JPH08335606A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH08335606A JPH08335606A JP7161399A JP16139995A JPH08335606A JP H08335606 A JPH08335606 A JP H08335606A JP 7161399 A JP7161399 A JP 7161399A JP 16139995 A JP16139995 A JP 16139995A JP H08335606 A JPH08335606 A JP H08335606A
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- Japan
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- semiconductor chip
- film
- electrode
- auxiliary wiring
- wiring board
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
- H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
- H10W74/15—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition on active surfaces of flip-chip devices, e.g. underfills
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体チップ1の電極11に接続される内側電
極21と被実装回路板の導体端に接続される外側電極2
2とこれらの電極間にまたがる引き回し導体23とから
なる配線パタ−ンを有するチップサイズの補助配線板片
2と半導体チップ1の電極11とを金属バンプ211を
介し接続し、封止材で封止する半導体装置において、信
頼性、放熱性に優れた封止を簡易な作業で低コストにて
行い得るCSP半導体装置を提供する。 【構成】半導体チップ1の電極11側とは反対側の全面
若しくは周囲部及び半導体チップ1の側面並びに上記補
助配線板片2の端部にわたって熱接着性のシ−トまたは
フィルム4を熱圧着した。
極21と被実装回路板の導体端に接続される外側電極2
2とこれらの電極間にまたがる引き回し導体23とから
なる配線パタ−ンを有するチップサイズの補助配線板片
2と半導体チップ1の電極11とを金属バンプ211を
介し接続し、封止材で封止する半導体装置において、信
頼性、放熱性に優れた封止を簡易な作業で低コストにて
行い得るCSP半導体装置を提供する。 【構成】半導体チップ1の電極11側とは反対側の全面
若しくは周囲部及び半導体チップ1の側面並びに上記補
助配線板片2の端部にわたって熱接着性のシ−トまたは
フィルム4を熱圧着した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チップスケ−ルパッケ
−ジ(CSP)タイプの半導体装置に関するものであ
る。
−ジ(CSP)タイプの半導体装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】パッケ−ジした半導体装置としては、リ
−ドフレ−ムのダイパットに半導体チップを搭載し、半
導体チップの電極とリ−ドフレ−ムのインナ−リ−ドと
をワイヤ−ボンディングし、半導体チップをリ−ドフレ
−ムと共にアウタ−リ−ドを除いて樹脂で封止した構造
が周知されている。しかし、かかるパッケ−ジ構造で
は、リ−ドフレ−ムのアウタ−リ−ドのピッチをはんだ
付け精度上かなり広くする必要があり、パッケ−ジの大
型化が避けられず高密度化に不利である。
−ドフレ−ムのダイパットに半導体チップを搭載し、半
導体チップの電極とリ−ドフレ−ムのインナ−リ−ドと
をワイヤ−ボンディングし、半導体チップをリ−ドフレ
−ムと共にアウタ−リ−ドを除いて樹脂で封止した構造
が周知されている。しかし、かかるパッケ−ジ構造で
は、リ−ドフレ−ムのアウタ−リ−ドのピッチをはんだ
付け精度上かなり広くする必要があり、パッケ−ジの大
型化が避けられず高密度化に不利である。
【0003】そこで、図4の(イ)または(ロ)に示す
ように、半導体チップ1’の電極11’に接続される内
側電極21’と被実装回路板の導体端に接続される外側
電極22’とこれらの電極間にまたがる引き回し導体2
3’とからなるプリント配線パタ−ンを設けたチップサ
イズの補助配線板片2’〔図4の(イ)においては引き
回し導体23’が埋設配線され、図4の(ロ)において
は引き回し導体23’が表面に配線されている〕を半導
体チップ1’の電極11’側の面にあてがい、該補助配
線板片2’の内側電極21’と半導体チップ1’の電極
11’とを金属バンプ221’を介して接続し、補助配
線板片2’と半導体チップ1’との間の間隙並びに半導
体チップ外面を樹脂3’で封止することが提案されてい
る(特開平6−77293号公報、特開平5−8258
6号公報等)。
ように、半導体チップ1’の電極11’に接続される内
側電極21’と被実装回路板の導体端に接続される外側
電極22’とこれらの電極間にまたがる引き回し導体2
3’とからなるプリント配線パタ−ンを設けたチップサ
イズの補助配線板片2’〔図4の(イ)においては引き
回し導体23’が埋設配線され、図4の(ロ)において
は引き回し導体23’が表面に配線されている〕を半導
体チップ1’の電極11’側の面にあてがい、該補助配
線板片2’の内側電極21’と半導体チップ1’の電極
11’とを金属バンプ221’を介して接続し、補助配
線板片2’と半導体チップ1’との間の間隙並びに半導
体チップ外面を樹脂3’で封止することが提案されてい
る(特開平6−77293号公報、特開平5−8258
6号公報等)。
【0004】この半導体装置での樹脂封止においては、
補助配線板片2’と半導体チップ1’との間並びに半
導体チップ外面を一挙にトランスファモ−ルド法(トラ
ンスファ−成形機の金型のキャビティに補助配線板片
2’付き半導体チップをセットし、タブレットをトラン
スファ−成形機のポットに入れ、このタブレットを加熱
により可塑化すると共にプランジャ−で加圧し、スプ−
ル、ランナ−並びにゲ−トを経てその可塑化樹脂を金型
キャビティに圧入する方法)により樹脂封止するか、
補助配線板片2’と半導体チップ1’との間を接着樹脂
の介在のもとで金属バンブ接続して金属バンブ接続と共
に補助配線板片2’と半導体チップ1’との間を樹脂封
止し、次いで、ポッティング、キャスティング等により
半導体チップ外面側を樹脂封止している(特開平6−7
7293号公報、特開平5−82586号公報等)。
補助配線板片2’と半導体チップ1’との間並びに半
導体チップ外面を一挙にトランスファモ−ルド法(トラ
ンスファ−成形機の金型のキャビティに補助配線板片
2’付き半導体チップをセットし、タブレットをトラン
スファ−成形機のポットに入れ、このタブレットを加熱
により可塑化すると共にプランジャ−で加圧し、スプ−
ル、ランナ−並びにゲ−トを経てその可塑化樹脂を金型
キャビティに圧入する方法)により樹脂封止するか、
補助配線板片2’と半導体チップ1’との間を接着樹脂
の介在のもとで金属バンブ接続して金属バンブ接続と共
に補助配線板片2’と半導体チップ1’との間を樹脂封
止し、次いで、ポッティング、キャスティング等により
半導体チップ外面側を樹脂封止している(特開平6−7
7293号公報、特開平5−82586号公報等)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の場合は、サイズ変更に伴う金型交換の手間やカルやラ
ンナ−での樹脂ロスのために樹脂ロス量が多いといった
不利があり、のキャスティングの場合もサイズ変更に
伴う金型交換の手間の問題があり、のポッティングの
場合は、無加圧であるのでボイドが発生し易いといった
問題がある。上記樹脂封止の半導体装置において、半導
体チップに使用時での発熱量が大なる、例えば、マイク
ロプロセッサ−やASICタイプのチップを使用する場
合、樹脂に多量の無機質フィラ−を添加して放熱性をア
ップすることが要求されるが、無機質フィラ−の多量添
加のもとでは樹脂の高粘性化が避けられず、トランスフ
ァ成形、ポッティング、キャスティング等の成形では、
封止性能の低下、作業性の低下等を免れ得ない。
の場合は、サイズ変更に伴う金型交換の手間やカルやラ
ンナ−での樹脂ロスのために樹脂ロス量が多いといった
不利があり、のキャスティングの場合もサイズ変更に
伴う金型交換の手間の問題があり、のポッティングの
場合は、無加圧であるのでボイドが発生し易いといった
問題がある。上記樹脂封止の半導体装置において、半導
体チップに使用時での発熱量が大なる、例えば、マイク
ロプロセッサ−やASICタイプのチップを使用する場
合、樹脂に多量の無機質フィラ−を添加して放熱性をア
ップすることが要求されるが、無機質フィラ−の多量添
加のもとでは樹脂の高粘性化が避けられず、トランスフ
ァ成形、ポッティング、キャスティング等の成形では、
封止性能の低下、作業性の低下等を免れ得ない。
【0006】本発明の目的は、半導体チップの電極に接
続される内側電極と被実装回路板の導体端に接続される
外側電極とこれらの電極間にまたがる引き回し導体とか
らなる配線パタ−ンを有するチップサイズの補助配線板
片と半導体チップの電極とを金属バンプを介し接続し、
封止材で封止する半導体装置において、信頼性、放熱性
に優れた封止を簡易な作業で低コストにて行い得るCS
P半導体装置を提供することにある。
続される内側電極と被実装回路板の導体端に接続される
外側電極とこれらの電極間にまたがる引き回し導体とか
らなる配線パタ−ンを有するチップサイズの補助配線板
片と半導体チップの電極とを金属バンプを介し接続し、
封止材で封止する半導体装置において、信頼性、放熱性
に優れた封止を簡易な作業で低コストにて行い得るCS
P半導体装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、半導体チップの電極に接続される内側電極と被実装
回路板の導体端に接続される外側電極とこれらの電極間
にまたがる引き回し導体とからなる配線パタ−ンを設け
た補助配線板片の内側電極側と半導体チップの電極とを
金属バンプを介して接続し、補助配線板片と半導体チッ
プとの間に封止樹脂を介在させ、半導体チップの電極側
とは反対側の全面若しくは周囲部及び半導体チップの側
面並びに上記補助配線板片の端部にわたって熱接着性の
シ−トまたはフィルムを熱圧着したことを特徴とする構
成であり、熱接着性のシ−トまたはフィルムに基材の片
面に熱圧着性層を有する複合体を使用し、この熱圧着性
層において熱圧着することもできる。また、熱接着性の
シ−トまたはフィルムには70重量%以上のシリカ、ア
ルミナ等の無機質フィラ−を含有するもの、若しくは、
室温で2.5W/mK以上の熱伝導率を有するものを使
用することが好ましい。
は、半導体チップの電極に接続される内側電極と被実装
回路板の導体端に接続される外側電極とこれらの電極間
にまたがる引き回し導体とからなる配線パタ−ンを設け
た補助配線板片の内側電極側と半導体チップの電極とを
金属バンプを介して接続し、補助配線板片と半導体チッ
プとの間に封止樹脂を介在させ、半導体チップの電極側
とは反対側の全面若しくは周囲部及び半導体チップの側
面並びに上記補助配線板片の端部にわたって熱接着性の
シ−トまたはフィルムを熱圧着したことを特徴とする構
成であり、熱接着性のシ−トまたはフィルムに基材の片
面に熱圧着性層を有する複合体を使用し、この熱圧着性
層において熱圧着することもできる。また、熱接着性の
シ−トまたはフィルムには70重量%以上のシリカ、ア
ルミナ等の無機質フィラ−を含有するもの、若しくは、
室温で2.5W/mK以上の熱伝導率を有するものを使
用することが好ましい。
【0008】以下、図面を参照しつつ本発明の構成につ
いて説明する。図1は本発明に係る半導体装置の一例を
示す説明図である。図1において、1は半導体チップで
ある。2は補助配線板片を示し、半導体チップ1の電極
11に接続される内側電極21と被実装回路板の導体端
に接続される外側電極22とこれらの電極間にまたがる
引き回し導体23とからなる配線パタ−ンをプラスック
絶縁層24,25に設けた構成であり、内側電極21は
絶縁層24の内側電極用孔212に充填された金属21
3により構成され、この充填金属213の端面には金属
バンプ211が予め形成され、補助配線板片2の内側電
極側21と半導体チップ1の電極11とを金属バンプ2
11を介し接続してある。
いて説明する。図1は本発明に係る半導体装置の一例を
示す説明図である。図1において、1は半導体チップで
ある。2は補助配線板片を示し、半導体チップ1の電極
11に接続される内側電極21と被実装回路板の導体端
に接続される外側電極22とこれらの電極間にまたがる
引き回し導体23とからなる配線パタ−ンをプラスック
絶縁層24,25に設けた構成であり、内側電極21は
絶縁層24の内側電極用孔212に充填された金属21
3により構成され、この充填金属213の端面には金属
バンプ211が予め形成され、補助配線板片2の内側電
極側21と半導体チップ1の電極11とを金属バンプ2
11を介し接続してある。
【0009】3は半導体チップ1と補助配線板片2との
間を封止せる樹脂である。この樹脂封止には、半導体チ
ップ側または補助配線板片側に熱可塑性樹脂液を塗布
し、または半導体チップと補助配線板片との間に熱可塑
性樹脂シ−トまたはフィルム(例えば、熱融着性ポリイ
ミドフィルム)を介在させて半導体チップと補助配線板
片との金属バンプ接続を行うと共にその接続時の熱で熱
可塑性樹脂を溶融させて半導体チップと補助配線板片と
の間を接着させる方法、同金属バンプ接続後に半導体チ
ップと補助配線板片との間隙に硬化性の液状樹脂(例え
ば、液状エポキシ樹脂)を注入する方法等を使用でき
る。
間を封止せる樹脂である。この樹脂封止には、半導体チ
ップ側または補助配線板片側に熱可塑性樹脂液を塗布
し、または半導体チップと補助配線板片との間に熱可塑
性樹脂シ−トまたはフィルム(例えば、熱融着性ポリイ
ミドフィルム)を介在させて半導体チップと補助配線板
片との金属バンプ接続を行うと共にその接続時の熱で熱
可塑性樹脂を溶融させて半導体チップと補助配線板片と
の間を接着させる方法、同金属バンプ接続後に半導体チ
ップと補助配線板片との間隙に硬化性の液状樹脂(例え
ば、液状エポキシ樹脂)を注入する方法等を使用でき
る。
【0010】4は半導体チップ1の裏面(半導体チップ
の電極側とは反対側の面)及び半導体チップ1の側面並
びに補助配線板片2の端部にわたって熱圧着した熱接着
性のシ−トまたはフィルムフィルムである。この熱接着
性のシ−トまたはフィルムフィルム4は、図2の(イ)
に示すように半導体チップ1の裏面周囲部(この裏面周
囲部の面積は全裏面の面積の30%以上)及び半導体チ
ップ1の側面並びに補助配線板片2の端部にわたって熱
圧着してもよい。
の電極側とは反対側の面)及び半導体チップ1の側面並
びに補助配線板片2の端部にわたって熱圧着した熱接着
性のシ−トまたはフィルムフィルムである。この熱接着
性のシ−トまたはフィルムフィルム4は、図2の(イ)
に示すように半導体チップ1の裏面周囲部(この裏面周
囲部の面積は全裏面の面積の30%以上)及び半導体チ
ップ1の側面並びに補助配線板片2の端部にわたって熱
圧着してもよい。
【0011】この熱接着性のシ−トまたはフィルムに
は、例えば、熱可塑性ポリイミド、シリコ−ン樹脂、ア
クリル樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂等を使用で
き、特に、熱可塑性ポリイミドの使用が耐熱信頼性の観
点から好ましい。また、実質的に非熱接着性の支持シ−
トまたはフィルムに熱接着性層を塗布若しくはラミネ−
トにより積層した複合体を使用することもでき、その支
持シ−トまたはフィルムとしては、例えば、ポリイミド
フィルム、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム、ポリ
エ−テルイミドフィルム、ポリエ−テルサルホンフィル
ム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエ−テ
ルエ−テルケトンフィルム等を使用できる。
は、例えば、熱可塑性ポリイミド、シリコ−ン樹脂、ア
クリル樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂等を使用で
き、特に、熱可塑性ポリイミドの使用が耐熱信頼性の観
点から好ましい。また、実質的に非熱接着性の支持シ−
トまたはフィルムに熱接着性層を塗布若しくはラミネ−
トにより積層した複合体を使用することもでき、その支
持シ−トまたはフィルムとしては、例えば、ポリイミド
フィルム、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム、ポリ
エ−テルイミドフィルム、ポリエ−テルサルホンフィル
ム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエ−テ
ルエ−テルケトンフィルム等を使用できる。
【0012】上記熱圧着性シ−トまたはフィルムには、
半導体チップ裏面側の放熱性を高くするために、熱伝導
率を2.5w/m・K以上、好ましくは、5.0w/m・K以
上とすることが有効であ。例えば、熱接着性のシ−トま
たはフィルム、熱接着性層または非熱接着性のシ−トま
たはフィルムに無機質フィラ−、例えば、シリカ、アル
ミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、銀燐片状フィラ−
等を高充填することが有効である。上記熱圧着性シ−ト
またはフィルムには、必要に応じ、シランやチタネ−ト
系のカップリング剤や表面調整剤、シリコ−ン樹脂やア
クリルゴム等のゴム成分、各種顔料等を添加することも
できる。
半導体チップ裏面側の放熱性を高くするために、熱伝導
率を2.5w/m・K以上、好ましくは、5.0w/m・K以
上とすることが有効であ。例えば、熱接着性のシ−トま
たはフィルム、熱接着性層または非熱接着性のシ−トま
たはフィルムに無機質フィラ−、例えば、シリカ、アル
ミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、銀燐片状フィラ−
等を高充填することが有効である。上記熱圧着性シ−ト
またはフィルムには、必要に応じ、シランやチタネ−ト
系のカップリング剤や表面調整剤、シリコ−ン樹脂やア
クリルゴム等のゴム成分、各種顔料等を添加することも
できる。
【0013】上記補助配線板片2の大きさは、半導体チ
ップ1の平面寸法(通常、3mm〜20mm角)にほぼ
等しいか、半導体チップ1の平面寸法の200%以下、
好ましくは、130%以下とされる。上記外側電極2
2,22相互間の間隔につては、被実装回路基板にはん
だ付けする際でのはんだブリッジを防止するために、上
記補助配線板片2の平面寸法内でできるだけ広くするこ
とが要求され、通常ほぼ等間隔とされる。上記補助配線
板片2は図2の(ロ)に示すように多層構造とすること
もできる。図2の(ロ)において、半導体チップ1の一
の電極11とこの電極11に導通させるべき被実装回路
基板の導体端110の対が一の層の引き回し導体23に
対応され、この引き回し導体23からその半導体チップ
電極11に臨む孔212が絶縁積層aに設けられ、この
孔212に金属213が充填され、その充填金属213
の頂上面に金属バンプ211が形成されてその一の引き
回し導体23に対する内側電極21が形成されている。
また、その一の引き回し導体23からその一の半導体チ
ップ電極11に導通させるべき被実装回路基板の一の導
体端110に臨む孔221が絶縁積層aに設けられ、こ
の孔221に金属222が充填されてその一の引き回し
導体23に対する外側電極22が形成され、その充填金
属222の頂上面がはんだバンプ223を介して被実装
配線板の導体端に接続される。図2の(ロ)において、
3は半導体チップ1と補助配線板片2との間を封止せる
樹脂を、4は半導体チップの裏面及び半導体チップの側
面並びに補助配線板片2の端部にわたって熱圧着した熱
接着性のシ−トまたはフィルムをそれぞれ示している。
ップ1の平面寸法(通常、3mm〜20mm角)にほぼ
等しいか、半導体チップ1の平面寸法の200%以下、
好ましくは、130%以下とされる。上記外側電極2
2,22相互間の間隔につては、被実装回路基板にはん
だ付けする際でのはんだブリッジを防止するために、上
記補助配線板片2の平面寸法内でできるだけ広くするこ
とが要求され、通常ほぼ等間隔とされる。上記補助配線
板片2は図2の(ロ)に示すように多層構造とすること
もできる。図2の(ロ)において、半導体チップ1の一
の電極11とこの電極11に導通させるべき被実装回路
基板の導体端110の対が一の層の引き回し導体23に
対応され、この引き回し導体23からその半導体チップ
電極11に臨む孔212が絶縁積層aに設けられ、この
孔212に金属213が充填され、その充填金属213
の頂上面に金属バンプ211が形成されてその一の引き
回し導体23に対する内側電極21が形成されている。
また、その一の引き回し導体23からその一の半導体チ
ップ電極11に導通させるべき被実装回路基板の一の導
体端110に臨む孔221が絶縁積層aに設けられ、こ
の孔221に金属222が充填されてその一の引き回し
導体23に対する外側電極22が形成され、その充填金
属222の頂上面がはんだバンプ223を介して被実装
配線板の導体端に接続される。図2の(ロ)において、
3は半導体チップ1と補助配線板片2との間を封止せる
樹脂を、4は半導体チップの裏面及び半導体チップの側
面並びに補助配線板片2の端部にわたって熱圧着した熱
接着性のシ−トまたはフィルムをそれぞれ示している。
【0014】本発明に係る半導体装置は、次のようにし
て製造することができる。まず、図3の(イ)に示すよ
うに、絶縁支持フィルム24の片面に引き回し導体23
を印刷形成する。この引き回し導体23の印刷形成に
は、金属箔積層合成樹脂フィルムの金属箔を所定の引き
回しパタ−ンに化学エッチングする方法を使用すること
が好ましい。この金属箔積層合成樹脂フィルムには、合
成樹脂フィルムに銅箔を融着した二層基材、銅箔を熱可
塑性または熱硬化性接着剤で合成樹脂フィルムに接着し
た三層基材等を使用でき。この合成樹脂フィルムの材質
の選定にあたっては、ワイヤ−バンブ法で金属バンプを
形成する場合の耐熱性、めっき法により金属バンプを形
成する場合の耐薬品性が考慮され、例えば、ポリイミド
フィルム、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム、ポリ
エ−テルイミドフィルム、ポリエ−テルサルホンフィル
ム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエ−テ
ルエ−テルケトンフィルム等を使用できる。この合成樹
脂フィルムの厚みは、通常10〜150μmとされる。
て製造することができる。まず、図3の(イ)に示すよ
うに、絶縁支持フィルム24の片面に引き回し導体23
を印刷形成する。この引き回し導体23の印刷形成に
は、金属箔積層合成樹脂フィルムの金属箔を所定の引き
回しパタ−ンに化学エッチングする方法を使用すること
が好ましい。この金属箔積層合成樹脂フィルムには、合
成樹脂フィルムに銅箔を融着した二層基材、銅箔を熱可
塑性または熱硬化性接着剤で合成樹脂フィルムに接着し
た三層基材等を使用でき。この合成樹脂フィルムの材質
の選定にあたっては、ワイヤ−バンブ法で金属バンプを
形成する場合の耐熱性、めっき法により金属バンプを形
成する場合の耐薬品性が考慮され、例えば、ポリイミド
フィルム、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム、ポリ
エ−テルイミドフィルム、ポリエ−テルサルホンフィル
ム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエ−テ
ルエ−テルケトンフィルム等を使用できる。この合成樹
脂フィルムの厚みは、通常10〜150μmとされる。
【0015】このようにして引き回し導体23を印刷形
成したのちは、図3の(ロ)に示すように絶縁支持フィ
ルム24に内側電極用孔212を穿設する。この穿孔に
は、一般に、ドリル加工、レ−ザ−エッチング加工等を
使用でき、特に、ポリイミドフィルムの場合は、アルカ
リエッチング等の湿式穿孔法を使用することが可能であ
る。また、二層基材型ポリイミドフィルムの場合は、感
光性ポリイミドを使用し、露光により穿孔することもで
きる。
成したのちは、図3の(ロ)に示すように絶縁支持フィ
ルム24に内側電極用孔212を穿設する。この穿孔に
は、一般に、ドリル加工、レ−ザ−エッチング加工等を
使用でき、特に、ポリイミドフィルムの場合は、アルカ
リエッチング等の湿式穿孔法を使用することが可能であ
る。また、二層基材型ポリイミドフィルムの場合は、感
光性ポリイミドを使用し、露光により穿孔することもで
きる。
【0016】内側電極用孔212を穿孔したのちは、図
3の(ハ)に示すように、孔212の底面の導体23に
金属を絶縁フィルム24をめっきマスクとしてめっき
し、孔212に金属213を充填し、内側電極21を形
成する。金属には、例えば、金、銀、ニッケル、銅、パ
ラジウム等を使用できる。このようにして内側電極用孔
212に金属213を充填したのちは、図3の(ニ)に
示すように充填金属面上に高さ数10μmの金属バンプ
211を形成する。この金属バンプ211の形成には、
ワイヤ−ボンダ−を用いて金線、銅線またははんだ線の
先端を溶融球状化させ、溶融球状化金属を充填金属面に
溶着させる方法を使用できる。金線を使用する場合、銅
の引き回し導体23と金との接触を防止するために、充
填金属213の上層はニッケルとすることが好ましい。
充填金属面上に湿式めっき法で金属を盛り上げる方法に
よって金属バンプを形成することもできる。特に、金属
バンプ211の表面または全体を、半導体チップの電極
材であるアルミニウムと強固・安定に金属間結合する金
を使用することが好ましい。
3の(ハ)に示すように、孔212の底面の導体23に
金属を絶縁フィルム24をめっきマスクとしてめっき
し、孔212に金属213を充填し、内側電極21を形
成する。金属には、例えば、金、銀、ニッケル、銅、パ
ラジウム等を使用できる。このようにして内側電極用孔
212に金属213を充填したのちは、図3の(ニ)に
示すように充填金属面上に高さ数10μmの金属バンプ
211を形成する。この金属バンプ211の形成には、
ワイヤ−ボンダ−を用いて金線、銅線またははんだ線の
先端を溶融球状化させ、溶融球状化金属を充填金属面に
溶着させる方法を使用できる。金線を使用する場合、銅
の引き回し導体23と金との接触を防止するために、充
填金属213の上層はニッケルとすることが好ましい。
充填金属面上に湿式めっき法で金属を盛り上げる方法に
よって金属バンプを形成することもできる。特に、金属
バンプ211の表面または全体を、半導体チップの電極
材であるアルミニウムと強固・安定に金属間結合する金
を使用することが好ましい。
【0017】ワイヤ−ボンダ−を用いて金属バンプを形
成する場合、孔212周辺が溶融金属に対する濡れ性の
低い合成樹脂面であるから、溶融金属の孔周囲への付着
を防止して充填金属面上に接触角の大なる球状の金属バ
ンプを整然と形成できる。また、めっき法により金属バ
ンプ211を形成する場合は、電解めっき、無電解めっ
きの何れの場合でも、充填金属213の露出端面を核と
して金属バンプを整然と形成できる。
成する場合、孔212周辺が溶融金属に対する濡れ性の
低い合成樹脂面であるから、溶融金属の孔周囲への付着
を防止して充填金属面上に接触角の大なる球状の金属バ
ンプを整然と形成できる。また、めっき法により金属バ
ンプ211を形成する場合は、電解めっき、無電解めっ
きの何れの場合でも、充填金属213の露出端面を核と
して金属バンプを整然と形成できる。
【0018】このようにして金属バンプ211を形成し
たのちは、図3の(ホ)に示すように、引き回し導体2
3の印刷形成面に樹脂25をカバ−コ−トし、更に、図
3の(ヘ)に示すように、このカバ−コ−ト絶縁層25
に外側電極用孔221を穿設し、図3の(ト)に示すよ
うに、この孔221に上記したワイヤ−ボンダ−により
はんだ222を充填して外側電極を形成する。而るのち
は、図3の(チ)に示すように、内側電極21の金属バ
ンプ211を半導体チップ1の電極11に一致させるよ
うにアライメントして、ホットバ−やパルスヒ−ト等の
一括圧着接続またはシングルポイントボンダ−による個
別熱圧着接続で半導体チップ1の電極11と補助配線板
片2の内側電極21とを金属バンプ211を介して金属
間接合し、半導体チップ1と補助配線板片2とを電気的
並びに機械的に接合する。シングルポイントボンダ−に
よる個別熱圧着接続を行う場合、超音波接合を併用して
熱圧着温度を低くすることもできる。金属バンプ211
にはんだバンプを使用し、補助配線板片2と半導体チッ
プ1との接合をリフロ−法により行うことも可能であ
る。
たのちは、図3の(ホ)に示すように、引き回し導体2
3の印刷形成面に樹脂25をカバ−コ−トし、更に、図
3の(ヘ)に示すように、このカバ−コ−ト絶縁層25
に外側電極用孔221を穿設し、図3の(ト)に示すよ
うに、この孔221に上記したワイヤ−ボンダ−により
はんだ222を充填して外側電極を形成する。而るのち
は、図3の(チ)に示すように、内側電極21の金属バ
ンプ211を半導体チップ1の電極11に一致させるよ
うにアライメントして、ホットバ−やパルスヒ−ト等の
一括圧着接続またはシングルポイントボンダ−による個
別熱圧着接続で半導体チップ1の電極11と補助配線板
片2の内側電極21とを金属バンプ211を介して金属
間接合し、半導体チップ1と補助配線板片2とを電気的
並びに機械的に接合する。シングルポイントボンダ−に
よる個別熱圧着接続を行う場合、超音波接合を併用して
熱圧着温度を低くすることもできる。金属バンプ211
にはんだバンプを使用し、補助配線板片2と半導体チッ
プ1との接合をリフロ−法により行うことも可能であ
る。
【0019】このようにして、補助配線板片2に半導体
チップ1を搭載したのちは、図3の(チ)に示すよう
に、半導体チップ1と補助配線板片2との間を液状樹脂
3、例えば、液状エポキシ樹脂の注入により封止する。
この樹脂注入による封止に代え、上記半導体チップと補
助配線板片との金属バンプ接続に先立ち、半導体チップ
側または補助配線板片側に熱可塑性樹脂液を塗布し、ま
たは熱可塑性樹脂シ−トまたはフィルム(例えば、熱融
着性ポリイミドフィルム)をラミネ−トし、あるいは半
導体チップと補助配線板片との間に熱可塑性樹脂シ−ト
またはフィルムを介在させて半導体チップと補助配線板
片との金属バンプ接続を行うと共にその接続時の熱で熱
可塑性樹脂層または熱可塑性樹脂シ−トまたはフィルム
を溶融させて半導体チップと補助配線板片との間を熱可
塑性樹で封止することもできる。半導体チップと補助配
線板片との間の封止に使用する樹脂の材質には、半導体
チップ並びに補助配線板片に対する密着力、絶縁性、腐
食性イオンレベルの要件を満たすものが選定されること
は云うまでもない。
チップ1を搭載したのちは、図3の(チ)に示すよう
に、半導体チップ1と補助配線板片2との間を液状樹脂
3、例えば、液状エポキシ樹脂の注入により封止する。
この樹脂注入による封止に代え、上記半導体チップと補
助配線板片との金属バンプ接続に先立ち、半導体チップ
側または補助配線板片側に熱可塑性樹脂液を塗布し、ま
たは熱可塑性樹脂シ−トまたはフィルム(例えば、熱融
着性ポリイミドフィルム)をラミネ−トし、あるいは半
導体チップと補助配線板片との間に熱可塑性樹脂シ−ト
またはフィルムを介在させて半導体チップと補助配線板
片との金属バンプ接続を行うと共にその接続時の熱で熱
可塑性樹脂層または熱可塑性樹脂シ−トまたはフィルム
を溶融させて半導体チップと補助配線板片との間を熱可
塑性樹で封止することもできる。半導体チップと補助配
線板片との間の封止に使用する樹脂の材質には、半導体
チップ並びに補助配線板片に対する密着力、絶縁性、腐
食性イオンレベルの要件を満たすものが選定されること
は云うまでもない。
【0020】このようにして半導体チップと補助配線板
片との間を封止したのちは、図3の(リ)に示すよう
に、半導体チップ1の電極側とは反対側の全面若しくは
周囲部及び半導体チップ1の側面並びに上記補助配線板
片2の端部にわたって熱接着性のシ−トまたはフィルム
4を熱圧着し、半導体チップ1の外面側を封止する。最
後に図1に示す、外側電極22の充填金属端面上にはん
だバンプ223を形成し、これにて半導体装置のパッケ
−ジ工程までの製作を終了する。
片との間を封止したのちは、図3の(リ)に示すよう
に、半導体チップ1の電極側とは反対側の全面若しくは
周囲部及び半導体チップ1の側面並びに上記補助配線板
片2の端部にわたって熱接着性のシ−トまたはフィルム
4を熱圧着し、半導体チップ1の外面側を封止する。最
後に図1に示す、外側電極22の充填金属端面上にはん
だバンプ223を形成し、これにて半導体装置のパッケ
−ジ工程までの製作を終了する。
【0021】上記半導体装置の製造手順は、適宜変更で
きることは云うまでもない。例えば、カバ−コ−トを施
したのち、外側電極を形成する前に、半導体チップを接
合し、半導体チップと補助配線板片との間を封止し、し
かるのち、カバ−コ−トに外側電極を形成することも可
能である。なお、上記の実施例では、金属バンプを補助
配線板片の内側電極側に予め形成しているが、半導体チ
ップの電極側に予め形成しておくことも可能である。ま
た、補助配線板片には、引き回し導体23を絶縁層内に
埋設配線したものを使用しているが、引き回し導体を絶
縁層の内側表面に配線したものを使用することもでき
る。
きることは云うまでもない。例えば、カバ−コ−トを施
したのち、外側電極を形成する前に、半導体チップを接
合し、半導体チップと補助配線板片との間を封止し、し
かるのち、カバ−コ−トに外側電極を形成することも可
能である。なお、上記の実施例では、金属バンプを補助
配線板片の内側電極側に予め形成しているが、半導体チ
ップの電極側に予め形成しておくことも可能である。ま
た、補助配線板片には、引き回し導体23を絶縁層内に
埋設配線したものを使用しているが、引き回し導体を絶
縁層の内側表面に配線したものを使用することもでき
る。
【0022】本発明に係る半導体装置は合成樹脂支持フ
ィルムに上記した補助配線板片の配線パタ−ンを長さ方
向に多数箇、縦列にて予め形成しておき、このフィルム
を走行させつつ上記の作業を順次に行うフィルム・キャ
リア方式により製造することが生産能率上有利である。
ィルムに上記した補助配線板片の配線パタ−ンを長さ方
向に多数箇、縦列にて予め形成しておき、このフィルム
を走行させつつ上記の作業を順次に行うフィルム・キャ
リア方式により製造することが生産能率上有利である。
【0023】
【作用】補助配線板片2と半導体チップ1との間が図3
の(チ)に示すように、封止樹脂3で接着されただけで
は、加熱・冷却のヒ−トサイクルのもとで補助配線板片
2と半導体チップ1との間のコ−ナに熱応力が集中し、
この箇所に剥離が生じこの剥離箇所を起点として封止樹
脂層3と半導体チップ1との接着界面の剥離が進行して
いき、補助配線板片の電極と半導体チップの電極との導
通不良が発生し易い。しかしながら、本発明に係る半導
体装置においては、半導体チップ1の裏面及び半導体チ
ップ1の側面並びに上記補助配線板片2の端部にわたっ
て熱接着性のシ−ト4を熱圧着しており、補助配線板片
と半導体チップとの間のコ−ナでの熱応力集中剥離を抑
制でき、ヒ−トサイクルのもとでも、後述する実施例と
比較例との熱衝撃試験の対比から確認できる通り、補助
配線板片の電極と半導体チップの電極との導通不良の発
生をよく防止できる。また、熱接着性シ−トと補助配線
板片との熱圧着界面、熱接着性シ−トと半導体チップと
の熱圧着界面のために水密封止性も充分にアップされ
る。従って、トランスファモ−ルド法、キャスティング
法に頼ることなく、充分に信頼性のある封止を保証でき
る。
の(チ)に示すように、封止樹脂3で接着されただけで
は、加熱・冷却のヒ−トサイクルのもとで補助配線板片
2と半導体チップ1との間のコ−ナに熱応力が集中し、
この箇所に剥離が生じこの剥離箇所を起点として封止樹
脂層3と半導体チップ1との接着界面の剥離が進行して
いき、補助配線板片の電極と半導体チップの電極との導
通不良が発生し易い。しかしながら、本発明に係る半導
体装置においては、半導体チップ1の裏面及び半導体チ
ップ1の側面並びに上記補助配線板片2の端部にわたっ
て熱接着性のシ−ト4を熱圧着しており、補助配線板片
と半導体チップとの間のコ−ナでの熱応力集中剥離を抑
制でき、ヒ−トサイクルのもとでも、後述する実施例と
比較例との熱衝撃試験の対比から確認できる通り、補助
配線板片の電極と半導体チップの電極との導通不良の発
生をよく防止できる。また、熱接着性シ−トと補助配線
板片との熱圧着界面、熱接着性シ−トと半導体チップと
の熱圧着界面のために水密封止性も充分にアップされ
る。従って、トランスファモ−ルド法、キャスティング
法に頼ることなく、充分に信頼性のある封止を保証でき
る。
【0024】さらに、半導体チップの裏面及び半導体チ
ップの側面並びに上記補助配線板片の端部にわたって熱
圧着する熱接着性シ−トを無機質フィラ−の添加により
パッケ−ジの放熱性を確保でき、無機質フィラ−の多量
添加のもとでも、トランスファモ−ルド法、キャスティ
ング法とは異なり、樹脂の粘性増加・流動性低下に起因
するパッケ−ジ不良(例えば、ボイドの発生)、作業性
低下等の不具合なく、高放熱性のパッケ−ジが可能とな
る。
ップの側面並びに上記補助配線板片の端部にわたって熱
圧着する熱接着性シ−トを無機質フィラ−の添加により
パッケ−ジの放熱性を確保でき、無機質フィラ−の多量
添加のもとでも、トランスファモ−ルド法、キャスティ
ング法とは異なり、樹脂の粘性増加・流動性低下に起因
するパッケ−ジ不良(例えば、ボイドの発生)、作業性
低下等の不具合なく、高放熱性のパッケ−ジが可能とな
る。
【0025】
〔実施例1〕厚み60μmのポリイミドフィルムを支持
フィルムとする補助配線板片(チップよりもやや大)の
内側電極に高さ20μmの金バンプを形成し、厚み0.
375mm、一辺の長さが15.0mmの正方形の信頼
評価用半導体チップを補助配線板片に接続し、これらの
間を液状エポキシ樹脂の注入により封止した。熱接着性
フィルムには、平均粒径20μmのアルミナ球状フィラ
−を70重量%充填した厚み200μmの熱可塑性ポリ
イミドフィルム(熱伝導率8.5W/mK)を使用し、
この熱接着性フィルムを半導体チップの全裏面及び半導
体チップの側面並びに上記補助配線板片の端部にわたっ
て熱圧着した。 〔実施例2〕実施例1に対し、熱接着性フィルムに平均
粒径15μmのシリカ粉末を80重量%充填した厚み2
00μmの熱可塑性ポリイミドフィルム(熱伝導率8.
0W/mK)を使用した以外、実施例1に同じとした。 〔実施例3〕実施例1に対し、熱接着性フィルムに銀燐
片状フィラ−を30重量%充填した厚み200μmのシ
リコン系熱接着フィルム(熱伝導率5.3W/mK)を
使用した以外、実施例1に同じとした。 〔比較例〕実施例に対し、熱接着性フィルムの使用を省
略した。
フィルムとする補助配線板片(チップよりもやや大)の
内側電極に高さ20μmの金バンプを形成し、厚み0.
375mm、一辺の長さが15.0mmの正方形の信頼
評価用半導体チップを補助配線板片に接続し、これらの
間を液状エポキシ樹脂の注入により封止した。熱接着性
フィルムには、平均粒径20μmのアルミナ球状フィラ
−を70重量%充填した厚み200μmの熱可塑性ポリ
イミドフィルム(熱伝導率8.5W/mK)を使用し、
この熱接着性フィルムを半導体チップの全裏面及び半導
体チップの側面並びに上記補助配線板片の端部にわたっ
て熱圧着した。 〔実施例2〕実施例1に対し、熱接着性フィルムに平均
粒径15μmのシリカ粉末を80重量%充填した厚み2
00μmの熱可塑性ポリイミドフィルム(熱伝導率8.
0W/mK)を使用した以外、実施例1に同じとした。 〔実施例3〕実施例1に対し、熱接着性フィルムに銀燐
片状フィラ−を30重量%充填した厚み200μmのシ
リコン系熱接着フィルム(熱伝導率5.3W/mK)を
使用した以外、実施例1に同じとした。 〔比較例〕実施例に対し、熱接着性フィルムの使用を省
略した。
【0026】これらの実施例及び比較例につき、150
℃〜−50℃の熱衝撃試験1000サインクル後での導
通不良率を測定したところ(試料数1000箇)、実施
例1では0.1%、実施例2では0.3%、実施例3で
は0.5%と低かったのにたいし、比較例では40%に
も達し、本発明に係る半導体装置において、熱接着性の
シ−トまたはフィルムが封止の信頼性向上に大きく寄与
していることが確認された。
℃〜−50℃の熱衝撃試験1000サインクル後での導
通不良率を測定したところ(試料数1000箇)、実施
例1では0.1%、実施例2では0.3%、実施例3で
は0.5%と低かったのにたいし、比較例では40%に
も達し、本発明に係る半導体装置において、熱接着性の
シ−トまたはフィルムが封止の信頼性向上に大きく寄与
していることが確認された。
【0027】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置においては、半
導体チップ外面側の封止を熱接着性シ−トまたはフィル
ムの熱圧着で行っているにもかかわらず、熱衝撃に対し
充分安定に封止できる。また、熱接着性シ−トまたはフ
ィルムへの無機質フィラ−の多量充填により半導体チッ
プに放熱性に優れたパッケ−ジを優れた作業性で施すこ
とができる。従って、本発明によれば良好なチップスケ
−ルパッケ−ジの半導体装置を提供できる。
導体チップ外面側の封止を熱接着性シ−トまたはフィル
ムの熱圧着で行っているにもかかわらず、熱衝撃に対し
充分安定に封止できる。また、熱接着性シ−トまたはフ
ィルムへの無機質フィラ−の多量充填により半導体チッ
プに放熱性に優れたパッケ−ジを優れた作業性で施すこ
とができる。従って、本発明によれば良好なチップスケ
−ルパッケ−ジの半導体装置を提供できる。
【図1】本発明に係る半導体装置の一実施例を説明図で
ある。
ある。
【図2】本発明に係る半導体装置の上記とは別の互いに
異なる実施例の要部を示す説明図である。
異なる実施例の要部を示す説明図である。
【図3】本発明に係る半導体装置を製造する場合の作業
手順を示す説明図である。
手順を示す説明図である。
【図4】互いに異なる従来のチップサイズの半導体装置
を示す説明図である。
を示す説明図である。
1 半導体チップ 11 半導体チップの電極 2 補助配線板片 21 内側電極 211 金属バンプ 22 外側電極 23 引き回し導体 3 樹脂 4 熱接着性シ−トまたはフィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉尾 信彦 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 薄井 英之 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 伊藤 久貴 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】半導体チップの電極に接続される内側電極
と被実装回路板の導体端に接続される外側電極とこれら
の電極間にまたがる引き回し導体とからなる配線パタ−
ンを設けた補助配線板片の内側電極側と半導体チップの
電極とを金属バンプを介して接続し、補助配線板片と半
導体チップとの間を樹脂で封止し、半導体チップの電極
側とは反対側の全面若しくは周囲部及び半導体チップの
側面並びに上記補助配線板片の端部にわたって熱接着性
のシ−トまたはフィルムを熱圧着したことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】熱接着性のシ−トまたはフィルムに基材の
片面に熱圧着性層を有する複合体を使用し、この熱圧着
性層において熱圧着した請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】熱接着性のシ−トまたはフィルムが70重
量%以上の無機質フィラ−を含有する請求項1または2
記載の半導体装置。 - 【請求項4】熱接着性のシ−トまたはフィルムが室温で
2.5W/mK以上の熱伝導率を有する請求項1記載乃
至3記載の半導体装置。 - 【請求項5】補助配線板片の大きさが、半導体チップの
平面寸法にほぼ等しいか、半導体チップの平面寸法の2
00%以下である請求項1記載乃至4記載の半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7161399A JPH08335606A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7161399A JPH08335606A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08335606A true JPH08335606A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15734362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7161399A Pending JPH08335606A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08335606A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6175151B1 (en) | 1997-01-23 | 2001-01-16 | Seiko Epson Corporation | Film carrier tape, semiconductor assembly, semiconductor device, and method of manufacturing the same, mounted board, and electronic instrument |
| KR100345075B1 (ko) * | 1999-12-16 | 2002-07-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | 칩 사이즈 패키지 |
| US6469382B1 (en) | 2000-01-28 | 2002-10-22 | Nec Corporation | Semiconductor device substrate and method of manufacturing semiconductor device |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP7161399A patent/JPH08335606A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6175151B1 (en) | 1997-01-23 | 2001-01-16 | Seiko Epson Corporation | Film carrier tape, semiconductor assembly, semiconductor device, and method of manufacturing the same, mounted board, and electronic instrument |
| US6414382B1 (en) | 1997-01-23 | 2002-07-02 | Seiko Epson Corporation | Film carrier tape, semiconductor assembly, semiconductor device and method of manufacturing the same, mounted board, and electronic instrument |
| US6646338B2 (en) | 1997-01-23 | 2003-11-11 | Seiko Epson Corporation | Film carrier tape, semiconductor assembly, semiconductor device, and method of manufacturing the same, mounted board, and electronic instrument |
| KR100345075B1 (ko) * | 1999-12-16 | 2002-07-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | 칩 사이즈 패키지 |
| US6469382B1 (en) | 2000-01-28 | 2002-10-22 | Nec Corporation | Semiconductor device substrate and method of manufacturing semiconductor device |
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