(57)【要約】【課題】ＣＯＦテープキャリアパッケージのインナーリードと電極パッドの接合信頼性を向上させる。【解決手段】テープキャリア基材２と金属配線１ａからなる半導体装置用テープキャリアであって、半導体チップにおけるパッド電極の金属突起と接合される前記金属配線１ａを有するインナーリード１と、その下部に設けられる前記テープキャリア基材２との密着強度をＡとし、前記インナーリード１の接続領域外で前記金属配線１ａが引き回しされている部分と、その下部に設けられるテープキャリア基材２との密着強度をＢとし、前記インナーリード１と半導体チップの金属突起を介して接合する際の接合部の引き剥がし密着強度をＣとした場合に、それぞれの密着強度関係がＡ＜Ｃ＜Ｂになるように設定する。【選択図】図１
2005310894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材と金属配線からなる半導体装置用テープキャリアであって、
半導体チップのパッド電極の金属突起と接合される前記金属配線を有するインナーリード部と、その下部に設けられる前記絶縁基板との密着強度をＡとし、
前記インナーリード部の接続領域外で前記金属配線が引き回しされている部分と、その下部に設けられる絶縁基材との密着強度をＢとし、
前記インナーリード部と前記半導体チップの金属突起を介して接合する際の接合部の引き剥がし密着強度をＣとした場合に、
それぞれの密着強度関係がＡ＜Ｃ＜Ｂになるように設定したことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置用テープキャリアのインナーリード部おいて、半導体チップを載置する前記半導体装置用テープキャリアのデバイス内を、ボンディングツールとボンディングステージを用いて、前記インナーリード部と絶縁基材を押圧加熱した後、前記半導体装置用テープキャリアを酸浴で浸した後、水洗および超音波洗浄を行うことにより、請求項１記載の絶縁基材と金属配線との密着強度Ａを得ることを特徴とする半導体装置用テープキャリアの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置用テープキャリアと半導体チップのパッド電極を金属突起を介して接合することにより、前記インナーリード部の金属配線が、その下部に設けられる絶縁基材から剥がれるか、前記インナーリード部とその下部に設けられる前記絶縁基材の密着強度が弱くなるように設定したことを特徴とする半導体装置用テープキャリア半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置用テープキャリアと半導体チップのパッド電極を金属突起を介して接合する際、前記半導体装置用テープキャリアの半導体チップが載置されるデバイス面を避けてクランプしたまま、前記半導体装置用テープキャリアのクランプ面に対して、ボンディングツール面をインナーリード部の金属配線における絶縁基材から引き剥がす方向に、数１０μｍ〜数１００μｍのギャップが形成されるまで押し込んだまま、前記ボンディングツールとボンディングステージにより熱圧着接合し、接合後に接合部を急冷することにより、請求項３記載のインナーリード部が前記絶縁基材から剥がれるか、前記インナーリード部とその下部に設けられる前記絶縁基材の密着強度を弱くす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、絶縁基材と金属配線からなる半導体装置用テープキャリア、その半導体装置用テープキャリアの製造方法、および半導体装置用テープキャリア半導体装置，半導体装置の製造方法に係り、特にＴＡＢ（Tape Automated Bonding）装置、もしくはＦＣ（Flip Chip）装置により、半導体チップとテープキャリアとを接続した、いわゆるＣＯＦ（Chip  On  Film）構造のＴＣＰ（Tape Carrier Package）に用いられる半導体装置材料およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造に関する技術分野においては、小型化あるいは多ピン化に伴って、半導体チップのボンディングパッド間隔が狭ピッチ化してきており、従来のワイヤボンディングに代わる接続方法として、ＴＡＢ工法による接続が行われてきた。しかし、更なる多ピン化と小型化のために、従来のＴＡＢテープキャリアのフライングインナーリードを形成していたデバイスホールをなくし、基材上にインナーリードを形成して、ＣＯＦ構造により半導体チップを搭載するＴＡＢ工法もしくはＦＣ工法を用いたＴＣＰが開発されている。
【０００３】
ＣＯＦテープキャリアの場合、インナーリードの間隔をフライングリードＴＡＢテープキャリアが可能な限界のピッチよりも狭く形成することができるため、ボンディングパッド間の狭ピッチ化に対して優位であり、しかも安価に対応できる。一方、ＴＣＰに用いられる半導体チップの多出力化に伴って、半導体チップのサイズが大きくなってきている。特に液晶ドライバー用の半導体チップに関しては、縦横サイズが２０ｍｍ×１.０ｍｍ〜３.０ｍｍと大きい。これにより熱圧着接合時の半導体チップとテープキャリア基材の熱膨張（線膨張係数差）によりテープキャリアの長手方向における、特に半導体チップ最端部の寸法変動による接合部の応力が問題になっている。
【０００４】
図９は前記ＣＯＦ構造の半導体集積装置に用いられる従来のＣＯＦテープキャリアのインナーリード部の断面図である。絶縁基材であるテープキャリア基材２に銅箔を蒸着した２層テープキャリアに露光工程とエッチング工程を経て、所要の配線パターンを形成し、配線引き回し部分には保護用のレジスト３を塗布している。
【０００５】
ここでのインナーリード１とテープキャリア基材２との密着強度の関係は、インナーリード１と金属突起の接合部部分の密着強度をＡ’とし、インナーリード引き回し部分のテープキャリア基材２と銅箔の密着強度をＢ’とすると、Ａ’＝Ｂ’となる。
【０００６】
図１０は図９で示した従来のＣＯＦテープキャリアと半導体チップのインナーリード１と半導体チップ７の金属突起８の接合部分の断面を示すものである。このときのインナーリード１と金属電極７と接合部の密着強度をＣ’とすると、前記テープキャリアと銅箔との密着強度との関係はＡ’＝Ｂ’＞Ｃ’となる。
【０００７】
図１１は従来のＣＯＦテープキャリアを用いた半導体装置の製造方法を示す。ＴＡＢ工法ボンダーを使用する場合のテープキャリアと電極突起接合部分の要部を示す断面図である。半導体装置の製造方法では、まずボンディングステージ２０ａ上に半導体チップ７を載置した後、その半導体チップ７の位置をボンディング装置に認識させる。次に、半導体チップ７の上部にテープキャリアを載置し、ボンディング装置の位置認識カメラでテープキャリア基材２越しにテープキャリア基材２のインナーリード１と半導体チップ７の相対位置を認識させる。
【０００８】
前記半導体チップ７の金属突起８が形成された電極パッドとインナーリード１を位置合わせして、上方からボンディングツール１９ａによりテープキャリア基材２越しにインナーリード１を押し当て、加熱かつ押圧して接合を行う。この際、治具の温度条件は、まずボンディングツール温度を、テープキャリア基材２にボンディングツールが直接当たるため低めに設定し、ボンディングステージ側の温度を、半導体チップ７を十分加熱させるために高めに設定する（ボンディングツール１９ａの温度＜ボンディングステージ２０ａの温度）。
【０００９】
さらに接合の際、半導体チップ７の端部とインナーリード１の接触を回避するために、テープキャリアを上クランプ治具２１ａと下クランプ治具２１ｂによりクランプし、その上クランプ治具２１ａの下面が、インナーリード１と金属突起８の接合位置座標に対して、インナーリード銅箔がテープキャリア基材２から引き剥がす方向に、数１０μｍ〜２００μｍ程度の相対ギャップが形成されるまで、ボンディングツール１９ａを押圧する（ボンディングツール１９ａと上下クランプ治具２１ａ，２１ｂの位置相対ギャップを調整する）。
【００１０】
これにより、インナーリード１をフォーミング（成形）させることにより、半導体チップ７とインナーリード１の接触を回避する。この後、接合された半導体チップ７とテープキャリア基材２の隙間に保護用液状樹脂を流し込み、接合部を保持させた後、樹脂を熱硬化させ半導体装置を完成させる。
【特許文献１】特開２００２−３３５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前記従来のテープキャリアの場合、接合時にテープキャリア基材２と半導体チップ７の熱膨張収縮差による応力を受けて、接合後にインナーリード１と金属突起８が剥離するという問題があった。
【００１２】
さらに、半導体チップ７の端部とインナーリード１の接触を回避するために、テープキャリアにボンディングツール１９ａにより前記のような機械的にギャップをかけ、インナーリード１のフォーミングをかける際の応力（テープキャリア基材２の反発力）などで、インナーリード１と金属電極８が接合されても、その後に前記と同様に剥離が発生するという問題があった。
【００１３】
また、前述した状態でテープキャリア基材２をクランプ治具２１ａ，２１ｂで固定した状態でボンディングツール１９ａにより熱圧着接合をするために、ボンディングツール１９ａの４角コーナー部分のテープキャリア基材２は、テープキャリア基材２の局所変形が大きいため、インナーリード１と金属突起８の接合力に対して剥離する応力を受ける。
【００１４】
一方で、ボンディングツール１９ａとテープキャリア基材２が接触する面において、押圧による真空吸着、あるいはテープキャリア基材２がボンディングツール１９ａからの熱圧着により部分的な塑性変形を生じ（ボンディングツール１９ａの基材２への食い込み）、テープキャリア基材２とボンディングツール１９ａとの接触面に密着力が発生し、ボンディングツール１９ａが接合工程を完了して、上昇する際に剥がす方向の応力を発生し、前記と同様に剥離を生じるという問題があった。
【００１５】
そこで、従来は前述のインナーリード１のフォーミング形成（半導体チップ７端部とインナーリード１の接触回避のため）の際、金属突起８の高さを２０μｍ〜２５μｍと高く形成して、テープキャリア基材２とインナーリード１との接合ポイント面の相対位置ズレ設定量を少なく設定し、発生する剥がし応力を低減した。これは金属突起８の製造コストを増加することになる。
【００１６】
また、従来一般的にＴＣＰの接合に用いられるＴＡＢ工法ボンダーを用いず、ＦＣ工法ボンダーを用いて、半導体チップ７を上部から下部へ載置したテープキャリア基材２に加熱，圧着することにより、テープキャリア基材２の下部からの熱の影響を最小限に低減した状態にて熱圧着をするといった方法も採用されてきた。これも前記と同様に、新規でＦＣボンダーを導入することによる製造コストの増加が問題になる。
【００１７】
ＦＣボンダーでは、一般的にテープキャリアのクランプ機構がなく、前述のインナーリードのフォーミングを行うことが少ないために、必ず半導体チップ７の金属突起８を２０μｍ〜２５μｍ高く設定することが必要になり、ここでも製造コストがかさむ要因になる。
【００１８】
さらに、従来のＴＡＢ工法を用いたボンダーを用いた工法（図１０）では、ボンディングツール１９ａのコーナー部分の面取り量を大きくして、前述のフォーミング形成の際に発生するコーナー部分の応力を回避する方法もあるが、半導体チップ７のコーナー部分に電極パッドが設置することができなくなり、半導体チップ設計上の制約になってしまう可能性がある。
【００１９】
また、テープキャリア基材２に接触するボンディングツール１９ａの加熱条件を低温にすることにより、テープキャリア基材２と半導体チップ７の熱膨張係数の差を低減することによる応力低減も行われるが、金属突起８とインナーリード１の接合マージンを下げる結果にもなるため注意が必要となる。
【００２０】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、ＣＯＦテープキャリアパッケージのインナーリードと電極パッドの接合信頼性を向上させることを可能にする半導体装置用テープキャリア，半導体装置用テープキャリアの製造方法および半導体装置用テープキャリア半導体装置ならびに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】
【００２１】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１または３記載のテープキャリアは、絶縁基材（テープキャリア基材）上に半導体チップが載置される領域を設け、テープキャリア基材表面に前記領域の中央に向かって形成された複数のインナーリードの配線を備え、前記インナーリードの先端部分とテープキャリア基材との密着強度が非常に弱められている。このテープキャリアを用いて、半導体チップの金属突起電極と前記テープキャリアのインナーリードを接合すると、インナーリードの先端部部分の密着強度が非常に弱いため、インナーリードがテープキャリア基材から剥離する。
【００２２】
これにより、ＣＯＦテープキャリアの接合後の熱あるいは機械的な応力に対して、インナーリードがテープキャリア基材に固定されていないため、テープキャリアが外部から受ける応力は、自由になったインナーリードが変形することにより応力を吸収し、接合の信頼性を向上させ、確実な接合が可能になる。
【００２３】
本発明の請求項２記載のテープキャリア製造方法は、テープキャリア基材上に形成された配線を、テープキャリア基材と配線材料との線膨張係数差を利用して、意図的に熱と圧力を加えて、配線材料とテープキャリア基材界面に大きな剪断応力を発生させることにより、配線材料と絶縁基材の密着強度を弱めるものである。
【００２４】
本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、インナーリードをテープキャリア基材より剥がすために、テープキャリア基材をボンディングツールで引っ張り、インナーリードとテープキャリア基材の界面に機械的な剪断応力を加えると共に、接合直後に熱圧着により溶融している共晶金属を急冷却することにより、金属突起電極とインナーリードの接合強度を著しく強固にして、インナーリードのテープキャリア基材からの剥離を確実にする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、接合後はインナーリードとテープキャリア基材が剥離しているため、接合後に熱ストレスにより発生するテープキャリア基材の熱膨張収縮、あるいは接合後のデバイス搬送によるテープキャリアの捻れなどのテープキャリア基材より受ける機械的な応力の影響を受けにくくなり、半導体装置の信頼性を向上することができる。インナーリードが剥がれない場合も想定されるが、この場合でもインナーリードとテープキャリア基材との密着力が極めて弱くなっているため、前記外力が加わった場合でも、インナーリードがテープキャリア基材より剥がれることにより、応力を緩和することができる。
【００２６】
また、接合ピッチの縮小化に対しても、インナーリードのトップ面積が益々縮小していくため、接合面積も必然的に縮小化されるが、金属突起電極とインナーリード接合部分の接合面積が同一であれば、本願請求項４に係る半導体装置の製造方法では、接合を確実に形成する工程を有するため、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明に係る半導体装置用テープキャリアの実施形態を説明するための半導体装置用テープキャリアの要部を示す断面図、図２は本実施形態に係るテープキャリア製造フローの説明図、図３は本実施形態に係る半導体装置のテープキャリア全体図、図４は本実施形態に係る半導体装置の半導体チップとテープキャリアの接合状態を示す断面図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の半導体装置用テープキャリアは、絶縁基材であるテープキャリア基材２と金属配線１ａ、配線保護用のレジスト３からなる２層構造のテープキャリアである。
【００３０】
インナーリード１としては、材質は銅（Ｃｕ）からなり、材厚が８μｍ、表面にＳｎめっきを０．２５μｍ（純Ｓｎ厚み）を施している。インナーリードピッチは４５μｍ、インナーリード幅は１７μｍ（ボトム寸法）で形成した。テープキャリア基材２としては、材質がポリイミド（ＰＩ）で透明なポリイミドフィルム（東レデュポン株式会社製、商品名カプトン）の基材厚３８μｍを使用する。配線保護用レジスト３としては、ポリイミド系の熱硬化性液状ソルダーレジスト（日立化成工業株式会社製、商品名ＳＮ９０００）を使用し、塗布厚みは１２μｍ施す。
【００３１】
この場合、インナーリード１とテープキャリア基材２の密着強度は、インナーリード先端部で、半導体チップの電極と接合される領域の密着強度をＡとし、接合されずにレジスト３と塗布領域外でインナーリード１が露出している部分の密着強度をＢとするとき、これらの強度の関係はＡ＜Ｂである。
【００３２】
密着強度Ａのインナーリード１上の範囲は、インナーリード１の先端より２００μｍで設計し、その内訳はインナーリード１の先端より３０μｍがフォーミング形成により変動する必要なインナーリード１の突き出し量、さらに図４に示す金属突起８の半導体チップ端部からチップ中央に向かう電極の奥行き寸法を７０μｍ、１００μｍを図２に示すテープキャリア押圧治具９，１０の押圧位置精度変動により必要な寸法を合わせた、合計２００μｍの範囲が、前記密着強度Ａとなるように形成する。この寸法は電極突起奥行きサイズによって変更される。
【００３３】
前記密着強度Ｂの範囲は、前記領域を外してレジスト３の塗布領域までとする。図２に示す半導体チップ７の金属突起８の中心座標を、半導体チップ７のエッジ部より１００μｍとすると、レジスト３の塗布領域は、半導体チップのサイズを基準に設計されるため、チップ端からテープキャリア上で２００μｍ引き下がった位置がレジストの塗布領域である。よって、前記密着強度Ｂの範囲はインナーリード１の先端部より２００μｍ〜３６５μｍの範囲となる。
【００３４】
図２は本実施形態のテープキャリアの製造フローの説明図である。まず、２層テープキャリアの製造工程でテープキャリア基材上の銅箔パターンを形成し、露光工程で配線パターンを形成した後、Ｓｎ無電解めっきを０．０５μｍ施し、次にスクリーン印刷工法でレジスト３を塗布して一次硬化を完了する。レジスト塗布前にＳｎを少量めっきするのは、レジスト際の銅箔溶融、えぐれによる断線を抑制するためである。
【００３５】
この後、テープキャリアを固定させた状態で、図２（ａ）に示すように、前記密着強度Ａの領域を上下のテープキャリア押圧治具９，１０を用いて加熱，押圧を実施する。このときの条件は、テープキャリア押圧治具（上）９の温度を３００℃、テープキャリア押圧治具（下）１０の温度を３００℃、さらにインナーリードの押圧面積に対して単位面積あたり０．０００１Ｎ／μｍ２で圧力を加え、加熱押圧時間を２.０ｓとして実施する。インナーリード１に加える押圧は、インナーリード本数を５５０本として、全てのインナーリードの幅を１７μｍで計算すると、５５０（本）×１７（μｍ）×２００（μｍ）×０.００００１（Ｎ／μｍ２）＝１８７Ｎにて押圧する。
【００３６】
このとき、テープキャリア基材２とインナーリード１の銅箔間の密着界面に線膨張係数差による応力が発生するとともに、熱および圧力によりインナーリード１の銅箔密着力が著しく劣化する。
【００３７】
この後、強酸を希薄した酸浴に、テープキャリアを数秒から数十秒ひたし、十分に水洗＋超音波洗浄水洗を実施した後、図２（ｂ）に示すように、Ｓｎめっき浴１１にテープキャリアを通過させ、無電解Ｓｎめっきを成長させる。Ｓｎめっき厚は０.４５μｍ程度成長させる。この後、図２（ｃ）に示すように、めっき後のテープキャリアを水洗＋超音波洗浄浴１２内を通過させながら、超音波発生装置１３でテープキャリアに当てることにより、テープキャリアのインナーリード１の銅箔とテープキャリア基材２の界面に密着力を弱める。
【００３８】
この後、Ｓｎホイスカー抑制のための熱処理を、図示しない高温炉で温度１２０℃、時間３０分から６０分程度実施し、銅箔表面に残る純Ｓｎめっき厚を０.２５μｍになるように調整する。
【００３９】
図３は本実施形態におけるテープキャリアの全体図を示し、１４は外部接続端子、１５は半導体チップ７を設置する領域（半導体チップ設置スペース）であり、インナーリード１の先端部における密着力Ａが弱い状態になっている。
【００４０】
図４は本実施形態におけるテープキャリアと半導体チップを接合したときの具体的構造を示す断面図であって、７は半導体チップ、８は電極パッド上の金属突起であり、金属突起８の材質は金（Ａｕ）とし、１５μｍの高さでストレートウォールバンプを形成した。
【００４１】
ここで、芝浦メカトロニクス株式会社製のインナーリードボンダー型式ＴＴＩ７８０などを使用し、半導体チップ７と本実施形態のテープキャリアを接合する。このときの組立条件は、半導体チップ７側のボンディングツール（図示せず）の温度を３５０℃、テープ側のボンディングステージの温度を３００℃、熱圧着時間を１.５ｓ〜２.０ｓ、圧力は０.０００１Ｎ／μｍ２〜０.０００１５Ｎ／μｍ２にインナーリード部の押圧面積をかけた値で熱圧着する。
【００４２】
実圧力を計算すると、インナーリード本数を５５０本として、ボンディングツールにより押されるテープキャリアの接触面積をインナーリード１の幅１７μｍ、金属突起８の半導体チップ７のチップ端部から金属突起８へ向かう奥行き寸法を７０μｍとすると、１７（μｍ）×７０（μｍ）＝１１９０μｍ２となり、これより圧力計算すると、５５０（本）×１１９０（μｍ２）×０.０００１（Ｎ／μｍ２）＝６５.４５Ｎ〜０.０００１５（Ｎ／μｍ２）＝９８.１７５Ｎの圧力をかけ熱圧着を実施する。金属突起８のＡｕとインナーリード１表面のＳｎが熱圧着によりＡｕＳｎ共晶が形成され接合される。本実施形態のテープキャリアでは、テープキャリア基材２とインナーリード先端の密着強度Ａが、インナーリード１と金属突起８の接合強度Ｃより極めて弱い、Ａ＜Ｃ＜Ｂであるため、インナーリード部先端の銅箔がテープキャリア基材２から剥がれるか、密着力が極めて弱い状態になる。
【００４３】
図５，図７は本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態を説明するための要部の断面図である。
【００４４】
図５は実施形態１であるＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）用のインナーリードボンダーの要部を示す断面図である。インナーリード１とテープキャリア基材２とレジスト３とからなるテープキャリアを、クランプ治具２１ａ，２１ｂでクランプして固定する。また、半導体チップ７は、ボンディングステージ２０ａに載置されて予備加熱した後、ボンディングツール１９ａにより熱圧着接合される。このときの接合条件は、図４にて既述した通りである。
【００４５】
実施形態１における接合プロセスの詳細を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
まず、図６（１）において、テープキャリアをクランプして固定するとともに（１−１）、半導体チップ７をボンディングステージ２０ａに載置し（１−２）、ボンディングステージ２０ａの設定温度でプリヒートを始める。テープキャリアをクランプするクランプ治具２１ａ，２１ｂのサイズは、半導体チップ７の金属突起８の端部（チップ端部側）より、各４辺の４方向で２０ｍｍ引き下がった位置からテープキャリアをクランプするように、クランプ治具２１ａ，２１ｂを加工する。各クランプ治具２１ａ，２１ｂの開口サイズは同じとする。
【００４７】
この状態で、図６（２）において、テープキャリアのインナーリード１もしくはＣｕ配線引き回し部（図示せず）のパターンを、ボンディング装置のテープキャリア上面より、テープキャリア基材２越しに透過させたＣｕ配線像を位置認識させ、一方で半導体チップ７上の金属突起８の位置を上面よりボンディング装置に認識させ、図６（３）において、半導体チップ７をテープキャリアの下部のボンディング位置に移動させる。
【００４８】
このときの半導体チップ７とテープキャリアの相対位置は、半導体チップ７の金属突起８上面とインナーリード１表面との相対位置が、１００μｍ〜１５０μｍ離れる位置に載置する。これはインナーリード１と半導体チップ７のチップ端が、ボンディング時に接触することを回避することが目的であるが、装置の設定ギャップ，テープキャリアクランプ圧力，ボンディングタイムチャートにおける半導体チップ７の吸着ＯＦＦタイミング，テープキャリアクランプ解除タイミングなどの管理が重要である。
【００４９】
この状態で、図６（４）において、再度、ボンディング装置により、テープキャリアと半導体チップの相対位置をテープキャリア基材２越しに位置認識させ、図６（５）において、必要に応じてボンディング位置補正を行った後、図６（６）において、ボンディングツール１９ａにて熱圧着接合を行う。
【００５０】
図６（７）において、ボンディングステージ２０ａを下降させる。このとき、半導体チップ７は、インナーリード１とテープキャリア基材２が剥がれるきっかけを作るために、ボンディングステージ２０ａを、半導体チップ７を吸着孔２２ａを介して真空吸着したまま降下させる。
【００５１】
ここで、ボンディングプロセスの接合直後であるため、インナーリード１と金属電極８のＡｕＳｎ共晶は溶融状態であって接合力が非常に弱い、そこで、図６（６）のボンディング直後に高圧エアー噴出し口２３より、高圧エアーを接合部に向けて噴き付け、ＡｕＳｎ共晶の凝固をさせた後、ボンディングステージ２０ａを降下させる。高圧エアーを噴き付け凝固を促進する保持時間は０.２ｓ〜０.５ｓ確保する。またテープキャリアのクランプ２１ａ，２１ｂは保持を続けさせる。
【００５２】
次に、図６（８）において、ボンディングツール１９ａを上昇させる。このときにテープキャリア基材２の対向面にボンディングツール１９ａの表面が密着して、テープキャリア基材２を引き剥がす方向の力が発生することがあるため、クランプ治具２１ａ，２１ｂも同様にクランプ開放して、テープキャリアが上下に自由に動くようにして、接合部への応力集中を抑制する。以上の一連の処理工程にてボンディングを完了する（図６（９））。
【００５３】
図７は実施形態２であるフリップチップボンダーの要部を示す断面図である。前記実施形態１と同様に、インナーリード１とテープキャリア基材２とレジスト３からなるテープキャリアを上クランプ治具２１ｂにより、ボンディングステージ２０ｂにクランプして固定する。また、半導体チップ７は、ボンディングツール１９ｂに吸着された状態で予備加熱後、ボンディングステージ２０ｂ上のテープキャリアに熱圧着接合させる。
【００５４】
このときの接合条件は、ボンディングツール１９ｂの温度を３７０℃、ステージ温度を６０℃、接合圧力を、図４，図５に示すテープキャリアと同様のものを使用するとして、６５.４５Ｎ〜９８.１７５Ｎ必要である。ボンディング時間は１.５ｓ〜２.０ｓとする。
【００５５】
実施形態２における接合プロセスの詳細を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５６】
まず、図８（１）において、テープキャリアを上クランプ治具２１ｂで押さえる。このときのボンディングステージ２０ｂの相対位置関係において、テープキャリア基材２側表面のボンディングステージ２０ｂ上のクランプ面と、ボンディング接合ポイント直下のテープキャリア基材２の対向面との相対位置が、１００μｍ〜１５０μｍ離れるようにボンディングステージ２０ｂの面形状を加工する。また、半導体チップ７下部の加圧部分のボンディングステージ２０ｂのサイズは、金属突起８より１００μｍ〜１５０μｍ引き下げた位置よりボンディングステージ面がなだらかに傾斜して、２０ｍｍ離れた位置で高さの相対位置高低差が１００μｍ〜１５０μｍになるように、ボンディングステージ２０ｂに段差を設ける。
【００５７】
上クランプ治具２１ｂの押さえる位置は、半導体チップ７の端部より２０ｍｍ離れた位置から半導体チップ７の４辺方向をクランプする。また、ボンディングステージ２０ｂの吸着孔２２ｃは、半導体チップ７の直下に設けてテープキャリアがボンディングステージ２０ｂから浮くことを抑制する。ただし、吸着孔２２ｃがインナーリード１と金属突起８の接合位置に近いと、吸着によるテープキャリア温度の低下、あるいはテープキャリアが吸着孔２２ｃに陥没して圧着不足の発生の可能性もあるため、１.０ｍｍ以上離すように吸着孔２２ｃの位置を設定する。
【００５８】
次に、図８（２）において、半導体チップ７をピックアップしてボンディングステージ２０ｂの上部位置へ移動させる。さらに、図８（３）において、テープキャリア表面と半導体チップ表面のパターンを、それぞれボンディング装置により位置認識させ、図８（４）において、ボンディングを実施する。
【００５９】
次に、図８（５）において、ボンディングツール１９ｂを上昇させるのであるが、インナーリードを剥がすきっかけを作るために、半導体チップ７をボンディングツール１９ｂに吸着保持（吸着力は調整）したまま、ボンディングツール１９ｂを上昇させる。ただし、図５，図６にて既述したように、ボンディング直後はＡｕＳｎ共晶が溶融状態であるために、ボンディングツール１９ｂが上がる前にクランプ治具２１ｂに設けた高圧エアー噴出し口２３ｂより、高圧エアーを接合部分に噴き付けＡｕＳｎ共晶を冷却して凝固させる。保持時間は、０.２ｓ〜０.５ｓ確保後、ボンディングツール１９ｂを上昇させる。
【００６０】
このときもテープキャリアは、クランプ治具で固定し、またボンディングステージの吸着も保持したまま行う。図８（６）において、テープキャリアのクランプ開放・テープキャリア吸着を開放し、図８（７）においてボンディング完了する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、例えば半導体集積回路装置用材料およびその製造方法において、特にＴＡＢ装置、もしくはＦＣ装置により、半導体チップとテープキャリアとを接続した、いわゆるＣＯＦ構造のＴＣＰに用いられる半導体装置材料およびその製造方法に適用され、また液晶ドライバー用半導体装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る半導体装置用テープキャリアの実施形態を説明するための半導体装置用テープキャリアの要部を示す断面図
【図２】本実施形態に係るテープキャリア製造フローの説明図
【図３】本実施形態に係る半導体装置のテープキャリア全体図
【図４】本実施形態に係る半導体装置の半導体チップとテープキャリアの接合状態を示す断面図
【図５】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態を説明するための要部の断面図
【図６】図５の半導体装置の製造方法における半導体装置接合時のフローチャート
【図７】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態を説明するための要部の断面図
【図８】図７の半導体装置の製造方法における半導体装置接合時のフローチャート
【図９】従来の半導体装置のテープキャリアを示す断面図
【図１０】従来の半導体装置の製造方法を示す接合状態の断面図
【図１１】従来の半導体装置の半導体チップとテープキャリアの接合状態を示す断面図
【符号の説明】
【００６３】
１  インナーリード
１ａ  金属配線
２  テープキャリア基材
３  レジスト
７  半導体チップ
８  金属突起
９  テープキャリア押圧冶具（上）
１０  テープキャリア押圧冶具（下）
１１  めっき浴
１２  水洗＋超音波洗浄浴
１３  超音波発生装置
１４  外部接続端子
１５  半導体チップ設置スペース
１６  液晶パネルガラス
１７  バックライト
１８  基板
１９ａ，１９ｂ  ボンディングツール
２０ａ，２０ｂ  ボンディングステージ
２１ａ，２１ｂ  クランプ冶具
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  吸着穴
２３ａ，２３ｂ  高圧エアー噴出し口
Ａ  テープキャリア基材とインナーリードの密着力
Ｂ  テープキャリア基材とインナーリードの密着力
Ｃ  テープキャリア基材とインナーリードの密着力
【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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