(57)【要約】【課題】半導体チップをワイヤボンドする配線基板の接続箇所でのショートを防止する。【解決手段】複数の配線パターン８が表面に形成されたＦＰＣ５などの配線基板において、配線パターン８のランド９の部分を覆う絶縁性のカバーレイ１２が設けられたことを特徴とする。ランド９どうしのショートが起こらない構造である。半導体チップ３をワイヤボンドする際には、ワイヤ１３の接続部にてカバーレイを貫通して接続を行なえばよいので、接続対象でないランド９やそれに続く配線部１１とショートすることがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線パターンが表面に形成された配線基板において、前記配線パターンのワイヤ接続用端子部分を覆う絶縁性のカバーレイが設けられた配線基板。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板を用いた半導体装置の製造方法であって、前記配線基板の配線パターンのワイヤ接続用端子に半導体チップをワイヤボンドする際に、ワイヤの接続部をカバーレイを貫通させて前記ワイヤ接続用端子に接続する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の配線基板に半導体チップをワイヤボンドした半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板、それを用いた半導体装置、およびその製造方法に関し、特に半導体チップを配線基板にワイヤボンドする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５（ａ）（ｂ）は従来の半導体装置の概略構成を示す平面図および断面図である。金属ベース１上に、ダイボンド剤２により半導体チップ３が固着されるとともに、貼付けテープ４によりＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）５が固着されている。
【０００３】
半導体チップ３には外部に信号を取り出す目的でパッド６が設けられている。ＦＰＣ５は、ベースフィルム７上に複数の配線パターン８が形成されたものである。配線パターン８の各々は、一方の端部がワイヤボンド用のランド９、他方の端部が外部接続端子部1０、その間が配線部１１となっている。ランド９は、密度を高く配置するために、列状に配置されるのでなく面状に分散して配置され、外部接続端子部１０はフィルム端部に列状に配置されている。フィルム７上の所定部分、ここではランド９が配置された領域と外部接続端子部１０が配置された領域とを除いた部分は、片面に接着剤が塗布されたカバーレイ１２が熱圧着されることで覆われている。
【０００４】
半導体チップ３のパッド６とＦＰＣ５のランド９とはワイヤ１３により接続されている。図示を省略するが、半導体チップ３やワイヤ１３を保護するために、その周辺を囲う部品が取り付けられている。
【０００５】
ところがこのような半導体装置では、ランド９が上記のように列状でなく面状の配置となっていることから、ワイヤ１３は短いものと長いものとが混在しており、長いワイヤ１３については、ランド９に対する入射角が小となるとともに垂れが発生しやすく、接続対象でない別のランド９や、別のランド９に続く配線部１１が近傍にあるときに、ショートを起こしてしまうことがある。
【０００６】
ショートの防止については、ＦＰＣではないプリント配線基板であるが、配線パターンよりも高さが高いソルダーレジスト（絶縁体）を設けることで、ワイヤが垂れたり変形したりしてもソルダーレジストに接触するだけで、他の配線に接触しないようにしたものがある（特許文献１）。
【特許文献１】特許第２９９３４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のワイヤボンドでは、上述したように、半導体チップ３のパッド６とＦＰＣ５のランド９とを接続するワイヤ１３がランド９側の接続点付近で垂れたときに、接続対象でない別のランド９や配線部１１とのショートが発生することがあるという問題があった。
【０００８】
接続対象でない別のランド９や配線部１１を遠ざけられればショートの発生を抑えることができるが、半導体装置の小型化に伴ってランド９の配置密度が高くなる傾向にあり、近付けて配置せざるを得なくなっている。また長いワイヤ１３では、ランド９に対する入射角が小になることから、垂れの許容量も小となり、ショートが発生しやすい。
【０００９】
特許文献１の方法は、配線と配線との間にソルダーレジストを設けるため配線密度が高くできないという問題がある。
本発明は上記問題を解決するもので、半導体チップをワイヤボンドする配線基板の接続箇所でのショートを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の配線基板は、複数の配線パターンが表面に形成された配線基板において、前記配線パターンのワイヤ接続用端子部分を覆う絶縁性のカバーレイが設けられたことを特徴とする。ワイヤ接続用端子どうしのショートが起こらない構造である。
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記の配線基板を用いた半導体装置の製造方法であって、前記配線基板の配線パターンのワイヤ接続用端子に半導体チップをワイヤボンドする際に、ワイヤの接続部をカバーレイを貫通させて前記ワイヤ接続用端子に接続することを特徴とする。ワイヤの接続は必要な箇所でのみカバーレイを貫通して行なうので、接続対象でない別のワイヤ接続用端子や、別のワイヤ接続用端子に続く配線部とショートすることがない。
【００１２】
本発明の半導体装置は上記の配線基板に半導体チップをワイヤボンドしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の配線基板は、配線パターンのワイヤ接続用端子部分をカバーレイで覆ったものであり、この配線基板に半導体チップをワイヤボンドして半導体装置を製造する際には、ワイヤの接続部にてカバーレイを貫通して接続を行うので、接続対象でない別のワイヤ接続用端子や配線部がいかに近接していても、つまり高密度であっても、ショートすることがない。全面的にショートを防止する構造としながらも、必要な箇所では接続させるのである。
【００１４】
したがって、配線基板においては、ワイヤ接続用端子の配置や配線部の引き回しの自由度が高まる。これは、配線の最小線幅、最小間隔が小さくなっても同様である。またワイヤ接続用端子をカバーレイで覆っていることから、配線基板を取り扱うときにワイヤ接続用端子に直接触れることがなく、カバーレイの表面を清浄化する工程を取り入れることもできるので、ワイヤ接続用端子の表面の汚染や状態変化が原因となるワイヤボンド不良がなくなるとともに、配線基板を取り扱う部材の材質や清浄さに対する制限が緩和される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の一実施形態における半導体装置の概略構成を示す。図１（ａ）は同半導体装置の平面図、図１（ｂ）は同半導体装置の図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【００１６】
金属ベース１上に、ダイボンド剤２により半導体チップ３が固着されるとともに、貼付けテープ４によりＦＰＣ５が固着されている。
半導体チップ３には外部に信号を取り出すためのパッド６が一対の対辺のそれぞれに沿って設けられている。ＦＰＣ５は、ベースフィルム７上に複数の配線パターン８が形成されたもので、中央に開口部５ａを有している。配線パターン８の各々は、一方の端部がワイヤボンド用のランド９、他方の端部が外部接続端子部1０、その間が配線部１１となっている。
【００１７】
ランド９は、密度を高く配置するために、半導体チップ３の前記一対の対辺に沿う方向に列状に配置されるだけでなく、それと交わる方向にフィルム端部側へ分散されて、面状に配置されている。外部接続端子部１０は、半導体チップ３のもう一対の対辺に沿う方向に列状にフィルム端部に配置されている。ベースフィルム７上の所定部分は絶縁性のカバーレイ１２で覆われている。
【００１８】
半導体チップ３のパッド６とＦＰＣ５のランド９とはワイヤ１３により接続されている。ワイヤ１３は、上述したようにランド９が面状の配置となっているため、短いものと長いものとが混在している。図１（ｂ）では、理解を容易にするためにワイヤ１３の一部のみ図示している。図示を省略するが、半導体チップ３やワイヤ１３を保護するために、その周辺を囲う部品が取り付けられている。
【００１９】
この半導体装置が、先に図５を用いて説明した従来のものと相違するのは、ＦＰＣ５においてカバーレイ１２によって覆われているのが、外部接続端子部１０が配列された領域を除くベースフィルム７および配線パターン８の上である点である。ランド９に接続したワイヤ１３の接続部はカバーレイ１２を貫通している。
【００２０】
材料の具体例を示すと、金属ベース１は熱伝導率の高い銅素材の上にニッケルめっきを施したものであり、ベースフィルム７はポリイミドであり、配線パターン８は銅であり、ワイヤ１３は４Ｎと呼ばれる９９．９９％純度の金であるが、これに限定される訳ではない。カバーレイ１２はワイヤ１３にて貫通できる絶縁性の有機物材料、たとえばポリウレタンで形成される。
【００２１】
上記の半導体装置の製造方法を説明する。
まず、ＦＰＣ５を作製する。図２（ａ）に示すように、中央に開口部７ａを有するベースフィルム７上に複数の配線パターン８を形成する。そのためには、ベースフィルム７と金属箔（図示せず）とが貼り合わされた２層の基材を用意し、金属箔側にエッチングレジストを塗布し、露光、現像を行って、配線パターン８となす所定部分にエッチングレジストを残し、そのエッチングレジストをマスクとして金属箔のエッチングを行い、エッチングレジストを剥離する。形成された配線パターン８の表面には電解めっき等の方法でめっきを施す。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、外部接続端子部１０が配列された領域を除くベースフィルム７および配線パターン８の上をカバーレイ１２で被覆する。そのためには、外部接続端子部１０が配列された領域を避けて、上述した絶縁性の有機物材料を厚みが小さくかつ一定になるように塗布またはスプレーする。
【００２３】
このようにして作製されたＦＰＣ５を用いて半導体装置を製造する。図３（ａ）に示すように、金属ベース１の所定の箇所に貼付けテープ４を貼り付ける。この貼付けテープ４は、常温で接着性を示す接着剤であってカバーテープ（図示せず）上に剥離可能に保持されたものを用意し、金属ベース１上に転写したうえでカバーテープを剥がす。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、金属ベース１上にＦＰＣ５を位置決めして置き、このＦＰＣ５上に樹脂等でできた加圧部材を当てて加圧することにより、前記金属ベース１に対してＦＰＣ５を先の貼付けテープ４を介して接着する。
【００２５】
この際には、ＦＰＣ５の表面にカバーレイ１２が存在しているため、加圧部材がランド９に直接触れることはなく、ランド９の表面は保護されることになり、加圧部材の材質や清浄さに対する制限の緩和も可能である。ＦＰＣ５の貼り付け後に表面を清浄化する工程を取り入れることもできる。後段のワイヤボンドにおいても、ランド９の表面の汚染や圧痕が付く状態変化が原因での接続不良がなくなる。
【００２６】
図３（ｃ）に示すように、金属ベース１上であってＦＰＣ５の開口部５ａから露出している露出部に半導体チップ３をダイボンドする。そのためには、金属ベース１の露出部にダイボンド剤２（図１参照）を塗布し、ウエハより個片化されダイシングシート（図示せず）に保持されている半導体チップ３を、ダイシングシートの裏側から突き上げつつコレット（図示せず）で真空吸着し、そのコレットで金属ベース１上へ運び、ダイボンド剤２に押し付け、その後にダイボンド剤２を熱硬化させることにより、前記金属ベース１に対して半導体チップ３をダイボンド剤２を介して強固に接着させる。
【００２７】
図４に示すように、半導体チップ３のパッド６とＦＰＣ５のランド９とをワイヤボンドする。そのためには、半導体チップ３とＦＰＣ５とが載った金属ベース１（図３参照）を加熱しながら、キャピラリ１４内に挿通したワイヤ１３の先端に放電によってイニシャルボール（図示せず）を形成し、そのイニシャルボールを半導体チップ３のパッド６に押し付けて熱と超音波の作用で接合し、その状態で、キャピラリ１４を、ワイヤ１３を繰り出しながら上昇させ、接続対象のランド９へ向けて円弧状に下降させる。そしてキャピラリ１４の先端のワイヤ１３をカバーレイ１２に押し付け、そのまま貫通させて、ランド９に接合させる。
【００２８】
この際には、カバーレイ１２を上記のように厚みを小さくかつ一定としているので、またランド９にめっきを施しているので、安定して接合が行える。カバーレイ１２自体は、ワイヤ１３を押し付けられた部分のみ局所的に熱と超音波の作用で裂け、それ以外の部分は元の状態のままである。ワイヤ１３がランド９に接合したら、キャピラリ１４を上昇させ、その上昇途中でワイヤ１３をつかんで引きちぎる。これによりキャピラリ１４は図示したように先端からワイヤ１３が出た初期状態となる。
【００２９】
この動作を所定の接続数だけ繰り返して、半導体チップ３とＦＰＣ５とのワイヤボンドを完了させる。上記のようにＦＰＣ５のランド９は面状に配置されているので、接続する順序に注意して、既に接続されたワイヤ１３とキャピラリ１４との干渉が起こらないようにする。長いワイヤ１３は、上記のように接続対象のランド９に対する入射角が小となり、また形状が安定しにくく垂れが発生しやすいのであるが、垂れても単にカバーレイ１２と接触するだけであり、接続対象でない別のランド９や、別のランド９に続く配線部１１が手前側にあってもショートを起こすことはない。
【００３０】
ワイヤボンドの完了後に、半導体チップ３やワイヤ１３を保護するために、その周辺を囲う部品を取り付け、半導体装置として完成させる。
なお、この実施の形態では、ＦＰＣ５の基材は２層であるとしたが、最上層が金属箔であってその金属箔をパターニング後にカバーレイ１２で被覆できるのであれば、何層であってもよい。
【００３１】
貼付けテープ４を接着剤層が１層のものであるとしたが、ＦＰＣ５を金属ベース１に接着さえできればよいのであって、基材の両側に接着剤層がある３層のものとしてもよいし、テープ状でなくてペーストであってもよい。接着剤層は常温で接着性を示すとしたが、熱可塑性のもので加熱によって接着性を示すものであってもよい。
【００３２】
カバーレイ１２は外部接続端子部１０が配列された領域以外を一様に覆うとしたが、ランド９が配置された領域のみ上述の材料にて薄く均一に被覆し、他の領域は従来と同様に片面に接着剤が塗布されたフィルムを熱圧着するなどとしてもよい。
【００３３】
ワイヤボンドでは、半導体チップ３のパッド６にイニシャルボールを接合したあと、それにつながるワイヤ１３をＦＰＣ５のランド９に接続するとしたが、ＦＰＣ５のランド９にイニシャルボールを接合したあと、それにつながるワイヤ１３を半導体チップ３のパッド６に接続するとしてもよいし、両者が混在していてもよい。
【００３４】
要するに、ＦＰＣ５のランド９をカバーレイ１２で被覆し、ワイヤボンドでそのカバーレイ１２を貫通してランド９との接合を行うということである。
以上、ＦＰＣ５について説明してきたが、ＦＰＣに限定されるものではなく、リジッド基板等であっても最表面の配線がワイヤ方向に近接して配置されるものには適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の配線基板およびそれを用いた半導体装置の製造方法は、ランドの配置密度の高い小型の半導体装置の製造に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態における半導体装置の概略構成図
【図２】図１の半導体装置を構成する配線基板の製造工程図
【図３】図２の配線基板を用いて図１の半導体装置を製造する前半工程図
【図４】図２の配線基板を用いて図１の半導体装置を製造する後半工程図
【図５】従来の半導体装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３７】
３    半導体チップ
５    ＦＰＣ（配線基板）
８    配線パターン
９    ランド（ワイヤ接続用端子）
12    カバーレイ
13    ワイヤ
【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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