JPH11168148A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH11168148A JPH11168148A JP33470297A JP33470297A JPH11168148A JP H11168148 A JPH11168148 A JP H11168148A JP 33470297 A JP33470297 A JP 33470297A JP 33470297 A JP33470297 A JP 33470297A JP H11168148 A JPH11168148 A JP H11168148A
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- JP
- Japan
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- adhesive layer
- semiconductor chip
- insulating film
- leads
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性の点で信頼性の高い半導体装置を提供
する。 【解決手段】 ＣＳＰ２８は、半導体チップ１２と、リ
ード１６と、リードを外方から被覆する絶縁フィルム２
０とを備えている。また、半導体チップ１２と絶縁フィ
ルム２０との間に接着層３０を介在させて、半導体チッ
プ１２とリード１６及び絶縁フィルム２０とを接着し、
かつ電極パッド１４及び接着層２２から露出したリード
１６をモールド樹脂２６により樹脂封止している。接着
層３０は、第１の接着剤層３０ａと、その上の金属層３
０ｂと、その上の第２の接着剤層３０ｃとから構成さ
れ、かつ、各層の厚みがそれぞれ所定範囲内である。こ
れにより、接着層３０の熱膨張係数が接着層２２に比べ
て低い。よって、接着層の熱膨張によってリード１６に
生じる応力は、従来に比べて大きく低減する。
する。 【解決手段】 ＣＳＰ２８は、半導体チップ１２と、リ
ード１６と、リードを外方から被覆する絶縁フィルム２
０とを備えている。また、半導体チップ１２と絶縁フィ
ルム２０との間に接着層３０を介在させて、半導体チッ
プ１２とリード１６及び絶縁フィルム２０とを接着し、
かつ電極パッド１４及び接着層２２から露出したリード
１６をモールド樹脂２６により樹脂封止している。接着
層３０は、第１の接着剤層３０ａと、その上の金属層３
０ｂと、その上の第２の接着剤層３０ｃとから構成さ
れ、かつ、各層の厚みがそれぞれ所定範囲内である。こ
れにより、接着層３０の熱膨張係数が接着層２２に比べ
て低い。よって、接着層の熱膨張によってリード１６に
生じる応力は、従来に比べて大きく低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、更に詳しくは、耐久性の点で信頼性が高い半導体装
置に関するものである。
し、更に詳しくは、耐久性の点で信頼性が高い半導体装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、民生用機器等を小型軽薄化するた
めに、半導体装置の小型化や高密度実装が求められてお
り、この対策として、外部に接続する外部接続端子を裏
面に設けたファインピッチボールグリッドアレイ（以
下、ＦＢＧＡと言う）やファインピッチランドグリッド
アレイ（以下、ＦＬＧＡと言う）等のチップサイズパッ
ケージ（以下、ＣＳＰと言う）が提案されている。ＣＳ
Ｐは、外形寸法を半導体チップとほぼ同程度の寸法にす
ることができ、半導体装置の小型化や高密度実装の点で
有効である。また、ＣＳＰ内のリード（インナーリード
とも言う）と電極パッドとの接合をＴＡＢ（Tape Autom
ated Bonding）方式で行っているため、電極パッドのピ
ッチ（後述の図２で、紙面に平行方向のピッチ）が９０
μｍのいわゆる狭パッドピッチのＣＳＰであっても、民
生用機器等の組立が可能である。以下、図面を参照し
て、従来のＣＳＰを更に説明する。
めに、半導体装置の小型化や高密度実装が求められてお
り、この対策として、外部に接続する外部接続端子を裏
面に設けたファインピッチボールグリッドアレイ（以
下、ＦＢＧＡと言う）やファインピッチランドグリッド
アレイ（以下、ＦＬＧＡと言う）等のチップサイズパッ
ケージ（以下、ＣＳＰと言う）が提案されている。ＣＳ
Ｐは、外形寸法を半導体チップとほぼ同程度の寸法にす
ることができ、半導体装置の小型化や高密度実装の点で
有効である。また、ＣＳＰ内のリード（インナーリード
とも言う）と電極パッドとの接合をＴＡＢ（Tape Autom
ated Bonding）方式で行っているため、電極パッドのピ
ッチ（後述の図２で、紙面に平行方向のピッチ）が９０
μｍのいわゆる狭パッドピッチのＣＳＰであっても、民
生用機器等の組立が可能である。以下、図面を参照し
て、従来のＣＳＰを更に説明する。
【０００３】図２は、従来のＣＳＰの断面図である。従
来のＣＳＰ１０は、半導体チップ１２と、半導体チップ
１２の電極パッド１４に一端を接続させて半導体チップ
１２の下方に延在するリード１６と、リード１６を外方
から被覆し、かつリード１６から外部接続端子１８を貫
通、突出させる絶縁フィルム２０と、ＣＳＰ１０の外径
を規格に合致させるリング２１とを備えている。電極パ
ッド１４とリード１６の先端とは半田バンプ２４により
接続されている。電極パッド１４の材質は例えばアルミ
ニウムである。また、ＣＳＰ１０は、半導体チップ１２
と絶縁フィルム２０との間に接着層２２を介在させて、
半導体チップ１２とリード１６及び絶縁フィルム２０と
を接着し、かつ電極パッド１４及び接着層２２から露出
したリード１６をモールド樹脂２６により樹脂封止して
いる。接着層２２としては、利便性の観点から、例えば
２５０℃以下の比較的低温で接着するフィルム状の接着
剤が多用されている。尚、常温で接着する接着剤は、接
着の信頼性等、種々の点で好ましくない。
来のＣＳＰ１０は、半導体チップ１２と、半導体チップ
１２の電極パッド１４に一端を接続させて半導体チップ
１２の下方に延在するリード１６と、リード１６を外方
から被覆し、かつリード１６から外部接続端子１８を貫
通、突出させる絶縁フィルム２０と、ＣＳＰ１０の外径
を規格に合致させるリング２１とを備えている。電極パ
ッド１４とリード１６の先端とは半田バンプ２４により
接続されている。電極パッド１４の材質は例えばアルミ
ニウムである。また、ＣＳＰ１０は、半導体チップ１２
と絶縁フィルム２０との間に接着層２２を介在させて、
半導体チップ１２とリード１６及び絶縁フィルム２０と
を接着し、かつ電極パッド１４及び接着層２２から露出
したリード１６をモールド樹脂２６により樹脂封止して
いる。接着層２２としては、利便性の観点から、例えば
２５０℃以下の比較的低温で接着するフィルム状の接着
剤が多用されている。尚、常温で接着する接着剤は、接
着の信頼性等、種々の点で好ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、比較的低温で
接着可能な接着剤の熱膨張係数は、隣接するモールド樹
脂等の部材の熱膨張係数に比べて大きい。このため、例
えばＣＳＰの温度を周期的に変動させる温度サイクル試
験（以下、Thermal cycle Testの略としてＴ／Ｃテスト
と言う）を行うと、リードに応力集中が生じ、リード先
端が半田バンプから剥がれたりリードが断線したりして
製品不良が生じ、耐久性の点で信頼性が低いという問題
があった。尚、この問題は、ＣＳＰに限らず、半導体チ
ップと絶縁フィルムとの間に接着層を介在させた一般的
な半導体装置で生じていた。以上のような事情に照らし
て、本発明の目的は、耐久性の点で信頼性の高い半導体
装置を提供することである。
接着可能な接着剤の熱膨張係数は、隣接するモールド樹
脂等の部材の熱膨張係数に比べて大きい。このため、例
えばＣＳＰの温度を周期的に変動させる温度サイクル試
験（以下、Thermal cycle Testの略としてＴ／Ｃテスト
と言う）を行うと、リードに応力集中が生じ、リード先
端が半田バンプから剥がれたりリードが断線したりして
製品不良が生じ、耐久性の点で信頼性が低いという問題
があった。尚、この問題は、ＣＳＰに限らず、半導体チ
ップと絶縁フィルムとの間に接着層を介在させた一般的
な半導体装置で生じていた。以上のような事情に照らし
て、本発明の目的は、耐久性の点で信頼性の高い半導体
装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、接着層の熱
膨張係数を低減させることを鋭意検討した。そして、熱
膨張係数が接着剤に比べて小さい金属層と、金属層の両
面に従来と同様の接着剤からなる接着剤層とから構成さ
れる接着層を用いることを考え付き、本発明を完成する
に至った。
膨張係数を低減させることを鋭意検討した。そして、熱
膨張係数が接着剤に比べて小さい金属層と、金属層の両
面に従来と同様の接着剤からなる接着剤層とから構成さ
れる接着層を用いることを考え付き、本発明を完成する
に至った。
【０００６】上記目的を達成するために、本発明に係る
半導体装置は、半導体チップと、半導体チップの電極パ
ッドに一端を接続させて半導体チップの下方に延在する
リードと、リードを外方から被覆し、かつリードから外
部接続端子を貫通、突出させる絶縁フィルムとを備え、
半導体チップと絶縁フィルムとの間に接着層を介在させ
て、半導体チップと、リード及び絶縁フィルムとを接着
し、かつ電極パッド及び接着層から露出したリードを樹
脂封止してなる半導体装置において、接着層が、半導体
チップに接する第１の接着剤層と、その下層の金属層
と、更にその下層の第２の接着剤層とから構成され、か
つ、各層の厚みがそれぞれ所定範囲内であることを特徴
としている。
半導体装置は、半導体チップと、半導体チップの電極パ
ッドに一端を接続させて半導体チップの下方に延在する
リードと、リードを外方から被覆し、かつリードから外
部接続端子を貫通、突出させる絶縁フィルムとを備え、
半導体チップと絶縁フィルムとの間に接着層を介在させ
て、半導体チップと、リード及び絶縁フィルムとを接着
し、かつ電極パッド及び接着層から露出したリードを樹
脂封止してなる半導体装置において、接着層が、半導体
チップに接する第１の接着剤層と、その下層の金属層
と、更にその下層の第２の接着剤層とから構成され、か
つ、各層の厚みがそれぞれ所定範囲内であることを特徴
としている。
【０００７】第１の接着剤層の厚みの所定範囲は、半導
体チップと金属層とが充分に接着する厚みである。第２
の接着剤層の厚みの所定範囲は、金属層とリード及び絶
縁フィルムとが充分に接着する厚みである。第１の接着
剤層と第２の接着剤層との厚みは、通常、同一である
が、第１の接着剤層を第２の接着剤層に比べて厚くし
て、半導体チップに伝達される熱量や半導体チップに加
わる機械的ストレスを緩和してもよい。第１、第２の接
着剤層の材質は特に限定しないが、例えば、フィルム状
で、Ｂステージのエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリ
オレフィン系やポリイミド等の熱可塑性樹脂などであ
り、第１、第２の接着剤層の熱膨張係数は、通常、５×
１０-5／Ｋ〜１×１０-3／Ｋの範囲内である。また、第
１の接着剤層及び第２の接着剤層を形成する接着剤は、
通常、常温よりも高く、かつ２５０℃以下の比較的低温
で接着する接着剤であり、半導体装置に例えば２００℃
以下の熱処理を行って接着状態を安定化することを可能
にしている。
体チップと金属層とが充分に接着する厚みである。第２
の接着剤層の厚みの所定範囲は、金属層とリード及び絶
縁フィルムとが充分に接着する厚みである。第１の接着
剤層と第２の接着剤層との厚みは、通常、同一である
が、第１の接着剤層を第２の接着剤層に比べて厚くし
て、半導体チップに伝達される熱量や半導体チップに加
わる機械的ストレスを緩和してもよい。第１、第２の接
着剤層の材質は特に限定しないが、例えば、フィルム状
で、Ｂステージのエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリ
オレフィン系やポリイミド等の熱可塑性樹脂などであ
り、第１、第２の接着剤層の熱膨張係数は、通常、５×
１０-5／Ｋ〜１×１０-3／Ｋの範囲内である。また、第
１の接着剤層及び第２の接着剤層を形成する接着剤は、
通常、常温よりも高く、かつ２５０℃以下の比較的低温
で接着する接着剤であり、半導体装置に例えば２００℃
以下の熱処理を行って接着状態を安定化することを可能
にしている。
【０００８】好適には、接着層の厚みが３０μｍ〜２０
０μｍの範囲内で、かつ、金属層の厚みが接着層の厚み
の１／４以上である。１／４よりも薄いと、接着層の熱
膨張係数があまり小さくならない。また好適には、金属
層の熱膨張係数が３×１０-6／Ｋ〜３×１０-5／Ｋの範
囲内であり、金属層の材質は、例えば、銅合金、ニッケ
ル合金、鉄合金、アルミニウム等である。
０μｍの範囲内で、かつ、金属層の厚みが接着層の厚み
の１／４以上である。１／４よりも薄いと、接着層の熱
膨張係数があまり小さくならない。また好適には、金属
層の熱膨張係数が３×１０-6／Ｋ〜３×１０-5／Ｋの範
囲内であり、金属層の材質は、例えば、銅合金、ニッケ
ル合金、鉄合金、アルミニウム等である。
【０００９】本発明に係る半導体装置では、第１、第２
の接着剤層の熱膨張係数が隣接する部材、例えばモール
ド樹脂の熱膨張係数に比べて大きくても、金属層の熱膨
張係数が接着剤層の熱膨張係数に比べて遥かに小さいた
め、接着層の熱膨張係数が低い。よって、リードに加え
られる応力が従来に比べて大きく低減し、Ｔ／Ｃテスト
の不良率が大幅に低下する。
の接着剤層の熱膨張係数が隣接する部材、例えばモール
ド樹脂の熱膨張係数に比べて大きくても、金属層の熱膨
張係数が接着剤層の熱膨張係数に比べて遥かに小さいた
め、接着層の熱膨張係数が低い。よって、リードに加え
られる応力が従来に比べて大きく低減し、Ｔ／Ｃテスト
の不良率が大幅に低下する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより
詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、半導体装置としてＣＳＰを用いた、本
発明の好適な一実施形態例である。図１は、本実施形態
例のチップサイズパッケージ（以下、ＣＳＰと言う）の
断面図である。ＣＳＰ２８は、従来のＣＳＰ１０に比
べ、接着層２２に代えて接着層３０を備えている。図１
では、図２と同じものには同じ符号を付してその説明を
省略する。
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより
詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、半導体装置としてＣＳＰを用いた、本
発明の好適な一実施形態例である。図１は、本実施形態
例のチップサイズパッケージ（以下、ＣＳＰと言う）の
断面図である。ＣＳＰ２８は、従来のＣＳＰ１０に比
べ、接着層２２に代えて接着層３０を備えている。図１
では、図２と同じものには同じ符号を付してその説明を
省略する。
【００１１】接着層３０は、第１の接着剤層３０ａと、
その上の金属層３０ｂと、その上の第２の接着剤層３０
ｃとから構成される。接着層３０の厚みは１５０μｍ
で、第１の接着剤層３０ａ、金属層３０ｂ、及び第２の
接着剤層３０ｃの厚みは、何れも５０μｍであり、ま
た、第１、第２の接着剤層の材質はエポキシ樹脂、金属
層３０ｂの材質はステンレス鋼である。
その上の金属層３０ｂと、その上の第２の接着剤層３０
ｃとから構成される。接着層３０の厚みは１５０μｍ
で、第１の接着剤層３０ａ、金属層３０ｂ、及び第２の
接着剤層３０ｃの厚みは、何れも５０μｍであり、ま
た、第１、第２の接着剤層の材質はエポキシ樹脂、金属
層３０ｂの材質はステンレス鋼である。
【００１２】ＣＳＰ２８を製造するには、先ず、上記の
材質、厚みを有する金属板両面に、上記の材質、厚みを
有するフィルム状の接着剤を接着し、更に、これを所定
の寸法に打ち抜き、接着層３０を製造する。次いで、配
線フィルム１８の上面側と半導体チップ１２の下面側と
を製造した接着層３０を介して相互に接着する。更
に、、半田バンプ３０を溶解、固化して電極パッド１４
とリード１６の先端とを接続し、その後、樹脂封止を行
う。
材質、厚みを有する金属板両面に、上記の材質、厚みを
有するフィルム状の接着剤を接着し、更に、これを所定
の寸法に打ち抜き、接着層３０を製造する。次いで、配
線フィルム１８の上面側と半導体チップ１２の下面側と
を製造した接着層３０を介して相互に接着する。更
に、、半田バンプ３０を溶解、固化して電極パッド１４
とリード１６の先端とを接続し、その後、樹脂封止を行
う。
【００１３】本実施形態例では、接着層３０の構造が、
第１の接着剤層３０ａと、その上の金属層３０ｂと、そ
の上の第２の接着剤層３０ｃとからなる３層構造であ
る。これにより、接着層３０の熱膨張係数が接着層２２
に比べて低く、従って、接着層３０の熱膨張係数と、接
着層３０に隣接するモールド樹脂２６の熱膨張係数との
差異は、従来に比べて大きく低下する。よって、接着層
３０の熱膨張によってリード１６に生じる応力は大きく
低減するので、ＣＳＰ２８の耐久性の信頼性が高い。
第１の接着剤層３０ａと、その上の金属層３０ｂと、そ
の上の第２の接着剤層３０ｃとからなる３層構造であ
る。これにより、接着層３０の熱膨張係数が接着層２２
に比べて低く、従って、接着層３０の熱膨張係数と、接
着層３０に隣接するモールド樹脂２６の熱膨張係数との
差異は、従来に比べて大きく低下する。よって、接着層
３０の熱膨張によってリード１６に生じる応力は大きく
低減するので、ＣＳＰ２８の耐久性の信頼性が高い。
【００１４】試験例 本発明者は、従来のＣＳＰ１０と同じ構成の従来例試験
体、及び、実施形態例のＣＳＰ２８と同じ構成の本発明
試験体をそれぞれ２５個製作し、Ｔ／Ｃテストを行っ
た。Ｔ／Ｃテストの高温側の温度は−２５℃、低温側の
温度は１２５℃であり、温度サイクルの繰り返し数は４
００回である。試験条件及び試験結果を表１に示す。
体、及び、実施形態例のＣＳＰ２８と同じ構成の本発明
試験体をそれぞれ２５個製作し、Ｔ／Ｃテストを行っ
た。Ｔ／Ｃテストの高温側の温度は−２５℃、低温側の
温度は１２５℃であり、温度サイクルの繰り返し数は４
００回である。試験条件及び試験結果を表１に示す。
【表１】 本発明試験体の試験では、２５個のうち不良の発生した
ものは０個であったが、従来例試験体の試験では、２５
個のうち約半数の１２個が不良となった。
ものは０個であったが、従来例試験体の試験では、２５
個のうち約半数の１２個が不良となった。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、接着層が、第１の接着
剤層と、その上の金属層と、その上の第２の接着剤層と
からなる３層構造である。これにより、接着層の熱膨張
係数が従来に比べて低くなり、接着層の熱膨張係数と、
接着層に隣接するモールド樹脂等の他の部材の熱膨張係
数との差異は、大きく低下する。よって、接着層の熱膨
張によってリードに生じる応力は、従来に比べて大きく
低減し、Ｔ／Ｃテストでの不良の生じる割合が大幅に低
減するので、本発明に係る半導体装置は、耐久性の点で
信頼性が高い。
剤層と、その上の金属層と、その上の第２の接着剤層と
からなる３層構造である。これにより、接着層の熱膨張
係数が従来に比べて低くなり、接着層の熱膨張係数と、
接着層に隣接するモールド樹脂等の他の部材の熱膨張係
数との差異は、大きく低下する。よって、接着層の熱膨
張によってリードに生じる応力は、従来に比べて大きく
低減し、Ｔ／Ｃテストでの不良の生じる割合が大幅に低
減するので、本発明に係る半導体装置は、耐久性の点で
信頼性が高い。
【図１】実施形態例のチップサイズパッケージの断面図
である。
である。
【図２】従来のチップサイズパッケージの断面図であ
る。
る。
１０……ＣＳＰ、１２……半導体チップ、１４……電極
パッド、１６……リード、１８……外部接続端子、２０
……絶縁フィルム、２１……リング、２２……接着層、
２４……半田バンプ、２６……モールド樹脂、２８……
ＣＳＰ、３０……接着層、３０ａ……第１の接着剤層、
３０ｂ……金属層、３０ｃ……第２の接着剤層。
パッド、１６……リード、１８……外部接続端子、２０
……絶縁フィルム、２１……リング、２２……接着層、
２４……半田バンプ、２６……モールド樹脂、２８……
ＣＳＰ、３０……接着層、３０ａ……第１の接着剤層、
３０ｂ……金属層、３０ｃ……第２の接着剤層。
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体チップと、半導体チップの電極パ
ッドに一端を接続させて半導体チップの下方に延在する
リードと、リードを外方から被覆し、かつリードから外
部接続端子を貫通、突出させる絶縁フィルムとを備え、
半導体チップと絶縁フィルムとの間に接着層を介在させ
て、半導体チップと、リード及び絶縁フィルムとを接着
し、かつ電極パッド及び接着層から露出したリードを樹
脂封止してなる半導体装置において、 接着層が、半導体チップに接する第１の接着剤層と、そ
の下層の金属層と、更にその下層の第２の接着剤層とか
ら構成され、かつ、各層の厚みがそれぞれ所定範囲内で
あることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 接着層の厚みが３０μｍ〜２００μｍの
範囲内で、かつ、金属層の厚みが接着層の厚みの１／４
以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置。 - 【請求項３】 金属層の熱膨張係数が３×１０-6／Ｋ〜
３×１０-5／Ｋの範囲内であることを特徴とする請求項
１又は２に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33470297A JPH11168148A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33470297A JPH11168148A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168148A true JPH11168148A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18280268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33470297A Pending JPH11168148A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11168148A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030059575A (ko) * | 2002-01-02 | 2003-07-10 | 주식회사 다산 씨.앤드.아이 | 칩 스케일 패키지 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33470297A patent/JPH11168148A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030059575A (ko) * | 2002-01-02 | 2003-07-10 | 주식회사 다산 씨.앤드.아이 | 칩 스케일 패키지 |
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