JP2004200596A - フレキシブル配線基板を用いた半導体装置、その実装方法および実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップなどのチップ部品同士の短絡を防ぎつつも、フレキシブル配線基板を確実に折り曲げて固定し、信頼性の高い半導体装置を確実に実装する方法を提供する。
【解決手段】フレキシブルフィルムで構成されたベース材料と、前記ベース材料の表面に形成された配線パターン４とを備えたフレキシブル配線基板１と、前記配線パターンに接続するように、前記フレキシブル配線基板に搭載された第１および第２の半導体チップとを具備し、前記フレキシブル配線基板は、折り曲げられ、前記第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂの上面が常温で粘着性を有する接着剤層を介して当接せしめられて固定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル配線基板を用いた半導体装置、その実装方法およびその実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップや電子部品を実装する基板として、折り曲げが可能で自由に形状を変えることのできるフレキシブルプリント配線基板（以下、フレキシブル配線基板）がある。
【０００３】
このフレキシブル配線基板を用いた製品としては、小型・薄型・軽量を要求される携帯電話、パソコン、カメラ、腕時計、ＰＤＡ等があり、液晶パネルなどのデバイスにも用いられている。
【０００４】
これらの製品・デバイスにフレキシブル配線基板を用いることにより、限られた筐体内に回路基板を収納しやすいという利点がある。
【０００５】
このようなフレキシブル配線基板を筐体内に収めるために、部品の搭載されていない部分で、基板を折り曲げ、折り畳む技術が提案されており、折り畳む際に発生するストレスによる配線の断線を回避し、安定して精度よく折り畳むと共にその状態を保持するためのさまざまな方法が提案されている。
例えば、この断線を回避する手段として、図１９に示すように、フレキシブル配線基板１の配線パターン４を覆うソルダレジスト５の材質を、可撓性を持つ耐屈曲性に優れたもの（例えばアクリル系樹脂、ウレタン樹脂、これらで変性させたエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂材料）とし、部品を配置しない折り曲げライン２を設け、この折り曲げラインの両側には複数の部品搭載領域３を設け、半導体チップ６を実装後、この折り曲げライン２で折り曲げた構造が提案・実用化されている。
【０００６】
例えば、フレキシブル配線板の曲げ部分において低付着性の一時的接着剤を使用して、曲げ部分を固定するようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、フレキシブル配線基板の表面に半導体チップを搭載し、折り重ねられたフレキシブル基板間に絶縁性材料からなる接着剤を充填した構造も提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１６８２７１
【特許文献２】
特開２００１−２１７３８８
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれも、折り曲げ後、固着するに際し位置ずれが生じ易いという問題があった。
また、半導体装置の薄型化に伴い、接着剤層が薄くなると上記技術の場合、半導体チップ同士の短絡が生じ易いという問題があった。また、部品点数の増大に伴い、半導体チップ同士が近接して設けられることから、不要輻射（Electromagnetic Interference:EMI）が誤動作の原因として問題になっている。これらの問題に対して、フィルタリングやシールディングといった製品全体としての対策も施されているが、部品点数増大・コスト増大等の観点から、ＬＳＩパッケージとしてのノイズ抑制が強く要請されている。
【００１０】
このように、ＬＳＩの微細化及び、動作周波数の高速化に伴い、ラッチアップ対策、ノイズ対策が大きな問題となってきている。
【００１１】
このように配線が細く、薄いフレキシブル配線基板に半導体チップを搭載しフレキシブル配線基板を折り込む場合、位置精度と、半導体チップ同士あるいは配線との短絡不良の問題、ノイズの問題などがあった。
【００１２】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、微細化、薄型化に際して高精度で信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、半導体チップなどのチップ部品同士の短絡を防ぎつつも、フレキシブル配線基板を確実に折り曲げて固定し、信頼性の高い半導体装置を確実に実装する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、電気的特性を変化することなく、微細で信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【００１５】
さらにまた、フレキシブル配線基板に対し確実に１８０度折り畳み・固定を実現することのできる実装装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の半導体装置では、フレキシブルフィルムで構成されたベース材料と、前記ベース材料の表面に形成された配線パターンとを備えたフレキシブル配線基板と、前記配線パターンに接続するように、前記フレキシブル配線基板に搭載された第１および第２の半導体チップとを具備し、前記フレキシブル配線基板は、前記第１および第２の半導体チップの上面が常温で粘着性を有する接着剤層を介して当接するように折り曲げられていることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、機械的に折り曲げた状態で形状を保持できるため、高精度で位置ずれのない半導体装置を提供することが可能となる。
【００１８】
また、機械的に折り曲げた状態で形状を保持できるため、折り曲げ部に局部的に応力が集中しないように、基板サイズ、部品実装状態に応じて、材料又は構造で折り曲げ曲率を制御することができ、折り曲げ部への応力集中による配線パターンの断線を回避することができる。
【００１９】
また、本発明の半導体装置は、上記構成に加え、ほぼ直角に２箇所で折り曲げ、粘着性の接着剤層で固定しており、配線に１８０度に近い折れが生じるようなこともなく、断線を防止し、歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【００２０】
さらにまた、本発明の半導体装置は、前記接着剤層の間に、絶縁性フィルムからなる中間層シートを含みその両面に接着剤層が介在するようにしたことから、張り合わせ後、機械的応力、熱流動などにより接着剤層が薄くなり、チップ部品の上面同士が接触して非絶縁状態になるのを防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明の半導体装置は、前記接着剤層が、熱硬化性樹脂を含むようにしており、折り曲げ、粘着性を持つ接着剤層で固定し、その状態のまま熱圧着、オーブン加熱などの方法でこの接着剤を熱処理することにより、はんだリフローに耐える接着保持力を保つことができ、位置ずれがなく高精度で信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。ここで接着剤層としてはガラス転移温度の高い１５０〜２５０℃の熱硬化型のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等を用いるのが望ましい。
【００２２】
さらにまた本発明の半導体装置は、この接着剤層に、無機フィラーを含むようにしているため、部品からの発熱を、接着剤層を介して放熱することが可能となる。無機フィラーとしては熱伝導性が良好であることから、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウムなどが適用可能である。
【００２３】
また、本発明の半導体装置は、この接着剤層に、金属微粉末やカーボンなどを含有させたり、中間層シートとして導電性層を含むようにし、導電路を形成しており、シールド効果をもたせることができ、対向する半導体集積回路から対向する半導体集積回路への不要輻射（ＥＭＳ、ＥＭＩ）の影響を防止することができる。また隣接する回路から及び回路への不要輻射の影響も同様に防止することができる。
【００２４】
また本発明の半導体装置は、この導電路が、グランドに接続されるようにしたので、グランド強化をはかることができ、回路特性の向上をはかることができる。
【００２５】
また本発明の半導体装置は、このフレキシブル配線基板は断面コの字状に折り曲げられているようにしており、薄型で信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【００２６】
さらに、本発明の方法では、フレキシブルフィルムで構成されたベース材料の表面に形成された配線パターン上に、少なくとも一方の上面に常温で粘着性を有する接着剤層を形成した、第１および第２の半導体チップを上面が相対向するように位置あわせして搭載する工程と、前記第1および第2の半導体チップの上面が前記接着剤層を介して当接するように折り曲げる工程と、加熱により前記接着剤層を硬化させる工程とを含むことを特徴とする。
【００２７】
かかる方法によれば常温で粘着性を有する接着剤層を用いて第１および第２の半導体チップを固着しているため、位置ずれがなく信頼性の高い半導体装置を形成することが可能となる。
【００２８】
また本発明の半導体装置の実装方法は、この折り曲げる工程後、一旦折り曲げ力を解放した後、前記接着剤層を硬化させる工程を実行する。
【００２９】
これにより、位置決め仮固定と、固着とが順次行われるため、容易に高精度の実装が可能となる。
【００３０】
また、本発明の半導体装置の実装方法は、この折り曲げる工程後、この折り曲げ力を解放するに先立ち、前記接着剤層を硬化させる工程を実行するようにしており、接着剤層の粘着性がそれほど高くなくても高精度の固定が可能となる。
【００３１】
望ましくは、本発明の半導体装置の実装方法は、前記第1および第2の半導体チップは、いずれも表面に接着剤層が形成されており、前記折り曲げる工程は、前記第1および第2の半導体チップ間に、導電路を含む中間層シートを介して、前記第1および第2の半導体チップの上面同士を固着するようにしており、容易に中間層を介した半導体チップ同士の固着が可能となる。
【００３２】
また、本発明の半導体装置の実装方法は、折り曲げる工程の前または後に、前記導電路と前記第1または第2の半導体チップとの電気的接続を行なう工程を含むようにしておりおり、シールドあるいはグランドとの接続が容易かつ確実に達成可能である。
【００３３】
本発明の実装装置は、フレキシブルフィルムで構成されたベース材料と、前記ベース材料の表面に形成された配線パターンとを備えたフレキシブル配線基板上に、第1および第2の半導体チップを位置あわせして搭載する搭載手段と、前記半導体チップの搭載されたフレキシブル配線基板を、接着剤層を介して前記第1および第2の半導体チップの上面が当接するように折り曲げる、折り曲げ手段と、前記接着剤層を硬化させる加熱手段とを具備したことを特徴とする。
【００３４】
かかる構成によれば、容易に信頼性の高い実装が可能となる。
【００３５】
望ましくは、本発明の半導体装置の実装装置は、前記折り曲げ手段に、前記フレキシブル配線基板の折り曲げ部の外側に形状記憶材料を当接させるように構成すれば、前記フレキシブル配線基板を加熱することにより前記形状記憶材料の形状を記憶された状態に戻すようにすれば、半田リフロー温度など高温時にフレキシブル配線基板が熱変形したときに、記憶させた元の形状に戻るようにすることにより、折り曲げ部分が強固かつ折り曲げ精度が悪くても、最終的に基板に搭載した実装部品をリフロー半田付けする際に形状記憶材料の力を借りて期待した形状に折り曲げることが可能となる。
【００３６】
このようにして、配線に１８０度に近い折れが生じるようなこともなく、断線を防止し、歩留まりの高い半導体装置を形成することが可能となる。
【００３７】
また、フレキシブル配線基板の折り曲げ部はその折り曲げのエッジラインを境に物理的または化学的構造が異なるように構成すれば、特別に保護テープなどで補強する必要もなく、信頼性の高い半導体装置を形成することができる。また配線パターンへの影響もなく同一厚さで形成することができるため、信頼性の向上をはかることができる。
【００３８】
また、この折り曲げ部の表層の片面にフレキシブル配線基板よりも剛性の高い基材を貼着することによって形成すれば、この基材の幅の分、折り曲げ部に平面を形成することができ、９０度折りを２度繰り返し、角状に折り曲げることができる。したがって配線が最大９０度に折れる程度に折れ角を抑えることができるため、従来のフレキシブル配線基板のように局部的に１８０度折りになることがなくなり、折り曲げ部の応力集中による配線パターンの断線不良をより確実に抑えることができる。
【００３９】
また、フレキシブル配線基板表面を覆うように全面に形成されたソルダレジストの材質が、折り曲げのエッジとなるエッジラインを境に異なるように形成すれば、ソルダレジストの厚さも配線パターンも変更することなく、容易に折り曲げの容易なフレキシブル配線基板を得ることが可能となる。
【００４０】
また、ソルダレジストが、前記基板表面でほぼ同じ膜厚を有し、前記折り曲げ部の中間部が他の部分よりもやわらかい（剛性の低い）材質となるように構成されるようにすれば、折り曲げ部の位置精度が向上し、かつ折り曲げ部に柔軟性があるので配線パターンの断面を回避することができる。
【００４１】
また、ソルダレジストは前記基板表面でほぼ同じ膜厚を有し、前記折り曲げ部の中間部が他の部分よりも硬い材質となるように構成すれば、折り曲げ部の位置精度の向上をはかることができ、かつフレキシブル配線基板の折り曲げ時に硬いソルダレジストの幅の分折り曲げ部に平面ができるため、フレキシブル配線基板は９０度折りを２度繰り返し、角状に折り曲げる構造を再現性よく実現することができる。
【００４２】
また２本のエッジラインの端部から内側にむけて切り欠きが形成されていることを特徴とする。これにより折り曲げ範囲が明確になり、折り曲げ精度の向上をはかることができる。
【００４３】
望ましくはエッジラインの両サイドから内側に向かって切り欠きを形成するようにしてもよい。また、この切り欠きはこのエッジラインを接線にもつ円弧状に形成してもよく、これにより、折り曲げ範囲が明確となる。
またこの構成により局所的な折れが発生しにくくなり、配線パターンの断線を防止することができる。
【００４４】
また、この切り欠きはＶ字状に形成してもよい。この構造によれば、より折り曲げ範囲が明確となり折り曲げ精度が向上する。さらにまた端面にＶ字状の切り欠きを設けたことで、山谷がはっきりした形状を作ることが可能となり、折り曲げ後の形状ばらつきを小さくすることができる。
【００４５】
またフレキシブル配線基板の２本のエッジラインの端部から外方にむけて突出部を形成すれば、突出部に沿って折り曲げるため折り曲げ範囲が明確になり、折り曲げ精度の向上をはかることができる。また突出部にも配線の引き回しを行うことで、配線を太くすることが可能となり、断線の防止を図ることが可能となる。
【００４６】
ここで突出部分は折りたたみ後、折りたたみ部の内側に挿入するようにしており、これにより実装面積の増大もない。
【００４７】
また、上記フレキシブル配線基板上に、少なくともひとつの半導体チップを搭載し占有面積が小さく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００４８】
また望ましくは、前記フレキシブル配線基板は、２個の貫通孔を有し折り曲げ形成され、相対向する面上で前記２つの貫通孔が重なるように形成すれば、折りたたんだとき上下に相対向して重なり合うように貫通孔を配置しておくようにしており、折りたたみ精度の向上をはかることが可能となる。なお断面コの字状に折り曲げてもよくまた曲率をもって折りたたむようにしてもよい。
【００４９】
望ましくは、前記折り曲げ手段は、前記フレキシブル配線基板の折り曲げ部の内側に棒状体を当接させながら、折り曲げるように構成すれば、折り曲げ部の形状を一定に保つことができる。この棒状体は円柱状あるいは半円柱状としており、これにより一定の曲率Ｒをもった状態で折りたたむことが可能となる。
【００５０】
また、切り欠きを有するフレキシブル配線基板上に半導体装置を搭載して半導体装置を形成する装置では、折り曲げ手段が、前記フレキシブル配線基板の前記切り欠きに符合する突起を具備した冶具を備えていれば、折り曲げ時にフレキシブル配線基板を固定することができるため、折りたたみ形状の安定化をはかることが可能となる。
【００５１】
またエッジラインから突出部を有するフレキシブル配線基板上に半導体装置を搭載して半導体装置を形成する際には、フレキシブル配線基板の前記突出部を把持する把持具を具備するようにしておりこれにより、実装が容易となる。
【００５２】
また、折りたたんだときに重なる位置に貫通孔を有するフレキシブル配線基板上に半導体装置を搭載する際には、折り曲げ手段が、前記フレキシブル配線基板の前記貫通孔を貫通するように形成されたスティックを具備した実装装置を用いるようにしており、折り曲げ時の位置決めが正確かつ容易に実行できる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、図１９に示した従来例の半導体装置における部材と同一の部材については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５４】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の半導体装置は図１に示すように、フレキシブル配線基板１に第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂを搭載し、フレキシブル配線基板１を折り曲げて、シリコーン変性エポキシ樹脂からなる粘着性を有する接着剤層１０を介して、この第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂの上面同士を固定し、熱硬化させて固定したことを特徴とするものである。ここで上面とはフレキシブル配線基板１に接続する側の反対の面をいうものとする。
【００５５】
ここで用いられるフレキシブル配線基板１は、図２に示すように、銅箔からなる配線パターン４の形成されたポリイミドフィルムをベース材料として用い、これに折り曲げ補助部を設けたものである。このフレキシブル基板１表面の、配線パターン４のチップ搭載領域を除く表面全体がソルダレジストで覆われているが、折り曲げ部のエッジラインＥＬ（ＥＬ１，ＥＬ２）を境に、折り曲げを容易にする折り曲げ補助部として、平行に形成された２本のエッジラインＥＬで囲まれた領域の表面を第１のソルダレジスト７で覆い、それ以外の領域を第１のソルダレジスト７よりもやわらかい第２のソルダレジスト５で覆って構成している。
【００５６】
この半導体装置は、粘着性を有する接着剤層で半導体チップが固定されているため、高精度で位置ずれがない。
またこのフレキシブル配線基板１は、エッジラインＥＬで囲まれた領域の表面がそれ以外の領域よりも硬い第１のソルダレジスト７で覆われているため、これらのエッジラインＥＬで９０度折り曲げが容易にできるようになっている。
【００５７】
次に、このフレキシブル配線基板１の製造方法について説明する。
まず、ポリイミドフィルムからなるベース材料としてのフレキシブル基板１に厚さ５〜２５μｍの銅箔を貼着し、この銅箔の表面にレジストを塗布しフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。
【００５８】
そしてこのレジストパターンをマスクとして銅箔をエッチングし、配線パターン４を形成する。
【００５９】
そしてこの後、半導体チップ搭載領域３およびエッジラインＥＬとなる領域で囲まれた領域にテープなどでマスキングし、光または熱硬化型のエポキシ樹脂からなる第１のソルダレジスト７を塗布形成する。こののちテープを剥離し、柔軟性のある樹脂（例えばウレタンシリコーンなど）で変成させた、光又は熱硬化型のエポキシ樹脂からなる第2のソルダレジスト５をエッジラインＥＬとなる領域で囲まれた領域に塗布形成する。
【００６０】
そしてこれら第1および第2のソルダレジストを硬化しフレキシブル配線基板が完成する。
【００６１】
次にこのフレキシブル配線基板を用いた半導体装置の実装方法について説明する。
【００６２】
まず、ここで半導体装置の実装に用いられる実装装置について説明する。
この実装装置は、第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂを搭載するためにフレキシブル配線基板１を水平面上に支持する支持台１１と、半導体チップ６の搭載されたフレキシブル配線基板の一部を押し上げる押し上げ板１４とを具備してなる（図１３（ａ）参照）。
【００６３】
この押し上げ板１４は、通常はフレキシブル配線基板の支持台１１の一部を構成しており、支持棒１３に取り付けられ、この支持棒１３を支点としてエッジラインＥＬを境にフレキシブル配線基板１を押し上げるように回動可能に形成されている。なおこの支持棒１３は支持台表面に対して垂直に形成された摺動面１３Ｓに沿って摺動しつつ回転するようになっている。
【００６４】
またこの押し上げ板１４は図１３（ｂ）に示すように、スプリング１５によって押し上げられるように構成されており、一方固定側は真空吸引手段１２によって支持台１１にフレキシブル配線基板１の一部を固定するように構成されている。
【００６５】
図１３（ａ）に示すように、この実装装置の支持台１１に前述したように形成されたフレキシブル配線基板１を載置し、チップ搭載領域に露呈せしめられた配線パターン４上に、第1および第2の半導体チップ６ａ、６ｂをフリップチップで搭載する。ここで第１の半導体チップ６ａの上面には前述したような接着剤層１０が塗布される。
【００６６】
そして、一旦真空吸引手段１２を停止し、フレキシブル配線基板１のエッジラインＥＬ１が支持棒１３の摺動面に符合するように、再度位置あわせを行い、再び真空吸引手段１２を駆動し固定する。そして、これを図１３（ｂ）に示すように、スプリング１５を開放し押し上げ板１４を押し上げる。このようにしてフレキシブル配線基板１がエッジラインＥＬ１を境に曲げられる。
【００６７】
そして、これを図１３（ｃ）に示すように、９０度曲げられると、再度真空吸引手段１２を停止し、フレキシブル配線基板１のエッジラインＥＬ２が支持棒１３の摺動面に符合するように、位置をずらして、再度位置あわせを行い、再び真空吸引手段１２を駆動し固定する。
【００６８】
そして、これを図１３（ｄ）に示すように、スプリング１５を開放し押し上げ板１４を押し上げる。このようにしてフレキシブル配線基板１がエッジラインＥＬ２を境にさらに９０度曲げられる。
この状態で、熱圧着し（２００℃１分間程度）、接着剤層を熱硬化させて、そのまま固着する。
【００６９】
このようにして図２に示すような半導体装置が形成される。
【００７０】
このようにして、エッジラインＥＬ１，ＥＬ２で９０度づつ折り曲げられ、高精度に折り曲げられた状態でそのまま接着剤層を介して固着され高精度で信頼性の高い半導体装置を形成することが可能となる。
【００７１】
またかかる構成によれば、ソルダレジストの硬さを変えることにより、これらの境界線を折り曲げ補助部とし、９０度の折り曲げを容易にしているため、折り曲げ部への応力集中による断線を回避することができる。
【００７２】
また、折り曲げ補助部を、エッジラインでほぼ直角に折り曲げ可能となるようにしているため、配線に１８０度に近い折れが生じて、断線を招いたりすることなく、歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【００７３】
また、エッジラインを境にソルダレジストの物理的構造または化学的構造が異なるように構成し、硬さを変えているため、特別に保護テープなどで補強する必要もなく、信頼性の高い半導体装置を形成することができる。また配線パターンへの影響もなく同一厚さで形成することができる。
【００７４】
なお、前記実施の形態では、粘着性樹脂によって固着した後、すぐに熱圧着したが、粘着性樹脂によって固着した後、折り曲げを終了し、後続工程を経て、半田リフロー工程において、リフローのための熱（２００℃以上約１分間）により熱硬化させることによっても、粘着性層の存在により位置ずれがないため、信頼性の高い接続が可能となる。
【００７５】
また、前記実施の形態では、粘着性層としてシリコーン変性エポキシ樹脂を用いたがこの他シリコーン系樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、セルロース樹脂等を用いることにより、機械的に折り曲げた状態で形状を保持することができ、高精度の実装が可能となる。
【００７６】
さらに耐熱性という観点からはガラス転移温度の高い熱硬化性のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等が適用可能である。このような樹脂を接着剤層として用いるようにすれば、オーブン加熱などの半田リフローのための熱を利用して熱硬化を行うことができる。
【００７７】
また放熱性を考慮すると、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウムなどの無機フィラを含有させるようにするのが望ましい。
【００７８】
これにより発熱を伴う半導体チップ（電子部品）を用いた場合にも放熱性が良好となり、信頼性の向上をはかることが可能となる。
【００７９】
また前記実施の形態では、このフレキシブル配線基板１は、エッジラインＥＬで囲まれた領域をそれ以外の領域よりも硬い第１のソルダレジスト７で覆うようにしたが、逆に、エッジラインＥＬで囲まれた領域をそれ以外の領域よりも柔らかいソルダレジストで覆われるようにしてもよい。
【００８０】
（第２の実施の形態）
前記第１の実施の形態では、第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂの上面に接着剤層１０を介して形成したが、この例では、図３に示すように、接着剤層１０ａの間に銅箔１０ｂを挟み、この銅箔を図示しないグランド線に接続したことを特徴とするものである。
【００８１】
すなわち本実施の形態では、第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂ上に夫々接着剤層１０ａを塗布しておき、折り曲げに際し銅箔１０ｂを挟み込むようにしたことを特徴とする。
【００８２】
また、前記第１の実施の形態ではソルダレジストの組成を変え、この境界がエッジラインＥＬ１、ＥＬ２となるようにしたが、本実施の形態のフレキシブル配線基板は、ソルダレジストは全面にわたって同じ組成のものを用い、図３に示すように、折り曲げ補助部として、折り曲げ部の表層にフレキシブル配線基板１よりも剛性の高い基材７Ｓを貼着し、この基材の幅の分、折り曲げ部に平面を形成することができ、９０度折りを２度繰り返し、角状に折り曲げることができるようにしたものである。なおソルダレジストは全体にわたって同一組成をもつ第2のソルダレジスト5で構成している。
【００８３】
なお、他の部分については前記第1の実施の形態と同様に形成される。同一部位には同一符号を付した。
【００８４】
またこのフレキシブル配線基板を用いて実装した半導体装置を図４に示す。
この装置では、グランド線に接続された銅箔からなる中間層１０ｂが介在しているため、シールド性が高く、ノイズの影響を受けたり与えたりすることもない。
【００８５】
また、この装置では、コの字状に折り曲げられたフレキシブル配線基板１の上面側にフレキシブル配線基板１よりも剛性の高い基材７Ｓが貼着されているため、この基材の幅の分、折り曲げ部に平面を形成することができ、９０度折りを２度繰り返し、角状に折り曲げることができる。
【００８６】
従って、配線パターン４が最大９０度に折れる程度に折れ角を抑えることができるため、従来のフレキシブル配線基板のように局部的に１８０度折りになることがなくなり、折り曲げ部の応力集中による配線パターンの断線不良をより確実に抑えることができる。
【００８７】
（第３の実施の形態）
前記第２の実施の形態では、銅箔をグランド線に接続したものを中間層として介在させ、シールド効果をもたせるようにしたが、この例では、図５に示すようにカーボン粒子をシリコ−ン樹脂中に添加して形成した粘着性の接着剤層１０ｑを第１および第２の半導体チップ６ａ、６ｂ間の接続に用いたことを特徴とするものである。
【００８８】
また、前記第１の実施の形態ではソルダレジストの組成を変え、この境界がエッジラインＥＬ１、ＥＬ２となるようにしたが、本実施の形態のフレキシブル配線基板は、図６に示すように、特にエッジラインを持たないフレキシブル配線基板を用い、実装後に図５に示すように、折り曲げ補助部として、形状記憶合金からなる補助具１６を上面から装着し、半田リフロー温度で記憶させた元の形状に戻るようにしたことを特徴とするものである。またこのフレキシブル配線基板は、相対向する位置に貫通孔ｈを具備しており、この貫通孔ｈを符合させることにより、位置合わせを確実にする。
【００８９】
なお、他の部分については前記第１および第2の実施の形態と同様に形成される。同一部位には同一符号を付した。図7および図８はその要部拡大図である。
【００９０】
図7に示すようにフレキシブル配線基板1の折り曲げ部の上面に形状記憶合金からなる補助具１６を装着し、図８に示すように２００℃＋数十℃に昇温することにより、形状記憶状態に戻り、高精度に折り曲げ部が制御された半導体装置となる。
【００９１】
また実装工程を図１４（ａ）および（ｂ）に示す。装置自体は図１３（ａ）および（ｂ）に示した前記第１の実施の形態で説明した実装装置であるが、フレキシブル配線基板を用い、第１の半導体チップ６ａの上面にカーボン粒子を含む接着剤層１０ｑを塗布し、押し上げ板１４を押し上げて折り返し、第１および第２の半導体チップの上面同士を、接着剤層１０ｑを介して固着したことを特徴とするものである。そして実装後に図６に示すように、折り曲げ補助部として、形状記憶合金からなる補助具１６を上面から装着し、半田リフロー温度までに、記憶させた元の形状に戻るようにするものである。この例では支持台１１とはフレキシブル配線基板との間に形状記憶合金１６を用いて挟み、９０度折り曲げを２回実行し、その後リフローがなされ２５０℃程度に加熱される。
【００９２】
これにより形状記憶合金１６が元の形状に戻る際、フレキシブル配線基板の歪も除去され、高精度の折り曲げが可能となる。
【００９３】
このように、実装に際しては、形状記憶合金からなる補助具１６を２５０℃に加熱しコの字形状に成型し形状を記憶させる。そして上面に接着剤層１０ｑを塗布された第１の半導体チップ６ａと第２の半導体チップ６ｂの搭載されたフレキシブル配線基板１と支持台１１との間にこの補助具１６を図１４（ａ）に示すように平坦な形状に戻して挟み込む。
【００９４】
そして図１４（ｂ）に示すように、スプリング１５を開放して押し上げ板１４を押し上げ、前記第１の実施の形態で説明したのと同様に９０度折り曲げを２度実行し、コの字形状をなすように成型する。
【００９５】
この状態における要部拡大図を図７に示す。
図7に示すようにフレキシブル配線基板1の折り曲げ部の上面に形状記憶合金からなる補助具１６が装着されている。
【００９６】
そして、図８に示すように２００℃＋数十℃に昇温することにより、形状記憶状態に戻り、高精度に折り曲げ部が制御された半導体装置となる。
【００９７】
この構成によれば、折り曲げ部の上面から前記フレキシブル配線基板を覆うように形状記憶材料からなる補助具を具備している。このため、半田リフロー温度など高温時にフレキシブル配線基板が熱変形したときに、熱硬化性の接着剤層が硬化し、強固に固着されるとともに、形状記憶材料（補助具）を記憶させた元の形状に戻るようにすることにより、折り曲げ部分が強固かつ折り曲げ精度が悪くても最終的に基板に搭載した実装部品をリフロー半田付けする際に形状記憶材料の力を借りて期待した形状に折り曲げることが可能となる。
【００９８】
（第４の実施の形態）
この例では実装装置の変形例について説明する。
ここでは支持棒１３にフレキシブル配線基板を挟んで相対向するように配置し、折り曲げ部の内側を規定する内側支持棒１７を具備したことを特徴とする。
【００９９】
この実装装置を図１５（ａ）乃至（ｃ）に示す。この装置では内側支持棒１７をフレキシブル配線基板の幅全体を押さえるように形成フレキシブル配線基板の位置ずれを防止している。
【０１００】
なお、他の部分については前記第１および第３の実施の形態と同様に形成される。同一部位には同一符号を付した。
【０１０１】
この構成によれば、折り曲げの内側を内側支持棒１７で規定しているため接着性樹脂の高さを維持し得るように固定することができ、信頼性の高い成型が可能となる。
【０１０２】
（第５の実施の形態）
またこの半導体装置は、図９に示すように、第１および第２の半導体チップの上面同士を固着する接着剤層１０ａに絶縁性のポリイミドフィルム１０ｐを中間層シートとして挟み込み、両者の絶縁性を維持するようにしたことを特徴とするものである。そしてこのフレキシブル配線基板１は断面コの字状に折り曲げ可能なように形成されており、図１０に示すように、２本のエッジラインＥＬの端部から内側にむけてこのＥＬを接線とする円弧状をなすように切り欠き８を具備している。
【０１０３】
なお、他の部分については前記各実施の形態と同様に形成される。同一部位には同一符号を付した。
【０１０４】
ここで実装に用いられる実装装置を図１６（ａ）乃至（ｃ）に示す。図１５（ａ）乃至（ｃ）に示した実装装置では内側支持棒１７をフレキシブル配線基板の幅全体を押さえるように形成したが、この例では切り欠きに符合するように側方支持部１８を切り欠き８を符合させてフレキシブル配線基板の位置ずれを防止している。
【０１０５】
このようにして実装された半導体装置を図９に示す。
この例では、中間層としてポリイミドシート１０ｐを介在させているため、第１および第２の半導体チップの絶縁性は確保される。
この例でも形状記憶合金で構成した補助具１６を装着して折り曲げ成型し、最後にこの補助具を取り外すようにしてもよい。
【０１０６】
これにより折り曲げ範囲が明確になり、折り曲げ精度の向上をはかることができる。
【０１０７】
また局所的な折れが発生しにくくなり、配線パターンの断線を防止することができる。
【０１０８】
（第６の実施の形態）
前記第５の実施の形態では、円弧状に切り欠きを形成するようにしたが、図１１に示すように、エッジラインＥＬの端部から内側にむかってＶ字状をなすようにに形成してもよい。
なお、他の部分については前記各実施の形態と同様に形成される。同一部位には同一符号を付した。
【０１０９】
この構造によれば、より折り曲げ範囲が明確となり折り曲げ精度が向上する。さらにまた端面にＶ字状の切り欠きを設けたことで、山谷がはっきりした形状を作ることが可能となり、折り曲げ後の形状ばらつきを小さくすることができる。
【０１１０】
（第７の実施の形態）
本実施の形態では、図１２に示すように、フレキシブル配線基板はコの字状に折り曲げ可能なように形成され、この２本のエッジラインの端部から外方にむけて突出部９が形成され、この突出部９に沿って折り曲げるようにし、折り曲げ範囲を調整している。
【０１１１】
なお、他の部分については前記各実施の形態と同様に形成される。同一部位には同一符号を付した。
【０１１２】
実装に用いられる実装装置を図１７（ａ）乃至（ｃ）に示す。図１６（ａ）乃至（ｃ）に示した実装装置では内側支持棒１７をフレキシブル配線基板の幅全体を押さえるように形成したが、この例では切り欠きに符合するように側方支持部１８を切り欠き８を符合させてフレキシブル配線基板の位置ずれを防止している。
【０１１３】
このようにして実装された半導体装置を図９に示す。
なお、図９に破線で示すように、フレキシブル配線基板を折り曲げて形成された半導体装置の開口側端面に形状記憶合金からなるコの字状の補助具１６Ｓをしてもよい。なおこの補助具を装着する場合は、開口側端部に複数箇所、リードの導出に影響を与えない位置に装着するのが望ましい。
【０１１４】
この構成によれば、突出部に沿って折り曲げるため折り曲げ範囲が明確になり、折り曲げ精度の向上をはかることができる。また突出部にも配線の引き回しを行うことも可能であり、配線面積が増大するため、配線を太くすることが可能となり、断線の防止を図ることが可能となる。
【０１１５】
ここで突出部分は折りたたみ後、折りたたみ部の内側に挿入するようにしてもよい。このようにすれば実装面積の増大もない。
【０１１６】
（第８の実施の形態）
この例では実装装置の変形例について説明する。
図６に示したような貫通孔を有したフレキシブル配線基板の折りたたみ精度を向上し位置ずれのないフレキシブル配線基板を形成するものである。この例では図１８（ａ）および（ｂ）に示すように、フレキシブル配線基板の貫通孔ｈに符合するように支持台１１に突出ピン２０を形成しておき、この突出ピン２０に貫通孔ｈが層通されるように、載置しておき、断面コの字状に折り曲げ、相対向する面上で２つの貫通孔が重なりあうように突出ピン２０に相対向する辺上に形成された貫通孔を挿通させるようにしたものである。
【０１１７】
かかる構成により、折りたたみ精度の向上をはかることが可能となる。
【０１１８】
この例では、半導体チップを折り曲げられたフレキシブル配線基板の内側の面のみに搭載する例について説明したが、外側の面にも搭載する場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【０１１９】
また、前記実施の形態では、フレキシブル配線基板としてポリイミド樹脂基板を用いたが、ＰＥＴ樹脂、アラミド樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、セルロース系材料なども適用可能である。機械的に折り曲げた状態で形状を保持できるものが望ましい。
【０１２０】
また、前記実施の形態では、半導体チップを２個搭載したものについて説明したが、これに限定されることなく、２個以上であってもよい。また、本発明の実装方法および実装装置は、半導体チップ同士の固着のみならず、半導体チップの上面と、フレキシブル配線基板との固着にも適用可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置によれば、フレキシブル配線基板上に半導体チップを搭載し、折り曲げることにより半導体チップの上面同士を常温で粘着性を有する接着剤層で固着し、固定するようにしているため、位置ずれもなく高精度で信頼性の高い薄型の半導体装置を提供することが可能となる。
【０１２２】
また、接着剤層に導電路を形成しうるように導電性粒子を添加するようにすれば、シールド効果をもたせ、ノイズの低減を図ることが可能となる。
【０１２３】
また、本発明の実装装置によれば、位置ずれもなく、より高精度にエッジラインのはっきりした半導体装置を高歩留まりで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のフレキシブル配線基板を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の半導体装置を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のフレキシブル配線基板を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の半導体装置を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態のフレキシブル配線基板を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す説明図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態の半導体装置を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態のフレキシブル配線基板を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態のフレキシブル配線基板を示す図である。
【図１２】本発明の第８の実施の形態のフレキシブル配線基板を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた実装に用いられる実装装置を示す模式図である。（ａ）は折り曲げ前を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ途中を示す図であり、（ｃ）は９０°折り曲げ状態を示す図であり、（ｄ）は１８０°折り曲げ状態を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた実装に用いられる実装装置を示す図である。（ａ）は折り曲げ前を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ途中を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた実装に用いられる実装装置を示す図である。（ａ）は折り曲げ前を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ途中を示す図であり、（ｃ）は（ａ）の上面図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた実装に用いられる実装装置を示す図である。（ａ）は折り曲げ前を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ途中を示す図であり、（ｃ）は（ａ）の上面図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた実装に用いられる実装装置を示す図である。（ａ）は折り曲げ前を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ途中を示す図であり、（ｃ）は（ａ）の上面図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた実装に用いられる実装装置の変形例を示す図である。（ａ）は折り曲げ前を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ途中を示す図である。
【図１９】従来のフレキシブル配線基板を示す図である
【符号の説明】
１ フレキシブル配線基板
３ チップ搭載領域
４ 配線パターン
５ 第２のソルダレジスト
６ａ 第１の半導体チップ
６ｂ 第２の半導体チップ
７ 第２のソルダレジスト
８ 切り欠き
９ 突出部
１０ 接着剤層
１０ｐ 中間層シート（ポリイミドフィルム）

Claims (14)

1. フレキシブルフィルムで構成されたベース材料と、前記ベース材料の表面に形成された配線パターンとを備えたフレキシブル配線基板と、
   前記配線パターンに接続するように、前記フレキシブル配線基板に搭載された第１および第２の半導体チップとを具備し、
   前記フレキシブル配線基板は、前記第１および第２の半導体チップの上面が常温で粘着性を有する接着剤層を介して当接するように折り曲げられていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記接着剤層は、絶縁性フィルムからなる中間層シートを含みその両面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記接着剤層は、熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記接着剤層は、無機フィラーを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
5. 前記接着剤層は、導電路を形成しシールド効果を呈しうる程度の導電性材料を含有したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 前記導電路は、グランド線に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記フレキシブル配線基板は断面コの字状に折り曲げられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置。
8. フレキシブルフィルムで構成されたベース材料の表面に形成された配線パターン上に、少なくとも一方の上面に常温で粘着性を有する接着剤層を形成した、第１および第２の半導体チップを、上面が相対向するように位置あわせして搭載する工程と、
   前記第1および第2の半導体チップの上面が前記接着剤層を介して当接するように折り曲げる工程と、
   加熱により前記接着剤層を硬化させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
9. 前記折り曲げる工程後、一旦折り曲げ力を解放した後、前記接着剤層を硬化させる工程を実行するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の実装方法。
10. 前記折り曲げる工程後、この折り曲げ力を解放するに先立ち、前記接着剤層を硬化させる工程を実行するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の実装方法。
11. 前記第1および第2の半導体チップは、いずれも表面に接着剤層が形成されており、
    前記折り曲げる工程は、前記第1および第2の半導体チップ間に、導電路を含むシートを介して、前記第1および第2の半導体チップの上面同士を固着する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の実装方法。
12. 前記折り曲げる工程の前または後に、前記導電路と前記第1または第2の半導体チップとの電気的接続を行なう工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の実装方法。
13. フレキシブルフィルムで構成されたベース材料と、前記ベース材料の表面に形成された配線パターンとを備えたフレキシブル配線基板上に、
    第1および第2の半導体チップを位置あわせして搭載する搭載手段と、
    前記半導体チップの搭載されたフレキシブル配線基板を、接着剤層を介して前記第1および第2の半導体チップの上面が当接するように折り曲げる、折り曲げ手段と、
    前記接着剤層を硬化させる加熱手段とを具備したことを特徴とする半導体実装装置。
14. 前記折り曲げ手段は、前記フレキシブル配線基板の折り曲げ部の外側に形状記憶材料を当接させるように構成されており、
    前記フレキシブル配線基板を加熱することにより前記形状記憶材料の形状を記憶された状態に戻すようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の半導体実装装置。

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