JP2000307033A

JP2000307033A - 半導体装置及びｉｃカード

Info

Publication number: JP2000307033A
Application number: JP11485399A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kaiya; 寛海谷; Toshiyuki Yoda; 敏幸誉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置及びＩＣカードに関し、安価で寸
法精度のよい半導体装置及びＩＣカードを提供すること
を目的とする。【解決手段】基板１２と、該基板に搭載された半導体
素子１４と、該半導体素子を覆う封止樹脂１６と、該封
止樹脂の中央頂部部分をほぼ平坦にするために該封止樹
脂の上に載せられたシート１８とを備え、該基板１２は
封止樹脂の広がりを制限するために半導体素子を向いて
立った側壁２０を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びＩＣ
カードに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣカードは半導体装置を取り付けたカ
ード基体とからなる。カード基体は半導体装置を収納す
るための収納用凹部を有する。半導体装置は、基板と、
基板に搭載された半導体チップと、半導体チップを覆う
封止樹脂とからなるＩＣモジュールとして構成される。
この半導体装置がカード基体の収納用凹部に配置され、
収納用凹部の壁に接着される。

【０００３】半導体装置はＴ字状の断面形状を有する。
封止樹脂の部分がＴ字の垂直辺に相当し、基板の部分が
Ｔ字の水平辺に相当する。半導体装置が封止樹脂の部分
を内側に向けてカード基体の収納用凹部に挿入される。
封止樹脂及び基板の内面側の部分がカード基体の収納用
凹部にぴったりと嵌まり、基板の外面がカード基体の表
面と同一面になるようになっている。基板の外面は導体
面となっている。

【０００４】ＩＣカード用の半導体装置は比較的に小さ
いものであり、そして上記したようにカード基体の収納
用凹部にぴったりと嵌まるように形成されていなければ
ならない。特に、封止樹脂の頂部面及び周囲輪郭は収納
用凹部の壁面に適合するように形成されていなければな
らない。そのために、半導体チップを樹脂で封止すると
きに封止樹脂の最終形状が寸法精度よく得られるように
注意を払わなければならない。

【０００５】特開平１０−２５０２７６号公報は、薄型
の半導体装置を得るために、基板の上に枠状のスペーサ
を配置し、硬化前の軟らかい封止樹脂を基板の上で枠状
のスペーサの内部に配置し、封止樹脂の上にシートを載
せ、シートの上からプレートによって封止樹脂を押圧
し、封止樹脂の周辺部を枠状のスペーサに向かって押し
出しつつ樹脂の頂部を平坦にする方法が開示されてい
る。

【０００６】また、枠状のスペーサの代わりに、基板に
金属のダム枠を取り付けておき、硬化前の軟らかい封止
樹脂を基板の上でダム枠の内部に配置し、封止樹脂を上
から押圧して、封止樹脂の周辺部をダム枠に向かって押
し出しつつ樹脂の頂部を平坦にする方法が知られてい
る。また、半導体製品には、製品を識別するために表示
を捺印するのが一般的である。しかし、ＩＣカード用半
導体装置のような小さいものに捺印する場合、通常は硬
化した封止樹脂の上に捺印している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報に記載さ
れた半導体装置の製造方法では、枠状のスペーサとシー
ト及びプレートを使用して封止樹脂を押圧し、封止樹脂
の高さ及び周辺形状を整えるようになっている。封止樹
脂の押圧が終了したら、プレートを封止樹脂から持ち上
げ、枠状のスペーサを封止樹脂から取り外す。

【０００８】しかし、硬化前の軟らかい封止樹脂は押圧
時に枠状のスペーサに接触し、接着された状態になる。
そこで、封止樹脂の押圧後に枠状のスペーサを封止樹脂
から取り外そうとしても、枠状のスペーサを封止樹脂か
ら取り外すことができない。あるいは、封止樹脂の一部
が枠状のスペーサに付着して引っ張られ、折角整えた封
止樹脂の形状が崩れる。さらに、この公報では、封止樹
脂の押圧後にシートを封止樹脂から剥がし、封止樹脂を
加熱して硬化させると記載されている。しかし、実際に
は、シートを封止樹脂から剥がすことはできない。シー
トを封止樹脂から無理に剥がすと、封止樹脂の一部がシ
ートに付着して引っ張られ、折角整えた封止樹脂の形状
が崩れる。

【０００９】また、枠状のスペーサの代わりに、基板に
金属のダム枠を取り付けておき、封止樹脂をダム枠を使
用して成形する場合にも、ダム枠を封止樹脂から取り外
す必要がないので、上記した問題はない。しかし、ダム
枠は高価な部品であり、ダム枠を使用すると、半導体装
置のコストが高くなる。また、硬化した封止樹脂の表面
には凹凸があり、封止樹脂の表面に表示を捺印した場
合、文字の切れやかすれにより読みにくい。また、封止
樹脂以外の部分に表示を捺印できる領域はない。

【００１０】本発明の目的は、安価で寸法精度のよい半
導体装置及びＩＣカードを提供することである。本発明
の他の目的は、表示を捺印するのに適したシートを有す
る半導体装置及びＩＣカードを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、基板と、該基板に搭載された半導体素子と、該半導
体素子を覆う封止樹脂と、該封止樹脂の中央頂部部分を
ほぼ平坦にするために該封止樹脂の上に載せられたシー
トとを備え、該基板は、絶縁層と、該絶縁層に積層され
た導体層とを含み、該半導体素子は該絶縁層に搭載さ
れ、該絶縁層はスリットを有し、該スリットの側壁は半
導体素子を向いて立っていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、本発明によるＩＣカードは、カード
基体と、上記した特徴を有する半導体装置とからなるも
のである。この構成において、半導体素子を封止樹脂で
封止するときに、プレート等の押圧用治具によってシー
トの上から封止樹脂を押圧し、封止樹脂の高さを整え、
基板の周辺部に設けられた側壁によって封止樹脂の周辺
形状を整えることができる。封止樹脂の押圧後には押圧
用治具を取り外すだけでよく、押圧用治具はシートから
簡単に取り外される。シート及び側壁は封止樹脂に付着
したままで残され、製品の一部になる。こうして、本発
明によれば、安価で寸法精度のよい半導体装置及びその
ような半導体装置を搭載したＩＣカードを得ることがで
きる。

【００１３】好ましくは、該スリットは該絶縁層に該半
導体素子のまわりに非連続的な環状に設けられる。該絶
縁層は該半導体素子と該スリットとの間に複数の穴を有
し、複数のワイヤが該複数の穴を通って該半導体素子と
該導体層とを接続する。好ましくは、該シートは表示を
含む。すなわち、半導体製品の識別するための表示が該
シートに捺印されている。従って、小さな半導体装置で
あっても、文字の切れやかすれのない読みやすい表示を
得ることができる。

【００１４】好ましくは、該シートは平坦である。ある
いは、該シートは緩いテーパの部分を含む。例えば、シ
ートは円錐形状の窪みを有するように形成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について図面
を参照して説明する。図１は本発明の実施例によるＩＣ
カード５０を示す平面図である。図２はＩＣカード５０
を示す断面図である。ＩＣカード５０は、カード基体５
２と、カード基体５２に取り付けられた半導体装置１０
とからなる。半導体装置１０は概略Ｔ字状の断面形状を
有し、カード基体５２も概略Ｔ字状の断面形状の収納用
凹部５４を有する。収納用凹部５４は、中央底壁部分５
４ａと、周辺底壁部分５４ｂとを有する。半導体装置１
０がＴ字の垂直辺を内側に向けてカード基体５２の収納
用凹部５４に挿入される。半導体装置１０はカード基体
５２の収納用凹部５４に嵌まり、Ｔ字の水平辺の外面が
カード基体５２の表面と同一面になるようになってい
る。

【００１６】図３は本発明の実施例による半導体装置１
０を示す断面図である。図４は半導体装置１０を示す斜
視図である。半導体装置１０は、基板１２と、基板１２
に搭載された半導体素子（この場合半導体チップ）１４
と、半導体素子１４を覆う封止樹脂１６と、封止樹脂１
６の中央頂部部分をほぼ平坦にするために封止樹脂１６
の上に載せられたシート１８とを備えている。シート１
８は封止樹脂１６の中央頂部部分に接着されている。基
板１２は封止樹脂１６の広がりを制限するために半導体
素子を向いて立った側壁２０を有する。

【００１７】より詳細には、基板１２は、ベーステープ
層（絶縁層）１２ａと、ベーステープ層１２ａに積層さ
れた導体層１２ｂとを含む。ベーステープ層１２ａは例
えばポリイミドフィルムで作られ、導体層１２ｂは銅の
薄膜で作られ、導体層１２ｂはベーステープ層１２ａに
接着されている。半導体素子１４はベーステープ層１２
ａに例えば熱硬化性樹脂で接着されている。

【００１８】図５は基板１２のベーステープ層１２ａを
示す平面図である。図６は基板１２の導体層１２ｂを示
す平面図である。図５及び図６においては、基板１２の
ベーステープ層１２ａ及び導体層１２ｂはスプロケット
ホール１２ｃを有する連続したＴＡＢテープ１２ｔの一
部として示されている。個々の半導体装置１０の基板１
２を形成するために、ＴＡＢテープ１２ｔは図５及び図
６に示された導体層１２ｂの外形線に沿って切断され
る。

【００１９】ベーステープ層１２ａは、中央に位置する
半導体素子１４の搭載領域１２ｄと、ベーステープ層１
２ａの搭載領域１２ｄとベーステープ層１２ａの外周縁
との間に設けられた環状のスリット１２ｅと、搭載領域
１２ｄとスリット１２ｅとの間に設けられた複数の穴１
２ｆとを有する。スリット１２ｅは半導体素子１４の搭
載領域１２ｄのまわりに非連続的な環状に設けられる。
図３はスリット１２ｅ及び穴１２ｆを通る基板１２の断
面を示している。

【００２０】基板１２の側壁２０はスリット１２ｅの側
壁２０からなる。側壁２０はスリット１２ｅとともに基
板１２の半導体素子１４の搭載領域１２ｄのまわりにほ
ぼ環状に延びる。ベーステープ層１２ａの側壁２０は、
基板１２の製造工程において、ベーステープ層１２ａの
所定の位置に金型加工によりスリット１２ｅをあけてお
き、ベーステープ層１２ａとメッキからなる導体層１２
ｂを貼り合わせることで容易に製造できる。

【００２１】導体層１２ｂは線１２ｇによって示された
絶縁部又はスリットによって区分された導体部分１２ｈ
を有する。ベーステープ層１２ａの複数の穴１２ｆは導
体層１２ｂの複数の導体部分１２ｈにそれぞれオーバー
ラップする位置にある。図３に示されるように、ボンデ
ィングワイヤ２２がベーステープ層１２ａの穴１２ｆを
通って半導体素子１４の電極パッドと導体層１２ｂの導
体部分１２ｈとを電気的に接続する。導体層１２ｂの絶
縁部又はスリット１２ｇはかなり狭く形成されており、
複数の導体部分１２ｈはベーステープ層１２ａの下面を
ほぼ全面的に覆っている。

【００２２】封止樹脂１６は熱硬化性の樹脂で作られ、
半導体素子１４及びボンディングワイヤ２２を保護して
いる。封止樹脂１６は中央部分が高く、周辺部分はなだ
らかにテーパーし、テーパーした周辺部分の底部は基板
１２の側壁２０でせき止められている。実施例において
は、スリット１２ｅの幅は５００μｍであり、ベーステ
ープ層１２ａの厚さ（側壁２０の高さ）は７５μｍであ
る。シート１８は厚さ２５μｍのポリイミドフィルムで
ある。

【００２３】基板１２の導体層１２ｂが外側を向いた状
態で半導体装置１０がＩＣカード５０のカード基体５２
の収納用凹部５４に挿入される。封止樹脂１６の中央頂
部部分に取り付けられたシート１８は平坦であり、且つ
所定の面積を有するので、収納用凹部５４の中央底壁部
分５４ａにぴったりと着座する。さらに、半導体装置１
０の基板１２のベーステープ層１２ａの側壁２０よりも
外側の部分は、平坦であり、ＩＣカード５０のカード基
体５２の収納用凹部５４の周辺底壁部分５４ｂにぴった
りと着座する。従って、半導体装置１０の基板１２の導
体層１２ｂは外側を向き、カード基体５２の表面と同一
面になる。

【００２４】さらに、シート１８は表示２４を含む。す
なわち、半導体製品の識別するための表示２４がシート
１８に捺印されている。従って、小さな半導体装置１０
であっても、文字の切れやかすれのない読みやすい表示
２４を得ることができる。図７から図９は上記した半導
体装置１０の製造方法を説明する図である。図１０は図
７の半導体装置の一部の拡大図である。図１１は図９の
半導体装置の一部の拡大図である。

【００２５】図７及び図１０において、半導体素子１４
を基板１２に搭載し、ボンディングワイヤ２２で半導体
素子１４と基板１２の導体層１２ｂとを電気的に接続し
た後、半導体素子１４及びボンディングワイヤ２２を覆
うように封止樹脂１６を塗布する。封止樹脂１６は未硬
化状態であり、半導体素子１４の上の中央部分が高い、
山状の形状に塗布する。封止樹脂１６は、その周辺部分
がスリット１２ｅあるいは側壁２０に達しないようにし
ておく。

【００２６】それから、スペーサ６０を基板１２の外周
部に載せる。あるいは、スペーサ６０を基板１２が置か
れている支持台（図示せず）上に置く。封止樹脂１６の
中央頂部部分がスペーサ６０よりも高くなるように、封
止樹脂１６を塗布しておく。スペーサ６０の高さは最終
形体の封止樹脂１６の高さに設定する。図８において、
シート１８を封止樹脂１６の中央頂部部分に載せ、表面
の平坦な例えばガラス板のような押圧用治具６２によ
り、シート１８の上から矢印Ａの方向に封止樹脂１６を
押圧する。押圧用治具６２はスペーサ６０に達するまで
一定量降下し、スペーサ６０に達して停止する。押圧さ
れた封止樹脂１６は横方向（外方向）へ広がる。

【００２７】横方向に広がろうとする封止樹脂１６は、
基板１２のベーステープ層１２ａの側壁２０にせき止め
られ、横方向への広がりが制限されることになる。同様
に、封止樹脂１６が塗布から硬化までの間に溶融して広
がる場合にも、横方向への広がりが側壁２０によって制
限されることになる。その結果、封止樹脂１６は側壁２
０に接着する。

【００２８】図９及び図１１において、押圧用治具６２
は矢印Ｂの方向に封止樹脂１６から持ち上げられ、スペ
ーサ６０は矢印Ｃに示されるように基板１２から取り外
される。シート１８は封止樹脂１６を押圧したときに押
圧用治具６２と封止樹脂１６とが接着しないように封止
樹脂１６と押圧用治具６２との間に挟んで使用されるも
ので、押圧後は封止樹脂１６に接着されて半導体装置１
０側に残ったままの状態となる。

【００２９】それから、封止樹脂１６を硬化させること
で、所定の高さと広がりの封止樹脂１６を有する半導体
装置１０を得ることができる。シート１８は封止樹脂１
６の表面に平坦な滑らかな表面を与え、表示２４を設け
るのに適したものになる。表示２４を予め捺印したシー
ト１８を押圧に用いてもかまわないし、あるいは、封止
樹脂１６の硬化後に、封止樹脂１６の上のシート１８に
表示２４を捺印しても構わない。ただし、封止樹脂１６
の硬化や、捺印後に熱をかける工程がある場合、耐熱性
に優れたシート材料を用いる必要がある。

【００３０】本発明では、封止樹脂１６の硬化前に封止
樹脂１６を一定量押圧し、そして、封止樹脂１６の流れ
出しを止めるために基板１２に側壁２０を設けてある。
これにより、従来の高価なダム枠を用いることなく所定
の高さと広がりの封止樹脂を有する半導体装置１０を得
ることができる。また、シート１８に表示２４を捺印す
るため、凹凸のある樹脂上の文字捺印と比べて、文字の
切れやかすれといった問題がなくなる。

【００３１】図１２は本発明の他の実施例の半導体装置
１０の製造方法を示す図である。図１３は図１２の製造
方法により製造された半導体装置１０を示す図である。
この半導体装置１０は、、基板１２と、基板１２に搭載
された半導体素子１４と、半導体素子１４を覆う封止樹
脂１６と、封止樹脂１６の中央頂部部分をほぼ平坦にす
るために封止樹脂１６の上に載せられたシート１８とを
備えている。シート１８は封止樹脂１６の中央頂部部分
に接着されている。基板１２は封止樹脂１６の広がりを
制限するために半導体素子を向いて立った側壁２０を有
する。

【００３２】この実施例では、押圧用治具６２の押圧面
の中央部分がわずかに円錐状に湾曲している。従って、
この押圧用治具６２で押圧されたシート１８と封止樹脂
１６の上部とが円錐状に窪んでいる。すなわち、シート
１８は緩いテーパの部分を含む。このテーパは中央から
外側へ行くにつれて上方へ上がっている。樹脂硬化の際
にボイド（気泡）６４ができると、ボイド６４はシート
１８づたいに上昇して封止樹脂１６外へ抜けていき、封
止樹脂１６内に残ることはない。従って、ボイド（気
泡）６４がシート１８の下に溜まり、製品の信頼性に悪
影響を及ぼすようなことがない。押圧用治具６２の形状
をわずかに変形させるだけで、容易にこの形状を得るこ
とができる。

【００３３】また、前述の例ではシート１８はポリイミ
ドで作られた例を説明したが、封止樹脂１６の押圧と表
示２４の捺印ができれば、シート１８を他の材料、例え
ばＰＥＴ材、で作ってもよい。さらに、シート１８はプ
ラスチックフィルムに限らず、織布や不織布でもよく、
シート１８の材料を限定するものではない。さらに、図
１４に示されるように、シート１８を多孔質シートで作
れば、シート１８を前の例のようにテーパをもった形状
にしなくても、発生したボイドがシート１８から抜けて
いき、信頼性の高い半導体装置１０を得ることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
封止樹脂の上にシートを載せ、基板に封止樹脂の流れ出
しを制限するための側壁を設けたので、従来の高価なダ
ム枠を用いることなく所定の高さと広がりをもった封止
樹脂を有する半導体装置及びそのような半導体装置を含
むＩＣカードを得ることができる。また、シートに表示
を設けることができ、明瞭な表示を有する半導体装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるＩＣカードを示す平面図
である。

【図２】ＩＣカードを示す断面図である。

【図３】本発明の実施例による半導体装置を示す断面図
である。

【図４】図３の半導体装置を示す斜視図である。

【図５】基板のベーステープ層を示す平面図である。

【図６】基板の導体層を示す平面図である。

【図７】半導体装置の製造方法の１工程を示す断面図で
ある。

【図８】図７の工程の次の工程を示す断面図である。

【図９】図８の工程の次の工程を示す断面図である。

【図１０】図７の半導体装置の一部の拡大図である。

【図１１】図９の半導体装置の一部の拡大図である。

【図１２】本発明の他の実施例による半導体装置の製造
方法を示す断面図である。

【図１３】図１２の製造方法により製造された半導体装
置を示す断面図である。

【図１４】シートの変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…半導体装置１２…基板１２ａ…ベーステープ層１２ｂ…導体層１２ｄ…半導体素子の搭載領域１２ｅ…スリット１４…半導体素子１６…封止樹脂１８…シート２０…側壁２２…ボンディングワイヤ２４…表示５０…ＩＣカード５２…カード基体５４…収納用凹部６０…スペーサ６２…押圧用治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C005 MA14 MA18 NB13 NB31 NB34 PA03 RA03 RA15 RA16 RA19 4M109 AA01 BA05 CA06 CA26 DA03 DB16 GA03 GA07 5B035 BA03 BA04 BB09 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板に搭載された半導体素子
と、該半導体素子を覆う封止樹脂と、該封止樹脂の中央
頂部部分をほぼ平坦にするために該封止樹脂の上に載せ
られたシートとを備え、該基板は、絶縁層と、該絶縁層
に積層された導体層とを含み、該半導体素子は該絶縁層
に搭載され、該絶縁層はスリットを有し、該スリットの
側壁は半導体素子を向いて立っていることを特徴とする
半導体装置。
【請求項２】該スリットは該絶縁層に該半導体素子の
まわりに非連続的な環状に設けられることを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】該絶縁層は該半導体素子と該スリットと
の間に複数の穴を有し、複数のワイヤが該複数の穴を通
って該半導体素子と該導体層とを接続することを特徴と
する請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】該シートは表示を含むことを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】該シートは緩いテーパの部分を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】半導体装置と、該半導体装置を取り付け
たカード基体とからなるＩＣカードであって、該半導体
装置は、基板と、該基板に搭載された半導体素子と、該
半導体素子を覆う封止樹脂と、該封止樹脂の中央頂部部
分をほぼ平坦にするために該封止樹脂の上に載せられた
シートとを備え、該基板は絶縁層と、該絶縁層に積層さ
れた導体層とを含み、該半導体素子は該絶縁層に搭載さ
れ、該絶縁層はスリットを有し、該スリットの側壁は半
導体素子を向いて立っていることを特徴とするＩＣカー
ド。