JP3320998B2

JP3320998B2 - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP3320998B2
Application number: JP32625296A
Authority: JP
Inventors: 恒幸下田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JPH10173084A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のう
ち、特に、ＴＡＢテープを使用した半導体装置及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の多ピン化を実現する
ものとしてＢＧＡ（Ball Grid Array）型パッケージが
用いられている。このＢＧＡ型パッケージの１つにＴＡ
Ｂテープ１０２を使用したものがある。

【０００３】以下、従来のＴＡＢテープ１０２を使用し
たＢＧＡ型パッケージを有する半導体装置について、図
面を参照して説明する。図７は、従来の半導体装置の断
面図である。

【０００４】まず、配線パターンが形成され、下面のア
レイ上に形成された電極部に銅箔１０３を形成し、露出
部分をレジスト１０４で埋め込んだＴＡＢテープ１０２
上の電極と半導体チップ１０１の電極とをインナーリー
ドボンディングにより電気的に接続する。次に、半導体
チップ１０１下面の露出している部分を樹脂１１０によ
って封止する。次に、ＴＡＢテープ１０２の平坦性を保
ち、外圧あるいは実装時の加熱によるＴＡＢテープ１０
２の反りを防止するために、例えばステンレス製のステ
ィフナ１０５を絶縁性の接着剤１０６によりＴＡＢテー
プ１０２に接着する。次に、動作時に半導体チップ１０
１から発生する熱を吸収し放熱するため、例えば銅製の
カバープレート１０７を絶縁性の接着剤１０８により半
導体チップ１０１及びスティフナ１０５上に接着する。
その後、熱圧着によりカバープレート１０７、スティフ
ナ１０５、及びＴＡＢテープ１０２の一部に圧力をかけ
て圧着する。次に、ＴＡＢテープ１０２下面の銅箔１０
３上に導体ボール１０９を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のテープを使用し
たＢＧＡ型パッケージでは、スティフナ１０５とＴＡＢ
テープ１０２、あるいはスティフナ１０５及び半導体チ
ップ１０１とカバープレート１０７とを接着するために
絶縁性の接着剤１０６，１０８を用いており、カバープ
レート１０７及びスティフナ１０５等の各部品が絶縁さ
れた状態で、電位を持っていなかった。これにより、高
速信号を扱う回路にこの半導体装置を用いた場合、外来
からのノイズの影響を受けやすいという問題があった。

【０００６】また、ＴＡＢテープ１０２上の各信号線が
接近して配置されているため、ある一つの信号線にノイ
ズが発生した場合、隣接する信号線と干渉しノイズが発
生してしまうというクロストーク・ノイズの問題があっ
た。

【０００７】本発明は上記のような事情を考慮し、外来
ノイズや信号線の相互間に発生するクロストーク・ノイ
ズの影響を受けず、安定に動作する半導体装置及びその
製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体装置は、半導体チップと、この半導体
チップと電気的に接続され、下面にアレイ状に配列され
た複数の導体ボールを有するＴＡＢ（Tape Automated B
onding）テープと、このＴＡＢテープ上に搭載されたス
ティフナと、このスティフナ及び前記半導体チップ上に
搭載されたカバープレートとを具備したことを特徴とす
るものである。また、前記スティフナは、前記ＴＡＢテ
ープ側に凸部を有することが望ましい。更に、前記カバ
ープレートは、前記スティフナ側に凸部を有することが
望ましい。

【０００９】また、前記スティフナの凸部の先端が前記
ＴＡＢテープに直接接触し、前記カバープレートの凸部
の先端が前記スティフナに直接接触していることを特徴
とするものである。

【００１０】更に、前記カバープレートの前記凸部は、
搭載した際に前記スティフナの前記凸部上に来るように
形成されていることが望ましい。更に、前記カバープレ
ートの凸部は、側壁の先端が前記スティフナに接触して
いる貫通孔であることが望ましい。

【００１１】また、前記スティフナは、貫通孔を有する
ことが望ましい。更に、前記カバープレートの凸部は、
前記スティフナの貫通孔程度の大きさであることが望ま
しい。

【００１２】更に、前記カバープレートの凸部は、側面
が前記スティフナの前記貫通孔の側壁に接触している貫
通孔であることが望ましい。また、半導体チップをＴＡ
Ｂテープ上にボンディングする工程と、前記ＴＡＢテー
プ上にスティフナを搭載する工程と、前記スティフナ及
び前記半導体チップ上にカバープレートを搭載する工程
と、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバー
プレートとを圧着し、前記ＴＡＢテープ、前記スティフ
ナ及び前記カバープレートを電気的に接続する工程とを
具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法があ
る。

【００１３】また、半導体チップをＴＡＢテープ上にボ
ンディングする工程と、前記ＴＡＢテープ上に凸部を有
するスティフナを搭載する工程と、前記スティフナ及び
前記半導体チップ上にカバープレートを搭載する工程
と、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバー
プレートとを圧着し前記カバープレートの圧着部に凸部
を形成し、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記
カバープレートを電気的に接続する工程と、前記ＴＡＢ
テープの下面にアレイ状に導電ボールを形成する工程と
を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法があ
る。

【００１４】更に、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ
及び前記カバープレートを圧着する工程において、前記
カバープレートの圧着部に貫通孔を形成することが望ま
しい。

【００１５】また、半導体チップをＴＡＢテープ上にボ
ンディングする工程と、前記ＴＡＢテープ上に貫通孔を
有するスティフナを搭載する工程と、前記スティフナ及
び前記半導体チップ上にカバープレートを搭載する工程
と、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバー
プレートを圧着し前記カバープレートの圧着部に側面が
前記スティフナの貫通孔の側壁に接触するように貫通孔
を形成し、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記
カバープレートを電気的に接続する工程と、前記ＴＡＢ
テープの下面にアレイ状に導電ボールを形成する工程と
を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法があ
る。

【００１６】更に、前記スティフナの凸部あるいは貫通
孔は、搭載したときに前記ＴＡＢテープの配線に影響が
ない箇所に形成されていることが望ましい。また、前記
スティフナ及び前記半導体チップ上に前記カバープレー
トを搭載する工程において、前記カバープレートの前記
スティフナの凸部と接触する箇所にあらかじめ凸部を形
成することが望ましい。更に、前記ＴＡＢテープと前記
スティフナ、及び前記スティフナと前記カバープレート
とは、絶縁性の接着剤で接着されることが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
１の実施の形態にかかる半導体装置及びその製造方法に
ついて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に
かかる半導体装置の断面図、図２は、本発明の第１の実
施の形態にかかる半導体装置の一部の拡大図である。

【００１８】まず、配線パターンが形成され、下面の電
極部に銅箔３が形成され、下面の露出している部分をレ
ジスト４で埋め込んでいるポリイミド製のＴＡＢテープ
２の上面の電極部と半導体チップ１下面の電極部とをイ
ンナーリードボンディングにより電気的に接続する。次
に、半導体チップ１下面の露出している部分をポッティ
ングにより樹脂１２で封止する。

【００１９】次に、組立時にＴＡＢテープ２の配線に影
響が出ない箇所に突起６を形成した、ＴＡＢテープ２の
平坦性を保ち実装時の加熱によるＴＡＢテープ２の反り
を防止するための例えばステンレス製のスティフナ５を
接着剤７を介してＴＡＢテープ２上に搭載する。次に、
組立時にスティフナ５の突起６上に来るような位置に、
スティフナ５と接着する側に凸部９を形成した、動作時
に半導体チップ１から発生する熱を吸収し放熱するため
の例えば銅製のカバープレート８をスティフナ５の突起
６と凸部９を位置合わせして、接着剤１０を介して半導
体チップ１及びスティフナ５上に搭載する。その後、ス
ティフナ５の突起６及びカバープレート８の凸部９が形
成されている部分に上下から圧力をかけて圧着し、カバ
ープレート８の凸部９とスティフナ５間の接着剤１０、
及びスティフナ５の突起６とＴＡＢテープ２間の接着剤
７を凸部９と突起６によって貫通させる。これによっ
て、カバープレート８とスティフナ５、及びスティフナ
５とＴＡＢテープ２とを直接接触させ、カバープレート
８、スティフナ５及びＴＡＢテープ２を電気的に接続す
る。

【００２０】その後、ＴＡＢテープ２下面の電極部であ
る銅箔３上に導体ボール１１を形成する。以上により、
本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造工
程が終了する。

【００２１】カバープレート８、スティフナ５及びＴＡ
Ｂテープ２を電気的に接続することによって、外部から
ジャンパ線等の配線をつなぐことなくパッケージをグラ
ウンドなどの電位にすることができる。また、高速信号
の伝送時に外来ノイズをシールドすることも可能であ
る。更に、ＴＡＢテープ２下面の電極部に形成されてい
る銅箔３の特性インピーダンスを低下させることもでき
る。

【００２２】また、スティフナ５の突起６及びカバープ
レート８の凸部９は、あらかじめ形成するので、組立時
に工程を増加させずに半導体装置を製造することが可能
である。

【００２３】尚、上記第１の実施の形態に限定されず、
カバープレート８は平坦なままでスティフナ５及び半導
体チップ１上に搭載し、スティフナ５の突起６が形成さ
れている箇所を圧着する工程時に、その圧力によってカ
バープレート８に凹凸が生じ、凸部９が接着剤１０を貫
通してスティフナ５に接触し、電気的に接続させてもよ
い。

【００２４】次に、本発明の第２の実施の形態にかかる
半導体装置及びその製造方法について図３及び図４を参
照して説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態に
かかる半導体装置の断面図、図４は、本発明の第２の実
施の形態にかかる半導体装置の一部の拡大図である。

【００２５】凸部９を形成したカバープレート８をステ
ィフナ５及び半導体チップ１上に接着剤１０を介して搭
載する工程までは第１の実施の形態と同一工程で行われ
るので、説明を省略する。尚、同一の構成については同
一の符号を付すものとする。

【００２６】次に、ＴＡＢテープ２、スティフナ５及び
カバープレート８を上下から圧着する際に、第１の実施
の形態の熱圧着工程時よりも更に大きな圧力を加えて圧
着する。これによって、カバープレート８の凸部９に貫
通孔２１が開口し、貫通孔２１の一部がスティフナ５に
直接接触する。同時に、スティフナ５の突起６が接着剤
７を貫通してＴＡＢテープ２に接触する。これによっ
て、カバープレート８、スティフナ５及びＴＡＢテープ
２が電気的に接続される。

【００２７】その後、第１の実施の形態の場合と同様
に、ＴＡＢテープ２下面の銅箔３部に導体ボール１１を
形成する。以上により、本発明の第２の実施の形態にか
かる半導体装置の製造工程が終了する。

【００２８】カバープレート８の凸部９に熱圧着工程に
より貫通孔２１を開口して一部をスティフナ５に接触さ
せることによって、第１の実施の形態と同様に、パッケ
ージをグラウンド等の電位にすることができ、高速動作
時にクロストーク・ノイズを軽減する効果が得られる。

【００２９】また、熱圧着工程時にカバープレート８の
貫通孔２１を形成するため、製造工程を増加させずに第
２の実施の形態にかかる半導体装置を実現することがで
きる。

【００３０】尚、第１の実施の形態の場合と同様に、カ
バープレート８は平坦なままでスティフナ５及び半導体
チップ１上に搭載し、スティフナ５の突起６が形成され
ている箇所を圧着する工程時に、その圧力によってカバ
ープレート８に貫通孔２１を開口し、その一部が接着剤
１０を貫通してスティフナ５に接触し、電気的に接続さ
せてもよい。

【００３１】次に、本発明の第３の実施の形態にかかる
半導体装置及びその製造方法を図５及び図６を参照して
説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる
半導体装置の断面図、図６は、本発明の第３の実施の形
態にかかる半導体装置の一部の拡大図である。

【００３２】半導体チップ１をＴＡＢテープ２上にボン
ディングし樹脂１２で封止する工程までは、第１及び第
２の実施の形態と同様なので説明を省略する。尚、同一
の構成については、同一の符号を付すものとする。

【００３３】次に、組立時にＴＡＢテープ２上の配線に
影響がないような位置に貫通孔３１を形成したスティフ
ナ５を用意し、接着剤７を介してＴＡＢテープ２上に搭
載する。次に、組立時に、スティフナ５の貫通孔３１上
に来るような位置にスティフナ５と接着する側に凸部９
を形成したカバープレート８を接着剤を介してスティフ
ナ５及び半導体チップ１上に搭載する。

【００３４】次に、スティフナ５の貫通孔３１及びカバ
ープレート８の凸部９が形成されている部分を上下から
圧力をかけて圧着する。これによって、カバープレート
８の凸部９に貫通孔３２が形成されその側面がスティフ
ナ５の貫通孔３１の側壁に接しながら通過し、貫通孔３
２の先端がＴＡＢテープ２に直接接触し、カバープレー
ト８からＴＡＢテープ２までが電気的に接続される。

【００３５】次に、第１及び第２の実施の形態の場合と
同様にＴＡＢテープ２下面の銅箔３部に導体ボール１１
を形成する。以上により、本発明の第３の実施の形態に
かかる半導体装置の製造工程が終了する。

【００３６】カバープレート８からＴＡＢテープ２まで
を電気的に接続することによって、第１及び第２の実施
の形態と同様の効果を得ることができる。また、スティ
フナ５に貫通孔３１が形成されていることによって、組
立工程時にカバープレート８等の各部品との位置決め用
のガイドとして用いることが可能である。

【００３７】また、スティフナ５の貫通孔３１は予め形
成することができるので、製造工程を増加させずに第３
の実施の形態にかかる半導体装置を実現することが可能
である。

【００３８】尚、第１及び第２の実施の形態の場合と同
様に、カバープレート８は平坦なままでスティフナ５及
び半導体チップ１上に搭載し、圧着する工程時に、ステ
ィフナ５の貫通孔３１が形成されている箇所をその圧力
によってカバープレート８に貫通孔３２を開口し、その
一部がスティフナ５の貫通孔３１の側壁に接し、更に接
着剤７を貫通してＴＡＢテープ２に接触し、電気的に接
続させてもよい。

【００３９】尚、本発明の第１乃至第３の実施の形態に
限定されず、ＴＡＢテープ２上面のスティフナ５の突起
６あるいはカバープレート８の貫通孔３２の先端が接触
する部分に導電体を設け、スティフナ５とＴＡＢテープ
２を電気的に接続させることも可能である。

【００４０】また、スティフナ５の突起６あるいは貫通
孔３１、及びカバープレート８の凸部９の数は、上記第
１乃至第３の実施の形態に限定されず、ＴＡＢテープ２
の配線パターンに影響がない範囲であれば、いくつ形成
することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、カバープレート、ステ
ィフナ及びＴＡＢテープを電気的に接続することによっ
てパッケージをグラウンド等の電位にし、外来ノイズを
シールドして安定に動作する半導体装置及びその製造方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置
の断面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置
の一部の拡大図。

【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置
の断面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置
の一部の断面図。

【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装置
の断面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装置
の一部の断面図。

【図７】従来の半導体装置の断面図。

【符号の説明】

１，１０１…半導体チップ、２，１０２…ＴＡＢテープ、３，１０３…銅箔、４，１０４…レジスト、５，１０５…スティフナ、６…突起、７，１０，１０６，１０８…接着剤、８，１０７…カバープレート、９…凸部、１１，１０９…導電ボール、１２，１１０…樹脂、２１，３１，３２…貫通孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップと、この半導体チップと電
気的に接続され、下面にアレイ状に配列された複数の導
体ボールを有するＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テ
ープと、このＴＡＢテープ上に搭載されたスティフナ
と、このスティフナ及び前記半導体チップ上に搭載され
たカバープレートとを具備し、前記ＴＡＢテープ、前記
スティフナ及び前記カバープレートは電気的に接続され
ていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記スティフナは、前記ＴＡＢテープ側
に凸部を有することを特徴とする請求項１記載の半導体
装置。
【請求項３】前記カバープレートは、前記スティフナ
側に凸部を有することを特徴とする請求項１または請求
項２記載の半導体装置。
【請求項４】前記スティフナの凸部の先端が前記ＴＡ
Ｂテープに直接接触し、前記カバープレートの凸部の先
端が前記スティフナに直接接触していることを特徴とす
る請求項２または請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】前記カバープレートの前記凸部は、搭載
した際に前記スティフナの前記凸部上に来るように形成
されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のい
ずれか記載の半導体装置。
【請求項６】前記カバープレートの凸部は、側壁の先
端が前記スティフナに接触している貫通孔であることを
特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか記載の半導
体装置。
【請求項７】前記スティフナは、貫通孔を有すること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】前記カバープレートの凸部は、前記ステ
ィフナの貫通孔程度の大きさであることを特徴とする請
求項３または請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】前記カバープレートの凸部は、側面が前
記スティフナの前記貫通孔の側壁に接触している貫通孔
であることを特徴とする請求項７または請求項８記載の
半導体装置。
【請求項１０】半導体チップをＴＡＢテープ上にボン
ディングする工程と、前記ＴＡＢテープ上にスティフナ
を搭載する工程と、前記スティフナ及び前記半導体チッ
プ上にカバープレートを搭載する工程と、前記ＴＡＢテ
ープ、前記スティフナ及び前記カバープレートとを圧着
し、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバー
プレートを電気的に接続する工程とを具備したことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】半導体チップをＴＡＢテープ上にボン
ディングする工程と、前記ＴＡＢテープ上に凸部を有す
るスティフナを搭載する工程と、前記スティフナ及び前
記半導体チップ上にカバープレートを搭載する工程と、
前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバープレ
ートとを圧着し前記カバープレートの圧着部に凸部を形
成し、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバ
ープレートを電気的に接続する工程と、前記ＴＡＢテー
プの下面にアレイ状に導電ボールを形成する工程とを具
備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及
び前記カバープレートを圧着する工程において、前記カ
バープレートの圧着部に貫通孔を形成することを特徴と
する請求項１０または請求項１１記載の半導体装置の製
造方法。
【請求項１３】半導体チップをＴＡＢテープ上にボン
ディングする工程と、前記ＴＡＢテープ上に貫通孔を有
するスティフナを搭載する工程と、前記スティフナ及び
前記半導体チップ上にカバープレートを搭載する工程
と、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記カバー
プレートを圧着し前記カバープレートの圧着部に側面が
前記スティフナの貫通孔の側壁に接触するように貫通孔
を形成し、前記ＴＡＢテープ、前記スティフナ及び前記
カバープレートを電気的に接続する工程と、前記ＴＡＢ
テープの下面にアレイ状に導電ボールを形成する工程と
を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】前記スティフナの凸部あるいは貫通孔
は、搭載したときに前記ＴＡＢテープの配線に影響がな
い箇所に形成されていることを特徴とする請求項１１ま
たは請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】前記スティフナ及び前記半導体チップ
上に前記カバープレートを搭載する工程において、前記
カバープレートの前記スティフナの凸部と接触する箇所
にあらかじめ凸部を形成することを特徴とする請求項１
０乃至請求項１３のいずれか記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項１６】前記ＴＡＢテープと前記スティフナ、
及び前記スティフナと前記カバープレートとは、絶縁性
の接着剤で接着されることを特徴とする請求項１０乃至
請求項１５のいずれか記載の半導体装置の製造方法。