(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンで形成された導体部を有する絶縁性のテープ状基材に半導体素子を収容する開口部が形成されており、前記導体部の一端が前記半導体素子の電極と電気的に接続されるリード部に形成された構造を有する半導体装置において、
前記開口部の上面が、前記半導体素子の電極と接続される前記リード部の近傍を除いて導電性の金属層により被覆され、該金属層の周縁部の一部に前記テープ状基材によって支持された延在部が設けられ、該延在部が、接着剤層を介して前記テープ状基材に接合されていること及び前記金属層が接着剤層を介して半導体素子の電極形成面に接合されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記延在部が少なくとも２個所であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記金属層が、グラウンドに接続されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金属層が、銅又はアルミニウムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記延在部に、前記テープ状基材に対する前記金属層の支持拘束力を緩和する手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記支持拘束力緩和手段は、前記金属層の半導体素子の支持領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記支持拘束力緩和手段は、前記金属層の半導体素子の支持領域の外側で且つ前記開口部の周囲縁に対応する領域の内側の帯状領域に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記支持拘束力緩和手段は、前記帯状領域に沿って間隔をおいて連続的に形成された複数個の穴からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記穴は略矩形状であり、隣接する穴と穴との間隔域が部分的に細幅となるように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記金属層で被覆されている領域、及び／又は前記開口部を除く前記テープ状基材の領域にダムとして機能する絶縁性の被覆が形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記開口部の内側縁と半導体素子との間の間隙及び半導体素子の電極とリード部との間の接続領域に樹脂を封止してなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に関し、さらに詳しく述べると、典型的にはＴＣＰ（テープ・キャリヤ・パッケージ）である半導体パッケージに、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）実装方式を使用してＴＡＢテープ上にＬＳＩチップ等の半導体素子を搭載した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩチップ等の半導体素子が搭載されるパッケージとして、いろいろなタイプのものが知られているが、現在の主流となっているものは、経済性と量産性の面から、樹脂封止の非気密封止パッケージである。このような非気密封止パッケージの典型例は、プラスチック・パッケージ及びＴＣＰである。特にＴＣＰは、最近の半導体装置の要件、例えば、パッケージの多ピン化、リードピッチの縮小化、装置の薄型化及び小型化などを満足させることができるため、広く利用される傾向にある。
【０００３】
ＴＣＰは、ＴＡＢの実装方式を取り込んだテープ・キャリヤタイプのパッケージである。半導体チップとパッケージのリードを接続するために、従来の半導体装置では、金、アルミニウム等の微細なワイヤを接続手段として使用するワイヤ・ボンディング法を広く採用しているが、このＴＣＰでは、ワイヤの代わりに、樹脂フィルム（テープ）上に形成した銅のリードを使用している。銅リードは、樹脂フィルム上にシート状接着剤を貼り付けた後、金型でパンチングして所定のパターンでフィルムに開口部を開け、さらにそのフィルムの上に銅箔を貼り付け、エッチングプロセスを用いて不要な銅箔を除去することによって、形成することができる。次いで、半導体チップをテープの開口部に位置決めした後、チップ上の電極に形成されたバンプ（例えば、金）とテープ上の銅リードとを適当な治具でボンディングすることによって、目的とする半導体装置を作製することができる。
【０００４】
図１は、半導体チップとＴＣＰのリードを接続した後の半導体装置の従来例を示す斜視図であり、個々のＴＣＰをテープから切断する前の状態が示されている。ＴＣＰ１０は、樹脂フィルム（例えばポリイミド樹脂フィルム）１を基材として使用し、その上に銅箔のエッチングにより形成したリード２を有している。また、樹脂フィルム１の両側には、装置の組み立てを連続的に行う際のフィルム送りのため、スプロケットホール３が開けられている。さらに、樹脂フィルム１の中央部には、図示されるように半導体チップ４を収容するための開口（一般に、「デバイスホール」と呼ばれる）５も開けられている。
【０００５】
半導体チップとパッケージのリードの接続は、図１の半導体装置の中心部を拡大して示す図２の断面図から容易に理解することができるであろう。半導体チップ４は、樹脂フィルム１のデバイスホール５に位置決めして配置された後、その電極上のバンプ（通常、金メッキからなる突起）６にリード２の先端が接合される。このリードの接合は、通常、専用のボンディングツールを使用して一括ボンディングで行われる。なお、銅からなるリード２の先端には、バンプ６との接合を助けるため、ボンディング工程に先がけて予め金メッキなどが施される。最後に、図１には示されていないが、半導体チップ４やリード６を周囲環境の湿度、汚染などから保護するため、両者を包み込むようにして樹脂７で封止する。封止用の樹脂７としては、例えば、エポキシ樹脂が使用される。
【０００６】
しかしながら、ＴＡＢ方式で上述のようにして作製した従来の半導体装置は、半導体チップをテープに安定して取り付けることが難しいという問題を有している。すなわち、ＴＣＰを用いた半導体装置における半導体チップの固定とその安定性は、専ら半導体チップとＴＣＰのリードの間の接続配線に依存しているが、接続端子数が少ない場合には十分な強度で固定することができず、保持強度に問題が発生するからである。また、この問題を回避するために樹脂封止に依存した場合には、樹脂封止すべき部分が広い範囲に及ぶので、満足に封止を行うことに依然として問題がある。さらに、薄く封止しただけでは、樹脂の強度がもたないという問題もある。
【０００７】
さらに、最近の傾向として半導体チップ自体を薄くすることの要望がある。すなわち、従来の半導体チップの厚さは４００〜５００μｍ前後であるが、これを４０〜５０μｍ程度の厚さまで下げることが高密度実装上望ましい。しかし、そのためには従来の半導体装置では上記したように保持強度に問題があるばかりか、チップの反りの問題も発生し、なんらかの強化策を講じることが必要である。また、半導体装置はそれをできる限り薄型にするのが好ましいにもかかわらず、薄くしたりその厚さを制御したりすること自体が難しく、樹脂封止の際の封止の形状の制御にも困難を伴う。
【０００８】
さらにまた、半導体装置の小型化、薄型化を図るために半導体チップとＴＣＰのリードの接続部からバンプを除くことも望ましい。しかし、バンプがないとすると、半導体チップのエッジのコンタクトが新たな問題として発生する。すなわち、通常チップのエッジ部にはポリイミド等の絶縁被覆がなく、したがって、パッケージが薄い場合にリードが接触しやすいからである。また、特殊な例として、エッジ部が絶縁物で全面被覆されていても、例えばダイシング時のチッピングによってエッジの半導体が露出し、これにリードが接触したときにショートが発生するからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記したような従来のＴＣＰの問題点を解消して、接続端子数が少ない場合であっても十分な強度で半導体チップをＴＣＰに固定することができ、高められた保持強度を実現できるばかりでなく、接続配線部（リード）に対する負荷も小さくして信頼性をより一層向上させることができる半導体パッケージを提供することにある。
【００１０】
本発明のもう１つの目的は、薄型にしかつその厚さを制御するのが容易に可能であり、かつ樹脂封止の際の封止形状も容易に制御できる半導体パッケージを提供することにある。
本発明のさらにもう１つの目的は、接続部においてバンプの使用を必要としない半導体パッケージを提供することにある。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの目的は、本発明の半導体パッケージに半導体素子を搭載した高性能で信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
本発明の上記した目的及びその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、所定のパターンで形成された導体部を有する絶縁性のテープ状基材に半導体素子を収容する開口部が形成されており、前記導体部の一端が前記半導体素子の電極と電気的に接続されるリード部に形成された構造を有する半導体装置において、
前記開口部の上面が、前記半導体素子の電極と接続される前記リード部の近傍を除いて導電性の金属層により被覆され、該金属層の周縁部の一部に前記テープ状基材によって支持された延在部が設けられ、該延在部が、接着剤層を介して前記テープ状基材に接合されていること及び前記金属層が接着剤層を介して半導体素子の電極形成面に接合されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による半導体パッケージは、所定のパターンで形成された導体部を有する絶縁性のテープ状基材からなり、その開口部に半導体素子が収容されるように設計されている。また、この半導体パッケージでは、その導体部の一部が、半導体素子の電極と電気的に接続されるリード部に形成された構造を有している。この本発明の半導体パッケージは、記載のような構成を有する限りにおいて特に限定されるものではなく、本発明の範囲においていろいろな形態をとることができ、また、したがって、いろいろな方法に従って製造することができる。
【００１５】
本発明の半導体パッケージは、好ましくは、ＴＡＢの実装方式を取り込んだテープ・キャリヤタイプのパッケージ（ＴＣＰ）である。この製造に用いられるＴＡＢテープは、絶縁性のテープ状基材と、それに支承された導体層とからなる。ＴＡＢテープは、好ましくは基材の上に銅箔を貼り合わせて導体層を形成したものであり、接着剤層を介して銅箔を貼り合わせた３層テープや、接着剤を使用しないで、スパッタ法などによって銅を付着させた２層テープなどがある。本発明の実施には３層テープを有利に使用することができ、したがって、以下の説明も３層構造のＴＡＢテープを中心に説明する。
【００１６】
ＴＡＢテープの基材としては、いろいろなプラスチック材料を使用することができるが、耐熱性、強度などを考慮した場合、特にポリイミド樹脂を有利に使用することができる。また、リジッドなテープを得たいような場合には、ガラス布入りのプラスチック材料、例えば、ガラスポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ガラスポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などを有利に使用することができる。ここで使用するポリイミドテープやその他のテープ状基材の厚さは、目的とする半導体パッケージの形状、厚さなどに応じて広く変更することができるけれども、通常、５０〜１５０μｍ程度であり、７５μｍ近傍の厚さが好適である。
【００１７】
導体層の形成には、好ましくは、銅箔が用いられる。銅箔の厚さは、通常、１０〜３０μｍ程度であり、２０μｍ近傍の厚さが好適である。銅箔は、それが酸化されて満足な接続ができなくなるのを防止したり、その銅箔から形成した導体部（例えば、リード、配線、電極など）と他の部品との接合を保証するため、導電性のメッキをその片面もしくは両面に施すことが好ましい。適当なメッキとしては、例えば、金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ニッケルメッキなどを挙げることができる。金メッキが特に好適である。このようなメッキの厚さは、広い範囲で変更することができるけれども、通常、１μｍ前後である。
【００１８】
上記した銅箔をテープ状基材に貼り付けるため、半導体装置の製造において常用の接着剤を使用する。適当な接着剤は、例えば、密着性や耐熱性などにすぐれた熱硬化性のエポキシ系接着剤である。このような接着剤は、例えば、１０μｍ前後の厚さで適用することができる。
テープ状基材は、それに銅箔を貼り付ける前、基材の所定の部位に開口部を設けることが一般的である。この開口部を設ける工程は、パンチングと呼ばれるもので、専用の治具を使用して実施することができる。開口部には、ＬＳＩチップ等の半導体素子を収容し、固定するためのデバイスホール、アウターリードホール、そしてスプロケットホールの３種類がある。開口部の形成が完了した後、テープ状基材に銅箔を貼り付ける。この工程は、通常、加熱を行いながら実施される。
【００１９】
テープ状基材と銅箔の積層体を形成した後、銅箔の不要部分を除去して所望とする導体部、すなわち、リード（半導体素子の電極に接続されるインナーリード及びパッケージや基板の電極と接続されるアウターリード）、配線、電極などを形成する。この工程は、半導体装置の製造において常用のエッチングプロセスに従って有利に実施することができる。すなわち、導体部として残したい銅箔の上にレジストを被覆した後、露出している不要な銅箔を適当なエッチング液（例えば、塩化第二鉄の水溶液）で溶解除去する。
【００２０】
本発明の半導体パッケージでは、好ましくは上記したような工程で作製されたＴＡＢテープ、すなわち、所定のパターンで形成された導体部を有する絶縁性のテープ状基材の開口部（デバイスホール）に半導体素子が収容され、搭載される。ここで使用する半導体素子は、特に限定されるものではなく、半導体装置の製造に一般的に使用されているいかなる素子であってもよい。適当な半導体素子としては、例えば、ＬＳＩチップ、ＶＬＳＩチップ等の半導体チップを挙げることができる。このような半導体チップのサイズは、種類によっていろいろであるが、一般的には、５０〜５００μｍ程度の厚さである。
【００２１】
上述のような半導体素子の接続部（通常、電極）に、ＴＡＢテープの導体部（通常、インナーリード）が電気的に接続される。ここで接続部にバンプを使用してもしなくても電極とインナーリードは接続可能であるが、バンプを使用しない方が得られるパッケージ及び装置の薄化に貢献することができる。
【００２２】
半導体素子の接続部にＴＡＢテープの導体部を接続する工程は、この技術分野に一般的に用いられているＩＬＢ（インナーリードボンディング）を使用して有利に実施することができる。例えば、ボンディングステージ上に載置した半導体素子の接続部とＴＡＢテープの導体部の位置合わせを行った後、ボンディングツールを加熱条件下で押し当てて、複数部位での接続を短時間でボンディングを行うことができる。
【００２３】
最終工程として、半導体素子の表面を樹脂で封止して耐湿性を高める。樹脂封止の形態にはいろいろあるが、本発明では、最上層に金属めっき層を設けているので、半導体素子の接続部とその近傍を封止するだけで十分であり、封止形状についての制限もなく、また、したがって、封止形状やその厚さを任意に制御することができる。封止樹脂としては、エポキシ系の樹脂を有利に使用することができる。なお、この樹脂には１液タイプのものと、２液タイプのものとがあるが、任意に使い分けることができる。このような封止樹脂の注入には、ノズルやその他の常用の注入手段を使用することができる。
【００２４】
本発明の半導体パッケージは、上記したような構成を有するとともに、半導体素子上の接続部以外の部分に導電性の金属層が設けられており、かつその金属層が素子領域から外側に向かって延びて、テープ状基材の領域にまで延在してそのテープ状基材によって支持された延在部が設けられていることが必須である。すなわち、本発明では、半導体素子の表面を覆って金属層が形成されるとともに、その金属層が、素子を取り囲んだテープ状基材の表面まで、但し、インナーリード等の導体部に重ならないようにして、配置されていることが必須の要件である。
【００２５】
金属層は、いろいろな導体材料から形成することができるが好ましくは、銅箔又はアルミニウム箔から形成することができ、さらに好ましくは銅箔から形成することができる。銅箔の厚さは、通常、１０〜３０μｍ程度であり、２０μｍ近傍の厚さが好適である。銅箔は、それが酸化されて満足な接続ができなくなるのを防止したり、その銅箔から形成した金属層を他の部品と接合する場合などにその部品との良好な接合を保証するため、導電性のメッキをその片面もしくは両面に施すことが好ましい。適当なメッキとしては、例えば、金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ニッケルメッキなどを挙げることができる。金メッキが特に好適である。このようなメッキの厚さは、広い範囲で変更することができるが通常、１μｍ前後である。
【００２６】
本発明の半導体パッケージにおける上記した金属層の配置パターンは、所望とする効果やそのパッケージの使用部位及び使用目的などに応じて広く変更することができる。特に、金属層が、半導体素子の接続部（例えば、電極）と、それをテープ状基材の導体部（例えば、リード）に接続する配線部の近傍以外の実質的に全面を被覆して設けられており、かつテープ状基材への延在部、すなわち、半導体素子とテープ状基材の橋渡しをしている部分、が少なくとも２個所であるように金属層を配置するのが好ましい。このような配置パターンを採用することによって、リードに対する負荷の軽減もしくは解消はもちろんのこと、保持強度の確実な改善が達成され、信頼性が顕著に向上せしめられるからである。さらに、半導体素子に金属層を貼り付けた構造を採用しているので、半導体素子を薄く設計した場合にも素子の反りの問題を回避することができる。
【００２７】
金属層は、半導体パッケージの作製手順などにもよるが、接着剤層を介して半導体素子の表面と接合されていてもよく、さもなければ、半導体素子封止用樹脂の注入時にその樹脂により接合されていてもよい。金属層とその下地の間に接着剤層を介在させるような場合に、金属層と半導体素子を接着する接着剤は、先に説明したテープ状基材に対する銅箔の貼り付けと同様、半導体装置の製造において常用の接着剤のなかから任意に選択することができる。このような接着剤は、例えば、２５〜５０μｍ前後の厚さで適用することができる。また、この接着剤層の厚さを調整することによって、得られる半導体装置の表面を平坦にし、凹凸を少なくすることができる。表面が平坦であると、半導体装置の組み立てが容易となるばかりでなく、積層型の半導体装置を作製する場合に、コンパクトにそれを作製することができる。
【００２８】
さらに、金属層は、それがグラウンドに接続されていてもよい。グラウンド接続を行うことにより、高周波特性を改善したり、インピーダンス整合、クロストークの抑制などの効果を得ることができる。
【００２９】
金属層をポリイミド樹脂のテープ状基材に支持するために、前述のように、接着剤を用いている。これにより、この接着剤層の材質や厚さ等にもよるが、金属層とテープ状基材との間の熱膨張係数差を吸収することができる。また、半導体素子を実装する際には、半導体チップを接着剤層を介して開口部内の金属層に接着させ、配線パターンのリードを半導体チップの電極にボンディング接続するが、たとえ開口部内の金属層に多少の変形があったとしても、接着剤層の緩衝機能により半導体チップ裏面がボンディング装置のボンディングステージから浮くことは防止されるであろう。
【００３０】
しかしながら、金属層の変形等がごく僅かである場合は問題がないとしても、ある程度の変形となると、金属層上に搭載した半導体チップ裏面がボンディング用のステージから浮いてしまい、ボンディング時の半導体チップに加わる衝撃によりチップ本体にクラックが入る恐れがある。
【００３１】
これを防止するために、本発明の半導体パッケージでは、金属層をテープ状基材に支持する部分である延在部に、テープ状基材に対する金属層の支持拘束力を緩和する手段を設けている。このような支持拘束力緩和手段は、金属層の半導体素子の支持領域の外側に形成され、好ましくは、開口部の周囲縁に対応する領域の内側の帯状領域に形成されている。具体的には、支持拘束力緩和手段は、このような帯状領域に沿って間隔をおいて連続的に形成された複数個の穴からなり、好ましくは、穴は略矩形状であり、隣接する穴と穴との間隔域が部分的に細幅となるように形成されている。
【００３２】
これにより、半導体チップの搭載される金属層をポリイミドのテープ状基材に繋いでいる部分における、チップ吊り部の剛性が低下して比較的変形可能な形態となる。このため、金属層上に半導体チップを搭載してボンディングを行う際、ボンディング用ステージ部が、半導体チップ裏面に密着することができる。即ち、たとえ金属層に多少の変形があったとしても、金属層の半導体チップを支持している部分がテープ状基材に固定されている部分に対して変形可能で、半導体チップ裏面がボンディング用ステージに密着し、この状態でボンディング接続の作業を行うことができるので、半導体チップはボンディングにより局部的に過度の衝撃を受けることがなくなり、クラック等の発生のおそれはなくなる。
【００３３】
また、半導体チップが搭載される金属層はめっき工程ではテープ基材上の配線部及び半導体素子との接続用リードと同様に表面が露出しているので、チップ搭載面とは背面の広い面積の金属層もめっき（典型的には金めっき）がかかりコスト高となってしまう。さらにテープ状基材のリード部近傍は樹脂で封止される必要があるが、樹脂の流れ出し防止の役割をするダム的なものがないので樹脂はテープ状基材の上及び金属層の上に流れ出してしまう。この問題に対応するために、前記のように、金属層の延在部にテープ状基材に対する金属層の支持拘束力を緩和する手段を設ける代わりに、或いはこのような支持拘束力緩和手段に加えて、本発明では、金属層で被覆されている領域、及び半導体チップの収容される開口部を除くテープ状基材の領域に絶縁性の被覆例えばソルダレジストを形成する。
【００３４】
これにより、ソルダレジストの部分がめっきのマスクとなり、無駄な領域に金めっき等が施されることはなくなる。また、樹脂封止の際にはこのソルダレジストが樹脂のダムとして機能し、封止樹脂の流出が防止される。さらに金属層やテープ状基材、或いはリードボンディング部の周囲が補強され、変形防止の効果がある。
【００３５】
本発明の半導体パッケージは、好ましくは、半導体装置に組み込んで使用することができる。本発明によって提供される半導体装置は、それが本発明の半導体パッケージを装備する限りにおいて特に限定されるものではない。このような半導体装置は、例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、特に携帯型のコンピュータなどや、その他の携帯型の電気機器及び電子機器において有利に使用することができる。
【００３６】
また、本発明の半導体装置は、単体で使用してもよく、さもなければ、必要に応じて、２個もしくはそれ以上の装置を組み合わせて使用してもよい。複数個の半導体装置の使用にはいろいろな組み合わせがあるが、通常、同サイズの装置を厚さ方向に重ね合わせて積層し、それぞれの装置間を適当な導通手段で電気的に接続することが好ましい。導通手段としては、例えば、導体ペースト、半田、バンプなどがある。
【００３７】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図３は、本発明による半導体装置の好ましい一例を示す平面図である。ＴＣＰ１０は、ポリイミド樹脂フィルムからなるテープ状基材１からなり、そのデバイスホール５に半導体チップ（ここでは、ＬＳＩチップ）４が搭載されている。ＬＳＩチップ４の表面には電極（図示せず）があり、その電極に対してＴＣＰ１０のインナーリード２が接続されており、そのインナーリード２にさらにアウターリード１２が接続されている。インナーリード２及びアウターリード１２は、どちらも銅箔のエッチングにより形成したものである。なお、テープ状基材１には、その中央部にデバイスホール５が開けられている他に、そのデバイスホール５を取り囲むようにしてアウターリードホール１５が開けられており、また、テープ状基材１の両側にはフィルム送りのためのスプロケットホール３が開けられている。なお、アウターリードホール１５は、場合によっては開けなくてもよい。図示の半導体パッケージでは、ＬＳＩチップ４の表面の実質的に全部（すなわち、電極及びそれに接続された配線を除いた領域）と、デバイスホール５を取り囲むテープ状基材１の表面のうちインナーリード２を含まない領域、すなわち、デバイスホール５の４隅の部分（コーナー部）とが、銅箔からなる金属層１１で被覆されている（図３の斜線の部分）。金属層１１は、リード２及び１２と同様にして形成されたものである。なお、図示の例では、金属層１１がＬＳＩチップ４の実質的に全表面を占有するように設けられているが、所期の効果が得られる限りにおいて、その他のパターンで金属層１１を配置してもよい。また、図示しないけれども、ＬＳＩチップ４の表面を被覆した金属層１１の上にさらに絶縁性の被覆を施してもよい。そのようにすることによって、例えば、同様の半導体パッケージを積層して用いる場合、チップ背面との絶縁を保つことができる。さらに、金属層１１をグラウンドに接続することによって、高周波特性の改善等を図ることができる。
【００３８】
ＬＳＩチップ４とＴＣＰ１０のインナーリード２の接続は、図４及び図５から容易に理解することができるであろう。図４は、図３のものに類似の構造を有する本発明の半導体装置のもう１つの例を示す断面図（図５のＡ−Ａ断面）であり、また、図５は、図４に示した半導体装置のＬＳＩチップを被覆した金属層の配置状態を示した平面図（部分）である。
【００３９】
厚さ６０μｍのＬＳＩチップ４は、ポリイミド樹脂からなるテープ状基材１（厚さ７５μｍ）のデバイスホールに位置決めして配置されている。ＬＳＩチップ４に形成された電極（ここでは、バンプを使用していない）にインナーリード２の先端が接合される。インナーリード２は、テープ状基材１の表面にエポキシ系接着剤層８（厚さ１２μｍ）を介して銅箔を貼り付けた後、その銅箔のエッチングにより形成されたものであり、その表面に金メッキ（図示せず）が施されている。ここで、インナーリード２の厚さは１８μｍであり、それを被覆した金メッキの厚さは１μｍである。ＬＳＩチップ４の電極に対するインナーリード２の接合は、シングルポイントボンディング法で行った。
【００４０】
図示の半導体パッケージでは、本発明に従い、ＬＳＩチップ４の接続部以外の部分に導電性の金属層１１が設けられている。金属層１１は、図示されるように、リード近傍を除いて、ＬＳＩチップ及びチップ外周からテープ状基材開口部端の間の間隙及びテープ状基板の一部を被覆している。金属層１１は、銅箔（厚さ１８μｍ）と、その表裏両面に被覆された金メッキ（表裏面各１μｍ、計厚さ２μｍ）とから形成されており、厚さ２５μｍの接着剤層９を介してＬＳＩチップ４に貼り付けられている。金属層１１は、また、接着剤層８を介してテープ状基材１にも貼り付けられている。
【００４１】
ベタの銅箔等からなる金属層が接着剤層を介して上述のように設けられていることは、本発明に従うと、その金属層でＬＳＩチップ等の半導体素子を接着保持できることにより保持強度が顕著に向上し、接続配線部（リード）への負荷も小さくでき、信頼性が向上すること、グラウンド強化でき、特性及び信頼性が向上すること、などを示している。さらに、図示のものも含めた本発明の半導体パッケージの場合、テープ状基材上のインナーリード２の表面とＬＳＩチップ４上の金属層１１の表面とが同一レベルにあり、したがって、半導体パッケージをコンパクトにおさめることができるばかりでなく、半導体装置の製造における半導体パッケージの取り付けなどの作業を容易にし、信頼性も高めることができる。
【００４２】
ＬＳＩチップ４とインナーリード２の接合部やその近傍には、それらの部分を周囲環境の湿度、汚染などから保護するため、エポキシ樹脂からなる封止樹脂７が施されている。但し、図示の半導体装置の場合、その表面に金属層１１が施されているので、従来の半導体装置とは異なって、必要最小限の量の封止樹脂を注入するだけで十分である。このことは、本発明に従うと、封止形状や厚さの制御が容易に可能であることを示している。
【００４３】
さらに説明すると、図４及び図５に示した半導体装置のＴＣＰは、好ましくは、図６に順を追って示す製造方法で製造することができる。
まず、図６の工程（Ａ）に示すように、ポリイミド樹脂からなるテープ状基材１を用意し、その表面に接着剤層８を貼り付ける。使用する接着剤は、エポキシ系の熱硬化性接着剤である。
【００４４】
次いで、工程（Ｂ）に示すように、フィルム基材１の所定の部位にパンチングによって開口部を設ける。開口部は、図示のように、ＬＳＩチップ（図示せず）を搭載するデバイスホール５、アウターリードホール１５、そしてスプロケットホール３である。
開口部を形成した後、工程（Ｃ）に示すようにテープ状基材１の所定の領域に銅箔２を貼り付ける。銅箔２の貼り付け作業は、接着剤層８を軟化させ、後で硬化させるため、高められた温度に加熱した状態で実施する。
【００４５】
引き続いて、銅箔２から不要部分を取り除いて所望のパターンを有するリード２を形成するため、工程（Ｄ）に示すように、所望のパターンに対応するレジスト膜１６を銅箔２の上に被覆する。パターン状のレジスト膜１６の形成は、例えば、銅箔２の全面にレジスト溶液を塗布して硬化させた後、所望のパターン以外のレジスト膜を溶解除去することによって行うことができる。
【００４６】
最後に、レジスト膜で被覆されていない、すなわち、露出していて不要な銅箔をエッチング液（例えば塩化第二鉄の水溶液を使用）で溶解し除去する。工程（Ｅ）に示すように、シート状基材１の上に所望のパターンでリード２が形成されたＴＣＰが得られる。
上述のようにして作製したＴＣＰを使用してＬＳＩチップとＴＣＰのリードの接続を行う。これは、例えば、図７に示すようにＩＬＢ（インナーリードボンディング）によりシングルポイントボンディング法により、さもなければ、図示しないが、一括ボンディング法で行うことができる。なお、この例では、ＬＳＩチップの電極に金バンプが形成されていない場合について説明する。
【００４７】
ＬＳＩチップ４をその電極面が上向きとなるようにＴＡＢテープに位置決めし、貼り付けた後、図示されるようにＩＬＢ装置（図示せず）のボンディングステージ３１の上に載置する。次いで、ＬＳＩチップ４の電極（図示せず）に向けて、ボンディングツール３２を矢印方向に押し下げ、電極にリード２の先端を加熱下に超音波併用で加圧する。
【００４８】
また、ＬＳＩチップの電極に金バンプが形成されている場合には、例えば、図８に示すようにしてＬＳＩチップとＴＣＰのリードの接続を行うことができる。すなわち、ボンディングステージ（図示せず）の上に支持テープ３３を載置した後、ボンディングツール（図示せず）を使用してＬＳＩチップ４をその電極面を下向きにして矢印方向に押し下げ、加圧して、ＬＳＩチップ４の上のバンプ６とリード２の先端を接合する。次いで、図示しないけれども、ＬＳＩチップ４の電極とリード２の接続部とその近傍に封止樹脂をポッティングにより注入し、加熱により硬化させる。得られた半導体パッケージをボンディング装置から取り出し、仮止めに使用した支持テープ３３を剥離し除去する。
【００４９】
本発明の半導体装置は、２個もしくはそれ以上の装置を積層した形で有利に使用することができる。一例として、２個の半導体装置を厚さ方向に積層して複合半導体装置を作製した例を図９〜図１１に示す。なお、これらの図で説明する複合半導体装置において基本単位として使用されている半導体装置は、先に図４及び図５を参照して説明したものに同じであるので、ここでの重複した説明を省略する。
【００５０】
図９を参照すると、図示の複合半導体装置２０は、銅箔からなるアウターリード１２をテープ状基材１にそって内側に折り曲げ、２個のＴＣＰ１０を図示のように積層した後、導体１７で接続している。導体１７としては、例えば、半田又は導体ペーストを使用することができる。図からも容易に理解できるように、本発明によると、複合半導体装置２０を無駄なくコンパクトにおさめることができる。なお、図示の例では２個の半導体装置を積層しているが、必要に応じて３個もしくはそれ以上を積層できることは言うまでもない。
【００５１】
図１０には、図９に示したものと同様な構成を有する複合半導体装置２０が示されている。しかし、この複合半導体装置２０の場合、上下の半導体装置の接続のためにアウターリード１２をテープ状基材１にそって内側に折り曲げて導体１７で接続するのではなくて、テープ状基材１に貫通孔を開け、その貫通孔の部分に導体（ここでは、半田）１８を充填した後に半導体装置を積み重ねる手法が採用されている。なお、この複合半導体装置２０でも、積み重ねの段数は任意に変更可能である。
【００５２】
図１１には、図１０に示したものと同様な構成を有する複合半導体装置２０が示されている。この複合半導体装置２０の場合、テープ状基材１に貫通孔を開けるまでは同じであるが、その貫通孔の部分における接続方法に相違がある。すなわち、図示の例の場合、１個の半導体装置の貫通孔の内部に所定高さまで導体（ここでは、半田）１８を充填し、その下に積み重ねられる半導体装置の上面に形成された金属バンプ（ここでは、金バンプ）１９を、半田充填の貫通孔に加圧挿入して接続をとる方法を採用している。なお、この複合半導体装置２０でも、積み重ねの段数は任意に変更可能である。
【００５３】
本発明の半導体装置は、さらに、その複数をリードフレームの片面又は両面に搭載して、表面実装型の半導体装置、例えばＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ  Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ），ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）等としても有利に使用することができる。図１２は、本発明の複合半導体装置２０をリードフレーム２２の両面に搭載した例であり、モールド樹脂２３で封止して基板２１上に取り付けてある。本発明の半導体装置をこのように構成すると、既存の表面実装型半導体装置と同一の外形とすることができるばかりでなく、製造プロセスで、現行の組立て、実装設備をそのまま流用できるため、コスト的にも有利である。
【００５４】
図１３は本発明の半導体パッケージの更に他の実施例を示す、図５に対応する平面図である。また、図１３の線Ａ−Ａは図４の断面図に対応する。したがって、図４及び図５に示す実施例と同一又は対応する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５５】
この実施例では、金属層１１の外周に延びた部分、即ちＬＳＩチップ４の外周４ａから外側へ延び、更にテープ状基材１の開口１ａの外側へ延びて、テープ状基材１を覆う部分１１ａ、１１ｂに、テープ状基材１に対する金属層１１の支持拘束力を緩和する手段を設けている。例えば、図１３の実施例では、金属層１１のＬＳＩチップ４の支持領域の外側で、開口部１１ａの周囲縁に対応する領域の内側の帯状領域、即ちＬＳＩチップ４の外縁と開口部１ａの内縁との間の帯状の間隙に沿って間隔をおいて複数個の穴２１が連続的に形成されている。これらの穴２１は、好ましくは、略矩形状であり、隣接する穴２１と穴２１との間隔域が部分的に細幅となるように形成されている。
【００５６】
図１４（ａ）〜（ｃ）は、ＬＳＩチップ４の外縁と開口部１ａの内縁との間の帯状の間隙に沿って形成した複数個の穴２１の種々の形状を示すものである。図１４（ａ）の実施例は、図１３に示したものと実質上同じである。
【００５７】
図１４（ｂ）の実施例では、隣接する穴２１と穴２１との間隔域で金属層１１のＬＳＩチップ支持領域とテープ状基材１をカバーする領域とを繋いでいる部分において、その中央部の幅を細くして、金属層１１のＬＳＩチップ４に対する拘束力をより一層緩和している。
【００５８】
図１４（ｃ）の実施例では、金属層１１のＬＳＩチップ支持領域とテープ状基材１をカバーする領域とを繋いでいる部分を略Ｌ字形に形成して、図１４（ｂ）の場合と同様に、金属層１１のＬＳＩチップ４に対する拘束力をより一層緩和している。即ち、この部分を略Ｌ字形に形成することにより、繋ぎ部分の幅は同じでも、繋ぎ部分の実質上の長さを長くすることにより、金属層１１のＬＳＩチップ４に対する拘束力を緩和することができる。
【００５９】
このように、ＬＳＩチップ４の搭載される金属層１１をポリイミドのテープ状基材１に繋いでいる部分における、チップ吊り部の剛性が低下して比較的変形可能な形態となるため、金属層１１上にＬＳＩチップ４を搭載して例えば図７又は図８に示すようなボンディングを施す際、ボンディング用ツールのステージをＬＳＩチップ４の面に密着させることができる。したがって、たとえ金属層１１に多少の変形があったとしても、金属層１１のＬＳＩチップ４を支持している部分がテープ状基材１に固定されている部分に対して変形可能で、ＬＳＩチップがボンディング用ツールのステージに密着可能となる。したがって、前述のように、ボンディングによる局部的な過度の衝撃を回避して、クラック等の発生を防止できる。
【００６０】
図１５は、樹脂流れ出しを示す、図４に対応する断面図である。ただし、図１５の場合は、例えば、封止樹脂７がテープ状基材上及び金属層上へ流れ出している場合を示している。このような場合に防止するために、図１６及び図１７に示す実施例においては、金属層１１で被覆されている領域、及びＬＳＩチップ４の収容される開口部を除くテープ状基材の領域にソルダレジスト２４を形成する。
【００６１】
このソルダレジスト２４は、前述の領域の全面である必要はなく、例えば、図１７の平面図に斜線で示すように、リード接続部の周囲における、金属層１１の切欠部とテープ状基材の部分のみに形成しても良い。このような、ソルダレジスト層２４を設けることにより、樹脂封止の際にはこのソルダレジスト２４が樹脂７のダムとして機能し、金属層１１やテープ状基材１、或いはリードボンディング部の周囲が補強され、変形防止の効果がある。
【００６２】
図１８は図６に対応する図であるが、図１８においては、最後の工程（Ｆ）として、ソルダレジストを形成する工程を付加している。即ち、（Ａ）〜（Ｅ）の工程は、図６に説明したのと同じであり、工程（Ｆ）において、シート状基材１の上に所望のパターンでリード２を形成した後、金属層１１で被覆されている領域、及びＬＳＩチップ４の収容される開口部を除くテープ状基材の領域にソルダレジスト２４を塗布する工程を追加している。
【００６３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、接続端子数が少ない場合であっても十分な強度で半導体チップをＴＣＰ用テープに固定することができ、高められた保持強度を実現できるばかりでなく、リードに対する負荷も小さくして信頼性をより一層向上させることができる半導体パッケージを提供することができる。
【００６４】
また、本発明によれば、薄型にしかつその厚さを制御するのが容易に可能であり、かつ樹脂封止の際の封止形状も容易に制御できる半導体装置を提供することができる。
さらに、本発明によれば、接続部でバンプを使用しなくても確実な電気的接続を得ることができるので、小型及び薄型の半導体装置を提供することができる。
【００６５】
さらにまた、本発明によれば、本発明の半導体パッケージを組み込むことにより、高性能で信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体装置の構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した半導体装置の半導体チップとＴＣＰのリードの配線接続の状態を示した断面図である。
【図３】本発明による半導体装置の好ましい一例を示す平面図である。
【図４】図３に示したものに類似の構成を有する半導体装置の半導体チップとＴＣＰのリードの配線接続の状態を示した断面図である。
【図５】図４に示した半導体装置の半導体チップを被覆した金属層の配置状態を示した平面図（部分）である。
【図６】図４及び図５に示した半導体装置のＴＣＰの製造工程を順を追って示した断面図である。
【図７】図６に示した工程に続く半導体チップとＴＣＰのリードの接続工程（第１例）を示した断面図である。
【図８】図６に示した工程に続く半導体チップとＴＣＰのリードの接続工程（第２例）を示した断面図である。
【図９】本発明による半導体装置のもう１つの好ましい例を示した断面図である。
【図１０】本発明による半導体装置のさらにもう１つの好ましい例を示した断面図である。
【図１１】本発明による半導体装置のさらにもう１つの好ましい例を示した断面図である。
【図１２】本発明による表面実装型半導体装置の好ましい一例を示した断面図である。
【図１３】図１３は本発明の半導体パッケージの更に他の実施例を示す、図５に対応する平面図である。
【図１４】ＬＳＩチップ４の外縁と開口部１ａの内縁との間の帯状の間隙に沿って形成した複数個の穴２１の種々の形状を示す平面図である。
【図１５】図１５は図４に対応する断面図である。
【図１６】金属層で被覆されている領域及びチップ収容開口を除くテープ状基材の領域にソルダレジストした場合の図１５に対応する断面図である。
【図１７】図１６で説明した実施例の平面図である。
【図１８】図６に類似する本発明の半導体装置のＴＣＰの製造工程を順をおって説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…樹脂フィルム（基材）
２…リード
３…スプロケットホール
４…半導体チップ
５…デバイスホール
６…バンプ
７…封止樹脂
８…接着剤層
９…接着剤層
１０…ＴＣＰ
１１…金属層
１５…アウタリードホール
２０…複合半導体装置
２１…拘束力緩和手段
２２…リードフレーム
２３…モールド樹脂
２４…ソルダレジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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