JPH03268340A - 半導体装置 - 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〕 本発明は、半導体装置に関し、特に、テープキャリア構
造（又は工ａｐｅ　Ａ　ｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂ　ｏｎｄ
ｉｎｇ構造）を採用する半導体装置に適用して有効な技
術に関するものである。

〔従来の技術〕

薄型で大量生産に好適な半導体装置として、テープキャ
リア構造の半導体装置がある。この半導体装置は可撓性
フィルムに半導体チップを搭載したものである。可撓性
フィルムは例えばテープ状（長尺状）のポリイミド樹脂
を所定の長さに切断することで形成している。可撓性フ
ィルムの表面には複数本の配線が形成されている。配線
は可撓性フィルムの表面に張り付けられたＣｕ薄膜にエ
ツチングを施して、所定の形状に加工したものである。

前記可撓性フィルムの中央部には半導体チップが配置さ
れている。この半導体チップの主面上には、可撓性フィ
ルムの表面に形成された配線の一部を突出させたリード
配線（フィンガーリード又はフィンガー配線）が複数本
配列されている。各々のリード配線は半導体チップの外
部端子（ポンディングパッド）にバンブ電極を介在させ
て電気的及び機械的に接続されている。

本発明者が開発中のテープキャリア構造を採用する半導
体装置は、可撓性フィルムに形成されたリード配線の表
面に錫（Ｓｕ）を被覆したメッキ層を設け、半導体チッ
プの主面に形成される）＜ンプ電極（突起電極）を金（
Ａｕ）で形成している。この半導体装置はボンディング
時の熱圧着によるバンブ電極（Ａｕ）とリート配線のメ
ッキ層（Ｓｕ）との溶融接合を利用して、半導体チップ
とり−ト配線とを電気的に接続している。前記リード配
線のメッキ層は、リード配線とバンブ電極とのボンダビ
リティを向上させる特徴がある。

なお、テープキャリア構造を採用する半導体装置につい
ては、電子材料１９８９年、７月号、第４５頁及び第４
６頁に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記半導体装置は、前述のように、可撓性フィルムの表
面に形成されたリード配線と半導体チップの主面に形成
されたバンブ電極とをボンデイン時の熱圧着で溶融接合
し、電気的にかつ機械的に接続している。この時、バン
ブ電極（Ａｕ）とリード配線のメッキ層（Ｓｕ）との溶
融した合金が表面張力によりリード配線を伝わりこのリ
ード配線の延在する方向に沿って半導体チップの側端部
（外周囲側）に流れ出し、この溶融したＡ　ｕ　−Ｓ　
ｕ合金により、半導体チップの側端部とり−ト配線とが
短絡するという問題があった。

また、前記溶融したＡ　ｕ　−Ｓ　ｕ合金が隣接する他
のバンブ電極又は他のリード配線に流れ出し、この溶融
したＡ　ｕ　−Ｓ　ｕ合金により、バンプ電極間（又は
リード配線間）が短絡するという問題があった・ また、前記可撓性フィルムに形成されるリード配線は、
例えば薄いＣｕで形成されているため機械的強度が低い
ので、組立工程中１例えば搬送時に変形しやすいにのた
め、前記リード配線間が短絡するという問題があった。

本発明の目的は、テープキャリア構造を採用する半導体
装置において、半導体チップの側端部とリード配線との
短絡を防止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、テープキャリア構造を採用する半
導体装置において、バンプ電極間又はリード配線間の短
絡を防止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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

（１）可撓性フィルムの表面に接着用の金属メッキ層で
被覆されたリード配線を形成し、このリード配線にバン
ブ電極を介在して半導体チップの外部端子を電気的に接
続するテープキャリア構造の半導体装置において、前記
バンブ電極とこの半導体チップの周端との間にダムを設
ける。

（２）可撓性フィルムの表面に接着用の金属メッキ層で
被覆されたリード配線を形成し、このリード配線にバン
ブ電極を介在して半導体チップの外部端子を電気的に接
続するテープキャリア構造の半導体装置において、前記
バンプ電極間にダムを設ける。

（３）可撓性フィルムの表面に接着用の金属メッキ層で
被覆されたリード配線を形成し、このリード配線にバン
プ電極を介在して半導体チップの外部端子を電気的に接
続するテープキャリア構造の半導体装置において、前記
バンプ電極と半導体チップの周端との開銀にダムを設け
、該ダムを前記リード配線の延在する方向と直角に交差
する方向に設けられた隣接する他のダムと連結する。

〔作　　用〕

上述した手段（１）によれば、ボンディング時の熱圧着
でバンプ電極とリード配線のメッキ層との溶融したＡｕ
５ｕ合金を前記バンプ電極とダムとの間に溜めることが
できるので、前記溶融したＡｕ−３ａ合金が表面張力に
よりリード配線の延在する方向に沿って半導体チップの
側端部に流れ出るのを堰き止めることができる。よって
、リード配線と半導体チップとの短絡を防止することが
できる。

上述した手段（２）によれば、ボンディング時の熱圧着
でバンプ電極とリード配線のメッキ層との溶融したＡｕ
　　Ｓｕ金合金前記バンプ電極とダムとの間に溜めるこ
とができるので、前記溶融したＡ　ｕ　−Ｓ　ｕ合金が
隣接する他のバンプ電極に流れ出すのを堰き止めること
ができる。よって、バンプ電極間の短絡を防止すること
ができる。

上述した手段（３）によれば、可撓性フィルムの表面に
形成された配線の一部を突出させた複数本のリード配線
間の機械的強度をダムで補強することができるので、リ
ード配線の変形を防止することができる。よって、半導
体装置の信頼性を向上することができる。

以下、本発明の構成について、テープキャリア構造（又
はＴＡＢ構造）を採用する半導体装置に本発明を適用し
た一実施例とともに説明する。

なお、実施例を説明するための全回において、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。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例であるテープキャリア構造を採用する
半導体装置の概略構成を第１図（一部所面側面図）及び
第２図（第１図の一部断面要部拡大側面図）に示す。

第１図及び第２図に示すように、テープキャリア構造を
採用する半導体装置１は、可撓性フィルム２に半導体チ
ップ５を搭載している。可撓性フィルム２は例えばテー
プ状（長尺）のものを所定の長さに切断したものである
。この可撓性フィルム２は絶縁性のポリイミド系樹脂で
形成されている。

前記可撓性フィルム２の表面には複数本の配線３が形成
されている。可撓性フィルム２の中央部分には半導体チ
ップ搭載用開口（デバイス穴）２ａが設けられている。

この半導体チップ搭載用開口２ａ内には前記配線３の一
部が突出したリード配線（フィンガーリード又はフィン
ガー配線）３ａが複数本設けられている。

前記半導体チップ５は可撓性フィルム２の半導体チップ
搭載用開口２ａ内に配置されている。半導体チップ５は
単結晶珪素で形成されている。この半導体チップ５の外
部端子（ポンディングパッド）５ａには、バンプ電極（
突起電極）６を介在してリード配線８ａが電気的にかつ
機械的に接続されている。

前記バンプ電極６は例えば金（Ａｕ）で形成されている
。前記配線３、リード配線３ａの夫々は例えばＣｕ膜で
形成されている。Ｃｕ膜は圧延箔膜をエツチング加工で
所定の形状にパターンニングすることにより形成されて
いる。配線３、リート配線３ａの夫々の表面には、接着
用の金属メッキ層４が形成されている。この金属メッキ
層４は、錫（Ｓｕ）膜で形成され、前記バンプ電極６と
のボンダビリティを向上させている。なお、配線３、リ
ード配線３ａの夫々は、Ｃｕ以外の金属で形成してもよ
いし、Ｃｕの表面に他の金属（例えば、Ｎｉ、Ｃｕ等）
を積層してもよい。

前記外部端子５ａは、半導体チップ５の最上層の配線層
に形成され、この最上層の配線層の下層の配線層に形成
された配線５ｂと絶縁膜５Ｃに形成された接続孔５ｄを
通して電気的に接続されている。つまり、外部端子５ａ
は詳細に図示していないが半導体チップ５の内部素子と
配線５ｂを介して電気的に接続されている。この外部端
子５ａ、配線５ｂの夫々は、例えばアルミニウム膜又は
アルミニウム合金膜で形成されている。

前記外部端子５ａはＵ　Ｂ　Ｍ　（Ｕｎｄｅｒ　Ｂｕｍ
ｐ　Ｍ−ｅｔａｌ）膜７を介在してバンプ電極６と電気
的に接続されている。このＵＢＭ膜７は、この構造に限
定されないが、例えばＴｉ膜上にＰｄ膜を積層した複合
膜で形成されている。ＵＢＭ膜７は、バンプ電極６をメ
ッキ法で形成する際の電極として使用され、又バンプ電
極６と外部端子５ａとの接着性を向上する目的で形成さ
れている。

この種のテープキャリア構造を採用する半導体装ｗ１は
、ボンディング工程において、前記リード配線３ａのメ
ッキ層（Ｓｕ）４とバンプ電極（Ａｕ）６とを熱圧着で
溶融接合（ボンディング後はＡｕ−８ｕの共晶合金にな
る）して、可撓性フィルム２に形成されたリード配線３
ａと半導体チップ５とを電気的にかつ機械的に接続して
いる。

前記バンプ電極６と半導体チップ５の周端との間にはダ
ム８が設けられている。このダム８は、ボンディング時
の熱圧着でバンプ電極６とリード配線３ａのメッキ層４
との溶融したＡｕ−８ｕ合金をバンプ電極３ａとダム８
との間に溜め、この溶融したＡｕ−８ｕ合金が表面張力
によりリード配線３ａの延在する方向に沿って半導体チ
ップ５の側端部に流れ出るのを堰き止めるためのもので
ある。つまり、このダム８はバンプ電極６と半導体チッ
プ５の周端との間に配置されると共に、バンプ電極６と
ダム８との間に溶融したＡ　ｕ　　Ｓ　ｕ合金を溜める
隙間を設けている。

前記ダム８は、同第２図及び第３図（リード配線３ａの
要部立体斜視図）に示すように、可撓性フィルム２に形
成された複数本のリード配線３ａの表面に１個づつ形成
されている。ダム８は、ボンディング時にバンプ電極６
と半導体チップ５の周端との間に配置するように、リー
ド配線３ａのバンプ電極６と接合する表面側に形成され
ている。

このダム８は、リード配線３ａのバンプ電極６と接合す
る表面側に絶縁性の樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ
技術及びエツチング技術を用いることにより所定の形状
にパターンニングして形成される。

このリード配線３ａの表面側に形成するダム８は、バン
プ電極６の硬度よりも低い硬度の絶縁性の樹脂で形成し
、予めバンプ電極６の厚さよりも５０〜８０％厚く形成
している。これは、ボンディング時の熱圧着（例えば５
００℃の加熱、リード配線３ａの１本当り５０ｇの圧力
）でダム８を変形させ（つぶし）、半導体チップ５の表
面とリード配線３ａとの間の隙間をなくして密着させる
ために行う。

また、前記リード配線３ａの表面側に形成するダム８は
、第４図（リード配線３ａの要部立体斜視図）に示すよ
うに、可撓性フィルム２に形成されたリード配線３ａが
延在する方向と直角に交差するリード配線３ａの配列方
向において隣接するもの同志を一体に連結して形成して
もよい、この一体形状のダム８は、リード配線３ａのバ
ンプ電極６と接合する表面側及びリード配線３ａ間に形
成されている。一体形状のダム８は少なくともリード配
線３ａの配列方向に隣接する２個のダム８を一体に連結
することにより形成する。また、体形状のダム８は、平
面が方形状の半導体チップ搭載用開口２ａの各辺から突
呂するすべてのリード配線３ａに設けられたダム８を相
互に連結することにより形成してもよい。この場合、一
体形状のダム８の平面形状はリング形状になる。

また、前記ダム８は、第５図（半導体チップ５の要部立
体斜視図）に示すように、半導体チップ５の主面側に形
成してもよい。この半導体チップ５の主面側に形成する
ダム８は、半導体チップ５の周端とバンプ電極６との間
に形成し、前記半導体チップの周端に沿って連続した一
体形状（同第５図）で形成する。また、ダム８は、前述
の第３図に示す例と同様に、リード配線３ａの部分のみ
に形成してもよい。前記半導体チップ５の主面側に形成
するダム８は、半導体チップ５の主面上に絶縁性の樹脂
を塗布し、この樹脂を所定の形状にパターンニングする
ことにより形成される。

前記半導体チップ５の主面側に形成するダム８は、前述
のように、ボンディング時の熱圧着による変形量を見込
んで、バンプ電極６の厚さよりも５０〜８０％程度厚く
形成する。

また、前記半導体チップ５の主面側に形成するダム８は
、第６図（半導体チップ５の要部立体斜視図）に示すよ
うに、バンプ電極６と半導体チップ５の周端との間及び
バンプ電極６間に形成してもよい。

また、前記半導体チップ５の主面側に形成するダム８は
、図示していないが、バンプ電極６のすべての周囲に沿
って、該バンプ電極６の周囲を囲むようにリング形状で
形成してもよい。

また、前記第５図、第６図の夫々に示す半導体チップ５
の主面側に形成するダム８は、例えば５ＯＧ（Ｓｐｉｎ
　Ｏｎ旦１ａｓｓ）法で形成し、パターンニングを施し
たガラス材で形成してもよい。このダム８は、ボンディ
ング時の熱圧着で割れを生じる場合があるので、バンプ
電極６の厚さの７０〜８０％の厚さで形成する６ 前記半導体チップ５特にバンプ電極６が配列された側の
表面及びリード配線３ａを含む部分は。

第１図及び第２図に示すように、樹脂９で封止されてい
る。この樹脂９は例えばポリイミド系樹脂を使用する。

このように、可撓性フィルム２の表面に接着用の金属メ
ッキ層４で被覆されたリード配線３ａを形成し、このリ
ード配線３ａにバンプ電極６を介在して半導体チップ５
の外部端子５ａを電気的に接続するテープキャリア構造
の半導体装置１において、バンプ電極６と半導体チップ
５の周端との間にダム８を設ける。この構成により、バ
ンプ電極６とリード配ｌｌｌ３ａとを電気的にかつ機械
的に接続するボンディング時の熱圧着でバンプ電極６と
リード配線３ａのメッキ層４との溶融したＡｕ−８ｕ合
金をバンプ電極６とダム８との間に溜めることができる
ので、前記溶融したＡ　ｕ　−Ｓ　ｕ合金が表面張力に
よりリード配線３ａを伝わりそのリード配線８ａの延在
する方向に沿って半導体チップ５の側端部に流れ出るの
を堰き止めることができる。よって、半導体チップ５の
側端部とリード配線３ａとの短絡を防止することができ
る。

また、可撓性フィルム２の表面に接着用の金属メッキ層
４で被覆されたリード配線３ａを形成し、このリード配
線３ａにバンプ電極６を介在して半導体チップ５の外部
端子５ａを電気的に接続するテープキャリア構造の半導
体装置１において、前記バンプ電極６間にダム８を設け
る。この構成により、バンプ電極６とリード配線３ａと
を電気的にかつ機械的に接続するボンディング時の熱圧
着でバンプ電極６とリード配線３ａのメッキ層４との溶
融したＡ　ｕ　−Ｓ　ｕ合金をバンプ電極６とダム８と
の間に溜めることができるので、前記溶融したＡ　ｕ　
−Ｓ　ｕ合金が隣接する他のバンプ電極６に流れ出るの
を堰き止めることができる。よって。

バンプ電極６間の短絡を防止することができる。

また、可撓性フィルム２の表面に接着用の金属メッキ層
４で被覆されたリード配線３ａを形成し、このリード配
線３ａにバンプ電極６を介在して半導体チップ５の外部
端子５ａを電気的に接続するテープキャリア構造の半導
体装ＩＩＩにおいて、前記バンプ電１！！６と半導体チ
ップ５の周端との開銀にダム８を設け、このダム８をリ
ード配線３ａの延在する方向と直角に交差する方向に設
けられた隣接する他のダム８と連結する。この構成によ
り、可撓性フィルム２の表面に形成され配線３の一部を
突呂させた複数本のり−ト配置１Ａａａ間をダム８で機
械的な強度を補強することができるので、リード配線３
ａの変形を防止することができる。よって、テープキャ
リア構造を採用する半導体装置１の信頼性を向上するこ
とができる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
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。

〔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単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

テープキャリ構造を採用する半導体装置において、半導
体チップの側端部とリード配線との短絡を防止すること
ができる。

また、テープキャリア構造を採用する半導体装置におい
て、バンプ電極間又はリード配線間の短絡を防止するこ
とができる。

また、テープキャリア構造を採用する半導体装置におい
て、リード配置ｌＡ（フィンガーリード）の機械的強度
を向上することができる。

この結果、テープキャリア構造を採用する半導体装置の
電気的信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるテープキャリア構造
を採用する半導体装置の一部断面側面図、第２図は、前
記半導体装置の一部断面要部拡大側面図。 第３図は、前記半導体装置の要部立体斜視図、第４図乃
至第６図は、本発明の他の実施例であるテープキャリア
構造を採用する半導体装置の要部立体斜視図である。 図中、１・・・半導体装置、２・・・可撓性フィルム、
３ａ・・・リード配線、４・・・メッキ層（Ｓｕ）、５
・・・半導体チップ、６・・・バンプ電極（Ａｕ）、８
・・ダムである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可撓性フィルムの表面に接着用の金属メッキ層で被
   覆されたリード配線を形成し、このリード配線にバンプ
   電極を介在して半導体チップの外部端子を電気的に接続
   するテープキャリア構造の半導体装置において、前記バ
   ンプ電極とこの半導体チップの周端との間にダムを設け
   たことを特徴とする半導体装置。 ２、可撓性フィルムの表面に接着用の金属メッキ層で被
   覆されたリード配線を形成し、このリード配線にバンプ
   電極を介在して半導体チップの外部端子を電気的に接続
   するテープキャリア構造の半導体装置において、前記バ
   ンプ電極間にダムを設けたことを特徴とする半導体装置
   。 ３、前記ダムは、バンプ電極とリード配線に被覆された
   接着用の金属メッキ層との溶融した金属が他の部分に流
   れ出るのを堰き止める樹脂材又はガラス材で形成された
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体
   装置。 ４、可撓性フィルムの表面に接着用の金属メッキ層で被
   覆されたリード配線を形成し、このリード配線にバンプ
   電極を介在して半導体チップの外部端子を電気的に接続
   するテープキャリア構造の半導体装置において、前記バ
   ンプ電極と半導体チップの周端との間毎にダムを設け、
   該ダムをリード配線の延在する方向と直角に交差する方
   向に設けられた隣接する他のダムと連結したことを特徴
   とする半導体装置。