WO2000070677A1

WO2000070677A1 - Semiconductor device, method of manufacture thereof, circuit board, and electronic device

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Description

明細書半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器

[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— B G A (Tape Bal l Grid Array) や、 Fan- Out型又は Fan- In/Out型 C S P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つている。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（Cop l anari ty) 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力採用されてレ、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つており、この部分に第 2のフレキシブル基板カ占り付けられる。これにより、第 1のフレキシブル基板力補強され、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レヽ。

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、前記配線バタ一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ノ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レ、。

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、前記配線バタ一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力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。

( 1 0 ) 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。

( 1 1 ) 本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。 ( 1 2 ) 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、配線ノ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リ付ける工程と、

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ょリも大きいので、半導体チップから一部がはみ出すようになつておリ、この部分に第 2のフレキシブル基板力占り付けられる。これにより、第 1のフレキシブル基板力補強され、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。

( 1 3 ) 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リ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。

( 1 4 ) 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緣リ返して形成されておリ、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リ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。

( 1 5 ) 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レ、。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。

( 1 6 ) 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、前記配線ノターン力繰リ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力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。

( 1 7 ) 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リ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。

( 1 8 ) 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リ付ける工程を行ってもよい。

( 1 9 ) 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バタ一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リ付ける工程では、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つて、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ェ程を減らすことができる。 ( 2 0 ) 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リ付ける工程は、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、を含んでもよレ、。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リ、耐湿性を向上させることができる。

( 2 1 ) 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力形成されており、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。

( 2 2 ) 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つ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。 ( 2 3 ) 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。

( 2 4 ) この半導体装置の製造方法において、前記導電箔は、前記配線ノタ一ンの対称形状をなしてもよレ、。

(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、前記酉己線パターンに第 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。

[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。

[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 C S P (Chip Sizeノ 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イング、もしくはワイヤ一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 1 0と、第 1のフレキシブル基板 2 0と、第 2のフレキシブル基板 3 0と、複数の外部端子 3 8と、を含む。

半導体チップ 1 0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 1 0 の一方の面（能動面）に複数の電極 1 2力形成されている。あるいは、半導体チップ 1 0の一方の面の中央に複数の電極 1 2を一列に並べてもよい。図 1に示す電極 1 2 は、アルミニウムなどのパッドと、ハンダボ一ル、金ワイヤ一ボール、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 1 2を構成してもよい。

第 1のフレキシブル基板 2 0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一エンプラフィルム、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 2 0は、半導体チップ 1 0の電極 1 2力 ^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 2 0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 2 0には、配線バタ一ン 2 2が形成されている。配線パタ —ン 2 2は、第 1のフレキシブル基板 2 0の一方の面に形成される。第 1のフレキシブル基板 2 0の一方の面の配線パターン 2 2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 2 2は、スパッタリング等により第 1のフレキシブル基板 2 0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 2 0となるポリイミド檳 ί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 2 0及び配線パターン 2 2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 2 0に配線パターン 2 2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 2 0と配線パターン 2 2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ツ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 2 2は、半導体チップ 1 0の複数の電極 1 2と、複数の外部端子 3 8 とを接続するためのものである。配線パターン 2 2は、電極 1 2が接合されるランド部 2 4と、外部端子 3 8が設けられるランド部 2 6と、を含んでもよい。第 1のフレキシブル基板 2 0には、複数の貫通孔 2 8が形成されている。貫通孔 2 8上に、外部端子 3 8を設けるためのランド部 2 6力 ¾ϊ置する。図 1に示す例では、貫通孔 2 8は、半導体チップ 1 0の搭載領域の内側及び外側に形成され、貫通孔 2 8に対応する位置に外部端子 3 8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/0 ut型である。あるいは、貫通孔 2 8を、半導体チップ 1 0の搭載領域の外側のみに形成し、貫通孔 2 8に対応する位置に外部端子 3 8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 2 8を、半導体チップ 1 0の搭載領域の内側のみに形成し、貫通孔 2 8に対応する位置に外部端子 3 8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 2 2の表面には、第 1の絶縁膜 2 1が設けられていてもよい。詳しくは、配線パターン 2 2における第 1のフレキシブル基板 2 0との密着面を除く面に、第 1の絶縁膜 2 1が設けられている。第 1の絶縁膜 2 1 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 2 1は、第 1のフレキシブル基板 2 0 の配線パターン 2 2力形成された面に、配線パターン 2 2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 2 0と配線パターン 2 2とで構成される配線基板は、 T A B技術で使用されるテープキヤリアから打ち抜かれたものであってもよく、 F P C (F lexib le Printed C i rcui t) 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一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 2 0としてもよい。

半導体チップ 1 0は、第 1のフレキシブル基板 2 0に搭載されている。半導体チップ 1 0の電極 1 2と、配線パターン 2 2とが電気的に接続されている。実装の形態は、フエ一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。フエ一スアップボンディングでは、半導体チップ 1 0の電極 1 2と配線パターン 2 2は、ワイヤ一ボンディングもしくは T A Bボンディングで接続され、その後半導体チップ 1 0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、導電樹脂べ一ストによるもの、 A u— A u、 A u— S n、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 1 4を使用して半導体チップ 1 0がフエ一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 1 4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 1 4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 1 4は、少なくとも配線パターン 2 2における半導体チップ 1 0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 2 0の第 1領域 1 2の全体を覆うように異方性導電材料 1 4を設けてもよい。異方性導電材料 1 4は、電極 1 2と配線パターン 2 2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つている。外部端子 3 8は第 1のフレキシブル基板 2 0に設けられている。ハンダボ一ルを外部端子 3 8としてもよレ、。あるいは、配線パターン 2 2の一部を貫通孔 2 8の内部で屈曲させて外部端子 3 8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 2 0の一方の面に配線パターン 2 2が形成されており、貫通孔 2 8を通して外部端子 3 8が配線パターン 2 2上に設けられている。そして、第 1のフレキシブル基板 2 0の他方の面から外部端子 3 8が突出する。図 1に示す例では、外部端子 3 8が、半導体チップ 1 0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 3 8を、半導体チップ 1 0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 3 8を、半導体チップ 1 0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 3 0は、半導体チップ 1 0を避けて第 1のフレキシブル基板 2 0に貼リ付けられている。例えば、第 1のフレキシブル基板 2 0の中央部に半導体チップ 1 0が搭載されている場合は、第 1のフレキシブル基板 2 0の端部（中央部以外の部分）に第 2のフレキシブル基板 3 0が貼り付けられる。第 2のフレキシブル基板 3 0は、第 1のフレキシブル基板 2 0における配線バタ一ン 2 2力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 1 0力搭載されている場合は、第 2のフレキシブル基板 3 0には、半導体チップ 1 0を揷通できる穴 3 4力形成されていてもよい。

また、第 2のフレキシブル基板 3 0は、半導体チップ 1 0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 1 0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 3 0は、第 1のフレキシブル基板 2 0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 2 0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 3 0は第 1のフレキシブル基板 2 0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 3 0 には、導電箔 3 2が形成されている。導電箔 3 2は、配線パターン 2 2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 3 2は、配線パターン 2 2と対称形状をなしていることが好ましい。配線パターン 2 2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 3 0と導電箔 3 2との接着手段は、第 1のフレキシブル基板 2 0と配線パターン 2 2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 2 0、 3 0との密着力で配線パターン 2 2又は導電箔 3 2力接着されていることが好ましい。導電箔 3 2には第 2の絶縁膜 3 1力形成されていることが好ましい。第 2の絶縁膜 3 1は、第 1の絶縁膜 2 1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 3 0は、導電箔 3 2が形成された面を配線パターン 2 2に向けて第 1のフレキシブル基板 2 0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 2 0、 3 0が同一の材料で同一の厚みであリ、配線パターン 2 2と導電箔 3 2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 2 0と配線パターン 2 2との接着手段が、第 2のフレキシブル基板 3 0と導電箔 3 2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 2 0 , 3 0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 2 0と配線パターン 2 2との熱膨張係数の差と、第 2のフレキシブル基板 3 0と導電箔 3 2との熱膨張係数の差と、が等しくなつ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 2 0、 3 0として、同一の配線基板（例えば T A B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 2 0、 3 0は、図 1の例では、異方性導電材料 1 4によって接着されている。この場合には、異方性導電材料 1 4は、半導体チップ 1 0の電極 1 2力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 2 0、 3 0は、異方性導電材料 1 4以外の樹脂、例えば接着剤によつ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 2 0、 3 0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 2 2の表面及び側端面に異方性導電材料 1 4又は樹脂が密着する。その結果、配線パターン 2 2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 2 2 上に第 1の絶縁膜 2 1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 2 0が半導体チップ 1 0よりも大きいので、半導体チップ 1 0から一部がはみ出すようになつており、この部分に第 2 のフレキシブル基板 3 0カ貼り付けられる。これにより、第 1のフレキシブル基板 2 0力 ^補強され、外部端子 3 8の平坦性力確保される。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 1 0と、図 2に示す第 1及び第 2のフレキシブル基板 4 0、 4 2と、を用意する。図 2に示す第 1のフレキシブル基板 4 0は、最終形状の複数の第 1のフレキシブル基板 2 0 (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 2 2力喿リ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 4 2は、最終形状の複数の第 2のフレキシブル基板 3 0 (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 1 0を避ける穴 3 4が繰り返して形成されている。もしくは、半導体チップ 1 0を避けるように予め凸部力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 2 0、 3 0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 2 0、 3 0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 4 0と、最終形状の第 2のフレキシブル基板 3 0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 4 0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 4 0 ( 2 0 ) 、 4 2 ( 3 0 ) の一方には位置決め用の穴 4 4が形成され、他方には位置決め用のマーク 4 6が形成されていることが好ましい。穴 4 4とマーク 4 6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 4 0 ( 2 0 ) 、 4 2 ( 3 0 ) 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 4 0、 4 2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 4 2を、テ一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 4 0に貼リ付ける工程を行つた後に、第 1及び第 2のフレキシブル基板 4 0、 4 2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 3 0 (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 4 0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 3 0を避けて第 1のフレキシブル基板 4 0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 4 0 ( 2 0 ) に半導体チップ 1 0を搭載する工程と、第 1のフレキシブル基板 4 0 ( 2 0 ) に第 2のフレキシブル基板 4 2 ( 3 0 ) を貝占り付ける工程と、外部端子 3 8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 1 0を搭載する工程を行った後に、第 2のフレキシブル基板 4 2 ( 3 0 ) 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 4 0 ( 2 0 ) 上に、半導体チップ 1 0の搭載領域を超えて異方性導電材料 1 4を設け、半導体チップ 1 0 を搭載する。そして、半導体チップ 1 0の電極 1 2と配線パターン 2 2とを電気的に接続する。その後、異方性導電材料 1 4によって、第 2のフレキシブル基板 4 2 ( 3 0 ) を第 1のフレキシブル基板 4 0 ( 2 0 ) 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; (tf脂によって第 2のフレキシブル基板 4 2 ( 3 0 ) を第 1のフレキシブル基板 4 0 ( 2 0 ) 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 1 0、第 1のフレキシブル基板 2 0及び外部端子 3 8の構成は、上述した通りである。第 2のフレキシブル基板 3 0も、それ自体の構成は上述した通りのものである力導電箔 3 2及び第 2の絶縁膜 3 1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 2 0、 3 0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 4 0、 4 2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 2 0に第 2のフレキシブル基板 3 0 を貼り付ける。詳しくは、半導体チップ 1 0の搭載領域を穴 3 4によって避けて、第 2のフレキシブル基板 3 0を第 1のフレキシブル基板 2 0に貝占り付ける。この場合、第 1のフレキシブル基板 2 0と配線パターン 2 2とが接着剤にて貼り付けられておリ、同一の接着剤を配線パターン 2 2上に設けて第 2のフレキシブル基板 3 0を貼リ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 2 0における配線パターン 2 2力形成された面に異方性導電材料 1 4を設ける。異方性導電材料 1 4は、第 2のフレキシブル基板 3 0 上に至るように設けてもよい。そして、半導体チップ 1 0を第 1のフレキシブル基板 2 0に搭載し、電極 1 2と配線パターン 2 2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 3 8を設ける工程は、第 1のフレキシブル基板 4 0 ( 2 0 ) に半導体チップ 1 0を搭載する工程と、第 1のフレキシブル基板 4 0 ( 2 0 ) に第 2のフレキシブル基板 4 2 ( 3 0 ) を貝占り付ける工程と、が行われた後に行うことが多い。外部端子

3 8を設ける工程は、ハンダボールを搭載したり、ハンダぺ一ストを設けて、リフロ —工程でハンダを溶融させる工程を含んでもょ、。

上記実施の形態では、半導体チップ 1 0を異方性導電材料 1 4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、フェースアツプボンディング、フェースダウンボンデイング又は T A Bボンデイングのいずれであつてもよい。フェースアップボンディングでは、半導体チップ 1 0の電極 1 2と配線パターン 2 2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 1 0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、導電樹脂べ一ストによるもの、 A u _ A u、 A u— S n、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リ、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バタ一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バタ一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 C S P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一ドが設けられ、

リ一ドが、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 C S P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（オーバ一ハング）するインナ一リードをさらに含み、半導体チップの電極とインナ一リードとが接続されたものである。

この半導体装置は、 T— B G A (Tape -Bal l 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一リードと接続する工程と、を含む。この製造方法には、 T A B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 1 1 0 0を実装した回路基板 1 0 0 0が示されている。回路基板には例えばガラスェ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、それらの配線バタ一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 1 2 0 0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」（能動素子か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、サ一ミスタ、バリスタ、ボリューム又はヒューズなどがある。

Claims

請求の範囲

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、前記半導体チップ力搭載された第 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、前記配線パタ一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バ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リ、

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カ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力形成された面上に設けられて、前記配線バタ一ンにおける前記第 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。

1 0 . 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。

1 1 . 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。

1 2 . 複数の電極を有する半導体チップと、配線パターンカ形成された第 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、

を含む半導体装置の製造方法。

1 3 . 請求項 1 2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リ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。

1 . 請求項 1 3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、前記配線バタ一ンが繰り返して形成されておリ、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リ返して形成されている半導体装置の製造方法。

1 5 . 請求項 1 2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。

1 6 . 請求項 1 5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;!犬をなし、

前記第 1のフレキシブル基板には、前記配線パターン力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。

1 7 . 請求項 1 2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リ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。

1 8 . 請求項 1 2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リ付ける工程を行う半導体装置の製造方法。

1 9 . 請求項 1 8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リ付ける半導体装置の製造方法。

2 0 . 請求項 1 7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リ付ける工程は、前記第 1及び第 2のフレギ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バタ一ンにおける前記第 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。

2 1 . 請求項 1 8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リ付ける工程は、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バタ一ンにおける前記第 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。

2 2 . 請求項 1 2から請求項 2 1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リ、他方には位置決め用のマーク力形成されており、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。

2 3 . 請求項 1 2から請求項 2 1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つ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。

2 4 . 請求項 1 2から請求項 2 1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、前記配線バタ一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。

2 5 . 請求項 2 4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。

2 6 . 請求項 2 4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。