(57)【要約】【課題】  実装領域にインナーリード及びそれに関係する配線パターンを有するフレキシブルな基材に、より低コストで簡便な方法でＩＣを実装する半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供する。【解決手段】  フレキシブルな配線基材１１の実装領域１２は、少なくとも複数のインナーリード１２１に加えて配線パターン１２２を配している。配線パターン１２２は、所定のインナーリード１２１どうしが接続されるような実装領域１２内部の接続形態を有する。実装領域１２にベアチップＩＣ１４のバンプ電極１５側を対向させ、バンプ電極１５それぞれと対応するインナーリード１２１または配線パターン１２２と金属接合させる。その後、ＩＣ１４と実装領域１２の間に液状の樹脂１７が流し込まれ、キュア工程を経て実装領域１２におけるＩＣ１４の保護形態を作る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数のインナーリードに加えて配線パターンを配したＩＣの実装領域と前記実装領域に接続関係を有する前記実装領域以外の配線領域とを備えたフフレキシブルな配線基材を準備する工程と、
前記配線基材の実装領域にＩＣのバンプ電極側を対向させ、前記バンプ電極それぞれと対応する前記インナーリードまたは前記配線パターンと金属接合させる工程と、
前記ＩＣと前記実装領域の間に樹脂を流し込む樹脂封止工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属接合は、熱圧着接合による請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属接合は、超音波接合による請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂封止工程は、前記ＩＣの一辺側から樹脂を導入し、毛細管現象を利用して前記ＩＣ下部全体に行き渡らせる請求項１〜３いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂は、アンダーフィル材を用いる請求項１〜４いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
少なくとも複数のインナーリードに加えて配線パターンを配したＩＣの実装領域と前記実装領域に接続関係を有する前記実装領域以外の配線領域とを有するフレキシブルな配線基材と、
前記配線基材の実装領域と対向し、バンプ電極それぞれと対応する前記インナーリードまたは前記配線パターンを金属接合させたＩＣと、
前記ＩＣと前記実装領域の間に流し込んで固められた封止樹脂と、
を含む半導体装置。
【請求項７】
前記配線基材は、ＣＯＦ用基材の形態を有する請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記封止樹脂は、前記ＩＣ下部全体に充填され前記ＩＣの周縁にフィレットが形成されたアンダーフィル材である請求項６または７記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＣ（flexible printed circuit）へのＩＣチップの実装に係り、特に実装するＩＣチップとの対向領域にインナーリードのみならず配線パターンをも有するＣＯＦ（chip on film）製品に適用される半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯＦは、液晶駆動制御装置のフレキシブル回路基材として用いられている。ＣＯＦは、実装するＩＣ（ベアチップ）との対向領域にインナーリードのみならず配線パターンをも有するものがある。このようなＣＯＦは、インナーリードの所定部どうしが必要に応じて結線され、その回路パターンは実装するＩＣの下に隠れるので、配線領域の縮小化が達成できる。
【０００３】
上記のようなＣＯＦのＩＣ実装形態は、熱硬化性樹脂を利用するのが一般的である。例えば、ＣＯＦ用基板の実装領域は、ＮＣＰ（nonconductive paste：非導電性ペースト）が配される。その後、ＩＣは、ＮＣＰが配された実装領域と対向し、加熱されながらＣＯＦ用基材に圧着される。このようなＮＣＰ工法は、インナーリード及びそれに関係する配線パターンの段差部などで気泡が閉じ込められる危険性がある。気泡内には水分が入り込み易く、接続不良の原因となる。
【０００４】
従来、上記対策として、ＣＯＦ用基材の実装領域は、配線パターンの段差部をレジスト樹脂層により覆って平滑化する。ベアチップ（ＩＣ）との接続部は、レーザーなどで配線パターンのランドへ到達する穴を形成し、穴内に金属層を充填して引き出し電極とする。その後、ベアチップは、例えばＡＣＦ（anisotropic conductive film：異方性導電膜）を利用し、ＣＯＦ用基材の実装領域に加熱圧着される（例えば、特許文献１参照）。すなわち、ＣＯＦ用基材の実装領域は、平滑に形成されているのでＡＣＦ等を利用しても気泡が抑えられる。
【特許文献１】特開２００３−３２４１２７号公報（３頁、図１−図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＣＰやＡＣＦは、ＩＣ実装時のタクト（節動作業）が長い。また、ＮＣＰやＡＣＦは、実装領域にＩＣを上から押し付ける工法である。このため、実装領域が平滑化されたとしても、僅かながら気泡が発生するものと考えられる。また、平滑化されたＩＣ実装領域は、レジスト樹脂層に穴を開けて引き出し電極を形成するなど工数が嵩みコスト高を招く。
【０００６】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、実装領域にインナーリード及びそれに関係する配線パターンを有するフレキシブルな基材に、より低コストで簡便な方法でＩＣを実装する半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、少なくとも複数のインナーリードに加えて配線パターンを配したＩＣの実装領域と前記実装領域に接続関係を有する前記実装領域以外の配線領域とを備えたフレキシブルな配線基材を準備する工程と、前記配線基材の実装領域にＩＣのバンプ電極側を対向させ、前記バンプ電極それぞれと対応する前記インナーリードまたは前記配線パターンと金属接合させる工程と、前記ＩＣと前記実装領域の間に樹脂を流し込む樹脂封止工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、を含む。
【０００８】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、配線基材にＩＣを実装してから、そのＩＣと実装領域の間に樹脂を流し込む、樹脂の後塗り工法を採用する。配線基材が、実装領域にインナーリードのみならず配線パターンを有するものであっても、ＩＣ実装時、破損の心配がないように実装可能である。よって、気泡の発生が抑えられる樹脂の後塗り工法を用い、信頼性を向上させ、コスト面でも有利な製法となる。
【０００９】
なお、上記本発明に係る半導体装置の製造方法において、好ましくは次のようないずれかの特徴を有して金属接合の安定を図り、また無駄のない低コストで高信頼性の樹脂封止を実現する。
前記金属接合は、熱圧着接合によることを特徴とする。
前記金属接合は、超音波接合によることを特徴とする。
前記樹脂封止工程は、前記ＩＣの一辺側から樹脂を導入し、毛細管現象を利用して前記ＩＣ下部全体に行き渡らせることを特徴とする。
前記樹脂は、アンダーフィル材を用いることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る半導体装置は、少なくとも複数のインナーリードに加えて配線パターンを配したＩＣの実装領域と前記実装領域に接続関係を有する前記実装領域以外の配線領域とを有するフレキシブルな配線基材と、前記配線基材の実装領域と対向し、バンプ電極それぞれと対応する前記インナーリードまたは前記配線パターンを金属接合させたＩＣと、前記ＩＣと前記実装領域の間に流し込んで固められた封止樹脂と、を含む。
【００１１】
上記本発明に係る半導体装置によれば、実装領域にインナーリードのみならず配線パターンを有するフレキシブルな配線基材にＩＣを金属接合した形態を有する。ＩＣ実装時の破損の心配はなく、そのＩＣと実装領域の間に樹脂が流し込まれ固められた封止樹脂の構成を実現している。信頼性を向上させ、製造タクト面でも有利な構成としている。
【００１２】
なお、上記本発明に係る半導体装置によれば、好ましくは次のようないずれかの特徴を有して高信頼性の構造を提供する。
前記配線基材は、ＣＯＦ用基材の形態を有することを特徴とする。
前記封止樹脂は、前記ＩＣ下部全体に充填され前記ＩＣの周縁にフィレットが形成されたアンダーフィル材であることを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の基本的実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す断面図である。フレキシブルな配線基材１１は、ＣＯＦ（chip on film）用基材であり、ＩＣの実装領域１２とこの実装領域１２に接続関係を有する実装領域１２以外の配線領域１３を有する。ソルダーレジストＳＲは、配線領域１３上を含む配線基材１１上に被覆されている。実装領域１２は、少なくとも複数のインナーリード１２１に加えて配線パターン１２２を配している。配線パターン１２２は、所定のインナーリード１２１どうしが接続されるような実装領域１２内部の接続形態を有する。
【００１４】
このような配線基材１１を準備し、実装領域１２にベアチップＩＣ１４のバンプ電極１５側を対向させ、バンプ電極１５それぞれと対応するインナーリード１２１または配線パターン１２２と金属接合させる。金属接合は、例えば熱圧着接合を利用する。あるいは超音波接合を利用してもよい。従来は、実装領域１２にインナーリード１２１のみならず配線パターン１２２を有するものでは、ＩＣ実装時、実装領域１２に対向するＩＣ能動面が配線パターン１２２に接触して破損する懸念もあって、前述したようにＮＣＰ工法等を利用するのが一般的であった。しかし、ＩＣ１４の適切な高さのバンプ電極１５や最上層保護膜（パッシベーション膜など）１６があるため、ＩＣ実装時の破損の心配がないことがわかった。
【００１５】
配線基材１１の実装領域１２にベアチップＩＣ１４を金属接合により実装後、ＩＣ１４と実装領域１２の間に液状の樹脂１７が流し込まれる。樹脂１７は、毛細管現象によりＩＣ１４下部全体に行き渡らせることのできる粘度の低いものを用いる。樹脂１７は、アンダーフィル材（補強樹脂材）を用いるとよい。その後、樹脂１７はキュア工程を経て硬化させ、実装領域１２におけるＩＣ１４の保護形態を作る。
【００１６】
上記実施形態の方法によれば、配線基材１１にＩＣ１４を実装してから、そのＩＣ１４と実装領域１２の間に樹脂１７を流し込む、樹脂の後塗り工法を採用する。配線基材１１が、実装領域１２にインナーリード１２１のみならず配線パターン１２２を有するものであっても、ＩＣ１４実装時、破損の心配がないように実装可能である。よって、気泡の発生が抑えられる樹脂の後塗り工法を用い、信頼性を向上させ、コスト面でも有利な製法となる。
【００１７】
図２〜図６は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す投影図である。前記図１と同様の箇所には同一の符号を付して説明する。
図２に示すように、ＣＯＦ用基材の配線基材１１を準備する。この配線基材１１は、少なくとも複数のインナーリード１２１に加えて配線パターン１２２を配したＩＣの実装領域１２を有し、またこの実装領域１２に接続関係を有する実装領域１２以外の配線領域１３を有する。配線パターン１２２は、所定のインナーリード１２１どうしが接続されるような実装領域１２内部の接続形態を有する。インナーリード１２１及び配線パターン１２２は、例えばＣｕパターンにＡｕめっきまたはＳｎめっきされたものが用いられる。実装領域１２以外の配線領域１３は外部接続領域等の一部領域を除いてほとんどソルダーレジストＳＲに覆われている。
【００１８】
次に、図３に示すように、実装領域１２にベアチップＩＣ１４のバンプ電極１５側を対向させ、バンプ電極１５それぞれと対応するインナーリード１２１または配線パターン１２２とを位置合わせする。バンプ電極１５は、例えばＡｕバンプで構成される。実装領域１２を有する配線基材１１側は、適切な温度で加熱するボンディングステージ２１に支持される。ＩＣ１４側は適切な温度で加熱するボンディングツール２２で保持される。
【００１９】
次に、図４に示すように、ＩＣ１４は、ボンディングツール２２による所定の押圧力で実装領域１２との金属接合に至る。すなわち、ＩＣ１４のバンプ電極１５それぞれと対応するインナーリード１２１または配線パターン１２２とが熱圧着接合される。このように、金属接合として熱圧着接合を利用する場合、バンプ電極１５はＡｕバンプ、インナーリード１２１及び配線パターン１２２は、Ａｕめっき、Ｓｎめっきいずれのタイプも使用可能である。バンプ電極１５が熱圧着接合でつぶれた時もＩＣ１４と実装領域１２の間が適切な間隙を有するようにバンプ電極１５の高さを確保することが重要である。このようにすれば、ＩＣ１４の能動面と実装領域１２内の配線パターン１２２とが接触して破損することなない。
【００２０】
次に、図５に示すように、ＩＣ１４と実装領域１２の間に樹脂１７が流し込まれる。樹脂１７は、例えば樹脂供給口１８から供給されるエポキシ液状樹脂であって、ＩＣ１４の長手一辺側に沿った一筆またはそれに準ずる移動供給で、毛細管現象によりＩＣ１４下部全体に行き渡らせる（図１参照）。樹脂１７は、アンダーフィル材（補強樹脂材）を用い、その粘度は毛細管現象で行き渡り得る粘度の低いものである。
【００２１】
その後、図６に示すように、樹脂１７は、百数十℃、数分のプリキュア工程で仮乾燥し、さらに、百数十℃、数十分の本キュア工程を経て硬化させる。これにより、ＩＣ１４周囲にフィレットを形成して実装領域１２におけるＩＣ１４の保護形態を作る。
【００２２】
上記実施形態の方法及び構成によれば、実装領域１２にインナーリード１２１のみならず配線パターン１２２を有するフレキシブルな配線基材１１に、まずＩＣ１４を金属接合した実装形態を実現する。その後、粘度の低い液状の樹脂１７を、ＩＣ１４と実装領域１２の間に行き渡らせる。このときの樹脂１７は、ＩＣ１４の長手一辺側に沿った一筆またはそれに準ずる移動供給で、毛細管現象によってＩＣ１４と実装領域１２の間全体に行き渡らせる。その後、キュア工程を経て封止する。このような樹脂の後塗り工法は、効率的で、しかも気泡の発生が抑えられ、無駄なく低コストで高信頼性の樹脂封止形態を実現することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、図４に示したように、ＩＣ１４は実装領域１２と熱圧着接合により金属接合を達成していたが、これに限らない。ＩＣ１４は実装領域１２と超音波接合により金属接合を達成してもよい。
図７は、前記図４に対応する他の一例で、ＩＣ１４は実装領域１２と超音波接合により金属接合を達成する。ＩＣ１４は、超音波ホーン付きのボンディングツール３２による所定の押圧力で実装領域１２と金属接合に至る。すなわち、ＩＣ１４のバンプ電極１５それぞれと対応するインナーリード１２１または配線パターン１２２とが超音波接合される。
【００２４】
このように、金属接合として超音波接合を利用する場合、バンプ電極１５はＡｕバンプ、インナーリード１２１及び配線パターン１２２もＡｕめっきを使用する。配線基材１１を支持するボンディングステージ３１やＩＣ１４側のボンディングツール３２は常温で制御して超音波接合させることも可能である。これにより、金属接合時の加熱による配線基材１１の熱膨張やＩＣ１４の負担が軽減される。バンプ電極１５が超音波接合でつぶれた時もＩＣ１４と実装領域１２の間が適切な間隙を有するようにバンプ電極１５の高さを確保することが重要である。このようにすれば、ＩＣ１４の能動面と実装領域１２内の配線パターン１２２とが接触して破損することなない。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、実装領域としてインナーリードのみならず配線パターンを有するフレキシブルな基材において、実装領域にＩＣを実装してからＩＣ１４と実装領域１２の間に樹脂１７を流し込む。このような形態をとってもＩＣ実装時の破損の心配はなく、樹脂の後塗り工法によって、気泡の発生が抑えられ、信頼性を向上させ、コスト面でも有利な製法、構成となる。この結果、実装領域にインナーリード及びそれに関係する配線パターンを有するフレキシブルな基材に、より低コストで簡便な方法でＩＣを実装する半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】基本的実施形態に係る半導体装置の製造方法の要部を示す断面図。
【図２】一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す第１の投影図。
【図３】図２に続く第２の投影図。
【図４】図３に続く第３の投影図。
【図５】図４に続く第４の投影図。
【図６】図５に続く第５の投影図。
【図７】前記図４に対応する他の一例を示す投影図。
【符号の説明】
【００２７】
１１…フレキシブルな配線基材、１２…実装領域、１２１…インナーリード、１２２…配線パターン、１３…配線領域、１４…ベアチップＩＣ、１５…バンプ電極、１６…最上層保護膜、１７…樹脂、１８…樹脂供給口、２１，３１…ボンディングステージ、２２，３２…ボンディングツール、ＳＲ…ソルダーレジスト。
【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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