KR20000057139A - 반도체 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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미야모토토시오
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가나이 쓰토무
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

테이프 캐리어(1)의 테이프 기재(1a)에 형성된 디바이스 홀 내에, 테이프 기재(1a)보다 얇은 반도체 칩(2)을 배치하고 그 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면이 피복되도록 밀봉수지(3)로 밀봉했다. 그리고 테이프 기재(1a)의 두께방향에서의 반도체 칩(2)의 위치가 TCP 전체의 응력중립면과 일치하도록 했다.

Description

반도체 장치 및 그 제조방법{SEMICONDUCTOR DEVICE AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME}
소형이고, 얇으며, 게다가 고기능을 갖는 전자기기의 개발 및 제조에 따라 전자기기를 구성하는 패키지(Package)에 있어서, 박형실장이 가능하고 또 다핀(多 pin)으로 이루어지는 TCP가 주목받고 있다.
이 TCP는 테이프 캐리어(Tape Carrier)에 반복하여 형성된 도체 리드(conductive leads)와 반도체 칩의 전극을 겹쳐 접합하고, 그 반도체 칩을 밀봉수지 등에 의해 밀봉한 패키지이다.
TCP의 기본적인 구조는, 통상 반도체 칩의 두께가 테이프 캐리어의 두께보다 두껍고, 단일체(單體)로 적층하여도 실장 높이가 높다. 또한, 실장 높이를 낮게 하기 위해, 예를 들면 일본 특허공개 소63-52431호 공보에는 반도체 칩의 뒷면(裏面)을 절삭한 구조의 테이프 캐리어에 대하여 설명되어 있다. 또한, 일본 특허공개 평5-291218호 공보에는 반도체 칩의 뒷면과 주변(周邊) 테이프를 동시에 박형화하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 뒷면이 히트 스프레더(heat spreader)로 접합된 반도체 칩의 주위에 스티프너(stiffener)라고 하는 프레임 구조를 설치하고, 그 스티프너 위에 테이프 캐리어를 설치하며, 그 리드의 일단과 반도체 칩을 접합함과 동시에, 그 리드의 타단측에 범프(bump) 전극을 설치한 TCP 구조도 있다. 이 경우, 전체적으로 TCP가 두껍고, 적층할 수 있는 구조가 아니다.
또한, 본 발명자가 검토한 TCP 구조에 있어서는, 테이프 캐리어보다도 얇은 반도체 칩을 그 뒷면이 테이프 캐리어의 뒷면과 거의 같은 레벨로 되도록 테이프 캐리어의 디바이스 홀(device hole) 내에 배치하고, 그 반도체 칩의 주면 및 측면을 밀봉수지로 피복한 TCP 구조이다. 이 경우, 반도체 칩의 주면 및 측면만이 밀봉수지로 밀봉되기 때문에, 밀봉공정 후에 반도체 칩이 휘어지는 문제가 발생한다. 이 기술의 경우, 반도체 칩 뒷면에 칩 크랙(chip crack) 방지용 경질판(硬質板)을 설치하지만, 그 때문에 TCP 두께가 두껍게 되어 적층할 수 있는 구조가 아니다. 또한 밀봉수지 위에 밀봉판을 설치한 구조인 경우에도, TCP 두께가 두껍게 되어, 적층할 수 있는 구조가 아니다. 또한 필름기판의 하면과 칩 뒷면이 동일 평면으로 되는 박형 패키지 구조에 대해서는, 예를 들면 일본 특허공개 소60-106153호 공보에 기재되어 있다.
이와 같은 TCP를 적층하는 경우, 본 발명자가 검토한 기술에 의하면, 통상 반도체 칩의 두께가 테이프 캐리어보다 두껍기 때문에, 반도체 칩이 실장기판에 접촉하지 않도록, 아우터-리드(outerlead)를 걸-윙(gull-wing) 형태로 성형한다. 또한, 그들을 TCP의 두께 방향으로 여러개 실장하는 경우에는, 아우터-리드의 길이가 다른 TCP를 제조해 놓고, 리드 성형 후 실장 높이가 낮은 것을 아래로 하고, 실장 높이가 높은 것을 위로 하는 실장 방식이 채용되고 있다. 그러나, 이 경우, 다른 테이프 캐리어를 사용하고 아우터-리드의 길이를 변화하여 겹치도록 실장한다. 따라서, 여러 종류의 테이프 캐리어 및 성형 금형이 필요하게 되고, 제조비용이 증가한다. 또한 TCP를 적층하는 실장기술에 있어서는, 예를 들면 일본 특허공개 소64-71162호 공보에 기재되어 있다.
본 발명의 목적은, 소형이고 얇으며 신뢰성이 높은 TCP 구조를 갖는 반도체 장치를 제조할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 소형이고 얇으며, 게다가 고밀도 실장이 가능한 신뢰성이 높은 TCP 구조를 갖는 반도체 장치를 저비용으로 제조할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 이외의 목적과 신규한 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부도면에 의해 명백하게 될 것이다.
본 발명은 반도체 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 고밀도 실장이 가능한 TCP(Tape Carrier Package) 구조를 갖는 반도체 장치 및 그 제조방법에 적용하는데 유용한 기술에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 2는 도 1의 반도체 장치의 평면도,
도 3은 도 1의 반도체 장치의 밀봉수지 성형시의 단면도,
도 4 내지 도 10은 도 1의 반도체 장치의 제조공정 중에서의 단면도,
도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 13은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 15는 도 14의 반도체 장치의 평면도,
도 16 내지 도 21은 도 14의 반도체 장치의 제조공정 중에서의 단면도,
도 22 내지 도 25는 본 발명의 다른 반도체 장치의 제조공정 중에서의 단면도,
도 26은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 27 내지 도 30은 도 26의 반도체 장치의 제조공정 중에서의 단면도,
도 31은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 32는 도 31의 반도체 장치의 평면도,
도 33은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 34는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 35는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 36은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 단면도,
도 37 내지 도 39는 도 36의 반도체 장치의 제조공정 중에서의 단면도,
도 40은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치의 평면도,
도 41은 도 40의 반도체 장치의 밀봉수지 성형공정시에서의 단면도.
본 발명의 반도체 장치는, 테이프 캐리어에 설치된 디바이스 홀 내에 반도체 칩을 배치하고, 상기 테이프 캐리어에 설치된 리드의 일단과, 상기 반도체 칩의 외부단자를 전기적으로 접속하여 이루어지는 반도체 장치로서, 상기 반도체 칩의 두께를 상기 테이프 캐리어의 두께보다도 얇게 함과 동시에, 상기 반도체 칩을 그 주면 및 뒷면의 양면이 피복되도록 밀봉수지로 밀봉하는 것이다. 이것에 의해 반도체 칩이 그 주면 및 뒷면으로부터 받는 응력을 적게할 수가 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치는 상기 반도체 칩을 상기 테이프 캐리어의 두께방향 위치에서 반도체 칩의 주면에 평행한 응력중립면에 배치한 것이다. 이것에 의해 반도체 칩을 TCP로부터 받는 응력이 최대한 작은 위치에 배치할 수 있고,외력을 가하여 TCP 전체가 변형하여도 반도체 칩이 받는 응력이 작고, 또한 바이메탈 효과(bimetal effect)에 의한 TCP 전체가 휘어지는 것을 억제할 수 있기 때문에, 칩 크랙이나 반도체 장치의 실장 시에서의 접속불량의 발생율을 대폭 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 장치는 상기 테이프 캐리어의 일부에, 상기 밀봉수지의 성형공정에 사용한 금형의 게이트와 상기 디바이스 홀을 연통시키는 밀봉수지주입용 연통구를 형성한 것이다. 이것에 의해, 반도체 칩의 주면 및 뒷면의 양면 위에 밀봉수지를 균일하게 주입하는 것이 가능하기 때문에, 그 밀봉수지 중에 보이드나 트랩이 형성되는 것을 대폭 줄일 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치에 있어서, 상기 테이프 캐리어에, 상기 밀봉수지의 성형공정에 있어 사용한 금형의 에어밴드와 상기 테이프 캐리어의 디바이스 홀을 연통시키는 공기 배출용의 연통구를 형성한 것이다. 이것에 의해, 반도체 칩의 주면 및 뒷면의 양면을 피복한 밀봉수지 내에 공기가 잔류하는 것을 줄일 수 있기 때문에, 그 밀봉수지 중에 보이드나 트랩이 형성되는 것을 대폭 줄일 수 있게 된다. 따라서 반도체 장치의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 장치는 상기 밀봉수지주입용 연통구의 근방에서의 상기 테이프 캐리어의 표면에 있어서 상기 밀봉수지의 성형공정 때 밀봉수지가 접촉하는 부분에 도금처리를 행한 금속층을 형성한 것이다. 이것에 의해 밀봉수지와 테이프 캐리어의 접착력을 저하시킬 수 있기 때문에 밀봉수지 공정 후에 TCP와 서브-러너의 수지를 분리할 때 서브-러너(sub-runner)에 있어서의 수지와 테이프 캐리어를 용이하게 박리할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 반도체 장치는, 상기 반도체 칩은 그 뒷면이 스핀 에칭법에 의해 연마된 것이다. 이것에 의해 반도체 칩을 얇게 할 수 있다. 또한 반도체 칩의 뒷면을 평활하게 할 수 있기 때문에 반도체 칩을 구부려 지게 하는 응력에 대하여 강하고 견고한 구조로 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 반도체 장치는 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각의 디바이스 홀 내에 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇은 반도체 칩을 배치하고, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각에 설치한 리드의 일단과 상기 각각의 디바이스 홀 내의 반도체 칩의 외부단자가 전기적으로 접속되며, 상기 반도체 칩의 각각은 그 주면 및 뒷면의 양면이 밀봉수지로 피복되고, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리가 전기적으로 접속되어 실장기판의 배선과 전기적으로 접속된 접속단자로서 외부에 인출된 적층 패키지 구조를 갖는 것이다. 이것에 의해, 반도체 칩의 실장밀도가 높은 박형의 TCP 반도체 장치를 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 반도체 장치는, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각에, 상기 리드의 일부가 노출하는 접속공을 천공함과 동시에, 상기 접속공 내에 상기 리드의 일부가 돌출하도록 하고 그 접속공 내에 도체 재료를 매립함으로써, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리가 전기적으로 접속된 것이다. 이것에 의해, 상기 접속공 내에서 리드와 도체 재료를 확실히 접촉시킬 수 있기 때문에, 그 접속공 내에서의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치는 상기 여러개 적층한 테이프 캐리어 각각에, 상기 리드의 일부가 노출하는 접속공을 천공함과 동시에, 그 접속공 내에 도금처리함으로써, 상기 여러개 적층한 테이프 캐리어 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리를 전기적으로 접속한 것이다. 이것에 의해, 종래부터 사용되고 있는 도금처리에 의해 접속공 내에 도체부를 형성하기 때문에, 비교적 용이하게 접속공 내에 도체부를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 장치는 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각에 상기 리드의 일부를 노출하는 접속공을 천공함과 동시에, 그 접속공 내에 도체핀을 삽입함으로써, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리를 전기적으로 접속함과 동시에, 상기 접속단자로서 상기 도체핀의 일단을 상기 적층 패키지의 실장면측으로부터 돌출시킨 것이다. 이것에 의해, 비교적 저비용으로 적층 TCP의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치는 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각의 리드의 타단을 각 테이프 캐리어의 외주로부터 돌출시키고, 그 돌출시킨 리드부분을 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리를 전기적으로 접속하도록 구부려서 겹친 것이다. 아우터-리드부가 휜 구조로 함으로써, 비교적 간단히 저비용으로 리드 구성의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한 적층 TCP와 실장기판의 열팽창차를 흡수할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치는, 상기 반도체 칩과 리드의 접속경로를 변경하기 위해, 상기 반도체 칩의 소정의 외부단자 상에 범프 전극을 형성하는 것을 금지한 것이다. 이것에 의해 한 종류의 동일한 테이프 캐리어에 의해 접속경로 변경에 대하여 유연하게 대응할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치의 제조방법은,
(a) 상기 테이프 캐리어에 상기 리드의 일부가 내벽면으로부터 노출하는 접속공을 천공하는 공정과,
(b) 상기 테이프 캐리어의 접속공 내에 도체 페이스트를 매립하는 공정과,
(b) 상기 테이프 캐리어를 상기 접속공의 형성위치가 일치하게 여러개 적층하여 적층 패키지를 형성하는 공정과,
(d) 상기 적층 공정 후의 적층 패키지에 대하여 열처리하고, 상기 각각의 테이프 캐리어의 접속공 내에서의 도체 페이스트를 용융하여 일체로 하는 공정을 갖는 것이다. 이것에 의해, 단일체 패키지끼리를 그 사이에 접착제층을 통하지 않고 도체 페이스트에 의해 접합할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치의 제조방법은,
(a) 상기 단일체 패키지를 접착제에 의해 여러개 적층하여 적층 패키지를 형성하는 공정과,
(b) 상기 적층 패키지의 각각의 테이프 캐리어에 천공되어 있는 접속공 내에 도체 페이스트를 매립하는공정과,
(c) 상기 적층 패키지에 대하여 열처리하는 공정을 갖는 것이다. 이것에 의해 단일체 패키지를 구성하는 접착제층에 의해 단일체 패키지끼리를 접합할 수 있기 때문에, 제조공정의 증가를 초래하지 않고 적층 TCP를 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 제조방법은, 상기 반도체 칩의 외부단자와 리드를 싱글-포인트 본딩법에 의해 접합함과 동시에, 접속경로의 변경에 대응하여, 상기 외부단자 중의 소정의 외부단자와 소정의 리드는 접합하지 않도록 하는 것이다. 이것에 의해, 한 종류의 동일한 테이프 캐리어에 의해 접속경로 변경에 대하여 유연하게 대응할 수 있다.
또한 본 발명의 반도체 장치의 제조방법은,
(a) 디바이스 홀의 주위에 리드를 배치하고, 소정의 두께를 갖는 테이프 캐리어를 준비하는 공정과,
(b) 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇고, 또 외부단자를 갖는 반도체 칩을 준비하는 공정과,
(c) 상기 테이프 캐리어에 형성된 디바이스 홀 내에, 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇은 반도체 칩을 배치한 후, 상기 반도체 칩의 외부단자와 상기 리드의 일단을 접합하는 공정과,
(d) 상기 접합공정 후의 테이프 캐리어를 여러개 적층한 후, 그 각각의 테이프 캐리어의 디바이스 홀 내에 배치된 각각의 반도체 칩을 밀봉수지에 의해 일괄적으로 밀봉하는 공정을 갖는 것이다. 이것에 의해 적층 TCP의 제조공정 수를 저감할 수 있다. 또한 복수의 반도체 칩을 밀봉하는 밀봉수지가 일체로 형성되어 있으므로 테이프 층 사이에 틈새(隙間)가 형성되지 않기 때문에 기계적 강도를 향상시킬 수 있음과 동시에 내습성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 실시형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서 동일 기능을 갖는 것은 동일 부호를 붙이고, 그 반복된 설명은 생략한다.
먼저, 본 실시의 제1형태의 반도체 장치의 구조를 도 1 내지 도 3에 의해 설명한다. 또, 도 1은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선의 단면도이고, 도 3은 밀봉수지 금형 내에서의 도2의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도이다. 또한, 도면을 보기 쉽게 하기 위해 도 2에는 솔더 레지스트(solder resist) 및 밀봉수지는 도시하지 않는다.
본 실시의 제1형태의 반도체 장치는 컴퓨터, 휴대전화 또는 비디오 카메라 등의 전자기기나 IC(Integrated Circuit) 카드나 메모리 카드에 내장된 반도체 장치에 사용하기에 적합한 것으로, 예를 들면 테이프 캐리어(1)의 디바이스 홀(1a1) 내에 배치된 반도체 칩(2)을 밀봉수지(3)에 의해 밀봉함과 동시에, 반도체 칩(2)의 전극을 범프전극(4)을 통하여 외부로 인출하는 TCP(Tape Carrier Package) 구조를 갖고 있다.
테이프 캐리어(1)는, 테이프 기재(1a)와, 그 한쪽 면에 접착제(1b)에 의해 접착된 여러개의 리드(1c)와, 그 리드(1c)에 있어 밀봉수지(3)로부터 노출한 부분을 피복한 솔더 레지스트(1d)를 갖고 있다. 이 테이프 캐리어(1)의 전체 두께는, 상기한 테이프 기재(1a) 등의 구성부의 두께의 총합으로 표시하는 것이 가능하고, 제품에 따라서도 다르기 때문에 일반적으로는 말할 수는 없지만, 예를 들면 167㎛ 정도이다.
테이프 기재(1a)는, 예를 들면 두께 100㎛ 정도의 폴리이미드수지 등으로 구성되고, 그 중앙에는 예를 들면, 평면사각형상의 디바이스 홀(1a1)이 형성되어 있다. 이 디바이스 홀(1a1)은, 반도체 칩(2)이 수용될 수 있도록 칩 사이즈보다 약간 크게 형성되어 있다.
또한, 테이프 기재(1a)에 있어서, 디바이스 홀(1a1)의 한쪽의 단변측(短邊側)에는 그 디바이스 홀(1a1)로부터 테이프 기재(1a)의 외주 단변 방향으로 연장하는 수지주입용의 연통구(1a2)가 형성되어 있다. 수지주입용의 연통구(1a2)는, 예를 들면 평면 T자 형태로 형성되어 있다. 이 수지주입용의 연통구(1a2)는, 도 3에 표시된 바와 같이, 금형(5)의 게이트(5a)와 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1)을 연통하는 개구부로서, 게이트(5a)에 주입된 밀봉수지는 그 연통구(1a2)을 통하여 디바이스 홀(1a1) 또는 캐비티(Cavity) 내에 주입될 수 있도록 되어 있다. 바꿔 말하면, 수지주입용의 연통구(1a2)는, 수지밀봉시에서의 게이트의 일부로서 기능한다. 이것에 의해, 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면 위에 밀봉수지(3)를 균일하게 주입하는 것이 가능하기 때문에 그 밀봉수지(3)의 내부에 보이드(voids)나 트랩(traps)이 형성되는 것을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 도 3의 화살표는 밀봉수지(3)의 유입방향을 표시한다. 또한, 부호 5b는 금형의 러너(runner)를, 5c는 금형의 서브-러너(sub-runner)를 표시한다.
또한, 테이프 캐리어(1)에 있어서의 밀봉수지주입용 연통구(1a2)의 근방에서, 수지밀봉공정 시에 밀봉수지가 접촉하는 부분(도 2에서 사선으로 표시된 부분)에는 예를 들면, 금(Au)으로 도금된 동박층(1a3, 銅箔層) 또는 금속층이 형성되어 있다. 동박층(1a3)은 리드(1c)의 형성용 동박편을 리드(1c)의 형성과 동시에 패터닝함으로서 형성되어 있고, 도금처리도 리드(Ic)에 도금할 때와 동시에 수행된다. 이 도금된 동박층(1a3)은 테이프 캐리어(1)을 금형(5)에 배치한 때에, 금형(5)의 서브-러너(5c)와 접하는 위치에 형성되어 있다.
이것은 그 도금된 부분은 최종적으로 서브-러너(5c)에 잔류된 수지를 박리하는 부분이지만, 그 부분에 도금 처리하지 않는다고 하면, 그 부분에 잔류된 수지와 테이프 캐리어(1)의 접착성이 높게 되는 결과, 테이프 캐리어(1)를 금형으로부터 양호하게 박리할 수 없게 되버리기 때문이다. 바꿔 말하면, 본 실시의 제1형태에 의하면 이 도금된 동박층(1a3)을 설치함으로써, 서브-러너(5c)에 잔류된 수지와 테이프 캐리어(1)의 접착력을 저하시키는 것이 가능하기 때문에, 서브-러너(5c)의 수지와 테이프 캐리어(1)를 용이하게 박리하는 것이 가능하다.
테이프 기재(1a)의 한쪽 면에는, 여러개의 리드(1c)가, 예를 들면 두께 12㎛ 정도의 접착제(1b)에 의해 접착되어 있다. 리드(1c)는, 예를 들면 동(Cu)으로 이루어지고, 그 두께가 예를 들면 35㎛ 정도이다. 리드(1c)의 일단은, 상기 디바이스 홀(1a1) 내에 돌출되어 있고, 그 돌출부의 선단 표면에는, 예를 들면 금(Au)으로 도금되어 있다. 이 리드(1c)의 선단부는, 범프 전극(2a)을 통하여 반도체 칩(2)과 전기적으로 접속되어 있다. 이 범프 전극(2a)은, 후술한 바와 같이, 예를 들면, 금(Au)으로 되어 있다. 따라서, 범프 전극(2a)과 리드(1c)는 Au-Au 접합 등에 의해 접합되어 있다. 또한 범프 전극(2a)은 후술하는 바와 같이, 반도체 칩(2)의 주면에 배치된 복수의 본딩패드(2b, bonding pads) 각각에 형성되어 있고, 이것을 통하여 반도체 칩(2) 내의 반도체 집적회로와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 그 리드(1c)의 돌출단과 타단의 중간위치에 있어서 테이프 기재(1a)에 부착되어 있는 부분에는 범프하지패턴(1c1, bump under-coated layer pattern)이 형성되어 있다. 범프하지패턴(1c1)은 리드(1c)의 통상 영역보다 넓게 형성되어 있고, 그 상면에는 상기한 범프 전극(4)이 접합되어 있다. 다시 말해, 반도체 칩(2)의 전극은, 리드(1c)를 통하여 범프 전극(4)과 전기적으로 접속되어 있고, 이 범프 전극(4)을 통하여 TCP의 외부로 인출되어 있다. 그리고, 이 반도체 장치는, 이 범프 전극(4)을 통하여 실장기판에 실장되고, 실장기판의 배선과 전기적으로 접속되어 있다. 또한 범프 전극(4)은, 예를 들면 납(Pb)-주석(Sn) 합금 등으로 구성된다.
이와 같이 범프하지패턴(1c1)을 제외한 리드(1c)의 표면 및 접착제(1b)의 표면은 솔더 레지스트(1d)에 의해 피복되어 있다. 솔더 레지스트(1d)의 두께는, 예를 들면 20㎛ 정도이다. 본 실시의 제1형태에 있어서는, 리드(1c)의 피복층을 솔더 레지스트(1d)로 구성함으로써, 범프하지패턴(1c1)을 노출시키기 위한 접속공의 지름을 미세(微細)하게 하는 것이 가능하게 되어 있다.
한편, 반도체 칩(2)은, 예를 들면 평면사각형상의 실리콘(Si) 단결정 등의 소편(小片)으로 구성되고, 그 주면에는 소정의 반도체 집적회로가 형성되어 있다. 본 실시의 제1형태에 있어서는, 반도체 칩(2)의 두께가, 테이프 캐리어(1)의 테이프 기재(1a)의 두께보다도 얇게 형성되어 있고, 그 두께는 예를 들면 50㎛ 정도로 설정되어 있다. 이 반도체 칩(2)의 두께는 복수의 반도체 칩(2)이 형성된 반도체 웨이퍼의 뒷면을 연삭한 후, 예를 들면 스핀 에칭 처리법 등에 의해 연마함으로써 설정되어 있다. 이것에 의해, 반도체 칩(2)을, 예를 들면 20-30㎛ 정도까지 얇게 할 수 있다. 또한, 반도체 칩(2)의 뒷면을 평활하게 할 수 있으므로, 반도체 칩(2)을 구부려 지게 하는 응력에 대하여 강하고 쪼개지기 어려운 구조로 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 반도체 칩(2)의 주면에 있어서 장변 근방에는, 상기한 복수의 본딩패드(2b)가 배치되어 있다. 이 본딩패드(2b)는, 상기한 소정의 반도체 집적회로의 전극을 반도체 칩(2)의 외부로 인출하기 위한 전극으로, 예를 들면 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 본딩패드(2b)의 상면에는, 상기한 바와 같이, 리드 접속용의 범프 전극(2a)이 형성되어 있다.
이 범프 전극(2a)은, 상기한 스핀 에칭 처리 전에 와이어 범프법에 의해 형성되어 있다. 다시 말해, 이 범프 전극(2a)은 본딩 와이어(bonding wire)를 와이어 본딩법에 의해 본딩패드(2b)에 접합한 후, 본딩 와이어의 접합부의 볼(ball) 부분을 본딩패드(2b) 상에 잔류하고, 그것 이외의 세선 부분을 절단 제거함으로써 형성되어 있다. 또한, 이 범프 전극(2a)은, 상기한 바와 같이, TCP의 리드(1c)의 단부와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이너-리드 본딩 후에 범프 전극(2a)의 높이가, 예를 들면 21.5㎛ 정도이다.
그런데, 본 실시의 제1형태에 있어서는, 이 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면이 밀봉수지(3)에 의해 피복되어 있다. 그리고, 테이프 기재(1a)의 두께 방향에서의 반도체 칩(2)의 위치를, TCP 전체의 응력중립면(A)과, 반도체 칩(2)의 응력중립면이 대략 일치하게 설치되어 있다. 다시 말해, 반도체 칩(2)을, TCP로부터 받는 응력이 가장 작은 위치에 배치되어 있다. 이것에 의해, 외력이 가해져 TCP 전체가 변형해도 반도체 칩(2)이 받는 응력은 작게 되고, 바이메탈 효과(bimetal effect)에 의해 TCP 전체의 휘어짐을 억제할 수 있기 때문에, 칩 크랙이나 반도체 장치의 실장시 접속불량의 발생율을 대폭 저감할 수 있게 된다.
또한, 응력중립면(A)은, 반도체 칩(2)의 주면에 대하여 평행한 면으로서, 반도체 칩(2)의 두께 방향에 있어 반도체 칩(2)에 가해진 응력이 중립이 되는 면이다. 도 1에 있어서는 응력중립면(A)를 선분으로 표시하였지만, 이것은, 그 선상의 위치에서 반도체 칩(2)의 주면과 평행한 편을 의미한다.
이와 같은 반도체 칩(2)을 밀봉하는 밀봉수지(3)는, 예를 들면 에폭시계 수지로 구성되고, 그 상하면의 위치는 테이프 캐리어(1)의 상하면의 위치와 일치하도록 형성되어 있다. 다시 말해 밀봉수지(3)의 두께(D1)와 테이프 캐리어(1)의 두께(D2)는 같게 되어 있다. 이것에 의해, TCP의 전체의 두께를 테이프 캐리어(1)의 두께로 할 수 있다. 따라서, 평탄하며 박형인 TCP 구조의 반도체 장치를 얻을 수 있다. 또한, 밀봉수지(3)는 트랜스퍼 몰드법 등에 의해 형성되어 있다.
다음으로 본 실시의 제1형태의 반도체 장치의 제조방법을 도 4 내지 도 10에 의해 설명한다.
먼저, 도 4에 표시된 바와 같이, 접착제(1b)는 한쪽 면에 부착된 띠모양의 테이프 기재(1a)의 소정의 위치에 디바이스 홀(1a1)을 형성한다.
계속해서, 테이프 기재(1a)의 한쪽 면에, 그 한쪽 면에 부착된 접착제(1b)에 의해, 예를 들면 동박편을 접착한 후, 그 동박편을 에칭법 등에 의해 패터닝함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 여러개의 리드(1c)를 형성한다. 이 때, 리드(1c)의 일부에 범프하지패턴(1c1)을 형성함과 동시에, 상기한 동박층(1c3)(도 2 참조)도 형성한다.
그 후, 도 6에 표시한 바와 같이, 테이프 기재(1a)의 한쪽 면에 범프하지패턴(1c1) 및 돌출된 이너-리드(1c)가 노출하는 솔더 레지스트(1d)를 형성한 후 그 솔더 레지스트(1d)를 마스크로 하여, 리드(1c)에서 레지스트(1d)로부터 노출된 부분에, 예를 들면 금 도금을 한다. 이 때, 동시에 범프하지패턴(1c1)의 표면 및 동박층(1c3)(도2 참조)의 표면에도, 예를 들면 금 도금을 한다. 이것에 의해 테이프 캐리어(1)를 제조한다.
계속해서, 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1) 내에 반도체 칩(2)을 수용하고, 반도체 칩(2)의 범프 전극(2a)과 리드(1c)의 위치를 맞춘 후, 일괄 방식의 이너-리드 본딩에 의해, 도 7에 표시된 바와 같이, 범프 전극(2a)과 리드(1c)를 접합한다.
그 후, 이와 같은 반도체 칩(2)을 탑재한 테이프 캐리어(1)를, 도 8에 도시한 바와 같이, 금형(5) 내에 수용한 후 금형(5)의 러너(5b) 내에 들여온 용융상태의 밀봉수지를, 서브-러너(5c), 게이트(5a) 및 테이프 기재(1a)의 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)을 통하여 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1)과 금형에 형성된 캐비티 내에 주입한다. 또한, 캐비티 내의 공기는 금형(5)에서의 밀봉수지를 유출하는 쪽에 설치된 에어 벤트(air vent)을 통하여 배기되도록 되어 있다.
이 밀봉공정 때에, 본 실시의 제1형태에 있어서는, 밀봉수지주입용 연통구(1a2)을 설치함으로써, 밀봉수지를 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면 위에 균일하게 흐르게할 수 있기 때문에, 보이드(voids) 등이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 금형(5)으로부터 수지 밀봉공정 후의 TCP을 꺼낸다. 이 때, 본 실시의 제1형태에서는 테이프 기재(1a)에서 서브-러너(5c)에 접한 부분에 도금된 동박층(1a3)을 형성함으로써, 그 부분에서의 서브-러너 내의 수지의 접착력을 저하시킬 수 있으므로, 그 부분에 부착된 서브-러너 내의 수지를 비교적 용이하게 제거할 수 있다.
이와 같이 하여, 도 9에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(2)을 밀봉수지(3)에 의해 밀봉하여 TCP를 제조한다. 본 실시의 제1형태에서는, 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면이 밀봉수지(3)에 의해 피복되어 있다. 또한, 밀봉수지(3)의 상하면의 높이는, 테이프 캐리어(1)의 상하면 높이와 일치하게 형성되어 있다.
그 후, 이와 같은 TCP에 대하여, 에칭 처리, 선별검사 및 개편화(個片化) 처리한 후, 도 10에 도시한 바와 같이 리드(1c)의 범프하지패턴(1c 1)에, 예를 들면, Pb-Sn 합금으로 구성된 범프 전극(4)을 접합한다.
이와 같이, 본 실시의 제1형태에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면을 밀봉수지(3)에 의해 피복함으로써, 반도체 칩(2)이 그 주면 및 뒷면으로부터 받는 응력을 작게할 수 있다. 특히, 반도체 칩(2)의 위치를, TCP 전체의 응력중립면(A)과, 반도체 칩(2)의 응력중립면이 대략 일치하게 설정함으로써, 반도체 칩(2)을, TCP로부터 받는 응력이 최대한 작은 위치에 배치할 수 있어, 외력에 의해 TCP 전체가 변형되어도 반도체 칩(2)이 받는 응력이 작고, 또 바이메탈(bimetal) 효과에 의한 TCP 전체의 휘어짐을 억제할 수 있기 때문에, 칩 크랙이나 반도체 장치의 실장시의 접속불량의 발생율을 대폭 저감할 수 있다.
(2) 테이프 기재(1a)에 수지 밀봉공정 시에 게이트로서 기능하는 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)를 설치함으로써, 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면 상에 밀봉수지(3)를 균일하게 주입할 수 있기 때문에, 그 밀봉수지(3) 주위에 보이드나 트랩이 형성되는 것을 대폭 저감할 수 있다.
(3) 테이프 기재(1a)에서 수지 밀봉공정 시에 밀봉수지가 접촉한 부분에 도금된 동박층(1a3)을 설치함으로써, 이 부분의 밀봉수지(3)와 테이프 캐리어(1)의 접착력을 저하시킬 수 있기 때문에, 수지 밀봉공정 후에 TCP를 서브-러너로부터 분리할 때에 서브-러너에 잔류된 수지와 테이프 캐리어를 용이하게 박리할 수 있다.
(4) 반도체 칩(2)의 뒷면을 스핀 에칭 처리법 등에 의해 연마함으로써, 반도체 칩(2)을, 예를 들면 20-30㎛ 정도까지 얇게 할 수 있다. 또한, 반도체 칩(2)의 뒷면을 평활하게 할 수 있기 때문에, 반도체 칩(2)을 구부려 지게 하는 응력에 대하여 강하고 쪼개지지 어려운 구조로 하는 것이 가능하게 된다.
(5) 밀봉수지(3)의 두께(D1)와 테이프 캐리어(1)의 두께(D2)는 같게 되도록 성형함으로써, TCP의 전체의 두께를 테이프 캐리어(1)의 두께로 할 수 있다. 따라서, 평탄하며 박형인 TCP 구조의 반도체 장치를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 11에 의해 설명한다.
본 실시의 제2형태의 반도체 장치의 구조는, 기본적으로 상기 실시형태와 동일하다. 큰 차이는, 리드(1c)의 이너-리드 부분이 그 두께 방향으로 구부러져 있어, 이너-리드가 그 두께방향으로 약 50㎛ 오프셋(offset)된 상태로 반도체 칩(2)의 범프 전극(2a)과 접합되어 있기 때문에, 반도체 칩(2)의 응력중립면(A1)과 TCP 전체의 응력중립면(A)이 약간 어긋나 있다는 것이다.
다만, 신뢰성을 확보하는 관점에서, 이 TCP 전체의 응력중립면(A)의 위치와 반도체 칩(2)의 응력중립면(A1)이 상대적으로 어긋난 허용범위는, 예를 들면 ±60㎛ 이내이다. 본 실시의 제2형태에 있어서 그 어긋남은, 예를 들면 47.5㎛ 정도이다.
이와 같이 리드(1c)가 구부리게 하는 중립면(A, A1)에 어긋남이 발생하는 이유는, 테이프 기재(1a) 등의 구성부재의 두께의 차이, 이너-리드 본딩 후의 범프 전극(2a)의 높이의 차이 및, 본딩시의 가열기구의 높이의 설정치의 차이 등에 의한 것이다. 본 실시의 제2형태에 있어서는, 테이프 캐리어(1)의 전체 두께는 예를 들면 250㎛ 정도이고, 테이프 기재(1a)의 두께는 예를 들면 150㎛ 정도이며, 접착제(1b)의 두께는 예를 들면 20㎛ 정도이고, 리드의 두께는 예를 들면 35㎛ 정도이며, 솔더 레지스트(1d)의 두께는 예를 들면 25㎛ 정도이고, 이너-리드 본딩 후의 범프 전극(4a)의 높이는 예를 들면 20㎛ 정도이다.
또한, 본 실시의 제2형태에 있어서 상기 실시의 제1형태와 다른 것은, 리드(1c)의 단부에, 예를 들면 주석(Sn)으로 도금처리하고, 그 리드(1c)의 단부가 금(Au)으로 구성된 범프 전극(2a)에 접합되어 있는 점이다. 따라서, 리드(1c)와 범프 전극(2a)는 예를 들면 Au-Sn 공정접합(共晶接合)에 의해 접합되어 있다.
그런데, 본 실시의 제2형태의 응용으로서, 예를 들면 다음과 같이 하는 것도 가능하다. 상술한 바와 같이 반도체 칩(2)의 응력중립면(A1)과 TCP 전체의 응력중립면(A)이 TCP의 각 구성부의 두께의 차이 등에 의해 약간 어긋난 경우에는 리드(1c)가 구부려지는 량을 조절함으로써 그 어긋남을 보정하도록 해도 좋다.
다시 말해, 리드(1c)가 구부려 지는 양을 변화시킴으로써 테이프 기재(1a)의 두께방향에서의 반도체 칩(2)의 위치를 반도체 칩(2)의 응력중립면(A1)과 TCP 전체의 응력중립면(A)이 일치하게 설정하도록 해도 좋다. 이것에 의해, TCP의 각 구성부의 치수 등이 여러가지로 변화한다 해도, 그것에 대응하여 반도체 칩(2)을 최적 위치, 즉 반도체 칩(2)에 가해지는 응력이 가장 작게 되는 위치로 설정할 수가 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 12에 의해 설명한다.
본 실시의 제3형태의 반도체 장치의 구조는, 기본적으로 상기 실시형태와 동일하다. 큰 차이는 다음과 같다.
첫째는, 리드(1c)가 그 두께방향으로 구부러져 본딩패드에 직접 접합된 점이다. 리드(1c)의 단부 표면에는, 예를 들면 금(Au)으로 도금처리되어 있고, 예를 들면 알루미늄(Al) 등으로 구성된 본딩 패드와 싱글 포인트 초음파 열압착법에 의해 접합되어 있다.
두 번째는, 리드(1c)의 타단이 테이프 기재(1a)의 외주로부터 돌출되고, 그 돌출부가 걸-윙(gull-wing) 형태로 성형되어 있다는 점이다. 이 경우, 상기 실시의 제1형태의 반도체 장치와 같이 외부단자를 범프 전극으로 한 경우에 비해 실장 높이를 낮추는 것이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 13에 의해 설한다.
본 실시의 제4형태는, 액상 수지를 적하(滴下)하여 가열경화시킴으로써 도 13에 도시한 바와 같이 밀봉수지(3)를 형성한 경우, 소위 본딩 밀봉방법에 의한 경우의 예이다.
이 경우 밀봉수지(3)도, 상술한 바와 같이 응력중립면(A, A1)(도 11참조)을 일치시키기 위해 반도체 칩(2)의 뒷면 및 뒷면의 양면을 피복하고 있다. 이 밀봉수지(3)의 두께는, 반도체 칩(2)의 외주측(두께(D1a))의 테이프 캐리어(1)의 두께(D2) 정도로 두껍고, 반도체 칩(2)의 중앙(두께(D1b)측)으로 향함에 따라 점차 얇아진다.
본 실시의 제4형태에서는, 상기 실시의 제1형태에서 얻은 효과 이외에 금형을 사용하는 일 없이 수지밀봉이 가능하기 때문에, 상기 실시의 제1형태 내지 제3형태의 경우보다 비교적 간단히 반도체 칩(2)을 밀봉하는 것이 가능하다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 14 내지 도 21에 의해 설명한다.
먼저, 본 실시의 제5형태의 반도체 장치의 구조는 도 14 및 도 15에 의해 설명한다. 또한, 도 14는 도 15의 XIV-XIV 선의 단면도이다. 또한, 도 15에 있어서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해 솔더 레지스트 및 밀봉수지는 도시되어 있지 않다.
본 실시의 제5형태에서는, 상기 실시의 제1형태에서 설명한 TCP를 여러개 적층하여 적층 TCP를 구성함과 동시에, 각 TCP의 동일한 신호용 및 전원용의 리드(1c)를 각각 TCP의 테이프 기재(1a)을 관통하는 접속부(6)를 통하여 전기적으로 접속하고, 그 접속부(6)를 최하층의 TCP 뒷면의 범프 전극(4)과 접속함으로써 적층 TCP의 외부에 인출하는 구조로 되어 있다.
적층된 단일체(unitary) TCP 사이는 접착제(1e)에 의해 접착된다. 이 접착제(1e)는, 단일체 TCP의 테이프 캐리어(1)의 일부를 구성하는 부재로서, 예를 들면 열가소성의 폴리이미드수지로 구성된다. 다만, 최하층의 단일체 TCP의 리드(1c)는 솔더 레지스터(1d)에 의해 피복되어 있다.
상기한 접속부(6)는 접속공(6a)과, 접속공(6a) 내에 매립된 도체부(6b)에 의해 구성되어 있다. 접속공(6a)은 테이프 캐리어(1)에서의 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1)의 위치에 천공되어 있다.
그러나, 접속공(6a)에 있어서, 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1)에 천공된 접속공(6a)의 지름은, 테이프 기재(1a)에 천공된 접속공(6a)의 지름보다도, 예를 들면 50㎛ 정도 작게 형성된다. 이것은, 접속공(6a) 내에 있어서 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1)의 일부가 돌출되도록 함으로써 접속공(6a) 내에 매립된 도체부(6b)가 확실하게 리드(1c)와 접촉되고, 리드(1c)와 전기적으로 접속되도록 하기 위해서다. 도체부(6b)는, 예들 들면 Pb-Sn 합금으로 구성된다.
이와 같은 적층 TCP 구조로 함으로써 가지므로, 반도체 칩(2)의 고밀도 실장이 가능하게 된다. 예를 들면 한 개의 반도체 칩(2)에 64M 비트 DRAM을 형성한 경우에, 두께 167㎛ 정도의 단일체 TCP를 8개 적층한다고 하면, 전체의 두께 1.3㎜ 정도로 64M 바이트의 용량을 갖는 적층 TCP를 얻는 것이 가능하다.
다음으로, 본 실시의 제5형태의 반도체 장치의 제조방법을 도 16 내지 도21에 의해 설명한다.
먼저, 도 16에 표시된 바와 같이, 접착제(1b)가 한쪽 면에 부착된 띠모양의 테이프 기재(1a)의 소정의 위치에 디바이스 홀(1a1) 및 접속공(6a)을 기계적인 펀칭(punching) 가공법 등에 의해 성형한다.
계속해서, 테이프 기재(1a)의 한쪽 면에, 그 한쪽 면에 부착된 접착제(1b)에 의해, 예를 들면 Cu(동)박편을 접착한 후, 그 동박편을 에칭법 등에 의해 패터닝함으로써, 도 17에 표시된 바와 같이, 여러개의 리드(1c)를 형성함과 동시에, 범프하지패턴(1c1)에 테이프 기재(1a) 부분의 접속공(6a)보다도 구멍지름이 작은 접속공(6a)을 천공한다.
그 후, 도 18에 표시된 바와 같이 동박패턴 측에, 예를 들면 열가소성의 폴리이미드수지로 구성된 접착제(1e)를 설치한 후, 그 접착제(1e)의 일부를 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1) 부분 및 돌출한 이너-리드부(1c)가 노출하도록 제거한다.
다음으로, 그 접착제(1e)를 마스크로 하고, 리드(1c)에서 접착제(1e)로부터 노출한 부분에, 예를 들면 금 도금을 한다. 이것에 의해, 테이프 캐리어(1)를 제조한다.
계속하여, 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1) 내에 반도체 칩(2)을 수용하고, 반도체 칩(2)의 범프 전극(2a)과 리드(1c)의 위치를 맞춘 후, 일괄 방식의 이너-리드 본딩에 의해, 도 19에 표시된 바와 같이, 범프 전극(2a)과 리드(1c)를 접합한다.
그 후, 이와 같이 반도체 칩(2)을 실장한 테이프 캐리어(1)를, 도 8에 도시한 바와 같이, 금형(5) 내에 수용한 후, 금형(5)의 러너(5b) 내로 들려온 용융상태의 밀봉수지를, 서브-러너(5c), 게이트(5a) 및 테이프 기재(1a)의 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)을 통하여 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1)과 금형으로 형성된 캐비티 내에 주입한다. 또한, 캐비티 내의 공기는 금형(5)에 있어서의 밀봉수지를 유출하는 쪽에 설치된 에어 벤트(air vent)을 통하여 배기되도록 되어 있다. 이 때, 본 실시의 제5형태에 있어서도, 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)를 설치함으로써, 밀봉수지를 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면 위에 균등하게 흐르게 하는 것이 가능하기 때문에 보이드 등이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
이어서, 금형(5)으로부터 수지 밀봉공정 후의 TCP를 꺼낸다. 이 때, 본 실시의 제5형태에 있어서도 테이프 기재(1a)에서 서브-러너(5c)에 접한 부분에 도금된 동박층(1a3)을 형성함으로써, 그 서브-러너(5c) 내에 잔류된 수지와 테이프 캐리어(1)의 접착력을 저하시킬 수 있기 때문에, 그 부분에 부착한 서브-러너(5c) 내의 수지를 비교적 용이하게 제거할 수 있다.
이와 같이 하여 도 20에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(2)을 밀봉수지(3)에 의해 밀봉하여 단일체 TCP를 제조한다. 본 실시의 제5형태에 있어서도 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면은 밀봉수지(3)에 의해 피복되어 있다. 또한, 밀봉수지(3)의 상하면의 높이는, 테이프 캐리어(1)의 상하면의 높이와 일치하게 형성되어 있다.
계속하여, 이와 같은 단일체 TCP에 대하여 에칭 처리, 선별검사 및 개편화 처리를 행한 후, 본 실시의 제5형태에서는 도 21에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같이 하여 제조된 단일체 TCP를 각각의 접속공(6a) 위치가 맞도록 한 상태에서 여러개 적층한다. 다만, 최하층의 단일체 TCP의 뒷면에는 접착제(1e)가 아니라, 솔더 레지스트(1d)가 범프하지패턴(1c1)을 노출시킨 상태에서 형성된다.
그 후, 단일체 TCP 사이에 개재된 접착제(1e)를 사용하여 단일체 TCP끼리를 열압착법 등에 의해 접합함으로써 적층 TCP를 형성한다. 다시 말해, 단일체 TCP의 형성공정시에 형성된 접착제(1e)를 이용해서 여러개의 단일체 TCP을 적층하여 접합하므로, 제조공정의 증가를 초래하지 않고 적층 TCP를 제조할 수 있다.
이어서, 그 적층 TCP의 접속공(6a) 내에, 예를 들면 Pb-Sn 등으로 구성된 땜납 페이스트(paste)을 충전한 후, 리플로처리(reflow processing)을 행함으로써, 접속공(6a) 내에 도 14에 표시된 도체부(6b)를 형성한다. 이것에 의해, 적층된 단일체 TCP 사이를 일괄하여 전기적으로 접속할 수가 있다.
계속해서, 적층 TCP의 최하층의 단일체 TCP에서의 리드(1c)의 범프하지패턴에, 예를 들면 Pb-Sn 등으로 구성된 범프 전극(4)을 접합함으로써, 본 실시의 제5형태의 적층 TCP 구조를 갖는 반도체 장치를 제조한다.
이와 같이, 본 실시의 제5형태에 의하면 상기 실시의 제1형태에서 얻은 효과이외에 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 박형의 단일체 TCP를 여러개 적층한 적층 TCP를 구성함으로써 박형이고 작은 적층 TCP이면서, 반도체 칩(2)의 실장 밀도를 대폭 향상시킬 수 있다.
(2) 단일체 TCP의 일부를 구성하고, 단일체 TCP의 형성공정 시 형성된 접착제(1e)에 의해 여러개의 단일체 TCP끼리를 접합함으로써, 제조공정의 증가를 초래하는 일 없이 적층 TCP를 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태를 설명한다. 본 실시의 제6형태에 있어서는 반도체 장치의 구조는 상기 실시의 제5형태와 거의 같다. 크게 다른 것은 그 제조방법으로, 이하 그 제조방법을 도 22 내지 도 25에 의해 설명한다.
먼저, 도 22에 표시된 바와 같이 상기 실시의 제1형태와 마찬가지로 하여, 단일체 TCP를 제조한다. 그 단일체 TCP에는 테이프 기재(1a)의 상하면을 관통하는 접속공(6a)이 천공되어 있다.
계속해서, 도 23에 도시된 바와 같이 단일체 TCP의 접속공(6a) 내에, 예를 들면 Pb-Sn 등으로 구성된 땜납 페이스트(6b1)를 인쇄법에 의해 형성한다. 그 후, 이와 같은 단일체 TCP를 여러개 준비한 후, 각 단일체 TCP를 그 접속공(6a)의 위치가 맞도록한 상태에서 적층한다. 그리고, 각 단일체 TCP의 접속공(6a) 내의 땜납 페이스트(6b1)의 점착성을 이용하여 적층한 단일체 TCP끼리를 임시로 고정한다.
그 후, 이와 같이 적층되어 임시로 고정한 상태의 여러개의 단일체 TCP에 대하여 리플로 처리(reflow processing)하여, 각 단일체 TCP의 접속공(6a) 내의 납땜 페이스트(6b1)를 용융한다.
이것에 의해, 각 단일체 TCP의 접속공(6a) 내의 땜납 페이스트(6b1)를 일체적으로 하여 도 24에 표시한 바와 같이 도체부(6b)를 형성함과 동시에 적층 TCP를 제조한다. 이와 같이 본 실시의 제6형태에 있어서는 단일체 TCP끼리를 접착제에 의해 접합하는 것이 아니고, 도체부(6b)에 의해 접합할 수가 있다.
마지막으로, 도 24에 도시된 바와 같이 적층 TCP 최하층의 단일체 TCP에 있어서의 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1)에, 예를 들면 Pb-Sn 등으로 구성한 범프 전극(4)을 접합함으로써, 본 실시의 제6형태의 적층 TCP 구조를 갖는 반도체 장치를 제조한다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 26 내지 도 30에 의해 설명한다.
먼저, 본 실시의 제7형태의 반도체 장치의 제조를 도 26에 의해 설명한다. 또한, 본 실시의 제7형태의 반도체 장치의 평면도는 상기 실시의 제5형태의 설명에 사용한 도 15와 같다.
본 실시의 제7형태에 있어서는 적층 TCP의 밀봉수지(3)가 각각의 테이프 캐리어(1)마다 분리되어 있지 않고, 일체로 형성되어 복수의 반도체 칩(2)을 밀봉한 구조로 되어 있다. 또한, 최하층의 테이프 기재(1a)에서의 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)의 근방(상기 실시의 제1형태, 제5형태와 동일한 위치)에만 상기 도금한 동박층(1a3)이 형성되어 있다. 그것 이외의 구조는 상기 실시의 제5형태와 동일하다.
이와 같은 본 실시의 제7형태의 반도체 장치에 있어서는 각각의 반도체 칩(2)을 밀봉하는 밀봉수지(3) 사이에 틈새가 형성되어 있지 않기 때문에, 상기 실시의 제5형태에 비해 적층 패키지의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 내습성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시의 제7형태의 반도체 장치의 제조방법을 도 27 내지 도 30에 의해 설명한다. 또한 본 실시의 제7형태에 있어서의 테이프 캐리어의 제조공정은, 상기 실시의 제5형태에 있어서 도 16 내지 도 18을 사용하여 설명한 것과 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 도 29는 도 15의 XXIX-XXIX 선의 단면도이다.
또한, 도 27에 표시된 바와 같이 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1) 내에 반도체 칩(2)를 수용하고, 반도체 칩(2)의 범프 전극(2a)과 리드(1c)의 위치를 맞춘 후에, 일괄방식의 이너-리드 본딩에 의해 범프 전극(2a)과 리드(1c)를 접합한다.
계속해서, 이와 같이 반도체 칩(2)을 탑재한 테이프 캐리어(1)를 도 28에 표시한 바와 같이 여러개 적층한 후 테이프 캐리어(1) 사이의 접착제(1e)를 사용하여 열압착법에 의해 임시로 고정한다.
여기서, 본 실시의 제7형태에 있어서는 적층된 테이프 기재(1a)의 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)의 평면 위치가 일치하고 있고, 적층된 테이프 기재(1a)의 두께 방향으로 연장하여 형성되어 있는 상태로 되어 있다. 또한, 최하층의 단일체 TCP 뒷면에는 접착제(1e)가 아니고, 솔더 레지스트(1d)가 범프하지패턴(1c1)을 노출시킨 상태로 형성된다.
그 후, 도 29에 표시된 바와 같이, 적층된 테이프 캐리어(1)를 금형(5) 내에 수용한다. 이 금형(5)은 적층된 테이프 캐리어(1) 내의 각 반도체 칩(2)을 일괄하여 밀봉가능한 성형금형 구조로 되어 있다.
다음으로, 금형(5)의 러너(5b) 내에 들여온 용융상태의 밀봉수지를 서브-러너(5c), 게이트(5a) 및 테이프 기재(1a)의 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)을 통하여 테이프 기재(1a)의 디바이스 홀(1a1)과 금형으로 형성된 캐비티 내에 주입한다. 또한, 캐비티의 내의 공기는 금형(5)에 있어서의 밀봉수지 유출하는 쪽에 설치된 에어 벤트(air vent)를 통하여 배기되도록 되어있다.
이 때, 본 실시의 제7형태에 있어서는 금형(5)의 게이트로부터 주입된 용융상태의 밀봉수지를 테이프 기재(1a)의 두께방향으로 연장한 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)를 통하여 적층된 테이프 캐리어(1)의 각층에서의 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면에 균등하게 흘릴 수 있다. 이것에 의해, 적층 TCP의 밀봉수지(2) 중에 보이드 등이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 다시 말해 적층된 테이프 캐리어(1)의 각 반도체 칩(2)을 안정한 상태에서 일괄적으로 밀봉할 수가 있다. 또한, 도 29의 화살표는 용융상태의 밀봉수지의 유동방향을 표시한다.
다음으로, 금형(5)으로부터 수지 밀봉공정 후의 TCP를 꺼낸다. 이 때, 본 실시의 제7형태에서는 최하층의 테이프 기재(1a)에서 서브-러너(5c)에 접한 부분에 도금된 동박층(1a3)이 형성되어 있음으로써, 그 부분에서의 밀봉수지(3)의 접착력을 저하시킬 수 있기 때문에, 그 부분에 부착하는 밀봉수지(3)를 비교적 용이하게 제거할 수 있다.
이와 같이 하여, 도 30에 도시한 바와 같이, 복수의 반도체 칩(2)을 밀봉수지(3)에 의해 일괄적으로 밀봉함으로써 적층 TCP를 제조한다. 본 실시의 제7형태에서도, 각 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면이 밀봉수지(3)에 의해 피복되어 있다. 또한, 밀봉수지(3)의 상하면의 높이는, 최하층의 테이프 캐리어(1)의 상면 및 최하층의 테이프 캐리어(1)의 하면의 높이와 일치하게 형성되어 있다.
계속하여 이와 같은 적층 TCP에 대하여 에칭검사 및 선별검사 등을 행한 후, 그 적층 TCP의 접속공(6a) 내에, 예를 들면 Pb-Sn 등으로 구성된 땜납 페이스트를 충전한다.
그 후, 적층 TCP에 대하여 리플로 처리(reflow processing)을 행함으로써, 접속공(6a) 내에 도 26에 표시된 도체부(6b)을 형성한 후, 적층 TCP의 최하층의 테이프 캐리어(1)에서의 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1)에, 예를 들면 Pb-Sn 등으로 구성된 범프 전극(4)을 접합함으로써, 본 실시의 제7형태의 적층 TCP 구조를 갖는 반도체 장치를 제조한다.
이와 같이 본 실시의 제7형태에 의하면, 상기 실시의 제5형태에서 얻은 효과이외의 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 적층 TCP의 밀봉수지(3)를 일체로 형성함으로써, 개개의 반도체 칩(2)을 밀봉한 밀봉수지(3) 사이에 틈새가 형성되어 있지 않기 때문에, 상기 실시의 제5형태와 비교하여 적층 패키지의 기계적 강도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 내습성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 반도체 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
(2) 적층 TCP의 밀봉수지(3)를 일괄 성형함으로써 제조공정 수를 줄일 수 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시의 제8형태에 따른 반도체 장치를 도 31 및 도 32에 의해 설명한다. 또한, 도 31은 도32의 XXXI-XXXI 선의 단면도를 표시한다. 또한 도 32에 있어서는 밀봉수지 및 솔더 레지스트를 도시하고 있지 않다.
본 실시의 제8 형태는, 본 발명을, 예를 들면 DRAM(Dynamic Random Access Memory)에 적용한 경우에 대하여 설명한 것이며, 반도체 장치의 구조는 상기 실시의 제5형태에서 설명한 구조와 거의 같다.
도 32에 있어서, V CC, V SS, I/O, RAS, CAS, WE, OE, Adress는 각 리드(1c)에 할당된 전원 또는 신호를 의미하고, V CC는 고전위의 전원전압을, V SS는 저전위의 전원전압을, I/O는 입출력 신호를, RAS는 로우 어드레스 스트로브 신호(row address strobe signal)를, CAS는 컬럼(column) 어드레스 스트로브 신호를, WE는 라이트 이네이블(write enable) 신호를, OE는 아웃풋 이네이블(output enable) 신호를,Adress는 어드레스 신호를 의미한다.
그런데 본 실시의 제8형태에 있어서는, 예를 들면 반도체 칩(2)의 거의 중앙에 칩 실렉트(chip select) 단자로서 기능하는 4개의 CAS용의 본딩패드(2b1)가 배치되어 있다. 이들 CAS용의 본딩패드(2b1)는 반도체 칩(2) 내에서 칩내 배선에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, 그 4개의 CAS용 본딩패드(2b1) 중의 하나는 그 위에 범프 전극(2a)이 설치되고, 그것을 통하여 리드(1c)와 전기적으로 접속되어 있다. 다시 말해, 칩 실렉트된 본딩패드(2b1)에는 범프 전극(2a)이 설치되고 리드(1c)가 전기적으로 접속되어 있다.
그러나, 그들 이외의 CAS용 본딩패드(2b1) 상에는 범프 전극(2a)이 형성되어 있지 않고, 리드(1c)와도 전기적으로 접속되어 있지 않다. 다시 말해, 본 실시의 제8형태에 있어서는 본딩패드(2b) 상에 범프 전극(2a)을 설치할지 여부에 의해 접속경로를 변경한다. 이것에 의해, 적층 TCP 구조로 한 경우에 생성된 배선경로의 변경에 대하여 그 변경에 대응할 수 있는 별개의 테이프 캐리어(1)를 새롭게 다시 제조하는 것이 아니라, 한 종류의 동일한 테이프 캐리어(1)에 의해 유연하게 대응할 수 있다. 따라서, 접속경로가 변경될 때마다 테이프 캐리어(1)의 설계, 제조 및 검사를 행할 필요가 없기 때문에 제품의 제조 시간을 대폭 단축할 수 있음과 동시에, 제품의 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한 상술한 예에 있어서는 범프 전극(2a)의 유무에 의해 접속경로를 변경하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 상기 실시의 제3형태에서 설명한 바와 같이, 금(Au) 등이 도금된 리드(1c)의 선단과 본딩패드(2b)를 범프 전극(2a)를 통하지 않고 접속한 구조의 경우에는 싱글-포인트 본딩(single-point bonding)에 의해 리드(1c)와 본딩패드(2b)를 접합한 경우에, 칩 실렉트(chip select)되지 않는 본딩패드(2b)에는 본딩 처리를 행하지 않도록 하면 좋다. 다시 말해, 싱글-포인드 본딩 조작에 의해 접속경로를 변화하는 것도 좋다.
이와 같이, 본 실시의 제8형태에 의하면, 상기 실시의 제5형태에서 얻은 효과 이외에 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 본딩패드(2b) 상에 범프 전극(2a)을 설치할지 여부에 의해 접속경로를 변화시킴으로써, 배선경로의 변경에 대하여 그 변경에 대응할 수 있는 별개의 테이프 캐리어(1)를 새롭게 다시 제조하는 것이 아니라, 한 종류의 동일한 테이프 캐리어(1)에 의해 유연하게 대응할 수 있다. 따라서, 제품의 제조시간을 대폭 단축할 수 있음과 동시에 제품의 제조비용을 저감할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 33에 의해 설명한다.
본 실시의 제9형태에 있어서는 적층 TCP를 구성한 각 층의 테이프 캐리어(1)의 측면으로부터 리드(1c)가 돌출된 걸-윙(gull-wing) 형태로 성형되어 실장기판(7) 상의 랜드(7a, lands)와 전기적으로 접속되어 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 34에 의해 설명한다.
본 실시의 제10형태에 있어서는 적층 TCP를 구성하는 최하층의 테이프 캐리어(1)의 측면으로부터 리드(1c)가 돌출되고, 또 걸-윙(gull-wing) 형태로 성형되어 실장기판(7) 상의 랜드(7a, lands)와 전기적으로 접속되어 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 35에 의해 설명한다.
본 실시의 제11형태에 있어서는 적층 TCP의 각 테이프 캐리어(1)에 형성된 접속공(6a) 내에 삽입된 도체핀(6c, pin)이 접속공(6a) 내에 충전된 도체부(6b)에 의해 고정되어 접속부(6)가 형성되어 있다.
이 도체핀(6c)는 각 층의 테이프 캐리어(1)가 동일한 전기적 기능의 리드(1c1)끼리를 전기적으로 접속하고 있음과 동시에, 그 일단은 적층 TCP의 하면으로부터 돌출되어 외부단자를 형성한다. 다시 말해, 이 도체핀(6c)의 돌출부는 실장기판의 접속공 내에 삽입됨으로써, 적층 TCP가 실장기판 상에 실장됨과 동시에, 적층 TCP 내의 반도체 칩(2)과 실장기판의 배선이 전기적으로 접속되게 되어 있다.
이와 같이, 본 실시의 제11형태에 있어서는 상기 실시의 제5형태에서 얻은 효과 이외에, 아래의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 외부단자를 도체핀(6c)으로 함으로써, 외부단자를 범프 전극이나 걸-윙 형태로 형성된 리드로 구성한 경우에 비하여 제품의 비용을 저감할 수 있다.
(2) 적층 TCP의 접속공(6a) 내에 강도가 강한 도체핀(6c)을 삽입함으로써 적층 TCP의 강도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 36 내지 도 39에 의해 설명한다.
본 실시의 제12형태에 있어서는, 도 36에 표시된 바와 같이 적층 TCP를 구성하는 각 층의 테이프 캐리어(1)의 측면으로부터 돌출된 리드(1c)가 도 36의 하방으로 구부러지고, 그 각 층의 리드(1c)의 선단을 실장기판(7)의 랜드(7a) 상에서 겹친 상태에서 성형되어 있다.
이 리드(1c)의 휘어짐에 의해, 리드(1c) 구성의 기계적 강도를 비교적 간단히 저비용으로 향상시킬 수 있고, 적층 TCP와 실장기판(7)의 열팽창차에 기인한 응력을 흡수할 수 있다. 따라서, 실장 후의 반도체 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시의 제12형태의 반도체 장치의 제조방법을 도 37 내지 도 39에 의해 설명한다.
먼저 도 37에 표시된 바와 같이, 상기 실시의 제5형태와 동일하게 단일체 TCP를 여러개 적층하여 접착함으로써, 적층 TCP를 형성한다. 이 단계에서는 각 테이프 캐리어(1)의 측면으로부터는 리드(1c)가 직선 형태로 연장되어 있다.
계속해서, 적층 TCP의 각 테이프 캐리어(1)의 측면으로부터 직선 형태로 돌출한 리드(1c)의 상방으로부터 리드 성형금형을 꽉 누름으로써, 맞추므로,도 38에 표시한 바와 같이, 리드(1c)의 선단이 겹쳐지게 한 상태에서 복수의 리드(1c)를 일괄하여 성형한다.
그 후, 성형공정에 의해 구부려진 여러개의 리드(1c)의 선단을 절단함으로써 도 39에 표시된 바와 같이, 겹쳐진 복수의 리드(1c)의 리드 선단을 정리하여 본 실시의 제12형태의 반도체 장치를 제조한다.
이와 같이, 본 실시의 제12형태에 의하면, 상기 실시의 제5형태에서 얻은 효과 이외에, 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 비교적 간단히 저비용으로 리드 구성을 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
(2) 리드(1c)의 아우더-리드부를 휜 상태에서 성형함으로써 적층 TCP와 실장기판(7)의 열팽창차를 흡수할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 반도체 장치를 도 40 내지 도 41에 의해 설명한다. 또한 도 41은 도 40의 XXXXI-XXXXI 선의 단면도이고, 수지 밀봉공정에서의 반도체 칩 및 성형금형의 단면도를 표시한다.
본 실시의 제13형태에 있어서는, 도 40 및 도 41에 표시된 바와 같이, 테이프 기재(1a)에 있어서 디바이스 홀(1a1)의 다른쪽의 단변측, 상기한 밀봉수지주입용의 연통구(1a2)에 대향하는 위치에 그 디바이스 홀(1a1)로부터 테이프 기재(1a)의 외주 단변 방향으로 연장한 공기 배출용의 연통구(1a4)가 형성되어 있다. 이 공기 배출용의 연통구(1a4)는, 예를 들면 평면 T자 형태로 형성된다.
이 공기 배출용의 연통구(1a4)는 금형(5)의 에어 벤트와 캐비티를 연통한 개구부로서, 여기에 캐비티 내의 여분의 용융수지를 흘림으로써, 캐비티 내의 공기를 캐비티 외부에 배출하기 위해 설치되어 있다. 다시 말해, 공기 배출용의 연통구(1a4)는 수지밀봉시에서의 에어벤트의 일부로서 기능한다. 또한 공기 배출용의 연통구(1a4) 내에서는 수지에 공기가 혼합되어도 좋다.
이것에 의해, 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면을 피복한 밀봉수지(3) 내에 공기가 잔류한 것을 줄일 수 있기 때문에, 그 밀봉수지(3) 중에 보이드나 트랩이 형성되는 것을 대폭 줄일 수 있다.
또한, 도 41의 화살표는 밀봉수지(3)의 유동방향을 표시한다. 또한, 이와 같은 테이프 기재(1a)를 사용하여 상기 실시의 제5형태 등에서 설명한 적층 TCP를 구성한 경우에는, 상기 실시의 제5형태와 동일하게 리드(1c)의 범프하지패턴(1c1)의 위치에 접속공을 천공하여 두면 좋다.
이와 같이 본 실시의 제13형태에 의하면, 상기 실시의 제1형태 및 제5형태에서 얻은 효과 이외에, 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 테이프 기재(1a)에 있어서 디바이스 홀(1a1)의 다른 쪽 단변측에, 그 디바이스 홀(1a1)로부터 테이프 기재(1a)의 외주 단변 방향으로 연장한 에어벤트의 일부로서 기능하는 공기 배출용의 연통구(1a4)를 설치함으로써, 반도체 칩(2)의 주면 및 뒷면의 양면을 피복한 밀봉수지(3) 내에 공기가 잔류하는 것을 줄일 수 있기 때문에, 그 밀봉수지(3) 중에 보이드나 트랩이 형성되는 것을 대폭 줄일 수 있다. 따라서, 반도체 장치의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상으로, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시의 제1형태 내지 제13형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능한 것은 물론이다.
예를 들면 상기 실시의 제5형태 등에 있어서는, 적층 TCP의 단일체 TCP 사이를 접속한 접속공 내에 땜납 페이스트를 충전한 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니고 여러가지로 변경할 수 있고, 예를 들면 도전성 수지 패이스트를 충전해도 좋다. 이 경우 도전성 수지 페이스트를 접속공 내에 충진한 후에, 열경화처리를 함으로써 접속공 내에 도전성 수지 패이스트 경화물을 형성하고, 각 단일체 TCP 사이를 전기적으로 접속한다.
또한, 예를 들면 그 접속공 내의 도체부를 도금처리함으로써 형성해도 좋다. 이 경우, 종래부터 사용된 도금처리에 의해 접속공 내에 도체부를 형성하기 때문에 비교적 용이하게 도체부를 형성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 반도체 장치는, 컴퓨터, 휴대전화 또는 비디오 카메라 등의 전자기기나 IC(Integrated Circuit) 카드나 메모리 카드에 내장된 반도체 장치에 사용하기에 적합한 것이다.

Claims (32)

  1. 테이프 캐리어에 설치된 디바이스 홀 내에 반도체 칩을 배치하고, 상기 테이프 캐리어에 설치된 리드의 일단과, 상기 반도체 칩의 외부단자를 전기적으로 접속하여 이루어지는 반도체 장치로서,
    상기 반도체 칩의 두께를 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇게 함과 동시에 상기 반도체 칩을 그 주면 및 뒷면의 양면이 피복되도록 밀봉수지로 밀봉하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 칩을 상기 테이프 캐리어의 두께방향 위치에서 반도체 칩의 주면에 평행한 응력중립면에 배치한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리드를 그 두께방향으로 구부려 상기 외부단자와 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 밀봉수지의 상하면의 높이 위치를, 상기 테이프 캐리어의 상하면의 높이 위치와 일치시킨 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 테이프 캐리어의 일부에, 상기 밀봉수지의 성형공정에서 사용한 금형의 게이트와 상기 디바이스 홀을 연통시키는 밀봉수지주입용의 연통구를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 테이프 캐리어에, 상기 밀봉수지의 성형공정에서 사용한 금형의 에어벤트와 상기 테이프 캐리어의 디바이스 홀을 연통시키는 에어배출용의 연통구를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 밀봉수지주입용의 연통구의 근방에서의 상기 테이프 캐리어의 표면이며, 상기 밀봉수지의 성형공정 시에 밀봉수지가 접촉한 부분에 도금한 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 테이프 캐리어에 상기 밀봉수지의 성형공정에서 사용한 금형의 에어밴트와 상기 테이프 캐리어의 디바이스 홀을 연통시키는 에어배출용의 연통구를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 리드의 타단측에 반도체 장치를 실장하기 위한 실장기판의 배선과 전기적으로 접속된 범프 전극을 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 리드의 타단측을 상기 테이프 캐리어의 외주로부터 돌출시킴으로써, 반도체 장치를 실장하기 위한 실장기판의 배선과 전기적으로 접속된 아우터-리드부를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 반도체 칩은 그 뒷면이 스핀 에칭법에 의해 연마된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 테이프 캐리어의 두께가 300㎛이하이고, 상기 반도체 칩의 두께가 150㎛이하이며, 상기 반도체 칩의 응력중립면과 반도체 장치 전체의 응력중립면의 상대적인 어긋난 양이 ±60㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 반도체 칩의 외부단자에 금범프 전극을 설치하고, 상기 금범프 전극과 상기 리드의 일단을 접합하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 리드의 일단에 도금처리하고, 그 리드의 단부와 상기 반도체 칩의 외부단자를 직접 접합한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  15. 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각의 디바이스 홀 내에 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇은 반도체 칩을 배치하고, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각에 설치된 리드의 일단과 상기 각각의 디바이스 홀 내의 반도체 칩의 외부단자가 전기적으로 접속되고, 상기 반도체 칩의 각각은 그 주면 및 표뒷의 양면이 밀봉수지로 피복되며, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리가 전기적으로 접속되어 실장기판의 배선과 전기적으로 접속된 접속단자로서 외부에 인출된 적층 패키지 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 적층 패키지 구조는 단일체 패키지를 여러개 적층되어 이루어지고, 상기 단일체 패키지는 한개의 테이프 캐리어의 디바이스 홀 내에, 상기 리드의 일단과 상기 반도체 칩의 외부단자가 전기적으로 접속된 상태에서 배치된 반도체 칩을 밀봉수지로 밀봉하여 이루어지는 것을 밀봉한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 적층 패키지 구조는 상기 반도체 칩 각각이 일괄형성된 동일한 밀봉수지에 의해 밀봉되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각에, 상기 리드의 일부가 노출하는 접속공을 천공함과 동시에, 그 접속공 내에 도체 재료를 매립함으로써, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리를 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 접속공 내에 매립된 도체 재료의 일단에, 상기 접속단자로서 범프전극을 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 접속공 내에 상기 리드의 일부가 돌출하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각에, 상기 리드의 일부가 노출하는 접속공을 천공함과 동시에 그 접속공 내에 도금처리를 함으로써, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리를 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  22. 제 15항에 있어서, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어 각각에 상기 리드의 일부가 노출하는 접속공을 천공함과 동시에, 그 접속공 내에 도체핀을 삽입함으로써, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리를 전기적으로 접속함과 동시에, 상기 접속단자로서 상기 도체핀의 일단을 상기 적층 패키지의 실장면측으로부터 돌출시킨 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  23. 제 15항에 있어서, 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각에 리드의 타단을 각 테이프 캐리어의 외주로부터 돌출시키고, 그 돌출시킨 리드부분을 상기 여러개 적층된 테이프 캐리어의 각각의 공통 신호용 및 전원용의 리드끼리가 전기적으로 접속되도록 구부려 겹친 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  24. 제 15항에 있어서, 상기 반도체 칩과 리드의 접속경로를 변경하기 위해, 상기 반도체 칩의 소정의 외부단자 상에 범프 전극을 접합하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  25. 테이프 캐리어에 설치된 디바이스홀 내에 반도체 칩을 배치하고, 상기 테이프 캐리어에 설치된 리드의 일단과, 상기 반도체 칩의 외부단자를 전기적으로 접속하여 이루어지는 반도체 집적회로장치의 제조방법으로서,
    (a) 상기 디바이스 홀의 주위에 리드를 배치하고, 소정 두께를 갖는 테이프 캐리어를 준비하는 공정과,
    (b) 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇고, 또 외부단자를 갖는 반도체 칩을 준비하는 공정과,
    (c) 상기 테이프 캐리어의 디바이스 홀 내에 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇은 반도체 칩을 배치한 후, 상기 반도체 칩의 외부단자와 상기 리드의 일단을 전기적으로 접속하는 공정과,
    (d) 상기 반도체 칩을 그 주면 및 뒷면의 양면이 피복되도록 밀봉수지에 의해 밀봉하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 밀봉공정시, 상기 밀봉수지를 성형금형의 게이트로부터 상기 테이프 캐리어에 형성된 밀봉수지주입용의 연통구를 연통하여 디비이스 홀 내에 주입한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  27. 제25항에 있어서,
    (a) 상기 테이프 캐리어에 상기 리드의 일단이 내벽면으로부터 노출하는 접속공을 천공하는 공정과,
    (b) 상기 밀봉공정에 의해 성형된 단일체 패키지를 상기 접속공의 형성위치가 일치하도록 여러개 적층하여 적층 패키지를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  28. 제27항에 있어서,
    (a) 상기 단일체 패키지를 여러개 적층하는 공정에 앞서, 미리 각각의 테이프 캐리어의 접속공 내에 도체 페이스트를 매립하는 공정과,
    (b) 상기 도체 페이스트가 매립된 단일체 패키지를 적층하여 적층 패키지를 형성한 후 상기 적층 패키지에 대하여 열처리하고, 상기 각각의 테이프 캐리어에 천공되어 있는 접속공 내에서의 도체 페이스트를 용융하여 일체로 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  29. 제27항에 있어서,
    (a) 상기 단일체 패키지를 접착제에 의해 여러개 적층하여 적층 패키지를 형성하는 공정과,
    (b) 상기 적층 패키지의 각각의 테이프 캐리어에 천공되어 있는 접속공 내에 도체 페이스트를 매립하는공정과,
    (c) 상기 적층 패키지에 대하여 열처리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 반도체 칩의 외부단자와 리드를 싱글-포인트 본딩법에 의해 접합함과 동시에, 접속경로의 변경에 대응하여, 상기 외부단자 중의 소정의 외부단자와 소정의 리드는 접합하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  31. (a) 디바이스 홀의 주위에 리드를 배치하고, 소정 두께를 갖는 테이프 캐리어를 준비하는 공정과,
    (b) 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇고, 또 외부단자를 갖는 반도체 칩을 준비하는 공정과,
    (c) 상기 테이프 캐리어에 형성된 디바이스 홀 내에, 상기 테이프 캐리어의 두께보다 얇은 반도체 칩을 배치한 후, 상기 반도체 칩의 외부단자와 상기 리드의 일단을 전기적으로 접속하는 공정과,
    (d) 상기 외부단자와 리드를 전기적으로 접속한 후의 테이프 캐리어를 여러개 적층한 후, 그 각각의 테이프 캐리어의 디바이스 홀 내에 배치된 각각의 반도체 칩을 밀봉수지에 의해 일괄적으로 밀봉하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 밀봉공정 시에 상기 밀봉수지를 성형금형의 게이트로부터 상기 각각의 테이프 캐리어의 일부에 형성된 밀봉수지주입용의 연통구를 통하여 각각의 디바이스 홀 내에 주입하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
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