(57)【要約】【課題】配線基板と半導体チップとの実装方向に制約がなく、半導体チップの電極パッドと突起電極との安定した接合を可能にする配線基板を提供する。【解決手段】絶縁性基材と、絶縁性基材上に設けられ、半導体チップが実装される実装領域１に整列して配置されたインナーリード部を形成する複数本の導体配線２ａ、２ｂと、導体配線の各々のインナーリード部に形成された突起電極３ａ、３ｂとを備える。導体配線は、実装領域の互いに直交するＸ辺及びＹ辺にそれぞれ直交するように配置されている。Ｘ辺側及びＹ辺側の導体配線に設けられた突起電極はともに、導体配線上に位置する部分のＸ辺方向における寸法よりもＹ辺方向における寸法の方が長い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材と、
前記絶縁性基材上に設けられ、半導体チップが実装される実装領域に整列して配置されたインナーリード部を形成する複数本の導体配線と、
前記導体配線の各々のインナーリード部に形成された突起電極とを備え、
前記導体配線は、前記実装領域の互いに直交するＸ辺及びＹ辺にそれぞれ直交するように配置されている配線基板において、
前記Ｘ辺側及び前記Ｙ辺側の前記導体配線に設けられた前記突起電極はともに、前記導体配線上に位置する部分の前記Ｘ辺方向における寸法よりも前記Ｙ辺方向における寸法の方が長いことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記突起電極の前記導体配線上に位置する部分は、前記Ｘ辺側の突起電極の前記Ｘ辺方向及び前記Ｙ辺方向における寸法に対して、前記Ｙ辺側の突起電極の前記Ｙ辺方向及び前記Ｙ辺方向における寸法がそれぞれ等しい請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記Ｘ辺側の導体配線は前記Ｙ辺側の導体配線より配線幅が細い請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記突起電極の上面は中央部が端部よりも突出している請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の配線基板と、
前記配線基板上に搭載された半導体チップとを備え、
前記突起電極を介して前記半導体チップの電極パッドと前記導体配線とが接続された半導体装置。
【請求項６】
前記突起電極と、前記半導体チップのＸ辺側とＹ辺側の接合用の電極パッドとが、前記Ｙ辺方向を振幅方向とする超音波の印加により接合されている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の配線基板を用い、
前記配線基板上に半導体チップを配置し、
前記半導体チップの電極パッドと前記突起電極とを接続することにより、前記突起電極を介して前記電極パッドと前記導体配線とを接続する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記電極パッドと前記突起電極とを接続する工程は、
前記配線基板の前記Ｙ辺方向を超音波の振幅方向に整合させて、前記配線基板の前記突起電極と前記半導体チップの電極パッドとを相対するように位置あわせをする工程と、
押圧しながら超音波を印加して前記突起電極と前記電極パッドとを接合する工程とを含む請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記突起電極と前記電極パッドとを接合する工程の前に封止樹脂層を形成する工程を有する請求項８に記載の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、チップオンフィルム（ＣＯＦ）に用いられるテープキャリア基板のような、絶縁性基材上に導体配線を設けて構成された配線基板、特に導体配線上に形成された突起電極の構造、及びそれを用いた半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板の代表的なものにテープ配線基板があり、それを使用したパッケージモジュールの一種として、ＣＯＦが知られている。ＣＯＦは、柔軟な絶縁性のテープ配線基板の上に半導体チップが実装され、樹脂で封止することにより実装部が保護された構造を有する。ＣＯＦにおける半導体チップは、実装領域に形成されたインナーリードと呼ばれるテープ配線線上の導体配線と接合されている。
【０００３】
テープ配線基板は、主たる要素として、絶縁性のフィルム基材とその面上に形成された多数本の導体配線を含む。フィルム基材としては一般的にポリイミドが、導体配線としては銅が使用される。必要に応じて導体配線上には、金属めっき被膜および絶縁樹脂であるソルダーレジストの層が形成される。
【０００４】
テープ配線基板上の導体配線と半導体チップ上の電極パッドとは、突起電極を介して接続されている。この突起電極は、予めテープ配線基板上の導体配線に対して形成しておく方法と、半導体チップ上の電極パッドに対して形成しておく方法のいずれかにより設けられる。
【０００５】
テープ配線基板上の導体配線に対して突起電極を形成するための方法の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたテープ配線基板について、図５を参照して説明する。図５は、テープ配線基板における半導体チップ実装部の平面図である。
【０００６】
１は半導体チップの実装部であり、複数本の導体配線２が絶縁性基材（図示せず）上に整列して設けられている。導体配線２における実装部１内に位置する部分はインナーリード部を形成し、各導体配線２のインナーリード部には、突起電極３ｃ、３ｄが形成されている。突起電極３ｃ、３ｄは、導体配線２の長手方向を横切って導体配線２の両側の絶縁性基材に亘り形成され、突起電極３ｃ、３ｄの導体配線２の幅方向の断面形状は、中央部が両側よりも高くなっている。接合部１４ａ、１４ｂはそれぞれ、導体配線２に対して突起電極３ｃ、３ｄが接合されている部位を示す。
【０００７】
このテープ配線基板によると、導体配線２上に形成された突起電極３ｃ、３ｄは、横方向に加わる力に対して実用的に十分な接続の安定性が得られる。また、突起電極３ｃ、３ｄの形状が、半導体チップの電極パッドとの接続に好適である。
【特許文献１】特許第３５６５８３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記構成のテープ配線基板においては、導体配線２の突起電極３ｃ、３ｄと半導体チップの電極パッド（図示せず）の接合に超音波方式が用いられる。ここで、突起電極３ｃが配置された側の実装部１の辺をＸ辺、突起電極３ｄが配置された側の実装部１の辺をＹ辺とする。超音波方式により接合する際に、超音波の振幅には方向性がある。そのため、半導体チップのＸ辺側とＹ辺側の接合部の導体配線２の引き出し方向と超音波の振幅方向が異なることになる。すなわち、Ｘ辺側では導体配線２の長手方向に超音波が印加され、Ｙ辺側では幅方向に超音波が印加されるような状態が発生し、突起電極３ｃ、３ｄを介して接合した場合、導体配線２へかかる応力がＸ辺側とＹ辺側とで異なる。
【０００９】
例えば、半導体チップのＸ辺側に直交する方向に導体配線２が引き出されている場合の突起電極３ｃについて、導体配線２の幅方向における接合部１４ａの寸法（すなわち導体配線２の幅に相当）をＸ１、長手方向の寸法をＹ１とする。一方、Ｙ辺側に直交する方向に導体配線２が引き出されている場合の突起電極３ｄについて、導体配線２の幅方向における接合部１４ｂの寸法（すなわち導体配線２の幅に相当）寸法をＹ２、長手方向の寸法をＸ２とする。そして、Ｘ１＜Ｙ１かつＸ２＞Ｙ２とする。
【００１０】
この状態で、接合時の超音波をその振幅がＹ辺に平行になるように印加した場合、Ｙ辺側では、導体配線２の短い方向に振動するために導体配線２が動き、接合が不安定になり易い。一方、接合条件をＹ辺側にあわせると、Ｘ辺側の接合が不安定になり易くなる。
【００１１】
そこで本発明は、配線基板と半導体チップとの実装方向に制約がなく、半導体チップの電極パッドと突起電極との安定した接合を可能にする配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の配線基板は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材上に設けられ、半導体チップが実装される実装領域に整列して配置されたインナーリード部を形成する複数本の導体配線と、前記導体配線の各々のインナーリード部に形成された突起電極とを備え、前記導体配線は、前記実装領域の互いに直交するＸ辺及びＹ辺にそれぞれ直交するように配置されている。前記Ｘ辺側及び前記Ｙ辺側の前記導体配線に設けられた前記突起電極はともに、前記導体配線上に位置する部分の前記Ｘ辺方向における寸法よりも前記Ｙ辺方向における寸法の方が長い。
【００１３】
本発明の半導体装置は、上記構成の配線基板と、前記配線基板上に搭載された半導体チップとを備え、前記突起電極を介して前記半導体チップの電極パッドと前記導体配線とが接続されている。
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記構成の配線基板を用い、前記配線基板上に半導体チップを配置し、前記半導体チップの電極パッドと前記突起電極とを接続することにより、前記突起電極を介して前記電極パッドと前記導体配線とを接続する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の配線基板によれば、半導体チップの電極パッドとテープ配線基板の突起電極との接合状態が、半導体チップのＸ辺側とＹ辺側との間で差が小さくなり、実装方向に制約がなく、安定した接合が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、上記構成を基本として、以下のような態様を採ることができる。
【００１７】
すなわち、上記構成の本発明の配線基板において、前記突起電極の前記導体配線上に位置する部分は、前記Ｘ辺側の突起電極の前記Ｘ辺方向及び前記Ｙ辺方向における寸法に対して、前記Ｙ辺側の突起電極の前記Ｙ辺方向及び前記Ｙ辺方向における寸法がそれぞれ等しいことが好ましい。
【００１８】
また、前記Ｘ辺側の導体配線は前記Ｙ辺側の導体配線より配線幅が細いことが好ましい。
【００１９】
また、前記突起電極の上面は中央部が端部よりも突出していることが好ましい。
【００２０】
上記構成の本発明の半導体装置において、上記いずれかの構成の配線基板を用いた構成とすることができる。
【００２１】
また、前記突起電極と、前記半導体チップのＸ辺側とＹ辺側の接合用の電極パッドとが、前記Ｙ辺方向を振幅方向とする超音波の印加により接合された構成とすることが好ましい。
【００２２】
上記構成の本発明の半導体装置の製造方法において、上記いずれかの構成の配線基板を用いることができる。
【００２３】
また、前記電極パッドと前記突起電極とを接続する工程は、前記配線基板の前記Ｙ辺方向を超音波の振幅方向に整合させて、前記配線基板の前記突起電極と前記半導体チップの電極パッドとを相対するように位置あわせをする工程と、押圧しながら超音波を印加して前記突起電極と前記電極パッドとを接合する工程とを含むことが好ましい。
【００２４】
また、前記突起電極と前記電極パッドとを接合する工程の前に封止樹脂層を形成する工程を有することが好ましい。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、実施の形態１のテープ配線基板における導体配線２の配列を示す平面図、（ｂ）は、同図に符号Ａで示された要部の構造を示し、テープ配線基板表面側から見た平面図である。図２は、インナーリード部の斜視図である。
【００２７】
図１において、１は半導体チップの実装部を示し、絶縁性のテープ基材（図示せず）の表面に複数本の導体配線２ａ、２ｂが形成されている。導体配線２ａが配列された側の実装部１の辺をＸ辺、導体配線２ｂが配列された側の実装部１の辺をＹ辺とする。複数本の導体配線２ａ、２ｂの端部はインナーリード部を形成し、各導体配線２のインナーリード部には、突起電極３ａ、３ｂが、導体配線２ａ、２ｂの両側に亘って形成されている。突起電極３ａは半導体チップのＸ辺側に配列された導体配線２ａに形成され、突起電極３ｂは半導体チップのＹ辺側に配列された導体配線２ｂに形成されている。突起電極３ａ、３ｂは、半導体チップ実装部１に、半導体チップの電極パッド（図示せず）と対向するように整列して配置されている。
【００２８】
導体配線２ａの幅方向における導体配線２ａ上の突起電極３ａの幅（すなわち導体配線２ａの幅に相当）をＸ１ａ、突起電極３ａの全体の幅をＸ１ｂとし、導体配線２ａの長手方向における突起電極３ａの幅をＹ１とする。また、導体配線２ｂの幅方向における導体配線２ｂ上の突起電極３ｂの幅（すなわち導体配線２ｂの幅に相当）をＹ２ａ、突起電極３ｂの全体の幅をＹ２ｂとし、導体配線２ｂの長手方向における突起電極３ｂの幅をＸ２とする。本実施の形態では、Ｘ１ａ＜Ｙ１、かつＸ２＜Ｙ２ａに設定される。
【００２９】
図３に示すように、上記構成によれば、半導体チップの電極パッド６と突起電極３ａ、３ｂとを超音波を用いて接合する場合、半導体チップのＸ辺側とＹ辺側で両方とも、突起電極３ａ、３ｂが長くなっている方向に対して同様に超音波の振幅を与えることが可能となる。これにより半導体チップのＸ辺側の導体配線２ａとＹ辺側の導体配線２ｂとで、超音波による応力のかかり方が異なっているにもかかわらず、Ｘ辺側の突起電極３ａとＹ辺側の突起電極３ｂとの間で差異なく、安定して接合をすることが可能となる。
【００３０】
また、半導体チップのＸ辺側とＹ辺側において、導体配線２ａ、２ｂ上の突起電極３ａ、３ｂの面積は等しく、縦横の構成が等しく形成されていること、すなわち、Ｘ１ａ＝Ｘ２、Ｙ１＝Ｙ２ａであることが望ましい。これにより接合部７ａと７ｂの面積を同等にでき、接合状態をＸ辺側とＹ辺側で同等にすることができる。
【００３１】
また、図２に示す突起電極３ａ、３ｂの上面は、中央部４が端部５よりも突出していることが望ましい。これにより、封止樹脂を配線基板上に先に滴下した後に配線基板に半導体チップを接合する工法において、突起電極の中央部４が突出していることにより、封止樹脂をかき分けながら電極パッドと接合することができ、安定に接続することができる。
【００３２】
図４を参照して、本実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、同製造方法の各工程を示す断面図である。
【００３３】
まず図４（ａ）に示すように、絶縁性基材であるテープ基材８上に導体配線２が形成され、半導体チップ９との接合用に導体配線２上に突起電極３が形成された、上述の構成を有する配線基板を用意する。そして、配線基板上には半導体チップ９の素子面を保護するための封止樹脂層１０を形成する。さらに、突起電極３と対向するように、半導体チップ９上の電極パッド６を位置合わせする。
【００３４】
次に図４（ｂ）に示すように、超音波印加用の治具１１により半導体チップ９を加圧加熱し、さらには超音波を印加して、半導体チップ９の電極パッド６と配線基板上の突起電極３とを接合する。このとき図３に示すように、超音波の振幅方向と、半導体チップ９のＸ辺側及びＹ辺側の双方の突起電極３ａ、３ｂの長手方向が同じ方向であることが望ましい。また、電極パッド６には金メッキなどがほどこされていることが望ましい。突起電極としては金、銀、パラジウム、銅、ニッケル、錫、鉛などを主成分とする材料を用いることができる。突起電極３の高さは、例えば約１５μｍとすることができる。
【００３５】
上記工程によれば、加熱することで封止樹脂１０の硬化を半導体チップ９実装と同時に実施できる利点がある。しかしながら、半導体チップ９を実装した後に、後から封止樹脂１０を注入し、加熱して封止樹脂を硬化し、半導体装置を形成することも可能である。
【００３６】
次に図４（ｃ）に示すように、治具１１を除去し、半導体装置が完成する。
【００３７】
以上の実施の形態により、半導体チップのＸ辺側の突起電極接続部とＹ辺側の突起電極接続部とで接合状態に差がなく、また導体配線の断線も抑制された接合が可能となる。従って、超音波接合による半導体チップの接合性が安定で、製造歩留まりの高い半導体装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の配線基板によれば、超音波による接合により安定な接合状態を得ることが可能な半導体チップの実装を可能することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるテープ配線基板の構造を示す平面図、（ｂ）はその要部の拡大平面図
【図２】同テープ配線基板のインナーリード部の斜視図
【図３】実施の形態１におけるテープ配線基板への半導体チップの実装状態を示す平面図
【図４】実施の形態１における半導体装置の製造方法を示す断面図
【図５】従来例のテープ配線基板における半導体チップ実装部を示す平面図
【符号の説明】
【００４０】
１  半導体チップの実装部
２、２ａ、２ｂ  導体配線
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  突起電極
４  中央部
５  端部
６  電極パッド
７ａ、７ｂ、１４ａ、１４ｂ  接合部
８  絶縁性基材（テープ基材）
９  半導体チップ
１０  封止樹脂層
１１  超音波治具
【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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