JP2000243789A - Ｂｇａ用テープキャリア及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体チップの中央部に電極が設けられたＢＧ
Ａパッケージの構造において、給電ラインに沿って水分
が半導体チップの端子電極側に進入するのを防止し、パ
ッケージ信頼性の向上、特に耐湿性の向上を図る。 【解決手段】リード及びランドを含む回路パターン２２
と、これに電気めっきを施すための給電ライン１３とか
ら成る配線パターン８が一体にテープ基材７上に設けら
れ、電気めっき後に回路パターン２２と給電ライン１３
との電気的導通を切断すべく給電ライン１３と交差する
形で打ち抜き部１７又は２０が形成され、そして前記配
線パターン側の面にフィルムエラストマ３が接着されて
成るテープキャリア２において、前記打ち抜き部１７又
は２０に露出している給電ライン１３を樹脂１５又はエ
ラストマの接着剤１６で覆い、給電ライン１３からの水
分の進入を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テープキャリアを
用いたＢＧＡパッケージに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在半導体パッケージの小型化に伴い、
チップサイズにほぼ等しい大きさのパッケージが幾種類
も開発されている。そのなかでも、米国テセラ（ＴＥＳ
ＳＥＲＡ）社が考案したマイクロ・ボール・グリッド・
アレイ（μＢＧＡ）パッケージは信頼性の高いパッケー
ジとして近年注目が集まっている。

【０００３】図８（ａ）はμＢＧＡパッケージの構造例
を示す断面図、（ｂ）は上面図及び（ｃ）は下面図であ
る。構造的には、半導体チップ１、テープキャリア２、
両者を固定しているエラストマ（低弾性樹脂）３、半導
体チップの端子電極４の部分を保護する封止剤５、パッ
ケージの電極となる半田ボール６からなる。即ち、μＢ
ＧＡパッケージは、テープＢＧＡタイプのＣＳＰ（Chip
Size Package ）であり、半導体チップ１とＴＡＢテー
プから成るテープキャリア２の間にエラストマ３を介
し、さらに半導体チップ１とテープキャリア２の間にお
いては、端子電極４と給電ライン１３とをＳ字に形成し
たリード９で接続した構造を有する。このμＢＧＡ技術
では、半導体チップ１とテープキャリア２の間にエラス
トマ３を介在させていることから、パッケージとプリン
ト基板間に生じる熱応力を緩和することができ、半田ボ
ール接合部の寿命を向上させることができる。

【０００４】一方、μＢＧＡパッケージ構造における上
記エラストマの形成方法は、従来では、ＴＡＢテープ上
にシリコーン系エラストマを印刷しその上に接着剤を塗
布していた。このため、作業性が悪く、プロセスが複雑
であった。即ち、テープキャリア上に液状シリコーン樹
脂を印刷（塗布、硬化）してエラストマを形成するが、
厚膜印刷のため平坦性が得られ難く、またチップマウン
ト時に再度接着剤印刷が必要などの問題があった。

【０００５】そこで本出願人は、この問題を解決するた
め、チップ接着剤を兼ねたフィルムエラストマ（フィル
ム状のエラストマ）、即ち両面接着が可能なフィルムエ
ラストマをプレスで打ち抜き、ＴＡＢテープに貼り付け
る方法を開発している。

【０００６】図９（ａ）は複数個のＢＧＡが連結された
長さを有するテープキャリアのうちのＢＧＡ一個分の配
線パターンを示す断面図、（ｂ）は平面図である。テー
プキャリア２は、ポリイミドフィルムから成るテープ基
材７とその上の導体層により形成された配線パターン８
とから成り、配線パターン８の一部を構成し半導体チッ
プの端子電極４と電気的に接続されるリード９、該リー
ドが片持ち梁状に延在されるホール１０、半田ボール６
を搭載するためのビアホール１１、配線パターン８の一
部を構成するランド部１２、これらの配線パターン８の
部分に電気めっきを施すための給電ライン１３、金めっ
き（電気Ａｕめっき層）１４、及び電気めっき後に給電
ライン１３を切断する外形抜き部１７を備えている。

【０００７】上記テープキャリア２の製造方法は、テー
プ基材７を打ち抜きボンディングホール１０やビアホー
ル１１を形成後、導体層をラミネートし、フォトエッチ
ング法により、導体層にリード９、ランド１２、給電ラ
イン１３などの配線パターン８を形成する。そして、給
電ライン１３を利用して配線パターン８に電気金めっき
１４を行った後、最後に、図９（ｃ）に示す如く外形抜
き部１７を形成することにより給電ライン１３の切断を
行う。

【０００８】その後、上記テープキャリア２には、その
配線パターン８の存在する側の面に両面接着性のシート
エラストマ３を貼り付けることにより、図１０（ａ）、
（ｂ）に示すようにシートエラストマ３を形成する。こ
のとき、シートエラストマ３はテープキャリア２からは
み出さないよう形成される。

【０００９】次に図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、
上記エラストマ付きテープキャリア２に、シートエラス
トマ３の存在する側から半導体チップ１を接合する。そ
して、半導体チップ１の端子電極４とテープキャリアの
リード９とを接合し、接合した半導体チップの端子電極
４及びリード９を封止剤５により封止する。そして、半
田ボール６をテープキャリア２のランド１２の部分に搭
載し、最後に個片切断ライン１９（図９（ｃ）参照）を
切断して、個片のＢＧＡパッケージとする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たテープキャリアを用いたＢＧＡパッケージには、以下
のような問題がある。

【００１１】即ち、パッケージ完成後に、耐湿性を評価
するためＰＣＴ（Pressure CookerTest）を行うと、図
１０中に矢印で示すように、パッケージの外部に露出し
ている給電ライン１３から水分が進入し、半導体チップ
１の端子電極４と接続しているリード９にまで水分が到
達し、半導体チップ１の端子電極４の腐食が発生すると
いう問題がでてきた。従って、これらの問題を解決する
ためのパッケージ構造が求められている。

【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、特にチップの中央部に電極が設けられたＢＧＡパッ
ケージの構造を得る場合において、給電ラインからの水
分の進入を防止して、パッケージ信頼性の向上、特に耐
湿性の向上を図ったＢＧＡ用テープキャリア及びこれを
用いた半導体装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＢＧＡ用テープキャリアは、テープ基材
と、前記テープ基材上に設けられた配線パターンであっ
て、半導体チップの端子電極と電気的に接続されるリー
ド、半田ボールを搭載するランド、及び前記リードと前
記ランドを接続する結線部とからなる回路パターンと、
これらの回路パターンに電気めっきを施すための給電ラ
インを有して成る配線パターンと、電気めっき後に電気
的導通を切断すべく給電ラインと交差するように形成さ
れた打ち抜き部と、前記配線パターンの存在する側の面
に接着されたフィルムエラストマと、前記打ち抜き部に
露出している給電ラインを覆った樹脂とを備えた構成の
ものである（請求項１）。

【００１４】前記打ち抜き部は、個片化用の外形抜き部
で兼用されている形態であってもよいし（請求項２）、
あるいは、個片化用の外形抜き部と前記ランドとの間に
おいて形成されている形態であってもよい（請求項
４）。

【００１５】前記打ち抜き部が個片化用の外形抜き部で
兼用されている形態である場合には、前記給電ラインを
覆う樹脂が前記エラストマの接着剤のはみだしから成る
構成であってもよい（請求項３）。

【００１６】前記打ち抜き部と前記ランドとの間におい
て前記給電ラインにおける前記打ち抜き部側の部分を除
去し、その除去部分を前記フィルムエラストマで密封し
た構成とすることもできる（請求項５）。

【００１７】本発明のＢＧＡ用テープキャリアによれ
ば、パッケージの外部に露出している給電ラインからの
水分の進入がなくなるので、半導体チップの端子電極と
接続しているリードにまで水位分が到達し、半導体チッ
プの端子電極の腐食が発生するという問題を回避するこ
とができる。

【００１８】本発明のＢＧＡ用テープキャリア（請求項
１、２、３、４又は５）を用い、そのフィルムエラスト
マ上に半導体チップをマウントし、前記リードを半導体
チップの中央部に設けられている端子電極と接続するこ
とにより、端子電極の腐食のない高信頼性の半導体装置
を容易に得ることができる（請求項６）。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の要旨は、ＢＧＡパッケー
ジにおいてパッケージ外部に露出しているテープキャリ
アの給電ライン部を、封止剤などの樹脂で埋め込んだ構
造にある。

【００２０】以下、本発明を図示の実施の形態に基づい
て説明する。

【００２１】（実施形態１）図１に本発明のＢＧＡ用テ
ープキャリアの構成を、図２にそれを用いたＢＧＡパッ
ケージの構造の一例を示す。

【００２２】図１に示すＢＧＡ用テープキャリアの基本
的構造は、既に図８及び図９で説明したものと同じであ
る。即ち、テープキャリア２は、テープ基材７と、その
片面上に設けられた配線パターン８とから成り、配線パ
ターン８は、半導体チップ１の端子電極４と電気的に接
続されるリード９と、半田ボール６を搭載するランド１
２と、そしてリード９及びランド１２間を接続する結線
部２１とからなる回路パターン２２（図９（ｂ））を有
すると共に、これらの回路パターン２２のランド１２等
に電気めっき１４を施すための給電ライン１３を有す
る。また、テープキャリア２は、電気めっき後に電気的
導通を切断すべく給電ライン１３と交差するように形成
された外形抜き部１７（図９（ｃ））から成る打ち抜き
部と、前記配線パターン８の存在する側の面に接着され
たフィルムエラストマ３とを具備する。

【００２３】しかし、上記外形抜き部１７に露出してい
る給電ライン１３を覆った樹脂１５を備えている点で、
図８及び図９のものと異なる。

【００２４】このテープキャリア２は下記の方法により
製造される。まず、テープ基材７を打ち抜いてボンディ
ングホール１０やビアホール１１を形成後、導体層をラ
ミネートし、フォトエッチング法により、導体層にリー
ド９、ランド１２、給電ライン１３などの配線パターン
８（図９（ｂ）参照）を形成する。次いで、給電ライン
１３を利用して電気金めっき１４を行った後、パンチに
より図９（ｃ）に示す外形抜き部１７を形成することに
より給電ライン１３の切断を行う。

【００２５】その後、テープキャリア２の配線パターン
８の存在する側の面に、両面接着性のフィルムエラスト
マ３を貼り付ける。このフィルムエラストマ３は、多孔
質コアの両面に接着剤を形成した連続テープ状のエラス
トマからプレスでシート状に打ち抜いたものを用いる。

【００２６】次に、上記エラストマ付きテープキャリア
２において、打ち抜き部である外形抜き部１７の打ち抜
き端面からフィルムエラストマ３の端面にかけて樹脂１
５を塗布する。これにより外形抜き部１７に露出してい
る給電ライン１３の端部を樹脂で覆い、外部雰囲気から
遮断する。

【００２７】かくして、図１のＢＧＡ用テープキャリア
を得る。

【００２８】既に図１０で説明したように、従来ではテ
ープキャリア２の外形抜き部１７の端面には給電ライン
１３が露出しており、耐湿性の試験を行うと、水分が給
電ライン１３を伝わりリード９まで到達し、半導体チッ
プの電極４を腐食させてしまう。しかし、本発明により
図１に示すように、給電ライン１３の露出部に封止剤な
どの樹脂１５を塗布し、給電ライン１３の露出をなくし
樹脂で埋めると、水分の進入を防ぐことができる。

【００２９】図２に上記ＢＧＡ用テープキャリアを用い
たＢＧＡパッケージの構造例を示す。図２のＢＧＡパッ
ケージも既に図８で説明したものと基本的に同じ構造で
あり、ＢＧＡ用テープキャリア２には上記図１の構成の
ものが用いられている。

【００３０】このＢＧＡパッケージは次のようにして製
造される。まず、上記エラストマ付きテープキャリア２
に、フィルムエラストマ３の存在する側から半導体チッ
プ１を接合しマウントする。半導体チップ１は、両面接
着フィルムたるエラストマ３を介してテープキャリア２
に接着される。

【００３１】次いで、テープキャリア２のリード９をＳ
字に形成して半導体チップ１の端子電極４と接続する。
即ち、ボンディングツールがリード９のノッチ２４を切
断し、さらにリード９をＳ字状に形成して電極４上で熱
と超音波によりボンディング（Ａｕ／Ａｌ）する。

【００３２】次に、接合した半導体チップ１の端子電極
４及びリード９を封止剤５により封止する。そして、半
田ボール６をテープキャリア２のランド１２の部分に搭
載し、最後に個片切断ライン１９（図９（ｃ）参照）を
切断して、個片のＢＧＡパッケージとする。

【００３３】このＢＧＡパッケージでは、本発明によ
り、給電ライン１３の露出部が樹脂１５中に埋められ封
止されているので、水分の進入を防ぐことができる。従
って、耐湿性の試験を行っても、従来のように水分が給
電ライン１３を伝わってリード９まで到達することがな
く、半導体チップの電極４の腐食を防止することができ
る。

【００３４】上記図２の実施形態では、個片に切断する
前に樹脂１５を塗布したが、ＢＧＡパッケージの組み立
てにおいては、半導体チップ１をテープキャリア２に搭
載した後で、樹脂１５を塗布することもできる。

【００３５】（実施形態２）図３に第２の実施形態を示
す。これは給電ライン１３が外形抜き部１７に露出した
ままとなるのを防ぐ方法として、上記エラストマ３の接
着剤１６を外形抜き部１７の端面にはみ出させることに
より、給電ライン１３を接着剤１６内に埋め込み、水分
の進入を阻止する方法である。

【００３６】その目的で、図１に示すようにエラストマ
３をテープキャリア２に形成する際には、給電ライン１
３を打ち抜いた位置から弾性体であるエラストマ３がは
み出るように、操作を加える。具体的には、エラストマ
３の両面に接着剤層を形成し、あるいはエラストマ３の
全体を接着剤１６で作成しておき、熱や荷重をかける。
これにより接着剤１６をはみ出させて、給電ライン１３
を当該接着剤１６中に埋め込ませ、給電ライン１３の露
出を防ぐ。この方法を用いれば、上述の実施形態１又は
後述する実施形態２で行っている樹脂１５の塗布工程を
省略することができるため、より簡便な方法で給電ライ
ン１３の露出を防ぐことができる。

【００３７】（実施形態３）図４、図５に第３の実施形
態を示す。これは、電気めっき後に電気的導通を切断す
るための打ち抜き部２０を、上記実施形態１、２の如く
個片化用の外形抜き部１７と兼用させずに、別個のもの
として、パッケージの内部側に設けた実施形態例であ
る。

【００３８】即ち、テープキャリア２には、パッケージ
の内部、正確には個片化用の外形抜き部１７とランド１
２との間において、給電ライン１３と交差するスリット
の形で給電ライン打ち抜き部２０が形成されており、そ
の給電ラインを打ち抜いた部分２０に、封止剤としての
樹脂１５が塗布されて、給電ライン１３の露出が防止さ
れる。

【００３９】このように給電ライン打ち抜き部２０の形
成位置をパッケージの内部側とし、その給電ライン打ち
抜き部２０を樹脂１５で埋めることにより、給電ライン
１３の露出をなくし、該給電ライン１３からの水分の進
入を防ぐことができる。

【００４０】（実施形態４）図６、図７に第４の実施形
態を示す。これは外形抜き部１７とランド１２との間に
おいて給電ライン１３における上記外形抜き部１７側の
部分を除去し、その除去部分２３を上記フィルムエラス
トマ３で密封した構造としたものである。

【００４１】まず、図７（ａ）に示すように、給電ライ
ン１３に切り込み１８を金型などで入れる。そして、当
該切り込み１８の所を境目にして、給電ライン１３の外
形抜き部１７側の部分（はぎ取り部分）１３ａをはぎ取
って除去する。図７（ｂ）に、はぎ取った後のテープ基
材７の表面を除去部分２３として示す。こうしてポリイ
ミドから成るテープ基材７を残して給電ライン１３のみ
切断を行ったテープキャリア２を形成する。

【００４２】このテープキャリア２を用い、その給電ラ
イン１３の存在する側の面に、両面に接着層を有するフ
ィルムエラストマ３を接着する。このようにすることに
より、図６に示す如く、給電ライン１３のはぎ取り部分
１３ａをはぎ取った後のテープ基材表面である除去部分
２３に、フィルムエラストマ３の一部が変形して入り込
んで埋めることになり、給電ライン１３も同時に密封さ
れる。よって、フィルムエラストマ３の形成と同時に給
電ライン１３の埋め込みが可能になり、より簡便な方法
で給電ライン１３の露出をなくすことができる。

【００４３】上記図６、図７では、外形抜き部１７とラ
ンド１２との間において給電ライン１３における外形抜
き部１７側の部分を除去したが、図４、図５の如く電気
めっき後に電気的導通を切断する打ち抜き部２０を独立
に設けた形態においては、その打ち抜き部２０とランド
１２との間において給電ライン１３における打ち抜き部
２０側の部分を除去した形態とすることもできる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＢＧＡ用
テープキャリア及びそれを用いた半導体装置によれば、
打ち抜き部に露出してくる給電ラインを樹脂で覆って外
部雰囲気中に露出しないようにしているので、従来生じ
ていた給電ラインを伝わってパッケージ内部に入ってく
る水分の進入を防ぐことができる。このため、パッド電
極における腐食の発生をなくし、パッケージの耐湿性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るＢＧＡ用テープ
キャリアの断面図である。

【図２】図１のＢＧＡ用テープキャリアを用いた本発明
のＢＧＡ半導体装置の断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係るＢＧＡ用テープ
キャリアを用いたＢＧＡ半導体装置の左側断面図であ
る。

【図４】本発明の第３の実施形態に係るＢＧＡ用テープ
キャリアを用いたＢＧＡ半導体装置の左側断面図であ
る。

【図５】図４の半導体装置の部分平面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係るＢＧＡ用テープ
キャリアを用いたＢＧＡ半導体装置の左側断面図であ
る。

【図７】図６の半導体装置の製造工程の一部を示したも
ので、（ａ）ははぎ取り用の切り込みを入れた状態を示
した平面図、（ｂ）は給電ラインの一部をはぎ取った後
の状態を示した平面図である。

【図８】従来のＢＧＡ半導体装置を示したもので、
（ａ）はその断面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は下面図
である。

【図９】従来のＢＧＡ用テープキャリアを示したもの
で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は外形抜き前の平面
図、（ｃ）は外形抜き後の平面図である。

【図１０】従来のＢＧＡ半導体装置を示したもので、
（ａ）はその断面図、（ｂ）は下面図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ ２ テープキャリア ３ エラストマ ４ 端子電極 ５ 封止剤 ６ 半田ボール ７ テープ基材 ８ 配線パターン ９ リード １２ ランド １３ 給電ライン １４ 金めっき １５ 樹脂 １６ エラストマの接着剤 １７ 外形抜き部 ２０ 打ち抜き部 ２１ 結線部 ２２ 回路パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M109 AA02 BA05 CA05 DA07 EE02 EE03 5F044 MM03 MM07 MM16 MM25 MM35 MM48 NN09 RR18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テープ基材と、前記テープ基材上に設けら
   れた配線パターンであって、半導体チップの端子電極と
   電気的に接続されるリード、半田ボールを搭載するラン
   ド、及び前記リードと前記ランドを接続する結線部とか
   らなる回路パターンと、これらの回路パターンに電気め
   っきを施すための給電ラインを有して成る配線パターン
   と、電気めっき後に電気的導通を切断すべく給電ライン
   と交差するように形成された打ち抜き部と、前記配線パ
   ターンの存在する側の面に接着されたフィルムエラスト
   マと、前記打ち抜き部に露出している給電ラインを覆っ
   た樹脂とを備えたことを特徴とするＢＧＡ用テープキャ
   リア。
2. 【請求項２】請求項１記載のＢＧＡ用テープキャリアに
   おいて、前記打ち抜き部が個片化用の外形抜き部で兼用
   されていることを特徴とするＢＧＡ用テープキャリア。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のＢＧＡ用テープキャ
   リアにおいて、前記給電ラインを覆う樹脂が前記エラス
   トマの接着剤のはみだしから成ることを特徴とするＢＧ
   Ａ用テープキャリア。
4. 【請求項４】請求項１又は２記載のＢＧＡ用テープキャ
   リアにおいて、前記打ち抜き部が個片化用の外形抜き部
   と前記ランドとの間において形成されていることを特徴
   とするＢＧＡ用テープキャリア。
5. 【請求項５】請求項１、２又は４記載のＢＧＡ用テープ
   キャリアにおいて、前記打ち抜き部と前記ランドとの間
   において前記給電ラインにおける前記打ち抜き部側の部
   分を除去し、その除去部分を前記フィルムエラストマで
   密封したことを特徴とするＢＧＡ用テープキャリア。
6. 【請求項６】上記請求項１、２、３、４又は５記載のＢ
   ＧＡ用テープキャリアを用い、そのフィルムエラストマ
   上に半導体チップをマウントし、前記リードを半導体チ
   ップの中央部に設けられている電極と接続したことを特
   徴とする半導体装置。