JPH0362937A - フィルムキャリヤ型半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はリード先端に金属突起物（バンプ）を有するフ
ィルムキャリヤテープを使用したフィルムキャリヤ型半
導体装置の製造方法に関する。

［従来の技術］ 第５図は従来の一般的なフィルムキャリヤテープを使用
したフィルムキャリヤ型半導体装置の製造方法を示す平
面図である。

先ず、ポリイミド等の絶縁物からなる’！ｔＦ状の絶縁
フィルム３１ａを用意し、この絶縁フィルム３１ａの幅
方向の両側縁部を所定の間隔毎に開口してスプロケット
ホール３２を形成する。また、この絶縁フィルム３１ａ
の幅方向の中央に半導体チップ３０が嵌合するデバイス
ホール３６を開口する。このデバイスホール３６も、絶
縁フィルム３１ａの長平方向に、所定の間隔毎に形成す
る。

次に、絶縁フィルム３１ａの上に銅等の金属箔を接着し
、この金属箔をエツチングすることにより、所定の形状
のり一１’３３及び電気選別用パッド３５等を形成する
。これにより、フィルムキャリヤテープ３１が完成する
。

次に、半導体チップ３０をフィルムキャリヤテープ３１
のデバイスホール３６の中央に配置する。

この場合、半導体チップ３０には、予めバンプ３４が形
成されており、このバンプ３４をリード３３の先端に位
置するように半導体チップ３０とフィルムキャリヤテー
プ３１とを配置する。そして、リード３３とバンプ３４
とを熱圧着法又は共晶法等により接着（インナーリード
ボンディング）する。

次に、電気選別用パッド３５に試験装置の接触子を接触
させて、電気選別及びバイアス試験等の所定の試験を行
う。

次いで、リード３３を所定の長さに切断する。

そして、例えば第８図に示すように、プリント基板４０
上に接着剤４１により半導体チップ３０を固着した後、
リード３３をプリント基板４０に形成されたポンディン
グパッドにボンディング（アウターリードボンディング
）する。

このように、フィルムキャリヤテープを使用して半導体
装置を製造すると、インナーリードボンディング及びア
ウターリードボンディングを行う場合、リード３３の数
と無関係に、複数のり−ド３３のボンディングを１回の
工程でできるため、半導体装置の製造に要する時間が短
いという利点がある。また、ボンディング等の半導体装
置の組み立て工程及び電気選別等の検査工程における作
業の自動化が容易であり、半導体装置の量産性が優れて
いるという長所もある。

しかし、上述した半導体装置の製造方法においては、半
導体チップ３０の電極上にバンプ３４を形成する必要が
ある。このバンプ３４は、ウェハ状態のときに電解めっ
き法等により形成する。このため、上述した半導体装置
の製造方法には半導体装置の製造コストが高くなるとい
う欠点がある。

そこで、この欠点を解消すべく、以下の方法が提案され
ている。

第１の方法は、バンプ付きフィルムキャリヤテープを使
用するものである。このバンプ付きフィルムキャリヤテ
ープは、フィルムキャリヤテープのリード先端部を残し
て他のリード部分をハーフエツチングしたものである。

そして、結果的に凸状に残留したリード先端部をバンプ
として、半導体チップとフィルムキャリヤテープとをボ
ンディングする方法である（Ｓｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ日本版　Ｈ月号　第３３−３５頁
　１９７８）。

第２の方法は、転写バンプ法によりバンプが形成された
フィルムキャリヤテープを使用して半導体装置を製造す
る方法である。このフィルムキャリヤテープは、ガラス
等の基板上に電解めっき法によりバンプを形成し、この
基板にフィルムキャリヤテープのリードをポンデイ、ン
グすることにより、前記バンプを前記基板からリードに
転写したものである（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ第１＋１１ｉ−１２４頁ｖｏ１．
３１　Ｎｏ、３　Ｊｕｎ、　１９８５）。

第３の方法は、ボールバンプ法により半導体チップにバ
ンプを形成する方法である。これは、例えば熱圧着ワイ
ヤボンディングの際に形成する金属ボールと同様の金属
ボールを半導体チップの電極上に接着してバンプとする
ものである（特開昭５４−２ＧＩＥ２号及び特開昭ＧＯ
−１９４５４３号）。

これらの方法により、前述した一般的なフィルムキャリ
ヤテープを使用した場合に比して、半導体装置の製造コ
ストを低減することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したフィルムキャリヤ型半導体装置
の製造方法には以下に示す欠点がある。

第１の方法においては、前述の如＜、リードをその先端
部を除いてハーフエツチングするため、金属箔の両面を
夫々パターニングしてエツチングする必要がある。この
ため、−殻内に、この方法はフィルムキャリヤテープが
金属箔のみからなる１層フィルムキャリヤテープの場合
において実施されている。１層フィルムキャリヤテープ
においては、各リードは電気的に接続された状態である
ため、前述したような実装前の状態で行う電気的選別は
困難である。一方、絶縁フィルム上に形成されたリード
に、バンプを形成することもできるが、そうするとバン
プの形成工程が複雑になり、−殻内なフィルムキャリヤ
テープを使用した場合に比較して、逆に半導体装置の製
造コストが上昇してしまうという欠点がある。

また、第２の方法においては、電解めっき法によりバン
プを形成する工程及びこのバンプをリードに転写するた
めのボンディング工程が必要である。このため、従来の
ウェハ状態でのバンブ形成方法に比して、半導体装置の
製造コストの低減効果が十分ではない。

更に、第３の方法においては、半導体チップ上にバンブ
を形成するときと、フィルムキャリヤテープのリードを
このバンブにボンディングするときとの２度に亘って半
導体チップの電極に熱的及び機械的ストレスを加えるた
め、半導体チップの電極部が破壊されやすく、半導体装
置の信頼性が低下してしまうという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
半導体装置の信頼性を低下させることなく、半導体装置
の製造コストを低減することができるフィルムキャリヤ
型半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るフィルムキャリヤ型半導体装置の製造方法
は、絶縁フィルム上に金属箔によりリードを形成する工
程と、金属細線の先端を溶融して金属ボールを形成しこ
の金属ボールを前記リードの所定位置にボンディングし
て前記リードに金属突起物を形成する工程と、前記絶縁
フィルムを選択的にエツチングして半導体チップを配置
するデバイスホールを形成する工程と、前記リードの金
属突起物を前記半導体チップにボンディングする工程と
を有することを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、金属細線の先端に金属ボールを形成
し、この金属ボールをリードの先端部上にボンディング
することにより、リードに金属突起物、即ちバンブを形
成する。この金属ボールは、例えば熱圧着ワイヤボンデ
ィング技術を使用することにより、容易に形成すること
ができる。そして、このリードに形成したバンブを介し
て、リードと半導体チップとのボンディングを行う。こ
れにより、半導体チップにバンブを形成するための工程
が不要となり、半導体装置に対する熱的及び機械的スト
レスが抑制される。従って、半導体装置の品質を低下さ
せることなく製造コストを低減できる。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例方法を工
程順に示す平面図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は同じくそ
の断面図である。

先ず、第２図（ａ）に示すように、スプロケットホール
２が形成されており、ポリイミド等のエツチング加工が
可能な材質からなる絶縁フィルム１ａ上に、無電解めっ
き又は蒸着等の方法により銅等の金属の薄層を形成する
。そして、この金属薄層を電極として銅等の金属を３５
μｍ程度の厚さに選択的に電解めっきして、リード３等
の所定のパターンを形成する。その後、全体を僅かにエ
ツチングして、前記所定のパターン領域を除くその他の
領域の金属薄層を除去する。

そして、残存したり−ド３の先端部分に金又は銀をめっ
きし、その他のリード部分に錫又は半田等のめっきを施
す。この場合、リード３は絶縁フィルム１ａ上に固着さ
れているため、選択めっきを実施する際のマスキングに
よりリード３の変形等の不都合が発生することを回避で
きる。また、この金又は銀めっきは、後述する金属ボー
ル１１のボンディング性を良好にする作用があり、錫又
は半田は半導体装置の実装性を良好にする作用がある。

従って、この金又は銀めっき及び錫又は半田めっきは必
ずしも必要なものではないが、リード３にはこれらのめ
っきを施すことが好ましい。

次に、第２図（ｂ）に示すように、リード３の先端部分
にバンブ４を形成する。このバンブ４は第３図（ａ）乃
至（Ｃ）に示すように、通常の熱圧着ワイヤボンディン
グと略々同様の方法により形成する。

即ち、クランプ１２、放電ロッド１３及びキャピラリ１
４等が設けられたバンブ形成装置を使用する。先ず、第
３図（ａ）に示すように、キャピラリ１４に金、銀、銅
又はアルミニウム等の金属細線１０を押通させ、この金
属細線１０の先端を放電ロッド１３の近傍に配置する。

その後、金属細線１０の先端と放電ロッド１３との間に
電気放電を発生させ、金属細線１０の先端を溶融して金
属ボール１１を形成する。なお、金属ボール１１の形成
を電気放電によらないで、例えば水素炎の熱により金属
細線１０を溶融して形成してもよい。

次に、第３図（ｂ）に示すように、キャピラリ１４によ
りこの金属ボール１１を絶縁フィルム１ａ上のり−ド３
の先端に押圧し、熱圧着法又は超音波法等の接合手段に
よって金属ボール１１をリード３に接合する。

次いで、第３図（Ｃ）に示すように、クランプ１２によ
り金属細線１０を挟持しながらクランプ１２を上昇させ
て、金属細線１０を金属ボール１１との結合部で切断す
る。これにより、第１図（ａ）に示すようにフィルムキ
ャリヤテープ１のり−ド３上にバンプ４が形成される。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、絶縁フィルム１ａを
選択的にエツチングしてデバイスホール６及びアウター
リード用孔７を形成する。このようにして、第１図（ｂ
）に示すフィルムキャリヤテープ１が完成する。

次いで、このフィルムキャリヤテープ１のり一ド３の先
端部のバンプ４を半導体チップの電極に対応させ、従来
と同様の方法によりインナーリートホンディングを行う
。これにより、フィルムキャリヤ型半導体装置が完成す
る。

本実施例においては、リード３上にバンプ４を形成する
こと以外は従来の２層フィルムキャリヤテープによる半
導体装置の製造方法と同様の工程で半導体装置を製造す
る。このため、フィルムキャリヤテープ１の製造方法は
従来の２層フィルムキャリヤテープの製造工程に熱圧着
ボンディング等によるバンプ形成工程を付加するだけで
よい。

また、このフィ・ルムキャリャテーブ１は、従来の２層
フィルムキャリヤテープの場合と略々同様の方法により
半導体チップにボンディングすることができる。この場
合、半導体装置にバンプを形成する工程は不要であるた
め、半導体装置の製造コストが低減されると共に、半導
体装置の品質を良好な状態に維持することができる。

第４図（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第２の実施例を工程
順に示す断面図である。

先ず、第４図（ａ）に示すように、第１の実施例と同様
にして、ポリイミド等のエツチング加工が可能な絶縁フ
ィルム２１ａ上にリード２３及び電気選別用パッド等の
所定の金属パターンを形成する。

次に、第４図（ｂ）に示すように、絶縁フィルム２１ａ
を選択的にエツチングして、アウターリード用孔２２を
形成する。そして、リード２３の先端部、即ちインナー
リード部分に金又は銀等をめっきし、その他のリード２
３部分、即ちアウターリード部分に錫又は半田等をめっ
きする。この場合、インナーリード部及びアウターリー
ド部のめっき金属の種類を変えることは、機械的なマス
キング法又はフォトレジスト法により、容易に実施でき
る。また、錫又は半田等のめっきにおいて、リード２３
の上面だけでなく、アウターリード用孔２２を介して、
リード２３の裏面にもめっきが施される。

次に、第４図（Ｃ）に示すように、第１の実施例と同様
にして、リード２３の所定の位置にバンプ２４を形成す
る。

次に、第４図（ｄ）に示すように、絶縁フィルム２１ａ
の所定領域を選択的にエツチングしてデバイスホール２
６を形成する。これにより、フィルムキャリヤテープ２
１が完成する。

次いで、このフィルムキャリヤテープ２１のリード２３
を半導体チップにボンディングする。

本実施例においては、アウターリード用孔２２を形成し
た後、リード２３にめっきを施すため、アウターリード
の両面にめっき層が形成される。

このため、第１の実施例と同様の効果が得られるのに加
えて、半導体チップとインナーリードボンディングを行
った後の半導体装置の実装方向に制限がないという利点
を有する。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、金属細線の先端を
溶融して金属ボールを形成し、この金属ボールをリード
にボンディングしてリード上に金属突起物を形成するか
ら、半導体チップにパンプを形成する必要がない。また
、フィルムキャリヤテープは、金属ボールをボンディン
グする工程を除いて、従来の一般的なフィルムキャリヤ
テープと略々同様の工程で形成する。そして、この金属
ボールをボンディングする工程は、ワイヤボンディング
技術の応用により、極めて容易に実施することができる
。このため、半導体装置の製造コストを低減できるとい
う効果を奏する。

また、本発明方法をバンプ付きフィルムキャリヤテープ
による半導体装置の製造方法と比較すると、１層フィル
ムキャリヤテープと２層及び３層フィルムキャリヤテー
プとで大幅に製造コストが異なるということもなく、フ
ィルムキャリヤテープの種類及び形状に拘わらず製造コ
ストが低いという長所がある。更に、転写バンプ法によ
るフィルムキャリヤテープを使用した半導体装置の製造
方法と比較すると、本発明はバンプを有するフィルムキ
ャリヤテープの製造コストが一層低い。更にまた、ボー
ルバンプ法によるフィルムキャリヤテープを使用した半
導体装置の製造方法と比較すると、本発明は半導体チッ
プに加えられる熱的及び機械的ストレスの回数が低減さ
れ、半導体装置の信頼性を損なうことがないという長所
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例方法を工
程順に示す平面図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は同じくそ
の断面図、第３図（ａ）乃至（Ｃ）は第１の実施例にお
けるバンプ形成工程を工程順に示す断面図、第４図（ａ
）乃至（ｄ）は本発明の第２の実施例方法を工程順に示
す断面図、第５図は従来のフィルムキャリヤ型半導体装
置の製造方法を示す平面図、第６図は実装された半導体
装置の１例を示す断面図である。 １．２１，３１；フィルムキャリヤテープ、１ａｌ　　
２１ａ、３１ａ；絶縁フィルム、２，３２；スプロケッ
トホール、３．２３，３３；リード、４．２４．３４；
バンプ、５，３５；選別用パッド、８．２６．３６　；
デバイスホール、７；アウターリード用孔、１０；金属
細線、１１；金属ボール、１２；クランプ、１３；放電
用ロッド、１４；キャピラリ、３０；半導体チップ、４
０；プリント基板、４１；接着剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁フィルム上に金属箔によりリードを形成する
   工程と、金属細線の先端を溶融して金属ボールを形成し
   この金属ボールを前記リードの所定位置にボンディング
   して前記リードに金属突起物を形成する工程と、前記絶
   縁フィルムを選択的にエッチングして半導体チップを配
   置するデバイスホールを形成する工程と、前記リードの
   金属突起物を前記半導体チップにボンディングする工程
   とを有することを特徴とするフィルムキャリヤ型半導体
   装置の製造方法。