JP2012028636A - テープキャリア基板及び該テープキャリア基板を備えた半導体装置 - Google Patents

テープキャリア基板及び該テープキャリア基板を備えた半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】出力用導体配線が断線することを防止する。
【解決手段】半導体装置は、テープキャリア基板と、半導体素子8とを備えている。テープキャリア基板は、テープキャリア基材1の端部の上に設けられ、第1の方向Wに配列された複数の第1,第2の端子2a,2bを有する第1,第2の端子部2A,2Bと、テープキャリア基材1の上に設けられ、第1,第2の端子2a,2bと接続する第1,第2の導体配線3a,3bを有する第1,第2の配線部3A,3Bとを有している。テープキャリア基材1における第1の配線部3Aと第2の端子部2Bとの間には、第1の方向Wに配列され、且つ、各々が第2の方向Lに伸びる複数のスリット7が設けられている。複数のスリット7のうち両端に配置されたスリット7とテープキャリア基材1の第1の方向Wの両端との間隔S2l,S2rは、複数のスリット7のうち隣り合うスリット7同士の間隔S1よりも大きい。
【選択図】図4

Description

本発明は、テープキャリア基板及び該テープキャリア基板を備えた半導体装置に関する。
従来、半導体素子の実装技術の1つとして、TAB(Tape Automated Bonding)技術が知られている。TAB技術とは、テープ状の柔軟なテープキャリア基板の導体配線(リード)と半導体素子の端子とを、突起電極(バンプ)を介して、電気的に接続する技術である。テープキャリア基板に半導体素子が実装された半導体装置(TCP:Tape Carrier Package)は、主に、フラットパネルディスプレイのパネルに実装される駆動用ドライバとして使用される。
従来の半導体装置について、図10〜図11を参照しながら説明する。図10は、従来の半導体装置の構成を示す平面図である。図11は、従来の半導体装置の構成を示す断面図である。図11において、簡略的に図示する為に、金属板の図示を省略している。
図10に示すように、従来の半導体装置は、テープキャリア基板と、半導体素子108と、金属板111とを備えている。
テープキャリア基板は、図10に示すように、テープキャリア基材101と、入力端子102aを有する入力端子部102Aと、出力端子102bを有する出力端子部102Bと、入力用導体配線(図11:103a参照)を有する入力用配線部103Aと、出力用導体配線(図11:103b参照)を有する出力用配線部103Bと、入力用インナーリード(図11:104a参照)を有する入力用リード部(図11:104A参照)と、出力用インナーリード(図11:104b参照)を有する出力用リード部(図11:104B参照)と、絶縁膜105とを備えている。
図11に示すように、テープキャリア基材101には、デバイスホール106が設けられている。デバイスホール106には、半導体素子108が配置されている。
図10に示すように、テープキャリア基材101には、複数のスリット107が設けられている。複数のスリット107は、第1の方向Wに配列されている。複数のスリット107の各々は、第1の方向Wと直交する第2の方向Lに伸びている。間隔s2l及び間隔s2rは、間隔s1と同じである(s2l=s2r=s1)。間隔s2lは、複数のスリット107のうち一端(図10の紙面において左端)に配置されたスリット107とテープキャリア基材101の第1の方向Wの一端(図10の紙面において左端)との間隔である。間隔s2rは、複数のスリット107のうち他端(図10の紙面において右側)に配置されたスリット107とテープキャリア基材101の第1の方向Wの他端(図10の紙面において右端)との間隔である。間隔s1は、複数のスリット107のうち隣り合うスリット107同士の間隔である。
図10及び図11に示すように、入力端子部102Aは、複数の入力端子102aを有している。入力端子102aは、テープキャリア基材101の上に設けられている。複数の入力端子102aは、第1の方向Wに配列されている。出力端子部102Bは、複数の出力端子102bを有している。出力端子102bは、テープキャリア基材101の上に設けられている。複数の出力端子102bは、第1の方向Wに配列されている。
図11に示すように、入力用配線部103Aは、入力端子102aと接続する入力用導体配線103aを有している。入力用導体配線103aは、テープキャリア基材101の上に設けられている。出力用配線部103Bは、出力端子102bと接続する出力用導体配線103bを有している。出力用導体配線103bは、テープキャリア基材101の上に設けられている。
図11に示すように、入力用リード部104Aは、入力用導体配線103aと接続する入力用インナーリード104aを有している。入力用インナーリード104aは、デバイスホール106内に突出して設けられている。出力用リード部104Bは、出力用導体配線103bと接続する出力用インナーリード104bを有している。出力用インナーリード104bは、デバイスホール106内に突出して設けられている。
図11に示すように、絶縁膜105は、入力用,出力用導体配線103a,103bを覆うように、テープキャリア基材101の上に設けられている。
図11に示すように、半導体素子108の表面に形成された端子(図示省略)と、入力用インナーリード104aとは、突起電極109を介して電気的に接続している。半導体素子108の表面に形成された端子と、出力用インナーリード104bとは、突起電極109を介して電気的に接続している。
図11に示すように、半導体素子108の端子形成面(表面)、突起電極109及び入力用,出力用インナーリード104a,104bは、封止樹脂110で覆われている。
図10に示すように、デバイスホール106に配置された半導体素子108は、金属板111の凹部に嵌め込まれている。金属板111は、後述の図13及び図14に示すように、テープキャリア基材101の裏面(入力用,出力用導体配線103a,103b形成面と反対側の面)の上におけるデバイスホール106の周囲に設けられている。金属板111は、半導体素子108が嵌め込まれる凹部と、ねじ(図13及び図14:117参照)が螺着されるねじ孔(図14:112参照)とを有している。
以下に、従来の半導体装置が実装されたパネルについて、図12〜図14を参照しながら説明する。パネルとして、例えばプラズマディスプレイパネル(PDP)のパネルを用いた場合を具体例に挙げて説明する。図12は、従来の半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す斜視図である。図13は、従来の半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す拡大斜視図である。具体的には、図13は、図12に示す部分kの拡大図である。図14は、図13に示すXIV方向から見た矢視図である。
図12及び図13に示すように、PDPのパネルは、ガラスパネル113と、ガラスパネル113の後面に放熱シート(図示省略,図14:118参照)を介して貼り付けられたシャーシ114とを備えている。シャーシ114は、図14に示すように、ねじ117が螺着されるねじ孔116が設けられた突出部115を有している。
図13に示すように、半導体装置は、柔軟なテープキャリア基板が、第2の方向L(即ち、スリット107が伸びる方向)に沿って、湾曲形状に曲げられて、ガラスパネル113とシャーシ114とに固定されている。半導体装置は、その出力端子部102B側がガラスパネル113に固定されている一方、その入力端子部102A側がシャーシ114に固定されている。具体的には、図14に示すように、出力端子102bが、ガラスパネル113の前面に熱圧着されている。凹部に半導体素子108が嵌め込まれた金属板111のねじ孔112、及びシャーシ114が有する突出部115のねじ孔116に螺着されたねじ117により、半導体装置がシャーシ114に固定されている。
半導体装置が実装されたPDPのパネルは、筐体(図示省略)に収納される。
以上のように、半導体装置は、柔軟なテープキャリア基板が、第2の方向Lに沿って、湾曲形状に曲げられて、PDPのパネルに実装されている。この場合、第2の方向L(即ち、曲げ方向)に働く応力に加えて、第1の方向Wに働く応力が発生する。これらの応力を緩和するために、テープキャリア基材101に、複数のスリット107を設ける(例えば、特許文献1参照)。
特許第4121935号 特開2008−298828公報
しかしながら、従来のテープキャリア基板を備えた半導体装置では、以下に示す問題がある。この問題について、図15、図16及び図17(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図15は、PDPのパネルに実装された従来の半導体装置の問題について示す斜視図である。図16は、PDPのパネルに実装された従来の半導体装置の問題について示す拡大斜視図である。具体的には、図16は、図15に示すkの部分の拡大図である。図17(a) は、テープキャリア基板にストレスが負荷される前(変位前)の状態を示す拡大斜視図である。一方、図17(b) は、テープキャリア基板にストレスが負荷された後(変位後)の状態を示す拡大斜視図である。
パネルに半導体装置が実装されたPDPでは、電源のON/OFFにより、筐体内において非常に大きな温度変化が起こる。熱により、ガラスパネル113及びシャーシ114は、図15に示す方向に熱膨張する。ガラスパネル113とシャーシ114とは、異種材料からなるため、ガラスパネル113とシャーシ114とは、熱膨張率が異なる。このため、図16に示すように、ガラスパネル113とシャーシ114との間に熱膨張差が発生する。例えば、画面サイズが65インチクラスのPDPでは、シャーシ113とガラスパネル114との間に発生する熱膨張差は、約0.6mmであり、非常に大きい。
半導体装置は、ガラスパネル113とシャーシ114とに跨った状態で、ガラスパネル113とシャーシ114とに固定されている。このため、ガラスパネル113とシャーシ114との間に熱膨張差が発生すると、テープキャリア基板にストレスが負荷される。このストレスは、第1の方向W(即ち、複数のスリット107が配列する方向)に働く。
図17(b) に示すように、テープキャリア基板に、第1の方向Wに働くストレスが負荷されると、このストレスにより、テープキャリア基板は撓む。この撓みにより、テープキャリア基板に応力が発生し、発生した応力は、スリット107の周辺に集中する。このため、PDPの電源のON/OFFが繰り返される(言い換えれば、温度変化が繰り返される)ことにより、スリット107の周囲に配置された出力用導体配線103bが断線するという問題がある。
特に、現在、フラットパネルディスプレイ市場では、大画面化が進行している。これに伴い、ガラスパネル113及びシャーシ114の大型化が、進行している。大型化された場合、ガラスパネル113とシャーシ114との間に発生する熱膨張差が、非常に大きくなるため、テープキャリア基板に負荷されるストレスが、非常に大きくなる。このため、スリット107の周囲に配置された出力用導体配線103bの断線が顕著に起こる可能性がある。
また、現在、フラットパネルディスプレイ市場では、薄型化が進行している。これに伴い、ガラスパネル113及びシャーシ114の薄型化が、進行している。薄型化された場合、テープキャリア基板におけるガラスパネル113とシャーシ114とに跨った部分の長さが、非常に短くなるため、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力が、非常に大きくなる。このため、スリット107の周囲に配置された出力用導体配線103bの断線が顕著に起こる可能性がある。
前記に鑑み、本発明の目的は、テープキャリア基板を備えた半導体装置において、出力用導体配線が断線することを防止することである。
前記の目的を達成するために、本発明に係るテープキャリア基板は、テープキャリア基材と、テープキャリア基材の一端部の上に設けられ、第1の方向に配列された複数の第1の端子を有する第1の端子部と、テープキャリア基材の他端部の上に第1の端子部と対向して設けられ、第1の方向に配列された複数の第2の端子を有する第2の端子部と、テープキャリア基材の上に設けられ、第1の端子と接続する第1の導体配線を有する第1の配線部と、テープキャリア基材の上に設けられ、第2の端子と接続する第2の導体配線を有する第2の配線部とを備え、テープキャリア基材における第1の配線部と第2の端子部との間には、第1の方向に配列され、且つ、各々が第1の方向と直交する第2の方向に伸びる複数のスリットが設けられ、複数のスリットのうち一端に配置されたスリットとテープキャリア基材の第1の方向の一端との間隔、及び複数のスリットのうち他端に配置されたスリットとテープキャリア基材の第1の方向の他端との間隔は、複数のスリットのうち隣り合うスリット同士の間隔よりも大きいことを特徴とする。
本発明に係るテープキャリア基板によると、該テープキャリア基板を備えた半導体装置がパネルに実装されたフラットパネルディスプレイ(例えば、PDP)において、第1の方向に働くストレスの負荷によりテープキャリア基板が撓むことがあっても、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力を、テープキャリア基板全体に効果的に分散させることができる。このため、スリットの周囲に配置された第2の導体配線が断線することを防止することができる。従って、フラットパネルディスプレイとその駆動用ドライバとして使用される半導体装置との接続信頼性を向上させることができる。
本発明に係るテープキャリア基板において、テープキャリア基材における第1の配線部と第2の配線部との間には、半導体素子が配置されるデバイスホールが設けられていることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板において、デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が第1の導体配線と接続し他端が半導体素子と電気的に接続する第1のインナーリードを有する第1のリード部と、デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が第2の導体配線と接続し他端が半導体素子と電気的に接続する第2のインナーリードを有する第2のリード部とをさらに備えていることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板において、スリットの第1の方向の幅は、0.8mm以上であることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板において、スリットの第2の方向の端部の平面形状は、角部が丸められた形状であることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板において、テープキャリア基材の上におけるスリットの周囲に設けられたダミー配線をさらに備えていることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板において、テープキャリア基材の厚さは、50μm以下であることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板において、テープキャリア基材の弾性率は、6GPa以下であることが好ましい。
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、テープキャリア基板と、テープキャリア基板に配置された半導体素子とを備え、テープキャリア基板は、テープキャリア基材の一端部の上に設けられ、第1の方向に配列された複数の第1の端子を有する第1の端子部と、テープキャリア基材の他端部の上に第1の端子部と対向して設けられ、第1の方向に配列された複数の第2の端子を有する第2の端子部と、テープキャリア基材の上に設けられ、第1の端子と接続し且つ半導体素子と電気的に接続する第1の導体配線を有する第1の配線部と、テープキャリア基材の上に設けられ、第2の端子と接続し且つ半導体素子と電気的に接続する第2の導体配線を有する第2の配線部とを有し、テープキャリア基材における第1の配線部と第2の端子部との間には、第1の方向に配列され、且つ、各々が第1の方向と直交する第2の方向に伸びる複数のスリットが設けられ、複数のスリットのうち一端に配置されたスリットとテープキャリア基材の第1の方向の一端との間隔、及び複数のスリットのうち他端に配置されたスリットとテープキャリア基材の第1の方向の他端との間隔は、複数のスリットのうち隣り合うスリット同士の間隔よりも大きいことを特徴とする。
本発明に係る半導体装置によると、該半導体装置がパネルに実装されたフラットパネルディスプレイ(例えば、PDP)において、第1の方向に働くストレスの負荷によりテープキャリア基板が撓むことがあっても、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力を、テープキャリア基板全体に効果的に分散させることができる。このため、スリットの周囲に配置された第2の導体配線が断線することを防止することができる。従って、フラットパネルディスプレイとその駆動用ドライバとして使用される半導体装置との接続信頼性を向上させることができる。
本発明に係る半導体装置において、テープキャリア基材の上における半導体素子の周囲に設けられ、半導体素子が嵌め込まれる凹部を有する金属板をさらに備えていることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、テープキャリア基材における第1の配線部と第2の配線部との間には、デバイスホールが設けられ、デバイスホール内に、半導体素子が配置されていることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、テープキャリア基板は、デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が第1の導体配線と接続し他端が半導体素子と電気的に接続する第1のインナーリードを有する第1のリード部と、デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が第2の導体配線と接続し他端が半導体素子と電気的に接続する第2のインナーリードを有する第2のリード部とをさらに有していることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、スリットの第1の方向の幅は、0.8mm以上であることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、スリットの第2の方向の端部の平面形状は、角部が丸められた形状であることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、テープキャリア基板は、テープキャリア基材の上におけるスリットの周囲に設けられたダミー配線をさらに有していることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、テープキャリア基材の厚さは、50μm以下であることが好ましい。
本発明に係る半導体装置において、テープキャリア基材の弾性率は、6GPa以下であることが好ましい。
本発明に係るテープキャリア基板を備えた半導体装置によると、第2の導体配線が断線することを防止することができる。
(a) は、領域と断線本数との関係を示すグラフであり、(b) は、(a) に示す領域について示す平面図である。 本願発明者らの考察について示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るテープキャリア基板の構成について示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成について示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成について示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す拡大斜視図である。 図7に示すVIII方向から見た矢視図である。 (a) は、領域と断線本数との関係を示すグラフであり、(b) は、(a) に示す領域について示す平面図である。 従来の半導体装置の構成を示す平面図である。 従来の半導体装置の構成を示す断面図である。 従来の半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す斜視図である。 従来の半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す拡大斜視図である。 図13に示すXIV方向から見た矢視図である。 PDPのパネルに実装された従来の半導体装置の問題について示す斜視図である。 PDPのパネルに実装された従来の半導体装置の問題について示す拡大斜視図である。 (a) は、テープキャリア基板にストレスが負荷される前(変位前)の状態を示す拡大斜視図である。一方、(b) は、テープキャリア基板にストレスが負荷された後(変位後)の状態を示す拡大斜視図である。
上記の問題(即ち、スリットの周囲に配置された出力用導体配線が断線するという問題)について、本願発明者らが鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を見出した。
従来の半導体装置がパネルに実装されたPDPを用いて、以下の評価を行った。この評価について、図1(a) 〜(b) 及び図2を参照しながら説明する。図1(a) は、領域と断線本数との関係を示すグラフである。図1(b) は、図1(a) に示す領域について示す平面図である。図2は、本願発明者らの考察について示す平面図である。
図1(a) の横軸に示す領域a〜hとは、図1(b) に図示された領域a〜hに相当する。
従来の半導体装置がパネルに実装されたPDPのサンプルを、5コ準備した。5コのサンプル1〜5の各々において、領域a〜hに位置する出力用導体配線のうち、断線した出力用導体配線の本数を調べた。
複数のスリット107は、前述の図10に示すように、間隔s2l,s2rと間隔s1とが同じになるように配列されている(s2l=s2r=s1)。
図1(a) に示すように、領域b〜gでの断線本数は、領域a,hでの断線本数よりも多い。このように、本願発明者らは、複数のスリット107のうち両端に配置されたスリット107以外のスリット107の周囲での断線本数は、該両端に配置されたスリット107の周囲での断線本数よりも多いという知見を見出した。
領域b〜gでの断線本数が、領域a,hでの断線本数よりも多いのは、図2に示すように、可変領域D1の長さY1が、可変領域D2l,D2rの長さY2l,Y2rよりも短いことによるものと考えられる。可変領域D1は、平面形状が、長さY1及び幅X1の矩形状の領域である。可変領域D2lは、平面形状が、長さY2l及び幅X2lの矩形状の領域である。可変領域D2rは、平面形状が、長さY2r及び幅X2rの矩形状の領域である。長さY1は、スリット107の一端から金属板111までの長さをいう。長さY2l,Y2rは、出力端子部102Bから金属板111までの長さをいう。長さY2l,Y2rは、長さY1よりも長い(Y2l>Y1,Y2r>Y1)。長さY2lと長さY2rとは、同じである(Y2l=Y2r)。幅X1は、間隔s1と同じである(X1=s1)。幅X2lは、間隔s2lと同じである(X2l=s2l)。幅X2rは、間隔s2rと同じである(X2r=s2r)。幅X2l,X2rは、幅X1と同じである(X2l=X2r=X1)。
上述の通り、テープキャリア基板に、第1の方向Wに働くストレスが負荷されると、このストレスにより、テープキャリア基板が撓む。
可変領域D1は、テープキャリア基板の第1の方向Wの変位に対して、長さY1で拘束される。これに対して、可変領域D2lは、該変位に対して、長さY1と、長さY2lとで拘束される。可変領域D2rは、該変位に対して、長さY1と、長さY2rとで拘束される。
可変領域D2l,D2rの長さY2l,Y2rは、可変領域D1の長さY1よりも長い。このため、可変領域D2l,D2rは、可変領域D1よりも、余裕があるため、テープキャリア基板の第1の方向Wの変位による撓みに対する追従性が高い。このため、可変領域D2l,D2rに発生した応力を緩和させることができる。従って、可変領域D2l,D2rに含まれる領域a,hでの断線本数は、可変領域D1に含まれる領域b〜gでの断線本数よりも少ない。
図1の結果に基づいて、本願発明者らがさらに鋭意検討を重ねた結果、本願発明者らは、以下の知見を見出した。
本願発明者らは、後述の図9(a) 〜(b) に示すように、間隔S2l及び間隔S2rを、間隔S1よりも大きくする(S2l>S1,S2r>S1)ことにより、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力を、テープキャリア基板全体に効果的に分散させて、スリット7の周囲に配置された出力用導体配線3bが断線することを防止することができるという知見を見出した。本発明は、本願発明者らが見出した上記の知見に基づいて成された発明である。
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(一実施形態)
以下に、本発明の一実施形態に係るテープキャリア基板について、図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の一実施形態に係るテープキャリア基板の構成を示す平面図である。但し、図3に示すテープキャリア基板は、後述の通り、テープキャリア基板に半導体素子が実装される前のテープキャリア基板である。
本実施形態に係るテープキャリア基板は、図3に示すように、テープキャリア基材1と、入力端子2aを有する入力端子部2Aと、出力端子2bを有する出力端子部2Bと、入力用導体配線(後述の図5:3a参照)を有する入力用配線部3Aと、出力用導体配線(後述の図5:3b参照)を有する出力用配線部3Bと、入力用インナーリード(後述の図5:4a参照)を有する入力用リード部(後述の図5:4A参照)と、出力用インナーリード(後述の図5:4b参照)を有する出力用リード部(後述の図5:4B参照)と、絶縁膜5とを備えている。
テープキャリア基材1における入力用配線部3Aと出力用配線部3Bとの間には、デバイスホール6が設けられている。デバイスホール6には、半導体素子(後述の図4:8参照)が配置される。デバイスホール6の平面形状は、半導体素子の平面形状と相似の関係にあり、その平面積は、半導体素子の平面積よりも一回り大きい面積を有している。例えば、半導体素子の平面形状が、長方形状である場合、デバイスホール6の平面形状は、長方形状である。この場合、該長方形状の長辺方向は、第1の方向W(図3の紙面において横方向)と平行である。
テープキャリア基材1における入力用配線部3Aと出力端子部2Bとの間(言い換えれば、テープキャリア基材1における出力用導体配線3bの周囲)には、複数のスリット7が設けられている。複数のスリット7は、第1の方向Wに配列されている。複数のスリット7の各々は、第1の方向Wと直交する第2の方向L(図1の紙面において縦方向)に伸びている。スリット7の第1の方向Wの幅は、例えば0.8mm以上であることが好ましい。スリット7の第2の方向Lの端部の平面形状は、例えば角部が丸められた形状であることが好ましい。具体的には例えばR形状であることが好ましい。
入力端子部2Aは、複数の入力端子2aを有している。複数の入力端子2aは、テープキャリア基材1の上に設けられている。複数の入力端子2aは、第1の方向Wに配列されている。出力端子部2Bは、複数の出力端子2bを有している。複数の出力端子2bは、テープキャリア基材1の上に設けられている。複数の出力端子2bは、第1の方向Wに配列されている。入力端子部2Aと出力端子部2Bとは、第2の方向Lに沿って、対向している。
入力用配線部3Aは、入力端子2aと接続する入力用導体配線(後述の図5,3a参照)を有している。複数の入力用導体配線は、テープキャリア基材1の上に設けられている。出力用配線部3Bは、出力端子2bと接続する出力用導体配線(後述の図5,3b参照)を有している。複数の出力用導体配線は、テープキャリア基材1の上に設けられている。入力用導体配線及び出力用導体配線は、例えば銅からなる。
入力用リード部4Aは、入力用導体配線(後述の図5:3a)と接続する入力用インナーリード(後述の図5:4a参照)を有している。入力用インナーリードは、デバイスホール6内に突出するように設けられている。入力用インナーリードは、デバイスホール6内に配置された半導体素子(後述の図5:8参照)と電気的に接続している。出力用リード部4Bは、出力用導体配線(後述の図5:3b)と接続する出力用インナーリード(後述の図5:4b参照)を有している。出力用インナーリードは、デバイスホール6内に突出するように設けられている。出力用インナーリードは、デバイスホール6内に配置された半導体素子と電気的に接続している。
このように、後述の図5に示すように、入力用導体配線3aは、その一端が、半導体素子8と電気的に接続する入力用インナーリード4aと接続している一方、その他端が、入力端子2aと接続している。出力用導体配線3bは、その一端が、半導体素子8と電気的に接続する出力用インナーリード4bと接続している一方、その他端が、出力端子2bと接続している。
テープキャリア基材1は、その厚みが、例えば50μm以下である、又はその弾性率が、例えば6GPa以下であることが好ましい。
絶縁膜5は、テープキャリア基材1の上に、入力用導体配線3a及び出力用導体配線3bを覆うように設けられている。絶縁膜5は、例えばポリイミド及びエポキシ等の有機絶縁材料からなる。
デバイスホール6内に半導体素子(後述の図4:8参照)が配置されたテープキャリア基板は、最終的には、テープキャリア基材1が、後述の図4に示す形状に打ち抜かれる。図3に示す点線は、打ち抜き線lである。
複数のスリット7のうち一端(図3の紙面において左端)に配置されたスリット7と、打ち抜き線lとの間隔S2lは、複数のスリット7のうち隣り合うスリット7同士の間隔S1よりも大きい(S2l>S1)。複数のスリット7のうち他端(図3の紙面において右側)に配置されたスリット7と、打ち抜き線lとの間隔S2rは、間隔S1よりも大きい(S2r>S1)。間隔S2lと間隔S2rとは同じである(S2l=S2r)。間隔S2l,S2r,S1の数値は、パネルに取り付けられる半導体装置の取り付け高さ、テープキャリア基板の第1の方向Wの幅、及びスリット7の本数等により決められる。具体的には、間隔S2lは、例えば9.5mmである。間隔S2rは、例えば9.5mmである。間隔S1は、例えば8mmである。
以下に、本発明の一実施形態に係る半導体装置について、図4〜図5を参照しながら説明する。本実施形態に係る半導体装置は、本実施形態に係るテープキャリア基板に半導体素子が実装された半導体装置である。図4は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成について示す平面図である。図5は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成について示す断面図である。図5において、簡略的に図示する為に、金属板の図示を省略している。
半導体装置は、図4に示すように、テープキャリア基板と、半導体素子8と、金属板11とを備えている。但し、テープキャリア基板は、前述の通り、図3に示す打ち抜き線lに沿ってテープキャリア基材1が打ち抜かれたテープキャリア基板である。
図5に示すように、半導体素子8の表面に形成された端子(図示省略)と、デバイスホール6内に突出して設けられた入力用インナーリード4aとは、突起電極9を介して電気的に接続している。半導体素子8の表面に形成された端子と、デバイスホール6内に突出して設けられた出力用インナーリード4bとは、突起電極9を介して電気的に接続している。
図5に示すように、半導体素子8の端子形成面(表面)、突起電極9及び入力用,出力用インナーリード4a,4bは、封止樹脂10で覆われている。
金属板11は、例えばアルミニウムからなる。金属板11は、図4に示すように、テープキャリア基材1の裏面の上におけるデバイスホール6の周囲に設けられている。テープキャリア基材1の裏面とは、テープキャリア基材1における入力用,出力用導体配線(図5:3a,3b参照)が設けられた面と反対側の面をいう。後述の図8に示すように、金属板11におけるテープキャリア基材1と接する面は、平坦面であり、テープキャリア基材1と金属板11との間には、例えば両面テープ等の接着剤(図示省略)が設けられている。接着剤により、金属板11は、テープキャリア基材1に接着されている。
金属板11は、半導体素子8が嵌め込まれる凹部、及びねじ(後述の図8:17参照)が螺着されるねじ孔(後述の図8:12参照)を有している。凹部は、金属板11におけるテープキャリア基材1と接する面に設けられ、凹部には、半導体素子8が嵌め込まれている。凹部の底面と、半導体素子8の裏面(即ち、半導体素子14の端子形成面(表面)と反対側の面)との間には、例えばシリコン等の樹脂、又は熱伝導性の導電性ペースト(図示省略)が充填されている。
以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図3に示すテープキャリア基板を準備する。
次に、半導体素子8の表面に形成された端子の上に、突起電極9を設けた後、ボンディングツールによって、突起電極9と、入力用,出力用インナーリード4a,4bとを熱圧着する。なお、入力用,出力用インナーリード4a,4bの上に、突起電極9を設けた後、ボンディングツールによって、突起電極9と、半導体素子8の端子とを熱圧着してもよい。
次に、半導体素子8の端子形成面(表面)、突起電極9及び入力用,出力用インナーリード4a,4bに、例えば熱硬化性樹脂をポッティングする。その後、加熱により、熱硬化性樹脂を硬化して、封止樹脂10を設ける。これにより、半導体素子8、突起電極9及び入力用,出力用インナーリード4a,4bを、外力、湿気及び汚染物等の悪い環境から、電気的及び物理的に保護する。
次に、テープキャリア基材1を、図3に示す打ち抜き線lに沿って、打ち抜く。
次に、金属板11の凹部の底面に、例えば熱伝導性の導電性ペーストを塗布する。その後、金属板11の凹部に、半導体素子8を嵌め込み、例えば両面テープ等の接着剤により、テープキャリア基材1と金属板11とを接着する。金属板11の凹部の底面と、半導体素子8の裏面(端子形成面と反対側の面)との間には、導電性ペーストが充填される。なお、導電性ペーストの代わりに、樹脂を用いてもよい。
以上のようにして、本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。
以下に、本発明の一実施形態に係る半導体装置が実装されたPDPのパネルについて、図6〜図8を参照しながら説明する。図6は、本発明の一実施形態に係る半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す斜視図である。図7は、本発明の一実施形態に係る半導体装置が実装されたPDPのパネルの構成を示す拡大斜視図である。具体的には、図7は、図6に示す部分Kの拡大図である。図8は、図7に示すVIII方向から見た矢視図である。
PDPのパネルは、図6及び図7に示すように、ガラスパネル13と、ガラスパネル13の後面に放熱シート(図示省略,図8:18参照)を介して貼り付けられたシャーシ14とを備えている。シャーシ14は、図8に示すように、ねじ17が螺着されるねじ孔16が設けられた突出部15を有している。
PDPのパネルには、半導体装置が実装されている。PDPのパネルに実装された半導体装置は、例えば駆動用ドライバとして使用される。図7に示すように、半導体装置は、柔軟なテープキャリア基板が、湾曲形状に曲げられて、ガラスパネル13とシャーシ14とに固定されている。
テープキャリア基板は、第2の方向Lに沿って、曲げられている。第2の方向Lは、スリット7が伸びる方向である。テープキャリア基板は、入力用,出力用導体配線3a,3b側の面を内側にして(言い換えれば、金属板11側の面を外側にして)、曲げられている。
半導体装置は、その出力端子部2B側が、ガラスパネル13の前面に固定されている。具体的には、図8に示すように、例えば異方性導電フィルム (ACF:anisotropic conductive film) により、半導体装置は、出力端子2bが、ガラスパネル13の前面に熱圧着されている。これにより、出力端子2bと接続する出力用導体配線3bが、ガラスパネル13と電気的に接続されている。
一方、半導体装置は、その入力端子部2A側が、シャーシ14に固定されている。具体的には、図8に示すように、金属板11のねじ孔12、及びシャーシ14が有する突出部15のねじ孔16に螺着されるねじ17により、半導体装置は、その入力端子部2A側が、シャーシ14に固定されている。例えばアルミニウムからなる金属板11を、シャーシ14が有する突出部15に接触させることにより、金属板11の凹部に嵌め込まれた半導体素子8からの熱を、シャーシ14に放熱させることができる。
ガラスパネル13は、ガラス板である。ガラスパネル13の前面には、上述の通り、半導体装置の出力端子部2B側が固定されている。図6に示すように、ガラスパネル13の後面には、放熱シート(図8:18参照)を介して、ガラスパネル13と略同サイズのシャーシ14が貼り付けられている。このように、ガラスパネル13とシャーシ14との間に放熱シートを介するのは、近年、PDPでは、高電圧駆動のため、パネル及び電源等の周辺部品の発熱量が非常に大きくなってきているからである。
シャーシ14は、図8に示すように、放熱シート18と接する面と反対側の面に設けられた突出部15を有している。突出部15には、ねじ孔16が設けられている。上述の通り、シャーシ14には、半導体装置の入力端子部2A側が固定されている。シャーシ14は、PDPのパネルに映像を出力するための中心的な役割を担っている。シャーシ14には、電源回路及び信号制御の回路基板(図示省略)が取り付けられている。
半導体装置が実装されたPDPのパネルは、筐体(図示省略)に収納される。このように、半導体装置は、ガラスパネル13及びシャーシ14と筐体との間の狭い隙間に収納されている。
以下に、本実施形態に係る半導体装置を、PDPのパネルに実装する方法について説明する。
まず、例えばACFにより、出力端子2bを、ガラスパネル13の前面に熱圧着する。これにより、半導体装置の出力端子部2B側を、ガラスパネル13に固定する。
次に、テープキャリア基板を、金属板11側の面を外側にして、第2の方向Lに沿って、湾曲形状に曲げる。このとき、金属板11に設けられたねじ孔12と、シャーシ14が有する突出部15に設けられたねじ孔16とが連通するように、テープキャリア基板を曲げる。
次に、金属板11のねじ孔12及び突出部15のねじ孔16に、ねじ17を螺着する。これにより、半導体装置の入力端子部2A側を、シャーシ14に固定する。
以上のようにして、本実施形態に係る半導体装置を、PDPのパネルに実装することができる。半導体装置が実装されたPDPのパネルは、筐体に収納される。
本発明の一実施形態に係る半導体装置がパネルに実装されたPDPを用いて、以下の評価を行った。この評価について、図9(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図9(a) は、領域と断線本数との関係を示すグラフである。図9(b) は、図9(a) に示す領域について示す平面図である。
図9(a) の横軸に示す領域A〜Hとは、図9(b) に図示された領域A〜Hに相当する。
本発明の一実施形態に係る半導体装置がパネルに実装されたPDPのサンプルを、2コ準備した。2コのサンプル1〜2の各々において、領域A〜Hに位置する出力用導体配線のうち、断線した出力用導体配線の本数を調べた。
前述の図1(a) に示す結果(従来の半導体装置がパネルに実装されたPDPの結果)と、図9(a) に示す結果とを比較すると、本実施形態では、従来に比べて、断線本数が約2分の1に減少していることが判る。このことからも判るように、間隔S2l,S2rを間隔S1よりも大きくすることにより、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力を、テープキャリア基板全体に効果的に分散させることができる。
本実施形態によると、間隔S2l,S2rを間隔S1よりも大きくする。これにより、本実施形態に係る半導体装置がパネルに実装されたPDPにおいて、第1の方向Wに働くストレスの負荷によりテープキャリア基板が撓むことがあっても、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力を、テープキャリア基板全体に効果的に分散させることができる。このため、スリット7の周囲に配置された出力用導体配線3bが断線することを防止することができる。従って、PDPとその駆動用ドライバとして使用される半導体装置との接続信頼性を向上させることができる。
加えて、本実施形態によると、複数のスリット7の第1の方向Wの幅を、例えば0.8mm以上とする。このようにすると、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力が、スリット7の周辺(特に、スリット7の第2の方向Lの両端)に集中して、テープキャリア基材1が破断することを防止することができる。
さらに、本実施形態によると、スリット7の第2の方向Lの端部の平面形状を、例えば角部が丸められた形状とする。このようにすると、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力が、スリット7の周辺(特に、スリット7の第2の方向Lの両端)に集中して、テープキャリア基材1が破断することを防止することができる。
さらに、本実施形態によると、テープキャリア基材1の厚さを、例えば50μm以下とする、又はテープキャリア基材1の弾性率を、例えば6GPa以下とする。このようにすると、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力を、テープキャリア基板全体に分散させることができる。このため、スリット7の周囲に配置された出力用導体配線3bが断線することをより一層防止することができる。
なお、本実施形態では、図4に示すように、間隔S2lと間隔S2rとが同じ(S2l=S2r)場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第1に例えば、間隔S2lが、間隔S2rよりも小さくてもよい(S2l<S2r)。第2に例えば、間隔S2lが、間隔S2rよりも大きくてもよい(S2l>S2r)。即ち、間隔S2l,S2rが、間隔S1よりも大きければよい(S2l>S1,S2r>S1)。
また、本実施形態では、半導体装置として、TCP(配線基板に設けられたデバイスホールに、半導体素子8が実装された半導体装置)を用いた場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、COP(Chip On Film)を用いてもよい。この場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。COPの場合、デバイスホールを設けずに、配線基板に、半導体素子を直接実装することができる。
また、本実施形態では、スリット7の第2の方向Lの端部の平面形状が、例えばR形状である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
<一実施形態の変形例>
テープキャリア基材の上におけるスリットの周囲に、複数のダミー配線を設ける。
このようにすると、テープキャリア基板の撓みによりテープキャリア基板に発生する応力が、スリットの周辺に集中しても、ダミー配線が断線するため、出力用導体配線が断線することを防止することができる。
なお、本発明は、以上に説明した一実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の形態に変形して実施可能である。
本発明は、出力用導体配線の断線を防止することができ、テープキャリア基板及び該テープキャリア基板を備えた半導体装置に有用である。
1 テープキャリア基材
2A 入力端子部
2a 入力端子
2B 出力端子部
2b 出力端子
3A 入力用配線部
3a 入力用導体配線
3B 出力用配線部
3b 出力用導体配線
4A 入力用リード部
4a 入力用インナーリード
4B 出力用リード部
4b 出力用インナーリード
5 絶縁膜
6 デバイスホール
7 スリット
8 半導体素子
9 突起電極
10 封止樹脂
11 金属板
12 ねじ孔
13 ガラスパネル
14 シャーシ
15 突出部
16 ねじ孔
17 ねじ
18 放熱シート

Claims (17)

  1. テープキャリア基材と、
    前記テープキャリア基材の一端部の上に設けられ、第1の方向に配列された複数の第1の端子を有する第1の端子部と、
    前記テープキャリア基材の他端部の上に前記第1の端子部と対向して設けられ、前記第1の方向に配列された複数の第2の端子を有する第2の端子部と、
    前記テープキャリア基材の上に設けられ、前記第1の端子と接続する第1の導体配線を有する第1の配線部と、
    前記テープキャリア基材の上に設けられ、前記第2の端子と接続する第2の導体配線を有する第2の配線部とを備え、
    前記テープキャリア基材における前記第1の配線部と前記第2の端子部との間には、前記第1の方向に配列され、且つ、各々が前記第1の方向と直交する第2の方向に伸びる複数のスリットが設けられ、
    前記複数のスリットのうち一端に配置されたスリットと前記テープキャリア基材の前記第1の方向の一端との間隔、及び前記複数のスリットのうち他端に配置されたスリットと前記テープキャリア基材の前記第1の方向の他端との間隔は、前記複数のスリットのうち隣り合うスリット同士の間隔よりも大きいことを特徴とするテープキャリア基板。
  2. 請求項1に記載のテープキャリア基板において、
    前記テープキャリア基材における前記第1の配線部と前記第2の配線部との間には、半導体素子が配置されるデバイスホールが設けられていることを特徴とするテープキャリア基板。
  3. 請求項2に記載のテープキャリア基板において、
    前記デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が前記第1の導体配線と接続し他端が前記半導体素子と電気的に接続する第1のインナーリードを有する第1のリード部と、
    前記デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が前記第2の導体配線と接続し他端が前記半導体素子と電気的に接続する第2のインナーリードを有する第2のリード部とをさらに備えていることを特徴とするテープキャリア基板。
  4. 請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のテープキャリア基板において、
    前記スリットの前記第1の方向の幅は、0.8mm以上であることを特徴とするテープキャリア基板。
  5. 請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のテープキャリア基板において、
    前記スリットの前記第2の方向の端部の平面形状は、角部が丸められた形状であることを特徴とするテープキャリア基板。
  6. 請求項1〜5のうちいずれか1項に記載のテープキャリア基板において、
    前記テープキャリア基材の上における前記スリットの周囲に設けられたダミー配線をさらに備えていることを特徴とするテープキャリア基板。
  7. 請求項1〜6のうちいずれか1項に記載のテープキャリア基板において、
    前記テープキャリア基材の厚さは、50μm以下であることを特徴とするテープキャリア基板。
  8. 請求項1〜7のうちいずれか1項に記載のテープキャリア基板において、
    前記テープキャリア基材の弾性率は、6GPa以下であることを特徴とするテープキャリア基板。
  9. テープキャリア基板と、
    前記テープキャリア基板に配置された半導体素子とを備え、
    前記テープキャリア基板は、
    テープキャリア基材の一端部の上に設けられ、第1の方向に配列された複数の第1の端子を有する第1の端子部と、
    前記テープキャリア基材の他端部の上に前記第1の端子部と対向して設けられ、前記第1の方向に配列された複数の第2の端子を有する第2の端子部と、
    前記テープキャリア基材の上に設けられ、前記第1の端子と接続し且つ前記半導体素子と電気的に接続する第1の導体配線を有する第1の配線部と、
    前記テープキャリア基材の上に設けられ、前記第2の端子と接続し且つ前記半導体素子と電気的に接続する第2の導体配線を有する第2の配線部とを有し、
    前記テープキャリア基材における前記第1の配線部と前記第2の端子部との間には、前記第1の方向に配列され、且つ、各々が前記第1の方向と直交する第2の方向に伸びる複数のスリットが設けられ、
    前記複数のスリットのうち一端に配置されたスリットと前記テープキャリア基材の前記第1の方向の一端との間隔、及び前記複数のスリットのうち他端に配置されたスリットと前記テープキャリア基材の前記第1の方向の他端との間隔は、前記複数のスリットのうち隣り合うスリット同士の間隔よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項9に記載の半導体装置において、
    前記テープキャリア基材の上における前記半導体素子の周囲に設けられ、前記半導体素子が嵌め込まれる凹部を有する金属板をさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
  11. 請求項9又は10に記載の半導体装置において、
    前記テープキャリア基材における前記第1の配線部と前記第2の配線部との間には、デバイスホールが設けられ、
    前記デバイスホール内に、前記半導体素子が配置されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 請求項11に記載の半導体装置において、
    前記テープキャリア基板は、
    前記デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が前記第1の導体配線と接続し他端が前記半導体素子と電気的に接続する第1のインナーリードを有する第1のリード部と、
    前記デバイスホール内に突出するように設けられ、一端が前記第2の導体配線と接続し他端が前記半導体素子と電気的に接続する第2のインナーリードを有する第2のリード部とをさらに有していることを特徴とする半導体装置。
  13. 請求項9〜12のうちいずれか1項に記載の半導体装置において、
    前記スリットの前記第1の方向の幅は、0.8mm以上であることを特徴とする半導体装置。
  14. 請求項9〜13のうちいずれか1項に記載の半導体装置において、
    前記スリットの前記第2の方向の端部の平面形状は、角部が丸められた形状であることを特徴とする半導体装置。
  15. 請求項9〜14のうちいずれか1項に記載の半導体装置において、
    前記テープキャリア基板は、前記テープキャリア基材の上における前記スリットの周囲に設けられたダミー配線をさらに有していることを特徴とする半導体装置。
  16. 請求項9〜15のうちいずれか1項に記載の半導体装置において、
    前記テープキャリア基材の厚さは、50μm以下であることを特徴とする半導体装置。
  17. 請求項9〜16のうちいずれか1項に記載の半導体装置において、
    前記テープキャリア基材の弾性率は、6GPa以下であることを特徴とする半導体装置。
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