JP2004235397A

JP2004235397A - Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004235397A
Application number: JP2003021716A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kaneko; 英之金子; Toshio Tsuda; 俊雄津田; Tetsumasa Maruo; 哲正丸尾; Tadashi Tanami; 正田並
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP4071121B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve reliability by improving the moisture resistance of a semiconductor device in which a semiconductor chip is flip-chip-mounted on a resin board. <P>SOLUTION: Slits 18 are provided on the resin board 14 composed of a tape base material. The resin board 14 is separated to the central part 14a of the portion of the resin board 14 for mounting the semiconductor chip 16 substantially directly above the central part 14a and the peripheral part 14b of the resin board 14 at its surrounding part, and a metallic foil of thin Al, Cu, etc. or glass 19 is adhered to the rear surface of the resin board 14. Since the slits 18 are formed on the region of the end side of the resin board 14 from the part opposed to a bump 17, moisture invaded from the side face of the resin board 14 exposed to the exterior is stopped before the slits 18 so that the moisture hardly reaches the vicinity of the connector of a lead wire 15 to the bump 17. Further, the invasion of the moisture from the rear surface of the resin board 14 is suppressed by the metallic foil or glass 19, the moisture resistance is improved, and the reliability is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂基板に半導体チップをＦＣ（フリップチップ）実装した半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＡＶ技術の進歩により、高画質、大画面のディスプレイ装置が家庭用に普及が始まろうとしている。中でも、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）装置は、その性能において秀でたものが有る。こういったディスプレイ装置に最も近い画面周囲に有るデータドライバー用の実装用フレキシブル樹脂基板及びチップを含む半導体装置の構造についての従来技術を以下に説明する。
【０００３】
従来のデータドライバーに用いられた半導体装置の代表的な構造物にＣＯＦが有る。ＣＯＦ構造は、図６に示す様に、表面にリード線５が形成されたフレキシブルな樹脂基板１に、金属バンプ２を形成した半導体チップ３を対面させてフリップチップ接続し、樹脂基板１と半導体チップ３の間にアンダーフィル樹脂４を流し込み、半導体チップ３と樹脂基板１との間隙を充填している。なお、２３はソルダーレジストである。このＣＯＦ構造の場合、ＴＨＢ評価（高温、高湿、高バイアス）において、信頼性に問題がある場合が多い。信頼性を低下させる要因は、テープ基材で構成される樹脂基板１、アンダーフィル樹脂４の吸湿性、或はアンダーフィル樹脂４と半導体チップ３、アンダーフィル樹脂４と樹脂基板１との間の密着性の不足などが想像できる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７５７４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先述の図６のようにＣＯＦで半導体装置を製作した場合、信頼性の問題が有ると述べたが、例えば０Ｖ〜８０Ｖ程度の間でチップ内に電圧差を持たせＴＨＢ試験（８５℃、８５％湿度）を実施した場合に、外部からの吸湿によりチップ内部で金属イオンが発生する事によるマイグレーションが起こる。水分の進入経路は、樹脂基板１或いはアンダーフィル樹脂４を通して、さらにはアンダーフィル樹脂４と半導体チップ３又はアンダーフィル樹脂４と樹脂基板１との間で密着性が悪い場合が想定される。
【０００６】
本発明の目的は、耐湿性を向上させて信頼性の向上が図れる半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の半導体装置は、表面にリード線が形成された樹脂基板の表面と半導体チップの電極が存在する表面とが対向して配置され、半導体チップの電極と樹脂基板の表面に形成されたリード線とがバンプによって電気的に接続され、半導体チップと樹脂基板との間が封止樹脂で封止された半導体装置であって、樹脂基板にはバンプと対向する部分よりも樹脂基板の端部側の領域にスリットが形成され、樹脂基板の裏面には少なくともスリットを蓋するように金属膜またはガラス層が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
この請求項１の構成によれば、樹脂基板にバンプと対向する部分よりも端部側の領域にスリットを形成したことにより、外部に露出した樹脂基板の側面から浸入した水分がスリットの手前で止まる。その結果、リード線とバンプの接合部の近傍に水分が達し難く、信頼性が向上することになる。また、樹脂基板の裏面に金属膜またはガラス層を形成したことにより、樹脂基板の裏面からの水分の浸入も抑えられ信頼性が向上するとともに、放熱性に優れたものとなる。
【０００９】
また、請求項２記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置において、金属膜またはガラス層は樹脂基板の裏面の全面に形成されたことを特徴とする。
【００１０】
この請求項２の構成により、樹脂基板の裏面からの水分の浸入がより抑えられて信頼性がより向上するとともに、より放熱性に優れたものとなる。
【００１１】
また、請求項３記載の半導体装置は、請求項１または２記載の半導体装置において、スリットは連続した環状に形成され、樹脂基板はスリットによって囲まれた領域とスリットの外方の領域とに分離されたことを特徴とする。
【００１２】
この請求項３の構成により、バンプと対向する樹脂基板の部分が、連続した環状のスリットによって囲まれた領域内となるため、樹脂基板の側面から浸入する水分がリード線とバンプの接合部の近傍により達し難くなり、信頼性をより向上できる。
【００１３】
また、請求項４記載の半導体装置は、請求項３記載の半導体装置において、スリットは半導体チップの各辺と略平行に形成されたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項４の構成により、例えば楕円等の様に大きな曲率円で構成される場合、このスリットを金型でスタンプする場合に、金型を安価に製作でき且つ寿命を長くすることが可能となり、コスト面で有利である。
【００１５】
また、請求項５記載の半導体装置は、請求項１または２記載の半導体装置において、スリットは不連続な環状に形成され、樹脂基板はスリットによって囲まれた領域とスリットの外方の領域とにスリットの不連続な部分を除いて分離されたことを特徴とする。
【００１６】
この請求項５の構成により、バンプと対向する樹脂基板の部分が、不連続な環状のスリットによって囲まれた領域内となるため、樹脂基板の側面から浸入する水分がリード線とバンプの接合部の近傍により達し難くなり、信頼性をより向上できる。この場合、スリットが不連続なため、請求項３の構成と比較すれば、水分浸入の防止効果はやや劣るが、製法上、樹脂基板にスリットを形成した後で、その樹脂基板にリード線を貼り合わせる工法が可能となる。
【００１７】
また、請求項６記載の半導体装置は、請求項５記載の半導体装置において、スリットは半導体チップの各辺と略平行に形成されたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項６の構成により、例えば楕円等の様に大きな曲率円で構成される場合、このスリットを金型でスタンプする場合に、金型を安価に製作でき且つ寿命を長くすることが可能となり、コスト面で有利である。
【００１９】
また、請求項７記載の半導体装置は、請求項６記載の半導体装置において、半導体チップの各辺と略平行に形成されたスリットの不連続な部分は、半導体チップの角部と対向する部分であることを特徴とする。
【００２０】
この請求項７の構成により、樹脂基板にスリットを形成した後で、その樹脂基板にリード線を貼り合わせる工法を用いる場合に、リード線を貼り合わせる前の、スリットを形成した樹脂基板の強度を高く保つことができる。
【００２１】
本発明の請求項８記載の半導体装置の製造方法は、半導体チップの表面の電極上にバンプを形成する工程と、表面にリード線が形成されたチップ搭載基板を準備する工程と、チップ搭載基板のリード線が形成された表面と半導体チップのバンプの形成された表面とを対向させ、バンプとリード線とを接続する工程と、半導体チップとチップ搭載基板との間を封止樹脂により封止する工程とを含み、準備されるチップ搭載基板は、表面にリード線が形成されかつバンプと対向する部分よりも端部側の領域にスリットが形成された樹脂基板と、樹脂基板の裏面に少なくともスリットを蓋するように形成された金属膜またはガラス層とを有するものである。
【００２２】
この請求項８の製造方法によれば、チップ搭載基板として、樹脂基板にバンプと対向する部分よりも端部側の領域にスリットを形成したことにより、外部に露出した樹脂基板の側面から浸入した水分がスリットの手前で止まる。その結果、リード線とバンプの接合部の近傍に水分が達し難く、信頼性が向上することになる。また、樹脂基板の裏面に金属膜またはガラス層を形成したことにより、樹脂基板の裏面からの水分の浸入も抑えられ信頼性が向上するとともに、放熱性に優れる。
【００２３】
また、請求項９記載の半導体装置の製造方法は、請求項８記載の半導体装置の製造方法において、金属膜またはガラス層は樹脂基板の裏面の全面に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
この請求項９の製造方法により、樹脂基板の裏面からの水分の浸入がより抑えられて信頼性がより向上するとともに、より放熱性に優れたものとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の半導体装置の断面構造を図１に示す。図１において、１４はエポキシ樹脂からなるテープ基材で構成された樹脂基板、１５はリード線、１６は半導体チップ、１７は半導体チップ１６の表面の電極（図示せず）上に形成されリード線１５と接続されたＡｕ等のバンプ、１８は樹脂基板１４に形成されたスリット、１９はＡｌ、Ｃｕ等の金属箔またはガラス、２０は封止樹脂であるアンダーフィル樹脂である。図２（ａ）は樹脂基板１４に形成されたスリット１８の一例を示す平面図である。
【００２６】
この半導体装置は、樹脂基板１４上に半導体チップ１６をＦＣ（フリップチップ）実装している。すなわち、半導体チップ１６をフェイスダウンし、樹脂基板１４上に形成されたリード線１５と半導体チップ１６の表面の電極（図示せず）とがバンプ１７によって電気的に接続されている。樹脂基板１４は、図２（ａ）に示すように、スリット１８によって、ほぼ真上に半導体チップ１６が搭載される部分の基板中央部１４ａと、その周囲部分の基板周辺部１４ｂとに分離されている。半導体チップ１６表面の電極上に形成されたバンプ１７とリード線１５との接合点は、基板周辺部１４ｂと切り離された基板中央部１４ａ上に存在する。また本構造では、樹脂基板１４のリード配線面とは逆の面に、薄いＡｌ、Ｃｕ等の金属箔またはガラス１９を貼り付けておく。貼り付け方法は、ＴＡＢなどでのＣｕ箔貼り付け用の接着樹脂、接着シートを用いる。この金属箔またはガラス１９は、樹脂基板１４に形成されたスリット１８を通ってアンダーフィル樹脂２０が流れ出ないようにするため、少なくともスリット１８部分を覆うように形成される必要がある。
【００２７】
この構成によれば、テープ基材で構成された樹脂基板１４に、バンプ１７と対向する部分よりも端部側の領域にスリット１８を形成し、スリット１８内が水分の浸透しにくいアンダーフィル樹脂２０で充填されているため、外部に露出した樹脂基板１４の側面から浸入した水分がスリット１８の手前で止まる。その結果、リード線１５とバンプ１７の接合部の近傍に水分が達し難く（耐湿性の向上）、信頼性が向上することになる。また、樹脂基板１４の裏面に金属箔またはガラス１９を貼り付けておくことにより、樹脂基板１４の裏面からの水分の浸入も抑えられ（耐湿性の向上）信頼性が向上するとともに、放熱性に優れたものとなる。また、ＣＯＦ構造の特徴として、アンダーフィル樹脂２０の注入量が少ないためにチップの反りが発生しにくい。そのため樹脂基板１４とアンダーフィル樹脂２０間、或いは半導体チップ１６とアンダーフィル樹脂２０間に与える応力を小さく抑えることができ、これら界面へのダメージが小さくなり、結果として水分の浸入に対する信頼性が向上する。
【００２８】
なお、図２（ａ）の場合、スリット１８を、半導体チップ１６の平面形状である四角形の各辺と略平行で、かつ連続して形成しているが、図２（ｂ）に示すように不連続に形成してあってもよい。この場合、後述するが製造上の利点がある。
【００２９】
なお、連続または不連続に形成されるスリット１８の形状を、半導体チップ１６の各辺と略平行な四角形としたが、四角形に限らず、多角形、楕円、真円など他の形状であっても、バンプ１７と対向する部分よりも端部側の領域に形成することで、同様に効果を得ることが可能である。
【００３０】
次に本実施の形態における半導体装置の製造方法を、図３に示す工程断面図を参照して説明する。
【００３１】
まず図３（ａ）に示す様に、エポキシ樹脂からなるテープ基材２１（図１では樹脂基板１４）に、リード配線用のＣｕ等の金属箔２２を一般的なＴＡＢテープ同様に接着樹脂、接着シートを用いて貼り合わせる。
【００３２】
次に図３（ｂ）に示す様に、テープ基材２１にスリット１８を形成し基板中央部１４ａと基板周辺部１４ｂとに分離する。ここでスリット１８は例えば図２（ａ）に示された形状である。このスリット１８は、リード配線用の金属箔２２を形成した面とは逆の面に、所望する形状にマスキングした後、エッチングによって形成される。
【００３３】
次に図３（ｃ）に示す様に、テープ基材２１に貼り付けた金属箔２２を所望のパターンにエッチングしてリード線１５を形成する。
【００３４】
次に図３（ｄ）に示す様に、テープ基材２１の裏面側すなわちリード配線の反対側にＡｌ等の金属箔またはガラス１９を貼り付ける。貼り付けは、先に示した接着樹脂、接着シートを用いて行う。この時に貼り付ける金属箔またはガラス１９はスリット１８を完全に覆い、スリット１８が裏面に露出しないようにする必要がある。
【００３５】
次に図３（ｅ）に示す様に、リード線１５上に半導体チップ１６をフェイスダウンで実装する。ここで、リード線１５と半導体チップ１６の表面の電極（図示せず）とがバンプ１７によって接続される。このとき、ツールがチップ裏面を押した荷重は、リード線１５を通じて基板中央部１４ａが受ける。チップ実装後、アンダーフィル樹脂２０を注入し、硬化して完成となる。
【００３６】
上記の図３に示した製造方法は一例であり、他の方法として、図３（ｃ）の状態に到るまでに、次に示す手順が可能である。第１に、図４に示す様に、テープ基材２１と金属箔２２を貼り合わせ、金属箔２２を所望のパターンにエッチングしてリード線１５を形成した後に、テープ基材２１にスリット１８をエッチングで形成する手順が可能である。
【００３７】
第２に、図５に示す様に、テープ基材２１ヘ金属箔（２２）を貼り合わせる前に、予め金属箔（２２）を所望のパターンにエッチングしてリード線１５を形成した状態にしておき、それをテープ基材２１と貼り合わせ、その後に、テープ基材２１にスリット１８をエッチングで形成する手順が可能である。
【００３８】
以上に示した各製造方法は、スリット１８が、例えば図２（ａ）のように四角形状に連続して形成される場合も、また図２（ｂ）のように四角形状で不連続に形成される場合も適用可能である。さらにはスリット１８の形状が四角形に限らず、多角形、楕円、真円など他の形状で、連続・不連続に形成される場合も適用可能である。
【００３９】
また、例えば図２（ｂ）のように、スリット１８を不連続に形成する場合には、図３（ｃ）の状態に到るまでに、予め所望のパターンにエッチングしてリード線１５を形成した状態の金属箔と、エッチング或はプレスによってスリット１８部分が打ち抜かれたテープ基材２１とを、先に示した接着樹脂、接着シートで貼り合わせる工法が可能となり、製造が容易となる。この場合、スリット１８の不連続部分を、図２（ｂ）のように半導体チップ１６の角部（コーナー部）と対応する部分に設けることが、リード線１５を形成した金属箔と貼り合わせる前の、スリット１８を形成したテープ基材２１の強度を維持する上で好ましい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体チップをＦＣ実装する樹脂基板に、バンプと対向する部分よりも端部側の領域にスリットを形成したことにより、外部に露出した樹脂基板の側面から浸入した水分がスリットの手前で止まる。その結果、リード線とバンプの接合部の近傍に水分が達し難く（耐湿性の向上）、信頼性が向上することになる。また、樹脂基板の裏面に金属膜またはガラス層を形成したことにより、樹脂基板の裏面からの水分の浸入も抑えられ（耐湿性の向上）信頼性が向上するとともに、放熱性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置（ＣＯＦ構造）の断面図
【図２】本発明の実施の形態の半導体装置における樹脂基板に形成されたスリットの例を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図
【図４】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法の他の例を示す工程断面図
【図５】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法の他の例を示す工程断面図
【図６】従来の半導体装置（ＣＯＦ構造）の断面図
【符号の説明】
１４樹脂基板
１５リード線
１６半導体チップ
１７バンプ
１８スリット
１９金属箔またはガラス
２０アンダーフィル樹脂
２１テープ基材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a resin substrate by FC (flip chip) and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of AV technology, high-quality, large-screen display devices are beginning to be widely used for home use. Among them, some PDP (plasma display) devices have excellent performance. The prior art concerning the structure of a semiconductor device including a mounting flexible resin substrate and a chip for a data driver located around the screen closest to such a display device will be described below.
[0003]
A typical structure of a semiconductor device used for a conventional data driver is a COF. As shown in FIG. 6, the COF structure is flip-chip connected with a flexible resin substrate 1 having lead wires 5 formed on its surface, with a semiconductor chip 3 having metal bumps 2 facing each other. An underfill resin 4 is poured between the chips 3 to fill a gap between the semiconductor chip 3 and the resin substrate 1. Reference numeral 23 denotes a solder resist. In the case of this COF structure, there is often a problem in reliability in the THB evaluation (high temperature, high humidity, high bias). Factors that lower the reliability are the hygroscopicity of the resin substrate 1 composed of the tape base material and the underfill resin 4, or the gap between the underfill resin 4 and the semiconductor chip 3 and the gap between the underfill resin 4 and the resin substrate 1. We can imagine the lack of adhesion.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-275742
[Problems to be solved by the invention]
Although it has been described that there is a reliability problem when a semiconductor device is manufactured by COF as shown in FIG. 6 described above, a THB test (85 ° C., 85 ° C., 85 ° C., 85 ° C. % Humidity), migration occurs due to generation of metal ions inside the chip due to external moisture absorption. It is conceivable that the moisture may enter through the resin substrate 1 or the underfill resin 4, and further, the adhesion between the underfill resin 4 and the semiconductor chip 3 or between the underfill resin 4 and the resin substrate 1 may be poor.
[0006]
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving reliability by improving moisture resistance and a method of manufacturing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, in the semiconductor device, the surface of the resin substrate having the lead wire formed on the surface thereof and the surface of the semiconductor chip on which the electrodes are present are disposed to face each other, and the electrodes of the semiconductor chip and the surface of the resin substrate are disposed. And a semiconductor device in which the semiconductor chip and the resin substrate are sealed with a sealing resin, and the resin substrate is more electrically connected to the resin substrate than the portion facing the bump. A slit is formed in a region on an end portion side of the resin substrate, and a metal film or a glass layer is formed on a rear surface of the resin substrate so as to cover at least the slit.
[0008]
According to the configuration of the first aspect, since the slit is formed in the resin substrate at a region closer to the end portion than the portion facing the bump, moisture entering from the side surface of the resin substrate exposed to the outside is provided before the slit. Stop. As a result, it is difficult for moisture to reach the vicinity of the joint between the lead wire and the bump, and the reliability is improved. In addition, by forming a metal film or a glass layer on the back surface of the resin substrate, penetration of moisture from the back surface of the resin substrate is suppressed, reliability is improved, and heat dissipation is excellent.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device of the first aspect, the metal film or the glass layer is formed on the entire back surface of the resin substrate.
[0010]
According to the configuration of the second aspect, intrusion of moisture from the back surface of the resin substrate is further suppressed, reliability is further improved, and heat radiation is more excellent.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device of the first or second aspect, the slit is formed in a continuous annular shape, and the resin substrate is separated into a region surrounded by the slit and a region outside the slit. It is characterized by having been done.
[0012]
According to the structure of the third aspect, the portion of the resin substrate facing the bump is in a region surrounded by the continuous annular slit, so that moisture penetrating from the side surface of the resin substrate is formed at the joint between the lead wire and the bump. It becomes difficult to reach the vicinity, and the reliability can be further improved.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device of the third aspect, the slit is formed substantially parallel to each side of the semiconductor chip.
[0014]
According to the configuration of the present invention, when the slit is stamped with a mold, the mold can be manufactured at a low cost and the life can be extended when the slit is stamped with the mold. This is advantageous in cost.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor device of the first or second aspect, the slit is formed in a discontinuous annular shape, and the resin substrate is formed in a region surrounded by the slit and a region outside the slit. The slits are separated except for discontinuous portions.
[0016]
According to the structure of the fifth aspect, the portion of the resin substrate facing the bump is in a region surrounded by the discontinuous annular slit, so that moisture penetrating from the side surface of the resin substrate causes a joint portion between the lead wire and the bump to be formed. , And the reliability can be further improved. In this case, since the slits are discontinuous, the effect of preventing moisture infiltration is slightly inferior to that of the configuration of claim 3, but the lead wire is formed on the resin substrate after forming the slit on the resin substrate due to the manufacturing method. A bonding method is possible.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device of the fifth aspect, the slit is formed substantially parallel to each side of the semiconductor chip.
[0018]
According to the configuration of claim 6, when the slit is stamped with a mold, the mold can be manufactured at low cost and the service life can be extended when the slit is stamped with the mold. This is advantageous in cost.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the sixth aspect, the discontinuous portion of the slit formed substantially parallel to each side of the semiconductor chip is a portion opposed to a corner of the semiconductor chip. There is a feature.
[0020]
According to the configuration of claim 7, when a method of bonding a lead wire to the resin substrate after forming a slit in the resin substrate is used, the strength of the resin substrate having the slit formed before bonding the lead wire is reduced. Can be kept high.
[0021]
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein a step of forming a bump on an electrode on a surface of the semiconductor chip, a step of preparing a chip mounting board having a lead wire formed on the surface thereof, The surface on which the lead wires are formed and the surface on which the bumps of the semiconductor chip are formed, and connecting the bumps and the lead wires, and sealing between the semiconductor chip and the chip mounting board with a sealing resin. And a prepared chip mounting substrate, a lead substrate is formed on the surface, a resin substrate in which a slit is formed in a region on the end side than a portion opposed to the bump, at least on the back surface of the resin substrate It has a metal film or a glass layer formed so as to cover the slit.
[0022]
According to the manufacturing method of the eighth aspect, as the chip mounting substrate, the slit is formed in the region closer to the end than the portion facing the bump on the resin substrate, so that the resin substrate enters from the side surface of the resin substrate exposed to the outside. Moisture stops before the slit. As a result, it is difficult for moisture to reach the vicinity of the joint between the lead wire and the bump, and the reliability is improved. In addition, since the metal film or the glass layer is formed on the back surface of the resin substrate, penetration of moisture from the back surface of the resin substrate is suppressed, reliability is improved, and heat radiation is excellent.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, the metal film or the glass layer is formed on the entire back surface of the resin substrate.
[0024]
According to the manufacturing method of the ninth aspect, intrusion of moisture from the back surface of the resin substrate is further suppressed, reliability is further improved, and heat radiation is more excellent.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a resin substrate formed of a tape base made of epoxy resin, 15 denotes a lead wire, 16 denotes a semiconductor chip, and 17 denotes a lead wire formed on an electrode (not shown) on the surface of the semiconductor chip 16. Reference numeral 15 denotes a bump made of Au or the like connected to 15, reference numeral 18 denotes a slit formed in the resin substrate 14, reference numeral 19 denotes a metal foil or glass such as Al or Cu, and reference numeral 20 denotes an underfill resin as a sealing resin. FIG. 2A is a plan view illustrating an example of the slit 18 formed in the resin substrate 14.
[0026]
In this semiconductor device, a semiconductor chip 16 is mounted on a resin substrate 14 by FC (flip chip). That is, the semiconductor chip 16 is face-down, and the lead wires 15 formed on the resin substrate 14 and the electrodes (not shown) on the surface of the semiconductor chip 16 are electrically connected by the bumps 17. As shown in FIG. 2A, the resin substrate 14 is separated by a slit 18 into a substrate central portion 14a at a portion where the semiconductor chip 16 is mounted almost directly above and a substrate peripheral portion 14b at a peripheral portion thereof. ing. The junction point between the bump 17 formed on the electrode on the surface of the semiconductor chip 16 and the lead wire 15 is located on the substrate central portion 14a separated from the substrate peripheral portion 14b. In this structure, a thin metal foil of Al, Cu or the like or glass 19 is pasted on the surface of the resin substrate 14 opposite to the lead wiring surface. As an attaching method, an adhesive resin or an adhesive sheet for attaching a Cu foil by TAB or the like is used. The metal foil or glass 19 needs to be formed so as to cover at least the slit 18 in order to prevent the underfill resin 20 from flowing out through the slit 18 formed in the resin substrate 14.
[0027]
According to this configuration, the slit 18 is formed in the resin substrate 14 made of the tape base material in a region closer to the end than the portion facing the bump 17, and the underfill resin in which the moisture is hardly penetrated in the slit 18 is formed. Since water is filled with the water 20, moisture that has entered the resin substrate 14 exposed to the outside stops before the slit 18. As a result, it is difficult for moisture to reach the vicinity of the joint between the lead wire 15 and the bump 17 (improvement in moisture resistance), and reliability is improved. Further, by adhering the metal foil or the glass 19 to the back surface of the resin substrate 14, the infiltration of moisture from the back surface of the resin substrate 14 can be suppressed (improvement of moisture resistance), and the reliability is improved and the heat dissipation is improved. It will be excellent. Also, as a feature of the COF structure, the warpage of the chip is less likely to occur because the amount of the underfill resin 20 injected is small. Therefore, the stress applied between the resin substrate 14 and the underfill resin 20 or between the semiconductor chip 16 and the underfill resin 20 can be reduced, and the damage to these interfaces is reduced. As a result, the reliability against ingress of moisture is improved. I do.
[0028]
In the case of FIG. 2A, the slits 18 are formed substantially parallel to and continuous with each side of the square, which is the planar shape of the semiconductor chip 16, but as shown in FIG. 2B. It may be formed discontinuously. In this case, there is an advantage in manufacturing as described later.
[0029]
Although the shape of the slit 18 formed continuously or discontinuously is a rectangle substantially parallel to each side of the semiconductor chip 16, the shape is not limited to a square but may be other shapes such as a polygon, an ellipse, and a perfect circle. The same effect can also be obtained by forming the bumps in a region closer to the end than the portion facing the bumps 17.
[0030]
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to the process sectional views shown in FIGS.
[0031]
First, as shown in FIG. 3A, a metal foil 22 such as Cu for lead wiring is bonded to a tape base material 21 (resin substrate 14 in FIG. 1) made of an epoxy resin in the same manner as a general TAB tape. Laminate using an adhesive sheet.
[0032]
Next, as shown in FIG. 3B, a slit 18 is formed in the tape base material 21 and separated into a substrate central portion 14a and a substrate peripheral portion 14b. Here, the slit 18 has, for example, the shape shown in FIG. The slit 18 is formed by masking a desired shape on the surface opposite to the surface on which the metal foil 22 for lead wiring is formed, and then etching the mask.
[0033]
Next, as shown in FIG. 3 (c), the metal foil 22 attached to the tape base material 21 is etched into a desired pattern to form the lead wire 15.
[0034]
Next, as shown in FIG. 3D, a metal foil or glass 19 of Al or the like is attached to the back side of the tape base 21, that is, the side opposite to the lead wiring. The attachment is performed using the adhesive resin and the adhesive sheet described above. At this time, the metal foil or glass 19 to be attached must completely cover the slit 18 so that the slit 18 is not exposed on the back surface.
[0035]
Next, as shown in FIG. 3E, the semiconductor chip 16 is mounted face down on the lead wire 15. Here, the leads 15 and electrodes (not shown) on the surface of the semiconductor chip 16 are connected by bumps 17. At this time, the load applied by the tool on the back surface of the chip is received by the substrate central portion 14 a through the lead wire 15. After the chip is mounted, the underfill resin 20 is injected and cured to complete.
[0036]
The above-described manufacturing method shown in FIG. 3 is an example, and as another method, the following procedure can be performed until the state shown in FIG. 3C is reached. First, as shown in FIG. 4, the tape base 21 and the metal foil 22 are attached to each other, and the metal foil 22 is etched into a desired pattern to form the lead wire 15, and then the slit 18 is formed in the tape base 21. A procedure of forming by etching is possible.
[0037]
Second, as shown in FIG. 5, before bonding the metal foil (22) to the tape base material 21, the metal foil (22) is preliminarily etched into a desired pattern to form the lead wire 15. Then, it can be bonded to the tape base 21 and then the slit 18 can be formed in the tape base 21 by etching.
[0038]
In each of the manufacturing methods described above, the slits 18 may be formed continuously in a square shape as shown in FIG. 2A, for example, or may be formed discontinuously in a square shape as shown in FIG. It is also applicable when it is done. Furthermore, the shape of the slit 18 is not limited to a quadrangle, and may be applied to a case where the shape is continuous or discontinuous, such as a polygon, an ellipse, or a perfect circle.
[0039]
When the slits 18 are discontinuously formed as shown in FIG. 2B, for example, the lead wires 15 are formed by etching into a desired pattern before the state shown in FIG. 3C is reached. The metal foil in the state and the tape base material 21 having the slit 18 punched out by etching or pressing can be bonded with the above-described adhesive resin or adhesive sheet, thereby facilitating the production. In this case, the discontinuous portion of the slit 18 may be provided in a portion corresponding to a corner (corner) of the semiconductor chip 16 as shown in FIG. 2B, before bonding to the metal foil on which the lead wire 15 is formed. This is preferable for maintaining the strength of the tape base material 21 in which the slit 18 is formed.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, the slits are formed in the resin substrate on which the semiconductor chip is mounted by FC in the region closer to the end than the portion facing the bumps, so that moisture entering from the side surface of the resin substrate exposed to the outside is slit. Stops in front of. As a result, it is difficult for moisture to reach the vicinity of the joint between the lead wire and the bump (improvement in moisture resistance), and reliability is improved. In addition, since a metal film or a glass layer is formed on the back surface of the resin substrate, the penetration of moisture from the back surface of the resin substrate is suppressed (improved moisture resistance), and the reliability is improved and the heat dissipation is excellent. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device (COF structure) according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a plan view showing an example of a slit formed in a resin substrate in the semiconductor device according to an embodiment of the present invention; FIG. 4 is a process sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a process sectional view showing another example of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a process cross-sectional view showing another example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device (COF structure).
14 Resin substrate 15 Lead wire 16 Semiconductor chip 17 Bump 18 Slit 19 Metal foil or glass 20 Underfill resin 21 Tape base

Claims

表面にリード線が形成された樹脂基板の前記表面と半導体チップの電極が存在する表面とが対向して配置され、前記半導体チップの電極と前記樹脂基板の表面に形成された前記リード線とがバンプによって電気的に接続され、前記半導体チップと前記樹脂基板との間が封止樹脂で封止された半導体装置であって、
前記樹脂基板には前記バンプと対向する部分よりも前記樹脂基板の端部側の領域にスリットが形成され、前記樹脂基板の裏面には少なくとも前記スリットを蓋するように金属膜またはガラス層が形成されたことを特徴とする半導体装置。The surface of the resin substrate on which the lead wires are formed and the surface on which the electrodes of the semiconductor chip are disposed are opposed to each other, and the electrodes of the semiconductor chip and the lead wires formed on the surface of the resin substrate are disposed A semiconductor device electrically connected by bumps, wherein the semiconductor chip and the resin substrate are sealed with a sealing resin,
A slit is formed on the resin substrate in a region closer to an end of the resin substrate than a portion facing the bump, and a metal film or a glass layer is formed on the back surface of the resin substrate so as to cover at least the slit. A semiconductor device characterized by being performed.

金属膜またはガラス層は樹脂基板の裏面の全面に形成されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the metal film or the glass layer is formed on the entire back surface of the resin substrate.

スリットは連続した環状に形成され、前記樹脂基板は前記スリットによって囲まれた領域と前記スリットの外方の領域とに分離されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the slit is formed in a continuous annular shape, and the resin substrate is separated into a region surrounded by the slit and a region outside the slit.

スリットは半導体チップの各辺と略平行に形成されたことを特徴とする請求項３記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the slit is formed substantially parallel to each side of the semiconductor chip.

スリットは不連続な環状に形成され、前記樹脂基板は前記スリットによって囲まれた領域と前記スリットの外方の領域とに前記スリットの不連続な部分を除いて分離されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。The slit is formed in a discontinuous annular shape, and the resin substrate is separated into a region surrounded by the slit and a region outside the slit except for a discontinuous portion of the slit. Item 3. The semiconductor device according to item 1 or 2.

スリットは半導体チップの各辺と略平行に形成されたことを特徴とする請求項５記載の半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the slit is formed substantially parallel to each side of the semiconductor chip.

半導体チップの各辺と略平行に形成されたスリットの不連続な部分は、前記半導体チップの角部と対向する部分であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the discontinuous portion of the slit formed substantially parallel to each side of the semiconductor chip is a portion facing a corner of the semiconductor chip.

半導体チップの表面の電極上にバンプを形成する工程と、
表面にリード線が形成されたチップ搭載基板を準備する工程と、
前記チップ搭載基板の前記リード線が形成された表面と前記半導体チップの前記バンプの形成された表面とを対向させ、前記バンプと前記リード線とを接続する工程と、
前記半導体チップと前記チップ搭載基板との間を封止樹脂により封止する工程とを含み、
前記準備されるチップ搭載基板は、表面に前記リード線が形成されかつ前記バンプと対向する部分よりも端部側の領域にスリットが形成された樹脂基板と、前記樹脂基板の裏面に少なくとも前記スリットを蓋するように形成された金属膜またはガラス層とを有する半導体装置の製造方法。Forming a bump on the electrode on the surface of the semiconductor chip;
A step of preparing a chip mounting board having a lead wire formed on the surface thereof,
Facing the surface of the semiconductor chip on which the lead wires are formed and the surface of the semiconductor chip on which the bumps are formed, and connecting the bumps and the lead wires;
Sealing the semiconductor chip and the chip mounting substrate with a sealing resin,
The prepared chip mounting substrate is a resin substrate in which the lead wire is formed on the surface and a slit is formed in a region closer to an end than a portion facing the bump, and at least the slit is formed on a back surface of the resin substrate. A method of manufacturing a semiconductor device having a metal film or a glass layer formed so as to cover the semiconductor device.

金属膜またはガラス層は樹脂基板の裏面の全面に形成されていることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the metal film or the glass layer is formed on the entire back surface of the resin substrate.