JP2007221075A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで実装効率の高い半導体装置を実現する。
【解決手段】本発明の半導体装置１００は、片面に配線パターン５が形成されたフレキシブル基板１１の上記片面上に、配線パターン５と電気的に接続された半導体チップ１とハンダボール８とを備えている。フレキシブル基板１１は、半導体チップ１が備えられた第１の領域１１ａと、ハンダボール８が備えられた第２の領域１１ｂとを備え、第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂの裏面とが互いに対向するように、フレキシブル基板１１が折り曲げられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板の片面に半導体チップおよび外部出力端子を備えたエリアアレイ型の半導体装置に関する。

現在、ＴＶやＰＣ用モニターを始め、携帯電話に至る様々な分野で液晶表示装置が採用されている。近年、液晶表示装置に対して、より一層の高精細・高出力化が要求されている。このため、液晶表示装置の表示機能を制御する画像処理エンジンの多出力化に拍車がかかっており、半導体チップの微細化・小型化が更に進んでいる。このような流れの中で、プリント基板への実装が困難で外部出力端子数に制約のあるプラスチックパッケージからＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ、いわゆるＯＭＰＡＣ方式）型パッケージなどのエリアアレイ型の半導体装置の需要が高くなってきている。

エリアアレイ型パッケージは、ベース基材の材質の違いから、硬質のガラスエポキシ基板と軟質のフレキシブル基板との２種類に大別することができる。ガラスエポキシ基板では配線パターンのピッチの限界は１００μｍ程度であり、ファインピッチパターンを形成することが困難である。これに対して、軟質のフレキシブル基板はファインピッチを形成するのに有利である。

ＢＧＡ型パッケージは、一般的に、フェイスアップ方式によるワイヤボンドタイプが採用されている。ワイヤボンドタイプでは、通常、ベース基材として硬質のガラスエポキシ基板が使用される。硬質のガラスエポキシ基板をベース基材とするＢＧＡでは、ベース基材に貫通孔となるスルーホールが設けられ、ガラスエポキシ基板の両面に配置された配線を接続することによって、電気的信号を半導体チップから外部出力端子であるハンダボールへ出力することができる構成となっている。しかしながら、ワイヤボンドタイプでは、電極のピッチが４５μｍ程度までであるという大きな制約がある。このため、コストダウン・収率アップ・半導体チップの高機能化などにより半導体チップの縮小化が進むことによる半導体チップの電極のピッチが狭くなる要求に対して、ワイヤボンドタイプでは対応することは困難となっている。

これに対して、フェイスダウン方式によるフリップチップタイプのＢＧＡ型パッケージでは、電極のピッチの限界は３０μｍ程度であり、今後のファインピッチ化に対して有効な構造である。フリップチップタイプでは、通常、ベース基板としてフレキシブル基板が使用される。フリップチップタイプのＢＧＡ型パッケージで使用されるフレキシブル基板には、フレキシブル基板の片面にのみ配線が設けられた単層配線基板（片面配線基板）と、幾層にも配線が設けられた多層配線基板とがある。多層配線基板は、高密度の配線を引き廻すことが可能であるが、硬質のガラスエポキシ基板よりも高価であることが多い。一方、単層配線基板は多層配線基板と比べて安価であるためコスト面では有利である。しかしながら、単層配線基板では、配線が配置された面と同一面に半導体チップと外部出力端子であるハンダボールとが搭載されるため、その設計において様々な制約が生じる。

上記単層配線基板の制約として、（１）外部出力端子を半導体チップ搭載部の裏面に配列することができず、ＢＧＡパッケージサイズが大きくなること、（２）ＢＧＡパッケージの積層をすることができず、高密度実装に限界が生じる、などが挙げられる。上記制約のため、プリント基板に実装した際に、半導体チップ搭載部がデッドゾーンとなったり、ＢＧＡパッケージの積層ができなかったりするため、高密度実装することができないという問題があった。

上記（２）の制約を解決するために、基板から突出する外部出力端子の高さを半導体チップの封止高さより高くした構成の半導体装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

以下に、上記特許文献１に記載の半導体装置について、図１１および図１２を参照して説明する。

図１１は、特許文献１に記載の半導体装置の概略構成を示す断面図である。また、図１２は、図１１の半導体装置を積層した構造を示す断面図である。

図１１に示すように、従来の半導体装置９００は、単層配線基板よりなるインターポーザ１０１の配線面側に、半導体チップ１０３、ボンディングパッド１０５、およびボールパッド１０８が設けられている。ボールパッド１０８の上にはハンダボール１０７が設けられている。半導体チップ１０３とボンディングパッド１０５とは、半導体チップ１０３に設けられている突起電極１１２を介して電気的に接続されている。ボンディングパッド１０５は、配線パターンによりボールパッド１０８に接続される。ボールパッド１０８の表面は、ハンダボール１０７を設ける部分を除いてソルダーレジスト１１０によって覆われている。半導体チップ１０３およびボンディングパッド１０５は封止樹脂１０２によって覆われている。また、インターポーザ１０１にはスルーホール１０９が設けられている。

半導体装置９００では、封止樹脂１０２による封止高さは、ハンダボール１０７の高さよりも低くなっている。これにより、図１２に示すように、スルーホール１０９を介して、同じ構造を有する半導体装置９００を積層して接続することを可能としている。
特開２００１−２２３２９７号公報（２００１年８月１７日公開）

しかしながら、上記従来の構成では、半導体チップ１０３の搭載面と配線パターンとが同一面にある為、外部出力端子であるハンダボール１０７を半導体チップ１０３搭載部の裏面に配列することができず、パッケージサイズが大きくなるという問題を生じる。

更には、上記半導体装置９００は積層することはできるが、インターポーザ１０１における半導体チップ１０３の搭載部の裏面を利用することができないため、積層する半導体装置９００の形状が制限される。このため、多層配線基板と比較して設計に様々な制約が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価な単層配線基板を用いて、多層配線基板と同様に半導体チップの設置方向とは反対側の方向に外部出力端子を設置することを可能とし、半導体チップの裏側の空間を有効に活用することにより、低コストで実装効率の高い半導体装置を実現することにある。

本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、片面に配線パターンが形成されたフレキシブル基板の上記片面上に、配線パターンと電気的に接続された半導体チップと外部出力端子とを備える半導体装置において、上記フレキシブル基板は、半導体チップが備えられた第１の領域と、外部出力端子が備えられた第２の領域とを備え、第１の領域の裏面と第２の領域の裏面とが互いに対向するように、上記フレキシブル基板が折り曲げられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記フレキシブル基板は、第１の領域の裏面と第２の領域の裏面とが互いに対向するように折り曲げられているため、半導体チップの搭載面の裏側の空間を有効に活用することができる。つまり、安価な単層配線基板を用いて多層配線基板と同様に、半導体チップの設置方向とは反対側の方向に外部出力端子をフレキシブル基板に設置することが可能となる。従って、上記構成によれば、低コストで実装効率の高い半導体装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明に係る半導体装置では、フレキシブル基板を折り曲げて固定する固定手段を備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、固定手段によりフレキシブル基板が固定されるため、より安定的に半導体装置を使用することができるという更なる効果を奏する。

本発明に係る半導体装置では、上記固定手段が接着剤であることが好ましい。

上記の構成によれば、簡便で、かつ強固にフレキシブル基板を固定することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、上記フレキシブル基板は、ポリイミドからなることが好ましい。

上記の構成によれば、ポリイミドは加工性、耐熱性、耐溶剤性および絶縁性に優れているため、より信頼性の高い半導体装置を提供することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、上記配線パターンは、上記フレキシブル基板に貼着されていることが好ましい。

上記の構成によれば、配線パターンのフレキシブル基板への密着強度が高くなるため、配線パターンがフレキシブル基板から剥がれ難くなる。配線パターンは非常に薄いため、配線パターンのフレキシブル基板への密着強度が高いことにより、配線パターンの強度が高くなる。フレキシブル基板によって補強されていない配線パターンでは、フレキシブル基板を折り曲げた際に、断線に至る可能性がある。このため、上記構成によれば、配線パターンの強度を確保することにより、配線パターンの断線を抑制することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、第１の領域の裏面と第２の領域の裏面との間に、フレキシブル基板を平坦に保つための平板をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記第１の領域の裏面と第２の領域の裏面との間に平坦に保つための平板を備えているため、実装時に問題となっていた外部出力端子が配置されている第２の領域の実装装置との共平面性（コプラナリティー）を確保することができる。従って、上記構成によれば、安定的に実装装置へ搭載することができる半導体装置を提供することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、さらに、上記第１の領域および第２の領域における半導体チップと外部出力端子とが備えられている部分以外の部分に、第１・第２領域を覆うようにしてソルダーレジストを備え、フレキシブル基板を平坦に保つための平板を、上記ソルダーレジストの上に備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記ソルダーレジストの上に、平坦に保つための平板を備えているため、実装時に問題となっていた外部出力端子が配置されている第２の領域の実装装置との共平面性（コプラナリティー）を確保することができる。

さらには、上記平板をソルダーレジストの上に設置することで平板を半導体装置に導入することができるため、簡便に平板を導入することができる。従って、低コストで、安定的に実装装置と搭載することができる半導体装置を提供することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、上記平板は、銅またはアルミニウムからなることが好ましい。

上記の構成によれば、銅またはアルミニウムは放熱特性に優れているため、半導体基板の放熱特性を向上させることができる。従って、放熱特性が向上した半導体装置を提供することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、上記第２の領域は、折り曲げたときに第１の領域と同一平面上に位置する部分をさらに備えていることが好ましい。

上記構成によれば、半導体チップの設置方向と同じ方向および反対側の方向の２方向に外部出力端子がフレキシブル基板に設置されるため、２方向から、他の半導体装置の積層および／または実装装置への搭載を行うことができる。よって、より自由に半導体装置を設計することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、上記フレキシブル基板は、上記折り曲げられた領域に薄肉部またはスリットが設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、折り曲げられた領域に薄肉部またはスリットが設けられているため、フレキシブル基板の折り曲げられた領域にかかる負荷が低減される。これにより、フレキシブル基板をより容易に折り曲げることができるため、より短時間で半導体装置を製造することができる。従って、上記構成によれば、より低コストで半導体装置を提供することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、さらに、上記第１の領域および第２の領域における半導体チップと外部出力端子とが備えられている部分以外の部分に、第１・第２領域を覆うようにしてソルダーレジストを備え、上記フレキシブル基板が折り曲げられた領域における上記ソルダーレジストに薄肉部またはスリットが設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記折り曲げられた領域のソルダーレジストに薄肉部またはスリットが設けられているため、フレキシブル基板を折り曲げる際にかかるソルダーレジストへの負荷が低減される。これにより、フレキシブル基板をより容易に折り曲げることができるため、より短時間で半導体装置を製造することができる。従って、上記構成によれば、より低コストで半導体装置を提供することができるという更なる効果を奏する。

また、本発明に係る半導体装置では、上記配線パターンは、スパッタリングメッキによって形成されたものであることが好ましい。

上記構成によれば、接着剤を使用せずに配線パターンが形成されているため、量産性を確保しながら、ファインピッチが可能となるという更なる効果を奏する。

本発明に係る半導体装置は、以上のように、片面に配線パターンが形成されたフレキシブル基板の上記片面上に、配線パターンと電気的に接続された半導体チップと外部出力端子とを備える半導体装置において、上記フレキシブル基板は、半導体チップが備えられた第１の領域と、外部出力端子が備えられた第２の領域とを備え、第１の領域の裏面と第２の領域の裏面とが互いに対向するように、上記フレキシブル基板が折り曲げられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、半導体チップの搭載面の裏側の空間を有効に活用することができ、安価な単層配線基板を用いて多層配線基板と同様に、半導体チップの設置方向とは反対側の方向に外部出力端子をフレキシブル基板に設置することが可能となる。従って、低コストで実装効率の高い半導体装置を提供することができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明すると以下の通りである。

図１は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。また、図２は、１層配線のエリアアレイ型半導体装置を示す断面図であり、図３は、２層配線のエリアアレイ型半導体装置を示す断面図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、片面に配線パターン５が形成されたフレキシブル基板１１の上記片面上に、配線パターン５と電気的に接続された半導体チップ１とハンダボール（外部出力端子）８とを備えている。上記フレキシブル基板１１は、半導体チップ１が備えられた第１の領域１１ａと、ハンダボール８が備えられた第２の領域１１ｂとを備え、第１の領域１１ａの裏面（フレキシブル基板１１における配線パターン５が形成された面とは反対側の面）と第２の領域１１ｂの裏面とが互いに対向するように、上記フレキシブル基板１１が折り曲げられている。

本実施の形態では、上記第１の領域１１ａの裏面と上記第２の領域１１ｂの裏面との間に接着剤（固定手段）１３が充填されている。

尚、本実施の形態では、説明の便宜のため図１に示すように、第２の領域１１ｂにおいて、裏面が第１の領域１１ａの裏面と対向する部分を第２の領域１１ｂ_１とし、折り曲げられている部分を第２の領域（折り曲げられた領域）１１ｂ_２とし、フレキシブル基板１１を折り曲げたときに第１の領域１１ａと同一平面上に位置する部分を第２の領域１１ｂ_３とする。つまり、本実施の形態では、上記フレキシブル基板１１の中央部に第１の領域１１ａを備え、その同一平面上に２箇所の第２の領域１１ｂ_３を備えている。そして、裏面が第１の領域１１ａの裏面と対向する第２の領域１１ｂ_１を２箇所に備え、第２の領域１１ｂ_１と第２の領域１１ｂ_３とは２箇所の第２の領域１１ｂ_２によって互いが繋がっている。また、第２の領域１１ｂ_１におけるフレキシブル基板１１のそれぞれの端部は、互いが接触しておらず、その間には隙間が生じている。

尚、上記第２の領域１１ｂ_１におけるフレキシブル基板１１のそれぞれの端部は、本実施の形態のように互いの間に隙間が生じていてもよく、また、互いの端部が完全に接触することにより隙間が無くてもよい。但し、本実施の形態のように、上記第２の領域１１ｂ_１におけるフレキシブル基板１１のそれぞれの端部の間に隙間を生じさせることにより、放熱性を高めることができるため、より好ましい。

半導体チップ１は突起電極３を備えており、上記突起電極３と上記配線パターン５の一端に設けられるインナーリード（図示せず）との接続により、半導体チップ１は配線パターン５と電気的に接続している。また、上記フレキシブル基板１１の第２の領域１１ｂ_１の上にはハンダボールランド１２が設けられており、ハンダボールランド１２は上記インナーリードにおける突起電極３と接続している箇所と反対側の端部に配置される。上記ハンダボールランド１２の上にハンダボール８が配置されることで、ハンダボール８は配線パターンと電気的に接続している。つまり、半導体チップ１とハンダボール８とは、配線パターン５を介して電気的に接続している。

半導体装置１００では、配線パターン５を外部環境から保護するため、配線パターン５の表面はソルダーレジスト４により覆われている。また、半導体チップ１と配線パターン５との電気的接続を外部環境から保護するため、半導体チップ１と配線パターン５との境界領域は樹脂２で封止されている。

図２に示す１層配線のエリアアレイ型半導体装置と比較すると明らかなように、本実施の形態に係る半導体装置１００では、図２に示す１層配線のエリアアレイ型半導体装置とは異なり、図３に示す２層配線のエリアアレイ型半導体装置と同じように、半導体チップ１の設置方向とは反対側の方向にハンダボール８を設置することができる。これにより、半導体チップ１の裏側の空間を有効に活用することができる。よって、安価な単層配線基板を用いて実装効率の高い半導体装置１００を実現することができる。

より具体的には、図２に示す１層配線のエリアアレイ型半導体装置では、半導体装置１００と同様に、フレキシブル基板１１の上に半導体チップ１とハンダボール８とを備えている。しかしながら、図２に示す半導体装置では、フレキシブル基板１１が平面であるため、半導体チップ１の設置面とハンダボール８の設置面とは同一平面となる。これにより、外部出力端子であるハンダボール８を半導体チップ１搭載部の裏面に配列することができず、パッケージサイズが大きくなってしまう。

本実施の形態において、上記フレキシブル基板１１の材質としては、ポリイミド、ポリエステルなどが挙げられ、加工性、耐熱性、耐溶剤性および絶縁性に優れているため、ポリイミドがより好ましい。尚、本実施の形態ではフレキシブル基板１１として、ポリイミド製のフレキシブル基板を使用している。

上記接着剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ホットメルト接着剤などが挙げられる。

以下に、上述した本実施の形態に係る半導体装置１００の製造方法について説明する。

まず、フレキシブル基板１１上の配線パターン５と半導体チップ１とを金属接合（インナーリードボンディング（ＩＬＢ））させる。その後、ソルダーレジスト４が被覆していない配線パターン５の領域に樹脂２を塗布し、キュアーにてその樹脂２を硬化させる。そして、外部接続端子となるハンダボール８を搭載し、リフローにより金属接合させる。最後に、第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂの裏面とが互いに対向するように、フレキシブル基板１１を折り曲げる。

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂの裏面とが互いに対向するように、上記フレキシブル基板１１が折り曲げられている。これにより、半導体チップ１の裏側の空間を有効に活用することができ、安価な単層配線基板を用いて、多層配線基板と同様に半導体チップ１の設置方向とは反対側の方向に外部出力端子であるハンダボール８をフレキシブル基板１１に設置することが可能となる。従って、低コストで実装効率の高い半導体装置１００を提供することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の一実施形態について図４に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態１において、さらに、上記第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂ_１の裏面との間にスティフナ（放熱板）を設けたこと以外は、実施の形態１の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。

図４は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図４に示すように、本実施の形態に係る半導体装置２００では、上記第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂの裏面との間に、スティフナ（平板）１４が設置される。

上記スティフナ１４は、平坦性向上の効果および半導体装置２００の実装効率を低下させないという観点から、平板である。また、スティフナ１４の材質としては、フレキシブル基板１１の平坦性を確保するため、フレキシブル基板１１より硬い材料であれば特には限定されず、例えば、銅、ステンレスまたはアルミニウム等が挙げられ、好ましくは銅またはアルミニウムである。銅またはアルミニウムは放熱特性に優れているため、スティフナ１４が銅またはアルミニウムからなるものであれば、半導体装置２００の放熱特性を向上させることができる。

一般的に、本実施の形態の半導体装置２００のようなフリップチップのＢＧＡタイプの半導体装置は、硬質のガラスエポキシ基板を用いたトランスファーモールドタイプのＢＧＡタイプの半導体装置と比べて放熱特性は優れている。これは、トランスファーモールドタイプのＢＧＡタイプの半導体装置では、半導体チップなどがモールド樹脂によって囲まれているためである。半導体チップなどがモールド樹脂によって囲まれていることにより、半導体チップ１の駆動時に発生する熱がモールド樹脂内部に取り込まれ、ＢＧＡパッケージの温度が上昇する。ＢＧＡパッケージの温度が上昇することにより、モールド樹脂の熱抵抗が上昇するため、トランスモールドタイプのＢＧＡタイプの半導体装置の放熱特性はさらに低くなる。

本実施の形態の半導体装置２００のようなフリップチップのＢＧＡタイプの半導体装置に、銅またはアルミニウムなどの放熱特性に優れる材質からなるスティフナ１４を設置すれば、半導体装置２００の放熱特性をさらに向上させることができる。つまり、本実施の形態の半導体装置２００は、多層配線基板と同様に、半導体チップ１の設置方向とは反対側の方向にハンダボール８をフレキシブル基板１１に設置することが可能となるだけではなく、トランスモールドタイプのＢＧＡタイプの半導体装置と比べて優れた放熱特性を示す構成とすることができる。

上記スティフナ１４の厚さは、特には限定されないが、重量と取り扱い易さとのバランスをとるという観点から、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の範囲であることがより好ましい。

尚、本実施の形態では、スティフナ１４として、厚さが０．１ｍｍの平板の放熱性に優れた銅製のスティフナを用いている。

スティフナ１４の設置位置としては、上記第１の領域１１ａの裏面と上記第２の領域１１ｂの裏面との間であれば、どのような位置であっても構わないが、スティフナ１４による平坦化の効果を最大限に引き出すためには、スティフナ１４の底面が上記第２の領域１１ｂにおけるハンダボール８が設置される面、つまり第２の領域１１ｂ_１と略平行となるように、スティフナ１４を配置することが好ましい。

尚、本実施の形態では、スティフナ１４はスティフナ１４の底面が上記第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂ_１の裏面と略平行となるように接着剤１３中に配置され、上記第１の領域１１ａの裏面および第２の領域１１ｂ_１の裏面との間の略中央に位置するように配置されている。

本実施の形態に係る半導体装置２００は、ハンダボール８を搭載する前にスティフナー１４を貼り付けること以外は、実施の形態１の構成と同じ方法で、半導体装置を製造することができる。

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置２００は、実施の形態１の半導体装置１００に、さらにスティフナ１４を、第１の領域１１ａの裏面と第２の領域１１ｂの裏面との間に備えたものである。これにより、半導体装置２００の平坦性を確保することができるため、実装時に問題となっていた外部出力端子であるハンダボール８が配置されている第２の領域１１ｂの実装装置との共平面性（コプラナリティー）を、確保することができる。従って、安定的に実装装置へ搭載することができる半導体装置２００を提供することができる。

〔実施の形態３〕
本発明の一実施形態について図５に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１または２における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態２において、スティフナ１４がフレキシブル基板１１の第２の領域１１ｂにおけるソルダーレジスト４の上に設けられていること以外は、実施の形態２の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。

図５は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図５に示すように、本実施の形態に係る半導体装置３００では、スティフナ１４が第２の領域１１ｂ、具体的には第２の領域１１ｂ_３におけるソルダーレジスト４の上に設けられている。

上記スティフナ１４は、接着剤などにより、ソルダーレジスト４の上に固定させることができる。上記スティフナ１４をソルダーレジスト４の上に設置する工程は、ソルダーレジスト４が形成された後であれば、どのタイミングであっても構わない。

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置３００は、実施の形態１の半導体装置１００に、さらに、スティフナ１４をソルダーレジスト４の上に備えたものである。これにより、半導体装置３００の平坦性を確保することができるため、実装時に問題となっていた外部出力端子であるハンダボール８が配置されている第２の領域１１ｂの実装装置との共平面性（コプラナリティー）を、確保することができる。さらには、スティフナ１４をソルダーレジスト４の上に配置するだけで、スティフナ１４を半導体装置３００に設置することができるため、実施の形態２の半導体装置２００と比べて、より簡便にスティフナ１４を導入することができる。従って、より低コストで、安定的に実装装置へ搭載することができる半導体装置３００を提供することができる。

〔実施の形態４〕
本発明の一実施形態について図６に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１〜３における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態２において、スティフナ１４が、第２の領域１１ｂ_１におけるフレキシブル基板１１の両端部間の隙間に設けられていること以外は、実施の形態２の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。

図６は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図６に示すように、本実施の形態に係る半導体装置４００では、スティフナ１４が、第２の領域１１ｂ_１におけるフレキシブル基板１１の両端部間の隙間に設けられている。より具体的には、スティフナ１４の底面がフレキシブル基板１１における第２の領域１１ｂ_１と平行となるように、さらにはスティフナ１４の底面が接着剤１３と接するようにスティフナ１４が設けられている。

半導体装置４００では、スティフナ１４の底面が接着剤１３と接するようにスティフナ１４が設けられており、スティフナ１４の底面と対向する面は露出している。このため、放熱性効果に優れる。また、空間部分が多いほどスティフナー１４が空冷により冷却されやすいことに加え、スティフナー１４の露出面の上にスティフナー１４とは異なる導電性材料（例えばアルミ、銅など）を貼り付けることにより更に放熱効果を高めることができる。

上記スティフナ１４は、接着剤１３により、または接着剤１３の固化後に別の接着剤などにより、接着剤１３の上に固定させることができる。

〔実施の形態５〕
本発明の一実施形態について図７に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１〜４における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態１において、半導体装置１００の上に、接続端子を介して、さらに別の半導体装置を積層させたこと以外は、実施の形態１の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。尚、上層の半導体装置は、ハンダボールが設置されている個数が下層の半導体装置の接続端子が設置されている個数と同じとなっていること以外は実施の形態１の半導体装置１００と同じ構成である。

図７は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図７に示すように、本実施の形態に係る半導体装置５００では、半導体装置５００ｂの上（半導体装置５００ｂにおける第１の領域１１ａの上）に、接続端子１９を介して、さらに別の半導体装置５００ａが積層している。具体的には、半導体装置５００ｂにおける第２の領域１１ｂ_３上に、ハンダボール８と接続することが可能な接続端子１９が設置されており、該接続端子１９と上層の半導体装置５００ａが備えるハンダボール８との接続により、半導体装置５００ｂの上に半導体装置５００ａが積層している。

以下に、上述した本実施の形態に係る半導体装置５００の製造方法について説明する。

本実施の形態に係る半導体装置５００は、ハンダボール８を半導体装置５００ｂにおける第２の領域１１ｂ_３にも設けること以外は、実施の形態１の構成と同じ方法で製造することができる。つまり、実施の形態１の構成と同じ方法で、半導体装置５００ａと半導体装置５００ｂとを製造した後、半導体装置５００ａの領域１１ｂ_１におけるハンダボール８と半導体装置３００ｂの領域１１ｂ_３におけるハンダボール８とが向かい合うように重ね合わせ、上記重ね合わせた半導体装置５００ａ・５００ｂをリフロー炉に通して、上記互いに向かい合ったハンダボール８同士を金属結合させることにより製造することができる。

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置５００は、半導体装置５００ａと半導体装置５００ｂとが積層したものである。従って、低コストで実装効率の高い半導体装置５００を提供することができる。

〔実施の形態６〕
本発明の一実施形態について図８に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１〜５における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態１において、半導体装置１００の折り曲げ部となる第２の領域１１ｂ_２のフレキシブル基板１１にスリットが形成されていること以外は、実施の形態１の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。

図８は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図８に示すように、本実施の形態に係る半導体装置６００では、第２の領域１１ｂ_２のフレキシブル基板１１にスリット２０が形成されている。このように第２の領域１１ｂ_２のフレキシブル基板１１にスリット２０を形成させることで、硬質のガラスエポキシ基板に比べて折り曲げ易いフレキシブル基板１１を、さらに容易に折り曲げることができるようにすることができる。これにより、より簡便に半導体装置６００を製造することができる。

スリット２０は、フレキシブル基板１１を折り曲げ易くし、半導体装置６００の機能に影響を与えなければ、どのような位置に設けてもよい。上記スリット２０の形成方法としては、例えば、配線パターン５の形成後に、フォトレジスト、またはフレキシブル基板１１を機械等によって加工することによりスリット２０を形成させることができる。

また、上記スリット２０は、薄肉部となっていてもよい。具体的には、図８に示すスリット２０のように配線パターン５に到達するまで深くフレキシブル基板１１を除去しなくても、一部の配線基板１１が残存していてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置６００では、第２の領域１１ｂ_２における上記フレキシブル基板１１にスリット２０が設けられている。これにより、フレキシブル基板１１をより容易に折り曲げることができる。これにより、より短時間で半導体装置６００を製造することができる。従って、上記構成によれば、より低コストで半導体装置６００を提供することができる。

〔実施の形態７〕
本発明の一実施形態について図９に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１〜６における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態１において、半導体装置１００の第２の領域１１ｂ_３上にハンダボール８をさらに備えていること以外は、実施の形態１の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。

図９は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図９に示すように、本実施の形態に係る半導体装置７００では、第２の領域１１ｂ_３上にハンダボール８をさらに備えている。これにより、半導体チップ１の設置方向と同じ方向および反対側の方向の２方向に外部出力端子であるハンダボール８がフレキシブル基板１１に設置されるため、２方向から、他の半導体装置の積層および／または実装装置への搭載を行うことができる。よって、より自由に半導体装置７００を設計することができる。

〔実施の形態８〕
本発明の一実施形態について図１０に基づいて説明すると以下の通りである。但し、上述した実施の形態１〜７における部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態１において、半導体装置１００の折り曲げ部となる第２の領域１１ｂ_２上のソルダーレジスト４にスリットが形成されていること以外は、実施の形態１の構成と同じ構成で、半導体装置が形成されている。

図１０は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。

図１０に示すように、本実施の形態に係る半導体装置８００では、第２の領域１１ｂ_２上のソルダーレジスト４にスリット２０’が形成されている。このように第２の領域１１ｂ_２上のソルダーレジスト４にスリット２０’を形成させることで、硬質のガラスエポキシ基板に比べて折り曲げ易いフレキシブル基板１１を、さらに容易に折り曲げることができるようにすることができる。これにより、より簡便に半導体装置８００を製造することができる。

スリット２０’は、フレキシブル基板１１を折り曲げ易くし、半導体装置８００の機能に影響を与えなければ、どのような位置に設けてもよい。上記スリット２０’の形成方法としては、例えば、ソルダーレジスト４を形成した後に、フォトレジスト、または機械等によってソルダーレジスト４に対して切削などの加工を施すことによりスリット２０’を形成させる方法などが挙げられる。

また、上記スリット２０’は、薄肉部となっていてもよい。具体的には、図１０に示すスリット２０’のようにフレキシブル基板１１上の配線パターン５に到達するまで深くソルダーレジスト４を除去しなくても、一部のソルダーレジスト４が残存していてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置８００では、第２の領域１１ｂ_２における上記ソルダーレジスト４にスリット２０が設けられている。これにより、フレキシブル基板１１を折り曲げる際にかかる、ソルダーレジスト４への負荷が低減される。これにより、フレキシブル基板１１をより容易に折り曲げることができるため、より短時間で半導体装置８００を製造することができる。従って、上記構成によれば、より低コストで半導体装置８００を提供することができる。

本発明に係る半導体装置は、ポリイミドからなる絶縁性を有するベースフィルム上の片面にスパッタメッキによって導電性の配線パターンを形成し、その配線パターンの一端に配置されたインナーリードと半導体チップの上の突起電極が接合され、そのインナーリードの他端に設けられたランドに外部出力端子としてハンダボールを搭載する半導体装置であって、外部出力端子のハンダボールを搭載しているエリアを反対側に折り曲げて接着剤などにより固定することによって、半導体チップと反対側に外部出力端子であるハンダボールとを配置することができる半導体装置であってもよい。

また、上記半導体装置において、ベース基板と導電性の配線パターンとを接着剤にて貼り合わせて形成されたベース基板を有することが好ましい。

また、上記半導体装置において、半導体チップが搭載される裏面に銅若しくはアルミニウムでできた放熱効果を有する薄板を貼り付けた構造を有していることが好ましい。

また、上記半導体装置において、折り曲げるエリアにある外部出力端子であるハンダボール及び搭載された半導体チップ以外のベース基板上に銅若しくはアルミニウムでできた放熱効果を有する薄板を貼り付けた構造を有していることが好ましい。

また、上記半導体装置において、外部出力端子であるハンダボールのうちプリント基板に実装されるハンダボールが搭載されているエリアのみを折り曲げ、折り曲げないエリアに搭載されているハンダボールにて積層された異なる半導体装置との接合を有することが好ましい。

また、上記半導体装置において、折り曲げ性を容易にする為に折り曲げ箇所のベース基板にスリット構造を有することが好ましい。

尚、上述の説明では、フレキシブル基板１１が２箇所で折り曲げられている場合について説明したが、これに限るものではない。１箇所であってもよい。フレキシブル基板１１が１箇所で折り曲げられていても、本実施形態と略同様の効果が得られる。

但し、本実施形態のように、フレキシブル基板１１が２箇所で折り曲げられている場合は、より多くの外部出力端子（ハンダボール８）を設けることができるため、特に効果が大きい。また、上記折り曲げられる箇所は３箇所以上であってもよく、例えば、半導体チップ１を中心として４箇所で折り曲げられることができる。この場合、半導体チップの４辺から外部接続端（ハンダボール８）を引き出すことが可能となるため、更に多くの外部出力端子を設けることができる。

また、上述の説明では、固定手段として接着剤１３を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。両面テープや止め具等でフレキシブル基板１１を固定してもよい。両面テープ等でフレキシブル基板１１が固定されていても、本実施形態と略同様の効果が得られる。

但し、本実施形態のように、フレキシブル基板１１が接着剤１３で固定されている場合では、より強固にフレキシブル基板１１を固定することができるため、特に効果が大きい。

また、上述の説明では、外部出力端子としてハンダボールを用いた場合について説明したが、これに限るものではない。フラット端子、またはメッキ等により嵩を稼いだフラット端子を用いたとしても、本実施形態と略同様の効果が得られる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の半導体装置は、第１の領域の裏面と第２の領域の裏面とが互いに対向するように、フレキシブル基板が折り曲げられている。よって、低コストで実装効率の高い半導体装置を提供することができる。このため、例えば液晶パネルモジュール等のＣＯＦ型半導体装置を用いる各種の電子機器等に好適に用いることができる。

本実施の一形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 １層配線のエリアアレイ型半導体装置の概略構成を示す断面図である。 ２層配線のエリアアレイ型半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施の他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施のさらに他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施のさらに他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施のさらに他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施のさらに他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施のさらに他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 本実施のさらに他の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 従来の半導体装置の概略構成を示す断面図である。 図１１の半導体装置を積層した構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 半導体チップ
４ ソルダーレジスト
５ 配線パターン
８ ハンダボール（外部出力端子）
１１ フレキシブル基板
１１ａ 第１の領域
１１ｂ 第２の領域
１１ｂ_１ 第２の領域
１１ｂ_２ 第２の領域（折り曲げられた領域）
１１ｂ_３ 第２の領域
１３ 接着剤（固定手段）
１４ スティフナ（平板）
２０ スリット
２０’ スリット
１００ 半導体装置
２００ 半導体装置
３００ 半導体装置
４００ 半導体装置
５００ 半導体装置
６００ 半導体装置
７００ 半導体装置
８００ 半導体装置

Claims (12)

1. 片面に配線パターンが形成されたフレキシブル基板の上記片面上に、配線パターンと電気的に接続された半導体チップと外部出力端子とを備える半導体装置において、
   上記フレキシブル基板は、半導体チップが備えられた第１の領域と、外部出力端子が備えられた第２の領域とを備え、
   第１の領域の裏面と第２の領域の裏面とが互いに対向するように、上記フレキシブル基板が折り曲げられていることを特徴とする半導体装置。
2. フレキシブル基板を折り曲げて固定する固定手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 上記固定手段が、接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
4. 上記フレキシブル基板は、ポリイミドからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
5. 上記配線パターンは、上記フレキシブル基板に貼着されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
6. 第１の領域の裏面と第２の領域の裏面との間に、フレキシブル基板を平坦に保つための平板をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
7. さらに、上記第１の領域および第２の領域における半導体チップと外部出力端子とが備えられている部分以外の部分に、第１・第２領域を覆うようにしてソルダーレジストを備え、
   フレキシブル基板を平坦に保つための平板を、上記ソルダーレジストの上に備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
8. 上記平板は、銅またはアルミニウムからなることを特徴とする請求項６または７に記載の半導体装置。
9. 上記第２の領域は、折り曲げたときに第１の領域と同一平面上に位置する部分をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
10. 上記フレキシブル基板は、上記折り曲げられた領域に薄肉部またはスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
11. さらに、上記第１の領域および第２の領域における半導体チップと外部出力端子とが備えられている部分以外の部分に、第１・第２領域を覆うようにしてソルダーレジストを備え、
    上記フレキシブル基板が折り曲げられた領域における上記ソルダーレジストに薄肉部またはスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
12. 上記配線パターンは、スパッタリングメッキによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。

Images