JPS63185035A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、多端子半導体装置におけるチーブ中ヤリア
リ−・ドと半導体素子電極との接続工程を簡略化しかつ
その接続の信頼性を向上し、シ、かも経済的にすぐれた
半導体装置に関するものである。

Ｃ１Ｅ来の技術） 従来、半導体装置の実装体の製造方法に関してＩＣ（集
積回路）、ＬＳＩＣ大規模集槓回路）などの素子上に形
成された外部導出電極や端子（以上外部導出電極という
）を外部接続リードへ電気的に導出する方法としていく
つかの方法が開発されるに及んでいる。

これらのうち、最も知られている方法としては、２５〜
４０μｍの金、アルミなどの金属細線で前記外部導出電
極との配線接続を熱圧着もしくは超音波法によって接続
する、いわゆるワイヤメンディング技術がある。

この方法では、外部導出電極数が少ない場合には、接続
の信頼性も高いが、近年のＬＳＩのように素子内の機能
数が高まるにつれて外部導出電極の数も１００〜１５０
端子と多くなってくると、この接続を行うのに素子側と
外部接続リード側の２回のボンディングを必要とするた
め、接続回数が多くなシ、接続個所が多くなるので、接
続の信頼性を低下させ、かつこの接続工程での低コスト
化の実境が困難であった。

また、このような接続部の信頼性の劣化という欠点をな
くすために、素子側電極端子を−Ｌ度に処理するいわゆ
る金属細線を用いないワイヤレス技術が実用化されてき
た。

その一つとして、たとえばテープキャリア方式がある。

このテープキャリア方式では、ウエハグロセス段階で素
子の導出電極上に金属突起物（主に金または錫、ハンダ
が用いられ、以下バンプという）を設け、このバンプに
ポリイミドフィルム上に形成され友錫メツ午処理した銅
箔のリードを加圧、加熱させ溶融接続を行うものである
。

このテープキャリア方式によって、半導体素子と接続し
次外部導出リードが取９付けられたテープキャリア実装
体について、第５図〜第９図によって従来のテープキャ
リア方式を説明する。

ポリイミドテープからなるＴ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａ
ｕｔｏ−ｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ　）と一般に言わ
れてワイヤざンデイングの代わりとしてのテープキャリ
ア半導体組立技術の一手法であシ、第５図に示すように
映画のフィルムと同じ幅のテープ１とこのフィルムと同
じ送り孔２をもち、中央付近に半導体素子用の孔３をも
つ几絶縁フィルム上に銅箔を接着剤で貼って、ろらかし
め設計され次所定の・母ターンにエツチング加工した銅
箔リード４が半導体素子収容用の孔３の中に突き出し九
細いインナリードと呼ばれるリード４を形成して、表面
はハンダまたは錫メッキが施しであるテープ状の特殊な
フレキシブル配線板である。

このインナリード４に第５図、第６図（第５図のＡ−Ａ
Ｍの断面図）からも明らかなように、半導体素子５の外
部導出電極に形成し友錫またはハンダま之は金などのバ
ンプ６にボンディングツール（図示せず）を押し当て・
母ルス電流を流し、加熱圧着接続し、その後これらの部
分はエポキシ樹脂などで封止される。

インナリード４は支持枠７によって接着支持されている
。周辺開口部８内でアウタリード（外部リードとまたは
グリント基板端子と接続される）となるアウタリード部
９を周辺開口部８内で所定の位置で切萌して、第７図に
図示し友形状に打ち抜かれ、個別に分離される。

個別に分離されたテープキャリア実装体１０は第８図に
図示した一般的に知られている薄い金属板をグリント配
線形状に所定のパターン状に打ち抜き、ま之はエツチン
グ加工されたリードフレーム１１の中央部に半導体素子
５が収納され、半導体素子５から接続導出されｔアウタ
リード９をリードフレーム内万端１２の所定の位置にセ
ットし、前記ポンディングツールによって加熱圧着され
、溶着され、電気的に導通接続される。内方端１２の先
端には、通常金メッキが施されている。

その後、一般的に知られているリードフレームを用いた
樹脂封止技術によって樹脂封止され、樹脂封止半導体装
置が形成される。

その他のチーブ午ヤリア実装体１０の搭載方法として一
般的に知られたプリント配線回路基板に搭載する方法が
ある。これは第９図に示すようにプリント配線回路基板
１３（以下グリント基板という）には、導通配線路１４
が形成され、素子収納穴１５が形成され、前記チーブ午
ヤリア実装体ｌＯの半導体素子５をこの素子収納穴１５
に収納−シ、導通配線路１４の内方端電極１６とアウタ
リード９とを所定の位置にセットして、前記ポンデイン
ダノールによって圧着、加熱接続される。

通常、導通配線路１４の内方端電極１６には、金メッキ
が施されている。半導体素子５＃′ｉ素子収納穴５の底
部にエポキシ系接着剤１８または銀ペーストなどによっ
て固着接続される場合もある。

その後、素子収納穴１５は封止樹脂１７によって封止さ
れる。封止樹脂としては主にエポキシ樹脂ま九はシリコ
ン樹脂が用いられる。

（発明□が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の実装構造ではポリイミドフィ
ルム上に形成され次リードが曲り之シして、インナリー
ド４の先端のピッチがすれて、バンプとの位置がずれて
位置合わせができないといつ友不蔀合がある。

半導体素子の電極上にパンツを形成しなければならない
ので、ウェハプロセスの工程数が増えるとともに、バン
プメツキ工程でメッキ工程により歩留まりを洛とすとい
う不都合など、多端子化するとインナリードのエツチン
グ精度を管理するのが非常に困難であるという経済的に
不利でおると云う問題があった。

さらに、半導体ウェハでバンプにメッキする場合には、
１枚ごとに処理するパッチ処理によってバンプメツ午し
ていたので、処理時間がかかり、メッキの厚さのバラツ
キ、メッキの付き具合、パッチ処理装置のメッキ電流を
流す次めの電極とウェハのメツ中電極との接続の不具合
などが発生するので、管理がむずかしく、取扱、作業性
が悪い。

この発明は前記従来技術がもっている問題点のうち、イ
ンナリード先端が曲るという欠点と、インナリードの二
ツテンダｆｆ＆管理、半導体素子の電極にバンプを形成
するといつ几煩わしい工程を要する点と、ウェハのメツ
中電極とメツ中電流を流す几めの電極との接続が不具合
になる点について解決した半導体装置を提供するもので
ある。

（問題点を解決するための手段） この発明は、半導体装置において、両面に導通するかあ
るいは少なくとも片面にバンプをインナリード、アフタ
リード側に形成し次耐熱性のシートを設は友ものである
。

（作用） この発明によれば、以上のように半導体装置全構成し九
ので、テーグキャリア、インナリードの、先端と半導体
素子外部導出電極と、アウタリードと外部引出電極また
はリードフレームとをシートに、形成し次バンプを介し
て接続導通し、したがって前記問題点を除去できる。

（実施例） 以下、この発明の半導体装置の実施例について図面に基
づき説明するが、実施、例の具体的な説明に先立ち、ま
ずこの発明の理解を容易にする九めに、この発明の概要
から述べる。

この発明は、複数の電極が形成され九半導体素子と、こ
の電極と対応した位置にバンプを両面または片面に形成
し几耐熱性の配線シート（半導体素子側に配線が引き回
しされている）を介してインナリードと半導体素子外部
導出電極（以下導出電極という）、またはアクタリード
と外部引き出し電極または導出重視とリードフレームの
内方端リードとを接続するようにしてお夕、九とえば半
導体素子を搭載する基板などの外部引き出し電極とを耐
熱性の配線シートに形成したバンプを介して加熱圧着し
友ものである。

さて、第１図はこの発明の第１の実施例を示す断面図で
ある。この第１図において、通常樹脂封止半導体装置に
用いられているリードフレーム１１の内方端２００部分
には金が部分メッキされている。

これらのリードフレーム１１と半導体素子５の導出電極
（図示せず）とを通電、嶺続、搭載する場合にｙＪＩ１
１図の実施例では耐熱性のシートとして、ポリイミドチ
ーブ１に半導体素子５の導出電極と対応した部分および
リードフレーム１１の内方端２０と対応し次位置に前記
ポリイミドチーブ１に貫通孔（図示せず）を形成し、こ
のポリイきドテーグ１の半導体素子５と反対側の貫通孔
の底部に銅箔などによる導電路２１をエツチング加工な
どによって形成している。

この導電性２１に通電して、前記導出電極と内方端２０
に対応し７を貫通孔内に電気メツキ法によリ、バンプ２
２が成長されている。このように、導電路２１に通電し
て形成されたバンプ２２は少なくともポリイミドテア７
’ｌの下面よシ突出する位の高さを有している。

かくして、バンプ２２付き＋ｌ　ＩＪイミドテテー１が
形成されており、このバンプ２２付きのポリイミドテー
プｌを用いて、リードフレーム１１の内方端２０と半導
体素子５の導出電極にバンプ２２を位置出してサンディ
ングツール（図示せス）ニより押し付けて、通常用いら
れるパルス電流によりバンプ２２に発熱させる。

これにより、バンプ２２の金属をリードフレーム１１の
内方端と半導体素子５の導出電極に融着させるとともに
加熱圧着され、リードフレーム１１の内方端２０とポリ
イミドテープ１の導電路２１がバンプ２２を通して電気
的に導通接続されるとともに、バンプ２２を通して導電
路２１と半導体素子５の導出電極が電気的に導通接続さ
れる。

このようにして、リード７Ｖ−ム１１に接続して半導体
装置５はその後横々の工程を経て樹脂封止される。バン
プ２２の金属としては通常金、ハンダまたは錫が好適で
ある。

ま几、サンディングツールの熱は導電路２１を加熱し、
その熱がバンプ２２を経て導出電極に溶着される。金バ
ンプを形成した場合には加熱圧着によって導出電極に圧
着される。導電路２１の底面は通常錫メッキまたはハン
ダメッキされている。

第２図はこの発明の半導体装置の第２の実施例の構成を
示す断面図である。この第２図の実施例の基本的構成は
第１図の実施例と同様であるが、バンプ２２をポリイミ
ドテープｌの両面に突出するように設けた点が、第１図
とは異なるものである。

このようにすることによって、バンプ２２の位置が第１
の実施例では目視できなかったが、この第２の実施例の
ようにポリイミドテープｌの両面にバンプ２２を突出す
るように形成すれば、位置の割り出しが容易になる。な
お、このバンプ２２の形成方法およびバンプ金属は第１
の実施例と同様である。

第３図はこの発明の第３の実施例の構成を示す断面図で
ある。この第３の実施例では、ぼりイミドチーブｌにお
いて、半導体素子５の導出電極と対応し友部分およびリ
ードフレーム１１の内方端２０と対応した位置に貫通孔
２３をそれぞれ形成し、このポリイミドテープｌの半導
体素子５側に前記同様鋼箔などを接着剤で接着し、ホト
リソ技術によって心安部分だけ銅箔を残すようにマス午
ングエッチングを行い、導電路２１が形成されている。

このポリイミドテープｌにおいて、バンプ形成エリヤ以
外をマスキングし、貫通孔２３に対向した半導体素子５
側の部分にバンプ２４が形成されている。

通常、バンプは電気メツキ法によって形成される。バン
プ２４を形成した導電路２１の部分以外は錫メッキまた
はハンダメツ中によって保護されている。

まｔ１パンｆ２４以外の少なくとも導電路２１面にエポ
午シ樹脂などの保護膜を形成してもよい。

これは第１．第２の実施例と同様で弗る。

このようにして、バンプ２４を形成したポリイミドテー
プｌを用いて第４図に示すように、半導体素子５の導出
電極および内方端２０とにサンディングツール２６を用
いて、前記同様に位置合わせした後にサンディングツー
ル２６の先端を貫通孔２３内に入れ、導電路２１を介し
てバンプ２４を接続部に加圧してｌンデイングツール２
６にパルス電流を流して加熱圧着することにより、バン
プ２４が溶着され電気的に導電接続される。

なお、各実施例ともにバンプに金を使用し几場合には、
加熱圧着によって接続される。また、接続は内方端２０
側、また導出電極側と同時でもよいが、ビンディングツ
ールの構造から別個に行った方が作業が容易である。

このように多端子を同時に接続でき、かつ導電路２１と
導出電極および内方端との接続法の信頼性が向上するこ
とになる。そして、チーブ上にバンプを形成するもので
あるから、連続メッキ処理ができ、取扱も容易であると
ともに、メツ中成。

メツ中電着組成バンプ厚さなどの管理も容易にできる。

また、バンプ部分が不良でも高価な半導体素子を無駄に
することなく、打ち抜きなどによって不良をテープから
抜き落とすことによって良品のみを後工程に送ることが
できる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したようにこの発明によれば、耐熱性の
配線シートの両面に導通するかあるいは少なくとも片面
にバンプを形成し、このバンプを通して半導体素子の導
出電極とチーブキャリア。

インナリードの先端およびアクタリードと半導体素子の
外部導出電極とを導通接続するようＫしたので、以下に
列挙するごと龜効果を奏する。

（１）　　ウエハグロセス工程でバンプ形成をしな゛い
で済むので、工程が削除できる。

（２）　　メッキ工程の歩留まりによって良品の半導体
素子を無駄にしないで済む。

（３）　　連続作業が可能であり、取扱が極めて容易で
あり、大量にメツ牟逃理でき、コスト低減が可能である
。

（４）　　薄形化されたノ臂ツケージに有効であり、か
つ多端子半導体装置で６るばかりか、グリント基板ハイ
ブリッドＩＣの配線および変災などについても利用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体装置の第１の実施例の構成を
示す断面図、第２図および第３図はそれぞれこの発明の
第２．第３の実施例の＠面図、第４図は第３図の実施例
におけるバンプｔ−Ｍンデイングツールで溶着させて半
導体素子の導出電極と導電路とを電気的に接続する方法
を説明する友めの図、第５図は従来の半導体装置の平面
図、第６図は第５図のＡ−Ａ線の断面図、第７図みいし
第９図はそれぞれ従来のチーブキャリア半導体組立手順
を示す図である。 ｌ・・・ポリイミド、５・・・半導体素子、１１・・・
リードフレーム、２０・・・内方喝、２１・・・導電路
、２２゜２４・・・バンプ、２３・・・貫通孔。 第３１１ 第５図 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）外部導出電極を有する半導体素子と、 （ｂ）上記外部導出電極を電気的に導出するために導電
   性の内方端を有するリードフレームと、 （ｃ）片面に導電路を有し上記導出電極と上記内方端が
   上記導電路を介して電気的に導通させるバンプを少なく
   とも片面に有する耐熱性の配線シートと、 よりなる半導体装置。
2. （２）配線シートは半導体素子側に導電路を有するアウ
   タリード、インナリードの先端にバンプが形成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置
   。
3. （３）配線シートはバンプが形成された裏面に貫通孔が
   形成されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の半導体装置。
4. （４）配線シートは貫通孔に挿通された加熱圧着手段に
   よつてバンプに通電および圧着して導出電極および内方
   端を導電路と導通接続することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の半導体装置。
5. （５）配線シートは半導体素子と反対側に導電路を有す
   るアウタリード、インナリードの先端にバンプが形成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
   体装置。
6. （６）配線シートは両面に突出するようにバンプが形成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   、第５項記載の半導体装置。