(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子のＡｕバンプと金錫共晶接合により接続される接続端子部を構成する配線をダウンセット加工して成形したときに、配線の形状をその成形により十分安定化させることができる、ＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】デバイスホールがないＣＯＦテープから構成される配線基板２上に半導体素子３を搭載するにあたり、接続部を構成する半導体素子３のＡｕバンプ４と配線基板２上の配線５のＳｎめっきされた接続端子部６とを加熱ツール７により接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続すると共に、接続部領域に位置する配線基板２の配線５と反対側の対応する面上に剛性の高い金属箔１４を設けて、金属箔１４とともに配線基板２上の配線５を接続部から遠ざかるようにダウンセット加工して成形するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板として、前記配線基板にデバイスホールがなく、前記配線基板上の配線全体がベースフィルムによって裏打ちされた構成のＣＯＦテープを用いて、前記配線基板上に半導体素子を搭載する、半導体装置の製造方法において、前記配線基板上に半導体素子を搭載するにあたり、接続部を構成する前記半導体素子のＡｕバンプと前記配線基板上の配線のＳｎめっきされた接続端子部とを加熱ツールにより接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続すると共に、接続部領域に位置する前記配線基板の前記配線と反対側の対応する面上に剛性の高い金属箔を設けて、前記金属箔とともに前記配線基板上の前記配線を接続部から遠ざかるようにダウンセット加工して成形する、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記において、前記半導体素子のＡｕバンプと前記配線基板上の前記配線の接続端子部とを金錫共晶接合により接続すると同時に、前記金属箔とともに前記配線基板上の前記配線をダウンセット加工して成形する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記金属箔が、前記配線を構成する金属材料と同一の金属材料からなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱ツールが、前記接続部を落とし込むように動作する圧着ツールと前記接続部を背後から支持する圧着ステージとを備えてなる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板としてＣＯＦテープを用いて、前記配線基板上に半導体素子を搭載して半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線基板上に半導体素子を搭載して半導体装置を製造する方法としては、長尺のプラスチック製ベースフィルム上に所望の銅等の配線及び配線パターンを形成した、一般にＣＯＦテープ、ＴＣＰテープと呼ばれるテープ状の配線基板を用いて、前記配線基板をその一方から繰り出すと共に、前記配線基板上に半導体素子を連続的に搭載して、半導体装置を効率的に製造する方法が知られており、広く採用されている。  
（ＣＯＦ：Chip On Filmの略。ＴＣＰ：Tape Carrier Packageの略。）
【０００３】
この方法により製造された半導体装置（ＩＣ、ＬＳＩパッケージ）は、例えば、液晶モジュールのドライバＩＣ用半導体装置として、また、各種電子機器のメモリＩＣ用半導体装置として、夫々実用されている。
【０００４】
この方法において、配線基板として例えばＣＯＦテープを用いた図２に示される構造のＣＯＦ型半導体装置１を対象に、その製造方法を詳しく説明すると、図３に示されるように、配線基板２上に半導体素子３を搭載するにあたり、配線基板２上に半導体素子３を接続する際、接続部を構成する半導体素子３のＡｕバンプ（突起電極）４と配線基板２上の配線（インナーリード）（主として銅により構成し、表面に錫めっきが施される）５´の接続端子部６とを加熱ツール７により接触加圧して加熱して、通常、金錫共晶接合により接続するが、この金錫共晶接合による接続では、図４の金錫合金状態図からも分かるように、接続部を金錫共晶温度（約２８０℃）よりも高い３５０℃程度の温度に加熱ツール７により高温加熱して接続する必要がある。なお、図２において、８はソルダーレジスト、９は封止樹脂である。
【０００５】
しかも、この配線基板としてＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法においては、図２及び図３から明らかなように、配線基板２にいわゆるデバイスホールがなく、配線基板２上の配線全体がベースフィルム１０によって裏打ちされているので、接続部を構成する半導体素子３のＡｕバンプ（突起電極）４と配線基板２上の配線（インナーリード）５´の接続端子部６とを加熱ツール７により接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続する（インナーリードボンディング）際に、接続部領域に位置するベースフィルム８が高温加熱されて局部的に熱応力により変形する（撓みやうねりなどを生じる）という問題がある。
【０００６】
これに対し、配線基板としてＴＣＰテープを用いた半導体装置の製造方法においては、図５に示されるように、配線基板１１にいわゆるデバイスホール１２があり、配線基板１１上の配線５のうち接続端子部６を構成する配線（インナーリード）５´が前記デバイスホール１２の端部から片持ち梁状に張り出しており、すなわち、接続端子部６を構成する前記配線（インナーリード）５´がベースフィルム１０によって裏打ちされていないので、半導体素子３のＡｕバンプ（突起電極）４と配線基板１１上の配線（インナーリード）５´の接続端子部６とを加熱ツール７により接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続する（インナーリードボンディング）際に、ベースフィルム１０が接続部と同じように高温加熱されることはない。１３はＴＣＰ型半導体装置である。
【０００７】
なお、金錫共晶接合については、金錫共晶合金よりも共晶温度が低い半田による共晶接合、あるいは、導電性接着剤による接合も検討されるが、接続部の熱に対する安定性などの信頼性の点から、通常、市場での実績も豊富な金錫共晶接合が採用される。
【０００８】
一方、最近の技術の流れとしては、例えば、液晶モジュールにおいては、周知の通り、画面の高精細化、動画性能の高速応答性、価格の低価格化が急速に進められており、これに伴って、半導体素子の更なる高密度化、半導体装置のダウンサイジング化が進められている。そして、この半導体素子の高密度化、半導体装置のダウンサイジング化に伴って、ＣＯＦテープ等の配線基板の配線並びに配線ピッチの微細化（ファイン化）と、半導体素子のＡｕバンプ並びにバンプピッチの微細化（ファイン化）が夫々進められており、この結果、接続部の接続構造が一段と微細構造化されつつある。
【０００９】
加えて、配線基板としてＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法においては、前記したように、半導体素子３のＡｕバンプ（突起電極）４と配線基板２上の配線（インナーリード）５´の接続端子部６とを加熱ツール７により接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続する（インナーリードボンディング）際に、接続部領域に位置するベースフィルム１０が高温加熱されて局部的に熱応力により変形する（撓みやうねりなどを生じる）という問題があり、これにより前記接続部領域に位置するベースフィルム１０並びに配線基板２の平坦性を確保すること、すなわち、平坦な形状を維持することが容易でない状況にある。
【００１０】
また、前記した、半導体素子のＡｕバンプ並びにバンプピッチの微細化（ファイン化）に伴って、Ａｕバンプの突出高さが低くなり、例えば、従来２５〜３５μｍの高さであったものが１５〜３０μｍと高さに低くなりつつある。
【００１１】
この結果、従来の、配線基板としてＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法においては、（１）接続部の接続構造の微細構造化、（２）金錫共晶接合による接続の際の高温加熱によるベースフィルム並びに配線基板の変形（非平坦化）、（３）半導体素子のＡｕバンプの突出高さの低背化により、接続部の絶縁性並びに電気的導通性の信頼性確保が困難な状況にある。
【００１２】
このうち、（２）の金錫共晶接合による接続の際の高温加熱によるベースフィルム並びに配線基板の変形（非平坦化）については、先行技術文献である特許文献１には、圧着ステージ及び圧着ツールを用いて、圧着ステージ上のフレキシブル基板に半導体チップを加圧及び加熱して半導体チップのバンプ電極をフレキシブル基板の対応する電極に接合するにあたり、圧着ステージの載置面及び圧着ツールの加圧面を半導体チップのバンプ電極及びフレキシブル基板の対応する電極位置に夫々対応するように突出部を設けることにより、フレキシブル基板の熱によるダメージを限定（局部化）してその変形を抑制する、ことが記載されている（図６参照）。
【００１３】
また、先行技術文献である特許文献２には、ＣＯＦテープからなるテープ状の配線基板上に、半導体素子を搭載すると共に、半導体素子を搭載する側と反対側のテープ状の配線基板の表面における、半導体素子に対応する箇所に、放熱板を配置して、半導体素子が放出する熱の放熱性を向上させる、ことが記載されている（図７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３１３８４３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０８３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、従来の、配線基板としてＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法によれば、既に述べた通り、（１）接続部の接続構造の微細構造化、（２）金錫共晶接合による接続の際の高温加熱によるベースフィルム並びに配線基板の変形（非平坦化）、（３）Ａｕバンプの突出高さの低背化により、接続部の絶縁性並びに電気的導通性の信頼性確保が困難な状況にある。
【００１６】
これに対し、特許文献１に記載の接続方法は、要するに、圧着ステージの載置面及び圧着ツールの加圧面に夫々突出部を設けることにより、フレキシブル基板の熱によるダメージを限定（局部化）してその変形を抑制するというものであり、（２）に対しては一定の効果を有するものの、その効果を得るためには、例えば、突出部の先端をＡｕバンプ幅相当に精密加工して製造された特別な圧着ステージ及び圧着ツールを用意しなければならず、（１）（３）に対してはなお十分な効果を得ることができない。
【００１７】
また、特許文献２に記載の半導体装置の構造は、要するに、半導体素子を搭載する側と反対側のテープ状の配線基板の表面における、半導体素子に対応する箇所に放熱板を配置して、半導体素子が放出する熱の放熱性を向上させることに留まるものであり、（２）に対しては放熱板を配置して補強するという意味では一定の効果を有するものの、（１）（３）に対してはやはり十分な効果を得ることができない。
【００１８】
また、先行技術文献としては特に提示しないが、図５に示されるように、配線基板としてＴＣＰテープを用いた半導体装置の製造方法においては、接続の際に、半導体素子３のＡｕバンプ（突起電極）４と接続される接続端子部６を構成する片持ち梁状の露出された配線（インナーリード）５´を、同図のように接続部から遠ざかるようにダウンセット加工して成形（フォーミング）することにより、前記配線（インナーリード）５´の形状を安定化させて隣接する配線間並びに接続部相互間の絶縁性を確保し易くすると共に、半導体素子３と配線基板１１のエッジとの間で起こり得るショートを回避することが必要により行われている。この方法は、（１）（３）に対しても効果的である。しかし、配線基板として配線全体がベースフィルムによって裏打ちされた構成のＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法においては、前記配線（インナーリード）５´を図５のようにダウンセット加工して成形（フォーミング）しても、配線５全体に裏打ちされたベースフィルム１０が前記配線（インナーリード）５´についてスプリングバックを起こし易くしているので、このスプリングバックにより前記配線（インナーリード）５´の形状を安定化させることは難しいという問題がある。すなわち、ダウンセット加工して成形（フォーミング）しても、前記配線（インナーリード）５´の形状を安定化させることは難しく、その効果を十分に得ることができないという問題がある。
【００１９】
したがって、本発明の目的は、ＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法において、半導体素子のＡｕバンプ（突起電極）と金錫共晶接合により接続される接続端子部を構成する配線（インナーリード）をダウンセット加工して成形（フォーミング）したときに、前記配線（インナーリード）の形状をその成形（フォーミング）により十分安定化させることができる、半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、配線基板として、前記配線基板にデバイスホールがなく、前記配線基板上の配線全体がベースフィルムによって裏打ちされた構成のＣＯＦテープを用いて、前記配線基板上に半導体素子を搭載する、半導体装置の製造方法において、前記配線基板上に半導体素子を搭載するにあたり、接続部を構成する前記半導体素子のＡｕバンプと前記配線基板上のＳｎめっきされた配線の接続端子部とを加熱ツールにより接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続すると共に、接続部領域に位置する前記配線基板の前記配線と反対側の対応する面上に剛性の高い金属箔を設けて、前記金属箔とともに前記配線基板上の前記配線を接続部から遠ざかるようにダウンセット加工して成形する、ことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００２１】
この半導体装置の製造方法によれば、上記構成の採用により、特に、接続部領域に位置する前記配線基板の前記配線と反対側の対応する面上に剛性の高い金属箔を設けて、前記金属箔とともに前記配線基板上の前記配線を接続部から遠ざかるようにダウンセット加工して成形することにより、前記配線の形状をその成形により十分安定化させることができ、しかも、前記金属箔の存在により前記接続部領域に位置する前記ベースフィルム並びに前記配線基板の熱応力による変形を機械的に抑制することができ、この相乗効果により接続部の絶縁性並びに電気的導通性の信頼性を容易に確保することができる。
【００２２】
請求項２の発明は、前記において、前記半導体素子のＡｕバンプと前記配線基板上の前記配線の接続端子部とを金錫共晶接合により接続すると同時に、前記金属箔とともに前記配線基板上の前記配線をダウンセット加工して成形する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法を提供する。
【００２３】
この半導体装置の製造方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、すなわち、金錫共晶接合と同時にダウンセット加工して成形することにより、前記半導体装置を効率的に製造することができる。
【００２４】
請求項３の発明は、前記金属箔が、前記配線を構成する金属材料と同一の金属材料からなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法を提供する。
【００２５】
この半導体装置の製造方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、この方法において使用される、前記金属箔を設けた前記配線基板を容易に製造することができる。即ち例えば、ベースフィルムの両面に銅箔を設けた積層板を出発材料として、その片面に配線及び配線パターンをエッチングにより形成すると同時に同じエッチング条件で前記金属箔をエッチングにより効率的に形成することができ、これにより前記配線基板を容易に製造することができる。
【００２６】
請求項４の発明は、前記加熱ツールが、前記接続部を落とし込むように動作する圧着ツールと前記接続部を背後から支持する圧着ステージとを備えてなる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法を提供する。
【００２７】
この半導体装置の製造方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、すなわち、前記圧着ツール及び前記圧着ステージの共同作用により、上記、ダウンセット加工して成形する動作を容易に行うことができる。これにより前記半導体装置を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、ＣＯＦテープを用いた半導体装置の製造方法において、半導体素子のＡｕバンプ（突起電極）と金錫共晶接合により接続される接続端子部を構成する配線（インナーリード）をダウンセット加工して成形（フォーミング）したときに、前記配線（インナーリード）の形状をその成形（フォーミング）により十分安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法の説明図である。
【図２】従来のＣＯＦ型半導体装置の説明図である。
【図３】従来のＣＯＦ型半導体装置の製造方法の説明図である。
【図４】金錫合金状態図である。
【図５】従来のＴＣＰ型半導体装置の説明図である。
【図６】特許文献１に係る半導体装置の製造方法の説明図である。
【図７】特許文献２に係る半導体装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施の形態に係るＣＯＦ型半導体装置の製造方法を図１に基づいて詳述する。ＣＯＦ型半導体装置の基本構造は、図２に示される通りである。
【００３１】
図１においては、まず、配線基板２として、前記配線基板２にいわゆるデバイスホールがなく、前記配線基板２上の配線５全体がベースフィルム１０によって裏打ちされた構成のＣＯＦテープを用意すると共に、このＣＯＦテープからなる前記配線基板２の、接続部領域に位置する後述する接続端子部６を構成する配線（インナーリード）５´と反対側の対応する面上に、剛性の高い金属箔（銅箔）１４を設けた構成の、前記配線基板２を用意する。
【００３２】
この配線基板２は、例えば、ベースフィルム１０の両面に銅箔を設けた積層板を出発材料として、その片面に配線及び配線パターンをエッチングにより形成すると同時に、同じエッチング条件で前記金属箔（銅箔）１４をエッチングにより効率的に形成して、製造することができる。勿論、別途用意した金属箔（銅箔）１４を配線基板２の対応するフィルム面上に貼り付けてもよい。
【００３３】
ここで、前記により製造された前記配線基板２を用いて、前記配線基板２上に半導体素子３を搭載するにあたり、接続部を構成する前記半導体素子３のＡｕバンプ（突起電極）４と前記配線基板２上の前記配線（インナーリード）５´の接続端子部６とを加熱ツール７により接触加圧して加熱して金錫共晶接合により接続（インナーリードボンディング）すると同時に、接続部領域に位置する前記配線基板２の前記配線（インナーリード）５´と反対側の対応する面上に設けられた前記金属箔（銅箔）１４とともに、前記配線（インナーリード）５´を、図１に見られるように接続部から遠ざかるようにダウンセット加工して成形（フォーミング）する。この一連の動作は、図中矢印に沿って順次行われる。半導体素子３搭載後は、通常の方法により樹脂封止して、ＣＯＦ型半導体装置を製造する。なお、前記金属箔（銅箔）１４は、前記配線（インナーリード）５´を構成する銅箔と同じ銅箔（金属材料）からなることが好ましいが、これに限るものではない。金属としての剛性を有し、金錫共晶接合時の温度に耐えられる程度に耐熱性を有するものであれば、銅箔以外の金属材料を採用してもよい。
【００３４】
また、図１から明らかなように、前記加熱ツール７は、前記接続部を落とし込むように昇降動作する圧着ツール１５と、前記接続部を背後から支持する圧着ステージ１６とを備えており、この圧着ツール１５及び圧着ステージ１６共同作用により、金錫共晶接合とともに、上記、ダウンセット加工して成形（フォーミング）する動作を容易に行うことができる。これによりＣＯＦ型半導体装置を容易に製造することができる。
【００３５】
前記成形（フォーミング）には、前記配線（インナーリード）５´の形状を安定化させて隣接する配線間並びに接続部相互間の絶縁性を確保し易くすると共に半導体素子３と配線基板２のエッジとの間で起こり得るショートを回避する効果がある。この意味で、前記成形（フォーミング）は、接続部の接続構造の微細構造化、Ａｕバンプの突出高さの低背化（狭ギャップ化）に対しても有効である。
【００３６】
本実施例によれば、上記したように、前記金属箔（銅箔）１４とともに前記配線（インナーリード）５´をダウンセット加工して成形（フォーミング）することにより、前記配線（インナーリード）５´の形状をその成形（フォーミング）により十分安定化させることができ、しかも、前記金属箔（銅箔）１４の存在により前記接続部領域に位置する前記ベースフィルム１０並びに前記配線基板２の熱応力による変形を機械的に抑制することができ、この相乗効果により接続部の絶縁性並びに電気的導通性の信頼性を容易に確保することができる。その信頼性を長期間にわたって維持することができる。
【００３７】
因みに、前記ベースフィルム１０並びに前記配線基板２が熱応力により変形した場合には、それらの平坦性を維持することが困難になり、接続部の絶縁性並びに電気的導通性の信頼性の確保が困難になるだけでなく、樹脂封止の際に狭ギャップであるが故にそのギャップが不均一になると、ボイド（気泡）が発生し易いという問題がある。本実施例によれば、このような問題に対しても有効であることはいうまでもない。ＣＯＦ型半導体装置の製造歩留まりの向上にも効果があるということができる。
【００３８】
本発明は、以上の実施の形態の限定されることなく、その発明の範囲において種々の改変が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ＣＯＦ型半導体装置
２、１１  配線基板
３  半導体素子
４  Ａｕバンプ
５  配線
５´  配線（インナーリード）
６  接続端子部
７  加熱ツール
８  ソルダーレジスト
９  封止樹脂
１０  ベースフィルム
１２  デバイスホール
１３  ＴＣＰ型半導体装置
１４  金属箔
１５  圧着ツール
１６  圧着ステージ
【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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