JPH053222A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止型半導体装置において、電源電圧供
給経路の抵抗を小さくして耐ノイズ性を高める。 【構成】 一方の面に接地用リード、電源用リード及び
信号用リードがあり、他方の面に電源用プレーンと接地
用プレーンがある多層ＴＡＢテープを用いて電極の取り
出しを行い、外部リードからの電源電圧を上記両プレー
ン経由でチップの各電源用、接地用の電極対に印加する
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特にＴＡ
Ｂテープを用いた半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置においては、半導体素子の大
チップ化、高集積化、薄型化が要求され、それに応える
べく電極の取り出しにＴＡＢテープを用いることが試み
られている。

【０００３】ところで、ＴＡＢテープを利用した従来の
半導体装置は、ポリイミドテープ上に銅箔からなるリー
ドを形成し該リードの表面にメッキを施した単層のＴＡ
Ｂテープを用い、該リードの内端部を半導体素子の電極
に金バンプ等の突起電極を介して電気的及び機械的に接
続し、外端部を外部リードに接続したものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の単層のＴＡＢテープを使用した半導体装置によれ
ば、半導体素子の大チップ化、高集積化の要請に応える
のに限界があった。というのは、半導体素子の大チップ
化、高集積化に伴って半導体素子の電極数が増え、多く
の電極に支障なくリードを接続するようにすることは配
線が単層のＴＡＢテープでは非常に難しいからである。
特に電源用電極、接地用電極を増加すると難しさが倍増
する。この点について説明すると次のとおりである。

【０００５】即ち、半導体素子の大型化、多素子化に伴
って信号伝送用電極の数が増えると電源用電極、接地用
電極も増やさなければならなくなる。というのは、大型
化した半導体チップのどの部分にも細くて薄い配線膜を
介して安定した電源電圧を供給することは難しく、電源
用電極、接地用電極と近いところと遠いところでは電源
電圧に微妙な差異が生じる可能性があるからである。特
に、複数の信号線において同時に信号がオン（レベルア
ップ）／オフ（レベルダウン）した場合には、電源電圧
のバウンスが生じ、ノイズが発生する。これは電源ライ
ン、接地ラインのインピーダンスが高くなる程激しさを
増す。しかも、ＴＡＢテープのリードの配置ピッチを微
細にすると配線抵抗が大きくなるし、また、加工精度を
越えて配置ピッチを小さくすることは不可能であり、こ
のことも電極増加を阻む要因となる。

【０００６】そこで、本発明はＴＡＢテープを利用しつ
つ半導体素子の大チップ化、高集積化の要請に応えるべ
く多くの電源用電極、接地用電極及び信号伝送用電極を
設けた半導体素子の耐ノイズ性を高めることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明半導体装置は、Ｔ
ＡＢテープとして多層配線構造であって一つの層に接地
用、電源用、信号用の各リードを設け、他の層に電源用
プレーン及び接地用プレーンを設けたものを用い、電源
用プレーンと各電源用リードとの間及び接地用プレーン
と各接地用リードとの間をスルーホールを介して接続
し、外部からの電源電位、接地電位を電源用プレーン、
接地用プレーン及び各電源用リード、接地用リードを介
して半導体素子の複数の電源電極及び接地電極に伝達す
るようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明半導体装置を図示実施例に従っ
て詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）、図２及び図３
は本発明半導体装置の第１の実施例を示すもので、
（Ａ）は封止樹脂の半導体素子よりも上側の部分を切欠
いて示す平面図、（Ｂ）は半導体素子の電源電極とＴＡ
Ｂテープの電源用リードとの接続を示す断面図であり、
また、図２は半導体装置の断面図であり、図３はＴＡＢ
テープのみを裏返しにして示す半導体素子とＴＡＢテー
プの分解斜視図である。

【０００９】図面において、１は半導体素子、２ｄ、２
ｓ、２は半導体素子１の電極であり、そのうち２ｄは電
源電位（例えばＶｄｄ）を受ける電源電極、２ｓは接地
電位（例えばＶｓｓ）を受ける接地電極、２は信号用電
極である。電源電極２ｄ及び接地電極２ｓは共に複数個
形成されている。３はポリイミド樹脂（あるいは低誘電
率のフッ素系樹脂）からなるフィルム（厚さ２０〜３０
μｍ）で、半導体素子１の表面を保護し且つ後述するＴ
ＡＢテープのリードとの間を絶縁する。該フィルム３に
は半導体素子１の各電極２ｄ、２ｓ、２が形成されたと
ころと対応した各位置毎に電極２、２ｄあるいは２ｓを
逃げる窓４が形成されている。

【００１０】該窓４は選択的エッチングにより形成され
ており、この内側面の傾斜角度は１５〜３０度程度であ
る。該窓４の形成は該フィルム３の半導体素子１表面へ
の接着後に行っても良いし、接着前に行っても良い。
尚、フィルム３を低誘電率フッ素系樹脂で形成した場合
にはＴＡＢテープのリード、プレーンと半導体素子との
間に生じる寄生容量を小さくすることができる。

【００１１】５はＴＡＢテープで、例えばポリイミドか
らなる平面形状矩形状のベース６の両主面に例えば銅箔
からなる配線が形成された二層配線構造を有している。
具体的には、該ＴＡＢテープ５の下面には電源用リード
７ｄ、接地用リード７ｓ及び信号用リード７が形成され
ており、上面には拡がりを持ち（即ち、面積が広く）従
って抵抗の小さな電源用プレーン８ｄ及び接地用プレー
ン８ｓが形成されている。そして、電源用リード７ｄと
各電源用プレーン８ｄとの間及び接地用リード７ｓと各
接地用プレーン８ｓとの間はそれぞれスルーホール（バ
イアホール）により電気的に接続されている。１０はベ
ース６の略中央に存在するスリット状の窓である。

【００１２】各信号用リード７は矩形のベース６の下面
にそれをよぎるように形成され、窓１０内に食み出した
インナーリード部分がそれぞれ例えば金からなるバンプ
１１を介して対応する、半導体素子１の電極２とボンデ
ィングされ、ベース６から外側に食み出したアウターリ
ード部分が、リードフレームのリードのインナーリード
部分に接続されている。

【００１３】電源用リード７ｄ、接地用リード７ｓはそ
れぞれ一端がスルーホール９を介して電源用プレーン８
ｄ、接地用プレーン８ｓに接続され、他端が外部リード
１２ｄ、１２ｓに、あるいはバンプ１１を介して半導体
素子１の電源電極２ｄ、接地電極２ｓに接続されてい
る。即ち、１２ｄは電源用外部リードであり、電源電位
Ｖｄｄを受け、この電源電位Ｖｄｄは電源用リード７ｓ
及びスルーホール９を介して拡がりのある広面積の電源
用プレーン８ｄに伝達され、そして、該電源用プレーン
８ｄから多数のスルーホール９及び電源用リード７ｄを
介して半導体素子１の多数の電源電極２ｄにパラレル的
に伝達されるようになっている。

【００１４】１２ｓは接地用外部リードであり、接地電
位Ｖｓｓを受ける。この接地電位Ｖｓｓ電源電位Ｖｄｄ
の場合と同様に接地用リード７ｄ及びスルーホール９を
介して拡がりの大きな接地用プレーン８ｓに伝達され、
そして接地用プレーン８ｓから多数のスルーホール９及
び接地用リード７ｓを介して半導体素子１の多数の接地
電極２ｓにパラレル的に伝達されるようになっている。

【００１５】尚、ＴＡＢテープ５と半導体素子１上のフ
ィルム３とは、例えばＴＡＢテープ５の裏面（下面）に
感光性ソルダーレジスト膜を塗布し、該レジスト膜上に
熱可塑性樹脂を塗布して該ＴＡＢテープ５を半導体素子
１に熱圧着することにより接着する。１３は封止樹脂で
ある。

【００１６】本半導体装置は、電源電圧を二対の外部リ
ード１２ｄ・１２ｓ、１２ｄ・１２ｓを通して受け（一
対の外部リードにより受けるものにしても良い）、その
受けた電源電圧を一旦ＴＡＢテープ５上面の電源用プレ
ーン８ｓ、８ｄに伝達し、そして、該電源用プレーン８
ｓ、８ｄからＴＡＢテープ５下面の複数の電源用リード
７ｄ、７ｄ、…、接地用リード７ｄ、７ｓ、…を通して
半導体素子１の複数対の電源電極２ｄ・接地電極２ｓに
パラレルに伝達される。従って、電源電圧供給経路は電
源電位側も接地電位側も著しく他インピーダンス化で
き、電源電圧のバウンスによるノイズの発生を少なくで
き、延いてはノイズによる誤動作をなくすことができ
る。そして、半導体チップの電源電極、接地電極の数を
増やしても電源用外部リード、接地用外部リードは増や
すことは必要でなく、外部リードの増加を伴うことなく
耐ノイズ性を高めることができる。

【００１７】また、ＴＡＢテープ５、特にその電源用プ
レーン８ｄ、接地用プレーン８ｓが半導体素子１の表面
上方に位置し、半導体素子１の表面部への外部からの光
の入射を阻むので、半導体素子１表面部の寄生フォトト
ランジスタ、寄生フォトダイオードが外部からの光によ
って光電流が流れてリーク電流が多くなるという問題が
回避できる。即ち、ＴＡＢテープにより耐光性を高める
ことができる。

【００１８】図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明半導体装置の
他の実施例を示すもので、（Ａ）は外部リード接続前
（従って樹脂封止前でもある）の状態を示す平面図、
（Ｂ）は同じく断面図である。本実施例は、ＴＡＢテー
プ５の下面の信号用リード７・７間にクロストーク防止
用のリード１４を設け、信号用リード７・７間のクロス
トークを防止するようにしたものであり、各クロストー
ク防止用リード１４はスルーホール９を介して接地用プ
レーン８ｓに接続されている。

【００１９】このような半導体装置によれば、耐クロス
トーク性をより高めることができる。尚、本半導体装置
は図１乃至図４に示す半導体装置とはＴＡＢテープ５に
クロストーク防止用リード１４を設けた点以外では同じ
であり、耐クロストーク性を高めることもできる点以外
では奏する効果は全く同じである。

【００２０】図５は本発明半導体装置の更に別の実施例
を示すところの外部リード接続前（従って樹脂封止前で
もある）の状態を示す平面図である。本実施例は、本発
明をＱＦＰタイプの半導体装置に適用した例を示すもの
である。本半導体装置のＴＡＢテープは、上面の接地用
プレーン８ｓが周縁部と中央部に設けられ、中央部の接
地用プレーン８ｓのすぐ外側に電源用プレーン８ｄが設
けられ、該電源用プレーン８ｄと周縁部の接地用プレー
ン８ｓとの間に電極２、２ｄ、２ｓを開口させる窓１０
が形成されている。

【００２１】尚、本発明半導体装置において、電源用外
部リード２ｄ、接地用外部リード２ｓと電源用プレーン
８ｄ、接地用プレーン８ｓとの間の電気的接続は、ＴＡ
Ｂテープ５自身のスルーホール９を通して行うようして
も良いことは言うまでもないが、それとは別の方法とし
て、電源用リード７ｄ、接地用リード７ｓにより一旦半
導体素子１の電源電極２ｄ、接地電極２ｓに電源電位、
接地電位を伝達し、該電源電極２ｄ、接地電極２ｓから
その一つの隣りの電極２ｄ、２ｓに例えばアルミニウム
配線を介して伝達し、該電極２ｄ、２ｓから電源用リー
ド７ｄ、７ｓ及びＴＡＢテープ５のスルーホール９を介
して電源用プレーン２ｄ、２ｓに伝送する方法もある。
図５中の矢印はその電位Ｖｄｄの供給経路を一つ例示す
るものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明半導体装置は、ＴＡＢテープのイ
ンナーリードを半導体素子の電極に接続した半導体装置
において、上記ＴＡＢテープが多層配線構造を有し、該
ＴＡＢテープの一つの層として半導体素子の複数の電源
電極に電源電位を与える複数の電源用リード、半導体素
子の複数の接地電極に接地電位を与える複数の接地用リ
ード及び外部と半導体素子の信号用電極との間で信号の
伝送をする信号用リードが形成され、該ＴＡＢテープの
別の層として電源用プレーン及び接地用プレーンが形成
され、上記電源用プレーンと上記各電源用リードとの間
及び上記接地用プレーンと上記各接地用リードとの間そ
れぞれに電位伝達用のスルーホールが形成されたことを
特徴とするものである。従って、本発明半導体装置によ
れば、電源電位、接地電位を電源用プレーン、接地用プ
レーンに与え、更に該電源用プレーン、接地用プレーン
から複数の電源電位電極、接地電位電極にパラレルに伝
達することができ、電源電圧供給経路のインピーダンス
を低くすることができる。従って、複数箇所における信
号の同時オン（レベルアップ）／オフ（レベルダウン）
により電源電位、接地電位が変動して生じるノイズを小
さくすることができ、延いてはノイズによる誤作動を生
じにくくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）、（Ｂ）は本発明半導体装置の一つの
実施例を示すもので、（Ａ）は樹脂の半導体素子よりも
上側の部分を切欠いて示す平面図、（Ｂ）は電極とＴＡ
Ｂテープのリードの接続を示す断面図である。

【図２】上記実施例の断面図である。

【図３】上記実施例のＴＡＢテープのみを裏返しにして
示す半導体素子とＴＡＢテープの分解斜視図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は本発明半導体装置の他の実施
例を示すもので、（Ａ）は外部リード接続前の状態の平
面図、（Ｂ）は断面図である。

【図５】本発明半導体装置の更に他の実施例を示す外部
リード接続前の状態の平面図である。

【符号の説明】

１ 半導体素子 ２ 電極 ２ｄ 電源電極 ２ｓ 接地電極 ５ ＴＡＢテープ ７ 信号用リード ７ｄ 電源用リード ７ｓ 接地用リード ８ｄ 電源用プレーン ８ｓ 接地用プレーン ９ スルーホール

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】１２ｓは接地用外部リードであり、接地電
位Ｖｓｓを受ける。この接地電位Ｖｓｓは電源電位Ｖｄ
ｄの場合と同様に接地用リード７ｄ及びスルーホール９
を介して拡がりの大きな接地用プレーン８ｓに伝達さ
れ、そして接地用プレーン８ｓから多数のスルーホール
９及び接地用リード７ｓを介して半導体素子１の多数の
接地電極２ｓにパラレル的に伝達されるようになってい
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】本半導体装置は、電源電圧を二対の外部リ
ード１２ｄ・１２ｓ、１２ｄ・１２ｓを通して受け（一
対の外部リードにより受けるものにしても良い）、その
受けた電源電圧を一旦ＴＡＢテープ５上面の電源用プレ
ーン８ｓ、８ｄに伝達し、そして、該電源用プレーン８
ｓ、８ｄからＴＡＢテープ５下面の複数の電源用リード
７ｄ、７ｄ、…、接地用リード７ｄ、７ｓ、…を通して
半導体素子１の複数対の電源電極２ｄ・接地電極２ｓに
パラレルに伝達される。従って、電源電圧供給経路は電
源電位側も接地電位側も著しく低インピーダンス化で
き、電源電圧のバウンスによるノイズの発生を少なくで
き、延いてはノイズによる誤動作をなくすことができ
る。そして、半導体チップの電源電極、接地電極の数を
増やしても電源用外部リード、接地用外部リードは増や
すことは必要でなく、外部リードの増加を伴うことなく
耐ノイズ性を高めることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＴＡＢテープのインナーリードを半導体
   素子の電極に接続した半導体装置において、上記ＴＡＢ
   テープが多層配線構造を有し、上記ＴＡＢテープの一つ
   の層として半導体素子の複数の電源電極に電源電位を与
   える複数の電源用リード、半導体素子の複数の接地電極
   に接地電位を与える複数の接地用リード及び外部と半導
   体素子の信号用電極との間で信号の伝送をする信号用リ
   ードが形成され、上記ＴＡＢテープの別の層として電源
   用プレーン及び接地用プレーンが形成され、上記電源用
   プレーンと上記各電源用リードとの間及び上記接地用プ
   レーンと上記各接地用リードとの間それぞれに電位伝達
   用のスルーホールが形成されたことを特徴とする半導体
   装置