JPH08288323A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高密度実装が可能なＴＣＰにおい
て、信頼性の向上と製造の簡素化とを図ることができる
ようにすることを最も主要な特徴とする。 【構成】たとえば、半導体チップ１１の電極パッド１１
ａと、ＴＡＢテープ型の絶縁フィルム２１に設けられた
外部電極導出リード２２のインナリード２２ａとを、バ
ンプ電極４１を介して熱圧着により接続する。そして、
半導体チップ１１の表面側を、上記外部電極導出リード
２２を有するＴＡＢテープ型の絶縁フィルム２１により
被覆する。また、半導体チップ１１の裏面側を、外部電
極導出リードを有しない絶縁フィルム３１により被覆す
る。こうして、ポンティング法による封止の工程やキュ
アリングの工程を行うことなしに、リード２２のどちら
か一方の面を含んで半導体チップ１１の周囲を封止する
構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば高密度実装
が可能な半導体装置に関するもので、特にＴＡＢ（Tape
Automated Bonding）方式の半導体パッケージ装置に用
いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＴＡＢ方式の半導体パッケージ装
置として、ＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）ま
たはＦＣＰ（フィルム・キャリア・パッケージ）と称さ
れる製品が実用化されている。

【０００３】図６は、ＴＣＰの概略構成を示すものであ
る。このＴＣＰは、半導体チップ１の電極パッド１ａ
に、ＴＡＢテープ２の絶縁フィルム２ａに配設された外
部電極導出リード２ｂの先端（インナリード）が、たと
えばバンプ電極３を介して熱圧着（ギャグボンディン
グ）されて接続されている。

【０００４】そして、電極パッド１ａとインナリードと
の接続部を含んで、上記半導体チップ１の表面が高分子
のポッティング樹脂４によって封止されてなる構成とさ
れている。

【０００５】このＴＣＰによれば、チップ１の多ピン
化、パッド１ａのファインピッチ化にも容易に対応し
得、サイズもチップ１の約１．４倍程度に抑えることが
できて、高密度な実装を実現できる。

【０００６】また、ポッティング法による封止のため、
モールディング法のような金型が不要で、比較的に容易
に製造できる利点がある。しかしながら、上記した従来
のＴＣＰにおいては、ポッティング樹脂４に高分子材料
を用いているため、製造ラインを一本化できない、キュ
アリングが必要で、製造工期が長いといった問題があっ
た。

【０００７】また、ポッティング樹脂４がある程度の厚
みをもって形成される、つまりポッティング樹脂４は厚
さの制御が難しいため、薄型化には限界がある。さらに
は、チップ１の裏面が露出しているため、樹脂モールド
してなる製品に比べると、信頼性に欠けるものとなって
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、高分子材料を用いてポッティング法による
封止を行っているため、製造ラインを一本化できない、
キュアリングが必要で、製造工期が長いといった問題が
あった。

【０００９】また、ポッティング法による封止のため、
薄型化に限界がある、製品としての信頼性に欠けるなど
の問題があった。そこで、この発明は、製造ラインを一
本化でき、工期の短縮が可能となるとともに、製品の薄
型化および高信頼化を図ることが可能な半導体装置を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の半導体装置にあっては、半導体チップ
の表面に設けられた電極とリードフレームの所定位置と
を電気的に接続してなるものにおいて、前記半導体チッ
プおよび前記リードフレームの表裏を、それぞれ絶縁性
フィルムを用いて封止し、かつ、前記リードフレームの
どちらか一方の面の一部のみが前記絶縁性フィルムより
露出してなる構成とされている。

【００１１】

【作用】この発明は、上記した手段により、リードフレ
ームのどちらか一方の面を含んで半導体チップの周囲を
簡単に封止できるようになるため、信頼性の向上ととも
に、製造プロセスの簡素化などを図ることが可能となる
ものである。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、本発明にかかるＴＡＢ方式の
半導体パッケージ装置（ＴＣＰ）の構成を概略的に示す
ものである。なお、同図（ａ）はＴＣＰの上からの平面
図であり、同図（ｂ）は同じく下からの平面図、同図
（ｃ）は同じくＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線にそれぞれ沿う
断面図である。

【００１３】すなわち、このＴＣＰは、たとえば、半導
体チップ１１の表面がＴＡＢテープ型の絶縁フィルム２
１によって、裏面がＴＡＢテープ型の上記絶縁フィルム
２１とは異なる別の絶縁フィルム３１によって、それぞ
れ被覆されてなる構成とされている。

【００１４】そして、上記絶縁フィルム２１の下面（外
部電極導出リード２２の形成面）と上記絶縁フィルム３
１の上面（チップ当接面）とが、半導体チップ１１の周
辺部において熱圧着または接着により貼り合わされて、
上記半導体チップ１１の周囲の封止がなされている。

【００１５】また、上記絶縁フィルム２１に配設された
複数の外部電極導出リード２２は、その一端（インナリ
ード２２ａ）が上記半導体チップ１１の各電極パッド１
１ａに熱圧着などにより接続され、他端（アウタリード
２２ｂ）の一方の面のみが上記絶縁フィルム３１の周辺
部において外部に露出されている。

【００１６】上記半導体チップ１１は、その表面に、各
辺に沿ってそれぞれ一定の間隔で複数の電極パッド１１
ａが配置されている。電極パッド１１ａのそれぞれに
は、上記外部電極導出リード２２のインナリード２２ａ
との接続のためのバンプ電極４１が設けられている。

【００１７】上記外部電極導出リード２２を有するＴＡ
Ｂテープ型の絶縁フィルム２１は、たとえば、ポリイミ
ドのような熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などの高耐熱性
を有する高分子材料からなるテープ状の絶縁フィルム２
１の一方面に銅などの導電体薄膜をラミネートし、その
導電体薄膜を選択エッチング技術よって配線パターン化
して複数の外部電極導出リード２２を形成してなる構成
となっている。

【００１８】上記外部電極導出リード２２のそれぞれ
は、上記半導体チップ１１の各電極パッド１１ａと接続
されるインナリード２２ａ、および各インナリード２２
ａにつながるアウタリード２２ｂからなっている。

【００１９】上記外部電極導出リード２２を有しない、
上記絶縁フィルム３１は、たとえばポリイミドのような
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などの高耐熱性を有する高
分子材料がテープ状に形成されてなる構成とされてい
る。

【００２０】次に、上記した構成のＴＣＰの製造方法に
ついて説明する。図２は、上記ＴＣＰの製造に用いられ
る組み立て装置の概略構成を示すものである。

【００２１】たとえば、この組み立て装置では、まず、
ステージ５１の上昇により、半導体チップ１１を接合部
５２へ供給する。また、接合部５２に対して、リール５
３より外部電極導出リード２２を有するＴＡＢテープ型
の絶縁フィルム２１を供給する。

【００２２】接合部５２では、光学系５４による上記半
導体チップ１１と上記絶縁フィルム２１との位置合わせ
を行って後、ヒートローラ５５により、電極パッド１１
ａ上の各バンプ電極４１と外部電極導出リード２２の各
インナリード２２ａとを熱圧着して接続する（以上、同
図（ａ））。

【００２３】上記ステージ５１を降下させ、今度は、リ
ール５６より外部電極導出リードを有しない絶縁フィル
ム３１を供給する。そして、この絶縁フィルム３１と上
記半導体チップ１１の接合された上記絶縁フィルム２１
とを、たとえばヒートローラ５７，５８間を通過させる
ことにより、絶縁フィルム２１，３１の相互を熱圧着し
て貼り合わせる。

【００２４】この場合、ヒートローラ５７は、上記絶縁
フィルム２１の幅とほぼ同寸法の１つのローラを、その
位置を固定して配設する。また、ヒートローラ５８は、
上記絶縁フィルム３１の幅よりもずっと狭い複数のロー
ラを、それぞれ上下方向に独立して移動できるようにし
て配設する。

【００２５】このように構成することで、半導体チップ
１１の厚みによる部分的な厚さの違いを上手に逃がしつ
つ、絶縁フィルム２１，３１の相互を十分な圧着力をも
って貼り合わせることができる。

【００２６】この後、切断部５９の通過にともなって、
絶縁フィルム２１，３１を一定の寸法サイズにより切断
し、さらに絶縁フィルム３１の外周部分を部分的に排除
して、外部電極導出リード２２のアウタリード２２ｂの
一方の面のみをそれぞれ露出させる（以上、同図
（ｂ））。

【００２７】こうして、半導体チップ１１の上下が、外
部電極導出リード２２を有するＴＡＢテープ型の絶縁フ
ィルム２１と外部電極導出リードを有しない絶縁フィル
ム３１とによって挟み込まれて、その周囲の封止が行わ
れてなる、図１に示した構造のＴＣＰが製造される。

【００２８】また、上記絶縁フィルム３１をリール５６
に巻き取った後、上記したプロセスを繰り返すことによ
り、上述した同様のＴＣＰが連続して製造される。この
ようにして製造されるＴＣＰによれば、半導体チップ１
１の多ピン化、電極パッド１１ａのファインピッチ化、
および半導体チップ１１のサイズに左右されないフリー
サイズパッケージ化といったＴＣＰの特徴を損なうこと
なく、高信頼性の確保が可能となる。

【００２９】また、チップサイズの１．４倍程度からの
パッケージングにも十分に対応でき、小型化が妨げられ
ることもない。しかも、絶縁フィルム２１，３１の厚さ
には制限がないため、製品の特性や用途に応じて任意に
選択でき、製造の自由度が増すとともに、５００μｍ以
下の超極薄のＴＣＰの開発が可能となる。

【００３０】また、１マシンによる製造が可能となり、
製造ラインを一本化できるようになるとともに、大幅な
製造工期の短縮やコストの削減が図れる。さて、このよ
うな構造のＴＣＰ、つまり絶縁フィルム２１が平坦とさ
れ、外部電極導出リード２２が半導体チップ１１の水平
方向に直線的に引き出されて、絶縁フィルム３１の外周
よりアウタリード２２ｂの一方の面のみが露出されてな
るＴＣＰの場合、実装基板上の凹部内への埋め込みによ
る実装に用いて好適である。

【００３１】図３は、上記したＴＣＰの実装例を示すも
のである。この場合、ＴＣＰは、実装基板６１上に形成
された凹部６２内に、上記半導体チップ１１の部分が挿
入される形で実装される。そして、絶縁フィルム３１の
外周より露出する各アウタリード２２ｂの一方の面が、
上記実装基板６１の表面に配設される各配線パターン６
３と電気的に接続される。

【００３２】こうすることで、実装の高さを低く抑えら
れるのみでなく、外圧などから半導体チップ１１を保護
することが可能となる。また、実装基板６１の表面にお
いて、外部電極導出リード２２は絶縁フィルム２１によ
って覆われているため、ごみなどの接触によってリード
２２の相互がショートしたりするのを防止できるもので
ある。

【００３３】上記したように、外部電極導出リードのど
ちらか一方の面を含んで半導体チップの周囲を簡単に封
止できるようにしている。すなわち、半導体チップの表
裏を、外部電極導出リードを有する絶縁フィルムと、外
部電極導出リードを有しない絶縁フィルムとで挟み込む
ようにしている。これにより、ＴＣＰがもつ本来の利点
を損なうことなく、さらに、軽薄で、かつ、短小のＴＣ
Ｐを、高い信頼性をもって容易に製造できるようにな
る。したがって、信頼性の向上とともに、製造プロセス
の簡素化などを図ることが可能となるものである。

【００３４】特に、外部電極導出リードの表面は絶縁フ
ィルムによって覆われるようになっているため、ごみな
どの接触によってリードの相互がショートしたりするの
を防止でき、実装の信頼性を向上することが可能であ
る。

【００３５】しかも、金型やキュアリングの工程を必要
とすることなしにパッケージングを可能とする本実施例
装置は、非常に低コストにて製品化できるものである。
なお、上記実施例においては、外部電極導出リードを有
するＴＡＢテープ型の絶縁フィルムを用いてＴＣＰを構
成するようにした場合について説明したが、これに限ら
ず、たとえば電極パッドに金属薄板からなるフレーム状
のリードを接続してなる半導体チップの、その表裏をそ
れぞれ外部電極導出リードを有しない絶縁フィルムを用
いて封止するように構成することも可能である。

【００３６】また、実装基板の凹部内へ埋め込む形での
実装に適するように、外部電極導出リード２２を平坦と
する場合に限らず、たとえば図４および図５に示すよう
に、外部電極導出リード２２のアウタリード２２ｂを所
定の形状にフォーミングすることも可能である。

【００３７】図４は、外部電極導出リード２２をガルウ
イング状にフォーミングして、実装基板６１上に実装す
るようにした場合を例に示すものである。この場合、た
とえば、外部電極導出リード２２を有する絶縁フィルム
２１の外周部分を部分的に排除して、絶縁フィルム２１
の外周よりアウタリード２２ｂの一方の面のみをそれぞ
れ露出させる。そして、アウタリード２２ｂを上記絶縁
フィルム２１，３１とともに成形した後、上記実装基板
６１の表面に配設される各配線パターン６３と電気的に
接続する。

【００３８】図５は、外部電極導出リード２２をＪの字
（いわゆる、Ｊリード）状にフォーミングして、実装基
板６１上に実装するようにした場合を例に示すものであ
る。この場合、たとえば、外部電極導出リード２２を有
しない絶縁フィルム３１の外周部分を部分的に排除し
て、絶縁フィルム３１の外周よりアウタリード２２ｂの
一方の面のみをそれぞれ露出させる。そして、アウタリ
ード２２ｂを上記絶縁フィルム２１とともに成形した
後、上記実装基板６１の表面に配設される各配線パター
ン６３と電気的に接続する。

【００３９】こうすることで、通常のＱＦＰ（Quad Fla
t Package ）やＱＦＪ（Quad FlatJ leaded package）
と同様な表面実装が可能となるとともに、ＱＦＰなどで
問題となっている、外部電極導出リード２２のコープラ
ナリティやスキューを改善できるようになる。これは、
外部電極導出リード２２のそれぞれが上記絶縁フィルム
２１，３１によって保護されており、外部電極導出リー
ド２２の変形によるばらつきが抑えられるためである。

【００４０】また、いずれの実施例装置においても、外
部電極導出リード２２の表面は絶縁フィルム３１によっ
て覆われているため、ごみなどの接触によってリード２
２の相互がショートしたりするのを防止できる。

【００４１】さらには、半導体チップ１１の４方向に外
部電極導出リード２２が配設されるようにしてなるＴＣ
Ｐのほか、たとえば２方向に外部電極導出リード２２が
配設される半導体チップなどを搭載するものなどにも適
用可能である。その他、この発明の要旨を変えない範囲
において、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、製造ラインを一本化でき、工期の短縮が可能となる
とともに、製品の薄型化および高信頼化を図ることが可
能な半導体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるＴＣＰを概略的に
示す構成図。

【図２】同じく、ＴＣＰの製造プロセスを説明するため
に示す組み立て装置の概略図。

【図３】同じく、ＴＣＰの実装例を示す概略断面図。

【図４】ＴＣＰの他の構成例を示す概略断面図。

【図５】同じく、ＴＣＰの他の構成例を示す概略断面
図。

【図６】従来技術とその問題点を説明するために示すＴ
ＣＰの概略断面図。

【符号の説明】

１１…半導体チップ、１１ａ…電極パッド、２１…ＴＡ
Ｂテープ型の絶縁フィルム（第１の絶縁性フィルム）、
２２…外部電極導出リード（配線パターン）、２２ａ…
インナリード、２２ｂ…アウタリード、３１…絶縁フィ
ルム（第２の絶縁性フィルム）、４１…バンプ電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップの表面に設けられた電極と
   リードフレームの所定位置とを電気的に接続してなる半
   導体装置において、 前記半導体チップおよび前記リードフレームの表裏を、
   それぞれ絶縁性フィルムを用いて封止し、かつ、前記リ
   ードフレームのどちらか一方の面の一部のみが前記絶縁
   性フィルムより露出してなることを特徴とする半導体装
   置。