JPH0558657B2

JPH0558657B2 -

Info

Publication number: JPH0558657B2
Application number: JP62240014A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takegawa
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1987-09-24
Publication date: 1993-08-27
Also published as: JPS6481330A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はフイルムキヤリヤー半導体装置に関
し、特に超多数リードを有するフイルムキヤリヤ
ー半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のフイルムキヤリヤー方式による半導体装
置の製造方法は、第７図ａに示す如く、搬送及び
位置決め用のスプロケツトホール１と、半導体チ
ツプ２′が入る開孔部であるデバイスホール３を
有するポリイミド等の絶縁フイルム上に銅等の金
属箔を接着し、金属箔をエツチング等により所望
の形状のリード４′と電気選別のためのパツド５
とを形成したフイルムキヤリヤーテープ６と、あ
らかじめ電極端子上に金属突起物であるバンプ
７′を設けた半導体チツプ２′とを準備し、次にフ
イルムキヤリヤーテープのリード４と半導体チツ
プのバンプ７と熱圧着法、または共晶法等により
インナーリードボンデイングし、フイルムキヤリ
ヤーテープ６の状態で電気選別用パツド５上に接
触子を接触させて電気選別やバイアス試験を実施
し、次にリード４を所望の長さに切断する。つい
で、例えば第７図ｂに示すようにプリント基板
８′上に接着剤９により半導体チツプ２′を固着
後、リード４をプリント基板上のボンデイングパ
ツド１０にアウターリードボンデイングを行なう
ことにより完成させている。

このようなフイルムキヤリヤー方式による半導
体装置の製造方法は、ボンデイングがリードの数
と無関係に一度で可能であるためスピードが速い
こと、フイルムキヤリヤーテープを使用するため
ボンデイング等の組立と電気選別作業の自動化が
はかれ、量産性が優れている等の利点を有してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のフイルムキヤリヤー半導体装置
は、最近の半導体チツプの能力増加にともなう電
極端子数の増加や処理スピードの高速化により
種々の問題が生じている。

即ち、半導体チツプの電極端子は通常半導体チ
ツプ周縁に沿つて一列に配列されるが、電極端子
数が約300以上の多数になると、電極端子を配列
することを半導体チツプのサイズが決定さえるこ
とが多く、電極端子数の増加に伴なつて半導体チ
ツプのサイズも増大することになる。半導体チツ
プサイズの増大は、一般に歩留や情報処理スピー
ドの低下または実装密度の増加等の問題を引き起
こす。電極端子の配列ピツチを小さくすればこの
ような問題は解決するが、フイルムキヤリヤーテ
ープの製造上の問題、インナーリードボンデイン
グの精度上の問題等の幾つかの問題があり、配列
ピツチの縮小化にも限度がある。また、半導体チ
ツプまたは半導体チツプを搭載した電子装置の処
理スピードの高速化については、半導体チツプの
電極とプリント基板のボンデイングパツドとを結
んでいるリードの抵抗による遅延時間が問題とな
る場合があり、特にリードが多数化するに従いリ
ードの配列ピツチが縮小化されることによりリー
ド幅が縮小化され、リード抵抗が増加する結果と
なる。

これらの半導体チツプサイズの増大とリード抵
抗の増加は、特に多数の半導体チツプを搭載し、
また高速情報処理が要求されるコンピユータ等の
情報処理装置に対しては致命的な欠陥となる場合
がある。

このような問題に対して第８図ａ、第８図ｂに
示すように半導体チツプ２′表面に格子状に電極
端子を形成し、その電極端子上にバンプ７′を設
けておき、プリント基板上に形成したボンデイン
グパツド１０にバンプ７′を直接ボンデイングす
るフリツプチツプ方式が採用されている。このフ
リツプチツプ方式の場合、電極端子が半導体チツ
プ周縁に限らず半導体チツプ表面全体に配置可能
であり多数リード化に対応でき、また半導体チツ
プの電極端子とプリント基板のボンデイングパツ
ドとが直接ボンデイングされているため、リード
抵抗分が無く処理スピードの高速化に対応できる
上、実装密度の向上もはかれるという利点があ
る。

しかし一般に半導体チツプがシリコンからなり
プリント基板がセラミツクまたは絶縁樹脂からな
つており、シリコンと基板材料との熱膨張係数が
異なるため、半導体チツプ動作時に発熱する熱に
よる熱膨張差がボンデイング部に少なからず影響
を与え、ボンデイング部にクラツクやハガレが生
じるという問題があつた。特に、高速動作する半
導体チツプは発熱量が大きく、また半導体チツプ
はバンプ７のみで接続しているため半導体チツプ
の熱放散性も悪いという欠点もあり、フリツプチ
ツプ方式で多数電極端子の半導体装置については
多くの問題がある。

本発明の目的は、これらの問題点を解決し、電
極端子の格子状配列に対応可能であると共に、リ
ードを介してボンデイングを行なうので、ボンデ
イング部への熱衝撃を緩和できるようにしたフイ
ルムキヤリヤー半導体装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のフイルムキヤリヤー半導体装置は、格
子状に配列された多数の電極端子上にそれぞれ導
体突起部のバンプが設けられた半導体チツプと；
この半導体チツプを載置する絶縁テープからな
り、このテープの両側に配列された搬送および位
置決め用孔と、前記半導体チツプの各バンプが露
出するよう設けられた複数のデバイス用スリツト
とを有し、これら各デバイス用スリツトの両側の
前記絶縁テープ上に前記各バンプに対応して多数
の外部接続端子が設けられ、これら外部接続端子
から前記デバイス用スリツト内の前記各バンプに
対応して延長された多数のリードとを設けたフイ
ルムキヤリヤーテープとを備え；このフイルムキ
ヤリヤーテープの各リードと前記半導体チツプの
各バンプとが接続されていることを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

第１図ａは本発明の一実施例の平面図、第１図
ｂは第１図ａのＡ−A′断面図である。本実施例
は、半導体チツプ２のバンプ７が格子状に配列さ
れている。また、フイルムキヤリヤーテープ６
は、搬送及び位置決め用の孔であるスプロケツト
ホール１と、半導体チツプ２のバンプが露出する
ように少なくとも２つ以上でスリツト状に設けら
れたデバイス用スリツト１１と、デバイス用スリ
ツトに一方端を突出させ他方端に外部接続用端子
１２を設けたリード４と、このリード４と外部接
続用端子１２とを囲み支持部１３を残してリード
用スリツト１４とが設けられている。フイルムキ
ヤリヤーテープ６のリード４は、半導体チツプ２
のバンプ７と接続されている。

このフイルムキヤリヤー半導体装置の製造方法
を説明する。

図に示すように、搬送及び位置決め用の孔であ
るスプロケツトホール１と半導体チツプの電極で
あるバンプ７が露出するように少なくとも２つ以
上でスリツト状に設けられたデバイス用スリツト
１１及び支持枠１３を残してリード用スリツト１
４を有する絶縁フイルム上に銅等の金属箔を接着
し、金属箔をエツチング等により所望の形状のリ
ード４と外部接続用端子１２を形成し無電解メツ
キ法により錫等のメツキを行なつたフイルムキヤ
リヤーテープ６と、あらかじめ格子状に電極端子
上に金属突起物であるバンプ７を設けた半導体チ
ツプ２とを準備し、フイルムキヤリヤーテープの
リード４と半導体チツプのバンプ７とをインナー
リードボンデイングする。

ここでフイルムキヤリヤーテープのリード４は
デバイス用ホール１１内に一方端を突出させてお
り、デバイス用ホール１１の数を増加させること
により半導体チツプの電極の格子状配列数を増加
させることができる。また、インナーリードボン
デイングにおいては、圧着治具をデバイス用ホー
ルに対応させて圧着部を凸部に形成しておけば、
従来と同様の方法で実施することができる。さら
に、外部導出用端子１２は後工程のアウターリー
ドボンデイングが容易なように半田等により突起
状に形成しておくことも可能である。

次に、フイルムキヤリヤーテープの支持部１３
を切断し、インナーリードボンデイングが完了し
た半導体チツプ２をフイルムキヤリヤーテープか
ら分離する。

次に、第２図に示すように半導体チツプの表面
を下にするフエイスダウンにて、あらかじめボン
デイングパツド１０や、所望の配線を設けたプリ
ント基板８のボンデイグパツド１０に、フイルム
キヤリヤーテープの外部接続用端子１２とをアウ
ターリードボンデイングして完成する。このと
き、従来の圧着治具によるボンデイングを実施す
ることは不可能であるため、外部接続用端子１２
上に設けられた突起状の半田を溶融することによ
つてボンデイング可能である。

なお、本実施例においては、突起状の半田をフ
イルムキヤリヤーテープの外部接続用端子１２上
に設けたが、プリント基板のボンデイングパツド
上に設けても、また両方に設けても良い。突起高
さとしては10〜50μｍ程度が適当である。

また、テープ用スリツト１４は、インナーリー
ドボンデイング後のテープ切断を容易にするため
に設けたものであるためスリツト幅としては0.5
〜１mm程度で良く、またリード４と外部接続用端
子１２とを囲むようにフイルムキヤリヤーを切断
すれば、テープ用スリツト１４と支持部１３は不
要である。

さらに、フイルムキヤリヤーテープの材料とし
ては、一般に使用されている127μｍ厚のポリイ
ミドフイルムに35μｍ厚の銅箔を接着し、リード
を形成したものでも良いが、熱膨張等による寸法
変化により、外部接続端子とプリント基板のボン
デイングパツドとの接続部への影響を避けるた
め、75〜100μｍ厚のポリイミドフイルムで、か
つ熱膨張係数は1.5×10^-5cm／cm／℃程度以下の
ものが適当である。

さらに、リードメツキとしては、無電解メツキ
法が容易な錫が適切であり、メツキ厚は0.3〜1μ
ｍ程度で可能である。無電解の金メツキでも同様
に実施でき、メツキ厚としては0.1〜0.3μｍ以上
あれば可能である。

第３図は本発明の第２の実施例の縦断面図であ
る。第１の実施例の場合と同様に、半導体チツプ
２にバンク７が格子状に配列され、また半導体チ
ツプのバンプが露出するように少なくとも２つ以
上でスリツト状に設けられたデバイス用スリツト
１１と、デバイス用スリツトに一方端を突出させ
他方端に外部接続用端子１２を設けたリード４
と、このリード４と外部接続用端子１２とを囲む
テープ用スリツト１４が設けられている。フイル
ムキヤリヤーテープのリード４は半導体チツプの
バンプ７と接続されている。さらに少なくとも半
導体チツプ表面を被覆するように樹脂１５が封止
されている。

以上に示したフイルムキヤリヤー半導体装置の
製造方法を次に説明する。第１の実施例と同様
に、第１図ａ，ｂに示すように、搬送及び位置決
め用の孔であるスプロケツトホール１と半導体チ
ツプの電極であるバンプが露出するように、少な
くとも２つ以上でスリツト状に設けられたデバイ
ス用スリツト１１及び支持枠１３を残して、テー
プ用スリツト１４を有する絶縁フイルム上に銅等
の金属箔を接着し、金属箔をエツチング等により
所望の形状のリードと外部接続用端子１２を形成
し、無電解メツキ法により錫等のメツキを行なつ
たフイルムキヤリヤーテープ６と、あらかじめ格
子状に電極端子上に金属突起物であるバンプ７を
設けた半導体チツプ２とを準備し、フイルムキヤ
リヤーテープのリード４と半導体チツプのバンプ
７とをインナーリードがボンデイングする。

ついで、第３図に示すように、少なくとも半導
体チツプ表面を被覆するように樹脂１５を封止す
る。樹脂はエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等
の液状のものを使用し、かつデバイス用スリツト
１４から滴下すれば容易に半導体チツプ表面を被
覆封止することができる。

次に、第１の実施例と同様にフイルムキヤリヤ
ーテープの支持部１３を切断し、半導体チツプ２
をフイルムキヤリヤーテープから分離し、第２図
に示すように、フエイスダウンにてプリント基板
８のボンデイングパツド１０にフイルムキヤリヤ
ーテープの外部接続用端子１２とをアウターリー
ドボンデイングして完成する。

ここで第２の実施例においては、半導体チツプ
２の表面が樹脂封止されているため、耐湿性等の
信頼性の向上が図られる他、機械的強度も増加す
るため、プリント基板にフエイスダウンでアウタ
ーリードボンデイングを行なう際、半導体チツプ
裏面から荷重をかけた場合においても半導体チツ
プ表面に位置する外部接続用端子を設けたフイル
ムが変形することなくボンデイング可能であり、
高信頼性のボンデイングが得られるという利点を
有する。樹脂厚としては10〜20μｍ程度で十分で
あるが、機械的強度を十分にするため、半導体チ
ツプと半導体チツプ上に位置するフイルムとの間
に樹脂が埋まり、かつテープキヤリヤーフイルム
上の外部接続用端子の高さを超えない範囲が良
く、50〜120μｍ程度が適当である。

第４図ａ，ｂは本発明に関連して考えた一例の
平面図およびそのＡ−A′断面図である。本例は、
第１の実施例に対し、リードの構成を異らせたも
のであり、リード２０が、デバイス用スリツト１
１に一方端を突出させた内部リード２１を設け、
他方に外部リード用スリツト１４を越えてこの内
部リード２１から延長された外部リード２２と端
部に外部接続端子の電気選別用パツド２３とを設
けたものになつている。

本例は、第４図ａ，ｂに示すようにスプロケツ
トホール１と、バンプ７が露出するように少なく
とも２つ以上でスリツト状に設けられたデバイス
用スリツト１１と、支持枠１３のある外部リード
用スリツト１４とを有するポリイミド等からなる
厚さ50〜125μｍの絶縁フイルム上に、厚さ18〜
50μｍの銅等の金属箔を接着し、金属箔をエツチ
ング等により所望の形状のリード２０を形成す
る。このリード２０には、内部リード２１、外部
リード２２及び電気選別用パツド２３が設けられ
ている。さらに、リード２０に無電解メツキ法ま
たは電解メツキ法により金・錫等のメツキを厚さ
0.5〜5μｍ程度行ないフイルムキヤリヤーテープ
６が完成する。なお、電解メツキ法でメツキを行
なう場合は、電気選別用パツド２３からメツキ用
引出し配線を設けることにより実施可能である。

次に、このフイルムキヤリヤーテープ６の内部
リード４と、半導体チツプ２の電極端子上にあら
かじめ格子状に設けた金属突起物のバンプ７とを
ボンデイングし、電気選別用パツド２３に接触子
を接触させて電気選別やバイアス試験を実施して
フイルムキヤリヤー半導体装置が完成する。

ここでフイルムキヤリヤーテープの内部リード
２１はデバイス用スリツト１１に一方端を突出さ
せており、このデバイス用スリツト１１の数を増
加させることにより半導体チツプの電極の格子状
配列数を増加させることができる。

本例の実装方法は、第４図の支持部１３を切断
するとともに、外部リード２２を外部リード用ス
リツト１４の外側縁近傍で切断及び成形を行な
い、第５図ａに示すように半導体装置をフイルム
キヤリヤーテープから分離する。次に第５図ｂに
示すように、半導体チツプ２の表面を下にするフ
エイスダウンにて、あらかじめボンデイングパツ
ド１０や所望の配線を設けたプリント基板８のボ
ンデイングパツドにフイルムキヤリヤー半導体装
置の外部リード１２を外部リードボンデイングし
て完成する。

なお、本例においては、フエイスダウンでプリ
ント基板に実装したが、外部リード２２の長さを
十分にとつて、所望の形状に成形することにより
フエイスアツプでの実装も可能である。

第６図ａは本発明に関連して考えた他例の縦断
面図である。本例は、第４図の場合と同様の構造
であるが、フイルムキヤリヤーテープ６の内部リ
ード２１が第３の実施例とは逆にフイルムキヤリ
ヤーテープのリード２０の面を下にしたフエイス
ダウンで半導体チツプ２のバンプ７と接続され、
さらに第２の実施例と同様に少なくともは半導体
チツプ２の表面を被覆するように樹脂１５により
封止されている。

本例の製造方法は、第４図と同様に、フイルム
キヤリヤーテープ６と、格子状に電極端子上にバ
ンプ７を設けた半導体チツプ２とを準備し、第６
図ａに示すようにフイルムキヤリヤーテープのリ
ード２０の面を下にしたフエイスダウンで、内部
リード２１と半導体チツプ２のバンプ７とを内部
リードボンデイングする。次に、第２の実施例と
同様に、少なくとも半導体チツプ２の表面を被覆
するように樹脂１５を封止する。ここで電気選別
用パツド２３の上に接触子を接触させて電気選別
やバイアス試験を実施してフイルムキヤリヤー半
導体装置が完成する。

また、実装方法は、第４図と同様に、支持部１
３を切断するとともに、外部リード２２を外部リ
ード用スリツトの外側縁近傍で切断及び成形を行
ない、フイルムキヤリヤーテープ６から半導体装
置を分離後、第６図ｂに示すように、半導体チツ
プ２の表面を下にするフエイスダウンにて、あら
かじめボンデイングパツド１０や所望の配線を設
けたプリント基板８のボンデイングパツド１０に
フイルムキヤリヤー半導体装置の外部リード２２
を外部リードボンデイングして行う。なお、第４
図と同様に、フエイスアツプでプリント基板に実
装することも可能である。

この例では、フイルムキヤリヤーテープ６のリ
ード１５とプリント基板８のボンデイングパツド
１０や配線との間にフイルムキヤリヤーテープが
存在しているので、リード２０とボンデイングパ
ツド１０及び配線とのシヨートを完全に防止する
ことができ、また樹脂封止により、耐湿性等の信
頼性の向上が図れる他、機械的強度が増加するた
め、取り扱い中またはプリント基板への実装中に
おいて、リード及び半導体チツプ表面に位置する
フイルムテープ部分の変形等を防止することがで
きる。なお、樹脂１５の厚さとしては、10〜20μ
ｍ程度でもよいが、機械的強度を十分にするた
め、半導体チツプ２とフイルムテープ６の部分の
間に樹脂が埋まる範囲が良く、50〜300μｍ程度
が適当である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、多数電極化に適
する格子状配列した電極端子を有する半導体チツ
プを採用することにより、従来のフイルムキヤリ
ヤー半導体装置で生じていた電極端子数配列上の
制限を緩和し、多数電極化を可能にし、かつ従来
の電極端子を格子状配列した半導体チツプをフエ
イスダウンで直接プリント基板にボンデイングす
るフリツプチツプ方式で生じていた半導体チツプ
とプリント基板との熱膨張差によるボンデイング
部へのクラツクやハガレが生じるという問題点に
対しても、リードを介することにより大幅に緩和
されるという効果を有し、さらにプリント基板と
の接続は半導体チツプ上の電極端子近傍で行な
い、リードの長さを最小限におさえることによ
り、リードの電気抵抗を最小限にすることが可能
となり、高速情報処理に対しても適するという利
点を有する。

なお、半導体チツプとプリント基板との間のリ
ード抵抗については、フリツプチツプ方式と同等
であるが、従来のフイルムキヤリヤー半導体装置
の如く、半導体チツプ内で配線して、半導体チツ
プ縁に電極端子を設ける場合と比較して、本発明
は、フイルムキヤリヤーテープのリードにより配
線することになるので、リード抵抗が従来のフイ
ルムキヤリヤー半導体装置より大幅に低減され、
高速処理化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明によるフイルムキヤリヤ
ー半導体装置の一実施例の平面図およびそのＡ−
A′線断面図、第２図は本実施例のフイルムキヤ
リヤー半導体装置を実装した例を示す縦断面図、
第３図は本発明の第２の実施例の縦断面図、第４
図ａ，ｂは本発明に関連して考えた一例の平面図
およびそのＡ−A′線断面図、第５図ａ，ｂは第
４図の実装途中および実装時の断面図、第６図
ａ，ｂは本発明に関連して考えた他例およびその
実装時の断面図、第７図ａ，ｂは従来のフイルム
キヤリヤー半導体装置の一例の平面図およびその
実装時の縦断面図、第８図ａ，ｂは一般のフリツ
プチツプ半導体装置の平面図およびその実装時の
縦断面図である。１……スプロケツトホール、２，２′……半導
体チツプ、３……デバイスホール、４，４′，２
０……リード、５，２３……選別用パツド、６…
…フイルムキヤリヤーテープ、７，７′……バン
プ、８，８′……プリント基板、９……接着剤、
１０……ボンデイングパツド、１１……デバイス
用スリツト、１２……外部接続用端子、１３……
支持部、１４……テープ用スリツト、１５……樹
脂、２１……内部リード、２２……外部リード。

Claims

【特許請求の範囲】１格子状に配列された多数の電極端子上にそゑ
ぞれ導体突起部のバンプが設けられた半導体チツ
プと、この半導体チツプを載置する絶縁テープからな
り、このテープの両側に配列された搬送および位
置決め用孔と、前記半導体チツプの各バンプが２
列ごとに露出するよう設けられた複数のデバイス
用スリツトとを有し、これら各デバイス用スリツ
トの両側の前記絶縁テープ上に前記各バンプに対
応して多数の外部接続端子が設けられ、これら外
部接続端子から前記デバイス用スリツト内の前記
各バンプに対応して延長された多数のリードとを
設けたフイルムキヤリヤーテープとを備え、このフイルムキヤリヤーテープの各リードと前
記半導体チツプの各バンプとが接続されているこ
とを特徴とするフイルムキヤリヤー半導体装置。２少なくとも半導体チツプの表面が樹脂封止さ
れたものである特許請求の範囲第１項記載のフイ
ルムキヤリヤー半導体装置。