(57)【要約】【課題】ＩＬＢ工程において、金属突起とインナーリード配線が引き離されて、オープン不良が発生することを防止する。【解決手段】金属突起電極６とインナーリード配線４ａとが接続される半導体装置であって、金属突起電極６の高さと、インナーリード配線４ａの先端４ｃにおける金属突起電極６の領域１７から突き出した長さ１６の        比が、１：１．１７〜５の範囲である。これにより、ＩＬＢ工程で加圧・加熱された後のフィルム基材２が復元力によってボンディング中の変形を戻そうとする応力に対して、インナーリード配線４ａの先端４ｃが十分な長さを持ってボンディングによりフィルム基材２とともに変形することによって、復元に対する抵抗力となる。このため、インナーリード配線４ａの先端４ｃと金属突起電極６がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。【選択図】        図３
2004165390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子上に形成した金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記金属突起電極の高さと、前記インナーリード配線の先端における前記金属突起電極の領域から突き出した長さの比が、１：１．１７〜５の範囲であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体素子上に形成した金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記金属突起電極の高さと、前記フィルム基材の厚みの比が、１：２．５〜５の範囲であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体素子上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記インナーリード配線の先端における前記金属突起電極の領域から突き出した長さが３５μｍ〜５０μｍの範囲であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体素子上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記フィルム基材の厚みが２５μｍ〜３８μｍの範囲であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
半導体素子上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記インナーリード配線の先端が、前記金属突起電極の領域上で、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分が、金属突起電極の領域上から３５μｍ〜５０μｍ突き出した長さを有する請求項５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】
この発明は、テープキャリアを用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩなどの半導体製品は低価格化、軽量化、薄型化、小型化の実現のために高密度実装が要求され続けている（特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、半導体素子の高密度実装を実現する半導体装置としてテープキャリアパッケージ（以下ＴＣＰ）があるが、その中でもデバイスホールや折り曲げスリットが無く、半導体チップの電極と接続されるインナーリード４ａがテープ基材２に密着しているものがチップ・オン・フィルム（以下ＣＯＦという）構造のＴＣＰである。ＣＯＦはデバイスホールが無く、インナーリード４ａがフィルム基材２に密着している為に、曲がりを生じやすいフライングリードが存在せず、導体リードを薄膜化することが出来る。これにより従来のデバイスホールがあるＴＣＰと比較すると導体リードのエッチング性が向上し、より微細な導体パターンを形成することができる。現在、４５μｍピッチのＣＯＦテープが量産されており、さらなるファイン化が現実的に期待されている。
【０００４】
次に、図９を用いて一般的なＣＯＦ構造を説明する。
【０００５】
図９（ａ）は導体リード側からみた一般的なＣＯＦの平面図であり、図９（ｂ）は一般的なＣＯＦの断面図である。フィルム１は絶縁、可撓の性質を有し、ポリイミドなどの樹脂で形成されたフィルム基材２と、銅などの金属箔で形成された導体リード４とで構成されている。導体リード４において半導体素子５の金属電極９と接続する部分の先端からソルダーレジスト３にいたるまでのソルダーレジスト３に覆われていない領域をインナーリード４ａ、インナーリード４ａより外へフィルム基材２上に延長された導体リード４のうち、外部回路と接続される領域をアウターリード４ｂと呼ぶ。導体リード４には通常めっきが施されている。半導体素子５には、保護膜１３で保護されたシリコン基板８上にある金属電極９とインナーリード４ａとを接続するために必要な金属突起６が金属電極９上に形成されている。金属突起６の高さはさまざまであり、金属突起６が無い構成もある。インナーリード４ａ周辺の領域は半導体素子５の表面保護や半導体装置自身の強度確保のために封止樹脂７で覆われている。
【０００６】
次に、共晶などの金属間接合によりフィルム１のインナーリード４ａと半導体素子５の金属電極９上に形成した金属突起６を接合する方式の一般的なＣＯＦについて、その一般的な組立工程を図１０を用いて説明する。
【０００７】
フィルム１は、金属突起６の位置に合わせてインナーリード４ａがフィルム基材２上に形成されている（図１０（ａ））。インナーリード４ａの表面にはスズや金などによってめっきが施されている。フィルム基材２は３８μｍや２５μｍなどで、従来の一般的なＴＣＰの厚みである７５μｍよりかなり薄い。半導体素子５は、金属突起６が半導体素子５の外周に沿う形か、又は、半導体素子５の表面全体に配置されている（図１０（ｂ））。金属突起６は従来のＴＣＰに使われるものと同等の１０μｍ〜３０μｍ程度の高さを持っている。半導体素子５上の金属突起６とフィルム１のインナーリード４ａを所定の位置に合わせて熱圧着方式により接合する（図１０（ｃ））。熱圧着方式とはインナーリード４ａに施されためっき材と金属突起材を共晶融合あるいは固相拡散させるために必要な温度（３００℃〜５００℃程度）と荷重を加えながらインナーリード４ａと金属突起６を接合する方式である。フィルム基材２側から押さえる治具をボンディングツール１０、半導体素子５側で支える治具をチップステージ１１などと呼ぶ。
【０００８】
その後、インナーリード４ａと金属突起６の接合部分と半導体素子５の回路が存在する表面部分を保護し、半導体装置全体の機械強度を確保するために封止樹脂７をフィルム１と半導体素子５の隙間に樹脂供給ノズル１２を使用して注入する（図１０（ｄ））。封止後に捺印、検査を行ないＣＯＦ製品が完成する。インナーリード４ａと金属突起６を接合する工程をＩＬＢ（インナーリードボンド）工程、インナーリード４ａ及び半導体素子５の表面を封止樹脂７によって封止する工程を封止工程という。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−０２７５１７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＯＦのＩＬＢ工程においては、高い値の応力が金属突起６の周辺部分に発生することが分かっている。この応力はＩＬＢ工程において、インナーリード４ａと金属突起６を接合するために加える高温から、接合後に室温まで半導体装置の温度が降下する際に発生する。応力発生原因のひとつにＩＬＢ工程で押し付けたフィルム１が弾性により復元しようとする応力がある。ＩＬＢ工程のボンディング加圧中にはフィルム１を構成するフィルム基材２が高温にさらされて軟化し、接合部の金属突起６を覆うように変形する。その後ボンディングが完了し接合部が室温へと降下するに従いフィルム基材２が元の形状に戻ろうとし、更にボンディングツールで押し下げた変形分についてもフィルム基材２の復元力が働き金属突起２とインナーリード４ａが引き離されて、オープン不良が発生する。
【００１１】
この不良は金属電極９の配列ピッチ間隔が大きいほど、ひとつのインナーリード４ａに対して発生するフィルム基材２の復元力１５が大きくなり、発生率が顕著になる傾向がある。不具合の一例として、ボンディングの過程でのフィルム基材の変形とフィルム基材２の復元によりインナーリード４ａが金属突起６から剥れる過程を図１１および図１２を用いて説明する。
【００１２】
図１１はＩＬＢ工程終了直後のＣＯＦ断面図である。図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）は図１１の断面図に示してあるＡ部の拡大図であり、インナーリード４ａと金属突起６の接合部断面図である。
【００１３】
図１２（ａ）はボンディング直前のフィルム１と金属突起６を含む半導体素子５である。図１２（ｂ）はボンディングツール１０により加圧・加熱１４されているボンディング中の状態である。フィルム基材２は軟化し金属突起６の部分で大きく変形する。これに伴いインナーリード４ａはフィルム基材２に沿った形で変形する。ボンディングツール１０が上方へ離脱し、室温へと温度降下するに従いフィルム基材２はもとの形状に復元し、またボンディングツールで押し下げた変形分についてもフィルム基材２の復元力１５が発生して金属突起２とインナーリード４ａが引き離されて、オープン不良が発生する（図１２（ｃ））。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、ＩＬＢ工程において、金属突起とインナーリード配線が引き離されて、オープン不良が発生することを防止する半導体装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の半導体装置は、半導体素子上に形成した金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記金属突起電極の高さと、前記インナーリード配線の先端における前記金属突起電極の領域から突き出した長さの比が、１：１．１７〜５の範囲である。
【００１６】
このように、金属突起電極の高さと、インナーリード配線の先端における金属突起電極の領域から突き出した長さの比が、１：１．１７〜５の範囲であるので、ＩＬＢ工程で加圧・加熱された後のフィルム基材が復元力によってボンディング中の変形を戻そうとする応力に対して、インナーリード配線の先端が十分な長さを持ってボンディングによりフィルム基材とともに変形することによって、復元に対する抵抗力となる。また、インナーリード配線の突き出した長さが金属突起電極の高さの１．１７倍を下回ると、インナーリード配線が金属突起電極を抱え込む量が不足して、インナーリード配線が金属突起電極から剥がれることを抑制する効果が不充分となる。また、インナーリード配線の突き出した長さが金属突起電極の高さの５倍を超えると、不必要に長く半導体素子上にインナーリード配線が存在して、封止工程における封止樹脂の流動の妨げになる可能性がある。
このため、上記のように範囲を設定することで、インナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００１７】
請求項２記載の半導体装置は、半導体素子上に形成した金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記金属突起電極の高さと、前記フィルム基材の厚みの比が、１：２．５〜５の範囲である。
【００１８】
このように、金属突起電極の高さと、フィルム基材の厚みの比が、１：２．５〜５の範囲であるので、ＩＬＢ工程で加圧・加熱された後のフィルム基材が復元力によってボンディング中の変形を戻そうとする応力に対して、フィルム基材の厚みを厚くすることでインナーリード配線の先端が十分な長さを持ち、この状態でボンディングによりフィルム基材とともに変形することによって、復元に対する抵抗力となる。また、フィルム基材の厚みが金属突起電極の高さの２．５倍を下回ると、インナーリード配線が金属突起電極を抱え込む量が不足して、インナーリード配線が金属突起電極から剥がれることを抑制する効果が不充分となる。
また、フィルム基材の厚みが金属突起電極の高さの５倍を超えると、不必要に厚くなる。このため、上記のように範囲を設定することで、インナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００１９】
また、請求項２記載の半導体装置が、請求項１記載の半導体装置の通りに金属突起電極の高さと、フィルム基材の厚みが１：１．１７〜５の範囲にすることで相乗効果が得られ、更に前記不良の発生を防止する効果を向上することができる。
【００２０】
請求項３記載の半導体装置は、半導体素子上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記インナーリード配線の先端における前記金属突起電極の領域から突き出した長さが３５μｍ〜５０μｍの範囲である。
【００２１】
このように、金属突起電極の高さが１０μｍ〜３０μｍのとき、インナーリード配線の先端における金属突起電極の領域から突き出した長さが３５μｍ〜５０μｍの範囲であるので、適切にインナーリード配線を長くすることにより、ＩＬＢ工程においてインナーリード配線の先端が十分に変形してフィルム基材の復元力を効果的に抑制することができ、請求項１と同様にインナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００２２】
請求項４記載の半導体装置は、半導体素子上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記フィルム基材の厚みが２５μｍ〜３８μｍの範囲である。
【００２３】
このように、金属突起電極の高さが１０μｍ〜３０μｍのとき、フィルム基材の厚みが２５μｍ〜３８μｍの範囲であるので、ＩＬＢ工程においてインナーリード配線の先端が十分に変形してフィルム基材の復元力を効果的に抑制することができ、請求項２と同様にインナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００２４】
請求項５記載の半導体装置は、半導体素子上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極と、テープキャリアのフィルム基材に形成されたインナーリード配線とが接続される半導体装置であって、前記インナーリード配線の先端が、前記金属突起電極の領域上で、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分を有する。
【００２５】
このように、金属突起電極の高さが１０μｍ〜３０μｍのとき、インナーリード配線の先端が、金属突起電極の領域上で、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分を有するので、インナーリード配線が多方向に突き出すことにより、ＩＬＢ工程においてインナーリード配線の先端が十分に変形してフィルム基材の復元力を効果的に抑制することができる。このため、請求項１と同様にインナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００２６】
請求項６記載の半導体装置は、請求項５記載の半導体装置において、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分が、金属突起電極の領域上から３５μｍ〜５０μｍ突き出した長さを有する。
【００２７】
このように、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分が、金属突起電極の領域上から３５μｍ〜５０μｍ突き出した長さを有するので、適切にインナーリード配線を長くし、多方向に突き出すことにより、フィルム基材の復元力をさらに抑制することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態によるデバイスホールを持たないＴＡＢ型半導体であるＣＯＦ構造を持つ半導体装置に使用するテープキャリアに関し、その設計値をグラフにより模式的に示したものである。図２はこの発明の実施の形態によるデバイスホールを持たないＴＡＢ型半導体であるＣＯＦ構造を持つ半導体装置に使用するテープキャリアの断面図、図３は図２のテープキャリアを使用した半導体装置の断面図である。特に図１１のＡ部に該当する領域を示している。
【００２９】
図２および図３に示すように、半導体素子５上に形成した金属突起電極６と、テープキャリアのフィルム基材２に形成されたインナーリード配線４ａとが接続される。その構成は従来例と同様である。また、金属突起電極（金属突起）６の高さと、インナーリード配線４ａの先端４ｃにおける金属突起電極６の領域１７から突き出した長さ（突き出し領域１６）の比が、１：１．１７〜５の範囲に設定される。接合後に突出し領域１６は変形によって損失し、上記範囲は変形前（接合前）の数値である。
【００３０】
図１において、グラフのＸ軸は金属突起６の高さをミクロン単位で示し、Ｙ軸はインナーリード先端４ｃの突き出し領域１６の長さをミクロン単位で示している。この実施の形態の金属突起６と突き出し領域１６の関係はグラフ中のハッチングで示された領域であり、その下限線形線はＹ＝１．１７Ｘであり、上限線形線はＹ＝５．００Ｘである。突き出し領域１６は金属突起６の高さが高いほど接合領域１７の変形量が大きくなり、その変形によって消費する突き出し領域１６の長さを補填して増長する必要がある。また、突き出し領域１６はボンド位置合せ精度やリード外形の形成精度の影響を受けるため、±１５μｍ程度のばらつきを考慮する必要がある。突き出し領域１６が下限線形線を下回ると前述したインナーリード先端４ｃのばらつきにより、インナーリード先端４ｃが金属突起６を抱え込む量が不足して、インナーリード先端４ｃが金属突起６から剥れることを抑制する効果が不充分となる。また、突き出し領域１６が上限線形線を超えると不必要に長く半導体素子５上にインナーリード先端４ｃが存在して、封止工程における封止樹脂７の流動の妨げになる可能性が発生する。また、金属突起６の高さは５μｍ程度以上必要であり、これを下回るとインナーリード４ａと半導体素子５の端部とのクリアランスを確保できず、両者が接触してリーク不良となる可能性が発生する。
【００３１】
この半導体装置の作用について説明する。ＩＬＢ工程で加熱された高温状態において、インナーリード４ａはフィルム基材２の変形に伴って変形するが、インナーリード４ａは銅を主体とする金属で形成されているため、一度変形した後にはフィルム基材２が復元しようとするのに対して抵抗力となる。よって、適切にインナーリード４ａを長くすることによりフィルム基材２の復元力１５を抑制し（図１２（ｃ））、インナーリード４ａの金属突起６からの剥れの発生を防ぐことができる。
【００３２】
この発明の第２の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４はこの発明の第２の実施の形態によるデバイスホールを持たないＴＡＢ型半導体であるＣＯＦ構造を持つ半導体装置に使用するテープキャリアに関し、その設計値をグラフにより模式的に示したものである。
【００３３】
第１の実施の形態と同様に、半導体素子５上に形成した金属突起電極６と、テープキャリアのフィルム基材２に形成されたインナーリード配線４ａとが接続される。また、金属突起電極６の高さと、フィルム基材２の厚みの比が、１：２．５〜５の範囲に設定される。
【００３４】
図４において、グラフのＸ軸は金属突起６の高さをミクロン単位で示し、Ｙ軸はフィルム基材２の厚みをミクロン単位で示している。この実施の形態の金属突起６とフィルム基材２の厚みの関係はグラフ中のハッチングで示された領域であり、その下限線形線はＹ＝２．５０Ｘであり、上限線形線はＹ＝５．００Ｘである。突き出し領域１６はフィルム基材２の厚みが厚いほど接合領域１７の変形量が大きくなり、その変形によって消費する突き出し領域１６の長さを補填して増長する必要がある。また、突き出し領域１６はボンド位置合せ精度やリード外形の形成精度の影響を受けるため、±１５μｍ程度のばらつきを考慮する必要がある。フィルム基材２の厚みが下限線形線を下回ると接合領域１７における、加圧・加熱１４の時にフィルム基材２の変形に伴い発生するインナーリード４ａの変形が小さくなり、金属突起６を抱え込むようにして得られる接合領域１７における金属突起６とインナーリード４ａの接合力が低下する。また、フィルム基材２の厚みが上限線形線を上回ると不必要にフィルム基材が厚くなり、接合部への加圧・加熱１４の効率が低下し、接合に対して多大なエネルギーが必要となる。このとき特に熱的エネルギーを増大することは接合プロセス上フィルム基材２の寸法安定性が失われたり、フィルム基材２の熱的ダメージが発生する。また本半導体装置の特徴であるフィルム基材２がある程度薄いことにより得られる柔軟性が損なわれることになり、本半導体装置の目的の一つが失われることになる。また、金属突起６の高さは５μｍ程度以上必要であり、これを下回るとインナーリードａと半導体素子５の端部とのクリアランスを確保できず、両者が接触してリーク不良となる可能性が発生する。
【００３５】
この発明の第３および第４の実施の形態について説明する。この実施の形態の説明に際して第１の実施の形態の図２および図３を用いる。
【００３６】
第１の実施の形態と同様に、半導体素子５上に形成した金属突起電極６と、テープキャリアのフィルム基材２に形成されたインナーリード配線４ａとが接続される。図２および図３に示すように、インナーリード先端４ｃは、ＩＬＢ工程において金属突起６とインナーリード４ａが接合される接合領域１７と金属突起６と接合されない突き出し領域１６からなる。このとき突き出し領域１６は、加熱・加圧１４によりインナーリード先端４ｃが十分に変形してフィルム基材２の復元力１５を抑制する。また、第２の実施の形態で説明したように、金属突起６の高さが高いほどフィルム基材２の変形量が大きい為、突き出し領域１６は大きくするのが望ましい。また、インナーリード先端４ｃの加工精度やボンディングの位置精度などのマージンを考慮することも必要である。
【００３７】
したがって、第３の実施の形態として、よりフィルム基材２の復元力１５を抑制する為には、金属突起６の高さが１０μｍ〜３０μｍであるとき、突き出し領域１６が３５μｍ〜５０μｍであることが望ましい。接合後に突出し領域１６は変形によって損失し、上記範囲は変形前（接合前）の数値である。また、第４の実施の形態として、よりフィルム基材２の復元力１５を抑制する為には、金属突起６の高さが１０μｍ〜３０μｍであるとき、フィルム基材２の厚みが２５μｍ〜３８μｍとなる範囲が望ましい。
【００３８】
第３および第４の実施の形態では、インナーリード４ａと金属突起６を接合した後の突き出し領域１６は１５μｍ以上となり、インナーリード先端４ｃが金属突起６から剥れることを抑制する効果が十分得られることが実験から明らかである。すなわち、金属突起６の高さが３０μｍの時に変形による損失量が５μｍ程度であり、これとインナーリードの加工精度＋ボンディングの位置精度＝１５μｍを加算すると２０μｍとなる。これを接合前のインナーリードの突出し量最小値である３５μｍから除算すると接合後の突出し領域の最小が１５μｍとなる。
また不必要に長く半導体素子５上にインナーリード先端４ｃが存在して、封止工程における封止樹脂７の流動の妨げになることを抑制できる。
【００３９】
この発明の第５の実施の形態を図５〜図８に基づいて説明する。図５はこの発明の第５の実施の形態によるデバイスホールを持たないＴＡＢ型半導体であるＣＯＦ構造を持つ半導体装置に使用するテープキャリアの平面図、図６（ａ）は図５のα−α´断面図、（ｂ）は図５のβ−β´断面図である。図７はこの発明の第５の実施の形態のＩＬＢ工程後の半導体素子５とフィルム１が接合された状態の平面図、図８（ａ）は図７のα−α´断面図、（ｂ）は図７のβ−β´断面図である。特にインナーリード先端４ｃと、高さが１０μｍ〜３０μｍである金属突起６が接合される図１１のＡ部に該当する領域を示している。
【００４０】
図７および図８に示すように、半導体素子５上に形成した１０μｍ〜３０μｍの高さを有する金属突起電極６と、テープキャリアのフィルム基材２に形成されたインナーリード配線４ａとが接続される。その構成は従来例と同様である。また、インナーリード配線４ａの先端４ｃが、金属突起電極６の領域上１７で、インナーリード配線４ａの延出方向とは異なる方向に伸びる部分４ｃ′を有する。
【００４１】
図５および図６に示すように、インナーリード先端４ｃは、ＩＬＢ工程において金属突起６とインナーリード４ａが接合される接合領域１７と金属突起６と接合されない突き出し領域１６からなる。本図ではＸ，Ｙ方向にインナーリード先端４ｃを設定しているが、インナーリード先端４ｃの延在は方向、数量に限りがあるものではない。このとき突き出し領域１６は、加熱・加圧１４によりインナーリード先端４ｃが十分に変形してフィルム基材２の復元力１５を抑制する。金属突起６の高さが高いほどフィルム基材２の変形量が大きい為、突き出し領域１６は大きくするのが望ましい。また、インナーリード先端４ｃの加工精度やボンディングの位置精度などのマージンを考慮することも必要である。
【００４２】
また、金属突起６の配列における隣接する金属突起６の隙間は、配列方向の突き出し領域１６が十分に変形してフィルム基材２の復元力１５を抑制するだけの長さを確保する為に、隣接して突き合うインナーリード先端４ｃ同士の隙間が２０μｍ以上必要であり、例えば突き出し領域１６を３５μｍとするならば金属突起６の配列における隣接する金属突起６の隙間は９０μｍ以上必要となる。インナーリード先端４ｃ同士の隙間が２０μｍ未満になると、インナーリード先端４ｃの形成精度を含めてマイグレーションやスズめっきから発生するホイスカと呼ばれる針状結晶の成長で配線間の電気的な絶縁信頼性が損なわれる恐れが発生する。
【００４３】
この半導体装置の作用について説明する。ＩＬＢ工程で加熱された高温状態において、インナーリード４ａはフィルム基材２の変形に伴って変形するが、インナーリード４ａは銅を主体とする金属で形成されているため、一度変形した後にはフィルム基材２が復元しようとするのに対して抵抗力となる。よって、適切にインナーリード４ａを長くし、多方向に突き出すことによりフィルム基材２の復元力１５を抑制し、インナーリード４ａの金属突起６からの剥れの発生を防ぐことができる。
【００４４】
また、この発明の第６の実施の形態として、第５の実施の形態において、インナーリード配線４ａの延出方向とは異なる方向に伸びる部分４ｃ′が、金属突起電極６の領域１７上から３５μｍ〜５０μｍ突き出した長さを有する。
【００４５】
すなわち、突き出し領域１６は、加熱・加圧１４によりインナーリード４ａが十分に変形してフィルム基材２の復元力１５を抑制するために３５μｍ〜５０μｍの設定とする。接合後に突出し領域１６は変形によって損失し、上記範囲は変形前（接合前）の数値である。このときインナーリード４ａと金属突起６を接合した後の突き出し領域１６は１５μｍ以上となり、インナーリード先端４ｃが金属突起６から剥れることを抑制する効果が十分得られ、また不必要に長く半導体素子５上にインナーリード先端４ｃが存在して、封止工程における封止樹脂７の流動の妨げになることを抑制できる。
【００４６】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の半導体装置によれば、金属突起電極の高さと、インナーリード配線の先端における金属突起電極の領域から突き出した長さの比が、１：１．１７〜５の範囲であるので、ＩＬＢ工程で加圧・加熱された後のフィルム基材が復元力によってボンディング中の変形を戻そうとする応力に対して、インナーリード配線の先端が十分な長さを持ってボンディングによりフィルム基材とともに変形することによって、復元に対する抵抗力となる。また、インナーリード配線の突き出した長さが金属突起電極の高さの１．１７倍を下回ると、インナーリード配線が金属突起電極を抱え込む量が不足して、インナーリード配線が金属突起電極から剥がれることを抑制する効果が不充分となる。また、インナーリード配線の突き出した長さが金属突起電極の高さの５倍を超えると、不必要に長く半導体素子上にインナーリード配線が存在して、封止工程における封止樹脂の流動の妨げになる可能性がある。このため、上記のように範囲を設定することで、インナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００４７】
この発明の請求項２記載の半導体装置によれば、金属突起電極の高さと、フィルム基材の厚みの比が、１：２．５〜５の範囲であるので、ＩＬＢ工程で加圧・加熱された後のフィルム基材が復元力によってボンディング中の変形を戻そうとする応力に対して、フィルム基材の厚みを厚くすることでインナーリード配線の先端が十分な長さを持ち、この状態でボンディングによりフィルム基材とともに変形することによって、復元に対する抵抗力となる。また、フィルム基材の厚みが金属突起電極の高さの２．５倍を下回ると、インナーリード配線が金属突起電極を抱え込む量が不足して、インナーリード配線が金属突起電極から剥がれることを抑制する効果が不充分となる。また、フィルム基材の厚みが金属突起電極の高さの５倍を超えると、不必要に厚くなる。このため、上記のように範囲を設定することで、インナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００４８】
この発明の請求項３記載の半導体装置によれば、金属突起電極の高さが１０μｍ〜３０μｍのとき、インナーリード配線の先端における金属突起電極の領域から突き出した長さが３５μｍ〜５０μｍの範囲であるので、適切にインナーリード配線を長くすることにより、ＩＬＢ工程においてインナーリード配線の先端が十分に変形してフィルム基材の復元力を効果的に抑制することができ、請求項１と同様にインナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００４９】
この発明の請求項４記載の半導体装置によれば、金属突起電極の高さが１０μｍ〜３０μｍのとき、フィルム基材の厚みが２５μｍ〜３８μｍの範囲であるので、ＩＬＢ工程においてインナーリード配線の先端が十分に変形してフィルム基材の復元力を効果的に抑制することができ、請求項２と同様にインナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００５０】
この発明の請求項５記載の半導体装置によれば、金属突起電極の高さが１０μｍ〜３０μｍのとき、インナーリード配線の先端が、金属突起電極の領域上で、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分を有するので、インナーリード配線が多方向に突き出すことにより、ＩＬＢ工程においてインナーリード配線の先端が十分に変形してフィルム基材の復元力を効果的に抑制することができる。このため、請求項１と同様にインナーリード配線の先端と金属突起電極がボンディング後に引き剥がれ、オープン不良の発生を防止することができる。
【００５１】
請求項６では、インナーリード配線の延出方向とは異なる方向に伸びる部分が、金属突起電極の領域上から３５μｍ〜５０μｍ突き出した長さを有するので、適切にインナーリード配線を長くし、多方向に突き出すことにより、フィルム基材の復元力をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態による半導体装置の設計値を示すグラフである。
【図２】この発明の実施の形態による半導体装置に使用するテープキャリアの断面図である。
【図３】図２のテープキャリアを使用した半導体装置の断面図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態による半導体装置の設計値を示すグラフである。
【図５】この発明の第５の実施の形態による半導体装置に使用するテープキャリアの平面図である。
【図６】（ａ）は図５のα−α´断面図、（ｂ）は図５のβ−β´断面図である。
【図７】この発明の第５の実施の形態のＩＬＢ工程後の半導体素子５とフィルム１が接合された状態の平面図である。
【図８】（ａ）は図７のα−α´断面図、（ｂ）は図７のβ−β´断面図である。
【図９】（ａ）は導体リード側から見た一般的なＣＯＦの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
【図１０】一般的なＣＯＦ組立工程を示す断面図である。
【図１１】従来例のインナーリードと金属突起接合部を示す断面図である。
【図１２】従来例のインナーリード引き剥がれの進行の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１  フィルム
２  フィルム基材
３  ソルダーレジスト
４  導体リード
４ａ  インナーリード
４ｂ  アウターリード
４ｃ  インナーリード先端
５  半導体素子
６  金属突起
７  封止樹脂
８  シリコン基板
９  金属電極
１０  ボンディングツール
１１  チップステージ
１２  樹脂供給ノズル
１３  保護膜
１４  加圧・加熱
１５  復元力
１６  突き出し領域
１７  接合領域
【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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