JP2634672B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は半導体装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 従来から半導体素子の実装方式の一つとしてフィルム
キャリア方式が採用されている。

フィルムキャリア方式におけるフィンガー状リードと
半導体素子とのボンディング（インナーリードボンディ
ング）方法としては、各種の方法が提案されており、半
導体素子の電極面にバンプ（突起電極）を形成し、この
バンプを利用してフィルムキャリア上のリードとボンデ
ィングする方法が提案されている。

しかし、電極面へのバンプ形成工程は、電極面にチタ
ン／クロムなどの金属による接着層およびバンプ形成金
属の拡散防止のための銅、白金、パラジウムなどの金属
からなるバリアー層をスパッタエッチッングや蒸着など
の方法により形成し、さらに、メッキ法により金メッキ
などによりバンプを形成するという複雑な工程が必要と
なるだけでなく、半導体素子の汚染や損傷を免れること
が難しく、決して優れた方法とは云えないものである。

また、前記方法とは逆に、フィルムキャリア側のリー
ドにバンプを形成してボンディングする方法も提案され
ているが、この方法も上記方法と同様、複雑なバンプ形
成工程が必要となるものである。

さらに、バンプレスフィルムキャリアとして、異方導
電膜を用いたものが提案されている（特開昭63−4633号
公報）。用いる異方導電膜としてはカーボンブラック、
グラファイト、ニッケル、銅、銀などの導電性粒子を電
気絶縁性樹脂膜に分散し、粒子を膜の厚み方向に配向さ
せたものであって、均質な異方導電性を発揮する膜を得
るには製法上、煩雑なものとなり、また導電性粒子の配
向が不充分な場合は、半導体素子の電極とリードとのイ
ンナーリードボンディングが不確実なものとなり、接続
信頼性が低下する恐れがある。

一方、近年における電子機器の薄型化や小型軽量化に
伴い、半導体装置のパッケージ形態もこのような要求が
なされており、特に、ICカードなどは厚さ0.8mm以下に
まで薄型化が進み、パッケージとしてはTAB、COBなどの
薄型半導体装置が増加する傾向にある。一般に、このよ
うな半導体装置は外部から電気的、機械的または化学的
に保護することを目的として、半導体素子の表面および
その近傍がポリイミド系樹脂やシリコーン系樹脂などか
らなる保護膜にて被覆保護されている。例えば、第３図
および第４図のように、ポリイミドフィルムなどのプラ
スチックフィルム２上の銅配線３に、バンプ状金属突出
物６を介して半導体素子１が電気的に結合され、半導体
素子１の表面およびその近傍に被覆保護用樹脂をポッテ
ィング塗布、乾燥させて保護膜８が形成されている。

しかし、このような方法による樹脂被覆では半導体素
子の接続部（電極部）の被覆が充分に行なわれなかった
り、ボイドが存在することもあり、信頼性の点で必ずし
も充分とは云えないものである。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明は上記従来の技術が有する欠点を解決し、半導
体素子とリードのボンディング時の位置決めが容易で、
かつ高い信頼性を有する半導体装置を提供することを目
的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、表裏面に導通す
る貫通孔を設けた絶縁性フィルムを用い、該貫通孔の開
口部にバンプ状金属突出物を設けたフィルムキャリアに
半導体素子を載設してなる半導体装置であって、半導体
素子とフィルムキャリアの間に表面保護樹脂層を介在さ
せることによって上記目的を達成できることを見出し、
本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は厚み方向に複数の微細貫通孔を有する
絶縁性フィルムの片面開口部にリードを有し、かつリー
ド形成貫通孔にのみ金属物質による導通路が形成され、
該貫通孔の他面開口部にはバンプ状の金属突出物が形成
されてなるフィルムキャリアに、外部接続用電極を有す
る半導体素子を載設してなる半導体装置であって、導通
路が形成されていない微細貫通路から樹脂を注入するこ
とによって、半導体素子載設部に表面保護樹脂層が形成
されていることを特徴とする半導体装置提供するもので
ある。

＜実施例＞ 以下に、本発明を図面に示す一実施例に基づき説明す
る。

第１図は表面保護樹脂層形成前の半導体装置の一実例
を示す断面図であり、フィルムキャリアは厚み方向に複
数の微細貫通孔４を有する絶縁性フィルム２の片面開口
部にリード３を有し、かつリード形成貫通孔４のみ金属
物質５が充填され他面開口部にはバンプ状金属突出物６
が形成されている。半導体素子１は片側表面にアルミニ
ウム電極などの外部接続用電極７を有し、上記バンプ状
金属突出物６に載設、接続することによって半導体装置
とする。

第２図は上記半導体装置における金属物質５を充填し
ていない貫通孔４′から表面保護用樹脂を注入し、加熱
乾燥することによって半導体素子載設部に表面保護用樹
脂層８を形成した半導体装置であり、本発明の一実例で
ある。

第１図および第２図における絶縁性フィルム２は電気
絶縁特性を有するフィルムであればその素材に制限はな
く、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系
樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ABS樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、シリコーン系樹脂などの熱硬化性樹脂や
熱可塑性樹脂を問わず使用できる。これらのうち、耐熱
性や機械的強度の点からポリイミド系樹脂を用いること
が好ましい。

上記絶縁性フィルム２の片面のリード３は、例えば
金、銀、銅、ニッケル、コバルトなどの各種金属、また
はこれらを主成分とする各種合金などの導電性材料によ
って形成され、半導体素子１とは外部接続用電極７、バ
ンプ状金属突出物６、金属物質５を介して電気的に接続
され、半導体素子１の所定の機能を発揮せしめるよう
に、所望の線状パターンにて配線されている。

本発明において上記上記絶縁フィルム２に設ける貫通
孔４は、リード３と半導体素子１上の外部接続用電極７
との接続を果たすために重要であり、リード当接領域内
または該領域内とその近傍領域にリード３の幅よりも小
さな孔間ピッチにて、少なくとも１個の微細貫通孔がフ
ィルム２の厚み方向に設けられている。貫通孔４は機械
加工やレーザー加工、光加工、化学エッチングなどの方
法を用い、任意の孔径や孔間ピッチにて設けることがで
き、例えばエキシマレーザーの照射による穿孔加工を行
なうことが好ましい。また、貫通孔４の孔径は、隣り合
う貫通孔４同士が繋がらない程度にまで大きくし、さら
に孔間ピッチもできるだけ小さくしてリードに接する貫
通孔４の数を増やすことが、後の工程にて充填する金属
物質の電気抵抗を小さくする上で好ましい。

上記のようにして設けられた貫通孔４のうち、リード
３当接領域内の貫通孔には、金属物質５を充填すること
によって導通路が形成される。さらに、導通路が形成さ
れている貫通孔４のリード当接面と反対面の開口部に数
μｍ〜数十μｍの高さでバンプ状に突出物６を形成させ
ることによって本発明に用いるフィルムキャリアを得る
ことができる。

金属物質による導通路およびバンプ状金属突出物の形
成は、例えばリード３を電極として電解メッキすること
によって、リード３当接領域内の貫通孔にのみ選択的に
行なえるものである。

また、貫通孔４に充填および突出させる金属物質５
は、単一の金属物質に限定されず、複数種の金属を用
い、多層構造とすることもできる。例えば、貫通孔のリ
ード当接側の層に銅などの安価な金属物質を用い、半導
体素子と接する層には接続信頼性の高い金などの金属物
質を用い、上記各層の間に位置する中間層に、上記各層
を形成する金属物質の相互反応を防止するためのバリヤ
ー性金属物質としてニッケルなどを用いることもでき
る。

本発明において半導体素子載設部に表面保護用樹脂層
８を介在させることは、本発明の半導体装置の電気的、
機械的および化学的な信頼性を向上させる上で極めて重
要である。本発明に用いられる表面保護用樹脂として
は、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコ
ーン系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。

このような樹脂層８は、上記フィルムキャリアに用い
た絶縁性フィルム２の金属物質５を充填していない貫通
孔４′から表面保護用樹脂を熱溶融状態または任意の溶
媒に溶解した溶液状態にて注入、充填し、加熱乾燥して
形成することが好ましく、このようにして外部接続用電
極を有する半導体素子表面および半導体素子とフィルム
キャリアとの接続部位を完全に被覆保護することができ
る。また、上記方法によって樹脂を注入した場合、樹脂
層８形成部に存在する空気が樹脂注入によって半導体装
置外に排気されるため、形成される樹脂層８内にはボイ
ドが存在せず、信頼性向上の点でさらに好ましい。

このように熱接着性樹脂層８を介在させてフィルムキ
ャリアに半導体素子１を接続した場合、キャリアと素子
との間に熱接着性樹脂層が形成され、且つ貫通孔にまで
樹脂が充填されるので密着性が向上し、電気的接続も強
固となる。さらに、半導体装置の表面保護も該樹脂層に
よって行なえるので、製造工程も簡素化できるものであ
る。なお、接続後、余分な樹脂は金属物質が充填されて
いない貫通孔内に流入して内部の空気を押し出すので、
半導体素子およびその近傍を封止保護するために、後の
工程で本発明の半導体装置を樹脂封止する際にボイドが
発生したり、クラックが入ることもなく信頼性の高いも
のとなる。

＜発明の効果＞ 以上のように、本発明の半導体装置はリード当接領域
内または該領域内とその近傍領域の絶縁性フィルムに貫
通孔を設け、その内部に金属物質を充填し、バンプ状の
金属突出物を形成したフィルムキャリアを用いているの
で、貫通孔の形成時はリード形成部に粗位置合わせをす
るだけで良く、また、半導体素子との接続もバンプ状の
突出物によって、高精度に位置決めできる。さらに、半
導体素子載設部に表面保護用樹脂層を形成しているの
で、半導体素子とフィルムキャリアとの密着性も良好で
強固な接続ができ、信頼性が極めて良好となるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面保護層形成前の半導体装置の一実例を示す
断面図、第２図は表面保護層を形成した本発明の半導体
装置の断面図、第３図および第４図は、樹脂封止された
従来の半導体装置を示す断面図である。 １……半導体素子、２……絶縁性フィルム、 ３……リード、4,4′……貫通孔、５……金属物質、 ６……バンプ状金属突出物、７……外部接続用電極、 ８……表面保護用樹脂層

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚み方向に複数の微細貫通孔を有する絶縁
   性フィルムの片面開口部にリードを有し、かつリード形
   成貫通孔にのみ金属物質による導通路が形成され、該貫
   通孔の他面開口部にはバンプ状の金属突出物が形成され
   てなるフィルムキャリアに、外部接続用電極を有する半
   導体素子を載設してなる半導体装置であって、導通路が
   形成されていない微細貫通孔から樹脂を注入することに
   よって、半導体素子載設部に表面保護樹脂層が形成され
   ていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】導通路が金属物質の充填によって形成され
   ている請求項（１）記載の半導体装置。
3. 【請求項３】請求項（１）記載の半導体装置の半導体素
   子およびその近傍をさらに樹脂封止してなる半導体装
   置。