JPH0936275A - 表面実装型半導体装置の製造方法 - Google Patents

表面実装型半導体装置の製造方法

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JPH0936275A
JPH0936275A JP7185497A JP18549795A JPH0936275A JP H0936275 A JPH0936275 A JP H0936275A JP 7185497 A JP7185497 A JP 7185497A JP 18549795 A JP18549795 A JP 18549795A JP H0936275 A JPH0936275 A JP H0936275A
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JP
Japan
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wiring pattern
tab
bga
hole
tab tape
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JP7185497A
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English (en)
Inventor
Masashi Otsuka
雅司 大塚
Kimihiro Ikebe
公弘 池部
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/701Tape-automated bond [TAB] connectors

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、一層式のTABテープを使用してな
るTAB−BGAの製造において、工程数の増加を招く
ことなく、多ピン化に容易に対応でき、しかも、より低
コスト化を図ることができるようにすることを最も主要
な特徴とする。 【解決手段】たとえば、ベースフィルム14を受け入れ
て、デバイスホール13およびパッドホール17を打ち
抜きにより同時に形成する工程と、上記ベースフィルム
14の上面に配線パターン16を形成する工程と、その
配線パターン16の一端を、半導体チップ11の各電極
パッドとそれぞれ接続する工程と、配線パターン16の
他端を、パッドホール17を介して、上記ベースフィル
ム14の下面に取り付けられた半田ボール18と個々に
接続する工程とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばパッケ
ージの片面に格子状に配置された半田ボールによって基
板上に実装される表面実装型半導体装置の製造方法に関
するもので、特にTAB(Tape Automated Bonding)テ
ープ接続方式のBGA(Ball Grid Array)の製造に用
いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、フラットタイプのパッケージとし
ては、たとえばQFP(Quad Flat Package )が最も一
般的である。このQFPは、ファインピッチでのリード
の形成の難しさなどから、リード間ピッチは0.3mm
で、リード数は300前後が限界といわれている。
【0003】また、リードフレームの代わりに、ファイ
ンピッチでのリードの形成が可能なTABテープを用い
たTCP(Tape Carrier Package)がある。このTCP
は、他の部品との一括リフローが困難なため、市場の大
きな拡大は望めない。
【0004】そこで、登場したのがBGAである。BG
Aとは、パッケージの裏面に半田ボールを格子状に配置
した構造で、600程度までの多ピンパッケージが実現
できる。
【0005】BGAは、当初、プリント基板にチップを
マウントし、ワイヤボンディングした後、モールドした
タイプが多かった。また、最近では、多ピン化に対応す
るため、TABテープを使用した方式のTAB−BGA
も開発されている。
【0006】このように、モールドタイプのBGA(い
わゆる、P−BGA)は、現在でも、主流の一角をなし
ている。しかし、そのピン数は、たかだか100〜20
0ピン程度となっている。これは、チップの接続にワイ
ヤボンディングを用いているためであり、ボンディング
技術の限界によって、300〜600ピンといった多ピ
ン化には対応できないという問題があった。
【0007】これに対し、TABまたはフリップチップ
技術の場合、多ピン化にも十分に対応できる。図4は、
二層式のTABテープを使用してなる、TAB−BGA
の概略構成を示すものである。
【0008】このTAB−BGAは、半導体チップ10
1の電極パッドにTABテープ102上の配線パターン
103の一端が接続され、他端がベースフィルム(ポリ
イミド(PI))104の裏面側にスルーホール105
を介して引き出されている。そして、それぞれの引き出
し位置において、配線パターン103と半田ボール10
6とが個々に接続された構成となっている。
【0009】また、半導体チップ101の電極パッドと
配線パターン103との接続面がポッティング樹脂10
7によって封止され、さらに、TABテープ102の表
面側には補強用のスティフナー108が接着されてい
る。
【0010】このような構成によれば、配線パターン1
03のファインピッチ化によって、300〜600ピン
といった多ピンにも十分に対応できる。しかしながら、
このTAB−BGAの場合、TABテープ102におけ
るベースフィルム104の表面の配線パターン103
と、裏面の電極部の半田ボール106とをスルーホール
メッキにより接続する構成となっている。すなわち、二
層式のTABテープ102を使用してなるBGAにおい
ては、TABテープ102の製造プロセス上における工
程を著しく複雑なものにするため、非常にコストが高く
なる。
【0011】このような問題点を解決するものとして、
一層式のTABテープを使用してなる、TAB−BGA
が発案されている。図5は、一層式のTABテープを使
用してなる、TAB−BGAの概略構成を示すものであ
る。
【0012】このTAB−BGAは、半導体チップ20
1の電極パッドにTABテープ202上の配線パターン
203の一端が接続され、他端がベースフィルム204
の裏面側において、半田ボール206と個々に接続され
た構成となっている。
【0013】また、半導体チップ201の電極パッドと
配線パターン203との接続面がポッティング樹脂20
7によって封止され、さらに、TABテープ202の表
面側には補強用のスティフナー208が接着されてい
る。
【0014】このような構成によれば、300〜600
ピンといった多ピンにも十分に対応でき、しかも、安価
な一層式のTABテープ202の使用により低コスト化
が可能となる。
【0015】しかしながら、このTAB−BGAの場
合、TABテープ202上の配線パターン203がベー
スフィルム204の一方面(裏面側)にあるため、ボー
ル取り付け時に配線パターン203を保護する目的で、
ソルダーレジスト209の塗布または印刷が不可欠とな
っている。
【0016】図6は、上記TAB−BGAにおける、T
ABテープ202上の配線パターン203の一例を示す
ものである。この図に示すように、上記ソルダーレジス
ト209は、配線パターン203を確実に覆い、かつ、
半田ボール206が接続されるボールパッド210には
かからないようにしなければならない。なお、図中に
は、上記レジスト209が設けられる領域を破線211
によって示している。
【0017】このようなソルダーレジスト209の印刷
の精度を考えると、たとえばボールパッド210のピッ
チを1.27mm、パッド210の径を0.7mmと
し、パッド210間に5本の配線パターン203を通そ
うとするとき、その精度は±60μmとなる。
【0018】これは、現状のレジスト印刷技術では決し
て不可能ではないが、高等なプロセス技術が必要となる
ため、高価なものとなり、当初の低コストという目的を
果たすことができなくなる。
【0019】また、このような高等なプロセス技術を用
いたとしても、パッド210間に5本以上の配線パター
ン203を通すことは不可能であり、したがって、ファ
インピッチ化,多ピン化には限界がある。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、二層式のTABテープよりも安価な一層式
のTABテープを使用したとしても、高い精度でのレジ
スト形成の必要性から、多ピン対応のBGAを低コスト
で実現するのは困難な状況となっていた。
【0021】そこで、この発明は、工程数の増加を招く
ことなく、多ピン化に容易に対応でき、しかも、より低
コスト化を図ることが可能な表面実装型半導体装置の製
造方法を提供することを目的としている。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明にあっては、パッケージの片面に配置さ
れた半田ボールによって基板上に実装される表面実装型
半導体装置の製造方法において、一方面に接着剤が塗布
された絶縁材を打ち抜き、半導体素子を搭載するための
開口部を形成すると同時に、前記半田ボールの取り付け
位置に貫通孔を形成する工程と、前記接着剤により前記
絶縁材上に金属箔を貼り付ける工程と、前記金属箔をエ
ッチングして、一端が前記開口部内に延在され、他端が
前記貫通孔に対応する配線パターンを形成する工程と、
前記開口部内に延在する前記配線パターンの一端を、前
記半導体素子の電極と接続する工程と、前記絶縁材の他
方面に前記半田ボールを取り付け、その半田ボールと前
記配線パターンの他端とを前記貫通孔を介して接続する
工程とからなっている。
【0023】この発明は、上記した手段により、たとえ
ばベースフィルムの、半導体チップの搭載位置に設けら
れるデバイスホールの形成と同時に、半田ボールの取り
付け位置にパッドホールを形成し、このパッドホールを
介して、上記ベースフィルムの一方面に設けられた配線
パターンと、他方面に設けられた半田ボールとを電気的
に接続するようにしている。したがって、従来のTAB
テープの製造プロセスにおいて、デバイスホールの形成
の工程で同時にパッドホールの形成を行うようにするの
みで、特別な工程の追加を必要とすることなしに、容易
に実現できる。しかも、ベースフィルムの一方面に配線
パターンを、他方面に半田ボールをそれぞれ設けるよう
にしている。このため、半田ボールの取り付け時に配線
パターンのソルダーレジストによる保護を必ずしも必要
としなくなるものである。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施
の一形態にかかる、一層式のTABテープを使用してな
る、TAB−BGA(TABテープ接続方式を採用して
なるBGA)の概略構成を示すものである。
【0025】すなわち、半導体チップ(半導体素子)1
1は、TABテープ12のデバイスホール(開口部)1
3上に搭載されている。TABテープ12は、ポリイミ
ド(PI)などからなるベースフィルム(絶縁材)14
と、その一方面、たとえば上面に、接着剤15によって
銅箔を貼り付けてなる配線パターン16とからなってい
る。
【0026】ベースフィルム14には、上記半導体チッ
プ11の搭載位置に対応して上記デバイスホール13が
設けられてなるとともに、半田ボール取り付け位置にそ
れぞれ対応してパッドホール(貫通孔)17が設けられ
ている。
【0027】配線パターン16の一端は、それぞれ上記
デバイスホール13内に延在されて、上記半導体チップ
11の各電極パッドと接続されている。配線パターン1
6の他端は、それぞれ上記パッドホール17を塞ぐかた
ちで設けられて、上記ベースフィルム14の多方面、た
とえば下面に取り付けられた半田ボール18と個々に接
続されている。
【0028】また、半導体チップ11上の、上記電極パ
ッドと配線パターン16との接続面はポッティング樹脂
19によって封止されている。さらに、TABテープ1
2の表面の上記配線パターン16上には、スティフナー
(補強板)20が接着剤層21によって接着されてい
る。
【0029】このような構造のTAB−BGAによれ
ば、配線パターン16がベースフィルム14の上面に位
置するため、半田ボール18の取り付け時に配線パター
ン16をソルダーレジストによって保護する必要がな
い。この結果、ソルダーレジストの形成のための制約を
受けないので、ローコストで、しかも、TABのエッチ
ング技術の限界までファイン化が可能となる。
【0030】また、上記スティフナー20は、配線パタ
ーン16に対して約10〜20μmの厚さの接着剤層2
1を介して極めて近接して設けられている。このため、
スティフナー20をGNDに接続することで、電気的特
性の向上も期待できる。
【0031】なお、図1においては、便宜上、半田ボー
ル18の取り付けの際に、半田ボール18より溶融され
てパッドホール17内に溶け込む半田の量が、半田ボー
ル18の大きさに比べて多くなっている。しかしなが
ら、実際には、パッドホール17内に溶け込む半田の
量、つまり、接続に必要な半田の量はさほど多くなく、
半田ボール18はそのボール形状を十分に保つことが可
能となっている。
【0032】図2は、上記したTAB−BGAにおけ
る、半田ボール18の取り付け位置を拡大して示すもの
である。たとえば、半田ボール18の径を700μmと
する場合、一般的に用いられるベースフィルム14およ
び接着剤15の厚さはたかだか100μm前後であるた
め、パッドホール17の径を500μm程度とすること
により、溶融前に、半田ボール18の球面をあらかじめ
配線パターン16に当接できる。したがって、この状態
で溶融すれば、半田量を大幅に損なうことなく、ボール
形状を保ったままで半田ボール18を確実に配線パター
ン16と接続できる。
【0033】次に、上記した、一層式のTABテープを
使用してなる、TAB−BGAの製造方法について説明
する。図3は、TAB−BGAの製造プロセスを概略的
に示すものである。ここでは、TABテープ製造工程と
BGAアッセンブリ工程とに大別される。
【0034】TABテープ製造工程においては、まず、
あらかじめ接着剤15の塗布されたベースフィルム14
を受け入れて(同図(a))、デバイスホール13およ
びパッドホール17を打ち抜きにより同時に形成する
(同図(b))。
【0035】次に、上記接着剤15を介して、上記ベー
スフィルム14上に銅箔16´を貼り付け(同図
(c))、それをエッチングによりパターニングして配
線パターン16を形成する(同図(d))。
【0036】そして、配線パターン16の少なくとも他
の部品(たとえば、半導体チップ11)との接続部位に
対してメッキ処理を施すことにより、上記した一層式の
TABテープ12を製造する(同図(e))。
【0037】この後、BGAアッセンブリ工程において
は、半導体チップ11がTABテープ12のデバイスホ
ール13に対応されて、その各電極パッドと上記配線パ
ターン16の一端とをそれぞれ接続する(同図
(f))。
【0038】そして、その接続部を含む半導体チップ1
1の上面をポッティング樹脂19により封止する(同図
(g))。また、TABテープ12の表面の上記配線パ
ターン16上に、接着剤層21を介して、スティフナー
20を接着する(同図(h))。
【0039】さらに、上記TABテープ12の、ベース
フィルム14に形成された各パッドホール17上に半田
ボール18を配置し、リフロー処理によって加熱、溶融
して、半田ボール18と配線パターン16とをパッドホ
ール17を介して個々に接続する(同図(i))。
【0040】しかる後、テスト、マーキング、およびパ
ッキングなどの各工程を経て、上記図1に示した、TA
B−BGAが完成される。このような方法によれば、デ
バイスホール13の形成工程において、パッドホール1
7の形成を同時に行うようにしているため、特別な工程
の追加を必要とすることなしに、容易に実現できる。し
かも、エッチングにより形成する場合よりも、工程の大
幅な簡素化が可能である。
【0041】上記したように、ベースフィルムの、半導
体チップの搭載位置に設けられるデバイスホールの形成
と同時に、半田ボールの取り付け位置にパッドホールを
形成し、このパッドホールを介して、上記ベースフィル
ムの一方面に設けられた配線パターンと、他方面に設け
られた半田ボールとを電気的に接続するようにしてい
る。
【0042】したがって、従来のTABテープの製造プ
ロセスにおいて、デバイスホールの形成の工程で同時に
パッドホールの形成を行うようにするのみで、特別な工
程の追加を必要とすることなしに、容易に実現できるも
のである。
【0043】しかも、一層式のTABテープの、ベース
フィルムの上面に配線パターンを、下面に半田ボールを
それぞれ設けるようにしている。このため、半田ボール
の取り付け時に配線パターンのソルダーレジストによる
保護を必ずしも必要としなくなる。
【0044】この結果、安価な一層式のTABテープの
使用が可能となるとともに、ソルダーレジストの形成の
ための制約を受けないので、よりローコストで、TAB
のエッチング技術の限界までファイン化が可能となるも
のである。
【0045】また、スティフナーを配線パターンに対し
て極めて近接して設けるようにしているため、これをG
NDに接続することで、電気的特性の向上も期待できる
ものである。その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。
【0046】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、工程数の増加を招くことなく、多ピン化に容易に対
応でき、しかも、より低コスト化を図ることが可能な表
面実装型半導体装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態にかかる、TABテー
プ接続方式を採用してなるBGA(TAB−BGA)の
概略構成を示す断面図。
【図2】同じく、TAB−BGAの要部の構成を示す拡
大図。
【図3】同じく、TAB−BGAの製造プロセスを説明
するために示す概略断面図。
【図4】従来技術とその問題点を説明するために示す、
二層式のTABテープを使用してなるTAB−BGAの
概略構成図。
【図5】同じく、一層式のTABテープを使用してなる
TAB−BGAの概略構成図。
【図6】同じく、一層式のTABテープ上におけるソル
ダレジスト領域の形成例を示す要部の拡大図。
【符号の説明】
11…半導体チップ(半導体素子)、12…TABテー
プ、13…デバイスホール(開口部)、14…ベースフ
ィルム(絶縁材)、15…接着剤、16…配線パター
ン、17…パッドホール(貫通孔)、18…半田ボー
ル、19…ポッティング樹脂、20…スティフナー(補
強板)、21…接着剤層。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージの片面に配置された半田ボー
    ルによって基板上に実装される表面実装型半導体装置の
    製造方法において、 一方面に接着剤が塗布された絶縁材を打ち抜き、半導体
    素子を搭載するための開口部を形成すると同時に、前記
    半田ボールの取り付け位置に貫通孔を形成する工程と、 前記接着剤により前記絶縁材上に金属箔を貼り付ける工
    程と、 前記金属箔をエッチングして、一端が前記開口部内に延
    在され、他端が前記貫通孔に対応する配線パターンを形
    成する工程と、 前記開口部内に延在する前記配線パターンの一端を、前
    記半導体素子の電極と接続する工程と、 前記絶縁材の他方面に前記半田ボールを取り付け、その
    半田ボールと前記配線パターンの他端とを前記貫通孔を
    介して接続する工程とからなることを特徴とする表面実
    装型半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁材と前記配線パターンとによっ
    てTABテープが形成されてなることを特徴とする請求
    項1に記載の表面実装型半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記絶縁材の、前記配線パターン上に補
    強板を接着する工程をさらに含むことを特徴とする請求
    項1に記載の表面実装型半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記補強板がGNDに接続されてなるこ
    とを特徴とする請求項3に記載の表面実装型半導体装置
    の製造方法。
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Cited By (6)

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WO1998036450A1 (fr) * 1997-02-13 1998-08-20 Seiko Epson Corporation Dispositif a semiconducteur, son procede de production et de montage, et plaquette de circuit pourvue de ce dispositif a semiconducteur
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