JPH1154564A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH1154564A
JPH1154564A JP9212913A JP21291397A JPH1154564A JP H1154564 A JPH1154564 A JP H1154564A JP 9212913 A JP9212913 A JP 9212913A JP 21291397 A JP21291397 A JP 21291397A JP H1154564 A JPH1154564 A JP H1154564A
Authority
JP
Japan
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semiconductor element
semiconductor device
sheet
electrode
adhesive member
Prior art date
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Pending
Application number
JP9212913A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Yaguchi
昭弘 矢口
Makoto Kitano
誠 北野
Akira Nagai
永井  晃
Ichiro Anjo
一郎 安生
Asao Nishimura
朝雄 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9212913A priority Critical patent/JPH1154564A/en
Publication of JPH1154564A publication Critical patent/JPH1154564A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/701—Tape-automated bond [TAB] connectors

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To deform a sealing member in response to the deformation of an adhesive member and to prevent an interface of the adhesive member and the sealing member from being stripped, by using soft material whose elastic modulus is equal to or smaller than that of the adhesive member for the sealing member for covering the electrode-forming surface, the side of the adhesive member and the side of a sheet-like member of a semiconductor device. SOLUTION: An electrode 2 of a semiconductor device 1 is formed on the outer peripheral part of an electrode-forming surface la of the semiconductor device 1, and an adhesive member 3 is not provided in the region where the electrode 2 is formed. The part where the electrode 2 of the semiconductor device 1 is formed is sealed with a sealing member 7 made of soft material such that the sealing member 7 covers the electrode-forming surface la of the semiconductor device 1, the side 3a of the adhesive member 3 and the side 4a of a sheet-like member. The sealing member 7 is made of material whose Young' s modulus is equal to or smaller than that of the adhesive member 3. Therefore, when the semiconductor device is heated and cooled, the sealing member 7 is deformed in response to the thermal deformation of the adhesive member 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の電極
と外部端子を電気的に接続する導電部材を備えたシート
状部材を用いた半導体装置であって、外部端子を半導体
素子の電極形成面の面内に設け、かつパッケージの外形
寸法が半導体素子の外形寸法に極めて近い小形の半導体
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device using a sheet-like member provided with a conductive member for electrically connecting an electrode of a semiconductor element to an external terminal. And a small-sized semiconductor device in which the external dimensions of the package are very close to the external dimensions of the semiconductor element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高密度実装化に対応するた
め、多ピン化および外部端子ピッチの縮小化が容易な絶
縁性のテープまたはフィルムからなる基材に導電性リー
ドを形成したシート状部材を使用して、半導体素子の電
極と実装基板に接続するための外部端子との電気的接続
を行うTAB(テープ・オートメイティド・ボンディン
グ)技術を応用した半導体装置が開発されている。これ
らの例が特開平8−31866号公報,特開平8−88243号公
報,特開平8−88245号公報、および特開平8−31869号公
報に開示されてる。
2. Description of the Related Art In order to cope with high-density mounting of a semiconductor device, a sheet-like member in which conductive leads are formed on a base material made of an insulating tape or film, which is easy to increase the number of pins and reduce the pitch of external terminals. Semiconductor devices using TAB (Tape Automated Bonding) technology for electrically connecting electrodes of a semiconductor element to external terminals for connection to a mounting substrate using the same have been developed. Examples of these are disclosed in JP-A-8-31866, JP-A-8-88243, JP-A-8-88245, and JP-A-8-31869.

【0003】これら従来技術による半導体装置は、電極
が形成された半導体素子と、フィルム基材に導電性のリ
ードが形成されたシート状部材と、少なくとも半導体素
子の電極形成面とフィルム基材から露出した導電性リー
ドを覆う封止部材と、外部端子とからなる。半導体素子
の電極は半導体素子表面の周辺部に配置されており、シ
ート状部材は半導体素子の電極より外方にあって導電性
リードの一端が電極と接続されている。導電性リードの
他方の一端には球状はんだからなる外部端子が設けられ
ている。外部端子は半導体素子の電極形成面の面外に設
けられているため、半導体装置のパッケージサイズは半
導体素子のサイズより大きくなっている。
[0003] These conventional semiconductor devices include a semiconductor element having electrodes formed thereon, a sheet-like member having conductive leads formed on a film substrate, and at least an electrode-forming surface of the semiconductor element and an electrode exposed from the film substrate. And an external terminal. The electrode of the semiconductor element is arranged on the periphery of the surface of the semiconductor element, and the sheet-shaped member is located outside the electrode of the semiconductor element, and one end of the conductive lead is connected to the electrode. An external terminal made of a spherical solder is provided at the other end of the conductive lead. Since the external terminals are provided outside the electrode forming surface of the semiconductor element, the package size of the semiconductor device is larger than the size of the semiconductor element.

【0004】一方、半導体装置を搭載する機器の小型化
を図るため、半導体装置のパッケージサイズを半導体素
子のサイズに近づけようとする傾向が顕著になってい
る。これらのパッケージは一般にCSP(チップサイズ
パッケージまたはチップスケールパッケージの略称)と
呼ばれている。上記したフィルム基材に導電性リードを
形成したシート状部材を用いるTAB技術を応用したC
SPの例として、特表平6−504408号公報,特開平7−29
7236号公報、および特開平8−8296 号公報がある。
On the other hand, in order to reduce the size of a device on which a semiconductor device is mounted, there is a remarkable tendency to make the package size of the semiconductor device closer to the size of a semiconductor element. These packages are generally called CSP (abbreviation for chip size package or chip scale package). C using TAB technology using a sheet-like member with conductive leads formed on the above-mentioned film substrate
As examples of SP, Japanese Patent Publication No. Hei 6-504408, Japanese Patent Laid-Open No. 7-29
7236 and JP-A-8-8296.

【0005】これら従来技術による半導体装置では、フ
ィルム基材に導電性のリードが形成されたシート状部材
が半導体素子表面に接着部材によって接着され、外部端
子が半導体素子の電極形成面の面内に設けられており、
パッケージサイズがほぼ半導体素子のサイズと等しくな
っている。
In these conventional semiconductor devices, a sheet-like member in which conductive leads are formed on a film substrate is adhered to the surface of a semiconductor element by an adhesive member, and external terminals are disposed within the electrode forming surface of the semiconductor element. Is provided,
The package size is almost equal to the size of the semiconductor element.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記外部端子が半導体
素子の面内に配置されるCSPの従来技術では、外部端
子にはんだなどの金属バンプが用いられ、プリント回路
基板に接続される。このような構造のCSPで問題とな
るのは、はんだバンプの接続信頼性である。半導体素子
(シリコン(Si))の線膨張係数は3×10-6/℃程
度であり、最も一般的に使用されるガラスエポキシ樹脂
系のプリント回路基板(FR−4など)の線膨張係数は
約17×10-6/℃である。このように両者の線膨張係
数が大きく異なるような場合、半導体装置に温度変化が
加えられるとはんだバンプにひずみが生じ、これが繰り
返されることによってはんだバンプが熱疲労破壊するこ
とがある。
In the prior art of the CSP in which the external terminals are arranged in the plane of the semiconductor element, the external terminals are connected to a printed circuit board by using metal bumps such as solder. The problem with the CSP having such a structure is the connection reliability of the solder bumps. The linear expansion coefficient of a semiconductor element (silicon (Si)) is about 3 × 10 −6 / ° C., and the linear expansion coefficient of the most commonly used glass epoxy resin-based printed circuit board (such as FR-4) is It is about 17 × 10 −6 / ° C. As described above, when the linear expansion coefficients of the two devices are largely different from each other, when a temperature change is applied to the semiconductor device, the solder bumps are distorted, and the solder bumps may be thermally fatigue-ruptured by repeating this.

【0007】はんだバンプの熱疲労破壊に対して最も考
慮され、信頼性が高いと考えられる従来の半導体装置
は、特表平6−504408 号公報に記載された半導体装置で
ある。この半導体装置では、半導体素子の電極形成面に
柔軟材(エラストマ樹脂:常温でゴム状弾性を有する高
分子物質)からなる接着部材を介してシート状部材を接
着している。また、封止部材にも同程度の材料を使用し
ている。このため、半導体素子とプリント回路基板の線
膨張係数差が柔軟なエラストマ樹脂である接着部材によ
って吸収され、その結果はんだバンプに加わる熱ひずみ
が小さくなる。
A conventional semiconductor device which is considered most with respect to thermal fatigue failure of solder bumps and which is considered to have high reliability is the semiconductor device described in Japanese Patent Publication No. Hei 6-504408. In this semiconductor device, a sheet-like member is bonded to an electrode forming surface of a semiconductor element via an adhesive member made of a flexible material (elastomer resin: a polymer substance having rubber-like elasticity at room temperature). The same material is used for the sealing member. For this reason, the difference in linear expansion coefficient between the semiconductor element and the printed circuit board is absorbed by the adhesive member, which is a flexible elastomer resin, and as a result, thermal strain applied to the solder bumps is reduced.

【0008】ところが、上記従来構造の半導体装置で
は、シート状部材に形成されている導電性リードにエラ
ストマ樹脂の変形が加わるため、リード自体あるいはリ
ードと半導体素子の電極との接合部にひずみが生じ、こ
れが繰り返されることによってリードあるいはリード接
合部が疲労破壊する問題がある。すなわち上記従来技術
ではリード部分の疲労破壊に対して考慮されておらず、
はんだバンプの信頼性が十分であってもリード部分が疲
労破壊し、結局は半導体装置の信頼性を著しく低下させ
る可能性が大きい。
However, in the semiconductor device having the conventional structure, since the conductive resin formed on the sheet-like member is deformed by the elastomer resin, the lead itself or the joint between the lead and the electrode of the semiconductor element is distorted. There is a problem that the repetition of this causes fatigue breakage of the lead or the lead joint. That is, in the above prior art, the fatigue failure of the lead portion is not considered,
Even if the reliability of the solder bumps is sufficient, the lead portion is likely to be fatigue-ruptured, and eventually, the reliability of the semiconductor device is significantly reduced.

【0009】特開平8−8296 号公報に記載されている半
導体装置では、半導体素子の電極形成面の電極部分を除
くほぼ全面が封止樹脂により封止されている。通常封止
部材にはエポキシ系樹脂を主成分とする液状樹脂(ポッ
ティング樹脂)が使用されており、この樹脂の縦弾性係
数は7000MPa〜10000MPa程度である。こ
の半導体装置では外部端子の周囲が弾性係数の大きな封
止樹脂で覆われているため、封止樹脂が半導体素子とプ
リント回路基板の線膨張係数差を吸収することができ
ず、外部端子に大きな熱ひずみが発生し、熱疲労破壊が
起こる問題がある。
In the semiconductor device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-8296, almost the entire surface of the semiconductor element except for the electrode portion on the electrode forming surface is sealed with a sealing resin. Usually, a liquid resin (potting resin) mainly composed of an epoxy resin is used for the sealing member, and the resin has a longitudinal elastic modulus of about 7000 MPa to 10,000 MPa. In this semiconductor device, since the periphery of the external terminal is covered with a sealing resin having a large elastic coefficient, the sealing resin cannot absorb a difference in linear expansion coefficient between the semiconductor element and the printed circuit board. There is a problem that thermal strain occurs and thermal fatigue fracture occurs.

【0010】また、特開平7−297236 号公報に記載され
ている半導体装置では、半導体素子の電極が半導体素子
表面の周辺部に設けられている。本従来技術では、電極
部分の封止については開示されていないが、通常封止部
材には上記したように縦弾性係数の大きな材料が用いら
れる。また、はんだバンプの熱疲労寿命を向上するため
に、シート状部材を半導体素子表面に接着する接着部材
には特表平6−504408号公報のようにエラストマ樹脂を
使用することが考えられる。一般にエラストマ樹脂は縦
弾性係数が小さい反面、線膨張係数が大きくなってい
る。このような構成の半導体装置が温度変化を受ける場
合、その冷却過程において、線膨張係数の大きなエラス
トマ樹脂を使用している接着部材の収縮量が大きくなる
が、半導体素子の周辺部に配置されている封止部材は縦
弾性係数がエラストマ樹脂より大きいことから、エラス
トマ樹脂の変形に追従することができない。その結果、
接着部材と封止部材の界面に大きなひずみが発生し、両
者の界面にはく離を引き起こすようになる。界面はく離
の発生は、導電性リードの腐食,半導体素子表面への水
分浸入による電極の腐食、あるいはシート状部材から突
出した導電性リードの断線といった問題を引き起こす可
能性を大きくする。
[0010] In the semiconductor device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-297236, the electrodes of the semiconductor element are provided on the periphery of the surface of the semiconductor element. Although the sealing of the electrode portion is not disclosed in this conventional technique, a material having a large longitudinal elastic modulus is used for the sealing member as described above. Further, in order to improve the thermal fatigue life of the solder bumps, it is conceivable to use an elastomer resin as an adhesive member for adhering the sheet-shaped member to the surface of the semiconductor element as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-504408. In general, an elastomer resin has a small coefficient of longitudinal elasticity, but has a large coefficient of linear expansion. When a semiconductor device having such a configuration receives a temperature change, the amount of shrinkage of an adhesive member using an elastomer resin having a large linear expansion coefficient increases in a cooling process, but the semiconductor device is disposed around a semiconductor element. Since the sealing member has a longer modulus of elasticity than that of the elastomer resin, it cannot follow the deformation of the elastomer resin. as a result,
A large strain is generated at the interface between the adhesive member and the sealing member, and peeling occurs at the interface between the two. The occurrence of interface delamination increases the possibility of causing problems such as corrosion of the conductive leads, corrosion of the electrodes due to intrusion of moisture into the semiconductor element surface, or disconnection of the conductive leads protruding from the sheet-like member.

【0011】また、TAB技術を応用したCSP形半導
体装置では、半導体装置の電極形成面にシート状部材や
シート状部材を接着する接着部材、および封止部材が設
けられた構成となっている。半導体素子の線膨張係数に
比べて、シート状部材,接着部材および封止部材の線膨
張係数が大きいことから、このような構成の半導体装置
では、温度変化によって線膨張係数差に起因する反りが
発生するようになる。特表平6−504408 号公報に記載さ
れた半導体装置のように接着部材および封止部材に低弾
性係数の材料を使用している場合は、接着部材自体の変
形により線膨張係数差を吸収するため反りの発生を抑制
することができる。しかし、半導体素子の周辺部が弾性
係数の大きな封止部材で覆われていると、線膨張係数差
を十分に吸収することができず反りの発生を抑制するこ
とができない。そのため、半導体素子の電極形成面の端
部に大きな応力が発生するようになり、この部分から半
導体素子の割れが発生する問題が生じる。
A CSP type semiconductor device to which the TAB technology is applied has a configuration in which a sheet-like member, an adhesive member for bonding the sheet-like member, and a sealing member are provided on the electrode forming surface of the semiconductor device. Since the sheet-shaped member, the adhesive member, and the sealing member have larger linear expansion coefficients than the linear expansion coefficient of the semiconductor element, in the semiconductor device having such a configuration, warpage due to a difference in linear expansion coefficient due to a temperature change is caused. Will occur. When a material having a low elastic coefficient is used for the adhesive member and the sealing member as in the semiconductor device described in Japanese Patent Publication No. 6-504408, the difference in linear expansion coefficient is absorbed by deformation of the adhesive member itself. Therefore, occurrence of warpage can be suppressed. However, if the peripheral portion of the semiconductor element is covered with a sealing member having a large elastic coefficient, the difference in linear expansion coefficient cannot be sufficiently absorbed, and the occurrence of warpage cannot be suppressed. For this reason, a large stress is generated at the end of the electrode forming surface of the semiconductor element, and there is a problem that the semiconductor element is cracked from this part.

【0012】以上述べたように、従来のTAB技術を応
用したCSP型半導体装置では、外部端子であるはんだ
バンプあるいは導電性リードの疲労破壊の発生、接着部
材と封止部材界面のはく離、または半導体素子の割れの
いずれかの問題が発生し、全体として十分な信頼性を得
ることができなかった。
As described above, in the CSP type semiconductor device to which the conventional TAB technology is applied, the fatigue failure of the solder bumps or the conductive leads as the external terminals occurs, the interface between the adhesive member and the sealing member is separated, or the semiconductor is removed. One of the problems of cracking of the element occurred, and sufficient reliability could not be obtained as a whole.

【0013】本発明の目的は、従来のCSP型半導体装
置の問題を克服し、信頼性の高いCSP型半導体装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to overcome the problems of the conventional CSP type semiconductor device and provide a highly reliable CSP type semiconductor device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するため、以下の手段を採用する。
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.

【0015】(1)本願の発明の特徴は、複数の表面を
有し少なくとも一つの表面の周辺部に電極を備えた半導
体素子と、外部端子と、前記電極と外部端子を電気的に
接続する導電部材を備えたシート状部材と、シート状部
材を半導体素子表面に接着するための接着部材と、前記
接着部材の弾性係数と同等もしくはそれ以下の弾性係数
であり、前記半導体素子表面の電極部分であって、該半
導体素子の電極形成面と前記接着部材端面および前記シ
ート状部材端面とを封止する柔軟材からなる封止部材
と、によって半導体装置を構成したことである。
(1) A feature of the invention of the present application is that a semiconductor element having a plurality of surfaces and having an electrode on at least one peripheral portion thereof, an external terminal, and electrically connecting the electrode and the external terminal. A sheet-like member having a conductive member, an adhesive member for adhering the sheet-like member to the surface of the semiconductor element, and an elastic coefficient equal to or less than an elastic coefficient of the adhesive member, and an electrode portion on the surface of the semiconductor element. The semiconductor device is constituted by a sealing member made of a flexible material for sealing the electrode forming surface of the semiconductor element and the end surface of the adhesive member and the end surface of the sheet-shaped member.

【0016】本発明では、半導体素子の電極形成面と前
記接着部材端面および前記シート状部材端面とを覆う封
止部材に接着部材と同等もしくはそれより小さな弾性係
数である柔軟材を用いることによって、接着部材の変形
に追従することができ、接着部材と封止部材界面のはく
離発生を防止することができる。また、接着部材および
封止部材の熱収縮を封止部材自体の変形で吸収すること
ができる。
In the present invention, a flexible material having an elastic coefficient equal to or smaller than that of the adhesive member is used for a sealing member covering the electrode forming surface of the semiconductor element, the adhesive member end surface, and the sheet-like member end surface. Deformation of the adhesive member can be followed, and peeling at the interface between the adhesive member and the sealing member can be prevented. Further, the heat shrinkage of the adhesive member and the sealing member can be absorbed by the deformation of the sealing member itself.

【0017】本発明に用いる接着部材の室温における縦
弾性係数は70MPa以上4000MPa以下にするの
が望ましい。これによって、外部端子となるはんだバン
プおよびシート状部材に形成される導電性リードの信頼
性を確保することができる。
The longitudinal elastic modulus at room temperature of the adhesive member used in the present invention is desirably 70 MPa or more and 4000 MPa or less. Thereby, the reliability of the solder bumps serving as the external terminals and the conductive leads formed on the sheet-like member can be ensured.

【0018】上記したように接着部材にエラストマ樹脂
のような低弾性係数の材料を使用すると、シート状部材
に形成されている導電性リードに発生するひずみが大き
くなり、疲労破壊する可能性が増大する。図9は半導体
装置に温度変化が加わった場合に導電性リードに発生す
るひずみを接着部材の室温における縦弾性係数を変えて
シミュレーションで求め、導電性リード材料の疲労強度
データから寿命を算出した結果である。シミュレーショ
ンした半導体装置の半導体素子のサイズは6.6×9.0×
0.28mm、接着部材の厚さは150μmである。導電
性リード材料には銅(Cu)を用いている。縦弾性係数
が最も小さい材料(シリコーン樹脂)を接着部材に使用
したパッケージの温度サイクル試験(125℃と−55
℃の繰り返し)では、500回から1500回の間で導
電性リードの断線が発生した。上記温度サイクル試験で
は最低1000回の寿命が確保できれば実機において信
頼性上の問題が発生しない。しかしながら強度のばらつ
き等を考慮する必要があるため、平均して2000回の
寿命を有することが必要であり、図9の結果から接着部
材の縦弾性係数を70MPa以上にすることにより達成
できることがわかる。
As described above, when a material having a low elastic modulus such as an elastomer resin is used for the adhesive member, the strain generated in the conductive leads formed on the sheet-like member increases, and the possibility of fatigue fracture increases. I do. FIG. 9 shows the result of calculating the life generated from the fatigue strength data of the conductive lead material by calculating the strain generated in the conductive lead when the semiconductor device is subjected to a temperature change by changing the longitudinal elastic modulus of the adhesive member at room temperature. It is. The size of the semiconductor element of the simulated semiconductor device is 6.6 × 9.0 ×
0.28 mm, and the thickness of the adhesive member is 150 μm. Copper (Cu) is used as the conductive lead material. A temperature cycle test (125 ° C. and −55 ° C.) of a package using a material (silicone resin) having the smallest longitudinal elastic modulus as an adhesive member.
(Repetition of ° C.), the conductive lead was disconnected between 500 and 1500 times. In the above temperature cycle test, if a life of at least 1,000 times can be ensured, no reliability problem occurs in the actual machine. However, since it is necessary to consider variations in strength and the like, it is necessary to have a life of 2,000 times on average, and it can be seen from the results of FIG. 9 that this can be achieved by setting the longitudinal elastic modulus of the adhesive member to 70 MPa or more. .

【0019】一方、接着部材の弾性係数を大きくしてい
くと外部端子となるはんだバンプに発生するひずみが大
きくなり、はんだバンプの信頼性が損なわれる問題が起
きる。図10は、はんだバンプに発生するひずみを接着
部材の室温における縦弾性係数を変えてシミュレーショ
ンで求め、はんだ材料の疲労強度データから寿命を算出
した結果である。図10のシミュレーションは、外部端
子となるはんだバンプに直径0.3mm の球状はんだを使
用した場合の結果である。上記したように強度のばらつ
き等を考慮して2000回の寿命を確保するためには、
接着部材の縦弾性係数を4000MPa以下にする必要
のあることがわかる。
On the other hand, when the elastic coefficient of the adhesive member is increased, the strain generated in the solder bumps serving as the external terminals increases, causing a problem that the reliability of the solder bumps is impaired. FIG. 10 shows the results of calculating the life from the fatigue strength data of the solder material by obtaining the strain generated in the solder bump by simulation while changing the longitudinal elastic modulus of the adhesive member at room temperature. The simulation in FIG. 10 is a result in the case where a spherical solder having a diameter of 0.3 mm is used for the solder bumps serving as the external terminals. As described above, in order to secure a life of 2,000 times in consideration of variations in strength, etc.,
It is understood that the longitudinal elastic modulus of the adhesive member needs to be 4000 MPa or less.

【0020】このように本発明に用いる接着部材の縦弾
性係数は70MPa以上4000MPa以下にすること
によって、発生するひずみを外部端子となるはんだバン
プおよびシート状部材に形成される導電性リードがバラ
ンス良く分担するため、実使用環境において破壊を防止
でき十分な信頼性を確保することができる。
As described above, by setting the longitudinal elastic modulus of the adhesive member used in the present invention to be 70 MPa or more and 4000 MPa or less, the generated strain can be balanced between the solder bumps serving as external terminals and the conductive leads formed on the sheet member. Because of the sharing, destruction can be prevented in an actual use environment, and sufficient reliability can be secured.

【0021】また、本発明の柔軟材からなる封止部材に
は、エラストマ樹脂を使用することが望ましく、さらに
エラストマ樹脂の縦弾性係数を10MPa以下にするこ
とによって十分な信頼性を確保できるようになる。
It is desirable to use an elastomer resin for the sealing member made of the flexible material of the present invention. Further, by setting the longitudinal elastic modulus of the elastomer resin to 10 MPa or less, sufficient reliability can be secured. Become.

【0022】本発明による半導体装置のように半導体素
子の周辺部に電極があり、封止部材が半導体素子の電極
形成面のみを覆う構造では、封止部材に用いる材料の弾
性係数が大きいと、半導体素子の端部に大きな応力が発
生するようになる。図11は封止部材の室温における縦
弾性係数を変えて半導体素子上端部に発生する応力をシ
ミュレーションで求めた結果である。発明者らの実験に
よる評価の結果、図11に示す半導体素子上端部の応力
が40MPa以下で半導体素子の割れが発生しない結果
が得られた。従って、封止部材の縦弾性係数を10MP
a以下にすることによって、半導体素子の割れを防ぐこ
とができる。
In a structure in which an electrode is provided around the semiconductor element as in the semiconductor device according to the present invention and the sealing member covers only the electrode forming surface of the semiconductor element, if the material used for the sealing member has a large elastic modulus, A large stress is generated at the end of the semiconductor element. FIG. 11 shows the results obtained by changing the longitudinal elastic modulus at room temperature of the sealing member and calculating the stress generated at the upper end of the semiconductor element by simulation. As a result of the evaluation by the inventors' experiments, a result was obtained in which the stress at the upper end portion of the semiconductor element shown in FIG. 11 was 40 MPa or less and the semiconductor element did not crack. Therefore, the longitudinal elastic modulus of the sealing member is 10MP.
By setting a or less, cracking of the semiconductor element can be prevented.

【0023】さらに、本発明に用いるシート状部材に形
成する導電部材は、シート状部材表面に設けられた配線
パターンとシート状部材から突出した配線パターンに連
なるリードとから構成することが望ましい。このような
構成にすることによって、従来用いられているTAB技
術をそのまま適用することができる。
Further, it is desirable that the conductive member formed on the sheet member used in the present invention comprises a wiring pattern provided on the surface of the sheet member and leads connected to the wiring pattern protruding from the sheet member. With such a configuration, the TAB technology conventionally used can be applied as it is.

【0024】さらにまた、本発明の接着部材をポリイミ
ド樹脂などからなるテープ状の基材表面に接着剤を形成
した部材で構成することにより、従来のTAB技術が利
用でき、量産に適した製造工程を構築できる作用が生じ
る。
Furthermore, by forming the adhesive member of the present invention from a tape-like base material made of polyimide resin or the like and having an adhesive formed on the surface thereof, the conventional TAB technology can be used and the manufacturing process suitable for mass production The action which can construct is produced.

【0025】(2)本願の他の発明の特徴は、複数の表
面を有し少なくとも一つの表面の周辺部に電極を備えた
半導体素子と、外部端子と、前記電極と外部端子を電気
的に接続する導電部材を備えたシート状部材と、シート
状部材を半導体素子表面に接着するための接着部材と、
前記接着部材の弾性係数と同等もしくはそれ以下の弾性
係数であり、前記半導体素子表面の電極部分であって、
該半導体素子の電極形成面と半導体素子側面と前記接着
部材端面および前記シート状部材の端面とを封止する封
止部材とによって半導体装置を構成したことである。
(2) Another feature of the invention of the present application is that a semiconductor element having a plurality of surfaces and having an electrode on at least one peripheral portion of the surface, an external terminal, and electrically connecting the electrode and the external terminal are provided. A sheet-shaped member having a conductive member to be connected, an adhesive member for adhering the sheet-shaped member to the surface of the semiconductor element,
An elastic coefficient equal to or less than the elastic coefficient of the adhesive member, and an electrode portion on the surface of the semiconductor element,
The semiconductor device is constituted by a sealing member for sealing the electrode forming surface of the semiconductor element, the side face of the semiconductor element, the end face of the adhesive member and the end face of the sheet-shaped member.

【0026】本発明では、封止部材に接着部材の弾性係
数と同等もしくはそれ以下の弾性係数を有する材料を用
いることによって、接着部材の変形に封止部材が追従で
きるので、接着部材と封止部材界面のはく離発生を防止
することができる。
In the present invention, by using a material having an elastic coefficient equal to or less than that of the adhesive member for the sealing member, the sealing member can follow the deformation of the adhesive member. Delamination of the interface between members can be prevented.

【0027】さらに封止部材を半導体素子の電極形成面
とそれと隣接する半導体素子側面と接着部材端面および
シート状部材の端面とを覆うことによって、半導体素子
の上端部に発生する応力を低減する作用が得られる。
Further, the sealing member covers the electrode forming surface of the semiconductor element, the side face of the semiconductor element adjacent thereto, the end face of the adhesive member and the end face of the sheet-like member, thereby reducing the stress generated at the upper end of the semiconductor element. Is obtained.

【0028】これは、封止部材が半導体素子の電極形成
面だけでなくそれに隣接する半導体素子側面も覆うこと
によって、半導体素子に発生する応力を広い面積で負担
するようになり、素子上端部に発生する応力が低減する
ことによる。
This is because the sealing member covers not only the electrode forming surface of the semiconductor element but also the side face of the semiconductor element adjacent thereto, so that the stress generated in the semiconductor element is borne over a wide area, and the upper end of the element is exposed to the stress. This is because the generated stress is reduced.

【0029】本発明に用いる接着部材の縦弾性係数は7
0MPa以上4000MPa以下にするのが望ましい。
これによって、発生するひずみを外部端子となるはんだ
バンプおよびシート状部材に形成される導電性リードが
バランス良く分担するため、実使用環境において破壊を
防止でき十分な信頼性を確保することができる。
The longitudinal elastic modulus of the adhesive member used in the present invention is 7
It is desirable that the pressure be 0 MPa or more and 4000 MPa or less.
As a result, the generated strain is distributed in a well-balanced manner between the solder bumps serving as the external terminals and the conductive leads formed on the sheet-shaped member, so that destruction can be prevented in an actual use environment and sufficient reliability can be secured.

【0030】さらに、本発明に用いるシート状部材に形
成する導電部材は、シート状部材表面に設けられた配線
パターンとシート状部材から突出したリードとから構成
することが望ましい。このような構成にすることによっ
て、従来用いられているTAB技術をそのまま適用するこ
とができる。
Further, it is desirable that the conductive member formed on the sheet member used in the present invention comprises a wiring pattern provided on the surface of the sheet member and leads protruding from the sheet member. With such a configuration, the conventionally used TAB technology can be applied as it is.

【0031】さらにまた、本発明の接着部材にはテープ
状の基材表面に接着剤を形成した部材で構成することに
より、量産に適した製造工程を構築できる作用が生じ
る。
Further, by constituting the adhesive member of the present invention with a member in which an adhesive is formed on the surface of a tape-shaped base material, an effect that a manufacturing process suitable for mass production can be established.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】図1は、本発明による半導体装置の第1実
施例を示す断面図であり、図2は図1に示した半導体装
置のシート状部材の一部と封止部材を取り除いた状態で
の平面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 is a state in which a part of a sheet-like member and a sealing member of the semiconductor device shown in FIG. 1 have been removed. FIG.

【0034】図において、半導体素子1の電極2が形成
されている面1aには、接着部材3によってシート状部
材4が設けられており、シート状部材4の表面には銅
(Cu)箔、あるいは表面に金(Au),ニッケル(N
i)等のメッキを施した銅箔からなるパターン状リード
5と、パターン状リード5に連なりシート状部材4から
突出したリード6が設けられている。パターン状リード
5は例えばシート状部材4に図示されていない接着剤な
どによって固定される。半導体素子1の電極2は半導体
素子の電極形成面1aの外周部分に設けられており、接
着部材3は電極2が形成されている領域には設けられて
いない。半導体素子1の電極2の形成部分は、半導体素
子電極形成面1aと接着部材側面3aとシート状部材側
面4aとを覆うように柔軟材からなる封止部材7によっ
て封止されている。
In the figure, a sheet-like member 4 is provided on a surface 1a of the semiconductor element 1 on which an electrode 2 is formed by an adhesive member 3, and the surface of the sheet-like member 4 is made of copper.
(Cu) foil or gold (Au), nickel (N
A patterned lead 5 made of copper foil plated with i) and the like, and a lead 6 connected to the patterned lead 5 and protruding from the sheet-like member 4 are provided. The pattern-like lead 5 is fixed to the sheet-like member 4 by, for example, an adhesive (not shown). The electrode 2 of the semiconductor element 1 is provided on the outer peripheral portion of the electrode forming surface 1a of the semiconductor element, and the adhesive member 3 is not provided in a region where the electrode 2 is formed. The portion of the semiconductor element 1 where the electrode 2 is formed is sealed by a sealing member 7 made of a flexible material so as to cover the semiconductor element electrode forming surface 1a, the adhesive member side surface 3a, and the sheet-like member side surface 4a.

【0035】リード6の端部6aと電極2が熱圧着等の
方法により接合され、リード6と半導体素子1は電気的
に接続されている。リード6に連なるシート状部材4表
面のパターン状リード5は外部端子8の直下部分まで配
設されてランド5aとなり、シート状部材に形成された
穴部9内部においてランド5aと外部端子8を接合して
いる。金属バンプからなる外部端子8には、表面実装型
半導体装置の実装に広く用いられているはんだ(例え
ば、Pb−Sn系共晶はんだ)を用いる。シート状部材
4は、ポリイミド樹脂などからなるテープあるいはフィ
ルム状部材で形成する。封止部材7は弾性係数の小さな
柔軟材からなり、接着部材3の縦弾性係数と同等もしく
はそれより小さな縦弾性係数を有する材料を用いる。
The end 6a of the lead 6 and the electrode 2 are joined by a method such as thermocompression bonding, and the lead 6 and the semiconductor element 1 are electrically connected. The pattern-like lead 5 on the surface of the sheet-like member 4 connected to the lead 6 is disposed up to the portion directly below the external terminal 8 and becomes a land 5a, and the land 5a and the external terminal 8 are joined inside the hole 9 formed in the sheet-like member. doing. For the external terminals 8 formed of metal bumps, solder (for example, Pb-Sn-based eutectic solder) widely used for mounting surface-mount type semiconductor devices is used. The sheet member 4 is formed of a tape or a film member made of a polyimide resin or the like. The sealing member 7 is made of a flexible material having a small elastic coefficient, and a material having a longitudinal elastic coefficient equal to or smaller than the longitudinal elastic coefficient of the adhesive member 3 is used.

【0036】本実施例の半導体装置によれば、半導体装
置が温度変化を受けた場合の冷却時において、接着部材
の熱変形に封止部材が追従して変形するようになるた
め、接着部材と封止部材と界面に発生する応力が低減
し、界面はく離の発生を防止することができる。また、
封止部材が柔軟材で形成されているので、接着部材およ
び封止部材の熱変形を封止部材自体の変形で吸収するこ
とができ、半導体素子上端部に大きな応力が発生しなく
なる。
According to the semiconductor device of this embodiment, the sealing member deforms following the thermal deformation of the adhesive member during cooling when the semiconductor device receives a temperature change. The stress generated at the interface with the sealing member is reduced, and the occurrence of interface delamination can be prevented. Also,
Since the sealing member is formed of a flexible material, thermal deformation of the adhesive member and the sealing member can be absorbed by deformation of the sealing member itself, and large stress does not occur at the upper end of the semiconductor element.

【0037】封止部材7には、エラストマ樹脂を使用す
ることにより、半導体装置の半導体素子上端部の発生応
力低減効果が得られる。エラストマ樹脂の縦弾性係数は
0.1MPa〜50MPa程度であり、シリコーンゴム,
スチレンブタジエンゴム,ブチルゴム等の材料がある。
特に封止部材7に用いるエラストマ樹脂の縦弾性係数を
10MPa以下にすることによって、半導体装置の信頼
性をより向上することができる。
By using an elastomer resin for the sealing member 7, an effect of reducing the stress generated at the upper end of the semiconductor element of the semiconductor device can be obtained. The elastic modulus of the elastomer resin is
About 0.1 MPa to 50 MPa, silicone rubber,
There are materials such as styrene butadiene rubber and butyl rubber.
In particular, by setting the longitudinal elastic modulus of the elastomer resin used for the sealing member 7 to 10 MPa or less, the reliability of the semiconductor device can be further improved.

【0038】接着部材3の材料には、室温における縦弾
性係数が70MPa以上4000MPa以下の材料も用
いるのが望ましい。これによってはんだバンプなどから
なる外部端子8およびリード6それぞれに発生するひず
みを最適化することができる。
As the material of the adhesive member 3, it is desirable to use a material having a longitudinal elastic modulus at room temperature of 70 MPa or more and 4000 MPa or less. As a result, it is possible to optimize the distortion generated in each of the external terminals 8 and the leads 6 made of solder bumps or the like.

【0039】接着部材3は単一材料からなる単層構造の
材料、あるいはテープ状の基材表面に接着材料を形成し
た三層構造もしくはそれ以上の層構成の材料を用いる。
単層構造の材料としては、エポキシ系樹脂,エホキシ+
ポリイミド系樹脂,エポキシ樹脂とアクリル系ゴムから
構成される樹脂,アクリル系樹脂,多孔質ポリテトラフ
ルオロエチレンおよびシリコーン系樹脂などを使用す
る。単層構造の接着部材3は、シート状部材3表面にス
クリーン印刷法、ポッティング法あるいは貼り付け法に
よって形成しても良いし、半導体素子1の表面に形成さ
れたものでも良い。
The adhesive member 3 is made of a material having a single-layer structure made of a single material, or a material having a three-layer structure or a layer structure having a tape-shaped base material on which an adhesive material is formed.
Epoxy resin, ethoxy +
Polyimide resin, resin composed of epoxy resin and acrylic rubber, acrylic resin, porous polytetrafluoroethylene, silicone resin and the like are used. The adhesive member 3 having a single-layer structure may be formed on the surface of the sheet-like member 3 by a screen printing method, a potting method or a sticking method, or may be formed on the surface of the semiconductor element 1.

【0040】三層構造の接着部材3は、ポリイミド樹脂
からなるテープ状基材表面に上記単層構造の材料として
挙げたものを接着剤として形成した部材より構成する。
三層構造の接着部材3を用いた半導体装置の例を図3に
示す。図3において、接着部材3はポリイミド樹脂等か
らなるテープあるいはフィルム状の基材30の半導体素
子1側およびシート状部材4側の表面に接着剤31を形
成した構成となっている。接着部材にテープ状基材表面
に接着剤を形成した部材を用いることによって、接着部
材が複数繋がった多連の部材を用いて半導体装置を製造
することができ、量産性の向上に寄与することができ
る。
The adhesive member 3 having a three-layer structure is composed of a tape-shaped base material made of a polyimide resin, and the above-mentioned material having the single-layer structure formed as an adhesive.
FIG. 3 shows an example of a semiconductor device using the adhesive member 3 having a three-layer structure. In FIG. 3, the adhesive member 3 has a configuration in which an adhesive 31 is formed on a surface of a tape or film-like base material 30 made of a polyimide resin or the like on the semiconductor element 1 side and the sheet-like member 4 side. By using a member in which an adhesive is formed on the surface of a tape-like base material as an adhesive member, a semiconductor device can be manufactured using multiple members in which a plurality of adhesive members are connected, contributing to improvement in mass productivity. Can be.

【0041】図1に示した本発明による半導体装置は、
プリント回路基板に外部端子8が接合されている方向の
面を対向させた状態で実装される。
The semiconductor device according to the present invention shown in FIG.
The printed circuit board is mounted with the surfaces in the direction in which the external terminals 8 are joined facing each other.

【0042】図1,図2に示した半導体装置では、シー
ト状部材4に形成した穴9に外部端子8の一部を入れて
パターン状リード5と外部端子8を接続する例を示し
た。図4はシート状部材4の他の様態を示す本発明によ
る半導体装置の断面図である。
In the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2, an example is shown in which a part of the external terminal 8 is inserted into the hole 9 formed in the sheet member 4 and the pattern lead 5 is connected to the external terminal 8. FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention showing another embodiment of the sheet-like member 4.

【0043】図において、半導体素子1の電極2が形成
されている面1aには、接着部材3によってシート状部
材4が設けられており、シート状部材4の表面にはパタ
ーン状リード5と、パターン状リード5に連なりシート
状部材4から突出したリード6が設けられている。半導
体素子1の電極2は半導体素子の電極形成面1aの外周
部分に設けられており、接着部材3は電極2が形成され
ている領域には設けられていない。半導体素子1の電極
2の形成部分は、半導体素子の電極形成面1aと接着部
材側面3aとシート状部材側面4aとを覆うように柔軟
材からなる封止部材7によって封止されている。
In the figure, a sheet-like member 4 is provided on a surface 1a of the semiconductor element 1 on which an electrode 2 is formed by an adhesive member 3, and a pattern-like lead 5 is provided on the surface of the sheet-like member 4. A lead 6 connected to the pattern lead 5 and protruding from the sheet-like member 4 is provided. The electrode 2 of the semiconductor element 1 is provided on the outer peripheral portion of the electrode forming surface 1a of the semiconductor element, and the adhesive member 3 is not provided in a region where the electrode 2 is formed. A portion where the electrode 2 of the semiconductor element 1 is formed is sealed by a sealing member 7 made of a flexible material so as to cover the electrode forming surface 1a, the adhesive member side surface 3a, and the sheet-like member side surface 4a of the semiconductor element.

【0044】リード6の端部6aと電極2が熱圧着等の
方法により接合され、リード6と半導体素子1は電気的
に接続されている。リード6に連なるシート状部材4表
面のパターン状リード5は外部端子8の直下部分まで配
設されてランド5aとなって外部端子8と接合されてお
り、外部端子接合部を除くシート状部材表面にはソルダ
レジスト10が設けられている。封止部材7はソルダレ
ジスト側面10aも覆うように形成されている。
The end 6a of the lead 6 and the electrode 2 are joined by a method such as thermocompression bonding, and the lead 6 and the semiconductor element 1 are electrically connected. The pattern-like lead 5 on the surface of the sheet-like member 4 connected to the lead 6 is disposed up to the portion immediately below the external terminal 8 and forms a land 5a, which is joined to the external terminal 8, and the surface of the sheet-like member excluding the external terminal joint. Is provided with a solder resist 10. The sealing member 7 is formed so as to cover the solder resist side surface 10a.

【0045】封止部材7は弾性係数の小さな柔軟材から
なり、接着部材3の縦弾性係数と同等もしくはそれより
小さな縦弾性係数を有する材料を用いる。
The sealing member 7 is made of a flexible material having a small elastic coefficient, and is made of a material having a longitudinal elastic coefficient equal to or smaller than that of the adhesive member 3.

【0046】本実施例においても、半導体装置が温度変
化を受けた場合の冷却時において、接着部材の熱変形に
封止部材が追従して変形するようになるため、接着部材
と封止部材との界面に発生する応力が低減し、界面はく
離の発生を防止することができる。また、封止部材が柔
軟材で形成されているので、接着部材および封止部材の
熱変形を封止部材自体の変形で吸収することができ、半
導体素子上端部に大きな応力が発生しなくなる。さら
に、図4の構造では、外部端子と半導体素子の間に接着
部材の他にポリイミド樹脂などからなるシート状部材が
介在しているため、半導体素子と実装基板の線膨張係数
差に起因して外部端子に発生するひずみがさらに緩和さ
れる効果が得られる。
Also in the present embodiment, the sealing member follows the thermal deformation of the adhesive member and deforms when the semiconductor device is cooled in response to a temperature change. The stress generated at the interface is reduced, and the occurrence of interface delamination can be prevented. In addition, since the sealing member is formed of a flexible material, thermal deformation of the adhesive member and the sealing member can be absorbed by deformation of the sealing member itself, and large stress does not occur at the upper end of the semiconductor element. Further, in the structure of FIG. 4, since a sheet-like member made of polyimide resin or the like is interposed between the external terminal and the semiconductor element in addition to the adhesive member, a difference in linear expansion coefficient between the semiconductor element and the mounting board results. The effect that the distortion generated in the external terminal is further reduced is obtained.

【0047】図1および図2に示した実施例では、半導
体素子1の電極2が半導体素子表面の外周部であって対
向する2辺に形成されている例を示した。電極2は外周
部の1辺に形成したものでも良いし、3辺あるいは図5
のように4辺に形成されていても良い。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, an example is shown in which the electrode 2 of the semiconductor element 1 is formed on two opposing sides of the outer surface of the semiconductor element surface. The electrode 2 may be formed on one side of the outer peripheral portion, or may be formed on three sides or in FIG.
It may be formed on four sides as shown in FIG.

【0048】図6,図7は本発明による半導体装置の第
2実施例であり、図6は断面図、図7は図6に示した半
導体装置の平面図である。
FIGS. 6 and 7 show a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention. FIG. 6 is a sectional view and FIG. 7 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG.

【0049】図において、半導体素子1の電極2が形成
されている面1aには、接着部材3によってシート状部
材4が設けられており、シート状部材4の表面には銅
(Cu)箔、あるいは表面に金(Au),ニッケル(N
i)等のメッキを施した銅箔からなるパターン状リード
5と、パターン状リード5に連なりシート状部材4から
突出したリード6が設けられている。パターン状リード
5は例えばシート状部材に図示されていない接着剤など
によって固定される。半導体素子1の電極2は半導体素
子の電極形成面1aの外周部分に設けられており、接着
部材3は電極2が形成されている領域には設けられてい
ない。
In the figure, a sheet-like member 4 is provided by an adhesive member 3 on the surface 1a of the semiconductor element 1 on which the electrode 2 is formed.
(Cu) foil or gold (Au), nickel (N
A patterned lead 5 made of copper foil plated with i) and the like, and a lead 6 connected to the patterned lead 5 and protruding from the sheet-like member 4 are provided. The pattern lead 5 is fixed to the sheet member by, for example, an adhesive (not shown). The electrode 2 of the semiconductor element 1 is provided on the outer peripheral portion of the electrode forming surface 1a of the semiconductor element, and the adhesive member 3 is not provided in a region where the electrode 2 is formed.

【0050】半導体素子1の電極2の形成部分は、半導
体素子の電極形成面1aこれに隣接する半導体素子側面
1bと接着部材側面3a、およびシート状部材側面4a
とを覆うように封止部材7によって封止されている。封
止部材7は接着部材3の縦弾性係数と同等もしくはそれ
より小さな縦弾性係数を有する材料から構成される。リ
ード6の端部6aと電極2が熱圧着等の方法により接合
され、リード6と半導体素子1は電気的に接続されてい
る。
The portion where the electrode 2 of the semiconductor element 1 is formed includes the electrode forming surface 1a of the semiconductor element, the side face 1b of the semiconductor element adjacent thereto, the adhesive member side face 3a, and the sheet-shaped member side face 4a
Is sealed by the sealing member 7 so as to cover The sealing member 7 is made of a material having a longitudinal elastic modulus equal to or smaller than that of the adhesive member 3. The end 6a of the lead 6 and the electrode 2 are joined by a method such as thermocompression bonding, and the lead 6 and the semiconductor element 1 are electrically connected.

【0051】リード6に連なるシート状部材4表面のパ
ターン状リード5は外部端子8の直下部分まで配設され
てランド5aとなり、シート状部材に形成された穴部9
内部においてランド5aと外部端子8を接合している。
金属バンプからなる外部端子8には、表面実装型半導体
装置の実装に広く用いられているはんだ(例えば、Pb
−Sn系共晶はんだ)を用いる。シート状部材4は、ポ
リイミド樹脂などからなるテープあるいはフィルム状部
材で形成する。
The pattern-like leads 5 on the surface of the sheet-like member 4 connected to the leads 6 are arranged up to the portion directly below the external terminals 8 to form lands 5a, and the holes 9 formed in the sheet-like member are formed.
The lands 5a and the external terminals 8 are joined inside.
The external terminals 8 composed of metal bumps are connected to solder (for example, Pb
-Sn-based eutectic solder). The sheet member 4 is formed of a tape or a film member made of a polyimide resin or the like.

【0052】本実施例の半導体装置によれば、半導体装
置が温度変化を受けた場合の冷却時において、接着部材
の熱変形に封止部材が追従して変形するようになるた
め、接着部材と封止部材と界面に発生する応力が低減
し、界面はく離の発生を防止することができる。また、
封止部材が半導体素子の電極形成面だけでなくそれに隣
接する半導体素子側面も覆っていることから、接着部材
および封止部材の熱変形によって、半導体素子表面に発
生する応力を広い面積で負担するようになり、半導体素
子上端部に大きな応力が発生しなくなる。
According to the semiconductor device of the present embodiment, the sealing member deforms following the thermal deformation of the adhesive member during cooling when the semiconductor device receives a temperature change. The stress generated at the interface with the sealing member is reduced, and the occurrence of interface delamination can be prevented. Also,
Since the sealing member covers not only the electrode forming surface of the semiconductor element but also the side surface of the semiconductor element adjacent thereto, the stress generated on the surface of the semiconductor element due to the thermal deformation of the bonding member and the sealing member is borne by a large area. As a result, no large stress is generated at the upper end of the semiconductor element.

【0053】接着部材3の材料には、室温における縦弾
性係数が70MPa以上4000MPa以下の材料も用
いるのが望ましい。これによってはんだバンプなどから
なる外部端子8およびリード6それぞれに発生するひず
みを最適化することができる。
It is desirable to use a material having a longitudinal elastic modulus at room temperature of 70 MPa or more and 4000 MPa or less as the material of the adhesive member 3. As a result, it is possible to optimize the distortion generated in each of the external terminals 8 and the leads 6 made of solder bumps or the like.

【0054】接着部材3は1材料からなる単層構造の材
料、あるいはテープ状の基材表面に接着材料を形成した
三層構造もしくはそれ以上の層構成の材料を用いる。単
層構造の材料としては、エポキシ系樹脂,エポキシ+ポ
リイミド系樹脂,エポキシ樹脂とアクリル系ゴムから構
成される樹脂,アクリル系樹脂,多孔質ポリテトラフル
オロエチレンおよびシリコーン系樹脂などを使用する。
単層構造の接着部材3は、シート状部材3の表面にスク
リーン印刷法,ポッティング法あるいは貼り付け法によ
って形成しても良いし、半導体素子1の表面に形成され
たものでも良い。三層構造の接着部材3は、ポリイミド
樹脂からなるテープ状基材表面に上記単層構造の材料と
して挙げたものを接着剤として形成した部材より構成す
る。
As the adhesive member 3, a material having a single-layer structure made of one material, or a material having a three-layer structure in which an adhesive material is formed on a tape-shaped base material surface or a material having a layer structure of more than three layers is used. As a material having a single-layer structure, epoxy resin, epoxy + polyimide resin, resin composed of epoxy resin and acrylic rubber, acrylic resin, porous polytetrafluoroethylene, silicone resin and the like are used.
The adhesive member 3 having a single-layer structure may be formed on the surface of the sheet-like member 3 by a screen printing method, a potting method or a sticking method, or may be formed on the surface of the semiconductor element 1. The adhesive member 3 having a three-layer structure is composed of a member in which the above-described material having the single-layer structure is formed as an adhesive on a tape-shaped base material made of a polyimide resin.

【0055】接着部材にテープ状基材表面に接着剤を形
成した部材を用いることによって、接着部材が複数繋が
った多連の部材を用いて半導体装置を製造することがで
き、量産性の向上に寄与することができる。
By using a member in which an adhesive is formed on the surface of a tape-like base material as an adhesive member, a semiconductor device can be manufactured using multiple members in which a plurality of adhesive members are connected, and mass productivity can be improved. Can contribute.

【0056】図8は図6に示した本発明による半導体装
置の第2実施例の他の態様を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the second embodiment of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG.

【0057】図において、封止部材7は半導体素子の電
極形成面1aとこれに隣接する半導体素子側面1bと接
着部材側面3aとシート状部材側面4a、および半導体
素子裏面1cを覆うように形成されている。このような
構成によって、接着部材および封止部材の熱変形によっ
て、半導体素子表面に発生する応力を広い面積で負担す
るようになり、半導体素子上端部に大きな応力が発生し
なくなる。また、半導体素子の裏面にも封止部材を設け
ることによって半導体素子の電極形成面側と裏面側それ
ぞれの構成部材の変形量を実質的に等しくすることがで
き、半導体装置の変形を小さくする効果が得られる。
In the figure, a sealing member 7 is formed so as to cover the electrode forming surface 1a of the semiconductor device, the side surface 1b of the semiconductor device adjacent thereto, the side surface 3a of the adhesive member, the side surface 4a of the sheet member, and the back surface 1c of the semiconductor device. ing. With such a configuration, the stress generated on the surface of the semiconductor element due to the thermal deformation of the bonding member and the sealing member is borne by a large area, and a large stress is not generated at the upper end of the semiconductor element. Further, by providing the sealing member also on the back surface of the semiconductor element, the amount of deformation of each of the constituent members on the electrode forming surface side and the back surface side of the semiconductor element can be made substantially equal, and the effect of reducing the deformation of the semiconductor device can be reduced. Is obtained.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、次に
述べる効果が得られ、信頼性の高いCSP型の半導体装
置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained, and a highly reliable CSP type semiconductor device can be provided.

【0059】(1)半導体素子と実装基板の線膨張係数
差に起因して発生するひずみをバランス良く金属バンプ
からなる外部端子と接着部材で分担できるので、外部端
子と導電性リードの両方に発生するひずみを低減するこ
とができ、信頼性を向上することができる。
(1) Distortion generated due to a difference in linear expansion coefficient between the semiconductor element and the mounting board can be shared by the external terminal formed of metal bumps and the adhesive member in a well-balanced manner, and is generated in both the external terminal and the conductive lead. Distortion can be reduced, and reliability can be improved.

【0060】(2)導電性リードが形成されたシート状
部材を半導体素子に接着する接着部材の変形に封止部材
が追従できるようになるため、接着部材と封止部材界面
のはく離発生に伴う導電性リードの断線あるいは半導体
素子の耐湿性低下を防止することができ、半導体装置の
信頼性を向上することができる。
(2) Since the sealing member can follow the deformation of the adhesive member for bonding the sheet-like member on which the conductive leads are formed to the semiconductor element, the peeling of the interface between the adhesive member and the sealing member occurs. Disconnection of the conductive leads or reduction in the moisture resistance of the semiconductor element can be prevented, and the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0061】(3)封止部材を柔軟な材料で形成するこ
とによって、半導体素子上端部に発生する応力を低減
し、半導体素子の割れを防止できるので、半導体装置の
信頼性を向上することができる。
(3) By forming the sealing member from a flexible material, the stress generated at the upper end of the semiconductor element can be reduced and the semiconductor element can be prevented from cracking, so that the reliability of the semiconductor device can be improved. it can.

【0062】(4)封止部材を半導体素子の電極形成面
とそれに隣接する半導体素子側面を覆うように形成する
ことによって、半導体素子上端部に発生する応力を低減
し、半導体素子の割れを防止できるので、半導体装置の
信頼性を向上することができる。
(4) By forming the sealing member so as to cover the electrode forming surface of the semiconductor element and the side face of the semiconductor element adjacent thereto, the stress generated at the upper end of the semiconductor element is reduced, and the semiconductor element is prevented from cracking. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による半導体装置の第1実施例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に示した第1実施例のシート状部材の一部
と封止部材を取り除いた状態での平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the first embodiment shown in FIG. 1 with a part of a sheet-like member and a sealing member removed.

【図3】図1に示した第1実施例の他の態様を示す断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another aspect of the first embodiment shown in FIG. 1;

【図4】図1に示した第1実施例のさらに他の態様を示
す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing still another mode of the first embodiment shown in FIG. 1;

【図5】電極が半導体素子外周部の4辺に形成された例
を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an example in which electrodes are formed on four sides of an outer peripheral portion of a semiconductor element.

【図6】本発明による半導体装置の第2実施例を示す断
面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図7】図6に示した第2実施例の封止部材の一部を取
り除いた状態での平面図である。
FIG. 7 is a plan view of the second embodiment shown in FIG. 6 with a part of the sealing member removed;

【図8】図6に示した第2実施例の他の態様を示す断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view showing another aspect of the second embodiment shown in FIG.

【図9】接着部材の縦弾性係数と導電性リードの破壊寿
命の関係を解析した図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an analysis of a relationship between a longitudinal elastic modulus of an adhesive member and a breaking life of a conductive lead.

【図10】接着部材の縦弾性係数と外部端子となるはん
だバンプの破壊寿命の関係を解析した図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an analysis of a relationship between a longitudinal elastic modulus of an adhesive member and a breaking life of a solder bump serving as an external terminal.

【図11】封止部材の縦弾性係数と半導体素子上端部の
応力の関係を解析した図である。
FIG. 11 is a diagram in which a relationship between a longitudinal elastic coefficient of a sealing member and a stress at an upper end portion of the semiconductor element is analyzed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体素子、1a…半導体素子の電極形成面、1b
…半導体素子側面、1c…半導体素子裏面、2…電極、
3…接着部材、3a…接着部材側面、4…シート状部
材、4a…シート状部材側面、5…パターン状リード、
6…リード、7…封止部材、8…外部端子、9…シート
状部材孔部、10…ソルダレジスト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor element, 1a ... Electrode formation surface of a semiconductor element, 1b
... Semiconductor device side surface, 1c ... Semiconductor device back surface, 2 ... Electrode,
3 ... Adhesive member, 3a ... Adhesive member side surface, 4 ... Sheet member, 4a ... Sheet member side surface, 5 ... Pattern lead,
6 lead, 7 sealing member, 8 external terminal, 9 sheet member hole, 10 solder resist.

フロントページの続き (72)発明者 安生 一郎 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 西村 朝雄 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内Continued on front page (72) Inventor Ichiro Yasuo 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Asao Nishimura 5--20, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 In the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の表面を有し少なくとも一つの表面の
周辺部に電極を備えた半導体素子と、外部端子と、前記
電極と外部端子を電気的に接続する導電部材を備えたシ
ート状部材と、シート状部材を半導体素子表面に接着す
るための接着部材と、前記接着部材の弾性係数と同等も
しくはそれ以下の弾性係数であり、前記半導体素子表面
の電極部分であって、該半導体素子の電極形成面と前記
接着部材端面および前記シート状部材の端面とを封止す
る柔軟材からなる封止部材とによって構成した半導体装
置。
1. A sheet-like member comprising: a semiconductor element having a plurality of surfaces and having an electrode on at least one peripheral portion of the surface; an external terminal; and a conductive member for electrically connecting the electrode and the external terminal. And an adhesive member for adhering the sheet-shaped member to the surface of the semiconductor element, an elastic coefficient equal to or less than the elastic coefficient of the adhesive member, and an electrode portion on the surface of the semiconductor element, A semiconductor device including a sealing member made of a flexible material for sealing an electrode forming surface and an end surface of the adhesive member and an end surface of the sheet-shaped member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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