JPH0496240A - 半導体集積回路装置およびその実装方法 - 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、半導体集積回路装置に関し、特にピングリッ
ドアレイ（ｐｉｎ　ｇｒｉｄ　ａｒｒａｙ）およびＴＡ
Ｂ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）
に適用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

論理ＬＳＩの高集積化、セミカスタム化などによる入出
力ピン数の増加に伴って、多ピン化に好適な実装形態で
あるピングリッドアレイやＴＡＢの需要が増大している
。

ピングリッドアレイについては、例えば日経ＢＰ社、昭
和６２年８月１日発行の「日経マイクロデバイス・１９
８７年８月号」Ｐ５７〜Ｐ６９に、またＴＡＢについて
は、株式会社プレスジャーナル社、平成１年５月２０日
発行の「月刊セミコンダクターワールド６月号、Ｐ１０
７〜Ｐ１１２にそれぞれ記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記ピングリッドアレイは、配線を形成した絶縁基板の
中央部に半導体チップを固定し、このチツブと上記配線
との間をワイヤで接続している。

そのため、入出力ピン数の増加によって上記配線のピッ
チが狭小化すると、ワイヤボンディングが困難になると
いう問題がある。また、ワイヤボンディング方式を採用
すると、チップをキャップに直接接触させることができ
なくなるので、特に消費電力の多い高速論理ＬＳＩの場
合は、チップの放熱性が低下するという問題がある。こ
の場合、チップを絶縁基板の下面に固定する、いわゆる
キャビティダウン方式を採用することにより、チップの
背面（上面）をキャップに直接接触させることが可能と
なるが、この方式では絶縁基板の中央部にピンを配置で
きないので、入出力ピン数を増加しようとすると、基板
を大面積化せざるを得ないという問題が生じる。

一方、ＴＡＢにおいては、ユーザーが基板に実装する際
にアウターリードボンダーを使わなければならないとい
う煩わしさがある。また、ＴＡＢは、チップをポツティ
ング樹脂で封止しているので、消費電力の多い高速論理
ＬＳＩの場合は、前記ピングリッドアレイ同様、チップ
の放熱性が低下するという問題がある。

本発明の目的は、ビングリッドアレイの多ビン化を促進
する技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、ビングリッドアレイの放熱性を改
善する技術を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ＴＡＢの実装を簡略化する
技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

（１）、ビングリッドアレイの絶縁基板上にＴＡＢ方式
によってチップをボンディングした半導体集積回路装置
。

（２）、上記（１〕の半導体集積回路装置において、絶
縁基板上にフェイスダウン方式でチップをボンディング
し、キャップの下面にチップの背面を接合する。

（３）、上記（１）の半導体集積回路装置において、チ
ップのバンプ電極とＴＡＢのリードとをエリアＴＡＢ方
式で接続する。

〔作用〕

ＴＡＢ方式は、ワイヤボンディング方式に比べてチップ
の電極パッドのピッチを狭小化することができる。また
、ＴＡＢ方式は一本のリードで複数の電極パッド間を一
括して接続したり、リードを多層化したりすることがで
きる。従って、上記した手段（１）によれば、ビングリ
ッドアレイの多ピン化を促進することができる。

上記した手段（２）によれば、キャップの下面にチップ
の背面を直接接合することにより、チップの放熱性が向
上する。この場合、キャップ、チップおよび絶縁基板の
熱膨張係数差によって生じる応力は、ＴＡＢの軟らかい
リードによって吸収されるので、この応力によってバン
プ電極とインナーリードとの接合部や、絶縁基板の配線
とアウターリードとの接合部の接続信頼性が低下する虞
れはない。

上記した手段（３）によれば、チップのバンプ電極とＴ
ＡＢのリードとをエリアＴＡＢ方式で接続することによ
り、チップの周辺部のみならず中央部にも電極パッドを
配置することができるので、ビングリッドアレイの多ピ
ン化をさらに促進することができる。

以下、実施例により本発明を説明する。

〔実施例１〕 第１図は、本実施例１によるビングリッドアレイ１の断
面図である。

ビングリッドアレイ１の絶縁基板２は、ポリイミド樹脂
やビスマレイミド−トリアジン樹脂（ＢＴレジン）など
の高耐熱性合成樹脂で構成されており、その主面には多
数の配線３が形成されている。上記配線３はＣｕで構成
されており、その表面にはＮ１、Ａｕの順でメツキが施
されている。

上記絶縁基板２には、多数のスルーホール４が開孔され
ており、それぞれのスルーホール４の内部には、ピング
リッドアレイ１の外部端子を構成するり−ドビン５が挿
入されている。上記リードピン５は、４２７０イやコバ
ールなどのＦｅ系合金で構成されており、その表面には
Ｓｎあるいは半田などのメツキが施されている。

上記絶縁基板２の主面の中央部には、論理ＬＳＩなどの
集積回路を形成した半導体チップ６がＴＡＢ方式によっ
てボンディングされている。すなわち、上記チップ６は
、ポリイミド樹脂で構成された絶縁フィルム７の片面に
接着したリード８の一端（インナーリード）にバンプ電
極９を介して接続されており、上記リード８の他端（ア
ウターリード）は、絶縁基板２の配線３上にボンディン
グされている。リード８は、Ｃｕで構成されており、そ
の表面にはＳｎのメツキが施されている。

また、バンプ電極９はＡｕで構成されている。

上記チップ６は、その集積回路形成面を下に向けた、い
わゆるフェイスダウン方式で絶縁基板２上にボンディン
グされている。上記チップ６を絶縁基板２上にボンディ
ングするには、インナーリードボンダーを用いてチップ
６のバンプ電極９上にリード８のインナーリードをボン
ディングし、続いてアウターリードボンダーを用いて絶
縁基板２の配線３上にリード８のアウターリードをボン
ディングする。

第２図に示すように、上記チップ６の集積回路形成面に
は、その外周および中央部に多数のバンプ電極９が形成
されており、それぞれのバンプ電極９には、リード８の
インナーリードがボンディングされている。上記バンプ
電極９のうち、例えばチップ６に電１ｍ（電源電圧また
は基準電圧）を供給する所定数のバンプ電極９ａには、
−本のり−ド８ａが一括してボンディングされている。

上記リード８ａは、これらのバンプ電極９ａに同時に電
源を供給できるよう、その先端部の面積を広くしである
。

上記のようなＴＡＢ方式によって絶縁基板２上にボンデ
ィングされたチップ６は、キャップ１０によって封止さ
れている。上言己キャップ１０は、ＡＡなどの高熱伝導
材料からなり、シリコーンゴムなどの接着剤１１を介し
て絶縁基板２上に接合されている。キャップ１０の下面
とチップ６の背面とは、Ａｕ−５ｎ共晶合金や半田など
のろう材１２を介して接着されており、これにより、チ
ップ６から発生した熱の一部がろう材１２を通じてキャ
ップ１０に伝達されるようになっている。上記チップ６
は、キャップ１０によって気密封止されているため、通
常のＴＡＢと異なり、チップ６を封止するたｔのポツテ
ィング樹脂は省略されている。従って、チップ６から発
生した熱は、速やかにキャップ１０に伝達される。

上記キャップ１０上には、チップ６からキャップ１０に
伝達された熱を外部に逃がすたｔのヒートシンク１３が
搭載されている。上記ヒートシンク１３は、ＡＪなどの
高熱伝導材料からなり、シリコーンゴムなどの接着剤１
１を介してキャップ１０上に接合されている。

以上のように構成された本実施例１のピングリッドアレ
イ１によれば、下記のような作用、効果を得ることがで
きる。

（１）、絶縁基板２上にＴＡＢ方式でチップ６をボンデ
ィングし、例えばチップ６に’ＩＲを供給する所定数の
バンプ電極９ａに一本のり−ド８ａを一括してボンディ
ングする。これにより、絶縁基板２の配線３とチップ６
との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方式に比
べて、チップ６の入出力ピン数を増やすことができるの
で、ビングリッドアレイ１の多ピン化を促進することが
できる。

〔２）、絶縁基板２上にボンディングしたチップ６をキ
ャップ１０で封止し、チップ６の背面にキャップ１０を
接合するとともに、チップ６を封止するボッティング樹
脂を省略したことにより、チップ６から発生した熱を速
やかにキャップ１０に伝達することができるので、放熱
性の優れたビングリッドアレイ１が得られる。この場合
、キャップ１０、チップ６および絶縁基板２の熱膨張係
数差によって生じる応力は、ＴＡＢの軟らかいリード８
によって吸収されるので、この応力によってバンプ電極
９とリード（インナーリード）８との接合部や、絶縁基
板２の配線３とリード８（アウターリード）との接合部
の接続信頼性が低下する虞れはない。

（３）、ビングリッドアレイエの絶縁基板２上にＴＡＢ
方式によってチップ６をボンディングしたことにより、
ＴＡＢ方式によってチップ６を実装基板にボンディング
する場合に比べて、実装が簡単になる。すなわち、ＴＡ
Ｂ方式によってチップを実装基板にボンディングする場
合、従来はユーザーがアウターリードボンディングを行
わなければならないという煩わしさがあったが、本実施
例１によれば、ＴＡＢをあらかじめピングリッドアレイ
１の絶縁基板２上にアウターリードボンディングしてお
くので、ユーザーはピングリッドアレイ１のリードビン
５を実装基板に半田付けするだけの簡単な作業でＴＡＢ
を実装基板に実装することが可能となる。

〔実施例２〕 第３図は、本実施例２によるピングリッドアレイ１の要
部断面図である。

本実施例２では、チップ６のバンプ電極９とリード８と
をエリアＴＡＢ方式で接続している。すなわち、絶縁フ
ィルム７の一部に開孔部１４を設け、絶縁フィルム７の
一方の面に形成したり−ド８の先端を上記開孔部１４を
通じて他方に面に露出させる。この方式によれば、チッ
プ６の周辺部のみならず、中央部にも多数のバンプ電極
９を形成することができるので、ピングリッドアレイ１
をさらに多ピン化することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例１．２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。

例えば、チップを封止したキャップの内部にシリコーン
ゲルなどを充填してチップの耐湿性をさらに向上させる
こともできる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

（１）、ピングリッドアレイの絶縁基板上にＴＡＢ方式
によってチップをボンディングしたことにより、ピング
リッドアレイの多ピン化が促進される。また、ＴＡＢ方
式によってチップを実装基板にボンディングする際の工
程が簡略化される。

ｃ２）、ピングリッドアレイの絶縁基板上にボンディン
グしたチップをキャップで封止し、上記チップの背面に
キャップを接合ことにより、ピングリッドアレイの放熱
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の断面図、 第２図は、バンプ電極とリードとの接続状態を示す半導
体チップの要部平面図、 第３図は、本発明の他の実施例である半導体集積回路装
置の要部断面図である。 １・・・ピングリッドアレイ、２・・・絶縁基板、３・
・・配置１．４・・・スルーホール、５・・・リードピ
ン、６・・・半導体チップ、７・・・絶縁フィルム、８
．８ａ・・・リード、９．９ａ・・・バンプ電極、１０
・・・キャップ、１１・・接着剤、１２・・・ろう材、
１３・・・ヒートンンク、１４・・・開孔部。 代理人　弁理士　筒　井　大　和

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピングリッドアレイの絶縁基板上にＴＡＢ方式によ
   って半導体チップをボンディングしたことを特徴とする
   半導体集積回路装置。 ２、絶縁基板上にフェイスダウン方式で半導体チップを
   ボンディングし、キャップの下面に前記半導体チップの
   背面を接合したことを特徴とする請求項１記載の半導体
   集積回路装置。 ３、半導体チップに形成したバンプ電極とＴＡＢのリー
   ドとをエリアＴＡＢ方式で接続したことを特徴とする請
   求項１記載の半導体集積回路装置。 ４、ＴＡＢ方式によって半導体チップをボンディングし
   た請求項１記載のピングリッドアレイを介して前記半導
   体チップを基板に実装することを特徴とする半導体集積
   回路装置の実装方法。