JP3449097B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP3449097B2
JP3449097B2 JP2357496A JP2357496A JP3449097B2 JP 3449097 B2 JP3449097 B2 JP 3449097B2 JP 2357496 A JP2357496 A JP 2357496A JP 2357496 A JP2357496 A JP 2357496A JP 3449097 B2 JP3449097 B2 JP 3449097B2
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泉 岡本
秀二 井田
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、CPU、ゲートア
レイ、各種コントローラ、ドライバ等に使用される半導
体装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、CPU、ゲートアレイ、各種コン
トローラ、ドライバ等に使用される半導体装置用の半導
体チップの電極は狭ピッチ多電極化の要求が強く、従来
の半導体パッケージングの主流であるワイヤボンディン
グ方式の限界を越えるものは、テープキャリアによるT
AB実装方式が用いられている。 【0003】以下に図面を用いて従来のTAB実装方式
による半導体装置について説明する。 【0004】図3は従来のTAB実装方式による半導体
装置の構成を示した断面図であり、図3において11は
半導体チップであり、12はこの半導体チップ11に配
設されたAu、半田等よりなる突起電極である。14は
ポリイミド樹脂やガラスエポキシ樹脂等からなるテープ
キャリアのベースフィルムであり、18はこのベースフ
ィルム14に設けられた開口部である。13はCuやC
u合金の表面にSn、Au、半田等で表面処理された導
体配線のインナーリード部であり、16は前記導体配線
と同一配線上に形成されたアウターリード部である。 【0005】インナーリード部13とアウターリード部
16以外の導体配線はベースフィルム14にエポキシ系
の接着剤15で接着されており、インナーリード部13
はベースフィルム14の開口部18に突出した構成とな
っており、これらのベースフィルム14と接着剤15と
インナーリード部13とアウターリード部16を総称し
てテープキャリアと呼ぶ。 【0006】インナーリード部13と突起電極12は熱
圧着により接合され、その後接合部はエポキシ樹脂19
により封止され、さらに電気的試験の後金型等により切
断され、アウターリード部16で外部回路に接続される
ように構成されたものであった。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の半導体装置の構成では、半導体チップ11の電極の狭
ピッチ化に対応するためには、インナーリード部13を
細くする必要があり、そのために厚みの薄い導体配線材
を使用する必要があり、これを行うとインナーリード部
13やアウターリード部16のリード強度の低下は避け
られず、半導体チップ11の突起電極12とインナーリ
ード部13を熱圧着により接合する際に、インナーリー
ド部13にクラックが入りやすく信頼性の低下を招いた
り断線するという課題と、外部回路と接続されるアウタ
ーリード部16を金型で切断する時に、リードが変形し
たり切れるという課題を有していた。 【0008】本発明はこのような従来の課題を解決し、
半導体チップの狭ピッチ多電極化に対応することができ
るテープキャリアを用いた半導体装置を提供することを
目的とするものである。 【0009】 【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明による半導体装置は、テープキャリアの導体配
線部を1層の金属層で形成し、半導体チップの突起電極
と接続されるテープキャリアの導体配線部であるインナ
ーリード部のベースフィルムに開口部を設けない構成に
したものであり、かつ半導体チップの突起電極とテープ
キャリアの他の導体配線部より厚みの薄い導体配線部で
あるインナーリード部との接続を、半導体チップの突起
電極とインナーリード部のテープキャリアとの間に硬化
時に樹脂収縮応力のある光硬化性絶縁樹脂または熱硬化
性樹脂を塗布するか、接着力のある導電性樹脂を塗布す
るか、半導体チップの突起電極とインナーリード部との
接合部分を熱で共晶化する半田やインジウム合金で処理
後加熱する構成にしたものである。 【0010】この本発明によれば、半導体チップの突起
電極と接続されるテープキャリアのインナーリード部の
ベースフィルム部分に開口部がないので、テープキャリ
アのインナーリード部およびアウターリード部を含む導
体配線部に従来よりも厚みの薄い導体配線材を使用する
ことが可能となり、ベースフィルムに密着したインナー
リード部は厚みに対応した狭ピッチに微細化することが
できるので、半導体チップの狭ピッチ多電極化に容易に
対応することができる半導体装置が得られる。 【0011】 【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、シート状のベースフィルムからなるテープキャリア
と、このテープキャリアに開口せずに1層の金属層の
体配線部を形成すると共に、このテープキャリア上に搭
載され、上記導体配線部にその突起電極が光硬化性絶縁
樹脂または熱硬化性樹脂または導電性樹脂または半田ま
たはインジウム合金のいずれかを介して接続された半導
体チップとからなり、この半導体チップの上記突起電極
が接続される部分の上記導体配線部の厚さを、上記テー
プキャリアに形成される他の導体配線部の厚さより薄く
した構成としたものであり、テープキャリアに開口部が
ないので従来よりも厚みの薄い導体配線材を使用するこ
とが可能となり、半導体チップの電極の狭ピッチ多電極
化に対応して半導体チップの電極と接続されるテープキ
ャリアの導体配線部であるインナーリード部は微細化し
てもインナーリード部にはテープキャリアがあるため、
インナーリード部にクラックや断線といった問題が発生
しないという作用を有する。 【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
発明において、半導体チップの突起電極が接続される部
分の導体配線部の厚さを、テープキャリアに形成される
他の導体配線部の厚さより薄く構成したものであり、半
導体チップの電極と接続されるテープキャリアのインナ
ーリード部を部分的に薄くすることで、外部と接続され
るテープキャリアのアウターリード部のリード強度を低
下させずに半導体チップの電極の狭ピッチ多電極化に対
応した微細なインナーリード部パターンの形成ができる
という作用を有する。 【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2記載の発明において、テープキャリアのベースフィル
ムか透明樹脂よりなる構成としたものであり、半導体チ
ップとテープキャリアの固着を光硬化性絶縁樹脂により
行う場合は、テープキャリアのベースフィルム越しに光
を照射することにより樹脂の硬化を短時間で確実に行え
るという作用を有する。 【0014】以下、本発明の実施の形態について、図
1,図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態にお
ける半導体装置の構成を示した断面図であり、図1にお
いて、1は半導体チップであり、2はこの半導体チップ
1の表面に配設されたAu、半田、導電性樹脂、インジ
ウム合金等よりなる突起電極である。4はポリイミド樹
脂やガラスエポキシ樹脂やポリエステル樹脂等からなる
テープキャリアのベースフィルムであり、3および6は
このテープキャリアのベースフィルム4のCuやCu合
金等よりなり、表面にAu、Sn、半田等で表面処理さ
れて形成された導体配線を示し、さらに3は半導体チッ
プ1の突起電極2と接続されるインナーリード部、6は
外部回路と接続されるアウターリード部である。 【0015】5はベースフィルム4と上記導体配線のイ
ンナーリード部3、アウターリード部6を接着する接着
剤であり、7は半導体チップ1のテープキャリアへの固
着と突起電極2とインナーリード部3の接続および封止
を行うための光硬化性もしくは熱硬化性のエポキシ系ま
たはアクリル系の絶縁樹脂である。 【0016】以下、このように構成された本実施の形態
における半導体装置を製造する製造工程について説明す
る。 【0017】まず、テープキャリアのアウターリード部
6の部分のベースフィルム4を金型により開口し、次に
導体配線材となる(厚み18〜35ミクロン程度の)銅
箔等の導体を接着剤5により接着する。接着剤5の硬化
後、上記導体をフォトエッチングによりインナーリード
部3は半導体チップ1の突起電極2の配置に位置対応さ
せ、かつアウターリード部6は外部回路の接合部分と位
置対応させる等の必要なパターン形状に加工する。銅箔
等の導体パターンピッチの加工限界は、材質にもよるが
一般的に厚みの2.3倍から2.8倍であり、インナー
リード部3に必要な導体パターンピッチから銅箔等の導
体の厚みを選定またはフォトエッチング等により加工す
る。 【0018】次に、インナーリード部3の上に絶縁樹脂
7を塗布し、半導体チップ1をその上に突起電極2とイ
ンナーリード部3の位置を合わせて加圧しながら搭載
し、同時に光照射もしくは加熱を行って絶縁樹脂7を硬
化させる。この際、絶縁樹脂7は突起電極2とインナー
リード部3との間で加圧により排除され、突起電極2と
インナーリード部3とは電気的接続がなされ、かつ絶縁
樹脂7が硬化後に持つ接着力と収縮応力によって突起電
極2とインナーリード部3との電気的接続の保持と半導
体チップ1とテープキャリアとの固着を保つという作用
を有する。さらに絶縁樹脂7は半導体チップ1の全面を
覆うために半導体チップ1の封止も兼ねており、新たな
封止用の樹脂等が不要となる。絶縁樹脂7の硬化後、電
気的試験を経て、金型等により切断したアウターリード
部6の部分で外部回路と半田付け等により接続を行うも
のである。 【0019】この本発明によれば、半導体チップ1の突
起電極2と接続されるテープキャリアのインナーリード
部3のベースフィルム4部分に開口部がないので、テー
プキャリアのインナーリード部3およびアウターリード
部6を含む導体配線部に従来よりも厚みの薄い導体配線
材を使用することが可能となり、ベースフィルム4に密
着したインナーリード部3は厚みに対応した狭ピッチに
微細化することができ、かつ硬化後に接着力と収縮応力
を保有する絶縁樹脂7を接合部に塗布することによっ
て、半導体チップ1の狭ピッチ多電極化に容易に対応す
ることができる半導体装置が得られる。 【0020】なお、本実施の形態ではベースフィルム4
と導体配線のインナーリード部3、アウターリード部6
を接着する接着剤5を有するテープキャリアを用いた
が、ベースフィルム4上にメッキにより導体配線のイン
ナーリード部3、アウターリード部6を形成し、接着剤
5を有しない2層構造のテープキャリアを用いた構成で
も同様の効果を得ることができる。 【0021】さらに、本実施の形態ではアウターリード
部6の部分のベースフィルム4は開口させているが、ア
ウターリード部6の代わりに半田ボール等をグリッド状
に配列したテープキャリアを用いたBGAパッケージに
おいても実施可能であり、同様の効果を得ることができ
る。 【0022】(実施の形態2)図2は本発明の第2の実
施の形態による半導体装置の構成を示した断面図であ
り、図2における符号の説明は上記実施の形態1で用い
た図1と同じであるために省略する。 【0023】図2においては、半導体チップ1の突起電
極2と接続されるインナーリード部3Aの厚みを第1の
実施の形態と比べて、テープキャリアの他の導体配線部
よりも薄い構成としたものである。 【0024】テープキャリアの他の導体配線部よりも薄
い厚みに形成されたインナーリード部3Aは、第1の実
施の形態の形成工程の内、接着剤5の硬化後導体を必要
なパターン形状に加工するためのフォトエッチングの前
に、インナーリード部3A以外の部分をマスクしてイン
ナーリード部3Aの導体のみをエッチングすることによ
り得ることができ、他の製造工程は第1の実施の形態の
製造工程と同様なので省略する。 【0025】この本発明によれば、ベースフィルム4の
開口部に位置するアウターリード部6の導体厚みを薄く
することが無いので、アウターリード部6のリード強度
を低下させること無く、ベースフィルム4に密着したイ
ンナーリード部3Aは厚みに対応した狭ピッチに微細化
することができ、かつ硬化後に接着力と収縮応力を保有
する絶縁樹脂7を接合部に塗布することによって半導体
チップの狭ピッチ多電極化に容易に対応することができ
る半導体装置が得られる。 【0026】(実施の形態3)本発明の第3の実施の形
態による半導体装置の構成を図1,図2(材質の違いの
みなので図面は兼用する)を用いて説明する。 【0027】第3の実施の形態はテープキャリアのベー
スフィルム4に透明なポリエステル樹脂を用いた構成と
したものである。 【0028】この構成によれば、半導体チップ1の突起
電極2と接続されるテープキャリアのインナーリード部
3のベースフィルム部分が透明であるために、半導体チ
ップ1の突起電極2とテープキャリアのインナーリード
部3の接着保持用に塗布する絶縁樹脂7に光硬化性樹脂
を用いる場合は、ベースフィルム越しに光を照射するこ
とができ、絶縁樹脂7の硬化を短時間にかつ確実に行え
るという効果が得られる。 【0029】 【発明の効果】以上のように本発明による半導体装置
は、半導体チップの突起電極と接合するテープキャリア
のインナーリード部分のベースフィルムに開口部を設け
ず、かつ硬化後に接着力と収縮応力を保有する絶縁樹脂
を接合部に塗布する構成とすることにより、テープキャ
リアのインナーリード部を微細化してもインナーリード
部にクラックや断線が発生せず、さらにテープキャリア
の他の導体配線部の厚みよりインナーリード部の厚みを
部分的に薄くすることで外部回路と接続されるテープキ
ャリアのアウターリード部のリード強度を低下させずに
半導体チップの狭ピッチ多電極化に対応したインナーリ
ード部の微細なパターン形成が実現できるものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態1における半導体装置の構
成を示した断面図 【図2】同実施の形態2における半導体装置の構成を示
した断面図 【図3】従来のTAB実装方式による半導体装置の構成
を示した断面図 【符号の説明】 1 半導体チップ 2 突起電極 3,3A インナーリード部 4 ベースフィルム 5 接着剤 6 アウターリード部 7 絶縁樹脂
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−231009(JP,A) 特開 平2−215142(JP,A) 特開 平3−148844(JP,A) 特開 平5−144871(JP,A) 特開 平3−69130(JP,A) 特開 平3−119736(JP,A) 特開 平5−259222(JP,A) 特開 平3−123042(JP,A) 特開 昭62−219933(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 311

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 シート状のベースフィルムからなるテー
    プキャリアと、このテープキャリアに開口せずに1層の
    金属層の導体配線部を形成すると共に、このテープキャ
    リア上に搭載され、上記導体配線部にその突起電極が
    硬化性絶縁樹脂または熱硬化性樹脂または導電性樹脂ま
    たは半田またはインジウム合金のいずれかを介して接続
    された半導体チップとからなり、この半導体チップの上
    記突起電極が接続される部分の上記導体配線部の厚さ
    を、上記テープキャリアに形成される他の導体配線部の
    厚さより薄くした半導体装置。
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