JP3263256B2 - 半導体装置並びに半導体装置の絶縁フィルム並びに半導体装置の実装方法 - Google Patents

半導体装置並びに半導体装置の絶縁フィルム並びに半導体装置の実装方法

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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01322Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases

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  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の電子
機器に使用される半導体装置とその実装方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】半導体チップの実装方法として従来から
使用されているものには、ワイヤボンディング方式、T
AB(Tape Automated Bondin
g)方式、フリップチップ方式がある。
【0003】ワイヤボンディング方式は図4に示すよう
に、半導体チップ1周辺部のパッド3と基板a上のパッ
ド8を金属製のワイヤ16で接続するものであり、現在
広範囲で使用されているが、ワイヤを接続する装置側の
制限により接続パッドピッチの微細化はほぼ限界に達し
ている。
【0004】TAB方式は図5に示すように、絶縁フィ
ルム上に形成したリード5によって半導体チップ1と基
板9とを接続するもので、ワイヤボンディング方式に比
べて接続ピッチを小さくすることができ、かつ基板9へ
接続する前にフィルム上で半導体チップ1の試験が可能
であるという利点をもつ。反面、ワイヤボンディング方
式とTAB方式は、半導体チップの周辺部外側に接続エ
リアが必要になるため、半導体チップ同士の間隔を狭め
るのに限界があるという欠点がある。
【0005】フリップチップ方式は図6に示すように、
半導体チップ1の回路面にはんだバンプ7を形成し、基
板9上の接続パッド8に位置合わせして接合するため半
導体チップ1周辺部に接続エリアが不要で、実装密度の
向上に適している。反面、半導体チップ1上にはんだバ
ンプ7を形成する必要があり、半導体プロセスは非常に
複雑になってしまう。
【0006】そこで、TAB方式とフリップチップ方式
のそれぞれの利点を兼ね備えた実装方式として、図7に
示す技術が提案されている。この図7は特開平4−15
4136号公報を示した図であり、図において、1は半
導体チップ、2は絶縁フィルム、3は接続パッド、4は
金バンプ、18はバイア、7ははんだバンプ、8は接続
パッド、9は基板を示している。絶縁フィルム2の表裏
に形成された金バンプ4とはんだバンプ7はバイア18
によって互いに接続されている。金バンプ4に半導体チ
ップの接続パッド3を位置合わせして、熱圧着、あるい
は超音波接合により接続し、さらにはんだバンプ7によ
り基板9上の接続パッド8に接続する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−15413
6号公報では、上記のように絶縁フィルムの表裏のパッ
ド間をバイアによって導通しているため、絶縁フィルム
にバイアを形成しなければならない。一般的なTAB用
の絶縁フィルムでは、フィルムの片面に接着剤で金属箔
を張り付けるか、あるいはメッキによって金属層を形成
しており、バイアを形成するためにはプロセスが複雑に
なるという問題点があった。
【0008】また、金バンプ4と接続パッド3とを熱圧
着あるいは超音波接合する際には、ボンディングツール
で直接加圧、加熱することができず、構造上絶縁フィル
ム2を介しての加圧、加熱になってしまい、圧力と温度
の制御が非常に難しいという問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、TAB方式とフリップチップ方
式の利点を合わせ持ち、高密度実装が可能な半導体装置
及びその実装方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
絶縁フィルムは、片面に一端がはんだバンプ形成用パッ
ドからなるリードを有し、このリードを臨むように、半
導体チップの接続パッドとリードを接合し、この接合部
の外側でリード及び絶縁フィルムを切断するための開口
部が設けられたものである。
【0011】請求項2の半導体装置の絶縁フィルムは、
請求項1記載の半導体装置の絶縁フィルムにおいて、リ
ードの他端はテストパッドからなり、はんだバンプ形成
用パッドが中心部に、テストパッドが周囲に配設された
ものである。
【0012】請求項3の半導体装置は、接続パッドを有
する半導体チップと、片面に一端がはんだバンプ形成用
パッドからなるリードを有し、このリードを臨むよう
に、半導体チップの接続パッドとリードを接合し、この
接合部の外側でリード及び絶縁フィルムを切断するため
の開口部が設けられた絶縁フィルムと、を備え、接続パ
ッドとはんだバンプ形成用パッドを接続したものであ
る。
【0013】請求項4の半導体装置の実装方法は、絶縁
フィルムの片面に一端がはんだバンプ形成用パッドから
なるリードを開口部に臨むように形成し、はんだバンプ
形成用パッドにはんだバンプを形成し、半導体チップの
接続パッドとリードを開口部にて接合し、この接合部の
外側でリード及び絶縁フィルムを切断し、はんだバンプ
にて基板に搭載する。
【0014】請求項5の半導体装置の実装方法は、絶縁
フィルムの片面に一端がはんだバンプ形成用パッド、他
端がテストパッドからなるリードを開口部に臨むように
形成し、はんだバンプ形成用パッドにはんだバンプを形
成し、半導体チップの接続パッドとリードを開口部にて
接合し、テストパッドを利用して機能検査を行い、接合
部の外側でリード及び絶縁フィルムを切断し、はんだバ
ンプにて基板に搭載する。
【0015】
【作用】請求項1の半導体装置の絶縁フィルムは、開口
部に臨むリードに反リード面から半導体チップの接続パ
ッドを接合し、この接合部の外側でリード及び絶縁フィ
ルムを切断できる。
【0016】請求項2の半導体装置の絶縁フィルムは、
テストパッドを利用して機能検査ができる。
【0017】請求項3の半導体装置は、絶縁フィルムに
バイヤを形成することなく半導体チップと接続できる。
【0018】請求項4の半導体装置の実装方法は、絶縁
フィルムの開口部に臨むように形成されたリードに、半
導体チップの接続パッドが接合し、外側のリード及び絶
縁フィルムを切断した後はんだバンプにて基板に搭載さ
れる。
【0019】請求項5の半導体装置の実装方法は、リー
ド及び絶縁フィルムを切断する前に、テストパッドを利
用して機能検査を行い、はんだバンプにて基板に搭載す
る。
【0020】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1において、1は半導体チップ、2は半導体チ
ップ1と基板9との間に介在する絶縁フィルム、3は半
導体チップ1上に形成された接続パッド、4はこの接続
パッド3上に設けられた金バンプ、5はこの金バンプ4
に接続されるリード、6は絶縁フィルム2上に形成され
たはんだバンプ形成用パッド、7はこのはんだバンプ形
成用パッド6上に形成されたはんだバンプ、8は基板9
上のパッドである。
【0021】図2は絶縁フィルム2と絶縁フィルム2上
に形成したリード5の形状、およびテストパッド10を
示す。絶縁フィルム2はポリイミド、ポリエステル等の
樹脂でできており、絶縁フィルム2を図示しない送り装
置により移動するための送り孔11と、半導体チップ1
上の金バンプ4とリード5を接続するための孔12が明
けられている。リード5の表面には、金バンプ4との熱
圧着ボンディングを可能にするためのSnあるいはAn
メッキが施されている。金バンプ4は本実施例のように
半導体チップ1上に形成するのが一般的であるが、公知
の転写バンププロセスによってリード5に形成すること
も可能である。
【0022】図3(a)〜(f)は、この実施例による
実装の手順を示したものである。まずリード5の端部に
はんだバンプ7を形成する(図3(b))。はんだバン
プ7をリード5の端部に形成する前に、はんだがリード
を伝って流れないようにするためにガラスあるいはCr
のように、はんだに濡れない材料でダムをつくることは
公知の技術である。次に、リード5と半導体チップ1上
の金バンプ4を位置合わせし、ボンディングツール13
にてリード5を金バンプ4に押しつけ、加熱することに
よって両者を接合する(図3(c))。次に、テストパ
ッド10をプローブ14でプロービングすることによっ
て半導体チップの機能検査を行う(図3(d))。さら
に、金バンプ4とリード5の接合部の外側で、リード5
と絶縁フィルム2をリード切断機15で切断し(図3
(e))、基板9上に形成した接続パッド8にはんだバ
ンプ7を位置合わせし、リフローによって実装する(図
3(f))。
【0023】以上説明したようにこの実施例によれば、
従来のTABのリードには逆に半導体チップの内側に向
かってリードが配置されるため、絶縁フィルムにバイア
を形成することなく半導体チップの下部で基板と接続で
き、安価で高密度な実装が可能になる。
【0024】また、リードと半導体チップ上の金バンプ
を接合する際、ボンディングツールでリードに直接、圧
力、温度を加えることができるため、圧力、温度のコン
トロールが容易であり、安定した接合が可能である。
【0025】実施例2.上記実施例では、絶縁フィルム
2上のリード5の端部に図3(b)の工程ではんだバン
プ7を形成しているが、はんだバンプにSn−Pb共晶
はんだ等低融点のはんだを使用すれば、金バンプ4とリ
ード5を接合した後にはんだバンプ7を形成することも
可能である。
【0026】
【発明の効果】請求項1の半導体装置の絶縁フィルム
は、片面に一端がはんだバンプ形成用パッドからなるリ
ードを有し、このリードを臨むように、半導体チップの
接続パッドとリードを接合し、この接合部の外側でリー
ド及び絶縁フィルムを切断するための開口部を設けたの
で、バイヤを形成することなく半導体チップと接続でき
る。
【0027】請求項2の半導体装置の絶縁フィルムは、
請求項1記載の半導体装置の絶縁フィルムにおいて、リ
ードの他端はテストパッドからなり、はんだバンプ形成
用パッドが中心部に、テストパッドが周囲に配設された
構成としたので、基板実装前に機能試験ができる。
【0028】請求項3の半導体装置は、接続パッドを有
する半導体チップと、片面に一端がはんだバンプ形成用
パッドからなるリードを有し、このリードを臨むよう
に、半導体チップの接続パッドとリードを接合し、この
接合部の外側でリード及び絶縁フィルムを切断するため
の開口部が設けられた絶縁フィルムと、を備え、接続パ
ッドとはんだバンプ形成用パッドを接続した構成にした
ので、絶縁フィルムにバイヤを形成することなく半導体
チップと接続でき、安価で高密度な実装が可能になる。
【0029】請求項4の半導体装置の実装方法は、絶縁
フィルムの片面に一端がはんだ形成用パッドからなるリ
ードを開口部に臨むように形成し、はんだバンプ形成用
パッドにはんだバンプを形成し、半導体チップの接続パ
ッドとリードを開口部にて接合し、この接合部の外側で
リード及び絶縁フィルムを切断し、はんだバンプにて基
板に搭載するので、絶縁フィルムにバイヤを形成するこ
となく半導体チップと接続でき、安価で高密度な実装が
可能になる。
【0030】請求項5の半導体装置の実装方法は、絶縁
フィルムの片面に一端がはんだバンプ形成用パッド、他
端がテストパッドからなるリードを開口部に臨むように
形成し、はんだバンプ形成用パッドにはんだバンプを形
成し、半導体チップの接続パッドとリードを開口部にて
接合し、テストパッドを利用して機能検査を行い、接合
部の外側でリード及び絶縁フィルムを切断し、はんだバ
ンプにて基板に搭載するので、基板へ搭載前に機能検査
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による実施例1を示す構成図であ
る。
【図2】 この発明による実施例1の絶縁フィルムを示
す平面図である。
【図3】 この発明による実施例1の実装の手順を示す
図である。
【図4】 従来のワイヤボンディング方式による実装を
示す図である。
【図5】 従来のTAB方式による実装を示す図であ
る。
【図6】 従来のフリップチップ方式による実装を示す
図である。
【図7】 従来のフィルムキャリア方式による実装を示
す図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ、2 絶縁フィルム、3 接続パッド
(半導体チップ上)、4 金バンプ、5 リード、6
はんだバンプ形成用パッド、7 はんだバンプ、8 接
続パッド(基板上)、9 基板、10 テストパッド、
11 送り孔、12 孔、13 ボンディングツール、
14 プローブ、15 リード切断機、16 ワイヤ、
17 フィルムキャリア、18 バイア。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面に一端がはんだバンプ形成用パッド
    からなるリードを有し、このリードを臨むように、半導
    体チップの接続パッドと前記リードを接合し、この接合
    部の外側で前記リード及び当該絶縁フィルムを切断する
    ための開口部が設けられたことを特徴とする半導体装置
    の絶縁フィルム。
  2. 【請求項2】 リードの他端はテストパッドからなり、
    はんだバンプ形成用パッドが中心部に、前記テストパッ
    ドが周囲に配設されたことを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置の絶縁フィルム。
  3. 【請求項3】 接続パッドを有する半導体チップと、
    面に一端がはんだバンプ形成用パッドからなるリードを
    有し、このリードを臨むように、半導体チップの接続パ
    ッドと前記リードを接合し、この接合部の外側で前記リ
    ード及び絶縁フィルムを切断するための開口部が設けら
    れた絶縁フィルムと、を備え、前記接続パッドとはんだ
    バンプ形成用パッドを接続したことを特徴とする半導体
    装置。
  4. 【請求項4】 絶縁フィルムの片面に一端がはんだバン
    プ形成用パッドからなるリードを開口部に臨むように形
    成し、前記はんだバンプ形成用パッドにはんだバンプを
    形成し、半導体チップの接続パッドと前記リードを前記
    開口部にて接合し、この接合部の外側で前記リード及び
    絶縁フィルムを切断し、前記はんだバンプにて基板に搭
    載することを特徴とする半導体装置の実装方法。
  5. 【請求項5】 絶縁フィルムの片面に一端がはんだバン
    プ形成用パッド、他端がテストパッドからなるリードを
    開口部に臨むように形成し、前記はんだバンプ形成用パ
    ッドにはんだバンプを形成し、半導体チップの接続パッ
    ドと前記リードを前記開口部にて接合し、前記テストパ
    ッドを利用して機能検査を行い、前記接合部の外側で前
    記リード及び絶縁フィルムを切断し、前記はんだバンプ
    にて基板に搭載することを特徴とする半導体装置の実装
    方法。
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