(57)【要約】【課題】導体配線や突起電極の向きに制約を受けずに、基材からの導体配線の剥離や、突起電極の付け根部分での導体配線の断線を抑制する。【解決手段】絶縁性基材１上に複数の導体配線２ａ、２ｂが形成され、導体配線上に複数の突起電極３ａ、３ｂが設けられた配線基板５と、複数の電極パッドを有し、配線基板上に搭載されて電極パッドと導体配線とが突起電極を介して接合された半導体素子８と、配線基板と半導体素子との間隙及び半導体素子の側面に形成された封止樹脂層とを備える。半導体素子の４辺は、配置された電極パッドの個数が他の辺に配置された電極パッドの個数よりも少ない少数配置辺Ａと、他の多数配置辺Ｂとを含み、少数配置辺において、導体配線の長手方向に対して平行な突起電極の側端面と、半導体素子の端面が、鈍角を形成している。【選択図】図１Ａ
2009272382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材上に複数の導体配線が形成され、搭載対象の半導体素子の複数の電極パッドに対応して前記導体配線上に複数の突起電極が設けられた配線基板と、
前記複数の電極パッドを有し、前記配線基板上に搭載されて前記電極パッドと前記導体配線とが前記突起電極を介して接合された前記半導体素子と、
前記配線基板と前記半導体素子との間隙及び前記半導体素子の側面に形成された封止樹脂層とを備えた半導体装置において、
前記半導体素子の４辺は、配置された前記電極パッドの個数が他の辺に配置された前記電極パッドの個数よりも少ない少数配置辺と、他の多数配置辺とを含み、
前記少数配置辺において、前記導体配線の長手方向に対して平行な前記突起電極の側端面と、前記半導体素子の端面が、鈍角を形成していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記少数配置辺において、前記突起電極の前記導体配線を横切る方向であって、かつ前記半導体素子の端面に平行な断面の幅が、前記多数配置辺の前記突起電極の前記半導体素子の端面に平行な断面の幅よりも大きい請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記少数配置辺において、前記導体配線の長手方向の側面と前記半導体素子の端面が、鈍角を形成している請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記突起電極は、前記導体配線を横切って前記導体配線の両側の領域に亘り、導体配線の幅方向における断面形状が、導体配線の上面および両側面に接合された形状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記少数配置辺における前記電極パッドのピッチは、前記多数配置辺の前記電極パッドのピッチより大きい請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記少数配置辺は、前記半導体素子の短辺である請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記配線基板はテープキャリア基板である請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
絶縁性フィルム基材上に複数の導体配線が形成され、搭載対象の半導体素子の複数の電極パッドに対応して前記導体配線上に複数の突起電極が設けられ、前記突起電極は前記導体配線を横切って前記導体配線の両側の領域に亘り、導体配線の幅方向における断面形状が、導体配線の上面および両側面に接合された形状である配線基板において、
前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極における前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面と、前記前記配線基板の長手方向に直交する端面が、鈍角を形成していることを特徴とする配線基板。
【請求項９】
前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極における、前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面と、前記配線基板の長手方向に直交する端面がなす角度が鈍角であることを特徴とする請求項８に記載の配線基板。
【請求項１０】
配線基板に形成された複数の導体配線上に設けられた複数の突起電極と、半導体素子の複数の電極パッドとを位置合わせする工程と、
位置合わせした前記突起電極と前記電極パッドとを接触させ、その接触部に超音波振動を印加して固相拡散による接合を形成させることにより、前記配線基板上に前記半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子の搭載前あるいは搭載後に前記配線基板上の半導体素子搭載領域に封止樹脂を充填する工程と、
前記回路基材上の封止樹脂を硬化させる工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記超音波振動の方向に整列した複数の前記突起電極は、前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面が、前記超音波振動の方向に対して鈍角をなしていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体素子の４辺は、配置された前記電極パッドの個数が他の辺に配置された前記電極パッドの個数よりも少ない少数配置辺と、他の多数配置辺とを含み、
前記少数配置辺において、前記突起電極の前記導体配線を横切る方向であって、かつ前記半導体素子の端面に平行な断面の幅が、前記多数配置辺の前記突起電極の前記半導体素子の端面に平行な断面の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
導体配線が形成されたフィルム基材上をフォトレジストで覆い、前記フォトレジストに開口をフォトリソグラフィー法により形成して、搭載対象の半導体素子の複数の電極パッドに対応する前記導体配線の一部を露出させる工程と、
前記開口から露出した前記導体配線上に電解めっき法により突起電極を形成する工程と、
前記フォトレジストを除去する工程と、
前記複数の突起電極と前記導体配線の表面を被覆するめっき被膜を形成する工程とを含む配線基板の製造方法において、
前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極を、前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面が、前記配線基板の長手方向に直交する端面との間で鈍角を成すように形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極において、前記導体配線の長手方向の側面と、前記配線基板の長手方向に直交する端面がなす角度が鈍角であることを特徴とする請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
【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（Chip On Film）の形態を有する半導体装置（以下、ＣＯＦとも称す）、それに用いられる配線基板、特にその導体配線上に形成された突起電極の構造、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム基材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。その中で特に、テープキャリア基板の導体配線上にあらかじめ突起電極が形成されたものが、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
図７Ａは、ＣＯＦの一例の一部を示す断面図である。ＣＯＦは、柔軟な絶縁性のテープキャリア基板６の上に半導体素子８が搭載され、封止樹脂１０により保護された構造を有し、例えば、フラットパネルディスプレイの駆動用ドライバーとして使用されている。テープキャリア基板６は、主たる要素として、絶縁性フィルムからなる基材１、その面上に形成された導体配線２、および導体配線２に形成された突起電極３を含む。必要に応じて導体配線２および突起電極３上には、金属めっき被膜４の層が形成される。一般的に、基材１としてはポリイミドが、導体配線２および突起電極３としては銅が、めっき皮膜４としては金や錫が使用される。半導体素子８の電極パッド９は、テープキャリア基板６上の突起電極３を介して導体配線２と接続されている。
【０００４】
導体配線２上に形成された突起電極３は、導体配線２を横切って導体配線２の両側の領域に亘る平面形状を有する。また、導体配線２の幅方向における断面形状において、突起電極３は、導体配線２の上面および両側面に接合されるとともに、中央部が両側よりも高くなった中高の形状である。突起電極３は、導体配線２の両側部では基材１の表面に接しているだけであり、基材１への密着強度は導体配線２の部分のみで確保されている。
【０００５】
図７Ｂは、図７Ａの断面構造を有するＣＯＦの一部を示す平面図である。但し、半導体素子８は、搭載されるべき領域を示す線のみが描かれている。突起電極３は、長方形の半導体素子８の４辺に沿って配置されているのが一般的であるが、各辺に対して一列ではなく、複数列に配列されている場合もある。
【０００６】
次に、図８を参照しながら、テープキャリア基板６に半導体素子８を実装する際の接続工程について説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は、ＣＯＦの製造方法における工程を示す断面図である。各断面図は、図７ＢにおけるＦ−Ｆ線に相当する位置での一部の断面を示す。
【０００７】
まず、図８（ａ）に示すように、テープキャリア基板６上に封止樹脂１０を塗布する。この封止樹脂１０は基材１上の、導体配線２に囲まれた中央部に供給するが、導体配線２や突起電極３を覆うところまで広がってもよい。
【０００８】
次に、図８（ｂ）に示すように、半導体素子８をフェースダウンでテープキャリア基板６に対向させて、電極パッド９と突起電極３とを位置合わせし、両者が接近する方向に加圧する。それにより、テープキャリア基板６と半導体素子８との間に介在する封止樹脂１０を押し出しながら、電極パッド９と突起電極３とを接触させる。このとき封止樹脂１０を６０〜２００℃程度に加熱すると、封止樹脂１０を押し出す効果が高まる。
【０００９】
次に、図８（ｃ）に示すように、半導体素子８に対し、超音波振動を超音波振動方向７（図７Ａ、７Ｂも参照）に振動するように印加して、電極パッド９と突起電極３上のめっき被膜４とを接続させる。このときの接続条件としては、超音波振動のパワーは一電極当たり０．０１〜０．０８Ｗ程度、温度は８０〜２００℃程度、加圧力は１電極あたり０．１〜０．５Ｎ程度とする。これにより、電極パッド９とめっき被膜４との接触部分で固相拡散が生じることで接続される。
【００１０】
最後に、図８（ｄ）に示すように、半導体素子８を搭載したフィルムキャリア基板５をオーブン等に入れて加熱することにより、封止樹脂１０を硬化させ半導体素子８とテープキャリア基板６とを固定する。ただし、封止樹脂１０は、上述したようにテープキャリア基板６上に予め塗布するのでなく、突起電極３と電極パッド９とを接続した後にテープキャリア基板６と半導体素子８との間隙に注入してもよい。
【００１１】
ここで、図８（ｃ）の工程においては、超音波振動方向７に平行な導体配線２においては、導体配線２の長手方向に超音波振動が加わるが、超音波振動方向７に直交する導体配線２（図７ＢのＦ−Ｆ断面）においては、導体配線２の幅方向に超音波振動が加わる。超音波振動方向７に直交する導体配線２において、もし突起電極３が導体配線２の上面のみに形成されていた場合、導体配線２上面の微小な面積の接合のみにより保持されている。そのため、横方向の力が加わると、突起電極３が導体配線２の上面から剥離し易い。さらに、半導体素子８上の電極パッド９と接続された状態で、半導体素子８とテープキャリア基板６との間に横方向の力が加わると、突起電極３が導体配線２から剥離する惧れがあり、半導体素子の実装後の接続状態の安定性に問題がある。
【００１２】
これに対し、突起電極３が、導体配線２を横切って導体配線２の両側の領域に亘る平面形状を有し、導体配線２の幅方向における断面形状が導体配線２の上面および両側面に接合され、中央部が両側よりも高くなった中高であることで、導体配線２上に形成された突起電極３が、横方向に加わる力に対して実用的に十分な強さで保持される。それにより、半導体素子実装工程中、および半導体素子実装後に十分な接続の安定性が得られる。
【００１３】
次に、図９を参照しながらテープキャリア基板について説明する。図９は、図７Ａ、７Ｂに示したものと同様のテープキャリア基板６の一例の一部を示す平面図である。絶縁性フィルムの基材１上に導体配線２が形成され、さらに導体配線２上に形成された突起電極３が、搭載対象の半導体素子の電極パッドに対応して、長方形の基材１の４辺に沿って配置されている。
【００１４】
図１０Ａは、図９のＧ部の詳細を示す平面図、図１０Ｂは、図１０ＡのＨ−Ｈ線に沿った断面図である。導体配線２上に形成された突起電極３は、導体配線２を横切って導体配線２の両側の領域に亘る平面形状を有する。また、導体配線２の幅方向における断面形状が、導体配線２の上面および両側面に接合されるとともに、中央部が両側よりも高くなった中高の形状である。この構成によれば、突起電極３の上面が平坦ではなく中高であることにより、半導体素子８の電極パッド９との接続に好適である。
【００１５】
次に、図１１および図１２を参照して、テープキャリア基板の製造方法について説明する。図１１（ａ）〜（ｆ）は、テープキャリア基板における突起電極を形成する製造工程を示し、半導体素子搭載部の平面図である。図１２（ａ）〜（ｆ）は各々、図１１（ａ）〜（ｆ）の一部を拡大して示す断面図である。各断面図は、図１１（ｆ）におけるＩ−Ｉ線に相当する位置での断面を示す。
【００１６】
まず、図１１（ａ）に示すように、複数の導体配線２が表面に整列して形成された基材１を用意する。この基材１の全面に、図１１（ｂ）に示すように、フォトレジスト１１を塗布する。次に図１１（ｃ）に示すように、基材１に形成されたフォトレジスト１１の上部に、突起電極形成用の露光マスク１２を対向させる。露光マスク１２の光透過領域１２ａは、複数の導体配線２の整列方向に、複数の導体配線２を横切るように連続した長孔形状を有する。
【００１７】
露光マスク１２の光透過領域１２ａを通して露光し、現像することにより、図１１（ｄ）に示すように、フォトレジスト１１に、導体配線２を横切る長孔状パターン１１ａが開口される。それにより長孔状パターン１１ａ中に、導体配線２の一部が露出する。次に、フォトレジスト１１の長孔状パターン１１ａを通して、導体配線２の露出した部分に金属めっきを施して、図１１（ｅ）に示すように突起電極３を形成する。次に、フォトレジスト１１を除去すれば、図１１（ｆ）に示すように、導体配線２に突起電極３が形成されたテープキャリア基板６が得られる。
【００１８】
以上のように、フォトレジスト１１に形成された長孔状パターン１１ａを通して導体配線２の露出した部分に金属めっきを施すことにより、図１０Ｂに示したような形状の突起電極３を、容易に形成することができる。これは、図１１（ｅ）の工程で、導体配線２の上面のみでなく側面も露出しており、導体配線２の露出面全体に亘ってめっきが形成されるからである。
【００１９】
また、フォトレジスト１１に長孔状パターン１１ａを形成して金属めっきを施すことにより、導体配線２に対する突起電極３の位置精度を、容易に確保することができる。すなわち、導体配線２に対する長孔状パターン１１ａの位置ずれが許容範囲内であれば、導体配線２と長孔状パターン１１ａが必ず交わり、導体配線２が露出するからである。金属めっきは導体配線２の上面および側面に成長するので、長孔状パターン１１ａの位置ずれにかかわらず、一定の形状・寸法に形成され、設計された条件を満足することができる。したがって、露光マスク１２の位置合わせに厳密な精度を必要とせず、調整が容易である。
【００２０】
さらに、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の導体配線２が表面に整列して形成された基材１の表面に塗布するフォトレジスト１１は、シート状のドライフィルムとして供給され、基材１とともに基材長手方向１８に動かしながら、ローラー１３によりフォトレジスト１１を押圧して基材１に貼り合わせ（ラミネート）する。これにより、導体配線２に突起電極３をめっき形成するために必要な厚膜のフォトレジスト１１を塗布することができる。
【００２１】
ここで各部の寸法は、たとえば、導体電極２のピッチが、４０〜１００μｍ、導体電極２の幅が１５〜５０μｍ、導体電極２の厚さが８〜１２μｍ、突起電極３の高さが７〜１５μｍである。この時、必要となるフォトレジスト１１の厚さは、２５〜５０μｍであり、液状のフォトレジストの塗布方式では実現し得ない厚さとなる。このように、上述のようなシート状のドライフィルムとしてフォトレジスト１１を供給することにより、導体配線２上に十分な厚さで突起電極３を形成することができる。この構成によれば、導体配線２の幅方向における断面形状が、導体配線２の上面および両側面に接合されるとともに、中央部が両側よりも高くなった中高の形状であることにより、半導体素子８の電極パッド９との接続に好適なテープキャリア基板を供給することができる。
【特許文献１】特開２００４−３２７９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、図８に示した構成の半導体装置の製造方法においては、以下の問題点が生ずる。図８（ｃ）において、超音波振動方向７に平行な導体配線２においては、導体配線２の長手方向に超音波振動が加わるが、超音波振動方向７に直交する導体配線２（図７ＢのＦ−Ｆ断面）においては、導体配線２の幅方向に超音波振動が加わる。
【００２３】
ここで、図１３に示すように、突起電極３は、導体配線２の両側部で基材１の表面に接してだけであり、基材１への密着強度は導体配線２部分のみで保持されている。導体配線２の狭ピッチ化が進むと、さらに導体配線２の幅が小さくなり密着強度が低下して、超音波振動方向７に直交する導体配線２においては、超音波振動により導体配線２が基材１から剥離したり、導体配線２が突起電極３の付け根部分で断線したりすることで接続信頼性を大きく損ねる問題があった。
【００２４】
さらに、図１２に示した構成のテープキャリア基板の製造方法においては、（ｂ）の工程で以下の問題点が生ずる。これについて、図１４Ａ、１４Ｂを参照して説明する。図１４Ａに示すように、基材長手方向１８に直交する導体配線２では、フォトレジスト１１をローラー１３にてラミネートするときに、導体配線２に接して気泡１４が発生するという問題が発生する。ここで図１４Ａは、図１１（ｆ）におけるＩ−Ｉ線に沿った位置での断面である。導体配線２が狭ピッチとなっていくと、導体配線２の間隔が狭くなり、気泡１４の発生はより顕著になっていく。
【００２５】
図１４Ａに示すように気泡１４が発生した場合、その後、電解金属めっき法により突起電極３を形成する時に、図１１（ａ）に示した長孔状パターン１１ａ以外に、気泡１４部分にも電解金属めっきが行われ、図１４Ｂに示すように、コブ１５が形成されてしまう。このコブ１５は、半導体素子８のチップ端付近に形成された場合はエッジが接触する状態となり、半導体素子８のシリコン基板と導体配線２が電気的にショートして、動作不良をおこしてしまう問題があった。
【００２６】
本発明は、導体配線や突起電極の向きに制約を受けずに、基材からの導体配線の剥離や、突起電極の付け根部分での導体配線の断線が抑制され、接続信頼性を確保できる半導体装置を提供することを目的とする。
【００２７】
また、導体配線におけるコブの発生を防ぎ、半導体素子の電気特性を確保できる配線基板、その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】
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、絶縁性基材上に複数の導体配線が形成され、搭載対象の半導体素子の複数の電極パッドに対応して前記導体配線上に複数の突起電極が設けられた配線基板と、前記複数の電極パッドを有し、前記配線基板上に搭載されて前記電極パッドと前記導体配線とが前記突起電極を介して接合された前記半導体素子と、前記配線基板と前記半導体素子との間隙及び前記半導体素子の側面に形成された封止樹脂層とを備え、前記半導体素子の４辺は、配置された前記電極パッドの個数が他の辺に配置された前記電極パッドの個数よりも少ない少数配置辺と、他の多数配置辺とを含み、前記少数配置辺において、前記導体配線の長手方向に対して平行な前記突起電極の側端面と、前記半導体素子の端面が、鈍角を形成している。
【００２９】
本発明の配線基板は、絶縁性フィルム基材上に複数の導体配線が形成され、搭載対象の半導体素子の複数の電極パッドに対応して前記導体配線上に複数の突起電極が設けられ、前記突起電極は前記導体配線を横切って前記導体配線の両側の領域に亘り、導体配線の幅方向における断面形状が、導体配線の上面および両側面に接合された形状であり、前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極における前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面と、前記前記配線基板の長手方向に直交する端面が、鈍角を形成している。
【００３０】
本発明の半導体装置の製造方法は、配線基板に形成された複数の導体配線上に設けられた複数の突起電極と、半導体素子の複数の電極パッドとを位置合わせする工程と、位置合わせした前記突起電極と前記電極パッドとを接触させ、その接触部に超音波振動を印加して固相拡散による接合を形成させることにより、前記配線基板上に前記半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子の搭載前あるいは搭載後に前記配線基板上の半導体素子搭載領域に封止樹脂を充填する工程と、前記回路基材上の封止樹脂を硬化させる工程とを含み、前記超音波振動の方向に整列した複数の前記突起電極は、前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面が、前記超音波振動の方向に対して鈍角をなしている。
【００３１】
本発明の配線基板の製造方法は、導体配線が形成されたフィルム基材上をフォトレジストで覆い、前記フォトレジストに開口をフォトリソグラフィー法により形成して、搭載対象の半導体素子の複数の電極パッドに対応する前記導体配線の一部を露出させる工程と、前記開口から露出した前記導体配線上に電解めっき法により突起電極を形成する工程と、前記フォトレジストを除去する工程と、前記複数の突起電極と前記導体配線の表面を被覆するめっき被膜を形成する工程とを含み、前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極を、前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面が、前記配線基板の長手方向に直交する端面との間で鈍角を成すように形成する。
【発明の効果】
【００３２】
上記構成の半導体装置、その製造方法、及び配線基板によれば、導体配線や突起電極の向きに制約を受けずに、基材からの導体配線の剥離や、突起電極の付け根部分での導体配線の断線を防ぎ、接続信頼性を確保できる。
【００３３】
上記構成の配線基板の製造方法によれば、導体配線にコブの発生を防ぎ、半導体素子の電気特性を確保できる配線基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、上記構成を基本として、以下のような態様を取ることができる。
【００３５】
すなわち、上記構成の半導体装置は、前記少数配置辺において、前記突起電極の前記導体配線を横切る方向であって、かつ前記半導体素子の端面に平行な断面の幅が、前記多数配置辺の前記突起電極の前記半導体素子の端面に平行な断面の幅よりも大きい構成にすることができる。
【００３６】
また、前記少数配置辺において、前記導体配線の長手方向の側面と前記半導体素子の端面が、鈍角を形成している構成にすることができる。
【００３７】
また、前記突起電極は、前記導体配線を横切って前記導体配線の両側の領域に亘り、導体配線の幅方向における断面形状が、導体配線の上面および両側面に接合された形状であることが好ましい。
【００３８】
また、前記少数配置辺における前記電極パッドのピッチは、前記多数配置辺の前記電極パッドのピッチより大きい構成にすることができる。
【００３９】
また、前記少数配置辺は、前記半導体素子の短辺とすることができる。
【００４０】
また、前記配線基板はフィルム基板とすることができる。
【００４１】
上記構成の配線基板は、前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極における、前記導体配線の長手方向に対して平行な側端面と、前記配線基板の長手方向に直交する端面がなす角度が鈍角である構成にすることができる。この構成により、コブの発生を防ぎ、半導体素子の電気特性を確保できる。
【００４２】
上記構成の半導体装置の製造方法は、前記半導体素子の４辺が、配置された前記電極パッドの個数が他の辺に配置された前記電極パッドの個数よりも少ない少数配置辺と、他の多数配置辺とを含み、前記少数配置辺において、前記突起電極の前記導体配線を横切る方向であって、かつ前記半導体素子の端面に平行な断面の幅が、前記多数配置辺の前記突起電極の前記半導体素子の端面に平行な断面の幅よりも大きい構成にすることができる。
【００４３】
また、上記構成の配線基板の製造方法は、前記配線基板の長手方向に整列した複数の前記突起電極において、前記導体配線の長手方向の側面と、前記配線基板の長手方向に直交する端面がなす角度が鈍角である構成にすることができる。
【００４４】
以下、本発明の半導体装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における半導体装置の構成について説明する。図１Ａは、本実施の形態におけるＣＯＦ構成の半導体装置の一部を示す平面図、図１Ｂは、その一部を示す断面図である。
【００４６】
この半導体装置は、柔軟な絶縁性のフィルム基板５の上に半導体素子８が搭載され、図１Ｂに示すように、封止樹脂１０により保護された構造を有している。フィルム基板５は、主たる要素として、絶縁性フィルムの基材１と、その面上に形成された導体配線２ａ、２ｂおよび突起電極３ａ、３ｂを含む。必要に応じて、導体配線２ａ、２ｂおよび突起電極３ａ、３ｂ上には、金属めっき被膜４の層が形成される。
【００４７】
一般的に、基材１としてはポリイミドが、導体配線２ａ、２ｂおよび突起電極３ａ、３ｂとしては銅が、めっき皮膜４としては金や錫が使用される。半導体素子８の電極パッド９ａ、９ｂは、突起電極３ａ、３ｂを介してフィルム基板５上の導体配線２ａ、２ｂと接続されている。電極パッド９ａ、９ｂ突起電極３ａ、３ｂ上のめっき被膜４との接触部分は、例えば熱と超音波振動を加えてられ固相拡散することで接続される。
【００４８】
導体配線２ａ、２ｂ上に形成された突起電極３ａ、３ｂは、導体配線２ａ、２ｂを横切って導体配線２ａ、２ｂの両側の領域に亘る平面形状を有する。また、導体配線２ａ、２ｂの幅方向における断面形状が、導体配線２ａ、２ｂの上面および両側面に接合されるとともに、中央部が両側よりも高くなった中高の形状である。ここで突起電極３ａ、３ｂは、導体配線２ａ、２ｂの両側部で基材１の表面に接しているだけであり、基材１への密着強度は、導体配線２ａ、２ｂへの付着部分のみで保持されている。
【００４９】
図１Ａに示すように、導体配線２ａ、２ｂ上に形成された突起電極３ａ、３ｂは、搭載対象の半導体素子８の電極パッド９ａ、９ｂに対応して、長方形の基材１の４辺に沿って配置されている。半導体素子８の４辺のうち、図の水平方向に沿った辺に配置された電極パッド９ａの個数は、垂直方向に沿った辺に配置された電極パッド９ｂの個数より少ない。また、電極パッド９ａのピッチは、電極パッド９ｂのピッチより大きい。水平方向に沿った電極パッド９ａが配置された辺の一部をＡ部、垂直方向に沿った電極パッド９ｂが配置れた辺の一部をＢ部とする。Ａ部およびＢ部の詳細について、それぞれ図２Ａ及び図２Ｂに示す。
【００５０】
図２Ａに示すように、電極パッド９ａの個数が他の辺より少ない少数配置辺であるＡ部では、突起電極３ａは、導体配線２ａの長手方向に対して平行な突起電極３ａの側端面と、半導体素子８のチップ端面２０がなす角度θＡが、鈍角である。この鈍角は、９５°〜１２０°の範囲に設定されることが望ましい。さらに、導体配線２ａの長手方向の側面と、半導体素子８のチップ端面２０ａがなす角度θＡ’が鈍角である。
【００５１】
一方、図２Ｂに示すように、電極パッド９ｂの個数が他の辺より多い多数配置辺であるＢ部では、突起電極３ｂは、導体配線２ｂの長手方向に対して平行な突起電極３ｂの側端面と、半導体素子８のチップ端面２０ｂがなす角度θＢが直角である。さらに、導体配線２ｂの長手方向の側面と、半導体素子８のチップ端面２０ｂがなす角度θＢ’が直角である。
【００５２】
図３Ａ、３Ｂに、図２ＡのＣ−Ｃ線、図２ＢのＤ−Ｄに沿った断面図を示す。電極パッド９ｂの個数が多いＢ部における突起電極幅１６ｂに対して、電極パッド９ａの個数が少ないＡ部における突起電極幅１６ａの方が大きくなっている。同様に、Ｂ部における導体配線幅１７ｂに対して、Ａ部における導体配線幅１７ａの方が大きくなっている。
【００５３】
導体配線２ａ、２ｂの狭ピッチ化が進んでいくと、おのずと導体配線幅が小さくなり基材１との密着強度が低下していく。これに対して、上記のような構成にすることで、電極パッド９ａの個数が他の辺より少ない辺においては、見かけ上の幅が大きくなることで、導体配線２ａの幅方向の応力に対し密着強度を増すことができる。これにより、導体配線２ａの幅方向に超音波振動方向７が横切る場合でも、超音波振動により導体配線２ａが基材１から剥離したり、導体配線２ａが突起電極３ａの付け根部分で断線したりせずに、接続信頼性を確保できる。
【００５４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るテープキャリア基板６の構成を示す平面図である。本実施の形態に係るテープキャリア基板６の基本的な構成は、実施の形態１に係る半導体装置を構成しているフィルム基板５と同様である。
【００５５】
本実施の形態の特徴は、搭載対象の半導体素子の電極パッドに対応して、突起電極３ａ、３ｂが長方形に整列して配置され、半導体素子の４辺のうち、電極パッドの個数が他の辺より少ない辺に整列して配置された複数の突起電極３ａは、基材長手方向１８に平行に配置されている点である。
【００５６】
このような構成にすることで、基材長手方向１８に平行に配置された突起電極３ａは、見かけ上の幅が大きくなることで、導体配線２ａの幅方向の応力に対し密着強度を増すことができる。これにより、取扱い等により導体配線２ａが基材１から剥離したりせずに接続信頼性の確保が実現できる。
【００５７】
（実施の形態３）
実施の形態３における半導体装置の製造方法について、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、テープキャリア基板６と半導体素子８との接続工程を示す図である。各断面図は、図２ＡにおけるＣ−Ｃに相当する位置での断面を示す。すなわち、電極パッド９ａの個数が他の辺より少ない小数配置辺の断面である。
【００５８】
まず、図５（ａ）に示すように、テープキャリア基板６上に封止樹脂１０を塗布する。この封止樹脂１０は基材１上の、導体配線２ａに囲まれた中央部に供給するが、導体配線２ａや突起電極３ａを覆う領域まで広がってもよい。
【００５９】
次に、図５（ｂ）に示すように、半導体素子８をフェースダウンでテープキャリア基板６に対向させて、電極パッド９ａと突起電極３ａとを位置合わせし、両者が接近する方向に加圧する。それにより、テープキャリア基板６と半導体素子８との間に介在する封止樹脂１０を押し出しながら、電極パッド９ａと突起電極３ａとを接触させる。このとき封止樹脂１０を６０〜２００℃程度に加熱すると、封止樹脂１０を押し出す効果が高まる。
【００６０】
次に、図５（ｃ）に示すように、半導体素子８に超音波振動を図示する超音波振動方向７に加えて、電極パッド９ａと突起電極３ａ上のめっき被膜４とを接続させる。このときの接続条件としては、超音波振動のパワーは１電極当たり０．０１〜０．０８Ｗ程度、温度は８０〜２００℃程度、加圧力は１電極あたり０．１〜０．５Ｎ程度とする。これにより、電極パッド９ａとめっき被膜４との接触部分で固相拡散が生じることで接続される。
【００６１】
最後に、図５（ｄ）に示すように、半導体素子８を搭載したフィルムキャリア基板５をオーブン等に入れて加熱することにより、封止樹脂１０を硬化させ、半導体素子８とテープキャリア基板６とを固定する。ただし、封止樹脂１０は、上述したようにテープキャリア基板６上に予め塗布するのでなく、突起電極３ａと電極パッド９ａとを接続した後にテープキャリア基板６と半導体素子８との間隙に注入してもよい。
【００６２】
上記のような構成にすることで、超音波振動方向７が、導体配線２ａの幅方向に対して角度を持つことになる。それにより、電極パッド９ａの個数が他の辺より少ない小数配置辺においては、超音波振動に対する見かけ上の幅が大きくなるため、導体配線２ａの幅方向の応力に対し密着強度を増すことができる。これにより、導体配線２ａの幅方向に超音波振動方向７が横切る場合でも、超音波振動により導体配線２ａが基材１から剥離したり、導体配線２ａが突起電極３ａの付け根部分で断線したりせずに、接続信頼性を確保できる。
【００６３】
（実施の形態４）
図６を参照して、実施の形態４におけるテープキャリア基板の製造方法について説明する。図６（ａ）〜（ｆ）は、テープキャリア基板における突起電極を形成する製造工程を示し、半導体素子搭載部の断面図である。各断面図は、図４におけるＥ−Ｅ線に沿った位置での断面を示す。
【００６４】
まず、図６（ａ）に示すように、複数の導体配線２ａが表面に整列して形成された基材１を用意する。この基材１の全面に、図６（ｂ）に示すように、フォトレジスト１１を塗布する。次に図６（ｃ）に示すように、基材１に形成されたフォトレジスト１１の上部に、突起電極形成用の露光マスク１２を対向させる。露光マスク１２の光透過領域は、複数の導体配線２ａの整列方向に、複数の導体配線２ａを横切るように連続した長孔形状を有する。
【００６５】
露光マスク１２の光透過領域を通して露光し、現像することにより、図６（ｄ）に示すように、フォトレジスト１１に、導体配線２ａを横切る長孔状パターン１１ａが開口される。それにより長孔状パターン１１ａ中に、導体配線２ａの一部が露出する。次に、フォトレジスト１１の長孔状パターン１１ａを通して、導体配線２ａの露出した部分に金属めっきを施して、図６（ｅ）に示すように突起電極３ａを形成する。次に、フォトレジスト１１を除去すれば、図６（ｆ）に示すように、導体配線２ａに突起電極３ａが形成されたテープキャリア基板６が得られる。
【００６６】
図６（ｂ）の工程においては、図示するように、基材１の表面に塗布するフォトレジスト１１は、シート状のドライフィルムとして供給され、基材１とともに基材長手方向１８に動かしながら、ローラー１３によりフォトレジスト１１を押圧して基材１に貼り合わせ（ラミネート）する。これにより、導体配線２ａに突起電極３ａをめっき形成するために必要な厚膜のフォトレジスト１１を塗布することができる。ここで、たとえば、導体電極２ａのピッチは４０〜１００μｍ、導体電極２ａの幅は１５〜５０μｍ、導体電極２ａの厚さは８〜１２μｍ、突起電極３ａの高さは７〜１５μｍである。
【００６７】
ここで、テープキャリア基板６の長手方向に整列した複数の突起電極３ａにおいて、導体配線２ａの長手方向の側面と、テープキャリア基板６の長手方向に直交する端面がなす角度が鈍角である。
【００６８】
さらに、テープキャリア基板６の長手方向に整列した複数の突起電極３ａにおいて、導体配線２ａの長手方向に対して平行な突起電極３ａの端面と、テープキャリア基板６の長手方向に直交する端面がなす角度が鈍角をなしている。
【００６９】
この構成によれば、図６（ｂ）において、基材１の表面にシート状のフォトレジスト１１をラミネートする時に、導体配線２ａが基材長手方向に対し斜め方向になっているため、基材１とフォトレジスト１１の間に入った空気を効率よく排出でき、導体配線２ａの近傍に気泡を形成することなく、テープキャリア基板６上にフォトレジスト１１を形成できる。これにより、導体配線にコブの発生を防ぎ、半導体素子の電気特性を確保できるテープキャリア基板を供給することができる。
【００７０】
以上のような構成により、導体配線や突起電極の向きに制約を受けずに、基材からの導体配線の剥離や、突起電極の付け根部分での導体配線の断線を防ぎ、接続信頼性を確保できるとともに、導体配線にコブの発生を防ぎ、半導体素子の電気特性を確保できる半導体装置、配線基板およびその製造方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、配線基板上の導体配線の方向を半導体素子の端面に対し鈍角にすることで、応力の緩和により接続信頼性も向上させることができるという効果を有し、さらに、配線基板上の導体配線の方向を基材長手方向に対し鈍角にすることで、気泡の発生をおさえ電気特性を確保するという効果を有する半導体装置、配線基板およびその製造方法として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す平面図
【図１Ｂ】同半導体装置の一部を示す断面図
【図２Ａ】同半導体装置の図１ＡにおけるＡ部の詳細を示す平面図
【図２Ｂ】同半導体装置の図１ＡにおけるＢ部の詳細を示す平面図
【図３Ａ】同半導体装置の図２ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図３Ｂ】同半導体装置の図２ＢにおけるＤ−Ｄ線に沿った断面図
【図４】本発明の実施の形態２に係るテープキャリア基板の構成を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態４に係るテープキャリア基板の製造方法を示す断面図
【図７Ａ】従来例の半導体装置の構成を示す断面図および平面図
【図７Ｂ】同半導体装置の平面図
【図８】従来例の半導体装置の製造方法を示す断面図
【図９】従来例のテープキャリア基板の構成を示す平面図
【図１０Ａ】従来例のテープキャリア基板の要部の構成を示す平面図
【図１０Ｂ】図１０ＡのＪ−Ｊ線に沿った断面図
【図１１】従来例のテープキャリア基板の製造方法を示す平面図
【図１２】従来例のテープキャリア基板の製造方法を示す断面図
【図１３】従来例の半導体装置を実装する様子を示す断面図
【図１４Ａ】従来例のテープキャリア基板の製造工程の一部を示す断面図
【図１４Ｂ】同製造工程の他の一部を示す平面図
【符号の説明】
【００７３】
１  基材
２、２ａ、２ｂ  導体配線
３、３ａ、３ｂ  突起電極
４  めっき皮膜
５  フィルム基板
６  テープキャリア基板
７  超音波振動方向
８  半導体素子
９  電極パッド
１０  封止樹脂
１１  フォトレジスト
１１ａ  長孔状パターン
１２  突起電極形成用露光マスク
１３  ローラー
１４  気泡
１５  コブ
１６ａ、１６ｂ  突起電極幅
１７ａ、１７ｂ  導体配線幅
１８  基材長手方向
１９  導材端
２０  チップ端
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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