JP3076283B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP3076283B2 JP3076283B2 JP09263425A JP26342597A JP3076283B2 JP 3076283 B2 JP3076283 B2 JP 3076283B2 JP 09263425 A JP09263425 A JP 09263425A JP 26342597 A JP26342597 A JP 26342597A JP 3076283 B2 JP3076283 B2 JP 3076283B2
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- semiconductor chip
- film
- semiconductor device
- resin film
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
- H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
-
- H—ELECTRICITY
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型の半導
体装置に関し、特にＣＳＰ（チップサイズパッケージ）
構造の半導体装置に関する。
体装置に関し、特にＣＳＰ（チップサイズパッケージ）
構造の半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体チップを封止するパッケー
ジ構造としては、リードフレームを用いた樹脂封止構造
のものが多く用いられ、実装はパッケージから導出する
外部リードを回路基板等に半田付けすることにより行っ
ている。しかし、最近は、パッケージの小型、薄型化の
傾向が強くなり、ＣＳＰと呼ばれる小型で薄型の表面実
装型の半導体装置が実用化されている。
ジ構造としては、リードフレームを用いた樹脂封止構造
のものが多く用いられ、実装はパッケージから導出する
外部リードを回路基板等に半田付けすることにより行っ
ている。しかし、最近は、パッケージの小型、薄型化の
傾向が強くなり、ＣＳＰと呼ばれる小型で薄型の表面実
装型の半導体装置が実用化されている。
【０００３】この、従来のＣＳＰは、図３の断面図に示
すように、半導体チップ１の周囲をエポキシ樹脂６で被
覆し、その際、半導体チップ１の接続用バンプ２は開口
部を設けて露出させ、この露出した接続用バンプ２に、
半田ボール４を接合させた構造を有している。この他の
ＣＳＰとしては、ポリイミドテープやプリント基板上
に、半導体チップを直接インナーバンプボンディング
（ＩＢＢ）し、そのまま樹脂を被覆した構造などがあ
る。
すように、半導体チップ１の周囲をエポキシ樹脂６で被
覆し、その際、半導体チップ１の接続用バンプ２は開口
部を設けて露出させ、この露出した接続用バンプ２に、
半田ボール４を接合させた構造を有している。この他の
ＣＳＰとしては、ポリイミドテープやプリント基板上
に、半導体チップを直接インナーバンプボンディング
（ＩＢＢ）し、そのまま樹脂を被覆した構造などがあ
る。
【０００４】この図３に示したＣＳＰは、ＣＳＰとして
は最も簡単な構造であるが、それでも、バンプ形成、樹
脂封止、半田ボール付け、の３工程を必要とし、その他
の構造となると、テープ等のインサーターが介在した複
雑な構造となり、多工程を要する上に高価なものとな
る。
は最も簡単な構造であるが、それでも、バンプ形成、樹
脂封止、半田ボール付け、の３工程を必要とし、その他
の構造となると、テープ等のインサーターが介在した複
雑な構造となり、多工程を要する上に高価なものとな
る。
【０００５】また、図４の断面図に示すように、基板７
上に形成された配線８に、接続用バンプ２を介して半導
体チップ１が接続され、この半導体チップ１を樹脂封止
ではなく熱収縮性樹脂フィルム３で被覆し、熱を加えて
基板７とともに収縮密閉するＣＳＰ構造も提案されてい
る（特開昭５９−５６７４５号公報）。この図４の構造
によれば、封止工程は簡略化されるものの、基板までを
含めて密閉する構造であるため、パッケージの小型、薄
型化にはつながっていない。
上に形成された配線８に、接続用バンプ２を介して半導
体チップ１が接続され、この半導体チップ１を樹脂封止
ではなく熱収縮性樹脂フィルム３で被覆し、熱を加えて
基板７とともに収縮密閉するＣＳＰ構造も提案されてい
る（特開昭５９−５６７４５号公報）。この図４の構造
によれば、封止工程は簡略化されるものの、基板までを
含めて密閉する構造であるため、パッケージの小型、薄
型化にはつながっていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の第
１の問題点は、半導体装置の組立工程が非常に複雑であ
るという点である。その理由は、接続用バンプの形成を
終えた半導体チップ１を、エポキシ樹脂で封止した後
に、別の工程を設けて半田ボールを接合しなければなら
ないためである。第２の問題点は、封止するエポキシ樹
脂の厚さは、気密性や機械的強度の点であまり薄くする
ことができないため、半導体装置の小型化、薄型化が制
限される点である。その理由は、エポキシ樹脂は、金型
を用いた低圧トランスファー成型で注入するため、ある
値より薄くなると、エポキシ樹脂の流動が確保できない
ためである。本発明は、このような従来の課題を解決す
べく、組み立てが容易で、かつ小型で薄型の半導体装置
を提供することを目的としている。
１の問題点は、半導体装置の組立工程が非常に複雑であ
るという点である。その理由は、接続用バンプの形成を
終えた半導体チップ１を、エポキシ樹脂で封止した後
に、別の工程を設けて半田ボールを接合しなければなら
ないためである。第２の問題点は、封止するエポキシ樹
脂の厚さは、気密性や機械的強度の点であまり薄くする
ことができないため、半導体装置の小型化、薄型化が制
限される点である。その理由は、エポキシ樹脂は、金型
を用いた低圧トランスファー成型で注入するため、ある
値より薄くなると、エポキシ樹脂の流動が確保できない
ためである。本発明は、このような従来の課題を解決す
べく、組み立てが容易で、かつ小型で薄型の半導体装置
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、接続用バンプ
で電極を形成した半導体チップを熱収縮性樹脂フィルム
で被覆し、あらかじめ熱収縮性樹脂フィルムに嵌め込ま
れている半田ボールと前記接続用バンプとを、熱収縮性
樹脂フィルムの収縮により加圧接触させた半導体装置で
ある。あるいは、接続用バンプで電極を形成した半導体
チップを、熱収縮性を有する異方性導電フィルムで被覆
し、この異方性導電フィルムと前記接続用バンプとを加
圧接触させた半導体装置である。
で電極を形成した半導体チップを熱収縮性樹脂フィルム
で被覆し、あらかじめ熱収縮性樹脂フィルムに嵌め込ま
れている半田ボールと前記接続用バンプとを、熱収縮性
樹脂フィルムの収縮により加圧接触させた半導体装置で
ある。あるいは、接続用バンプで電極を形成した半導体
チップを、熱収縮性を有する異方性導電フィルムで被覆
し、この異方性導電フィルムと前記接続用バンプとを加
圧接触させた半導体装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体装置の実施
の形態に付いて、図面を参照して詳細に説明する。図１
は本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１（ａ）は
フィルム収縮前の状態を示す断面図、図１（ｂ）はフィ
ルム収縮後の状態を示す断面図である。図１を参照する
と、半導体チップ１上に接続用のバンプ２を形成し、一
方、外部接続端子となる半田ボール４を、接続用バンプ
２の位置に合致するように、あらかじめ他の製造工程に
て熱収縮性樹脂フィルム３に嵌め込み、この熱収縮性樹
脂フィルム３を封筒状に予備成形して半導体チップ１を
この封筒内に矢印方向に挿入し、加熱処理を行うことに
より熱収縮性樹脂フィルム３を収縮させ、半導体チップ
１の外部環境からの保護と、半田ボール４と接続用バン
プ２との接合を同時に行う構造をとることができる。
の形態に付いて、図面を参照して詳細に説明する。図１
は本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１（ａ）は
フィルム収縮前の状態を示す断面図、図１（ｂ）はフィ
ルム収縮後の状態を示す断面図である。図１を参照する
と、半導体チップ１上に接続用のバンプ２を形成し、一
方、外部接続端子となる半田ボール４を、接続用バンプ
２の位置に合致するように、あらかじめ他の製造工程に
て熱収縮性樹脂フィルム３に嵌め込み、この熱収縮性樹
脂フィルム３を封筒状に予備成形して半導体チップ１を
この封筒内に矢印方向に挿入し、加熱処理を行うことに
より熱収縮性樹脂フィルム３を収縮させ、半導体チップ
１の外部環境からの保護と、半田ボール４と接続用バン
プ２との接合を同時に行う構造をとることができる。
【０００９】このように、熱収縮により半導体チップ１
を封止した熱収縮性樹脂フィルム３は、外部環境より半
導体チップ１を保護するとともに、その収縮力により、
外部接続端子となる半田ボール４を接続用バンプ２に強
固に接合している。これにより、半導体チップ１の信頼
性と電気的特性を確保することができる。
を封止した熱収縮性樹脂フィルム３は、外部環境より半
導体チップ１を保護するとともに、その収縮力により、
外部接続端子となる半田ボール４を接続用バンプ２に強
固に接合している。これにより、半導体チップ１の信頼
性と電気的特性を確保することができる。
【００１０】次に、本発明の第１の実施の形態を、図１
を用いてさらに具体的に説明する。まず、半導体チップ
１上に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金にて接続用バンプ２を形
成する。次に、この半導体チップ１の封止を行うため
に、熱収縮性樹脂フィルム３としてポリエチレンフィル
ムを使用し、このポリエチレンフィルムに半田ボール４
を、あらかじめ嵌め込んでおく。半田ボール４を嵌め込
む方法としては、ポリエチレンフィルムに貫通穴をあ
け、この穴に半田ボール４を押し込んで固定する。ま
た、貫通穴のピッチ間隔は、あらかじめポリエチレンフ
ィルムの収縮率を見込んで決定する。
を用いてさらに具体的に説明する。まず、半導体チップ
１上に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金にて接続用バンプ２を形
成する。次に、この半導体チップ１の封止を行うため
に、熱収縮性樹脂フィルム３としてポリエチレンフィル
ムを使用し、このポリエチレンフィルムに半田ボール４
を、あらかじめ嵌め込んでおく。半田ボール４を嵌め込
む方法としては、ポリエチレンフィルムに貫通穴をあ
け、この穴に半田ボール４を押し込んで固定する。ま
た、貫通穴のピッチ間隔は、あらかじめポリエチレンフ
ィルムの収縮率を見込んで決定する。
【００１１】この半田ボール４を嵌め込んだフィルム面
を、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の接続用
バンプ２が設けられた面に対応する部位に用い、反対側
の半導体チップ１の裏面に対応する部位には、何も嵌め
込まれていないポリエチレンフィルム面をそのまま用
い、このフィルムを図１（ａ）に示すように封筒状に形
成しておく。
を、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の接続用
バンプ２が設けられた面に対応する部位に用い、反対側
の半導体チップ１の裏面に対応する部位には、何も嵌め
込まれていないポリエチレンフィルム面をそのまま用
い、このフィルムを図１（ａ）に示すように封筒状に形
成しておく。
【００１２】次に、この封筒状に予備形成したポリエチ
レンフィルムに、半導体チップ１を、接続用バンプ２が
半田ボール４に対応するように挿入する。挿入の際は、
位置決め用の治具を使用し、半導体チップ１と熱収縮性
樹脂フィルム３を固定しておく。このように、位置関係
を保った状態で１００℃程度の熱処理を行い、ポリエチ
レンフィルムを収縮させる。この時に、図１（ｂ）に示
すように、半導体チップ１を挿入した開口も、上下のフ
ィルムを接合させることにより封止を行う。
レンフィルムに、半導体チップ１を、接続用バンプ２が
半田ボール４に対応するように挿入する。挿入の際は、
位置決め用の治具を使用し、半導体チップ１と熱収縮性
樹脂フィルム３を固定しておく。このように、位置関係
を保った状態で１００℃程度の熱処理を行い、ポリエチ
レンフィルムを収縮させる。この時に、図１（ｂ）に示
すように、半導体チップ１を挿入した開口も、上下のフ
ィルムを接合させることにより封止を行う。
【００１３】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図２を参照して説明する。図２（ａ）はフィルム収
縮前の断面図、図２（ｂ）はフィルム収縮後の断面図で
ある。上述の第１の実施の形態では、外部接続端子に半
田ボールを用いていたが、本第２の実施の形態では、半
田ボールに代わって熱収縮性の異方性導電フィルム５を
使用し、この異方性導電フィルム５を介して、半導体チ
ップ１の接続用バンプ２を外部電気回路と接続する構造
を有している。
て、図２を参照して説明する。図２（ａ）はフィルム収
縮前の断面図、図２（ｂ）はフィルム収縮後の断面図で
ある。上述の第１の実施の形態では、外部接続端子に半
田ボールを用いていたが、本第２の実施の形態では、半
田ボールに代わって熱収縮性の異方性導電フィルム５を
使用し、この異方性導電フィルム５を介して、半導体チ
ップ１の接続用バンプ２を外部電気回路と接続する構造
を有している。
【００１４】まず、封筒状の樹脂フィルム全体を、熱収
縮性の異方性導電フィルムで形成する。この実施の形態
によれば、半導体チップを封筒状フィルムに挿入する際
の、位置精度は全く必要としないという効果がある。
縮性の異方性導電フィルムで形成する。この実施の形態
によれば、半導体チップを封筒状フィルムに挿入する際
の、位置精度は全く必要としないという効果がある。
【００１５】または、図２（ａ）に示すように、封筒状
に形成した熱収縮性樹脂フィルム３の、半導体チップ１
の接続用バンプ２と対向する部位にのみ異方性導電フィ
ルム５を設けてもよい。この時、半導体チップ１の裏面
側と対向する部位は、熱収縮性樹脂フィルム３のままと
する。この封筒状の熱収縮性樹脂フィルム３に、半導体
チップ１を矢印方向に挿入する。この際、第１の実施の
形態で述べたような位置精度は必要とせず、接続用バン
プ２の形成面全体が異方性導電フィルム５で被覆されて
いればよい。
に形成した熱収縮性樹脂フィルム３の、半導体チップ１
の接続用バンプ２と対向する部位にのみ異方性導電フィ
ルム５を設けてもよい。この時、半導体チップ１の裏面
側と対向する部位は、熱収縮性樹脂フィルム３のままと
する。この封筒状の熱収縮性樹脂フィルム３に、半導体
チップ１を矢印方向に挿入する。この際、第１の実施の
形態で述べたような位置精度は必要とせず、接続用バン
プ２の形成面全体が異方性導電フィルム５で被覆されて
いればよい。
【００１６】次いで、１００℃程度の熱処理を行い、異
方性導電フィルムを収縮させ、図２（ｂ）に示すよう
に、開口も塞いで半導体チップ１の封止を完了する。こ
の結果、異方性導電フィルムで封止した半導体チップ１
を、ソケット等に挿入し押圧することによって、接続用
バンプ２と異方性導電フィルム５が加圧接触され、異方
性導電フィルム５の接続用バンプ２に加圧接触する部分
が外部接続用の電極となり、外部電気回路と接続する。
なお、隣り合う電極間距離が３０μｍ程度までは、異方
性導電フィルム上で短絡が生じないことが確認されてい
る。
方性導電フィルムを収縮させ、図２（ｂ）に示すよう
に、開口も塞いで半導体チップ１の封止を完了する。こ
の結果、異方性導電フィルムで封止した半導体チップ１
を、ソケット等に挿入し押圧することによって、接続用
バンプ２と異方性導電フィルム５が加圧接触され、異方
性導電フィルム５の接続用バンプ２に加圧接触する部分
が外部接続用の電極となり、外部電気回路と接続する。
なお、隣り合う電極間距離が３０μｍ程度までは、異方
性導電フィルム上で短絡が生じないことが確認されてい
る。
【００１７】以上述べてきたように、本発明の半導体装
置は、外部接続端子の形態に左右されるものではなく、
熱収縮性樹脂フィルムと一体化した外部接続構造であれ
ば、いかなる構造にも適用できる。また、その封止に
は、半田ボールあるいは異方性導電フィルム等の外部端
子を内包した熱収縮性樹脂フィルムを用いており、その
組み立ては、接続用バンプを形成した半導体チップを、
封筒状に形成した熱収縮性フィルムに挿入して熱処理を
行うだけで済み、単一の工程にて封止と外部端子の取り
付けが終わり、安価で容易な組み立てが可能となる。ま
た、その封止に用いる熱収縮性樹脂フィルムを、あらか
じめ非常に薄いものに加工しておけば、ＣＳＰ型半導体
装置の外形寸法を極小とすることが可能となる。
置は、外部接続端子の形態に左右されるものではなく、
熱収縮性樹脂フィルムと一体化した外部接続構造であれ
ば、いかなる構造にも適用できる。また、その封止に
は、半田ボールあるいは異方性導電フィルム等の外部端
子を内包した熱収縮性樹脂フィルムを用いており、その
組み立ては、接続用バンプを形成した半導体チップを、
封筒状に形成した熱収縮性フィルムに挿入して熱処理を
行うだけで済み、単一の工程にて封止と外部端子の取り
付けが終わり、安価で容易な組み立てが可能となる。ま
た、その封止に用いる熱収縮性樹脂フィルムを、あらか
じめ非常に薄いものに加工しておけば、ＣＳＰ型半導体
装置の外形寸法を極小とすることが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の第１の効果は、半導体装置の組
立工程が簡単化し、安価に製造できるという点である。
その理由は、あらかじめ半田ボール等の外部接続端子を
内包した熱収縮性樹脂フィルムを封筒状にし、その中に
半導体チップを挿入し熱処理するだけで、半導体チップ
の封止と外部回路への接続端子の形成が完了するからで
ある。第２の効果は、非常に小型かつ薄型の半導体装置
を提供できることである。その理由は、半導体チップの
封止を熱収縮性の樹脂フィルムを用いて行うため、フィ
ルムを薄くすることにより、小型化、薄型化が可能であ
るためである。
立工程が簡単化し、安価に製造できるという点である。
その理由は、あらかじめ半田ボール等の外部接続端子を
内包した熱収縮性樹脂フィルムを封筒状にし、その中に
半導体チップを挿入し熱処理するだけで、半導体チップ
の封止と外部回路への接続端子の形成が完了するからで
ある。第２の効果は、非常に小型かつ薄型の半導体装置
を提供できることである。その理由は、半導体チップの
封止を熱収縮性の樹脂フィルムを用いて行うため、フィ
ルムを薄くすることにより、小型化、薄型化が可能であ
るためである。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図
（ａ）はフィルム収縮前の断面図、図（ｂ）はフィルム
収縮後の断面図である。
（ａ）はフィルム収縮前の断面図、図（ｂ）はフィルム
収縮後の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図
（ａ）はフィルム収縮前の断面図、図（ｂ）はフィルム
収縮後の断面図である。
（ａ）はフィルム収縮前の断面図、図（ｂ）はフィルム
収縮後の断面図である。
【図３】従来のＣＳＰ型半導体装置の断面図である。
【図４】従来の電子部品の熱収縮フィルムの被覆を示す
断面図である。
断面図である。
１ 半導体チップ ２ 接続用バンプ ３ 熱収縮性樹脂フィルム ４ 半田ボール ５ 異方性導電フィルム ６ エポキシ樹脂 ７ 基板 ８ 配線
Claims (6)
- 【請求項１】 接続用バンプで電極を形成した半導体チ
ップを熱収縮性樹脂フィルムで被覆し、あらかじめ熱収
縮性樹脂フィルムに嵌め込まれている半田ボールと前記
接続用バンプとが、熱収縮性樹脂フィルムの収縮により
加圧接触していることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記半田ボールは、熱収縮性樹脂フィル
ムに開けた貫通穴に嵌め込まれていることを特徴とする
請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記半導体チップを被覆した 熱収縮性樹
脂フィルムを熱収縮する際、熱収縮性樹脂フィルムと半
導体チップは治具により位置決め固定されていることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記半田ボールの嵌め込まれた位置は、
熱収縮性樹脂フィルムが収縮した後の半導体チップの電
極位置と一致するように設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記接続用バンプで電極を形成した半導
体チップを熱収縮性を有する異方性導電フィルムで被覆
し、この異方性導電フィルムと前記接続用バンプとを加
圧接触させたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 前記異方性導電フィルムの前記接続用バ
ンプに加圧接触する部分が、半導体チップの電極となる
ことを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09263425A JP3076283B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09263425A JP3076283B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102999A JPH11102999A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3076283B2 true JP3076283B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17389324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09263425A Expired - Lifetime JP3076283B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076283B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112968109A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-06-15 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种驱动背板及其制作方法 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP09263425A patent/JP3076283B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11102999A (ja) | 1999-04-13 |
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