JPH11284007A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH11284007A
JPH11284007A JP10087634A JP8763498A JPH11284007A JP H11284007 A JPH11284007 A JP H11284007A JP 10087634 A JP10087634 A JP 10087634A JP 8763498 A JP8763498 A JP 8763498A JP H11284007 A JPH11284007 A JP H11284007A
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JP
Japan
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semiconductor device
tape
semiconductor chip
insulating tape
resin
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JP10087634A
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English (en)
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Hideo Taguchi
英男 田口
Junichi Asada
順一 浅田
Jun Omori
純 大森
Riichi Mino
利一 三野
Naohisa Okumura
尚久 奥村
Hiroshi Shimoe
宏 下江
Toshitsune Iijima
利恒 飯島
Katsuhiko Oyama
勝彦 尾山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度サイクルが繰り返されてもプリント基板
と半田ボールとの電気的な接続を長期に亙って安定に維
持すること。 【解決手段】 ICチップ及び張出部は弾性を有する接
着剤層によりテープに接着され、このテープには複数の
半田ボールが取り付けられ、これら半田ボールをプリン
ト基板に半田付けすることにより半導体装置が実装され
る。温度サイクルが生じた場合、ICチップ、張出部及
びプリント基板の熱膨張率が異なるため、ICチップと
プリント基板又は張出部とプリント基板との間に熱応力
が発生するが、この熱応力は接着剤層の弾性により吸収
される。このため、半田ボールにはほとんど前記熱応力
が掛からず、前記した温度サイクルが繰り返されても、
半田ボールはプリント基板に長期に亙って安定に電気的
に接続される。更に、張出部21の分だけテープの面積
が広がり、多数の半田ボールをそのサイズを小さくする
ことなくテープに取り付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICパッケージの
一種であるBGA(Ball Grid Array)
構造を有する主面実装型の半導体装置及びその製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置は、電子機器の高性能
化に伴い、高集積化、高機能化されている。このような
半導体装置の高集積化、高機能化は外部端子の総数の増
加となり、ますます多端子化(ピン)が進められてい
る。この多端子化を進めると、外部端子ピッチを狭める
ことになり、このため、従来の半導体装置のQFP(Qu
adFlat Package)などのパッケージでは、外部端子強度
が低下したり、又は、実装時の位置精度が悪化するなど
の問題が生じている。
【0003】そこで、上記問題を回避するために、半田
ボールをパッケージの外部端子に置き換えた面実装型の
パッケージであるBGAと呼ばれるプラスチック基板を
用いた半導体装置が開発されている。
【0004】図17は従来のBGAタイプの半導体装置
の構成例を示した断面図である。ICチップ(半導体チ
ップ)1の主面は薄いチップ搭載基板3(テープでも良
い)に接着され、又、ICチップ1はチップ搭載基板3
に電気的に接続されている。チップ搭載基板3上の背面
には複数の半田ボール(ボール電極)4がマトリックス
状に取り付けてあり、これら半田ボール4は基板3の配
線を介してICチップ1に電気的に接続されている。こ
の半導体装置は半田ボール4をプリント基板(実装基
板)5上に半田付することにより、プリント基板5に実
装される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
BGA構造の半導体装置を実装したプリント基板5を電
子機器の筐体内などに収容して、実際に使用すると、電
子機器が動作している時は温度が高くなり、停止してい
る時は常温に戻る温度サイクルが発生する。従って、こ
の温度サイクルによって、プリント基板5とこれに実装
されている半導体基板3が暖められたり、冷やされたり
する。その際、シリコンでできたICチップ1の熱膨張
率(3.5ppm)と樹脂製のプリント基板5の熱膨張
率(18ppm)が異なり、しかも、ICチップ1は基
板3に強固に接着されている。
【0006】このため、上記した熱膨張率の差により生
じる熱応力が半田ボール4に掛かって、半田ボール4の
金属疲労によりクラック等が入り、このクラックが進展
して、プリント基板5との接合の破壊に至り、電気的に
オープンになってしまう恐れがあった。それゆえ、上記
した温度サイクルが多数回繰り返されると、プリント基
板5と半導体装置の電気的接続が所定どおりでなくな
り、これに起因する故障が発生するという問題があっ
た。
【0007】更に、ICチップ1の面積以上に基板3の
面積を広く取れないため、ICチップ1が多機能で、多
数の半田ボール4を基板3に取り付けなければならない
時、半田ボール4のサイズを小さくしなければならず、
これでは、各種サイズの半田ボール4を製造する必要が
生じ、煩わしいとともに、半田ボール4のコストが高く
なるという問題があった。
【0008】本発明は上記の如き従来の課題を解決する
ためになされたもので、その目的は、温度サイクルが繰
り返されても、プリント基板と半田ボールとの電気的な
接続を長期に亙って安定に維持することができ、又、半
田ボールのサイズを小さくすることなく、多数の半田ボ
ールを取り付けることができる半導体装置及びその製造
方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の特徴は、半導体チップと、この半導体
チップの側面を樹脂で固めて形成した張出部と、信号配
線及びこの信号配線と電気的に接続されるボール電極を
主面に有する絶縁性テープと、前記半導体チップ及び前
記張出部を前記絶縁性テープの背面に接着する弾性を有
する接着剤層と、前記半導体チップと前記絶縁性テープ
の信号配線とを電気的に接続する電気的接続部とを備え
たことにある。
【0010】この第1の発明によれば、半導体チップの
ボール電極をプリント基板等に半田付けして、実装した
後、前記半導体チップの動作、動作停止により温度サイ
クルが生じるが、この際、シリコンでできた半導体チッ
プと樹脂製のプリント基板では熱膨張率が異なるため、
両者の間に熱応力が発生する。この熱応力は接着剤層が
弾性を有するため、この弾性により吸収され、ボール電
極に掛からないため、ボール電極に金属疲労などがほと
んど発生せず、クラックなどが生じないため、ボール電
極がプリント基板の配線と電気的にオープンになるよう
なことがなく、長期に亙って安定に半導体チップとプリ
ント基板間の電気的接続が前記ボール電極を介して保持
される。又、半導体チップの大きさに比べて張出部があ
る分絶縁性テープの面積を大きくできるため、ボール電
極の大きさを小さくすることなく多数のボール電極を絶
縁基板に配置することができる。
【0011】第2の発明の特徴は、前記接着剤層のヤン
グ率は1MPaから5000MPaの範囲にあることに
ある。
【0012】この第2の発明によれば、前記接着剤層の
ヤング率が1MPaより小さいと、前記接着剤層の弾性
があり過ぎて、半導体チップを絶縁性テープにワイヤー
ボンディングする際に、絶縁性テープを前記接着剤層が
支持できず、十分な接合強度を得ることができない。前
記接着剤層のヤング率が5000MPaより大きいと、
前記接着剤層の弾性が小さく、温度サイクルにより、半
導体チップとプリント基板間で生じる応力を吸収でき
ず、ボール電極の金属疲労が短期間に進んで、半導体チ
ップとプリント基板間の電気的接続が短期間にオープン
になってしまう。
【0013】第3の発明の特徴は、前記電気的接続部
は、前記半導体チップの電極パッドと前記絶縁性テープ
の信号配線上の電極パッドとをワイヤーで接続し、且つ
前記電気的接続部を前記ワイヤーが露出しないように樹
脂で封止することにある。
【0014】この第3の発明によれば、前記ワイヤーが
封止樹脂内に埋設されて露出していないため、腐食など
により切断されず長期に亙って安定に半導体チップと絶
縁基板間の電気的接続を保持することができる。
【0015】第4の発明の特徴は、前記半導体チップの
張出部を形成する樹脂は前記接着剤層を形成する樹脂と
同一系統の樹脂であることにある。
【0016】この第4の発明によれば、前記張出部を形
成している樹脂と前記接着剤層を形成している樹脂が同
一系統の樹脂であるため、両者の接着性が向上し、両者
の剥離を防止することができる。
【0017】第5の発明の特徴は、前記半導体チップの
張出部の厚みを0.1mm以上とすることにある。
【0018】この第5の発明によれば、半導体装置の組
み立て終了時のテストの際、前記張出部の厚みが0.1
mm以上あると、この張出部の下のボール電極とテスト
ソケット端子との接続時、10gf以上のコンタクト力
が得られ、ボール電極とテストソケット端子を確実に接
続してテストを支障なく行うことができる。
【0019】第6の発明の特徴は、前記半導体チップの
張出部の上部の角を丸くすることにある。
【0020】この第6の発明によれば、前記張出部の上
部の角が丸いため、この部分が何かに引っ掛かって欠け
るというようなことを防止できると共に、丸めた分、張
出部を形成する樹脂の量を少なくすることができる。
【0021】第7の発明の特徴は、前記半導体チップの
張出部の厚みを半導体チップの厚みより薄くすることに
ある。
【0022】この第7の発明によれば、前記張出部の厚
みを半導体チップの厚みより薄くして、接着剤層側を揃
えると、前記半導体チップの上面の高さが前記張出部の
高さよりも高くなるため、半導体装置のテスト時に半導
体装置の上面に加重が加わえられるが、平坦にしにくい
張出部分に不均一な加重が加わることなく、全て半導体
チップの上面に前記加重が均一に加わるため、前記張出
部分にクラックが生じて破壊されるというようなことが
防止される。
【0023】第8の発明の特徴は、前記半導体チップの
張出部のヤング率は1MPaから5000MPaの範囲
にあることにある。
【0024】この第8の発明によれば、前記接着剤層の
ヤング率と同様なヤング率の範囲にあるため、温度サイ
クルによる熱応力の違いを吸収して、張出部の破壊等を
長期に亙って免れることができる。
【0025】第9の発明の特徴は、前記半導体チップの
2側面又は4側面に前記張出部を形成することにある。
【0026】この第9の発明によれば、前記半導体チッ
プの2側面に張出部を設けた場合も、4側面に張出部を
設けた場合も、半導体チップの面積に比べて大きな面積
の絶縁性テープを用いることができ、ボール電極の大き
さを変えずに多数のボール電極を取り付けることができ
る。
【0027】第10の発明の特徴は、前記半導体チップ
の一部が前記接着剤層に埋設されることにある。
【0028】この第10の発明によれば、前記半導体チ
ップの一部が前記接着剤層に埋設されているため、半導
体チップはその平面方向に働く外力を前記接着剤層の内
壁で支持するため、前記半導体チップが接着剤層に対し
てずれたりすることを防止でき、機械的な強度の強いパ
ッケージを得ることができる。
【0029】第11の発明の特徴は、前記半導体チップ
と前記張出部との両方にかかる位置に前記ボール電極が
配置されないように前記ボール電極を前記絶縁性テープ
に配置することにある。
【0030】この第11の発明によれば、半導体チップ
と張出部の特性が異なるため、テープが変形した時、半
導体チップと張出部の境界部の平面性が保持されなくな
り、この部分にボール電極が取り付けてあると、前記ボ
ール電極が外れてしまうが、この部分にボール電極がな
いためボール電極が外れない。
【0031】第12の発明の特徴は、前記半導体チップ
の背面に位置決め用のマークを記載したことにある。
【0032】この第12の発明によれば、半導体チップ
の背面側から前記位置決め用マークを基準として、半導
体チップの半田ボールの位置と実装基板のパターンを所
定の位置に同一面から見て簡単に合わせることができ、
実装効率を向上させることができる。
【0033】第13の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
の主面に形成された円形のボール電極取付部の直径に対
して前記ボール電極の直径の方が大きいことにある。
【0034】この第13の発明によれば、ボール電極の
直径の方が大きいため、半導体装置の組み立て終了時に
行うテストのテストソケット端子がボール電極を掴みや
すくテストを円滑に行うことができる。
【0035】第14の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
の主面に貼られているソルダレジストの端部は、前記電
気的接続部を形成するために前記絶縁性テープに設けら
れたワイヤーボンディング用の開口部の縁より後退させ
た位置にあることにある。
【0036】この第14の発明によれば、前記開口部か
ら前記ソルダーレジストまでの前記絶縁基板の表面と前
記ソルダーレジストとの間に段差ができ、前記開口部の
電気的接続部に封止用樹脂を塗布する際に、樹脂が前記
段差によって堰止められて、不必要な部分に流れ出さな
いようにすることができる。
【0037】第15の発明の特徴は、前記半導体装置の
ボール電極を実装基板上の電極パッドに半田付けして前
記半導体装置を実装基板に実装した際に、前記電極パッ
ド上面から前記半導体装置の樹脂封止部との空きが0.
05mm以上あることにある。
【0038】この第15の発明によれば、実装時に前記
半導体装置をフラックスなどで洗浄する際に、前記実装
基板上の電極パッド上面と前記樹脂封止部との空きが
0.5mm以上あると、この間を前記フラックスが円滑
に流れて、洗浄後この間にフラックスが溜まって残って
しまうというようなことを避けることができる。
【0039】第16の発明の特徴は、前記ワイヤーは封
止樹脂の主面より0.01mm以上の深さに埋設されて
いることにある。
【0040】この第16の発明によれば、前記ワイヤー
を少なくとも0.01mm以上の封止樹脂で覆うことに
なり、封止樹脂の摩耗などで前記ワイヤーが外部に露出
して、ワイヤーの切断などが生じることを防止すること
ができ、その信頼性を確保することができる。
【0041】第17の発明の特徴は、前記半導体チップ
に配列された電極パッドと前記絶縁性テープに配列され
た電極パッドの一組を一直線状に並べると、前記半導体
チップ側の他の電極パッドと前記絶縁性テープ側の他の
電極パッドも一直線状に並ぶように前記電極パッドを配
列したことにある。
【0042】この第17の発明によれば、前記半導体チ
ップに配列されている電極パッドと前記絶縁基板側の電
極パッドが全て一直線状に並ぶため、これら電極パッド
をワイヤーで接続した時にワイヤーを一直線状にして全
てのワイヤーを平行に配線すことができるため、ワイヤ
ーボンディングに必要な面積を最小限にして、テープの
コストを低減することができる。
【0043】第18の発明の特徴は、前記信号配線上の
電極パッドの形状を長方形とすることにある。
【0044】この第18の発明によれば、ボンディング
ツールの加重が安定して加わり、且つ最小の電極パッド
領域で済ますことができる。
【0045】第19の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
に開口されたワイヤーボンディングホール又は専用ホー
ルから目視できるように前記半導体チップにワイヤーボ
ンデイング時の位置決め用のマークを記載することにあ
る。
【0046】この第19の発明によれば、前記マークを
基準にしてワイヤーボンディングを行うことにより、ワ
イヤーボンディングの精度を高めることができる。
【0047】第20の発明の特徴は、前記半導体チップ
の主面の中央付近に複数の電極パッドを直線上に配列す
ることにある。
【0048】この第20の発明によれば、前記半導体チ
ップを絶縁性テープに接着した際に、絶縁基板に開口さ
れたワイヤーボンディングホールが前記半導体チップの
主面によりふさがれるため、このワイヤーボンディング
ホールを封止樹脂で封止する際に、樹脂が絶縁性テープ
の上面に回らず、絶縁性テープのカットなどを円滑に行
うことができる。
【0049】第21の発明の特徴は、前記半導体チップ
の主面の中央付近に複数の電極パッドを十字状に配列
し、且つ前記絶縁性テープにワイヤーボンディングホー
ルを十字状に開けることにある。
【0050】この第21の発明によれば、前記半導体チ
ップが多機能化した場合に前記電極パッドを十字状に多
数設けることができ、多ピン化に対応することができ
る。
【0051】第22の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
がテープであり、このテープの信号配線領域の外側に位
置決め用のマークを記載したことにある。
【0052】この第22の発明によれば、テープの信号
配線外側に位置決め用マークがあるため、このマークが
邪魔にならず、テープ内の配線の自由度を向上させるこ
とができる。
【0053】第23の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
に設けられているボール取付部に取り付けないボール電
極の数で前記半導体チップの機能を選択することにあ
る。
【0054】この第23の発明によれば、ボール電極を
取り付けるか取り付けないかによりこの部分がスイッチ
として作用し、前記半導体チップの機能が選択されるこ
とになり、同一の半導体チップを複数の機能で使い分け
ることができる。
【0055】第24の発明の特徴は、前記半導体チップ
に配列された電極パッドと前記絶縁性テープに配列され
た電極パッドを接続するワイヤーの数で前記半導体チッ
プの機能を選択することにある。
【0056】この第24の発明によれば、ワイヤーを接
続するかしないかによりこの部分がスイッチとして作用
し、前記半導体チップの機能が選択されることになり、
同一の半導体チップを複数の機能で使い分けることがで
きる。
【0057】第25の発明の特徴は、前記半導体チップ
の側面に前記張出部を形成する樹脂と同一系統の接着剤
を塗布した後、前記張出部を形成する工程を含むことに
ある。
【0058】この第25の発明によれば、接着剤を塗布
した半導体側面に例えば前記接着剤と同一系統の樹脂で
前記張出部を形成するため、半導体チップの側面と前記
樹脂との密着力が向上して、張出部を半導体チップの側
面に強固に結合させることができる。
【0059】第26の発明の特徴は、前記ワイヤーを前
記半導体チップの電極パッドにワイヤーボンディングし
た後、同ワイヤーを前記絶縁性テープの信号配線上の電
極パッドにワイヤーボンディングする工程を含むことに
ある。
【0060】この第26の発明によれば、前記ワイヤー
を先に前記半導体チップの電極パッドにワイヤーボンデ
ィングするため、半導体チップ側のボンディング部の高
さが高く、2番目にワイヤーボンディングする絶縁性テ
ープ側のボンディング部の高さを低くできるため、前記
ワイヤーの高さを低く抑えることができ、従ってこれを
覆う封止部の高さを低く抑えることができる。
【0061】第27の発明の特徴は、樹脂を射出するノ
ズルを動かして前記封止用の樹脂を前記電気的接続部に
塗布して樹脂封止部を形成する工程を含むことにある。
【0062】この第27の発明によれば、樹脂を射出す
るノズルは軽く、その慣性が小さいため、封止樹脂の塗
布範囲の精度を向上させることができる。
【0063】第28の発明の特徴は、前記電気接続部に
封止用の樹脂を塗布した後、その周囲を低圧にする工程
を含むことにある。
【0064】この第28の発明によれば、封止樹脂の周
囲が低圧又は真空になって、中に入った空気が外に出
て、封止樹脂内の密度を均一化でき、その品質を向上さ
せることができる。
【0065】第29の発明の特徴は、前記封止用樹脂の
周囲を低圧にした後、前記封止用樹脂を硬化させる工程
を含むことにある。
【0066】この第29の発明によれば、封止樹脂内に
入った空気を出した後に、封止樹脂を硬化させることに
より、密度が均一な品質のよい樹脂封止部を形成するこ
とができる。
【0067】第30の発明の特徴は、前記電気的接続部
を樹脂で封止した後、前記絶縁性テープに前記ボール電
極を取り付ける工程を含むことにある。
【0068】この第30の発明によれば、先に電気的接
続部が樹脂封止されているため、ボール電極を取り付け
る際に、ボール電極取付時のフラックスによりボンディ
ング用の電極パッドが汚染されることがないと共に、封
止樹脂を硬化させる時に発生するアウトガスでボール電
極が汚染されることもなく、ボール電極を清浄な状態で
取り付けることができる。
【0069】第31の発明の特徴は、前記ワイヤーを前
記半導体チップの電極パッドと前記絶縁性テープにボン
ディングした後、前記樹脂封止する工程を含むことにあ
る。
【0070】この第31の発明によれば、前記電気的接
続部が樹脂で封止されるため、絶縁性が向上し、又前記
電気的接続部のワイヤー等を腐食物質から保護し前記電
気的接続部の耐久性を向上させることができる。
【0071】第32の発明の特徴は、前記ワイヤーの径
は20μmから40μmであることにある。
【0072】この第32の発明によれば、前記ワイヤー
の径が20μmから40μmの範囲であると、温度サイ
クルで発生する応力に対してワイヤーが破断せず、且つ
このワイヤーの弾力性で半導体チップ側又は絶縁基板側
に応力が集中しないようにすることができる。
【0073】第33の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
の長手方向に対して直角方向に複数の前記半導体チップ
を配列する工程を含むことにある。
【0074】この第33の発明によれば、前記絶縁性テ
ープの長手方向と直角方向に1個の半導体チップを配列
した場合に比べて、前記絶縁性テープの面積あたり半導
体チップを配列する密度が向上して、前記絶縁性テープ
の無駄な部分を無くすことができ、コストダウンを図る
ことができる。
【0075】第34の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
の上に複数の前記半導体チップをマトリックス状に配列
する工程と、このテープの長手方向にテープをダイシン
グした後、前記長手方向と直角方向に前記絶縁性テープ
をダイシングして、前記半導体チップを別々に切り離す
工程を含むことにある。
【0076】この第34の発明によれば、前記絶縁性テ
ープの長手方向に配列されている半導体チップの数の方
が多いため、まず長手方向に前記絶縁性テープを切断し
てから、それと直角方向に切断することにより、ダイシ
ング回数を減らすことができる。
【0077】第35の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
上に配列された複数の前記半導体チップの間を樹脂で固
める工程と、このテープの長手方向にテープを前記樹脂
ごとダイシングした後、前記長手方向と直角方向に前記
絶縁性テープを前記樹脂ごとダイシングして、前記半導
体チップを別々に切り離す工程を含むことにある。
【0078】この第35の発明によれば、前記絶縁性テ
ープ上の複数の半導体チップ間をこれら半導体チップの
側面に接着するように樹脂で埋めておき、この樹脂の部
分をダイシングシして各半導体チップを切り離すと、各
半導体チップの側面には前記樹脂が結合していて、これ
が張出部を形成することになる。しかも、前記絶縁性テ
ープ状の半導体チップの間隔を適切にとることにより、
各半導体チップを上記の如く切り出すだけで、所望の大
きさの張出部が形成され、半導体チップの張出部が個別
に前記絶縁性テープ上に形成されていない場合に比べ
て、ダイシング回数を減らせると共に、切りしろが少な
くて済み、加工効率が向上し、加工費を安価とすること
ができる。
【0079】第36の発明の特徴は、前記半導体チップ
のボンディングパッドの並び方向は前記絶縁性テープの
長手方向と一致することにある。
【0080】この第36の発明によれば、前記絶縁性テ
ープの長手方向に配列されている半導体チップの数が多
いため、ボンディングパッドの並び方向が前記絶縁性テ
ープの長手方向に合わせてあると、長手方向に沿ってワ
イヤーボンディングを行うことができ、別の列の半導体
チップにワイヤーボンディングを行うための方向転換回
数を少なくすることができる。
【0081】第37の発明の特徴は、前記絶縁性テープ
のダイシング時にこのテープを90度回転させて、ダイ
シング方向を変更することにある。
【0082】この第37の発明によれば、前記絶縁性テ
ープを縦横に切断する際に、このテープ側を90度回転
させることにより、前記切断方向を変更でき、ダイシン
グ用のブレードを1枚で済ますことができる。
【0083】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の半導体装置の一
実施の形態を示した断面図である。ICチップ1の4側
面に樹脂で形成された張出部21が接合されている。I
Cチップ1の主面と張出部21の下面は弾性を有する接
着剤層6によりテープ(ポリイミドテープ)7に接着さ
れている。テープ7には開口部(ワイヤーボンディング
ホール)があり、この開口部にICチップ1の中央部が
位置するように、ICチップ1と張出部21はテープ7
に接着されている。テープ7の接着面の反対の面には銅
などの配線パターンが形成されており、この配線パター
ンのボール取付部に複数の半田ボール4が半田付により
取り付けられている。このICチップ1はワイヤー2を
ワイヤーボンディングすることにより電気的にテープ7
の配線パターンに接続され、更にこの配線パターンを介
して半田ボール4と電気的に接続されている。テープ7
の上記開口部及びワイヤー2は樹脂により封止され、封
止部8が形成されている。
【0084】ここで、張出部21を形成する樹脂と、接
着剤層6を形成する樹脂は同一系統の樹脂が使用され、
張出部21は接着剤層6との接着性が向上して、強固に
接着されている。又、張出部21の厚みは少なくとも
0.1mm以上にしてある。これにより、半導体装置の
組み立て終了時のテストの時に、半田ボール4をテスト
ソケット端子に接続するのに、10gf以上のコンタク
ト力が得られ、ボール電極をテスト端子に確実に接続し
てテストを支障なく行うことができる。前記張出部21
が0.1mm以上よりも薄いと、この部分が撓って半田
ボール4をテストソケット端子に確実に接続することが
できなくなる場合が生じる。更に、前記張出部21の上
部の角が丸めてあるため、この部分が何かに引っ掛かっ
て欠けるというようなことを防止できると共に、丸めた
分、張出部21を形成する際の樹脂量を少なくしてい
る。
【0085】又、前記張出部21を形成する際に、IC
チップ21の側面に張出部21を形成している樹脂と同
一系統の接着剤を塗布しておき、その後、張出部21を
形成している。これにより、ICチップ1の側面と張出
部21を形成している前記樹脂との密着率を向上し、張
出部21をICチップ21の側面に強固に結合させてい
る。
【0086】更に、ICチップ1と張出部21の境界部
の真下には半田ボール4を取り付けないようにしてあ
る。これにより、何らかの原因でテープ7が変形した場
合、ICチップ1に対して張出部21が曲がってICチ
ップ1と張出部21の平面性が保持されなくなる場合が
あっても、前記境界部の下側に半田ボール4が取り付け
てないため、半田ボール4がはずれてしまうという故障
を防止することができる。
【0087】図2はICチップ1をテープ7に接着する
ために位置決めした際の平面図である。テープ7に開け
られた開口部71にICチップ1の主面の中央部が来る
ように位置決めされている。ICチップ1の主面中央部
には電極パッド9が2列に配列され(センターパッド方
式)、更に電極パッド9の外側には位置決め用のマーク
10が記載されている。ICチップ1がセンターパッド
方式を採ると、ICチップ1の主面によって開口部71
が塞がれるため、封止部8を形成する際に、封止樹脂が
テープ7を介して裏面に回ることを防止することがで
き、カット工程時に、テープ7のカットを容易且つ円滑
に行なうことができる。
【0088】又、ICチップ1のボンディング用電極パ
ッドに対向させてテープ7上の電極パッド72を、IC
チップ1の電極パッド9と一直線状になるように配置す
ることによって、ワイヤー2を直線状に配線でき、且つ
隣接するワイヤー2を平行に配線することができ、ワイ
ヤーボンディングに必要なテープ面積を最小限にして、
テープ7のコストを低減することができる。
【0089】更に、ICチップ1のボンディング用電極
パッド9とテープ7側のボンディング用電極パッド72
にオプションパッドを設け、例えば図中、Pをオプショ
ンパッドとし、これをワイヤー2でICチップ1側の電
極パッドと接続した場合は、半導体装置としてA機能
を、接続しない場合にはB機能を持つようにすることが
でき、同一ICチップ1を使い分けることができる。
【0090】又、開口部71からICチップ1の主面に
記載された位置決め用のマーク10が目視できるため、
ワイヤーボンディングの位置決めを容易に行うことがで
きる。尚、前記マーク10はテープ7に設けた専用の開
口部から目視できるようにしてもよい。
【0091】図3は図1に示したICチップ1とテープ
7との電気的接続部付近の拡大断面図である。封止部8
の封止樹脂はワイヤー2を少なくとも0.01mm以上
の深さに埋設していて、ワイヤー2を露出させないよう
にし、ワイヤー2の腐食を防止している。上記深さにワ
イヤー2を埋設することによって、樹脂の摩耗等によっ
てワイヤー2が露出することが防止されている。これに
よって、ワイヤー2が腐蝕されて断線するようなことが
防止される。又、封止部8と、半田ボール4が取り付け
られるプリント基板5上の電極パッド51との間は0.
05mm以上空くようにしてある。これにより、洗浄時
のフラックスの流れが疎外されず、円滑な洗浄を行うこ
とができる。又、封止樹脂を注入するノズル(図示せ
ず)を動かして、封止部8を形成する。これにより、軽
いノズルを動かすため、慣性が小さく精度良く所定の範
囲を塗布できる。
【0092】又、封止樹脂塗布後、廻りを低圧(真空)
にして、封止樹脂内に入った空気を外に出して品質をよ
くする。この脱泡後封止樹脂を硬化(キュア)する。こ
れにより、封止樹脂内に入った空気を外に出してから、
樹脂を硬化させることで封止部8の密度を均一としてそ
の強度等を上げることで、品質を向上させることができ
る。
【0093】図4は図1に示したワイヤー2のワイヤー
ボンディングのやり方を説明する図である。まず、ワイ
ヤー2に対するICチップ1側のワイヤーボンディング
をした後、テープ7側をウェッジボンディングする。こ
うすることにより、ICチップ1側のボンディング部が
高く、テープ7側のボンディング部を低く抑えることが
できるため、ワイヤー2の高さを低く抑えることがで
き、図3に示した寸法を容易に実現することができる。
【0094】又、ワイヤー2の径を20μmから40μ
mとする。これにより、後述する温度サイクルで発生す
る応力に対しワイヤー径が20μm以下ではワイヤーが
破断しやすく、40μm以上ではワイヤーが接続されて
いるICパッドに応力が集中し剥離が発生しやすい。従
って、ワイヤー2の径は20μm以上で40μm以下が
前記温度サイクルによる応力の影響を受けない、最も適
した径の範囲となる。
【0095】図5はボンディングツール41でワイヤー
2をウェッジボンディングする状態を示し、図6はその
際のテープ7側の電極パッド72の形状を示したもので
ある。テープ7側の電極パッド72は長方形にすること
により、ボンディングツール41の荷重がワイヤー2の
ボンディング部に安定して加わり、且つ、最小のパッド
領域で、すますことができる。
【0096】図7はテープ7側に設けられた半田ボール
の取付部を示した拡大図である。半田ボ−ル4の径Rを
テープ7に設けられているボール取付部のランド径rよ
り大きしてある。このようにすることによって半導体装
置の組み立て終了時のテスト時に使用する挟み込みタイ
プのテストソケット端子に半田ボール4を挟み込む場
合、テストソケット端子が半田ボール4を掴みやすくす
ることができる。又、テープ7の樹脂封止側の端部に対
してソルダーレジスト51を後退させて、テープ7の表
面との間に段差を付けてある。これにより、樹脂封止部
8を形成する際の封止樹脂が前記段差により堰き止めら
れて、不必要な部分に流れ出さないようにすることがで
きる。
【0097】上記のようなワイヤーボンディング部の樹
脂封止をしてから半田ボール4をテープ7のボール取付
部に取り付ける。逆だと半田ボ−ル4の取付時に使用す
るフラックスがICチップ1のボンディング用電極パッ
ド9を汚染して、ワイヤーボンディング時に洗浄するな
どしなくてはならず、余計な工程が増える。又、半田ボ
−ル4を取り付けてからポッティング(封止)とポッテ
ィングキュア(硬化)を行なうと、ポッティングキュア
時に発生するアウトガスで実装した半田ボ−ル4が汚染
されることを防止するこができる。
【0098】図8はテープ7に複数のICチップ1を配
列する仕方を示した図である。本例では、ICチップ1
をテープ7の長手方向とは直角方向に2列配列して、複
数のICチップ1をテープ7上にマトリックス状に配列
している。これにより、従来のように長手方向とは直角
方向に1列配列した場合に比べて、テープ7の中の無駄
になる面積を少なくでき、又、カット工程やボール工程
を2列のICチップ1に対して同時に行なうことがで
き、加工効率が向上し、加工費を安価とすることができ
る。
【0099】又、複数のICチップ1間を斜線で示すよ
うに樹脂で埋めている。この樹脂は各ICチップの側面
に接着しいて、各ICチップ1が上記のように切り離さ
れると、各ICチップ1の張出部21を形成するもので
ある。しかも、ICチップ1の間隔を適切にとることに
より、各ICチップ1を上記の如く切り出すだけで、張
出部21が形成され、ICチップ1の張出部21が上記
のように連続してテープ7上に形成されていない場合に
比べて、ダイシング回数を減らせるとともに、切りしろ
が少なくて済み、加工効率が向上し、加工費を安価とす
ることができる。
【0100】更に、カット工程では、最初、テープ7の
長手方向に平行にダイシングし、次に上記と直角方向に
ダイシングする。テープ7の長手方向の方がICチップ
1が多数ついているために、上記のようにカットする
と、ダイシング回数を減らすことができる。この際、カ
ッターを動かすのではなく、テープ7側を90度回転さ
せることで、上記したカット方向を変えて、一つのステ
ージでカットすることができ、しかも、ダイシング用の
ブレードを1枚で済ますことができる。
【0101】又、複数のICチップ1間を斜線で示すよ
うに樹脂で埋めている。この樹脂は各ICチップの側面
に接着しいて、各ICチップ1が上記のように切り離さ
れると、各ICチップ1の張出部21を形成するもので
ある。しかも、ICチップ1の間隔を適切にとることに
より、各ICチップ1を上記の如く切り出すだけで、張
出部21が形成され、ICチップ1の張出部21が上記
のように連続してテープ7上に形成されていない場合に
比べて、ダイシング回数を減らせるとともに、切りしろ
が少なくて済み、加工効率が向上し、加工費を安価とす
ることができる。
【0102】更に、ICチップ1のボンデイング用の電
極パッド9の並び方向(図2参照)とテープ7の長手方
向を合わせる。即ち、ICチップ1の主面のセンターに
配列されている電極パッド9の並び方向(図2では縦方
向)をテープ7の長手方向を合わせることにより、ワイ
ヤーボンディング部のポッティングをテープ7の長手方
向に沿って1列に行なうことができ、ポッティング際の
ノズルの方向転換が少なくて済み、ポッティング効率を
向上させることができる。
【0103】又、ICチップ1の背面に実装用の位置決
め用マーク81を入れる。ICチップ1のボール電極位
置とプリント基板5のパターンを所定の位置に合わせる
場合、上記マークを基準として同一面から見て合わせる
ことができ、実装効率を向上させることができる。
【0104】更に、図9に示すようなテープ7上の配線
パターン73の外側にチップマウント/ワイヤーボンデ
ィング/半田ボ−ル取り付け時の位置決め用のマ−ク7
4をつけている。これにより、配線パターン73内にマ
ーク74がないため、このマークが邪魔にならず、テー
プ7上の配線パターンの自由度を得ることができる。
【0105】図10はICチップ1にボンディング用の
電極パッド9の配列例を示した平面図である。電極パッ
ド9は2列ずつ十字状に配列されており、ICチップ1
の多機能化による多ピン化に対応することができる。
【0106】次に本実施の形態の半導体装置の温度サイ
クルに対する耐久性について説明する。上記した半導体
装置はその半田ボール4を図11に示すようにプリント
基板5に半田付けすることにより、プリント基板5に実
装される。その後、電子機器の筐体などにプリント基板
5が収容されて、電子機器の動作及び動作停止が繰り返
されると、筐体内が温度上昇、温度下降する温度サイク
ルが生じる。この際、シリコンのICチップ1と樹脂製
のプリント基板5では熱膨張率が異なるため、この違い
による応力がプリント基板5の平面に平行方向に発生す
る。
【0107】しかし、この熱応力は接着剤層6に弾性が
あるため、この接着剤層6により吸収されて、半田ボー
ル4にはほとんど掛からなくなる。このため、半田ボー
ル4に金属疲労がほとんど生じなくなり、上記した温度
サイクルが繰り返されても、半田ボール4とプリント基
板5の電気的な接続をオープンとするようなクラックの
発生が起こらず、半田ボール4はプリント基板5との電
気的な接続を長期に亙って安定に保持することができ
る。ここで、重要なのは接着剤層6の弾性特性で、どの
ような接着剤が実際に用いることができるか、考察する
必要がある。
【0108】図12は5種類の接着剤を用いて作成した
図1に示した半導体装置を実装したプリント基板5のT
CT試験をした際の温度と各接着剤のヤング率との関係
を示した図である。接着剤A、B、C、D、Eは図中、
三角、四角、菱形、ばってん、丸で示してあり、いずれ
も、温度が低くなるほど、ヤング率は小さくなる傾向に
ある。
【0109】ここで問題になるのは、ヤング率が小さす
ぎると、ワイヤー2をテープ7にボンディングする際に
接着剤層6がボンディング力を吸収し過ぎて、適切な接
合強度が得られず、ワイヤー2をテープ7に旨くボンデ
ィングできなくなる可能性がある。従って、ワイヤーボ
ンディングする際の100℃〜250℃の間で、接着剤
層6はある支持力を保持しなければならない。だからと
いって、接着剤層6の弾性が余りなくなると、上記した
熱応力を吸収できなくなる。
【0110】図13は各接着剤のヤング率とワイヤーボ
ンディングの接合強度との関係を示した表図である。図
から明らかなようにヤング率が1MPa以上であれば、
十分な接合強度が得られる。従って、接着剤は100℃
〜250℃の間で、そのヤング率が1MPa以上あれ
ば、ワイヤーボンディングの際に、ワイヤー2をテープ
7の電極パッド72に接合するための十分な支持力を有
することになる。
【0111】図14は半田ボール4の5種類の接着剤を
用いて作成した図1に示した半導体装置の半田ボール4
のTCTテストによる寿命検査結果である。例えば接着
剤Cについては、実験結果より明らかに700サイクル
前後が寿命であることが分かる。この場合は全ての種類
の接着剤について採用でき、−65℃〜120℃でヤン
グ率が5000MPa以下であれば、熱応力による金属
疲労に対して半田ボール4は実用的な寿命があるという
結論を得た。
【0112】尚、図11のQで示した半田ボール(オプ
ションボール)を取り付けるのか、取り付けないかを選
択することによって、同一のICチップ1で、その機能
A/Bを使い分けることができる。
【0113】本実施の形態によれば、ヤング率1MPa
から5000MPaの接着剤を用いて接着剤層6を形成
してあるため、図11に示すように半導体装置をプリン
ト基板5に実装した後、温度サイクルが発生して、IC
チップ1とプリント基板5の熱膨張率の違いにより、熱
応力が発生するが、この熱応力は接着剤層6の弾性によ
り吸収されて、半田ボール4にはほとんど掛からないた
め、前記温度サイクルが繰り返されても、半田ボール4
に金属疲労がほとんど発生せず、半田ボール4は長期に
亙って安定にプリント基板5の配線パターンと電気的な
接続を維持することができ、本例の半導体装置を用いた
電子回路などの信頼性を向上させることができる。又、
張出部21のヤング率を1MPa〜5000MPaとす
ることにより、この張出部21の部分でも前記温度サイ
クルにより発生する熱応力を吸収して、半田ボール4に
前記熱応力がかからないようにすることができると共
に、張出部21にクラックが走るなどの破壊を長期に亙
って免れることができる。
【0114】更に、ICチップ1の周囲に接合した張出
部21の分だけ、テープ7の面積を広くできるため、こ
の分、半田ボール4のサイズを変更することなく、取り
付ける半田ボール4の数を増やすことができ、ICチッ
プ1の多機能化による多端子化に対応することができ
る。
【0115】尚、上記実施の形態では、ICチップ1の
4側面に張出部21を形成する例に付いて述べたが、張
出部21をICチップ1の2側面に形成しても、テープ
7の面積を増加させることができ、半田ボール4のサイ
ズを小さくすることなく、多数の半田ボールを取り付け
ることができICチップ1の多ピン化に対応することが
できる。
【0116】図15は本発明の半導体装置の他の実施の
形態を示した断面図である。ICチップ1の主面の一部
は接着剤層6に埋め込まれている。他の構成は図1に示
した実施の形態と同様である。
【0117】本例はICチップ1の主面側の一部が接着
剤層6に埋め込まれているため、外力が働いてもICチ
ップ1は接着剤層6の内壁面に支持されていて、ICチ
ップ1がずれるようなことがなく、前実施の形態に比べ
て機械的強度が向上して、半導体装置の信頼性を高める
ことができる。他の効果は前実施の形態と同様である。
【0118】図16は本発明の半導体装置の更に他の実
施の形態を示した断面図である。ICチップ1の厚さに
対して張出部21の厚みを薄くすることにより、半導体
装置の上面を張出部21よりも出っぱっている。他の構
成は図1に示した実施の形態と同様である。
【0119】本例はICチップ1の高さが前記張出部2
1の高さよりも高くなるため、半導体装置のテスト時
に、この半導体装置の上面に加重が加わるが、全てIC
チップの上面に前記加重が均一に加わり、平坦にしにく
い張出部21に不均一な加重が加わることがないため、
張出部21にクラックが生じて破壊されるというような
ことが防止される。
【0120】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の半
導体装置及びその製造方法によれば、温度サイクルが繰
り返されても、プリント基板と半田ボールとの電気的な
接続を長期に亙って安定に維持することができ、半導体
装置の信頼性を向上させることができ、更に、半田ボー
ルのサイズを小さくすることなく、多数の半田ボールを
取り付けることができ、規格化されたサイズの半田ボー
ルで、半導体装置の多端子化に安価に対応することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の一実施の形態を示した断
面図である。
【図2】図1に示したICチップをテープに接着するた
めに位置決めした際の平面図である。
【図3】図1に示したICチップとテープとの電気的接
続部付近の拡大断面図である。
【図4】図1に示したワイヤーのワイヤーボンディング
のやり方を説明する図である。
【図5】図1に示したワイヤーをボンディングツールで
ウェッジボンディングする状態を示した図である。
【図6】図1に示したテープ側の電極パッドの形状を示
した平面図である。
【図7】図1に示したテープ側に設けられた半田ボール
の取付部を示した拡大図である。
【図8】図1に示したテープに複数のICチップを配列
する仕方を示した図である。
【図9】図1に示したテープに記載される位置決め用の
マ−クの位置を示した図である。
【図10】図1に示したICチップのボンディング用の
電極パッドの配列例を示した平面図である。
【図11】図1に示した半導体装置をプリント基板に実
装した状態を示した断面図である。
【図12】5種類の接着剤を用いて作成した図1に示し
た半導体装置を実装したプリント基板のTCT試験をし
た際の温度と各接着剤のヤング率との関係を示した図で
ある。
【図13】5種類の接着剤のヤング率とワイヤーボンデ
ィングの接合強度との関係を示した表図である。
【図14】半田ボールの5種類の接着剤を用いて作成し
た図1に示した半導体装置の半田ボールのTCTテスト
による寿命検査結果である。
【図15】本発明の半導体装置の他の実施の形態を示し
た断面図である。
【図16】本発明の半導体装置の更に他の実施の形態を
示した断面図である。
【図17】従来のBGAタイプの半導体装置の構成例を
示した断面図である。
【符号の説明】
1 ICチップ 2 ワイヤー 4 半田ボール 5 プリント基板 6 接着剤層 7 テープ 8 封止部 9、11、52、72 電極パッド 10、74、81 位置決め用マーク 21 張出部 41 ボンディングツール 51 ソルダーレジスト 71 開口部 73 配線パターン部
【手続補正書】
【提出日】平成11年6月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICパッケージの
一種であるBGA(Ball Grid Array)
構造を有する表面実装型の半導体装置及びその製造方法
に関するものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】そこで、上記問題を回避するために、パッ
ケージの外部端子を半田ボールに置き換えた表面実装型
のパッケージであるBGAと呼ばれるプラスチック基板
を用いた半導体装置が開発されている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】図17は従来のBGAタイプの半導体装置
の構成例を示した断面図である。ICチップ(半導体チ
ップ)1の素子面は薄いチップ搭載基板3(テープでも
良い)に接着され、又、ICチップ1はチップ搭載基板
3に電気的に接続されている。チップ搭載基板3の背面
には複数の半田ボール(ボール電極)4がマトリックス
状に取り付けてあり、これら半田ボール4は基板3の配
線を介してICチップ1に電気的に接続されている。こ
の半導体装置は半田ボール4をプリント基板(実装基
板)5上に半田付することにより、プリント基板5に実
装される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0083
【補正方法】変更
【補正内容】
【0083】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の半導体装置の一
実施の形態を示した断面図である。ICチップ1の4側
面に樹脂で形成された張出部21が接合されている。I
Cチップ1の主面と張出部21の下面は弾性を有する接
着剤層6(例えば、エポキシ系接着剤HS−X20(商
品名))によりテープ(ポリイミドテープ)7に接着さ
れている。テープ7には開口部(ワイヤーボンディング
ホール)があり、この開口部にICチップ1の中央部が
位置するように、ICチップ1と張出部21はテープ7
に接着されている。テープ7の接着面の反対の面には銅
などの配線パターンが形成されており、この配線パター
ンのボール取付部に複数の半田ボール4が半田付により
取り付けられている。このICチップ1はワイヤー2を
ワイヤーボンディングすることにより電気的にテープ7
の配線パターンに接続され、更にこの配線パターンを介
して半田ボール4と電気的に接続されている。テープ7
の上記開口部及びワイヤー2は樹脂により封止され、封
止部8(例えば、シリコーン系材料JCR6224T
(商品名))が形成されている。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0087
【補正方法】変更
【補正内容】
【0087】図2はICチップ1をテープ7に接着する
ために位置決めした際の平面図である。テープ7に開け
られた開口部71にICチップ1の素子面の中央部が来
るように位置決めされている。ICチップ1の素子面中
央部には電極パッド9が2列に配列され(センターパッ
ド方式)、更に電極パッド9の外側には位置決め用のマ
ーク10が記載されている。ICチップ1がセンターパ
ッド方式を採ると、ICチップ1の素子面によって開口
部71が塞がれるため、封止部8を形成する際に、封止
樹脂がテープ7を介して裏面に回ることを防止すること
ができ、カット工程時に、テープ7のカットを容易且つ
円滑に行なうことができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0088
【補正方法】変更
【補正内容】
【0088】又、テープ7上に直線状に配列された電極
パッド72及びICチップ1上に直線状に配列されたボ
ンディング用電極パッド9は同一の向きに配列されてい
ると共に、テープ7上の電極パッド72のそれぞれは、
ICチップ1上のボンディング用電極パッド9の対応す
る電極パッドと同一距離で対向させることにより、隣接
するワイヤー2を平行に配線することができ、ワイヤー
ボンディングに必要なテープ面積を最小限にして、テー
プ7のコストを低減することができる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0090
【補正方法】変更
【補正内容】
【0090】又、開口部71からICチップ1の素子
に記載された位置決め用のマーク10が目視できるた
め、ワイヤーボンディングの位置決めを容易に行うこと
ができる。尚、前記マーク10はテープ7に設けた専用
の開口部から目視できるようにしてもよい。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0091
【補正方法】変更
【補正内容】
【0091】図3は図1に示したICチップ1とテープ
7との電気的接続部付近の拡大断面図である。ワイヤー
2は、封止部8の封止樹脂の表面から少なくとも0.0
1mm以上の内部に埋設されていて、ワイヤー2を露出
させないようにし、ワイヤー2の腐食を防止している。
かかる内部にワイヤー2を埋設することによって、樹脂
の摩耗等によってワイヤー2が露出することが防止され
ている。これによって、ワイヤー2が腐蝕されて断線す
るようなことが防止される。又、封止部8と、半田ボー
ル4が取り付けられるプリント基板5上の電極パッド5
1との間は0.05mm以上空くようにしてある。これ
により、洗浄時のフラックスの流れが疎外されず、円滑
な洗浄を行うことができる。又、封止樹脂を注入するノ
ズル(図示せず)を動かして、封止部8を形成する。こ
れにより、軽いノズルを動かすため、慣性が小さく精度
良く所定の範囲を塗布できる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0096
【補正方法】変更
【補正内容】
【0096】図7はテープ7側に設けられた半田ボール
の取付部を示した拡大図である。半田ボ−ル4の径Rを
テープ7に設けられているボール取付部のランド径rよ
り大きしてある。このようにすることによって半導体装
置の組み立て終了時のテスト時に使用する挟み込みタイ
プのテストソケット端子に半田ボール4を挟み込む場
合、テストソケット端子が半田ボール4を掴みやすくす
ることができる。又、テープ7の樹脂封止側の端部に対
してソルダーレジスト51を後退させて、テープ7の表
面との間に段差を付けてある。これにより、封止部8を
形成する際の封止樹脂が前記段差により堰き止められ
て、不必要な部分に流れ出さないようにすることができ
る。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0099
【補正方法】変更
【補正内容】
【0099】又、複数のICチップ1間を斜線で示すよ
うに樹脂で埋めている。この樹脂は各ICチップの側面
に接着しいて、各ICチップ1が上記のように切り離
されると、各ICチップ1の張出部21を形成するもの
である。しかも、ICチップ1の間隔を適切にとること
により、各ICチップ1を上記の如く切り出すだけで、
そのまま張出部21が形成され、ICチップ1が適切な
間隔に配置されていなくて切り出しただけではそのまま
張出部21が形成されない場合に比べて、ダイシング回
数を減らせるとともに、切りしろが少なくて済み、加工
効率が向上し、加工費を安価とすることができる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0102
【補正方法】変更
【補正内容】
【0102】更に、ICチップ1のボンデイング用の電
極パッド9の並び方向とテープ7の長手方向を合わせ
る。即ち、ICチップ1の素子面のセンターに配列され
ている電極パッド9の並び方向をテープ7の長手方向を
合わせることにより、ワイヤーボンディング部のポッテ
ィングをテープ7の長手方向に沿って1列に行なうこと
ができ、ポッティング際のノズルの方向転換が少なく
て済み、ポッティング効率を向上させることができる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0103
【補正方法】変更
【補正内容】
【0103】又、ICチップ1の背面に実装の位置決
め用マーク81を入れる。ICチップ1のボール電極位
置とプリント基板5のパターンを所定の位置に合わせる
場合、上記マークを基準として同一面から見て合わせる
ことができ、実装効率を向上させることができる。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0108
【補正方法】変更
【補正内容】
【0108】図12は5種類の接着剤を用いて作成した
図1に示した半導体装置を実装したプリント基板5のT
CT試験をした際の温度と各接着剤のヤング率との関係
を示した図である。接着剤A(エポキシ系TR−910
0(商品名、以下同様))、B(エポキシ系TSA−6
1)、C(シリコーン系DC−6910)、D(シリコ
ーン系JCR6172)、E(シリコーン系JCR61
72)は図中、三角、四角、菱形、ばってん、丸で示し
てあり、いずれも、温度が低くなるほど、ヤング率は小
さくなる傾向にある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三野 利一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝多摩川工場内 (72)発明者 奥村 尚久 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝多摩川工場内 (72)発明者 下江 宏 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会 社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 飯島 利恒 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会 社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 尾山 勝彦 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会 社東芝生産技術研究所内

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップと、 この半導体チップの側面を樹脂で固めて形成した張出部
    と、 信号配線及びこの信号配線と電気的に接続されるボール
    電極を主面に有する絶縁性テープと、 前記半導体チップ及び前記張出部を前記絶縁性テープの
    背面に接着する弾性を有する接着剤層と、 前記半導体チップと前記絶縁性テープの信号配線とを電
    気的に接続する電気的接続部とを備えたことを特徴とす
    る半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記接着剤層のヤング率は1MPaから
    5000MPaの範囲にあることを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記電気的接続部は、前記半導体チップ
    の電極パッドと前記絶縁性テープの信号配線上の電極パ
    ッドとをワイヤーで接続し、且つ前記電気的接続部を前
    記ワイヤーが露出しないように樹脂で封止することを特
    徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体チップの張出部を形成する樹
    脂は前記接着剤層を形成する樹脂と同一系統の樹脂であ
    ることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1記載の半
    導体装置。
  5. 【請求項5】 前記半導体チップの張出部の厚みを0.
    1mm以上とすることを特徴とする請求項1乃至3いず
    れか1記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記半導体チップの張出部の上部の角を
    丸くすることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1記
    載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記半導体チップの張出部の厚みを半導
    体チップの厚みより薄くすることを特徴とする請求項1
    乃至3いずれか1記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記半導体チップの張出部のヤング率は
    1MPaから5000MPaの範囲にあることを特徴と
    する請求項1乃至3いずれか1記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記半導体チップの2側面又は4側面に
    前記張出部を形成することを特徴とする請求項1乃至3
    いずれか1記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 前記半導体チップの一部が前記接着剤
    層に埋設されることを特徴とする請求項1乃至3いずれ
    か1記載の半導体装置。
  11. 【請求項11】 前記半導体チップと前記張出部との両
    方にかかる位置に前記ボール電極が配置されないように
    前記ボール電極を前記絶縁性テープに配置することを特
    徴とする請求項1乃至3いずれか1記載の半導体装置。
  12. 【請求項12】 前記半導体チップの背面か又は前記張
    出部のいすれか一方に位置決め用のマークを記載したこ
    とを特徴とする請求項1乃至3いずれか1記載の半導体
    装置。
  13. 【請求項13】 前記絶縁性テープの主面に形成された
    円形のボール電極取付部の直径に対して前記ボール電極
    の直径の方が大きいことを特徴とする請求項1乃至3い
    ずれか1記載の半導体装置。
  14. 【請求項14】 前記絶縁性テープの主面に貼られてい
    るソルダレジストの端部は、前記電気的接続部を形成す
    るために前記絶縁性テープに設けられたワイヤーボンデ
    ィング用の開口部の縁より後退させた位置にあることを
    特徴とする請求項1乃至3いずれか1記載の半導体装
    置。
  15. 【請求項15】 前記半導体装置のボール電極を実装基
    板上の電極パッドに半田付けして前記半導体装置を実装
    基板に実装した際に、前記電極パッド上面から前記半導
    体装置の樹脂封止部との空きが0.05mm以上あるこ
    とを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
  16. 【請求項16】 前記ワイヤーは封止樹脂の主面より
    0.01mm以上の深さに埋設されていることを特徴と
    する請求項3記載の半導体装置。
  17. 【請求項17】 前記半導体チップに配列された電極パ
    ッドと前記絶縁性テープに配列された電極パッドの一組
    を一直線状に並べると、前記半導体チップ側の他の電極
    パッドと前記絶縁性テープ側の他の電極パッドも一直線
    状に並ぶように前記電極パッドを配列したことを特徴と
    する請求項3記載の半導体装置。
  18. 【請求項18】 前記信号配線上の電極パッドの形状を
    長方形とすることを特徴とする請求項3記載の半導体装
    置。
  19. 【請求項19】 前記絶縁性テープに開口されたワイヤ
    ーボンディングホール又は専用ホールから目視できるよ
    うに前記半導体チップにワイヤーボンデイング時の位置
    決め用のマークを記載することを特徴とする請求項3記
    載の半導体装置。
  20. 【請求項20】 前記半導体チップの主面の中央付近に
    複数の電極パッドを直線上に配列することを特徴とする
    請求項3記載の半導体装置。
  21. 【請求項21】 前記半導体チップの主面の中央付近に
    複数の電極パッドを十字状に配列し、且つ前記絶縁性テ
    ープにワイヤーボンディングホールを十字状に開けるこ
    とを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
  22. 【請求項22】 前記絶縁性テープがテープであり、こ
    のテープの信号配線領域の外側に位置決め用のマークを
    記載したことを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
  23. 【請求項23】 前記絶縁性テープに設けられているボ
    ール取付部に取り付けないボール電極の数および位置で
    前記半導体チップの機能を選択することを特徴とする請
    求項1乃至3いずれか1記載の半導体装置。
  24. 【請求項24】 前記半導体チップに配列された電極パ
    ッドと前記絶縁性テープに配列された電極パッドを接続
    するワイヤーの数および位置で前記半導体チップの機能
    を選択することを特徴とする請求項3記載の半導体装
    置。
  25. 【請求項25】 前記半導体チップの側面に前記張出部
    を形成する樹脂と同一系統の接着剤を塗布した後、前記
    張出部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1
    乃至3いずれか1記載の半導体装置の製造方法。
  26. 【請求項26】 前記ワイヤーを前記半導体チップの電
    極パッドにワイヤーボンディングした後、同ワイヤーを
    前記絶縁性テープの信号配線上の電極パッドにワイヤー
    ボンディングする工程を含むことを特徴とする請求項3
    記載の半導体装置の製造方法。
  27. 【請求項27】 樹脂を射出するノズルを動かして前記
    封止用の樹脂を前記電気的接続部に塗布して樹脂封止部
    を形成する工程を含むことをことを特徴とする請求項3
    記載の半導体装置の製造方法。
  28. 【請求項28】 前記電気接続部に封止用の樹脂を塗布
    した後、その周囲を低圧にする工程を含むことを特徴と
    する請求項3記載の半導体装置の製造方法。
  29. 【請求項29】 前記封止用樹脂の周囲を低圧にした
    後、前記封止用樹脂を硬化させる工程を含むことを特徴
    とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
  30. 【請求項30】 前記電気的接続部を樹脂で封止した
    後、前記絶縁性テープに前記ボール電極を取り付ける工
    程を含むことを特徴とする請求項3記載の半導体装置の
    製造方法。
  31. 【請求項31】 前記ワイヤーを前記半導体チップの電
    極パッドと前記絶縁性テープにボンディングした後、前
    記樹脂封止する工程を含むことを特徴とする請求項3記
    載の半導体装置。
  32. 【請求項32】 前記ワイヤーの径は20μmから40
    μmであることを特徴とする請求項3記載の半導体装
    置。
  33. 【請求項33】 前記絶縁性テープの長手方向に対して
    直角方向に複数の前記半導体チップを配列する工程を含
    むことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1記載の半
    導体装置の製造方法。
  34. 【請求項34】 前記絶縁性テープ上に複数の前記半導
    体チップをマトリックス状に配列する工程と、このテー
    プの長手方向にテープをダイシングした後、前記長手方
    向と直角方向に前記絶縁性テープをダイシングして、前
    記半導体チップを別々に切り離す工程を含むことを特徴
    とする請求項1乃至3いずれか1記載の半導体装置の製
    造方法。
  35. 【請求項35】 前記絶縁性テープ上に配列された複数
    の前記半導体チップの間を樹脂で固める工程と、このテ
    ープの長手方向にテープを前記樹脂ごとダイシングした
    後、前記長手方向と直角方向に前記絶縁性テープを前記
    樹脂ごとダイシングして、前記半導体チップを別々に切
    り離す工程を含むことを特徴とする請求項34記載の半
    導体装置の製造方法。
  36. 【請求項36】 前記半導体チップのボンディングパッ
    ドの並び方向は前記絶縁性テープの長手方向と一致する
    ことを特徴とする請求項33又は34記載の半導体装置
    の製造方法。
  37. 【請求項37】 前記絶縁性テープのダイシング時にこ
    のテープを90度回転させて、ダイシング方向を変更す
    ることを特徴とする請求項34記載の半導体装置の製造
    方法。
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