Ｂに、例え
ば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだボールのようなボール端子４を
接続すると、図１乃至図３に示したような半導体装置が
得られる。前記ボール端子４を接続する際には、前記外
部接続端子１０２Ｂ上に前記はんだボールを配置し、前
記はんだボールを加熱して部分的に溶かして接続する
が、本実施例１の半導体装置のように、前記弾性体の半
導体チップ接着面に補強基材５を接着しておくことによ
り、加熱時の配線基板１の反り（変形）を防ぐことがで
きる。そのため、前記配線基板１が変形による、前記半
導体チップ３の内側の領域にあるボール端子４と外側の
領域にあるボール端子４の実装面からの高さのばらつき
を少なくできるので、実装基板に実装したときの接続不
良を低減することができる。

【００４２】以上説明したように、本実施例１によれ
ば、配線基板に設けられる外部接続端子が前記配線基板
に接着される半導体チップの外側の領域にも設けられた
半導体装置において、前記半導体チップと配線基板の間
に介在する弾性体（エラストマ）の半導体チップの外側
に前記配線基板の熱膨張係数と同程度の熱膨張係数を持
つ補強基材を接着することにより、前記半導体装置に熱
が加わったときに、半導体チップの外側の前記配線基板
及び弾性体に反りが生じるのを防ぐことができる。

【００４３】また、前記前記半導体チップの外側の配線
基板及び弾性体の反りを防ぐことができるので、前記半
導体チップの内側の外部接続端子と外側の外部接続端子
の、実装面からの高さのばらつきが少なくなり、半導体
装置の平坦性が向上するとともに、実装時の接続不良を
低減させることができる。

【００４４】また、本実施例１では、前記配線基板の配
線と半導体チップの外部電極はボンディングツールを用
いて前記配線を変形させて接続したが、これに限らず、
前記外部電極上あるいは配線上に、例えば金などの突起
導体（バンプ）を設けておき、加熱ツールなどを用いて
前記バンプを融かして一括接合する方法であっても良
い。

【００４５】図８は、前記実施例１の変形例を示す模式
平面図である。

【００４６】前記実施例１の半導体装置の前記補強基板
５は、図１に示すように、前記半導体チップ３の周囲を
囲むような形状であるが、これに限らず、図８に示すよ
うに、第１補強基材５Ａ、第２補強基材５Ｂの２枚の補
強基材を、例えば、前記半導体チップ３の短辺方向に沿
って接着してもよい。

【００４７】図９は、前記実施例１の別の変形例を示す
模式断面図である。

【００４８】前記実施例１の半導体装置に設けられた前
記補強基板５の厚さは、図２に示したように、前記配線
基板１と同程度の厚さであり、前記半導体チップの厚さ
に比べて薄いものを用いている。前記実施例１の半導体
装置では、前記補強基材を設けて、前記半導体チップの
外側の領域（ファンアウト部）の弾性体の変形による前
記配線基板１の反りを防いでいる。このとき、前記補強
基板５を厚くすることにより前記配線基板１のファンア
ウト部の剛性を高くすることができ、例えば、図９に示
すように、前記半導体チップの厚さと同じ厚さの補強基
板５’を設けることにより、熱応力による配線基板の反
りを防ぐとともに、例えば、搬送中の接触等による、熱
応力以外の外的応力が加わって前記配線基板のファンア
ウト部が反ったり折れ曲がったりすることを防げる。

【００４９】またこのとき、半導体チップ周辺のモール
ド樹脂を前記半導体チップの高さと揃えるファンアウト
構造の半導体装置のように、前記補強部材の厚さを半導
体チップの厚さと揃えることにより、搭載した半導体チ
ップが補強部材の内部に埋め込まれた状態になるので、
チップの大きさに関わらず、同じ外形の半導体装置が得
られる。そのため、信頼性試験等で使用するソケットの
形状等に汎用性が出るとともに、ソケットに前記半導体
装置を出し入れするときにファンアウト部に負荷がかか
って変形したり、半導体チップに傷が付いて不良品にな
るのを防げる。また、図８に示したような半導体装置に
おいても、補強基材５Ａ，５Ｂの厚さを前記半導体チッ
プ３の厚さと同じ厚さにすることで、同様の効果が得ら
れる。

【００５０】（実施例２）図１０は、本発明による実施
例２の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図１
０（ａ）は半導体装置の平面図、図１０（ｂ）は図１０
（ａ）のＤ−Ｄ’線での断面図である。

【００５１】図１０において、１は配線基板、１Ａは配
線基板の外周、１Ｂは配線基板の開口部、１０１はテー
プ基材、１０２Ａは配線、１０２Ｂは外部接続端子、１
０３は補強配線、２は弾性体（エラストマ）、３は半導
体チップ、３０１は外部電極、４はボール端子、５は補
強基材、６はモールド樹脂である。

【００５２】本実施例２の半導体装置の概略構成は、前
記実施例１で説明した半導体装置と同様であるため、そ
の詳細な説明は省略する。本実施例２の半導体装置にお
いて前記実施例１の半導体装置と異なる点は、図１０
（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、前記配線基板１
上の、前記配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂが形
成された領域の外側の領域に、半導体チップ３の外部電
極と接続されないダミー配線からなる補強配線１０３が
形成されている点である。前記補強配線１０３は、前記
外部接続端子１０２Ｂの外側、言い換えると、前記半導
体チップ３の外側の領域に設けられており、前記配線基
板１の、前記半導体チップ３の外側の領域の剛性を高く
することができる。そのため、前記実施例１の半導体装
置に比べて、半導体装置に熱が加わったときの配線基板
１と弾性体２の接着界面での応力による反り（変形）を
さらに少なくすることができる。また、前記半導体チッ
プ３の外側に形成する補強配線１０３は、前記ダミー配
線に限らず、前記半導体チップ３の外部電極３０１のう
ちの接地電極と接続される接地配線（グランド配線）
を、前記半導体チップ３の外側の領域に引き出して設け
てもよい。

【００５３】図１１及び図１２は、本実施例２の半導体
装置の製造方法を説明するための模式図である。以下、
図１１及び図１２に沿って、本実施例２の半導体装置の
製造方法を説明する。

【００５４】まず、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示
したような、テープ基材１０１の開口部１Ｂ、配線１０
２Ａ、外部接続端子１０２Ｂ、及び補強配線１０３が形
成された配線基板１を準備する。前記配線基板１は、前
記実施例１で説明したのと同様の手順で製造される。こ
のとき、前記配線パターンにあわせたレジストを形成す
る際に、前記配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂを
形成する領域の外側に、補強配線１０３の配線パターン
として、例えば、半導体チップ３の外部電極３０１と接
続されないダミー配線用の配線パターンを形成してお
く。また、前記ダミー配線用の配線パターンは、例え
ば、図１１（ａ）に示したような櫛刃状のパターンがあ
げられる。また、前記ダミー配線１０３は、半導体チッ
プの外側の領域の剛性を高くするために、前記テープ基
材１０１上にほぼ均一に形成する。また、このとき形成
する補強配線１０３の配線パターンは、前記ダミー配線
用の配線パターンの変わりに、前記配線１０２Ａのう
ち、半導体チップ３の接地電極と接続される接地配線が
前記半導体チップ３の外側の領域に引き出されたような
配線パターンを形成してもよい。

【００５５】次に、図１２（ａ）に示すように、前記配
線基板１の一主面（表側面）に、弾性体（エラストマ）
２を配置する。前記弾性体２には、例えば、前記配線基
板１の熱膨張係数と、半導体チップ３の熱膨張係数の間
の熱膨張係数を持つような熱硬化性の材料が用いられ
る。また、前記配線基板１の開口部１Ｂと重なる位置に
開口部２Ｂが設けられている。

【００５６】次に、図１２（ｂ）に示すように、前記弾
性体２の半導体チップが接着される領域７の外側に、例
えば、前記配線基板１のテープ基材１０１と同じポリイ
ミド製の補強基材５を配置する。また、前記補強基材５
は前記テープ基材１０１と同じ材料に限らず、前記テー
プ基材１０１の熱膨張係数と同程度の熱膨張係数の材料
であっても良い。

【００５７】次に、図１２（ｃ）に示すように、前記弾
性体２の半導体チップが接着される領域７に半導体チッ
プ３を配置し、前記弾性体２を加熱して、前記弾性体２
と、配線基板１、半導体チップ３、及び補強基材５のそ
れぞれを接着する。このとき、前記半導体チップ３の外
側の領域では、前記弾性体２と配線基板１の接着界面で
生じる応力と、前記弾性体２と補強基材５の接着界面で
生じる応力が同程度になるため、加熱による前記配線基
板１及び弾性体２の反り（変形）を少なくすることがで
きる。

【００５８】次に、ボンディングツールを用いて、図３
（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、前記配線基板１
の開口部１Ｂに延在する配線１０２Ａと前記半導体チッ
プ３の外部電極３０１を接続し、前記配線基板の開口部
１Ｂ及び弾性体の開口部２Ｂにモールド樹脂６を流し込
んで、前記配線１０２Ａと半導体チップ３の外部電極３
０１の接続部分を封止する。また、図２に示すように、
前記半導体チップ３と補強基板５の隙間にも前記モール
ド樹脂６を流し込んで封止する。

【００５９】次に、細長いテープ基板上の各配線基板形
成領域に形成されたものを切り出して、前記配線基板１
の裏側面に設けられた外部接続端子１０２Ｂに、例え
ば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだボールのようなボール端子４を
接続すると、図１０に示したような半導体装置が得られ
る。前記ボール端子４を接続する際には、前記外部接続
端子１０２Ｂ上に前記はんだボールを配置し、前記はん
だボールを加熱して部分的に溶かして接続するが、前記
弾性体２の半導体チップ接着面に補強基材５を接着して
おくことにより、加熱時の配線基板１の反り（変形）を
防ぐことができる。また、本実施例２の半導体装置のよ
うに、前記配線基板１の、半導体チップ３の外側の領域
に補強配線１０３を設けておくことにより、前記配線基
板１の剛性が高くなるため、前記実施例１の半導体装置
に比べて、加熱時の前記配線基板１の反りをさらに少な
くすることができる。そのため、前記配線基板１の変形
による、前記半導体チップ３の内側の領域にあるボール
端子４と外側の領域にあるボール端子４の実装面からの
高さのばらつきを少なくできるので、実装基板に実装し
たときの接続不良を低減することができる。

【００６０】以上説明したように、本実施例２によれ
ば、配線基板に設けられる外部接続端子が前記配線基板
に接着される半導体チップの外側の領域にも設けられた
半導体装置において、前記半導体チップと配線基板の間
に介在する弾性体（エラストマ）の半導体チップの外側
に前記配線基板の熱膨張係数と同程度の熱膨張係数を持
つ補強基材を接着することにより、前記半導体装置に熱
が加わったときに、半導体チップの外側の前記配線基板
及び弾性体に反りが生じるのを防ぐことができる。

【００６１】また、前記配線基板の、配線及び外部接続
端子が形成された領域の外側に、半導体チップの外部電
極とは接続されないダミー配線、あるいは前記半導体チ
ップの接地電極と接続される接地配線（グランド配線）
からなる補強配線を形成しておくことにより、前記配線
基板の、前記半導体チップの外側の領域の剛性が高くな
るため、加熱時の配線基板の反りをさらに少なくするこ
とができる。

【００６２】また、前記半導体チップの外側の配線基板
及び弾性体の反りを防ぐことができるので、前記半導体
チップの内側の外部接続端子と外側の外部接続端子の、
実装面からの高さのばらつきが少なくなり、実装時の接
続不良を低減させることができる。

【００６３】また、本実施例２の半導体装置でも、前記
実施例１の半導体装置と同様で、前記補強基板５は、図
１０に示すように、前記半導体チップ３の周囲を囲むよ
うな形状であるが、これに限らず、図８に示すように、
第１補強基材５Ａ、第２補強基材５Ｂの２枚の補強基材
を、例えば、前記半導体チップ３の短辺方向に沿って接
着してもよい。

【００６４】また、前記補強基板５の厚さも、図１０に
示したように、前記配線基板１と同程度の厚さであり、
前記半導体チップ３の厚さに比べて薄いものを用いてい
るが、図９に示したように、前記半導体チップ３の厚さ
と同じ厚さの補強基板５’を設けることにより、剛性が
高くなり、熱応力による反りを防ぐとともに、例えば、
搬送中の接触等による、熱応力以外の外的応力が加わっ
て前記配線基板のファンアウト部が反ったり折れ曲がっ
たりすることを防げる。

【００６５】またこのとき、半導体チップ周辺のモール
ド樹脂を前記半導体チップの高さと揃えるファンアウト
構造の半導体装置のように、前記補強部材の厚さを半導
体チップの厚さと揃えることにより、搭載した半導体チ
ップが補強部材の内部に埋め込まれた状態になるので、
チップの大きさに関わらず、同じ外形の半導体装置が得
られる。そのため、信頼性試験等で使用するソケットの
形状等に汎用性が出るとともに、ソケットに前記半導体
装置を出し入れするときにファンアウト部に負荷がかか
って変形したり、半導体チップに傷が付いて不良品にな
るのを防げる。

【００６６】以上、本発明を、前記実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることはもちろんである。

【００６７】

【発明の効果】本発明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。

【００６８】（１）配線基板に接着された半導体チップ
の内側と外側の領域に外部接続端子が形成された半導体
装置において、前記配線基板の、前記半導体チップの外
側の領域での反りを防ぐことができる。

【００６９】（２）配線基板に接着された半導体チップ
の内側と外側に外部接続端子が形成された半導体装置に
おいて、前記半導体チップの外側の領域での外部接続端
子の接続不良を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の半導体装置の概略構成
を示す模式図である。

【図２】本実施例１の半導体装置の概略構成を示す模式
図である。

【図３】本実施例１の半導体装置の概略構成を示す模式
図である。

【図４】本実施例１の半導体装置の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図５】本実施例１の半導体装置の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図６】本実施例１の半導体装置の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図７】本実施例１の半導体装置の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図８】前記実施例１の半導体装置の変形例を示す模式
平面図である。

【図９】前記実施例１の半導体装置の別の変形例を示す
模式断面図である。

【図１０】本発明による実施例２の半導体装置の概略構
成を示す模式図である。

【図１１】本実施例２の半導体装置の製造方法を説明す
るための模式図である。

【図１２】本実施例２の半導体装置の製造方法を説明す
るための模式図である。

【図１３】従来の半導体装置の概略構成を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１配線基板１０１テープ基材１０２Ａ配線１０２Ｂ外部接続端子１０３補強配線１Ａ配線基板の外周１Ｂ配線基板の開口部２弾性体（エラストマ）２Ａエラストマの外周部２Ｂエラストマの開口部３，３’ 半導体チップ３０１外部電極４Ａ，４Ｂボール端子５補強基材５Ａ第１補強基材５Ｂ第２補強基材６モールド樹脂７半導体チップ接着領域８実装基板８０１実装基板上の配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性のテープ基材に配線及び外部接続端
子を形成した配線基板と、前記配線基板の一主面（表側
面）に、弾性体を介在して接着された半導体チップとを
有し、前記半導体チップの外部電極と前記配線は、前記
弾性体の所定位置に設けられた開口部で接続され、前記
配線基板及び弾性体の外周が、前記半導体チップの外周
よりも外側にあり、前記外部接続端子が、前記半導体チ
ップと重なる領域及び前記半導体チップの外側の領域に
設けられている半導体装置において、前記弾性体の前記半導体チップ接着面の、前記半導体チ
ップの外側の領域に補強基材が設けられていることを特
徴とする半導体装置。
【請求項２】絶縁性のテープ基材に配線及び外部接続端
子を形成した配線基板と、前記配線基板の一主面（表側
面）に、弾性体を介在して接着された半導体チップとを
有し、前記半導体チップの外部電極と前記配線は、前記
弾性体の所定位置に設けられた開口部で接続され、前記
配線基板及び弾性体の外周が、前記半導体チップの外周
よりも外側にあり、前記外部接続端子が、前記半導体チ
ップと重なる領域及び前記半導体チップの外側の領域に
設けられている半導体装置において、前記配線基板は、前記半導体チップの外側の領域に、前
記半導体チップの外部電極と接続されないダミー配線、
もしくは前記外部電極のうち接地電極と接続される接地
配線（グランド配線）からなる補強配線が設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】絶縁性のテープ基材に配線及び外部接続端
子を形成した配線基板と、前記配線基板の一主面（表側
面）に、弾性体を介在して接着された半導体チップとを
有し、前記配線基板及び弾性体の外周が、前記半導体チ
ップの外周よりも外側にあり、前記外部接続端子が、前
記半導体チップと重なる領域及び前記半導体チップの外
側の領域に設けられている半導体装置において、前記弾性体の前記半導体チップ接着面の、前記半導体チ
ップの外側の領域に補強基材が設けられ、前記配線基板は、前記半導体チップの外側の領域に、前
記半導体チップの外部電極と接続されないダミー配線、
もしくは前記外部電極のうち接地電極と接続される接地
配線（グランド配線）からなる補強配線が設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】前記請求項１または３に記載の半導体装置
において、前記補強基材の前記弾性体との接着面からの高さが、前
記半導体チップの前記弾性体との接着面からの高さと等
しいことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】絶縁性のテープ基材に配線及び外部接続端
子を形成する配線基板形成工程と、配線基板の一主面
（表側面）に、弾性体を介在させて半導体チップ接着す
る半導体チップ接着工程とを備える半導体装置の製造方
法において、前記半導体チップ接着工程は、前記配線基板の一主面（表側面）に、半導体チップの接
着面の面積よりも広い面積を有する弾性体を配置し、前記弾性体の半導体チップを接着する領域の外側に補強
基材を配置し、前記弾性体の所定位置に前記半導体チップを配置し、前記弾性体を加熱して、前記弾性体と配線基板、補強基
材、及び半導体チップのそれぞれを接着することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】絶縁性のテープ基材に配線及び前記配線の
外部接続端子を形成する配線基板形成工程と、配線基板
の一主面（表側面）に、弾性体を介在させて半導体チッ
プ接着する半導体チップ接着工程とを備える半導体装置
の製造方法において、前記配線基板形成工程は、前記テープ基材上に導電性薄膜を形成し、前記導電性薄膜をエッチングして、接着される半導体チ
ップと重なる領域及びその外側の領域に前記半導体チッ
プの外部電極と接続される配線を形成するとともに、前
記半導体チップの外側の前記配線が形成されていない領
域に、前記半導体チップの外部電極と接続されないダミ
ー配線、もしくは前記外部電極のうち接地電極と接続さ
れる接地配線（グランド配線）からなる補強配線を形成
し、前記テープ基材の半導体チップが接着される領域及
びその外側の所定位置に外部接続端子を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】前記請求項６に記載の半導体装置の製造方
法において、前記半導体チップ接着工程は、前記配線基板の一主面（表側面）に、前記半導体チップ
の接着面の面積よりも広い面積の弾性体を配置し、前記弾性体の、半導体チップを接着する領域の外側に補
強基材を配置し、前記弾性体の所定位置に前記半導体チップを配置し、前記弾性体を加熱して、前記弾性体と配線基板、補強基
材、及び半導体チップのそれぞれを接着することを特徴
とする半導体装置の製造方法。