(57)【要約】  【課題】  工程が複雑でコストアップとなることがなく、実装後の信頼性を悪化させることなしに、実用上問題の無い程度まで半導体組立中間体及び個別の半導体装置の反りを低減できるテープ状配線基板及び半導体装置を提供する。  【解決手段】  基材テープ６の一主面に、パッド、配線、ボール電極用ランドがパターニングされた配線層５が形成され、基材テープの他の主面から前記ボール電極用ランドに至る開口部７を有するテープ状配線基板１において、前記開口部７間に基材テープ６を線状に除去したスリット１８を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材テープの一主面に、パッド、配線、ボール電極用ランドがパターニングされた配線層が形成され、基材テープの他の主面から前記ボール電極用ランドに至る開口部を有するテープ状配線基板において、前記開口部間に前記基材テープを線状に除去したスリットを有することを特徴とするテープ状配線基板。
【請求項２】
基材テープと配線層からなるテープ状配線基板の、前記配線層を有する一主面に半導体チップが搭載され、他の主面に開口する前記基材テープの開口部にボール電極が搭載され、前記半導体チップ上の電極が前記ボール電極に電気的に接続された半導体装置において、前記開口部間に前記基材テープを線状に除去したスリットを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置において、前記スリットが、前記半導体装置の底面の隣り合う二辺を結ぶ形状であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置において、前記スリットが、前記半導体装置の底面の向い合う二辺を結ぶ形状であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
基材テープの一主面に、配線層としてパッド、配線、ボール電極用ランドを有する複数の半導体装置ブロックが形成され、前記半導体装置ブロック間にめっき用配線を有するテープ状配線基板において、前記めっき用配線と接する前記基材テープの一部が線状に除去されたスリットを有することを特徴とするテープ状配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープ状配線基板及び半導体装置に関し、特に、樹脂封止時に発生する半導体組立中間体及び半導体装置の反りを改善する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化薄型化の要求から、テープ状配線基板を用いてパッケージングを行うテープＢＧＡ（Ｔａｐｅ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）が実用化されており、さらに近年は、１枚のテープ状配線基板からの取り数の向上と樹脂封止金型の共通化の目的で、複数の半導体素子を一括して一体に樹脂封止する一体封止が行われている。
【０００３】
先ず、テープ状配線基板の例を、図１０〜図１１を用いて説明する。テープ状配線基板１は、図１０に示すように、後に切断され個々の半導体装置となる半導体装置ブロック１４が格子状に複数配置され、その一辺にはテープ送りのためのスプロケットホール１３が形成されている。各半導体装置ブロック１４は、図１０のＡ部拡大平面図である図１１に示すように、めっき用配線１２に囲まれており、めっき用配線１２からのめっき電流によってパッド１５、ボール電極用ランド１６、及び、図示しない内部配線をその内部に形成している。また、前記各ボール電極用ランド１６直下の基材テープには、後にボール電極の搭載に利用される開口部（紙面裏面側、図示せず）が形成されている。
【０００４】
次に、一体封止による半導体装置の製造方法の例を、図１２〜図１６を用いて説明する。先ず、図１２に示すように、半導体装置ブロック１４内の図中二点鎖線で示す所定の位置に、ダイボンディング材を介して半導体チップを搭載し、前記半導体チップ上の電極と前記半導体装置ブロック１４内のパッド１５を金線を介して接続する。次に、図１３（ａ）及びその断面図である図１３（ｂ）に示すように、半導体装置ブロック１４の領域全体を封止樹脂８によって一括して一体に樹脂封止し、半導体組立中間体１７を得る。その後、図１３（ａ）のＢ部拡大断面図である図１４に示すように、半導体組立中間体１７の基材テープ６の開口部７にボール電極１０を搭載する。ここで、１は配線層５と基材テープ６からなるテープ状配線基板を、３は半導体チップを、４は金線を、９はダイボンディング材を、それぞれ示している。次に、図中、平行する２本の破線で示す位置をダイシングによって切断し、図１５に示すように、個々の半導体装置２が得られる。上記例は、半導体チップ上の電極と半導体装置ブロック内のパッドを金線を用いて接続する、いわゆるワイヤボンディング接続の場合について説明したが、図１６に示すように、半導体チップ上の電極又はテープ状配線基板のパッドにあらかじめはんだバンプ２０を形成しておき、加熱、加圧の少なくとも一方を用いて接続する、いわゆるフリップチップ接続を行う場合もある。
【０００５】
ボール電極の配置は、図１２を用いて説明したボール電極用ランド１６の配置に対応して、格子状で等間隔の配列が一般的である。しかし、図１７に示すメモリ素子の例のように、テープ状配線基板の配線の引き回しの都合や異なるメモリ容量の半導体装置との互換性の都合から格子状配列の中央部にボール電極１０を配置しない場合や、プリント基板等へ二次実装する場合の応力緩和のため半導体装置２の四隅に電気的な配線の不要なダミーのボール電極１０ａを配置する場合もある。
【０００６】
しかし、前述のテープ状配線基板及びそれを用いた半導体装置及びその製造方法は、一括して一体に樹脂封止した際に、半導体組立中間体１７が反るという問題があった。これは、従来個別の半導体装置毎に形成されていた封止樹脂が一体に形成されるため、通常、６０×１０−６／ｄｅｇ程度の封止樹脂の線膨張率と、１５×１０−６／ｄｅｇ程度の基材テープの線膨張率の差によって生ずる応力が累積するために起こっている。また、この半導体組立中間体の反りは、ダイシング後においても個別の半導体装置の反りとして残り、ボール電極のスタンドオフ高さのばらつき（コプラナリティの悪化）となって二次実装を困難にしていた。さらにまた、半導体装置の二次実装時においても、基材テープと実装基板の線膨張率の差によって実装基板の反りが生じたり、接続の信頼性を悪化させていた。
【０００７】
これに対し、図１８に示すように、ガラスセラミック配線基板２５の半導体チップ搭載領域の周囲に凹部２４又はスリットを形成し、実装基板に二次実装する際の応力を緩和する方法（特許文献１参照）が提案されている。ここで、１１ははんだ等の導体、２１はパッド、２３はアンダーフィル樹脂、２６は実装基板をそれぞれ示している。この方法は、線膨張率の大きい封止樹脂による樹脂封止を行わず、半導体チップの線膨張率に近い線膨張率を有するガラスセラミック配線基板２５を用いることで一次実装時（半導体チップ搭載時）の応力を緩和し、凹部２４又はスリットで二次実装時に発生する応力を緩和するもので、技術分野と解決すべき課題が異なる。従って、仮に樹脂封止を行うとしても、線膨張率の大きい封止樹脂と線膨張率の小さいガラスセラミック配線基板との組合わせとなるため、より大きな半導体装置の反りの発生、樹脂クラックの発生、界面からの水分浸入による信頼性の悪化が懸念され、また、凹部２０が半導体チップ搭載領域の周囲のみに形成されているため、封止樹脂とガラスセラミック基板との間の応力緩和には有効に寄与しない。
【０００８】
一次実装時に樹脂封止を行う例としては、図１９に示すように、配線基板２２を複数の部分基板に分割し、熱膨張隔差緩和部１９である分割溝内に熱膨張隔差緩和材料を充填することで応力を低減し、半導体装置の反りを低減する方法（特許文献２参照）が開示されている。ここで、２０ははんだバンプ、２１はパッドをそれぞれ示している。
【０００９】
また、図２０に示すように、配線基板２２のボール電極１０の間に格子状に凹部２４を形成することで、応力を低減すると共にボール電極間の短絡を防止する方法（特許文献３参照）も開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１２９８１８号公報（第４〜７頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−１３５６７５号公報（第３〜５頁、第１０図）
【特許文献３】特開２０００−１２７３２号公報（第２〜３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の図１９を用いて説明した、配線基板を複数の部分基板に分割し、熱膨張隔差緩和部である分割溝内に熱膨張隔差緩和材料を充填することで応力を低減し、半導体装置の反りを低減する方法には、次のような残された問題点があった。すなわち、この方法は、通常の工程に加え、配線基板に裏面に至らない切り込みを入れ分割溝を形成し、その溝の中に熱膨張隔差緩和材料を充填、硬化した後ドライエッチングで平坦化し、さらに配線基板の反対面から熱膨張隔差緩和材料が露出するまで研磨する工程が追加で必要となるため、工程が複雑でコストアップとなる。また、製法上、充填された熱膨張隔差緩和材料を配線基板の配線層で塞ぐ構造が取れないため、実装後に熱膨張隔差緩和材料を介して侵入した水分が容易に半導体チップ表面に到達し、信頼性を悪化させる恐れがあった。
【００１１】
また、前述の図２０を用いて説明した、基板２２のボール電極１０の間に格子状に凹部２４を形成することで、応力を低減すると共にボール電極間の短絡を防止する方法には、次のような残された問題点があった。すなわち、この方法は、二次実装時の配線基板と実装基板の間の応力緩和効果はあるが、基板２２の封止樹脂８と接する面まで凹部２４が至っていないため、封止樹脂と配線基板の間の応力緩和効果は小さく、複数の半導体装置を一括して一体に樹脂封止した場合の半導体組立中間体の反りや個別に切断後の半導体装置の反りを防止する効果が充分でなかった。
【００１２】
また、前述の図１８〜２０を用いて説明した従来技術は、いずれも個々の半導体装置の応力を低減するものであり、個別の半導体装置となる複数の半導体装置ブロックを有するテープ状配線基板を一体に樹脂封止した状態の半導体組立中間体の応力を吸収し反りを低減する効果は充分では無かった。
【００１３】
本発明の課題は、工程が複雑でコストアップとなることがなく、実装後の信頼性を悪化させることなしに、実用上問題の無い程度まで半導体組立中間体及び個別の半導体装置の反りを低減できるテープ状配線基板及び半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１記載のテープ状配線基板は、基材テープの一主面に、パッド、配線、ボール電極用ランドがパターニングされた配線層が形成され、基材テープの他の主面から前記ボール電極用ランドに至る開口部を有するテープ状配線基板において、前記開口部間に前記基材テープを線状に除去したスリットを有する。
【００１５】
本発明の請求項２記載の半導体装置は、基材テープと配線層からなるテープ状配線基板の、前記配線層を有する一主面に半導体チップが搭載され、他の主面に開口する前記基材テープの開口部にボール電極が搭載され、前記半導体チップ上の電極が前記ボール電極に電気的に接続された半導体装置において、前記開口部間に前記基材テープを線状に除去したスリットを有する。
【００１６】
本発明の請求項５記載のテープ状配線基板は、基材テープの一主面に、配線層としてパッド、配線、ボール電極用ランドを有する複数の半導体装置ブロックが形成され、前記半導体装置ブロック間にめっき用配線を有するテープ状配線基板において、前記めっき用配線と接する前記基材テープの一部が線状に除去されたスリットを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のテープ状配線基板及び半導体装置によれば、ボール電極用の開口部間に基材テープを線状に除去したスリットが形成されているため、封止樹脂と基材テープの線膨張率の差による応力が緩和され、半導体装置の反りが実用上問題の無い程度に少なくなる。また、本発明のテープ状配線基板によれば、めっき用配線と接する前記基材テープの一部が線状に除去されたスリットを有するため、複数の半導体装置ブロックの配列方向に累積した封止樹脂と基材テープの線膨張率の差による応力が緩和され、半導体組立中間体の反りが実用上問題の無い程度に少なくなる。また、前記スリットは、テープ状配線基板の製造時にボール電極用の開口部と同時に、エッチングやレーザー加工で形成できるため、新たな設備や工程の追加が無くコストアップとなることがない。また、スリット形成位置に配線層を形成しておくことにより、配線層によってスリットを経由した水分の浸入が防止でき、実装後の信頼性が悪化することが無いという優れた産業上の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照し、従来例と同一物には同一の符号を用いて説明する。
【００１９】
本発明の第１乃至第４の実施形態であるテープ状配線基板及び半導体装置は、個別に分離された状態の半導体装置の反りの低減に関するものである。
【００２０】
本発明の第１の実施形態であるテープ状配線基板１は、その基材テープ側から見た個別の半導体装置ブロック１４のみを表した図１及びそのＣ部断面図である図２に示すように、基材テープ６の一主面に、パッド、配線、ボール電極用ランドがパターニングされた配線層５が形成され、基材テープ６の他の主面から前記ボール電極用ランドに至る開口部を有するテープ状配線基板１において、前記開口部７間に基材テープ６を線状に除去したスリット１８を有する。図２において、配線層５が基材テープ６の全面に描かれているが、実際には、パッド、配線、ボール電極用ランド、及び、スリットに対応する位置にパターニングされている。
【００２１】
本発明の第１の実施形態であるテープ状配線基板の作用、効果は、次に述べる本実施形態であるテープ状配線基板を用いた本発明の第２の実施形態である半導体装置と同じであるので、後述する。
【００２２】
本発明の第２の実施形態である半導体装置２は、その基材テープ側から半導体装置を見た図３及びそのＤ部断面図である図４に示すように、基材テープ６と配線層５からなるテープ状配線基板１の、前記配線層５を有する一主面に半導体チップ３が搭載され、他の主面に開口する前記基材テープ６の開口部７にボール電極１０が搭載され、前記半導体チップ３上の電極が前記ボール電極１０に電気的に接続された半導体装置２において、前記開口部７間に前記基材テープ６を線状に除去したスリット１８を有する。図３及び図４において、１０ａは、二次実装時の応力を分散し、緩和するためのダミーのボール電極を示している。
【００２３】
このように、前記開口部７間に基材テープ６を線状に除去したスリット１８を有することが、本発明の第１の実施形態のテープ状配線基板及び第２の実施形態の半導体装置の特徴である。
【００２４】
本発明の第１の実施形態のテープ状配線基板及び第２の実施形態の半導体装置によれば、ボール電極用の開口部７間に基材テープ６を線状に除去したスリット１８が形成されているためスリット１８を挟んだ両側の基材テープ６の変位が容易になり、封止樹脂８と基材テープ６の線膨張率の差による応力が緩和され、半導体装置２の反りが実用上問題の無い程度に少なくなる。また、前記スリット１８は、テープ状配線基板１の製造時にボール電極用の開口部７と同時に、エッチングやレーザー加工で形成できるため、新たな設備や工程の追加が無くコストアップとなることがない。また、スリット１８を形成する位置に配線層５を形成しておくことにより、配線層５によってスリット１８を経由して半導体チップ３に至る水分の浸入経路が遮断でき、実装後の信頼性が悪化することが無いという優れた産業上の効果が得られる。
【００２５】
一次実装後の封止樹脂と基材テープの線膨張率の差による応力は、半導体装置の四隅に行くほど封止樹脂と基材テープの伸縮の差が累積するため大きくなる。また、二次実装後の基材テープと実装基板の線膨張率の差による応力も同様に、半導体装置の四隅に行くほど大きくなる。従って、スリットは、図１及び図３に示すように、半導体装置２と実装基板を電気的に接続するボール電極１０と実装時の応力を分散、緩和するためのダミーのボール電極１０ａの間に形成するのが、一次及び二次実装時の応力緩和ができるため好ましい。
【００２６】
スリットの形状は、直線状である必要は無く、曲線状であっても良い。また、封止樹脂と基材テープの伸縮方向に直角な方向に設ける方が、応力緩和の点で好ましい。
【００２７】
本発明の第３の実施形態である半導体装置は、図５に示すように、第２の実施形態である半導体装置で説明した前記スリットが、前記半導体装置の底面の隣り合う二辺を結んで形成されている。前記スリットが前記半導体装置の隣り合う二辺を結んで形成されていることにより、前記スリットを挟んだ基材テープ相互の変位がさらに容易になり、本発明の第２の実施形態である半導体装置よりも、半導体装置の四隅に集中する一次及び二次実装時の応力を緩和することができる。
【００２８】
本発明の第４の実施形態である半導体装置は、図６に示すように、第３の実施形態である半導体装置で説明した前記スリットに加え、前記半導体装置の底面の向い合う二辺を結んで形成されている。前記スリットが前記半導体装置の向い合う二辺を結んで形成されていることにより、前記スリットで分断されたサイズの半導体素子と同程度まで応力が緩和され、半導体装置の反りが一層改善される。
【００２９】
なお、本発明の第３及び第４の実施形態の半導体装置において、前記スリットが前記半導体装置の一辺と他の辺を結ぶ配置であっても、基材テープは図８を用いて説明しためっき用配線１２の部分で繋がっているため、ばらばらになることは無い。
【００３０】
本発明の第５の実施形態であるテープ状配線基板は、複数の半導体装置ブロックを有するテープ状配線基板を一体に樹脂封止した状態の半導体組立中間体の反りの低減に関するものである。
【００３１】
本発明の第５の実施形態であるテープ状配線基板は、図７、そのＡ部拡大図である図８及びその断面図である図９に示すように、基材テープ６の一主面に、配線層５としてパッド１５、配線（図示せず）、ボール電極用ランド１６を有する複数の半導体装置ブロック１４が形成され、前記半導体装置ブロック１４間にめっき用配線１２を有するテープ状配線基板において、前記めっき用配線１２と接する前記基材テープ６の一部が線状に除去されたスリット１８を有する。
【００３２】
このように、前記めっき用配線１２と接する前記基材テープ６の一部が線状に除去されたスリット１８を有することが、本発明の第５の実施形態のテープ状配線基板の特徴である。
【００３３】
本実施形態のテープ状配線基板によれば、めっき用配線と接する前記基材テープの一部が線状に除去されたスリットを有するため、複数の半導体装置ブロックの配列方向に累積した封止樹脂と基材テープの線膨張率の差による応力が緩和され、半導体組立中間体の反りが実用上問題の無い程度に少なくなる。
【００３４】
一般的な長方形のテープ状配線基板では長手方向の伸縮量が大きいので、半導体組立中間体である樹脂封止後のテープ状配線基板の応力を効果的に減らすため、できるだけテープ状配線基板の幅全体に渡って、また、できるだけ連続してスリット設ける方が有利である。しかし、配線層の無い部分にスリットを入れるとテープ状配線基板の強度が得られなくなる恐れがある。本実施形態は、連続したベタの配線層であるめっき用配線に着目し、その裏側の基材テープにスリットを設けることで、テープ状配線基板の強度と樹脂封止後の応力緩和を両立させたものである。これにより、図１８〜２０を用いて説明した従来技術では解決できなかった、個別の半導体装置となる複数の半導体装置ブロックを有するテープ状配線基板を一体に樹脂封止した状態の半導体組立中間体の応力を吸収し反りを低減することができる。
【００３５】
図８に示すように、めっき用配線１２は、主配線であるめっき用バスライン１２ａと、めっき用バスライン１２ａに接続され個々の半導体装置ブロック１４にめっき電流を供給するめっき用素子間配線１２ｂからなる。前記スリット１８は、図９に示すように、前記めっき用バスライン１２ａの位置と前記めっき用素子間配線１２ｂの位置の両方に形成可能である。また、前記めっき用素子間配線１２ｂの位置に形成するスリットはテープ状配線基板全面に形成できるため反り防止の効果が大きいが、テープ状配線基板の強度との兼ね合いで、全ての前記めっき用素子間配線１２ｂの位置に設けずに一行おき又は一列おき等のように適宜間引いて配置することができる。また、本実施形態のテープ状配線基板のスリットは、テープ状配線基板の強度確保のため、破線状、一点鎖線状に形成したり、めっき用配線の幅よりも小さい幅で形成しても良い。
【００３６】
本発明のテープ状配線基板及び半導体装置によれば、ボール電極用の開口部間に基材テープを線状に除去したスリットが形成されているため、封止樹脂と基材テープの線膨張率の差による応力が緩和され、半導体装置の反りが実用上問題の無い程度に少なくなる。また、本発明のテープ状配線基板によれば、めっき用配線と接する前記基材テープの一部が線状に除去されたスリットを有するため、複数の半導体装置ブロックの配列方向に累積した封止樹脂と基材テープの線膨張率の差による応力が緩和され、半導体組立中間体の反りが実用上問題の無い程度に少なくなる。また、前記スリットは、テープ状配線基板の製造時にボール電極用の開口部と同時に、エッチングやレーザー加工で形成できるため、新たな設備や工程の追加が無くコストアップとなることがない。また、スリット形成位置に配線層を形成しておくことにより、配線層によってスリットを経由した水分の浸入が防止でき、実装後の信頼性が悪化することが無いという優れた産業上の効果が得られる。
【００３７】
尚、本発明のテープ状配線基板及び半導体装置は、上記の実施例に限定されるものではなく、例えば、半導体チップを本発明のテープ状配線基板にフリップチップ接続を用いて搭載する等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態のテープ状配線基板を示す平面図。
【図２】本発明の第１の実施形態のテープ状配線基板を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態の半導体装置を示す平面図。
【図４】本発明の第２の実施形態の半導体装置を示す断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態の半導体装置を示す平面図。
【図６】本発明の第４の実施形態の半導体装置を示す平面図。
【図７】本発明の第５の実施形態のテープ状配線基板を示す平面図。
【図８】図７のＡ部拡大平面図。
【図９】図８の断面図。
【図１０】従来のテープ状配線基板を示す平面図。
【図１１】図１０のＡ部拡大平面図。
【図１２】従来の半導体装置の製造方法を説明する平面図。
【図１３】（ａ）従来の半導体装置の製造方法を説明する平面図。          （ｂ）従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図。
【図１４】図１３（ａ）のＢ部拡大断面図。
【図１５】従来の半導体装置を示す断面図。
【図１６】従来の別の半導体装置を示す断面図。
【図１７】従来の半導体装置のボール電極の配置を説明する平面図。
【図１８】従来のさらに別の半導体装置を説明する断面図。
【図１９】従来のさらに別の半導体装置を説明する断面図。
【図２０】従来のさらに別の半導体装置を説明する断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１  テープ状配線基板
２  半導体装置
３  半導体チップ
４  金線
５  配線層
６  基材テープ
７  開口部
８  封止樹脂
９  ダイボンディング材
１０  ボール電極
１０ａ  ダミーのボール電極
１１  はんだ等の導体
１２  めっき用配線
１２ａ  めっき用バスライン
１２ｂ  めっき用素子間配線
１３  スプロケットホール
１４  半導体装置ブロック
１５  パッド
１６  ボール電極用ランド
１７  半導体組立中間体
１８  スリット
１９  熱膨張隔差緩和部
２０  はんだバンプ
２１  パッド（ランド）
２２  配線基板
２３  アンダーフィル樹脂
２４  凹部（溝）
２５  ガラスセラミック配線基板
２６  実装基板
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2007242890.tif 000017
【図１６】
2007242890.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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