(57)【要約】【課題】リードの幅や厚みの変更を伴うことなく、１つの半導体素子に接続できるリードの配線本数を増加できる高密度ＴＣＰおよび製造方法を提供する。【解決手段】フレキシブルなベース基材１１と、ベース基材１１のデバイスホール１５の内部に突出するフライングリード１２ａを有する導体パターン１２と、実装面１４ａを上向けにしてデバイスホール１５に配置する半導体素子１４とを備え、半導体素子１４の実装面１４ａの上にバンプ１３でフライングリード１２ａを接続するとともに、半導体素子１４の実装面１４ａのボンディングパット１６とベース基材１１の上のボンディングパット１７とをワイヤーボンディングした。【選択図】図１
2009231400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルなベース基材と、前記ベース基材上に形成し、前記ベース基材のデバイスホール内に突出するフライングリードを有する導体配線と、実装面を上向けにして前記デバイスホールに配置する半導体素子とを備え、前記半導体素子の前記実装面上にバンプでフライングリードを接続するとともに、前記半導体素子の前記実装面上のボンディングパットとベース基材上の接続パットとをワイヤーボンディングしたことを特徴とする高密度ＴＣＰ。
【請求項２】
前記半導体素子は、前記実装面の内側領域に前記ワイヤーボンディングのための前記ボンディングパットを有し、前記実装面の外側領域に前記パンプで前記フライングリードとフリップチップ接合する接続端子パットを有することを特徴とする高密度ＴＣＰ。
【請求項３】
導体配線を形成したフレキシブルなベース基材のデバイスホール内に実装面を上向けにして半導体素子を配置し、前記ベース基材の前記デバイスホール内に突出する前記導体配線のフライングリードと前記半導体素子の実装面上の接続端子パットとをバンプでフリップチップ接合し、前記半導体素子の前記実装面上のボンディングパットと前記ベース基材上の接続パットとをワイヤーボンディングすることを特徴とする高密度ＴＣＰの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）および製造方法に係り、特に高密度配線を行うことができる電気接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）の製造方法の一例を以下に説明する。図４は、従来の製造方法に係るＴＣＰを示すものであり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図である。図５はテープキャリアに実装する前の状態の半導体素子を示すものであり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は側面図である。
【０００３】
図４および図５において、５１はフィルム基材、５２は導体パターン、５２ａはフライングリード（インナーリード）、５３はバンプ、５４は半導体素子、５５はデバイスホールを示している。
【０００４】
図４に示すように、一般的なテープキャリア（テープ状回路基板）は、フィルム基材５１の一方の主面上に導体パターン５２を設けたものであり、フィルム基材５１の所定位置にデバイスホール５５が開口し、導体パターン５２はデバイスホール５５の内側に突出するインナーリードがフライングリード５２ａをなす。
【０００５】
フィルム基材５１はフレキシブルなテープ素材からなり、テープ素材には一般的にポリイミドフィルムが用いられることが多い。また、導体パターン５２は銅箔等をフォトグラフィ技術により配線形状に形成することが一般的である。デバイスホール５５は半導体素子５４より少し大きな貫通穴をなす。
【０００６】
図５に示すように、半導体素子４は一方の主面が実装面５４ａをなし、実装面５４ａの接続パット部分にバンプ５３が設けてある。バンプ５３は導電材料からなる突起であり、通常においてバンプ５３は金ボールやはんだボール、もしくはメッキによる金属突起で形成する。
【０００７】
テープキャリアに半導体素子５４を実装する際には、実装面５４ａを上向け（フェイスアップ）にして半導体素子５４をテープキャリアのフィルム基材５１の下方よりデバイスホール５５に配置し、あるいは実装面５４ａを下向け（フェイスダウン）にして半導体素子５４をテープキャリアのフィルム基材５１のデバイスホール５５に配置する。
【０００８】
そして、熱あるいは超音波を用いてバンプ５３を溶融し、半導体素子５４とフライングリード５２ａとを接続し、その後に封止樹脂（図示省略）など半導体素子５４の周囲を封止して保護していた。
【０００９】
上述したように、従来のＴＣＰはテープキャリアが接続配線のフライングリード５２ａだけで半導体素子５４と接続し、フライングリード５２ａが半導体素子５４を支持している。このため、導体パターン５２の幅を極端に細くしたり、導体パターン５２の厚みを薄くすると接続強度的に劣ってしまうので、信頼性が確保できなかった。
【００１０】
このため、特許文献１に記載するように、強度的に弱いフライングリードをなくし、配線自体の強度を向上させるために、導体パターンのインナーリードはデバイスホールを横切る形状にする必要があった。
【特許文献１】特開平１１−４０６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、インナーリードがデバイスホールを横切る場合には、一つの半導体素子に配置できるバンプ個数および配線可能なリード本数が半分程度になってしまい、リード本数を増加させる余地がなくなる。
【００１２】
すなわち、フライングリードを使用する構成では、半導体素子の左右両側に配置した一対のバンプと左右一対のフライングリードとを一直線上に配置し、フライングリードとバンプを一対一の関係でそれぞれ接続することができる。言い換えると、半導体素子の実装面における直線状領域に一対のバンプと一対のフライングリードを配置することができる。
【００１３】
しかし、インナーリードがデバイスホールを横切る場合には、半導体素子の実装面における直線状領域には一個のバンプと一本のインナーリードしか配置することができない。このため、半導体素子に配置できるバンプ個数および配線可能なリード本数が半分程度になる。
【００１４】
また、別の課題として、リードを通じた供給可能な電流量はリードの断面積に依拠しているので、半導体素子に大きな電流を流す必要がある場合には、電流量を確保する必要からリードの幅及び厚みの変更は困難であり、結果としてリードの幅及び厚みを変更して配線本数を増加させることはできない。
【００１５】
上述した理由により、半導体素子の小型化や配線本数の増加に対応することができず、配線の高密度化が難しくなり、このＴＣＰを採用する商品のコストを下げることができない。
【００１６】
本発明は、上記の従来の課題を解決するものであり、リードの幅や厚みの変更を伴うことなく、１つの半導体素子に接続できるリードの配線本数を増加できる高密度ＴＣＰおよび製造方法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】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の高密度ＴＣＰは、フレキシブルなベース基材と、前記ベース基材上に形成し、前記ベース基材のデバイスホール内に突出するフライングリードを有する導体配線と、実装面を上向けにして前記デバイスホールに配置する半導体素子とを備え、前記半導体素子の前記実装面上にバンプでフライングリードを接続するとともに、前記半導体素子の前記実装面上のボンディングパットとベース基材上の接続パットとをワイヤーボンディングしたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の高密度ＴＣＰにおいて、前記半導体素子は、前記実装面の内側領域に前記ワイヤーボンディングのための前記ボンディングパットを有し、前記実装面の外側領域に前記パンプで前記フライングリードとフリップチップ接合する接続端子パットを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の高密度ＴＣＰの製造方法は、導体配線を形成したフレキシブルなベース基材のデバイスホール内に実装面を上向けにして半導体素子を配置し、前記ベース基材の前記デバイスホール内に突出する前記導体配線のフライングリードと前記半導体素子の実装面上の接続端子パットとをバンプでフリップチップ接合し、前記半導体素子の前記実装面上のボンディングパットと前記ベース基材上の接続パットとをワイヤーボンディングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、半導体素子の実装面上にバンプでフライングリードを接続するフリップチップ接合と、半導体素子の実装面上のボンディングパットとベース基材上の接続パットとを接続するワイヤーボンディングとを組み合わせることで、限られた開口面積のデバイスホールを通して半導体素子の限られた面積の実装面に対して多くの配線を施すことが可能となる。
【００２１】
よって、フライングリードおよびワイヤーボンディングの接続導線は、所定の電気量を確保するのに必要な形状を維持したままで、幅や厚みの変更を伴うことなく、１つの半導体素子に接続できるリードの配線本数を増加させることができ、高信頼性の高密度ＴＣＰを実現できる。
【００２２】
したがって、その利用用途を格段に増やすことができ、従来の製品に対しても小型化、小チップ化を図ることができ、コストダウンを実現できる。これらの実装技術は特別な生産装置を必要とせず、現存する生産設備を利用することができるため比較的安価に採用することが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における高密度ＴＣＰの製造方法において、テープ状の配線基板であるテープキャリアに半導体素子を実装した状態を示し、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【００２４】
図１において、１１はフィルム基材、１２は導体パターン、１２ａはフライングリード（インナーリード）、１３はバンプ、１４は半導体素子、１５はデバイスホール、１６は半導体素子上の接続パット、１７はフィルム基材上の接続パット、１８は接続導線を示している。
【００２５】
図１に示すように、テープキャリア（テープ状回路基板）は、ポリイミドフィルム等のフレキシブルなテープ素材からなるフィルム基材１１の一方の主面上に導体パターン１２を設けたものであり、フィルム基材１１の所定位置に半導体素子１４より大きい所定形状のデバイスホール１５が開口している。フィルム基材１１としてはポリイミドフィルムが好適であるが他の絶縁材料からなるテープ基材を用いることも可能である。
【００２６】
導体パターン１２は、銅箔等の導電率の高い金属泊をフォトグラフィ技術により配線形状に形成したものであり、デバイスホール１５の内側に突出するインナーリードがフライングリード１２ａをなす。導体パターン１２は、半導体素子１４との接続に必要であれば全面または部分的に金メッキやスズメッキなどを施してある。
【００２７】
半導体素子１４は一方の主面をなす実装面１４ａに、フリップチップ用の接続端子パットの上に配置したバンプ１３とワイヤーボンディング用のボンディングパットをなす接続パット１６が設けてあり、実装面１４ａの内側領域に接続パット１６を二列状に配置し、実装面１４ａの左右の外側領域にバンプ１３をそれぞれ一列状に配置している。
【００２８】
バンプ１３は導電材料からなる突起であり、通常においてバンプ１３は金ボールやはんだボール、もしくはメッキによる金属突起で形成する。ここでは、バンプ１３を半導体素子４に形成しているが、フライングリード１２ａにバンプ１３を形成することも可能である。
【００２９】
そして、半導体素子１４の実装面１４ａにおいて外側領域に配置した各バンプ１３と対応するフライングリード１２ａとをそれぞれ接続し、半導体素子１４の実装面１４ａにおいて内側領域に配置したボンディングパット１６とテープキャリアのフィルム基材１１に配置したボンディングパット１７とをワイヤーボンディングにより金、銅等の接続導線１８で接続している。
【００３０】
したがって、平面的に配置する平板な形状をなす導体パターン１２のフライングリード１２ａを用いるフリップチップと、立体的に配置する線形的な形状をなす接続導線１８を用いるワイヤーボンディングとを組み合わせることで、テープキャリアのフィルム基材１１に形成する限られた開口面積のデバイスホール１５を通して半導体素子１４の一方の主面をなす限られた面積の実装面１４ａに対して多くの配線を施すことが可能となる。よって、フライングリード１２ａの幅や厚みの変更を伴うことなく、１つの半導体素子に接続できるリードの配線本数を増加させることができ、高密度ＴＣＰを実現できる。
【００３１】
以下に、本発明の実装技術を用いた高密度ＴＣＰの製造方法を説明する。図２および図３は本発明の高密度ＴＣＰの製造過程を示す模式図である。
図２（ａ）に示すように、テープキャリアに半導体素子１４を実装する際には、実装面１４ａを上向け（フェイスアップ）にして半導体素子１４をテープキャリアのフィルム基材１１の下方よりデバイスホール１５に配置し、熱あるいは超音波を用いてバンプ１３を溶融し、半導体素子１４とフライングリード１２ａとを接続する。この状態で、接続導線１８によるワイヤーボンディングを行なうためには、テープキャリアと半導体素子１４とを確実に固定し、かつ半導体素子１４の実装面１４ａにおけるボンディング位置と導体パターン１１の上面が１５０℃程度になるように温める必要がある。しかしながら、リジッド基板やＣＯＦ基板では簡単に固定やヒートアップすることできるが、本実施の形態のようにテープキャリアを用いる場合には困難である。
【００３２】
このため、図２（ｂ）に示すように、半導体素子１４をヒーターブロック１９で下側から受け止め、上側からテープ押さえブロック２０でテープキャリアを押さえつけて固定する。ヒーターブロック１９には半導体素子１４を受け止める所定深さの凹部１９ａが形成してあり、凹部１９ａの底面が半導体素子１４に当接する状態で、ヒーターブロック１９の主面がテープキャリアのフィルム基材１１の下面に当接する。
【００３３】
この状態で半導体素子１４とテープキャリアの両方に熱を伝導する。しかし、この状態では、ヒーターブロック１９により半導体素子１４を下支えできても、半導体素子１４を上側から直接にヒーターブロック１９へ向けて押さえていないので、半導体素子１４が上方へ移動することを確実に阻止することはできず、ワイヤーボンディングに必要な超音波などのパワーを確実に与えることができず、ボンディング接続に困難性がある。
【００３４】
このため、図２（ｃ）に示すように、ヒーターブロック１９に所定数の吸引孔を設け、吸引孔を通してテープキャリアおよび半導体素子１４を真空吸着することで、テープキャリアと半導体素子１４との両方を確実にヒーターブロック１９に固定する。
【００３５】
この構成により、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）構造においてフェイスアップでのワイヤーボンディングが可能となる。
次に、図３（ａ）に示すように、テープキャリアとワイヤーボンディング接続した半導体素子１４および接続導線１８を樹脂モールドする。なお、樹脂成形金型は図示を省略している。
【００３６】
この樹脂モールドに際して、接続導線１８を覆い尽くしてしまう量の封止樹脂２１を一度にポッティングした場合には、流れる溶融樹脂により加わる圧力と樹脂自信の重みで接続導線１８のワイヤー倒れが発生し、ショートが発生する。また、樹脂の重みで半導体素子１４のチップ裏面に樹脂が回り込むと、その樹脂が阻害要因となって放熱性能が低化することになる。
【００３７】
このため、フルモールドに必要な樹脂量のうち、接続導線１８の一部が露出する程度の所定量の封止樹脂２１を最初にポッティングし、接続導線１８の一部を露出させたままで一旦半硬化の状態にする。
【００３８】
接続導線１８には半導体素子１４の実装面１４ａの付近において溶融樹脂による圧力が作用するが、半導体素子１４との接続部に近いので十分に溶融樹脂による圧力に耐えることができる。また、樹脂量が少ないので封止樹脂２１がその自重で半導体素子１４のチップ裏面に回り込むことを防止できる。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、接続導線１８を覆い尽くすのに必要な量の封止樹脂２０を半硬化の状態の封止樹脂２１の上に補充的にポッティングして接続導線１８を覆い、フルモールド状態で樹脂を完全に硬化させる。
【００４０】
このとき、接続導線１８は半導体素子１４の実装面１４ａの付近が封止樹脂２１で保持されているので、溶融樹脂による圧力に耐えることができる。
以上、本発明の高密度ＴＣＰの製造方法について説明したが、本発明の技術思想に逸脱しない限り適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態におけるＴＣＰの製造方法に係る高密度ＴＣＰを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図
【図２】本発明の実施の形態におけるＴＣＰの製造方法を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態におけるＴＣＰの製造方法を示す模式図
【図４】従来の製造方法に係るＴＣＰを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図
【図５】半導体素子を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図
【符号の説明】
【００４２】
１１、５１  フィルム基材
１２、５２  導体パターン
１２ａ、５２ａ  フライングリード
１３、５３  バンプ
１４、５４  半導体素子
１４ａ、５４ａ  実装面
１５、５５  デバイスホール
１６  ボンディングパッド（素子側）
１７  ボンディングパッド（基板側）
１８  接続導線
１９  ヒーターブロック
１９ａ  凹部
２０  テープ押さえブロック
２１  封止樹脂
【図１】
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【図２】
2009231400.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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