(57)【要約】【課題】  高密度配線化に伴って配線パターンやボンディングリードの寸法が微細化しても、ＩＣチップの接続端子のような接続部位に対するボンディングリードの確実な接続を行うことを可能とした半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】  開口２が設けられた絶縁性フィルム基材１と、前記絶縁性フィルム基材１の表面に形成された配線パターン４と、前記開口２を跨ぐように架橋して設けられたボンディングリード３とを有するテープキャリアと、接続端子６を有しており前記テープキャリア上に実装されて前記接続端子６が前記ボンディングリード３に接続されたＩＣチップ５とを備えた半導体装置であって、前記ボンディングリード３が、当該ボンディングリード３自体の金属導体箔を湾曲状に伸び加工することで前記接続端子６に到達させて当該接続端子６に接続してなるものであることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が設けられた絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に形成された配線パターンと、前記開口上に設けられたボンディングリードとを有するテープキャリアと、接続端子を有しており前記テープキャリア上に実装されて前記接続端子が前記ボンディングリードに接続された半導体素子とを備えた半導体装置であって、
前記ボンディングリードが、当該ボンディングリード自体を湾曲状に伸び加工することで前記接続端子に到達させて当該接続端子に接続してなるものである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ボンディングリードは、前記開口を跨ぐように架橋されて、その両端が前記絶縁性基板上に形成された配線パターンにそれぞれ連続しており、切れ目がない
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体装置において、
前記ボンディングリードが、湾曲状に伸び加工されると共に所定の位置毎に屈曲部が設けられて、前記接続端子に接続してなるものである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
開口が設けられた絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に形成された配線パターンと、前記開口上に設けられたボンディングリードとを有するテープキャリアに、接続端子を有する半導体素子を実装し、前記ボンディングリードと前記接続端子とを接続する工程を少なくとも含んだ半導体装置の製造方法であって、
前記ボンディングリード自体を湾曲状に伸び加工することで前記接続端子に到達させて、当該ボンディングリードを前記接続端子に接続する工程を備えた
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記ボンディングリードを前記接続端子に接続する工程では、所定の位置毎に角部が設けられたボンディングツールを用いて前記ボンディングリードに押し伸ばし加工を施すことで、当該ボンディングリード自体を湾曲状に伸び加工すると共に所定の位置毎に屈曲加工して、当該ボンディングリードを前記接続端子へと接続させる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の半導体装置の製造方法において、
ボンディングツールは、幅寸法の異なる少なくとも２段以上の凸部を組み合わせた先頭部を備えたものである
ことを特徴とする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、例えばＩＣチップのような半導体素子をテープキャリアのような配線板部品に実装し接続してなる半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体装置およびその製造方法としては、図６に一例を示したような構造のものがある。
【０００３】
図６（ａ）に示したように、まず、絶縁性フィルム基材１０１の所定位置に、開口１０２が設けられ、その開口１０２を跨ぐように、未加工の平坦なパターンの状態でフライングリード１０３が形成される。この接続加工前の平坦なパターンの状態のフライングリード１０３は、それに連なる配線パターン１０４と共に、絶縁性フィルム基材１０１の表面に張り合わされた銅箔のような薄い金属材料を例えばエッチング法などによりパターン加工して形成されたものである。
続いて、図６（ｂ）に示したように、絶縁性フィルム基材１０１の表面上の所定位置に、接着剤層１０７を介してＩＣチップ１０５が貼り付けられる。そして、フライングリード１０３を、ＩＣチップ１０５の接続端子１０６へと近付けて行き、加熱しつつ押し付けるようにして接続端子１０６に接続する。その近付けて行く途中で、フライングリード１０３の一端は、予め設けられていたノッチ部１０８にて切断されることとなる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、高密度配線化への対応が益々強く要請されるようになってきている。
それに対応するためには、配線パターン１０４やフライングリード１０３の形成材料である銅箔のような導体箔を薄くして、そのエッチング加工の安定性を確保することが必要となる。
【０００６】
ところが、そのように導体箔が薄くなると、それをパターン加工して形成されたフライングリード１０３の強度が低下して、変形が発生しやすくなる。
また、高密度配線化に伴って、フライングリード１０３も益々微細な寸法になって行く傾向にある。
ノッチ部１０８の切り込みをフライングリード１０３に予め形成しておくことが必要であるが、上記のような高密度配線化に伴って、そのノッチ部１０８の切り込みパターンの安定的な作製が困難なものとなり、またそれと共に、フライングリード１０３全体としても例えば細過ぎるものや太過ぎるものが混在するといった不都合な事態が発生しやすくなる。
【０００７】
その結果、フライングリード１０３が細過ぎるものとなった場合には、その部位での不本意な切断が発生しやすくなり、また逆に、太過ぎるものとなった場合には、そのフライングリード１０３がボンディング工程でノッチ部１０８にて確実に切断されなくなり、延いてはＩＣチップ１０５の接続端子１０６への確実な接続が困難なものとなる。
【０００８】
また、近年では、ボンディングリード間隔（隣り合うフライングリード１０３同士の間隔）のさらなる狭小化も進んでいるので、上記のような問題はさらに解決困難なものとなって行くことが想定される。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するために成されたもので、その目的は、高密度配線化に伴って配線パターンやボンディングリードの寸法が微細化しても、ＩＣチップの接続端子のような接続部位に対するボンディングリードの確実な接続を行うことを可能とした半導体装置およびそ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】
【００１０】
本発明の半導体装置は、開口が設けられた絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に形成された配線パターンと、前記開口を跨ぐように架橋して設けられたボンディングリードとを有するテープキャリアと、接続端子を有しており前記テープキャリア上に実装されて前記接続端子が前記ボンディングリードに接続された半導体素子とを備えた半導体装置であって、前記ボンディングリードが、当該ボンディングリード自体を湾曲状に伸び加工することで前記接続端子に到達させて当該接続端子に接続してなるものであることを特徴としている。
本発明の半導体装置の製造方法は、開口が設けられた絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に形成された配線パターンと、前記開口を跨ぐように架橋して設けられたボンディングリードとを有するテープキャリア上に、接続端子を有する半導体素子を実装し、前記ボンディングリードと前記接続端子とを接続する工程を少なくとも含んだ半導体装置の製造方法であって、前記ボンディングリード自体を湾曲状に伸び加工することで前記接続端子に到達させて当該ボンディングリードを前記接続端子に接続する工程を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高密度配線化に伴って配線パターンやボンディングリードの寸法が微細化しても、ＩＣチップの接続端子のような接続部位に対するボンディングリードの確実な接続を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置における、ボンディングリードとＩＣチップの接続端子との接続構造の部分を抽出して示す断面図である。
【図２】図１に示した部位の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法における、ボンディングリードをＩＣチップの接続端子に接続させる工程を特に抽出して示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る半導体装置におけるボンディングリードとＩＣチップの接続端子との接続構造の部分の主要な寸法について示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る半導体装置のバリエーションの一例を示す図である。
【図６】従来技術に係る半導体装置におけるフライングリードとＩＣチップの接続端子との接続構造の部分を抽出して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置およびその製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１４】
この半導体装置は、図１、図２に示したように、絶縁性フィルム基材１と、開口２と、ボンディングリード３と、配線パターン４と、ＩＣチップ５と、接続端子６と、接着剤層７とから、その主要部が構成されている。
【００１５】
絶縁性フィルム基材１の所定位置には、ボンディングリード３とＩＣチップ５の接続端子６との接続のための開口２が設けられている。
絶縁性フィルム基材１の表面上には、配線パターン４が形成されている。また、ボンディングリード３が、開口２を湾曲しつつ跨ぐように設けられている。
【００１６】
絶縁性フィルム基材１、開口２、ボンディングリード３、配線パターン４によって、テープキャリアの主要部が構成されている。そしてそのテープキャリアの所定位置に、半導体素子としてＩＣチップ５が実装されている。
【００１７】
ボンディングリード３は、そのボンディングリード３自体の未加工の材料部品であるボンディングリードパターン８を変形させて湾曲状に伸び加工することで、概形湾曲状（半円弧状）に形成されて、ＩＣチップ５の接続端子６に接続されている。また、それと共に、ボンディングリード３は、所定の位置毎に屈曲部１３が設けられている。
ボンディングリード３の両端は、絶縁性フィルム基材１の表面上に形成されている配線パターン４にそれぞれ連なっている。つまり、開口２の左方の配線パターン４〜ボンディングリード３〜開口２の右方の配線パターン４は、図６（ｂ）に一例を示した従来技術の場合のノッチ部１０８のような切れ目はなく、完全に連続したものとなっている。これは、言うなれば、ボンディングリード３が、あたかも開口２を跨いで、その開口２で隔てられた左右両岸の配線パターン４同士の間に湾曲状に架橋されたような構造となっているということである。
【００１８】
この半導体装置における、ボンディングリード３とＩＣチップ５の接続端子６との接続は、図３にその主要な流れを示したようなプロセスで行われる。
【００１９】
まず、平坦な状態のボンディングリードパターン８（これが後に湾曲状に伸び加工および屈曲加工されて、ボンディングリード３となる）を有するテープキャリアを用意する。
具体的には、このテープキャリアには、図３（ａ）に示したように、開口２が設けられた絶縁性フィルム基材１の表面上に配線パターン４が形成され、かつ開口２上を平坦に跨ぐように（架橋されたような状態で）ボンディングリードパターン８が形成されている。
そのテープキャリアの上の所定位置に、接着剤層７を介してＩＣチップ５を貼り付ける。そのＩＣチップ５には、接続端子６が設けられている。
【００２０】
続いて、図３（ｂ）に示したように、平坦な状態のボンディングリードパターン８を、ボンディングツール１０を用いて、矢印１１で模式的に示したようにＩＣチップ５の接続端子６へと押し進めるようにして近付けて行くことで、その平坦な状態のボンディングリードパターン８に伸び加工を施しつつ湾曲状に加工する。また、このとき同時に、ボンディングツール１０の先端部に設けられている角部１２によって、平坦な状態のボンディングリードパターン８における複数箇所の角部１２に接している部位がそれぞれ屈曲加工されることで、加工後のボンディングリード３における複数箇所の屈曲部１３が生じることとなる。
【００２１】
このようにボンディングツール１０の先端部に角部１２を設けて、そのボンディングツール１０を用いた加工時に、ボンディングリード３に屈曲部１３を設けることにより、ボンディングリード３になる途中の加工対象のボンディングリードパターン８に掛かる張力を分散させることができる。また、その加工によって概形湾曲状に形成されたボンディングリード３に残留することが想定される曲げ応力や塑性変形応力のような各種残留応力等を分散・緩和することができる。そしてその結果、加工時のボンディングリードパターン８に切断や損傷もしくはその他各種の加工不良等が発生することや、その加工後にボンディングリード３が残留応力等に起因して接続端子６から剥離したり変形したりすることを
、さらに確実に回避することが可能となる。
【００２２】
ボンディングツール１０の形状としては、図３に一例を示したような、幅寸法の異なる少なくとも２段以上の凸部を組み合わせた先頭部を備えたものとすることが可能である。２段の凸部を備えている場合には、出来上がりのボンディングリード３には屈曲部１３が４箇所生じることとなる。３段の場合には、６箇所となる。段数が多いほど、生じる屈曲部の個数は多くなり、それだけ張力や残留応力等が分散・緩和される度合いが高くなることが期待できる。
【００２３】
そして、図３（ｃ）に示したように、ボンディングリード３の弧の先端部（つまり中央部）がＩＣチップ５の接続端子６に到達すると、例えば標準的加熱温度での加熱を伴う圧着法などによって、ボンディングリード３をＩＣチップ５の接続端子６に接続する。
【００２４】
その後、図３（ｄ）に示したように、ボンディングツール１０を、矢印１４で模式的に示した如くＩＣチップ５の接続端子６から引き離す。
【００２５】
このようにして、平坦な状態で開口２を跨ぐようにして設けられていたボンディングリードパターン８に対して、伸び加工と共に所定の位置毎に屈曲加工を施して、ほぼ半円弧状に湾曲すると共に複数個の屈曲部１３を有してＩＣチップ５の接続端子６へと接続されたボンディングリード３を形成することができる。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る半導体装置およびその製造方法によれば、ボンディングツール１０を用いて、平坦な状態で設けられていたボンディングリードパターン８に伸び加工および屈曲加工を施して、その両端が絶縁性フィルム基材１上に設けられている配線パターン４と途切れることなく連続した、概形が湾曲状のボンディングリード３を形成するようにしたので、従来のフライングリードでは必須であったノッチ部を設けなくとも済むこととなる。また、そのノッチ部を確実に切断しなければならないという技術的拘束から完全に解放される。
その結果、高密度配線化に伴って配線パターン４やボンディングリード３の寸法が微細化しても、ＩＣチップ５の接続端子６のような接続部位に対するボンディングリード３の確実な接続を行うことが可能となる。
【００２７】
また、従来技術に係るノッチ部にて切断される構成のフライングリードでは、開口２にて隔てられた左右両方の配線パターン４に切れ目なく連続する構成のフライングリード（ボンディングリード）を実現することは全く不可能であるが、本発明によれば、それが可能となる。
【００２８】
すなわち、図２に一例を示したように、ボンディングリード３に連なる一方の（図２では右方の）配線パターン４の端部に接続パッド９やスルーホール（図示省略）を設け、他方の（図２では左方の）配線パターン４は図示しない（図示の埒外の）配線系へと連なるようにして、その両者の間をボンディングリード３で橋渡しする（つまり架橋する）ことができる。このようにすることにより、ＩＣチップ５における一つの接続端子６に対して、一つのボンディングリード３によって、それに連なる左方の配線パターン４との接続を取ると共に右方の接続パッド９との接続を取ることが可能となる。
あるいは、ボンディングリード３に連なる一方の（図２では右方の）配線パターン４の端部には接続パッド９ａを設け、他方の（図２では左方の）配線パターン４の端部には接続パッド９ｂを設けて、その両者の間をボンディングリード３で架橋することができる。このようにすることにより、ＩＣチップ５における一つの接続端子６に対して、一つのボンディングリード３によって、それに連なる右方の接続パッド９ａとの接続と左方の接続パッド９ｂとの接続との両方を一度に確保することが可能となる。
【実施例】
【００２９】
上記の実施の形態で説明したような接続構造を備えた半導体装置を作製した。
絶縁性フィルム基材１としては、所定の機械的強度を有する、厚さ５０μｍのＴＡＢテープ用のポリイミド樹脂フィルムを用いた。
【００３０】
プレス金型等を用いたパンチング法により、所定の位置に、ボール搭載用ビア穴（図示省略）や幅５００μｍのデバイスホールの開口２を打ち抜き形成した。
配線パターン４、ボンディングリードパターン８は、絶縁性フィルム基材１の片面に張り合わされた厚さ１８μｍのＨＴＥ（High Temperature Elongation）箔をパターン加工
して形成した。また、図示は省略するが、外部のプリント配線板に対して接続されるように設定されたアウターリードやその他各種の外部接続用端子なども形成した。
【００３１】
そして、ボンディングツール１０を用いて、上記実施の形態にて説明したような加工プロセスにより、ボンディングリードパターン８に伸び加工および屈曲加工を施して、ほぼ半円弧状に湾曲すると共に複数個の屈曲部１３を有してＩＣチップ５の接続端子６へと接続されたボンディングリード３を形成した。
【００３２】
このような本発明の実施例に係る半導体装置およびその製造方法によれば、従来技術に係る１５μｍ程度の幅のノッチ部を必要とするフライングリードでは不可能であった、３０μｍ未満の幅（またはライン／スペースが３０μｍ／３０μｍ未満）に設定されたボンディングリード３であっても、良好なボンディング性能を確保することが可能となる。
【００３３】
ここで、本発明では、ボンディングリードパターン８を形成している銅箔のような金属導体箔自体が材料力学的に伸びる性質を利用して、そのボンディングリードパターン８を概形湾曲状に加工することで、ボンディングリード３をＩＣチップ５の接続端子６に接続するようにしているが、その伸びの必要量と接着剤層７の厚さ等との関係性について説明する。
【００３４】
平坦な状態に形成されていたボンディングリードパターン８を湾曲状に加工してなるボンディングリード３を、確実にＩＣチップ５の接続端子６に接続するためには、図４に模式的に示したように、接着剤層７の厚さａに比例した長さ分の伸びが必要となる。また、開口２の幅ｗも関与することとなる。よって、ボンディングリード３を接続端子６に接続することの可否は、主に次の３つの条件で定まる。
（１）ボンディングリードパターン８の期待できる伸び量
（２）開口２の幅ｗ
（３）接着剤層７の厚さａ
【００３５】
上記のうち、条件（１）は、実際にボンディングリードパターン８用の材料として使用する銅箔のような金属導体箔の種類によって決まる。
一般的に、斯様な金属導体箔として使用される銅箔の代表的なものは、ＨＴＥ箔である。ＨＴＥ箔は、ボンディング時の基準的加熱温度である２００℃程度において、約２５％の伸びが期待できる。よって、（１）は、少なくともそのような値とすることができる。
条件（２）、（３）は、製品に要求される仕様に依存する要素であり、（２）の値による制約で（３）の値が決まることとなる。
そして、ボンディングの際には、図４に示したように、ボンディングリードパターン８を、絶縁性フィルム基材１の開口２の端部（つまりボンディングリード３の付け根の部分）から接続端子６との接続部までの直線距離ｂに対して、約１０％以上多く伸ばすように加工することが必要となる。
【００３６】
上記のような条件を考慮しつつ、本実施例では、開口２の幅ｗを３００μｍ、４００μｍ、６００μｍとし、そのそれぞれの場合について、ボンディングリード３と接続端子６との接続領域の幅ｐを３０μｍ、４０μｍ、５０μｍとし、接着剤層７の厚さを３０μｍ〜１７０μｍの範囲内で１０μｍ置きに変更して、そのそれぞれの場合での、ボンディングリード３と接続端子６との確実な接続の実現性の可否を確認した。
【００３７】
その結果、開口２の幅ｗを３００μｍとした場合には、接着剤層７の厚さが７０μｍ以下であれば、確実な接続を実現可能であることが確認された。
また、開口２の幅ｗを４００μｍとした場合には、接着剤層７の厚さが１００μｍ以下であれば、確実な接続を実現可能であることが確認された。
また、開口２の幅ｗを６００μｍとした場合には、接着剤層７の厚さが１６０μｍ以下であれば、確実な接続を実現可能であることが確認された。
【００３８】
なお、図５に一例を示したようなバリエーションも可能である。
すなわち、上記の実施の形態および実施例では、絶縁性フィルム基材１におけるＩＣチップ５が実装される面に配線パターン４やボンディングリードパターン８が設けられた構造の場合について説明したが、そのようなＩＣチップ５が実装される面とは反対側の面に、配線パターン４やボンディングリードパターン８が設けられた構造の場合にも、本発明は適用可能である。但しこの場合には、ボンディングリードパターン８を、絶縁性フィルム基材１の厚みと接着剤層７の厚みとの合計の距離に亘って伸び加工しなければならない。従って、この場合、開口２の幅に対する接着剤層７の厚さの条件値の適用手法としては、その接着剤層７の厚さの許容値を絶縁性フィルム基材１の厚さとの合計値に対応して適用させることで、その実現の可否を判定することができることとなる。
【００３９】
また、上記の実施の形態および実施例では、ＩＣチップ５が実装される配線基材としてポリイミド樹脂フィルムからなる絶縁性フィルム基材を用いる場合について説明したが、配線基材としては、その他にも、例えばガラスエポキシ基材のようなリジッドプリント配線板用基材を用いた構成とすることなども可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１      絶縁性フィルム基材
２      開口
３      ボンディングリード
４      配線パターン
５      ＩＣチップ
６      接続端子
７      接着剤層
８      （未加工で平坦な状態の）ボンディングリードパターン
１０    ボンディングツール
１２    角部
１３    屈曲部
【図１】
2011228387.tif 000003
【図２】
2011228387.tif 000004
【図３】
2011228387.tif 000005
【図４】
2011228387.tif 000006
【図５】
2011228387.tif 000007
【図６】
2011228387.tif 000008