JP3838331B2 - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents

Description

［技術分野］
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
［背景技術］
半導体装置のパッケージの一形態として知られているＴ−ＢＧＡ（Ｔａｐｅ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）や、Ｆａｎ−Ｏｕｔ型又はＦａｎ−Ｉｎ／Ｏｕｔ型ＣＳＰでは、パッケージサイズがチップサイズよりもわずかに大きくなっている。この形態の半導体装置では、フレキシブル基板が使用され、フレキシブル基板の半導体チップからはみ出した部分にもハンダボールが設けられている。そして、ハンダボールの平坦性（Ｃｏｐｌａｎａｒｉｔｙ）を確保するためにスティフナを貼り付けることが多かった。
しかしながら、スティフナは、剛性や加工性などを考慮してステンレス鋼が採用されていて高価であるのみならず、必要なときだけに別部材で調達しなければならないものであった。
［発明の開示］
本発明は、この問題点を解決するものであり、その目的は、高価なスティフナを省略でき、実装組立工程で使用される部材を活用して平坦性を確保できる半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
（１）本発明に係る半導体装置は、複数の電極が形成された半導体チップと、
配線パターンが形成され、前記半導体チップが搭載された第１のフレキシブル基板と、
前記配線パターンを介して前記電極に電気的に接続された複数の外部端子と、
前記半導体チップを避けて前記第１のフレキシブル基板に貼り付けられた第２のフレキシブル基板と、
を含む。
本発明によれば、第１のフレキシブル基板が半導体チップよりも大きいので、半導体チップから一部がはみ出すようになっており、この部分に第２のフレキシブル基板が貼り付けられる。これにより、第１のフレキシブル基板が補強され、外部端子の平坦性が確保される。また、補強のために使用される部材もフレキシブル基板であるから、高価なスティフナを用意しなくてもよい。
（２）この半導体装置において、
前記第１及び第２のフレキシブル基板は、同一材料からなり、かつ、厚みがほぼ等しくてもよい。
これによれば、一種類の部材を利用できるのでコストを下げることができる。
（３）この半導体装置において、
前記配線パターンは、前記第２のフレキシブル基板と対向するように配置され、
前記第１のフレキシブル基板には、複数の貫通孔が形成されており、前記貫通孔を介して前記配線パターンと接続するように前記外部端子が設けられ、前記外部端子は前記第１のフレキシブル基板における前記配線パターンが形成された面とは反対側の面から突出していてもよい。
これによれば、第１及び第２のフレキシブル基板の間に配線パターンが位置するので、配線パターンの両面が覆われて保護される。
（４）この半導体装置において、
前記第１及び第２のフレキシブル基板の間に形成され、前記配線パターンと同一材料からなり、かつ、厚みがほぼ等しく、前記配線パターンと電気的に絶縁された導電箔をさらに有してもよい。
これによれば、第１及び第２のフレキシブル基板の間に、同じ材料であって同じ厚みの一対の導電部材が設けられるので、厚さ方向において対称構造となる。
（５）この半導体装置において、
前記第１のフレキシブル基板と前記配線パターンとの接着手段と、前記第２のフレキシブル基板と前記導電箔との接着手段とは同じであってもよい。
これによれば、接着手段も考慮に入れて、厚さ方向において対称構造となっている。
（６）この半導体装置において、
前記導電箔は、前記配線パターンの対称形状をなしていてもよい。
これによれば、厚さ方向のみならず、平面的にも対称構造となっている。
（７）この半導体装置において、
前記配線パターンにおける前記第１のフレキシブル基板とは反対側の面には、第１の絶縁膜が形成され、
前記導電箔における前記第２のフレキシブル基板とは反対側の面には、第２の絶縁膜が形成されていてもよい。
これによれば、第１及び第２の絶縁膜によって、配線パターンと導電箔との電気的な絶縁が図られる。
（８）この半導体装置において、
前記半導体チップの電極は、接着剤に導電粒子が分散されてなる異方性導電材料を介して前記配線パターンに電気的に接続されており、
前記異方性導電材料によって、前記第１及び第２のフレキシブル基板が接着されていてもよい。
これによれば、半導体チップの電極と配線パターンとを電気的に接続する部材が、第１及び第２のフレキシブル基板の接着の部材にもなるので、部材数を減らしてコストを下げることができる。
（９）この半導体装置において、
前記第１及び第２のフレキシブル基板は、樹脂によって接着され、
前記樹脂は、前記第１のフレキシブル基板における前記配線パターンが形成された面上に設けられて、前記配線パターンにおける前記第２のフレキシブル基板を向く面及び側端面に密着していてもよい。
これによれば、第１及び第２のフレキシブル基板を接着する樹脂が、配線パターンに密着する。これにより、配線パターンの表面に、水分の溜まる隙間がなくなり、耐湿性が向上する。
（１０）本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されている。
（１１）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
（１２）本発明に係る半導体装置の製造方法は、複数の電極を有する半導体チップと、配線パターンが形成された第１のフレキシブル基板と、第２のフレキシブル基板と、を用意する工程と、
前記第１のフレキシブル基板に前記半導体チップを搭載する工程と、
前記第１のフレキシブル基板における前記半導体チップの搭載領域を除く部分に、第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程と、
前記配線パターンを介して、前記電極と電気的に接続される外部端子を設ける工程と、
を含む。
本発明によれば、第１のフレキシブル基板が半導体チップよりも大きいので、半導体チップから一部がはみ出すようになっており、この部分に第２のフレキシブル基板が貼り付けられる。これにより、第１のフレキシブル基板が補強され、外部端子の平坦性が確保される。また、補強のために使用される部材もフレキシブル基板であるから、高価なスティフナを用意しなくてもよい。
（１３）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、前記第１及び第２のフレキシブル基板を打ち抜く工程を含んでもよい。
これによれば、第１及び第２のフレキシブル基板を打ち抜いて、半導体装置の最終形状にすることができる。
（１４）この半導体装置の製造方法において、
前記第１及び第２のフレキシブル基板はテープ状をなし、
前記第１のフレキシブル基板には、前記配線パターンが繰り返して形成されており、
前記第２のフレキシブル基板には、前記半導体チップを避けるための穴が繰り返して形成されていてもよい。
これによれば、複数の半導体装置を連続的に製造することができる。
（１５）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、前記第２のフレキシブル基板を避けて前記第１のフレキシブル基板を打ち抜く工程を含んでもよい。
これによれば、第１のフレキシブル基板を打ち抜くだけなので、第１及び第２のフレキシブル基板を打ち抜く場合よりも、工程が簡単であって、外形打ち抜き金型を安価にまた長寿命にすることができる。
（１６）この半導体装置の製造方法において、
前記第１のフレキシブル基板はテープ状をなし、
前記第２のフレキシブル基板は、前記第１のフレキシブル基板の打ち抜かれる領域よりも小さい形状をなし、
前記第１のフレキシブル基板には、前記配線パターンが繰り返して形成されており、
前記第２のフレキシブル基板には、前記半導体チップを避けるための穴が形成されていてもよい。
これによれば、第１のフレキシブル基板がテープ状をなしているので、複数の半導体装置を連続的に製造することができる。
（１７）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、前記半導体チップを搭載する工程を行ってもよい。
（１８）この半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップを搭載する工程を行った後に、前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行ってもよい。
（１９）この半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップを搭載する工程は、前記第１のフレキシブル基板に、前記半導体チップの搭載領域を超えて、接着剤に導電粒子が分散されてなる異方性導電材料を設ける工程と、前記異方性導電材料を介して前記電極と前記配線パターンとを電気的に接続する工程と、を含み、
前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程では、前記異方性導電材料によって、前記第２のフレキシブル基板を前記第１のフレキシブル基板に貼り付けてもよい。
これによれば、半導体チップの電極と配線パターンとを電気的に接続する材料を使って、第１及び第２のフレキシブル基板を接着するので、接着のための材料を塗る工程を減らすことができる。
（２０）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程は、前記第１及び第２のフレキシブル基板の少なくとも一方に樹脂を塗布する工程と、前記第１及び第２のフレキシブル基板を前記樹脂を介して密着させて前記樹脂を前記配線パターンにおける前記第２のフレキシブル基板を向く面及び側端面に密着させる工程と、を含んでもよい。
これによれば、第１及び第２のフレキシブル基板を樹脂によって接着させ、樹脂を配線パターンに密着させる。これにより、配線パターンの表面に、水分の溜まる隙間がなくなり、耐湿性を向上させることができる。
（２１）この半導体装置の製造方法において、
前記第１及び第２のフレキシブル基板の一方には、位置決め用の穴が形成されており、他方には位置決め用のマークが形成されており、前記穴と前記マークとを位置合わせして、前記第１及び第２のフレキシブル基板の位置合わせを行ってもよい。
これによれば、第１及び第２のフレキシブル基板を正確な位置に設けることができる。
（２２）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のフレキシブル基板として、前記第１のフレキシブル基板と同じ材料であって同じ厚みで形成されたものを使用してもよい。
これによれば、一種類の部材を利用できるのでコストを下げることができる。
（２３）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のフレキシブル基板として、前記配線パターンと同じ材料であって同じ厚みからなる導電箔が形成されたものを使用し、
前記導電箔と前記配線パターンとを対向させて、かつ、電気的に絶縁させて、前記第２のフレキシブル基板を前記第１のフレキシブル基板に貼り付けてもよい。
これによれば、配線パターンの形成された第１のフレキシブル基板と、導電箔の形成された第２のフレキシブル基板とを貼り付ける。第１及び第２のフレキシブル基板の間に、同じ材料であって同じ厚みの一対の導電部材が設けられるので、厚さ方向において対称構造となる。
（２４）この半導体装置の製造方法において、
前記導電箔は、前記配線パターンの対称形状をなしてもよい。
これによれば、厚さ方向のみならず、平面的にも対称構造となっている。
（２５）この半導体装置の製造方法において、
前記第１のフレキシブル基板として、前記配線パターンに第１の絶縁膜が形成されたものを使用し、
前記第２のフレキシブル基板として、前記導電箔に第２の絶縁膜が形成されたものを使用してもよい。
これによれば、第１及び第２の絶縁膜によって、配線パターンと導電箔との電気的な絶縁を図る。
［発明を実施するための最良の形態］
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明に係る半導体装置のパッケージ形態は、Ｔ−ＢＧＡ（Ｔａｐｅ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）を含むＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、Ｔ−ＣＳＰ（Ｔａｐｅ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）を含むＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＡＢ接合技術を利用して更にパッケージ化したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）などのいずれが適用されてもよい。本発明に係る半導体装置の製造方法で、配線パターンと半導体チップの電極との接合方法として、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、フリップチップボンディング、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）などのフェースダウンボンディング、異方性導電材料を使用したボンディング、もしくはワイヤーボンディングを使用したＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）などが挙げられる。
図１は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を示す図である。この半導体装置は、半導体チップ１０と、第１のフレキシブル基板２０と、第２のフレキシブル基板３０と、複数の外部端子３８と、を含む。
半導体チップ１０は、その平面形状が矩形（正方形又は長方形）である場合には、少なくとも一辺（多くの場合、対向する二辺又は四辺）に沿って、半導体チップ１０の一方の面（能動面）に複数の電極１２が形成されている。あるいは、半導体チップ１０の一方の面の中央に複数の電極１２を一列に並べてもよい。図１に示す電極１２は、アルミニウムなどのパッドと、ハンダボール、金ワイヤーボール、金メッキなどからなるバンプと、を含む。パッドとバンプとの間にバンプ金属の拡散防止層として、ニッケル、クロム、チタン等を付加してもよい。あるいは、バンプを無くしてパッドだけで電極１２を構成してもよい。
第１のフレキシブル基板２０は、有機系の材料から形成されることが多く、耐熱性に優れるスーパーエンプラフィルム、ポリイミドフィルムなどが適している。第１のフレキシブル基板２０は、半導体チップ１０の電極１２が形成された面よりも大きければ、全体形状は特に限定されない。第１のフレキシブル基板２０の厚みは、その材質により決まることが多いが、これも限定されない。
第１のフレキシブル基板２０には、配線パターン２２が形成されている。配線パターン２２は、第１のフレキシブル基板２０の一方の面に形成される。第１のフレキシブル基板２０の一方の面の配線パターン２２の他に、他方の面にも配線パターンを形成してもよい。配線パターン２２は、スパッタリング等により第１のフレキシブル基板２０に銅などの導電性の膜を被着し、これをエッチングして形成することができる。あるいは、第１のフレキシブル基板２０となるポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂を、銅箔などの導電箔に貼り付けた後、導電箔をエッチングして第１のフレキシブル基板２０及び配線パターン２２を形成することもできる。これらの場合には、第１のフレキシブル基板２０に配線パターン２２が直接形成され、接着剤が介在しない２層基板となる。あるいは、第１のフレキシブル基板２０と配線パターン２２との間に接着剤が介在する３層基板を使用してもよい。あるいは、基板に絶縁樹脂と配線パターンを積層して構成されるビルドアップ多層構造の基板や、複数の基板が積層された多層基板を使用してもよい。
配線パターン２２は、半導体チップ１０の複数の電極１２と、複数の外部端子３８とを接続するためのものである。配線パターン２２は、電極１２が接合されるランド部２４と、外部端子３８が設けられるランド部２６と、を含んでもよい。第１のフレキシブル基板２０には、複数の貫通孔２８が形成されている。貫通孔２８上に、外部端子３８を設けるためのランド部２６が位置する。図１に示す例では、貫通孔２８は、半導体チップ１０の搭載領域の内側及び外側に形成され、貫通孔２８に対応する位置に外部端子３８が設けられている。したがって、図１に示す半導体装置は、Ｆａｎ−Ｉｎ／Ｏｕｔ型である。あるいは、貫通孔２８を、半導体チップ１０の搭載領域の外側のみに形成し、貫通孔２８に対応する位置に外部端子３８を設けて、Ｆａｎ−Ｏｕｔ型の半導体装置を構成してもよい。あるいは、貫通孔２８を、半導体チップ１０の搭載領域の内側のみに形成し、貫通孔２８に対応する位置に外部端子３８を設けて、Ｆａｎ−Ｉｎ型の半導体装置を構成してもよい。
配線パターン２２の表面には、第１の絶縁膜２１が設けられていてもよい。詳しくは、配線パターン２２における第１のフレキシブル基板２０との密着面を除く面に、第１の絶縁膜２１が設けられている。第１の絶縁膜２１として、ソルダレジストなどの樹脂を使用することができる。第１の絶縁膜２１は、第１のフレキシブル基板２０の配線パターン２２が形成された面に、配線パターン２２における電気的な接続をとる部分を除いて形成してもよい。
第１のフレキシブル基板２０と配線パターン２２とで構成される配線基板は、ＴＡＢ技術で使用されるテープキャリアから打ち抜かれたものであってもよく、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよい。一般的なテープキャリアでは、デバイスホールが形成され、デバイスホールにインナーリードが突出しているが、デバイスホールの無いテープ状のフレキシブル基板を第１のフレキシブル基板２０としてもよい。
半導体チップ１０は、第１のフレキシブル基板２０に搭載されている。半導体チップ１０の電極１２と、配線パターン２２とが電気的に接続されている。実装の形態は、フェースアップボンディングであってもフェースダウンボンディングであってもよい。フェースアップボンディングでは、半導体チップ１０の電極１２と配線パターン２２は、ワイヤーボンディングもしくはＴＡＢボンディングで接続され、その後半導体チップ１０の実装部は樹脂で覆われることが多い。フェースダウンボンディングでは、導電樹脂ペーストによるもの、Ａｕ−Ａｕ、Ａｕ−Ｓｎ、ハンダなどによる金属接合によるもの、絶縁樹脂の収縮力によるものなどの形態があり、そのいずれの形態を用いてもよい。図１に示す半導体装置は、異方性導電材料１４を使用して半導体チップ１０がフェースダウンボンディングされたものである。
異方性導電材料１４は、接着剤（バインダ）に導電粒子（導電フィラー）が分散されたもので、分散剤が添加される場合もある。異方性導電材料１４の接着剤として、熱硬化性の接着剤が使用されることが多い。異方性導電材料１４は、少なくとも配線パターン２２における半導体チップ１０とのボンディング部上に設けられる。あるいは、第１のフレキシブル基板２０の第１領域１２の全体を覆うように異方性導電材料１４を設けてもよい。異方性導電材料１４は、電極１２と配線パターン２２との間で押しつぶされて、導電粒子によって両者間での電気的導通を図るようになっている。
外部端子３８は第１のフレキシブル基板２０に設けられている。ハンダボールを外部端子３８としてもよい。あるいは、配線パターン２２の一部を貫通孔２８の内部で屈曲させて外部端子３８を形成してもよい。図１に示す例では、第１のフレキシブル基板２０の一方の面に配線パターン２２が形成されており、貫通孔２８を通して外部端子３８が配線パターン２２上に設けられている。そして、第１のフレキシブル基板２０の他方の面から外部端子３８が突出する。図１に示す例では、外部端子３８が、半導体チップ１０の搭載領域の内側及び外側に設けられているので、この半導体装置は、Ｆａｎ−Ｉｎ／Ｏｕｔ型である。あるいは、外部端子３８を、半導体チップ１０の搭載領域の外側のみに設けて、Ｆａｎ−Ｏｕｔ型の半導体装置を構成してもよい。あるいは、外部端子３８を、半導体チップ１０の搭載領域の内側のみに形成して、Ｆａｎ−Ｉｎ型の半導体装置を構成してもよい。
第２のフレキシブル基板３０は、半導体チップ１０を避けて第１のフレキシブル基板２０に貼り付けられている。例えば、第１のフレキシブル基板２０の中央部に半導体チップ１０が搭載されている場合は、第１のフレキシブル基板２０の端部（中央部以外の部分）に第２のフレキシブル基板３０が貼り付けられる。第２のフレキシブル基板３０は、第１のフレキシブル基板２０における配線パターン２２が形成された面に貼り付けられている。この面に半導体チップ１０が搭載されている場合は、第２のフレキシブル基板３０には、半導体チップ１０を挿通できる穴３４が形成されていてもよい。
また、第２のフレキシブル基板３０は、半導体チップ１０に対応してくぼむように凸形に形成された状態のものを使用してもよく、この場合は、半導体チップ１０を避ける穴は不要となるので、抜き金型が簡素化される。
第２のフレキシブル基板３０は、第１のフレキシブル基板２０と同じ材料で形成してもよく、また、第１のフレキシブル基板２０と同じ厚みで形成してもよい。あるいは、第２のフレキシブル基板３０は第１のフレキシブル基板２０とほぼ同一の熱膨張係数を有する材料を用いて形成しても良い。図１に示す第２のフレキシブル基板３０には、導電箔３２が形成されている。導電箔３２は、配線パターン２２と同じ材料で形成されてもよく、同じ厚みであってもよい。また、導電箔３２は、配線パターン２２と対称形状をなしていることが好ましい。配線パターン２２との同一形状が対称形状となることが多い。さらに、第２のフレキシブル基板３０と導電箔３２との接着手段は、第１のフレキシブル基板２０と配線パターン２２との接着手段と同じであることが好ましい。例えば、同一の接着剤を使用するか、あるいは接着剤を使用せずに第１又は第２のフレキシブル基板２０、３０との密着力で配線パターン２２又は導電箔３２が接着されていることが好ましい。導電箔３２には第２の絶縁膜３１が形成されていることが好ましい。第２の絶縁膜３１は、第１の絶縁膜２１と同じ材料であってもよく、同じ厚みであってもよい。
第２のフレキシブル基板３０は、導電箔３２が形成された面を配線パターン２２に向けて第１のフレキシブル基板２０に貼り付けられている。第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０が同一の材料で同一の厚みであり、配線パターン２２と導電箔３２とが同一材料で同一の厚みであり、第１のフレキシブル基板２０と配線パターン２２との接着手段が、第２のフレキシブル基板３０と導電箔３２との接着手段と同じであれば、第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０間の構造が、厚み方向において対称構造となる。その結果、第１のフレキシブル基板２０と配線パターン２２との熱膨張係数の差と、第２のフレキシブル基板３０と導電箔３２との熱膨張係数の差と、が等しくなって反りを抑えることができる。また、第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０として、同一の配線基板（例えばＴＡＢテープ）を使用すれば、部品を共用化してコストを削減することができる。
第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０は、図１の例では、異方性導電材料１４によって接着されている。この場合には、異方性導電材料１４は、半導体チップ１０の電極１２が形成された面をはみ出して設けられる。あるいは、第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０は、異方性導電材料１４以外の樹脂、例えば接着剤によって貼り付けられていてもよい。いずれの場合であっても、第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０を貼り付けるときには両者が押圧されるので、配線パターン２２の表面及び側端面に異方性導電材料１４又は樹脂が密着する。その結果、配線パターン２２の表面に隙間が形成されず耐湿性が向上する。これは、特に、配線パターン２２上に第１の絶縁膜２１が形成されていないときに効果的である。
本実施の形態によれば、第１のフレキシブル基板２０が半導体チップ１０よりも大きいので、半導体チップ１０から一部がはみ出すようになっており、この部分に第２のフレキシブル基板３０が貼り付けられる。これにより、第１のフレキシブル基板２０が補強され、外部端子３８の平坦性が確保される。また、補強のために使用される部材もフレキシブル基板であるから、高価なステンレスや銅合金のスティフナを用意しなくてもよい。
本実施の形態に係る半導体装置は、上記のように形成されており、以下、この半導体装置の製造方法について説明する。
まず、半導体チップ１０と、図２に示す第１及び第２のフレキシブル基板４０、４２と、を用意する。図２に示す第１のフレキシブル基板４０は、最終形状の複数の第１のフレキシブル基板２０（図１参照）が一体化してテープ状をなすものであって、配線パターン２２が繰り返して形成されている。図２に示す第２のフレキシブル基板４２は、最終形状の複数の第２のフレキシブル基板３０（図１参照）が一体化してテープ状をなすものであって、半導体チップ１０を避ける穴３４が繰り返して形成されている。もしくは、半導体チップ１０を避けるように予め凸部が繰り返して形成されている。あるいは、最終形状の第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０を用意してもよい。または、最終形状の第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０よりも大きい個片の第１及び第２のフレキシブル基板を用意してもよい。あるいは、テープ状の第１のフレキシブル基板４０と、最終形状の第２のフレキシブル基板３０と、を用意してもよい。あるいは、テープ状の第１のフレキシブル基板４０と、最終形状よりも大きい第２のフレキシブル基板と、を用意してもよい。
第１及び第２のフレキシブル基板４０（２０）、４２（３０）の一方には位置決め用の穴４４が形成され、他方には位置決め用のマーク４６が形成されていることが好ましい。穴４４とマーク４６との位置合わせを行うことで、第１及び第２のフレキシブル基板４０（２０）、４２（３０）の位置合わせを行うことができる。
テープ状の第１又は第２のフレキシブル基板４０、４２や、最終形状よりも大きい第１又は第２のフレキシブル基板を使用するときには、これらを打ち抜く工程が含まれる。
例えば、テープ状又は最終形状よりも大きい第２のフレキシブル基板４２を、テープ状又は最終形状よりも大きい第１のフレキシブル基板４０に貼り付ける工程を行った後に、第１及び第２のフレキシブル基板４０、４２を打ち抜く工程を含んでもよい。
あるいは、最終形状の第２のフレキシブル基板３０（図１参照）を、テープ状又は最終形状よりも大きい第１のフレキシブル基板４０に貼り付ける工程を行った後に、第２のフレキシブル基板３０を避けて第１のフレキシブル基板４０を打ち抜く工程を行ってもよい。
続いて、第１のフレキシブル基板４０（２０）に半導体チップ１０を搭載する工程と、第１のフレキシブル基板４０（２０）に第２のフレキシブル基板４２（３０）を貼り付ける工程と、外部端子３８を設ける工程と、を行う。これらの工程の順序は問わないが、例えば次の順序で行う。
（第１の例）
半導体チップ１０を搭載する工程を行った後に、第２のフレキシブル基板４２（３０）を貼り付ける工程を行う。例えば、第１のフレキシブル基板４０（２０）上に、半導体チップ１０の搭載領域を超えて異方性導電材料１４を設け、半導体チップ１０を搭載する。そして、半導体チップ１０の電極１２と配線パターン２２とを電気的に接続する。その後、異方性導電材料１４によって、第２のフレキシブル基板４２（３０）を第１のフレキシブル基板４０（２０）に貼り付ける。この工程によって、図１に示す半導体装置を製造することができる。あるいは、接着剤などの樹脂によって第２のフレキシブル基板４２（３０）を第１のフレキシブル基板４０（２０）に貼り付けてもよい。
（第２の例）
図３は、第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、半導体チップを搭載する工程を行って製造された半導体装置を示す図である。同図において、半導体チップ１０、第１のフレキシブル基板２０及び外部端子３８の構成は、上述した通りである。第２のフレキシブル基板３０も、それ自体の構成は上述した通りのものであるが、導電箔３２及び第２の絶縁膜３１が形成されていない点で、図２に示す半導体装置は、図１に示す半導体装置と異なる。また、上述したように、最終形状の第１及び第２のフレキシブル基板２０、３０の代わりに、テープ状又は最終形状よりも大きい第１及び第２のフレキシブル基板４０、４２を使用してもよい。以下の説明は図２に基づいて行う。
製造方法では、まず、第１のフレキシブル基板２０に第２のフレキシブル基板３０を貼り付ける。詳しくは、半導体チップ１０の搭載領域を穴３４によって避けて、第２のフレキシブル基板３０を第１のフレキシブル基板２０に貼り付ける。この場合、第１のフレキシブル基板２０と配線パターン２２とが接着剤にて貼り付けられており、同一の接着剤を配線パターン２２上に設けて第２のフレキシブル基板３０を貼り付けることが好ましい。こうすることで、厚み方向で対称構造となる。
続いて、第１のフレキシブル基板２０における配線パターン２２が形成された面に異方性導電材料１４を設ける。異方性導電材料１４は、第２のフレキシブル基板３０上に至るように設けてもよい。そして、半導体チップ１０を第１のフレキシブル基板２０に搭載し、電極１２と配線パターン２２とを電気的に接続する。以上の工程で、図３に示す半導体装置を得ることができる。
外部端子３８を設ける工程は、第１のフレキシブル基板４０（２０）に半導体チップ１０を搭載する工程と、第１のフレキシブル基板４０（２０）に第２のフレキシブル基板４２（３０）を貼り付ける工程と、が行われた後に行うことが多い。外部端子３８を設ける工程は、ハンダボールを搭載したり、ハンダペーストを設けて、リフロー工程でハンダを溶融させる工程を含んでもよい。
上記実施の形態では、半導体チップ１０を異方性導電材料１４を使用してボンディングする例を説明したが、本発明はこれに限定されない。実装方法は、フェースアップボンディング、フェースダウンボンディング又はＴＡＢボンディングのいずれであってもよい。フェースアップボンディングでは、半導体チップ１０の電極１２と配線パターン２２は、ワイヤーボンディングで接続され、その後半導体チップ１０の実装部は樹脂で覆われることが多い。フェースダウンで実装される場合は、導電樹脂ペーストによるもの、Ａｕ−Ａｕ、Ａｕ−Ｓｎ、ハンダなどによる金属接合によるもの、絶縁樹脂の収縮力によるものなどの方法があり、そのいずれの方法を用いてもよい。
本実施の形態で述べた本発明に係る半導体装置は、次のような形態であってもよい。
（１）本発明に係る半導体装置の他の形態は、
第１のフレキシブル基板における配線パターンが形成された面に半導体チップが搭載され、半導体チップの電極と配線パターンとがワイヤで接続されたものである。
これは、ワイヤボンディング型の半導体装置であって、例えばＣＰＳの一形態である場合もある。その製造方法は、半導体チップの電極と配線パターンとをワイヤで接続する工程を含む。
（２）本発明に係る半導体装置の他の形態は、
半導体チップと第１のフレキシブル基板とが間隔をあけて位置し、
第１のフレキシブル基板に、配線パターンに接続されているとともに第１のフレキシブル基板の端部から突出するリードが設けられ、
リードが、屈曲して半導体チップの電極に接続されたものである。
この半導体装置もＣＳＰの一形態である場合もある。なお、第１のフレキシブル基板と半導体チップとの間には、隙間をあけて、樹脂を充填してもよい。
その製造方法は、半導体チップの電極とリードと接続する工程と、を含む。なお、リードの接続には、シングルポイントボンディングを適用してもよい。
（３）本発明に係る半導体装置の他の形態は、
第１のフレキシブル基板にはデバイスホールが形成され、
配線パターンは、第１のフレキシブル基板からデバイスホール内に突出（オーバーハング）するインナーリードをさらに含み、半導体チップの電極とインナーリードとが接続されたものである。
この半導体装置は、Ｔ−ＢＧＡ（Ｔａｐｅ−Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の一形態である場合もある。その製造方法は、半導体チップの電極とインナーリードと接続する工程と、を含む。この製造方法には、ＴＡＢ技術を適用することができる。
図４には、本発明を適用した半導体装置１１００を実装した回路基板１０００が示されている。回路基板には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることが一般的である。回路基板には例えば銅からなる配線パターンが所望の回路となるように形成されていて、それらの配線パターンと半導体装置の外部端子とを機械的に接続することでそれらの電気的導通を図る。
そして、本発明を適用した半導体装置を備える電子機器又は上記回路基板を備える電子機器として、図５には、ノート型パーソナルコンピュータ１２００が示されている。
なお、上記本発明の構成要件「半導体チップ」を「電子素子」（能動素子が受動素子かを問わない）に置き換えて、半導体装置と同様に電子部品を構成することができる。このような電子素子から製造される電子部品として、例えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィルタ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又はヒューズなどがある。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
図２は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
図３は、本発明を適用した他の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
図５は、本発明に係る半導体装置を備える電子機器を示す図である。

Claims (26)

1. 複数の電極が形成された半導体チップと、
   配線パターンが形成され、前記半導体チップが搭載された第１のフレキシブル基板と、
   前記配線パターンを介して前記電極に電気的に接続された複数の外部端子と、
   前記半導体チップを避けて前記第１のフレキシブル基板に貼り付けられた第２のフレキシブル基板と、
   を含む半導体装置。
2. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記第１及び第２のフレキシブル基板は、同一材料からなり、かつ厚みがほぼ等しい半導体装置。
3. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記配線パターンは、前記第２のフレキシブル基板と対向するように配置され、
   前記第１のフレキシブル基板には、複数の貫通孔が形成されており、前記貫通孔を介して前記配線パターンと接続するように前記外部端子が設けられ、前記外部端子は前記第１のフレキシブル基板における前記配線パターンが形成された面とは反対側の面から突出してなる半導体装置。
4. 請求項３記載の半導体装置において、
   前記第１及び第２のフレキシブル基板の間に形成され、前記配線パターンと同一材料からなり、かつ、厚みがほぼ等しく、前記配線パターンと電気的に絶縁された導電箔をさらに有する半導体装置。
5. 請求項４記載の半導体装置において、
   前記第１のフレキシブル基板と前記配線パターンとの接着手段と、前記第２のフレキシブル基板と前記導電箔との接着手段とは同じである半導体装置。
6. 請求項４記載の半導体装置において、
   前記導電箔は、前記配線パターンの対称形状をなす半導体装置。
7. 請求項４記載の半導体装置において、
   前記配線パターンにおける前記第１のフレキシブル基板とは反対側の面には、第１の絶縁膜が形成され、
   前記導電箔における前記第２のフレキシブル基板とは反対側の面には、第２の絶縁膜が形成されている半導体装置。
8. 請求項３記載の半導体装置において、
   前記半導体チップの電極は、接着剤に導電粒子が分散されてなる異方性導電材料を介して前記配線パターンに電気的に接続されており、
   前記異方性導電材料によって、前記第１及び第２のフレキシブル基板が接着されている半導体装置。
9. 請求項３記載の半導体装置において、
   前記第１及び第２のフレキシブル基板は、樹脂によって接着され、
   前記樹脂は、前記第１のフレキシブル基板における前記配線パターンが形成された面上に設けられて、前記配線パターンにおける前記第２のフレキシブル基板を向く面及び側端面に密着している半導体装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の半導体装置が実装された回路基板。
11. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
12. 複数の電極を有する半導体チップと、配線パターンが形成された第１のフレキシブル基板と、第２のフレキシブル基板と、を用意する工程と、
    前記第１のフレキシブル基板に前記半導体チップを搭載する工程と、
    前記第１のフレキシブル基板における前記半導体チップの搭載領域を除く部分に、第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程と、
    前記配線パターンを介して、前記電極と電気的に接続される外部端子を設ける工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。
13. 請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、前記第１及び第２のフレキシブル基板を打ち抜く工程を含む半導体装置の製造方法。
14. 請求項１３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第１及び第２のフレキシブル基板はテープ状をなし、
    前記第１のフレキシブル基板には、前記配線パターンが繰り返して形成されており、
    前記第２のフレキシブル基板には、前記半導体チップを避けるための穴が繰り返して形成されている半導体装置の製造方法。
15. 請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、前記第２のフレキシブル基板を避けて前記第１のフレキシブル基板を打ち抜く工程を含む半導体装置の製造方法。
16. 請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第１のフレキシブル基板はテープ状をなし、
    前記第２のフレキシブル基板は、前記第１のフレキシブル基板の打ち抜かれる領域よりも小さい形状をなし、
    前記第１のフレキシブル基板には、前記配線パターンが繰り返して形成されており、
    前記第２のフレキシブル基板には、前記半導体チップを避けるための穴が形成されている半導体装置の製造方法。
17. 請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行った後に、前記半導体チップを搭載する工程を行う半導体装置の製造方法。
18. 請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体チップを搭載する工程を行った後に、前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程を行う半導体装置の製造方法。
19. 請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体チップを搭載する工程は、前記第１のフレキシブル基板に、前記半導体チップの搭載領域を超えて、接着剤に導電粒子が分散されてなる異方性導電材料を設ける工程と、前記異方性導電材料を介して前記電極と前記配線パターンとを電気的に接続する工程と、を含み、
    前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程では、前記異方性導電材料によって、前記第２のフレキシブル基板を前記第１のフレキシブル基板に貼り付ける半導体装置の製造方法。
20. 請求項１７記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程は、前記第１及び第２のフレキシブル基板の少なくとも一方に樹脂を塗布する工程と、前記第１及び第２のフレキシブル基板を前記樹脂を介して密着させて前記樹脂を前記配線パターンにおける前記第２のフレキシブル基板を向く面及び側端面に密着させる工程と、を含む半導体装置の製造方法。
21. 請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板を貼り付ける工程は、前記第１及び第２のフレキシブル基板の少なくとも一方に樹脂を塗布する工程と、前記第１及び第２のフレキシブル基板を前記樹脂を介して密着させて前記樹脂を前記配線パターンにおける前記第２のフレキシブル基板を向く面及び側端面に密着させる工程と、を含む半導体装置の製造方法。
22. 請求項１２から請求項２１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第１及び第２のフレキシブル基板の一方には、位置決め用の穴が形成されており、他方には位置決め用のマークが形成されており、前記穴と前記マークとを位置合わせして、前記第１及び第２のフレキシブル基板の位置合わせを行う半導体装置の製造方法。
23. 請求項１２から請求項２１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板として、前記第１のフレキシブル基板と同じ材料であって同じ厚みで形成されたものを使用する半導体装置の製造方法。
24. 請求項１２から請求項２１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２のフレキシブル基板として、前記配線パターンと同じ材料であって同じ厚みからなる導電箔が形成されたものを使用し、
    前記導電箔と前記配線パターンとを対向させて、かつ、電気的に絶縁させて、前記第２のフレキシブル基板を前記第１のフレキシブル基板に貼り付ける半導体装置の製造方法。
25. 請求項２４記載の半導体装置の製造方法において、
    前記導電箔は、前記配線パターンの対称形状をなす半導体装置の製造方法。
26. 請求項２４記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第１のフレキシブル基板として、前記配線パターンに第１の絶縁膜が形成されたものを使用し、
    前記第２のフレキシブル基板として、前記導電箔に第２の絶縁膜が形成されたものを使用する半導体装置の製造方法。

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