(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯＦ用テープ上に固定されたリードと半導体チップ上のバンプとを位置合わせした後電気的に接続し、該接続部を封止材で封止する半導体装置の製造方法であって、前記ＣＯＦ用テープのリードが前記半導体チップ側に設けられ、前記ＣＯＦ用テープの半導体チップ搭載領域の内側領域に貫通孔を設け、該リードと前記半導体チップ上のバンプとの位置合わせは、前記ＣＯＦ用テープと前記貫通孔を通して直接半導体チップ上のパターンを認識して行い、前記ＣＯＦ用テープの半導体チップ搭載領域の内側領域に貫通孔を設け、この貫通孔に封止材を注入して封止することを特徴とするＣＯＦ型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ オン テープ（Ｃhip Ｏn Ｆilm：以下ＣＯＦという）を用いた半導体装置に関し、特に、ＣＯＦ用テープのチップ搭載面と外部装置接続用ボール（例えばはんだボール）搭載面が同一面に設置された半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴ−ＢＧＡ（Ｔape−Ｂall Ｇrid Ａrray）型パッケージは、ＴＡＢ（Ｔape Ａoutmated Ｂonding）方式を用いた半導体チップを搭載し、この搭載される半導体チップの外側にパッケージの端子であるはんだボールを備えたパッケージである。
主要部材であるポリイミドテープは、半導体チップを搭載するためのデバイスホールを設けている。また、半導体チップと端子間の配線は、テープ上に銅箔をエッチングにより配線パターン及びボールを搭載するランドを形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＴ−ＢＧＡ型パッケージでは、ＴＡＢ方式を用いるため、主要部材であるポリイミドテープに半導体チップサイズ毎に、半導体チップを搭載するためのデバイスホールを設ける必要がある。そのため半導体チップ毎にテープの打ち抜き金型を製作する必要がある。
また、半導体チップのパッドピッチが狭い場合、ＴＡＢ方式を用いたＴ−ＢＧＡ型パッケージは、インナーリードがデバイスホール内に突出しているため、インナーリード曲がりによる不良が発生しやすいという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、テープの加工の標準化を図ることが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、リードの曲がりによる不良を低減することが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、リードの位置決めを容易にすることが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、放熱効率を向上することが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【０００５】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【０００９】
ＣＯＦ用テープ上に固定されたリードと半導体チップ上のバンプとを位置合わせした後電気的に接続し、該接続部を封止材で封止する半導体装置の製造方法であって、前記ＣＯＦ用テープのリードが前記半導体チップ側に設けられ、前記ＣＯＦ用テープの半導体チップ搭載領域の内側領域に貫通孔を設け、該リードと前記半導体チップ上のバンプとの位置合わせは、前記ＣＯＦ用テープと前記貫通孔を通して直接半導体チップ上のパターンを認識して行い、前記ＣＯＦ用テープの半導体チップ搭載領域の内側領域に貫通孔を設け、この貫通孔に封止材を注入して封止するものである。
【００１１】
前述した本発明によれば、ＣＯＦ用テープのデバイスホールを必要としないので、ＣＯＦ用テープの加工の標準化が図れる。
また、ＣＯＦ用テープの半導体チップ搭載領域の内側領域に位置合せ及び放熱効率の向上のための貫通孔を設ける場合、半導体チップサイズに合せることなく、パッケージサイズによって１種類のサイズの貫通孔をあけるので、ＣＯＦ用テープの加工の標準化が図れる。
また、半導体チップ上のパッドと結線するリード（インナーリード）がＣＯＦ用テープ上に固定されているので、リード曲がりによる不良を低減することができる。
【００１２】
以下に、本発明について、本発明の実施形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明の実施形態（実施例）を説明する全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付けその繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態の参考となる半導体装置におけるＣＯＦ用テープの概略構成を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線で切った半導体装置の断面図である。
【００１４】
図１及び図２において、１はＣＯＦ用テープ、１Ａはベーステープ（例えばポリイミドテープ）、１Ｂはスプロケットホール（テープ送り穴）、２は半導体チップ、２Ａは半導体チップ２のパッド上のバンプ（例えばＡｕバンプ）、３はリード（インナーリード：例えば銅箔配線）、４ははんだボール搭載用（外部装置接続用）パッド（ランド）、５はソルダーレジスト（保護膜）、６は封止材（アンダーフィル樹脂）、７ははんだボールである。
【００１５】
半導体装置は、図１及び図２に示すように、ＣＯＦ用テープ１上のリード（インナーリード：例えば銅箔配線）３と半導体チップ２のバッド上のバンプ２Ａ及びはんだボール７とを電気的に接続し、前記半導体チップ２上のバンプ接続部を封止材（例えば樹脂）で封止した半導体装置であって、前記ＣＯＦ用テープ１の半導体チップ搭載面とはんだボール搭載面が同一面に設置され、前記ＣＯＦ用テープ１上のリード３と半導体チップ２上のバンプ２Ａとの接続面及びはんだボール７との接続面（ランド）の表面に錫（Ｓｎ）めっき又は金（Ａｕ）めっきを施し、その上にはんだボール７を設けたものである。
【００１６】
この半導体装置に用いるＣＯＦ用テープ１は、図１及び図２に示すように、半導体チップ２上のバンプ２Ａに対応する間隔でリード３を形成し、幅方向の両端部にスプロケットホール１Ｂが設けられている。
【００１７】
また、前記ＣＯＦ用テープは、例えば、銅箔を接着したポリイミドテープからなる透明なテープに、スプロケットホール１Ａを、例えば、打ち抜き法により設け、その銅箔の表面にリードパターンのレジスト膜を形成し、前記レジスト膜をマスクとして銅箔をエッチングし、その後、銅に錫、半田、金等をメッキすることで得られる。
また、ソルダーレジスト（保護膜）５は、前記半導体チップ２の外側までのサイズであり、前記半導体チップ２の内側にはこないように設けられている。
【００１８】
前記半導体チップ２のバンプと前記リード３との位置合わせは、例えば、図３（ａ）に示すように、１台のカメラ（画像認識装置）１０１を用いて、ＣＯＦ用テープ越しにボンディングステーション（ヒートステージ）１０２に載置されている前記半導体チップ２のパターン及び前記ＣＯＦ用テープ上のリード（インナーリード）３の配線パターンを認識（画像認識）して行う。
【００１９】
このパターン認識の後、図３（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド（ボンディング治工具）１０３を半導体チップ２上に移動させ、半導体チップ２の位置に設定されると、当該ボンディングヘッド１０３を半導体チップ２側に降下させてボンディングを行う。すなわち、前記位置合わせした半導体チップ２上のバンプ及びＣＯＦ用テープ１上のリード３は、高加熱したボンディングステーション１０２のステージとボンディングヘッドのツール熱荷重にて一括ボンディングが行われる。ボンディング後、封止樹脂（アンダーフィル樹脂）６を充填し硬化させる（図２）。その後、はんだボール搭載用パッド４上にはんだボールを搭載し、所定の大きさに切断する。
【００２０】
また、前記半導体チップ２のバンプと前記リード（インナーリード）３との位置合わせは、例えば、図４（ａ）に示すように、両面認識の画像認識装置（例えば両面撮影用カメラ）１０１Ａを、ＣＯＦ用テープ１のリード３側面と、ボンディングステーション（ヒートステージ）１０２に載置されている前記半導体チップ２との間に挿入して、前記半導体チップ２のパターン及び前記ＣＯＦ用テープ上のリード（インナーリード）３の配線パターンを認識（画像認識）することにより、認識精度を向上さることができる。そして、図４（ｂ）に示すように、前記画像認識装置（両面撮影用カメラ）１０１Ａを退避させてボンディングヘッド（ボンディング治工具）１０３を半導体チップ２上に移動させ、半導体チップ２の位置に設定されると、当該ボンディングヘッド１０３を半導体チップ２側に降下させてボンディングを行う。
【００２１】
この半導体装置によれば、ＣＯＦ用テープ１のデバイスホールを必要としないので、ＣＯＦ用テープ１の加工の標準化が図れる。
また、半導体チップ２のパッドと結線するリード３がＣＯＦ用テープ１上に固定されているので、リード３の曲がりによる不良を低減することができる。
【００２２】
図５は、本発明の一実施形態の半導体装置におけるＣＯＦ用テープの概略構成を示す平面図、図６は、図５のＢ−Ｂ線で切った半導体装置の断面図である。
本実施形態の半導体装置は、図５及び図６に示すように、前述した半導体装置において、前記ＣＯＦ用テープ１の半導体チップ搭載領域の内側領域に貫通孔８を設け、その貫通孔８に封止材（アンダーフィル樹脂）６を充填したものである。
【００２３】
このように構成することにより、前記図３（ａ）に示す１台のカメラ（画像認識装置）１０１を用いて、ＣＯＦ用テープ越しにボンディングステーション（ヒートステージ）１０２に載置されている前記半導体チップ２のパターン及び前記ＣＯＦ用テープ上のリード（インナーリード）３の配線パターンを認識（画像認識）して行う場合において、前記参考技術のようにＣＯＦ用テープ１越しに透視して半導体チップ２のパターンを認識するのではなく、貫通孔８を通して直接半導体チップ２上のパターンをカメラ１０１で撮像するので、位置の認識精度を向上させることができる。
また、貫通孔８を設けることにより、封止材（アンダーフィル樹脂）６を低圧で充填することができ、かつ、放熱効率を向上させることができる。
【００２４】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、前述した参考技術の変形例となる半導体装置の概略構成を示す平面図、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図７（ｂ）のＣ−Ｃ線で切った断面図であり、図８（ａ）は参考技術の変形例の断面図、図８（ｂ）は前述した実施の形態の変形例の断面図である。
本変形例の半導体装置は、図７及び図８に示すように、前述した実施の形態の半導体装置において、前記ＣＯＦ用テープ１の半導体チップ搭載と反対側面に補強材９を接着剤９Ａで貼り付けて設けたものである。この補強材９として、熱伝導のよい材料、例えば、金属材（銅板）を用いると、より放熱効率を良くすることができる。
このように構成することにより、薄い半導体装置の強度を補強材９で補強するとともに放熱効率を向上することができる。
【００２５】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例となる半導体装置の概略構成を示す平面図、図１０は、図９（ｂ）のＤ−Ｄ線で切った断面図である。
本変形例の半導体装置は、図９及び図１０に示すように、前記変形例の半導体装置において、前記ＣＯＦ用テープ１の半導体チップ搭載と反対側面に設けた補強材９に貫通孔１０を設けて封止材（アンダーフィル樹脂）６を充填したものである。このように貫通孔８及び貫通孔１０を設けることにより、封止材（アンダーフィル樹脂）６を低圧で充填することができ、かつ、さらに放熱効率を向上することができる。
【００２６】
図１１は、本発明の実施形態の半導体装置の実装状態を示す側面図であり、図１２は、図１１の要部の拡大図である。
本発明の実施形態の半導体装置は、図１１及び図１２に示す半導体装置と同様に、前記実施形態及びその変形例の半導体装置において、搭載された半導体チップ２の厚さをはんだボール７の高さの３分の２（２／３）以下にしたものである。
【００２７】
前記半導体チップ２の厚さは、例えば、０．２８ｍｍ、ＣＯＦ用テープ１のベーステープの厚さは、例えば、３８μｍ、はんだボール７との接続面（ランド）４の厚さは、例えば、８μｍである。その上に施される錫めっきの厚さは、例えば、０．４８μｍである。
【００２８】
前記はんだボール７の大きさは、例えば、径（φ）０．６ｍｍであり、配置ピッチは、例えば、１ｍｍピッチである。前記半導体チップ２の厚さは、はんだボール７の径（φ）よりも薄い。例えば、前記半導体チップ２の厚さがはんだボール７の径（φ）の２／３〜１／３程度の厚さが好ましい。
【００２９】
このように、搭載された半導体チップ２の厚さをはんだボール７の高さの３分の２（２／３）以下にすることにより、図１１に示すように、実装基板２０と半導体チップ２との間に隙間ができるので、実装基板と半導体チップの衝突による破損不良を防止できる。
【００３０】
以上、本発明者によってなされた発明を、実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡潔に説明すれば、下記のとおりである。
本発明によれば、ＣＯＦ用テープの加工の標準化が図れる。これにより、ＣＯＦ用テープの加工費を低減することができる。
また、リード曲がりによる不良品を低減することができる。これにより、ＣＯＦ用テープの歩留及び装置の組立歩留を向上することができる。
また、リード位置が固定しているため、リード曲がりによる不良品を低減することができる。これにより、ＣＯＦ用テープの歩留及び狭いパッドピッチの製品が可能となる。
また、リードと半導体チップのバンプとの位置合わせ方法を簡略化し、ＣＯＦ型半導体装置の組立性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の参考となる半導体装置におけるＣＯＦ用テープの概略構成を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線で切った半導体装置の断面図である。
【図３】  半導体チップのバンプとリードとの位置合わせ方法を説明するための図である。
【図４】  半導体チップのバンプとリードとの位置合わせ方法の別の方法を説明するための図である。
【図５】  本発明の実施形態の半導体装置におけるＣＯＦ用テープの概略構成を示す平面図である。
【図６】  図５のＢ−Ｂ線で切った半導体装置の断面図である。
【図７】  前述した参考技術の変形例となる半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】  図７（ｂ）のＣ−Ｃ線で切った断面図である。
【図９】  本発明の実施形態の変形例となる半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図１０】  図９（ｂ）のＤ−Ｄ線で切った断面図である。
【図１１】  本発明の実施形態の半導体装置の実装状態を示す側面図である。
【図１２】  図１１の要部の拡大図である。
【符号の説明】
１…ＣＯＦ用テープ                １Ａ…テープベース
１Ｂ…スプロケットホール          ２…半導体チップ
２Ａ…バンプ                      ３…リード（インナーリード）
４…はんだボール接続面（ランド）  ５…ソルダーレジスト（保護膜）
６…封止材（アンダーフィル樹脂）  ７…はんだボール
８…テープベースの貫通孔          ９…補強材
９Ａ…接着剤                      １０…補強材の貫通孔
２０…実装基板                    １０１…カメラ（画像認識装置）
１０１Ａ…両面撮影用カメラ        １０２…ボンディングステーション
１０３…ボンディングヘッド
【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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