JPH11330149A

JPH11330149A - 半導体装置、配線基板、電子装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11330149A
Application number: JP11071362A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Onda; 護御田; Hajime Murakami; 村上　　元
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】配線基板、半導体装置及び電子装置において、
温度サイクルにおける信頼性を向上する。【解決手段】その主面上に形成された複数の外部電極を
有する半導体チップと、インナーリードの真下に絶縁基
材が設けられ、その絶縁基材からインナーリードが突出
しないようにリードが配設された配線基板とを有し、前
記複数の外部電極と前記リードのインナーリードの接続
部とが接合で接続され、前記各接合を含む接続部が封止
材で封止されてなる半導体装置であって、前記外部電極
とインナーリードの接続部がそれぞれ金もしくは錫から
なり、前記接合が金と錫による金錫接合からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板、半導体
装置及び電子装置ならびにそれらの製造方法に関し、特
に、ＬＯＣ（Lead On Chip）構造の半導体チップの主面
上に配設される外部電極（ボンディングパッド）と配線
基板の配線層のインナーリードとを接続する際に、金錫
接合による接続技術及び接続部の信頼性向上技術に適用
して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）
型配線基板に搭載した半導体装置は、図３０（４方向端
子のＭＰＵ，ＣＰＵ用などの例／ａは平面図、ｂは断面
図）及び図３１（液晶パネルＩＣ用の例／リードフレー
ムと半導体チップの関係図でａは平面図、ｂは断面図）
に示すように、ＴＣＰ２７は半導体チップ１をＴＡＢ
（Tape Autmated Bounding）テープ（フレキシブル配線
基板）６のデバイスホール２８にインナーリード９によ
って接続し、封止樹脂２６によってパッケージした構造
となっている。

【０００３】ＴＡＢテープ（フレキシブル配線基板）６
は、ポリイミド樹脂などによるベースフィルム４と配線
層３、インナーリード９及びアウターリード８によって
構成され、アウターリード８によってＴＣＰ２７はマザ
ーボード配線基板５に搭載される形になっている。通
常、半導体チップ１の主面には、突起形状のバンプから
なる外部電極２が形成されている。これはインナーリー
ド９との接続を容易にし、かつ接続の信頼性を高めるの
が目的である。前記図３０及び図３１において、７はＴ
ＡＢテープ６の送り穴、２９はマザーボード配線基板５
の上の配線端子である。

【０００４】前記外部電極２のバンプは、通常金の２０
μｍ程度の厚さの電気めっきによって形成される。ま
た、前記インナーリード９には、無電解錫めっきが０．
２〜０．３μｍの厚さに施される。このインナーリード
９の先端と金バンプのパッド２とは、通常５００℃の高
温ツールを用いて接続している。これは、金と錫の平衡
状態図における金９０重量％（残り錫）の共晶組成の融
点２８５℃を利用しているためである。５００℃のツー
ル温度では、金９０重量％（残り錫）の共晶組成の反応
層が接合界面に厚く成長して、強固な接合が行われる。

【０００５】２秒程度の短時間で接続するために、５０
０℃の温度のツールを使用している。錫の融点は２３２
℃であることから、加熱ツール温度を２４０℃程度に設
定して、かつ時間を１０秒程度に長くして接続すること
は可能であるが、この場合には溶融錫と金との相互拡散
による接合接続であるため、拡散層が薄く接合強度が非
常に低くなる。また、この温度での接合層の組成は、金
が５０〜８０重量％（残り錫）の組成になっている。こ
のために、この接合系では、５００℃付近の温度を設定
せざるを得ないが、この温度は、３００℃程度のＴｇを
持つポリイミドフィルムにとっては、非常に高温であ
る。

【０００６】しかし、インナーリード９がデバイスホー
ルから突き出しており、また、接合時間が２秒程度のた
めに、ポリイミドフィルムが焼損されずに耐えているも
のである。インナーリード９は通常銅箔を使用して、ホ
トケミカルエッチング法で作られ、その後無電解錫めっ
きが施される。半導体チップ１の金バンプからなる外部
電極２の数は、通常１００から５００ピン程度であり、
全ピンが同時に２秒程度の短時間で一括接合する方式
と、インナーリード９の一本一本を０．２秒／リード程
度で接合するシングルポイントボンディング方式とがあ
る。

【０００７】シングルポイントボンディングは５００ピ
ンの場合に１００秒程度必要になり、接合時間が長くな
るために、量産ではあまり多くは使用されない。アウタ
ーリード８は、基板方向に曲げ成形してから、６３Ｓｎ
／３７Ｐｂの共晶半田ペースト印刷リフロー法などによ
って、マザーボード配線基板５の配線パターン２９に接
続される。

【０００８】また、従来の金錫接合は、金９０重量％付
近の共晶組成（融点２７８℃）を利用して行われてい
た。この温度はセラミックパッケージなどの無機系のパ
ッケージには問題のない接合温度であるが、ポリイミド
などの有機フィルム材料からなるＣＳＰには高すぎる温
度である。この金錫接合技術については、例えば、溶接
学会誌論文集、１５、（１）、ｐｐ１７４、（１９９
７）に開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前記従
来の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【００１０】（１）前記半導体チップ１とインナーリー
ド９の接続温度が高いために、インナーリード９をデバ
イスホール２８から突き出して接続する必要があり、こ
のためにデバイスホール２８が絶対に必要な構造になっ
ている。

【００１１】もし、デバイスホールを形成せずに、直接
にポリイミドのベースフィルム４の上の配線層３に半導
体チップ１の金バンプからなる外部電極２を当てて、５
００℃の高温ツールを当てて接続した場合には、ポリイ
ミド樹脂フィルムが焼けて炭化してしまい、ＴＣＰパッ
ケージを信頼性良く製造することが不可能であった。

【００１２】また、このデバイスホール２８は、接着剤
付きのポリイミドフィルム４にパンチング抜き金型によ
って加工されるが、金型の高価なことの他に、フィルム
４に穴加工するために、フィルム４の引っ張り強度が低
下するという問題があった。

【００１３】（２）前述の如く接続のためのツールの温
度が高いために、デバイスホール２８を開口してインナ
ーリード９を形成しても、銅からなるインナーリード９
の熱伝導性が良いために、接続を十分にしようとして温
度を５００℃より少し高くしたり、あるいは時間を少し
長くすると、インナーリードをつたって熱が伝導し、ポ
リイミドフィルム４と接着剤が焼け炭化するという問題
があった。

【００１４】接着剤は通常エポキシ樹脂系であるが、Ｔ
ｇは１７０℃程度であり、ポリイミドより耐熱性に劣
り、高温接合の接着剤としては問題があった。また、接
着剤の損傷の問題から接合時間を短く設定すると、接合
不良をおこして正規の接合強度が得られないという問題
もあった。さらに、５００℃での接合ツールの設計は、
非常に高度の技術が要求される。

【００１５】一括接合においては、半導体チップ１の破
壊の問題から接合ツールの平坦度が非常に重要である
が、５００℃では熱膨張の影響が非常に大きく、この温
度での平坦性の維持には、相当の加工ノウハウが必要と
される。ツールの平坦度が悪いと、半導体チップ１に不
均一な応力が加わり、しばしば半導体チップ１の破壊が
おこる。通常１μｍ以下のツール平坦度が要求される
が、この場合、加熱ツールと半導体チップ１の直下のス
テージも含めたコストは、例えば、１００万円以上と非
常に高価である。半導体チップ１の直下のステージにも
熱が伝わるためにステージの平坦度調整も重要だからで
ある。また、ツールの温度が非常に高いことから、周辺
の機械的精度を維持するために、機械部品の板厚を厚く
設計するなど、接合機の価格全体をコスト高にしてい
る。

【００１６】（３）前記ＴＡＢテープ６にとっては、柔
軟性が特に重要である。しかし、従来技術では、接着剤
を用いるために、フィルム４が厚くなり、また、接着剤
自体がエポキシ樹脂からなる曲げ弾性係数の大きい樹脂
であるために、屈曲性が低下するという問題がある。近
年、ますます携帯電話などの民生電子機器の小形化が要
求されており、自由に折曲げられるＴＡＢテープ６が強
く求められている中にあって、この問題は非常に重要で
ある。

【００１７】（４）前記デバイスホール２８を開口して
インナーリード９を形成すると、インナーリード９の真
下にはベースフィルム４がないために、インナーリード
９はリードの片方だけが支えられた突き出し形状にな
る。このリード形状は、先端が非常に曲がりやすい。こ
れによる金パッドからなる外部電極２との位置合せにお
ける不整合などの問題の他、リードの破断や、接合後の
樹脂封止までの間の搬送における取扱時の半導体チップ
１との接合部分の剥がれなどが生じ、信頼性を低下させ
るという問題が発生している。

【００１８】（５）通常の半導体装置は、−６５℃〜１
５０℃の温度サイクル試験によって、寒冷地帯における
信頼性の保証を行っている。従来の構造では、この温度
サイクル試験において、突き出し形状のインナーリード
９が、熱応力によって張力を受ける。すなわち、半導体
チップ１の熱膨張係数は３ppm/℃であり、また、ベース
フィルム４のポリイミド樹脂の熱膨張係数は２０ppm/℃
であることから、中間に介在する銅リードは温度サイク
ル試験において応力の集中点になる。通常、この温度サ
イクル試験においては、１０００サイクル程度の信頼性
が要求されており、このために、封止樹脂２６で周辺を
固める手法が用いられている。しかし、この封止樹脂２
６にも限界があり、封止樹脂２６の塗布量が薄かったり
すると、リードの破断が同様に発生している。

【００１９】（６）従来の方法では、一つのＴＡＢテー
プに搭載する半導体チップ１の数は１箇に限定される。
理由はデバイスホール２８が必要なことによっている。
すなわち、デバイスホール２８を複数開口させて複数の
半導体チップ１を搭載すると、フィルム４が弱くなるこ
とと、複数の半導体チップ１を接合している間に、既に
接合した半導体チップ１のリードがハンドリング時破断
するなどの問題からである。また、複数の半導体チップ
１を搭載すると、デバイスホール２８の抜き金型がさら
に高価になる問題もある。このため、１ケの半導体チッ
プの搭載が限界であり、マルチチップモジュールなどの
高密度フレキシブル配線基板が製造できないという問題
があった。

【００２０】このため、図３０に示すように、マザーボ
ード配線基板５に対してＴＣＰ２７を１箇単位で搭載し
ている。マルチチップにする場合には、この形で複数の
半導体チップ１をマザーボード５に搭載しなければなら
ない。この分システム構成価格が高くなる。図３１に
は、ＬＣＤパネルに用いられているＴＡＢテープの構造
を示している。ＬＣＤは液晶パネルのバックライトによ
る透過光のオンオフ駆動を、ドライバーＩＣ（半導体チ
ップ１）から信号を送って行うものである。これにはＴ
ＣＰが大量に用いられているが、図３１に示すように、
この場合もデバイスホール２８を有しており、同様の問
題がある。

【００２１】（７）有機材料からなる配線基板に対し
て、ＴＣＰ２７を介さずにベアチップで直接搭載する場
合に、通常マザーボード配線基板５の耐熱性を考慮して
Ｐｂ３７重量％−Ｓｎの共晶半田が多く用いられてい
る。この共晶組成の融点は１８０℃であり、ガラスエポ
キシ等の有機材料を損傷させることはないが、一方では
耐熱温度が低すぎるために、前述の温度サイクル試験及
び１５０℃の高温保持試験での信頼性の低下が問題にな
っている。また、ほかの部品との混載の場合に半田ペー
スト印刷リフロー搭載の温度２５０℃に耐えられないた
め、ベアチップの脱落などの問題が起こっている。

【００２２】（８）また、上述したように、インナーリ
ード９がデバイスホール２８から突き出している構造に
していることにより、リード形状は先端が非常に曲がり
やすくなっている。このため、突起形状のバンプからな
る外部電極２の形成精度（形成高さ等）が悪く平坦性に
問題があると、インナーリード９と外部電極２との接続
が困難になり、かつ接続後のインナーリード９の平坦性
が悪くなるという問題がある。これにより、リードの破
断や、接合後の樹脂封止までの間の搬送における取扱時
の半導体チップ１との接合部分の剥がれなどが生じ、信
頼性を低下させるという問題が発生している。

【００２３】本発明の目的は、配線基板、半導体装置及
び電子装置において、温度サイクルにおける信頼性の向
上が可能な技術を提供することにある。

【００２４】本発明の他の目的は、配線基板、半導体装
置及び電子装置において、信頼性の高い接続構造が可能
な技術を提供する。

【００２５】本発明の他の目的は、半導体装置における
半導体チップとインナーリードとの金錫接続の接合層を
低温度で形成することが可能な技術を提供することにあ
る。

【００２６】本発明の他の目的は、フレキシブル配線基
板の屈曲性の向上が可能な技術を提供することにある。

【００２７】本発明の他の目的は、引っ張りに対して強
いＴＡＢ型のフレキシブル配線基板を提供することにあ
る。

【００２８】本発明の他の目的は、複数個の半導体チッ
プを搭載することが可能なＴＡＢ型のフレキシブル配線
基板を提供することにある。

【００２９】本発明の他の目的は、フレキシブル配線層
を生かしたチップサイズ型半導体装置（ＣＳＰ型半導体
装置）を提供することにある。

【００３０】本発明の他の目的は、温度サイクルにおけ
る信頼性の高いμＢＧＡ型半導体装置を提供することに
ある。

【００３１】本発明の前記目的ならびにその他の目的及
び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって
明らかになるであろう。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００３３】（１）その主面上に形成された複数の外部
電極を有する半導体チップと、インナーリードの真下に
絶縁基材が設けられ、その絶縁基材からインナーリード
が突出しないようにリードが配設された配線基板とを有
し、前記複数の外部電極と前記リードのインナーリード
の接続部とが接合で接続され、前記各接合を含む接続部
が封止材で封止されてなる半導体装置であって、前記外
部電極とインナーリードの接続部がそれぞれ金もしくは
錫からなり、前記接合が金と錫による金錫接合からな
る。

【００３４】（２）その主面上に形成された複数の外部
電極を有する半導体チップと、デバイスホールを有しな
い絶縁基材に配設されたリードを有する配線基板とを有
し、前記複数の外部電極と前記リードのインナーリード
の接続部とが接合で接続され、前記各接合を含む接続部
が封止材で封止されてなる半導体装置であって、前記外
部電極とインナーリードの接続部がそれぞれ金もしくは
錫からなり、前記接合が金と錫による金錫接合からな
る。

【００３５】（３）その主面上に形成された複数の外部
電極を有する半導体チップと、樹脂封止孔を有する絶縁
基材に、その樹脂封止孔からインナーリードが突出しな
いようにリードが配設された配線基板とを有し、前記複
数の外部電極と前記リードのインナーリードの接続部と
が接合で接続され、前記各接合を含む接続部が封止材で
封止されてなる半導体装置であって、前記外部電極とイ
ンナーリードの接続部がそれぞれ金もしくは錫からな
り、前記接合が金と錫による金錫接合からなる。

【００３６】（４）その主面上に形成された複数の外部
電極を有する半導体チップと、絶縁性の可撓性ベースフ
ィルムの第１の面上にリードの半導体チップ接合用の接
続部、及び該接続部と電気的に接続されたインナーリー
ド部を設け、前記ベースフィルムの第２の面にビアホー
ル（穴）を設け、該ビアホールを介して前記インナーリ
ード部と電気的に接続された半田ボール形成用接続部上
に半田ボールを設けたフレキシブル配線基板とを有し、
前記複数の外部電極の接続部と前記ベースフィルムの第
１の面上の半導体チップ接合用の接続部とが接合で接続
され、該接合を含む接続部を封止材で封止してなる半導
体装置であって、前記外部電極の接続部とベースフィル
ムの第１の面上の半導体チップ接合用の接続部がそれぞ
れ金もしくは錫からなり、前記接合が金と錫による金錫
接合からなる。

【００３７】（５）その主面上に複数の外部電極を有す
る半導体チップと、絶縁性の可撓性ベースフィルムに配
置されたリードを有する配線基板と、前記リード上に電
気的に接続されたソルダボールと、前記半導体チップ及
びリードの熱応力差を緩衝する熱応力緩衝材（エラスト
マ）とを有し、前記複数の外部電極と前記リードのイン
ナーリード部の接続部とが接合で接続され、該各接合を
含む接続部が封止材で封止されてなる半導体装置であっ
て、前記外部電極の接続部と絶縁性フィルムの第１の面
上の半導体チップ接合用の接続部がそれぞれ金もしくは
錫からなり、前記接合が金と錫による金錫接合からな
る。

【００３８】（６）前記金錫接続の接合層のフィレット
は、第１共晶点（融点２１７℃）の組成を中心とした金
５〜２０重量％（残り錫）の組成からなり、反応溶融層
（高融点層）は、金１０〜４０重量％（残り錫）の組成
からなる。

【００３９】（７）前記金錫接続の接合層には、前記金
と錫の他に微量の添加元素として鉛１．０重量％以下を
含む。

【００４０】（８）前記金錫接続の接合層には、金と錫
の他に接合金属母材からの拡散溶解母材金属元素を含
む。

【００４１】（９）前記外部電極の接続部は、金の厚い
バンプ状の電気めっき膜、金の無電解めっき膜、金の蒸
着膜、金のスパッタリング膜及びニッケル、クロム、銅
などの厚い金属めっき突起（バンプ）の上に施した金の
薄い被覆膜のうちいずれか１つからなる。

【００４２】（１０）前記インナーリードの接続部は、
金の電気めっき膜、金の無電解めっき膜、金の蒸着膜及
び金のスパッタリング膜のうちいずれか１つからなる。

【００４３】（１１）前記外部電極の接続部は、錫の厚
いバンプ状の電気めっき膜、錫の無電解めっき膜、錫の
蒸着膜、錫のスパッタリング膜及びニッケル、クロム、
銅などの電気あるいは無電解めっきの厚いバンプの上に
錫の薄いめっきを施した膜のうちいずれか１つからな
る。

【００４４】（１２）前記インナーリードの接続部は、
錫の電気めっき膜、錫の無電解めっき膜、錫の蒸着膜及
び錫のスパッタリング膜のうちいずれか１つからなる。

【００４５】（１３）前記外部電極の接続部は、金もし
くは錫の厚付けによる突起状の被覆膜、あるいは金以外
の金属もしくは耐熱性の有機材料の突起の上に金もしく
は錫を被覆したものからなる。

【００４６】（１４）前記配線基板は、銅配線ガラスエ
ポキシ基板、銅配線ガラスポリイミド基板、銅配線ＢＴ
レジン、銅配線フッ素樹脂基板、銅配線アラミド基板、
銅配線セラミック基板、銅配線（もしくはインジウムチ
タンオキサイド配線）のガラス基板、銅配線ポリイミド
フィルム、銅配線液晶ポリマ及び銅配線ガラスエポキシ
フィルムのうちいずれか１つの配線基板からなる。

【００４７】（１５）前記（１）乃至（１４）のうちい
ずれか１つの半導体装置を配線基板に搭載してなる半導
体装置モジュールを有する電子装置である。

【００４８】（１６）前記（１）乃至（１４）のうちい
ずれか１つの半導体装置の複数個をランバス型配線基板
に搭載してなるランバス型半導体装置モジュールを有す
る電子装置である。

【００４９】（１７）配線パターンの真下に絶縁性の可
撓性フィルムが設けられ、その可撓性フィルムからイン
ナーリードが突出しないように配設されたＴＡＢ型フレ
キシブル配線基板において、前記配線パターンの材料が
９９．９９重量％以上の高純度の圧延無酸素銅箔、高電
解銅箔、銅蒸着層及び無電解銅めっき層のうちいずれか
１つからなる。

【００５０】（１８）デバイスホールを有しない絶縁性
の可撓性フィルム上に配線パターンを設けたＴＡＢ型フ
レキシブル配線基板において、前記配線パターンの材料
が９９．９９重量％以上の高純度の圧延無酸素銅箔、高
電解銅箔、銅蒸着層及び無電解銅めっき層のうちいずれ
か１つからなる。

【００５１】（１９）樹脂封止孔を有する絶縁性の可撓
性フィルムを設け、その可撓性フィルムからインナーリ
ードが突出しないように配線パターンが配設されたＴＡ
Ｂ型フレキシブル配線基板において、前記配線パターン
の材料が９９．９９重量％以上の高純度の圧延無酸素銅
箔、高電解銅箔、銅蒸着層及び無電解銅めっき層のうち
いずれか１つからなる。

【００５２】（２０）前記配線パターンのインナー部の
前記半導体チップの外部電極と接合する接続端子が、錫
膜を被覆したもの、あるいは前記接続端子上に直接金膜
を被覆したもの、もしくは下地金属を介して金膜を被覆
したものからなる。

【００５３】（２１）前記絶縁性の可撓性フィルムが液
晶ポリマからなる。

【００５４】（２２）前記可撓性フィルムを介して前記
配線パターンと電気的に接続するボール、またはバンプ
型電極を有する。

【００５５】（２３）前記配線パターン、または前記可
撓性フィルム上に半導体チップ及び前記配線パターンの
熱応力差を緩衝する熱応力緩衝材（エラストマ）を有す
る。

【００５６】（２４）半導体チップの主面上に形成され
た複数の外部電極を有する半導体チップと、絶縁基材に
配置されたリードを有する配線基板とをあらかじめ用意
し、前記半導体チップの主面に形成された複数の外部電
極の接続部と前記リードのインナーリードの接続部を金
もしくは錫で形成し、該各外部電極の接続部と前記リー
ドのインナーリードの接続部との位置合せを行った後、
半導体チップを固定し、その状態で加熱加圧を行い、前
記外部電極の接続部と前記リードのインナーリードの接
続部を拡散反応させて接合を形成し、該接合を含む接続
部を封止材で封止する半導体装置の製造方法であって、
前記外部電極の接続部の金とインナーリードの接続部の
金と錫を密着させ、加熱温度２３０〜２６０℃（第１共
晶点：２１７℃）、加圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３秒
間加熱加圧接合を行い、拡散反応による金錫接合を形成
する。

【００５７】（２５）前記外部電極または前記インナー
リードの接続部の金あるいは錫は、銅突起もしくは銅、
クロム、ニッケルのいずれか１つの層の上に金もしくは
錫の電気めっきもしくは無電解めっきを施して形成す
る。

【００５８】（２６）前記半導体チップを配線基板に搭
載して接合する方法は、前記配線基板に半導体チップを
収納するデバイスホールを設けることなく接続され、イ
ンナーリードの接続部と半導体装置の外部電極の接続部
とがボンディングツールによって接続される。

【００５９】（２７）前記半導体装置がマザーボード配
線基板に対して直接ベアチップで搭載されるか、あるい
は中継基板（インターポーザ）の上に一旦搭載してから
半田ボールを形成する。

【００６０】（２８）絶縁性の可撓性フィルムの第１の
面上に高純度の銅箔を形成し、該銅箔をエッチングによ
り加工して半導体チップ接合用の接続部及び該接続部と
電気的に接続されたインナーリード部を形成し、前記絶
縁性フィルムの第２の面にレーザ光によりビアホール
（穴）を空け、前記銅箔からなるインナーリード部の裏
面を露出させ、その上に銅めっき層を形成し、前記絶縁
性フィルムの第２の面に、前記銅めっき層を介して前記
インナーリード部と電気的に接続された半田ボール形成
用接続部を形成し、該半田ボール形成用接続部上に半田
ボールを形成するフレキシブル配線基板の製造方法であ
る。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（実施
例）を図面を参照して詳細に説明する。

【００６２】なお、本実施の形態（実施例）を説明する
ための全図において、同一機能を有するものは、同一符
号を付けてその繰り返しの説明は省略する。

【００６３】本発明の実施の形態について説明する。

【００６４】（１）フレキシブル配線基板の屈曲性の向
上本発明では、接着剤をフレキシブル配線基板から排除し
て屈曲性の向上をはかる。これにより、フィルム全体の
厚さが減少し、かつ硬いエポキシ樹脂接着剤がなくなる
ため柔軟性を向上できる。

【００６５】（２）フレキシブル配線基板の強度向上本発明では、フレキシブル配線基板からデバイスホール
をなくし引っ張り曲げ作用に強い構造とする。デバイス
ホールをなくした構造を図２及び図３に示す。半導体チ
ップ１の外部電極（金バンプ）を下側にしてデバイスホ
ールのない構造で絶縁性のベースフィルム４上の配線パ
ターンのインナーリードに接続する。しかし、この方法
では接続する場合に、ベースフィルム４のポリイミドな
どの有機材料フィルムの裏面から加熱ツールを当てて接
続することになるので、加熱ツール温度が２５０℃以下
で接続できる接合構造が重要である。

【００６６】従来、この接続には、この接続温度の問題
から、共晶半田（３７Ｐｂ−６３Ｓｎ）接続が用いられ
ている。しかし、この接続方法ついては前述したが、さ
らに整理すると下記の問題点がある。

【００６７】（イ）共晶半田の融点が１８０℃と低いた
めに、高温雰囲気で接続が離れる。このために、接続
後、接続界面に樹脂を充填するなどの処置がとられてい
る。

【００６８】（ロ）１５０℃以上の高温雰囲気の信頼性
試験において半田の共晶組織の粗大化、酸化が生じ接続
強度が低下し、通常１５０℃では２００時間しかもたな
い。

【００６９】（ハ）ベースフィルムの上に接続したフレ
キシブル配線基板をさらにマザーボードに搭載する場合
に、通常２３０〜２５０℃の温度の半田リフロー炉が用
いられるが、この温度では接続部が剥離する。

【００７０】（ニ）共晶半田（３７Ｐｂ−６３Ｓｎ）接
続は、半田の流れ性が良いために、配線間の短絡が生じ
やすく微細接続が難しい。

【００７１】この解決策として、発明者らは、錫の組成
比率が６０〜９０重量％（金１０重量％〜４０重量％）
と高い領域での金／錫の接合構造とした。

【００７２】絶縁性のベースフィルム（ポリイミドフィ
ルム）４の上に形成された配線パターン及びそれから延
伸されたインナーリード９には、銅配線の上に０．５〜
０．７μｍの錫めっきが施されており、また、半導体チ
ップ１の外部電極（金バンプ）２は１０〜２０μｍ厚さ
の金めっき、あるいはニッケルなどの安価なめっきバン
プ１０〜２０μｍ厚さの上に、０．３〜１．５μｍの厚
さの金めっきが施されている。このめっき構造によっ
て、錫の融点は２３２℃であり、また第１共晶点の融点
は２１７℃であることから、２５０℃以下の加熱ツール
温度で接続が可能である。拡散が進行して第１共晶組成
（Ａｕ１０−Ｓｎ）に達すると、融点が錫の融点よりさ
らに低下して接合できるメカニズムである。この接続に
要する時間はおよそ５秒以内であり、また、外部電極
（金バンプ）２の数が５００ピン相当の半導体チップ１
でも５秒以内の時間で接続できる。

【００７３】図７に示す金錫接合の接続層は、金と錫の
反応溶融層（高融点層）１９とそこからのはみ出し部分
（以下フィレットと称する）１８とからなっている。実
験の結果、フィレット（共晶層）１８は、第１共晶点
（融点２１７℃）の組成を中心とした金５〜２０重量％
（残り錫）の組成からなり、反応溶融層（高融点層）１
９は、金１０〜４０重量％（残り錫）の組成からなるこ
とが判明した。

【００７４】前記金１０〜４０重量％（残り錫）の組成
は、低融点の金錫反応組成物が荷重を加えた加熱ツール
の影響で外側に排除され、その後反応溶融層（高融点
層）１９の中に金が拡散して形成されたものと考えられ
る。

【００７５】反応溶融層（高融点層）１９は、金の濃度
が高いことから３００℃の耐熱温度を持っている。ま
た、外側のフィレット１８は側面をカバーしているため
に、２１７℃以下の温度での接合強度の機械的補強の役
目を持っている。前述のように、半導体チップ１の外部
電極（金バンプ）２は、ニッケルめっきの上に金をめっ
きした構造でも良く、あるいは、銅めっきなどのバンプ
（突起）とし、その上に金をめっきした構造、あるいは
クロムめっきなどのバンプの上に金をめっきした構造で
も構わない。しかし、金と錫の反応のための最小限の金
と錫の厚さが必要である。例えば、金は０．１μｍ以
上、錫めっきの厚さが０．５〜０．７μｍが好ましい。

【００７６】（３）本発明は、デバイスホール（穴）を
持たない構造である。これにより、平坦なベースフィル
ム４上を自由に配線でき、マルチチップ配線搭載の自由
度が高い。すなわち、搭載した半導体チップ１の直下に
も配線を引き回すことができるため配線長が短くなり、
かつ配線引き回し面積が大きいので、配線基板面積の縮
小が可能で、電子機器の小型化に貢献できる。また、デ
バイスホールがないために、自由配線が可能なことか
ら、半田ボールをチップの直下及び周辺の両方に配置す
ることが可能になった。すなわち、従来のデバイスホー
ルのある構造では、デバイスホールの部分には当然ボー
ルを形成できないばかりでなく、ボールの格子ピッチを
この部分で変化させなければならないため、ボールのピ
ッチを０．３mm、０．５mmなどに均一に規格化されたＢ
ＧＡパッケージでは規格外のパッケージ構造になってし
まう。

【００７７】（４）本発明では、インナーリードの真下
にフィルムがある。これによりインナーリードに直接に
応力が集中することがなく、温度サイクルにおける信頼
性が優れている。さらに、接合構造が金と錫であるため
に、融点が２１７℃と高く（３７重量％Ｐｂ−Ｓｎの１
８０℃より十分高い）、大気中１５０℃の通常の高温保
持試験における１０００時間（接合部が破断しないこ
と、電気的な接続が維持されていること）の要求に十分
に耐え得る。

【００７８】（５）本発明では、図１８に示す構造のチ
ップサイズパッケージ（ＣＳＰ）形の半導体装置を容易
につくれる。フレキシブル配線板をチップ直下に配置し
チップの半導体チップ１の外部電極（金バンプ）２とイ
ンナーリードを周辺で、本発明の金錫による接合方法で
接続して、半導体チップ１の内側に配線を引き込み、さ
らに、ビアホール２１（ブランドビアホール２１Ａ）を
介して下側配線に導通させて、下側配線の端子に半田ボ
ールを形成する。

【００７９】従来、この構造では３７重量％Ｐｂ−Ｓｎ
の半田接続が用いられているが、融点が１８０℃であ
り、耐熱性が低いという問題がある。また、金バンプと
金めっきインナーリードの拡散接合なども試みられてい
るが、接合が超音波接合のためにフィルムを介して接続
できないという問題がある。このことから、インナーリ
ードを露出させるためのデバイスホールが必要である。

【００８０】半田ボールはマザーボード搭載用の端子と
しての役目を持ち、この構造はＢＧＡと呼ばれる。ま
た、半導体チップと同サイズのパッケージをＣＳＰ（Ch
ip Size Package ）と呼んでおり、携帯電話などの携帯
電子機器用途向けに、急激にこの小型パッケージの実用
化が進んでいる。半田ボールには、通常３７Ｐｂ−Ｓｎ
の共晶組成の半田ボールが用いられる。ビアホールは、
通常５０μｍ程度の厚さのポリイミドなどの薄い絶縁材
料からなるフィルムに対して、炭酸ガスレーザどによっ
て０．０５〜０．３mmΦ程度の穴を空けてから銅めっき
を行い、パターンを形成して製造される。この構造はフ
レキシブル配線基板が非常に柔軟であるために、マザー
ボード配線基板に搭載した時に、半導体チップ１とマザ
ーボード配線基板間の熱膨張係数の相違によって発生す
る熱応力を吸収し、温度サイクルに対して信頼性が高い
特徴がある。

【００８１】（６）接合温度を２５０℃以下にすること
によって、有機材料へのベアチップの搭載を可能にす
る。

【００８２】以下に前記本実施形態の実施例について説
明する。

【００８３】

【実施例】（実施例１）図１は、本発明による実施例１
のＴＡＢ型半導体装置の概略構成を示すための図であ
り、図１（ａ）は立体図であり、図１（ｂ）は下部から
見た平面図である。図２は、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ’
線で切った断面図である。

【００８４】本発明による実施例１のＴＡＢ型の半導体
装置は、図１及び図２に示すように、半導体チップ１の
周辺に１００ピンの外部電極２を持つ構造である。半導
体チップ１の周辺（４辺等方形チップ）には、各辺２５
ピンの外部電極２が０．１mmピッチで配列されている
（電極形状は０．０８mm角）。この配列ではチップサイ
ズは３mm×３mm角、パッケージサイズは５×５mmのファ
ンインファンアウト構造（半導体チップの電極が内側と
外側のボールに引き出されている構造）である。半導体
チップ１の外部端子の上に金のバンプ（突起）を形成し
て前記外部電極（金バンプ）２とした。半導体チップ１
の外部端子には、半導体回路形成プロセスでアルミニウ
ムの蒸着が施されているが、この上には直接の金のめっ
きができないため、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉのスパッタ
膜を５０オングストオローム（Å）の厚さで順次形成し
た。その後、２０ｍの厚さの金の電気めっきを行い金バ
ンプ（外部電極２）を形成した。

【００８５】図３は、本実施例１のＴＡＢ型フレキシブ
ル配線基板（以下、単にＴＡＢテープと称する）の概略
構成を示す図である。

【００８６】半導体チップ実装基板としては、図３に示
すＴＡＢテープ６を用いた。ＴＡＢテープ６の詳細につ
いては後述するが、インナーリード９を有し、またボー
ル形成用のランドパット７５及びこの間を連結するＴＡ
Ｂ配線層３を持っている。このＴＡＢテープ６に半導体
チップ１の実装する方法は、図２及び図３に示すよう
に、前記ＴＡＢテープ６の上のインナーリード９の接続
部（先端部）９Ａに錫を被覆し、前記外部電極２の金と
インナーリード９の接続部９Ａに被覆された錫との拡散
反応によって金錫合金（共晶接合）を形成した。この金
錫合金による金錫接続部の接合層は、金と錫の反応溶融
層（高融点層）１９とそこからはみ出し部分（フィレッ
ト）１８とからなっている。前記フィレット１８は、第
１共晶点（融点２１７℃）の組成を中心とした金５〜２
０重量％（残り錫）の組成からなり、反応溶融層（高融
点層）１９は、金１０〜４０重量％（残り錫）の組成か
らなることが実験により判明した。

【００８７】前述したＴＡＢテープ６に半導体チップ１
を実装する方法は、図４に示すように、ＴＡＢテープ６
の裏面から加圧接合ツール１３を当てて加熱する。熱源
はおもに半導体チップ１側にあって、熱は半導体チップ
側から供給される構造になっている。ＴＡＢテープ６側
は加圧力を制御しているが、フィルムの厚さが５０μｍ
あり、また２００℃以上近辺の接合温度におけるフィル
ムの弾性係数が通常１００MPa と小さいために、加圧ツ
ールの平坦度がそれほど必要としない利点がある。

【００８８】本発明の金錫接合方法の詳細を説明するた
めに、金錫系の平衡状態図を図５に示す。従来の金錫接
合は、金９０重％付近の共晶組成（融点２７８℃）を利
用して行われていた。この温度はセラミックパッケージ
などの無機系のパッケージには問題のない接合温度であ
るが、ポリイミドなどの有機フィルム材料からなるＣＳ
Ｐには高すぎる温度である。このため本実施例１では、
図５に示す平衡状態図における錫９０重量％の組成での
接合を検討した。この接合技術は、既に複合リードフレ
ームのインターポーザとリードフレームの接続やＴＣＰ
の基板接続に応用を検討してきた方法である（溶接学会
誌論文集、１５、（１）、ｐｐ１７４、１９９７参
照）。この組成における共晶融点は２１７℃であり、ポ
リイミドなどの耐熱有機材料に熱的損傷を与えることな
く接合が可能である。

【００８９】この接続方法の原理を図６を参照して簡単
に説明する。この方式は、ノンフラックスでしかも大気
中で接合できる大きな特徴を持っている。錫の酸化膜は
空気中では比較的急速に進むが、特に、錫の融点２３２
℃では急激であり、このため通常の半田接続ではフラッ
クスが必要な所以である。本発明の低温金錫共晶接合方
式（ＬＥＭ／Low temperature Au/Sn Euteectic Micros
oldering）は２１７℃に融点があるために、錫の酸化反
応が急速に進む前に、共晶温度での溶解が始まる。

【００９０】また、ポリイミドのＴｇは通常３００℃近
辺であるが、接合温度はこの温度に達しないために、大
きな熱膨張による接続ピッチの不整合も起らない。この
接合における共晶組成融点範囲での挙動は、金と錫の相
互拡散反応と溶融それに凝固過程を含むが、反応は非常
に速く５秒以下で終了する。

【００９１】また、接合完了後の融点は、図６（接合層
界面のＥＰＭＡによる組成分析結果）に示すように、金
の接合層への銅の拡散を含んだ凝固組成になることが特
徴である。この例では接合層の金錫の組成比率は共晶組
成がＳｎ９０％−Ａｕ１０％付近になっており、接合が
共晶組成から開始されて、その中に銅が拡散して凝固し
た過程が窺える。

【００９２】前記本実施例１の金錫接続は、前記金錫共
晶接合の原理を用い、半導体チップマウンター（フリッ
プチップマウンターといわれベアチップを配線基板に位
置認識しながら搭載する装置）により以下のように行っ
た。

【００９３】図４に示すように、半導体チップマウンタ
ーの加熱ステージ１２の上に半導体チップ１の外部電極
２を上向に配置し、前記外部電極（バンプ）２の上から
フレキシブル配線基板であるＴＡＢテープ６のインナー
リード９を位置合せしながら搭載し、その状態で加圧ツ
ール１３で加圧して、また加熱ツール１２で加熱して金
錫接続を行った。この加熱と加圧は同時に行われる。

【００９４】前記図４に示す加熱ツール１２は、半導体
チップ１を吸い上げて位置合せする位置座標まで移動
し、そのままの状態で加熱温度を上昇させ、金錫接続を
行う。加熱ツール１２の温度は２５０℃に設定し、加熱
時間は５秒とした。加圧ステージ１３の加圧力は５kgf/
mm²である。

【００９５】この条件でベースフィルム４のポリイミド
フィルム（商品名：ユーピレクス）は熱的損傷を受ける
ことなく金錫接続され、接続強度は外部電極（金バン
プ）２の１個当り、１０gfの引き剥がし強度が得られ
た。

【００９６】また、錫めっきを０．１、０．２、０．
３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．
９、１．０μｍの厚さにめっきして比較した結果、０．
５〜０．７μｍの範囲が最適であった。０．３μｍでは
引き剥がし強度が８gfと低下し、０．２μｍでは６gfと
さらに低下した。

【００９７】これは金錫共晶合金による金錫接続の接合
層の断面観察の結果、錫めっきが薄い場合には、十分な
フィレット１８が形成されないためであることが判明し
た。

【００９８】錫めっきの厚さが０．５μｍの場合の接合
層のＥＰＭＡによる組成の分析結果では、図７に示すフ
ィレット１８は１０重量％金（残り錫）であり、反応溶
融層（高融点層）１９は３５．５重量％金（残り錫）で
あった。

【００９９】前記１０重量％金は、ほぼ金錫の共晶組成
（融点２１７℃）であり、溶融した錫が金と相互拡散し
ながらこの組成に達し、この組成は２５０℃の加圧ツー
ルでは十分液相であるために、加圧によって外部に流出
しフィレット１８を形成したものである。

【０１００】その後、残りの錫中に金がさらに拡散し
て、金の濃度が上昇して融点が上がり、凝固した様子が
窺える。また、１．０μｍでは錫の厚さが厚すぎるため
に、前述のフィレット１８の層が多くなり、隣接する外
部電極２と短絡する問題が発生した。

【０１０１】接合温度は２３０℃、２４０℃、２５０
℃、２６０℃で実験したが（加熱時間は全部５秒）、２
３０℃では接続が行われず、２４０℃、２５０℃、２６
０℃が最適であった。また、２６０℃においてもポリイ
ミドフィルム（ユーピレクス）の熱による損傷は認めら
れなかった。

【０１０２】反応溶融層（高融点層）１９には、インナ
ーリード９から拡散する銅が１〜２０重量％認められる
場合がある。これは接合温度が高かったり、また、時間
を延長した場合に認められるが、信頼性上では何ら差が
見られなかった。

【０１０３】このように構成することにより、図１及び
図２に示すＴＡＢ型のＬＯＣパッケージを、インナーリ
ード９を露出させるためのデバイスホールを用いないで
容易に作製することができる。これにより、前記実施例
１のＴＡＢ型フレキシブル配線板（ＴＡＢテープ）６の
特徴を活用した半導体装置が得られる。

【０１０４】また、ＴＡＢ型フレキシブル配線基板は、
非常に柔軟性に優れているので、マザーボード配線基板
に搭載した時に、半導体チップ１とマザーボード配線基
板間の熱膨張係数の相違によって発生する熱応力を吸収
し、温度サイクルに対して信頼性の高い半導体装置が得
られる。また、金錫共晶接合金の拡散反応温度を２５０
℃以下にすることによって、有機材料へのベアチップの
搭載も可能になる。

【０１０５】本実施例１のＴＡＢ型（ＴＯＣ型）半導体
装置の製造方法は、図８に示すように、まず、ベースフ
ィルム（絶縁基材）４（ここでは液晶ポリマのフィルム
を用いた）用意した（Ｓ７０１）。このベースフィルム
４の寸法は、幅３５〜３００mm、長さ１０〜１００m 、
厚さ５０μｍ±１．５μｍである。

【０１０６】前記ベースフィルム４にソルダボール２０
の設定用穴（ビアホール）２１及びパッケージ外形穴
（最終的にパッケージ外形加工するために一部分を予め
切り抜いておくもの）を加工する（Ｓ７０２）。その加
工されたベースフィルム４の上に、銅箔３Ａを貼り合せ
る（Ｓ７０３）。

【０１０７】そして、その銅箔３Ａホトレジストでエッ
チングを行い配線パターンを形成する（ステップ７０
４）。なお、テープ製造メーカでは、この一連の工程
（Ｓ７０１〜Ｓ７０４）を既に行ったＴＡＢテープとし
て販売することもあるので、それを購入することで上述
の工程を省略することができる。３はＴＡＢ配線層、す
なわちリードである。

【０１０８】また、例えば、図３２（ａ）に示すよう
に、Ｓ７０４に示すＴＡＢテープに後述するソルダボー
ル２０を既に形成して販売することもある。このように
して販売することにより、組立時の工程を少なくするこ
とができる。

【０１０９】次に、図９に示すように、前記作製したＴ
ＡＢ型のテープの上に前記半導体チップ１の主面に形成
された複数の９９．９重量％Ａｕからなる外部電極（バ
ンプ／チップ突起電極）２と前記リード３のインナーリ
ード９の接続部９Ａとの位置合せを行った後、半導体チ
ップ１を固定し（Ｓ８０１）、この状態で加熱ツール温
度２４０〜２６０℃、加圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３
秒間加熱加圧を行い、前記外部電極２の金と前記リード
３のインナーリード９の接続部の錫を拡散反応させて金
錫共晶合金を形成して金錫接続し（Ｓ８０２）、その後
液状封止材（樹脂）４０を注入して周辺を封止する（Ｓ
８０３）。

【０１１０】次に、前記リード３に半田ボール（ソルダ
ボール）２０が設けられ（Ｓ８０４）、半導体装置が実
装された前記ベースフィルム４は、所定の位置で切断さ
れ個片化される（Ｓ８０５）。

【０１１１】なお、ソルダボール２０が形成されたＴＡ
Ｂテープを用いる場合は、Ｓ８０４のソルダボールの形
成処理（フラックス除去処理を含む）が省略されること
になる。

【０１１２】前記の製造方法によれば、金錫接合部の寿
命が長く、かつ信頼性の高い半導体装置を低い温度の加
熱処理で得られる。また、熱溶融型液晶ポリマを前記フ
レキシブル配線基板の絶縁性フィルム（ベースフィル
ム）４として用ることにより、この熱溶融型液晶ポリマ
の絶縁性と接着性の両作用によって、接着剤を用いるこ
となく銅箔からなるＴＡＢ配線層（リード）３を貼るの
で、フレキシブル配線基板の屈曲性及び強度を向上させ
ることができる。

【０１１３】なお、低温の金錫接合で接続することか
ら、図４に示す加熱ツール１２を前記フレキシブル配線
基板６の絶縁性フィルム（ベースフィルム）４上に設
け、ボンディングステージを半導体チップ側に設け、絶
縁性フィルム（ベースフィルム）４上から加熱加圧する
ことで接続してもよい。この場合、半導体チップ側は加
熱されることがないので、ボンディングステージは平坦
を保つことができ、半導体チップの破壊を防止できる。

【０１１４】また、低温接合からベースフィルム４が劣
化することなくなる。

【０１１５】さらに、接続する突起形状のバンプからな
る外部電極２の形成高さが揃っていなくても、ベースフ
ィルム４上から加熱加圧することでベースフィルムは軟
化し、その形成高さの差を吸収することができ、平坦な
半導体装置を形成することができる。この場合、軟化さ
れたベースフィルム４に接続される配線パターンが沈み
込むことによって、突起形状のバンプからなる外部電極
２の形成高さの不揃いを吸収する。

【０１１６】次に、前記ＴＡＢ型フレキシブル配線基板
（以下、ＴＡＢテープと称する）６の詳細構成について
説明する。

【０１１７】前記ＴＡＢテープ６は、図３に示すよう
に、半導体チップ１がインナーリード９の接続部９Ａに
よって接続される構造となっている。インナーリードに
は半導体チップの外部電極と接続するための接続パット
９Ａがインナーリードの延長線上に形成されている。こ
の接続パットの内側と外側に配線が形成されており、ま
たそのおのおのの配線に半田ボール接続用のランドパッ
ト７５が形成されている。この構造はボールが外側と内
側の両方に配置している構造のために、ファンインファ
ンアウト構造と称されており、この構造が同一のパッケ
ージで実現できることが、パッケージの多ピン化の点で
非常に有利である。この接続パット９Ａとランドパット
７５は、ともに配線層と同じ銅箔でケミカルエッチング
によって形成される。

【０１１８】前記ＴＡＢテープ６は、液晶ポリマのフィ
ルムからなるベースフィルム４の上に、ＴＡＢ配線層
３、ランドパット７５及びインナーリード９が構成さ
れ、ランドパット７５に接続された半田ボール２０によ
ってマザーボード配線基板に搭載される。通常、半導体
チップ１の主面には、突起形状のバンプからなる外部電
極（金バンプ）２が形成されている。これはインナーリ
ード９との接続を容易にし、かつ接続の信頼性を高める
のが目的である。前記インナーリード９は、無電解錫め
っきが０．５〜０．６μｍの厚さに施されている。

【０１１９】前記ＴＡＢテープ６は、幅３５mm、厚さ５
０μｍのベースフィルム４の上にＴｉのスパッタ（５０
オングストロームの厚さ）によって全面下地層を形成
し、その上に銅の蒸着を３μｍの厚さ施した。蒸着に用
いた銅の蒸着原料の純度は９９．９９９９％である。６
Ｎの高純度銅を用いることによって、後続のホトケミカ
ルエッチングにおいて、５０μｍピッチの微細配線が形
成しやすいことが、例えば、特開平２−１０８４５号公
報に開示されている。これは銅の純度が高いことで銅の
組織欠陥が少なく、ホトケミカルエッチングによる配線
形成の時に、エッチングされたパターンの表面と側面が
平滑であり、全長にわたって均一な幅のパターンが形成
され、このために配線切れなどの欠陥ができにくい。ま
た、パターンが平滑であることから、錫めっきなどの表
面めっき加工において、異常析出が起こりにくく、パタ
ーンの短絡が発生しにくいと考えられている。

【０１２０】この３５mm幅の銅の片面蒸着フィルムを材
料として、ＴＡＢテープ製造ラインを用いて配線層を形
成した。ＴＡＢ配線層３には、図３に示すように、半導
体チップ１の外部電極２の位置に相当する部分に、０．
１６６mmの等ピッチで、半導体チップ１からの信号引き
出し用のインナーリード９を形成した。インナーリドの
配線の幅は０．０６６mmであり、間隔は０．１mmである
（ピッチ０．１６６mm）。

【０１２１】また、最終的にこのＴＡＢ配線層３のイン
ナーリード９の部分及び配線層とランドパットの全体に
対して０．５〜０．７μｍの無電解錫めっきを行ってフ
レキシブル配線基板６を完成した。

【０１２２】また、前記銅の蒸着膜を５０オングストロ
ームの厚さに形成してからその後で、電気銅めっきで全
体の厚さを３μｍとした。この方法では湿式の電気めっ
きであることから、９９．９９９９重量％の銅の全体の
薄膜は得られないが、下地が高純度銅であることから欠
陥の少ない電気銅めっき層が形成され、同様に６０μｍ
ピッチ程度の微細配線の形成が可能である。

【０１２３】このようなＴＡＢ型フレキシブル配線基板
６を構成することにより、以下の作用効果が得られる。

【０１２４】（ａ）接着剤をフレキシブル配線基板から
排除して屈曲性の向上をはかるので、フィルム全体の厚
さを低減することができる。また、硬いエポキシ樹脂接
着剤がなくなるので、柔軟性を向上させることができ
る。

【０１２５】（ｂ）フレキシブル配線基板からデバイス
ホールをなくしたので、引っ張り曲げ作用に強い構造と
することができ、またフィルム全面への自由配線設計が
可能になった。

【０１２６】（ｃ）フィルム穴を持たないので、平坦な
フィルム上を自由に配線でき、マルチチップ配線搭載の
自由度が高い。すなわち、搭載した半導体チップの直下
にも配線を引き回すことができるため配線長が短くな
り、かつ配線引き回し面積が大きいために、配線基板面
積の縮小が可能で、電子機器の小型化に貢献できる。

【０１２７】（ｄ）インナーリードの真下にフィルムが
あるので、インナーリードに直接に応力が集中すること
がなく、温度サイクル信頼性に優れる。さらに、接合構
造が金と錫であるために、融点が２１７℃と高く（３７
重量％Ｐｂ−Ｓｎの１８０℃より十分高い）、大気中１
５０℃の通常の高温保持試験における１０００時間（接
合部が破断しないこと、電気的な接続が維持されている
こと）の要求に十分に耐え得る。

【０１２８】次に、前記ベースフィルム４として用いた
熱溶融型液晶ポリマについて説明する。

【０１２９】熱溶融型（サーモトロピック）液晶ポリマ
は、図１０に示すように、例えば、ポリエステル系主鎖
型液晶ポリマのエコノールタイプである。ここでは、液
晶ポリマの分子量は１万〜１０万位のものを用いる。

【０１３０】このポリエステル系主鎖型液晶ポリマ（単
に液晶ポリマと称す）は、ネマチィック液晶相を示し、
低粘性で成形温度が低いため成形加工が容易であり、寸
法安定性がよい。また、優れた耐熱性を示す。

【０１３１】前記液晶ポリマは、図１１に示すように、
従来のポリイミドＡ、Ｂと同様に相対湿度が高くなるに
つれて吸湿率が上昇していく特性がある。しかし、他の
ポリイミドＡ、Ｂに比べ、常に０．２％以下の低い数値
を示す特性がある。これにより、従来のポリイミドＡ、
Ｂより、水分の吸収による膨みが減り、パッケージのク
ラック、素子破壊及び金線破壊等のパッケージ破壊を減
少させることが可能になる。

【０１３２】また、図１２に示す吸湿膨張率を見てみる
と、他のポリイミドＡ、Ｂは相対湿度が上昇すると、指
数関数的に上昇するが、この液晶ポリマは０．０２％以
下で殆ど上昇しないことが判る。したがって、吸湿によ
り寸法が伸びたりすることがないので、半導体装置のリ
ードフレームのパターンを高精細化することが可能にな
る。

【０１３３】また、従来のポリイミドＡ、Ｂでは、Ｓｉ
（シリコン）チップとの膨張係数差が大きかったため、
直接フリップチップ接合することが困難であったが、こ
の液晶ポリマは直接フリップチップ接合することが可能
になる。これにより、従来用いられてきたエラストマ
（熱応力緩衝材）を用いる必要がなくなる。

【０１３４】さらに、図１３に示す比誘電率を見てみる
と、エポキシ、ポリイミドＢは相対湿度が上昇するに比
例して比誘電率が上昇していくが、本実施形態１の液晶
ポリマは常に一定の値（３．４）を示す。

【０１３５】一般に、電送速度８００ＭＨｚ以上の高速
伝送では、相対湿度に関わらず比誘電率が一定である必
要があるため、従来のエポキシ、ポリイミドＢのように
相対湿度に対して比誘電率が変化する材料では高速伝送
になかなか適用できなかった。

【０１３６】前記液晶ポリマは、図１３に示すように、
相対湿度に関わらず比誘電率が３．４付近で一定である
ことから、電送速度８００ＭＨｚ以上の高速伝送が可能
になる。これは、例えば高速メモリモジュールや４５０
ＭＨｚ以上の高速伝送を行うマイクロプロセサユニット
（ＭＰＵ）に応用できる。

【０１３７】すなわち、半導体装置に用いる絶縁材料と
して従来用いていたポリイミド、テフロン、ベンゾシク
ロブテン、または、二酸化シリコン等の部分、例えば、
ＴＡＢテープ、多層配線の層間絶縁膜、または、半導体
チップ搭載基板を前記液晶ポリマで形成することで、高
速伝送が要求されている電子装置にも適用できる。

【０１３８】また、ポリイミドと違って、この液晶ポリ
マは、融点（例えば、３３５℃で融ける）があるため、
この性質を利用して物質の絶縁接合を行う接合材料とし
ても適応できる。なお、この融点も液晶ポリマの分子量
を変えることにより自在に変更可能であるため、半導体
装置、電子装置において絶縁材料、接合材料として様々
な範囲で適応できる。この液晶ポリマは、分子量が小さ
いほど融点が低くなる。これらから、相対湿度において
耐湿性、定比誘電率を示し、融点が高くリフロー時に劣
化しない液晶ポリマは、半導体装置における絶縁材料と
して最適であることがわかる。

【０１３９】（実施例２）本発明の実施例２は、前記実
施例１において、外部電極（金バンプ）２をニッケルめ
っきとの組み合せで形成した。すなわち、金の２０μｍ
のめっきは高価であり、また、めっきに要する時間も長
いため、価格の面では適切ではない。このために、ニッ
ケルめっきを１９μｍの厚さに施してバンプ状の突起を
ほぼ形成させてから、金の電気めっきを１．０μｍ施し
て金のバンプとした。この場合も錫めっきの厚さを０．
１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．
７、０．８、０．９、１．０μｍの厚さにめっきして比
較した実験結果は、前記実施例１と同様０．５〜０．７
μｍの範囲が最適であった。また、インナーリードと接
続パット９Ａ及び銅配線側全面に金めっきを１．０μｍ
の厚さに施し、かつ半導体チップの外部電極２にはニッ
ケルめっき１９μｍの上に０．５μｍの厚さの錫めっき
を施して同様の接続を行った。この逆の組み合せの場合
にも良好な接続ができることを確認した。

【０１４０】（実施例３）本発明の実施例３は、前記実
施例２において、前記外部電極（金バンプ）２を銅めっ
きと金めっきの組み合せで行った。電気銅めっきを１８
μｍの上に、銅の拡散バリア層として電気ニッケルを
１．０μｍ厚さにめっきしてから、最上層に電気金めっ
きを１．０μｍ施した。それの実験結果は、同様に錫め
っきの厚さが０．５μｍ〜０．７μｍが最適であった。

【０１４１】（実施例４）図１４は、本発明の実施例４
のＣＳＰ型半導体装置の概略構成を示す平面図、図１５
は、図１４のＡ−Ａ’線で切った断面図である。

【０１４２】本実施例４のＣＳＰ型半導体パッケージ
は、図１４及び図１５に示すように、半導体チップ１の
内側に全部の配線層を引き出して、半導体チップ１と同
サイズのパッケージを作った例である。従来この構造で
は外部電極２との接続には、３７重量％Ｐｂ−Ｓｎなど
の半田接続が用いられていたものであるが、従来技術の
問題点で述べたように融点が１８０℃であり、耐熱性の
低いことが問題であった。フレキシブル配線基板（イン
ターポーザ）も実施例１と同じ材料を使用した。

【０１４３】本実施例４のＣＳＰ型パッケージでは、Ｂ
ＧＡボール２０はマザーボード搭載用の端子としての役
目を持つ。ＢＧＡボール２０には３７Ｐｂ−Ｓｎの共晶
組成の半田ボール０．３mmΦを用いた。

【０１４４】図１６にＣＳＰ型パッケージに用いるフレ
キシブル配線基板（インターポーザ；ＴＡＢテープ６）
の構成を示す。この実施例では半田ボールのピッチは
０．３mmとし、またインナーリードピッチは０．１mmと
した。また、テープには７０mm幅を使用した。パッケー
ジ外形サイズは３．０×３．０mmのファンイン構造（全
部のピンが内側のボールに引き出されている構造）であ
る。

【０１４５】図１７は、本実施例４のＣＳＰ型フレキシ
ブル配線基板（インターポーザ）の製造方法を説明する
ための各製造工程における断面図である。

【０１４６】以下に本実施例４のＣＳＰ型フレキシブル
配線基板（インターポーザ）の製造方法を図１７を用い
て説明する。

【０１４７】まず、図１７（ａ）に示すように、５０μ
ｍの厚さのポリイミドフィルム４に厚さ１８μｍ、９
９．９９９９重量％の純度のＯＦＣ（Oxygen Free Copp
er、酸素濃度が０．３ppm 以下）銅箔７４を形成する。
これは、ＯＦＣ銅箔の表面にポリイミドワニスを連続ロ
ールコートしてから焼き付けることによって製造でき
る。次に、図１７（ｂ）に示すように、前記ベースフィ
ルム（ポリイミドフィルム）４に対して、炭酸ガスレー
ザにより０．２mmΦのビアホール（穴）２１を空ける。
次に、図１７（ｃ）に示すように、感光性のエポキシ樹
脂７１を塗布し、図１７（ｄ）に示すように、前記ビア
ホール（穴）２１を露光して銅箔７４の裏面を露出させ
て、無電解銅めっき７６を形成する。ここで、前記ポリ
イミドフィルム４の上に直接無電解銅めっき７６を形成
すると、密着性が悪いため密着性に優れるエポキシ樹脂
７１を選定して介在させる。次に、図１７（ｅ）示すよ
うに、表裏面に配線パターン９及び４４を形成する。次
に、図１７（ｆ）に示すように、配線パターン４４を形
成した裏面のボールパッド部に、３７Ｐｂ−Ｓｎの共晶
組成の半田ボール０．３mmΦを用いてＢＧＡボール２０
を形成して完成する。

【０１４８】テープ製造メーカは、この図１７（ｆ）に
示すようなＢＧＡボール２０を形成したＣＳＰ型フレキ
シブル配線基板を販売することがある。これにより、組
立メーカは、組立工程を削除できる。

【０１４９】この実施例４では、１００ピンの外部電極
２の全部を、３．０mm角の半導体チップ１の内側に格子
状に配列した。ＢＧＡボール２０の配置のピッチは０．
３mmであり、また、ＢＧＡボール２０の数は１０×１０
格子配置の１００個である。ビアホール（穴）２１上の
配線パターン４４の銅箔部分は、円形のビアパッドであ
り、０．１５mm直径とした。このため、ビアパッド間
（スペース）は０．１５mmとした。

【０１５０】以上の説明からわかるように、本実施例４
によれば、ＣＳＰ構造のフレキシブル配線基板が非常に
柔軟であるために、マザーボードに搭載した時に、半導
体チップ１とマザーボード間の熱膨張係数の相違によっ
て発生する熱応力を吸収し、温度サイクルに対して信頼
性が高い特徴がある。

【０１５１】通常ガラスエポキシの熱膨張係数は３０pp
m/℃であり、また、シリコンチップのそれは３．５ppm/
℃である。このために、半導体チップ１と配線基板間に
温度サイクル試験による応力が発生する。従来、この応
力による接合部の破壊を防止するために、半導体チップ
１の外部電極２と配線基板６の間に樹脂を充填する方法
がとられていた。この方法では半導体チップ１の外部電
極２とインナーリード９の破壊は防げるが、半田ボール
に応力が集中して半田ボールが３００サイクル程度で破
壊する問題があった。しかし、本実施例４によれば、半
導体装置を１．０mm厚さのガラスエポキシリジット配線
基板に搭載した。すなわち、ガラスエポキシリジット配
線基板には半田ボールと同じ位置に半田ボールを受ける
パットが形成されている。このパットに半田ボールを加
熱溶融接続して搭載する。

【０１５２】試験結果−６５℃〜１５０℃で２０００サ
イクルの温度サイクル試験において、接合部の破壊など
の損傷は認められなかった。また、接合部の耐熱温度が
３００℃であることから、大気中での１５０℃の高温放
置試験、１５００時間に十分耐える耐熱性が得られた。

【０１５３】（実施例５）本発明の実施例５は、前記実
施例１において、半導体チップを０．３５mm厚さで５０
mm角のガラスエポキシ製リジット基板に直接に本発明の
金錫接合で搭載した。すなわち、実施例１と同様に配線
基板の最上層に実施例１と同様の銅配線パターンを形成
し、電気錫めっきを０．５〜０．７μｍの厚さに施し
た。銅配線は無電解銅めっきを全面に行った後、ホトケ
ミカルエッチングによって形成し、また、実施例１と同
様の方法での電気錫めっきを施した。また、半導体チッ
プの外部電極２とインナーリード９の接合は、実施例１
と同様の条件で行った。

【０１５４】ガラスエポキシ基板はＴｇが１７０℃であ
り、ポリイミドと比較して耐熱性が低いが２５０℃のツ
ールの接触による伝熱での配線パターンの剥離、ガラス
エポキシ自体のカーボナイズなどのダメージは認められ
なかった。しかし、半導体チップ２の熱膨張係数は３．
５ppm/℃であり、また、ガラスエポキシ基板のそれは１
５ppm/℃であることから金錫の接続界面に直接応力が伝
わる構造である。このため、本実施例では−６５℃〜１
５０℃の温度サイクル試験において５００時間で接続部
分の１０％が破壊したが、−２５℃〜１２５℃の温度サ
イクル試験では試験した５０ＰＣの全数が５００サイク
ルに耐えた。

【０１５５】（実施例６）本発明の実施例６は、前記実
施例４において、フレキシブル配線基板（インターポー
ザ）に片面配線基板を用いた。この構造を図１８に示
す。この構造では両面配線基板を用いないのでＣＳＰを
安価に作れる特徴がある。ブラインドビア（穴）２１Ａ
を形成し、そのブラインドビア２１Ａ（スルーホールで
はなく一方向がふさがっているためにこのように呼ぶ）
の片面銅箔の裏面に直接に、例えば、３７Ｐｂ重量％−
Ｓｎの半田ボール２０を形成する構造である。

【０１５６】この構造は裏面の配線が不要であるが、ブ
ラインドビア２１Ａの内部に半田ボール２０を押し込ん
で形成することが重要である。ブラインドビア（穴）２
１Ａの適切なビア直径と半田ボール２０の直径の選定
と、半田ボール２０を押し込む機構のボール搭載機の使
用によってこの構造が可能である。ビア穴直径は０．１
５mmとして、また、半田ボール２０の径は０．２mmとし
た。ユーピレクスの厚さが５０μｍと薄いので０．２μ
ｍの半田ボール２０でもベースフィルム４に形成された
ブラインドビア２１Ａ穴の銅箔裏面に接触し、半田によ
る接続が可能である。

【０１５７】実施例４と６では、半導体チップ１とフレ
キシブル配線基板の間には補強樹脂の注入は行わなかっ
た。ポリイミドが柔軟なためにマザーボード配線基板と
半導体チップ間の応力をユーピレクスが吸収し、金錫の
接合面まで応力が伝わらないためである。試験結果実施
例４と同じく温度サイクル試験を満足する結果が得られ
た。

【０１５８】（実施例７）本発明の実施例７は、前記実
施例４において、配線基板（インターポーザ）に０．２
μｍの厚さのガラスエポキシ配線基板を用いた。この構
造では、ガラスエポキシがマザーボード配線基板と同じ
材料のために熱膨張係数が同じである。このことから実
質上接続界面に応力はかからない構造であり、温度サイ
クル試験は実施例４同様クリアした。また、本発明の金
錫接合によって、大気中１５０℃で１５００時間の高温
放置に耐える信頼性を十分確保できた。

【０１５９】（実施例８）本発明の実施例８は、実施例
７において、配線基板に１．０mm厚さのアルミナセラミ
ック基板を用いた。アルミナ基板の熱膨張係数は４．５
ppm/℃であり、半導体チップに近い。このため半導体チ
ップ１との接続界面への熱応力は小さいが、ガラスエポ
キシマザーボードとの熱応力は大きくなった。このため
温度サイクル試験で、半田ボール２０とマザーボード配
線基板間で５００サイクルで２０％の接続不良が発生し
た。

【０１６０】（実施例９）本発明の実施例９は、前記実
施例４において、配線基板に１．０mm厚さのガラスアラ
ミド樹脂基板を用いた。アラミド樹脂はエポキシ樹脂と
比較してＴｇが１９０℃と高く、耐熱性が高い特徴があ
る。熱膨張係数は１０ppm/℃とガラスエポキシと比較し
て若干小さい。このために、半導体チップ１とガラスエ
ポキシの丁度中間の熱膨張係数を持ち実施例４と同様の
信頼性が得られた。

【０１６１】（実施例１０）本発明の実施例９は、前記
実施例１において、配線パターンの５μｍの錫めっき
を、錫中に鉛が５重量％含んだ合金めっきとした。これ
は、錫の電気めっきの内部応力に起因するウイスカーの
発生を防止するためである。錫めっきは２００℃で数秒
の加熱により、内部応力がなくなりウイスカーの発生は
なくなるために、半導体チップ１の接合によって、ウイ
スカーの発生は防止できる。しかし、接合前の保管時に
ウイスカーの発生することがたまたま見られ、常温放置
では約３週間で発生する。このため、接合作業前の対策
も重要な場合には鉛の１〜５重量％の添加が効果的であ
った。

【０１６２】この時、前記ベースフィルム４として液晶
ポリマを用いる場合には、接着剤を用いないで、液晶ポ
リマの表面を熱で溶かすだけで接着ができる。他のベー
スフィルム４では接着剤を用いて銅箔を貼り合せる。

【０１６３】前記ベースフィルム４に貼り付けられた銅
箔の上にホトレジストを塗布し、露光して配線パターン
（リード）を形成する（図８のＳ７０４）。その上にス
クリーンマスクを用いてソルダーレジスト印刷し、無電
解めっきで錫めっき層を形成してＴＯＣ型テープを作製
する（図８のＳ７０４）。

【０１６４】（実施例１１）図１９は、本発明による実
施例１１のＴＯＣ（Tape On Chip）型の半導体装置の概
略構成を示す平面図、図２０は、ボール方向から見た平
面図、図２１は、図２０に示すＡ−Ａ’線で切った断面
図である。

【０１６５】本実施例１１のＴＯＣ型の半導体装置は、
図１９乃至図２０に示すように、の主面上に複数の外部
電極２を有する半導体チップ１と、絶縁性の可撓性フィ
ルム（絶縁基材）４に配置されたリード３を有する配線
基板とを有し、前記半導体チップ１の主面に形成された
複数の外部電極（チップ突起電極）２と前記リード３の
インナーリード９の接合部９Ａとが低温共晶接合で接続
され、各共晶接合部が樹脂塗布による（または樹脂テー
プによる）樹脂層３０で封止されてなる半導体装置であ
って、前記外部電極２とインナーリード９の接合部９Ａ
が金もしくは錫でそれぞれ被覆され、その被覆された金
と錫による金錫接合の接続層の前述したフィレット部分
１８は、第１共晶点（融点２１７℃）の組成を中心とし
た金５〜２０重量％（残り錫）の組成からなっている。
また、反応溶融層（高融点層）１９は、金１０〜４０重
量％（残り錫）の組成からなっている。

【０１６６】前記外部電極２としては、例えば、９９．
９％Ａｕを用い、絶縁性の可撓性フィルム４としては、
例えば、液晶ポリマを用いる。前記絶縁性の可撓性フィ
ルム４上に設けられる配線（リード）としては、例え
ば、９９．９％Ｃｕ層の上に錫層を形成したＣｕ箔を用
いる。前記樹脂塗布による（または樹脂テープによる）
樹脂層３０の材料としては、例えば、エポキシを用い、
ソルダボール２０としては、例えば、ＰｂとＳｎの共晶
半田を用いる。

【０１６７】図２２に本実施例１１のＴＯＣテープの概
略構成を示す。例えば、ＴＯＣテープの幅は７０mm、ソ
ルダボール２０の配設する領域幅は５９mm、ソルダボー
ル２０の配設ピッチは０．５mm、ＴＯＣテープ送リ穴の
ピッチは４．７５mmである。

【０１６８】図２３及び図２４は、ＴＯＣ型の半導体装
置の製造方法を説明するための製造工程の手順を示す図
である。

【０１６９】本実施例１１のＴＯＣ型の半導体装置の製
造方法は、図２３に示すように、液晶ポリマからなる絶
縁性の可撓性フィルム（絶縁基材）４を用意する（Ｓ４
０１）。この絶縁性の可撓性フィルム４の寸法は、幅７
０mm、長さ１０〜１００ｍ、厚さ５０μｍ±１．５μｍ
である。

【０１７０】前記絶縁性の可撓性フィルム４にソルダボ
ール２０の設定用穴及びパッケージ外形穴を加工する
（Ｓ４０２）。その加工された絶縁性の可撓性フィルム
４の上に、銅箔３Ａを貼り合せる（Ｓ４０３）。この
時、前記絶縁性の可撓性フィルム４として液晶ポリマを
用いる場合には、接着剤を用いることなく、液晶ポリマ
の表面を熱で溶かすだけで接着ができる。他の絶縁性の
可撓性フィルムでは接着剤を用いて銅箔を貼り合せる。

【０１７１】前記絶縁性の可撓性フィルム４に貼り付け
られた銅箔３Ａの上にホトレジストを塗布し、露光して
配線パターン（リード）を形成する（Ｓ４０４）。その
上にスクリーンマスクを用いてソルダーレジスト印刷
し、無電解めっきで錫めっき層を形成してＴＯＣ型テー
プを作製する（Ｓ４０５）。

【０１７２】次に、図２４に示すように、前記作製した
ＴＯＣ型テープの上に樹脂塗料をローラー塗布して（ま
たは樹脂テープを被覆して）樹脂膜３０Ａを形成する
（Ｓ５０１）。この樹脂膜３０Ａに、前記半導体チップ
１の主面に形成された複数の９９．９％Ａｕからなる外
部電極（チップ突起電極）２と前記リード３のインナー
リード９の接合部９Ａとの位置合せを行った後、半導体
チップ１を固定し、この状態で加熱ツール温度２２０〜
２５０℃、加圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３秒間加熱加
圧を行い、前記外部電極２の金と前記リード３のインナ
ーリード９の接合部９Ａの錫を拡散反応させて金錫共晶
接合を形成し、前記樹脂膜を溶解させて前記共晶接合を
含む接続部を樹脂層３０で封止する（Ｓ５０２）。

【０１７３】前記外部電極２は、金突起もしくは金属突
起に金めっきされたものからなり、あかじめ用意されて
いる。前記加熱加圧処理されると、その界面の高融点層
が金１０〜４０重量％−錫で、フィレット部は共晶組成
中心の金５〜２０重量％−錫で構成される金錫接合部が
得られた。

【０１７４】次に、前記リード３に半田ボール（ソルダ
ボール）２０が設けられ（Ｓ５０３）、半導体装置が実
装された前記絶縁性の可撓性フィルム４は、所定の位置
で切断され個片化される（Ｓ５０４）。

【０１７５】以下の説明からわかるように、本実施例１
１によれば、金錫接合が、その界面の高融点層が金１０
〜４０重量％で、フィレット部の接合層が金５〜２０重
量％で、残り成分が錫で構成され、その金錫接合部を樹
脂層３０で封止されているので、金錫接合部の寿命が長
く、かつ信頼性の高い半導体装置が低い温度の加熱処理
で得られる。

【０１７６】また、絶縁基材に配置されたリード３を有
する配線基板上のリード３のインナーリード９に樹脂塗
料もしくは樹脂テープによる樹脂膜を形成し、その樹脂
膜上に、前記各外部電極の接続部と前記リードのインナ
ーリードの接続部との位置合せを行った後、半導体チッ
プを固定し、その状態で加熱加圧処理を行い、前記外部
電極の接続部と前記リードのインナーリードの接続部を
拡散反応させて共晶接合を形成し、前記樹脂膜を溶解さ
せて前記共晶接合を含む接続部を樹脂で封止することに
より、共晶接合の形成と共晶接合を含む接続部の樹脂封
止を同一工程で行うことができる。

【０１７７】また、これにより、前記共晶接合を含む接
続部を気泡の少ない樹脂で封止することができるので、
共晶接合を含む接続部の寿命が長く、かつ信頼性の高い
半導体装置が得られる。

【０１７８】また、前記外部電極とインナーリードの接
続部が金もしくは錫でそれぞれ被覆し、その被覆された
金と錫を密着させ、温度２２０〜２５０℃（第１共晶
点：２１７℃）、圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３秒間加
熱加圧を行い、拡散反応による金錫共晶接合を形成す
る。すなわち、前記金錫共晶接合を含む接続部は、その
界面の高融点層が金１０〜４０重量％−錫で、フィレッ
ト部が金５〜２０重量％錫で構成されている。これによ
り、金錫接合を含む接続部の寿命が長く、かつ信頼性の
高い半導体装置が低い温度の加熱処理で得られる。

【０１７９】（実施例１２）図２５は、本発明による実
施例１２のμＢＧＡ型半導体装置の概略構成を示す斜視
図、図２６は図２５に示すＡ−Ａ’線で切った断面図で
ある。

【０１８０】本実施例１２のμＢＧＡ型半導体装置は、
図２５及び図２６に示すように、その主面上に複数の外
部電極２を有する半導体チップ１と、絶縁性の可撓性フ
ィルム（ポリイミドフィルム）４に配置されたリード３
を有する配線基板（μＢＧＡテープ）と、前記リード３
上に電気的に接続されたソルダボール（半田ボール）２
０と、前記半導体チップ１及びリード３に対する熱応力
を緩和するための緩衝材（以下、エラストマと称する）
５０とを有し、前記半導体チップ１の主面に形成された
複数の外部電極２と前記リード３のインナーリード９の
接合部９Ａとが低温共晶接合で接続され、各共晶接合部
が封止樹脂４０で封止されてなる半導体装置である。

【０１８１】前記外部電極２とインナーリード９の接合
部９Ａが金もしくは錫でそれぞれ被覆され、その被覆さ
れた金と錫による低温金錫接合の接続層が、前述したフ
ィレット１８は、第１共晶点（融点２１７℃）の組成を
中心とした金５〜２０重量％（残り錫）の組成からなっ
ている。また、反応溶融層（高融点層）１９は、金１０
〜４０重量％（残り錫）の組成からなっている。

【０１８２】前記外部電極２としては、例えば、９９．
９％Ａｕを用い、絶縁性の可撓性フィルム４としては、
例えば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマ等を用いる。

【０１８３】前記絶縁性の可撓性フィルム４上に設けら
れる配線（リード３）としては、例えば、９９．９％Ｃ
ｕ層の上に錫層を形成したＣｕ箔を用いる。前記封止樹
脂４０の材料としては、例えば、エポキシを用い、ソル
ダボール２０としては、例えば、ＰｂとＳｎの共晶半田
を用いる。

【０１８４】前記エラストマ５０は、厚さ２５〜１５０
μｍ程度の低弾性材料が用いられ、−６５℃〜１５０℃
における粘弾性係数が１０〜５０００MPa の低弾性エラ
ストマが使用される。一般的にはシリコン樹脂やゴム配
合の低弾性エポキシ樹脂などである。このエラストマに
よってガラスエポキシ樹脂配線基板（熱膨張係数１０〜
２０ppm/℃）とシリコンチップ（熱膨張係数３ppm/℃）
の間の熱応力を吸収させている。このことによって、−
６５℃〜１５０℃の温度サイクルにおける熱応力に対し
て１０００サイクルを超える高い信頼性が得られる。

【０１８５】図２７に前記配線基板のリードの概略構成
を示す。

【０１８６】図２８は、μＢＧＡ型半導体装置の製造方
法を説明するための製造工程の手順を示す図である。

【０１８７】本実施例１２のμＢＧＡ型半導体装置の製
造方法は、図２８に示すように、液晶ポリマからなる絶
縁性の可撓性フィルム（絶縁基材）４を用意する。この
可撓性フィルム４の寸法は、幅３５mm、長さ１０〜１０
０ｍ、厚さ５０μｍ±１．５μｍである。

【０１８８】第１の工程で、図２８（ａ）に示すよう
に、前記可撓性フィルム４にパッケージ外形穴を加工す
る。その加工された可撓性フィルム４の上に、銅箔３Ａ
を貼り合せる。この時、前記可撓性フィルム４として液
晶ポリマを用いる場合には、接着剤を用いることなく、
液晶ポリマの表面を熱で溶かすだけで接着ができる。他
の可撓性フィルムでは接着剤を用いて銅箔３Ａを貼り合
せる。

【０１８９】前記加工された可撓性フィルム４に貼り付
けられた銅箔の上にホトレジスト３Ｂを塗布し、露光現
像して配線パターン（リード）を形成する。その上に、
マスクを用いて可撓性フィルム４にソルダバンプ設置用
のリードまで貫通した穴２２を形成してμＢＧＡ型ＴＯ
Ｃ型テープが作製される。このμＢＧＡ型ＴＯＣ型テー
プの配線面にエラストマ５０の上面を貼り付け、ＴＡＢ
テープ６ａを得る。エラストマはそれ自信が接着性を持
っている。

【０１９０】なお、テープ製造メーカでは、この一連の
工程を既に行ったＴＡＢテープ６ａとして販売すること
もあるので、それを購入することで上述の工程を省略す
ることができる。

【０１９１】このときのＴＡＢテープ６ａは、図３２
（ｂ）、図３２（ｃ）に示すように、配線３または可撓
性フィルム４に、エラストマ５０を貼り付けたものとし
て販売される。

【０１９２】また、例えば、図３２（ｄ）に示すよう
に、そのＴＡＢテープ６ａにソルダボール２０を既に形
成して販売されることもある。このようにして販売する
ことにより、組立メーカにおける組立時の工程を少なく
することができる。

【０１９３】第２の工程で、図２８（ｂ）に示すよう
に、前記外部電極２と前記リード３のインナーリード９
の接合部９Ａとの位置合せを行った後、前記エラストマ
５０の下面と半導体チップ１の外部電極２側の面とを貼
り付けて半導体チップ１を固定する。この状態で加熱ツ
ール温度２４０〜２６０℃、加圧力１〜１０kgf/mm²で
２〜３秒間加熱加圧を行い、前記外部電極２の金と前記
リード３のインナーリード９の接合部９Ａの錫を拡散反
応させて金錫共晶接合を形成する。

【０１９４】第３の工程で、図２８（ｃ）に示すよう
に、封止樹脂（エポキシ）２７をポッティグ等で封止す
る。

【０１９５】第４の工程で、図２８（ｄ）に示すよう
に、前記ソルダバンプ設置用の穴２２に半田ボール２０
を押し込み、２１０℃程度の加熱温度で熱処理を行い、
半田ボール２０とリード３とを電気的に接続する。半導
体装置が実装された前記絶縁性の可撓性フィルム４は、
所定の位置で切断され個片化される。なお、図３２
（ｄ）に示すようなソルダボール２０が形成されたＴＡ
Ｂテープ６ａを購入した場合は、この第２の工程は省略
される。

【０１９６】以上の説明からわかるように、本実施例１
２によれば、前記外部電極２とインナーリード９の接続
部９Ａが金もしくは錫でそれぞれ被覆され、その被覆さ
れた金と錫を密着させ、温度２４０〜２６０℃（第１共
晶点：２１７℃）、圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３秒間
加熱加圧を行い、拡散反応による金錫接合の接続のフィ
レット部分１８は、第１共晶点（融点２１７℃）の組成
を中心とした金５〜２０重量％（残り錫）の組成からな
り、反応溶融層（高融点層）１９は、金１０〜４０重量
％（残り錫）の組成からなっているので、金錫接合を含
む接続部の寿命が長く、かつ信頼性の高いμＢＧＡ型半
導体装置が低い温度の加熱処理で得られる。

【０１９７】（実施例１３）本発明による実施例１３
は、図２９に示すように、前述の実施例１〜１３におい
て得られた本発明による半導体装置、例えば、複数個の
μＢＧＡ型半導体記憶装置ｎ１、ｎ２…（ｎ−１）、ｎ
をランバスインタフェイスＩＦを介して一列に複数個配
列した半導体記憶装置（メモリ装置）である。

【０１９８】この各μＢＧＡ型半導体記憶装置ｎ１、ｎ
２…（ｎ−１）、ｎは、それぞれメモリコントローラＣ
ＰＵによって制御される。バスクロクは、例えば、４０
０ＭＨｚである。

【０１９９】このように絶縁基板上に直線で平行な複数
の等距離配線を設けた配線基板上に、複数個の本発明の
半導体装置（特に半導体記憶装置）を搭載することによ
り、半導体装置と半導体装置との間の配線のうち各信号
線のそれぞれの長さを一定にすることができる。

【０２００】また、メモリ装置や電子駆動電圧や伝送路
におけるクロック信号等の信号にノイズが乗るのを低減
することができ、装置の駆動速度の高速化がはかれる。

【０２０１】（実施例１４）本発明による実施例１４
は、上述した実施例の変形例を示したものである。

【０２０２】図３３（ａ）は、本発明による実施例１４
のＴＡＢ型の半導体装置に用いられるＴＡＢテープの概
略構成を示す平面図、図３３（ｂ）は、図３３（ａ）に
示すＴＡＢテープに半導体チップを載せてＡ−Ａ線で切
った断面図である。

【０２０３】本発明による実施例１４のＴＡＢ型の半導
体装置は、図３３に示すように、半導体チップを搭載す
る中心部付近に樹脂封止を行う樹脂封止孔３３０が設け
られ、その樹脂封止孔３３０からはみ出すことなくイン
ナーリード９（錫めっきされた銅配線）が形成されたＴ
ＡＢテープ６ｂに金バンプの外部端子２が形成された半
導体チップを搭載して、インナーリード９と外部端子２
を金錫接合して樹脂封止孔３３０から樹脂を封止した構
成をとる。すなわち、インナーリード９の真下にフィル
ムがあるＴＡＢテープに半導体チップを搭載した構成で
あり、従来のリードボンディングでは、フィルムが焼け
て炭化してしまう。

【０２０４】したがって、このインナーリードの真下に
フィルムがある構成から実施例１４の半導体装置も上述
したデバイスホールがない半導体装置と同様に考えるこ
とができ、同様な工程で製造できる。

【０２０５】本実施例１４の半導体装置の製造方法は、
図３４に示すように、まず、ベースフィルム（可撓性フ
ィルム）４を用意する。

【０２０６】そして、第１の工程で、図３４（ａ）に示
すように、可撓性フィルム４に樹脂封止孔３３０を形成
加工する。その加工された可撓性フィルム４の上に、銅
箔３Ａを貼り合せる。この時、可撓性フィルム４として
液晶ポリマを用いる場合には、接着剤を用いることな
く、液晶ポリマの表面を熱で溶かすだけで接着ができ
る。他の可撓性フィルムでは接着剤を用いて銅箔を貼り
合せる。

【０２０７】前記加工された可撓性フィルム４に貼り付
けられた銅箔の上にホトレジストを塗布し、露光現像し
て樹脂封止孔に突き出さない配線パターン（リード３）
を形成し、ＴＡＢテープが作製される。

【０２０８】第２の工程で、図３４（ｂ）に示すよう
に、外部端子２とリード３のインナーリード９の接合部
との位置合せを行った後、可撓性フィルム４側から加熱
ツール１２で温度２４０〜２６０℃、加圧力１〜１０kg
f/mm²で２〜３秒間加熱加圧を行い、外部端子２の金と
前記リード３のインナーリード９の接合部の錫を拡散反
応させて金錫共晶接合を形成する。

【０２０９】第３の工程で、図３４（ｃ）に示すよう
に、封止樹脂（エポキシ）２７を樹脂封止孔３３０ポッ
ティグ等で封止し、半導体装置が実装された前記絶縁性
の可撓性フィルム４は、所定の位置で切断され個片化さ
れる。

【０２１０】以上の説明からわかるように、本実施例１
４によれば、前記外部端子とインーリード９の接続部が
金もしくは錫でそれぞれ被覆され、その被覆された金と
錫を密着させ、温度２４０〜２６０℃（第１共晶点：２
１７℃）、圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３秒間加熱加圧
を行い、拡散反応による金錫接合の接続のフィレット部
分は、第１共晶点（融点２１７℃）の組成を中心とした
金５〜２０重量％（残り錫）の組成からなり、反応溶融
層（高融点層）１９は、金１０〜４０重量％（残り錫）
の組成からなっているので、金錫接合を含む接続部の寿
命が長く、かつ信頼性の高いμＢＧＡ型半導体装置が低
い温度の加熱処理で得られる。

【０２１１】また、この金錫接合の接続温度が低いこと
から、インナーリード９の真下にフィルムがあってもフ
ィルムが焼けて炭化してしまうことを防止でき、パッケ
ージを信頼性良く製造することが可能である。

【０２１２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態（実施例）に基づき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施形態（実施例）に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは勿論である。

【０２１３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【０２１４】（１）フレキシブル配線基板が接着剤層を
持っていないので、フレキシブル配線基板の屈曲性を向
上することができる。

【０２１５】（２）ＴＡＢ型のフレキシブル配線基板が
デバイスホールを持っていないので、フレキシブル配線
基板の強度を向上することができる。

【０２１６】（３）ＴＡＢ型のフレキシブル配線基板が
デバイスホールを持っていないことにより、半導体チッ
プの直下及び外周の両方に配線を引きまわすことが容易
にでき（通常ファンインファンアウト構造という）、ま
た配線長を短くすることができる。また、複数の半導体
チップ搭載の自由度が大きくなる。また、配線の引きま
わし面積が大きくなるので、配線基板の面積の縮小が可
能となり、電子機器の小型化が可能になる。

【０２１７】（４）インナーリードの直下に絶縁性フィ
ルムを配置することにより、インナーリードに直接応力
が集中しないので、温度サイクルにおける信頼性を向上
することができる。

【０２１８】（５）外部電極とインナーリードとの金錫
接合の接続層のフィレット部分は、第１共晶点（融点２
１７℃）の組成を中心とした金５〜２０重量％（残り
錫）の組成からなり、反応溶融層（高融点層）１９は、
金２０〜４０重量％（残り錫）の組成からなることによ
り、温度サイクル環境における熱応力作用に対して強
く、かつ製造時に低い温度の加熱処理で得られるので、
金錫接合を含む接続部の寿命を長くすることができ、信
頼性の高いＴＡＢ型半導体装置、ＰＣＳＰ型半導体装
置、μＢＧＡ型半導体装置等の半導体装置が得られる。

【０２１９】（６）半導体チップの直下に配線を配置す
ることにより、シングルチップパッケージの構造が可能
となる。例えば、ＣＳＰ型半導体装置が容易に作製でき
る。

【０２２０】（７）前記金錫共晶接合の温度を２５０℃
以下にすることにより、有機材料ベースフィルムの配線
基板にベアチップを搭載することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１のＴＡＢ型半導体装置の
概略構成を示す図であり、（ａ）は立体図であり、
（ｂ）は下部から見た平面図である。

【図２】図１（ｂ）のＡ−Ａ’線で切った断面図であ
る。

【図３】本実施例１のＴＡＢ型フレキシブル配線基板
（ＴＡＢテープ）の概略構成を示す図である。

【図４】本実施例１のＴＡＢテープに半導体チップを実
装する方法を説明するための図である。

【図５】金錫系合金の平衡状態を示す図である。

【図６】本実施例１の金錫接合による接続方法と接合部
の組成を示す図である。

【図７】本実施例１のＴＡＢ型半導体装置の金錫接合に
よる接合層の状態を示す図である。

【図８】本実施例１のＴＡＢ型半導体装置の製造方法を
説明するための図である。

【図９】同本実施例１のＴＡＢ型半導体装置の製造方法
を説明するための図である。

【図１０】本実施例１の熱溶融型（サーモトロピック）
液晶ポリマの分子構造を示す図である。

【図１１】本実施例１の液晶ポリマと従来のポリイミド
Ａ、ポリイミドＢとの吸湿率（％）を示すグラフであ
る。

【図１２】本実施例１の液晶ポリマと従来のポリイミド
Ａ、ポリイミドＢとの吸湿膨張率（％）を示すグラフで
ある。

【図１３】本実施例１の液晶ポリマの相対湿度における
比誘電率を示すグラフである。

【図１４】本発明の実施例４のＣＳＰ型半導体装置の概
略構成を示す図である。

【図１５】図４のＡ−Ａ’線で切った断面図である。

【図１６】本実施例４のＣＳＰ型半導体装置に用いるフ
レキシブル配線基板の構成を示す説明図である。

【図１７】本実施例４のフレキシブル配線基板（インタ
ーポーザ）の製造方法を説明するための各製造工程にお
ける断面図である。

【図１８】本発明の実施例６の別のＣＳＰ型半導体装置
の概略構成を示す断面図である。

【図１９】本発明の実施例１１のＴＯＣ型半導体装置の
概略構成を示す半導体チップ側から見た平面図である。

【図２０】本実施例１１のＴＯＣ型半導体装置の概略構
成を示すソルダボール側から見た平面図である。

【図２１】図２０のＡ−Ａ’線で切った断面図である。

【図２２】本実施例１１のＴＯＣテープの概略構成を示
す図である。

【図２３】本実施例１１のＴＯＣテープの製造方法を説
明するための製造工程の手順を示す図である。

【図２４】本実施例１１のＴＯＣ型半導体装置の製造方
法を説明するための製造工程の手順を示す図である。

【図２５】本発明の実施例１２のμＢＧＡ型半導体装置
の概略構成を示す斜視図である。

【図２６】図２５のＡ−Ａ’線で切った断面図である。

【図２７】本実施例１２の配線基板のリードの概略構成
を示す図である。

【図２８】本実施例１２のμＢＧＡ型半導体装置の製造
工程を示す図である。

【図２９】本発明による実施例１３の複数個のμＢＧＡ
型半導体記憶装置を用いた半導体記憶装置のモジールを
説明するための図である。

【図３０】従来のＴＣＰ型半導体装置の問題点を説明す
るための図である。

【図３１】従来のＴＣＰのリードフレームと半導体チッ
プの関係を示す図である。

【図３２】本発明の半導体装置に用いられるフレキシブ
ル配線基板の例を示した図である。

【図３３】本発明の実施例１４の樹脂封止孔を有する半
導体装置とそれに用いられるフレキシブル配線基板の構
成を説明するための図である。

【図３４】本発明の実施例１４の樹脂封止孔を有する半
導体装置の製造工程を示す図である。

【符号の説明】

１半導体装置２外部電極（金バンプ）３ＴＡＢ配線層４絶縁性の可撓性ベースフィルム（ポリイミドフィル
ム）５マザーボード配線基板６ＴＡＢテープ７スプロケットホール（送り穴）８アウターリード９インナーリード１２加熱ツール１３加圧ツール１８フィレット１９高融点層２０半田ボール２１ビアホール２１Ａブラインドホール２６、４０封止樹脂２７ＴＣＰ２８デバイスホール２９マザーボード配線３０樹脂層３０Ａ樹脂膜４０封止樹脂４４裏面配線５０緩衝材（エラストマ）７１感光性エポキシ樹脂７４銅箔７６無電解銅めっきｎ１、ｎ２…（ｎ−１）、ｎ μＢＧＡ型半導体記憶装
置ＩＦランバスインタフェイスＣＰＵメモリコントローラ９Ａ接続部７５ボール形成ランドパット３３０樹脂封止孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その主面上に形成された複数の外部電極を
有する半導体チップと、インナーリードの真下に絶縁基
材が設けられ、その絶縁基材からインナーリードが突出
しないようにリードが配設された配線基板とを有し、前
記複数の外部電極と前記リードのインナーリードの接続
部とが接合で接続され、前記各接合を含む接続部が封止
材で封止されてなる半導体装置であって、前記外部電極
とインナーリードの接続部がそれぞれ金もしくは錫から
なり、前記接合が金と錫による金錫接合からなることを
特徴とする半導体装置。
【請求項２】その主面上に形成された複数の外部電極を
有する半導体チップと、デバイスホールを有しない絶縁
基材に配設されたリードを有する配線基板とを有し、前
記複数の外部電極と前記リードのインナーリードの接続
部とが接合で接続され、前記各接合を含む接続部が封止
材で封止されてなる半導体装置であって、前記外部電極
とインナーリードの接続部がそれぞれ金もしくは錫から
なり、前記接合が金と錫による金錫接合からなることを
特徴とする半導体装置。
【請求項３】その主面上に形成された複数の外部電極を
有する半導体チップと、樹脂封止孔を有する絶縁基材
に、その樹脂封止孔からインナーリードが突出しないよ
うにリードが配設された配線基板とを有し、前記複数の
外部電極と前記リードのインナーリードの接続部とが接
合で接続され、前記各接合を含む接続部が封止材で封止
されてなる半導体装置であって、前記外部電極とインナ
ーリードの接続部がそれぞれ金もしくは錫からなり、前
記接合が金と錫による金錫接合からなることを特徴とす
る半導体装置。
【請求項４】その主面上に形成された複数の外部電極を
有する半導体チップと、絶縁性の可撓性ベースフィルム
の第１の面上にリードの半導体チップ接合用の接続部及
び該接続部と電気的に接続されたインナーリード部を設
け、前記ベースフィルムの第２の面にビアホール（穴）
を設け、該ビアホールを介して前記インナーリード部と
電気的に接続された半田ボール形成用接続部上に半田ボ
ールを設けたフレキシブル配線基板とを有し、前記複数
の外部電極の接続部と前記ベースフィルムの第１の面上
の半導体チップ接合用の接続部とが接合で接続され、該
接合を含む接続部を封止材で封止してなる半導体装置で
あって、前記外部電極の接続部とベースフィルムの第１
の面上の半導体チップ接合用の接続部がそれぞれ金もし
くは錫からなり、前記接合が金と錫による金錫接合から
なることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】その主面上に複数の外部電極を有する半導
体チップと、絶縁性の可撓性ベースフィルムに配置され
たリードを有する配線基板と、前記リード上に電気的に
接続されたソルダボールと、前記半導体チップ及びリー
ドの熱応力差を緩衝する熱応力緩衝材（エラストマ）と
を有し、前記複数の外部電極と前記リードのインナーリ
ード部の接続部とが接合で接続され、該各接合を含む接
続部が封止材で封止されてなる半導体装置であって、前
記外部電極の接続部と絶縁性フィルムの第１の面上の半
導体チップ接合用の接続部がそれぞれ金もしくは錫から
なり、前記接合が金と錫による金錫接合からなることを
特徴とする半導体装置。
【請求項６】前記請求項１乃至５のうちいずれか１項に
記載の半導体装置において、前記金錫接続の接合層のフ
ィレットは、第１共晶点（融点２１７℃）の組成を中心
とした金５〜２０重量％（残り錫）の組成からなり、反
応溶融層（高融点層）は、金１０〜４０重量％（残り
錫）の組成からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】前記請求項６に記載の半導体装置におい
て、前記金錫接続の接合層には、前記金と錫の他に微量
の添加元素として鉛１. ０重量％以下を含むことを特徴
とする半導体装置。
【請求項８】前記請求項６に記載の半導体装置におい
て、前記金錫接続の接合層には、金と錫の他に接合金属
母材からの拡散溶解母材金属元素を含むことを特徴とす
る半導体装置。
【請求項９】前記請求項１乃至８のうちいずれか１項に
記載の半導体装置において、前記外部電極の接続部は、
金の厚いバンプ状の電気めっき膜、金の無電解めっき
膜、金の蒸着膜、金のスパッタリング膜及びニッケル、
クロム、銅などの厚い金属めっき突起（バンプ）の上に
施した金の薄い被覆膜のうちいずれか１つからなること
を特徴とする半導体装置。
【請求項１０】前記請求項１乃至９のうちいずれか１項
に記載の半導体装置において、前記インナーリードの接
続部は、金の電気めっき膜、金の無電解めっき膜、金の
蒸着膜及び金のスパッタリング膜のうちいずれか１つか
らなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】前記請求項１乃至１０のうちいずれか１
項に記載の半導体装置において、前記外部電極の接続部
は、錫の厚いバンプ状の電気めっき膜、錫の無電解めっ
き膜、錫の蒸着膜、錫のスパッタリング膜及びニッケ
ル、クロム、銅などの電気あるいは無電解めっきの厚い
バンプの上に錫の薄いめっきを施した膜のうちいずれか
１つからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】前記請求項１乃至１１のうちいずれか１
項に記載の半導体装置において、前記インナーリードの
接続部は、錫の電気めっき膜、錫の無電解めっき膜、錫
の蒸着膜及び錫のスパッタリング膜のうちいずれか１つ
からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】前記請求項１乃至８のうちいずれか１項
に記載の半導体装置において、前記外部電極の接続部
は、金もしくは錫の厚付けによる突起状の被覆膜、ある
いは金以外の金属もしくは耐熱性の有機材料の突起の上
に金もしくは錫を被覆したものからなることを特徴とす
る半導体装置。
【請求項１４】前記請求項１乃至１３のうちいずれか１
項に記載の半導体装置において、前記配線基板は、銅配
線ガラスエポキシ基板、銅配線ガラスポリイミド基板、
銅配線ＢＴレジン、銅配線フッ素樹脂基板、銅配線アラ
ミド基板、銅配線セラミック基板、銅配線（もしくはイ
ンジウムチタンオキサイド配線）のガラス基板、銅配線
ポリイミドフィルム、銅配線液晶ポリマ及び銅配線ガラ
スエポキシフィルムのうちいずれか１つの配線基板から
なることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】前記請求項１乃至１４のうちいずれか１
項に記載の半導体装置を配線基板に搭載してなる半導体
装置モジュールを有することを特徴とする電子装置。
【請求項１６】前記請求項１乃至１４のうちいずれか１
項に記載の半導体装置の複数個をランバス型配線基板に
搭載してなるランバス型半導体装置モジュールを有する
ことを特徴とする電子装置。
【請求項１７】配線パターンの真下に絶縁性の可撓性フ
ィルムが設けられ、その可撓性フィルムからインナーリ
ードが突出しないように配設されたＴＡＢ型フレキシブ
ル配線基板において、前記配線パターンの材料が９９．
９９重量％以上の高純度の圧延無酸素銅箔、高電解銅
箔、銅蒸着層及び無電解銅めっき層のうちいずれか１つ
からなることを特徴とするフレキシブル配線基板。
【請求項１８】デバイスホールを有しない絶縁性の可撓
性フィルム上に配線パターンを設けたＴＡＢ型フレキシ
ブル配線基板において、前記配線パターンの材料が９
９．９９重量％以上の高純度の圧延無酸素銅箔、高電解
銅箔、銅蒸着層及び無電解銅めっき層のうちいずれか１
つからなることを特徴とするフレキシブル配線基板。
【請求項１９】樹脂封止孔を有する絶縁性の可撓性フィ
ルムを設け、その可撓性フィルムからインナーリードが
突出しないように配線パターンが配設されたＴＡＢ型フ
レキシブル配線基板において、前記配線パターンの材料
が９９．９９重量％以上の高純度の圧延無酸素銅箔、高
電解銅箔、銅蒸着層及び無電解銅めっき層のうちいずれ
か１つからなることを特徴とするフレキシブル配線基
板。
【請求項２０】前記請求項１７乃至１９のうちいずれか
１項に記載のフレキシブル配線基板において、前記配線
パターンのインナー部の前記半導体チップの外部電極と
接合する接続端子が、錫膜を被覆したもの、あるいは前
記接続端子上に直接金膜を被覆したもの、もしくは下地
金属を介して金膜を被覆したものからなることを特徴と
するフレキシブル配線基板。
【請求項２１】前記請求項１７乃至２０のうちいずれか
１項に記載のフレキシブル配線基板において、前記絶縁
性の可撓性フィルムが液晶ポリマからなることを特徴と
するフレキシブル配線基板。
【請求項２２】前記請求項１７乃至２１のうちいずれか
１項に記載のフレキシブル配線基板において、前記可撓
性フィルムを介して前記配線パターンと電気的に接続す
るボール、またはバンプ型電極を有することを特徴とす
るフレキシブル配線基板。
【請求項２３】前記請求項１７乃至２２のうちいずれか
１項に記載のフレキシブル配線基板において、前記配線
パターン、または前記可撓性フィルム上に半導体チップ
及び前記配線パターンの熱応力差を緩衝する熱応力緩衝
材（エラストマ）を有することを特徴とするフレキシブ
ル配線基板。
【請求項２４】半導体チップの主面上に形成された複数
の外部電極を有する半導体チップと、絶縁基材に配置さ
れたリードを有する配線基板とをあらかじめ用意し、前
記半導体チップの主面に形成された複数の外部電極の接
続部と前記リードのインナーリードの接続部を金もしく
は錫で形成し、該各外部電極の接続部と前記リードのイ
ンナーリードの接続部との位置合せを行った後、半導体
チップを固定し、その状態で加熱加圧を行い、前記外部
電極の接続部と前記リードのインナーリードの接続部を
拡散反応させて接合を形成し、該接合を含む接続部を封
止材で封止する半導体装置の製造方法であって、前記外
部電極の接続部の金とインナーリードの接続部の金と錫
を密着させ、加熱温度２３０〜２６０℃（第１共晶点：
２１７℃）、加圧力１〜１０kgf/mm²で２〜３秒間加熱
加圧接合を行い、拡散反応による金錫接合を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２５】前記請求項２４に記載の半導体装置の製
造方法において、前記外部電極または前記インナーリー
ドの接続部の金あるいは錫は、銅突起もしくは銅、クロ
ム、ニッケルのいずれか１つの層の上に金もしくは錫の
電気めっきもしくは無電解めっきを施して形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２６】前記請求項２４に記載の半導体装置の製
造方法において、前記半導体チップを配線基板に搭載し
て接合する方法は、前記配線基板に半導体チップを収納
するデバイスホールを設けることなく接続され、インナ
ーリードの接続部と半導体装置の外部電極の接続部とが
ボンディングツールによって接続されることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項２７】前記請求項２４乃至２６のうちいずれか
１項に記載の半導体装置の製造方法において、前記半導
体装置がマザーボード配線基板に対して直接ベアチップ
で搭載されるか、あるいは中継基板（インターポーザ）
の上に一旦搭載してから半田ボールを形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２８】絶縁性の可撓性フィルムの第１の面上に
高純度の銅箔を形成し、該銅箔をエッチングにより加工
して半導体チップ接合用の接続部及び該接続部と電気的
に接続されたインナーリード部を形成し、前記絶縁性フ
ィルムの第２の面にレーザ光によりビアホール（穴）を
空け、前記銅箔からなるインナーリード部の裏面を露出
させ、その上に銅めっき層を形成し、前記絶縁性フィル
ムの第２の面に、前記銅めっき層を介して前記インナー
リード部と電気的に接続された半田ボール形成用接続部
を形成し、該半田ボール形成用接続部上に半田ボールを
形成することを特徴とするフレキシブル配線基板の製造
方法。