JPH02143436A - フィルムキャリヤ半導体装置の樹脂封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はフィルムキャリヤテープに形成されたリードと
半導体チップの突起電極であるバンプとを接続した後、
半導体チップのバンプが形成された表面を樹脂で封止す
るフィルムキャリヤ半導体装置の樹脂封止方法に関する
。

［従来の技術］ 半導体チップはフィルムキャリヤテープに形成されたリ
ードと接続された後、信頼性の向上及び機械的保護のた
めに樹脂をボッティングしてバンプ形成面を樹脂封止す
るか、又は半導体チップ全体を樹脂で封止する。

第２図はフィルムキャリヤテープにホンディングされた
半導体チップを示す平面図、第３図は同じくその断面図
である。

フィルムキャリヤテープ６はポリイミド等の絶縁フィル
ムを帯状にしたものであり、その両側縁部には搬送及び
位置決め用のスブロケッ１〜ホール１が所定のピッチで
設けられている。また、フィルムキャリヤテープ６の幅
方向中央部には矩形に開口されたデバイスポール３がフ
ィルムキャリヤテープ６の長手方向に所定のピッチで配
置されており、各デバイスホール３の周囲にはリード４
が配置されている。このリード４はフィルムキャリヤテ
ープ６上に銅等の金属箔を接着し、この金属箔をエツチ
ング等の方法により所望の形状に成形したものであり、
リード４のデバイスホール３側の端部はデバイスホール
３内に延出し、リード４の他端部にはリード４の形成と
同時に電気選別用パッド５が形成されている。

デバイスホール３の周囲には絶縁フィルムの枠であるサ
スペンダ１３が設けられており、その先端部がデバイス
ホール３内に突出しているリード４は、その中間部がこ
のサスペンダ１３に支持されることにより変形が防止さ
れている。

デバイスポール３の中央には、半導体チップ２が配置さ
れる。この半導体チップ２にはその電極端子上に金属突
起物であるバンプ７が形成されており、このバンプ７と
フィルムキャリヤテープ６のリード４とは熱圧着法又は
共晶法等によるインナーリードボンディングにより接続
されている。

このようにして、デバイスホール３に半導体チップ２が
配置され、リード４及びバンプ７を介して半導体チップ
２がフィルムキャリヤテープ６に固定された後、第４図
に示すように、半導体チップ２の表面に、所謂ポツティ
ング法により液状の樹脂１つを滴下する。そして、この
樹脂１つを硬化させることにより、半導体チップ２の表
面を樹脂封止する。

その後、半導体素子２がフィルムキャリヤテープ６に搭
載された状態で、電気選別用パッド５に接触子を接触さ
せることにより、半導体素子２の電気選別試験及びバイ
アス試験を実施する。これにより、フィルムキャリヤ半
導体装置の製造工程が終了する。

次いで、各試験で良品と判断されたフィルムキャリヤ半
導体装置は第５図に示すようにして、プリント基板１１
上に実装される。

先ず、リード４を所望の長さに切断し、半導体チップ２
をフィルムキャリヤテープ６から分離する。そして、こ
の半導体チップ２を接着剤１０によりプリント基板１１
上に固着する。次に、リード４をプリント基板１１上の
ポンディングパッド１２にアウターボンディングする。

これにより、その表面（バンブ電極形成面）が樹脂封止
された半導体チップ２のプリント基板１１への実装が完
了する。

フィルムキャリヤ半導体装置は、バンプ７及びリード４
の数が多くても、全てのバンプ７及びリード４を同時に
ボンディングすることができるため、ボンディングに要
する時間が短いという利点を有すると共に、フィルムキ
ャリヤテープ６を使用するため作業の自動化が容易であ
る等の利点も有している。

なお、フィルムキャリヤ半導体装置の樹脂封止方法とし
ては、上述したように半導体チップの電極形成面のみを
樹脂封止する方法の外に、サスペンダを樹脂ダムとして
半導体チップ２の全体を樹脂封止する方法もある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、高密度実装が要求される半導体チップの
場合は、半導体装置の小型化のためにリードが短く形成
され、そして、半導体チップの縁部の近傍でリードが曲
げ成形されて実装されるため、半導体チップ全体を封止
することはなく、その表面のみを樹脂封止する。この場
合、樹・脂を半導体チップ上に滴下すると、毛細管現象
により、滴下した樹脂がリードとリードとの間に侵入し
て硬化してしまうということがある。そうすると、プリ
ント基板等に半導体チップを実装するときに、このリー
ド間に入り込んで硬化した樹脂のためにリードを所望の
形状に成形することができなくなるという欠点がある。

また、半導体チップのバンブ電極形成面をプリント基板
に向けて実装するフェイスダウンの場合は、実装後に樹
脂をポツティングすることが困難であるため、リード間
に樹脂が侵入する現象は特に問題になる。

一般的に半導体チップの表面のみを樹脂封止する場合は
、樹脂の表面張力を利用して滴下した樹脂を半導体チッ
プの表面上でその縁部にまで広げている。このため、上
述したリード間に樹脂が侵入する現象は樹脂の粘度によ
って異なり、低粘度の液状樹脂を使用した場合にはこの
現象が顕著に現れる。

例えば、ポツティング樹脂として一般的なシリコン樹脂
を使用した場合、粘度が約１０００ｃｐのときはボッテ
ィング後数分の間に樹脂は半導体チップの上面の周縁部
にまで広がる。その後、数分以内に樹脂はリード間に約
２００乃至５００μｍの長さに亘って入り込む。また、
樹脂を硬化させるために約１５０℃の温度で約１時間ベ
ークするが、このとき、更に、同程度（２００乃至５０
０μｍ）の長さに亘って樹脂がリード間に入り込む。こ
のため、粘度が１０００ｃｐ程度の低粘度樹脂ではリー
ド間に樹脂が侵入しないように液量、放置時間、ベーク
温度及びベーク時間等の条件を決定することは極めて困
難である。

一方、粘度が約１００００ｃｐのシリコン樹脂のときに
は、ボッティングした樹脂がリード間に侵入するまでの
時間が極めて長く、また、ベータ中に樹脂がリード間に
入り込むことも少なくない。しかし、ポツティングした
樹脂は殆ど広がらないため、半導体チップの電極形成面
を封止するという本来の目的が達成できないことがある
。このため、半導体チップ表面の数箇所に分散して樹脂
をポツティングする必要があるが、高粘度の樹脂は少量
のボッティングが困難であり、適正なボッティング条件
を決定できないという欠点がある。

このように、従来のフィルムキャリヤ半導体装置の樹脂
封止方法においては、リード間への樹脂の侵入を回避し
つつ半導体チップの表面全体を樹脂封止するという条件
を得ることが極めて困難である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
リード間に樹脂が侵入することを回避すると共に、半導
体装置の表面全体を樹脂封止できる再現性に優れたフィ
ルムキャリヤ半導体装置の樹脂封止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］ 本発明に係るフィルムキャリヤ半導体装置の樹脂封止方
法は、フィルムキャリヤテープのリードと半導体チップ
のバンプとを接続した後に半導体チップの表面を樹脂で
封止する方法において、前記半導体チップの表面の周縁
部に枠状に樹脂ダムを形成する工程と、この樹脂ダムの
内側に樹脂を滴下した後これを硬化させて樹脂ダムの内
側の前記半導体チップの表面を被覆する工程とを有する
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、フィルムキャリヤテープのリードと
ボンディング接続されている半導体チップのバンプ形成
面の周縁部に、例えば、比較的高粘度又は短時間硬化型
の樹脂により枠状に樹脂ダムを形成する。

次にこの樹脂ダムの内側に、例えば、前記樹脂ダム用の
樹脂より低粘度の樹脂を滴下すると、この樹脂は前記樹
脂ダムに遮られるため、リード間に侵入することはなく
、半導体チップの表面に広がる。このため、ボッティン
グ条件の決定が容易になり、再現性が良好になる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の実施例に係る樹脂封
止方法を工程順に示す断面図である。

先ず、第１図（ａ）に示すように、フィルムキャリヤテ
ープ６のデバイスホール３に延出しているリード４の先
端部と半導体チップ２の金属突起電極であるバンプ７と
を熱圧着法又は共晶法によりインナーボンディングする
。

次に、第１図（ｂ）に示すように、半導体チップ２の電
極形成面の周縁部に沿って高粘度の液状樹脂を滴下した
後、これを硬化させて枠状の樹脂ダム８を形成する。

この場合に、樹脂ダム８に使用する高粘度の樹脂として
は粘度が３０００乃至５０００ｃｐ以上のシリコン樹脂
がある。樹脂の粘度が低い場合、前述の如く、樹脂が短
時間にリード４間に侵入し、硬化中にも更に広がるため
、樹脂を枠状に形成することが困難である。このため、
樹脂ダム８を形成するための樹脂は３０００乃至５００
０ｃｐ以上、好ましくは１００００ｅｐ程度の粘度のも
のを使用することが好ましい。

しかし、樹脂の粘度に合わせて滴下後短時間内に所定の
ベーク条件でベークし、硬化を完了させることにより、
上述の範囲より低粘度の樹脂を使用することもできる。

一般にシリコン樹脂の硬化時間は１５０℃の温度で約１
時間であるが、後工程において再度ベークするため、こ
のときのベーク時間はこれより短縮してもよい。

また、シリコン樹脂に替えてエポキシ樹脂又はポリイミ
ド樹脂等の樹脂を使用することもできる。

しかし、特にエポキシ樹脂の場合は、一般的に滴下時に
おける粘度は高くても、ベーク直後の硬化直前に急激に
粘度が低下するので、この点も考慮して適切な樹脂を選
択する必要がある。

更に、樹脂ダム８は、上述の高粘度の樹脂の替りに、短
時間で硬化が完了する短時間硬化型樹脂を使用してもよ
い。例えば、Ｊ　ＣＲ−６１１５タイプのシリコン樹脂
［東しシリコーン（株）製］は１７５℃の温度のときに
、０゜０２時間（７２秒）で硬化が完了する。

このように、硬化時間が１分秒度と短時間硬化型の樹脂
の場合は、粘度が低くても滴下後直ちに硬化するので、
樹脂がリード間に侵入する前に硬化が完了する。このた
め、樹脂ダム８を形成するための樹脂として利用できる
。また、この樹脂の場合は半導体チップ２をホットプレ
ート等で加熱しつつ、樹脂を滴下することにより、樹脂
がリード間に侵入する前に硬化させることも可能である
。

次に、第１図（Ｃ）に示すように、硬化した樹脂ダム８
の内側に樹脂９を滴下した後、これを硬化させる。これ
により、半導体チップ２の樹脂封止は完了する。

この場合に、樹脂９には樹脂ダム８の形成に使用した樹
脂と同一のものを使用してもよいが、樹脂の広がり性を
考慮して、粘度が１０００乃至２０００ｃｐ以下の低粘
度樹脂を使用すると、作業性が良好である。

また、樹脂９及び樹脂ダム８の形成に使用する樹脂を相
互に異ならせ、例えば、一方にシリコン樹脂を使用し、
他方にエポキシ樹脂を使用すると、これらの樹脂は相互
に反発する性質があるため、樹脂ダムの効果が増大して
半導体チップのバンプ形成面の樹脂封止が更に一層容易
になる。

上述の如く、本発明の実施例においては、種々の樹脂を
使用することが可能であると共に、リード間に樹脂が侵
入することを容易に回避できる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、半導体チップの表
面の周縁部に枠状の樹脂ダムを形成した後、この樹脂ダ
ムの内側に樹脂を滴下して半導体チップを樹脂封止する
ため、樹脂がリード間に侵入することを回避できる。こ
れにより、実装時には、常に所望の形状にリードを成形
できるという効果を奏する。特に、半導体チップの電極
形成面をプリント基板側にして実装するフェイスダウン
実装の場合、基板上に実装した後は樹脂封止が困難であ
るため、実装前に樹脂封止しても常に所望の形状にリー
ドを成形することを可能にする本発明は極めて有用であ
る。

また、樹脂封止を樹脂ダムを形成する工程と、バンプ形
成面全体に樹脂を被覆する工程とに分けて行うため、樹
脂封止厚を所望の厚さに制御することが容易であるとい
う効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係る樹脂封
止方法を工程順に示す断面図、第２図はフィルムキャリ
ヤテープに搭載された半導体チップを示す平面図、第３
図は同じくその断面図、第４図は従来のフィルムキャリ
ヤ半導体装置の樹脂封止方法を示す断面図、第５図は同
じくそのフィルムキャリヤ半導体装置の実装方法を示す
断面図である。 １；スプロケットホール、２、半導体チップ、３；デバ
イスホール、４；リード、５；電気選別用パッド、６；
フィルムキャリヤテープ、７；ハンプ、８；樹脂ダム、
９，１９；樹脂、１０；接着剤、１１ニブリント基板、
１２；ポンディングパッド、１３；サスペンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルムキャリヤテープのリードと半導体チップ
   のバンプとを接続した後に半導体チップの表面を樹脂で
   封止する方法において、前記半導体チップの表面の周縁
   部に枠状に樹脂ダムを形成する工程と、この樹脂ダムの
   内側に樹脂を滴下した後これを硬化させて樹脂ダムの内
   側の前記半導体チップの表面を被覆する工程とを有する
   ことを特徴とするフィルムキャリヤ半導体装置の樹脂封
   止方法。