JP2006190751A - 半導体装置、フレキシブル基板、フレキシブル基板の加工方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップの能動面及びエッジ部と、フレキシブル基板とが接触することを抑制できる半導体装置の製造方法を提供する。また、封止用の樹脂に気泡が発生することを抑制できる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】配線１が形成されたフレキシブル基板１０を、金型を用いて型押しすることにより、フレキシブル基板１０の半導体チップ２が実装される実装領域に、凹部１１ｂ，１１ｃ及び凸部１１ａを形成する。次いで、フレキシブル基板１０の実装領域に、半導体チップ２０を実装する。次いで、フレキシブル基板１０と半導体チップ２０の間に、樹脂３０を流し込む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、フレキシブル基板に半導体チップを実装した半導体装置、フレキシブル基板、フレキシブル基板の加工方法、及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、半導体チップの能動面及びエッジ部と、フレキシブル基板上の配線とが接触することを抑制できる半導体装置、フレキシブル基板、フレキシブル基板の加工方法、及び半導体装置の製造方法に関する。また、本発明は、半導体チップとフレキシブル基板の間を封止する樹脂において、気泡の発生を抑制することができる半導体装置、フレキシブル基板、フレキシブル基板の加工方法、及び半導体装置の製造方法に関する。

図５は、従来の半導体装置の構造を説明する為の断面図である。本図に示す半導体装置は、半導体チップ１２０を、フレキシブル基板１１０の実装面に設けられた実装領域上に搭載し、半導体チップ１２０の能動面１２０ａ及びフレキシブル基板１１０の実装領域を、樹脂１３０で封止したものである。半導体チップ１２０の能動面１２０ａにはバンプ１２１が形成されており、フレキシブル基板１１０の能動面上には配線１１１が形成されている。バンプ１２１が配線１１１に熱圧着されることにより、半導体チップ１２０は配線１１１に接続する。なお、フレキシブル基板１１０には、実装領域にも配線１１１が形成されている（例えば特許文献１参照）。
特許第３２６９１７１公報（図２）

フレキシブル基板は柔軟性が高いため、容易に変形し、半導体チップの能動面又はエッジ部に接触する場合がある。この場合、半導体チップの能動面又はエッジ部とフレキシブル基板が接触し、半導体チップとフレキシブル基板上の配線との間で短絡が生じる可能性がある（例えば図６（Ａ）参照）。また、半導体チップの能動面が破損する可能性がある。

また、半導体チップを封止する際、半導体チップの能動面とフレキシブル基板の実装面との隙間に樹脂を流し込むが、このとき、大気が残留し、樹脂内に気泡（例えば図６（Ｂ）の符号１３０ａで示す部分）が生成する場合がある。この場合、半導体装置の耐久性が低下する。

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、半導体チップの能動面及びエッジ部と、フレキシブル基板上の配線とが接触することを抑制できる半導体装置、フレキシブル基板、フレキシブル基板の加工方法、及び半導体装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、半導体チップとフレキシブル基板の間を封止する樹脂において、気泡の発生を抑制することができる半導体装置、フレキシブル基板、フレキシブル基板の加工方法、及び半導体装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の実装面上に実装された半導体チップと、
を具備し、
前記フレキシブル基板は、
基材と、
前記基材の前記実装面に設けられた凸部を具備する。

この半導体装置によれば、基材の実装面には凸部が形成されている。このため、凸部が半導体チップに当接することにより、半導体チップとフレキシブル基板の間隔が保持され、半導体チップ及びエッジ部にフレキシブル基板が接触することが抑制される。

凸部は、基材を変形させることにより形成されているのが好ましい。このようにすると、凸部を容易に形成することができる。

半導体チップに形成された接続端子と、フレキシブル基板に形成され、接続端子に接続された配線とを具備する場合、凸部は、配線とは異なる場所に形成されているのが好ましい。

本発明に係る他の半導体装置は、フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の実装面上に実装された半導体チップと、
前記半導体チップと前記フレキシブル基板との間を封止する樹脂と、
を具備し、
前記フレキシブル基板は、
基材と、
前記基材の前記実装面に設けられ、前記実装面の中から該実装面の外部まで延伸している凹部とを具備する。

この半導体装置によれば、フレキシブル基板には、実装面の中から該実装面の外部まで延伸している凹部が形成されているため、半導体チップとフレキシブル基板との間に封止用の樹脂を流し込む際に、大気が凹部から排気される。従って、樹脂中に気泡が生成することが抑制される。

凹部は、基材を変形させることにより形成されているのが好ましい。また、半導体チップは略長方形であり、半導体チップの２つの長辺それぞれに沿って形成された複数の接続端子と、フレキシブル基板に形成され、接続端子に接続された配線とを具備する場合、凹部は、フレキシブル基板のうち、半導体チップの短辺に対向する部分に設けられているのが好ましい。このようにすると、凹部の幅を広くすることができる。

本発明に係るフレキシブル基板は、半導体チップが実装される実装面を有する基材と、
前記基材の前記実装面に設けられた凸部とを具備する。

本発明に係る他のフレキシブル基板は、半導体チップが実装される実装面を有する基材と、
前記基材の前記実装面に設けられ、前記実装面の中から外側に延伸する溝状の凹部とを具備する。

本発明に係るフレキシブル基板の加工方法は、フレキシブル基板を、金型を用いて型押しすることにより、前記フレキシブル基板のうち半導体チップが実装される実装面に、凹部又は凸部を形成する。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、配線が形成されたフレキシブル基板を、金型を用いて型押しすることにより、前記フレキシブル基板の半導体チップが実装される実装面に、凹部又は凸部を形成する工程と、
前記フレキシブル基板の前記実装面に、半導体チップを実装する工程とを具備する。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフレキシブル基板の加工方法を説明する為の断面図である。本実施形態は、フレキシブル基板のうち、半導体チップを実装する実装領域に凹凸を形成するものである。凸部は、実装領域に位置するフレキシブル基板上の配線が、半導体チップの能動面又はエッジ部に接触することを防止するために形成され、凹部は、半導体チップの能動面を樹脂で封止する際に、大気を半導体チップの能動面の下方から排出させるために設けられる。

まず、図１（Ａ）に示すように、フレキシブル基板１０を準備する。フレキシブル基板１０は、ポリイミド樹脂製の基材１１の実装面上に銅配線パターン１２を形成し、さらに銅配線パターン１２をポリイミド樹脂（図示せず）で覆ったものである。銅配線パターン１２は、半導体チップが実装される実装領域の中にも形成されている。なお、銅配線パターン１２の端部は、半導体チップと接続するために、ポリイミド樹脂で覆われておらず、露出している。

次いで、フレキシブル基板１０の実装領域を、金型の上型１及び下型２の間に位置させる。上型１の下面には、凹部１ａ及び凸部１ｂが形成されている。凹部１ａの断面形状は略三角形又は台形であり、凸部１ｂの断面形状は略半円形である。下型２の上面には、凸部２ａ及び凹部２ｂが形成されている。凸部２ａは、上型１の凹部１ａとかみ合う形状をしており、且つ、凹部１ａと対向する位置に配置されている。凹部２ｂは、上型１の凸部１ｂとかみ合う形状をしており、且つ、凸部１ｂと対向する位置に配置されている。なお、凹部１ａ及び凸部２ａ、ならびに凸部１ｂ及び凹部２ｂそれぞれは、フレキシブル基板１０の実装領域のうち、銅配線パターン１２が配置されていない領域と対向する位置に配置されている。

次いで、図１（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板１０を、上型１及び下型２で挟み込み、さらに３００℃〜４００℃で加熱する。これにより、フレキシブル基板１０は型押しされて変形し、凸部１１ａ及び凹部１１ｂが形成される。凸部１１ａ及び凹部１１ｂそれぞれは、フレキシブル基板１０の実装面側が凸及び凹となっている。
その後、図１（Ｃ）に示すように、上型１及び下型２を互いに離間させ、フレキシブル基板１０を取り出す。

図２は、凸部１１ａ及び凹部１１ｂが形成されたフレキシブル基板１０の平面図である。本図は、凸部１１ａ及び凹部１１ｂの平面形状及び平面配置の一例を示している。フレキシブル基板１０に実装される半導体チップ２０は、表示パネル４０のドライバである。フレキシブル基板１０は、表示データを出力するプリント基板５０を、表示パネル４０に接続するために用いられる。銅配線パターン１２は、表示パネル４０と半導体チップ２０を接続する配線のほうが、プリント基板５０と半導体チップ２０を接続する配線より数が多く、且つ密になっている。

凸部１１ａは、例えば円錐形状又は円錐台形状であり、半導体チップ２０を実装する実装領域のうち、銅配線パターン１２の端部よりやや内側に複数配置されている。本例では、略長方形の実装領域のうち、対向する２つの長辺それぞれに沿って、銅配線パターン１２の端部が配置されている。そして、銅配線パターン１２の端部が形成する２つの列それぞれより内側に、凸部１１ａが配置されている。

凹部１１ｂは溝状に形成されており、フレキシブル基板１０の実装領域の中から外側まで延伸している。本例では、凹部１１ｂは、実装領域の長辺と略平行に延伸し、短辺から実装領域の外部に出ている。短辺には銅配線パターン１２が配置されていないため、凹部１１ｂの幅を大きくすることができる。また、実装領域の中において、凹部１１ｂからは、複数の枝状の凹部１１ｃが、実装領域の短辺と略平行に伸びている。これら枝状の凹部１１ｃは、それぞれ凸部１１ａの間に位置するように、凹部１１ｂの両側に伸びている。

図３の各図は、図２に示したフレキシブル基板１０を用いた半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、半導体チップ２０の能動面２０ａをフレキシブル基板１０の実装面に対向させた上で、フレキシブル基板１０の実装領域に半導体チップ２０を実装する。

詳細には、半導体チップ２０は、能動面２０ａにバンプ２２を複数有している。そして、バンプ２２を銅配線パターン１２に熱圧着する。熱圧着の際に、フレキシブル基板１０の基材１１が撓むことがあるが、能動領域には凸部１１ａが形成されており、凸部１１ａによってフレキシブル基板１０と能動面２０ａの間隔が保持される。従って、実装領域に配置された銅配線パターン１２が能動面２０ａ又はエッジ部に接触することが抑制される。従って、半導体チップ２０とフレキシブル基板１０の短絡、及び半導体チップ２０の破損が防止される。なお、図３（Ａ）に示すように、バンプ２２と凸部１１ａの間に、実装領域の銅配線パターン１２が配置されていると、銅配線パターン１２が能動面２０ａ又はエッジ部に接触防止能力が高くなる。

次いで、図３（Ｂ）に示すように、半導体チップ２０の能動面２０ａとフレキシブル基板１０の実装面との間の空間を、樹脂３０で封止する。詳細には、樹脂３０は、プリント基板５０側（図中矢印Ｘで示す方向）から能動面２０ａとフレキシブル基板１０の実装面との間に流し込まれる。このとき、能動面２０ａとフレキシブル基板１０の間にあった大気は、凹部１１ｂ,１１ｃ（凹部１１ｃは図示せず）が流路になるため、凹部１１ｂ，１１ｃがない場合と比較して外部に排気されやすくなる。従って、樹脂３０に気泡が発生することが抑制される。

以上、本実施形態によれば、フレキシブル基板１０の実装領域に凸部１１ａを形成したため、フレキシブル基板１０と半導体チップ２０の能動面２０ａの間隔が保持される。従って、実装領域に配置された銅配線パターン１２が能動面２０ａに接触することが防止される。また、フレキシブル基板１０に、実装領域の中から外側に延伸する凹部１１ｂ，１１ｃを形成したため、半導体チップ２０の能動面２０ａを樹脂３０で封止する際に、能動面２０ａとフレキシブル基板１０の間にあった大気は、外部に排気されやすくなる。従って、樹脂３０に気泡が発生することが抑制される。

また、フレキシブル基板１０を型押しすることにより、凸部１１ａ及び凹部１１ｂ，１１ｃを形成しているため、安価且つ容易に凸部１１ａ及び凹部１１ｂ，１１ｃを形成することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置に用いられるフレキシブル基板１０の平面図である。本実施形態において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態のフレキシブル基板１０において、凹部１１ｂは、実装領域の中心部より表示パネル４０側に位置している。また、凹部１１ｃは、凹部１１ｂからプリント基板５０側に延伸しているが、表示パネル４０側には形成されていない。

本実施形態に係る半導体装置は、第１の実施形態と同様に、図４に示すフレキシブル基板１０上に半導体チップを搭載することにより製造される。
本実施形態においても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば凸部１１ａ及び凹部１１ｂ，１１ｃそれぞれの形状及び配置は、上記した実施形態以外であってもよい。例えば、フレキシブル基板１０には、凸部１１ａ及び凹部１１ｂ，１１ｃのいずれか一方のみが形成されていてもよい。また、凹部１１ｂを形成した上で、凹部１１ｃを設けなくてもよい。

（Ａ）は、本発明に係るフレキシブル基板の製造方法を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の次の工程を説明する為の断面図。 凸部１１ａ及び凹部１１ｂが形成されたフレキシブル基板１０の平面図。 （Ａ）は半導体装置を製造する方法を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図。 第２の実施形態に係るフレキシブル基板１０の平面図。 従来の半導体装置の構造を説明する為の断面図。 （Ａ）は従来の半導体装置の第１の課題を説明する為の断面図、（Ｂ）は第２の課題を説明する為の断面図。

符号の説明

１…上型、１ａ，１ｂ，１１ｂ，１１ｃ…凹部、１ｂ，２ａ，１１ａ…凸部、２…下型、１０，１１０…フレキシブル基板、１２…銅配線パターン、２０，１２０…半導体チップ、２０ａ，１２０ａ…能動面、２２，１２１…バンプ、３０，１３０…樹脂、４０…表示パネル、５０…プリント基板、１１１…配線

Claims (10)

1. フレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板の実装面上に実装された半導体チップと、
   を具備し、
   前記フレキシブル基板は、
   基材と、
   前記基材の前記実装面に設けられた凸部と、
   を具備する半導体装置。
2. 前記凸部は、前記基材を変形させることにより形成されている請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記半導体チップに形成された接続端子と、
   前記フレキシブル基板に形成され、前記接続端子に接続された配線と、
   を具備し、
   前記凸部は、前記配線とは異なる場所に形成されている請求項１又は２に記載の半導体装置。
4. フレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板の実装面上に実装された半導体チップと、
   前記半導体チップと前記フレキシブル基板との間を封止する樹脂と、
   を具備し、
   前記フレキシブル基板は、
   基材と、
   前記基材の前記実装面に設けられ、前記実装面の中から該実装面の外部まで延伸している凹部と、
   を具備する半導体装置。
5. 前記凹部は、前記基材を変形させることにより形成されている請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記半導体チップは略長方形であり、
   前記半導体チップの２つの長辺それぞれに沿って形成された複数の接続端子と、
   前記フレキシブル基板に形成され、前記接続端子に接続された配線と、
   を具備し、
   前記凹部は、前記フレキシブル基板のうち、前記半導体チップの短辺に対向する部分に設けられている請求項４又は５に記載の半導体装置。
7. 半導体チップが実装される実装面を有する基材と、
   前記基材の前記実装面に設けられた凸部と、
   を具備するフレキシブル基板。
8. 半導体チップが実装される実装面を有する基材と、
   前記基材の前記実装面に位置し、該実装面の中から外側に延伸する凹部と、
   を具備するフレキシブル基板。
9. フレキシブル基板を、金型を用いて型押しすることにより、前記フレキシブル基板のうち半導体チップが実装される実装面に、凹部又は凸部を形成する、フレキシブル基板の加工方法。
10. 配線が形成されたフレキシブル基板を、金型を用いて型押しすることにより、前記フレキシブル基板の半導体チップが実装される実装面に、凹部又は凸部を形成する工程と、
    前記フレキシブル基板の前記実装面に、半導体チップを実装する工程と、
    を具備する半導体装置の製造方法。

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