半導体装置およびその製造方法
【課題】両面配線のＴＡＢテープＢＧＡ型半導体装置の配線テープと放熱板との接着面に生ずるボイドの低減
【解決手段】中心部を開口した絶縁性基材１０１の表面に第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂを形成した配線テープ１の裏面に絶縁接着材２及び放熱板３を設ける。基材１０１の開口部内に半導体チップ４を設けチップの外部電極４０１と第１配線１０２Ａをワイヤ５で接続して樹脂６でモールドする。配線テープ１の裏面には第２配線１０３とその周囲を除く領域に、銅メッキ層１０５で覆った接地層１０４を設け基材１０１表面の第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂとビア孔を介して接続する。第２配線１０３と接地層１０４間は２重のメッキ層１０５・１０７をはさんで絶縁体１０８を設ける。
【解決手段】中心部を開口した絶縁性基材１０１の表面に第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂを形成した配線テープ１の裏面に絶縁接着材２及び放熱板３を設ける。基材１０１の開口部内に半導体チップ４を設けチップの外部電極４０１と第１配線１０２Ａをワイヤ５で接続して樹脂６でモールドする。配線テープ１の裏面には第２配線１０３とその周囲を除く領域に、銅メッキ層１０５で覆った接地層１０４を設け基材１０１表面の第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂとビア孔を介して接続する。第２配線１０３と接地層１０４間は２重のメッキ層１０５・１０７をはさんで絶縁体１０８を設ける。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、配線テープに放熱板を接着したテープＢＧＡ（Ball Grid Array ）型の半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＢＧＡ型の半導体装置の一つに、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープのような薄い配線テープを用いたテープＢＧＡ（以下、Ｔ−ＢＧＡと称する）型の半導体装置がある。
【０００３】前記Ｔ−ＢＧＡ型の半導体装置は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、中心部が開口された絶縁性のテープ状基材１０１の第１主面（表側面）に第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂが形成された配線テープ（ＴＡＢテープ）１を設け、前記配線テープ１の第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に、例えば、エポキシ系樹脂のような熱硬化性樹脂からなる絶縁体（接着材）２を介在させて放熱板３を接着し、前記放熱板３の前記配線テープ１の開口部１Ａ内に半導体チップ４を接着し、前記半導体チップ４の外部電極４０１と前記第１配線１０２Ａとがボンディングワイヤ５で接続されており、前記半導体チップ４、ボンディングワイヤ５、及びそれらの接続部をモールド樹脂６により封止した構成になっている。また、前記第１配線の外部接続端子１０２Ｂ上には、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ等からなるボール端子７が接続されている。
【０００４】また、前記Ｔ−ＢＧＡ型の半導体装置では、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１に、例えば、前記テープ基材１０１の第１主面及び第２主面の両方に配線を形成した２メタル構造の配線テープを用いて、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、前記テープ基材１０１の第１主面（表側面）に信号配線等の第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂを設け、前記テープ基材１０１の第２主面（裏側面）に電源配線などの第２配線１０３を設けている。また、前記テープ基材１０１の第２主面に設けられた前記第２配線１０３の周囲の領域を除く領域には、図１３（ａ）に示すように接地電位層（グランド面）１０４が設けられている。前記第２配線１０３及び接地電位層１０４上には銅めっき層（第１めっき層）１０５が設けられており、前記銅めっき層１０５は、前記テープ基材１０１の所定位置に設けられたビア孔により前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂと接続されている。
【０００５】また、前記第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂの接続部分以外の領域は、外部からの汚染物質や傷等から配線を保護するために、例えば、ソルダレジスト（ＳＲ）やフォトソルダレジスト（ＰＳＲ）等の配線保護膜１０６が設けられている。前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂの接続部には、前記第１配線１０２Ａのワイヤボンディング性及び前記外部接続端子１０２Ｂのはんだ接続性をよくするために、例えば、ニッケル（Ｎｉ）めっき層及び金（Ａｕ）めっき層を積層させためっき層（第２めっき層）１０７が形成されている。
【０００６】また、前記２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）では、前記接着剤を貼り付ける際、または前記接着剤を硬化させる際に、各構成材料に残留した酸素もしくは材料を透過した酸素により、接着界面、すなわち第２配線１０３、接地電位層１０４、及びそれらの表面に設けられた銅めっき層１０５の銅表面を酸化させ、酸化スケールの発生につながる事が容易に予測される。酸化スケールそのものは非常に脆弱な酸化物であり、酸化スケール内での剥離が容易に発生するので、装置の信頼性が低下する。そのため、前記第２配線１０３、接地電位層１０４、及び銅めっき層１０５の酸化を防止するために、図１１（ｂ）に示したようなめっき層１０７を設ける必要がある。
【０００７】前記２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）では、ワイヤボンディング性及びはんだ接続性の向上のために、第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂの表面にニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層１０７を形成するため、前記めっき層１０７を形成する際に、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面にもニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層１０７を形成することで、製造工程を増やすことなく安価に、前記第２配線１０３、接地電位層１０４及び銅めっき層１０５の酸化を防ぐことができる。
【０００８】ここで、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面の銅めっき層１０５にめっき層１０７を形成して、その表面を金めっき処理した場合、前記接着剤２との密着性が、銅の場合に比べ一般的に低くなるが、前記接着剤２として用いる材料を適宜選定する事により、信頼性の目安となるピール強度の値２kgf ／cmを十分確保することができる。
【０００９】前記Ｔ−ＢＧＡ型の半導体装置は、装置の小型化にともない、使用する配線テープ１に形成する配線が微細化されるとともに隣り合う配線間の間隔も狭くなってきており、隣り合う配線間での電磁界結合、言い換えると配線間の相互インダクタンスによるノイズの発生が問題になる。このとき、前記配線間で生じるノイズにもっとも影響があるのは、前記配線の大部分を占める信号配線に印加される電圧との電位差が大きい、前記半導体チップ４の動作電圧を供給する電源配線である。そのため、前記テープ基材の前記信号配線（第１配線１０２Ａ）が形成された第１主面の裏側に電源配線（第２配線１０３）を形成し、前記電源配線を信号配線から遠ざけることにより、前記信号配線と電源配線の間の相互インダクタンスによるノイズを低減させている。
【００１０】また、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１の第１主面上に設けられる信号配線間でも、隣り合う配線同士の間隔が狭くなると、共振現象が発生してクロックパルスなどの信号波形が乱れるという問題がある。そのため、図１３（ａ）に示すように、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）の第２主面の、前記第２配線１０３及びその周囲を除く領域に接地電位層（グランド面）１０４を設ける。前記接地電位層（グランド面）１０４には、前記第１配線１０２Ａに流れる電流により発生する磁束を打ち消すような方向に渦電流が流れるので、第１配線１０２Ａの自己インダクタンスや配線間の相互インダクタンス、誘電性クロストークを見かけ上低減することができるので、例えば、前記第１配線（信号配線）１０２に高周波信号が印加される場合などに有効であり、電気信号の信頼性及び信号の伝送速度の高速化を図ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の技術では、２メタル構造の配線テープを用いて、前記配線テープ１の第２配線１０３及び接地電位層（グランド面）１０４上に絶縁体（接着材）２を介して放熱板３を接着するときに、シート状の接着材を用いるため、図１３（ｂ）に示すように、前記第２配線１０３と接地電位層１０４の間にボイド１１ができて空気が残ってしまう。そのため、製造工程中における加熱処理や、製品として使用中に半導体チップ４から生じる熱により、前記ボイド１１内に残った空気が膨張して、前記第２配線１０３の周辺の接着材２が剥離するという問題があった。
【００１２】また、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面のめっき層１０７は、前記接着材２との接着性が必ずしもよくないので、前記第２配線１０３の周辺で接着材２が剥離してクラックが生じると、そのクラックが進行して最終的に配線テープ１と接着材２が剥離してしまうため、装置の信頼性が低下するという問題があった。
【００１３】本発明の目的は、テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面に生じるボイドを低減することが可能な技術を提供することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面での剥離を低減することが可能な技術を提供することにある。
【００１５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明において開示される発明の概要を説明すれば、以下のとおりである。
【００１７】（１）中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第1 主面（表側面）に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを設け、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に絶縁体を介在させて放熱板を設け、前記配線基板の開口部内に半導体チップを設け、前記半導体チップの外部電極と前記第１配線とをボンディングワイヤで接続し、前記半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を樹脂により封止してなる半導体装置において、前記配線テープの前記第２主面に第２配線を設け、前記第２配線及び前記第２配線の周囲を除く領域に接地電位層（グランド面）を設け、前記テープ基材の所定位置に前記第２配線及び接地電位層と前記第１配線及びその外部接続端子を接続する導通ビアを設け、前記第２配線の周囲に、前記第２配線と前記接地電位層の間を絶縁する絶縁体が設けられている半導体装置である。
【００１８】前記（１）の手段によれば、前記第１主面及び第２主面の両面に配線が形成された２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）を用いたＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープの第２配線の周囲に絶縁体を設けて前記第２配線と接地電位層の間を絶縁することにより、前記配線テープの第２主面に絶縁体（接着材）を介して放熱板を接着したときに、前記第２配線と接地電位層の間にボイドができることを防げる。そのため、製造工程中における加熱処理や、使用中に半導体チップから発生する熱でボイドが膨張して前記第２配線と第１絶縁体が剥離することを防げる。また、前記第２配線と絶縁体（接着材）の剥離を低減できるため、配線テープと前記第１絶縁体の接着面での剥離を低減させることができ、装置の信頼性を向上することができる。
【００１９】また、前記２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）では、第２配線１０３及び接地電位層１０４の銅表面の酸化を防ぐためにめっき処理を施す必要がある。前記２メタル構造の配線テープは、第１配線及び外部接続端子の表面にニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層を形成するため、前記めっき層を形成する際に、前記第２配線及び接地電位層の表面にもニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層を形成することで、製造工程を増やすことなく安価に、前記第２配線及び接地電位層の酸化を防ぐことができる。
【００２０】ここで、前記第２配線及び接地電位層にめっき層を形成して、その表面を金めっき処理した場合、前記接着剤との密着性が、銅の場合に比べ一般的に低くなるが、前記接着剤として用いる材料を適宜選定する事により、信頼性を十分確保することができる。
【００２１】（２）中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第１主面（表側面）上に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを形成する配線テープ形成工程と、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に、前記テープ基材の開口部と平面的に重なる位置に開口部を有するフィルム状の絶縁体を配置する絶縁体配置工程と、前記絶縁体の前記配線テープが配置された面と対向する面に放熱板を配置して、前記配線テープと放熱板を接着する放熱板接着工程と、前記放熱板の、前記配線テープの開口部に半導体チップを搭載する半導体チップ搭載工程と、前記半導体チップの外部電極と前記配線テープの配線をボンディングワイヤにより接続する配線接続工程と、前記配線基板の開口部の半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を封止する封止工程とを備える半導体装置の製造方法において、前記配線テープ形成工程は、前記テープ基材の第１主面及び第２主面のそれぞれに導電性薄膜を形成し、前記テープ基材の所定位置に前記第２主面側からビア孔を形成し、前記導電性薄膜上及びビア孔内部に第１めっき層を形成し、前記第２主面上の導電性薄膜をエッチングして、第２配線及び接地電位層（グランド面）を形成し、前記配線テープの中心部に開口部を形成し、前記第１主面上の導電性薄膜をエッチングして、第１配線及びその外部接続端子を形成し、前記第１主面上に、前記第１配線及びその外部接続端子が部分的に露出するように配線保護膜を形成し、前記第１配線及びその外部接続端子の露出面、前記第２配線及び接地電位層表面に第２めっき層を形成し、前記第２配線の周辺に液状の絶縁体を塗布して硬化させ、前記第２配線と接地電位層間を絶縁する。
【００２２】前記（２）の手段によれば、前記第１主面及び第２主面の両面に配線が形成された２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）を形成し、前記２メタル構造の配線テープを用いてＴ−ＢＧＡ型の半導体装置を製造する際に、前記配線テープの第１主面に第１配線、外部接続端子を形成し、前記テープ基材の第２主面に第２配線及び接地電位層（グランド面）を形成した後、前記配線テープの第２配線の周囲に液状の絶縁体を塗布して硬化させることにより、前記第２配線と接地電位層の間を前記絶縁体で埋めることができる。そのため、その後の工程で前記第２配線及び接地電位層上に絶縁体（接着材）を介して放熱板を接着したときに、前記第２配線と接地電位層の間にボイドができないので、製造工程中における加熱処理時のボイドの膨張による前記第２配線と絶縁体（接着材）の剥離を防ぐことができる。
【００２３】また、前記第１配線及び外部接続端子に、部分的にめっき処理を行う際に、前記第２配線及び接地電位層（グランド面）にも同時にめっき処理を行うことで、前記第２配線及び接地電位層の酸化を防ぎ、前記接着材の剥離を防ぐことができる。また、同時にめっき処理をするので製造工程が増えず、製造コストが増大するのを抑えることができる。
【００２４】以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
【００２５】なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号をつけ、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
【発明の実施の形態】（実施例）図１乃至図４は、本発明による一実施例の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は半導体装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図、図２（ａ）は配線テープの第１主面側から見た模式平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の裏面図、図３は図２（ｂ）の部分拡大図、図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ’線での断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ’線での断面図である。なお、図１（ｂ）の断面図では、本実施例の半導体装置の構成を把握しやすくするために平行斜線（ハッチング）を省略して示している。
【００２７】図１乃至図４において、１は配線テープ、１Ａは開口部、１０１はテープ状基材、１０２Ａは第１配線、１０２Ｂは第１配線の外部接続端子、１０３は第２配線、１０４は接地電位層（グランド面）、１０５は銅めっき層（第１めっき層）、１０６は配線保護膜、１０７はめっき層（第２めっき層）、１０８は絶縁体、２は絶縁体（接着材）、３は放熱板、４は半導体チップ、４０１は外部電極、５はボンディングワイヤ、６はモールド樹脂、７はボール端子、８は接着剤である。
【００２８】本実施例の半導体装置は、図１及び図２に示すように、中心部が開口された絶縁性のテープ状基材１０１の第1 主面（表側面）に第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂが形成された配線テープ１と、前記配線テープ１の第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に絶縁体２を介在させて設けられる放熱板３と、前記配線テープ１の開口部１Ａ内に設けられる半導体チップ４と、前記半導体チップ４の外部電極４０１と前記第１配線１０２Ａとを接続するボンディングワイヤ５と、前記半導体チップ４、ボンディングワイヤ５、及びそれらの接続部がモールド樹脂６により封止されており、前記外部接続端子１０２Ｂ上にボール端子７が設けられたテープＢＧＡ（Ｔ−ＢＧＡ）型の半導体装置である。
【００２９】また、本実施例の半導体装置で用いる前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１は、前記配線テープの第１主面及び第２主面の両面に配線が形成された２メタル構造のＴＡＢテープであり、図３及び図４に示すように、前記配線テープ１の前記第２主面に第２配線１０３が設けられ、前記第２配線１０３及び前記第２配線１０３の周囲を除く領域に接地電位層 （グランド面）１０４が設けられている。また、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４は、図４に示すように表面に銅めっき層（第１めっき層）１０５が設けられている。前記銅めっき層１０５は、前記テープ基材１０１の所定位置に設けられたビア孔を介して前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂと接続される。
【００３０】また、前記配線テープ１の第１主面上に形成された第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂの接続部以外の部分は、例えば、ソルダレジスト（ＳＲ）やフォトソルダレジスト（ＰＳＲ）のような配線保護膜１０６により保護されている。
【００３１】また、前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂの接続部には、例えば、ニッケルめっき層および金めっき層を積層しためっき層（第２めっき層）１０７が設けられている。また、前記第２配線１０３及び接地電位層（グランド面）１０４上の銅めっき層１０５の表面にも前記めっき層１０７が形成されている。また、前記第２配線１０３の周囲には、前記第２配線１０３と前記接地電位層１０４の間を絶縁する絶縁体１０８が設けられている。
【００３２】また、前記配線テープ１と放熱板３を接着する絶縁体（接着材）２は、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂などが用いられる。
【００３３】また、前記放熱板３は、前記半導体チップ４で発生する熱を効率良く放熱するとともに、前記配線テープ１の補強材としても機能させるため、例えば、銅（Ｃｕ）等の材料が用いられる。
【００３４】本実施例のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置では、前記配線テープ１の第２配線１０３の周辺は、図３及び図４に示すように、前記第２配線１０３と前記接地電位層１０４の間を絶縁する絶縁体１０８が設けられている。そのため、前記配線テープ１の第２配線１０３及び接地電位層１０４上に前記絶縁体（接着材）２を介して前記放熱板３を接着するときに、前記第２配線１０３と接地電位層１０４の間にボイドが生じないので、例えば、使用中に半導体チップ４から発生する熱でボイドが膨張して前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の接着面の剥離が生じることを防げる。また、前記第２配線１０３及び接地電位層（グランド面）１０４上のめっき層１０７と絶縁体（接着材）２の接着面の接着力が弱い場合でも、前記第２配線１０３部分での剥離を防げ、その剥離部分からのクラックの進行による配線テープ１と絶縁体２が剥離することを防げる。
【００３５】図５乃至図１０は、本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための各製造工程における模式図である。なお、図５（ｂ）、図６、図８（ｂ）、及び図９（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’線での断面に相当する断面図を示している。
【００３６】以下、図５乃至図１０に沿って、本実施例の半導体装置の製造方法について説明する。なお、本実施例で使用する配線テープ（ＴＡＢテープ）１の製造方法は、例えば、文献「Norio Okabe, Yasuhiro Kameyama, Hiroki Tanaka, Katsutoshi Taga, "2 Metal Layer TBGA Tape for High Speed, High Pin Count LSI Packaging", HITACHI CABLE REVIEW, No.16, (August 1997), 49-54 」等に記載されたような、従来の２メタル構造の配線テープの製造方法とほぼ同様であるため、各工程の詳細な説明は省略する。
【００３７】まず、本実施例の半導体装置で使用する２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）を製造するために、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したような、例えば、ポリイミドのような絶縁性のテープ基材の両面に、銅箔等の導電性薄膜１０９Ａ，１０９Ｂが形成された銅箔付きテープ９を準備する。前記銅箔付きテープは、例えば、圧延銅箔をテープ基材１０１の両面に接着剤で張り合わせたものや、例えば、スパッタリングなどで前記テープ基材１０１上に銅を蒸着して薄膜を形成することにより得られる。前記銅箔付きテープ９は細長いテープ状のものであって、図５（ａ）に示したような配線テープ形成領域１’が複数個連続して設けられている。
【００３８】次に、図６（ａ）に示すように、前記銅箔付きテープ９の所定位置に、例えば、炭酸ガスレーザにより、一方の主面（第２主面）からもう一方の主面（第１主面）の導電性薄膜に達するビア孔１０を形成した後、図６（ｂ）に示すように、第２主面全面、及び前記ビア孔１０の側面に第１めっき層として、銅（Ｃｕ）めっき層１０５を形成する。前記銅めっきは、例えば、電解めっき法、もしくは無電解めっき法と電解めっき法を組み合わせた方法で形成する。
【００３９】次に、前記銅箔付きテープ９の第２主面側、言い換えると前記ビア孔１０を開口した面をエッチングして、図６（ｃ）に示すように、第２配線１０３及び前記第２配線１０３の周囲の領域を除く接地電位層（グランド面）１０４を形成する。なお、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４は、例えば、図２（ｂ）に示したようなパターンで形成される。
【００４０】次に、前記配線基板形成領域１’の中央部に、例えば、炭酸ガスレーザ等で、図７（ａ）に示すように、開口部１Ａを形成し、その後、前記導電性薄膜１０９Ａをエッチングして、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂを形成する。なお、図７（ａ）では一部省略しているが、各外部接続端子１０２Ｂは、第１配線１０２Ａと直接、もしくは第２配線等を介して前記開口部１Ａの周囲に引き回されている。
【００４１】次に、図８（ａ）に示すように、前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂを外部からの汚染物質や傷から保護するために、例えば、ソルダレジストやフォトソルダレジストのような配線保護膜１０６を形成する。
【００４２】次に、電解めっき法、無電解めっき法、あるいは電気めっき法などを用いて、図８（ｂ）に示すように、前記第１配線１０２Ａのワイヤボンディング性や外部接続端子１０２Ｂのはんだ接続性をよくするためのめっき層（第２めっき層）１０７を形成する。このとき同時に、前記第２主面の第２配線１０３及び接地電位層１０４上の銅めっき層１０５の表面にも、酸化を防止するためにめっき層１０７を形成する。前記めっき層１０７は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）めっき層及び金（Ａｕ）めっき層を積層して形成する。
【００４３】次に、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、前記第２配線１０３の周辺に、例えば、ソルダレジスト（ＳＲ）のような液状の絶縁体１０８を塗布して硬化させると、本実施例のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置で用いる２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）１が形成される。
【００４４】次に、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、前記配線テープ１の前記第２配線１０３及び接地電位層１０４上に、前記配線テープ１の開口部１Ａと平面的に重なる位置に開口部を有するフィルム状の絶縁体（接着材）２を配置し、前記絶縁体２の前記配線テープ１が配置された面と対向する面に放熱板３を配置して、前記配線テープ１と放熱板３を接着する。このとき、前記絶縁体（接着材）２として、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂などが用いられるため、前記配線テープ１と放熱板３を接着するために加熱処理をするが、前記配線テープ１の第２配線１０３と接地電位層（グランド面）１０４の間は絶縁体１０８で埋められているためボイドがなく、加熱時のボイドの膨張による前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の剥離を防ぐことができる。またこのとき、前記絶縁体（接着材）２は、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４表面の金めっきとの密着性をよくするために、主材料及び添加物の量を適宜調整して、所定の密着信頼性を得られるようにする。
【００４５】次に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、前記放熱板３の、前記配線テープの開口部１Ａ内に半導体チップ４を搭載し、前記半導体チップ４の外部電極４０１と前記配線テープ１の第１配線１０２Ａをボンディングワイヤ５により接続する。
【００４６】その後、前記配線テープ１の開口部１Ａ内の半導体チップ４、ボンディングワイヤ５及びそれらの接続部をモールド樹脂６で封止した後、前記外部接続端子１０２Ｂ上にボール端子７を接続すると、図１乃至図４に示したような、本実施例のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置を得ることができる。またこのときも、前記ボール端子７を接続する際には、加熱して前記ボール端子７を部分的に融解させるが、前記第２配線１０３と接地電位層１０４の間にボイドがないため、前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の剥離を防ぐことができる。
【００４７】以上説明したように、本実施例の半導体装置では、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１の、放熱板３が接着される面に形成される第２配線１０３の周囲に、液状の絶縁体１０５を塗布して硬化させ、前記第２配線１０３と前記第２配線１０３の周囲に設けられる接地電位層（グランド面）１０４の間を前記絶縁体１０５で埋めることにより、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４上にシート状の絶縁体（接着材）２を接着したときに、前記第２配線１０３の周囲にボイドができないようにすることができる。そのため、製造工程中の加熱処理により、前記ボイド内に残った空気が膨張して前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の接着面が剥離することを防げる。また、前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の接着面での剥離が防げるため、前記配線テープ１と絶縁体２の接着面内でのクラックの発生を少なくすることができるので、前記配線テープ１と絶縁体２の剥離による半導体装置の不良を低減することができる。
【００４８】また、前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂ上に、めっき層を形成する際に、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面にも同様のめっき層１０７を形成することで、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の酸化を防げるので、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の酸化による前記接着材２との接着面での剥がれを防げ、半導体装置の不良を防ぐことができる。
【００４９】以上、本発明を、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もちろんである。
【００５０】
【発明の効果】本発明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、以下のとおりである。
【００５１】（１）テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面にボイドが生じることを防ぐことができる。
【００５２】（２）テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面での剥離を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本実施例１の半導体装置で用いる配線テープの概略構成を示す模式図である。
【図３】図２（ｂ）の部分拡大図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’線での模式断面図及びＣ−Ｃ’線での模式断面図である。
【図５】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図６】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図７】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図８】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図９】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１０】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１１】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１２】従来のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【図１３】従来のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 配線テープ（ＴＡＢテープ）
１Ａ 開口部
１０１ テープ状基材
１０２Ａ 第１配線
１０２Ｂ 外部接続端子
１０３ 第２配線
１０４ 接地電位層
１０５ 銅めっき層（第１めっき層）
１０６ 配線保護膜
１０７ めっき層（第２めっき層）
１０８ 絶縁体
１０９Ａ，１０９Ｂ 銅箔
２ 絶縁体（接着材）
３ 放熱板
４ 半導体チップ
４０１ 外部電極
５ ボンディングワイヤ
６ モールド樹脂
７ ボール端子
８ 接着剤
９ 銅箔付きテープ
１０ ビア孔
１１ ボイド
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、配線テープに放熱板を接着したテープＢＧＡ（Ball Grid Array ）型の半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＢＧＡ型の半導体装置の一つに、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープのような薄い配線テープを用いたテープＢＧＡ（以下、Ｔ−ＢＧＡと称する）型の半導体装置がある。
【０００３】前記Ｔ−ＢＧＡ型の半導体装置は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、中心部が開口された絶縁性のテープ状基材１０１の第１主面（表側面）に第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂが形成された配線テープ（ＴＡＢテープ）１を設け、前記配線テープ１の第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に、例えば、エポキシ系樹脂のような熱硬化性樹脂からなる絶縁体（接着材）２を介在させて放熱板３を接着し、前記放熱板３の前記配線テープ１の開口部１Ａ内に半導体チップ４を接着し、前記半導体チップ４の外部電極４０１と前記第１配線１０２Ａとがボンディングワイヤ５で接続されており、前記半導体チップ４、ボンディングワイヤ５、及びそれらの接続部をモールド樹脂６により封止した構成になっている。また、前記第１配線の外部接続端子１０２Ｂ上には、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ等からなるボール端子７が接続されている。
【０００４】また、前記Ｔ−ＢＧＡ型の半導体装置では、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１に、例えば、前記テープ基材１０１の第１主面及び第２主面の両方に配線を形成した２メタル構造の配線テープを用いて、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、前記テープ基材１０１の第１主面（表側面）に信号配線等の第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂを設け、前記テープ基材１０１の第２主面（裏側面）に電源配線などの第２配線１０３を設けている。また、前記テープ基材１０１の第２主面に設けられた前記第２配線１０３の周囲の領域を除く領域には、図１３（ａ）に示すように接地電位層（グランド面）１０４が設けられている。前記第２配線１０３及び接地電位層１０４上には銅めっき層（第１めっき層）１０５が設けられており、前記銅めっき層１０５は、前記テープ基材１０１の所定位置に設けられたビア孔により前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂと接続されている。
【０００５】また、前記第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂの接続部分以外の領域は、外部からの汚染物質や傷等から配線を保護するために、例えば、ソルダレジスト（ＳＲ）やフォトソルダレジスト（ＰＳＲ）等の配線保護膜１０６が設けられている。前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂの接続部には、前記第１配線１０２Ａのワイヤボンディング性及び前記外部接続端子１０２Ｂのはんだ接続性をよくするために、例えば、ニッケル（Ｎｉ）めっき層及び金（Ａｕ）めっき層を積層させためっき層（第２めっき層）１０７が形成されている。
【０００６】また、前記２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）では、前記接着剤を貼り付ける際、または前記接着剤を硬化させる際に、各構成材料に残留した酸素もしくは材料を透過した酸素により、接着界面、すなわち第２配線１０３、接地電位層１０４、及びそれらの表面に設けられた銅めっき層１０５の銅表面を酸化させ、酸化スケールの発生につながる事が容易に予測される。酸化スケールそのものは非常に脆弱な酸化物であり、酸化スケール内での剥離が容易に発生するので、装置の信頼性が低下する。そのため、前記第２配線１０３、接地電位層１０４、及び銅めっき層１０５の酸化を防止するために、図１１（ｂ）に示したようなめっき層１０７を設ける必要がある。
【０００７】前記２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）では、ワイヤボンディング性及びはんだ接続性の向上のために、第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂの表面にニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層１０７を形成するため、前記めっき層１０７を形成する際に、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面にもニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層１０７を形成することで、製造工程を増やすことなく安価に、前記第２配線１０３、接地電位層１０４及び銅めっき層１０５の酸化を防ぐことができる。
【０００８】ここで、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面の銅めっき層１０５にめっき層１０７を形成して、その表面を金めっき処理した場合、前記接着剤２との密着性が、銅の場合に比べ一般的に低くなるが、前記接着剤２として用いる材料を適宜選定する事により、信頼性の目安となるピール強度の値２kgf ／cmを十分確保することができる。
【０００９】前記Ｔ−ＢＧＡ型の半導体装置は、装置の小型化にともない、使用する配線テープ１に形成する配線が微細化されるとともに隣り合う配線間の間隔も狭くなってきており、隣り合う配線間での電磁界結合、言い換えると配線間の相互インダクタンスによるノイズの発生が問題になる。このとき、前記配線間で生じるノイズにもっとも影響があるのは、前記配線の大部分を占める信号配線に印加される電圧との電位差が大きい、前記半導体チップ４の動作電圧を供給する電源配線である。そのため、前記テープ基材の前記信号配線（第１配線１０２Ａ）が形成された第１主面の裏側に電源配線（第２配線１０３）を形成し、前記電源配線を信号配線から遠ざけることにより、前記信号配線と電源配線の間の相互インダクタンスによるノイズを低減させている。
【００１０】また、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１の第１主面上に設けられる信号配線間でも、隣り合う配線同士の間隔が狭くなると、共振現象が発生してクロックパルスなどの信号波形が乱れるという問題がある。そのため、図１３（ａ）に示すように、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）の第２主面の、前記第２配線１０３及びその周囲を除く領域に接地電位層（グランド面）１０４を設ける。前記接地電位層（グランド面）１０４には、前記第１配線１０２Ａに流れる電流により発生する磁束を打ち消すような方向に渦電流が流れるので、第１配線１０２Ａの自己インダクタンスや配線間の相互インダクタンス、誘電性クロストークを見かけ上低減することができるので、例えば、前記第１配線（信号配線）１０２に高周波信号が印加される場合などに有効であり、電気信号の信頼性及び信号の伝送速度の高速化を図ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の技術では、２メタル構造の配線テープを用いて、前記配線テープ１の第２配線１０３及び接地電位層（グランド面）１０４上に絶縁体（接着材）２を介して放熱板３を接着するときに、シート状の接着材を用いるため、図１３（ｂ）に示すように、前記第２配線１０３と接地電位層１０４の間にボイド１１ができて空気が残ってしまう。そのため、製造工程中における加熱処理や、製品として使用中に半導体チップ４から生じる熱により、前記ボイド１１内に残った空気が膨張して、前記第２配線１０３の周辺の接着材２が剥離するという問題があった。
【００１２】また、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面のめっき層１０７は、前記接着材２との接着性が必ずしもよくないので、前記第２配線１０３の周辺で接着材２が剥離してクラックが生じると、そのクラックが進行して最終的に配線テープ１と接着材２が剥離してしまうため、装置の信頼性が低下するという問題があった。
【００１３】本発明の目的は、テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面に生じるボイドを低減することが可能な技術を提供することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面での剥離を低減することが可能な技術を提供することにある。
【００１５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明において開示される発明の概要を説明すれば、以下のとおりである。
【００１７】（１）中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第1 主面（表側面）に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを設け、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に絶縁体を介在させて放熱板を設け、前記配線基板の開口部内に半導体チップを設け、前記半導体チップの外部電極と前記第１配線とをボンディングワイヤで接続し、前記半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を樹脂により封止してなる半導体装置において、前記配線テープの前記第２主面に第２配線を設け、前記第２配線及び前記第２配線の周囲を除く領域に接地電位層（グランド面）を設け、前記テープ基材の所定位置に前記第２配線及び接地電位層と前記第１配線及びその外部接続端子を接続する導通ビアを設け、前記第２配線の周囲に、前記第２配線と前記接地電位層の間を絶縁する絶縁体が設けられている半導体装置である。
【００１８】前記（１）の手段によれば、前記第１主面及び第２主面の両面に配線が形成された２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）を用いたＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープの第２配線の周囲に絶縁体を設けて前記第２配線と接地電位層の間を絶縁することにより、前記配線テープの第２主面に絶縁体（接着材）を介して放熱板を接着したときに、前記第２配線と接地電位層の間にボイドができることを防げる。そのため、製造工程中における加熱処理や、使用中に半導体チップから発生する熱でボイドが膨張して前記第２配線と第１絶縁体が剥離することを防げる。また、前記第２配線と絶縁体（接着材）の剥離を低減できるため、配線テープと前記第１絶縁体の接着面での剥離を低減させることができ、装置の信頼性を向上することができる。
【００１９】また、前記２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）では、第２配線１０３及び接地電位層１０４の銅表面の酸化を防ぐためにめっき処理を施す必要がある。前記２メタル構造の配線テープは、第１配線及び外部接続端子の表面にニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層を形成するため、前記めっき層を形成する際に、前記第２配線及び接地電位層の表面にもニッケルめっき及び金めっきを施してめっき層を形成することで、製造工程を増やすことなく安価に、前記第２配線及び接地電位層の酸化を防ぐことができる。
【００２０】ここで、前記第２配線及び接地電位層にめっき層を形成して、その表面を金めっき処理した場合、前記接着剤との密着性が、銅の場合に比べ一般的に低くなるが、前記接着剤として用いる材料を適宜選定する事により、信頼性を十分確保することができる。
【００２１】（２）中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第１主面（表側面）上に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを形成する配線テープ形成工程と、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に、前記テープ基材の開口部と平面的に重なる位置に開口部を有するフィルム状の絶縁体を配置する絶縁体配置工程と、前記絶縁体の前記配線テープが配置された面と対向する面に放熱板を配置して、前記配線テープと放熱板を接着する放熱板接着工程と、前記放熱板の、前記配線テープの開口部に半導体チップを搭載する半導体チップ搭載工程と、前記半導体チップの外部電極と前記配線テープの配線をボンディングワイヤにより接続する配線接続工程と、前記配線基板の開口部の半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を封止する封止工程とを備える半導体装置の製造方法において、前記配線テープ形成工程は、前記テープ基材の第１主面及び第２主面のそれぞれに導電性薄膜を形成し、前記テープ基材の所定位置に前記第２主面側からビア孔を形成し、前記導電性薄膜上及びビア孔内部に第１めっき層を形成し、前記第２主面上の導電性薄膜をエッチングして、第２配線及び接地電位層（グランド面）を形成し、前記配線テープの中心部に開口部を形成し、前記第１主面上の導電性薄膜をエッチングして、第１配線及びその外部接続端子を形成し、前記第１主面上に、前記第１配線及びその外部接続端子が部分的に露出するように配線保護膜を形成し、前記第１配線及びその外部接続端子の露出面、前記第２配線及び接地電位層表面に第２めっき層を形成し、前記第２配線の周辺に液状の絶縁体を塗布して硬化させ、前記第２配線と接地電位層間を絶縁する。
【００２２】前記（２）の手段によれば、前記第１主面及び第２主面の両面に配線が形成された２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）を形成し、前記２メタル構造の配線テープを用いてＴ−ＢＧＡ型の半導体装置を製造する際に、前記配線テープの第１主面に第１配線、外部接続端子を形成し、前記テープ基材の第２主面に第２配線及び接地電位層（グランド面）を形成した後、前記配線テープの第２配線の周囲に液状の絶縁体を塗布して硬化させることにより、前記第２配線と接地電位層の間を前記絶縁体で埋めることができる。そのため、その後の工程で前記第２配線及び接地電位層上に絶縁体（接着材）を介して放熱板を接着したときに、前記第２配線と接地電位層の間にボイドができないので、製造工程中における加熱処理時のボイドの膨張による前記第２配線と絶縁体（接着材）の剥離を防ぐことができる。
【００２３】また、前記第１配線及び外部接続端子に、部分的にめっき処理を行う際に、前記第２配線及び接地電位層（グランド面）にも同時にめっき処理を行うことで、前記第２配線及び接地電位層の酸化を防ぎ、前記接着材の剥離を防ぐことができる。また、同時にめっき処理をするので製造工程が増えず、製造コストが増大するのを抑えることができる。
【００２４】以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
【００２５】なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号をつけ、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
【発明の実施の形態】（実施例）図１乃至図４は、本発明による一実施例の半導体装置の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は半導体装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線での断面図、図２（ａ）は配線テープの第１主面側から見た模式平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の裏面図、図３は図２（ｂ）の部分拡大図、図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ’線での断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ’線での断面図である。なお、図１（ｂ）の断面図では、本実施例の半導体装置の構成を把握しやすくするために平行斜線（ハッチング）を省略して示している。
【００２７】図１乃至図４において、１は配線テープ、１Ａは開口部、１０１はテープ状基材、１０２Ａは第１配線、１０２Ｂは第１配線の外部接続端子、１０３は第２配線、１０４は接地電位層（グランド面）、１０５は銅めっき層（第１めっき層）、１０６は配線保護膜、１０７はめっき層（第２めっき層）、１０８は絶縁体、２は絶縁体（接着材）、３は放熱板、４は半導体チップ、４０１は外部電極、５はボンディングワイヤ、６はモールド樹脂、７はボール端子、８は接着剤である。
【００２８】本実施例の半導体装置は、図１及び図２に示すように、中心部が開口された絶縁性のテープ状基材１０１の第1 主面（表側面）に第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂが形成された配線テープ１と、前記配線テープ１の第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に絶縁体２を介在させて設けられる放熱板３と、前記配線テープ１の開口部１Ａ内に設けられる半導体チップ４と、前記半導体チップ４の外部電極４０１と前記第１配線１０２Ａとを接続するボンディングワイヤ５と、前記半導体チップ４、ボンディングワイヤ５、及びそれらの接続部がモールド樹脂６により封止されており、前記外部接続端子１０２Ｂ上にボール端子７が設けられたテープＢＧＡ（Ｔ−ＢＧＡ）型の半導体装置である。
【００２９】また、本実施例の半導体装置で用いる前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１は、前記配線テープの第１主面及び第２主面の両面に配線が形成された２メタル構造のＴＡＢテープであり、図３及び図４に示すように、前記配線テープ１の前記第２主面に第２配線１０３が設けられ、前記第２配線１０３及び前記第２配線１０３の周囲を除く領域に接地電位層 （グランド面）１０４が設けられている。また、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４は、図４に示すように表面に銅めっき層（第１めっき層）１０５が設けられている。前記銅めっき層１０５は、前記テープ基材１０１の所定位置に設けられたビア孔を介して前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂと接続される。
【００３０】また、前記配線テープ１の第１主面上に形成された第１配線１０２Ａ及び外部接続端子１０２Ｂの接続部以外の部分は、例えば、ソルダレジスト（ＳＲ）やフォトソルダレジスト（ＰＳＲ）のような配線保護膜１０６により保護されている。
【００３１】また、前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂの接続部には、例えば、ニッケルめっき層および金めっき層を積層しためっき層（第２めっき層）１０７が設けられている。また、前記第２配線１０３及び接地電位層（グランド面）１０４上の銅めっき層１０５の表面にも前記めっき層１０７が形成されている。また、前記第２配線１０３の周囲には、前記第２配線１０３と前記接地電位層１０４の間を絶縁する絶縁体１０８が設けられている。
【００３２】また、前記配線テープ１と放熱板３を接着する絶縁体（接着材）２は、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂などが用いられる。
【００３３】また、前記放熱板３は、前記半導体チップ４で発生する熱を効率良く放熱するとともに、前記配線テープ１の補強材としても機能させるため、例えば、銅（Ｃｕ）等の材料が用いられる。
【００３４】本実施例のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置では、前記配線テープ１の第２配線１０３の周辺は、図３及び図４に示すように、前記第２配線１０３と前記接地電位層１０４の間を絶縁する絶縁体１０８が設けられている。そのため、前記配線テープ１の第２配線１０３及び接地電位層１０４上に前記絶縁体（接着材）２を介して前記放熱板３を接着するときに、前記第２配線１０３と接地電位層１０４の間にボイドが生じないので、例えば、使用中に半導体チップ４から発生する熱でボイドが膨張して前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の接着面の剥離が生じることを防げる。また、前記第２配線１０３及び接地電位層（グランド面）１０４上のめっき層１０７と絶縁体（接着材）２の接着面の接着力が弱い場合でも、前記第２配線１０３部分での剥離を防げ、その剥離部分からのクラックの進行による配線テープ１と絶縁体２が剥離することを防げる。
【００３５】図５乃至図１０は、本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための各製造工程における模式図である。なお、図５（ｂ）、図６、図８（ｂ）、及び図９（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ’線での断面に相当する断面図を示している。
【００３６】以下、図５乃至図１０に沿って、本実施例の半導体装置の製造方法について説明する。なお、本実施例で使用する配線テープ（ＴＡＢテープ）１の製造方法は、例えば、文献「Norio Okabe, Yasuhiro Kameyama, Hiroki Tanaka, Katsutoshi Taga, "2 Metal Layer TBGA Tape for High Speed, High Pin Count LSI Packaging", HITACHI CABLE REVIEW, No.16, (August 1997), 49-54 」等に記載されたような、従来の２メタル構造の配線テープの製造方法とほぼ同様であるため、各工程の詳細な説明は省略する。
【００３７】まず、本実施例の半導体装置で使用する２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）を製造するために、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したような、例えば、ポリイミドのような絶縁性のテープ基材の両面に、銅箔等の導電性薄膜１０９Ａ，１０９Ｂが形成された銅箔付きテープ９を準備する。前記銅箔付きテープは、例えば、圧延銅箔をテープ基材１０１の両面に接着剤で張り合わせたものや、例えば、スパッタリングなどで前記テープ基材１０１上に銅を蒸着して薄膜を形成することにより得られる。前記銅箔付きテープ９は細長いテープ状のものであって、図５（ａ）に示したような配線テープ形成領域１’が複数個連続して設けられている。
【００３８】次に、図６（ａ）に示すように、前記銅箔付きテープ９の所定位置に、例えば、炭酸ガスレーザにより、一方の主面（第２主面）からもう一方の主面（第１主面）の導電性薄膜に達するビア孔１０を形成した後、図６（ｂ）に示すように、第２主面全面、及び前記ビア孔１０の側面に第１めっき層として、銅（Ｃｕ）めっき層１０５を形成する。前記銅めっきは、例えば、電解めっき法、もしくは無電解めっき法と電解めっき法を組み合わせた方法で形成する。
【００３９】次に、前記銅箔付きテープ９の第２主面側、言い換えると前記ビア孔１０を開口した面をエッチングして、図６（ｃ）に示すように、第２配線１０３及び前記第２配線１０３の周囲の領域を除く接地電位層（グランド面）１０４を形成する。なお、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４は、例えば、図２（ｂ）に示したようなパターンで形成される。
【００４０】次に、前記配線基板形成領域１’の中央部に、例えば、炭酸ガスレーザ等で、図７（ａ）に示すように、開口部１Ａを形成し、その後、前記導電性薄膜１０９Ａをエッチングして、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂを形成する。なお、図７（ａ）では一部省略しているが、各外部接続端子１０２Ｂは、第１配線１０２Ａと直接、もしくは第２配線等を介して前記開口部１Ａの周囲に引き回されている。
【００４１】次に、図８（ａ）に示すように、前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂを外部からの汚染物質や傷から保護するために、例えば、ソルダレジストやフォトソルダレジストのような配線保護膜１０６を形成する。
【００４２】次に、電解めっき法、無電解めっき法、あるいは電気めっき法などを用いて、図８（ｂ）に示すように、前記第１配線１０２Ａのワイヤボンディング性や外部接続端子１０２Ｂのはんだ接続性をよくするためのめっき層（第２めっき層）１０７を形成する。このとき同時に、前記第２主面の第２配線１０３及び接地電位層１０４上の銅めっき層１０５の表面にも、酸化を防止するためにめっき層１０７を形成する。前記めっき層１０７は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）めっき層及び金（Ａｕ）めっき層を積層して形成する。
【００４３】次に、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、前記第２配線１０３の周辺に、例えば、ソルダレジスト（ＳＲ）のような液状の絶縁体１０８を塗布して硬化させると、本実施例のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置で用いる２メタル構造の配線テープ（ＴＡＢテープ）１が形成される。
【００４４】次に、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、前記配線テープ１の前記第２配線１０３及び接地電位層１０４上に、前記配線テープ１の開口部１Ａと平面的に重なる位置に開口部を有するフィルム状の絶縁体（接着材）２を配置し、前記絶縁体２の前記配線テープ１が配置された面と対向する面に放熱板３を配置して、前記配線テープ１と放熱板３を接着する。このとき、前記絶縁体（接着材）２として、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂などが用いられるため、前記配線テープ１と放熱板３を接着するために加熱処理をするが、前記配線テープ１の第２配線１０３と接地電位層（グランド面）１０４の間は絶縁体１０８で埋められているためボイドがなく、加熱時のボイドの膨張による前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の剥離を防ぐことができる。またこのとき、前記絶縁体（接着材）２は、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４表面の金めっきとの密着性をよくするために、主材料及び添加物の量を適宜調整して、所定の密着信頼性を得られるようにする。
【００４５】次に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、前記放熱板３の、前記配線テープの開口部１Ａ内に半導体チップ４を搭載し、前記半導体チップ４の外部電極４０１と前記配線テープ１の第１配線１０２Ａをボンディングワイヤ５により接続する。
【００４６】その後、前記配線テープ１の開口部１Ａ内の半導体チップ４、ボンディングワイヤ５及びそれらの接続部をモールド樹脂６で封止した後、前記外部接続端子１０２Ｂ上にボール端子７を接続すると、図１乃至図４に示したような、本実施例のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置を得ることができる。またこのときも、前記ボール端子７を接続する際には、加熱して前記ボール端子７を部分的に融解させるが、前記第２配線１０３と接地電位層１０４の間にボイドがないため、前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の剥離を防ぐことができる。
【００４７】以上説明したように、本実施例の半導体装置では、前記配線テープ（ＴＡＢテープ）１の、放熱板３が接着される面に形成される第２配線１０３の周囲に、液状の絶縁体１０５を塗布して硬化させ、前記第２配線１０３と前記第２配線１０３の周囲に設けられる接地電位層（グランド面）１０４の間を前記絶縁体１０５で埋めることにより、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４上にシート状の絶縁体（接着材）２を接着したときに、前記第２配線１０３の周囲にボイドができないようにすることができる。そのため、製造工程中の加熱処理により、前記ボイド内に残った空気が膨張して前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の接着面が剥離することを防げる。また、前記第２配線１０３と絶縁体（接着材）２の接着面での剥離が防げるため、前記配線テープ１と絶縁体２の接着面内でのクラックの発生を少なくすることができるので、前記配線テープ１と絶縁体２の剥離による半導体装置の不良を低減することができる。
【００４８】また、前記第１配線１０２Ａ及びその外部接続端子１０２Ｂ上に、めっき層を形成する際に、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の表面にも同様のめっき層１０７を形成することで、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の酸化を防げるので、前記第２配線１０３及び接地電位層１０４の酸化による前記接着材２との接着面での剥がれを防げ、半導体装置の不良を防ぐことができる。
【００４９】以上、本発明を、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もちろんである。
【００５０】
【発明の効果】本発明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、以下のとおりである。
【００５１】（１）テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面にボイドが生じることを防ぐことができる。
【００５２】（２）テープ基材の両面に配線が形成された配線テープに接着材を介して放熱板を接着したＴ−ＢＧＡ型の半導体装置において、前記配線テープと接着材の接着面での剥離を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本実施例１の半導体装置で用いる配線テープの概略構成を示す模式図である。
【図３】図２（ｂ）の部分拡大図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’線での模式断面図及びＣ−Ｃ’線での模式断面図である。
【図５】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図６】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図７】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図８】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図９】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１０】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１１】本実施例の半導体装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１２】従来のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【図１３】従来のＴ−ＢＧＡ型の半導体装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 配線テープ（ＴＡＢテープ）
１Ａ 開口部
１０１ テープ状基材
１０２Ａ 第１配線
１０２Ｂ 外部接続端子
１０３ 第２配線
１０４ 接地電位層
１０５ 銅めっき層（第１めっき層）
１０６ 配線保護膜
１０７ めっき層（第２めっき層）
１０８ 絶縁体
１０９Ａ，１０９Ｂ 銅箔
２ 絶縁体（接着材）
３ 放熱板
４ 半導体チップ
４０１ 外部電極
５ ボンディングワイヤ
６ モールド樹脂
７ ボール端子
８ 接着剤
９ 銅箔付きテープ
１０ ビア孔
１１ ボイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第１主面（表側面）に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを設け、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に絶縁体を介在させて放熱板を設け、前記配線基板の開口部内に半導体チップを設け、前記半導体チップの外部電極と前記第１配線とをボンディングワイヤで接続し、前記半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を樹脂により封止してなる半導体装置において、前記配線テープの前記第２主面に第２配線を設け、前記第２配線及び前記第２配線の周囲を除く領域に接地電位層（グランド面）を設け、前記テープ基材の所定位置に前記第２配線及び接地電位層と前記第１配線及びその外部接続端子を接続する導通ビアを設け、前記第２配線の周囲に、前記第２配線と前記接地電位層の間を絶縁する絶縁体が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記請求項１に記載の半導体装置において、前記第２配線及び接地電位層の表面に金（Ａｕ）めっき層が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第１主面（表側面）上に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを形成する配線テープ形成工程と、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に、前記テープ基材の開口部と平面的に重なる位置に開口部を有するフィルム状の絶縁体を配置する絶縁体配置工程と、前記絶縁体の前記配線テープが配置された面と対向する面に放熱板を配置して、前記配線テープと放熱板を接着する放熱板接着工程と、前記放熱板の、前記配線テープの開口部に半導体チップを搭載する半導体チップ搭載工程と、前記半導体チップの外部電極と前記配線テープの配線をボンディングワイヤにより接続する配線接続工程と、前記配線基板の開口部の半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を封止する封止工程とを備える半導体装置の製造方法において、前記配線テープ形成工程は、前記テープ基材の第１主面及び第２主面のそれぞれに導電性薄膜を形成し、前記テープ基材の所定位置に前記第２主面側からビア孔を形成し、前記導電性薄膜上及びビア孔内部に第１めっき層を形成し、前記第２主面上の導電性薄膜をエッチングして、第２配線及び接地電位層（グランド面）を形成し、前記配線テープの中心部に開口部を形成し、前記第１主面上の導電性薄膜をエッチングして、第１配線及びその外部接続端子を形成し、前記第１主面上に、前記第１配線及びその外部接続端子が部分的に露出するように配線保護膜を形成し、前記第１配線及びその外部接続端子の露出面、前記第２配線及び接地電位層表面に第２めっき層を形成し、前記第２配線の周辺に液状の絶縁体を塗布して硬化させ、前記第２配線と接地電位層間を絶縁することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第１主面（表側面）に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを設け、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に絶縁体を介在させて放熱板を設け、前記配線基板の開口部内に半導体チップを設け、前記半導体チップの外部電極と前記第１配線とをボンディングワイヤで接続し、前記半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を樹脂により封止してなる半導体装置において、前記配線テープの前記第２主面に第２配線を設け、前記第２配線及び前記第２配線の周囲を除く領域に接地電位層（グランド面）を設け、前記テープ基材の所定位置に前記第２配線及び接地電位層と前記第１配線及びその外部接続端子を接続する導通ビアを設け、前記第２配線の周囲に、前記第２配線と前記接地電位層の間を絶縁する絶縁体が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記請求項１に記載の半導体装置において、前記第２配線及び接地電位層の表面に金（Ａｕ）めっき層が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】中心部が開口された絶縁性のテープ状基材の第１主面（表側面）上に第１配線及びその外部接続端子が形成された配線テープを形成する配線テープ形成工程と、前記配線テープの第１主面（表側面）と対向する第２主面（裏側面）に、前記テープ基材の開口部と平面的に重なる位置に開口部を有するフィルム状の絶縁体を配置する絶縁体配置工程と、前記絶縁体の前記配線テープが配置された面と対向する面に放熱板を配置して、前記配線テープと放熱板を接着する放熱板接着工程と、前記放熱板の、前記配線テープの開口部に半導体チップを搭載する半導体チップ搭載工程と、前記半導体チップの外部電極と前記配線テープの配線をボンディングワイヤにより接続する配線接続工程と、前記配線基板の開口部の半導体チップ、ボンディングワイヤ、及びそれらの接続部を封止する封止工程とを備える半導体装置の製造方法において、前記配線テープ形成工程は、前記テープ基材の第１主面及び第２主面のそれぞれに導電性薄膜を形成し、前記テープ基材の所定位置に前記第２主面側からビア孔を形成し、前記導電性薄膜上及びビア孔内部に第１めっき層を形成し、前記第２主面上の導電性薄膜をエッチングして、第２配線及び接地電位層（グランド面）を形成し、前記配線テープの中心部に開口部を形成し、前記第１主面上の導電性薄膜をエッチングして、第１配線及びその外部接続端子を形成し、前記第１主面上に、前記第１配線及びその外部接続端子が部分的に露出するように配線保護膜を形成し、前記第１配線及びその外部接続端子の露出面、前記第２配線及び接地電位層表面に第２めっき層を形成し、前記第２配線の周辺に液状の絶縁体を塗布して硬化させ、前記第２配線と接地電位層間を絶縁することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００２−１１８２１７（Ｐ２００２−１１８２１７Ａ）
【公開日】平成１４年４月１９日（２００２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−３１１７２０（Ｐ２０００−３１１７２０）
【出願日】平成１２年１０月５日（２０００．１０．５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年４月１９日（２００２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１０月５日（２０００．１０．５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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