JP2006032531A - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造工程、特にチップオンフィルムの構造において半導体チップをフレキシブル配線基板上にフリップチップ実装する技術を用いて製造した半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufactured using a technique for flip-chip mounting a semiconductor chip on a flexible wiring board in a manufacturing process of the semiconductor device, particularly a chip-on-film structure.
従来のこの種のフレキシブルな基材を利用した配線基板のパッケージは、液晶ディスプレイの駆動用ドライバのパッケージとして主に使用されている。ここでフレキシブルな基材を使用したパッケージモジュールの1つとしてチップオンフィルム(以下、COFという)構造がある。液晶ディスプレイ駆動用ドライバの半導体チップの形状は、その特徴として一般に細長いチップ形状をしている。この場合、半導体チップのボンディング時に加えられる熱により、図4(a)に示す接合領域12に高い値の応力が発生することがわかっている。 A conventional wiring board package using such a flexible base material is mainly used as a driver package for a liquid crystal display. Here, as one of package modules using a flexible substrate, there is a chip-on-film (hereinafter referred to as COF) structure. The shape of the semiconductor chip of the driver for driving the liquid crystal display generally has an elongated chip shape as its feature. In this case, it is known that a high value of stress is generated in the bonding region 12 shown in FIG. 4A due to heat applied during bonding of the semiconductor chip.
この応力発生の原因の1つにインナーリードボンド(以下、ILBという)工程により押し付けたフレキシブル配線基板1の基材2が弾性により復元しようとする応力がある。この基材2の復元力が働き、半導体チップ5の金属突起6とインナーリード4aが引き離されてインナーリードずれや、インナーリード剥がれなどの物理的な異常に加え、電気的に開放状態となる不良が発生するという問題を有している。
One of the causes of this stress generation is a stress that the
そこでボンディング時の熱応力によるフレキシブル配線基板1の伸縮を緩和する技術が提案されている。以下、特許文献1に示されている方法について説明する。図4(b)に示すフレキシブル配線基板1において、半導体チップ5をフリップチップ実装する実装領域に対応した他方の面側に裏面導体8を一体的に、あるいはメッシュ状や格子状のパターンを設ける。裏面導体8はめっき法などにより、基材2に直接形成されるか、または別工程で成膜されたものを貼り付けてもよい。その領域については、できるだけ広い面にわたって設けられることがのぞましく、これにより配線基板の伸縮を防止するものである。
しかしながら、このように製造する半導体装置の従来技術において、裏面に導体を設ける場合に、導体の張り合わせやめっき法による成膜といった工程が増える。さらに、裏面の導体にパターンを施す場合にはパターンの露光やエッチングといった工程も追加されるため、リードタイムとそのコストが膨らんでしまうという課題がある。 However, in the conventional technology of the semiconductor device manufactured in this way, when a conductor is provided on the back surface, processes such as bonding of conductors and film formation by plating are increased. Further, when a pattern is applied to the conductor on the back surface, a process such as pattern exposure or etching is added, which causes a problem that the lead time and its cost increase.
また、液晶ディスプレイ用のCOF構造の半導体装置は図5に示すように液晶パネルへ折り曲げて実装される。そのため、基材2および配線部4に使用する銅箔を薄くすることにより折り曲げ性をより向上させる必要があるが、裏面に導体を広い領域で設けた場合は折り曲げ性が損なわれるために、配線基板そのものの実装性が悪くなる。さらに、裏面の基材に対しては有効な方法であるが、チップ実装面については完全に基材の伸縮を押さえることができないという課題がある。
Further, a semiconductor device having a COF structure for a liquid crystal display is mounted by being bent on a liquid crystal panel as shown in FIG. For this reason, it is necessary to further improve the bendability by thinning the copper foil used for the
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、液晶ドライバの技術として、今後さらに高精細化を目指して狭ピッチ化とパッド数が増加していくと予想され、高いボンディング精度の要求に応じて、より効果が高く、低コストな配線基板の組み立てを可能とした半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention is directed to solving the problems of the prior art, and as a liquid crystal driver technology, it is expected that the pitch will be narrowed and the number of pads will increase in the future for higher definition. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of assembling a wiring board with higher effect and lower cost in response to a request for bonding accuracy.
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、バンプを有する半導体チップを基材と配線層から成るフレキシブル配線基板にフリップチップ実装する半導体装置において、フリップチップ実装する半導体チップとフレキシブル配線基板との間で基材表面上に導体を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a semiconductor chip having bumps is flip-chip mounted on a flexible wiring substrate composed of a base material and a wiring layer. A conductor is formed on the surface of the base material between the wiring board and the wiring board.
また、導体の外形形状が、フリップチップ実装する半導体チップよりも小さく、かつ半導体チップのバンプと接続する配線層のインナーリードの間に形成されて、インナーリードの長手方向に沿った四角形状であることを特徴とする。 Further, the outer shape of the conductor is smaller than the semiconductor chip to be flip-chip mounted, and is formed between the inner leads of the wiring layer connected to the bumps of the semiconductor chip, and has a rectangular shape along the longitudinal direction of the inner leads. It is characterized by that.
前記構成によれば、バンプを有する半導体チップをフリップチップ実装するフレキシブル配線基板上で配線層のない基材の空き領域に半導体チップよりも小さく、かつインナーリード間でその長手方向に沿った四角形状の銅箔による導体を備え、この導体をフリップチップ実装する接合部分と同じ面の近傍に設けてフレキシブル配線基板の基材を固定し、ボンディング時の熱応力によって生じる伸縮を効果的に低減できる。 According to the said structure, it is smaller than a semiconductor chip in the empty area | region of the base material without a wiring layer on the flexible wiring board which carries out the flip-chip mounting of the semiconductor chip which has bump, and the square shape along the longitudinal direction between inner leads A conductor made of copper foil is provided, and the conductor is provided in the vicinity of the same surface as the joint portion to be flip-chip mounted to fix the base material of the flexible wiring board, so that expansion and contraction caused by thermal stress during bonding can be effectively reduced.
本発明によれば、ボンディング時の熱応力を効果的に低減して、インナーリードずれや、インナーリード剥がれを防止し、物理的な異常による不良を発生させない信頼性の高い半導体装置を提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable semiconductor device that effectively reduces thermal stress during bonding, prevents inner lead displacement and inner lead peeling, and does not cause defects due to physical abnormalities. There is an effect.
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態における半導体チップを実装するフレキシブル配線基板の正面図(a)と、フレキシブル配線基板に半導体チップを実装した半導体装置の断面図(b)を示す図である。ここで、前記従来例を示す図4(a),(b)において説明した構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付して示す。 FIG. 1A is a front view of a flexible wiring board on which a semiconductor chip is mounted according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a semiconductor device in which the semiconductor chip is mounted on the flexible wiring board. Here, components having substantially the same functions corresponding to the components described in FIGS. 4A and 4B showing the conventional example are denoted by the same reference numerals.
図1(a),(b)に示すように、本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板1に半導体チップ5が接合される接合領域12において、配線層である配線部4のない基材2の空き領域2aに設けられ、インナーリード4a間において、このインナーリード4aの長手方向に沿った四角形状の銅箔による導体9を設けたものである。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図2はCOF構造の半導体装置を組み立てる工程の概要を示す図である。図2(a)に示すように、COF構造のフレキシブル配線基板1は、基材2に配線部4が形成され、入出力の外部端子以外の配線部には、配線保護膜3が塗布されている。このフレキシブル配線基板1に、半導体チップ5をフリップチップ実装した半導体装置の製造方法は、平面上に載置された基材2上の配線部4を有する面に、半導体チップ5のバンプである金属突起6を対向させて熱圧着することによって、配線部4から引き出されたインナーリード4aと金属突起6を接続するILB(インナーリードボンド)工程を有している。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a process for assembling a semiconductor device having a COF structure. As shown in FIG. 2A, a
次に、ILB工程について、図2(b)を用いて説明する。図2(b)に示すように、フレキシブル配線基板1には、半導体チップ5の金属突起6の位置に合わせてインナーリード4aが基材2上の配線部4に形成されている。インナーリード4aの表面には錫や金などによってめっきが施されている。半導体チップ5には、金属突起6が半導体チップ5の外周に沿う形か、または半導体チップ5の表面全体に配置されている。半導体チップ5上の金属突起6とフレキシブル配線基板1のインナーリード4aを所定の位置に合わせて熱圧着方式により接合する。
Next, the ILB process will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2B, the
熱圧着方式とは金属突起6に施されためっき材と配線部4から引き出されたインナーリード4aを共晶融合させるために必要な温度(300℃〜500℃程度)と荷重を加えながら接合する方式である。基材2側から押さえる冶具をステージ10、半導体チップ5側で支える冶具をボンディングツール11などと呼ぶ。
In the thermocompression bonding method, the plating material applied to the
ILB工程のボンディング加圧中にはフレキシブル配線基板1を構成する基材2が高温にさらされて軟化し、広がるように変形する。その後、ボンディングが完了して接合部分が室温へと降下するに従い基材2が元の形状に戻ろうとする。その際、基材2と配線部4を構成する銅箔の熱膨張率の違いにより、図3に示す矢印が示す通り基材2のむき出しの空き領域2aの部分が中心に向かって縮もうとする応力7が発生する。その応力7の影響をうけるのが接合領域12(図1(a)参照)のインナーリード4aの長手方向となる空き領域2aの両端部分であり、そこに前述のインナーリードずれや、インナーリード剥がれといった不具合がもっとも顕著に発生することになる。
During bonding pressurization in the ILB process, the
そこで、本実施の形態における図1(a),(b)に示すような導体9を設けることにより、フレキシブル配線基板1の製造工程である露光やエッチングといった工程が1回で済み、低コストでリードタイムにも影響がなく、さらに配線部4側の面に導体9を設けることで折り曲げ性の損失についてもまったく損なうことがない。そして、基材2の空き領域2aの部分に生じる伸縮を防止するという課題に対して、半導体チップ5の接合面と同じ面であること、さらに接合部分にもっとも近い位置で導体9によって、基材2の空き領域2aを固めていることの2点の効果により高精度のボンディングを行うことが可能となる。
Therefore, by providing the
本発明に係る半導体装置は、ボンディング時の熱応力を効果的に低減して、インナーリードずれや、インナーリード剥がれを防止して、物理的な異常による不良を防ぐことができ、半導体装置の製造工程、特に半導体チップをフレキシブル配線基板にフリップチップ実装して半導体装置製造に用いる技術に有用である。 The semiconductor device according to the present invention can effectively reduce thermal stress during bonding, prevent inner lead displacement and inner lead peeling, and prevent defects due to physical abnormalities. This method is useful for processes, particularly for techniques used for manufacturing semiconductor devices by flip-chip mounting a semiconductor chip on a flexible wiring board.
1 フレキシブル配線基板
2 基材
2a 空き領域
3 配線保護膜
4 配線部
4a インナーリード
5 半導体チップ
6 金属突起
7 応力
8 裏面導体
9 導体
10 ステージ
11 ボンディングツール
12 接合領域
DESCRIPTION OF
Claims (2)
フリップチップ実装する前記半導体チップと前記フレキシブル配線基板との間で前記基材表面上に導体を形成したことを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which a semiconductor chip having bumps is flip-chip mounted on a flexible wiring board composed of a base material and a wiring layer,
A semiconductor device, wherein a conductor is formed on a surface of the base material between the semiconductor chip to be flip-chip mounted and the flexible wiring board.
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JP2004207089A JP2006032531A (en) | 2004-07-14 | 2004-07-14 | Semiconductor device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107277405A (en) * | 2017-07-17 | 2017-10-20 | 环球智达科技(北京)有限公司 | Apparatus and method for assembling liquid crystal TV set display screen |
WO2019085016A1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 武汉华星光电技术有限公司 | Narrow-frame display panel and manufacturing method therefor, and display apparatus |
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2004
- 2004-07-14 JP JP2004207089A patent/JP2006032531A/en active Pending
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