(57)【要約】【課題】半導体素子側接続端子と配線基板側配線とを接続するときに、半導体素子と配線パターンの不都合な接触を避けることによって、信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】半導体素子１１に設けられたバンプ電極１２と、フレキシブル配線基板１上に設けられた配線パターン３の接続端子３１とが電気的に接続される半導体素子１１の接続構造であって、フレキシブル配線基板１は、上記配線パターン３がソルダレジスト４１によって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記接続端子３１が露出するように設けられたソルダレジスト開口部４２とを備え、上記ソルダレジスト開口部４２は上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子に設けられた複数の半導体素子側接続端子と、
配線基板上に設けられた複数の配線パターンの各配線側接続端子とが電気的に接続される半導体素子の接続構造であって、
上記配線基板は、上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線側接続端子が露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、
上記ソルダレジスト開口部は上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられていることを特徴とする半導体素子の接続構造。
【請求項２】
上記半導体素子側接続端子の表面および上記配線側接続端子の表面の材料の組み合わせが、金−金であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の接続構造。
【請求項３】
上記半導体素子側接続端子の表面および上記配線側接続端子の表面の材料の組み合わせが、錫−金であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の接続構造。
【請求項４】
上記ソルダレジスト開口部が絶縁性樹脂によって封入されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の接続構造。
【請求項５】
上記半導体素子における半導体素子側接続端子以外の部分の少なくとも上記配線基板側の面が、絶縁層によって覆われていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体素子の接続構造。
【請求項６】
上記半導体素子が請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体素子の接続構造によって、上記配線基板上に搭載されることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
絶縁性基板と、当該絶縁基板上に設けられた複数の配線パターンとを備え、上記配線パターンは半導体素子側接続端子と接続するための配線側接続端子を備える配線基板であって、
配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線側接続端子が露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、
上記ソルダレジスト開口部は、上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられていることを特徴とする配線基板。
【請求項８】
絶縁性基板と、
上記絶縁性基板上に設けられた配線パターンと、
上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、
上記配線パターンの一部が露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、
上記配線パターンは、ソルダレジスト開口部を貫通するように設けられると共に、ソルダレジスト開口部内の配線パターンには、半導体素子側接続端子と接続するための配線側接続端子が設けられていることを特徴とする配線基板。
【請求項９】
絶縁性基板と、
上記絶縁性基板上に設けられた配線パターンと、
上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、
上記配線パターンが露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、
上記ソルダレジスト開口部より露出されている配線パターンのうち、半導体素子側接続端子と接続する部分の長さが、当該半導体素子側接続端子と接続しない部分の長さ以上であることを特徴とする配線基板。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の配線基板上に半導体素子が実装された半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル配線基板上にＣＯＦ（Chip On Flexible Printed Circuit）方式で半導体素子を実装する場合の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯＦ（Chip On Flexible Printed Circuit）半導体装置は、狭い空間や、複雑な形状の空間に実装可能な半導体装置として、広く用いられている。ＣＯＦ半導体装置は、配線基板であるフレキシブル配線基板上に、半導体素子が接合・搭載（接続）された半導体装置である。フレキシブル配線基板は、テープキャリアと呼ばれる可撓性のある絶縁性のテープ基材上に、配線パターンが形成されたものである。従来のＣＯＦ半導体装置の構造については、例えば特開昭６４−２７２４６号公報（１９８９年１月３０日公開）に記載されている。
【０００３】
従来のＣＯＦ半導体装置におけるフレキシブル配線基板と半導体素子との接合構造について、図７〜９に基づいて説明する。図７は、従来のＣＯＦ半導体装置のフレキシブル配線基板１０１の概略構成を示す平面図であり、図８は、図７に示したフレキシブル配線基板１０１における半導体素子の実装（接続）領域の概略構成を示す平面図であり、図９は、従来のＣＯＦ半導体装置１１０の概略構成を示す断面図である。なお、図８においては、半導体素子１１１を一点鎖線で示し、該半導体素子のバンプ電極１１２（半導体側接続端子）を二点鎖線で示す。
【０００４】
図７に示すように、従来のフレキシブル配線基板１０１は、絶縁性のテープ基材１０２上に複数の配線パターン１０３が形成されている。また、図７および図８に示すように配線パターン１０３の一方の端部は、半導体素子１１１のバンプ電極１１２と接続する部分、すなわちインナーリード１３１になっている。また、図７に示すように、配線パターン１０３のもう一方の端部は外部の回路と接続する部分すなわちアウターリード１３２になっている。
【０００５】
さらに、フレキシブル配線基板１０１の表面は絶縁性を有するソルダレジスト１４１で覆われている場合もあり、配線パターン１０３はこのソルダレジスト１４１によって保護されている。
【０００６】
しかし、半導体素子１１１が実装される領域、つまり一点鎖線で囲まれた領域（図７参照）、および、アウターリード１３２とその周辺部分は、ソルダレジスト１４１によって覆われておらず、配線パターン１０３が露出した状態になっている。以下、ソルダレジスト１４１によって覆われた領域をソルダレジスト被覆部、ソルダレジスト１４１に覆われていない領域で、インナーリード１３１が形成されている領域をソルダレジスト開口部とよぶ。図８に示すように、従来のフレキシブル配線基板１０１において、ソルダレジスト開口部１４２は、半導体素子１１１の実装される領域をすべて含んでおり、半導体素子１１１の実装される領域よりも広い領域となっている。
【０００７】
図９に示すように、従来のＣＯＦ半導体装置１１０は、フレキシブル配線基板１０１に、半導体素子１１１が実装されて形成されている。実装時には、半導体素子１１１の電極１１２と、フレキシブル配線基板１０１のインナーリード１３１とが接合される。バンプ電極１１２とインナーリード１３１とを接合させる方法としては、熱および圧力を加えることによって、バンプ電極１１２およびインナーリード１３１の材料同士を合金化あるいは熱圧着させる方法が一般的である。また、接合後、フレキシブル配線基板１０１と半導体素子１１１との間に絶縁性樹脂１１４を注入し、この絶縁性樹脂１１４を硬化させることによって、インナーリード１３１の露出が防止される場合もある。
【特許文献１】特開昭６４−２７２４６号公報（１９８９年１月３０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のフレキシブル配線基板では、既に述べたように、フレキシブル配線基板１０１上のソルダレジスト開口部１４２は、半導体素子１１１が実装される領域をすべて含んでおり、この領域よりも広くなるように設けられている。このようなフレキシブル配線基板１０１では、電極１１２と接合するインナーリード１３１部分だけでなく、他の部分の配線パターン１０３もソルダレジスト開口部１４２に含まれ、露出した状態になる。
【０００９】
そのため、半導体素子１１１を実装したときに、半導体素子１１１のバンプ電極１１２以外の部分と配線パターン１０３との不都合な接触が生じ、その結果、半導体素子１１１に傷がつくという不都合が起きることがあった。この不都合な接触として、例えば、配線パターン１０３のインナーリード１３１側の先端部分１３３、または、ソルダレジスト開口部１４２内に形成された配線１３４と、半導体素子１１１とが接触すること、または、配線パターン１０３と半導体素子１１１のエッジ（端部）とが接触することが挙げられる。
【００１０】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体素子を配線基板に実装するとき、つまり、半導体素子側接続端子と配線基板側配線とを接続するときに、半導体素子と配線パターンの不都合な接触を避けることで、信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のように、本発明にかかる半導体素子の接続構造は、半導体素子に設けられた複数の半導体素子側接続端子と、配線基板上に設けられた複数の配線パターンの各配線側接続端子とが電気的に接続される半導体素子の接続構造であって、上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線側接続端子が露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、上記ソルダレジスト開口部は上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によると、上記配線側接続端子が、上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられた上記ソルダレジスト開口部内に設けられる。つまり、上記半導体素子側接続端子に接続する配線側接続端子は露出し、上記接続端子以外の配線パターンは、ソルダレジストによって覆われている。よって、配線パターンの不必要な露出を避けることができる。すなわち、上記配線パターンと上記半導体素子との間に不都合な接触を生じることなく、上記半導体素子を上記配線基板に実装するこができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１３】
また、上記半導体素子側接続端子の表面および上記配線側接続端子の表面の材料の組み合わせは、金−金であることが好ましい。
【００１４】
上記構成によると、上記半導体素子側接続端子および配線側接続端子が、熱圧着によって接続されやすいという効果を奏する。
【００１５】
また、上記半導体素子側接続端子の表面および上記配線側接続端子の表面の材料の組み合わせが、錫−金であることが好ましい。
【００１６】
上記構成によると、上記半導体素子側接続端子と上記配線側接続端子とは共晶合金形成によって接続され、熱圧着よりも低温かつ低圧力で接続可能であり、接続が容易となるという効果を奏する。
【００１７】
さらに、本発明にかかる半導体素子の接続構造では、既に述べたように、配線基板における配線側接続端子以外の領域がソルダレジストによって覆われているので、次のような効果を奏する。
【００１８】
上記した熱圧着時または共晶合金形成時においては、半導体素子と配線基板に熱が加えられることで、上記半導体素子と配線基板との熱収縮率に依存した変形が起こる。このとき、該半導体素子と配線基板との熱収縮率の違いによって、半導体素子側接続端子から配線側接続端子がずれてしまい、適切な接続状態が得られないという不具合を生じることがあった。
【００１９】
しかし、本発明にかかる半導体素子の接続構造では、配線基板における配線側接続端子以外の領域がソルダレジストによって覆われているために、配線基板の変形が抑制される。従って、熱収縮率の違いによる上記したような不具合が生じにくいという効果を奏する。
【００２０】
また、上記ソルダレジスト開口部は、絶縁性樹脂によって封入されることが好ましい。
【００２１】
上記構成によると、上記半導体素子側接続端子と上記配線基板側接続端子との接続時には、上記絶縁性樹脂は変形して、上記半導体素子側接続端子および配線基板側接続端子の接触部分の周辺を覆う。以上のようにして、変形した上記絶縁性樹脂によって、半導体素子と配線基板とは機械的に接続される。従って、半導体素子と配線基板とを、上記半導体側接続端子および配線側接続端子の熱圧着、または、共晶合金形成のみで接続するよりも、低温で接続することが可能となる。
また、以上のようにして上記接触部分の周辺が覆われて保護されることで、半導体素子と配線パターンとの不必要な接触をさらに防ぐことができる。
【００２２】
また、上記半導体素子における半導体素子側接続端子以外の部分の少なくとも上記配線基板側の面が、絶縁層によって覆われていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によると、上記半導体素子と上記配線パターンの不必要な接触をさらに防ぐことができるという効果を奏する。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明には次のような構成を有する配線基板も含まれる。
【００２５】
すなわち、
絶縁性基板と、当該絶縁基板上に設けられた複数の配線パターンとを備え、上記配線パターンは半導体素子側接続端子と接続するための配線側接続端子を備える配線基板であって、
配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線側接続端子が露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、
上記ソルダレジスト開口部は、上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられていることを特徴とする配線基板。
【００２６】
また、本発明の配線基板は、絶縁性基板と、上記絶縁性基板上に設けられた配線パターンと、上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線パターンの一部が露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、上記配線パターンは、ソルダレジスト開口部を貫通するように設けられると共に、ソルダレジスト開口部内の配線パターンには、半導体素子側接続端子と接続するための配線側接続端子が設けられていてもよい。
【００２７】
上記構成によると、配線パターンのうち、半導体素子側接続端子と接続する部分（すなわち配線側接続端子）以外は、ソルダレジストによって保護される。すなわち、配線パターンが不必要に露出しない。よって、上記配線パターンと上記半導体素子との間に不都合な接触を生じることなく、上記半導体素子を上記配線基板に実装するこができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の配線基板は、絶縁性基板と、上記絶縁性基板上に設けられた配線パターンと、上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線パターンが露出するように設けられたソルダレジスト開口部とを備え、上記ソルダレジスト開口部より露出されている配線パターンのうち、半導体素子側接続端子と接続する部分（すなわち配線側接続端子）の長さが、当該半導体素子側接続端子と接続しない部分（すなわち非接続部分）の長さ以上である構成とすることもできる。
【００２９】
上記構成によると、配線パターンのうち、非接続部分の露出量が小さくなる。すなわち、配線パターンが不必要に露出しない。よって、上記配線パターンと上記半導体素子との間に不都合な接触を生じることなく、上記半導体素子を上記配線基板に実装するこができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる半導体素子の接続構造は、配線基板は、上記配線パターンがソルダレジストによって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線側接続端子が露出したソルダレジスト開口部とを備え、上記ソルダレジスト開口部は上記ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられていることを特徴とする。
【００３１】
ゆえに、配線パターンの不必要な露出を避けることができる。すなわち、上記配線パターンと上記半導体素子との間に不都合な接触を生じることなく、上記半導体素子を上記配線基板に搭載することができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施の形態について、図１〜６および１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３３】
図１は、本発明の実施の一形態にかかるフレキシブル配線基板（配線基板）１の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１に示すフレキシブル配線基板１における半導体素子実装領域の一構成を示す平面図である。また、図３および図４は、フレキシブル配線基板１における半導体素子実装領域の他の構成を示す平面図である。なお、図１〜図４においては、フレキシブル配線基板１に実装される半導体素子１１を一点鎖線で示し、図２〜図４においては、該半導体素子１１のバンプ電極（半導体素子側接続端子）１２を二点鎖線で示す。すなわち、フレキシブル配線基板１において、一点鎖線で表す領域は半導体素子搭載領域である。
【００３４】
図１に示すように、本実施の形態にかかるフレキシブル配線基板１は、長尺状の絶縁性のテープ基材２（絶縁性基板）上に複数の配線パターン３が形成された構成になっている。フレキシブル配線基板１に半導体素子１１が搭載されてＣＯＦ半導体装置（図６におけるＣＯＦ半導体装置１０）が作製された後、図１に点線で示すようにフレキシブル配線基板１は切断され、個々のＣＯＦ半導体装置が切り離される。ＣＯＦ半導体装置の製造方法については後述する。
【００３５】
配線パターン３は、後述するＣＯＦ半導体装置１０と外部の回路とを接続するためのアウターリード３２を備えている。一方、配線パターン３は、フレキシブル配線基板１のアウターリード３２より内側ではインナーリードとなっている。インナーリードの一部は、半導体素子１１のバンプ電極（図１には図示せず）と接続するための接続端子３１（配線側接続端子）となっている。なお、フレキシブル配線基板１における「外側」とは、フレキシブル配線基板１が切断された後の外周（点線）に近い側を指し、「内側」とは、その逆側を指す。
【００３６】
また、フレキシブル配線基板１の配線パターン３が設けられた側の面には、ソルダレジスト４１によって覆われたソルダレジスト被覆部が形成されており、配線パターン３はソルダレジスト４１によって保護されている。ただし、接続端子３１とアウターリード３２とは、ソルダレジスト４１によって覆われておらず、特に接続端子３１を含み、ソルダレジスト４１によって覆われていない部分をソルダレジスト開口部４２とする。
【００３７】
つまり、フレキシブル配線基板１は、配線パターン３がソルダレジスト４１によって覆われたソルダレジスト被覆部と、接続端子３１が露出するように設けられたソルダレジスト開口部４２とを備えている。そして、上記ソルダレジスト開口部４２は、上記ソルダレジスト被覆部４１の少なくとも一部を囲むように設けられている。
【００３８】
上記テープ基材２は、自由に折り曲げることが可能な柔軟性の高い絶縁フィルムであることが望ましい。このような絶縁フィルムの材料としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【００３９】
また、配線パターン３は、例えば、上記テープ基材２に接着された銅箔をエッチングすることで形成されている。
【００４０】
以下、図２〜４を参照して、本発明の実施の形態についてより詳細に説明する。
【００４１】
接続端子３１およびソルダレジスト開口部４２は、図２に示すように、バンプ電極１２の並び方にしたがって、半導体素子１１の実装される領域（一点鎖線）の内側に、この領域の形に沿うように形成されている。よって、半導体素子１１の実装される領域の中心付近の領域４３は、ソルダレジスト開口部４２に囲まれたソルダレジスト被覆部となっている。つまり、本実施の形態のフレキシブル配線基板１において、配線パターン３１の、半導体素子１１のバンプ電極１２と接続する部分より内側の領域（領域４３）は、ソルダレジスト４１によって被覆されている。これによって、配線端部３３、および、半導体素子実装領域内に形成された配線３４が、ソルダレジスト４１によって被覆されることになる。
【００４２】
このように、配線パターン３において、バンプ電極１２と接続するために必要な接続端子３１以外は、ソルダレジスト４１によって保護されている。従って、半導体素子１１と、配線パターン（例えば配線端部３３、または、半導体素子実装領域内に形成された配線３４）との不必要な接触を防ぐことができる。
【００４３】
図２〜図４に示したように、本実施の形態にかかるソルダレジスト開口部４２は、接続端子３１ごとに分けて設けられていてもよいし、１つのソルダレジスト開口部４２が、複数の接続端子３１を露出させるように設けられていてもよい。つまり、ソルダレジスト開口部４２は、図２に示したように、１つの接続端子３１に対して１つのソルダレジスト開口部４２が設けられる構成であってもよい。また、図３に示したように、複数設けられたソルダレジスト開口部４２の少なくとも１つが、複数の接続端子３１を含み、それ以外のソルダレジスト開口部４２が接続端子３１に対して１対１の関係で設けられていてもよい。また、図４に示したように、複数設けられたソルダレジスト開口部４２が、各々複数の接続端子３１を含むように形成されていてもよい。また、図示しないが、１つのソルダレジスト開口部４２が、すべての接続端子３１を含むように、かつソルダレジスト４１の一部を囲むように設けられていてもよい。
【００４４】
近年、半導体装置に対して高機能化および小型化が求められるようになり、ＣＯＦ半導体装置にも高機能化および小型化が求められるようになってきた。これを受けて、半導体素子の中には、バンプ電極間のピッチが５０μｍ以下に設計されているものも多い。このようなファインピッチの半導体素子では、フレキシブル配線基板上に、バンプ電極に対して１対１の関係になるようにソルダレジストを形成することが困難である。このような場合、図３および図４に示したように、フレキシブル配線基板１上に、近接する複数の接続端子３１を含むようなソルダレジスト開口部４２を設ければよい。
【００４５】
以上の説明からも明らかであるように、「ソルダレジスト開口部が、ソルダレジスト被覆部の少なくとも一部を囲むように設けられている」とは、フレキシブル配線基板の半導体素子実装領域中、半導体素子と接続する接続端子より内側の領域も、ソルダレジストによって保護されている構成である、と言い換えることができる。つまり、フレキシブル配線基板は、接続端子より内側の配線パターンを保護するソルダレジストを備えている構成であれば、半導体素子搭載領域の接続端子以外の部分が全てソルダレジストで覆われている必要はない。
【００４６】
また、フレキシブル配線基板１は、図１０に示すような構成であってもよい。図１０は、本発明の実施の形態に係るフレキシブル配線基板の要部構成を示す平面図である。図１０では、既に説明した部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付すと共に、その説明を省略する。
【００４７】
図１０に示すフレキシブル配線基板１は、テープ基材２と、上記テープ基材２上に設けられた配線パターン３と、上記配線パターン３がソルダレジスト４１によって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線パターン３の一部が露出するように設けられたソルダレジスト開口部４２とを備える。そして、上記配線パターン３は、ソルダレジスト開口部４２を貫通するように設けられると共に、ソルダレジスト開口部４２内の配線パターン３には、半導体素子１１のバンプ電極１２と接続するための接続端子３１が設けられている。
【００４８】
また、フレキシブル配線基板１は次のような構成であるとも言える。すなわち、フレキシブル配線基板１は、テープ基材２と、上記テープ基材２上に設けられた配線パターン３と、上記配線パターン３がソルダレジスト４１によって覆われたソルダレジスト被覆部と、上記配線パターン３が露出するように設けられたソルダレジスト開口部４２とを備える。そして、ソルダレジスト開口部４２より露出した配線パターン３のうち、半導体素子１１のバンプ電極１２と接続する部分（すなわち接続端子３１）の長さＬが、バンプ電極１２と接続しない部分（すなわち非接続部分３５）の長さＭ（Ｍ１＋Ｍ２）以上であってもよい。なお、長さＬは、長さＭより大きいことが好ましい。
【００４９】
上記構成によると、ソルダレジスト４１によって接続に不要な部分が保護される。なお、この場合、ソルダレジスト開口部４２が、ソルダレジスト被覆部を囲むように設けられている必要はない。
【００５０】
ソルダレジスト開口部４２の大きさは、バンプ電極１２と接続端子３１とが電気的に接続できて、この接続に不要な配線パターン３がソルダレジスト４１によって保護される大きさであればよい。図１０に示すように、ソルダレジスト４１とソルダレジスト開口部４２との境界から、バンプ電極１２との対向部分までの距離Ｍ１、Ｍ２およびＨの少なくとも一つは、０．０１〜０．１５ｍｍ程度であることが好ましい。なお、距離Ｍ１およびＭ２は、配線パターン３の長手方向における、ソルダレジスト４１とソルダレジスト開口部４２との境界から接続端子３１までの距離である。また、距離Ｈは、配線パターン３の長手方向に垂直な方向におけるソルダレジスト４１とソルダレジスト開口部４２との境界からバンプ電極１２との対向部分までの距離である。これらの距離が０．０１ｍｍ未満である場合、バンプ電極１２とインナーリードとの接続できる領域が狭くなり、位置合わせに高い精度が要求される。また、この距離が０．１５ｍｍ以上である場合、配線パターン３のうち、バンプ電極１２とインナーリードとの接続に不必要な部分が露出してしまい、ショート等の不都合が起きる恐れがある。
【００５１】
次に、本発明にかかる半導体素子１１とフレキシブル配線基板１との接続について、図５および図６に基づいて説明する。
【００５２】
図５は、半導体素子１１を実装する前、つまり、バンプ電極１２と接続端子３１とが接合される前の、半導体素子１１およびフレキシブル配線基板１の概略構成を示す断面図であり、図６は、バンプ電極１２と接続端子３１とが接合された後のＣＯＦ半導体装置１０の概略構成を示す断面図である。なお、図１〜図４のフレキシブル配線基板１および半導体素子１１に示す部材と同様の機能を有する部材については、同じ番号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
図５および図６に示したように、半導体素子１１のバンプ電極１２は、ソルダレジスト開口部４１に嵌りこみ、接続端子３１と接合される。
【００５４】
この接合では、後述するように、熱および圧力が加えられる。接合において、バンプ電極１２および接続端子３１の表面は、錫および金、あるいはどちらも金であることが好ましい。例えば、バンプ電極１２の表面が金からなり、接続端子３１表面も金からなる場合、接合は金‐金の熱圧着となる。また、接続端子３１の表面が錫からなる場合は、金と錫の共晶合金を形成するので、金同士の熱圧着よりも加える温度および圧力は小さくてすむ。本実施の形態では、バンプ電極１２は金からなり、接続端子３１は錫で被覆されたものとするが、本発明はこれに限られるものではない。
【００５５】
また、図５および図６に示したように、半導体素子１１をフレキシブル配線基板１に搭載するとき、絶縁性樹脂であるＮＣＰ（Non Conductive Paste）１４がソルダレジスト開口部４２に注入されていてもよい。後述するように、ＮＣＰ１４を注入することによって、配線パターン３の露出を防止することができ、耐湿性が向上するとともに、機械的な強度も向上するという効果を奏する。なお、この絶縁性樹脂としては、上述のような効果を奏することができるものであればよく、特に限定されるものではない。また、従来の半導体装置の製造に用いられてきた絶縁性樹脂を、好適に利用することができる。
【００５６】
また、半導体素子１１は、バンプ電極１２が形成された側の面のバンプ電極１２以外の部分に、ＰＩＱ（日立化成・デュポン社製）樹脂（絶縁層）１３が被覆されていてもよい。ＰＩＱ樹脂１３によって、半導体素子１１が保護され、信頼性の高い半導体装置が得られる。なお、本実施の形態では絶縁層としてＰＩＱを用いたが、これに限らず、絶縁性を有する樹脂素材を好適に利用することができる。このような樹脂素材として、例えばポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００５７】
半導体素子１１をフレキシブル配線基板１に搭載するときは、まず、フレキシブル配線基板１のソルダレジスト開口部４２にＮＣＰを注入する。
【００５８】
その後、図示しない接合装置によって、フレキシブル配線基板１と半導体素子１とを接合させる。接合の手順は以下の通りである。
【００５９】
まず、接合装置のアラインメントツールによって、半導体素子１１のアライメントマークと、フレキシブル配線基板１のアライメントマークとを認識し、位置合わせを行う。次にフレキシブル配線基板１の下側、すなわち、半導体素子１１が搭載されるのとは逆側の面から、接合装置の加熱ツールによって、７０〜１３０℃の熱を加える。このとき同時に、接合装置の加圧ツールによって、半導体素子１１の上側、すなわちバンプ電極１２とは逆の面から、５０ｍＮ〜１９６ｍＮ／バンプ電極の条件で加圧して、仮付けを行う。
【００６０】
この仮付けで位置ずれ等の異常がなければ、加熱ツールによって、フレキシブル配線基板１の下側から１５０℃〜２５０℃で加熱し、加圧ツールによって半導体素子１１上側から２〜５秒、２０〜２５ｇｆ／バンプの圧力を加え、バンプ電極１２と接続端子３１を接合させる。
【００６１】
このとき、ソルダレジスト開口部４２の全面を覆うＮＣＰ１４は、加圧されることによってバンプ電極１２および接続端子３１の周りに押し出され、接続端子３１とバンプ電極１２を完全に封入する。こうして、ＮＣＰ１４は、半導体素子１１のエッジ部分と、バンプ電極１２および接続端子３１の接合部分とを保護し、耐湿性が向上するとともに、機械的な強度も向上するという効果を奏する。
【００６２】
一般的に、半導体素子とフレキシブル配線基板とを、バンプ電極およびインナーリードの金属材料の熱圧着のみで接続するには、約４００℃という高温を加える必要がある。このような高温を加えると、半導体素子とフレキシブル配線基板との熱収縮率の違いから、バンプ電極からインナーリードがずれてしまい、ショートまたはリークといった不具合を引き起こすことがある。
【００６３】
しかし、上記構成によると、ＮＣＰ１４によってバンプ電極１２と接続端子３１とが機械的に接続されるので、より低温で接着を行うことができ、このような不具合を防ぐことができる。
【００６４】
なお、以上では、本発明に係る配線基板の一例としてフレキシブル配線基板を、本発明に係る半導体装置の一例としてＣＯＦ半導体装置を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６５】
また、本発明は、以下のように表現することもできる。つまり、本発明の半導体装置は、テープ基材に配線パターンが形成された長尺状の配線基板に、連続的に半導体素子が搭載されるテープキャリア型半導体装置である。そして、配線基板の、半導体素子が搭載される側は、インナーリード部のうちの、半導体素子の電極の金バンプに接続する箇所以外は、全面的にソルダレジストで覆われている。そして、この金バンプに接続する箇所に、半導体素子の電極の金バンプを嵌め込む方式により、配線基板と半導体素子とが接続されている。
【００６６】
上記半導体装置において、半導体素子と接続される配線基板の配線パターンは銅からなると共に、錫メッキもしくは金メッキ処理されていてもよい。
【００６７】
上記半導体装置において、配線基板上、半導体素子を搭載する領域には、ソルダレジストが被覆された配線を設けてもよい。
【００６８】
上記半導体装置において、半導体素子の電極部以外の領域には絶縁性樹脂が被覆され、この絶縁性樹脂によって、半導体素子表面は保護されていてもよい。
【００６９】
上記半導体装置において、配線基板と半導体素子との接合部および半導体素子回路表面は、樹脂封止されることによって保護されていてもよい。
【００７０】
上記半導体装置において、嵌め込み方式によって配線基板のインナーリードと半導体素子の電極とを接続する時に、テープキャリアのインナーリード部のソルダレジスト開口部に絶縁性樹脂を塗布し、この絶縁性樹脂によって、半導体素子の電極との接合と、半導体素子表面保護用の樹脂硬化も兼ねて行ってもよい。
【００７１】
上記半導体装置は、配線基板上に、嵌め込み方式により１個以上の半導体素子が搭載されていてもよい。
【００７２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ＣＯＦ方式によって作製される半導体装置における半導体とフレキシブル配線基板との接続に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態にかかるフレキシブル配線基板の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すフレキシブル配線基板における半導体素子実装領域の一構成を示す平面図である。
【図３】図１に示すフレキシブル配線基板における半導体素子実装領域の他の構成を示す平面図である。
【図４】図１に示すフレキシブル配線基板における半導体素子実装領域のさらに他の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるバンプ電極とインナーリードとが接合される前の、半導体素子およびフレキシブル配線基板の概略構成を示す断面図である。
【図６】図５に示すバンプ電極とインナーリードとが接合された後のＣＯＦ半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】従来のＣＯＦ半導体装置におけるフレキシブル配線基板の概略構成を示す平面図である。
【図８】従来のフレキシブル配線基板における半導体素子実装領域の概略構成を示す平面図である。
【図９】従来のＣＯＦ半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るフレキシブル配線基板の要部構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  フレキシブル配線基板（配線基板）
２  テープ基材（絶縁性基板）
３  配線パターン
１０  ＣＯＦ半導体装置（半導体装置）
１１  半導体素子
１２  バンプ電極（半導体側接続端子）
１３  ＰＩＱコート（絶縁層）
１４  ＮＣＰ（絶縁性樹脂）
３１  接続端子（配線側接続端子）
３２  アウターリード
４１  ソルダレジスト
４２  ソルダレジスト開口部
【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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