JPH0653272A - 半導体チップ及びtab方式半導体装置 - Google Patents

半導体チップ及びtab方式半導体装置

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JPH0653272A
JPH0653272A JP22065492A JP22065492A JPH0653272A JP H0653272 A JPH0653272 A JP H0653272A JP 22065492 A JP22065492 A JP 22065492A JP 22065492 A JP22065492 A JP 22065492A JP H0653272 A JPH0653272 A JP H0653272A
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JP
Japan
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electrode terminals
semiconductor chip
large number
chip
electrode
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JP22065492A
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Yoshiaki Emoto
義明 江本
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極端子の数及びピッチが従来と同一の場合
には電極端子間の最長距離を短縮することができ、また
逆に、電極端子のピッチ及び最長距離が従来と同一の場
合には電極端子の数を増加させることができるようにす
る。 【構成】 半導体チップ10の多数の電極端子11をチ
ップ表面の対角線に沿って十字形で二列に配列する。フ
ィルムキャリヤ20の各インナーリード22aを各電極
端子11に対応するように配列し、アウターリード22
bを外方へほぼ直線状に延出させる。各電極端子11を
外周部に一列状に配列したものに比較して、電極端子1
1間の最長距離L3 が大幅に短縮され、各電極端子11
と各インナーリード22aとの一括ボンディングの歩留
りが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ及びこの
半導体チップをフィルムキャリヤに搭載したTAB方式
半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の実装化技術のなかで、特に
多リード化・小形高密度化の顕著なものとして、TAB
(Tape Automated Bonding)方式が知られている。この
TAB方式は、例えば図5及び図6に示すように、多数
の導電性リード2を絶縁性フィルム基材3上に形成して
なるフィルムキャリヤ1を用い、フィルム基材3に形成
されたデバイス孔4内において各リード2の一端部であ
るインナーリード2aを半導体チップ5の多数の電極端
子(バンプ)6に接合し、各リード2の他端部であるア
ウターリード2bを外部回路基板等に接続するようにし
たものである。
【0003】上記各インナーリード2aと各電極端子6
との接合は、通常、図6に示すように、ツール7とステ
ージ8とを有するボンディング装置によって行われる。
即ち、ステージ8上に載置された半導体チップ5の各電
極端子6にフィルムキャリヤ1の各インナーリード2a
がツール7の先端面により加熱加圧されて一括ボンディ
ング(ギャングボンディング)される。
【0004】ところで、上述のようなTAB方式によっ
て実装される従来の一般的な半導体チップ5は、その多
数の電極端子6がチップ表面の外周部に沿って一列状に
配列されていた。また、将来技術として、チップ表面の
内周部にも複数の電極端子を設置したエリアアレイTA
Bと呼ばれるものも提案されているが、その電極端子の
設置に関し、特定の意図をもった配列構造は提案されて
いない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多数の
電極端子6をチップ表面の外周部に沿って一列状に配列
した半導体チップ5においては、チップサイズの拡大に
伴い、最も離れた電極端子6間の距離(以下、最長距離
という)は拡大され、従来の一括ボンディングが可能な
半導体チップ5の大きさに関する限界に近づきつつあ
る。
【0006】これを図5及び図6に示す一般的な論理L
SIチップで説明すると、半導体チップ5の外周四辺に
例えば120μmピッチで400ピンの電極端子6が配
列されている場合、半導体チップ5の一辺の長さL1
12mmとなる。この場合、電極端子6間の最長距離L
2 は、ほぼ対角線の長さに相当し、L2 ≒12×√2≒
17mmとなる。これらの電極端子6を一括ボンディン
グする場合、最長距離L2 にある電極端子6間の高低差
の許容量を最大5μmと考えると、ツール7の傾き許容
量(角度θ1 )は0.016°となる。これは一括ボン
ディングの際に必要なツール7の傾斜調整の限界に近
い。
【0007】このように、半導体チップ5のサイズの拡
大に伴って電極端子6間の最長距離L2 が大きくなる
程、ツール7の傾き許容量(角度θ1 )は厳しくなり、
接合不良が生じ易く、歩留りの悪化が問題となる。な
お、一括ボンディングに代わり、インナーリード2aと
電極端子6とを一つずつ接合するシングルポイントボン
ディング法も提案されているが、これは多リードになる
ほど生産性が悪くなる。
【0008】また、半導体チップ5のサイズが拡大し
て、電極端子6間の最長距離L2 が大きくなった場合、
ポリイミド等からなるフィルム基材3とシリコン等から
なる半導体チップ5との熱膨張係数の差によって、接合
部分の破断等が生じ易くなり、接合寿命が低下するとい
う問題もある。
【0009】さらに、この種の半導体チップ5において
は、電極端子6の数の増加に対する要請が著しい。しか
し、リード2をフィルム基材3上で交差させることがで
きない単層配線のフィルムキャリヤ1に搭載される半導
体チップ5において、電極端子6のピッチを同一として
配線可能な範囲内で電極端子6の数を増加させるとなる
と、電極端子6を外周部に一列状に配列する場合には半
導体チップ5のサイズを拡大する必要がある。また、半
導体チップ5のサイズを変えない場合には電極端子6を
外周部に千鳥状に配列する方法が考えられる。しかしな
がら、半導体チップ5のサイズの拡大には前述の一括ボ
ンディングによる限界があり、電極端子6の千鳥状配列
は一括ボンディングが難しい。このため、一括ボンディ
ングが可能な範囲で、電極端子6の数を増加させること
ができるものが望まれている。
【0010】そこで本発明は、電極端子の数及びピッチ
が従来と同一の場合には電極端子間の最長距離を短縮す
ることができ、また逆に、電極端子のピッチ及び最長距
離が従来と同一の場合には電極端子の数を増加させるこ
とができる半導体チップ及びTAB方式半導体装置を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体チップは、多数の半導体回路素
子を集積し、これらの回路素子に対する外部接続用の多
数の電極端子を備えており、前記多数の電極端子が前記
半導体チップ表面の中央から放射状に配列されているも
のである。
【0012】また、前記半導体チップにおいて、前記放
射状の配列は十字形の配列をも含むものである。
【0013】さらに、本発明による半導体チップは、多
数の半導体回路素子を集積し、これらの回路素子に対す
る外部接続用の多数の電極端子を備えており、前記多数
の電極端子が前記半導体チップ表面の対角線に沿って二
列に配列されているものである。
【0014】また、本発明によるTAB方式半導体装置
は、前記半導体チップと、多数の導電性リードを絶縁性
フィルム基材上に形成してなるフィルムキャリヤとから
なり、前記フィルムキャリヤは、各リードの一端部が前
記半導体チップの各電極端子に対応するように配列され
ると共に、他端部が外方へほぼ直線状に延出され、前記
半導体チップの各電極端子に前記フィルムキャリヤの各
リードの一端部が一括接合されているものである。
【0015】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、多数
の電極端子をチップ表面の中央から放射状に、より好ま
しくはチップ表面の対角線に沿って二列に配列すること
によって、多数の電極端子をチップ表面の外周部に沿っ
て一列状に配列したものと比較して、電極端子の数及び
ピッチが同一の場合でも、電極端子間の最長距離を短縮
することができる。また逆に、電極端子のピッチ及び最
長距離が同一の場合には、電極端子の数を増加させるこ
とができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図4を参照し
て説明する。まず、図1及び図2は本発明を論理LSI
チップ及びこのチップを用いたTAB方式半導体装置に
適用した第1実施例である。
【0017】図1に示すように、この半導体チップ10
の表面には多数の電極端子11が設けられているが、こ
れらの電極端子11はチップ表面の中央から放射状に、
特にこの例ではチップ表面の対角線に沿って十字形で二
列に配列されている。
【0018】次に、図1及び図2に示すように、上記半
導体チップ10が搭載されるフィルムキャリヤ20は、
ポリイミド樹脂等からなる可撓性かつ絶縁性を有するフ
ィルム基材21と、このフィルム基材21上にCu箔等
の導電性金属材料によりパターン形成された多数のリー
ド22とによって構成されている。フィルム基材21に
は電極端子接合用の開孔部23が設けられている。この
開孔部23は上記半導体チップ10の電極端子11の配
列に対応するように中央から放射状に、特にこの例では
対角線に沿って十字形に形成されている。即ち、このフ
ィルム基材21には従来例のようなデバイス孔がなく、
開孔部23以外がフィルム基材21と一体の遮蔽部24
によって構成されている。そして、各リード22の一端
部は開孔部23内に突出されたインナーリード22aと
なっており、他端部は外方へ直線状に延出されてアウタ
ーリード22bとなっている。なお、フィルム基材21
にはアウターリード孔やスプロケット孔等が設けられる
が、ここでは図示省略する。
【0019】そして、図2に示すように、半導体チップ
10の各電極端子11とフィルムキャリヤ20の各イン
ナーリード22aとが、ツール30とステージ31とを
有するボンディング装置によって一括ボンディングされ
る。そのツール30は少なくとも先端面がインナーリー
ド22a及び電極端子11の配列に対応して十字形に形
成され、フィルム基材21の遮蔽部24を避けた形状と
なっている。
【0020】このボンディングによって、半導体チップ
10がフィルムキャリヤ20に搭載されると、半導体チ
ップ10の上面の各電極端子11の周辺を除く能動素子
領域Pが遮蔽部24により全面的に覆われることにな
る。
【0021】上述のように構成された第1実施例によれ
ば、半導体チップ10の多数の電極端子11がチップ表
面の対角線に沿って二列に配列されているので、電極端
子11が従来例と同様に120μmピッチで400ピン
とすると、電極端子11間の最長距離L3 は0.12×
100=12mmとなり、従来例における最長距離L2
よりも大幅に短縮することができる。
【0022】そして、これらの電極端子11を一括ボン
ディングする場合、最長距離L3 にある電極端子11間
の高低差の許容量を従来例と同様に最大5μmとする
と、ツール30の傾き許容量(角度θ2 )は0.024
°となる。これにより一括ボンディングの際に必要なツ
ール30の傾斜調整が極めて容易になる。なお、上記傾
き許容量(角度θ2 )は、従来例において一辺が約8.
5mmの半導体チップの一括ボンディングに対応する。
従って、ボンディングとしては非常に容易になり、確実
な接合によって歩留り向上に寄与する。
【0023】なお、電極端子11間の最長距離L3 が短
縮することによって、ポリイミド等からなるフィルム基
材21とシリコン等からなる半導体チップ10との熱膨
張係数差の影響が少なくなるので、接合部分の破断等が
生じ難くなり、接合寿命も向上する。
【0024】さらに、このような電極端子11の配列構
造によれば、電極端子11のピッチが従来例と同一で、
電極端子11間の最長距離L3 が従来例と同様に17m
mまでの一括ボンディングが可能になれば、電極端子1
1の数を567ピンまで大幅に増加させることができ
る。
【0025】そして、上述のように、電極端子11間の
最長距離L3 の短縮化または電極端子11の数の増大が
可能でありながら、単層配線のフィルムキャリヤ20に
よって、各電極端子11に接合された各リード22を、
フィルム基材21上で交差させることなく、外方へほぼ
直線状に延出させて引出すことができる。
【0026】ところで、図5及び図6で説明したよう
に、従来のTAB方式半導体装置においては、半導体チ
ップ5がフィルムキャリヤ1のデバイス孔4内に位置す
るので、半導体チップ5の上面の能動素子領域Pが全面
的に露出した構造となっている。このため、α線や宇宙
線等の放射線の影響によって、半導体チップ5の能動素
子領域Pにあるメモリー回路等のエラーが発生する(論
理回路でもフリップフロップの反転が宇宙線で起こる)
のが問題となっていた。
【0027】そこで、放射線に対するエラー防止対策と
して、半導体チップ5の能動素子領域Pを覆うパッシベ
ーションの上に、さらにポリイミド等の遮蔽膜を塗布し
たりすることが行われている。しかし、充分に厚い遮蔽
膜を形成することは困難である上に、特別な塗布工程が
必要となって、半導体チップ5の製造コストが非常に高
くなるという問題があった。
【0028】しかしながら、図1及び図2に示すよう
に、本実施例においては、半導体チップ10の各電極端
子11とフィルムキャリヤ20の各インナーリード22
aとがフィルム基材21の開孔部23内で接合され、半
導体チップ10の能動素子領域Pがフィルム基材21と
一体の遮蔽部24によって全面的に覆われる。
【0029】これにより、半導体チップ10の能動素子
領域Pに特別な遮蔽膜を塗布したりすることなく、遮蔽
部24によってα線や宇宙線等の放射線に対する半導体
チップ10のエラー防止対策を行うことができる。そし
て、遮蔽部24はフィルム基材21と一体なので、半導
体チップ10の能動素子領域Pに容易に対応させること
ができると共に、塗布よりも充分に厚い膜(最低70μ
m)を得ることができ、放射線に対する完全な遮蔽効果
が低コストで実現できる。
【0030】次に、図3及び図4は本発明をメモリーL
SIチップ及びこのチップを用いたTAB方式半導体装
置に適用した第2実施例である。
【0031】図3に示すように、この半導体チップ40
においては、多数の電極端子41がチップ表面の中央か
ら長手方向に沿って二列に配列されている。そして、フ
ィルムキャリヤ50のフィルム基材51に設けられた開
孔部53は、上記半導体チップ40の電極端子41の配
列に対応するように中央から長手方向に沿って長方形状
に形成されている。この場合も、開孔部53以外がフィ
ルム基材51と一体の遮蔽部54によって構成されてい
る。そして、各リード52の一端部は開孔部53内に突
出されたインナーリード52aとなっており、他端部は
外方へ直線状に延出されてアウターリード52bとなっ
ている。
【0032】そして、図4に示すように、半導体チップ
40の各電極端子41とフィルムキャリヤ50の各イン
ナーリード52aとが、ツール60とステージ61とを
有するボンディング装置によって一括ボンディングされ
る。そのツール60は少なくとも先端面がインナーリー
ド52a及び電極端子41の配列に対応して長方形状に
形成され、フィルム基材51の遮蔽部54を避けた形状
となっている。
【0033】この第2実施例においても、電極端子41
をチップ表面の外周部に沿って一列状に配列したものに
比較して、電極端子41間の最長距離L4 を大幅に短縮
することができる。従って、第1実施例と同様に、一括
ボンディングの際の歩留り向上及び接合寿命の向上を図
ることができ、また、電極端子41の数の大幅な増加も
可能になる。
【0034】なお、本実施例においても、半導体チップ
40の能動素子領域Pがフィルム基材51と一体の遮蔽
部54によって全面的に覆われるので、第1実施例と同
様に、放射線に対する完全な遮蔽効果が低コストで実現
できる。
【0035】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。例えば、実施例では半導体チップの各電極端子
をチップ表面の対角線或いは長手方向に沿って二列に配
列したが、この配列構造は、各電極端子から各リードを
互いに交差しないようにほぼ直線状に引出せるもの、即
ちチップ表面の中央から放射状に配列されるものであれ
ばよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数の電極端子をチップ表面の中央から放射状に、より
好ましくはチップ表面の対角線に沿って二列に配列する
ことによって、多数の電極端子をチップ表面の外周部に
沿って一列状に配列した従来のものに比較して、電極端
子の数及びピッチが同一の場合でも、電極端子間の最長
距離を短縮することができる。従って、各電極端子と各
リードとの接合を生産性の高い一括ボンディングによっ
て行う際に、ボンディングツールの傾斜調整が極めて容
易になり、接合不良をなくすことができて、歩留りを大
幅に向上させることができる。また、電極端子間の最長
距離の短縮によって、フィルム基材と半導体チップとの
熱膨張係数差に起因する接合部分の破断が生じ難くなる
ので、接合寿命も著しく向上させることができる。さら
に、本発明によれば、電極端子のピッチが従来と同一
で、電極端子間の最長距離が従来と同一の長さまで許容
される場合には、電極端子の数を大幅に増加させること
ができる。それでいて、各電極端子に接合された各リー
ドを外方へほぼ直線状に延出させることができるので、
単層配線のフィルムキャリヤによって各リードの引出し
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における半導体チップ及び
フィルムキャリヤの平面図である。
【図2】第1実施例におけるボンディング時の断面図で
ある。
【図3】本発明の第2実施例における半導体チップ及び
フィルムキャリヤの平面図である。
【図4】第2実施例におけるボンディング時の断面図で
ある。
【図5】従来例における半導体チップ及びフィルムキャ
リヤの平面図である。
【図6】従来例におけるボンディング時の断面図であ
る。
【符号の説明】
10、40 半導体チップ 11、41 電極端子 20、50 フィルムキャリヤ 21、51 フィルム基材 22、52 リード 22a、52a インナーリード 22b、52b アウターリード 23、53 開孔部 24、54 遮蔽部 30、60 ツール 31、61 ステージ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の半導体回路素子を集積し、これら
    の回路素子に対する外部接続用の多数の電極端子を備え
    た半導体チップにおいて、前記多数の電極端子が前記半
    導体チップ表面の中央から放射状に配列されていること
    を特徴とする半導体チップ。
  2. 【請求項2】 前記放射状の配列は十字形の配列をも含
    むことを特徴とする請求項1記載の半導体チップ。
  3. 【請求項3】 多数の半導体回路素子を集積し、これら
    の回路素子に対する外部接続用の多数の電極端子を備え
    た半導体チップにおいて、前記多数の電極端子が前記半
    導体チップ表面の対角線に沿って二列に配列されている
    ことを特徴とする半導体チップ。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体チッ
    プと、多数の導電性リードを絶縁性フィルム基材上に形
    成してなるフィルムキャリヤとからなり、 前記フィルムキャリヤは、各リードの一端部が前記半導
    体チップの各電極端子に対応するように配列されると共
    に、他端部が外方へほぼ直線状に延出され、 前記半導体チップの各電極端子に前記フィルムキャリヤ
    の各リードの一端部が一括接合されていることを特徴と
    するTAB方式半導体装置。
JP22065492A 1992-07-28 1992-07-28 半導体チップ及びtab方式半導体装置 Withdrawn JPH0653272A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7427812B2 (en) 2004-03-15 2008-09-23 Casio Computer Co., Ltd. Semiconductor device with increased number of external connection electrodes
WO2014027535A1 (ja) * 2012-08-13 2014-02-20 ソニー株式会社 半導体装置及び電子機器
US9061620B2 (en) 2011-08-04 2015-06-23 Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha Vehicle seat
US9530755B2 (en) 2013-02-25 2016-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor packages

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005